phạm bích ngọc bước đầu nghiên cứu bào chế viên nang berberin clorid với tá dược cyclodextrin

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHẠM BÍCH NGỌC Mã sinh viên: 1901505

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VIÊN NANG BERBERIN CLORID VỚI TÁ DƯỢC

HÀ NỘI – 2024

HÀ NỘI – 2023

(chữ in hoa, thẳng, in đậm, cỡ chữ 16)

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất với ThS Nguyễn Cảnh Hưng đã tận tình hướng dẫn, quan tâm và tạo điều kiện giúp đỡ em trong

suốt thời gian thực hiện và hoàn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên tại khoa Bào chế & Công nghệ Dược phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em trong quá trình thực hiện khóa luận

Và em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, các thầy cô tại Trường Đại học Dược Hà Nội đã dạy dỗ và truyền đạt tận tình những kiến thức quý báu trong suốt 5 năm học tại trường

Cuối cùng tôi muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè thân thiết đã luôn giúp đỡ, cổ vũ khi tôi gặp khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày 1 tháng 6 năm 2024

Sinh viên khóa K74

Phạm Bích Ngọc

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về bệnh do nhiễm Leishmania (Leishmaniasis) 2

1.1.1 Giới thiệu chung về bệnh 2

1.3.1 Cấu trúc và tính chất hóa lý 7

1.3.2 Dẫn chất của cyclodextrin 8

1.3.3 Cơ chế làm tăng độ tan của cyclodextrin 9

1.3.4 Ứng dụng trong ngành dược 10

1.3.5 Sinh khả dụng của cyclodextrin 11

1.3.6 Ứng dụng cyclodextrin tăng tác dụng của thuốc điều trị bệnh Leishmania 11

1.3.7 Tổng kết về tiềm năng của việc phát triển viên nang cứng chứa BBR với tá dược dẫn xuất cyclodextrins trong việc điều trị bệnh leishmania 13

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 15

2.1.1 Nguyên vật liệu 15

2.1.1 Thiết bị nghiên cứu 15

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.1 Bào chế các hệ dung môi 16

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tá dược CD đến phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS 16

2.3.3 Phương pháp định lượng hoạt chất 17

2.3.4 Xác định độ tan của BBR trong các hệ dung môi 18

2.3.5 Đánh giá tương tác của BBR với CD bằng phương pháp phân tích quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Error! Bookmark not defined 2.3.6 Đánh giá khả năng hút của tá dược để hóa rắn dung dịch 18

2.3.7 Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng BBR của hệ dung môi CD sau khi hóa rắn 19

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21

3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tá dược CD đến phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS 21

3.1.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tá dược CD đến phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS với hệ dung môi pha loãng là ethanol 96%: nước (1:1) 21

3.1.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tá dược CD đến phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS với hệ dung môi pha loãng là ethanol 96%: nước (7:3) 22

3.2 Kết quả đánh giá độ tan của BBR 24

3.3 Đánh giá tương tác của BBR với CD bằng phương pháp phân tích quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Error! Bookmark not defined 3.4 Đánh giá khả năng hút của tá dược và giải phóng dược chất 27

3.4.1 Kết quả đánh giá khả năng hút của tá dược 27

3.4.2 Kết quả lượng BBR được giải phóng ra từ các mẫu bột 29

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 33

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Cyclodextrin và một số dẫn chất 9

Bảng 2.1 Nguyên vật liệu được sử dụng 14

Bảng 2.2 Thiết bị nghiên cứu 14

Bảng 2.3 Công thức các hệ dung môi tiến hành nghiên cứu 15

Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của dung dịch BBR trong hệ dung môi ethanol 96%: nước (1:1) 19

Bảng 3.2 Tỷ lệ thu hồi (%) của các hệ dung môi với các tỷ lệ mol khác nhau trong hỗn hợp ethanol 96%: nước (1:1) 20

Bảng 3.3 Độ hấp thụ quang của dung dịch BBR trong hệ dung môi ethanol 96%: nước (7:3) 21

Bảng 3.4 Tỷ lệ thu hồi (%) của các hệ dung môi với các tỷ lệ mol khác nhau trong hỗn hợp ethanol 96%: nước (7:3) 22

Bảng 3.5 Độ tan của BBR trong hệ dung môi HPβCD/PG với các tỷ lệ mol khác nhau 23

Bảng 3.6 Độ tan của BBR trong hệ dung môi HPγCD/PG với các tỷ lệ mol khác nhau 23

Bảng 3.7 Độ tan của BBR trong hệ dung môi MβCD/PG với các tỷ lệ mol khác nhau 23

Bảng 3.8 Độ tan của BBR trong hệ dung môi SBECD/PG với các tỷ lệ mol khác nhau 23

