đặng thành vinh nghiên cứu xây dựng mô hình dược động học sinh lý và ứng dụng bào chế thuốc giải phóng kéo dài chứa l tetrahydropalmatin

TỔNG QUAN

Tổng quan về l-tetrahydropalmatin

1.1.1 Công thức cấu tạo, tính chất lý hóa

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của l-tetrahydropalmatin [33]

- Tên khác: rotundin, gindarin, caseanin, hyndarin [1]

- Công thức phân tử: C21H25NO4

- Khối lượng phân tử: 355,4 g/mol

1.1.1.2 Tính chất lý hóa a, Tính chất vật lý

- Cảm quan: Tinh thể màu trắng hay hơi vàng, không mùi, không vị, bị chuyển thành màu vàng khi tiếp xúc với ánh sáng hoặc nhiệt [1]

- Độ tan: Tan tốt trong cloroform, hơi tan trong ethanol và ether, không tan trong nước, dễ tan trong acid sulfuric loãng [1]

- pKa = 5,34 b, Tính chất hóa học

- Tính base yếu: l-tetrahydropalmatin chứa N bậc 3 trong phân tử, dễ dàng tạo muối với các acid vô cơ [12]

- Tính chất hóa học của alkaloid: l-tetrahydropalmatin có các phản ứng đặc trưng của thuốc thử alkaloid như thuốc thử Dragendorff, acid picric,…

1.1.2 Nguồn gốc l-Tetrahydropalmatin là hoạt chất được chiết xuất từ củ của một số dược liệu thuộc họ Stephania spp hoặc Coridalis spp được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền Cây Bình vôi (Stephania rotunda) được tìm thấy nhiều ở khu vực Đông và Nam Châu Á (Ấn Độ, Việt Nam, Lào, Campuchia) [63]

3 Trong tự nhiên, tetrahydropalmatin tồn tại ở cả hai dạng đồng phân đối quang d và l Đồng phân l đã được chứng minh rằng có hiệu quả mạnh hơn đồng phân d trong việc đối kháng receptor dopamin, dẫn đến các tác dụng dược lý như an thần, giảm đau và làm giãn cơ trơn với mức độ mạnh hơn so với đồng phân d [27]

1.1.3 Tác dụng dược lý l-Tetrahydropalmatin có tác dụng an thần, gây ngủ được chứng minh là có liên quan đến tính đối kháng của thuốc trên hệ dopaminergic, cụ thể trên các receptor D1, D2 và D3 của dopamin với tác dụng đối kháng giảm dần theo thứ tự tương ứng [62]

Yan Du và cộng sự (2017) đã chỉ ra ở chuột liều 20mg/kg l-THP dùng đồng thời với ketamin trong quá trình điều hòa đã ức chế sự thu nhận CPP do ketamin gây ra Hơn nữa, ở mức liều này l-THP đã ngăn chặn quá trình phosphoryl hóa tăng cường ERK và CREB trong CPu và Hip Kết quả này cho thấy l-THP có tác dụng điều trị tiềm năng đối với CPP do ketamine gây ra, ứng dụng l-THP để điều trị chứng nghiện ketamin [18] Trong nghiên cứu của Lian Liu [29] đã chỉ ra việc tiếp xúc với methamphetamin (METH) dẫn đến hành vi tìm kiếm và sử dụng ma túy bắt buộc, cuối cùng là nghiện METH và nhiễm độc thần kinh l-THP có tác dụng ức chế tỷ lệ mắc, duy trì và tái nghiện METH thông qua việc tăng cường độ dẻo dai và chức năng của các tế bào thần kinh Do đó, l-THP có tiềm năng trở thành một thuốc điều trị quan trọng cho nghiện METH và nhiễm độc thần kinh

Ngoài ra, l-THP còn được chỉ ra tác dụng ức chế chứng nghiện nicotin bằng cách ngăn chặn các chức năng của tế bào thần kinh α4β2-nAChR và tăng nồng độ dopamin ngoại bào trong vỏ nhân não, giảm nicotin hấp thu và ngăn ngừa tái phát [20], [25]

1.1.4 Chỉ định và tác dụng không mong muốn

- Điều trị chứng lo âu, mất ngủ với mức liều 30 – 90 mg [2]

- Điều trị giảm đau như: đau nhức đầu, đau dây thần kinh, đau do loét hành tá tràng với mức liều 60 – 120 mg [2]

- Hỗ trợ điều trị cai nghiện nhóm opioid [64]

- Tác dụng không mong muốn: Bệnh nhân sử dụng liều 300 mg/24 giờ có những biến đổi về điện tim, mức liều cao hơn có thể gây ra những triệu chứng như giảm ý thức dẫn đến hôn mê, thở yếu, viêm phổi do sặc, hạ huyết áp, buồn nôn, nôn [2]

1.1.5 Một số chế phẩm chứa l-tetrahydropalmatin trên thị trường

- Rotunda (Dược phẩm TW 2 - Dopharma), Rudexen (Mediplantex), Rotundin 30 (Donaipharm): viên nén 30 mg, hộp 10 vỉ x 10 viên

- Stilux - 60 (Traphaco): viên nén 60 mg, hộp 10 vỉ x 10 viên

- Rotundin sulfat (Pharbaco): ống tiêm 60 mg/2 ml, hộp 10 – 50 ống tiêm

1.1.6 Một số nghiên cứu bào chế viên giải phóng kéo dài chứa l-THP

Thuốc giải phóng kéo dài có nhiều ưu điểm như duy trì nồng độ dược chất trong khoảng điều trị, đảm bảo tuân thủ và nâng cao hiệu quả điều trị, đặc biệt đối với bệnh nhân mạn tính phải điều trị dài ngày Tuy nhiên, thuốc cũng có nhược điểm như không thải trừ ngay khỏi cơ thể khi bị ngộ độc, bào chế phức tạp, giải phóng dược chất trong đường tiêu hóa phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau nên nếu sai sót trong kĩ thuật bào chế hay những thay đổi sinh học cá thể đều có thể dẫn đến thất bại điều trị Do đó, không phải dược chất nào cũng có thể bào chế dạng giải phóng kéo dài [5]

Như đã đề cập, l-THP là dược chất tiềm năng có nhiều tác dụng dược lý khác nhau [17] với tốc độ hấp thu nhanh nhưng mức độ hấp thu lại rất thấp [3], [6], đồng thời tác dụng của thuốc còn phụ thuộc vào mức liều sử dụng nên đây là bất lợi trong sử dụng thuốc của các bệnh mạn tính Hiện nay, trên thế giới chưa có nhiều nghiên cứu về thuốc giải phóng kéo dài chứa l-THP, có thể do có nguồn gốc thiên nhiên nên chỉ phổ biến ở một số quốc gia, cũng có thể do đặc điểm sinh dược học của l-THP đòi hỏi kĩ thuật bào chế phức tạp hơn trong thiết kế dạng thuốc giải phóng kéo dài (ER)

Tại Việt Nam, Đỗ Thị Hà và cộng sự (2019) đã bào chế viên nén dạng cốt thân nước chứa rotundin sulfat giải phóng kéo dài bằng phương pháp tạo hạt ướt Sử dụng phần mềm MODDE 8.0 để thiết kế thí nghiệm, đánh giá yếu tố ảnh hưởng và tối ưu hóa công thức bằng FormRules v2.0 và INForm v3.1 để chọn công thức tối ưu bào chế viên nén rotundin sulfat giải phóng kéo dài 8 giờ [4] Nguyễn Như Nam (2021) và cộng sự đã bào chế pellet giải phóng kéo dài chứa hệ phân tán rắn chứa l-THP bằng phương pháp đùn tạo cầu và lựa chọn được công thức tối ưu bằng phần mềm MODDE 12.0 [7].

