Luận án tiến sĩ dược học nghiên cứu và phát triển thuốc bằng hệ thống phần mềm thông minh tự thành lập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH c họ c CHUNG KHANG KIỆT ượ NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC sĩ D BẰNG HỆ THỐNG PHẦN MỀM THÔNG MINH Lu ận án tiế n TỰ THÀNH LẬP LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUNG KHANG KIỆT họ c NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC ượ c BẰNG HỆ THỐNG PHẦN MỀM THÔNG MINH tiế n sĩ D TỰ THÀNH LẬP án Ngành: Công nghệ Dược phẩm Bào chế thuốc Lu ận Mã số: 9720202 LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Đặng Văn Giáp PGS.TS Đỗ Quang Dương Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Chung Khang Kiệt iii MỤC LỤC ii LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC SƠ đỒ ix DANH MỤC CÁC BẢNG x MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU họ c TRANG PHỤ BÌA 1.1 Nghiên cứu phát triển thuốc ượ c 1.2 Các kỹ thuật thông minh 1.3 Thẩm định phần mềm GxP 25 34 2.1 Đối tượng nghiên cứu 34 sĩ D Chương ĐỐI TƯỢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.3 Kiểm chứng áp dụng Phasolpro RD 41 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 43 3.1 Xây dựng hệ thống Phasolpro RD 43 3.2 Đánh giá hệ thống Phasolpro RD 82 3.3 Kiểm chứng Phasolpro RD sở liệu dã công bố 95 Lu ận án tiế n 2.2 Xây dựng đánh giá phần mềm 3.4 Áp dụng Phasolpro RD vào NC & PT thuốc 116 Chương BÀN LUẬN 132 4.1 Xây dựng hệ thống Phasolpro RD 132 4.2 Đánh giá hệ thống Phasolpro RD 139 4.3 Kiểm chứng Phasolpro RD CSLD công bố 143 4.4 Áp dụng Phasolpro RD nghiên cứu phát triển thuốc 145 KẾT LUẬN 148 KIẾN NGHỊ 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TLTK-1 PL -1- iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Angle Driven Learning ASTM American Society for Testing and Hiệp hội Mỹ Thử nghiệm Materials Vật liệu BIC Bayesian Information Criterion - BPL Back Propagation Learning - CSDL - Cơ sở liệu CV Cross Validation Thẩm định chéo DQ Design Qualification EDQM European Directorate for the Đánh giá thiết kế Ban đạo Châu Âu Chất c ượ D Quality of Medicines Food and Drug Administration n sĩ FDA họ c ADL lượng thuốc Cơ quan quản lý Thực Phẩm Dược Phẩm Genetic Algorithms Thuật toán di truyền GAMP Good Automated Manufacturing Thực hành tốt Sản xuất tự động án tiế GA hóa Good Clinical Practices Thực hành tốt Lâm sàng Good Laboratory Practices Thực hành tốt Kiểm nghiệm Good Manufacturing Practice Thực hành tốt Sản xuất thuốc GxP Good Practices Thực hành tốt ICH The International Conference for Hội nghị quốc tế hòa hợp GCP GLP GMP Lu ận Practice Harmonisation IEEE The Institute of Electrical and Viện kỹ nghệ điện điện tử Electronics Engineers IT Intergration Testing Thử nghiệm phận LOOCV Leave One Out Cross Validation - LRA Learning Rate Adaption - v MDL Minimum Description Length - MLP Multilayer Perceptron Networks Mạng thần kinh nhiều lớp NC & PT - Nghiên cứu phát triển NNs Neural networks Mạng thần kinh OQ Operation Qualification Đánh giá vận hành Phasolpro* Pharmaceutical Solution Provider Nhà cung cấp giải pháp ngành Dược PIC/S Pharmaceutical Inspection Co- Tổ chức hợp tác tra Dược operation Scheme Performance Qualification Đánh giá hiệu QP Quickprop QTCX - RP RPROP SB Standard Batch SDP Software development process - SI Standard Incremental - SRM Structural Risk Minimisation - SRS Software requirement Tiêu chuẩn kỹ thuật họ c PQ - Lu ận án tiế n sĩ D ượ c Quy trình chiết xuất - - specifications ST System Testing Thử nghiệm hệ thống (phần mềm) - Trung gian URS User’s Requirement Specification Yêu cầu kỹ thuật UT Unit Testing Thử nghiệm đơn vị WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới TG * Nhãn hiệu đăng ký số 106247 Cục sở hữu trí tuệ - Bộ KHCN cấp theo định số 1495/QĐ-SHTT ngày 31/07/2008 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Ngun lý hoạt động tối ưu hóa dự đốn thơng minh Hình 1.2 Minh họa tổng qt cấu trúc mạng thần kinh đa lớp 20 Hình 3.4 Phác thảo giao diện Khởi động Phasolpro RD 53 Hình 3.5 Phác thảo giao diện Đầu vào Phasolpro RD 54 Hình 3.6 Phác thảo giao diện Tùy chọn Phasolpro RD 55 Hình 3.7 Phác thảo giao diện Luyện mạng Phasolpro RD 56 Hình 3.8 Phác thảo giao diện Mối liên quan Phasolpro RD 57 Hình 3.9 Phác thảo giao diện Quy luật Phasolpro RD 58 ượ c họ c Hình 1.3 Quy trình xử lý hệ thống logic mờ - thần kinh 59 Hình 3.11 Phác thảo giao diện Điều kiện Phasolpro RD 61 Hình 3.12 Phác thảo giao diện Tối ưu hóa Phasolpro RD 62 n sĩ D Hình 3.10 Phác thảo giao diện Biểu đồ Phasolpro RD 63 Hình 3.14 Phác thảo giao diện Báo cáo kết Phasolpro RD 64 án tiế Hình 3.13 Phác thảo giao diện Dự đốn Phasolpro RD 65 Hình 3.16 Biểu tượng Phasolpro RD 66 Hình 3.17 Giao diện Giới thiệu Phasolpro RD sau khởi động 66 Hình 3.18 Giao diện Phasolpro RD 66 Hình 3.19 Giao diện Đầu vào Phasolpro RD 67 Hình 3.20 Giao diện Tùy chọn biến số Phasolpro RD 67 Hình 3.21 Giao diện Tùy chọn thơng số Phasolpro RD 68 Hình 3.22 Giao diện Luyện mạng Phasolpro RD 69 Hình 3.23 Giao diện Mối liên quan Phasolpro RD 70 Hình 3.24 Giao diện Quy luật Phasolpro RD 70 Hình 3.25 Giao diện Biểu đồ Phasolpro RD 70 Hình 3.26 Giao diện Điều kiện Phasolpro RD 71 Lu ận Hình 3.15 Phác thảo giao diện Thiết kế mơ hình Phasolpro RD viii 71 Hình 3.28 Giao diện Dự đốn Phasolpro RD 72 Hình 3.29 Giao diện Báo cáo kết Phasolpro RD 72 Hình 3.30 Giao diện Thiết kế mơ hình Phasolpro RD 73 Hình 3.31 Mối liên quan y1 = f(x1, x2) CSDL A FormRules 92 Hình 3.32 Mối liên quan y1 = f(x1, x2) 92 Hình 3.33 Mối liên quan y1 = f(x1, x2) CSDL B FormRules 92 Hình 3.34 Mối liên quan y1 = f(x1, x2) CSDL Phasolpro RD 92 Hình 3.35 Mối liên quan CSDL viên nén glimepirid mg 96 Hình 3.36 Mối liên quan CSDL viên nén loratidin 99 Hình 3.37 Mối liên quan CSDL viên nén gliclazid 102 Hình 3.38 Mối liên quan CSDL Rau Diếp cá 105 Hình 3.39 Mối liên quan CSDL Cao khô Diệp hạ châu 108 D ượ c họ c Hình 3.27 Giao diện Tối ưu hóa Phasolpro RD sĩ Hình 3.40 Mối liên quan CSDL quy trình HPLC 114 119 Hình 3.42 Mối liên quan CSLD viên gliclazid cải thiện độ hịa tan 124 Hình 3.43 Mối liên quan CSDL quy trình tổng hợp metformin 129 Lu ận án tiế n Hình 3.41 Mối liên quan CSDL viên nén chứa meloxicam ix DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ 14 Sơ đồ 1.2 Tóm tắt q trình tối ưu hóa thuật tốn di truyền 19 Sơ đồ 1.3 Minh họa nguyên lý hoạt động q trình tối ưu hóa thơng minh 21 Sơ đồ 1.4 Mơ hình chữ V’- thử nghiệm đánh giá phần mềm (Arnold L.) 30 Sơ đồ 1.5 Mơ hình chữ V’- thử nghiệm đánh giá phần mềm (PIC/S) 30 Sơ đồ 1.6 Mơ hình chữ V’- nhấn mạnh đánh giá phần mềm 31 Sơ đồ 3.7 Quy trình vận hành INForm 47 Lu ận án tiế n sĩ D họ ượ Sơ đồ 3.9 Quy trình vận hành Phasolpro RD c Sơ đồ 3.8 Quy trình vận hành FormRules c Sơ đồ 1.1 Minh họa trình xử lý logic mờ 49 52 x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.2 So sánh kỹ thuật cải tiến thuật toán lan truyền ngược 14 Bảng 1.3 Phân loại phần mềm thẩm định theo PIC/S môi trường GxP 29 Bảng 3.4 Đặc điểm phần mềm tối ưu hóa thơng minh INForm (a) 46 Bảng 3.5 Đặc điểm phần mềm tối ưu hóa thơng minh INForm (b) 47 Bảng 3.6 Đặc điểm phần mềm phân tích liên quan nhân FormRules 48 Bảng 3.7 Đặc điểm hệ thống thông minh Phasolpro RD (a) 50 Bảng 3.8 Đặc điểm hệ thống thông minh Phasolpro RD (b) 51 Bảng 3.9 Đặc điểm công cụ giao diện Khởi động Phasolpro RD 53 ượ c họ c Bảng 1.1 Yêu cầu FDA (Mỹ) chứng nhận thuốc gốc generic 54 Bảng 3.11 Đặc điểm công cụ giao diện Tùy chọn Phasolpro RD 55 Bảng 3.12 Đặc điểm công cụ giao diện Luyện mạng Phasolpro RD 57 n sĩ D Bảng 3.10 Đặc điểm công cụ giao diện Đầu vào Phasolpro RD 58 Bảng 3.14 Đặc điểm công cụ giao diện Quy luật Phasolpro RD 59 án tiế Bảng 3.13 Đặc điểm công cụ giao diện Mối liên quan 60 Bảng 3.16 Đặc điểm công cụ giao diện Điều kiện Phasolpro RD 61 Lu ận Bảng 3.15 Đặc điểm công cụ giao diện Biểu đồ Phasolpro RD Bảng 3.17 Đặc điểm cơng cụ giao diện Tối ưu hóa Phasolpro RD 62 Bảng 3.18 Đặc điểm công cụ giao diện Dự đoán Phasolpro RD 64 Bảng 3.19 Đặc điểm công cụ giao diện Báo cáo kết 64 Bảng 3.20 Đặc điểm công cụ giao diện Thiết kế mơ hình 65 Bảng 3.21 Kết nhận dạng giao diện Đầu vào Phasolpro RD 75 Bảng 3.22 Kết nhận dạng giao diện Luyện mạng Phasolpro RD 76 Bảng 3.23 Kết nhận dạng giao diện Tối ưu hóa Phasolpro RD 78 Bảng 3.24 Kết nhận dạng giao diện Dự đoán Phasolpro RD 78 Bảng 3.25 Kết nhận dạng giao diện Báo cáo kết Phasolpro RD 79 Bảng 3.26 Kết nhận dạng giao diện Thiết kế thí nghiệm Phasolpro RD 79 PL - 51 Công thức Công thức (sử dụng phức) có độ hịa tan trung bình sau 45 phút cao 1,5 lần so với Công thức (chỉ sử dụng meloxicam nguyên liệu), chứng tỏ 2-HPβCD làm tăng độ hịa tan meloxicam viên nén Cơng thức (sử dụng phức BH 1:1) có độ hịa tan trung bình sau 45 phút cao Cơng thức (sử dụng phức NU 1:2) (p < 0,05) 3.2 Khắc phục cố dính chày dập viên Bảng PL 17.19 Cơng thức thăm dị khắc phục cố dính chày dập viên c XH6 70,2 12 18 1,2 1,2 120 mg ượ c họ DT5 38,4 18 1,2 1,2 120 mg D DT4 70,2 18 1,2 1,2 120 mg XH7 38,4 12 18 1,2 1,2 120 mg sĩ Thành phần Phức NU 1:2 Phức BH 1:1 Crospovidon Manitol bột Avicel PH-101 Avicel PH-102 Aerosil Mg Stearat Lactose D.C vđ án tiế n Phương pháp điều chế: - Công thức 4, 5: Dập thẳng - Công thức 6, 7: Xát hạt ướt Chỉ tiêu đánh giá: Sự dính chày Có hay Khơng Kết quả: Lu ận Bảng PL 17.20 Ghi nhận góc nghỉ α dính chày cơng thức 4, 5, 6, Tính chất DT4 DT5 XH6 XH7 Sự dính chày Có Có Có Khơng Bột Cơng thức với phương pháp xát hạt ướt khơng gây dính chày dập viên Chọn Công thức phương pháp xát hạt ướt để khảo sát công thức 3.3 Cải thiện thời gian rã cảm giác miệng Bảng PL 17.21 Cơng thức thăm dị cải thiện thời gian rã cảm giác miệng Thành phần Phức BH 1:1 Crospovidon Manitol bột XH7 38,4 12 XH8 38,4 12 XH9 38,4 12 XH10 38,4 12 PL - 52 Avicel PH-101 Kali Polacrillin Aerosil Mg Stearat PEG 6000 Lactose D.C Manitol D.C 18 1,2 1,2 Vđ 120 mg - 18 12 1,2 1,2 Vđ 120 mg - 18 12 1,2 1,2 Vđ 120 mg 18 12 1,2 4,2 Vđ 120 mg họ c Phương pháp: Xát hạt ướt Chỉ tiêu đánh giá: - Thời gian thấm ướt - Thời gian rã - Thời gian rã cải tiến - Cảm giác miệng sĩ XH9 144 50 81 Rất sạn XH10 63 35 58 Rất sạn tiế n XH8 186 101 135 Sạn ượ XH7 397 240 311 Sạn D Chỉ tiêu đánh giá Thời gian thấm ướt (giây) Thời gian rã (giây) Thời gian rã cải tiến (giây) Cảm giác miệng c Bảng PL 17.22 Kết khảo sát tiêu đánh giá Lu ận án Kết khảo sát thời gian thấm ướt, thời gian rã, thời gian rã cải tiến cơng thức cho thấy có khác rõ ràng Không sử dụng tá dược rã ngoại (kali polacrillin) (ở Công thức 7), thời gian thấm ướt, rã, rã cải tiến kéo dài hẳn cơng thức cịn lại Khi sử dụng manitol D.C thay cho lactose D.C, thời gian thấm ướt, rã, rã cải tiến rút ngắn thấy rõ Đặc biệt, thời gian rã rút ngắn đến nửa Đồng thời cải thiện cảm giác sạn miệng Nguyên nhân manitol D.C thấm nước tan tốt so với lactose D.C điều kiện khảo sát Mặc dù thời gian rã Công thức nhỏ 60 giây, thay magnesi stearat bột PEG 6000, thời gian thấm ướt, rã, rã cải tiến giảm rõ rệt, thời gian thấm ướt giảm nửa Có thể magnesi stearat sơ nước, ngăn cản nước thấm vào viên, gây kéo dài thời gian thấm ướt rã viên, cần thăm dò tỉ lệ phù hợp Còn bột PEG 6000 tá dược thân nước 3.4 Kiểm nghiệm thành phẩm Công thức 10 Dập lô (cỡ lô = 1000 viên), tiến hành kiểm nghiệm thành phẩm với Công thức Công thức 10 Bảng PL 17.23 Kết kiểm nghiệm XH9 Chỉ tiêu Lơ Tính chất Đạt Lô Đạt Lô Đạt TB Đạt PL - 53 120,7  0,7 0,605 35,2  2,1 0,98 142,7  4,3 52,5  3,0 82,8  2,4 7,457  0,021 93,66  0,11 Lô Đạt 121,4  1,2 0,952 37,2  2,0 0,84 63,3  2,7 35,8  2,2 59,7  2,3 6,990  0,66 93,24  0,06 tiế n sĩ D ượ c họ Bảng PD 17.24 Kết kiểm nghiệm XH10 Chỉ tiêu Lô Lơ Tính chất Đạt Đạt Đồng KL 120,7  1,2 121,4  1,1 CV% 0,960 0,881 Độ cứng 35,6  2,0 36,2  2,3 Độ mài mòn 0,82 0,79 Thấm ướt 63,7  1,8 63,2  2,1 Thời gian rã 35,2  1,5 35,0  1,8 Rã cải tiến 60,8  2,1 61,7  2,8 Định lượng 6,993  0,116 7,090  0,082 Độ hòa tan sau 45’ 93,20  0,83 93,77  0,51 119,9  0,8 0,643 35,4  2,3 0,85 144,5  4,6 52,0  3,0 82,0  3,0 7,487  0,025 93,95  0,40 c 120,3  0,8 0,634 33,9  1,9 0,97 143,2  3,1 53,0  2,0 83,0  2,6 7,443  0,025 94,11  0,34 Đồng KL CV% Độ cứng Độ mài mòn Thấm ướt Thời gian rã Rã cải tiến Định lượng Độ hòa tan sau 45’ 120,4 0,627 34,8 0,93 143,5 52,5 82,6 7,462 93,91 TB Đạt 121,2 0,931 36,3 0,82 63,4 35,3 60,7 7,024 93,40 Lu ận án Nhận xét: Tính chất sản phẩm lơ Công thức 10 đạt yêu cầu Sử dụng cơng thức 9, 10 với quy trình xát hạt ướt tiến hành tối ưu hóa cơng thức CƠNG THỨC CƠ BẢN Sau thăm dị cơng thức, cơng thức tìm có thành phần sau: Thành phần Phức BH 1:1 Crospovidon Manitol bột Avicel PH-101 Kali polacrillin Aerosil Mg Stearat/ PEG 6000 Manitol D.C vđ Khối lượng (mg) 38,4 12 18 12 1,2 1,2/ 4,2 120 PL - 54 - Phụ lục 18 Thăm dị cơng thức viên nén chứa gliclazid 80mg cải thiện độ hòa tan ĐẶT VẤN ĐỀ Gliclazid thuốc chữa đái tháo đường sử dụng rộng rãi để điều trị bệnh đái tháo đường typ Tuy nhiên, gliclazid tan nước nên dẫn đến độ hòa tan thuốc thấp thay đổi Hiện có nhiều đề tài cải thiện độ hịa tan gliclazid phương pháp tạo hệ phân tán rắn, phương pháp tạo phức với polymer có nhược điểm khó tạo thành viên hồn chỉnh Việc dùng tá dược rã có hiệu cao kết hợp với tá dược trợ tan để cải thiện độ hòa tan với mục đích tăng sinh khả dụng hiệu điều trị thuốc cần thiết D ượ Cơng thức thăm dị: Khối lượng viên 160 mg c 2.1 Điều chế theo phương pháp dập thẳng họ c PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU sĩ Bảng PL 18.25 Các công thức điều chế theo phương pháp dập thẳng Lu ận án Avicel pH102 Sepitrap 80 Sepitrap 4000 Natri starch glycolate Aerosil Lactose PS tiế Gliclazid - DT1 50% 10% 10% 0% 5% 0.2% 24.8% n Thành phần DT2 50% 10% 0% 10% 5% 0.2% 24.8% DT3 50% 10% 0% 0% 5% 0.2% 34.8% Các thành phần thay đổi: sepitrap 80, sepitrap 4000 Quy trình điều chế: cơng thức 300 viên dập máy tâm sai Nguyên liệu rây mịn qua rây θ = 0,3 mm Cân khối lượng cho nguyên liệu Cho tất nguyên liệu vào trộn chung với vòng 15 phút Dập viên máy tâm sai Điều chỉnh khối lượng độ cứng cho phù hợp 2.2 Điều chế theo phương pháp xát hạt ướt Cơng thức thăm dị dập máy tâm sai PL - 55 Bảng PL 18.26 Các công thức điều chế phương pháp xát hạt ướt máy tâm sai XH3 50% 20% 2% 5% 8% 1% 1% 0.25% 12.75% c họ Các thành phần công thức thay đổi: HPMC, primellose, natri starch glycolat, PVP K-30 Quy trình điều chế: cơng thức 300 viên dập máy tâm sai Nguyên liệu rây mịn qua rây θ = 0,3 mm Cân khối lượng cho nguyên liệu Nghiền lót cối tá dược độn Các nguyên liệu HPMC, tinh bột, lactose, gliclazid, primellose (nếu có) thêm vào theo nguyên tắc đồng lượng Khi thêm nguyên liệu vào hỗn hợp bột trộn phút Khi thêm đến nguyên liệu cuối trộn 20 phút Thêm tá dược dính PVP pha trong dung dịch cồn 90% tạo khối ẩm Xát hạt qua rây θ = mm Sấy cốm tủ sấy 60 oC 30 phút (Đo độ ẩm) Sửa hạt qua rây θ = mm Thêm tá dược rã ngoại natri starch glycolate Sau trộn 10 phút Thêm tá dược trơn bóng talc, magnesi stearat Trộn 10 phút Dập viên máy tâm sai Chỉnh khối lượng, độ cứng cho phù hợp Lu ận án tiế n sĩ D - XH2 50% 20% 5% 0% 8% 3% 1% 0.25% 12.75% ượ - XH1 50% 20% 5% 0% 0% 3% 1% 0.25% 20.75% c Thành phần Gliclazid Lactose HPMC Primellose Natri starch glycolate PVP K-30 Talc Magnesi Stearat Tinh bột Cơng thức thăm dị dập máy xoay trịn Bảng PL 18.27 Các công thức điều chế theo phương pháp xát hạt ướt máy xoay tròn Thành phần Gliclazid Avicel pH 101 Primellose Natri starch glycolate Sepitrap 80 PVP K-30 Talc Magnesi Stearat Lactose XH4 50% 10% 3,5% 3% 10% 2% 1% 0,25% 20,25% XH5 50% 10% 3,5% 3% 10% 5% 1% 0,25% 17,25% XH6 50% 10% 3,5% 3% 10% 2% 2,5% 0,5% 18,5% PL - 56 - Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Các thành phần thay đổi: primellose, natri starch glycolate, PVP K-30, talc, magnesi stearat - Quy trình điều chế: cơng thức 500 viên dập máy xoay trịn Ngun liệu rây mịn qua rây θ = 0,3 mm Cân khối lượng cho nguyên liệu Nghiền lót cối tá dược độn Các nguyên liệu lactose, gliclazid, primellose, PVP K30 (dạng bột) thêm vào theo nguyên tắc đồng lượng Khi thêm nguyên liệu vào hỗn hợp bột trộn phút Khi thêm đến nguyên liệu cuối trộn 20 phút Thêm cồn 50o đến tạo khối ẩm Xát hạt máy qua rây θ = mm Sấy cốm tủ sấy 60 oC 30 phút (Đo độ ẩm) Sửa hạt.Thêm tá dược rã ngoại natri starch glycolate Sau trộn 10 phút Thêm tá dược trơn bóng talc, magnesi stearate Trộn 10 phút Dập viên máy xoay tròn Điều chỉnh khối lượng, độ cứng cho phù hợp Kiểm tra tiêu chuẩn: - Độ rã (Theo quy định Dược điển VN IV) - Độ cứng (Theo quy định Dược điển VN IV) - Độ hòa tan (Theo quy định Dược điển VN IV) Quy trình: - Độ hịa tan xác định phương pháp cánh khuấy - Môi trường: 900 ml đệm phosphat pH 7,4 (TT) - Tốc độ quay: 100 vòng/ phút - Thời điểm lấy mẫu: 5, 10, 15, 30, 45 phút - Thể tích lấy mẫu: ml dung dịch sau bổ sung lại Đo độ hấp thu dung dịch lọc pha lỗng lần bước sóng 226 nm 290 nm Độ hấp thu xác tính cách lấy độ hấp thu 226 nm trừ độ hấp thu bước sóng 290 nm Nồng độ hoạt chất phóng thích thời điểm xác định dựa đường chuẩn xây dựng trước KẾT QUẢ THĂM DỊ CƠNG THỨC 3.1 Phương pháp dập thẳng Bảng PL 18.28 Kết khảo sát tá dược trợ tan theo phương pháp dập thẳng Thành phần Gliclazid Avicel pH102 Sepitrap 80 DT1 50% 10% 10% DT2 50% 10% 0% DT3 50% 10% 0% Sepitrap 4000 0% 10% 0% Primellose 5% 5% 5% Aerosil 0,20% 0,20% 0,20% Lactose PS 24,80% 24,80% 34,80% PL - 57 - họ c Phương pháp dập trực tiếp có ưu điểm giúp viên rã nhanh làm tăng tốc độ hịa tan viên nén tạo thành Cơng thức viên nén gliclazid khảo sát theo phương pháp dập thẳng nhằm tận dụng lợi phương pháp Thơng qua khảo sát viên có thị trường, khối lượng viên cố định 160mg Các thành phần tá dược chức tá dược dính avicel pH102, tá dược độn Lactose phun sấy, tá dược trơn bóng aerosil tá dược rã primellose cố định Tá dược trợ tan sepitrap 80 sepitrap 4000 thay đổi Bảng PL 18.28 Công thức nghiên cứu thử nghiệm với cỡ lô 300 viên Cả ba cơng thức dập viên Về mặt cảm quan, bề mặt viên DT2 không láng bị dính chày Điều tá dược sepitrap 4000 hút ẩm cao Viên DT1 DT3 có bề mặt cảm quan đẹp Kết thử nghiệm độ hịa tan viên DT1 DT3 trình bày Hình PL 18.6 Trong đó, viên DT3 có độ hịa tan chậm khơng hồn tồn (80% sau 60 phút) Viên DT1 có độ hịa tan nhanh, đạt gần 90% sau 10 phút đạt độ hòa tan 100% sau 20 phút Công thức DT1 chọn để tiến hành thí nghiệm c 100 ượ 80 60 DT1 DT3 D 40 20 0 sĩ Tỉ lệ phóng thích (%) 120 20 40 60 80 n Thời gian (phút) tiế Hình PL 18.6 Độ hòa tan viên DT1 DT3 Lu ận án Mặc dù DT1 cho kết khả quan máy dập viên tâm sai, nhiên hàm lượng gliclazid viên chiếm 50% khiến cơng thức gặp khó khăn triển khai qui mơ lớn Ngồi ra, kiểm tra thơng số độ trơn chảy khối bột công thức DT1, tỉ số Hausner đo 1,30 Tỉ số cho thấy khối bột trơn chảy trung bình Do đó, cơng thức DT1 thử nghiệm máy dập viên xoay trịn với cỡ lơ 500 viên Viên DT1 dập máy xoay trịn bị bong mặt Ngun nhân thiếu tá dược dính thiếu tá dược trơn bóng Cơng thức DT4 DT5 điều chỉnh nhằm khắc phục lỗi bong mặt viên Thành phần công thức DT4 DT5 trình bày Bảng PL 18.29 Bảng PL 18.29 Thành phần công thức DT4 DT5 Thành phần Gliclazid Avicel pH102 Sepitrap 80 Natri starch glycolate Aerosil Talc PVP K-30 Lactose PS DT4 50% 10% 10% 5% 0,20% 3% 0% 21,800% DT5 50% 10% 10% 5% 0,20% 0% 5% 19,800% PL - 58 Công thức DT4 DT5 không dập viên, lỗi bong mặt viên khơng khắc phục Do đó, cơng thức dập thẳng viên gliclazid 80mg có khối lượng 160 mg khơng thực 3.2 Phương pháp xát hạt ướt Dập viên máy tâm sai Dập viên phương pháp xát hạt ướt thông thường cần thêm tá dược rã nhằm giúp viên rã nhanh đạt độ hòa tan theo yêu cầu Trong công thức khảo sát viên gliclazid 80mg phương pháp xát hạt ướt, thành phần công thức lactose, talc, magnesi stearat cố định Thành phần tỉ lệ tá dược rã dính thay đổi Lượng tinh bột thay đổi đảm bảo khối lượng viên 160mg tiế n sĩ D ượ c XH1 50% 20% 5% 0% 0% 3% 1% 0,25% 20,75% XH2 50% 20% 5% 0% 8% 3% 1% 0,25% 12,75% XH3 50% 20% 2% 5% 8% 1% 1% 0,25% 12,75% Lu ận án Thành phần Gliclazid Lactose HPMC Primellose Natri Starch glycollat PVP K-30 Talc Magnesi Stearat Tinh bột họ c Bảng PL 18.30 Thành phần công thức xát hạt ướt XH1 – XH3 Cả công thức đánh giá nhanh thử nghiệm thời gian rã viên Theo nghiên cứu công bố, HPMC có khả trương nở giúp phóng thích hoạt chất gliclazid khỏi viên nén Tuy nhiên sử dụng HPMC nồng độ cao tá dược rã cơng thức (XH1), thời gian rã viên lên đến 25 phút Giảm tỉ lệ HPMC, giảm tỉ lệ PVP K-30 bổ sung thêm tá dược rã (XH2 XH3) giúp cải thiện thời gian rã 11 phút phút XH2 XH3 Thời gian rã tương đối cao so với yêu cầu độ hòa tan Những nỗ lực cải thiện độ rã cơng thức có HPMC khơng thực Trong công thức XH2 XH3, tổng lượng tá dược rã primellose natri starch glycolate tăng đến 13% Dập máy xoay trịn Cơng thức XH4 xây dựng với thành phần tá dược dính thấp, tổng lượng tá dược rã điều chỉnh mức thấp bổ sung thêm tá dược trợ tan sepitrap 80 Để kiểm tra khả thực công thức máy dập viên xoay trịn, cơng thức PL - 59 XH4 chuẩn bị với lơ 500 viên máy xoay trịn Viên bị bong mặt Hai công thức XH5 XH6 xây dựng Bảng PL18.31 Bảng PL 18.31 Thành phần công thức XH4, XH5 XH6 XH5 50% 10% 3,5% 3% 10% 5% 1% 0,25% 17,25% c XH4 50% 10% 3,5% 3% 10% 2% 1% 0,25% 20,25% họ Thành phần Gliclazid Avicel pH 101 Primellose Natri starch glycolate Sepitrap 80 PVP K-30 Talc Magnesi Stearat Lactose XH6 50% 10% 3,5% 3% 10% 2% 2,5% 0,5% 18,5% n sĩ D ượ c Kết công thức XH5 XH6 dập máy dập viên xoay tròn Trong cơng thức XH6 có thời gian rã phút nhanh công thức XH5 phút Do đó, cơng thức XH6 lựa chọn để xây dựng công thức XH7 XH8 nhằm khảo sát thành phần tỉ lệ tá dược trợ tan Các công thức khảo sát thực máy dập viên xoay tròn Lu ận án Thành phần Gliclazid Avicel 101 Natri Starch glycolate Primellose Sepitrap 80 Sepitrap 4000 PVP Talc Magnesi Stearat Lactose tiế Bảng PL18.32 Thành phần công thức XH6, XH7 XH8 XH6 50% 10% 3% 3,5% 10% 0% 2% 2,5% 0,5% 18,5% XH7 50% 10% 3% 3,5% 0% 10% 2% 2,5% 0,5% 18,5% XH8 50% 10% 3% 3,5% 0% 0% 2% 2,5% 0,5% 28,5% Kết đánh giá sơ cơng thức trình bày Bảng PL18.33 Cả công thức cho viên bóng đẹp, thời gian rã nhanh Đồ thị theo dõi độ hòa tan cho thấy tá dược trợ tan sepitrap 80 sepitrap 4000 tăng độ giải phóng hoạt chất Trong sepitrap 80 giúp viên đạt độ hịa tan nhanh chóng Cơng thức XH6 lựa chọn làm công thức để thành lập thí nghiệm xác định cơng thức tối ưu hóa PL - 60 Bảng PL18.33 Kết đánh giá viên XH6, XH7 XH8 Chỉ tiêu XH6 XH7 XH8 Viên bóng đẹp Viên bóng đẹp Viên bóng đẹp phút phút phút Độ hòa tan phút 87,23 % 69,75 % 46,73 % Độ hòa tan 10 phút 96,06 % 98,31 % 79,67 % Độ hòa tan 15 phút 100,21 % 101,83 % 98,88 % Hình thức Độ rã 100 c 80 họ 60 XH6 XH7 XH8 c 40 20 ượ Tỉ lệ phóng thích (%) 120 10 D 15 20 sĩ Thời gian (phút) tiế n Hình 18.7 Đồ thị độ hịa tan viên XH6, XH7 XH8 án CÔNG THỨC CƠ BẢN Lu ận Công thức XH6 sử dụng để làm công thức Các thành phần thay đổi để tối ưu hóa là: tá dược rã nội primellose, tá dược trợ tan sepitrap 80, tá dược dính PVP K-30 với khoảng mở rộng phía trình bày Bảng PL 18.34 sử dụng quy trình xát hạt ướt dập máy xoay tròn với cỡ lô 1000 viên Bảng PL 18.34 Công thức để tối ưu hóa Thành phần Gliclazid Avicel pH 101 Primellose Sepitrap 80 PVP K-30 Natri starch glycolate Talc Magnesi stearat Lactose vđ viên 80 mg 16 mg 3,2 - 5,6 -8 mg - 16 - 24 mg 3,2 - mg 4,8 mg mg 0,8 mg 160 mg PL - 61 - Phụ lục 13 Tối ưu hóa quy trình tổng hợp Metformin Hydroclorid ĐẶT VẤN ĐỀ họ c Đái tháo đường bệnh phổ biến giới Việt nam, có nhiều loại thuốc điều trị bệnh đái tháo đường insulin, nhóm biguanid, nhóm sulfunyure, nhóm acarbose, nhóm thiazolidindion metformin thuốc thuộc nhóm biguanid, giúp tăng sử dụng glucose tế bào, cải thiện liên kết insulin với thụ thể Nguyên liệu metformin sản xuất phổ biến toàn giới Ở Việt Nam, metformin nhập hàng năm Về phương pháp tổng hợp metformin giới có nhiều phương pháp khác để tổng hợp Đề tài khảo sát số phương pháp khác tổng hợp metformin, từ cải thiện quy trình tổng hợp nhằm tăng hiệu suất giảm tính chất độc hại với mơi trường c PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU D ượ Thằm dò số phương pháp tổng hợp, từ xác định phương pháp cho hiệu suất tổng hợp metformin cao tạp chất 2-cyanoguanidin thấp n sĩ 2.1 Phương pháp tổng hợp dùng dung môi ethanol Lu ận án tiế Cho dimethylamin hydroclorid (815 mg; 10 mmol) 2-cyanoguanidin (840 mg; 10mmol) vào bình cầu đáy tròn Cho ethanol 96o (5ml) vào Lắp sinh hàn đun hồi lưu Điều chỉnh nhiệt độ bếp 120 oC, 140 oC Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm cách 30 phút tính từ sau phản ứng bắt đầu 90 phút sau phản ứng kết thúc 30 phút sắc ký lớp mỏng Tinh chế sản phẩm 10ml*2 lần sử dụng cồn 96o : nước = 95 : khoảng tiếng Lọc qua phễu Buchner Sấy tủ sấy ngày 2.2 Phương pháp tổng hợp dùng ethanol để hòa tan Cho dimethylamin hydroclorid (815 mg; 10 mmol) vào bình cầu đáy trịn Tiếp tục cho ethanol 96o vào Đun nóng cho tan hồn tồn Cho 2-cyanoguanidin(840 mg; 10 mmol) vào Lắp bình cầu đáy trịn vào máy cô quay.Tiếp tục cô dung môi qua hết Đưa bình cầu vào bếp từ gia nhiệt Điều chỉnh nhiệt độ bếp 120 oC, 130 oC, 140 oC, 150 oC Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm khác cách 30 phút tính từ sau phản ứng bắt đầu 90 phút sau phản ứng kết thúc 30 phút sắc ký lớp mỏng Tinh chế sản phẩm 10ml*2 lần sử dụng cồn 96o : nước = 95 : khoảng tiếng Lọc qua phễu Buchner Sấy tủ sấy ngày PL - 62 2.3 Phương pháp tổng hợp dùng lị vi sóng Cho dimethylamin hydroclorid (815 mg; 10 mmol) 2-cyanoguanidin (840 mg; 10 mmol), ethanol 96 oC ml, ml, ml vào becher 100 Điều chỉnh nhiệt lị vi sóng theo mức độ khác 50 W, rã đông, 380 W Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm khác cách phút tính từ sau phản ứng bắt đầu phút sau phản ứng kết thúc phút sắc ký lớp mỏng Tinh chế sản phẩm 10ml * lần sử dụng cồn 96o : nước = 95 : khoảng tiếng Lọc qua phễu Buchner Sấy tủ sấy ngày 2.4 Phương pháp tổng hợp dùng bể siêu âm D ượ c họ c Cho dimethylamin hydroclorid (815 mg;10 mmol) 2-cyanoguanidin (840 mg; 10 mmol) vào bình cầu đáy tròn Đặt vào becher 250 Điều chỉnh nhiệt độ bể siêu âm lên 60 oC Điều chỉnh mức lượng sóng siêu âm mức trung bình Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm khác cách 30 phút tính từ sau phản ứng bắt đầu 90 phút sau phản ứng kết thúc 30 phút sắc ký lớp mỏng Tinh chế sản phẩm 10ml*2 lần sử dụng cồn 96o: nước = 95 : khoảng tiếng Lọc qua phễu Buchner Sấy tủ sấy ngày n sĩ 2.5 Phương pháp tổng hợp cách trộn trực tiếp chất Lu ận án tiế Cho dimethylamin HCl (815 mg;10 mmol) 2-cyanoguanidin (840 mg; 10 mmol) vào bình cầu đáy trịn Điều chỉnh nhiệt độ bếp nhiệt độ khác nhau 120 o C, 130 oC, 140 oC, 150 oC Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm khác cách 30 phút tính từ sau phản ứng bắt đầu 90 phút sau phản ứng kết thúc 30 phút Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm khác sắc ký lớp mỏng Tinh chế sản phẩm 10ml*2 lần sử dụng cồn 96o : nước = 95 : khoảng tiếng Lọc qua phễu Buchner Sấy tủ sấy ngày 2.6 Phương pháp tổng hợp dùng tủ sấy Cho dimethylamin hydroclorid (815 mg; 10 mmol) 2-cyanoguanidin (840 mg; 10 mmol) vào becher 50ml Điều chỉnh nhiệt độ tủ sấy 120 oC, 130 oC, 140 oC.Theo dõi nguyên liệu đầu sản phẩm thời điểm khác cách 30 phút tính từ sau phản ứng bắt đầu 90 phút sau phản ứng kết thúc 30 phút sắc ký lớp mỏng Tinh chế sản phẩm 10ml*2 lần sử dụng cồn 96o: nước = 95 : khoảng tiếng Lọc qua phễu Buchner Sấy tủ sấy ngày PL - 63 KẾT QUẢ THĂM DÒ CƠNG THỨC 3.1 Phương pháp tổng hợp dùng dung mơi ethanol Điều kiện: - Dimethylamin hydroclorid (815 mg;10 mmol) - Dicano diamid (840 mg; 10 mmol) - Ethanol 96o: ml Kết quả: 120 oC Hiệu suất 68% Thời gian 5h 15p Hiệu suất 62% c Thời gian 7h 140 oC D ượ c họ Nhận xét: thời gian kết thúc phản ứng dài, hiệu suất thấp Giải thích: Do mơi trường Ethanol 96o nồng độ hai chất tham gia bị giảm khả tiếp xúc hai chất giảm nên thời gian kết thúc phản ứng kéo dài Mặt khác Ethanol 96o đun nóng hịa tan phần Metformin dẫn đến hiệu suất giảm n sĩ 3.2 Phương pháp tổng hợp dùng ethanol để hòa tan Kết quả: Lu ận án tiế Điều kiện: - Dimethylamin hydroclorid (815 mg;10 mmol) - Dicano diamid (840 mg; 10 mmol) - Ethanol hòa tan 5ml 120 oC Thời gian Hiệu suất 4h 73,5% 130 oC Thời gian Hiệu suất 3h 30p 60,6% 140 oC Thời gian Hiệu suất 3h 66,67% Nhận xét: thời gian ngắn hơn, hiệu suất cải thiện Giải thích: khả tiếp xúc hai chất tham gia phản ứng tăng lên so với phương pháp dùng dung môi nên thời gian phản ứng kết thúc ngắn hơn.Hiệu suất cải thiện bị hao hụt 3.3 Phương pháp tổng hợp dùng lị vi sóng Điều kiện: - Dimethylamin hydroclorid (815mg;10mmol) - Dicano diamid (840 mg; 10mmol) PL - 64 Kết quả: 50W Chỉ trộn chất lại với Dùng 1ml ethanol Dùng 2ml ethanol Rã đông Thời Tình gian trạng Thời gian Tình trạng phút Vàng phút Vàng phút phút Vàng Vàng sữa phút phút Vàng Vàng 380W Thời Tình gian trạng Cháy phút vàng phút vàng phút vàng Nhận xét: sản phẩm dễ cháy, hiệu suất thấp Giải thích: Do lượng cung cấp lớn nên thời gian kết thúc phản ứng rút ngắn gấp nhiều lần sản phẩm lại dễ bị cháy họ c 3.4 Phương pháp tổng hợp dùng bể siêu âm tiế n sĩ D ượ c Điều kiện: - Dimethylamin hydroclorid (815 mg;10 mmol) - Dicano diamid (840 mg; 10 mmol) - Nhiệt độ 60o Kết quả: Sau 30 phút phản ứng chưa kết thúc Nhận xét: thời gian cho phản ứng kéo dài, tốn nhiều lượng điện Giải thích: lượng cung cấp khơng đủ nên thời gian kết thúc phản ứng kéo dài án 3.5 Phương pháp tổng hợp cách trộn trực tiếp chất Lu ận Điều kiện: - Dimethylamin hydroclorid (815 mg;10 mmol) - 2-Cyanoguanidin (840 mg; 10 mmol) Kết quả: 120 oC Thời Hiệu gian suất 4h30p 57,6% 130 oC Thời Hiệu gian suất 4h 46% 140 oC Thời Hiệu gian suất 2h45p 52,7% 150 oC Thời Hiệu gian suất 3h 60,6% Nhận xét: hiệu suất cao phương pháp dùng dung mơi hịa tan khơng phải dùng đến dung môi độc hại nhiều 3.6 Phương pháp tổng hợp dùng tủ sấy Điều kiện: - Dimethylamin hydroclorid (815mg;10 mmol) - Dicano diamid (840 mg; 10mmol) PL - 65 Kết quả: 120 oC Thời gian Hiệu suất 5h45p 61% 130 oC Thời gian Hiệu suất 4h45p 65% 140 oC Thời gian Hiệu suất 3h30p 67% Nhận xét: Thời gian kết thúc phản ứng dài so với điều kiện tiến hành bếp từ gia nhiệt Giải thích: Điều lý giải nhiệt độ cung cấp tủ sấy không ổn định bếp từ gia nhiệt QUY TRÌNH CƠ BẢN Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Từ khảo sát cho thấy Phương pháp tổng hợp dùng ethanol để hòa tan đạt hiệu suất tương đối độc hại, Dung mơi thu hồi tái sử dụng lại nên không gây độc hại cho môi trường Sử dụng làm quy trình để tiến hành thay đổi thơng số để đạt hiệu suất cao tạp chất