Nghiên cứu bào chế viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng sử dụng tá dược pectin

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hàng nhiều thế kỷ qua, berberin clorid đã được biết đến như một chất kháng khuẩn tự nhiên trong việc điều trị các bệnh lý như tiêu chảy, viêm đường tiêu hóa do vi khuẩn tả, E.coli, amip đường ruột. Theo một vài nghiên cứu gần đây, berberin clorid còn có tác dụng tốt trong việc điều trị một số bệnh mạn tính như tiểu đường, viêm khớp, hạ lipid, cholesterol máu, đặc biệt là bệnh viêm đại tràng 27, 30. Để khắc phục những hạn chế của các chế phẩm điều trị viêm đại tràng hiện nay đó là: khó đưa thuốc tới mô đích, sinh khả dụng kém, có nhiều tác dụng phụ, viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng là một dạng bào chế mới được quan tâm nghiên cứu. Có nhiều hệ giải phóng dược chất tại đại tràng như: hệ phụ thuộc pH, thời gian thuốc di chuyển, áp suất thẩm thấu và hệ phụ thuộc vào vi sinh vật đại tràng. Trong đó, cơ chế giải phóng nhờ hệ vi sinh vật đại tràng có nhiều ưu điểm nổi bật nhờ sử dụng một lớp vỏ ngoài chứa các polysaccarid tự nhiên như pectin, gôm xanthan, chitosan,… an toàn với cơ thể và có tính đặc hiệu cao 6, 14, 24. Trong các phương pháp bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng, phương pháp bao bồi từ bột đang thu hút rất nhiều nhà bào chế do có nhiều ưu điểm: an toàn, không hoặc sử dụng rất ít dung môi, quy trình bao nhanh 28. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu bào chế viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng sử dụng tá dược pectin” được tiến hành nghiên cứu với mục tiêu: Xây dựng được công thức và quy trình bào chế viên nén berberin clorid 100 mg giải phóng tại đại tràng sử dụng tá dược pectin bằng phương pháp bao bồi từ bột.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THANH

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VIÊN

BERBERIN CLORID GIẢI PHÓNG TẠI ĐẠI TRÀNG SỬ DỤNG TÁ DƯỢC

PECTIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2015

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THANH

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VIÊN

BERBERIN CLORID GIẢI PHÓNG TẠI ĐẠI TRÀNG SỬ DỤNG TÁ DƯỢC

HÀ NỘI - 2015

Huệ, ThS Nguyễn Văn Lâm, DS Nguyễn Thị Hồng Thúy đã luôn tận tâm hướng dẫn,

động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn T.S Nguyễn Thạch Tùng, cùng toàn thể các thầy cô

giáo, các anh chị kỹ thuật viên Bộ môn Bào chế đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành khóa luận

Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Dược Hà Nội, các thầy cô Bộ môn Công nghiệp Dược, Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia và bộ môn Vật lý - Hóa lý đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất và thiết bị cần thiết trong quá trình em thực hiện khóa luận

Cuối cùng, em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn cổ

vũ, động viên và giúp đỡ em trong thời gian học tập và thực hiện khóa luận

Do thời gian làm thực nghiệm, cũng như kiến thức của bản thân còn có hạn, nên khóa luận không tránh khỏi còn nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp

ý của các thầy cô, bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn

Em xin trân trọng cảm ơn

Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Phương Thanh

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BIỂU ĐỒ 8

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Berberin clorid 2

1.1.1 Công thức hóa học 2

1.1.2 Nguồn gốc 2

1.2.3 Tính chất 2

1.2.4 Tác dụng dược lý 2

1.2.3 Chế phẩm và hàm lượng 3

1.2 Đặc điểm đại tràng và bệnh viêm đại tràng liên quan đến dạng thuốc 3

1.2.1 Đặc điểm đại tràng 3

1.2.2 Bệnh viêm đại tràng và đặc điểm một số nhóm thuốc điều trị 4

1.2.3 Hệ giải phóng thuốc tại đại tràng 5

1.3 Một số đặc điểm cơ bản của pectin phù hợp với dạng thuốc giải phóng tại đại tràng 6

1.3.1 Nguồn gốc 6

1.3.2 Cấu tạo 7

1.3.3 Phân loại 7

1.3.4 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng có sử dụng pectin 9

1.4 Phương pháp bao bột khô 10

1.4.1 Khái niệm 10

1.4.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp bao bột khô 10

1.4.3 Phân loại phương pháp bao bột khô 10

bằng phương pháp bao bồi từ bột 13

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu 15

2.1.1 Nguyên liệu 15

2.1.2 Thiết bị 16

2.2 Nội dung nghiên cứu 16

2.3 Phương pháp nghiên cứu 17

2.3.1 Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước cất, pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4 và mật độ quang 17

2.3.2 Thử độ tan bão hòa của dược chất berberin clorid trong các môi trường nước cất, pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4 17

2.3.3 Phương pháp bào chế 17

2.3.4 Đánh giá chất lượng viên nhân 20

2.3.5 Đánh giá chất lượng viên bao 23

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 24

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 25

3.1 Xây dựng đường chuẩn về mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước, dung dịch pH 1.2, dung dịch đệm phosphat pH 6.8, pH 7.4 và mật độ quang 25