Bảng 3.9 Độ tan của BBR trong hệ dung môi MβCD/Glycerol với các tỷ lệ mol khác nhau 24

Bảng 3.10 Độ tan của BBR trong hệ dung môi SBECD/Glycerol với các tỷ lệ mol khác nhau 24

Bảng 3.11 Lượng tá dược hút ứng với các hệ dung môi 27

Bảng 3.12 Tỷ lệ BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi MβCD/PG 28

Bảng 3.13 Tỷ lệ BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi SBECD/PG 28

Bảng 3.14 Tỷ lệ BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi MβCD/Glycerol 29

Bảng 3.15 Tỷ lệ BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi SBECD/Glycerol 30

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của berberin clorid 4 Hình 1.2 Cấu trúc chung của các loại CD 8 Hình 1.3 Công thức chung của cyclodextrin 9 Hình 1.4 Sự tạo thành phức hợp giữa cyclodextrin và dược chất theo tỷ lệ 1:1 và 1:2 9 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ BBR trong hỗn hợp ethanol 96%: nước (1:1) 20 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ BBR trong hỗn hợp ethanol 96%: nước (7:3) 22 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn độ tan của BBR trong hệ dung môi PG và các loại CD với tỷ lệ khác nhau 25 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn độ tan của BBR trong hệ dung môi Glycerol và các loại CD với tỷ lệ khác nhau 26 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa khả năng hút của tá dược đối với các hệ dung môi 28 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa % BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi MβCD/PG theo thời gian 29 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa % BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi SBECD/PG theo thời gian 30 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa % BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi MβCD/Glycerol theo thời gian 31 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa % BBR giải phóng từ mẫu chứa hệ dung môi SBECD/Glycerol theo thời gian 32

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Leishmaniasis là một bệnh do ký sinh trùng thuộc loài Leishmania gây ra Với vecto truyền bệnh là loài ruồi cát, bệnh hiện đang lây lan ra nhiều nơi trên thế giới với tỷ lệ mắc bệnh cao[22] Bệnh có 3 dạng chính là Leishmaniasis nội tạng, Leishmaniasis ở da, Leishmaniasis ở niêm mạc, trong đó Leishmaniasis nội tạng là dạng có khả năng gây tử vong và bùng phát thành dịch lớn nhất [22] Trên thế giới hiện nay đã có những nhóm thuốc để điều trị, nhưng lại gặp nhiều khó khăn như tỷ lệ kháng thuốc cao, tác dụng phụ và độc tính nhiều, giá thành đắt đỏ và đặc biệt là có ít nhóm thuốc có thể dùng đường uống, trong khi các thuốc hiện có chủ yếu dùng đường tiêm [23] BBR là một alkaloid được sử dụng rộng rãi từ trước đến nay với nhiều tác dụng mang lại hiệu quả lớn, ít gây tác dụng không mong muốn và hơn hết là tác dụng chống nhiễm ký sinh trùng [1], [18], [19] Tuy nhiên các đặc tính sinh dược học của BBR như khả năng hấp thu kém ngăn cản các tác dụng dược lý phát huy một cách tốt đa Do vậy, việc kết hợp BBR với CD, một tá dược được biết đến với khả năng làm tăng độ tan của các dược chất ít tan, cũng như có tác dụng sinh học bổ trợ cho BBR, có thể sẽ mang lại hiệu quả điều trị Leishmaniasis tốt hơn Trong nghiên cứu này, BBR và các dẫn xuất CD được hoà tan vào các dung môi hữu cơ như propylen glycol hay glycerol để tận dụng ưu điểm của các dung môi này trong việc làm tăng độ tan của BBR so với nước hay tăng hấp thu dẫn xuất CD qua đường uống Nghiên cứu cũng bước đầu khảo sát khả năng hoá rắn các hệ này để hướng tới việc bào chế được viên nang cứng chứa BBR-CD để điều trị bệnh leishmania nội tạng trong tương lai

Như vậy, chúng tôi thực hiện đề tài với những mục tiêu chính sau: - Đánh giá ảnh hưởng của hệ dung môi có chứa tỷ lệ CD khác nhau tới khả năng làm

tăng độ tan của BBR và bào chế một số hệ BBR trong hệ dung môi chứa CD - Khảo sát và lựa chọn tá dược hoá rắn phù hợp cho dung dịch BBR trong hệ dung

môi chứa CD nói trên để hướng tới việc bào chế các dạng thuốc rắn dùng đường uống để điều trị Leishmania

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về bệnh do nhiễm Leishmania (Leishmaniasis)

1.1.1 Giới thiệu chung về bệnh [22]

Leishmaniasis là bệnh do ký sinh trùng đơn bào tử hơn 20 loài Leishmania gây ra Hơn 90 loài ruồi cát được biết là trung gian lây truyền ký sinh trùng Leishmania qua các vết cắn

