Carboxymethylcellulose Sodium là tá dược gì? Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm 

0
80
Tá dược Carboxymethylcellulose natri
Hình ảnh: Tá dược Carboxymethylcellulose natri

Danh pháp

  • Nhật bản: Carmellose Sodium
  • Anh: Carmellose Sodium
  • Châu Âu: Carmellose Sodium
  • Mỹ: Carboxymethylcellulose Sodium

Tên khác:

Bên cạnh các tên chính thống trong các Dược điển, Carboxymethylcellulose sodium còn có các tên thương mại khác như Akucell; Aqualon CMC; Aquasorb; Blanose; Carbose D; carmellosum natricum; Cel-O-Brandt; cellulose gum; Cethylose; CMC sodium; E466; Finnfix; Glykocellan; Nymcel ZSB; SCMC; sodium carboxymethylcellulose; sodium cellulose glycolate; Sunrose; Tylose CB; Tylose MGA; Walocel C; Xylo-Mucine.

Cấu trúc hóa học

TÍnh chất hóa lý

  • Hình thức: Carboxymethylcellulose natri là các hạt màu trắng hoặc gần trắng, không mùi không vị. Nó rất hút ẩm sau khi được làm khô.
  • Khối lượng riêng tương đối: 0.52 g/cm3
  • Khối lượng riêng biểu kiến: 0.78 g/cm3
  • Hệ số phân bố: pKa= 4.30
  • Nhiệt độ nóng chảy: hóa nâu tại nhiệt độ xấp xỉ 227 độ C, và hóa than tại 252 độ C
  • Độ ẩm: chứa ít hơn 10% ẩm. Tuy nhiên, Carboxymethylcellulose natri là chất hút ẩm và hấp thụ một lượng đáng kể nước tại nhiệt độ 37 độ C với độ ẩm tương đối của môi trường là 80%. Hình dưới biểu thị mối quan hệ giữa độ ẩm hấp thụ, phản hấp thụ của Carboxymethylcellulose natri với độ ẩm môi trường.
Mối quan hệ giữa độ ẩm hấp thụ, phản hấp thụ của Carboxymethylcellulose natri với độ ẩm môi trường
Mối quan hệ giữa độ ẩm hấp thụ, phản hấp thụ của Carboxymethylcellulose natri với độ ẩm môi trường
  • Phổ hồng ngoại: hấp thụ tia IR do đó Carboxymethylcellulose natri có phổ hồng ngoại đặc trưng với các nồng độ hấp thụ cực đại tại các bước sóng 1199. 1386, 1430, 1472, 1885, 1918, 2018, 2085, 2241, 2278, 2310, 2326, 2360, 2402. Hình dưới là phổ hấp thụ hồng ngoại của carboxymethylcellulose.
phổ hấp thụ hồng ngoại của carboxymethylcellulose.
Hình ảnh: Phổ hấp thụ hồng ngoại của carboxymethylcellulose.
  • Độ tan: thực tế không tan trong acetone, ethanol, ether và toluen. Carboxymethylcellulose natri phân tán dễ dàng trong nước tại mọi nhiệt độ và tạo thành dung dịch keo nhớt, trong suốt.
  • Độ nhớt: các dung dịch Carboxymethylcellulose natri có sẵn trên thị trường với các độ nhớt khác nhau. Dung dịch trong nước 1% (khối lượng/ thể tích) có thể tạo ra được độ nhớt từ 5 đến 2000 mPas (từ 5 đến 2000 cP). Tăng độ nhớt tỉ lệ thuận với  nồng độ Carboxymethylcellulose natri. Khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong một thời gian kéo dài sẽ làm depolyme và giảm độ nhớt của hệ. Độ nhớt của Carboxymethylcellulose natri tương đối ổn định trong khoảng pH từ 4 đến 10. Tuy nhiên, pH tối ưu cho Carboxymethylcellulose natri là vùng pH trung tính.

Các tiêu chuẩn trong dược điển:

Carboxymethylcellulose natri có các chuyên luận riêng trong các dược điển của Nhật, châu Âu, và Mỹ với các phép thử về định tính, tính chất đặc trưng, pH dung dịch, cảm quan của dung dịch, độ nhớt, mất khối lượng do làm khô, kim loại nặng, chloride, arsen, sulfate, silicate, natri glycolate, tinh bột, tro sulfate, định lượng (qua ion natri).

Phép thử Dược điển Nhật XV Dược điển châu Âu 6.0 Dược điển Mỹ 32
Định tính + + +
Tính chất + +
pH dung dịch 1% khối lượng/ thể tích 6.0 đến 8.0 6.0 đến 8.0 6.5 đến 8.5
Cảm quan dung dịch + +
Độ nhớt + +
Mất khối lượng do làm khô =< 10.0% =< 10.0% =< 10.0%
Kim loại nặng =< 20 ppm =< 20 ppm =< 0.002%
Chloride =< 0.640% =< 0.25%
Arsen =< 10 ppm
Sulfate =< 0.96%
Silicate =< 0.5%
Natri glycolate =< 0.4%
Tinh bột +
Tro sulfate 20.0 đến 33.3%
Định lượng (ion natri) 6.5 đến 8.5% 6.5 đến 10.8% 6.5 đến 9.5%

Các ứng dụng trong dược phẩm

Trong dược phẩm Carboxymethylcellulose sodium được sử dụng làm tá dược bao, tá dược ổn định, tá dược gây phân tán, tá dược rã cho viên nén và viên nang, tá dược dính, tá dược tăng độ nhớt và chất hấp thụ nước.

Carboxymethylcellulose sodium được ứng dụng rộng rãi trong các công thức thuốc uống hoặc dụng tại chỗ với các tính chất làm tăng độ nhớt. Dung dịch nhớt này được sử dụng để phân tán các tiểu phân cho các thuốc sử dụng đường tiêm, uống, tại chỗ. Carboxymethylcellulose sodium cũng có thể được sử dụng làm tá dược dính trong viên nén, tá dược gây rã và để ổn định nhũ tương.

Với nồng độ cao hơn, từ 3 đến 6% sẽ tạo ra một dung dịch có độ nhớt trung bình, tính chất này được ứng dụng để tạo gel trong các chế phẩm thuốc bột nhão hoặc các dạng thuốc bôi trên da. Do gel carboxymethylcellulose rất dễ mất nước, làm hệ bị khô, nứt. Nên các glycol được bổ sung vào hệ để ngăn chúng không bị khô do mất nước.

Carboxymethylcellulose natri cũng được sử dụng trong các miếng dán dùng qua da, miếng dán vết thương hở và hệ mổ tự dính với khả năng như một chất kết dính niêm mạc và hấp thụ dịch tiết và mồ hôi của lớp biểu bì. Thuộc tính keo dính này là được sử dụng trong các sản phẩm được thiết kế để ngăn ngừa sự kết dính mô sau phẫu thuật, xác định vị trí và kiểm soát động học giải phóng của hoạt chất dùng qua đường niêm mạc, cũng như để sửa chữa xương. Các công thức thuốc được bao bằng carboxymethylcellulose natri có khả năng bảo vệ và phân phối dược chất. Cũng đã có các nghiên cứu về việc sử dụng nó như một chất bảo vệ tế bào.

Carboxymethylcellulose natri cũng được sử dụng trong mỹ phẩm, đồ vệ sinh cá nhân và trong thực phẩm.

Nồng độ sử dụng của Carboxymethylcellulose natri trong các ứng dụng khác nhau được biểu hiện ở bảng dưới:

Ứng dụng Nồng độ sử dụng
Tá dược nhũ hóa 0.25 đến 1.0%
Tá dược tạo gel 3.0 đến 6.0%
Công thức thuốc tiêm 0.05 đến 0.75%
Dung dịch uống 0.1 đến 1.0%
Tá dược dính trong viên nén 1.0 đến 6.0%

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Điều kiện bảo quản carboxymethylcellulose natri
Điều kiện bảo quản carboxymethylcellulose natri

Carboxymethylcellulose natri là một chất ổn định, mặc dù nó là một chất hút ẩm. Trong môi trường có độ ẩm cao, carboxymethylcellulose natri có khả năng hấp thụ một lượng lớn (trên 50%) nước. Trong các viên nén, đặc tính hút ẩm liên quan đến nguy cơ giảm độ cứng và tăng thời gian tan rã.

Dung dịch trong nước ổn định ở pH từ 2 đến 10; kết tủa có thể xảy ra ở pH dưới 2, và độ nhớt của dung dịch giảm nhanh trên pH 10. Nói chung, các dung dịch có độ nhớt và độ ổn định tốt nhất ở pH 7–9. Carboxymethylcellulose natri có thể được tiệt khuẩn bằng phương pháp nhiệt khô ở nhiệt độ 1608C trong 1 giờ. Tuy nhiên, quá trình này có thể dẫn đến làm giảm đáng kể độ nhớt và phá hủy một số đặc tính của dung dịch khác.

Dung dịch trong nước của Carboxymethylcellulose natri có thể được tiệt khuẩn bằng phương pháp nhiệt âm, mặc dù điều này cũng dẫn đến giảm độ nhớt. Sau khi hấp tiệt trùng, độ nhớt sẽ giảm khoảng 25%, tuy nhiên mức giảm này ít hơn đáng kể với các dung dịch được chuẩn bị từ Carboxymethylcellulose natri được tiệt khuẩn bằng nhiệt khô. Mức độ giảm độ nhớt phụ thuộc vào khối lượng phân tử. Phân tử khối lượng cao hơn sẽ có độ nhớt giảm mạnh hơn. Ngoài nhiệt khô hoặc nhiệt ẩm, tiệt trùng bằng tia gamma cũng làm giảm độ nhớt.

Dung dịch trong nước nêu được bảo quản trong thời gian dài cần phải bổ sung các chất bảo quản.

Carboxymethylcellulose natri phải được bảo quản trong các thùng kín ở nơi khô ráo, thoáng mát.

Tính tương hợp

Carboxymethylcellulose natri không tương thích với dung dịch acid mạnh và các dung dịch muối của sắt, các kim loại khác như nhôm, thủy ngân và chì. Nó cũng không tương hợp với gôm xanthan. Tại pH nhỏ hơn 2 hoặc khi trộn lẫn với ethanol 95%, Carboxymethylcellulose natri sẽ bị kết tủa.

Carboxymethylcellulose natri tạo thành phức chất với gelatin và pectin. Nó cũng tạo phức với collagen và có kết tủa khi kết hợp với các protein tích điện âm.

Phương pháp sản xuất

Cellulose kim loại kiềm được sản xuất bằng cách nhúng xenlulozo thu được từ bột gỗ hoặc sợi bông vào dung dịch natri hydroxit. Các xenlulozo kiềm sau đó được phản ứng với natri monoloroaxetat để sản xuất natri carboxymethylcellulose. Natri clorua và natri glycolat là các sản phẩm phụ của quá trình etilen hóa này.

Độ an toàn

Carboxymethylcellulose natri được sử dụng qua đường uống, tại chỗ và các công thức đường tiêm. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong mỹ phẩm, thực phẩm và đồ gia dụng. Carboxymethylcellulose natri được coi là nguyên liệu không độc và không gây kích ứng. Tuy nhiên, đường uống khi sử dụng với lượng lớn Carboxymethylcellulose natri có thể gây ra tác dụng nhuận tràng.

Tổ chức y tế thể giới (WHO) chưa đưa ra một lượng tiêu thụ cụ thể chấp nhận được của  Carboxymethylcellulose natri với vai trò là chất phụ gia thực phẩm. Bởi vì mức độ cần thiết để đạt được tác dụng mong muốn không được coi là nguy hiểm đến sức khỏe. Tuy nhiên, trong các nghiên cứu trên động vật, sử dụng qua da của Carboxymethylcellulose natri được phát hiện là gây ra các phản ứng ứng viêm và trong một số trường hợp sưng tấy có thể xảy ra khi sử dụng đường tiêm.

Quá mẫn và các phản ứng phản vệ đã xuất hiện trong các nghiên cứu trên gia súc và ngựa, khi sử dụng các chế phẩm đường tiêm (vaccin và penicillin) có chứa Carboxymethylcellulose natri.

Nồng độ gây độc trên động vật được quan sát qua đường uống

LD50 (guinea pig, oral): 16 g/kg(31)

LD50 (rat, oral): 27 g/kg

Biện pháp an toàn

Tuân thủ các biện pháp an toàn lao động phù hợp với từng điều kiện và số lượng nguyên liệu sử dụng. Carboxymethylcellulose natri có thể gây kích ứng với mắt, do đó kính bảo hộ được khuyến cáo sử dụng.

Một vài nghiên cứu về Carboxymethylcellulose natri trong dược phẩm

Một nghiên cứu về nghiên cứu về Carboxymethylcellulose natri
Một nghiên cứu về nghiên cứu về Carboxymethylcellulose natri

Tên nghiên cứu: Ảnh hưởng của Carboxymethylcellulose natri và acid fucidic đến đặc tính gel của băng vết thương sử dụng tá dược polyvinyl alcohol.

Nội dung nghiên cứu: mục đích của nghiên cứu này để khảo sát ảnh hưởng của natri cacboxymethylcellulose (Na-CMC) và axit fucidic lên đặc tính của gel đối với băng vết thương có chứa natri fucidate. Các màng hydrogel liên kết ngang được pha chế bằng alcohol polyvinyl (PVA) và natri carboxymethylcellulose (Na-CMC) bằng phương pháp the freeze-thawing method.

Phương pháp: các tính chất gel của chúng như phân đoạn gel, độ trương nở, kiểm tra độ bốc hơi nước, hình thái, độ bền kéo và đặc tính nhiệt đã được nghiên cứu. Thử nghiệm hấp phụ và giải phóng protein trong ống nghiệm cũng được thực hiện.

Kết quả: Na-CMC làm giảm phần gel và độ bền kéo của hydrogel, nhưng làm tăng khả năng trương nở, tốc độ truyền hơi nước, độ đàn hồi và độ xốp của hydrogel. Do đó, băng vết thương được phát triển bằng PVA và Na-CMC dễ sưng hơn, mềm dẻo và đàn hồi hơn so với chỉ với PVA vì tương tác liên kết ngang của nó với PVA. Tuy nhiên, thuốc có ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất gel của hydrogel nhưng không có sự khác biệt đáng kể. Đặc biệt, hydrogel bao gồm 2,5% PVA, 1,125% Na-CMC và 0,2% dược chất có thể cung cấp một mức độ ẩm thích hợp và tích tụ dịch tiết trên vùng vết thương. Do đó, hydrogel chứa natri fucidate này có thể là một ứng cử viên tiềm năng cho việc băng bó vết thương với khả năng tạo hình tuyệt vời.

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 carboxymethylcellulose sodium”

Lim SJ, Lee JH, Piao MG, Lee MK, Oh DH, Hwang du H, Quan QZ, Yong CS, Choi HG. Effect of sodium carboxymethylcellulose and fucidic acid on the gel characterization of polyvinylalcohol-based wound dressing. Arch Pharm Res. 2010 Jul;33(7):1073-81. Link pubmed: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20661718/

Xem thêm:

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here