Ethanol là tá dược gì? Ứng dụng của nó trong sản xuất dược phẩm

Tá dược Ethanol
Tá dược Ethanol

Danh pháp

Ethanol có 2 tên chính thức là ethanol (Dược điển anh, Nhật, châu Âu) và alcohol (Dược điển Mỹ). Ngoài ra, nó còn có một số tên gọi khác như ethanolum (96%), ethyl alcohol; ethyl hydroxide; grain alcohol; methyl carbinol

Cấu trúc phân tử

C2H6O: gồm 1 nhóm Hydroxyd liên kết với mạch gồm 2 hydrocarbon. Chính nhóm OH này tạo ra các tính chất đặc trưng của ethanol.

Cấu trúc phân tử của Ethanol
Cấu trúc phân tử của Ethanol

Hình thức

Là chất lỏng dễ bay hơi, trong suốt, không màu, hơi có mùi nhẹ, có vị cay nóng, và rất dễ cháy.

Các tính chất đặc trưng

  • Khả năng kháng khuẩn: ethanol có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn trong các dung dịch lỏng với nồng độ sử dụng trong khoảng từ 60 đến 95% (thể tích/ thể tích); nồng độ kháng khuẩn tối ưu là 70 %. Hoạt tính kháng khuẩn được tăng cường khi môi trường có bổ sung acid edetic hoặc muối của edetate. Ethanol bị bất hoạt khi có sự hiện diện của các chất hoạt động bề mặt không ion hóa và gần như không có hoạt tính chống lại các bào tử của vi khuẩn.
  • Điểm sôi: 78.15 độ C
  • Điểm bắt lửa: 14 độ C
  • Dễ cháy: có khả năng cháy cao, khi cháy tạo ngọn lửa màu xanh, không mùi.
  • Hấp thụ tia hồng ngoại do có nhóm chức -OH.
  • Độ tan: Có thể trộn lẫn với cloroform, ete, glycerin và nước (khi tăng nhiệt độ  hoặc nồng độ).
  • Khối lượng riêng: từ 0.8119 đến 0.8139 tại nhiệt độ 20 độ C.

Các tiêu chuẩn trong dược điển

Chuyên luận của ethanol có trong dược điển các nước như Nhât (XV), châu Âu 6.0 và Mỹ (USP 32) trên các chỉ tiêu định tính, tính chất, khối lượng riêng, chỉ số acid hoặc kiềm; độ trong và màu sắc của dung dịch; phần trăm không bay hơi, tạp bay hơi; hấp thụ quang; định lượng.

Chỉ tiêuDược Điển Nhật XVDược điển châu Âu 6.0Dược điển Mỹ 32
Định tính+++
Tính chất+
Khối lượng riêng0.809–0.8160.805–0.8120.812–0.816
Độ acid, kiềm+++
Độ trong và màu của dung môi+++
Khối lượng không bay hơi=< 2.5 mg=< 25 ppm=< 2.5 mg
Tạp bay hơi+++
Hấp thụ quang tại bước sóng:+++
240 nm=< 0.40=< 0.40=< 0.40
250 nm=< 0.30=< 0.30=< 0.30
270 đến 340 nm=< 0.10=< 0.10=< 0.10
Định lượng95.1–96.9%95.1–96.9%92.3–93.8% theo khối lượng và

94.9–96.0%

Theo thể tích

Ứng dụng của Ethanol

Ứng dụng của Ethanol
Ứng dụng của Ethanol

Ethanol được sử dụng làm chất bảo quản, khử trùng, làm dung môi và chất gây thấm qua da.

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

Ethanol được sử dụng rộng rãi trong cả dược phẩm và mỹ phẩm với nồng độ sử dụng khác nhau từ 1% đến 90%. Mặc dù, ethanol được sử dụng phổ biến với vai trò là dung môi (để hòa tan các dược chất khó tan trong nước), nó cũng được áp dụng làm các chất khử trùng và chất bảo quản trong các dung dịch thuốc hoặc mỹ phẩm. Dung dịch ethanol sử dụng tại chỗ có thể được sử dụng trong các hệ mang thuốc cho da với vai trò là chất tăng thấm. Ethanol cũng được sử dụng trong xây dựng các công thức thuốc qua da như là một chất đồng diện hoạt.

Các ethanol được sử dụng để pha dung dịch các tá dược dính trong quá trình tạo hạt để giảm ảnh hưởng của nhiệt và nước với các dược chất kém bền, do khả năng bay hơi nhanh và hạn chế thủy phân.