Bệnh xuất hiện ở 3 dạng chính: • Leishmaniasis nội tạng, còn được gọi là kala-azar, gây ra bởi phức hợp

Leishmania donovani- L donovani sensu stricto, gây tử vong nếu không được điều trị trong hơn 95% trường hợp Nó được đặc trưng bởi những cơn sốt bất thường, sụt cân, lá lách, gan to và thiếu máu Hầu hết các trường hợp xảy ra ở Brazil, Đông Phi và Ấn Độ Ước tính có khoảng 50.000 đến 90.000 trường hợp VL mới xảy ra trên toàn thế giới hàng năm, chỉ có 25–45% được báo cáo cho WHO Bệnh có khả năng bùng phát và gây tử vong

• Leishmaniasis ở da, là dạng phổ biến nhất, gây tổn thương da, chủ yếu là loét, trên các bộ phận hở của cơ thể Những điều này có thể để lại những vết sẹo suốt đời Khoảng 95% trường hợp CL xảy ra ở Châu Mỹ, lưu vực Địa Trung Hải, Trung Đông và Trung Á Người ta ước tính có khoảng 600.000 đến 1 triệu trường hợp mới xảy ra trên toàn thế giới hàng năm nhưng chỉ có khoảng 200.000 trường hợp được báo cáo cho WHO

• Leishmaniasis ở niêm mạc dẫn đến phá hủy một phần hoặc toàn bộ màng nhầy của mũi, miệng và cổ họng Hơn 90% trường hợp mắc bệnh xảy ra ở Bolivia, Brazil, Ethiopia và Peru

Mục tiêu của khoá luận này hướng tới việc bào chế viên nang để điều trị bệnh Leishmania nội tạng

1.1.2 Các nhóm thuốc điều trị

- Trong nhiều năm, muối antimoni hóa trị V là thuốc được khuyến cáo hàng đầu cho VL và CL Muối antimoni hóa trị V– meglumine antimoniate – có hiệu quả khác nhau đối với VL và CL, có thể tiêm tĩnh mạch (IV), tiêm bắp (IM) hoặc tiêm mạch bạch huyết (IL) [24], [25], [26] Hiện đang có những nỗ lực nhằm giảm độc tính và cải thiện việc cung cấp antimoni (Frezard và cộng sự, 2009) bao gồm các công thức dựa trên liposome để điều trị VL (Schettini và cộng sự, 2006) và công thức dựa trên

CD để dùng đường uống (Demicheli và cộng sự, 2004) [24]

3 - Amphotericin B deoxycholate (Fungizone) là một loại thuốc chống nấm toàn thân

và có hoạt tính chống Leishmania cao Do khả năng kháng kháng sinh ngày càng tăng nên nó được sử dụng làm thuốc thay thế để điều trị VL Amphotericin B đã thay thế thuốc antimonials thành liệu pháp điều trị đầu tay đối với VL ở một số khu vực trên thế giới, nơi tỷ lệ thất bại trong điều trị đối với thuốc antimonials đạt >60% Nó có độc tính cao, đòi hỏi phải tiêm tĩnh mạch cẩn thận và chậm rãi Sốt liên quan đến truyền dịch, ớn lạnh và rét run là những tác dụng phụ hầu như phổ biến sau khi điều trị bằng amphotericin B Tác dụng phụ đe dọa tính mạng như hạ kali máu, độc tính trên thận và sốc phản vệ liều đầu tiên không phải là hiếm Hơn nữa, thuốc đắt tiền

và đòi hỏi một phác đồ phức tạp [24], [25], [26]

- Miltefosine (Impavido), còn được gọi là hexadecylphosphocholine, là một dẫn chất alkylphospholipid, được phát hiện đồng thời dưới dạng thuốc chống ung thư và thuốc chống bệnh giun đũa (Croft và cộng sự, 1987, Scherf và cộng sự, 1987) Đây là loại thuốc điều trị bằng đường uống hiệu quả đầu tiên chống lại VL, được khuyến cáo là thuốc hàng đầu cho trẻ em nhiễm VL (Bhattacharya và cộng sự, 2004) Hiệu quả chống bệnh leishmania của nó được coi là một sự kiện mang tính bước ngoặt vì đây là lần đầu tiên điều trị bằng miệng hiệu quả cho VL, trong đó có Sbv trường hợp kháng thuốc [24], [26] Tuy vậy, miltefosine cũng có nhiều tác dụng phụ như nhiễm độc đường tiêu hóa nghiêm trọng và tăng đáng kể nồng độ aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase và creatinine trong huyết thanh Miltefosine là chất gây quái thai do đó bị nghiêm cấm sử dụng ở phụ nữ mang thai hoặc ở những phụ nữ có khả năng mang thai trong vòng hai tháng điều trị [25], [26] Nhược điểm của Miltefosine liệu pháp điều trị là thời gian bán hủy dài (150–200 giờ), điều này có thể khuyến khích sự phát triển của tình trạng kháng thuốc và tái phát khi được sử dụng làm thuốc đơn trị liệu, đặc biệt là trong các khóa học không đầy đủ Ngoài ra, bằng miệng điều trị và cải thiện triệu chứng sớm có xu hướng nó để điều trị không đầy đủ mà không có sự giám sát chặt chẽ [26]

