Tổng quan về viên nén sủi bọt

Do có nhiều bạn hỏi tôi về chủ đề này nên hôm nay tôi xin chia sẻ một bài viết khá cơ bản về viên nén sủi bọt. Bạn hãy giành ít thời gian để tham khảo cũng như bổ sung thêm kiến thức cho mình nhé! Ngoài ra, bạn có thể đọc thêm về hóa học của viên thuốc sủi bọt tại đây.

Đôi nét

Viên sủi là những chế phẩm viên nén không bao có chứa hỗn hợp các dược chất với các chất axit và cacbonat hoặc hydro cacbonat, phản ứng nhanh khi có nước để giải phóng carbon dioxide. Chúng là các dạng bào chế rắn được dự định hòa tan hoặc phân tán trong một cốc nước trước khi dùng.

Viên sủi có các đặc tính cụ thể cho phép hấp thụ nhanh và hòa tan thuốc dự định. Sự sẵn có của các dạng bào chế dựa trên công nghệ sủi bọt đã đạt được nhiều tầm quan trọng với công nghệ của Alka-Seltzer trong những năm 1930. Việc sử dụng rộng rãi các viên sủi đã đạt được do sự thuận tiện của chúng và cũng là sự dễ dàng để chúng có thể được tiêu thụ.

Bài viết này xem xét các nguyên tắc cơ bản của viên sủi, phản ứng sủi bọt, tá dược được sử dụng trong viên sủi, kỹ thuật sản xuất, kiểm tra kiểm soát chất lượng cũng như các ưu điểm và nhược điểm của viên sủi.

Lịch sử

Theo Wikipedia thì vào thế kỷ 17 và 18, các nhà khoa học bắt đầu phát hiện ra các thành phần hóa học và lợi ích sinh lý của các loại muối khác nhau như muối Glauber và muối Epsom. Những muối này được tìm thấy trong suối khoáng, từ thời Đế chế La Mã, đã được sử dụng làm spa chăm sóc sức khỏe, nơi mọi người sẽ đi tắm và uống, khoáng chất – nước phong phú cho sức khỏe của họ. 

Những phát triển này đã dẫn đến những nỗ lực tái tạo các hỗn hợp muối được tìm thấy trong các loại nước khoáng tự nhiên này bằng cách sử dụng các thành phần có sẵn. Trộn các loại muối này – đặc biệt là cacbonat và tartrates – với các hương liệu như chanh thành một hợp chất sủi bọt với axit citric hoặc tartaric tỏ ra đặc biệt phổ biến và tạo ra một cơn sốt cho “muối trái cây” mới. Viên sủi đã được sử dụng như là sản phẩm của ngành công nghiệp dược phẩm và chế độ ăn kiêng trong hơn hai thế kỷ. 

Phản ứng sủi bọt

C6H8O7.H2O+3NaHCO3 (aq) → Na3C6H5O7 + 4H2O + 3CO2 (g) ↑

hay Axit citric + Natri bicarbonat → Natri citrate + Nước + Carbon dioxide

C4H6O6 + 2 NaHCO3→ Na2C4H4O6 + 2H2O + 2CO2 (g) ↑

hay Axit tartaric + Natri bicarbonat → Natri tartrate + Nước + Carbon dioxide

Cơ chế sủi bọt. Nguồn Robert E. Lee

Sủi bọt là sự phát triển của bọt khí (carbon dioxide) từ chất lỏng và là kết quả của phản ứng hóa học giữa axit và bazơ. Phản ứng tiến hành một cách tự nhiên khi các thành phần axit và cacbonat được trộn trong nước, ngay cả với một lượng rất nhỏ làm chất xúc tác. Vì nước là một trong những sản phẩm phản ứng, nó sẽ đẩy nhanh tốc độ phản ứng, dẫn đến khó ngăn chặn phản ứng.

Thuốc có công thức dưới dạng viên sủi

Các loại thuốc được bào chế dưới dạng liều sủi bao gồm:

a. Những người khó tiêu hóa hoặc gây rối loạn dạ dày

Một ví dụ kinh điển là canxi cacbonat, dạng canxi được sử dụng rộng rãi nhất. Trong một viên thuốc hoặc bột thông thường, canxi cacbonat hòa tan trong axit dạ dày và được đưa vào hệ thống tiêu hóa để hấp thụ. Tuy nhiên, khi canxi cacbonat hòa tan, nó giải phóng carbon dioxide, dẫn đến khí dạ dày. 

Mặt khác, khi mọi người già đi, họ có ít axit trong dạ dày và do đó, một viên canxi cacbonat có thể đi qua dạ dày mà không tan. Điều đó, đến lượt nó, có thể dẫn đến táo bón. Tuy nhiên, nếu canxi cacbonat được uống trong công thức sủi bọt, canxi sẽ hòa tan trong nước và sẵn sàng cho cơ thể hấp thụ mà không có nguy cơ khí quá mức trong dạ dày hoặc táo bón.

b. Những người nhạy cảm với pH

Độ pH thấp trong dạ dày có thể khiến các thành phần hoạt động (ví dụ, axit amin và kháng sinh) bị biến tính, mất hoạt động hoặc khiến chúng không hoạt động. Tuy nhiên, các thành phần sủi bọt có thể tạo đệm dung dịch hoạt động với nước để pH dạ dày tăng (trở nên ít axit hơn) và do đó ngăn chặn sự xuống cấp hoặc bất hoạt của hoạt chất. 

Hiệu ứng đệm này (thông qua quá trình cacbon hóa) gây ra việc làm rỗng dạ dày nhanh chóng (thường trong vòng 20 phút) và thời gian lưu trú của thuốc trong dạ dày vì thế sẽ ngắn. Kết quả là sự hấp thụ tối đa của các thành phần hoạt động.

c. Những người cần một liều lượng lớn

Thuốc cần liều lớn có thể được bào chế dưới dạng viên sủi. Một viên thuốc sủi bọt thông thường (đường kính 1 inch, nặng tổng cộng 5 gram) có thể bao gồm hơn 2.000 miligam hoạt chất tan trong nước trong một liều duy nhất. Nếu liều lượng yêu cầu lớn hơn thế, dạng bột là một phương tiện cung cấp phổ biến.

d. Những loại dễ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng, oxy hoặc độ ẩm

Nhiều vitamin rơi vào loại này. Các công thức sủi bọt điển hình có ít hơn 0,5 phần trăm độ ẩm tự do. Để duy trì mức đó và ngăn ngừa thiệt hại khác từ môi trường xung quanh, gói công thức phải là nhôm dày 0,001 inch, ngăn chặn hoàn toàn ánh sáng, oxy và độ ẩm.

Thành phần của viên sủi / tá dược

Ngoài các hoạt chất, viên sủi còn chứa:

1. Thành phần axit

a. Axit citric

Axit citric là một tinh thể mờ, không màu, mờ với vị axit mạnh. Nó là thành phần axit được sử dụng phổ biến nhất, rất dễ dàng và tương đối rẻ tiền. Axit citric tạo ra hương vị giống như cam quýt cho sản phẩm. Nó rất hòa tan trong nước và tan hòa tan trong ethanol.

Axit citric có sẵn trên thị trường ở dạng thực phẩm dạng hạt mịn, chảy tự do (free-flowing), khan và monohydrat. Nó rất hút ẩm. Phải đặc biệt cẩn thận để ngăn chặn sự tiếp xúc và lưu trữ của nó trong khu vực có độ ẩm cao, đặc biệt nếu nó được lấy ra khỏi thùng chứa ban đầu và không được đóng gói lại một cách thích hợp.

b. Axit tartaric

Đây là một tinh thể không mùi, không màu, đơn sắc hoặc bột tinh thể màu trắng (gần như trắng) với hương vị cực kỳ chua. Nó được sử dụng trong nhiều chế phẩm sủi bọt, có sẵn trên thị trường.

Axit tartaric hòa tan hơn axit citric. Nó hòa tan trong ít hơn 1 phần nước và 1 trong 2,5 ethanol. Nó là một axit mạnh như axit citric, nhưng phải được sử dụng nhiều hơn để đạt được nồng độ axit tương đương vì nó là diprotic (có khả năng cho 2 proton H+), trong khi axit citric là triprotic (có khả năng cho 3 proton H+). Axit tartaric bị chảy ở độ ẩm tương đối trên 75%.

c. Axit ascorbic

Đây là một loại bột tinh thể không màu hoặc màu trắng đến màu vàng, không hút ẩm, không mùi, có vị axit mạnh. Nó tan hòa tan trong nước và ethanol nhưng dễ chuyển sang màu tối khi tiếp xúc với ánh sáng. Nó ít hút ẩm hơn axit citric hoặc tartaric.

d. Axit malic

Axit malic là một dạng bột hoặc hạt tinh thể màu trắng hoặc gần như trắng, có mùi nhẹ và vị axit mạnh. Nó hút ẩm và dễ hòa tan. Mặc dù độ bền axit của nó thấp hơn axit citric hoặc tartaric, axit malic cung cấp đủ độ sủi bọt khi kết hợp với nguồn cacbonat. Axit malic cũng có vị tart mịn, không gây khó chịu trong hương vị cũng như vị chua của axit citric.

e. Các nguồn thành phần axit khác

Các nguồn khác của các thành phần axit được sử dụng trong sản xuất viên sủi bao gồm axit fumaric, axit nicotinic, axit acetylsalicylic, axit succinic và adipic, axit anhydrid (ví dụ: axit glutaric anhydride, axit succinic anhydride, v.v.) , natri dihydrogen phosphate, muối axit citrat, vv).

2. Thành phần kiềm hay bazơ

a. Natri bicarbonate

Đây là nguồn kiềm được sử dụng rộng rãi nhất trong các sản phẩm sủi bọt. Nó là một loại bột tinh thể màu trắng, không mùi, có vị mặn, hơi kiềm. Natri bicarbonate có độ ẩm thấp (1% ở độ ẩm tương đối 80%), tạo ra khoảng 52% carbon dioxide theo trọng lượng và hòa tan trong nước (1 trong 11 phần ở 20 ° C) nhưng không hòa tan trong ethanol 96% ở 20°C.

Natri bicarbonate tạo ra một dung dịch rõ ràng sau khi phân rã viên và tạo thành cacbonat khi xử lý bằng nhiệt. Nó có sẵn trên thị trường với năm cấp cỡ hạt khác nhau, từ dạng bột mịn đến dạng hạt đồng nhất chảy tự do (free-flowing).

b. Kali citrat

Kali citrat rất hòa tan trong nước và gần như không hòa tan trong rượu với vị rất mặn. Mỗi g kali citrat (monohydrate) bao gồm khoảng 9,3 mmol kali và 3,08 mmol citrate.

Chúng được sử dụng để thay thế natri bicarbonate trong điều trị nhiễm toan chuyển hóa ở bệnh nhân, chất kiềm hóa nước tiểu và giảm triệu chứng nhiễm trùng đường tiết niệu nhẹ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó có hiệu quả trong việc giảm sự hình thành sỏi thận oxalate và urate và ngăn ngừa mất xương. Vì vậy, các nghiên cứu cho thấy rằng bổ sung kali bằng đường uống ngăn ngừa tăng kali máu từ nó do sự hấp thụ cao từ đường tiêu hóa nhưng chậm. 

c. Các nguồn thành phần kiềm khác

Các nguồn thành phần kiềm khác bao gồm natri cacbonat (hay còn gọi là soda) và natri glycine carbonate. Khi ion natri là không mong muốn hoặc cần phải được giới hạn, như trong trường hợp các sản phẩm kháng axit, trong đó liều lượng phụ thuộc vào lượng natri được khuyến cáo khi uống. Các nguồn kiềm khác có thể được sử dụng bao gồm kali bicarbonate, kali cacbonat và canxi cacbonat.

3. Chất kết dính

Chất kết dính thường là cần thiết trong viên thuốc sủi bọt để đưa độ cứng của viên thuốc đến điểm có thể xử lý. Các chất kết dính này phải hòa tan trong nước. Một chất kết dính nên được sử dụng rất thận trọng vì nó có thể mang độ ẩm tự do vào viên thuốc, điều này là không mong muốn và có thể làm tăng thời gian phân rã khi sử dụng với số lượng lớn. 

