Do đó, nhiều dạng bào chế khác nhau đã được nghiên cứu để cải thiện sinh khả dụng của PNS như hệ tự nhũ hoá [34], phức hợp với phospholipid [35], viên nang bao tan trong ruột [41], … Pel
TỔNG QUAN
Tổng quan về tam thất
Tên khoa học: Panax notoginseng (Burk.) F H Chen
Tên đồng nghĩa: Aralia quinquefolia var notoginseng Burkill; Panax pseudoginseng var notoginseng (Burkill) G.Hoo & C.L.Tseng hoặc Panax pseudoginseng Wall
Tên thường gọi: sâm tam thất, kim bất hoán, nhân sâm tam thất, điền thất [3]
Cho đến ngày nay, gần 100 chất đã được tìm thấy trong PNG, bao gồm: ginsenosid, polysaccharid, acid amin, tinh dầu, flavonoid và polyacetylen [16], [38] Ngoài saponin, các thành phần khác được phân lập từ tam thất cũng có tác dụng dược lý, tuy nhiên, do hàm lượng saponin cao hơn đáng kể so với các hợp chất khác nên các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào saponin [31]
Hiện nay, người ta đã phân lập được 56 saponin từ các bộ phận khác nhau của PNG Saponin trong PNG chủ yếu là các triterpen dammaran với 35 trong số 56 saponin được phân loại thuộc nhóm protopanaxadiol và 21 saponin còn lại thuộc nhóm protopanaxatriol [17], [31] Mặc dù có sự đa dạng như vậy, nhưng có 5 loại saponin chính chiếm tới 90 % tổng PNS được nghiên cứu trong thí nghiệm về dược lý: notoginsenosid R1 (~ 7 – 10 %), ginsenosid Rb1 (~ 30 – 36 %), Rg1 (~ 20 – 40 % ), Rd (~ 5 - 8,4 %) và Re (~ 3,9 – 6 %) [17]
Hàm lượng PNS tổng số vào khoảng 15 % phụ thuộc vào tuổi, bộ phận của cây, phương pháp bảo quản, vụ mùa thu hoạch và phương pháp chiết xuất [16] Hàm lượng các loại PNS trong các bộ phận khác nhau là khác nhau: Rb1 có nhiều ở tất cả các bộ phận (rễ, thân rễ và nụ hoa), Rg1 có nhiều rễ và thân rễ, Rb3 có nhiều trong nụ hoa [17]
Theo Dược điển Việt Nam V, hàm lượng notoginsenosid R1 không ít hơn 0,4 % và tổng hàm lượng ba saponin notoginsenosid R1, ginsenosid Rb1 và Rg1 không ít hơn
5 % trong mẫu dược liệu rễ củ khô kiệt
Theo Dược điển Trung Quốc 2015, tổng hàm lượng của ba saponin notoginsenosid R1, Rb1 và Rg1 không được ít hơn 5 % trong dược liệu khô kiệt Đối với saponin toàn phần thì hàm lượng notoginsenosid R1 ở mức khoảng 5,0 %, ginsenosid
Rg1 không ít hơn 25,0 %, ginsenosid Re không được ít hơn 2,5 %, ginsenosid Rb1 không ít hơn 30,0 %, ginsenosid Rd không ít hơn 5,0 % Tổng hàm lượng 5 saponin này không được ít hơn 75 % (dùng đường uống) hoặc 85 % (dùng đường tiêm) [25]
Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của notoginsenosid R1 (a) và ginsenosid Rb1 (b)
Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của ginsenosid Rg1 (a) và ginsenosid Rd (b)
Hình 1.3 Cấu trúc hoá học của ginsenosid Re
1.1.3 Tác dụng sinh học của saponin tam thất
Ngày càng có nhiều nghiên cứu liên quan đến PNS chỉ ra rằng PNS có thể được xem xét rộng rãi trong điều trị các bệnh khác nhau, chẳng hạn như xơ vữa động mạch, tổn thương phổi cấp tính, ung thư và các bệnh tim mạch, hệ thần kinh trung ương, viêm, hệ thống nội tiết [31], [36], [38]
Tác dụng cầm máu của notoginseng đã được báo cáo ở Trung Quốc Các nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng dịch chiết cồn của notoginseng làm giảm thời gian
4 chảy máu và mang lại tác dụng cầm máu tốt hơn so với không điều trị, điều trị bằng giả dược hoặc điều trị bằng dịch chiết nước hoặc dầu [31]
Một số bằng chứng đã chứng minh rằng PNS dường như là một tác nhân bảo vệ tim mạch tự nhiên PNS đã cho thấy tác dụng điều trị đáng kể và nhiều tác dụng dược lý bao gồm chống kết tập tiểu cầu, chống đông máu, chống huyết khối, chống xơ vữa động mạch, hạ lipid, giãn mạch, chống viêm, chống thiếu máu cục bộ, chống loạn nhịp tim, chống tăng sản, và phát huy tác dụng tạo mạch [38]
Trong số các saponin được phân lập từ PNG, ginsenosid Rb1 và Rg1 là những hoạt chất chính có nồng độ cao trong PNS Ginsenosid Rb1 có thể thúc đẩy sự hình thành các sợi thần kinh và duy trì chức năng của nó để ngăn ngừa rối loạn chức năng tình dục, ức chế hệ thần kinh trung ương, thúc đẩy tổng hợp protein huyết thanh, thúc đẩy tổng hợp và phân hủy cholesterol, đồng thời ức chế sự phân hủy của chất béo trung tính và phản ứng chống tan máu Ginsenosid Rg1 có thể kích thích hệ thần kinh trung ương, ngăn ngừa rối loạn chức năng tình dục, tăng cường trí nhớ, loại bỏ mệt mỏi, thúc đẩy tổng hợp DNA và RNA và ức chế kết tập tiểu cầu [37], [38] Ngoài ra, ginsenosid
Re đã được chứng minh là có tác dụng ức chế kênh Ca2+ Ginsenosid Re có tác dụng làm chậm dòng K+ trong tế bào cơ tâm thất của chuột Một nghiên cứu khác cho thấy ginsenosid Re bảo vệ tim chống lại tổn thương do thiếu máu cục bộ và gây ra kích hoạt kênh K+ của tim thông qua NO [16]
Các saponin chính trong PNG chủ yếu là các ginsenosid thuộc nhóm dammaran với phần aglycon có cấu trúc hoá học tương tự như các hormon steroid với khung cấu trúc lõi gồm 17 nguyên tử carbon Do vậy, các ginsenosid có hoạt động giống như hormon steroid bằng cách liên kết hoặc kích hoạt nhân nội bào, cytosol hoặc các thụ thể hormon trên màng tế bào, chẳng hạn như thụ thể estrogen, androgen và glucocorticoid (VD: Ginsenoside Re và Rg1 liên kết với glucocorticoid receptor, … [39]) Do đó, chúng có khả năng điều hoà nồng độ các hormon steorid như testosteron, DHEA (androgen), estradiol (estrogen) và corticosteron (corticosteroid) Với hoạt tính sinh học này, các ginsenosid trong tam thất hứa hẹn có thể phát triển thành thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên nhằm thay thế cho hormon steroid tổng hợp để ngăn ngừa rối loạn nội tiết và điều trị một số bệnh liên quan tới hormon steroid [8]
Trong số năm thành phần chính của PNS, Rb1 và Rg1 đã được báo cáo là có tác dụng thúc đẩy bài tiết insulin do glucose kích thích và giảm tích lũy triglycerid, Re ngăn chặn việc sản xuất glucose và quá trình tạo lipid ở gan Tại gan, PNS làm giảm tân tạo glucose, ức chế phân huỷ glycogen Tại cơ xương, PNS giúp tăng cường sử dụng glucose và PNS làm tăng độ nhạy insulin, giảm kháng insulin ở tuyến tuỵ Từ các lợi ích trên, PNS có tác dụng có lợi đối với bệnh tiểu đường loại 2, béo phì và bệnh gan nhiễm mỡ không do rượu [29]
1.1.4 Đặc tính lý hoá của saponin tam thất
Các saponin ginsenosid được phân loại vào nhóm III trong hệ thống phân loại sinh dược học BCS do có độ hòa tan tốt và tính thấm thấp [9], [14]
Cấu trúc của PNS bao gồm phần aglycon và phần đường, trong đó phần aglycon gồm khung 17 nguyên tử cacbon trong cấu trúc 4 vòng gắn với các gốc đường đa dạng, chẳng hạn như glucose, rhamnose , xylose và arabinose ở vị trí C-3 và C-20 Do đó, khả năng hòa tan trong nước của ginsenosid bị ảnh hưởng đáng kể bởi số lượng gốc đường gắn trong cấu trúc [10], [33]
Các saponin notoginsenosid R1, ginsenosid Rb1, ginsenosid Rg1, ginsenosid Rd và ginsenosid Re có hệ số thấm khoảng từ 10 −7 tới 10 −6 cm/s [28] Do tính thấm thấp như vậy nên sự hấp thu PNS qua khuếch tán thụ động là không đáng kể, quá trình hấp thu của PNS phụ thuộc vào sự có mặt của các protein vận chuyển tích cực [22] Tuy nhiên, mặc dù các protein vận chuyển này có mặt, sinh khả dụng qua đường uống của ginsenosid và các chất chuyển hóa của chúng đã được biết đến là rất thấp [13], [60] Một trong những lý do chính là do quá trình bơm ngược của P-glycoprotein [40]
Tổng quan về pellet và pellet bao tan trong ruột
1.2.1.1 Khái niệm, ưu nhược điểm v Khái niệm:
Pellet là những hạt nhỏ hình cầu (đôi khi là hình trụ) được bào chế bằng cách liên kết các tiểu phân dược chất rắn bởi các tá dược thích hợp [64]
Pellet thường là bán thành phẩm, dùng đóng nang cứng hoặc dập thành viên nén Trong một số trường hợp, pellet là những hạt trơ chế sẵn để làm giá mang những dược chất dùng ở liều nhỏ trước khi đóng nang hay dập viên Kích thước pellet thường từ 0,5- 1,5 mm, mặc dù những pellet có kích thước nhỏ hơn hoặc lớn hơn được bào chế phụ thuộc vào công nghệ và mục đích sử dụng [2], [7] v Ưu điểm [2], [27], [62]:
- Pellet có kích thước nhỏ, dễ dàng qua môn vị xuống ruột non Tại đây, do bề mặt tiếp xúc với dịch ruột lớn làm cho quá trình giải phóng dược chất từ pellet được thuận lợi
- Pellet chứa dược chất khi đưa vào hỗn dịch, viên nang, viên nén, … sẽ nâng cao sinh khả dụng và độ an toàn của thuốc Nguyên nhân là do pellet dễ phân bố đều trong đường tiêu hoá (do có kích thước nhỏ) nên làm giảm sự dao động trong tốc độ hấp thu thuốc, cũng như nồng độ thuốc trong máu Pellet còn làm giảm sự giao động trong tốc độ tháo rỗng dạ dày cũng như thời gian vận chuyển thuốc trong đường tiêu hoá
- Dựa trên pellet có thể tạo được dạng bào chế giải phóng dược chất từ từ trong đường tiêu hoá trong khoảng thời gian mong muốn tại vị trí hấp thu tối ưu Sự giải phóng dược chát từ pellet bao giải phóng kéo dài dễ tuân theo động học bậc 0
- Pellet có khả năng trơn chảy tốt, do đó khi đóng nang hay dập viên dễ dàng thu được các viên nang, viên nén, … có độ đồng đều về khối lượng và hàm lượng cao
- Pellet làm cho việc thiết kế dạng thuốc được thuận lợi hơn v Nhược điểm:
- Quá trình sản xuất pellet thường kéo dài và giá thành cao
- Sản xuất pellet đòi hỏi những thiết bị chuyên dụng
- Độ đồng đều khối lượng, hàm lượng trong từng đơn vị sản phẩm phụ thuộc vào kích thước, khối lượng của pellet, lực hút tĩnh điện và trạng thái bề mặt của pellet [2], [30]
- Dập thành viên nén có thể gây phá hủy màng bao của pellet được bao film
- Các thông số trong quá trình bào chế khó kiểm soát như lượng nước thêm vào, thời gian…
Pellet có thành phần cơ bản tương tự như viên nén về dược chất và các loại tá dược Các loại tá dược thường được dùng trong bào chế pellet bao gồm tá dược độn, tá dược tạo cầu, tá dược trơn, tá dược chống dính và tá dược rã Các loại tá dược này được sử dụng với hai mục tiêu chính là làm cho quá trình sản xuất pellet thuận lợi và tạo được pellet có những đặc tính mong muốn [2], [20] Các thành phần cơ bản của pellet được chỉ ra trong bảng 1.2
Bảng 1.2 Các thành phần cơ bản của pellet
Thành phần Vai trò Ví dụ TLTK
Tá dược độn Đảm bảo khối lượng pellet và giúp quá trình tạo pellet thuận lợi hơn
Calci sulfat, Lactose, Mannitol, tinh bột ngô
Tá dược dính Giúp các tiểu phân kết tụ với nhau và giúp pellet nguyên vẹn trong quá trình sản xuất
Tá dược trơn Giảm ma sát giữa pellet với thiết bị
Giảm ma sát giữa bề mặt pellet với nhau
Tá dược rã Thúc đẩy quá trình rã của pellet để giải phóng hoạt chất
Natri croscarmellose, Crospovidon, Natri starch glycolat
Tá dược tạo cầu Giúp pellet tròn đều hơn quá trình
Tá dược điều chỉnh giải phóng dược chất Điều chỉnh giải phóng dược chất
1.2.1.3 Bào chế pellet bằng phương pháp đùn – tạo cầu
Pellet có thể được bào chế bằng các phương pháp khác nhau như bồi dần từ bột, bồi dần từ dung dịch/hỗn dịch, đùn - tạo cầu, tạo pellet với tá dược dính nóng, phun sấy và phun đông tụ [54], [55], trong đó kỹ thuật đùn - tạo cầu là phương pháp phổ biến nhất để bào chế pellet [62]
8 Bào chế pellet bằng phương pháp đùn – tạo cầu bao gồm những giai đoạn chính: trộn bột khô, nhào ẩm, ủ, định hình khối bột ướt thành hình trụ (đùn), phá vỡ và làm tròn các hạt thành hình cầu (tạo cầu) và cuối cùng làm khô tạo thành pellet [20] Ưu điểm của kỹ thuật đùn- tạo cầu so với các kỹ thuật khác bao gồm: khả năng kết hợp các dược chất có hàm lượng cao mà không tạo ra các hạt có kích thước quá lớn, có thể tạo ra các hạt có độ hút ẩm thấp, độ cầu cao, không có bụi, phân bố kích thước hạt hẹp và bề mặt mịn hơn [26]
Các bước và thiết bị dùng trong quá trình đùn – tạo cầu cụ thể gồm: v Trộn bột khô:
Các nguyên liệu được cân, rây qua rây thích hợp và trộn đều v Nhào ẩm:
Thêm dung dịch tá dược dính vào khối bột và nhào trộn đều để thu được khối ẩm Trong bước này, sự bay hơi của pha chất lỏng phải được hạn chế ở mức tối thiểu Điều này đặc biệt lưu ý với các máy cắt nhanh tạo ra lượng nhiệt lớn Sự gia tăng nhiệt độ này sẽ gây ra sự bay hơi của chất lỏng tạo hạt và ảnh hưởng đến hoạt động đùn của khối ướt [45] Thiết bị được sử dụng phổ biến nhất là trộn hành tinh, máy trộn cắt tốc độ cao, máy trộn cánh sigma [20] v Ủ: Để khối ẩm nghỉ trong thời gian thích hợp Mục đích của quá trình ủ là để dung dịch tá dược dính phân bố đều vào trong khối bột, đồng thời giúp cho các tá dược tạo cầu có thời gian trương nở đến mức cần thiết, giúp cho khối bột có đủ độ dẻo cần thiết cho quá trình đùn v Đùn
Khối ẩm đã chuẩn bị trải qua quá trình ép đùn trong đó áp suất được tác dụng lên khối cho đến khi nó chảy ra ngoài qua các lỗ trên mắt đùn để tạo ra sợi Chiều dài sợi tạo thành có thể khác nhau, tùy thuộc vào đặc tính vật lý của nguyên liệu, loại thiết bị sử dụng Kích thước của pellet tạo thành phụ thuộc một phần vào kích thước mắt đùn Việc giảm kích thước lỗ làm giảm kích thước pellet, tuy nhiên áp suất đùn tăng lên có thể ảnh hưởng đến tính chất của khối bột [45] Có bốn loại máy đùn chính: máy đùn trục vít, sàng và rổ, cuộn và ram [20] v Tạo cầu
Các sợi hình trụ đùn được cắt ngắn thành các sợi có độ dài đồng nhất và được biến đổi dần thành hình cầu Quá trình tạo cầu này là do biến dạng dẻo [20]
Quá trình tạo cầu gồm các bước cơ bản sau [12]:
- Làm đứt gãy các sợi thành các đoạn ngắn
- Bảo mòn dần các góc và mép của các hạt
- Bồi dần các hạt nhỏ vào các nhân lớn hơn
- Vo các hạt thành các tiểu phân hình cầu v Sấy khô
Pellet được sấy khô đến hàm ẩm nhỏ hơn 5 %, sau đó rây lấy pellet trong phân đoạn kích thước mong muốn [58] Sấy khô pellet có thể thực hiện bằng máy sấy tầng sôi hoặc trong tủ sấy tĩnh, tuy nhiên thực hiện bằng máy sấy tầng sôi cho hiệu suất cao hơn [20]
1.2.2 Pellet bao tan trong ruột
1.2.2.1 Mục đích bao tan trong ruột
Pellet bao tan trong ruột là pellet thông thường được phủ thêm 1 lớp màng bao có khả năng ngăn cản thuốc giải phóng tại dạ dày, nhưng cho phép thuốc giải phóng nhanh khi đến ruột non Việc bao tan trong ruột nhằm các mục đích sau [48], [52], [53]:
- Bảo vệ các hoạt chất khỏi bị phân huỷ trong môi trường axit của dạ dày (VD: enzym và một số loại kháng sinh)
- Để ngăn ngừa đau dạ dày hoặc buồn nôn do thuốc do kích ứng (VD: natri salicylat)
- Để vận chuyển thuốc đến ruột non là vị trí hấp thu tốt nhất
- Thuốc giải phóng chậm hoặc giải phóng theo nhịp
- Giảm chuyển hoá lần đầu của thuốc
1.2.2.2 Thành phần của màng bao tan trong ruột v Polyme
Một số nghiên cứu bào chế về pellet chứa saponin tam thất
Bảng 1.4 Một số nghiên cứu bào chế về pellet chứa saponin tam thất
Phương pháp bào chế Kết quả TLTK
PNS Pellet bao tan ở ruột
Sinh khả dụng của notoginsenosid R1, ginsenosid Rb1 và ginsenosid Rg1 trong pellet bao tan ở ruột cao hơn nhiều so với viên nang thông thường Cụ thể, sinh khả dụng của chúng trong pellet bao tan ở ruột lần lượt là 520,56 %, 367,70 %, và 251,66
% so với viên nang thông thường Điều này cho thấy rằng việc sử dụng pellet bao tan ở ruột có thể cải thiện sự hấp thụ của các chất này trong cơ thể.
Pellet kết dính sinh học
Bào chế pellet: phương pháp đùn tạo cầu
Pellet có chứa polyme kết dính sinh học có sinh khả dụng cao hơn từ 1,45 tới 3,20 lần so với pellet không chứa polyme, cải thiện
Cmax, kéo dài thời gian lưu thuốc trên chuột cống trong đó pellet PNS kết dính sinh học với polyme là HPMC cho sự gia tăng SKD lớn nhất
Pellet bao tan ở ruột - giải phóng kéo dài
Bao màng bao tan ở ruột cho pellet: công nghệ
Giảm Cmax, tăng AUC, thời gian lưu thuốc trong cơ thể và Tmax so với pellet không bao trong thử nghiệm trên chuột cống
Từ kết quả của các nghiên cứu cho thấy việc sử dụng pellet bao tan ở ruột làm tăng SKD của PNS lên đáng kể, do đó đây là một hướng tiếp cận triển vọng để cải thiện SKD của saponin tam thất
Trong khóa luận báo cáo tốt nghiệp tại trường Đại học Dược Hà Nội, 2023, Đinh Thị Hoa và Lê Thị Huế đã lựa chọn được tá dược tăng thấm cho công thức bào chế pellet nhân, xây dựng được công thức và quy trình bào chế pellet nhân saponin tam thất bằng phương pháp bồi dần và đùn – tạo cầu, bao màng bao cách ly và màng bao tan trong ruột cho pellet trên thiết bị bao tầng sôi Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian nên các quá trình trên dừng lại ở quy mô nhỏ (90 %)
Bộ thông số kỹ thuật quy trình đùn tạo cầu (CT5) được chọn để tiến hành khảo sát ở quy mô 1 kg/mẻ như sau:
Bảng 3.3 Thông số của thiết bị đùn – tạo cầu bào chế pellet nhân saponin tam thất
Kích thước mắt đùn (mm) 1
Tốc độ đùn (vòng/phút) 30
Kích thước mắt vo (mm) 1
Tốc độ vo (vòng/phút) 450
Thời gian vo (phút) 2 v Khảo sát các thông số quá trình bao cách ly
Từ kết quả đánh giá tương tác dược chất – tá dược nghiên cứu trước đó [6], saponin trong cao khô tam thất dễ tương tác với Eudragit L100 ở màng bao tan trong ruột nên tiến hành bao cách ly cho pellet trước khi tiến hành bao màng bao tan tại ruột bằng máy bao tầng sôi Shakti SFBP-5 với độ tăng khối lượng màng bao khoảng 5 %
Qua quá trình khảo sát sơ bộ, nhận thấy áp suất phun dịch thực tế khoảng 2 ± 0,2 bar và độ mở cửa gió 60 % là hiệu quả nhất cho quá trình bao cách ly Với áp suất phun dịch này, ở nhiệt độ thích hợp, khi tăng tốc độ phun thì quá trình phun diễn ra thuận lợi,
28 ít bụi Độ mở cửa gió 60 % đảm bảo pellet bay ở mức vừa phải, không quá cao dẫn đến dính vào túi lọc và không được bao, không quá thấp để pellet không được thổi ra ngoài ống Wuster
Tiến hành bao cách ly cho pellet nhân được bào chế với thông số kỹ thuật trong bảng 3.3 trên thiết bị bao tầng sôi Shakti SFBP-5 và khảo sát 2 thông số còn lại của quá trình bao gồm: nhiệt độ khí vào và tốc độ phun dịch
Tiến hành đánh giá hiệu suất và một số đặc tính của các mẫu pellet thu được ở trên theo phương pháp đã mô tả ở mục 2.4.2 Kết quả thu được thể hiện như trong bảng 3.4
Bảng 3.4 Hiệu suất bao cách ly và đặc tính pellet saponin tam thất khi thay đổi nhiệt độ khí vào và tốc độ phun dịch (n=3)
Chỉ tiêu CT7 CT8 CT9 CT10 CT11 CT12 CT13 CT14 CT15 Nhiệt độ khí vào
Nhiệt độ pellet trong buồng bao (°C)
Trạng thái trong quá trình bao
Pellet không dính chập, bụi
Pellet dính vào thành ống Wuster
Pellet dính vào thành ống Wuster
Pellet không dính chập, nhiều bụi
Pellet dính vào thành ống Wuster
95,5 ± 2,0 - Chú thích: - dính pellet, không khảo sát được
Khi tăng nhiệt độ khí vào có thể tăng tốc độ phun dịch bao Tuy nhiên, khi tốc độ phun dịch tăng cao hơn tốc độ sấy khô sẽ xảy ra hiện tượng dính pellet trong quá trình bao
Tốc độ phun dịch có ảnh hưởng lớn đến quá trình bao Khi tốc độ phun dịch thấp, giọt phun ra nhỏ bị làm khô nhanh dẫn đến sinh nhiều bụi trong quá trình bao Ngược lại, tốc độ phun dịch cao quá khả năng làm khô, dịch không khô kịp dẫn đến pellet bị ướt dính vào nhau và dính vào thành ống Wuster