- Sitamaquine là thuốc dùng đường uống thứ hai đang được phát triển để điều trị bệnh Leishmania, sau miltefosine và gần đây đã được thử nghiệm lâm sàng (Jha và cộng sự, 2005) Nó là dẫn chất của 8-amino-quinoline và các nghiên cứu lâm sàng sơ bộ ở Kenya và Brazil cho thấy hiệu quả khả quan đối với các loài Leishmania khác nhau (Sherwood và cộng sự, 1994, Dietze và cộng sự, 2001) Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng nó tấn công succinate dehydrogenase, gây ra stress oxy hóa ở L donovani prosastigotes (Carvalho et al., 2011) [24] Các tác dụng phụ bao gồm nhiễm độc thận

4 (viêm thận), đau bụng và nhức đầu, chủ yếu có thể quan sát được ở những bệnh nhân dùng liều cao hơn [26]

Tóm lại, tất cả các loại thuốc nêu trên nếu sử dụng riêng lẻ để điều trị bệnh Leishmania đều có những hạn chế Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), sau cuộc họp năm 2010, khuyến khích các nước áp dụng chính sách dựa trên kết hợp các liệu pháp có sẵn (WHO, 2010) Tuy nhiên, việc hạn chế về đường dùng trên thị trường, các vấn đề về độc tính và kháng thuốc của các liệu pháp hiện tại làm nổi bật sự cần thiết của các loại thuốc mới cho bệnh nhân VL [24]

Gần đây, BBR, một dược chất có nguồn gốc thiên nhiên nhưng kém tan và kém hấp thu khi dùng qua đường uống, đang thu hút được sự chú ý để phát triển các dạng thuốc mới kháng Leishmania Bên cạnh đó, các dẫn chất CDs cũng cho thấy đây là 1 nhóm tá dược có tiềm năng trong việc phát triển các dạng thuốc đường uống để điều trị Leishmania Các đặc tính đáng chú ý và tiềm năng của BBR và CDs trong việc phát triển dạng thuốc dùng đường uống kháng leishmania được trình bày dưới đây

1.2 Tổng quan về Berberin clorid

1.2.1 Công thức

1.2.1.1 Công thức cấu tạo [2]

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của berberin clorid

5 bealii Carr) Hiện nay BBR được chiết xuất chủ yếu từ thân và rễ cây Vàng Đằng (Coscinium fenestratum), với hàm lượng 1,5 -2,3 % [1]

1.2.3 Tính chất hóa lý

1.2.3.1 Lý tính

Cảm quan: Tinh thể hay bột kết tinh màu vàng, không mùi, có vị rất đắng [2] Độ tan: Tan trong nước nóng, khó tan trong ethanol và nước, rất khó tan trong cloroform, không tan trong ether [2]

BBR không có carbon bất đối nên không có đồng phân quang học Nhiệt độ nóng chảy: 145oC

6 thúc điều trị, lượng ký sinh trùng trên da giảm 99,9% (4 log) và các gen liên quan đến quá trình chữa lành vết thương tăng so với chuột không được điều trị

Bên cạnh đó, đã có một số nghiên cứu cho thấy các thuốc hạ lipid máy, chẳng hạn như các statins, cũng góp phần trong điều trị bệnh leishmania Trong khi đó, một số nghiên cứu đã cho thấy BBR làm giảm đáng kể TG huyết thanh, cholesterol toàn phần (TC) và nồng độ lipoprotein-cholesterol tỷ trọng thấp (LDL-C) và làm tăng nồng độ lipoprotein-cholesterol tỷ trọng cao (HDL-C) trong huyết thanh Chẳng hạn Wang và cộng sự nhận thấy rằng việc sử dụng BBR bằng đường uống trong 7 ngày (100 mg/kg/ngày) có thể làm giảm đáng kể TG, TC huyết thanh và LDL-C ở chuột đồng bị tăng lipid máu [18], [19] Cơ chế hạ lipid máu của BBR có thể liên quan đến nhiều khía cạnh Trong một nghiên cứu in vitro, BBR ức chế tổng hợp lipid bằng cách kích hoạt AMPK trong tế bào ung thư gan người HepG2 BBR có thể làm tăng tính ổn định của LDLR mRNA thông qua con đường ERK và tăng cường hoạt động phiên mã của LDLR mRNA bằng cách kích hoạt con đường JNK/c-Jun [18]

1.2.5 Đặc tính dược động học

Hấp thu: Một trong những nhược điểm chính của BBR là sinh khả dụng qua đường

uống kém do khả năng hòa tan trong nước thấp (Zhang và cộng sự, 2013) Độ hòa tan của BBR phụ thuộc vào nhiệt độ và pH, tăng khi nhiệt độ tăng (Battu và cộng sự, 2010) Độ tan trong nước của thuốc ở 25 và 37°C được báo cáo lần lượt là 5,27 ± 0,29 và 8,50 ± 0,40 mM và độ tan tối đa của thuốc được quan sát thấy trong dung dịch đệm phosphat

pH 7,0 (lần lượt là 4,05 ± 0,09 và 9,69 ± 0,37 mM ở 25 và 37°C) [10]

Phân bố: Mặc dù nồng độ BBR rất thấp trong máu (Huaet al., 2007) và sinh khả dụng

của nó được báo cáo là dưới 1% (Kheir và cộng sự, 2010; Liu và cộng sự, 2010), tác dụng dược lý của BBR có thể tương quan với sự phân bố cao của nó trong mô Báo cáo trước đây rằng BBR có thể dễ dàng xâm nhập vào hàng rào máu não, sau đó thải trừ chậm (Wang và cộng sự, 2005) Hơn nữa, nồng độ BBR cũng như các chất chuyển hóa có hoạt tính sinh học của nó được phát hiện là cao hơn trong các cơ quan so với nồng độ của nó trong máu sau khi uống Sự phân bố của BBR vào các cơ quan diễn ra nhanh chóng với phân bố tối đa ở gan, tiếp theo là thận, cơ, phổi, não, tim, tuyến tụy và có ít

phân bố nhất trong mỡ (Tan và cộng sự, 2013) [10]

Như vậy, BBR là một dược chất nhiều tiềm năng trong việc phát triển các dạng thuốc điều trị Leishmania, đặc biệt là VL Tuy vậy, với các đặc tính dược động học như trên làm cho BBR có sinh khả dụng rất thấp qua đường uống nên cần phải có biện pháp phù hợp để làm tăng sinh khả dụng qua đường uống

- Cyclodextrin, là một tá dược tạo phức phổ biến hiện nay CD có thể tương tác với các phân tử kích thước thích hợp dẫn đến sự hình thành các phức chất, mang lại nhiều lợi ích về mặt hóa lý bao gồm độ tan và độ ổn định của dung dịch Tốc độ hòa tan của BBR in vitro và sự hấp thu BBR in vivo ở ruột được tăng cường nhờ sự tạo thành phức hợp [7]

- Một vi nhũ tương chứa BBR được báo cáo là có sinh khả dụng gấp 6,47 lần so với hỗn dịch dạng viên (Gui và cộng sự, 2008) Một hệ thống mixen đảo ngược của BBR cũng đã được báo cáo cho thấy nâng cao được sinh khả dụng và hiệu quả chống bệnh tiểu đường(Wang và cộng sự, 2011) [10]

- Hỗn hợp BBR và chitosan đã được điều chế và sự tăng cường hấp thu đã được nghiên cứu ở chuột Kết quả cho thấy sự tăng cường hấp thu phụ thuộc vào liều lượng do chitosan dẫn đến cải thiện giá trị AUC0-36h Khả năng tăng cường hấp thu của chitosan có thể là do khả năng cải thiện vận chuyển tế bào của BBR trong đường ruột [15]

- Sinh khả dụng thấp của BBR có thể liên quan đến hoạt động của P-glycoprotein, một chất bơm thuốc ra ngoài và natri caprate đã được báo cáo là có tác dụng ức chế chức năng của P-glycoprotein Do đó, natri caprate có thể làm tăng đáng kể sự hấp thu BBR ở ruột non [16]

- Tetrandrine cũng được nghiên cứu làm tăng nồng độ cực đại (Cmax) và diện tích dưới đường cong (AUC0-24h) của BBR ở chuột Ngoài ra, tetrandrine có tác dụng ức chế vừa phải đối với enzym CYP3A4, enzym này đóng vai trò trong quá trình chuyển hóa của BBR ở gan và điều này cũng có thể góp phần cải thiện dược động học của BBR [17]

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung nghiên cứu khả năng ứng dụng của CDs trong việc bào chế một dạng thuốc dùng đường uống chứa BBR để điều trị bệnh Leishmania thể toàn thân (VL)

1.3 Tổng quan về Cyclodextrin

1.3.1 Cấu trúc và tính chất hóa lý [3]

8

Hình 1.2 Cấu trúc chung của các loại CD

• Ghi chú: Cấu trúc trên là của cyclodextrin với 7 đơn vị đường, α-cyclodextrin, cyclodextrin, γ-cyclodextrin với 6, 7, 8 đơn vị đường tương ứng

β-Cyclodextrin là oligosacarit mạch vòng chứa ít nhất sáu đơn vị D-(+)-glucopyranose được gắn bởi liên kết α-1,4-glucoside Ba CD tự nhiên, α, β và γ, khác nhau về kích thước vòng và độ hòa tan Cyclodextrin là các phân tử hình xuyến giống ‘cái xô’ hoặc giống ‘hình nón cụt’, với một cấu trúc cứng và một khoang trung tâm, kích thước của nó thay đổi theo từng loại CD Bề mặt bên trong khoang là kỵ nước và bên ngoài là ưa nước; do sự sắp xếp của các nhóm hydroxyl bên trong phân tử Sự sắp xếp này cho phép CD chứa phân tử dược chất trong khoang, tạo thành một phức hợp [3]

Cyclodextrin tồn tại dưới dạng bột tinh thể mịn màu trắng, thực tế không có mùi, có vị hơi ngọt Một số dẫn xuất của CD có dạng bột vô định hình [3]

αCD: bột trắng hoặc gần như trắng, vô định hình hoặc kết tinh Tan tự do trong nước, tan nhẹ trong propyleneglycol, thực tế không tan trong ethanol khan và trong metylen clorua [4]

βCD: bột trắng hoặc gần như trắng, vô định hình hoặc kết tinh, hút ẩm Ít tan trong nước và trong propylene glycol, thực tế không tan trong ethanol khan và trong metylen clorua [4]

1.3.2 Dẫn chất của cyclodextrin

Để cải thiện tính chất của CD tự nhiên, đặc biệt là độ tan trong nước, nhiều dẫn chất của CD đã được phát triển bằng cách: methyl hóa, hydroxyalkylat hóa, sulphat hóa, phosphat hóa,…[5]

9

Hình 1.3 Công thức chung của cyclodextrin Bảng 1.2 Cyclodextrin và một số dẫn chất [5][6]

Loại cyclodextrina

phân tử (dalton)

Độ tan trong nước (mg/mL)b

b Độ tan trong nước ở 25oC

1.3.3 Cơ chế làm tăng độ tan của cyclodextrin

- Dược chất ở dạng vô định hình dễ tan hơn dạng tinh thể - CD làm giảm sức căng bề mặt giữa chất thân dầu và thân nước - Kích thước của các tiểu phân trong phức hợp thường nhỏ nên dễ tan - Phức hợp tạo thành có năng lượng hòa tan thấp nên dễ tan hơn Có bốn tương tác chính giữa CD và phân tử dược chất làm thay đổi trạng thái cân bằng hướng tới sự hình thành phức hợp [7]:

1 Sự dịch chuyển của các phân tử nước phân cực từ khoang CD phân cực 2 Số lượng liên kết hydro được hình thành tăng lên khi phân tử nước quay trở lại môi

trường xung quanh 3 Giảm tương tác đẩy giữa phân tử dược chất kỵ nước và môi trường thân nước 4 Sự gia tăng tương tác kỵ nước khi dược chất tự chui vào khoang CD không phân

cực Trạng thái cân bằng ban đầu hình thành phức chất diễn ra rất nhanh (trong vòng vài phút), trong khi trạng thái cân bằng cuối cùng có thể mất thời gian hơn để tạo thành Khi dược chất đã ở bên trong khoang CD, chúng sẽ thực hiện các điều chỉnh về hình dạng để tạo lợi thế tối đa cho lực Vander Waals tồn tại [7]

1.3.4 Ứng dụng trong ngành dược

CD có thể được sử dụng để tạo phức hợp với nhiều loại phân tử thuốc, chủ yếu là cải thiện khả năng hòa tan và sinh khả dụng, đôi khi được dùng như chất ổn định hoặc để giảm kích ứng thuốc tại chỗ [32], [33], [34] Phức hợp CD cũng đã được sử dụng để che dấu mùi vị khó chịu của dược chất [3], [5], [21] Trên toàn thế giới có 30–40 loại thuốc khác nhau hiện được bán trên thị trường dưới dạng phức hợp CD [5], [35]

11 βCD là CD được sử dụng phổ biến nhất, mặc dù nó ít hòa tan nhất, do giá thành rẻ hơn các loại khác, có sẵn trên thị trường từ nhiều nguồn; và có khả năng tạo phức với nhiều phân tử dược chất phổ biến βCD chủ yếu được sử dụng ở dạng viên nén và viên nang Trong công thức dạng viên uống, βCD có thể được sản xuất ở cả quá trình tạo hạt ướt và dập thẳng Đặc tính của βCD khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất Tuy nhiên, βCD có xu hướng trơn chảy kém và cần tá dược tăng độ trơn chảy, chẳng hạn như magie stearat 0,1% kl/kl, khi dùng phương pháp dập thẳng [3]

1.3.5 Sinh khả dụng của CD

CD có tỷ lệ sinh khả dụng rất thấp đến không đáng kể (dưới 4%) [30]

Hấp thu: Khi dùng bằng đường uống, chỉ một lượng không đáng kể CD được hấp thu

qua đường tiêu hóa do tính chất cồng kềnh và ưa nước của chúng Cơ chế hấp thụ đều là khuếch tán thụ động [32] Các CD hòa tan trong nước, có tính ưa nước cao và các dẫn xuất CD có đặc tính dược động học rất giống nhau, ngoại trừ γCD được tiêu hóa dễ dàng hơn ở ruột non và RMβCD cho thấy sinh khả dụng đường uống (lên tới 12%) lớn hơn so với các CD khác [31] Có báo cáo rằng βCD được hấp thu kém và đào thải nhanh chóng trong đường tiêu hóa Khi βCD được dùng bằng đường uống, sự hấp thu của nó cực kỳ thấp và phần lớn được bài tiết qua phân [31] Sự hấp thu các dẫn xuất methyl hóa của βCD ở chuột đã được báo cáo là 6,3% đến 9,6% đối với DMβCD và 0,5% tới 11,5% đối với MβCD (Mosher và Thompson, 2002) Sinh khả dụng đường uống của HPβCD ở người được ước tính là dưới 1% sau khi dùng HPβCD dưới dạng dung dịch uống itraconazole (de Repentigny và cộng sự, 1998; Stevens, 1999) [32], hay từ 0,5 đến 3,3% [31]

1.3.6 Ứng dụng CD tăng tác dụng của thuốc điều trị bệnh Leishmania

Cho tới nay, đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng các dẫn xuất CD trong điều trị

Leishmania

Muối antimoni hóa trị V thông thường không thể dùng bằng đường uống do khả năng hấp thu kém và/hoặc bị bất hoạt trong dạ dày, hơn nữa nếu dùng đường tiêm truyền thì đòi hỏi chế độ điều trị nhiều liều vì khả năng thanh thải qua thận nhanh chóng Những khó khăn này dẫn đến việc không tuân thủ chế độ dùng thuốc và hậu quả là kháng thuốc Do đó, nhu cầu dùng thuốc bằng đường uống đang được nghiên cứu và phát triển Sự kết hợp của thuốc với hệ thống vận chuyển là một chiến lược khả thi để cải thiện sự hấp thu qua đường uống [27]

12 Demicheli và các cộng sự gần đây đã báo cáo việc điều chế chế phẩm meglumine antimoniate-βCD, thông qua việc đun nóng hỗn hợp cân bằng mol của meglumine antimoniate và βCD trong nước, sau đó đông khô [27]

Sự kết hợp của meglumine antimoniate với βCD đã tăng cường hấp thu SbV qua đường uống và khiến thuốc phát huy tác dụng trong mô hình chuột mắc bệnh Leishmania ở da Động vật được điều trị qua đường uống bằng chế phẩm meglumine antimoniate/βCD (liều hàng ngày 32 mg Sb/kg trong 12 ngày) phát triển các tổn thương ở da nhỏ hơn đáng kể khi so sánh với những động vật được điều trị bằng nước muối hoặc liều meglumine antimoniate cao hơn (liều uống hàng ngày là 120 mg Sb/kg trong 12 ngày) Điều đáng chú ý là hiệu quả của chế phẩm được dùng qua đường uống tương đương với hiệu quả của meglumine antimoniate được tiêm trong màng bụng với liều lượng antimon cao hơn gấp 2 lần Hoạt động chống bệnh leishmania của phức hợp được xác nhận bằng lượng ký sinh trùng thấp hơn đáng kể trong các tổn thương của động vật được điều trị, khi so sánh với đối chứng bằng nước muối Trong các thử nghiệm in vivo này, không quan sát thấy dấu hiệu ngộ độc cấp tính [27]

Isopentyl caffeate là một este hữu cơ có hoạt tính sinh học phân bố rộng rãi trong tự nhiên, là một dẫn xuất của axit caffeic có tác dụng chống viêm, chống ung thư, kháng virus (bao gồm HIV), bảo vệ thần kinh, chống xơ vữa động mạch, chống oxy hóa và đặc tính kháng khuẩn Nghiên cứu sự phát triển của phức hợp ICaf trong βCD, với mục đích cải thiện khả năng hòa tan của thuốc do đó tăng sinh khả dụng của nó Phức hợp bao gồm (ICaf:βCD) được phát triển bằng cách áp dụng ba phương pháp riêng biệt: tạo hỗn hợp vật lý (PM), nhào trộn (KN) hoặc đồng bay hơi (CO) Phức hợp ICaf:βCD theo tỷ lệ mol 1:1 thu được từ CO cho thấy hiệu quả tốt nhất Xét nghiệm độ hòa tan cho thấy đặc tính hòa tan của ICaf:βCD (CO, 1:1) được cải thiện rõ rệt khi so sánh với ICaf nguyên chất, đạt khoảng 70% lượng giải phóng trong 5 phút đầu tiên [28]

Ảnh hưởng của phức hợp ICaf:βCD đến tốc độ tăng sinh được đánh giá bằng cách sử dụng dạng promastigote của cả L amazonensis và L chagasi (IC50, một giá trị đề cập đến nồng độ của loại thuốc làm giảm 50% sự phát triển của ký sinh trùng so với đường cong tăng trưởng đối chứng) Miltefosine, một loại thuốc chống Leishmania cổ điển, được sử dụng cho mục đích so sánh [28]

Xét nghiệm tăng sinh tế bào sử dụng phức hợp ICaf:βCD cho thấy IC50 là 3,8 và 2,7 µg/mL so với L amazonesis và L chagasi prosastigotes tương ứng, ICaf:βCD đã ức chế sự phát triển của L amazonensis và L chagasi prosastigotes theo cách phụ thuộc vào

13 liều Những kết quả này chứng tỏ tiềm năng to lớn của phức hợp bao gồm để cải thiện các lựa chọn điều trị bệnh leishmania ở nội tạng và da [28]

Vì vậy, việc đưa ICaf vào βCD có thể tăng khả năng hòa tan của nó đồng thời duy trì hoạt tính chống bệnh hưng cảm cao Như đã đề cập trước đó, βCD đã được sử dụng rộng rãi để kiểm soát việc giải phóng thuốc Nó được báo cáo là cải thiện tỷ lệ hòa tan, với khả năng tăng sinh khả dụng, do đó, cũng làm giảm liều lượng thuốc Ngoài ra còn có khả năng giảm kích ứng dạ dày, mùi vị khó chịu (khi dùng đường uống) và giảm kích ứng da khi sử dụng tại chỗ [28]

Các kết quả cho thấy tác dụng nổi bật của CD:PNT (1:1) dùng đường uống khi so sánh với PNT tự do trong mô hình chuột mắc bệnh leishmania nội tạng và cho thấy quá trình tạo phức PNT với CD làm thay đổi đặc tính hấp thu của loại thuốc đó, khiến phương pháp này trở thành một phương pháp thay thế đầy hứa hẹn cho việc điều trị bệnh leishmania [29]

1.3.7 Tổng kết về tiềm năng của việc phát triển viên nang cứng chứa BBR với tá

dược dẫn xuất cyclodextrins trong việc điều trị bệnh leishmania

Nhìn chung, dược chất BBR và các tá dược là dẫn xuất CD đều có tiềm năng trong việc phát triển các dạng thuốc kháng Leishmania, tuy nhiên hiện chưa có một nghiên cứu cụ thể nào kết hợp BBR và CD trong điều trị Bên cạnh đó, trong một nghiên cứu chưa được công bố của nhóm tác giả, việc hoà tan CD vào dung môi hữu cơ chẳng hạn như PG có thể giúp làm tăng hấp thu CD qua đường uống và gây nên các tác dụng như hạ triglycerid hay cholesterol máu là các tác dụng có thể góp phần làm tăng tác dụng kháng Leishmania Việc BBR được hoà tan trong hệ CD trong dung môi hữu cơ như PG hay glycerol cũng có thể góp phần làm cải thiện khả năng hoà tan và hấp thu của dược chất ở dịch tiêu hoá Do vậy, trong nghiên cứu này, BBR sẽ được bào chế ban đầu dưới dạng dung dịch trong các hệ dung môi CD/PG hoặc CD/glycerol

Tuy vậy, do các hệ trên là dạng lỏng không thuận tiện sử dụng, đồng thời chứa các tá dược dễ tương tác với vỏ nang mềm nên việc hoá rắn với các tá dược hút phù hợp để từ đó tiếp tục phát triển các dạng thuốc như viên nén và viên nang cứng chứa BBR-CD để điều trị bệnh Leishmania nội tạng trong tương lai

Như vậy, chúng tôi thực hiện đề tài với những mục tiêu chính sau: - Đánh giá ảnh hưởng của hệ dung môi có chứa tỷ lệ CD khác nhau tới khả năng làm tăng độ tan của BBR và bào chế một số hệ BBR trong hệ dung môi chứa CD

14 - Khảo sát và lựa chọn tá dược hoá rắn phù hợp cho dung dịch BBR trong hệ dung môi chứa CD nói trên để hướng tới việc bào chế các dạng thuốc rắn dùng đường uống để điều trị Leishmania