Lượng chất kết dính lý tưởng là một chất làm cho viên thuốc đủ cứng để xử lý nhưng đủ mềm để tan rã và đủ khô để ổn định. PEG 6000 ở mức sử dụng 3% có thể được sử dụng làm chất kết dính khô. Tuy nhiên, hầu hết các sản phẩm sủi bọt đều có công thức không có chất kết dính vì nhược điểm của nó là mang độ ẩm tự do vào viên thuốc.

4. Chất chống dính

Trong tất cả các tá dược được tổng hợp thành viên sủi, chất chống dính là một trong những chất quan trọng nhất bởi vì nếu không có vật liệu này, việc sản xuất viên sủi trên thiết bị tốc độ cao sẽ không thể thực hiện được. 

Việc chống dính của quá trình tạo hạt sủi trong lịch sử là trở ngại chính cho một sản phẩm có thể bán được, có thể chấp nhận được một phần do bản chất của nguyên liệu thô được sử dụng và một phần do sự tan rã của viên thuốc nhanh thường được yêu cầu. Nhiều chất là chất chống dính hiệu quả ở nồng độ nhất định nhưng ức chế sự tan rã của viên thuốc ở cùng nồng độ này. Khi nồng độ được hạ xuống để cho phép sự tan rã của viên thuốc, hiệu quả chống dính của các vật liệu này bị mất hoặc giảm đi rất nhiều đến mức chúng không còn hữu ích.

Một chất chống dính hoàn hảo (hoặc tác nhân phụ trợ, nói chung) cho các sản phẩm sủi bọt phải tan trong nước, không độc hại và không vị. Các chất chống dính điển hình như magiê stearate và axit stearic được sử dụng hạn chế do không tan trong nước và do đó, chúng có xu hướng nổi trên bề mặt, tạo ra một vết dầu không hấp dẫn. Điều này đôi khi có thể được khắc phục bằng cách thêm các chất nhũ hóa như lecithin hoặc dioctyl sodium sulfosuccine. 

Hầu hết các công thức phải sử dụng chất chống dính tan trong nước như natri benzoate, polyethylen glycol và axit adipic. Đây là những hiệu quả tối thiểu và phụ thuộc nhiều vào phương pháp tạo hạt được sử dụng. Natri clorua, natri axetat và D, L-leucine (chất chống dính tan trong nước) cũng đã được đề xuất để bôi trơn viên sủi.

5. Chất làm tan

Sự tan rã của viên sủi được tăng cường bởi carbon dioxide được giải phóng trong phản ứng sủi bọt. Các chất làm tan rã thông thường được sử dụng trong các hạt và viên thông thường không được sử dụng trong viên sủi bọt vì các chất tan rã được chọn theo cách mà phải thu được dung dịch trong vòng năm phút sau khi thêm viên thuốc vào ly nước.

6. Chất làm ngọt

Công thức sủi bọt thường chứa chất làm ngọt, ví dụ, sorbitol, sucrose, aspartame hoặc chất làm ngọt tự nhiên khác. Natri saccharin có thể được sử dụng với natri cyclamate theo tỷ lệ 9: 1. Hương vị hòa tan trong nước có thể được thêm vào để che dấu mùi vị khó chịu và làm cho sản phẩm ngon miệng.

7. Chất tạo màu

Thuốc nhuộm hoặc bột màu hồ có thể được đưa vào công thức để tạo ra các dung dịch hoặc sản phẩm có màu. Độ ổn định màu cũng rất quan trọng và do đó, chất tạo màu nên được chọn làm vật liệu khan. Nụ hoa khô, thảo mộc, chiết xuất hoa cúc có thể được sử dụng cho mục đích này.

8. Chất hoạt động bề mặt

Chúng được thêm vào công thức sủi bọt để tăng độ ẩm.

9. Chất chống tạo bọt

Trong một số trường hợp, các chất chống tạo bọt (ví dụ Polydimethylsiloxane) có thể được đưa vào công thức để giảm sự hình thành bọt, và do đó, làm giảm xu hướng thuốc dính vào thành kính trên mực nước.

Lưu ý: Thành phần của dạng bào chế sủi bọt hoặc tá dược được sử dụng trong sản xuất viên sủi được yêu cầu phải có độ ẩm thấp và dễ hòa tan.

Xem tiếp trang sau…