3.2 Kết quả thử độ tan bão hòa của dược chất berberin clorid 26

3.3.1 Lựa chọn tá dược dính 27

3.3.2 Lựa chọn tỉ lệ tá dược độn 30

3.4 Xây dựng công thức viên bao berberin clorid giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bột khô 33

3.4.1 Khảo sát loại chất hóa dẻo và lựa chọn công thức viên bao 33

3.5 Đánh giá chất lượng viên bao 46 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

Bảng 1.2 Một số đặc điểm chính của Pectin 8

Bảng 1.3 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc kiểm soát phóng bằng phương pháp bao bồi từ bột 14

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu 15

Bảng 3.1 Mật độ quang của dung dịch BBR với các nồng độ khác nhau 25

Bảng 3.3 Bảng thiết kế công thức lựa chọn TD dính 28

Bảng 3.4 Bảng đánh giá một số chỉ tiêu của viên nhân lựa chọn tá dược dính (n= 3) 28

Bảng 3.5 Bảng thiết kế công thức lựa chọn tỉ lệ tá dược độn 30

Bảng 3.6 Bảng đánh giá một số chỉ tiêu lựa chọn tá dược độn cho viên nhân 30

Bảng 3.7 Bảng đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng viên nhân 32

Bảng 3.8 Bảng thiết kế công thức viên bao bồi từ bộtng chứa chất kết dính 33

Bảng 3.9 Bảng thiết kế công thức ảnh hưởng của chất hóa dẻo 34

Bảng 3.10 Đánh giá đặc điểm trong quá trình bào chế và hình thức của viên bao với mỗi loại CHD khác nhau 34

Bảng 3.11 Bảng thiết kế công thức viên bao chứa HPMC K100M 38

Bảng 3.12 Đánh giá mức độ thuận tiện và hình thức của viên bao với công thức CT10 và CT11 38

Bảng 3.13 Công thức viên bao berberin clorid giải phóng tại đại tràng theo phương pháp bao bột khô 40

Bảng 3.14 Đánh giá chất lượng viên bao 46

Hình 1.2 Cấu trúc 1 đơn vị Galacturonic acid và phân tử pectin 7

Hình 1.3 Quá trình hình thành vỏ bao 11

18

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bào chế viên nhân berberin clorid 18

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị bao viên 19

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ BBR trong các môi trường và mật độ quang tại bước sóng 345 nm 26

Hình 3.2 % berberin clorid GP từ viên nhân sử dụng các tác dược dính khác nhau 29

Hình 3.3 % berberin clorid GP từ viên nhân sử dụng các tác dược độn khác nhau 31 Hình 3.4 Ảnh hưởng của CHD đến khả năng GPDC của viên bao 36

Hình 3.5 % berberin clorid GP từ viên bao sử dụng các CHD và TLVB khác nhau 37

Hình 3.6 Ảnh hưởng của HPMC K100M đến khả năng kiểm soát GPDC viên bao 39

Hình 3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ lớp vỏ bao đến khả năng GPDC của viên bao 41

Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến khả năng GPDC của viên bao 42

Hình 3.9 Ảnh hưởng của thời gian ủ đến khả năng GPDC của viên bao 43

Hình 3.10 Hình ảnh bề mặt lớp vỏ bao của viên bao 44

Hình 3.11 Ảnh hưởng của nồng độ enzym đến khả năng GPDC của viên bao 45

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hàng nhiều thế kỷ qua, berberin clorid đã được biết đến như một chất kháng khuẩn tự nhiên trong việc điều trị các bệnh lý như tiêu chảy, viêm đường tiêu hóa do

vi khuẩn tả, E.coli, amip đường ruột Theo một vài nghiên cứu gần đây, berberin clorid còn có tác dụng tốt trong việc điều trị một số bệnh mạn tính như tiểu đường, viêm khớp, hạ lipid, cholesterol máu, đặc biệt là bệnh viêm đại tràng [27], [30]

Để khắc phục những hạn chế của các chế phẩm điều trị viêm đại tràng hiện nay đó là: khó đưa thuốc tới mô đích, sinh khả dụng kém, có nhiều tác dụng phụ, viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng là một dạng bào chế mới được quan tâm nghiên cứu

Có nhiều hệ giải phóng dược chất tại đại tràng như: hệ phụ thuộc pH, thời gian thuốc di chuyển, áp suất thẩm thấu và hệ phụ thuộc vào vi sinh vật đại tràng Trong

đó, cơ chế giải phóng nhờ hệ vi sinh vật đại tràng có nhiều ưu điểm nổi bật nhờ sử dụng một lớp vỏ ngoài chứa các polysaccarid tự nhiên như pectin, gôm xanthan,

chitosan,… an toàn với cơ thể và có tính đặc hiệu cao [6], [14], [24]

Trong các phương pháp bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng, phương pháp bao bồi từ bột đang thu hút rất nhiều nhà bào chế do có nhiều ưu điểm: an toàn, không hoặc sử dụng rất ít dung môi, quy trình bao nhanh [28]

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu bào chế viên nén berberin clorid giải phóng tại

đại tràng sử dụng tá dược pectin” được tiến hành nghiên cứu với mục tiêu: Xây dựng

