Gelatin – vật liệu vỏ nang cứng, nang mềm và tá dược tạo gel

Gelatin là hỗn hợp các phân đoạn protein tinh khiết thu được khi thủy phân một phần collagen động vật. Ứng dụng quen thuộc nhất là làm vỏ nang cứng và nang mềm; ngoài ra gelatin là chất tạo gel, tạo màng, tá dược dính và vật liệu vi nang.

Thông tin nhanh

Ứng dụng trong bào chế

• Nang cứng: nhúng chốt thép không gỉ vào dung dịch gelatin, làm đông bằng khí lạnh, sấy, tháo, cắt, rồi đóng thuốc và khóa nắp. USP-NF cho phép gelatin làm nang cứng chứa phẩm màu, chất bảo quản, natri lauryl sulfat; nhà sản xuất có thể thêm chất làm cứng như saccarose. Dung tích nang thương mại từ 0,13 đến 1,37 mL.
• Nang mềm: dung dịch gelatin có chất hóa dẻo (glycerin, sorbitol) tạo hai dải, đi qua khuôn quay; thuốc được bơm vào khi hai nửa nang ép kín.
• Dù ít tan trong nước lạnh, vỏ nang gelatin trương nở nhanh trong dịch vị để giải phóng thuốc.
• Vi nang, hạt nhỏ (beadlet): ví dụ dầu cá và vitamin tan trong dầu bọc trong hạt gelatin, xử lý như bột.
• Cốt phân hủy sinh học cho hệ cấy; vi hạt giải phóng kiểm soát; gelatin KLPT thấp hỗ trợ hòa tan.
• Bột nhão, viên ngậm dẻo, viên đặt âm đạo, thuốc đặt; tá dược dính và bao viên; tăng độ nhớt cho dung dịch, bán rắn.
• Thực phẩm; nhũ tương ảnh. Dạng gelatin tự tiêu (màng, xốp, bột vô khuẩn) dùng trong y tế.

Mô tả và tính chất

• Chất rắn giòn như thủy tinh, màu hổ phách nhạt đến vàng nhạt; gần như không mùi, không vị; dạng tấm trong mờ, hạt hoặc bột.
• pH dung dịch 1% (25 °C): 3,8–6,0 (loại A); 5,0–7,4 (loại B).
• Điểm đẳng điện: 7–9 (loại A); 4,7–5,3 (loại B) – quan trọng khi phối hợp polyme hoặc hoạt chất tích điện.
• Độ ẩm 9–11%.
• Trong nước lạnh trương nở, hút 5–10 lần khối lượng nước; tan trong nước nóng, tạo gel khi nguội xuống 35–40 °C, trên 40 °C là sol. Hệ gel–sol thuận nghịch theo nhiệt; điểm chảy cao hơn điểm đông một chút và điều chỉnh được bằng glycerin.
• Tan trong glycerin, acid, kiềm (acid, kiềm mạnh gây tủa); không tan trong aceton, cloroform, ethanol, ether, methanol.

Độ ổn định và bảo quản

Gelatin khô bền trong không khí; dung dịch bền lâu nếu giữ mát, vô khuẩn. Trên khoảng 50 °C dung dịch bị khử trùng hợp chậm, độ bền gel giảm khi đông lại; trên 65 °C nhanh hơn – đun 80 °C trong 1 giờ có thể giảm độ bền gel một nửa (gelatin KLPT thấp phân hủy nhanh hơn). Có thể tiệt khuẩn bằng nhiệt khô. Bảo quản trong bao bì kín khí, nơi khô mát.

Tương kỵ

• Lưỡng tính – phản ứng với cả acid và base; là protein nên bị các enzym phân giải protein thủy phân.
• Phản ứng với aldehyd và đường khử (gây liên kết chéo, chậm tan vỏ nang), polyme anion và cation, chất điện giải, ion kim loại, chất hóa dẻo, chất bảo quản, chất diện hoạt.
• Bị tủa bởi alcol, cloroform, ether, muối thủy ngân, acid tannic.
• Gel bị vi khuẩn làm hóa lỏng nếu không có chất bảo quản.

Sản xuất

Chiết từ mô động vật giàu collagen (da, gân, xương). Loại A: da lợn ngâm acid loãng (HCl, H₂SO₄, H₂SO₃ hoặc H₃PO₄) ở pH 1–3, khoảng 24 giờ, rửa, chỉnh pH 3,5–4,0 rồi chiết bằng nước nóng nhiều lần ở nhiệt độ tăng dần; làm lạnh thành tấm gel, sấy và nghiền. Loại B: xương đã khử khoáng (ossein) hoặc da bò ngâm vữa vôi 1–3 tháng, rửa, trung hòa rồi chiết tương tự. Khi dùng xương bò, các bộ phận nguy cơ lây truyền TSE được loại bỏ; gelatin dược dụng không mang tính lây nhiễm TSE.

An toàn và thao tác

Dùng đường uống, gelatin được xem là không độc, không kích ứng; hiếm gặp nang dính vào thực quản gây kích ứng tại chỗ. Đã ghi nhận phản ứng quá mẫn, kể cả phản ứng dạng phản vệ nặng, khi dùng trong thuốc tiêm. Nguy cơ lây BSE/TSE qua thuốc được đánh giá là cực thấp, gần như lý thuyết. Lưu ý yếu tố tôn giáo, ăn chay khi chọn gelatin nguồn lợn/bò – có thể cân nhắc vỏ nang HPMC hoặc pullulan.

Tình trạng pháp lý

• FDA xếp nhóm GRAS; có trong FDA Inactive Ingredients Guide (thuốc tiêm, viên nang, viên nén, dung dịch uống, dùng ngoài, âm đạo…).
• Có trong thuốc tiêm và không tiêm được cấp phép tại Anh; có trong danh mục tá dược được chấp nhận của Canada.
• Có chuyên luận trong JP (kể cả gelatin tinh chế), Ph.Eur. và USP-NF.

Chất liên quan: collagen, collagen thủy phân, albumin.

Nguồn tham khảo

Nội dung được CPC1 biên soạn, tóm lược có chọn lọc từ chuyên luận Gelatin 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.