Tổng quan về mô hình dược động học sinh lý

Theo FDA, phân tích dược động học sinh lý (PBPK) là sử dụng các mô hình và mô phỏng kết hợp với đặc tính sinh lý học, quần thể và tính chất thuốc để mô tả dược động học (PK) và/hoặc dược lực học (PD) của thuốc Các mô hình PBPK dự đoán được sử dụng để hỗ trợ đưa ra quyết định thực hiện một nghiên cứu lâm sàng, cách tiến hành và thời gian thực hiện cũng như đưa ra liều khuyến cáo trên nhãn của sản phẩm [21] Theo EMA, mô hình dược động học sinh lý (PBPK) là mô hình toán học mô phỏng nồng độ thuốc trong máu và tại các mô theo thời gian, thông qua tính tốc độ hấp thu, phân bố, chuyển hóa và thải trừ thuốc khỏi cơ thể (ADME) trên cơ sở sự ảnh hưởng giữa các yếu tố sinh lý, hóa lý và sinh hóa [19]

Hiện nay trong đăng ký thuốc, mô hình PBPK được ứng dụng chủ yếu để dự đoán một cách định tính và định lượng tương tác thuốc (DDI) [32], xác định liều khởi đầu của thử nghiệm lâm sàng trên người Tuy nhiên, người ta hy vọng rằng việc sử dụng mô hình PBPK sẽ tăng lên và sớm được coi như bằng chứng bổ sung cho thực nghiệm [19]

1.2.2 Mô hình dược động học sinh lý toàn thân (Whole-body)

Mô hình PBPK toàn thân giúp mô phỏng nồng độ thuốc trong cơ thể theo thời gian bằng cách mô tả quá trình hấp thu, phân phối và thải trừ trong điều kiện sinh lý của các cơ quan Các mô tả này được xây dựng dựa trên đặc tính của thuốc như tính chất hóa lý: logP, pKa, độ tan, tính thấm, mức độ liên kết với protein huyết tương, độ thanh thải… và được tích hợp trong một mô hình sinh lý chung Cấu trúc chung của mô hình PBPK toàn thân mô tả sự kết nối giữa các cơ quan được thể hiện ở Hình 1.2 [40]

Hình 1.2 Mô hình dược động học sinh lý (mũi tên xanh thể hiện đường đi của huyết tương, mũi tên đỏ là đường đi của hệ bạch huyết) [40]

Mô hình PBPK toàn thân thường gồm nhiều ngăn trong đó cơ quan như não (brain), phổi (lung), tim (heart), dạ dày (stomach), lá lách (spleen), tuyến tụy (pancreas), ruột (gut), gan (liver), thận (kidney) và tuyến giáp (thymus), da (skin), cơ (muscle), xương (bone), mô mỡ (adipose) được biểu diễn dưới dạng các ngăn và liên kết với nhau bởi ngăn động mạch (arterial blood), ngăn tĩnh mạch (venous blood) và hệ bạch huyết Mỗi cơ quan này lại được chia thành ba ngăn chính đại diện cho không gian mạch máu, nội sinh và vùng kẽ Không gian nội sinh lại tiếp tục được chia thành ba ngăn nhỏ hơn Mỗi ngăn được đặc trưng bởi tốc độ tưới máu (blood flow), thể tích (volume) và hệ số phân bố thuốc vào mô Kp,… [40]

6 Tùy thuộc vào đặc tính của dược chất mà các ngăn kể trên sẽ được thiết lập ở chế độ khác nhau là hạn chế tưới máu (perfusion-limited) hay hạn chế thấm (permeability limited) sao cho mô phỏng một cách chính xác nhất quá trình hấp thu [40]

Chế độ hạn chế tưới máu (perfusion-limited): Với các dược chất có tính thấm cao, lượng thuốc phân bố vào mô bị hạn chế bởi tốc độ tưới máu đến mô và lượng thuốc tại mô ở mỗi thời điểm được biểu thị bằng hệ số phân bố Kp và có thể ước tính từ các đặc tính lý hóa như logP, pKa, tỷ lệ nồng độ máu/ huyết tương,

Hình 1.3 Mô hình Mô hạn chế tưới máu (perfusion limited tissue) [40]

Trong đó Cbi, Cbo là nồng độ thuốc vào (động mạch) và ra (tĩnh mạch) mô; Rbp là tỷ lệ nồng độ thuốc máu/huyết tương; Kp là hệ số phân bố thuốc mô/ huyết tương; Vv, Vt là thể tích huyết tương và mô; Cv, Ct là nồng độ thuốc ở huyết tương và mô; fut và fup là tỷ lệ thuốc ở dạng tự do ở mô và huyết tương; CLint là độ thanh thải của mô

Với các mô hạn chế tưới máu và không thải trừ thuốc, lượng thuốc thay đổi ở mô bằng tích của lưu lượng máu mô với chênh lệch nồng độ dược chất ở ngăn động mạch và ngăn tĩnh mạch (Phương trình (1)) Nồng độ thuốc trong máu tĩnh mạch được biểu thị bằng tỷ lệ giữa nồng độ dược chất ở mô sau khi hiệu chỉnh với tỷ lệ liên kết hồng cầu chia cho hệ số phân bố mô/ huyết tương Qua đó khi Kp tăng, nồng độ thuốc rời khỏi mô (Cbo) trong máu giảm khiến thuốc tích tụ nhiều hơn trong mô

𝐾𝑝 ) (1) Với các mô hạn chế tưới máu có thải trừ thuốc, phương trình cần được bổ sung thêm CLint (L/h) - độ thanh thải nội tại của dược chất dạng tự do ở mô (Phương trình

(2)) Độ thanh thải nội tại này góp vào độ thanh thải toàn thân và giá trị tối đa là bằng với lưu lượng máu tới mô [33]

𝐾𝑝 )) (2) Chế độ hạn chế thấm (permeability limited): Với các dược chất có tính thấm thấp, việc phân bố vào mô bị hạn chế bởi tính thấm và diện tích bề mặt thấm hiệu dụng PStc là tính thấm của thuốc trên một đơn vị diện tích dùng để tính tốc độ dược chất ra/vào Ban đầu, nồng độ dược chất ở mô sẽ nhỏ hơn nồng độ dược chất tự do trong máu, sau đó tăng dần và có thể lớn hơn Hệ số phân bố thuốc trong mô Kp dùng để tính nồng độ dược chất ở khoang ngoại bào (extracellular compartment), PStc quyết định tốc độ ra và

7 vào khoang nội bào Ngoài thấm thụ động, với các dược chất vận chuyển bằng chất mang, quá trình này còn bị ảnh hưởng bởi sự bão hòa chất vận chuyển [40]

Hình 1.4 Mô hình Mô hạn chế tính thấm (permeability limited) [40]

Trong đó Ve, Ce là thể tích và nồng độ dược chất ở khoang ngoại bào; Vv và Cv là thể tích và nồng độ dược chất ở khoang huyết tương trong mô; Vt và Ct là thể tích và nồng độ dược chất ở khoang nội bào; PSct là tích của tính thấm và diện tích bề mặt của mô;

Vm và Km là hằng số tốc độ tối đa và bằng ẵ tốc độ tối đa Michaelis – Menten

1.2.3 Mô hình hấp thu sinh lý

Trong mô hình hấp thu sinh lý, các con đường đưa thuốc (như tĩnh mạch, tiêu hóa, hô hấp, mắt, da, …) sẽ được chia nhỏ thành các ngăn để mô phỏng lại quá trình ADME của thuốc, trong đó phổ biến nhất là đưa thuốc qua đường tiêu hóa Quá trình hấp thu thuốc từ đường tiêu hóa chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau như sinh lý, đặc điểm của thuốc Quá trình hấp thu thuốc ở đường tiêu hóa được minh họa dưới đây:

Hình 1.5 Quá trình hấp thu dược chất ở đường tiêu hóa [16]

Trong đó: CM: vận chuyển qua trung gian chất mang; F: sinh khả dụng, fa: phần thuốc được hấp thu; E G - E H : hệ số chuyển hóa ở ruột – gan; PLD: hệ số khuếch tán thụ động qua mô mỡ (passive lipoidal diffusion); PPD: hệ số khuếch tán thụ động qua biểu mô tế bào (passive paracellular diffusion) Đầu tiên, dạng bào chế của thuốc cần phải rã để giải phóng các phân tử dược chất và hòa tan trong dịch tiêu hóa Chỉ có phần dược chất ở dạng hòa tan thì mới được hấp thu, độ hòa tan của dược chất ở ruột phải đủ cao để có tốc độ hòa tan đủ nhanh Phần thuốc tự do tạo ra một gradient nồng độ giữa lòng ruột và máu, gradient này là động lực

8 cho thuốc thấm qua Tính thấm là đại diện cho sự vận chuyển thuốc qua màng, hàng rào màng sẽ giới hạn tốc độ vận chuyển

Nồng độ thuốc tự do trong lòng ruột giảm có thể do thuốc bị kết tủa/ phân hủy bởi enzym (CYP 3A4, CYP 2D6, CYP 2C9…) hoặc tạo thành phức hợp với các chất trong lòng ruột Ngoài ra, trên màng tế bào ruột có P-gp là bơm vận chuyển ngược thuốc trở lại lòng ruột nên làm giảm hấp thu

Các phương pháp - phần mềm xây dựng mô hình dược động học sinh lý

Phương pháp “bottom – up”: Mô hình được xây dựng từ dữ liệu in vitro và dữ liệu tiền lâm sàng, sau đó được xác minh lại trong giai đoạn lâm sàng Chất lượng của dữ liệu đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến mô hình Trong giai đoạn đầu, kết quả ngoại suy từ in vitro sang in vivo thường không chắc chắn nên cần bổ sung các yếu tố để xác minh lại (thường là dữ liệu lâm sàng in vivo) Trong một số trường hợp việc hiệu chuẩn các thông số của mô hình bằng phương pháp “middle - out” cũng sẽ được xem xét [55] Phương pháp “top - down”: Mô hình bắt đầu bằng việc điều chỉnh các thông số để khớp dữ liệu in vivo trên người hoặc dữ liệu in vivo khi sử dụng các công thức bào chế khác nhau Cách này thường dùng để phân tích thống kê các thông số dược động học của 1 quần thể (PopPK) Mục tiêu chính là xây dựng được mô hình mô tả dữ liệu quan sát được, ước tính giá trị trung bình các tham số và dao động cá thể để xác định phương sai của các thông số dược động học Mô hình tối ưu thường chỉ dùng để nội suy trong không gian dữ liệu ban đầu, chưa thể ngoại suy ngoài không gian dữ liệu này [55] Phương pháp “middle - out”: Là sự kết hợp của 2 phương pháp trên Mô hình được xây dựng từ các dữ liệu như tính chất hóa lý của dược chất, in vitro, tiền lâm sàng, kết hợp với dự đoán in silico về thông số phân bố thuốc Các thông số của mô hình cần được điều chỉnh cho phù hợp và mô hình cần phải thẩm định ngoại để chứng minh khả năng

10 dự đoán Sau khi xác minh, mô hình có thể dùng để ứng dụng trên lâm sàng như yêu cầu miễn thử nghiệm lâm sàng hoặc ngoại suy dữ liệu dược động học từ người lớn, trẻ nhỏ sang trẻ sơ sinh để kiểm tra về mức liều [51], [55]

1.3.2 Các phần mềm dùng để xây dựng mô hình dược động học sinh lý

Sự phát triển các phương pháp hóa học được áp dụng trong dự đoán các đặc tính hóa lý và dược động học (PK) của dược chất đã hỗ trợ việc xây dựng mô hình PBPK

Với khả năng xử lý ngày càng tăng, các công cụ dự đoán in silico được cải tiến và các phần mềm mới liên quan đến xây dựng mô hình PBPK đã ra đời [49]

Các phần mềm này được chia thành 2 loại [49]

- Nền tảng mở (open platform): các phương trình của mô hình được hiển thị cho người dùng thấy rõ ví dụ: Phoenix [23], PK-Sim [44], WinSAAM [43]… với cấu trúc mô hình linh hoạt và cơ sở dữ liệu nhiều loài, nhiều đường dùng thuốc

- Nền tảng đóng (closed platform): các phương trình vi phân được ẩn với người sử dụng và biên dịch thành các tùy chọn trên giao diện ví dụ: GastroPlus [31], Simcyp

[24], … bao gồm giao diện với rất nhiều lựa chọn khác nhau

Trong đó, các nền tảng mở phù hợp để hiểu rõ về mô hình PBPK, người dùng tự do khám phá ảnh hưởng của các thông số (thêm bớt, thay đổi phương trình vi phân) và dễ dàng thay đổi cấu trúc của mô hình Tuy nhiên, do dễ thay đổi nên kết quả dự đoán không chắc chắn, dễ sai sót và yêu cầu người dùng có kỹ năng lập trình nhất định [49]

1.3.3 Một số nghiên cứu về mô hình dược động học sinh lý

Năm 2022, Nguyễn Thị Hòa và cộng sự [8] đã ứng dụng mô hình PBPK để xây dựng tương quan IVIVC giữa mức độ thấm in vitro và mức độ hấp thu in vivo cho miếng dán trên da chứa l-THP Đánh giá mức độ thấm in vitro của miếng dán với da chuột trong điều kiện: Thiết bị khuếch tán Franz (thể tích 7 ml, diện tích khuếch tán 1,767 cm 2 ) với tốc độ 600 v/p trong dung dịch đệm phosphat 7,4 chứa ethanol 50%, nhiệt độ 32 ± 0,5˚C Sai số dự đoán khi thẩm định tương quan IVIVC xây dựng đạt yêu cầu của FDA (9,5% với AUC và 9,2% với Cmax) Thêm nữa, bằng việc ứng dụng mô hình PBPK đã cho thấy mức độ hấp thu in vivo của dược chất gần giống mức độ thấm in vitro nhưng SKD lại thấp hơn và bằng khoảng 1/3 so với mức độ thấm in vitro, điều này đã không thể hiện được ở mô hình ngăn và không ngăn

Dalia Safaa Hamdi và cộng sự [38] đã nghiên cứu bào chế màng lưu tại dạ dày chứa metoclopramid HCl (MTC) và dự đoán SKD in silico bằng phần mềm GastroPlus

Nghiên cứu đã xây dựng được mô hình PBPK của MTC với khả năng dự đoán tốt (PE

< 15%) Dữ liệu đầu vào là SKD trên người của chế phẩm IV và dung dịch uống (10 mg và 30 mg MTC), bổ sung thông số Km, Vmax của enzyme chuyển hóa chính P2D6 Kết quả in silico cho thấy lượng MTC cao nhất trong màng (Sod Alginate-8 và Sod

11 Alginate-10) và được giữ trong thời gian bằng với thời gian trôi nổi của màng ở dạ dày

Ngoài ra, mô hình PBPK còn cho thấy hỗng tràng 1 có vị trí hấp thụ MTC cao

Năm 2021, Macwan và các cộng sự [54] ứng dụng mô hình PBPK để nghiên cứu ảnh hưởng của độ hòa tan đến SKD của bisoprolol Nghiên cứu đã xây dựng mô hình

PBPK và tương quan IVIVC từ dữ liệu in vitro, in silico và lâm sàng, kết hợp với các thử nghiệm tương đương sinh học ảo để đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi độ hòa tan tới hiệu quả lâm sàng của thuốc Kết quả cho thấy, với độ hòa tan in vitro đạt 70% trong

15 phút và 79,5% trong 30 phút thì các công thức này vẫn tương đương sinh học với chế phẩm đã phê duyệt (độ hòa tan > 85% trong 15 phút), khoảng tin cậy 90% của Cmax và

AUC nằm trong giới hạn tương đương sinh học (0,8 – 1,25)

Năm 2019, Rebeka Jereb và cộng sự [26] xây dựng mô hình PBPK để xây dựng tương quan IVIVC cho dược chất nhóm I BCS Chế phẩm dùng để xây dựng tương quan là viên nang GPKD chứa 0,4 mg dược chất dạng muối, đối chiếu là chế phẩm truyền IV

0,125 mg/ 4 giờ và viên nén IR với các liều: 0,05 mg; 0,1 mg và 0,2 mg Thử hòa tan viên GPKD và chế phẩm đối chiếu ở điều kiện: Thiết bị cánh khuấy (100 v/ph); 500 ml dung dịch polysorbat 80 nồng độ 0,003% trong 2 giờ, sau đó là 500 ml dung dịch đệm phosphat pH 7,2 trong 10 giờ ở 37C Sử dụng GastroPlus để thiết lập mô hình PBPK và xây dựng tương quan IVIVC Tính thấm in vivo xác định từ mô hình lớn hơn kết quả đo được từ in vitro, cho thấy dược chất có khả năng thấm cao Mô hình PBPK của các chế phẩm đối chiếu đều có sai số PE < 10% với Cmaxvà AUC nên đều đạt yêu cầu

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên vật liệu và thiết bị

Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

TT Tên nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn

2 Chất chuẩn l-tetrahydropalmatin Sigma, Mỹ TCNSX

3 Chất chuẩn nội berberin clorid Sigma, Mỹ TCNSX

4 HPMC E15LV Nhật Bản TCNSX

7 Polyacrylat trung tính hóa một phần Nhật Bản TCNSX

11 Magnesi stearat Trung Quốc TCNSX

15 Acid hydrocloric Việt Nam TCNSX

16 Nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V

Bảng 2.2 Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

TT Thiết bị Xuất xứ

1 Máy quang phổ UV-VIS HITACHI U-5100 Nhật Bản

2 Cân kỹ thuật Sartorius TE3102S Đức

3 Cân phân tích Sartorius BP121S Đức

4 Tủ sấy tĩnh Memmert Đức

5 Tủ sấy tĩnh Binder Đức

6 Thiết bị thử hòa tan ERWEKA Đức

7 Máy đo pH Eutech Instruments pH 510 Nhật Bản

8 Cân xác định hàm ẩm OHAUS MB - 27 Mỹ

9 Máy dập viên tâm sai Shanghai VFD007S21A Trung Quốc

10 Máy đo độ cứng Pharmatest PTB 311E Đức

11 Hệ thống sắc kí lỏng khối phổ LC-MS/MS Agilent 6460 QQQ Mỹ

Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Nghiên cứu xây dựng mô hình dược động học sinh lý của thuốc chứa l-THP

- Sử dụng dữ liệu SKD của chế phẩm tiêm tĩnh mạch IV trên chó để tính toán các thông số dược động học quan trọng và xây dựng các thông số phân bố và thải trừ của mô hình toàn cơ thể (mô hình Whole-body)

- Sử dụng dữ liệu SKD đường uống trên chó của viên giải phóng ngay IR để xây dựng mô hình ngăn cải tiến mô phỏng sinh lý đường tiêu hóa (ACAT) ban đầu

- Sử dụng dữ liệu SKD và độ hòa tan in vitro của viên FR để xây dựng mô hình ACAT Thẩm định mô hình đã xây dựng với dữ liệu của viên MR, viên SR và ứng dụng mô hình để phân tích SKD của viên kết dính sinh học PNP

2.2.2 Ứng dụng mô hình đã xây dựng được để xây dựng công thức bào chế thuốc giải phóng kéo dài chứa l-THP

- Xây dựng bộ công thức viên giải phóng kéo dài với các polyme và đánh giá độ hòa tan in vitro của các công thức Sau đó sử dụng mô hình PBPK đã xây dựng để dự đoán SKD của các công thức khảo sát

- Tối ưu hóa và dự đoán công thức tối ưu, sau đó tiến hành thẩm định lại bằng mô hình PBPK của polyme tương ứng.

Phương pháp nghiên cứu

2.3.1.1 Phương pháp bào chế viên nén giải phóng ngay:

- Phương pháp bào chế: Dập thẳng

Bảng 2.3 Thành phần của viên nén giải phóng ngay - IR 10 mg

STT Thành phần Khối lượng

- Mô tả quy trình bào chế:

+ l-THP và Erapac được nghiền và rây qua rây 250, tá dược trơn aerosil, magnesi stearat được rây qua rây 125 Cân các thành phần theo công thức

+ Tiến hành trộn bột kép gồm dược chất và tá dược độn bằng chày cối Sau đó trộn hỗn hợp bột kép với các tá dược trơn trong khoảng 2 phút trong túi nilon

+ Cân lượng bột chứa khoảng 10mg dược chất (khoảng 0,2 g), dập viên trên máy dập viên tâm sai với bộ chày tròn đường kính 7 mm, độ cứng viên dao động từ 7 – 9 kP

2.3.1.2 Phương pháp bào chế viên nén giải phóng kéo dài gồm:

Viên tạo hạt ướt: Các viên giải phóng kéo dài sử dụng các polyme kiểm soát giải phóng khác nhau (Khóa luận tốt nghiệp của Dược sĩ Vũ Quang Linh [14] và Dược sĩ

14 Phạm Nguyễn Mỹ Linh [10]): Viên FR chứa 30% HPMC E15LV, viên MR chứa 15% HPMC K4M, viên SR chứa 45% HPMC K100M

Viên kết dính sinh học tại dạ dày chứa 15% PNP (Khóa luận tốt nghiệp của Dược sĩ Vũ Mai Linh [13]) và các viên khảo sát dùng trong nghiên cứu tối ưu hóa

Viên dùng trong nghiên cứu tối ưu hóa:

- Thành phần: Khảo sát với 4 loại polyme KSGP và kết dính sinh học lần lượt là HPMC E15LV, HPMC K4M, HPMC K100M và PNP với các tỷ lệ là: 7,5%, 15%, 30%, 45%

- Mô tả quy trình bào chế:

+ l-THP và Erapac được nghiền và rây qua rây 250, tá dược trơn aerosil, magnesi stearat được rây qua rây 125 Cân các thành phần theo công thức

+ Tiến hành trộn bột kép gồm dược chất, polyme và tá dược bằng chày cối Sau đó trộn hỗn hợp bột kép với các tá dược trơn trong khoảng 2 phút trong túi nilon

+ Cân lượng bột chứa khoảng 30 mg dược chất (khoảng 0,2 g), dập viên trên máy dập viên tâm sai với bộ chày tròn đường kính 7mm, độ cứng các mẫu viên dao động từ

2.3.2.1 Phương pháp đánh giá độ cứng và đường kính viên

- Đánh giá độ cứng viên thông qua lực gây vỡ viên Tiến hành trên máy đo lực vỡ viên Pharmatest PTB 311E Thử trên 10 viên, tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn

- Đường kính viên cũng được đo đồng thời bằng máy đo lực vỡ viên Pharmatest PTB 311E Thử trên 10 viên, tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn

2.3.2.2 Phương pháp định lượng a Định lượng hàm lượng dược chất trong viên

Phương pháp định lượng được tham khảo từ nghiên cứu của Nguyễn Như Nam và cộng sự [7] như sau:

Chuẩn bị mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 0,030 g l-THP hòa tan trong 25 ml methanol thu được dung dịch chuẩn gốc Pha loãng dung dịch chuẩn gốc bằng methanol thành dóy cỏc dung dịch cú nồng độ từ 10 – 50 àg/ml

Chuẩn bị mẫu thử: Nghiền bột 20 viên sau đó lấy một lượng bột tương đương với 0,030 g l-THP Hòa tan trong 25 ml methanol thu được dung dịch thử Pha loãng dung dịch thử bằng methanol để thu được cỏc dung dịch cú nồng độ từ 10 – 50 àg/ml Đo độ hấp thụ quang của mẫu thử và mẫu chuẩn tại bước sóng 281 nm với mẫu trắng là methanol Xây dựng đường chuẩn và phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thụ quang và nồng độ l-THP để tính toán kết quả

15 b Định lượng dược chất giải phóng trong môi trường hòa tan

Chuẩn bị mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 0,030 g l-THP hòa tan trong 25 ml môi trường hòa tan thu được dung dịch chuẩn gốc Pha loãng dung dịch chuẩn gốc bằng mụi trường hũa tan thành dóy cỏc dung dịch cú nồng độ từ 10 – 50 àg/ml

Chuẩn bị mẫu thử: Mẫu thử hòa tan tại các thời điểm (đã xử lý qua giấy lọc thô) Đo độ hấp thụ quang của mẫu thử và mẫu chuẩn tại bước sóng 281 nm với mẫu trắng là môi trường hòa tan Xây dựng đường chuẩn và phương trình biểu diễn mối quan hệ độ hấp thụ quang và nồng độ l-THP để tính toán kết quả

2.3.2.3 Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro

Phương pháp thử hòa tan được lựa chọn thông qua nghiên cứu khảo sát các phương pháp đạt được mối tương quan tuyến tính giữa hòa tan in vitro và hấp thu in vivo của ba công thức FR, MR, SR Phương pháp được tiến hành như sau:

- Môi trường: 450 ml dung dịch acid hydrocloric pH 1,2

- Thời gian thí nghiệm: 8 giờ

- Thời điểm lấy mẫu: 0,5; 1; 2; 4; 6; 8 giờ

- Tiến hành: cho mẫu viên vào giỏ quay và đưa vào bình thử hòa tan, chạy thiết bị theo các thông số đã cài đặt, tại mỗi thời điểm nêu trên, hút 10 ml dịch thử hòa tan và bổ sung ngay 10 ml môi trường sau khi hút mẫu

- Mẫu thử được lọc qua giấy lọc và định lượng l-THP giải phóng như phương pháp đã nêu ở phần 2.3.2.2

Trong đú 𝑚 𝑡 𝑛 (àg) là tổng khối lượng l-THP giải phúng tớch lũy đến thời điểm 𝑡 𝑛 ,

𝐶 𝑡 𝑛 (àg/ml) là nồng độ l-THP trong mụi trường thử tại thời điểm 𝑡 𝑛

2.3.3 Phương pháp đánh giá sinh khả dụng thuốc đường uống

2.3.3.1 Mô hình đánh giá sinh khả dụng thuốc trên chó a Chuẩn bị động vật thí nghiệm:

Chó trưởng thành có trọng lượng 9 - 11 kg được nuôi trong phòng nuôi động vật tại Khoa Dược, Trường Đại học Y Dược Thái Nguyên Chó được nhịn ăn và uống qua đêm trước khi tiến hành thí nghiệm và sau khi dùng thuốc không được ăn trong 4 giờ b Chế phẩm thử:

- Viên nén giải phóng ngay chứa l-THP (IR) hàm lượng l-THP 10 mg

- Viên kết dính sinh học tại dạ dày chứa l-THP (PNP) hàm lượng l-THP 30 mg

- Động vật trong thí nghiệm được sử dụng: đơn liều, đơn thuốc, và trải qua 2 giai đoạn Tất cả 6 đối tượng đều sử dụng cùng 1 chế phẩm thử

- Các giai đoạn được trình bày cụ thể như sau:

+ Giai đoạn 1: mỗi đối tượng thử được cho uống 1 viên IR

+ Giai đoạn 2: mỗi đối tượng thử được cho uống 1 viên PNP

- Thời gian nghỉ giữa các giai đoạn là 5 ngày d Lấy mẫu và xử lý huyết tương:

Sau khi cho chó uống mẫu thuốc tại các thời điểm 0, 15, 30, 45 phút và 1, 2, 4, 6,

8, 12, 24, 36, 48 giờ tiến hành lấy 3 ml máu ở tĩnh mạch chi của chó, cho vào ống chống đông chứa ETDA Ly tâm 10.000 vòng/phút trong 10 phút, thu huyết tương và bảo quản ở nhiệt độ -19ºC (ngăn đông) trước khi đưa đi phân tích LC-MS/MS

Phương pháp xử lý số liệu

- Tiến hành thực nghiệm với cỡ mẫu ít nhất n = 3, kết quả được xử lí trên phần mềm Microsoft Excel 365 và được trình bày dưới dạng TB ± SD (hoặc SE)

- Tính toán nồng độ l-THP trong huyết tương nhờ phần mềm Agilent MassHunter Quantitative Analysis (for QQQ) Các thông số dược động học tính toán bằng phần mềm Phoenix Winnolin 8

- Dự đoán các thông số sinh dược học của l-THP bằng phần mềm ADMET Predictor

- Xây dựng mô hình PBPK các chế phẩm l-THP ở chó bằng phần mềm Gastro PlusTM

- Tối ưu hóa công thức và các phép so sánh thống kê được thực hiện bằng phần mềm JMP Pro 17

THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Phương pháp định lượng

3.1.1 Xây dựng đường chuẩn định lượng l-THP bằng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến trong môi trường methanol

Quét phổ dung dịch l-tetrahydropalmatin chuẩn có nồng độ 24 μg/ml trong dung môi methanol trong khoảng bước sóng từ 200 nm đến 400 nm Kết quả cho thấy l-THP cho đỉnh hấp thụ cực đại tại 281 nm Do đó lựa chọn bước sóng 281nm để định lượng l-THP bằng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến

Tiến hành đo mật độ quang của dãy dung dịch chuẩn l-THP có nồng độ từ 10 μg/ml đến 50 μg/ml trong dung môi methanol tại bước sóng 281 nm Kết quả được thể hiện ở

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa mật độ quang và nồng độ l-THP trong môi trường methanol

Nhận xét: Kết quả cho thấy trong môi trường methanol có mối tương quan tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của l-THP trong khoảng từ 10 μg/ml đến 50 μg/ml, với phương trình hồi quy là y = 0,0144x + 0,0191; hệ số tương quan R 2 = 0,9996 > 0,99

Do đó, có thể sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến để định lượng nồng độ l-THP trong các mẫu thử

3.1.2 Xây dựng đường chuẩn định lượng l-THP bằng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến trong môi trường acid hydrocloric pH 1,2

Tiến hành tương tự mục 3.1.1, quét phổ dung dịch l-tetrahydropalmatin chuẩn có nồng độ 24 μg/ml trong dung dịch acid hydrocloric pH 1,2 trong khoảng bước sóng từ

200 nm đến 400 nm và xác định được đỉnh hấp thụ cực đại tại 281 nm, do đó lựa chọn bước sóng 281 nm để định lượng l-THP bằng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến

Tiến hành đo mật độ quang của dãy dung dịch chuẩn l-THP có nồng độ từ 10 μg/ml đến 50 μg/ml trong dung môi acid hydrocloric pH 1,2 tại bước sóng 281 nm Kết quả được thể hiện ở Hình 3.2 y = 0.0144x + 0.0191 R² = 0.9996

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa mật độ quang và nồng độ l-THP trong môi trường acid hydrocloric pH 1,2

Nhận xét: Kết quả cho thấy trong môi trường acid hydrocloric pH 1,2 có mối tương quan tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ của l-THP trong khoảng nồng độ từ 10 μg/ml đến 50 μg/ml, với phương trình hồi quy là y = 0,0146x + 0,0327; hệ số tương quan R 2 = 0,9995 > 0,99 Do đó, có thể sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến để định lượng nồng độ l-THP trong các mẫu thử hòa tan

3.1.3 Định lượng l-THP trong huyết tương bằng kỹ thuật LC-MS/MS

Phương pháp định lượng l-THP trong huyết tương chó bằng LC-MS/MS đã được phát triển trong các nghiên cứu trước Do đó, đề tài chỉ tiến hành thẩm tra lại khoảng tuyến tính của phương pháp Tiến hành định lượng dãy dung dịch chuẩn đã được chuẩn bị theo quy trình đã mô tả ở mục 2.3.3.3, kết quả được thể hiện trong hình dưới đây:

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ và tỉ lệ diện tích píc chất chuẩn trên diện tích píc nội chuẩn của l-THP bằng phương pháp LC-MS/MS

Nhận xét: Phương trình hồi quy thu được: y = 0,0049x + 0,008, R 2 = 0,9993 Hệ số tương quan R 2 > 0,99 chứng tỏ ở khoảng nồng độ khảo sát có sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ l-THP trong huyết tương với tỉ lệ diện tích píc chất chuẩn trên diện tích píc chất nội chuẩn Từ đó có thể sử dụng phương pháp LC-MS/MS đã xây dựng để định lượng nồng độ l-THP trong huyết tương chó y = 0.0146x + 0.0327 R² = 0.9995

Tỷ lệ diện tích pic

Nồng độ l-THP (ng/ml)

Đánh giá sinh khả dụng in vivo trên chó

Viên nén giải phóng ngay được bào chế theo quy trình đã nêu ở mục 2.3.1.1, viên kết dính sinh học PNP được bào chế theo quy trình đã nêu ở mục 2.3.1.2 Đánh giá SKD đường uống trên chó của viên IR và viên PNP theo phương pháp mô tả trong mục 2.3.3 Kết hợp tham khảo số liệu thử SKD trên chó của chế phẩm IV, viên nhanh - FR, viên trung bình - MR, viên chậm - SR trong Khóa luận tốt nghiệp của Dược sĩ Vũ Quang Linh [14] Kết quả định lượng nồng độ l-THP trong huyết tương chó của các chế phẩm được thể hiện như hình dưới đây:

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn nồng độ l-THP trong huyết tương chó theo thời gian của chế phẩm IV, viên IR, viên PNP, viên FR, viên MR, viên SR (n = 6, TB ± SE)

Sử dụng phần mềm Phoenix Winnolin 8 để tính toán các thông số dược động học của viên IR và viên PNP Kết quả được trình bày ở bảng sau:

Bảng 3.1 Thông số dược động học trung bình của viên IR và viên PNP

Thông số Mẫu đánh giá (n = 6, TB ± SE)

Nhận xét: AUC0-t và AUC0-inf của viên PNP (lần lượt là: 5901,39 ng.h/ml và 6006,98 ng.h/ml) cao hơn so với AUC0-t vàAUC0-inf của viên FR (4993,48 và 5345,55 ng.h/ml), viên MR (5192,10 và 5340,05 ng.h/ml), viên SR (3099,37 và 3233,98 ng.h/ml) [14] đã cho thấy rằng viên kết dính PNP có sinh khả dụng cao nên việc bào chế dạng viên kết dính niêm mạc dạ dày đã thực sự cải thiện sinh khả dụng của thuốc

So sánh thống kê One-way ANOVA với 2 thông số: AUC0-t vàAUC0-inf của viên PNP với AUC0-t vàAUC0-inf của 3 viên FR, MR, SR cho thấy sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê

Giá trị p-value của phép so sánh thông số AUC0-t của PNP với FR, PNP với MR, PNP với SR lần lượt là 0,5677, 0,6452, 0,8352 đều lớn hơn 0,05 Và giá trị p-value khi của phép so sánh thông số AUC0-inf của PNP với FR, PNP với MR, PNP với SR lần lượt là 0,5612, 0,6469, 0,8333 đều lớn hơn 0,05.

Đánh giá độ hòa tan in vitro của các viên kiểm soát giải phóng và viên kết dính sinh học bằng phương pháp thử hòa tan tối ưu

Đánh giá khả năng giải phóng của 3 công thức viên FR, MR, SR và viên PNP theo phương pháp được mô tả trong mục 2.3.2.3 Kết quả đánh giá được thể hiện ở Hình 3.5

Hình 3.5 Đồ thị giải phóng dược chất theo thời gian của viên FR, MR, SR, PNP

Kết quả đánh giá độ hòa tan in vitro của các chế phẩm trên được sử dụng để xây dựng mô hình PBPK thích hợp với từng loại polyme.

Xây dựng mô hình dược động học sinh lý trên chó

3.4.1 Xây dựng mô hình toàn cơ thể

Sử dụng dữ liệu SKD của chế phẩm tiêm IV để tiến hành xác định các thông số phân bố và thải trừ của toàn cơ thể Các thông số của mô hình chó sinh lý mặc định của phần mềm được thể hiện bảng dưới đây:

Bảng 3.2 Thông số của mô hình cơ thể chó sinh lý mặc định

Clint (L/h) Fut/FuInt Động mạch gan 0 0 0 0 0

Phần còn lại cơ thể 778 4,88 0 0 0,012

Mô phỏng dữ liệu SKD của chế phẩm tiêm IV với mô hình chó sinh lý mặc định thu được kết quả dưới đây:

Hình 3.6 Đồ thị mô phỏng dữ liệu SKD của chế phẩm IV bằng mô hình chó sinh lý mặc định (dạng log và semi-log) (đường: mô phỏng, điểm: thực tế)

Nhận xét: Từ Bảng 3.2, mô hình PBPK chó mặc định ban đầu tất cả các giá trị

CL đều = 0 nghĩa là chưa có thông số cho quá trình thải trừ, dẫn đến kết quả mô phỏng cao hơn thực tế, dược chất không thải trừ khỏi cơ thể sau 48 giờ (nồng độ thuốc trong máu ở 48h dự đoán theo phần mềm là 554,8 ng/ml) Đồng thời ở Hình 3.6 đường dự đoán đang cao hơn nhiều so với thực tế nên mô hình hiện tại chưa mô phỏng được quá

28 trình thải trừ thuốc trong cơ thể chó Cần phải tiến hành tối ưu các thông số phân bố, thải trừ để xây dựng được mô hình cơ thể chó mô phỏng với độ chính xác cao hơn Đánh giá mức độ ảnh hưởng các thông số dược động học như hệ số phân bố (Kp); hệ số thanh thải (CL) tại các cơ quan gan, thận đến kết quả SKD của chế phẩm IV bằng công cụ Parameter sensitivity analysis (PSA) Đồ thị mức độ ảnh hưởng của các thông số phân bố, thải trừ của gan thận đến AUC0-t và AUC0-inf của chế phẩm tiêm IV là dạng đồ thị mạng nhện (Spider plot) với trục hoành biểu diễn giá trị các thông số sinh lý và trục tung biểu diễn giá trị AUC0-t và AUC0-inf Mức dao động của các đường biểu diễn càng lớn, thì thông số sinh lý cơ quan đó ảnh hưởng đến các giá trị AUC càng lớn Kết quả được thể hiện ở Hình 3.7

Nhận xét: Từ Hình 3.7, Kp – gan và Kp – thận có ảnh hưởng đến giá trị AUC

Tăng Kp – gan từ 0,92 – 3,67 và Kp - thận từ 0,67 – 2,69 làm giảm lần lượt AUC0-t và AUC0-inf từ 18000 xuống 17700 ng.h/ml và từ 130000 xuống 128000 ng.h/ml CL – thận tăng từ 0,0 đến 144(L/h) làm giảm lần lượt AUC0-t và AUC0-inf từ 18000 xuống 7000 ng.h/ml và từ 130000 xuống 10000 ng.h/ml Như vậy, hệ số thanh thải và hệ số phân bố thuốc tại gan, thận có ảnh hưởng lớn đến AUC0-t và AUC0-inf của chế phẩm tiêm IV Dựa trên kết quả phân tích PSA, sử dụng công cụ Optimization với trọng số Unity kết hợp điều chỉnh thủ công tối ưu hóa các thông số trên để giá trị SKD dự đoán gần nhất với dữ liệu in vivo IV quan sát Kết quả tối ưu được thể hiện ở Bảng 3.3

Bảng 3.3 Các thông số phân bố và thải trừ của gan, thận sau khi được tối ưu bằng dữ liệu SKD của chế phẩm tiêm tĩnh mạch IV Thông số Giá trị ban đầu Giá trị sau tối ưu

Hình 3.7 Mức độ ảnh hưởng của các thông số phân bố và thải trừ của gan, thận đến AUC 0-t và AUC 0-inf của chế phẩm tiêm tĩnh mạch

Nhận xét: Theo Zhang và Xiao [45], [59] l-THP được chuyển hóa chủ yếu ở gan sau đó đào thải qua thận, do đó độ thanh thải toàn phần của l-THP chủ yếu được đóng góp bởi thận, do đó giá trị CL gan, thận tối ưu lần lượt là 4,6525.10 -8 và 186,5942 (L/h) có thể được xem là phù hợp Ngoài ra, Hong và cộng sự [50] đã chứng minh rằng với chuột l-THP được phân bố ở gan cao hơn ở thận nhưng không có nhiều nghiên cứu điều tra mức độ phân bố của l-THP ở động vật cũng như ở người Vì vậy, giá trị Kp được tối ưu hóa ở trên cần được xác nhận lại trong các nghiên cứu khác

Sau khi thu được các thông số đã tối ưu hóa, tiến hành mô phỏng lại dữ liệu in vivo của chế phẩm Kết quả mô hình mô phỏng dữ liệu in vivo IV được thể hiện tại Hình 3.8

Hình 3.8 Đồ thị mô phỏng dữ liệu SKD của chế phẩm IV với thông số ở gan, thận đã được tối ưu (dạng log và semi-log)

Nhận xét: Từ Hình 3.8 có thể nhận thấy rằng đường dự đoán thu được sau khi mô phỏng khớp với các điểm biểu diễn nồng độ thuốc trong máu theo thực tế Mô hình thu được đã mô phỏng chính xác dữ liệu SKD của chế phẩm IV

Qua đó bằng việc tối ưu hóa các thông số về phân bố và thải trừ ở gan thận, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được mô hình toàn cơ thể của chó với khả năng mô phỏng lại dữ liệu SKD của chế phẩm tiêm tĩnh mạch IV với độ chính xác cao và cũng đã thỏa mãn các tiêu chuẩn đánh giá đã đề ra Lựa chọn mô hình toàn cơ thể đã được tối ưu để tiếp tục xây dựng mô hình trong các giai đoạn kế tiếp

3.4.2 Xây dựng mô hình ngăn cải tiến mô phỏng sinh lý đường tiêu hóa (ACAT)

Quá trình hấp thu in vivo có thể bị ảnh hưởng bởi sự giải phóng các phân tử thuốc từ dạng bào chế, chuyển hóa thuốc lần đầu trong ruột và gan và vận chuyển do chất mang có thể bị bão hòa Mô hình ACAT tích hợp tất cả các quá trình, đánh giá ảnh hưởng lẫn nhau của chúng và ứng dụng để thiết kế công thức với tác dụng dược lý và thời gian tác dụng mong muốn [53]

Sau khi xây dựng được mô hình toàn cơ thể, mô hình ACAT được xây dựng dựa trên các dữ liệu in vivo của viên nén IR và dữ liệu in vivo, in vitro của viên FR

3.4.2.1 Xây dựng mô hình ACAT ban đầu với viên nén giải phóng ngay

Với viên IR, điều chỉnh mô hình toàn thân của chó tương ứng với cân nặng 9.4 kg để phù hợp với trọng lượng trung bình của chó khi tham gia thử nghiệm đợt 2

Dạng bào chế (Dosage form): IR Tablet

Viên nén IR được xem như là hòa tan ngay khi vào trong cơ thể nên viên sẽ không chịu ảnh hưởng của động học hòa tan Do đó chỉ sử dụng dữ liệu in vivo của viên IR thay vì cả dữ liệu in vivo và in vitro như viên KSGP và viên kết dính sinh học

Sử dụng mô hình toàn cơ thể đã xây dựng được ở mục 3.4.1 với dữ liệu in vivo của viên IR 10 mg Kết quả mô phỏng được thể hiện dưới đây:

Bảng 3.4 Giá trị AUC và C max tính toán được sau khi mô phỏng dữ liệu SKD của viên IR với mô hình toàn cơ thể

Thực tế Dự đoán %PE

Tối ưu hóa công thức chế phẩm giải phóng kéo dài chứa l-THP

Thiết kế thí nghiệm Full Factorial Design 4x4, bảng thành phần công thức viên khảo sát được trình bày ở Phụ lục 1 – Bảng PL-1.1 Tiến hành bào chế các viên khảo sát theo bảng thành phần Đánh giá một số chỉ tiêu vật lý của viên theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.2.1 và 2.3.2.2 Các viên khảo sát đều đạt yêu cầu về hàm lượng l-THP trong viên là từ 93,0 – 107,0% theo chuyên luận viên nén Rotundin của Dược điển Việt Nam V [1] Ngoài ra các viên khảo sát có sự đồng đều về đường kính, độ cứng và khối lượng

3.5.1 Đánh giá độ hòa tan in vitro của các công thức khảo sát Đánh giá khả năng giải phóng dược chất của các công thức trong môi trường HCl pH 1,2 theo phương pháp ở mục 2.3.2.3 Kết quả phần trăm dược chất giải phóng trung bình theo thời gian của các công thức F1 – F16 được trình bày ở Phụ lục 3 – Bảng 3.2

Bảng thiết kế thí nghiệm được xây dựng bằng phần mềm JMP Pro 17 với 2 biến đầu vào X1, X2 và 3 biến đầu ra Y1, Y2, Y3 như đã nêu ở mục 2.3.5.2

Khớp Weibull dữ liệu độ hòa tan in vitro của từng công thức, mô phỏng SKD của mỗi công thức bằng mô hình PBPK của polyme tương ứng đã xây dựng được ở mục 3.4 + F1 – F4: chứa polyme HPMC E15LV → Khớp Single Weibull

+ F5 – F8: chứa polyme HPMC K4M → Khớp Single Weibull

+ F9 – F12: chứa polyme HPMC K100M → Khớp Double Weibull

+ F13 – F16: chứa polyme PNP → Khớp Single Weibull

Giá trị biến đầu ra Y1, Y3 xác định từ dữ liệu SKD của mỗi công thức khảo sát Giá trị biến đầu ra Y2: Khoảng nồng độ điều trị với tác dụng chống gây nghiện của l-THP được nghiên cứu bằng cách xây dựng mô hình PBPK của chuột với dữ liệu được tham khảo từ các nghiên cứu trước đó Qua đó, xác định được khoảng nồng độ an toàn của l-THP trong huyết tương với tác dụng chống gây nghiện là: Css min: 220 ng/ml và Css max: 580 ng/ml Viên giải phóng kéo dài tối ưu được thiết kế để duy trì nồng độ thuốc trong khoảng nồng độ an toàn này, tức là Cmax của viên phải nằm trong khoảng từ 220-580 ng/ml

Thiết kế thí nghiệm gồm 16 công thức, được trình bày trong bảng dưới đây:

Bảng 3.15 Bảng thiết kế thí nghiệm

Y3 Thời gian bắt đầu có tác dụng Cp Css min (h)

3.5.3 Đánh giá kết quả phân tích thí nghiệm và tối ưu hóa

Tiến hành phân tích bảng thiết kế thí nghiệm Bảng 3.15 theo mô hình đa thức bằng phần mềm JMP Pro 17 Kết quả phân tích trình bày ở Phụ lục 4 – Hình PL-4.2

+ Hình PL-4.2.a cho thấy phương trình mô tả khá tốt mối quan hệ của biến đầu ra Y1 với các biến đầu vào do có R 2 khá cao (0,91) đồng thời phương trình mô tả này cũng có ý nghĩa thống kê khi có giá trị p = 0,016 < 0,05

+ Tương tự ở Hình PL-4.2.b và Hình PL-4.2.c, phương trình biểu thị mối quan hệ của biến đầu ra Y2 và Y3 với các biến đầu vào mô tả khá tốt với hệ số R 2 lần lượt là 0,93 và 0,96 đồng thời cả 2 phương trình này đều có ý nghĩa thống kê khi có giá trị p lần lượt là 0,004 và < 0,001 (đều nhỏ hơn 0,05)

Mỗi biến đầu ra cần tối ưu hóa là một hàm hy vọng riêng (partial desirability function) rồi kết hợp các hàm hy vọng riêng này với nhau tạo thành một hàm hy vọng chung (global desirability function) thường được tính theo công thức sau:

Trong đó: D: Hàm hy vọng chung; r: Số biến đầu ra cần tối ưu hóa di: Hàm hy vọng riêng của biến đầu ra thứ i cần tối ưu hóa

Pi: Trọng số của biến đầu ra thứ i cần tối ưu hóa và được chuẩn hóa sao cho ∑ 𝑟 𝑖=1 𝑝 𝑖 = 1

Sau đó tối ưu hoá hàm hy vọng chung D sẽ tìm được giải pháp tối ưu [9]

Sử dụng công cụ Prediction Profiler để tối ưu công thức bào chế dựa trên cơ sở của hàm hy vọng chung Cài đặt các trọng số của hàm hy vọng riêng như sau:

Bảng 3.16 Trọng số của hàm hy vọng riêng

Biến Y1 (Tối đa) Y2 (Khoảng mục tiêu) Y3 (Tối thiểu)

Giá trị Mức kì vọng Giá trị Mức kì vọng Giá trị Mức kì vọng

Tối ưu với chức năng Optimization and Desirability, chọn Maximize Desirability Kết quả tối ưu được trình bày dưới đây:

Hình 3.15 Kết quả lựa chọn công thức viên giải phóng kéo dài tối ưu

Công thức viên nén chứa 13,2% PNP được xác định là công thức tối ưu với điểm của hàm hy vọng chung Desirability tương đối cao là 0,8088 Với công thức viên này, biến đầu ra Y1 đạt giá trị 10,340 h (khoảng giá trị: 8,271 – 12,410 h); biến đầu ra Y2 đạt giá trị 460,95 ng/ml (khoảng giá trị 358,70 – 563,21 ng/ml) và biến đầu ra Y3 đạt giá trị 0,953 h (khoảng giá trị 0,656 – 1,250 h) với độ tin cậy 95%

3.5.4 Bào chế công thức viên tối ưu và đánh giá lại về kết quả

Bào chế công thức viên tối ưu và đánh giá độ hòa tan in vitro theo phương pháp ở mục 2.3.2.3 Kết quả phần trăm dược chất giải phóng trung bình theo thời gian của công thức F tối ưu được trình bày dưới đây:

Hình 3.16 Đồ thị giải phóng dược chất theo thời gian của viên tối ưu (n=3, TB)

Dữ liệu độ hòa tan in vitro của viên tối ưu được khớp Single Weibull tương tự như các viên PNP khảo sát và độ hấp thu in vivo của viên được mô phỏng lại bằng mô hình PBPK của PNP đã xây dựng được ở mục 3.4.4.3 thu được kết quả mô phỏng như sau:

Hình 3.17 Đồ thị mô phỏng dự đoán dữ liệu SKD của viên tối ưu

Kết quả của các biến đầu ra thu được từ mô phỏng bởi mô hình PBPK như sau:

- Y1: Thời gian duy trì nồng độ thuốc trong khoảng Css min – Css max = 10,658 h

- Y2: Nồng độ thuốc trong máu tối đa Cmax = 428,8 ng/ml (đã trong khoảng Css min – Css max)

- Y3: Thời gian thuốc bắt đầu có tác dụng (Cp = Css min) = 0,992 h

Nhận xét: Có thể thấy giá trị các thông số biến đầu ra Y1; Y2; Y3 thu được sau khi mô phỏng dữ liệu độ hòa tan in vitro của viên tối ưu bằng mô hình PBPK của viên PNP tương đối gần với các giá trị 3 biến này dự đoán được từ phần mềm JMP Pro 17 lần lượt là 10,340 h; 460,95 ng/ml; 0.953 h

Nhóm nghiên cứu đã thành công xây dựng công thức viên giải phóng kéo dài tối ưu, các giá trị dự đoán từ phần mềm JMP Pro 17 và kết quả mô phỏng từ mô hình PBPK của phần mềm GastroPlus cho kết quả khá tương đồng nhau

Thời gian (h)Viên tối ưu (13,2% PNP)