được công thức và quy trình bào chế viên nén berberin clorid 100 mg giải phóng tại đại tràng sử dụng tá dược pectin bằng phương pháp bao bồi từ bột

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Berberin clorid

1.1.1 Công thức hóa học

O O

CH3O

OCH3

N+

Cl- H 2 2O

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của berberin clorid

 Tên khoa học: 5,6-dihydro-8,9-dimethoxy-3-dioxa-6a-azoniaindenom(5,6-a) anthracen clorid dihydrat

1.1.2 Nguồn gốc

 Berberin thường có trong rễ, thân rễ, thân, vỏ cây những cây thuộc chi Berberis

Berberin có nhiều trong thân và rễ cây vàng đắng với tỷ lệ 1,5 - 3%, chiếm ít nhất

là 82% so với alkaloid toàn phần [1], [4], [9]

 Berberin thường lẫn tạp chất alkaloid khác như: palmatin, jatrorrhizin Giới hạn tạp chất palmatin không quá 2%, jatrorrhizin không quá 5% [1]

 Dạng dược dụng: Berberin clorid, berberin sulfat

Gần đây trong một số nghiên cứu, berberin clorid có tác dụng điều trị các bệnh mạn tính như tiểu đường, giảm cholesterol và triglycerid, viêm khớp, đặc biệt là bệnh viêm đại tràng [4], [30]

Khi dùng berberin clorid không ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của

hệ vi sinh vật đường ruột, có thể phối hợp với một số kháng sinh để hạn chế tác dụng phụ đối với vi sinh vật đường tiêu hóa [11], [9]

1.2.3 Chế phẩm và hàm lượng

 Chế phẩm:

Viên nén, viên nang, viên bao phim, viên bao đường chứa berberin clorid

Thuốc nhỏ mắt điều trị viêm kết mạc, đau mắt đỏ do kích thích bên ngoài (nắng, gió, bụi, khói)

Thời gian lưu thuốc tại đại tràng khoảng 15 - 48 giờ [22]

 Môi trường đại tràng

- Nước và điện giải: Đại tràng có khả năng hấp thu lớn: với 2 lít nước vào đại

tràng thì có < 200 ml nước trong phân Lưu lượng nhũ trấp từ ruột non xuống ruột già ở người khỏe mạnh khoảng 1 - 2 lít/giờ Sự hấp thu nước và Na+ không đáng

kể ở manh tràng Sự hấp thu xảy ra ở nửa đầu đại tràng [22], [6]

- pH: Giá trị pH đại tràng khoảng 5,5 - 7,8 Trong đó pH ở đại tràng lên là 6,4

± 0,6; ở đại tràng ngang là 6,6 ± 0,8 và ở đại tràng xuống là 7,0 ± 0,7 Có nhiều yếu tố làm thay đổi pH các phần đại tràng như bệnh tật, chế độ ăn, thuốc [22], [6]

- Vi sinh vật đại tràng: Trong đại tràng người có khoảng 400 loài vi khuẩn với

số lượng 1011 - 1012 CFU/ml Một số chủng chủ yếu Bacteroids, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacilus Các chủng vi khuẩn này sản xuất enzym thủy phân

và enzym khử hóa như glucosidase, gluconidase, β-D fucosidase, β-D galactosidase, nitroreductase, azoreductase, N-oxidase, sulfoxidase Các chủng vi khuẩn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như chế độ ăn, bệnh tật, tuổi, thuốc [6], [16], [22]

Dưới đây là bảng trình bày một số loại polysaccarid bị phân hủy bởi hệ vi sinh vật đại tràng, nhờ đó có thể lựa chọn các polysaccarid ứng dụng cho dạng thuốc giải phóng tại đại tràng một cách thích hợp [22]

Bảng 1.1 Một số loại polysaccarid bị phân hủy bởi hệ VSV đại tràng

Polysaccarid Nhóm VSV có khả năng phân hủy

Eubacterium

1.2.2 Bệnh viêm đại tràng và đặc điểm một số nhóm thuốc điều trị

Viêm đại tràng (Inflammatory bowel disease - IBD) là tình trạng viêm nhiễm mạn tính, hay tái phát ở đại tràng và một phần ruột non Bệnh gồm hai nhóm chính là bệnh Crohn (Crohn disease - CD) và viêm loét đại tràng (ulcerative colitis - UC) Bệnh do nhiều nguyên nhân gây ra trong đó có 4 nguyên nhân chính: sự thay đổi môi trường sống, đột biến gen, sự biến đổi hệ vi khuẩn đường ruột, sự rối loạn trong đáp

ứng miễn dịch [30] Các nhóm thuốc chính được sử dụng trong điều trị viêm đại tràng: nhóm thuốc chống viêm, thuốc ức chế miễn dịch, kháng sinh, chế phẩm probiotic, thuốc điều trị triệu chứng, …[27], [30]

