Cellulose Acetate

Danh pháp trong dược điển

Dược điển Anh: Cellulose Acetate
Dược điển Mỹ: Cellulose Acetate
Dược điển châu Âu: Cellulose Acetate

Tên thương mại khác:

Ngoài tên chính thức trong Dược điển Cellulose Acetate còn có các tên gọi khác như Acetic acid, cellulose ester; acetyl cellulose; cellulose diacetate; cellulose triacetate; cellulosi acetas.

Công thức hóa học

Cellulose Acetate là dẫn xuất của cellulose với một phần hoặc tất cả các nhóm hydroxyl được este bằng gốc acetyl. Cellulose Acetate sẵn có với các nhóm có mức độ acetyl hóa, chiều dài chuỗi và khối lượng phân tử khác nhau.

Tính chất hóa lý

Hình thức: cellulose acetate là một chất bột trơn hoặc hạt chảy tốt, có màu trắng (khi hút ẩm thù mất màu). cellulose acetate không mùi không vị hoặc có thể hơi có mùi của acid acetic.
Khối lượng riêng (toàn phần): 0.4 g/ cm3 (với dạng bột)
Nhiệt độ chuyển kính: từ 170 đến 190 độ
Nhiệt độ nóng chảy: chảy lỏng ở nhiệt độ 230 đến 300 độ C
Phổ IR: hấp thụ tia hồng ngoại, có phổ IR đặc trưng với các bước sóng hấp thụ cực đại 1679, 1695, 1743, 1886, 1907, 2134, 2151, 2231, 2252, 2273, 2482. HÌnh dưới là phổ hấp thụ IR của cellulose acetate.

Độ tan: độ tan của cellulose acetate phụ thuộc vào mức độ acetyl hóa. Thông thương cellulose acetate tan trong hỗn hợp dung môi acetone và nước (với tỷ lệ thay đổi), hỗn hợp diclomethan- ethanol, DMF, và dioxane. Tuy nhiên, các cellulose acetate với mức độ acetyl quá cao, việc lựa chọn dung môi sẽ bị giới hạn hơn so với các cellulose acetate có mức độ acetyl hóa thấp hơn.
Độ nhớt: các loại cellulose acetate đã dạng có sẵn trên thị trường cái khác nhau về mức độ polyme hóa và mức độ acetyl hóa. Nó có thể được sử dụng ở nồng độ 10% (khối lượng/ thể tích) trong các dung môi hữu cơ để tạo ra độ nhớt từ 10 đến 230 mPa s (10 đến 230 cP). Việc trộn lẫn các cellulose acetate cũng giúp tạo ra giá trị độ nhớt thích hợp.

Bảng dưới so sánh các loại cellulose acetate về mức độ acetyl hóa, độ nhớt, nhóm hydroxyl, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chuyển kính, khối lượng riêng, khối lượng phân tử:

Loại	Mức độ acetyl hóa	Độ nhớt	% Nhóm hydroxyl tự do	Nhiệt độ nóng chảy	Nhiệt độ chuyển kính	Khối lượng riêng (g/ cm3)	Khối lượng phân tử
CA-320S	32.0	210.0	8.7	230 đến 250	180	1.31	38000
CA-398-3	39.8	11.4	3.5	230 đến 250	180	1.31	30000
CA-398-6	39.8	22.8	3.5	230 đến 250	182	1.31	35000
CA-398-10	39.8	38.0	3.5	230 đến 250	185	1.31	40000
CA-398-30	39.7	114.0	3.5	230 đến 250	189	1.31	50000
CA-394-60S	39.5	228.0	4.0	240 đến 260	186	1.32	60000

Các ứng dụng trong xây dựng công thức và kỹ thuật bào chế

Cellulose Acetate sử dụng làm tá dược bao, tá dược kiểm soát giải phóng, tá dược độn trong công thức viên nén và viên nang.

Cellulose acetat được sử dụng rộng rãi trong các công thức dược phẩm với vai trò kiểm soát giải phóng cũng như che dấu mùi vị.

Cellulose acetat được sử dụng làm lớp bao bán thấm trên viên nén, đặc biệt là trên viên đặt và viên nén giải phóng nhờ bơm thẩm thấu. Ứng dụng này giúp kiểm soát và kéo dài giải phóng các hoạt chất. Màng film Cellulose acetat, kết hợp với các tá dược trong màng bao khác, cũng có khả năng giải phóng từ từ mà không cần phải tạo một lỗ kênh trên lớp bao như các hệ thống bơm thẩm thấu. Màng bao Cellulose acetat và các loại khác các este Cellulose acetat cũng đã được sử dụng để bào chế các vi hạt chứa thuốc kích thước micro với các đặc tính giải phóng có kiểm soát.

Màng Cellulose acetat được sử dụng trong các hệ phân phối thuốc qua da và viên nén bao film cũng như che dấu mùi vị cho chế phẩm. Ví dụ, các hạt paracetamol được phủ một lớp Cellulose acetat trước khi được xử lý để cung cấp viên nén nhai. Các viên nén kiểm soát giải phóng cũng được bào chế với Cellulose acetat- với khả năng làm tá dược dập thẳng. Động học giải phóng thuốc có thể biến đổi bằng cách thay đổi tỷ lệ sử dụng của Cellulose acetat và phối hợp các chất hóa dẻo khác nhau, nhưng được chứng minh là gần như không đổi khí sử dụng cellulose axetat với khối lượng phân tử và sự phân bố kích thước hạt khác nhau.

Trong điều trị, Cellulose acetat đã được sử dụng để điều trị chứng phình động mạch ở não, và quanh tủy sống.

Các tiêu chuẩn trong Dược điển

Cellulose acetat có các chuyên luận riêng trong Dược điển châu Âu và Mỹ với các tiêu chuẩn về định tính, tính chất, mất khối lượng do làm khô, cắn sau phân hủy, acid tự do, kim loại nặng, giới hạn nhiễm vi sinh vật, giới hạn vi sinh vật hiếu khí, giới hạn nấm và định tính.

Bảng dưới so sánh các tiêu chuẩn của Cellulose acetat theo dược điển Mỹ và châu Âu.

Phép thử	Tiêu chuẩn theo dược điển châu Âu phiên bản 6.3	Tiêu chuẩn theo dược điển Mỹ USP 32- NF 27.
Định tính	+	+
Tính chất	+	–
Mất khối lượng do làm khô	=< 5.0%	=< 5.0%
Cắn sau phân hủy	=< 0.1%	=< 0.1%
Acid tự do	=< 0.1%	=< 0.1%
Kim loại nặng	=< 10 ppm	=< 0.001%
Giới hạn vi sinh vật	+	–
Giới hạn vi khuẩn hiếu khí	=< 10^3 cfu/g	–
Giới hạn nấm	=< 10^2 cfu/ g	–
Định tính	29.0 đến 44.8%	29.0 đến 44.8%

Độ ổn định

Cellulose acetate ổn định nếu được bảo quản trong bao bì kín trong điều kiện khô ráo và thoáng mát. Cellulose acetate bị thủy phân chậm dưới các điều kiện bất lợi kéo dài như nhiệt độ và độ ẩm cao. Khi bị thủy phân sẽ làm gia tăng hàm lượng axit tự do và mùi của axit axetic.

Tính an toàn

Cellulose acetate được cho phép sử dụng rộng rãi trong các công thức dược phẩm. Nó được coi là nguyên liệu không gây độc và không gây kích ứng.

Tính tương hợp

Cellulose acetate không tương thích với các cơ chất có tính acid hoặc bazơ mạnh. cellulose acetate tương thích với các chất hóa dẻo sau diethyl phthalate, polyethylene glycol, triacetin và triethyl citrate

Phương pháp sản xuất

Cellulose acetate được sản xuất từ cellulose đã được tinh chế cao bằng cách xử lý với các chất xúc tác acid và tác nhân acetyl hóa là acetic anhydride.

Biện pháp bảo hộ lao động

Tuân thủ các biện pháp an toàn lao động thích hợp với từng hoàn cảnh và lượng nguyên liệu sử dụng. Bụi của Cellulose acetate có thể gây kích ứng đến mắt và do đó kính bảo hộ nên được sử dụng trong các trường hợp này. Cũng như các nguyên liệu hữu cơ khác có khả năng gây ra các vụ nổ. Cellulose acetate cũng là một chất dễ bắt lửa.

Công thức Dược phẩm chứa tá dược Cellulose acetate

Viên nén kiểm soát giải phóng glipizide 10 mg:

Công thức:

Công thức viên nhân:

Glipizid 10 mg
Lactose anhydrous
Magnesium stearate
Hypromelloses
Propylen glycol
Sodium chloride
Sodium starch glycolate type A corn

Công thức màng bao:

Butylated hydroxytoluene,
Cellulose acetate,
Silicon dioxide,
Glyceryl monostearate,
Methacrylic acid – methyl methacrylate copolymer (1:2),
Polyethylene glycol,
Polysorbate 80,
Propylene glycol,
Ferrosoferric oxide,
Titanium dioxide,
Triacetin

Vai trò các thành phần trong công thức:

Dược chất: Glipizid được sử dụng để điều trị đái tháo đường type 2 và nó thuộc nhóm sulfonylurea.
Lactose anhydrous : tá dược độn, giúp làm tăng khối lượng viên, tăng kích thước cho viên do dược chất sử dụng quá ít chỉ 10 mg. Nó cũng có khả năng trơn chảy và chịu nén tốt.
Sodium starch glycolate type A corn: tá dược siêu rã, cải thiện độ rã cho viên. Sau khi màng bao được ăn mòn, tá dược này sẽ giúp viên rã ra và giải phóng glipizid.
Hypromellose: là một loại HPMC, trong trường hợp này được sử dụng làm tá dược dính, tạo hạt để tăng độ kết dính, độ trơn chảy và chịu nén của khối bột để giúp đạt các tiêu chuẩn về độ bền cơ học, đồng đều khối lượng, hàm lượng… Tuy nhiên, tá dược này có nhược điểm làm ảnh hưởng đến độ rã, do đó làm chậm giải phóng dược chất khi màng bao rã ra.
NaCl: là tác nhân tạo kênh, tạo áp suất thẩm thấu bên trong viên, giúp kiểm soát giải phóng dược chất.
Magnesium stearate: tá dược trơn, giúp cải thiện độ chảy cho khối bột, chống dính chày cối và giảm ma sát với thiết bị. Tá dược này đảm bảo độ đồng đều khối lượng và hàm lượng cho viên nhân.
Propylene glycol: được sử dụng làm dung môi hòa tan HPMC để tạo tá dược dính lỏng.
Cellulose acetate và methacrylic acid – methyl methacrylate copolymer (1:2): là polyme cho màng bao. Việc phối hợp 2 polyme này giúp tạo ra đặc tính về kiểm soát giải phóng tốt, bảo vệ và che dấu mùi vị của viên nhân.
Chất hóa dẻo: Butylated hydroxytoluene, Triacetin và PEG. Giảm nhiệt độ chuyển kính của polyme, tạo ra màng film có đặc tính dẻo dai, không bị khô nứt khi được bảo quản ở nhiệt độ thường. Việc phối hợp 3 chất hóa dẻo này, giúp tăng khả năng hóa dẻo và đồng thời tạo ra độ tương thích thích hợp giữa polyme và chất hóa dẻo. Do đó hiệu quả bao sẽ tốt hơn.
PG: dung môi để hòa tan polyme và phân tán các thành phần khác.
Sắt oxit: tạo màu cho màng bao
Titan oxit: tạo màu và cản quan cho màng, bảo vệ viên nhân và độ tăng độ đẹp của viên.
Tween 80 và glyceryl monostearate: chất diện hoạt giúp tăng thấm và phân bố đồng đều của các thành phần không tan trong dịch bao. Nó cũng giúp phân bố đều, tăng thấm của dịch bao lên viên nhân.

Các nghiên cứu chứa tá dược Cellulose acetate

Tên nghiên cứu: Màng sợi nano Cellulose acetate trong các hệ kháng khuẩn.

Tác giả: Zhipeng Ma 1 2, Xinghuan Lin 1, Xuehong Ren 1

Tổng quan: nguyên liệu kháng khuẩn N-halamine đã được nghiên cứu rộng rãi trong vài thập kỷ qua do khả năng bất hoạt tính nhanh chóng của chúng đối với một loạt vi khuẩn và khả năng hồi tính. Các sợi nano Electrospun chứa N-halamin đã thu hút được sự chú ý lớn vì khả năng kháng khuẩn được tăng cường độ diện tích bề mặt riêng lớn. Các bằng sáng chế về sợi nano electrospun như (US20080679694), (CN2015207182871) đã giúp ích trong phương pháp điều chế các sợi nano này.

Phương pháp nghiên cứu: Trong nghiên cứu này, một tiền chất N-halamine mới, 3- (3′-Chloro-propyl) -5,5-dimethylimidazolidine- 2,4-dione (CPDMH), đã được tổng hợp. Sợi nano Electrospun kháng khuẩn Cellulose Acetate (CA) được chế tạo thông qua việc kết hợp CPDMH (như một tác nhân kháng khuẩn) vào sợi CA bằng phương pháp quay điện bong bóng. Hình thái bề mặt của màng sợi nano CA / CPDMH được quan sát bởi Kính hiển vi điện tử quét (SEM).

Kết quả: Màng sợi được khử trùng bằng clo (CA / CPDMH-Cl) thể hiện hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả đối với 100% các tụ cầu vàng và E. coli O157: H7 trong vòng 1 phút và 5 phút tương ứng. Màng sợi nano CA / CPDMH-Cl cho thấy độ ổn định lưu trữ tốt trong bóng tối và độ bền cao khi tiếp xúc với tia UVA. Trong khi đó, việc giải phóng clo hoạt tính từ các màng sợi nano này được cho là ổn định và an toàn. Bên cạnh đó, việc bổ sung CPDMH có thể cải thiện tính chất cơ học cho sợi, và quá trình khử trùng bằng clo rõ ràng không ảnh hưởng đến độ bền và độ kéo dài.

Kết luận: CPDMH có thể mang lại cho các sợi nano electrospun CA các đặc tính kháng khuẩn mạnh, kéo dài và có thể phục hồi. Nó tạo ra một phương pháp liên tục và hiệu quả cho các ứng dụng chăm sóc sức khỏe.

Tài liệu tham khảo

Raymond C Rowe, Paul J Sheskey and Siân C Owen , Sổ tay tá dược “Handbook of Pharmaceutical Excipients” chuyên luận “Tá dược Cellulose acetat”

Ma Z, Lin X, Ren X. Cellulose Acetate Nanofibrous Membranes for Antibacterial Applications. Recent Pat Nanotechnol. 2019;13(3):181-188. doi: 10.2174/1872210513666190603084519. PMID: 31161999.

Link: https://www.drugs.com/imprints/c-746-25764.html

Xem thêm: