dương thị thùy linh nghiên cứu chế tạo và đánh giá đặc tính của hệ cốt khuếch tán chứa mangiferin định hướng làm thuốc đặt tại mắt

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

DƯƠNG THỊ THÙY LINH

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ CỐT KHUẾCH TÁN

CHỨA MANGIFERIN ĐỊNH HƯỚNG

LÀM THUỐC ĐẶT TẠI MẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2024

Người hướng dẫn:

1 PGS.TS Võ Quốc Ánh 2 TS Đào Văn Nam

Nơi thực hiện:

Khoa Bào chế - Công nghệ dược phẩm

HÀ NỘI – 2024

LỜI CẢM ƠN

Sau quá trình thực nghiệm, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn PGS TS Võ

Quốc Ánh và TS Đào Văn Nam đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, chỉ bảo, giúp em

làm sáng tỏ nhiều vấn đề và luôn động viên, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, các anh chị trong bộ môn Hóa lý, bộ môn Bào chế đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thiết bị, máy móc, hóa chất để em hoàn thành khóa luận

Em xin cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường, Phòng Đào tạo, Khoa Bào chế và Công nghệ dược phẩm và các Phòng ban khác, các thầy cô và cán bộ nhân viên trường Đại học Dược Hà Nội đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu, tạo điều kiện và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường

Xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Trung Khoa cùng các anh chị, các bạn và các em trong nhóm nghiên cứu của thầy Võ Quốc Ánh và thầy Đào Văn Nam đã luôn đồng hành, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện khóa luận

Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới gia đình, người thân vì luôn động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2024

Dương Thị Thùy Linh

1.2 Các đặc điểm sinh học của mắt liên quan đến điều trị bệnh tại mắt 3

1.3 Tổng quan về thuốc đặt tại mắt 5

1.3.1 Khái niệm 5

1.3.2 Ưu, nhược điểm của thuốc đặt tại mắt 5

1.3.3 Phân loại các dạng thuốc đặt tại mắt 6

1.3.4 Phương pháp bào chế 7

1.3.5 Thành phần hệ đặt 9

1.3.6 Đánh giá một số đặc tính của hệ đặt tại mắt 11

1.3.7 Một số nghiên cứu về thuốc đặt tại mắt 12

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 14

2.1.1 Nguyên vật liệu 14

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 14

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.1 Phương pháp bào chế hệ cốt khuếch tán đặt tại mắt chứa MGF 15

2.3.2 Phương pháp khảo sát khả năng tạo cốt 17

2.3.3 Phương pháp lựa chọn chất hoá dẻo và chất điều khiển giải phóng 17

2.3.4 Phương pháp lựa chọn biện pháp chống oxy hoá khi bào chế 17

2.3.5 Phương pháp thiết kế thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của thành phần công thức đến hệ đặt tại mắt 18

2.3.6 Phương pháp định lượng mangiferin 18

2.3.7 Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất 19

2.3.8 Phương pháp đánh giá một số đặc tính 20

2.3.9 Phương pháp xử lý kết quả và biểu diễn số liệu 22

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23

3.1 Kết quả nghiên cứu khả năng bào chế thuốc đặt tại mắt chứa mangiferin 23

3.1.1 Sàng lọc polyme và chất hoá dẻo 23

3.1.2 Ảnh hưởng của thành phần công thức đến khả năng giải phóng 24

3.1.3 Ảnh hưởng của biện pháp chống oxy hóa 25

3.2 Khảo sát phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro 28

3.2.1 Khả năng giải phóng khi thử trên thiết bị kiểu buồng dòng chảy 29

3.2.2 Khả năng giải phóng khi thử trên thiết bị kiểu khuấy 29

3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng của tốc độ dòng trong phương pháp thử giải phóng kiểu buồng dòng chảy 30

3.3 Lựa chọn phương pháp bào chế 31

3.4 Đánh giá ảnh hưởng của các thành phần đến độ trương nở và khả năng giải phóng dược chất in vitro của hệ đặt tại mắt chứa MGF 31

3.4.1 Thiết kế và tiến hành thí nghiệm 31

3.4.2 Kết quả phân tích hồi quy của các biến đầu ra 33

3.4.3 Phân tích ảnh hưởng của các biến đầu vào đến biến đầu ra 35

3.5 Đánh giá một số đặc tính hệ đặt tại mắt chứa mangiferin 38

3.5.1 Độ đồng đều kích thước 38

3.5.2 Độ đồng đều khối lượng, độ đồng đều hàm lượng 38

3.5.3 Đánh giá công gây biến dạng sợi đùn 39

3.5.4 Ảnh hưởng đến pH 39

3.5.5 Ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu 40

3.5.6 Dạng thù hình của MGF trong hệ cốt 40

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

ASTT Áp suất thẩm thấu BHA Butyl hydroxy anisol DBP Dibutyl phthalat DSC Quét nhiệt lượng vi sai (Differential scanning calorimetry) EC Ethyl cellulose

EDTA acid ethyl diamin tetraacetic

HEC Hydroxy ethyl cellulose

HPC Hydroxy propyl cellulose

HPLC Sắc ký hiệu lỏng hiệu năng cao (High performance Liquid

Chromatography) HPMC Hydroxy propyl methyl cellulose HSV Vi rút herpes simplex

HSV-1 Vi rút herpes simplex týp 1 HSV-2 Vi rút herpes simplex týp 2 Inserts Hệ đặt

kl/kl Khối lượng/khối lượng

TEC Triethyl citrat

TGA Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermogravimetric analysis)

v/v Thể tích/thể tích

XRD Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các nguyên liệu và hoá chất chính sử dụng trong thực nghiệm 14

Bảng 2.2 Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thực nghiệm 14

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của polyme và chất hoá dẻo đến khả năng mềm hoá 23

Bảng 3.2 Thành phần công thức khảo sát CT 1 – CT 11 có thay đổi chất hóa dẻo và chất điều khiển giải phóng 24

Bảng 3.3 Thành phần công thức CT 12 - CT 16 có thay đổi chất chống oxy hóa 26

Bảng 3.4 Công thức bào chế hệ đặt tại mắt chứa mangiferin 28

Bảng 3.5 Thành phần công thức CT 17, CT 18 28

Bảng 3.6 Các biến đầu vào và khoảng biến thiên tương ứng 32

Bảng 3.7 Các công thức thiết kế thí nghiệm theo mô hình Box – Behnken 32

Bảng 3.8 Kết quả giá trị thực nghiệm các biến đầu ra (n=3) 33

Bảng 3.9 Các tham số thống kê trong mô hình hồi quy của các biến đầu ra 33

Bảng 3.10 Các tham số thống kê trong mô hình hồi quy của các biến đầu ra sau hiệu chỉnh 35

Bảng 3.11 Phương trình hồi quy mô tả tương quan giữa khả năng giải phóng dược chất tại các thời điểm với các biến đầu vào 35

Bảng 3.12 Kết quả đánh giá kích thước, độ đồng đều khối lượng và độ đồng đều hàm lượng của hệ cốt theo công thức N2 (n=10), TB ± SD 38

Bảng 3.13 Kết quả công gây gãy sợi theo phương vuông góc 39

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Công thức hoá học của mangiferin 2

Hình 2.1 Sơ đồ các bộ phận chính của thiết bị đồng nhất hóa chất dẻo 16

Hình 2.2 Sơ đồ các bộ phận của thiết bị đùn ép 16

Hình 2.3 Sơ đồ các bộ phận của thiết bị đùn trục vít đơn 17

Hình 2.4 Cấu tạo thiết bị thử giải phóng kiểu buồng dòng chảy 19

Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo thiết bị thử giải phóng kiểu khuấy 20

Hình 3.1 Đồ thị giải phóng MGF từ các mẫu bào chế theo công thức CT1, CT2, CT3 và CT4 sử dụng thiết bị kiểu buồng dòng chảy (n=3) 24

Hình 3.2 Ảnh hưởng của tác nhân điều khiển giải phóng (a) và chất hóa dẻo (b) đến khả năng giải phóng MGF từ hệ cốt (n=3) 25

Hình 3.3 Phổ phân tích nhiệt trọng lượng của A MGF (a, b) và CT 12 (c, d) khi không có oxy (a, c) và có oxy (b, d) B MGF (N2); (b) CT12; (c) CT13; (d) CT14; (e) CT15 trong điều kiện không có oxy 26

Hình 3.4 Đồ thị giải phóng MGF từ các mẫu bào chế theo các công thức CT 12, CT 13 và CT 14 sử dụng thiết bị kiểu buồng dòng chảy (n=3) 27

Hình 3.5 Đồ thị giải phóng MGF từ các mẫu bào chế theo công thức CT 12 và CT 17 sử dụng thiết bị kiểu buồng dòng chảy (n=3) 29

Hình 3.6 Đồ thị giải phóng MGF từ các mẫu bào chế theo công thức CT 12 và CT 17 sử dụng thiết bị kiểu khuấy (n=3) 29

Hình 3.7 Đồ thị giải phóng MGF từ các mẫu bào chế theo công thức CT 12, CT 17 với các tốc độ dòng a 0,18 mL/phút; b 0,36 mL/phút; c 0,54 mL/phút (n=3) 30

Hình 3.8 Mẫu bào chế theo công thức N9 32

Hình 3.9 Đồ thị giải phóng các mẫu bào chế theo 15 công thức (n=3) 36

Hình 3.10 A Đồ thị đường đồng mức thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ HPC EF và glycerin ở các tỷ lệ MGF tương ứng: a 5%; b 10%; c 15% B Đồ thị đường đồng mức thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ HPC EF và MGF ở các tỷ lệ glycerin tương ứng: a 5%; b 10%; c 15% C Đồ thị đường đồng mức thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ glycerin và MGF ở các tỷ lệ HPC EF tương ứng: a 10%; b 15%; c 20% 37

Hình 3.11 a Đồ thị sự thay đổi pH của môi trường giải phóng theo thời gian (n=3); 40Hình 3.12 Phổ quét nhiệt vi sai của (a) nguyên liệu MGF; (b) nguyên liệu EC N7; (c) hỗn hợp tá dược; (d) hỗn hợp vật lý; (e) mẫu bào chế N15 41

Hình 3.13 Phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu MGF, hỗn hợp vật lý N15, công thức N15 và placebo 42

ĐẶT VẤN ĐỀ

Herpes simplex virus (HSV) là tác nhân gây bệnh phổ biến trên toàn cầu, gồm hai chủng là HSV-1 và HSV-2, có thể gây ra nhiễm trùng nguyên phát và thứ phát HSV thường gây ra các bệnh ngoài da hoặc tại các cơ quan như mắt, miệng, bộ phận sinh dục, hệ thần kinh trung ương [42] Các biểu hiện ở mắt của HSV rất đa dạng, bao gồm viêm bờ mi, viêm kết mạc, viêm mống mắt và biến chứng giác mạc, Nhiễm HSV ở mắt là nguyên nhân phổ biến nhất gây mù lòa giác mạc ở các nước có thu nhập cao, đồng thời, cũng là nguyên nhân phổ biến nhất gây mù giác mạc một bên trên toàn thế giới [16], [27] Acyclovir (ACV) là thuốc đầu tay trong điều trị herpes mắt, tuy nhiên, thuốc không có tác dụng với HSV thể tiềm ẩn cũng như không có tác dụng chống tái phát ở các bệnh nhân đã được điều trị khỏi bệnh Hiện nay, các chủng HSV kháng thuốc ACV xuất hiện ngày càng tăng, điều đó đã thúc đẩy việc tìm kiếm các loại thuốc mới [39]

Mangiferin (MGF) là một flavonoid được tìm thấy ở nhiều loài thực vật và có tác dụng kháng HSV nổi bật Mangiferin được chứng minh là có tiềm năng trong việc kiểm soát sự nhân lên của HSV, đặc biệt trong các trường hợp nhiễm trùng kháng ACV [39] Tuy nhiên, MGF có nhược điểm lớn là tính tan kém, tính thấm kém do đó đặt ra yêu cầu tìm ra dạng bào chế thích hợp với mục đích điều trị nhiễm HSV cho bệnh nhân [17]

Để điều trị bệnh tại mắt, nhiều dạng thuốc dùng tại chỗ ở mắt được ưu tiên nghiên cứu, phát triển và sử dụng Đây cũng là đường dùng thuốc phổ biến nhất để điều trị bệnh tại mắt Tuy nhiên, thuốc dùng tại chỗ thường có sinh khả dụng thấp do bị rửa trôi nhanh chóng dưới tác động của các hoạt động sinh lý của mắt như chớp mắt và phản xạ tiết nước mắt Do đó, bệnh nhân phải dùng thuốc nhiều lần trong ngày [1] Trong bối cảnh đó, hệ kiểm soát giải phóng thuốc đặt tại mắt nổi lên với những ưu điểm so với các dạng bào chế thuốc dùng tại mắt như dung dịch thuốc nhỏ mắt, hỗn dịch nhỏ mắt, nhũ tương thuốc, thuốc mỡ tra mắt [12], [34] Hệ cốt khuếch tán giúp kéo dài thời gian lưu, tăng sinh khả dụng và tăng sự tuân thủ điều trị của người bệnh

Với mong muốn phát triển hệ thuốc đặt tại mắt chứa dược chất mangiferin nhằm

tăng hiệu quả điều trị bệnh, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo và đánh

giá đặc tính của hệ cốt khuếch tán chứa mangiferin định hướng làm thuốc đặt tại mắt” với các mục tiêu:

1 Xây dựng được công thức bào chế hệ cốt khuếch tán đặt tại mắt chứa mangiferin bằng phương pháp đùn nóng chảy

2 Bước đầu đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ bào chế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về mangiferin

1.1.1 Cấu tạo hoá học và tính chất lý, hoá

1.1.1.1 Công thức, tên khoa học

Hình 1.1 Công thức hoá học của mangiferin

 Công thức phân tử: C19H18O11 Khối lượng phân tử: 422,2

 Tên khoa học: 2-C-β-D-glucopyranozido-1,3,6,7-tetrahydroxyxanthon [3]

1.1.1.2 Tính chất

 Trạng thái tồn tại: bột kết tinh mịn, màu vàng ánh lục, gần như không mùi

 Độ tan: hơi tan trong hỗn hợp aceton - nước (1 : 1), thực tế không tan trong nước, ethanol 96% và cloroform

 Nhiệt độ nóng chảy: khoảng 271oC Hệ số phân bố dầu/nước (logP): 2,73

 Mangiferin là một đa acid yếu, giá trị pKa là 6,52; 7,97; 9,44; 12,10 [22]

1.1.2 Dược động học

Dược động học của mangiferin ở người phù hợp với mô hình không ngăn Sau khi uống 0,9 g mangiferin khoảng 1 giờ thì nồng độ mangiferin trong huyết tương người đạt 38,64 ± 6,75 ng/mL và thời gian bán thải (t1/2) là 7,85 ± 1,72 giờ [23] Ở chuột, sau 0,5 giờ tiêm tĩnh mạch với liều 50 mg/kg, nồng độ mangiferin trong võng mạc đạt 5,69 ± 1,48 μg/mL và sau 5,0 giờ giảm xuống còn 0,30 ± 0,02 μg/mL [24]

Mangiferin có thể vượt qua hàng rào máu - võng mạc [24], khó vượt qua hàng rào máu não, và được phát hiện ở các cơ quan tim, ruột non, dạ dày, thận, gan, phổi và lá lách Mangiferin hấp thu kém ở ruột, phần không được hấp thu có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn đường ruột và thủy phân bởi các enzym đường tiêu hóa Con đường thải trừ chính của MGF là chuyển hóa qua gan và thận [28] Quá trình chuyển hóa pha I gồm các phản ứng oxy hóa, khử hóa, thủy phân và quá trình chuyển hóa pha II là phản ứng liên hợp, bao gồm glycosyl hóa, sulfat hóa, glucoronid hóa, tạo thành các chất còn hoạt tính, chủ yếu là noratyriol, dihydroxyxanthon và trihydroxyxanthon [45]

1.1.3 Tác dụng dược lý

Mangiferin có tác dụng kháng virus herpes, cả đối với chủng HSV-1 (AR-29) kháng acyclovir và chủng HSV-2 [39], [46] Mangiferin ức chế chọn lọc sự nhân lên của virus mà không gây độc tính đáng kể cho vật chủ Cơ chế hoạt động của mangiferin khác cơ chế hoạt động của acyclovir Tác dụng diệt virus của mangiferin liên quan đến sự biến đổi hóa học hoặc che giấu các protein vỏ thiết yếu Mangiferin cũng ức chế sự

hấp phụ của virus vào các thụ thể tế bào Khi thử hoạt tính in vivo trên chuột với công

thức mangiferin 0,7% bôi tại chỗ, công thức này ức chế AR-29 một cách hiệu quả, làm giảm các tổn thương, làm chậm sự phát triển và tăng cường khả năng hồi phục của tổn thương so với nhóm chứng [39] Đối với HSV-2, mangiferin không trực tiếp làm bất hoạt mà ức chế giai đoạn muộn trong quá trình sao chép HSV-2 [46]

Ngoài ra, mangiferin ngày càng được quan tâm do có nhiều tác dụng dược lý, như: chống viêm, chống oxy hóa, bảo vệ thần kinh, và đóng vai trò quan trọng trong phòng ngừa và điều trị ung thư, thoái hóa thần kinh Bên cạnh đó, mangiferin giúp giảm viêm, giảm sự di căn ở các tế bào ác tính và cải thiện rối loạn nhận thức [25], [45]

1.1.4 Một số chế phẩm trên thị trường

Ở Việt Nam, một số sản phẩm chứa mangiferin đang lưu hành với các dạng bào chế và hàm lượng khác nhau: Mangoherpin (kem bôi da 2%, 2,5%, 5%; viên nang cứng 100 mg, 200 mg - NSX BV Pharma); Mangifin ext (kem bôi da 3% - NSX Medipharco); Manginozel (dung dịch vệ sinh phụ nữ, chai 100 mL - NSX SJK Pharma); Mangizeni (gel vệ sinh phụ nữ 0,5%, chai 60 ml - NSX Nature Pharma); Mydugyno (gel vệ sinh phụ nữ 0,5%, chai 120 mL, 180 mL - NSX Nature Pharma); Manginovim (gel vệ sinh phụ nữ 0,2%, chai 60 mL, 120 mL - NSX Nature Pharma)

1.2 Các đặc điểm sinh học của mắt liên quan đến điều trị bệnh tại mắt

Mắt là cơ quan nhìn rất quan trọng, gồm nhãn cầu và thần kinh thị giác Mắt được cấu tạo bởi một hệ thống quang - sinh học phức tạp Các bệnh lý có thể xuất hiện tại các bộ phận của mắt: bờ mi, giác mạc, kết mạc, võng mạc, các tuyến và dịch, Bệnh rất đa dạng và phức tạp, như: viêm, áp xe, loét và chủ yếu do virus, vi khuẩn hoặc ký sinh trùng gây ra Ngoài ra, còn có các bệnh về khúc xạ, khối u và bệnh mạch máu [1] Để điều trị bệnh tại mắt, nhiều dạng thuốc dùng tại chỗ ở mắt được nghiên cứu, phát triển và sử dụng Đây là đường dùng thuốc được ưu tiên lựa chọn do có các ưu điểm: hạn chế tác dụng không mong muốn toàn thân của thuốc, thuận tiện, dễ sử dụng và bệnh nhân có thể tự dùng thuốc theo chỉ định Tuy nhiên, thuốc có sinh khả dụng thấp, dễ bị thải trừ do hoạt động sinh lý của mắt Do đó, bệnh nhân phải tăng số lần sử dụng thuốc trong ngày Mặt khác, dược chất rất khó hấp thu đến phần sau của nhãn cầu [1]

Do vậy, để đảm bảo hiệu quả điều trị bệnh, các dạng thuốc dùng tại chỗ ở mắt cần đảm bảo các điều kiện sau:

- Có đặc tính kết dính thích hợp để cải thiện khả năng lưu giữ thuốc ở mắt, từ đó làm tăng sinh khả dụng của thuốc

- Hạn chế hấp thu toàn thân gây ra nhiều tác dụng không mong muốn - Không gây mờ hay kích ứng mắt, đảm bảo sự thoải mái cho người bệnh - Giảm số lần dùng thuốc để cải thiện sự tuân thủ của người bệnh [8]

Đặc điểm sinh lý làm giảm sinh khả dụng khi dùng thuốc tại mắt.

Cấu tạo của mắt người nhìn chung có thể được chia thành hai phần: 1) phần trước bao gồm giác mạc, kết mạc, mống mắt, thể mi, thủy dịch và thủy tinh thể; 2) phần sau gồm có củng mạc, màng mạch, võng mạc và thủy tinh thể [10] Hiệu quả điều trị của các thuốc dùng tại chỗ ở mắt bị ảnh hưởng nhiều bởi đặc điểm cấu tạo và sinh lý ở phần trước của mắt

Kết mạc là niêm mạc nối liền mi mắt và giác mạc, gồm hai phần: phần lót trong của mi mắt và phần tương ứng với mặt ngoài của tròng mắt trắng Vùng nối của hai phần tạo nên túi cùng kết mạc Kết mạc liên quan đến việc hình thành và duy trì màng nước mắt trước giác mạc và bảo vệ mắt [1], [12] Kết mạc có nhiều mạch máu và có tính thấm tốt với nhiều dược chất Thuốc được hấp thu qua kết mạc có thể đi vào vòng tuần hoàn làm giảm sinh khả dụng của thuốc với dược chất cần thấm sâu vào các tổ chức bên trong giác mạc, trừ trường hợp đích tác dụng của thuốc chính là kết mạc [1]

Giác mạc là một mô trong suốt về mặt quang học truyền hình ảnh đến phía sau của mắt và bao phủ khoảng 1/6 tổng diện tích bề mặt nhãn cầu [12] Bề mặt giác mạc có mật độ thần kinh cao nhất trong tất cả các cơ quan của cơ thể người Do đó, giác mạc rất nhạy cảm và dễ bị kích ứng Giác mạc gồm nhiều lớp mô có tính thân dầu và thân nước khác nhau, ngoài cùng là lớp biểu mô (thân dầu) rồi đến lớp đệm (thân nước) và trong cùng là lớp nội mô (thân dầu) Mặc dù, giác mạc là hàng rào cản trở sự hấp thu dược chất, chỉ những dược chất vừa thân nước, vừa thân lipid và có độ tan phù hợp mới dễ thấm qua giác mạc [1]

Thủy dịch là phần dịch trong hố tiền phòng và hậu phòng, và là nơi tập trung dược chất sau khi hấp thu qua giác mạc để chuyển đến các bộ phận khác của mắt Vì vậy, các đặc tính của thủy dịch tác động rất lớn đến sinh khả dụng của thuốc dùng tại chỗ ở mắt Do có thể tích khoảng 100 - 250 μL, nồng độ dược chất trong thủy dịch rất thấp nên ít chịu tác động về mặt hóa học Tuy nhiên, tốc độ thay thế thủy dịch tương đối lớn (khoảng 2 - 3 μL/phút) khiến nồng độ dược chất giảm nhanh Trong trường hợp, dược chất chậm

hấp thu qua giác mạc hoặc không duy trì được thuốc trước giác mạc thì sẽ hạn chế hiệu quả điều trị của thuốc [1]

Hiện tượng chớp mắt là hoạt động sinh lý của mắt Khi dùng thuốc, phản xạ chớp mắt sẽ nhanh chóng đẩy phần lớn thuốc ra ngoài hoặc đẩy xuống ống mũi lệ, làm lượng thuốc trước giác mạc giảm rất nhiều [1] Điều này khiến thời gian lưu thuốc trước giác mạc ngắn, tổng lượng thuốc lưu trữ ít, hạn chế hiệu quả hấp thu thuốc qua giác mạc [8]

Đặc điểm của hệ thống nước mắt: nước mắt là một dịch trong suốt, có 98,2% là nước và các thành phần khác gồm protein, muối khoáng, đường, lipid và enzym Nước mắt có pH khoảng 7,14 - 7,82 và khả năng đệm trong khoảng pH 4 - 10 Với thành phần của dịch nước mắt chứa protein như albumin, globulin và lysogym nên rất có thể xảy ra hiện tượng tạo phức giữa dược chất - protein, dẫn tới làm giảm sự hấp thu của dược chất vào trong niêm mạc mắt do chỉ dược chất ở dạng tự do mới được hấp thu [1]

Chính vì những lý do trên, việc hấp thu dược chất theo đường dùng tại mắt là rất thấp, sinh khả dụng của dung dịch nhỏ mắt thường < 5% Việc cải thiện đặc tính lưu thuốc tại mắt là một vấn đề cốt lõi trong việc tăng hấp thu và hiệu quả điều trị bệnh Trên thực tế hiện nay có nhiều dạng bào chế được thiết kế với mục đích trên, như bào chế dưới dạng hỗn dịch, nhũ tương, hệ tiểu phân nano, mỡ hoặc gel tra mắt Tuy nhiên các biện pháp này có đặc điểm chung là gây bất tiện khi sử dụng, làm giảm tầm nhìn của bệnh nhân và khó đảm bảo mức độ tuân thủ điều trị Hệ điều trị thuốc đặt tại mắt nổi lên là một hướng đi mới giúp tăng sự lưu thuốc trước giác mạc và thấm thuốc qua giác mạc, có thể áp dụng với rất nhiều dược chất, bao gồm chất phân cực và ít phân cực, thân thiện với cơ quan mắt [1], [10], [18], [19]

1.3 Tổng quan về thuốc đặt tại mắt

1.3.1 Khái niệm

Thuốc đặt tại mắt là dạng thuốc vô trùng, mỏng, chứa dược chất, dạng rắn hoặc bán rắn được đặt vào túi cùng kết mạc Dạng bào chế này có kích thước và hình dạng được thiết kế đặc biệt nhằm mục đích ứng dụng trong nhãn khoa Dược chất được kết hợp dưới dạng phân tán hoặc dung dịch trong polyme Thuốc được giải phóng với tốc độ được xác định trước và có thể dự đoán được [10], [31], [32]

1.3.2 Ưu, nhược điểm của thuốc đặt tại mắt

Mỗi loại thuốc đặt ở mắt là sự kết hợp giữa các ưu điểm của dạng bào chế và sự cố gắng hạn chế những nhược điểm [32]

1.3.2.1 Ưu điểm của thuốc đặt tại mắt

- Kéo dài thời gian lưu giữ của thuốc tại mắt, tăng sinh khả dụng của thuốc - Giải phóng thuốc với tốc độ chậm và hằng định

- Khả năng giải phóng thuốc kéo dài, do đó có hiệu quả tốt hơn - Liều lượng chính xác, được giữ lại hoàn toàn tại vị trí dùng thuốc - Giảm hấp thu toàn thân, hạn chế tác dụng không mong muốn đối với thị giác và toàn thân

- Cải thiện sự tuân thủ của bệnh nhân do giảm số lần dùng thuốc - Hạn chế sử dụng chất bảo quản, giảm nguy cơ kích ứng

- Ổn định hơn so với thuốc nhỏ mắt, tăng thời hạn sử dụng so với dạng dung dịch nước [12], [31], [32], [34]

1.3.2.2 Nhược điểm của thuốc đặt tại mắt

- Ảnh hưởng tới tầm nhìn Thể chất rắn chắc gây cảm giác khó chịu trong mắt, tạo rào cản khó khăn về thể chất và tâm lý đối với sự tuân thủ của người bệnh

- Dịch chuyển tới nhiều vị trí trong mắt khiến việc loại bỏ thuốc gặp khó khăn - Nguy cơ vô tình bị loại bỏ khi ngủ hoặc dụi mắt

- Khó khăn trong việc đặt và loại bỏ (với dạng không tan) - Đắt tiền [12], [20], [31], [32], [40]

Một số nhược điểm có thể khắc phục bằng cách hướng dẫn và động viên tinh thần bệnh nhân [34]

1.3.3 Phân loại các dạng thuốc đặt tại mắt

Thuốc đặt tại mắt được phân loại dựa vào độ tan, bao gồm: hệ cốt không tan, hệ cốt hòa tan và hệ cốt ăn mòn sinh học [32] Việc giải phóng thuốc từ hệ cốt phụ thuộc vào sự hòa tan, khuếch tán, thẩm thấu và ăn mòn sinh học của thuốc

1.3.3.1 Hệ cốt không tan

Dạng bào chế này được làm từ các polyme không tan trong nước Dựa vào cơ chế giải phóng thuốc, có thể phân thành hệ khuếch tán, hệ thẩm thấu và kính áp tròng mềm - Hệ khuếch tán: bao gồm một khoang chứa thuốc đặt trong một màng bán thấm hoặc màng vi xốp được thiết kế đặc biệt để đảm bảo thuốc khuếch tán ra khỏi hệ với tốc độ được xác định chính xác Tốc độ giải phóng thuốc được kiểm soát bằng cách khuếch tán qua màng Sự giải phóng thuốc từ hệ ảnh hưởng bởi dịch nước mắt thấm qua màng - Hệ thẩm thấu: Phần trung tâm của hệ được bao quanh bởi một phần ngoại vi Hệ được chia thành hai loại:

+ Loại 1: Phần trung tâm gồm một khoang duy nhất, có thể có hoặc không có một chất tan thẩm thấu được phân tán qua một nền polyme Do đó, thuốc được bao quanh bởi polyme dưới dạng các hạt nhỏ rời rạc Phần ngoại vi bao gồm một lớp màng polyme bán thấm không hòa tan

+ Loại 2: Phần trung tâm gồm hai khoang riêng biệt Thuốc và các chất tan thẩm thấu được đặt trong hai khoang này Khoang chứa thuốc được bao quanh bởi một màng không thấm đàn hồi và khoang chứa chất tan thẩm thấu được bao quanh bởi màng bán thấm Phần ngoại vi tương tự loại 1

- Kính áp tròng mềm: cấu tạo bởi liên kết cộng hóa trị ưa nước hoặc kỵ nước tạo thành ma trận ba chiều có khả năng giữ nước, dung dịch chất tan trong nước hoặc chất rắn Tốc độ giải phóng thuốc khỏi hệ ban đầu rất nhanh, sau đó giảm dần theo cấp số nhân Việc thay đổi cách đưa dược chất vào dạng bào chế hoặc thêm thành phần kỵ nước có thể làm giảm tốc độ giải phóng thuốc [31], [32]

1.3.3.2 Hệ cốt hòa tan

Hệ cốt hòa tan có đặc điểm là hòa tan hoàn toàn nên không cần thao tác loại bỏ cốt sau khi thuốc giải phóng hết Dựa vào loại polyme sử dụng, hệ được chia thành: hệ sử dụng polyme tự nhiên (ví dụ: collagen); hệ sử dụng polyme tổng hợp (polyvinyl alcol) hoặc bán tổng hợp (các dẫn xuất của cellulose như: HPMC, HPC, MC)

Sự giải phóng thuốc diễn ra khi nước mắt thấm vào cốt gây ra sự giải phóng thuốc bằng cách khuếch tán và tạo thành một lớp gel xung quanh hệ cốt Quá trình gel hóa này khiến thuốc tiếp tục được giải phóng, nhưng vẫn được kiểm soát bằng cơ chế khuếch tán Sự hòa tan thực sự xảy ra chủ yếu thông qua sự trương nở của polyme [31], [32]

1.3.3.3 Hệ cốt ăn mòn sinh học

Thuốc được giải phóng từ hệ cốt ăn mòn sinh học thông qua sự tiếp xúc của cốt với dịch nước mắt, gây ra sự ăn mòn sinh học bề mặt cốt Sự giải phóng thuốc được kiểm soát bằng phản ứng thủy phân hoặc phản ứng với sự xúc tác của enzym dẫn đến sự hòa tan polyme hoặc phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn, hòa tan trong nước Sau khi sử dụng, không cần thao tác loại bỏ thuốc khỏi mắt [12], [31], [32]

1.3.4 Phương pháp bào chế

Các phương pháp chính có thể được dùng để bào chế hệ đặt tại mắt là phương pháp sử dụng kĩ thuật đun chảy, phương pháp sử dụng kĩ thuật bay hơi dung môi và phương pháp in 3D [14], [26], [30], [35], [41]

1.3.4.1 Phương pháp đun chảy

Công nghệ đun chảy được xếp vào nhóm “công nghệ xanh” và ngày càng thu hút được sự quan tâm trong ngành dược do kỹ thuật này mang lại nhiều lợi ích, áp dụng được với nhiều loại dược chất có độ tan khác nhau Bản chất của phương pháp đun chảy dựa trên sự nóng chảy của polyme tạo cốt ở nhiệt độ cao và rắn hóa khi hạ nhiệt độ Đun chảy là một quy trình hiệu quả, không cần dung môi, do đó yêu cầu ít giai đoạn hơn so

các công thức có hàm lượng thuốc cao với đặc tính giải phóng mong muốn và đạt được độ đồng đều hàm lượng tốt do sự pha trộn chặt chẽ của các thành phần Bên cạnh đó, đun chảy cho phép thay đổi dược chất sang dạng vô định hình hoặc phân tán dược chất thành các hạt rất nhỏ, điều này có thể giúp tăng cường sinh khả dụng, giảm tác dụng phụ và cải thiện sự tuân thủ của bệnh nhân Đồng thời, các dạng bào chế có hình dạng mong muốn có thể được sản xuất dễ dàng bằng quy trình này (hệ đặt, viên nén, hạt, viên, màng,

được thực hiện ở môi trường khô và nhiệt độ tương đối cao, vì vậy có thể giảm thiểu nguy cơ nhiễm vi sinh vật trong quá trình sản xuất, không cần bước làm khô giúp tiết kiệm thời gian Ngoài ra, phương pháp này không sử dụng nước và dung môi nên có thể áp dụng với dược chất nhạy cảm với ẩm [14], [26], [41]

Phương pháp đun chảy bao gồm hai kỹ thuật cán nhiệt và đùn nóng chảy

Phương pháp cán nhiệt thích hợp với quy mô nhỏ, nhằm mục đích nghiên cứu,

thường áp dụng trong sàng lọc các thành phần của công thức Đối với kỹ thuật này, hỗn hợp vật lý được trộn đều, đun nóng rồi đưa vào khuôn, tiến hành gia nhiệt và nén ép để làm nóng chảy Sau khi làm nguội, các miếng chèn được cắt, tạo hình với kích thước phù hợp [14]

Phương pháp đùn nóng chảy được áp dụng với quy mô lớn, khắc phục nhược điểm

của phương pháp cán nhiệt Quá trình đùn nóng chảy bao gồm ba giai đoạn: - Hỗn hợp vật lý bao gồm dược chất, polyme tạo cốt và chất hóa dẻo được trộn đều và được đưa vào phễu cấp nguyên liệu của máy đùn nóng chảy Quá trình trộn có thể tiến hành riêng hoặc tích hợp trong thiết bị đùn

- Dưới tác dụng của nhiệt độ, hỗn hợp nóng chảy được đưa qua lỗ khuôn có kích thước thích hợp tạo thành sản phẩm trung gian

- Sợi tạo thành được cắt thành các tấm có kích thước phù hợp với việc đặt tại mắt [9], [26], [41]

Máy đùn thường bao gồm một động cơ, hoạt động như một bộ truyền động, phễu cấp liệu, khoang chứa, trục vít và khuôn ép đùn Một bộ điều khiển điện tử được kết nối với máy đùn để điều khiển tốc độ trục vít, nhiệt độ, áp suất và tốc độ nạp [36] Quá trình đùn đòi hỏi phải kiểm soát nhiều yếu tố: cỡ lô, tốc độ trục vít, tốc độ cấp liệu, nhiệt độ đùn, nhiệt độ nóng chảy của nguyên liệu, thời gian lưu trú của nguyên liệu trong thiết bị và mức độ lấp đầy của nguyên liệu trong khoang thiết bị Thêm vào đó, những thay đổi về hình dạng trục vít cũng gây ra những thay đổi đối với các thông số như lực cắt cơ học và thời gian lưu trú Tốc độ cấp liệu ảnh hưởng đến mức độ lấp đầy các vít máy đùn, điều này có thể ảnh hưởng đến cả nhiệt năng và cơ năng của quá trình [9], [36]

Kỹ thuật đùn nóng chảy được chia thành đùn trục vít đơn, đùn trục vít đôi và đùn nhiều trục vít Đùn trục vít đơn có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, chi phí vận hành và bảo trì thấp Tuy nhiên, việc tăng tốc độ trục vít đơn sẽ làm tăng ma sát và tăng nhiệt độ, điều này có thể làm giảm chất lượng các thuốc nhạy cảm với nhiệt Đối với đùn trục vít đôi, một số ưu điểm nổi bật so với đùn trục vít đơn có thể kể đến là cấp nguyên liệu dễ dàng, khả năng nhào và phân tán nguyên liệu tốt hơn, thời gian nguyên liệu ở trong thiết bị ngắn hơn do nóng chảy tương đối nhanh, hạn chế tình trạng quá nhiệt, năng suất và tính linh hoạt của quy trình cao hơn cũng như khả năng kiểm soát các thông số quy trình tốt hơn Như vậy, kỹ thuật đùn nóng chảy sử dụng trục vít đôi thích hợp với các thuốc nhạy cảm với nhiệt Thêm vào đó, đùn nhiều trục vít cũng được ưu tiên hơn đùn trục đơn do hạn chế hiện tượng quá nhiệt gây ảnh hưởng tới chất lượng thuốc [37]

Phương pháp đùn nóng chảy cho phép phát triển quy trình sản xuất liên tục, tự động hóa hoàn toàn, trong đó quá trình sản xuất được kiểm soát tốt hơn, toàn diện hơn, chất lượng thuốc được kiểm soát đến từng đơn vị sản phẩm và có tính khả thi cao với nhiều loại thuốc Ngoài ra, quá trình sản xuất sản phẩm hiệu quả và được rút ngắn so với các kỹ thuật khác Đây là công nghệ hứa hẹn để sản xuất các hệ phân phối thuốc mới và cải tiến các sản phẩm đã có trên thị trường [9], [36]

1.3.4.2 Phương pháp bay hơi dung môi

Trong phương pháp sử dụng kĩ thuật bay hơi dung môi, polyme tạo cốt, chất hóa dẻo và dược chất được hòa tan hoặc phân tán vào các dung môi phù hợp (nước, ethanol, aceton, …) Sau đó dung môi được loại bỏ trong điều kiện nhiệt độ và thời gian nhất định Hệ đặt tại mắt được cắt thành các tấm có kích thước phù hợp với việc đặt tại mắt Phương pháp bay hơi dung môi có nhiều hạn chế bao gồm tốn nhiều thời gian để bay hơi dung môi, đòi hỏi yêu cầu khắt khe về môi trường, độ ẩm, nhiệt độ, nguy cơ tồn dư dung môi và nguy cơ gây ra các vấn đề về an toàn [30], [35]

1.3.4.3 Phương pháp in 3D

Kỹ thuật in 3D hướng tới tạo ra các sản phẩm cá nhân hóa, lấy bệnh nhân làm trung tâm Các sợi tạo ra từ kỹ thuật đùn nóng chảy được sử dụng làm nguyên liệu cho in 3D Các sợi này được gia nhiệt để nóng chảy tại đầu in của thiết bị in 3D, sau đó in thành từng lớp để tạo thành cấu trúc chi tiết 3 chiều với độ chính xác cao Dựa vào việc nghiên cứu mối quan hệ tương quan giữa các thông số về kích thước, mật độ và động học quá trình giải phóng thuốc của hệ cốt, hiệu quả điều trị của hệ cốt có thể được nâng cao nhờ thay đổi các thông số của quá trình in 3D [11]

1.3.5 Thành phần hệ đặt

1.3.5.1 Dược chất

Có vai trò là hoạt chất, có tác dụng dược lý hoặc tác dụng trực tiếp trong phòng bệnh, chẩn đoán bệnh, chữa bệnh, điều trị bệnh, giảm nhẹ bệnh, điều chỉnh chức năng sinh lý của cơ thể người [1]

1.3.5.2 Polyme tạo cốt

Polyme đóng vai trò là chất mang thuốc Polyme được chia thành polyme tan trong nước và polyme không tan trong nước Độ tan trong nước của các polyme quyết định cơ chế giải phóng của dược chất trong cốt Các polyme tan trong nước được dùng để tạo cốt thân nước, khi tiếp xúc với nước sẽ trương nở, hòa tan và bị rửa trôi cùng với quá trình giải phóng dược chất Một số polyme có độ trương nở cao, tạo lớp gel kiểm soát giải phóng Dược chất trong cốt hòa tan được giải phóng có kiểm soát nhờ cơ chế khuếch tán chậm qua gel polyme Các polyme không tan trong nước được dùng tạo cốt khuếch tán kiểm soát giải phóng dược chất từ các dạng thuốc Dược chất được giải phóng theo cơ chế khuếch tán, thẩm lọc qua lỗ xốp của cốt polyme [2] Các polyme được sử dụng để bào chế hệ cốt đặt tại mắt theo phương pháp sử dụng kỹ thuật đùn nóng chảy: polyvinyl alcol (PVA), methyl cellulose (MC), ethyl cellulose (EC), carboxy methyl cellulose (CMC), poly ethylen oxyd (PEO), hydroxy methyl cellulose (HMC), hydroxy ethyl cellulose (HEC), hydroxy propyl cellulose (HPC), Eudragit RL 100, Eudragit LS 100, … [14], [20], [26], [30], [35], [44]

1.3.5.3 Chất hóa dẻo

Khi phối hợp với polyme, chất hóa dẻo giúp tăng tính linh hoạt, giảm nhiệt độ chuyển kính (Tg) của polyme, giúp polyme tồn tại ở trạng thái đàn hồi tại nhiệt độ bảo quản, tăng độ bền cơ học cho hệ mang thuốc và có ảnh hưởng đến khả năng giải phóng thuốc ra khỏi hệ cốt [2], [43] Trong phương pháp bào chế sử dụng kĩ thuật đùn nóng chảy, chất hóa dẻo giúp hạ nhiệt độ trong quá trình bào chế hệ cốt Chất hóa dẻo ưa nước, phổ biến là các polyhydric alcol, là những chất có tính tương hợp sinh học rất tốt, có thể dễ dàng đào thải khỏi cơ thể Các chất hóa dẻo được sử dụng rộng rãi gồm glycerin, ethylen glycol, polyethylen glycol (PEG 400, PEG 1500), propylen glycol (PG), dibutyl phthalat (DBP), [26], [30], [35], [41], [43], [44]

1.3.5.4 Polyme điều khiển giải phóng

Sự phối hợp các polyme khác nhau có thể giúp cho việc kiểm soát giải phóng thuốc ra khỏi hệ cốt tốt hơn Một số loại polyme thân nước, có khả năng trương nở tạo lớp gel giúp kiểm soát sự giải phóng thuốc khỏi cốt mang thuốc thường được sử dụng như HPMC AS, HPC, HPMC, PEG 400, mannitol

1.3.5.5 Chất chống oxy hóa

Việc bổ sung thêm chất chống oxy hóa giúp đảm bảo sự ổn định của hệ cốt về mặt hóa học và tính thẩm mỹ cho chế phẩm Một số chất chống oxy hóa được sử dụng như

butyl hydroxy anisol (BHA), acid ethyl diamin tetraacetic (EDTA), natri thiosulfat, natri metabisulfit

1.3.6 Đánh giá một số đặc tính của hệ đặt tại mắt

1.3.6.1 Vô khuẩn

Vô khuẩn là yêu cầu cơ bản đối với các dạng thuốc dùng tại mắt Đối với hệ cốt đặt tại mắt, có thể áp dụng phương pháp cấy trực tiếp để thử độ vô khuẩn Môi trường nuôi cấy có thể là natri thioglycolat lỏng hoặc casein và đậu nành Ngoài ra, hệ cốt có thể được khử trùng bằng bức xạ gamma Chi tiết phương pháp thử và cách đánh giá được trình bày trong phụ lục 13.7, Dược điển Việt Nam V [4], [15], [26], [41]

1.3.6.2 Đánh giá khả năng giải phóng thuốc in vitro

Trong thử nghiệm đánh giá khả năng giải phóng thuốc in vitro của hệ đặt tại mắt,

nhiều phương pháp được áp dụng như phương pháp sử dụng thiết bị khuếch tán kiểu tế bào Franz, phương pháp kiểu buồng dòng chảy, phương pháp khuấy, phương pháp chai, phương pháp giỏ quay cải tiến Trong đó, phương pháp kiểu buồng dòng chảy được sử

dụng rộng rãi để thử nghiệm giải phóng thuốc in vitro do có khả năng phân biệt tốt động

học giải phóng từ các công thức khác nhau [14], [15], [26], [35], [41]

1.3.6.3 Đánh giá khả năng gây kích ứng mắt

Đánh giá khả năng gây kích ứng mắt là một bước cực kỳ quan trọng trong việc

phát triển các dạng bào chế dùng tại mắt Đối với thử nghiệm giải phóng thuốc in vivo

của hệ cốt đặt tại mắt, động vật thử nghiệm được lựa chọn là thỏ do kích thước mắt lớn, dễ thao tác, cấu trúc tương tự mắt người, có giải phẫu và sinh lý cơ quan thị giác đã được tìm hiểu kỹ Hơn nữa, mắt thỏ thường rất nhạy cảm với các chất gây kích ứng Các hệ cốt được đặt trong túi kết mạc của thỏ, vào các khoảng thời gian xác định, tiến hành xác định lượng thuốc đã giải phóng hoặc lượng còn lại trong hệ cốt [15], [26], [30], [35]

1.3.6.4 Đánh giá độ trương nở

Độ trương nở thể hiện khả năng giữ nước của polyme Sự hấp thụ nước và mức độ trương nở phụ thuộc vào tính ưa nước của polyme Các polyme thân nước có cấu trúc khác nhau có mức độ trương nở khác nhau, phụ thuộc vào sự cản trở tương đối của cấu trúc hệ cốt với các phân tử nước trong môi trường thử Số lượng và mức độ của các liên kết hydro giữa các mắt xích polyme càng lớn, phân tử nước càng khó khuếch tán vào cốt thân nước Mức độ và tốc độ hydrat hóa của hệ cốt, cũng như khả năng trương nở có ảnh hưởng đến khả năng giải phóng dược chất khỏi cốt Việc xác định độ trương nở là rất quan trọng vì nó là chỉ số thể hiện đặc tính bám dính của hệ cốt [15], [20], [41]

1.3.6.5 Ảnh hưởng của hệ cốt đặt tại mắt đến pH và áp suất thẩm thấu

Việc đưa hệ cốt đặt vào mắt có thể gây kích ứng mắt do nguy cơ làm thay đổi pH và áp suất thẩm thấu tại mắt so với chỉ số sinh lý bình thường của dịch nước mắt Khi bị kích ứng, mắt sẽ phản xạ lại bằng cách tăng cường hiện tượng chớp mắt và tăng tiết nước mắt để nhanh chóng cân bằng lại trạng thái sinh lý bình thường Hiện tượng này có thể dẫn đến việc thuốc giải phóng ra khỏi hệ cốt bị pha loãng và nhanh chóng bị rửa trôi Thêm vào đó, hệ đặt có thể bị đẩy ra khỏi mắt, do đó, gây ảnh hưởng sinh khả dụng của thuốc [1] Do vậy, cần hạn chế sự ảnh hưởng của hệ cốt đến pH và áp suất thẩm thấu của dịch nước mắt Việc đánh giá ảnh hưởng có thể thông qua đo áp suất thẩm thấu và pH của môi trường thử mô phỏng nước mắt nhân tạo

1.3.6.6 Đánh giá cấu trúc của hệ cốt đặt tại mắt

Phân tích nhiệt của vật liệu được thực hiện để đánh giá đặc tính vật lý (ví dụ: những thay đổi về năng lượng, nhiệt độ, khối lượng) của vật liệu bằng cách đưa vật liệu vào một chương trình nhiệt độ được kiểm soát Các kỹ thuật này thường được sử dụng để theo dõi các quá trình thu nhiệt (ví dụ: nhiệt độ chuyển kính, nóng chảy, chuyển pha rắn - rắn) và các quá trình tỏa nhiệt (ví dụ: kết tinh, phân hủy hóa học) Trong số các kỹ thuật hiện nay, phương pháp quét nhiệt lượng vi sai (DSC) hay được dùng để theo dõi sự thay đổi nhiệt lượng của mẫu so với mẫu đối chiếu, từ đó giúp xác định các quá trình chuyển trạng thái của hệ Bên cạnh đó, phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) cũng là một kỹ thuật hay được sử dụng để đánh giá độ ổn định với nhiệt của nguyên liệu cũng như đánh giá các tương tác có thể xảy ra giữa các thành phần trong hỗn hợp [15]

Thêm vào đó, phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) được sử dụng để nghiên cứu trạng thái đa hình của nguyên liệu và chế phẩm thuốc [38]

1.3.6.7 Đánh giá đặc tính cơ lý của hệ cốt đặt tại mắt

Độ cứng là một đặc tính quan trọng của hệ cốt đặt tại mắt Hệ cốt có độ cứng quá lớn có thể gây kích ứng mắt và tổn thương giác mạc

1.3.7 Một số nghiên cứu về thuốc đặt tại mắt

Năm 2011, Aburahma và các cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ cốt đặt tại mắt chứa brimonidin sử dụng kỹ thuật bay hơi dung môi Polyvinyl pyrrolidon K-90 (PVP K-90) được sử dụng làm polyme tạo màng, kết hợp với các polyme có tác dụng bám dính sinh học có độ nhớt khác nhau như hydroxy propyl methyl cellulose, carbopol, natri alginat và chitosan Hệ đặt tại mắt chứa natri alginat cho thấy khả năng duy trì giải phóng thuốc lâu nhất (99% sau 6 giờ), vì vậy được lựa chọn để phủ thêm một lớp màng kỵ nước có thành phần là ethyl cellulose hoặc Eudragit RSPO, phủ một mặt hoặc hai mặt

Kết quả giải phóng in vitro cho thấy ethyl cellulose có khả năng duy trì giải phóng

brimonidin tốt hơn Eudragit RSPO Ngoài ra, do đặc tính kết dính niêm mạc và tác dụng

duy trì thuốc, hệ đặt tại mắt phủ một mặt mang lại tác dụng giảm áp lực nội nhãn nhiều hơn so với hệ đặt tại mắt không phủ hoặc được phủ hai mặt [8]

Vào năm 2017, một nghiên cứu của Balguri và các cộng sự đã sử dụng phương pháp đun chảy để bào chế hệ cốt tại mắt chứa indomethacin, ciprofloxacin hydroclorid và natri prednisolon phosphat Poly ethylen oxyd N10 được lựa chọn làm nguyên liệu tạo cốt Mẫu bào chế với hàm lượng dược chất 10% kl/kl được cắt thành các đơn vị có kích thước 4 mm x 2 mm x 0,2 mm Hàm lượng dược chất trong các công thức dao động trong khoảng 93 - 102% so với lý thuyết Sau 3 giờ, dung lượng xuyên màng của indomethacin, ciprofloxacin và natri prednisolon tăng lần lượt 3,5 lần, 2,9 lần và 3,6 lần khi so sánh với các công thức đối chứng Thêm vào đó, hệ cốt bào chế được có khả năng tạo ra nồng độ thuốc cao hơn đáng kể trong các mô ở mắt so với thuốc đối chứng [14]

Năm 2021, kỹ thuật đùn nóng chảy cũng được sử dụng trong nghiên cứu của Shadambikar và các cộng sự để bào chế hệ đặt tại mắt chứa valacyclovir hydroclorid (một tiền chất của acyclovir) Mục đích của nghiên cứu này là bào chế hệ đặt tại chỗ điều trị viêm giác mạc, giúp cải thiện sự tuân thủ của bệnh nhân Các hỗn hợp vật lý khác nhau của polyme (HPC EF và HPMC K4M) và chất hóa dẻo (PEG 400) được đùn thông qua máy đùn trục vít đôi Mẫu bào chế thu được được cắt với kích thước 4 mm x 2 mm x 1 mm Hệ cốt có khả năng giải phóng thuốc ổn định khi thử nghiệm bằng phương

pháp thử giải phóng in vitro sử dụng thiết bị kiểu khuấy và có khả năng thẩm thấu thuốc

tốt hơn so với dạng dung dịch nhỏ mắt Ngoài ra, hệ cốt này hòa tan hoàn toàn sau 8 giờ Như vậy, phương pháp bào chế hệ cốt đặt tại mắt chứa valacyclovir hydroclorid sử dụng phương pháp đùn nóng chảy có tính lặp lại và cho hiệu suất sản xuất cao [41]

Năm 2023, Alzahrani và cộng sự đã kết hợp kỹ thuật đùn nóng chảy với công nghệ in 3D để chế tạo hệ cốt đặt tại mắt chứa ciprofloxacin hydroclorid Hệ cốt bền ở nhiệt độ phòng, không có sự thay đổi đáng kể về hàm lượng thuốc, đặc tính nhiệt hay khả năng giải phóng trong vòng 3 tháng Thêm vào đó, hệ cốt bào chế được có khả năng bám dính niêm mạc tốt, hoạt tính kháng khuẩn tốt và thuốc được giải phóng thấm qua giác mạc kéo dài hơn, mang lại hiệu quả lâu dài hơn so với dạng thuốc nhỏ mắt [11]

Tiếp nối kết quả khóa luận của tác giả Bùi Minh Quang [6] với hệ cốt hòa tan chứa mangiferin và kết quả khóa luận của tác giả Nguyễn Trung Khoa [5] với hệ cốt không tan chứa acyclovir, trong khóa luận này, chúng tôi hướng đến việc nghiên cứu hệ đặt tại mắt với cấu trúc cốt không tan chứa mangiferin nhằm mục đích kéo dài giải phóng dược chất Hệ cốt khuếch tán có khả năng điều khiển giải phóng dược chất tốt hơn hệ cốt hoà tan, đồng thời không gây nhoè mắt khi giải phóng dược chất ra khỏi hệ cốt do không tan

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị

2.1.1 Nguyên vật liệu

Bảng 2.1 Các nguyên liệu và hoá chất chính sử dụng trong thực nghiệm

Công ty Cổ phần Dược Nature Việt Nam

5 Dinatri ethylenediamin tetraacetic acid dihydrat Phân tích Trung Quốc 6 Dinatri hydrophosphat dihydrat Phân tích Trung Quốc 7 Dinatri hydrophosphat dodecahydrat Phân tích Trung Quốc 8 Ethyl cellulose N7 USP/NF 43 Colorcon - Trung Quốc

10 Hydroxy propyl cellulose USP/NF 43 Thuỵ Sĩ Các tá dược khác: Acid hydroclorid, natri hydroxyd đạt tiêu chuẩn phân tích, nguồn gốc Trung Quốc; castor wax đạt tiêu chuẩn nhà sản xuất, nguồn gốc BASF - Đức; cetosteryl alcol đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Croda - Singapore; acid stearic, dibutyl phthalat, Eudragit L100, polyethylen glycol 400, triethyl citrat đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Trung Quốc; ethanol 96% đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Việt Nam; ethyl cellulose N14, ethyl cellulose N20 đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Colorcon - Trung Quốc; glycerin mono stearat đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Gattefossé - Pháp; hydroxy propyl methyl cellulose acetat succinat đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Mỹ; mannitol, propylen glycol, sorbitan monooleat đạt tiêu chuẩn NSX, nguồn gốc Sinagapore; acid polylactic đạt tiêu chuẩn phân tích, nguồn gốc Trung Quốc

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ

Bảng 2.2 Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thực nghiệm

1 Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao Agilent 1200 Agilent Technologies

- Đức 2 Hệ thống thử giải phóng kiểu

3 Máy Brookfield Texture

4 Máy đo áp suất thẩm thấu OSMOMAT 3000 basic Đức 5 Máy đo pH FIVE EASY FE20 Mettler Toledo - Mỹ

6 Máy khuấy từ IKA RH basic 1 Malaysia 7 Máy phân tích nhiệt DSC 1 StarSystem Metler Toledo - Thụy

Sĩ 8 Máy phân tích nhiệt TGA TGA/DSC 1 Star

System - Metler Toledo

Metler Toledo - Thụy Sĩ

9 Thiết bị đồng nhất hóa chất dẻo Nội bộ Việt Nam

11 Thiết bị đùn trục vít đơn Nội bộ Việt Nam Các thiết bị khác: bể siêu âm Wiseclean (model: WUC - A01H, xuất xứ: Đài Loan); cân phân tích (model: ES-2255M-DR, xuất xứ: Precisa - Thuỵ Sỹ); cân phân tích (model: AB204, xuất xứ: Mettler Toledo - Thuỵ Sỹ)

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Sàng lọc polyme và chất hoá dẻo thích hợp để bào chế hệ cốt khuếch tán đặt tại mắt chứa MGF

- Lựa chọn công thức và các thông số kỹ thuật bào chế hệ cốt khuếch tán đặt tại mắt chứa MGF bằng phương pháp đùn nóng chảy

- Đánh giá ảnh hưởng của các thành phần trong công thức bào chế hệ cốt đến khả

năng giải phóng in vitro và độ trương nở

- Đánh giá một số đặc tính của hệ cốt chứa MGF bào chế được

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp bào chế hệ cốt khuếch tán đặt tại mắt chứa MGF

Hệ cốt khuếch tán đặt tại mắt chứa MGF được bào chế theo kỹ thuật đùn nóng chảy hỗn hợp dược chất - tá dược, trong đó việc sàng lọc thành phần công thức được thực hiện trên kỹ thuật cán nhiệt đã được sử dụng ở các nghiên cứu trước [5], [6], [7]

- Bước 2: Đồng nhất hóa hỗn hợp bột bằng phương pháp cán nhiệt Quá trình này được thực hiện trên thiết bị đồng nhất hóa chất dẻo (hình 2.1) Tiến hành gia nhiệt, cài đặt nhiệt độ mục tiêu cho đĩa tĩnh và nhiệt độ được giữ ổn định ít nhất 20 phút Hỗn hợp bột được đưa vào giữa hai đĩa, sau đó điều khiển tốc độ và chiều quay của mô tơ để đồng nhất hóa, hỗn hợp bột được chuyển sang thể mềm dưới tác động của nhiệt độ Việc xoay

ép đĩa trên được duy trì với tốc độ 150 vòng/phút trong 45 giây Sản phẩm trung gian có dạng tấm mỏng, được làm nguội tấm mỏng về nhiệt độ phòng chờ tạo hình

Hình 2.1 Sơ đồ các bộ phận chính của thiết bị đồng nhất hóa chất dẻo [5] 1 Mô tơ truyền động; 2 Đĩa xoay; 3 Đĩa tĩnh; 4 Cảm biến nhiệt; 5 Bộ gia nhiệt; 6 Rơ le tự động

- Bước 3: Đùn tạo hình cho hệ đặt tại mắt Quá trình này được thực hiện trên thiết bị đùn ép (hình 2.2) Các tấm mỏng được cắt nhỏ đến kích thước phù hợp để đưa vào trong trục vít và khoang chứa mẫu Bật thiết bị và cài đặt nhiệt độ mục tiêu, nhiệt độ được giữ ổn định trong khoảng 15 phút Khi đạt đến nhiệt độ mục tiêu, tiến hành xoay nhanh trục vít để đưa hệ cốt vào khoang chứa mẫu Khi hệ cốt được làm mềm bởi nhiệt độ và đi ra ở bộ phận tạo hình, xoay trục vít với tốc độ ổn định Đoạn cốt hình trụ tròn được làm nguội đến nhiệt độ phòng, bảo quản tránh ẩm trong túi chứa silicagel

Hình 2.2 Sơ đồ các bộ phận của thiết bị đùn ép [5] 1.Trục vít xoay; 2.Khoang chứa mẫu; 3.Khuôn, đường kính lỗ 1,5 mm; 4.Cảm biến nhiệt; 5.Bản điện trở; 6.Rơ le tự động

- Bước 4: Tạo hình cho hệ đặt tại mắt Cắt sợi đùn thành các đơn vị thuốc đặt tại mắt có hình trụ với kích thước xác định Các đơn vị hệ đặt tại mắt này sau đó được bảo quản trong bình hút ẩm

2.3.1.2 Phương pháp đùn nóng chảy

Quá trình bào chế hệ cốt đặt tại mắt chứa MGF được tiến hành trên thiết bị đùn trục vít đơn, công suất 40 W Cấu tạo của thiết bị đùn trục vít đơn được mô tả trên hình 2.3

- Bước 1: Trộn đồng lượng tạo hỗn hợp bột đồng nhất Tiến hành trộn các thành phần trong công thức bào chế theo nguyên tắc trộn đồng lượng bằng phương pháp chày - cối, thực hiện liên tục trong khoảng 5 phút Hỗn hợp bột được trộn và bảo quản trong điều kiện độ ẩm < 5%

- Bước 2: Đùn nóng chảy Bật thiết bị và cài đặt nhiệt độ mục tiêu, nhiệt độ được giữ ổn định trong khoảng 30 phút Khi đạt đến nhiệt độ mục tiêu, tiến hành đưa hỗn hợp bột vào phễu chứa mẫu với tốc độ xác định Trục vít xoay với tốc độ ổn định đẩy khối

bột vào khoang chứa mẫu Khối bột được làm chảy bởi nhiệt và đi ra ở bộ phận tạo hình dưới dạng sợi hình trụ Thu đoạn sợi và làm nguội đến nhiệt độ phòng Bảo quản tránh ẩm trong túi chứa silicagel

- Bước 3: Tạo hình cho hệ đặt tại mắt Cắt sợi đùn thành các đơn vị thuốc đặt tại mắt có hình trụ với kích thước xác định Các đơn vị hệ đặt tại mắt này sau đó được bảo quản trong bình hút ẩm

Hình 2.3 Sơ đồ các bộ phận của thiết bị đùn trục vít đơn 1 Mô tơ; 2 Trục vít xoay; 3 Phễu chứa bột; 4 Cảm biến nhiệt; 5 Bản điện trở; 6 Khuôn, đường kính lỗ 1,5 mm;

7 Khoang chứa bột; 8 Bộ điều khiển.

2.3.2 Phương pháp khảo sát khả năng tạo cốt

- Nguyên tắc: dựa trên khả năng tạo cốt của một số polyme và chất hoá dẻo - Tiến hành: chuẩn bị các hỗn hợp vật lý chứa 95% polyme và 5% chất hoá dẻo, tiến hành khảo sát với điều kiện nhiệt độ thay đổi trong khoảng 100 - 180oC, sử dụng phương pháp cán nhiệt (mục 2.3.1.1)

- Tiêu chí đánh giá: nhiệt độ mềm hoá của hỗn hợp vật lý thấp, khả năng tạo cốt của hệ tốt, cảm quan của hệ sau khi đồng nhất hoá đẹp

2.3.3 Phương pháp lựa chọn chất hoá dẻo và chất điều khiển giải phóng

- Nguyên tắc: khảo sát khả năng giải phóng dược chất in vitro từ các mẫu bào chế

có thay đổi chất hóa dẻo và chất điều khiển khả năng giải phóng - Tiến hành: bào chế hệ cốt theo phương pháp cán nhiệt đã nêu ở mục 2.3.1.1 Đánh giá khả năng giải phóng MGF từ các mẫu bào chế trên bằng thiết bị kiểu buồng dòng chảy với thông số tốc độ dòng 0,18 mL/phút

- Tiêu chí đánh giá: tỷ lệ % MGF giải phóng khỏi hệ cốt sau 24 giờ cao > 50% và có thể tùy chỉnh

2.3.4 Phương pháp lựa chọn biện pháp chống oxy hoá khi bào chế

- Nguyên tắc: thay đổi thành phần công thức và điều kiện bào chế để đảm bảo độ bền của dược chất và đặc tính sợi in

- Tiến hành: bào chế sợi đùn trong đó thay đổi tác nhân chống oxy hóa khác nhau (Na2S2O3, natri metabisulfit, Na2EDTA, BHA; bào chế trong môi trường N2), đánh giá sự phân huỷ, khả năng đùn, độ cứng, khả năng giải phóng MGF từ các mẫu bào chế

- Tiêu chí lựa chọn: MGF không bị phân hủy trong quá trình bào chế; đặc tính cơ

lý và khả năng giải phóng ít thay đổi so với mẫu không chứa chất chống oxy hóa 2.3.5 Phương pháp thiết kế thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của thành phần công thức đến hệ đặt tại mắt

- Phương pháp thiết kế thí nghiệm: sử dụng mô hình thiết kế Box - Behnken với sự hỗ trợ của phần mềm MODDE 12.0 (Umetrics Inc, USA) Biến đầu vào: các yếu tố

thuộc về công thức có thể ảnh hưởng đến sự trương nở và khả năng giải phóng in vitro Biến đầu ra: % MGF giải phóng in vitro khỏi hệ cốt ở các thời điểm khi thử giải phóng

bằng phương pháp kiểu buồng dòng chảy và độ trương nở của hệ cốt.- Tiến hành thí nghiệm và xác định giá trị các biến đầu ra của các công thức đã được thiết kế Mối quan hệ giữa các biến đầu vào và các biến đầu ra được mô tả bởi các

phương trình hồi quy được thiết lập với sự trợ giúp của phần mềm MODDE 12.0 2.3.6 Phương pháp định lượng mangiferin

- Điều kiện sắc ký được tham khảo từ tài liệu [33]: hệ thống HPLC Agilent 1200, detector DAD - UV - VIS, bước sóng phát hiện 258 nm; cột: C18 - 4,6 x 150 mm, kích thước hạt nhồi 5 μm (GL Sciences, Japan), nhiệt độ: 40oC được duy trì bởi bộ ổn nhiệt cột (Athena Technology, India) Pha động: dung dịch acid acetic 3% (v/v) : acetonitril (85 : 15, v/v); tốc độ dòng: 1,5 mL/phút; tiêm mẫu tự động, thể tích tiêm: 10 µL

- Chuẩn bị mẫu: + Dung môi pha mẫu: dung dịch đệm phosphat pH 7,4 (có bổ sung Na2EDTA); pha động để chạy sắc ký

+ Dung dịch chuẩn gốc: cân chính xác khoảng 30 mg MGF chuyển vào bình định mức 250 mL Thêm khoảng 200 mL dung dịch đệm pH 7,4, siêu âm đến tan hoàn toàn Thêm dung dịch đệm pH 7,4 vừa đủ đến vạch, lắc đều Từ dung dịch chuẩn gốc pha dãy dung dịch chuẩn có nồng độ trong khoảng 0,20 - 60,00 μg/mL

+ Dung dịch thử:  Mẫu định lượng MGF trong hệ cốt: cân chính xác một lượng mẫu (đã được làm nhỏ) tương ứng khoảng 2,0 mg MGF vào bình định mức 50 mL, thêm khoảng 30 mL ethanol 96%, siêu âm cho đến khi tan hoàn toàn Thêm ethanol 96% vừa đủ đến vạch, lắc đều Hút chính xác 0,5 mL dung dịch thu được vào bình định mức 10 mL, thêm pha động đến vạch, lắc đều Lọc dịch thu được qua màng lọc RC 0,45 μm

 Dung dịch placebo: mẫu bào chế placebo có các thành phần tương tự mẫu thử nhưng không chứa dược chất Tiến hành tương tự mẫu định lượng MGF trong hệ cốt

 Mẫu thử là môi trường giải phóng chứa MGF: mẫu được pha loãng trong pha động ở tỷ lệ phù hợp trước khi định lượng

- Quá trình chuẩn bị các mẫu thử, mẫu chuẩn được tiến hành nhanh trong điều kiện hạn chế ánh sáng ở nhiệt độ phòng Phương pháp định lượng MGF được thẩm định theo các tiêu chí: độ đặc hiệu, tính thích hợp hệ thống và độ tuyến tính

- Tính toán kết quả: dựa vào đường chuẩn đã xây dựng và diện tích píc trên sắc ký đồ của mẫu thử

2.3.7 Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất

Khả năng giải phóng dược chất ra khỏi hệ cốt mang thuốc được đánh giá theo 2 phương pháp: phương pháp sử dụng thiết bị kiểu buồng dòng chảy và phương pháp sử dụng thiết bị kiểu khuấy

2.3.7.1 Đánh giá khả năng giải phóng theo phương pháp buồng dòng chảy

Cấu tạo của thiết bị được mô tả trên hình 2.4,trong đó khoang chứa mẫu (4) có thể tích khoảng 1,5 mL

Hình 2.4 Cấu tạo thiết bị thử giải phóng kiểu buồng dòng chảy 1 Bình chứa môi trường thử; 2 Bơm nhu động; 3 Bể điều nhiệt; 4 Khoang chứa mẫu thử; 5 Bộ phận hứng mẫu

- Điều kiện thử: Môi trường thử: dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 [4] gồm 4,41 mM KH2PO4; 0,1 M NaCl; 0,045 M Na2HPO4; 0,01 mg/mL Na2EDTA được siêu âm trong 15 phút và sục khí nitơ trong 15 phút Nhiệt độ thử nghiệm: 34 ± 0,5 oC Tốc độ dòng: có thể điều chỉnh (0,18; 0,36; 0,54 mL/phút)

- Tiến hành: cho khoảng 1,75 g bi sứ (zirconium bead), đường kính 2 mm vào khoang chứa mẫu, đặt một đơn vị hệ cốt đặt tại mắt lên trên, sau đó nhanh chóng làm đầy thể tích khoang chứa bằng môi trường thử

- Thời điểm lấy mẫu: 0,5; 1; 1,5; 2; 4; 6; 8; 10; 24 giờ sau khi thử (tại mỗi mốc thời gian, thu toàn bộ môi trường thử giải phóng từ thời điểm cuối của mốc thời gian trước đến thời điểm cuối của mốc thời gian hiện tại) Dịch thử giải phóng của mỗi thời điểm được lắc đều, lọc qua màng lọc RC 0,45 μm rồi pha loãng ngay bằng pha động với tỷ lệ thích hợp, sau đó định lượng bằng HPLC Tại thời điểm 24h, lấy phần cốt trong khoang chứa mẫu để định lượng lượng MGF còn lại trong hệ cốt theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.6 [5] Quá trình được tiến hành trong điều kiện hạn chế ánh sáng

Tỷ lệ (%) dược chất giải phóng tại các thời điểm được tính theo công thức sau, trong đó: GPn (%): tỷ lệ % MGF giải phóng khỏi hệ cốt; Ci: nồng độ MGF của mẫu thử tại thời điểm thứ i (mg/mL); Vi: thể tích mẫu thử tại thời điểm thứ i (mL); m: hàm lượng

𝐺𝑃n(%) = ∑ (𝑉i 𝐶i)

𝑛𝑖=1

𝑚

2.3.7.2 Đánh giá khả năng giải phóng sử dụng thiết bị kiểu khuấy

Thiết bị thử giải phóng kiểu khuấy được mô tả ở hình 2.5 [14], [41], bao gồm một ống hình trụ có nắp kín, đường kính 22 mm, cao 63 mm, được đặt trên máy khuấy từ, bên trong có một bộ phận giữ khuấy từ bằng một tấm lưới mỏng cách đáy 20 mm Con khuấy kích thước 7,5 x 6,5 mm; tốc độ khuấy 200 vòng/phút

Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo thiết bị thử giải phóng kiểu khuấy 1 Môi trường thử; 2 Khuấy

từ; 3 Lưới giữ khuấy; 4 Mẫu thử; 5 Máy khuấy từ

- Môi trường thử: dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 (chuẩn bị như mục 2.3.7.1) Thể tích môi trường thử là 10 mL Nhiệt độ: 25oC

- Tiến hành: đặt mẫu thử vào trong cốc đo, sau đó thêm chính xác 10 mL môi trường thử vào cốc đo, đậy nắp cao su và sục khí nitơ bề mặt dung dịch môi trường thử trong 1 phút, bật máy khuấy từ để bắt đầu quá trình thử Thời điểm lấy mẫu: 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 24 giờ Tại các thời điểm hút mẫu, hút chính xác 1 mL môi trường giải phóng, sau đó pha loãng ngay bằng pha động với tỷ lệ thích hợp trước khi định lượng bằng HPLC Sau mỗi lần lấy mẫu, bổ sung lại 1 mL môi trường thử Quá trình được tiến hành trong điều kiện hạn chế ánh sáng và duy trì khí nitơ

- Tỷ lệ (%) dược chất giải phóng tại các thời điểm được tính theo công thức sau, trong đó: GPn (%): tỷ lệ % MGF giải phóng khỏi hệ cốt; Cn: nồng độ MGF của mẫu thử tại thời điểm thứ n (mg/mL); V: thể tích môi trường thử (10 mL); Vo: thể tích môi trường lấy ra tại mỗi thời điểm (1 mL); m: hàm lượng MGF trong hệ đặt tại mắt (mg)

𝐺𝑃𝑛(%) = 𝐶𝑛 𝑉 + ∑ (𝑉𝑜 𝐶𝑛−1)

𝑛𝑖=1

2.3.8 Phương pháp đánh giá một số đặc tính

2.3.8.1 Phương pháp đánh giá độ trương nở

- Tiến hành: Các đơn vị hệ cốt đặt tại mắt được chuẩn bị, cân khối lượng và được treo lên giá đỡ trước khi được đặt trong dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 Sau những khoảng thời gian xác định: 2,5; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 35; 45 phút, từng đơn vị được lấy ra, thấm khô bằng giấy và cân lại khối lượng, sau đó đưa trở lại vào trong môi trường thử

- Độ trương nở được xác định trên khả năng hấp thụ nước và trương nở của các polyme có trong hệ cốt, tính theo công thức sau, trong đó W0: khối lượng cân ban đầu của mẫu thử (g); Wt: khối lượng cân tại thời điểm t của mẫu thử (g)

Độ trương nở (%) = [(wt− w0)

w0 ] × 100

2.3.8.2 Phương pháp quét nhiệt lượng vi sai (DSC)

- Thiết bị: máy DSC 1 StarSystem; ổn định tại 25 oC trong 5 phút; khoảng quét nhiệt: 25 oC - 350 oC; tốc độ gia nhiệt: 10 oC/phút; lưu lượng khí N2: 50 mL/phút

- Tiến hành: Cân chính xác lượng mẫu chứa khoảng 1 - 5 mg MGF đã được làm nhỏ chuyển vào đĩa đựng mẫu DSC làm bằng nhôm và hàn nắp (có đục lỗ), sau đó đưa vào buồng đo và chạy theo chương trình Kết quả thu được là giản đồ nhiệt biểu thị hiệu nhiệt lượng cung cấp cho mẫu thử và đĩa trống theo nhiệt độ Dựa trên các píc thu nhiệt, tỏa nhiệt và sự thay đổi nhiệt dung để xác định trạng thái kết tinh của MGF

2.3.8.3 Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD)

- Thiết bị: hệ thống nhiễu xạ tia X D8 Advance Bruker Nhiệt độ: 25 oC; khoảng đo: góc đo từ 5 o đến 60 o; độ phân giải: 0,020 o; tốc độ quét: 0,020 o/giây

- Tiến hành: Đưa các mẫu thử vào bộ phận giữ mẫu trong buồng nhiễu xạ Mẫu được chiếu tia xạ và ghi cường độ nhiễu xạ ở các góc 2θ khác nhau Dựa trên hình dạng của phổ và các đỉnh đặc trưng để kết luận về trạng thái kết tinh của MGF trong nguyên liệu và sự thay đổi trong quá trình bào chế

2.3.8.4 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)

- Thiết bị: máy phân tích nhiệt TGA/DSC 1 StarSystem - Metler Toledo Khoảng quét nhiệt: 25 oC - 350 oC; tốc độ gia nhiệt: 10 oC/phút; lưu lượng khí nitơ: 50 mL/phút

- Tiến hành: Triệt tiêu trọng lượng của đĩa phân tích TGA Chuyển một lượng mẫu khoảng 5 - 15 mg vào đĩa phân tích TGA Sau đó treo đĩa chứa mẫu vào một hệ thống, đóng kín buồng nhiệt và gia nhiệt Kết quả thu được là giản đồ nhiệt biểu thị sự biến thiên của khối lượng mẫu theo nhiệt độ Dựa trên sự thay đổi khối lượng mẫu để xác định độ ổn định của mẫu và tương tác dược chất - tá dược theo nhiệt độ

2.3.8.5 Phương pháp đánh giá đồng đều kích thước

- Bào chế sợi đùn theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.1.2, cắt mẫu bào chế thành từng đơn vị hệ đặt có chiều dài 12 mm Xác định đường kính của mẫu thử (sử dụng thước kẹp điện tử) ở ba vị trí khác nhau trên mỗi đơn vị mẫu thử, mỗi vị trí đo ba lần và lấy giá trị trung bình

- Đánh giá: độ đồng đều kích thước được đánh giá thông qua phần trăm chênh

2.3.8.6 Phương pháp đánh giá đồng đều khối lượng, đồng đều hàm lượng

- Bào chế sợi đùn theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.1.2, cắt mẫu bào chế thành từng đơn vị hệ đặt có chiều dài 12 mm

- Tiến hành: Xác định kích thước của mỗi đơn vị hệ đặt tại mắt (bằng thước kẹp điện tử, tương tự như đã nêu ở mục 2.3.8.5); khối lượng (được xác định bằng cân phân tích Mettler Toledo, d = 0,1 mg); hàm lượng MGF (được xác định theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.6) Độ đồng đều khối lượng và độ đồng đều hàm lượng được đánh giá thông qua phần trăm chênh lệch giữa khối lượng (hoặc hàm lượng dược chất) của từng đơn vị hệ cốt với giá trị trung bình

2.3.8.7 Phương pháp đánh giá công gây biến dạng sợi đùn

Mỗi đơn vị hệ cốt đặt tại mắt có chiều dài 4 cm được đo công gây biến dạng sợi đùn bằng máy phân tích cấu trúc Texture analyzer; chế độ đo: Normal; tốc độ: 0,3 mm/s; trigger: 10,0 g; deformation: 5,0 mm

2.3.8.8 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của hệ cốt đặt tại mắt lên pH - Nguyên tắc: theo dõi sự thay đổi pH của môi trường khi dược chất được giải

phóng tại từng thời điểm, sử dụng phương pháp đánh giá kiểu buồng dòng chảy Môi trường thử có dung lượng đệm tương tự như của nước mắt nhân tạo: H2PO4- (6,16 mM), HPO42- (9,76 mM), Na2EDTA (0,01 mg/mL), pH 7,4; tốc độ dòng: 0,18 mL/phút

- Tiến hành: tương tự như phép thử giải phóng sử dụng thiết bị kiểu buồng dòng chảy (mục 2.3.7.1) pH của dịch môi trường tại từng thời điểm được xác định ngay bằng phương pháp điện hóa trên máy đo pH Mettler Toledo - FE20đã được hiệu chuẩn

2.3.8.9 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của hệ cốt đặt tại mắt đến áp suất thẩm thấu

- Nguyên tắc: theo dõi sự thay đổi áp suất thẩm thấu môi trường khi dược chất được giải phóng từ hệ cốt so với thời điểm ban đầu; thử giải phóng bằng phương pháp kiểu buồng dòng chảy; môi trường thử: dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4

- Tiến hành: tương tự phương pháp đánh giá ảnh hưởng của pH lên hệ đặt tại mắt Giá trị áp suất thẩm thấu các dịch môi trường thử giải phóng tại từng thời điểm được xác định ngay bằng phương pháp đo độ hạ băng điểm trên máy đo áp suất thẩm thấu OSMOMAT 3000 basic đã được hiệu chuẩn

2.3.9 Phương pháp xử lý kết quả và biểu diễn số liệu

Kết quả thí nghiệm được biểu diễn dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (TB ± SD) từ các lần thí nghiệm khác nhau, được xử lý và vẽ đồ thị trên phần mềm Microsoft Excel 2016

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1 Kết quả nghiên cứu khả năng bào chế thuốc đặt tại mắt chứa mangiferin

3.1.1 Sàng lọc polyme và chất hoá dẻo

Tiến hành khảo sát với các polyme và chất hoá dẻo khác nhau theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.2 và mục 2.3.3 Kết quả khảo sát khả năng tạo cốt (thông qua xác định nhiệt độ mềm hóa và đặc tính sản phẩm cán nhiệt) được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của polyme và chất hoá dẻo đến khả năng mềm hoá

Ghi chú: + có khả năng tạo cốt polyme, - không có khả năng tạo cốt polyme

Kết quả sàng lọc cho thấy các polyme được khảo sát đều có khả năng tạo cốt khi được phối hợp với chất hoá dẻo phù hợp Tuy nhiên, Eudragit L100 và PLA chỉ tạo được cốt ở nhiệt độ cao ≥ 150oC do đó không phù hợp cho mục đích nghiên cứu EC N7, EC N14 và EC N20 đều có khả năng tạo cốt tốt khi phối hợp với chất hoá dẻo phù hợp, có tính tương thích sinh học cao, ổn định (trong khoảng pH 3-11), có khả năng tương thích với nhiều loại tá dược và hầu hết các chất hóa dẻo Do có đặc tính kỵ nước, ethyl cellulose giúp làm giảm sự xâm nhập của nước vào hệ cốt, từ đó kéo dài giải phóng thuốc [21], [38], [44] EC cũng giúp giảm biến dạng hệ cốt đặt tại mắt dạng hòa tan [29] Với mục đích bào chế hệ đặt tại mắt chứa MGF theo cơ chế khuếch tán, ethyl cellulose được lựa chọn làm polyme tạo cốt Dựa vào kết quả khảo sát và điều kiện phòng thí

nghiệm, lựa chọn EC N7 và các chất hoá dẻo gồm hai chất hoá dẻo thân nước: glycerin và PEG 400, hai chất hoá dẻo thân dầu: DBP và span 80 để tiếp tục khảo sát

3.1.2 Ảnh hưởng của thành phần công thức đến khả năng giải phóng

Các chất được chọn để khảo sát khả năng giải phóng MGF từ hệ cốt khuếch tán gồm các chất hoá dẻo (glycerin, PEG 400, DPB, span 80) và tác nhân điều khiển giải phóng (HPC EF, HPMC AS, PEG 400, mannitol) (bảng 3.2) Tiến hành bào chế các mẫu theo phương pháp cán nhiệt và đánh giá khả năng giải phóng theo phương pháp kiểu buồng dòng chảy

Bảng 3.2 Thành phần công thức khảo sát CT 1 – CT 11 có thay đổi chất hóa dẻo và chất

điều khiển giải phóng

Công thức

Chất hóa dẻo Chất điều khiển giải phóng

Thành phần khác Glycerin PEG

400

Span 80 DBP

HPC EF

HPMC AS

PEG 400 Mannitol

MGF = 5% EC N7 vđ

- Ảnh hưởng của chất hóa dẻo:

Hình 3.1 Đồ thị giải phóng MGF từ các mẫu bào chế theo công thức CT1, CT2, CT3 và

CT4 sử dụng thiết bị kiểu buồng dòng chảy (n=3)

Ảnh hưởng của chất hóa dẻo: Kết quả khảo sát hình 3.1 cho thấy hai mẫu bào chế theo công thức CT 1 và CT 2 (chứa glycerin và PEG 400, tương ứng) có đường biểu thị sự giải phóng dược chất theo thời gian cao hơn rất nhiều so với sự giải phóng MGF từ hai mẫu bào chế chứa DBP hoặc Span 80 Sau 24h, % MGF được giải phóng từ CT 1