Các nhóm thuốc đang sử dụng hiện nay vẫn chưa là lựa chọn tối ưu bởi nguy

cơ gặp tác dụng không mong muốn cao, đáp ứng điều trị chưa hiệu quả trên toàn bộ nhóm bệnh nhân Vì vậy, đòi hỏi phải tìm ra những hoạt chất điều trị viêm đại tràng

có nguồn gốc thiên nhiên với dạng bào chế mới, thay thế dạng bào chế quy ước nhằm tăng nồng độ thuốc tại mô đích tác dụng, nhờ đó giảm liều sử dụng, giảm tác dụng không mong muốn và nâng cao hiệu quả điều trị

1.2.3 Hệ giải phóng thuốc tại đại tràng

Hệ giải phóng thuốc tại đại tràng là một hướng mới trong việc điều trị bệnh viêm đại tràng do có nhiều ưu điểm:

- Tăng tác dụng dược lý, giảm liều dùng và tác dụng phụ toàn thân trong điều trị tại đích với các bệnh lý gặp ở đại tràng như táo bón, bệnh viêm đại tràng, ung

thư đại tràng, lị amip, …

- Ngăn chặn sự chuyển hóa của thuốc, tăng sinh khả dụng đối với những thuốc

khó hấp thu, bị phân hủy bởi acid dạ dày, các thuốc bị chuyển hóa bước I qua gan

- Điều trị hiệu quả bệnh mạn tính nhờ khả năng trì hoãn giải phóng dược chất:

bệnh hen xuyễn, đau thắt ngực, viêm khớp,…[16]

Một số khó khăn đối với dạng thuốc giải phóng tại đại tràng đó là đặc tính riêng của đường tiêu hóa với từng cá thể như, thay đổi pH, mức độ co bóp và tháo rỗng dạ dày, hệ vi sinh vật đường tiêu hóa, tuổi tác, giới tính có thể ảnh hưởng đến khả năng hấp thu và giải phóng dược chất [16], [21]

Để bào chế được dạng thuốc giải phóng tại đại tràng có rất nhiều phương pháp như: hệ phụ thuộc vào sự thay đổi pH, hệ phụ thuộc thời gian di chuyển của thuốc,

hệ phụ thuộc áp suất thẩm thấu, hệ phụ thuộc vào pH và thời gian giải phóng thuốc,

hệ giải phóng thuốc nhờ hệ vi sinh vật Hệ vi sinh vật đại tràng có khả năng phân hủy các polysaccarid tự nhiên, do đó dạng thuốc giải phóng tại đại tràng được tập trung

nghiên cứu sử dụng các polysaccarid làm chất mang hoặc tạo vỏ bao kiểm soát giải

phóng [12], [18]

Cơ chế giải phóng dược chất nhờ vi sinh vật: Quá trình lên men của các VSV

đường ruột sẽ phá hủy dần lớp vỏ bao polysaccarid, tạo những khoảng trống trên bề mặt lớp vỏ bao, hình thành các kênh vận chuyển nước từ môi trường bên ngoài xâm

nhập vào bên trong viên nhân, vỏ bao dần được phá vỡ, dược chất được giải phóng

Polysaccarid tự nhiên thường được sử dụng là các polyme của monosaccarid, có rất nhiều trong tự nhiên, tồn tại nhiều cấu trúc khác nhau và nhiều đặc tính khác nhau

Có tính ổn định cao, an toàn, không độc, có thể hút nước trương nở tạo thành gel và

bị phân hủy bởi vi sinh vật ở đại tràng Một số polysaccarid hay dùng: chitosan, pectin, cyclodextrin, dextran, gôm guar, inulin và amylose [7], [35] Trong đó pectin

là một polysaccarid dùng phổ biến trên thị trường, đặc biệt trong lĩnh vực dược phẩm

1.3 Một số đặc điểm cơ bản của pectin phù hợp với dạng thuốc giải phóng tại đại tràng

1.3.1 Nguồn gốc

Pectin là một polysaccarid tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật bậc cao, phân bố chủ yếu ở các bộ phận như củ, quả, thân [25] Trong thực vật pectin tồn tại ở 2 dạng:

- Dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccarid araban Có nhiều trong quả xanh, không tan trong nước, tạo cho quả có độ cứng nhất định

- Dạng pectin tan, tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào Có nhiều trong quả chín do tác dụng của enzym protopectinase, protopectin không tan sẽ chuyển dần sang pectin hòa tan và araban, làm giảm sự liên kết giữa các tế bào, quả trở nên mềm hơn Hàm lượng pectin trong củ quả khác nhau tùy thuộc vào loại quả, bộ phận, mức

độ chín: trong táo 10 - 15%, cam 20 - 50%, củ cải đường 10 - 20% Nguồn nguyên liệu sản xuất pectin trong thương mại củ yếu đi từ vỏ cam, quýt và một số loại táo [25], [29], [35]

1.3.2 Cấu tạo

Pectin có bản chất là một polysaccarid mạch thẳng, dẫn xuất methyl của acid pectin (Polyme của acid D-galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucosid), ngoài ra còn có thể có một số loại đường như rhamnose, galactose, arabinose và một

số loại khác với hàm lượng ít hơn

Mỗi phân tử pectin chứa từ vài trăm đến hàng nghìn đơn vị Trọng lượng phân

tử khoảng từ 50.000 - 150.000 đvC tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sản xuất pectin [25], [33]

Hình 1.2 Cấu trúc 1 đơn vị Galacturonic acid và phân tử pectin

Các nhóm carboxyl (-COOH) có thể tồn tại dạng tự do hoặc ở dạng liên kết este với methanol, acid acetic hoặc ở dạng muối của Na+ , K+, NH4 + hoặc bị amid hóa tạo thành các nhóm amid (-CO= NH2 ) [25], [33]

1.3.3 Phân loại

Các chỉ số quan trọng trong cấu trúc phân tử pectin:

- Chỉ số Methoxyl (MI): thể hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxy (-OCH3) có trong phân tử pectin

- Chỉ số Este hóa (DE): thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galacturonic trong phân tử pectin

Dựa vào các chỉ số trên phân loại pectin thành 2 nhóm chính: HMP (High methoxyl pectin) và LMP (Low methoxyl pectin ) [25], [29], [35]

Bảng 1.2 Một số đặc điểm chính của Pectin

+ Nồng độ pectin: Không yêu cầu

Cơ chế

hình

thành

gel

Dựa trên sự hình thành liên kết

hydro liên phân tử giữa các

nhóm carboxyl tự do trên các

phân tử pectin và giữa các nhóm

hydroxyl của các phân tử nước

lân cận

Dựa trên khả năng tạo phức lồng của các phân tử acid glacturonic với các ion Ca2+

Đặc

điểm

gel tạo

thành

+ Phụ thuộc vào hàm lượng

đường, acid, pectin, loại pectin

giảm và hàm lượng đường càng

cao thì gel tạo thành càng nhanh

+ Phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl

+ Độ đàn hồi gel có thể tạo ra lớn hơn so với HMP

1.3.4 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng có

sử dụng pectin

Nguyễn Thu Quỳnh và cộng sự (2012) nghiên cứu bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao dập với tá dược bao là pectin Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng tỷ lệ pectin, lớp vỏ bao dày lên thì thời gian tiềm tàng tăng nhưng không nhiều và khó kéo dài được tới 5 giờ để viên đến được vùng đại tràng Khi kết hợp với HPMC để bao viên, thời gian tiềm tàng của viên tăng lên đáng kể Công thức vỏ bao kết hợp pectin và HPMC K100M tỉ lệ 1:1, tỉ lệ lớp vỏ bao so với viên nhân 350% có tlag bằng 10 giờ, đạt yêu cầu đề ra với viên nén giải phóng tại đại tràng [6]

Phạm Thị Thanh Tâm và cộng sự (2014) nghiên cứu bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi từ bột với tá dược bao là pectin Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng tỷ lệ pectin:HPMC, lớp vỏ bao dày lên thì thời gian tiềm tàng tăng lên Công thức vỏ bao kết hợp pectin:HPMC K100M tỷ lệ 2:1, tỷ lệ vỏ bao so với viên nhân là 100% có tlag bằng 7 giờ, đạt yêu cầu

đề ra với viên nén giải phóng tại đại tràng [7]

Timucin Ugurlu và cộng sự (2007) đã nghiên cứu bào chế viên bao dập nisin

sử dụng kết hợp HPMC và pectin làm thành phần bột bao Kết quả nghiên cứu cho thấy khi thay đổi tỷ lệ HPMC:pectin khả năng kiểm soát giải phóng của vỏ bao thay đổi theo Đối với vỏ bao chỉ chứa pectin, khả năng kiểm soát giải phóng của vỏ bao kém hơn do khả năng trương nở và hòa tan trong môi trường nước dẫn đến vỏ bao nứt nhanh, giải phóng dược chất sớm hơn (<7 giờ) Đối với vỏ bao có hàm lượng HPMC 100%, thời gian thuốc giải phóng chậm (>15 giờ), vượt quá thời gian thuốc tồn tại trong đường tiêu hóa Vì vậy nghiên cứu bào chế viên bao kiểm soát giải phóng tại đại tràng, thay đổi tỷ lệ HPMC:pectin tới tỷ lệ thích hợp có thể đạt được kết quả như mong đợi [32]

Jaleh Varshosaz và cộng sự (2011) nghiên cứu bào chế pellet Budesonid bao phim với pectin giải phóng tại đại tràng Trong nghiên cứu này, pellet Budesonid được bao một lớp vỏ bao bảo vệ có sự kết hợp của pectin với Eudragit RS30D,

Eudragit NE30D Kết quả nghiên cứu invitro cho thấy, pellet đạt được độ ổn định trong các môi trường pH 1,2 (2 giờ); pH 7,4 (4 giờ) và trong môi trường pH 6,8 không

có sự hiện diện của các vi sinh vật đường ruột, pellet kéo dài giải phóng lên tới 18 giờ Đánh giá tiếp theo trên mô hình ruột chuột, được gây viêm bởi acid trinitrobenzenesulfonic so với các phương pháp điều trị khác Khả năng giải phóng dược chất của pellet Budesonid bao trong môi trường đại tràng phụ thuộc rất nhiều vào tỷ lệ polyme:pectin và bề dày vỏ bao Hiệu quả điều trị viêm đại tràng trên chuột cũng mang lại kết quả cao hơn so với các phương pháp khác [34]

1.4 Phương pháp bao bột khô

1.4.1 Khái niệm

Bao bột khô là công nghệ bao trong đó bột nguyên liệu được bao trực tiếp lên dạng bào chế rắn, sử dụng nhiệt trong quá trình ủ để tạo thành một lớp vỏ bao, không hoặc

sử dụng rất ít dung môi [16], [20], [26]

1.4.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp bao bột khô

 Ưu điểm:

- Tiết kiệm dung môi, giảm chi phí sản xuất

- Tạo được các vỏ bao theo mục đích khác nhau: bao tan ở ruột, giải phóng kéo dài, tác dụng tại đích

- Phù hợp với các dược chất nhạy cảm với ẩm, có mùi vị khó chịu [15], [16]

 Nhược điểm:

- Hình thức viên bao bồi từ bộtng đẹp mắt

- Khó khăn trong việc lựa chọn polyme và chất hóa dẻo thích hợp

- Khó đảm bảo độ dày lớp vỏ bao đồng đều [16], [20]

1.4.3 Phân loại phương pháp bao bột khô

Dựa vào thành phần công thức lớp vỏ bao và quy trình bao, có thể chia thánh các loại như sau:

- Bao bồi từ bột hay bao bột khô có chất hóa dẻo (Plasticizer - dry - coating)

- Bao bột khô dựa trên kết dính nhiệt (Heat - dry - coating)

- Bao bột khô tĩnh điện (Electrostatic coating)

- Bao bột khô chất hóa dẻo - tĩnh điện - kết dính nhiệt (Plasticizer - electrostatic

- heat - dry - coating hay PEH - dry - coating) [16], [20], [26]

1.4.4 Tóm tắt các phương pháp bao bột khô

a) Bao bồi từ bột hay bao bột khô có chất hóa dẻo

 Nguyên tắc:

Phun đồng thời chất hóa dẻo và bột polyme lên bề mặt viên nhân (viên nén hoặc pellet) Chất hóa dẻo sẽ làm ướt bột polyme và bề mặt viên, tạo điều kiện thuận lợi cho bột polyme bám dính trên bề mặt viên nhân

Lượng chất hóa dẻo thường dùng là 10 - 40% so với khối lượng polyme Viên bao sau đó được ủ ở nhiệt độ trên nhiệt độ chuyển kính của polyme trong khoảng thời gian thích hợp, chất hóa dẻo được khuếch tán vào trong cấu trúc của polyme, xảy ra quá trình chảy lỏng và tái cấu trúc; vỏ bao polyme hình thành

Một số nghiên cứu cho rằng, phun một lượng nhỏ nước hoặc dung dịch HPMC hay phối hợp thêm một loại HPMC vào thành phần bột bao có thể làm tăng khả năng kết dính và hình thành vỏ bao, đồng thời đảm bảo lớp vỏ bao toàn vẹn trong quá trình

ủ Để vỏ bao đẹp, nhẵn bề mặt, yêu cầu thành phần bột bao có kích thước nhỏ, mịn; nồng độ chất hóa dẻo sử dụng tương đối cao và Tg của polyme thấp Quá trình hình thành vỏ bao được mô tả trong hình 1.3 [16], [20], [28]

Hình 1.3 Quá trình hình thành vỏ bao

 Thiết bị sử dụng: Máy sấy tầng sôi, nồi bao truyền thống, nồi bao đục lỗ, [20]

 Ưu điểm: Dễ thực hiện, thiết bị đơn giản

 Nhược điểm: Bề mặt lớp vỏ bao khó đồng nhất, hình thức viên bao xấu, yêu cầu kinh nghiệm của người bào chế

b) Bao bột khô dựa trên kết dính nhiệt (Heat-dry-coating)

 Nguyên tắc:

Hạt polyme được liên kết với nhau trên bề mặt viên nhân dưới tác động của nhiệt

độ cao được duy trì trong thiết bị bao (máy tạo cầu), không sử dụng thêm bất kì loại chất hóa dẻo hay dung môi nào Polyme nóng chảy nhờ một đèn hồng ngoại đặt trên đỉnh của máy tạo cầu hình thành lên sự kết dính giữa các hạt polyme với nhau và với

bề mặt viên nhân [20]

 Thiết bị sử dụng: Máy tạo cầu [20]

 Ưu điểm: Quá trình bao diễn ra trong thời gian ngắn

 Nhược điểm:

- Bề mặt vỏ bao khó đồng nhất, cần tiêu tốn năng lượng cấp nhiệt cho polyme được nóng chảy

- Không thích hợp với dược chất không bền với nhiệt độ cao

c) Bao bột khô tĩnh điện (Electrostatic coating)

 Thiết bị sử dụng: Cấu tạo phức tạp

 Ưu điểm: Bề dày của lớp vỏ bao thấp, vỏ bao đồng nhất, hình thức viên bao đẹp

 Nhược điểm:

- Thiết bị có cấu tạo phức tạp, cần trình độ kĩ thuật cao, chưa phổ biến

- Bột bao chủ yếu là các polyme nên khả năng tích điện kém, khả năng kết dính giữa các hạt kém [25]

d) Bao bột khô chất hóa dẻo - tĩnh điện - kết dính nhiệt (Plasticizer – electrostatic heat - dry - coating hay PEH - dry - coating)

 Nguyên tắc: Sử dụng kết hợp cả ba yếu tố chất hóa dẻo, lực hút tĩnh điện và kết

dính nhiệt để hình thành lớp vỏ bao

 Cách tiến hành:

- Bước 1: Viên nhân được làm nóng trong một nồi bao được nối đất

- Bước 2: Phun bột nguyên liệu và chất hóa dẻo liên tục lên viên nhân bằng một sung phun tĩnh điện trong một khoảng thời gian nhất định

- Bước 3: Ủ viên để lớp vỏ bao hình thành liên tục và đồng nhất Duy trì nhiệt

độ trong nồi bao trong suốt quá trình thực hiện thao tác

 Ưu điểm: Bề dày của lớp vỏ bao thấp, vỏ bao đồng nhất

 Nhược điểm: Thiết bị có cấu tạo phức tạp, chi phí cao [7], [20]

Trong các phương pháp bao bồi từ bột trên, phương pháp bao bồi từ bột có quy trình bao bồi từ bộtng phức tạp và trang thiết bị sử dụng đơn giản Do vậy, với điều kiện hiện có tại cơ sở, phương pháp bao bồi từ bột được chọn để nghiên cứu bào chế viên nén berberin clorid 100 mg giải phóng tại đại tràng sử dụng tá dược pectin

1.4.5 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc kiểm soát giải phóng bằng phương pháp bao bồi từ bột

Với nhiều thuận lợi về mặt thiết bị, bào chế được các dạng thuốc có khả năng kiểm soát giải phóng dược chất tốt, an toàn với môi trường và người nghiên cứu Phương pháp bao bồi từ bột ngày càng được quan tâm chú ý, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện

Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc kiểm soát giải phóng bằng phương pháp bao bồi từ bột được tóm tắt trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc kiểm soát phóng

bằng phương pháp bao bồi từ bột

Propanolol

hydrochlorid [24]

Polyme: Eudragit RS,EC

CHD: TEC

Giải phóng kéo dài (GPKD)

2003

Acetaminophen [13] Polyme: Sáp carnauba Viên bao bảo vệ 2015

Như vậy, dựa trên các đặc tính trên của pectin và khả năng phân hủy pectin của hệ vi sinh vật đại tràng, cũng như những ưu điểm của phương pháp bao bột khô, tiến hành nghiên cứu bào chế viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng theo phương pháp bao bột khô, có sử dụng pectin trong thành phần vỏ bao, để tạo tín hiệu sinh học khơi mào giải phóng dược chất khi thuốc tới vị trí đích tác dụng là đại tràng

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu

Nguồn gốc và tiêu chuẩn chất lượng của nguyên liệu được tóm tắt trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

2.1.2 Thiết bị

- Bể lắc điều nhiệt Labtech

- Bể siêu âm Ultrasonic LC60H (Đức)

- Bơm chân không

- Cân kỹ thuật SARTORIUS TBH20

- Cân phân tích Sartorius BP 121S

- Máy dập viên tâm sai Korsch model VFD007S21A, bộ chày cối Φ8

- Máy đô độ cứng ERWEKA TBH200

- Máy đo pH INOLAB

- Máy đo quang Hitachi U - 1800

- Máy khuấy từ Kika - Werke (Đức)

- Máy ly tâm MIKRO 220R

- Máy thử hoà tan Erweka DT 60

- Máy xác định độ ẩm nhanh Precica

- Máy xác định độ mài mòn PHARMATEST PTF 20E (Đức)

- Nồi bao truyền thống

- Tủ sấy BINDER, HERAEUS

- Một số thiết bị khác

2.2 Nội dung nghiên cứu

 Xây dựng công thức và quy trình bào chế viên nén berberin clorid 100mg giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi từ bột

 Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của chất hóa dẻo tới khả năng GPDC của viên bao

 Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy tới đặc tính lớp bao và khả năng kiểm soát của viên bao

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước cất, pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4

và mật độ quang

 Cân chính xác 0,02 gam berberin clorid cho vào bình định mức 100ml Thêm khoảng 80ml dung dịch môi trường (môi trường nước, pH 1,2; pH 7,4; pH 6,8) siêu âm cho tan hoàn toàn Thêm dung dịch môi trường tương ứng vừa đủ đến vạch 100ml, lắc đều

 Tiến hành pha loãng thành các dung dịch có nồng độ lần lượt là 2,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 8,0 μg/ml trong môi trường tương ứng

 Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch này ở bước sóng 345nm Mẫu trắng là dung dịch môi trường tương ứng

Từ kết quả thu được, xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm, vẽ đồ thị biểu thị sự tương quan giữa mật độ quang và nồng độ berberin clorid trong các môi trường [6], [7]

2.3.2 Thử độ tan bão hòa của dược chất berberin clorid trong các môi trường nước cất, pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4

 Cân 3 gam berberin clorid cho vào ống nghiệm có nắp kín Bổ sung 10ml môi trường (nước, pH 1,2; pH 7,4; pH 6,8) vào ống nghiệm trên, lắc đều, bọc kín bằng

vỏ bọc parafin

 Đưa mẫu vào trong bể lắc điều nhiệt với các thông số:

- Nhiệt độ: 25oC

- Tốc độ lắc: 140 vòng/phút

- Thời gian thử: 48 giờ

Sau 48 giờ lấy mẫu ra đem li tâm bằng máy li tâm với tốc độ 10000 vòng/phút Lọc hút lấy dịch trong, đem pha loãng với môi trường thử Xác định nồng độ dung dịch tại bước sóng 345nm Mẫu trắng là môi trường thử [9]

2.3.3 Phương pháp bào chế

2.3.3.1 Bào chế viên nhân

Viên nhân berberin clorid được bào chế bằng phương pháp tạo hạt ướt với các

tá dược Erapac, Avicel PH101, PVP K30, Aerosil, magnesi stearat, talc

Quy trình bào chế viên nhân berberin clorid được tóm tắt ở hình 2.1 với quy

mô 200 viên/ mẻ [2], [3]

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bào chế viên nhân berberin clorid

2.3.3.2 Bao kiểm soát giải phóng

Trộn bột kép képppképp

Trộn tá dược trơn képppképp

Quá trình bao được thực hiện bằng phương pháp bao bồi từ bột trên thiết bị bao truyền thống có cải tiến Tá dược bao dự kiến gồm: pectin 104, HPMC E6, HPMC

K100M, DBP, PEG 400, IPM, talc

Quá trình bao gồm các giai đoạn sau:

 Chuẩn bị nguyên liệu: Bột bao, dịch bao

 Chuẩn bị thiết bị bao: lắp súng phun, bơm nhu động, nồi bao, thiết bị cảm ứng nhiệt, đĩa cấp bột, súng phun bột và máy nén khí

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị bao viên

 Bao viên

 Cài đặt thông số máy bao như sau:

- Nhiệt độ duy trì trong nồi bao: 60 ± 5oC

- Tốc độ quay nồi bao: 15 - 20 vòng/phút

- Tốc độ cấp dịch: 7 ml - 10 ml/phút

- Tốc độ cấp bột: 1,5 - 2 gam/phút

- Áp suất súng phun dịch: 1 kg/cm2

 Quá trình bao được tiến hành trên thiết bị bao bồi cải tiến:

- Cho viên vào nồi bao, sấy ở nhiệt độ khoảng 60oC cho nóng viên 15 phút

- Điều chỉnh tốc độ quay của nồi bao trong khoảng 15 - 20 vòng/phút

- Phun dịch bao lên bề mặt viên qua bơm nhu động với tốc độ 7 - 10 ml/phút tới khi dịch bao bám đều bề mặt viên, áp lực của súng phun 1 kg/cm2 Cấp bột qua một súng phun bột với tốc độ 1,5 - 2 gam/phút, để nồi bao quay đều đến khi bột bám đều bề mặt viên Tiếp tục lặp lại các thao tác trên cho đến khi viên đạt khối lượng quy định thì dừng phun dịch và cấp bột

- Sấy viên tại nồi bao quay trong khoảng 15 phút ở nhiệt độ (60oC, 80oC,

100oC), sau đó đưa viên bao ủ ở các điều kiện khảo sát khác nhau ( 1 giờ,

Độ cứng của viên thường được đánh giá bằng cách xác định lực gây vỡ viên

Sử dụng máy đo độ cứng ERWEKA TBH 200 Tiến hành thử với 10 viên, lấy giá trị trung bình

Yêu cầu: lực gây vỡ viên trung bình nằm trong khoảng 6 - 8 kp

Độ mài mòn được tính theo công thức:

X% = (m1 – m2)/ m1 x 100%

Trong đó:

X: độ mài mòn hoặc độ bở (%)

m1: khối lượng viên trước khi bị mài mòn (g)

m2: khối lượng viên sau khi bị mài mòn (g)

Yêu cầu: độ mài mòn không được quá 1%

2.3.4.4 Độ đồng đều khối lượng

Độ đồng đều khối lượng của viên nhân được đánh giá theo phương pháp mô

tả trong phụ lục 11.3 - DĐVN IV [1]

Tiến hành: Cân từng viên lấy ngẫu nhiên trên cân phân tích Sartorius BP 121S, số lượng 20 viên, tính khối lượng trung bình (mtb) Cân khối lượng trung bình của từng viên, tính phần trăm độ lệch khối lượng (%∆m) so với khối lượng trung bình viên (mtb)

%∆m = (mi – mtb)/ mtb x 100%

Yêu cầu: % chênh lệch so với khối lượng trung bình viên là ± 7,5% và

không được có đơn vị nào có khối lượng vượt gấp đôi giới hạn này [1]

2.3.4.5 Độ rã của viên

Độ rã của viên được đánh giá theo phương pháp mô tả trong DĐVN IV [1] Thiết bị: Máy thử độ rã Euwerka

Cách tiến hành: Cho vào mỗi ống thử một viên nén (n=6) trong môi

trường nước cất ở nhiệt độ 37 ± 0,5oC, với tần số dao động 28 - 32 vòng/ phút

Yêu cầu: Thời gian rã < 15 phút

- Pha dung dịch so sánh bằng nguyên liệu berberin clorid nguyên liệu với nồng

độ gần với nồng độ mẫu định lượng (khoảng 5µg/ml) Mẫu trắng là nước cất

- Đo quang tại bước sóng 345 nm, mẫu trắng là nước cất

 Công thức tính: