Viên Nang Là Gì? Cấu Trúc Kỹ Thuật Bào Chế Chuẩn

Viên nang (capsule) là một trong những dạng thuốc rắn đường uống phổ biến nhất trong y học hiện đại. Với cấu trúc vỏ bọc tiện dụng, viên nang không chỉ giúp che giấu mùi vị khó chịu mà còn bảo vệ dược chất, cải thiện khả năng hấp thu và hỗ trợ kiểm soát giải phóng thuốc. Vậy viên nang có những loại nào? Được sản xuất theo kỹ thuật ra sao? Bài viết này từ chothuoctphcm.com sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn.

1. Viên nang (Capsules) là gì?

Viên nang là một dạng bào chế rắn, trong đó dược chất hoặc hỗn hợp dược chất cùng tá dược được chứa trong một vỏ nang làm từ gelatin, tinh bột, hoặc các polymer khác như hydroxypropyl methylcellulose (HPMC). Vỏ nang có vai trò bảo vệ dược chất khỏi các yếu tố môi trường như ánh sáng, độ ẩm, và không khí, đồng thời che giấu mùi vị khó chịu, cải thiện tính tuân thủ điều trị của bệnh nhân. Viên nang có thể được sử dụng qua đường uống, hoặc trong một số trường hợp qua các đường khác như đặt âm đạo hoặc trực tràng. Dạng bào chế này được ưa chuộng trong dược phẩm vì tính linh hoạt, khả năng tùy chỉnh liều lượng, và phù hợp với nhiều loại dược chất (bột, hạt, chất lỏng, hoặc dầu).

2. Các loại thuốc viên nang

2.1 Nang tinh bột

• Thành phần: Vỏ nang làm từ tinh bột (ngô, khoai tây) hoặc HPMC, đôi khi kết hợp với chất hóa dẻo (sorbitol, glycerin) để tăng độ dẻo.

• Đặc điểm: Không chứa gelatin, phù hợp cho người ăn chay, dị ứng gelatin, hoặc theo yêu cầu tôn giáo (như Halal, Kosher). Vỏ nang tinh bột có tốc độ rã chậm hơn gelatin (thường 15-30 phút trong môi trường dạ dày), thích hợp cho các chế phẩm giải phóng kéo dài hoặc kiểm soát.

• Ứng dụng: Dùng cho thuốc bổ sung dinh dưỡng (vitamin, khoáng chất), thuốc thảo dược, hoặc các dược chất có nguy cơ tương tác hóa học với gelatin. Ví dụ: viên nang chứa chiết xuất ginkgo biloba hoặc vitamin C.

• Ưu điểm: Thân thiện với môi trường, ít gây kích ứng hơn gelatin ở một số bệnh nhân.

• Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao hơn, độ bền cơ học thấp hơn gelatin.

2.2 Nang gelatin

• Thành phần: Gelatin từ da hoặc xương động vật (bò, lợn), có thể là gelatin loại A (xử lý axit) hoặc loại B (xử lý kiềm).

• Loại:

  • Nang cứng: Gồm hai phần (nắp và thân) ghép lại, chứa bột, hạt, hoặc viên nén nhỏ. Thường dùng cho thuốc uống như kháng sinh (amoxicillin, cloramphenicol).

  • Nang mềm: Dẻo, kín, chứa dược chất dạng lỏng, huyền phù, hoặc dầu (như vitamin E, dầu cá). Phù hợp với thuốc cần hấp thu nhanh.

• Đặc điểm: Tan nhanh trong môi trường dạ dày (5-15 phút ở pH 1,2), dễ sản xuất, và có độ bền cơ học tốt.

• Ứng dụng: Phổ biến trong các loại thuốc kháng sinh, thuốc giảm đau, hoặc chế phẩm bổ sung (dầu gan cá, omega-3).

• Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ sản xuất hàng loạt, tương thích với nhiều dược chất.

• Nhược điểm: Không phù hợp với người dị ứng gelatin hoặc ăn chay, nhạy cảm với độ ẩm cao.

3. Mục đích đóng thuốc vào nang

• Bảo vệ dược chất: Ngăn phân hủy do ánh sáng, độ ẩm, oxy hóa, hoặc tương tác hóa học (ví dụ: bảo vệ vitamin C khỏi oxy hóa).

• Che giấu mùi vị: Giảm vị đắng, mùi khó chịu của dược chất như cloramphenicol, tetracycline, hoặc dầu cá.

• Tăng sinh khả dụng: Đặc biệt với thuốc khó tan trong nước (như ibuprofen, griseofulvin), nhờ khả năng giải phóng nhanh hoặc sử dụng dầu nền.

• Kiểm soát giải phóng: Tùy chỉnh tốc độ giải phóng (nhanh, chậm, hoặc kéo dài) bằng cách chọn loại vỏ nang và tá dược.

• Tăng tuân thủ điều trị: Dễ nuốt, hình thức bắt mắt, kết hợp nhiều dược chất trong một viên (như viên nang đa vitamin).

• Ứng dụng linh hoạt: Phù hợp cho cả dược chất rắn (bột, hạt) và lỏng (dầu, huyền phù).

4. Ưu nhược điểm của viên nang so với viên nén

4.1 Ưu điểm của viên nang so với viên nén

• Dễ nuốt: Hình dạng trơn, kích thước phù hợp, giảm kích ứng thực quản, đặc biệt ở bệnh nhân lớn tuổi hoặc trẻ em.

• Che giấu mùi vị: Hiệu quả hơn viên nén không bao, phù hợp với thuốc có vị đắng như erythromycin.

• Linh hoạt: Chứa được bột, hạt, viên nén nhỏ, chất lỏng, hoặc dầu, trong khi viên nén chủ yếu chứa bột nén.

• Tăng sinh khả dụng: Không cần lực nén mạnh, giảm nguy cơ làm thay đổi cấu trúc dược chất, phù hợp với thuốc khó tan.

• Đáp ứng nhanh: Nang mềm chứa dầu (như vitamin D) hấp thu nhanh hơn viên nén.

• Dễ tùy chỉnh liều: Có thể đóng liều chính xác trong quy mô nhỏ (như bào chế tại bệnh viện).

4.2 Nhược điểm của viên nang so với viên nén

• Chi phí sản xuất cao: Vỏ nang, thiết bị đóng nang, và quy trình sản xuất phức tạp hơn viên nén.

• Nhạy cảm với môi trường: Vỏ nang dễ mềm trong môi trường ẩm (>60%) hoặc giòn trong môi trường khô (<40%).

• Hạn chế với dược chất đặc biệt: Không phù hợp với dược chất hút ẩm mạnh (như kali clorid) hoặc liều cao (>1 g).

• Kích thước lớn: Viên nang thường lớn hơn viên nén, gây khó khăn cho bệnh nhân gặp vấn đề nuốt.

• Tốc độ sản xuất chậm: Đặc biệt với nang mềm, do quy trình ép khuôn phức tạp hơn nén viên.

• Khả năng tương tác: Vỏ gelatin có thể tương tác với dược chất có tính oxy hóa mạnh.

5. Thành phần của viên nang

• Dược chất: Hoạt chất chính, ví dụ: cloramphenicol (kháng sinh), paracetamol (giảm đau), hoặc vitamin D (bổ sung).

• Tá dược:

  • Độn: Lactose monohydrate, tinh bột ngô, microcrystalline cellulose (MCC) để tăng khối lượng và cải thiện dòng chảy.

  • Rã: Croscarmellose sodium, sodium starch glycolate (2-5%) để tăng tốc độ rã trong dạ dày.

  • Trơn: Magnesi stearate, talc (0,5-2%) để giảm ma sát, hỗ trợ đóng nang.

  • Bảo quản: Methylparaben, propylparaben (0,01-0,02%) để ngăn vi sinh vật phát triển (đặc biệt trong nang mềm).

  • Chất màu: Titanium dioxyd, oxyd sắt đỏ/vàng để tạo màu vỏ nang, tăng tính thẩm mỹ.

  • Chất nhũ hóa (nang mềm): Lecithin, polysorbate 80 để ổn định huyền phù hoặc dầu.

• Vỏ nang:

  • Gelatin: Loại A (xử lý axit, pH 4-5) hoặc B (xử lý kiềm, pH 7-9), chứa 10-15% nước, glycerin/sorbitol (chất hóa dẻo).

  • HPMC/tinh bột: Không chứa gelatin, chứa 5-10% nước, sorbitol để tăng độ dẻo.

  • Phụ gia vỏ nang: Chất bảo quản (paraben), chất màu, chất tạo mùi (hiếm dùng).

6. Kỹ thuật bào chế thuốc nang tinh bột

• Chuẩn bị vỏ nang:

  1. Hòa tan HPMC hoặc tinh bột (ngô, khoai tây) với nước (30-40%) và chất hóa dẻo (sorbitol, glycerin, 10-20%) ở 60-70°C, khuấy đều để tạo dung dịch đồng nhất.

  2. Đúc vỏ nang bằng khuôn thép không gỉ (hình trụ cho nang cứng), sử dụng máy đúc tự động.

  3. Sấy khô ở 40-50°C (độ ẩm <10%) trong lò sấy, kiểm tra độ bền cơ học và độ đồng đều kích thước.

• Chuẩn bị bột thuốc:

  1. Sàng dược chất và tá dược qua rây 80-100 mesh để đảm bảo kích thước hạt đồng đều (<150 µm).

  2. Trộn dược chất với tá dược độn (lactose, MCC), rã (croscarmellose sodium), và trơn (magnesi stearate) trong máy trộn V-blender hoặc ribbon blender (15-20 phút).

  3. Kiểm tra bột: Độ đồng đều nội dung (CV < 6%), góc nghỉ (< 35°), độ nén (< 10%), độ ẩm (< 5%).

• Đóng nang: Sử dụng máy đóng nang tự động (Bosch GKF, Zanasi) hoặc thủ công, đảm bảo khối lượng mỗi nang đúng công bố (±7,5% cho nang ≥300 mg).

• Kiểm tra chất lượng:

  • Độ rã: < 30 phút trong HCl 0,1N, 37°C (USP apparatus).

  • Độ hòa tan: > 80% dược chất trong 45 phút (môi trường HCl 0,1N hoặc đệm pH 6,8).

  • Độ đồng đều khối lượng: Sai lệch < ±10% (<300 mg) hoặc ±7,5% (≥300 mg).

• Đóng gói: Đóng vào vỉ PVC/Alu hoặc lọ nhựa, bảo quản ở 25°C, độ ẩm < 60%.

7. Kỹ thuật bào chế viên nang mềm gelatin

7.1 Thành phần vỏ nang mềm

• Gelatin (35-45 phần): Loại A (xử lý axit, pH 4-5, từ da lợn) hoặc loại B (xử lý kiềm, pH 7-9, từ xương bò), tạo cấu trúc bền, dẻo.

• Chất hóa dẻo (15-20 phần): Glycerin, sorbitol, hoặc polyethylene glycol (PEG 400) để tăng độ dẻo, đàn hồi, và ngăn giòn vỡ.

• Nước (30-40 phần): Tạo độ ẩm, giúp gelatin hòa tan và tạo màng, nhưng phải được kiểm soát (10-15% trong thành phẩm).

• Phụ gia:

  • Chất bảo quản: Methylparaben (0,1%), propylparaben (0,02%) để ngăn vi sinh vật.

  • Chất màu: Titanium dioxyd, oxyd sắt đỏ/vàng để tạo màu sắc.

  • Chất tạo mùi: Tinh dầu (hiếm dùng) để tăng tính thẩm mỹ.

7.2 Công thức đóng nang mềm

• Dược chất: Dạng lỏng (vitamin E, dầu cá), huyền phù (paracetamol huyền phù), hoặc paste (thuốc thảo dược).

• Tá dược:

  • Dầu nền: Dầu đậu nành, dầu ô liu, dầu hướng dương để hòa tan dược chất lipophilic.

  • Chất nhũ hóa: Lecithin, polysorbate 80 (1-2%) để ổn định huyền phù.

  • Chất ổn định: Butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT) (0,01-0,02%) để chống oxy hóa.

• Tỷ lệ: Dược chất 0,1-1 g/nang, dầu nền chiếm 60-80% nội dung nang, tùy theo đặc tính dược chất.

7.3 Các phương pháp bào chế nang mềm

• Phương pháp nhúng khuôn:

  1. Chuẩn bị dung dịch gelatin nóng (40-50°C, độ nhớt 200-300 cP).

  2. Nhúng khuôn kim loại (hình cầu/ovoid) vào dung dịch, tạo màng gelatin mỏng.

  3. Sấy khô ở 30-40°C, cắt, ghép hai nửa, và bơm dược chất vào.

  4. Kiểm tra độ kín và độ bền cơ học.

• Phương pháp nhỏ giọt:

  1. Hỗn hợp gelatin và dược chất (dạng lỏng) được nhỏ giọt qua đầu phun (đường kính 1-2 mm) vào dầu làm nguội (dầu paraffin, 10-15°C).

  2. Nang hình cầu được hình thành, sấy khô ở 30-40°C, và đánh bóng.

  3. Thích hợp cho quy mô nhỏ hoặc nghiên cứu.

• Phương pháp ép khuôn (phổ biến nhất):

  1. Chuẩn bị hai tấm gelatin mỏng từ dung dịch gelatin nóng.

  2. Ép hai tấm trên máy quay (rotary die), đồng thời bơm dược chất vào giữa qua đầu phun.

  3. Nang được cắt, sấy khô ở 40-60°C (độ ẩm <10%), và kiểm tra độ kín.

  4. Thích hợp cho sản xuất hàng loạt (10.000-100.000 nang/giờ).

8. Kỹ thuật bào chế nang cứng gelatin

8.1 Đóng thuốc vào nang

• Lựa chọn cỡ nang:

  • Dựa trên khối lượng riêng (0,6-1,2 g/mL) và thể tích bột thuốc.

  • Cỡ nang phổ biến: 000 (1,37 mL), 00 (0,95 mL), 0 (0,68 mL), 1 (0,50 mL), 2 (0,37 mL), 3 (0,30 mL), 4 (0,21 mL), 5 (0,13 mL).

  • Ví dụ: Cloramphenicol 250 mg + tá dược (~150 mg, khối lượng riêng ~0,8 g/mL) phù hợp cỡ 1 (0,5 mL).

• Quy trình đóng thuốc vào nang:

  1. Chuẩn bị bột:

     • Sàng dược chất và tá dược qua rây 80-100 mesh để đảm bảo kích thước hạt đồng đều (<150 µm).

     • Trộn dược chất với tá dược độn (lactose, MCC), rã (croscarmellose sodium), và trơn (magnesi stearate) trong máy V-blender (15-20 phút).

     • Kiểm tra: Độ đồng đều nội dung (CV < 6%), góc nghỉ (< 35°), độ nén (< 10%), độ ẩm (< 5%).

  2. Đóng nang:

     • Sử dụng máy đóng nang tự động (Bosch GKF, Zanasi, tốc độ 20.000-100.000 nang/giờ) hoặc thủ công (100-200 nang/giờ).

     • Điều chỉnh để mỗi nang chứa đúng khối lượng công bố (±7,5% cho nang ≥300 mg).

  3. Đánh bóng: Loại bỏ bụi bột bằng máy đánh bóng (sử dụng vải mềm hoặc dung môi nhẹ).

  4. Kiểm tra: Độ đồng đều khối lượng, độ rã (< 30 phút), độ hòa tan (> 80% trong 45 phút).

9. Sinh khả dụng của nang thuốc

9.1 Sinh khả dụng của nang cứng

• Cơ chế: Vỏ nang tan trong dạ dày (5-15 phút ở pH 1,2), giải phóng bột thuốc. Sinh khả dụng phụ thuộc vào kích thước hạt, tá dược, và độ hòa tan của dược chất.

• Yếu tố ảnh hưởng:

  • Kích thước hạt: Hạt nhỏ (<150 µm) tăng diện tích bề mặt, cải thiện hòa tan.

  • Tá dược tăng hòa tan: Surfactant (polysorbate 80, 0,5-1%) tăng độ ẩm bề mặt dược chất.

  • Tá dược rã: Croscarmellose sodium (2-5%) hoặc sodium starch glycolate tăng tốc độ rã.

  • Độ ẩm bột: < 5% để tránh vón cục, giảm sinh khả dụng.

• Ưu điểm: Nhanh hơn viên nén do không cần lực nén, phù hợp với thuốc khó tan như cloramphenicol (độ hòa tan 2,5 mg/mL).

9.2 Sinh khả dụng của nang mềm

• Cơ chế: Vỏ gelatin tan nhanh (5-10 phút), giải phóng dược chất dạng lỏng/dầu, tăng tốc độ hấp thu qua niêm mạc dạ dày hoặc ruột.

• Yếu tố ảnh hưởng:

  • Dầu nền: Dầu đậu nành, dầu ô liu tăng hấp thu thuốc lipophilic (như vitamin D, E).

  • Chất nhũ hóa: Lecithin, polysorbate 80 (1-2%) cải thiện phân tán trong dịch tiêu hóa.

  • Độ nhớt nội dung: Độ nhớt thấp (<500 cP) tăng tốc độ giải phóng.

• Ưu điểm: Sinh khả dụng cao hơn nang cứng với thuốc khó tan, thời gian khởi phát tác dụng nhanh (Tmax ngắn hơn).

10. Tiêu chuẩn chất lượng viên nang theo Dược điển Việt Nam 5

10.1 Độ đồng đều về hàm lượng

• Kiểm tra 10 nang, hàm lượng dược chất trong mỗi nang ±10% giá trị công bố (hoặc ±15% nếu liều <100 mg).

• Phương pháp: Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), quang phổ UV-Vis.

• Ví dụ: Cloramphenicol 250 mg phải đạt 225-275 mg/nang.

10.2 Độ đồng đều về khối lượng

• Cân 20 nang, sai lệch khối lượng trung bình:

  • < 300 mg: ±10%.

  • ≥ 300 mg: ±7,5%.

• Cá biệt: Không quá 2 nang vượt ± gấp đôi giới hạn, không nang nào vượt ± gấp ba.

• Phương pháp: Cân điện tử chính xác 0,1 mg.

10.3 Độ rã

• Nang cứng: Rã hoàn toàn trong 30 phút (HCl 0,1N, 37°C).

• Nang mềm: Rã trong 60 phút hoặc theo yêu cầu cụ thể.

• Phương pháp: Máy kiểm tra độ rã (USP apparatus, 30-32 chu kỳ/phút).

• Môi trường: HCl 0,1N hoặc đệm pH 6,8 (tùy dược chất).

10.4 Độ hòa tan

• Tỷ lệ dược chất hòa tan ≥80% trong thời gian quy định (thường 45 phút, có thể 60 phút với thuốc khó tan).

• Môi trường: Nước, HCl 0,1N, hoặc đệm pH 6,8.

• Phương pháp: Máy hòa tan USP type I (basket) hoặc type II (paddle), tốc độ 50-100 vòng/phút.

• Ví dụ: Cloramphenicol phải đạt ≥80% hòa tan trong 45 phút ở HCl 0,1N.

10.5 Định tính, định lượng

• Định tính: Xác định danh tính dược chất bằng phản ứng hóa học (như phản ứng màu), quang phổ hồng ngoại (IR), hoặc HPLC.

• Định lượng: Hàm lượng dược chất trong khoảng 90-110% giá trị công bố, sử dụng HPLC hoặc UV-Vis.

• Ví dụ: Cloramphenicol được định lượng bằng HPLC với pha động methanol:nước (70:30), cột C18.

11. Phân tích công thức viên nang cứng Cloramphenicol

11.1 Công thức thành phần 1 viên nang cứng Cloramphenicol

• Cloramphenicol: 250 mg (kháng sinh phổ rộng).

• Lactose monohydrate: 130 mg (tá dược độn).

• Croscarmellose sodium: 10 mg (tá dược rã, 2,5%).

• Magnesi stearate: 5 mg (tá dược trơn, 1,3%).

• Vỏ nang gelatin: Cỡ 1 (~0,5 mL).

• Tổng khối lượng: ~395 mg.

11.2 Phân tích thành phần công thức

• Cloramphenicol: Kháng sinh phổ rộng, ức chế tổng hợp protein vi khuẩn, tan kém trong nước (2,5 mg/mL), ổn định ở pH 4-7 và môi trường khô. Yêu cầu tá dược rã để tăng sinh khả dụng.

• Lactose monohydrate: Tá dược độn, tăng khối lượng, cải thiện dòng chảy (góc nghỉ < 35°), tương thích với cloramphenicol, không gây tương tác hóa học.

• Croscarmellose sodium: Tăng độ rã trong môi trường dạ dày (pH 1,2), đảm bảo giải phóng >80% dược chất trong 45 phút.

• Magnesi stearate: Giảm ma sát giữa bột và thiết bị đóng nang, không ảnh hưởng sinh khả dụng ở nồng độ thấp (1-2%).

• Vỏ nang gelatin: Tan nhanh (5-15 phút), độ bền cơ học cao, không tương tác với cloramphenicol.

11.3 Xác định cỡ nang và lượng tá dược thích hợp

• Cỡ nang:

  • Cloramphenicol 250 mg + tá dược (~145 mg) có khối lượng riêng ~0,8 g/mL.

  • Tổng khối lượng ~395 mg, phù hợp với cỡ 1 (dung tích 0,5 mL, chứa 350-500 mg bột).

  • Cỡ 1 được chọn để đảm bảo dễ nuốt và đủ thể tích.

• Lượng tá dược:

  • Lactose: 130 mg, được tính để đạt tổng khối lượng ~395 mg, đảm bảo lấp đầy nang mà không nén quá chặt.

  • Croscarmellose sodium: 10 mg (2,5% tổng khối lượng), đủ để tăng độ rã mà không làm bột quá tơi.

  • Magnesi stearate: 5 mg (1,3%), tối ưu cho dòng chảy mà không làm giảm độ hòa tan.

11.4 Xây dựng quy trình bào chế

1. Chuẩn bị nguyên liệu:

   • Sàng cloramphenicol và lactose qua rây 80 mesh (<150 µm) để đồng đều kích thước hạt.

   • Kiểm tra độ tinh khiết của cloramphenicol (HPLC, ≥99%) và tá dược (theo Dược điển Việt Nam 5).

2. Trộn bột:

   • Trộn cloramphenicol (250 mg/nang) với lactose (130 mg/nang) trong máy V-blender (15 phút, 20 vòng/phút).

   • Thêm croscarmellose sodium (10 mg/nang), trộn tiếp 5 phút.

   • Thêm magnesi stearate (5 mg/nang), trộn 2 phút để tránh giảm dòng chảy do bôi trơn quá mức.

3. Kiểm tra bột:

   • Độ đồng đều nội dung: CV < 6% (HPLC, 10 mẫu).

   • Góc nghỉ: < 35° (đo bằng phễu dòng chảy).

   • Độ nén: < 10% (đo bằng máy đo độ nén).

   • Độ ẩm: < 5% (máy đo độ ẩm hồng ngoại).

4. Đóng nang:

   • Sử dụng máy đóng nang tự động (Bosch GKF 400, tốc độ 20.000 nang/giờ).

   • Điều chỉnh để mỗi nang chứa ~395 mg bột (±7,5%).

   • Kiểm tra độ kín của nang sau khi đóng.

5. Đánh bóng và kiểm tra:

   • Đánh bóng bằng máy đánh bóng (vải mềm hoặc dung môi ethanol nhẹ) để loại bỏ bụi bột.

   • Kiểm tra:

     • Độ đồng đều khối lượng: ±7,5% (cân 20 nang).

     • Độ rã: < 30 phút (HCl 0,1N, 37°C).

     • Độ hòa tan: > 80% trong 45 phút (HCl 0,1N, USP type II, 50 vòng/phút).

6. Đóng gói:

   • Đóng vào vỉ PVC/Alu (10 nang/vỉ) hoặc lọ nhựa (100 nang/lọ).

   • Bảo quản ở 25°C, độ ẩm < 60%, tránh ánh sáng trực tiếp.

Viên nang là một dạng bào chế linh hoạt, tiện dụng và hiệu quả trong việc bảo vệ dược chất, kiểm soát giải phóng và nâng cao sinh khả dụng. Tùy theo yêu cầu điều trị, đặc tính dược chất và đối tượng sử dụng, các dạng viên nang (gelatin cứng, gelatin mềm, nang thực vật…) được lựa chọn và bào chế bằng kỹ thuật khác nhau. Hiểu rõ về cấu trúc, thành phần và tiêu chuẩn chất lượng của viên nang sẽ giúp người bệnh và các nhà chuyên môn sử dụng thuốc an toàn và hiệu quả hơn.