Carbomer (Carbopol) – tá dược tạo gel, tăng độ nhớt, bám dính sinh học

Carbomer (Carbopol, carboxyvinyl polymer, polyacrylic acid) là các polyme tổng hợp khối lượng phân tử rất lớn của acid acrylic, được liên kết chéo bằng allyl sucrose hoặc allyl ether của pentaerythritol. Carbomer là tá dược tạo gel và tăng độ nhớt phổ biến nhất cho gel, kem, thuốc mỡ dùng ngoài, nhỏ mắt, trực tràng; một số cấp còn dùng trong thuốc uống.

Thông tin nhanh

Ph.Eur./BP có một chuyên luận chung “carbomer”; USP-NF có nhiều chuyên luận cho từng cấp khác nhau về độ nhớt và chỉ định dùng uống hay không. Chỉ các cấp có chữ “P” (ví dụ 971P, 974P) được chấp nhận cho sản phẩm dùng uống hoặc tiếp xúc niêm mạc.

Ứng dụng và nồng độ

• Chế phẩm lỏng, bán rắn: gel, kem, thuốc mỡ dùng ngoài, nhỏ mắt, trực tràng – vai trò tạo hỗn dịch, tăng độ nhớt.
• Viên nén: tá dược dính khô hoặc ướt và tá dược kiểm soát tốc độ giải phóng (cốt giải phóng kéo dài). Khi xát hạt ướt dùng nước hoặc hỗn hợp cồn–nước; độ dính của khối ẩm có thể giảm bằng một số cation trong dịch xát hạt hoặc thêm talc.
• Nhũ hóa nhũ tương dầu/nước dùng ngoài: trung hòa một phần bằng natri hydroxyd, một phần bằng amin mạch dài (như stearylamin). Các cấp biến tính bằng alkyl acrylat mạch dài (Pemulen) dùng làm chất nhũ hóa polyme.
• Nghiên cứu: bám dính niêm mạc (miệng, mũi, cổ tử cung), ức chế protease ruột cho dạng thuốc peptid, hạt cốt giải phóng kéo dài.
• Mỹ phẩm: gel trong suốt, kem.

Lưu ý: các cấp carbomer trùng hợp trong benzen (kể cả 934P tồn dư benzen thấp) không còn trong Ph.Eur.; tại châu Âu chỉ dùng carbomer có tồn dư dung môi ngoài nhóm Class 1 ICH. Carbomer tồn dư chỉ ethyl acetat (971P, 974P) dùng được cho thuốc uống.

Mô tả và tính chất

• Bột trắng, xốp nhẹ (“fluffy”), tính acid, hút ẩm, mùi đặc trưng nhẹ.
• pH hệ phân tán 0,5%: 2,7–3,5; 1%: 2,5–3,0.
• Hạt sơ cấp khoảng 0,2 µm, kết tụ thành hạt 2–7 µm không tách được; có loại dạng hạt 180–425 µm dễ thao tác hơn.
• Độ ẩm thường ≤ 2%, nhưng hút ẩm tới 8–10% ở 25 °C/50% RH – ẩm không ảnh hưởng khả năng làm đặc nhưng khiến bột khó phân tán hơn.
• “Tan” trong nước theo nghĩa trương nở cực mạnh (vi gel liên kết chéo 3 chiều). Trương được trong ethanol/glycerin sau khi trung hòa bằng amin phù hợp.

Cách pha gel carbomer

1. Rắc bột vào nước đang khuấy mạnh, tránh tạo cục không phân tán được (các cấp Carbopol ETD, Ultrez 10 thấm ướt nhanh, dễ phân tán hơn).
2. Hệ phân tán ban đầu acid, độ nhớt thấp. Trung hòa bằng base để tạo gel nhớt: natri hydroxyd, kali hydroxyd, natri bicarbonat, borax, acid amin, triethanolamin… Khoảng 1 g carbomer được trung hòa bởi khoảng 0,4 g natri hydroxyd.
3. Khuấy chậm bằng cánh khuấy bản rộng để tránh bọt khí.

Gel đạt độ nhớt cao nhất ở pH 6–11; độ nhớt giảm mạnh ở pH dưới 3 hoặc trên 12, hoặc khi có chất điện giải mạnh. Trong hệ không phân cực có thể dùng lauryl- hoặc stearylamin để tạo gel.

Độ ổn định và bảo quản

• Bột bền, có thể gia nhiệt dưới 104 °C đến 2 giờ mà không giảm khả năng làm đặc; phân hủy hoàn toàn sau 30 phút ở 260 °C. Bột khô không cho nấm mốc phát triển.
• Hệ phân tán nước không có chất bảo quản dễ nhiễm vi sinh – thêm clorocresol 0,1%, methylparaben 0,18% + propylparaben 0,02%, hoặc thimerosal 0,1%. Benzalkonium clorid hay natri benzoat ở nồng độ cao (0,1%) có thể gây đục và giảm độ nhớt.
• Gel có thể hấp tiệt khuẩn (loại oxy) hoặc chiếu xạ gamma (có thể làm tăng độ nhớt).
• Ánh sáng (UV) gây oxy hóa, giảm độ nhớt – khắc phục bằng chất chống oxy hóa, benzophenon-2/-4 (0,05–0,1%) kết hợp acid edetic (0,05–0,1%), hoặc dùng triethanolamin làm base trung hòa.
• Bột: bao bì kín khí, chống ăn mòn, nơi khô mát. Thành phẩm: nên dùng bao bì thủy tinh, nhựa hoặc lót nhựa; tuýp nhôm cần pH < 6,5, tuýp kim loại khác cần pH > 7,7.

Tương kỵ

• Bị resorcinol làm đổi màu; tương kỵ với phenol, polyme cation, acid mạnh, nồng độ điện giải cao.
• Vết sắt và kim loại chuyển tiếp xúc tác phân hủy hệ phân tán.
• Tiếp xúc base mạnh (amoniac, NaOH, KOH, amin mạnh) tỏa nhiệt mạnh.
• Một số hoạt chất có nhóm amin tạo phức không tan với carbomer; carbomer cũng tạo phức phụ thuộc pH với một số polyme – có thể khắc phục bằng điều chỉnh thông số hòa tan của pha lỏng (thêm alcol, polyol).

Sản xuất

Trùng hợp acid acrylic và liên kết chéo bằng allyl sucrose hoặc allyl pentaerythritol. Trước đây dung môi trùng hợp chủ yếu là benzen; các cấp mới dùng ethyl acetat hoặc hỗn hợp cyclohexan–ethyl acetat.

An toàn và thao tác

Carbomer được xem là gần như không độc, không kích ứng; chưa có bằng chứng quá mẫn ở người khi dùng ngoài; độc tính đường uống thấp. Bụi carbomer kích ứng mắt, niêm mạc, hô hấp và có nguy cơ nổ bụi (nồng độ nổ thấp nhất 100 g/m³). Nếu dính mắt, dùng nước muối sinh lý để rửa vì nước tạo màng gel khó rửa sạch. Dùng găng tay, kính, khẩu trang chống bụi.

Tình trạng pháp lý

• Có trong FDA Inactive Ingredients Guide (hỗn dịch uống, viên nén; nhỏ mắt, trực tràng, dùng ngoài, qua da; viên đặt âm đạo).
• Có trong thuốc không tiêm được cấp phép tại châu Âu; có trong danh mục tá dược được chấp nhận của Canada.
• Có chuyên luận trong Ph.Eur. và USP-NF.

Chất liên quan: polycarbophil (polyacrylic acid liên kết chéo bằng divinyl glycol, dùng cho bám dính sinh học).

Nguyên liệu tại CPC1

CPC1 đang cung cấp các nguyên liệu liên quan dưới đây. Liên hệ để nhận COA và báo giá theo lô hàng hiện có.

• Hóa chất Carbomed 940 EZ

Nguồn tham khảo

Nội dung được CPC1 biên soạn, tóm lược có chọn lọc từ chuyên luận Carbomer trong:
Rowe R.C., Sheskey P.J., Owen S.C. (chủ biên). Handbook of Pharmaceutical Excipients, ấn bản 5.
Pharmaceutical Press (London) & American Pharmacists Association (Washington DC), 2006.
Bài viết không sao chép nguyên văn tài liệu gốc; các số liệu kỹ thuật được dẫn lại từ tài liệu này.

Ảnh minh họa: thiết kế của CPC1.

Lưu ý: thông tin mang tính tham khảo cho người làm chuyên môn bào chế, dựa trên ấn bản năm 2006.
Tiêu chuẩn chất lượng và tình trạng pháp lý có thể đã thay đổi — luôn đối chiếu dược điển và quy định
hiện hành trước khi sử dụng.