Bảng dưới đây là nồng độ sử dụng của ethanol trong các công thức:

Vai tròNồng độ (% thể tích/ thể tích)
Chất bảo bảo>= 10%
Chất sát khuẩnTừ 60 đến 90%
Dung môi chiết xuất trong sản xuất dược chất từ tự nhiênTrên 85%
Dung môi trong bao filmPhân bố rất rộng từ 1% đến ethanol tuyệt đối
Dung môi trong các dung dịch tiêmPhân bố rất rộng từ 1% đến ethanol tuyệt đối
Dung môi trong chất lỏng uốngPhân bố rất rộng từ 1% đến ethanol tuyệt đối
Dung môi cho các sản phẩm tại chỗTừ 60 đến 90%

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Dung dịch của ethanol có thể được tiệt khuẩn bằng phương pháp nhiệt ẩm hoặc bằng phương pháp lọc. Chúng nên được bảo quản trong các dụng cụ kín chắn khí và trong điều kiện mát.

Tính tương hợp

Trong các môi trường có tính acid, các dung dịch ethanol có thể phản ứng mạnh với các chất gây phản ứng oxi hóa. Việc trộn lẫn với các chất kiềm có thể làm sẫm màu dung dịch do các phản ứng với một lượng nhỏ các tạp aldehyd. Các muối hoặc chất keo hữu cơ bị kết tủa hoặc tách pha trong các dung dịch có chứa ethanol. Các dung dịch chứa ethanol cũng không tương thích với các bao bì nhôm và có khả năng tương tác với một vài dược chất.

Phương pháp sản xuất

Ethanol được sản xuất bằng phương pháp lên men có kiểm soát từ các nguồn glucose như tinh bột, đường hoặc carbohydrat khác nhờ enzym. Dịch lỏng sau lên men có hàm lượng ethanol là 15%, và có thể tạo được ethanol 95% bằng phương pháp cất phân đoạn.

Ethanol cũng có thể được pha chế bằng các phương pháp tổng hợp từ các aldehyd, cellulose…

Độ an toàn

Ethanol tuyệt đối và dung dịch ethanol được sử dụng rộng rãi trong các công thức dược phẩm hoặc mỹ phẩm. Nó cũng được sử dụng trong các nước uống có cồn.

Các đồ uống có cồn
Hình ảnh: Các đồ uống có cồn

Ethanol được hấp thu nhanh chóng từ đường tiêu hóa và hơi của ethanol có thể qua đường hô hấp và vào tuần tuần hoàn. Trong cơ thể, ethanol được chuyển hóa chính tại gan để thành acetaldehyd. Chất này sau đó được oxy hóa tạo thành acetat.

Ethanol là một chất ức chế thần kinh trung ương. Với một lượng nhỏ đến vừa có thể dẫn đến các triệu chứng của say rượu bao gồm mất phối hợp cơ, khiếm thị, nói lắp, vv. Uống phải một lượng cao hơn có thể gây ra rối loạn hành động, hôn mê, hạ thân nhiệt, hạ đường huyết, hôn mê, suy hô hấp và trụy tim mạch. Nồng độ cồn trong máu gây chết người thường được ước tính là 400–500 mg / 100 mL.

Mặc dù triệu chứng của say ethanol luôn được suốt hiện sau khi sử dụng một lượng nhất định các đồ uống chứa ethanol. Do đó, các sản phẩm dược phẩm trong công thức có ethanol, khi sử dụng với một lượng lớn có thể gây ra các phản ứng nghiêm trọng của say rượu. Ở Mỹ, nồng độ tối đa của ethanol  trong các thuốc OTC là 10% (thể tích/ thể tích) khi dùng cho những người từ 12 tuổi trở lên và 5% cho trẻ em từ 6 đến 12 tuổi; 0.5% với những trẻ em dưới 6 tuổi.

Các chế phẩm dùng đường tiêm có chứa trên 50% hàm lượng ethanol (loại 95 hoặc 96%) cũng đã được xây dựng. Tuy nhiên, tại các nồng độ này có thể gây ra các cơn đau khi tiêm bắp. Nồng độ thích hợp để tiêm là từ 5 đến 10% (thể tích/ thể tích). Các thuốc tiêm qua da của ethanol (95%) cũng gây ra các phản ứng đau đáng kể. Nếu vị trí tiêm các chế phẩm này gần các dây thần kinh, các biến chứng viêm hoặc thoái hóa dây thần kinh vị trí này có thể xảy ra. Chính các tác dụng này mà ethnol được áp sử dụng trong gây tê với các trường hợp đau nặng mặc dù việc sử dụng ethanol để khóa dẫn truyền thần kinh là chống chỉ định. Liều 1ml ethanol có thể được sử dụng trong mục đích này.

Các chế phẩm với hàm lượng ethanol trên 50% có thể gây ra các kích ứng da khi được bôi tại chỗ.

