Phân tích độ nhớt của thuốc mỡ dược phẩm

Việc kiểm định các đặc tính lưu biến của thuốc mỡ dược phẩm là thiết yếu để đảm bảo chúng đáp ứng được kỳ vọng của người tiêu dùng về cả độ đặc khi ở trạng thái tĩnh và khả năng thoa dễ dàng. Độ nhớt cao ở tốc độ cắt thấp giúp ngăn chặn thuốc mỡ bị chảy khỏi khu vực đã định, trong khi đặc tính giảm nhớt khi cắt (shear-thinning) đảm bảo khả năng tán đều khi sử dụng. Đo lường ứng suất chảy (yield stress) và đặc tính giảm nhớt khi cắt với thể tích mẫu nhỏ cho phép điều chỉnh công thức một cách chính xác.

Thông tin cơ bản:

• Thuốc mỡ dược phẩm được bào chế để: Đạt độ đặc cao khi ở trạng thái nghỉ để đảm bảo thuốc mỡ lưu lại trên khu vực cần điều trị..
• Có khả năng lỏng ra khi chịu lực thoa (giảm nhớt khi cắt), giúp người dùng dễ dàng tán đều.
• Ứng suất chảy và tính biến đổi theo thời gian là các chỉ số quan trọng, cho phép kiểm tra chất lượng bằng các phép thử chịu lực cắt được kiểm soát.

Thiết bị:

• Máy đo lưu biến: DVNext dạng nón/tấm
• Trục quay: Trục quay dạng nón CPA-40 để đo tốc độ cắt từ thấp đến cao.
• Kiểm soát nhiệt độ: Sử dụng bể điều nhiệt tuần hoàn lạnh Brookfield TC-550 để quản lý nhiệt độ của đĩa mẫu một cách chính xác.
• Thể tích mẫu: Chỉ yêu cầu 0.5 mL thuốc mỡ

Cài đặt:

1. Chuẩn bị máy đo lưu biến DVNext dạng nón/tấm với trục đo hình nón CPA-40.
2. Kết nối bể điều nhiệt tuần hoàn lạnh TC-550 để kiểm soát nhiệt độ của đĩa mẫu.
3. Bôi 0.5 mL mẫu thuốc mỡ lên đĩa đo lưu biến.
4. Thực hiện quy trình biến thiên tốc độ cắt từ 37 giây⁻¹ đến 375 giây⁻¹, sau đó giảm trở lại tốc độ ban đầu trong khoảng thời gian 6.5 phút.
5. Ghi lại dữ liệu độ nhớt trong suốt quá trình biến thiên tốc độ cắt để quan sát đặc tính giảm nhớt khi cắt và bất kỳ phản ứng biến đổi theo thời gian nào.

Quan sát:

• Hình 1: Biểu đồ độ nhớt của hai loại thuốc mỡ, đo được khi tốc độ cắt thay đổi, cho thấy:
  ○ Cả hai mẫu đều thể hiện đặc tính giảm nhớt khi cắt.
  ○ Mẫu #1 cho thấy sự giảm độ nhớt đáng kể do lực cắt (thể hiện tính biến đổi theo thời gian cao), trong khi Mẫu #2 chỉ cho thấy sự giảm độ nhớt nhẹ.

Hình 1

Kết quả:

• Mẫu #1 mất độ nhớt nhiều hơn khi chịu lực cắt, cho thấy tính biến đổi theo thời gian cao hơn.

• Mẫu #2 duy trì độ nhớt tốt hơn khi chịu lực cắt, gợi ý cấu trúc ổn định hơn.

Thảo luận:

• Giá trị tính biến đổi theo thời gian (Thixotropy) và ứng suất chảy (yield stress) cho phép các nhà sản xuất điều chỉnh công thức thuốc mỡ để đạt được các đặc tính sử dụng mong muốn. Bằng cách sử dụng Máy đo lưu biến DVNext dạng nón/tấm với phần mềm RheocalcT, dữ liệu có thể được hiệu chỉnh theo các mô hình lưu biến (ví dụ: mô hình Bingham) để xác định ứng suất chảy và độ nhớt động học, từ đó cung cấp dữ liệu chính xác hỗ trợ quá trình tối ưu công thức để nâng cao hiệu năng sản phẩm.

Hình 2. Mô hình Toán học Bingham