Các thử nghiệm nồng độ gây độc của ethanol trên động vật:

  • LD50 (mouse, IP): 0.93 g/kg(16)
  • LD50 (mouse, IV): 1.97 g/kg
  • LD50 (mouse, oral): 3.45 g/kg
  • LD50 (mouse, SC): 8.29 g/kg
  • LD50 (rat, IP): 3.75 g/kg
  • LD50 (rat, IV): 1.44 g/kg
  • LD50 (rat, oral): 7.06 g/kg

Các biện pháp bảo hộ khi thao tác với ethanol

Sử dụng các biện pháp an toàn thích hợp phụ thuộc vào điều kiện hoàn cảnh và lượng ethanol thao tác. Ethanol và các dung dịch của nó nên được thao tác trong một môi trường thoáng khí tốt. Ở Anh, những ca làm việc kéo dài trên 8 giờ, yêu cầu nồng độ ethanol trong môi trường là dưới 1000 ppm. Ethanol có khả năng gây kích ứng trên mắt và niêm mạc. Do đó, găng tay và kính bảo hộ được khuyến cáo sử dụng. Ethanol có khả năng cháy nổ cao, do đó khi gia nhiệt cần hết sức cẩn trọng. Bể chứa ethanol khi di chuyển nên được nối đất để tránh đánh lửa từ phóng điện khi vận chuyển etanol.

Một vài nghiên cứu sử dụng ethanol trong dược phẩm hoặc mỹ phẩm

Nghiên cứu về ảnh hưởng của ethanol với các tá dược siêu rã và độ rã của các viên nén
Nghiên cứu về ảnh hưởng của ethanol với các tá dược siêu rã và độ rã của các viên nén

Tên nghiên cứu: các ảnh hưởng của ethanol với các tá dược siêu rã và độ rã của các viên nén.

Các tác giả: Lorina Bisharat 1, Hatim S AlKhatib 1, Suha Muhaissen 1, Julian Quodbach 2, Anaheed Blaibleh 3, Marco Cespi 4, Alberto Berardi 5

Nội dung nghiên cứu: độ rã của một viên nén giải phóng ngay xuất phát từ hàm lượng các tá dược rã sử dụng trong công thức. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học nghiên cứu ảnh hưởng của ethanol trên độ rã và mức độ rã của viên nén. Có 3 tá dược siêu rã thông thường được sử dụng với các tên thương mại như sodium starch glycolate (SSG), crospovidone (PVPP) and croscarmellose sodium (CCS). cả 3 tá dược này được nghiên cứu riêng biệt và được phối hợp với dicalci phosphat (tá dược độn) trong công thức viên nén chứa dược chất cụ thể.

Kết quả: nồng độ cao của ethanol trong nước (khoảng 40%) làm giảm kích thước trương nở (rã) của 3 tá dược siêu rã so với môi trường nước. Ảnh hưởng này của ethanol là lớn nhất với natri starch glycolate, sau đó đến natri crosscarmellose và thấp nhất là cospovidon. Ngoài ra, sự hiện diện của ethanol trong môi trường còn ảnh hưởng đáng kể thời gian rã của các viên nén chứa nhờ việc tác dụng cả trên khả năng rã cũng như độ tan của dược chất. Cho ví dụ, thời gian rã của các viên nén chứa theophylline được bào chế natri starch glyconate tăng lên 8.1 lần trong môi trường nước chứa 40% ethanol so với chỉ có nước.

Kết luận: nghiên cứu này đã chỉ ra rằng, sự tồn tại của ethanol trong môi trường ảnh hưởng đáng kể đến hiện tượng rã của viên nén, cũng như các chế phẩm thuốc rắn khác. Do đó, khi sử dụng đồng thời viên nén và các thức uống có cần cần được cân nhắc thận trọng, do có thể làm giảm hiệu quả điều trị. Các nghiên cứu khác nên được hiện để chứng minh kết quả này. Cũng trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, crosspovidon ít bị ảnh hưởng nhất bởi ethanol.

Tài liệu tham khảo

Bisharat L, AlKhatib HS, Muhaissen S, Quodbach J, Blaibleh A, Cespi M, Berardi A. The influence of ethanol on superdisintegrants and on tablets disintegration. Eur J Pharm Sci. 2019

Raymond C Rowe, Paul J Sheskey and Siân C Owen , Sổ tay tá dược “excipient” chuyên luận “acid ascobic”

Tham khảo thêm một số loại tá dược:

Vitamin C là tá dược gì? Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Ứng dụng của tá dược Vitamin E trong xây dựng công thức và kỹ thuật bào chế

Witepsol là tá dược gì? Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Sáp Candelilla là tá dược gì? Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm

Ngày viết:
Dược sĩ Phạm Chiến là sinh viên K71 trường Đại Học Dược Hà Nội. Anh theo học chuyên ngành Công nghiệp dược. Đam mê của anh là có thể xây dựng và tối ưu các công thức bào chế để đem lại hiệu quả sản phẩm cao nhất tới người dùng.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây