Nghiên cứu bào chế viên metformin giải phóng kéo dài trên quy mô pilot

Hệ cốt thân nước có thể được cấu thành từ 1 polyme hoặc hỗn hợp các polyme khác nhau như trong nghiên cứu của Drk.L.Senthilkumar và R.P.Ehizilmuthu chỉ sử dụng HPMC K100M để tạo cốt kiểm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị cán bộ bộ môn Bào Chế,

bộ môn Công Nghiệp Dược, viện Công Nghệ Dược Phẩm Quốc Gia, Trung tâm kiểm nghiệm thuốc tỉnh Phú Thọ, công ty cổ phần Dược Phẩm Vĩnh Phúc, công

ty cổ phần Dược Phú Thọ đã nhiệt tình giúp đỡ động viên và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Xin được cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường cùng các thầy cô, anh chị phòng sau đại học đã quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu của mình

Và cuối cùng, tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè là những người luôn cổ vũ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi được học tập và hoàn thành luận văn của mình

Hà Nội, ngày 26 tháng 8 năm 2014

Nguyễn Xuân Đình

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Thuốc giải phóng kéo dài 2

1.1.1 Khái niệm 2

1.1.2 Ưu nhược điểm 3

1.1.3 Phân loại thuốc GPKD theo cơ chế giải phóng dược chất 3

1.1.3.1 Cơ chế khuếch tán 4

1.1.3.2 Cơ chế áp suất thẩm thấu 4

1.1.3.3 Cơ chế trao đổi ion 5

1.1.3.4 Cơ chế hòa tan 5

1.1.3.5 Cốt sơ nước ăn mòn 5

1.1.4 Hệ cốt thân nước 5

1.1.4.1 Nguyên tắc cấu tạo 5

1.1.4.2 Ưu nhược điểm 6

1.1.4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình giải phóng dược chất từ hệ cốt thân nước 7

1.1.4.4 Ảnh hưởng của polyme 7

1.1.4.5 Ảnh hưởng của dược chất và tá dược khác 9

1.2 Metformin hydroclorid 9

1.2.1 Công thức hóa học 9

1.2.2 Tính chất vật lý 10

1.2.3 Tính chất hóa học 10

1.2.4 Đặc tính dược động học 10

1.2.5 Tác dụng dược lý 10

1.2.6 Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng 11

1.2.7 Tác dụng không mong muốn, thận trọng 11

1.2.8 Các phương pháp định lượng metformin 12

1.2.8.1 Phương pháp đo quang 12

1.2.8.2 Phương pháp HPLC 12

1.2.9 Một số chế phẩm chứa metformin trên thị trường Việt Nam 14

1.3 Một số công trình nghiên cứu về dạng cốt giải phóng kéo dài chứa metformin 15

1.3.1 Một số nghiên cứu ở nước ngoài 15

1.3.1.1 Dạng cốt thân nước 15

1.3.1.2 Dạng cốt sơ nước 17

1.3.1.3 Dạng thuốc giải phóng kéo dài khác của metformin 18

1.3.2 Một số nghiên cứu trong nước về metformin 19

2 Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.2 Nguyên liệu, thiết bị, địa điểm nghiên cứu 20

2.2.1 Nguyên liệu 20

2.2.2 Thiết bị 20

2.2.3 Thuốc đối chiếu 21

2.2.4 Địa điểm nghiên cứu 21

2.3 Phương pháp nghiên cứu 21

2.3.1 Phương pháp quét nhiệt lượng vi sai (DSC) 21

2.3.2 Phương pháp bào chế viên metformin hydroclorid giải phóng kéo dài

22

2.3.2.1 Phương pháp bào chế ở quy mô 500 viên/mẻ 22

2.3.2.2 Phương pháp bào chế ở quy mô 4.000 viên/lô 24

2.3.3 Phương pháp đánh giá 26

2.3.3.1 Phương pháp đánh giá bột và hạt 26

2.3.3.2 Phương pháp đánh giá viên 28

2.3.4 Phương pháp phân tích mô hình động học giải phóng dược chất 31

2.3.5 Phương pháp đánh giá độ ổn định của viên 32

2.3.6 Phương pháp đánh giá sự tương đồng của hai đồ thị giải phóng dược chất 32

2.3.7 Phương pháp xử lý số liệu thống kê 32

3 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

3.1 Thẩm định một số tiêu chí trong phương pháp định lượng 33

3.1.1 Phương pháp UV 33

3.1.1.1 Độ đặc hiệu 33

3.1.1.2 Độ tuyến tính 33

3.1.1.3 Độ đúng 34

3.1.1.4 Độ chính xác 34

3.1.2 Đánh giá sự tương thích của hệ thống HPLC theo phương pháp định lượng trong USP 35 35

3.2 Xây dựng công thức cho viên caplet 36

3.2.1 Ảnh hưởng của tá dược đến quá trình GPDC từ viên caplet 37

3.2.1.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ PVP K90 38

3.2.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ HPMC K100M 38

3.2.1.3 Đánh giá quá trình giải phóng dược chất từ các mẫu viên so với viên đối chiếu 38

3.2.2 Lựa chọn kích thước viên caplet 39

3.2.3 Phân tích mô hình động học giải phóng dược chất từ viên caplet 41

3.3 Xây dựng quy trình bào chế viên metformin giải phóng kéo dài ở quy mô 500 viên/mẻ 42

3.3.1 Xác định các thông số kĩ thuật trong bào chế viên MH GPKD qui mô 500

3.3.1.1 Quá trình tạo hạt 42

3.3.1.2 Quá trình dập viên 45

3.3.2 Đánh giá các đặc tính của viên ở lô 2 và lô 3 (500 viên/mẻ) 46

3.3.3 Đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng dược chất từ viên ở quy mô 500 viên/mẻ 47 3.4 Xây dựng quy trình bào chế viên metformin giải phóng kéo dài ở quy mô 4.000 viên/lô 48

3.4.1 Xác định các thông số trọng yếu trong quá trình bào chế ở quy mô 4000 viên/lô 48 3.4.1.1 Quá trình tạo hạt 48

3.4.1.2 Quá trình dập viên 52

3.4.2 Đánh giá các đặc tính của viên ở lô 2 và lô 3 (4000 viên/lô) 53

3.4.3 Đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng dược chất từ viên ở 3 lô bào chế trên quy mô 4000 viên/lô 54

3.5 Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho viên metformin giải phóng kéo dài 54

3.6 Sơ bộ nghiên cứu độ ổn định của viên metformin giải phóng kéo dài 55

3.6.1 Hình thức viên 55

3.6.2 Tương tác vật lý giữa dược chất và tá dược trong viên 55

3.6.3 Hàm lượng dược chất còn lại trong viên 56

3.6.4 Đánh giá độ hòa tan 57

4 Chương 4: BÀN LUẬN 60

4.1 Công thức bào chế 60

4.2 Qui trình bào chế 61

4.3 Độ ổn định của viên 62

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

PEG poly ethylen glycol

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng1.1 Một số hệ sắc ký dùng trong định lượng metformin 13

Bảng 1.2 Một số chế phẩm chứa metformin và dạng phối hợp của metformin 14

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong quá trình nghiên cứu 20

Bảng 3.1 Nồng độ dung dịch metformin và mật độ quang tương ứng 33

Bảng 3.2 Độ đúng của phương pháp định lượng UV 34

Bảng 3.3 Độ hấp thụ trong ngày và khác ngày của phương pháp định lượng UV 35 Bảng 3.4 Kết quả kiểm tra sự phù hợp của hệ thống sắc ký 35

Bảng 3.5 Công thức bào chế viên lựa chọn 36

Bảng 3.6 Thành phần công thức các viên caplet dạng cốt 37

Bảng 3.7 Độ hòa tan của các mẫu viên thử nghiệm theo thời gian 37

Bảng 3.8 Hệ số tương đồng f2 của các mẫu viên thử nghiệm so với viên đối chiếu 39 Bảng 3.9 Một số thông số của viên bào chế được (n=5) 40

Bảng 3.10 % MH giải phóng từ viên caplet và viên đối chiếu 40

Bảng 3.11 Kết quả phân tích mô hình động học giải phóng dược chất 41

Bảng 3.12 Phân bố kích thước tiểu phân nguyên liệu MH 42

Bảng 3.13: Độ đồng đều hàm lượng dược chất khi trộn bột képtrên qui mô 500 viên/mẻ (n=5) 43

Bảng 3.14 Phân bố kích thước tiểu phân của hạt ở quy mô 500 viên/mẻ 44

Bảng 3.15 Một số đặc tính của cốm ở quy mô 500 viên/mẻ 44

Bảng 3.16 Độ đồng đều khối lượng và độ cứng của viênở quy mô 500 viên/mẻ (n=20) 45

Bảng 3.17 Các thông số quá trình bào chế viên ở quy mô 500 viên/mẻ 45

Bảng 3.18 Một số đặc tính của cốm và viên thu được ở quy mô 500 viên/mẻ 46

Bảng 3.19 % MH giải phóng ở 3 lô trên quy mô 500 viên/mẻ (n=3) 47

Bảng 3.20 Độ đồng đều hàm lượng dược chất ở quy mô 4000 viên/lô 48

Bảng 3.21 Một số thông số của máy sấy tầng sôi 49

Bảng 3.22 Một số đặc điểm của quá trình sửa hạt 50

Bảng 3.23 Hàm ẩm của hạt trong quá trình sấy ở quy mô 4000 viên/lô 51

Bảng 3.24 Phân bố kích thước tiểu phân của cốm ở quy mô 4000 viên/lô 51

Bảng 3.25 Một số đặc tính của cốm ở quy mô 4000 viên/lô và 500 viên/ lô 51

Bảng 3.26 Độ đồng đều khối lượng và độ cứng của viên quy mô 4000 viên (n=20)52 Bảng 3.27 Một số thông số của quá trình bào chế viên ở quy mô 4000 viên/lô 52

Bảng 3.28 Một số đặc điểm của hạt và viên thu được trong 3 lô (4000 viên) 53

Bảng 3.29 % MH giải phóng ở 3 lô trên quy mô 4000 viên/lô (n=3) 54

Bảng 3.30 Một số chỉ tiêu chất lượng cho cốm bán thành phẩm 54

Bảng 3.31 Đề xuất một số chỉ tiêu chất lượng cho viên MH GPKDở quy mô4000 viên/lô 55

Bảng 3.32 Kết quả phân tích nhiệt vi sai 55

Bảng 3.31 %MH còn lại trong viên sau 3 tháng bảo quản (n=3) 56

Bảng 3.32 % MH giải phóng khi theo dõi ở điều kiện thường (n=3) 57

Bảng 3.33 % MH giải phóng khi theo dõi ở điều kiện LHCT (n=3) 57

Bảng 3.34 Đánh giá quá trình giải phóng dược chất từ viên sau 3 tháng bảo quản theo USP 35 58

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Hình 1.1 Đồ thị nồng độ dược chất trong máu theo thời gian của dạng viên GPKD so

với dạng viên quy ước 2

Hình 1.2 Cơ chế khuếch tán dược chất khỏi hệ cốt trơ 4

Hình 1.3 Quá trình giải phóng dược chất từ dạng cốt ăn mòn và cốt thân nước 6

Sơ đồ 2.1 Quy trình bào chế viên nén metformin GPKD quy mô 500 viên/mẻ 24

Sơ đồ 2.2 Quy trình bào chế viên nén MH ở quy mô 4.000 viên/lô 26

Sơ đồ 2.3 Các vị trí lấy mẫu định lượng 28

Hình 3.1 Mối tương quan giữa nồng độ dung dịch metformin và mật độ quang D 33 Hình 3.2 Đồ thị giải phóng dược chất từ các mẫu viên thử nghiệm 38

Hình 3.3 Đồ thị giải phóng dược chất từ viên caplet và viên đối chiếu theo thời gian 40

Hình 3.4 Đồ thị giải phóng dược chất của viên từ 3 lô (500 viên/mẻ) 47

Hình 3.5 Kết quả phân tích nhiệt vi sai DSC 56

Hình 3.6 Đồ thị giải phóng dược chất từ các mẫu viên trong quá trình bảo quản 58

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đái tháo đường (ĐTĐ) là một bệnh mạn tính gây ra do sự thiếu hụt tương đối

hoặc tuyệt đối insulin, dẫn đến rối loạn chuyển hóa carbonhydrat Bệnh đái tháo

đường đang có xu hướng tăng lên ở nhiều nước trên thế giới Ở Việt Nam, đây là một bệnh thường gặp (1-2,5% dân số), và có tỷ lệ tỷ vong cao nhất trong các bệnh nội tiết [2]

Theo thống kê của Bộ Y Tế từ năm 2002 đến 2012 tổng số ca mắc ĐTĐ ở Việt Nam đã tăng 211%, chiếm tỉ lệ 5,7% dân số năm 2012 [6] Trên thế giới ước tính tới năm 2030 sẽ có khoảng 366 triệu người mắc ĐTĐ và 90% trong số đó là bệnh nhân ĐTĐ typ 2 [20]

Theo hiệp hội đái tháo đường của Mỹ, hiệp hội đái tháo đường Châu Âu và hiệp hội nội tiết lâm sàng của Mỹ metformin được khuyến cáo là lựa chọn đầu tay trong điều trị ĐTĐ typ 2 với trên 40 năm điều trị lâm sàng Metformin có khả năng

hạ đường huyết mạnh nhưng không gây tăng cân, không gây hạ đường huyết quá mức và chi phí tương đối thấp [22] Tuy nhiên 25% bệnh nhân điều trị với viên metformin quy ước nhận thấy tác dụng phụ trên đường tiêu hóa và khoảng 5% – 10% trong số đó quyết định ngưng điều trị Chính vì thế viên metformin giải phóng kéo dài (GPKD) được nghiên cứu phát triển nhằm giải phóng thuốc từ từ vào đường tiêu hóa, tăng sự thích nghi của đường tiêu hóa và giảm số lần dùng thuốc cho bệnh nhân từ đó giúp bệnh nhân tuân thủ quá trình trị liệu tốt hơn [49]

Ở Việt Nam, một số đơn vị đã sản xuất thành công viên qui ước của metformin tuy nhiên dạng thuốc GPKD vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ để đưa vào sản xuất Để đảm bảo cho nhu cầu điều trị hiện nay chúng ta vẫn phải nhập khẩu loại thuốc này từ các hãng thuốc lớn trên thế giới với giá thành sản phẩm tương đối cao Chính vì thế việc nghiên cứu nâng quy mô bào chế viên nén metformin GPKD có ý nghĩa lớn trong việc đưa dạng bào chế này sớm vào sản xuất tại Việt Nam

Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào

chế viên metformin giải phóng kéo dài trên quy mô pilot” với mục tiêu:

1- Bước đầu xây dựng quy trình bào chế viên metformin 500 mg giải phóng kéo dài 12 giờ trên quy mô pilot

2- Bước đầu nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và theo dõi độ ổn định của viên metformin giải phóng kéo dài

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Thuốc giải phóng kéo dài

1.1.1 Khái niệm

Thuốc giải phóng kéo dài là những chế phẩm có khả năng kéo dài quá trình giải phóng và hấp thu dược chất từ dạng thuốc nhằm duy trì nồng độ dược chất trong máu, trong vùng điều trị một thời gian dài, với mục đích kéo dài thời gian điều trị, giảm số lần dùng thuốc cho người bệnh, giảm tác dụng không mong muốn, nâng cao hiệu quả điều trị của thuốc [1]

Hình 1.1 Đồ thị nồng độ dược chất trong máu theo thời gian của dạng viên GPKD

so với dạng viên quy ước

Hiện nay trong các tài liệu chuyên môn có rất nhiều thuật ngữ để chỉ thuốc GPKD, trong đó cách phân biệt cũng chưa hoàn toàn thống nhất và rõ ràng Theo các tài liệu chính thống có thể chia thành các loại sau: [37], [48]

- Thuốc giải phóng kéo dài (sustained release, prolonged release, extended release, ): chỉ chung các chế phẩm có khả năng giải phóng dược chất trong khoảng thời gian mong muốn để duy trì nồng độ dược chất trong máu trong vùng điều trị Thời gian mong muốn đó có thể là hàng ngày (với thuốc tiêm)

- Thuốc giải phóng có kiểm soát (controlled release): Cũng là thuốc GPKD nhưng ở mức cao hơn,”kiểm soát” hàm ý duy trì nồng độ dược chất hằng định trong máu trong vùng điều trị

- Thuốc giải phóng theo chương trình (programmed release, time release): Tương tự như thuốc giải phóng có kiểm soát nhưng tốc độ giải phóng dược chất được kiểm soát chặt hơn theo một chương trình thời gian định sẵn

- Thuốc giải phóng nhắc lại (repeat release): Là những chế phẩm chứa những liều dược chất được giải phóng ngắt quãng sau những khoảng thời gian nhất định, nồng độ dược chất trong máu duy trì trong vùng điều trị, nhưng không hằng định (ví

dụ dạng viên trong viên)

- Thuốc giải phóng tại đích (targeted release, site specific release): Là các chế phẩm TDKD giải phóng phần lớn dược chất tại nơi điều trị, tập trung nồng độ dược chất cao tại đích, phát huy được tối đa hiệu quả điều trị

1.1.2 Ưu nhược điểm

- Ưu điểm

- Duy trì được nồng độ dược chất trong máu trong vùng điều trị

- Giảm được dao động nồng độ thuốc trong máu (tránh hiện tượng đỉnh – đáy) do đó giảm được tác dụng không mong muốn của thuốc

- Giảm được số lần dùng thuốc cho người bệnh, giảm được phiền phức, tránh quên thuốc, bỏ thuốc, thức dậy giữa đêm để uống thuốc vì vậy đảm bảo được sự tuân thủ điều trị của người bệnh nhất là với những người bị bệnh mạn tính kinh niên phải điều trị dài ngày (như bệnh cao huyết áp, đái tháo đường )

- Nâng cao được sinh khả dụng của thuốc do thuốc được hấp thu đều đặn, triệt để hơn Trong nhiều trường hợp có thể tập trung được nồng độ thuốc cao tại nơi cần điều trị, phát huy được tối đa tác dụng của thuốc

- Giảm được lượng thuốc dùng cho cả đợt điều trị, do đó tuy giá thành một liều cao hơn nhưng giá thành cho cả liệu trình điều trị lại giảm [1],[37], [45]

- Nhược điểm

 Nếu có hiện tượng ngộ độc, tác dụng không mong muốn thì cơ thể không thải trừ thuốc ngay lập tức

 Đòi hỏi có kỹ thuật bào chế cao, giá thành cao hơn dạng thuốc quy ước

 Thuận lợi với một số dược chất có giới hạn an toàn rộng, có độ tan > 0,1 mg/ml, hấp thu tốt theo đường uống và không có đặc tính tích lũy trong cơ thể [1],[37],[ 45]

1.1.3 Phân loại thuốc GPKD theo cơ chế giải phóng dược chất

Các sản phẩm được bào chế thành công dưới dạng thuốc giải phóng kéo dài hầu hết được phát triển trên cơ sở một số cơ chế sau:

- Cơ chế khuếch tán

- Cơ chế áp suất thẩm thấu

- Cơ chế trao đổi ion

- Cơ chế hoà tan

Nguyên liệu tạo cốt là các polyme không tan trong nước như polymethyl methacrylat, polyvinyl clorid Đồng thời người ta còn sử dụng một số tá dược vô

cơ như dicalci phosphat, calci sulfat

Một số dược chất đã được bào chế dưới dạng cốt khuếch tán như theophylin, diaphylin, amphetamin, sắt sulfat, procainamid

Hình 1.2 Cơ chế khuếch tán dược chất khỏi hệ cốt trơ 1.1.3.2 Cơ chế áp suất thẩm thấu

- Nguyên tắc cấu tạo: Dược chất dễ tan trong nước được dập thành viên, sau

đó bao bên ngoài viên một màng bán thấm có miệng giải phóng dược chất (thường được khoan lase) Sau khi uống, nước đi qua hòa tan dược chất tạo nên 1 áp suất thẩm thấu cao hơn áp suất ngoài màng, đẩy dung dịch dược chất đi qua miệng ra môi trường bên ngoài [1],[45]

Thời điểm 0 giờ

Thời điểm t giờ Cốt

Dược chất

Dược chất hòa tan tạo áp lực thẩm thấu hoặc có thể kết hợp cùng các muối

dễ tan như natri clorid để tạo ra áp suất thẩm thấu đẩy dược chất ra môi trường bên ngoài qua miệng giải phóng Màng bán thấm sử dụng thường là cellulose acetate Quá trình giải phóng dược chất tuân theo động học bậc không [40]

Các dược chất đã được chế dưới dạng viên nén thẩm thấu như acetazolamid, metroprolol, indomethacin, theophylin, nifedipin

1.1.3.3 Cơ chế trao đổi ion

- Là một dạng của cốt không tan trong đó nhựa trao đổi ion đóng vai trò chất mang thuốc Khi bào chế, các dược chất ion hóa được gắn với nhựa trao đổi Sau khi uống, thuốc sẽ được giải phóng khỏi cốt bằng cách trao đổi với các ion có trong dịch tiêu hóa như ion H+, Cl- [1],[37], [40]

Các dược chất đã được chế dưới dạng cốt trao đổi ion tác dụng kéo dài như: amphetamin, phenylpropranolamin, ephedrin

1.1.3.4 Cơ chế hòa tan

- Màng bao hòa tan

Nguyên tắc cấu tạo: Dược chất được bao bởi một màng hòa tan chậm hoặc

ăn mòn dần trong đường tiêu hóa, đóng vai trò là các hàng rào làm chậm sự giải phóng dược chất ra khỏi dạng thuốc

Tá dược tạo màng thường là cellulose, polyethylen glycol (PEG), polymethyl acrylat và sáp Quá trình giải phóng dược chất từ hệ thường phụ thuộc vào độ dày màng và độ ổn định của màng [40]

1.1.3.5 Cốt sơ nước ăn mòn

Nguyên tắc cấu tạo: Dược chất được phối hợp với các tá dược sơ nước thường là sáp, các tá dược béo (như alcol béo, acid béo và các este của chúng, dầu hydrogen hóa ) các polyme ăn mòn theo pH (như Eudragit, CAP) Sau khi uống, cốt bị hệ enzym thủy phân và ăn mòn dần trong đường tiêu hóa, chủ yếu ở ruột Do vậy, sự giải phóng dược chất phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại môi (pH, hệ enzym ) [45]

1.1.4 Hệ cốt thân nước

1.1.4.1 Nguyên tắc cấu tạo

Dược chất được phối hợp với các tá dược có phân tử lượng lớn có nguồn gốc

tự nhiên, bán tổng hợp hay tổng hợp toàn phần thành một hệ đồng nhất có khả năng trương nở tạo gel và hòa tan trong nước như: alginat, gôm adragant, gôm guar, gôm xanthan, CMC, HPMC, Polyacrilamides [40]

Hệ cốt thân nước có thể được cấu thành từ 1 polyme hoặc hỗn hợp các polyme khác nhau như trong nghiên cứu của Drk.L.Senthilkumar và R.P.Ehizilmuthu chỉ sử dụng HPMC K100M để tạo cốt kiểm soát giải phóng [24],

T Satyanarayana và cộng sự sử dụng hỗn hợp polyme tạo cốt là HPMC K100M và

Na CMC [50], phối hợp HPMC K100, gôm xanthan, Na CMC và HPMC K4 trong nghiên cứu của Deepak Gupta và cộng sự [23], hay M Rajesh (2012) đã kết hợp HPMC K15M với Na CMC và HPMC K100M với Na CMC [33] để kiểm soát quá trình giải phóng của metformin

Quá trình giải phóng dược chất qua các bước (hình 1.3)

Cốt thấm nước và hòa tan lớp dược chất ở bề mặt ngoài cốt

Polyme trương nở tạo thành hàng rào gel hóa kiểm soát quá trình giải phóng dược chất

Môi trường hòa tan khuếch tán qua lớp gel thấm vào trong cốt hòa tan dược chất và cốt

Dung dịch dược chất khuếch tán qua lớp gel ra môi trường bên ngoài Quá trình giải phóng dược chất của hệ không chỉ phụ thuộc vào sự khuếch tán của dược chất qua lớp gel mà còn phụ thuộc vào tốc độ hòa tan và ăn mòn của cốt [37]

Hình 1.3 Quá trình giải phóng dược chất từ dạng cốt ăn mòn và cốt thân nước

(a: dạng cốt ăn mòn; b: dạng cốt thân nước)[37]

1.1.4.2 Ưu nhược điểm

- Ưu điểm

- Với cốt trơ, sự thấm nước chủ yếu là do hệ vi mao quản nhưng với cốt thân nước sự hút nước là do bản chất polyme tạo cốt Vì vậy lực nén dường như ít ảnh hưởng tới tốc độ giải phóng dược chất từ cốt thân nước [48]

Dược chất phân

tán trong cốt

Bề mặt cốt bị ăn mòn

Dược chất giải phóng

Dược chất phân

tán trong cốt

Lớp gel

Trước khi khuếch tán

Dược chất khuếch tán vào gel Dược chất giải phóng

- Bào chế đơn giản hơn hệ màng bao, thường theo phương pháp dập thẳng hoặc tạo hạt rồi đem dập viên

- Sử dụng linh hoạt, hiệu quả với chi phí thấp

- Giảm được hiện tượng bùng liều so với hệ màng bao

- Sử dụng được với dược chất có khối lượng phân tử lớn

- Bảo vệ được dược chất khỏi sự thủy phân hoặc những biến động của đường tiêu hóa [35]

- Nhược điểm

- Quá trình giải phóng dược chất phụ thuộc nhiều vào pH và hệ enzym đường tiêu hóa

- Hệ cốt cần được đường tiêu hóa loại bỏ sau khi thuốc đã giải phóng hết

- Khó đạt được sự giải phóng hằng định theo động học bậc 0 như hệ màng bao khuếch tán [35]

1.1.4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình giải phóng dược chất từ hệ cốt thân

nước

Quá trình giải phóng dược chất từ hệ chủ yếu là sự khuếch tán của dược chất

từ cốt ra môi trường bên ngoài Trong quá trình giải phóng, tốc độ giải phóng dược chất thường giảm theo thời gian vì khi hệ cốt trương nở tạo thành lớp gel dày lên theo thời gian thì dược chất cũng mất nhiều thời gian hơn để khuếch tán được qua lớp gel này [48]

Trong hệ cốt thân nước có rất nhiều yếu tố có khả năng ảnh hưởng tới quá trình kiểm soát giải phóng dược chất như: hình dạng của viên, kích thước hạt polyme, tỷ lệ tạo lớp gel (phụ thuộc vào loại polyme, khả năng kiểm soát nước và

hệ số khuếch tán của dược chất), nồng độ polyme, chiều dài chuỗi polyme và đặc tính của thuốc [48]

1.1.4.4 Ảnh hưởng của polyme

Polyme kiểm soát giải phóng là yếu tố chính quyết định quá trình giải phóng dược chất từ viên Các polyme thân nước thường được sử dụng với khối lượng tương đối lớn nên khả năng tương tác với các polyme khác hay với vai trò làm tá dược dính cũng cần được lưu ý Quá trình hydrat hóa các polyme bắt đầu từ việc hấp thụ hoặc hấp phụ nước vào các vị trí thích hợp, sau đó hình thành lên các liên kết polyme-polyme đồng thời với liên kết polyme – nước, tiếp theo là quá trình tách chuỗi polyme, trương nở và phân tán ra môi trường hòa tan [48]

Mặc dù có rất nhiều loại polyme được sử dụng làm tá dược kiểm soát giải phóng song các dẫn chất cellulose, đặc biệt các ether cellulose, được dùng nhiều nhất do tính phổ biến, sự an toàn và khả năng trương nở trong nước Các ether cellulose này có tính chịu nén tốt nên có thể dùng trong phương pháp dập thẳng hoặc tạo hạt, thích hợp với đa số các dược chất, có thể kết hợp với tỷ lệ dược chất lớn và không độc [28], [43]

HPMC là một ether cellulose được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dược phẩm với các vai trò như chất kết dính sinh học, chất tạo màng bao, chất kiểm soát giải phóng, chất làm tăng độ tan, chất nhũ hóa, chất ổn định nhũ tương… tùy thuộc vào từng loại HPMC khác nhau [43] Khi sử dụng HPMC với tỷ lệ lớn quá trình hydrat hóa diễn ra nhanh hơn so với tỷ lệ nhỏ Những phút đầu tiên của quá trình hydrat hóa là rất quan trọng vì nó quyết định hình thành lên lớp gel bảo vệ kiểm soát giải phóng dược chất của hệ cốt chứa HPMC [48]

Trên thực tế, dựa vào độ nhớt của dung dịch HPMC 2% (khối lượng/thể tích)

trong nước đo ở nhiệt độ 200C, HPMC được chia làm nhiều loại: HPMC K100, HPMC K4M, HPMC K15M, HPMC K100M [43] Độ nhớt của mỗi loại HPMC sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình giải phóng dược chất Với các polyme có độ nhớt cao hoặc phân tử lượng lớn thì lớp gel tạo ra sẽ bền vững hơn Do đó dược chất giải phóng ra khỏi lớp gel cũng chậm hơn [48]

Sapsongsoem C và cộng sự đã chứng minh khi dùng các loại HPMC có độ nhớt khác nhau thì hàm lượng dược chất giải phóng là khác nhau HPMC có độ nhớt càng cao thì cần thời gian dài hơn để hình thành lớp gel [47] Điều này cũng

Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ HPMC K100M đến khả năng kiểm soát giải phóng metformin DRK.L Senthilkumar (2011) kết luận khi tăng nồng độ HPMC sẽ làm kéo dài quá trình giải phóng dược chất từ viên [24]

1.1.4.5 Ảnh hưởng của dược chất và tá dược khác

Khả năng hòa tan của dược chất cũng ảnh hưởng tới khả năng kiểm soát giải phóng của hệ cốt thân nước Với những dược chất ít tan thì khả năng giải phóng khỏi hệ cốt là kém hơn và cơ chế giải phóng dược chất thường là cơ chế ăn mòn còn những dược chất có độ tan tốt thì giải phóng dễ dàng hơn và cơ chế giải phóng thường là cơ chế khuếch tán Chính vì thế việc xác định độ tan của cùng một hoạt chất trong các môi trường pH khác nhau là cần thiết trước khi bào chế viên nén dạng cốt khuếch tán thân nước [45]

Tá dược độn cũng là một yếu tố ảnh hưởng lớn tới sự kiểm soát giải phóng dược chất từ các thuốc dạng cốt Các loại tá dược độn thường sử dụng trong bào chế viên GPKD dạng cốt thân nước gồm có tá dược tan trong nước như lactose, không tan như cellulose vi tinh thể, dicalcium phosphat, hoặc hòa tan một phần như Starch

1500® Các tá dược độn này giúp cải thiện các đặc tính của bột và của viên như tăng khả năng chịu nén của bột, tăng độ trơn chảy, và cũng có thể ảnh hưởng tới khả năng giải phóng dược chất từ viên [45], [51]

Các tá dược độn làm ảnh hưởng tới khả năng giải phóng dược chất từ cốt do sự pha loãng dược chất trong polyme Sự ảnh hưởng này cũng phụ thuộc vào loại polyme kiểm soát giải phóng và đặc tính của tá dược độn Với tá dược độn tan trong nước như lactose giúp đẩy nhanh quá trình hút nước làm yếu liên kết trong gel, tăng

sự ăn mòn của lớp gel do đó làm tăng quá trình giải phóng thuốc Ngược lại các tá dược độn không tan trong nước làm giảm khả năng tạo gel của cốt do đó dược chất vẫn nằm trong cốt và quá trình giải phóng dược chất bị chậm lại [45]

- Điểm chảy: Từ 222 oC đến 226 oC [19]

1.2.2 Tính chất vật lý

- Tinh thể màu trắng hoặc gần như trắng

- Tan nhiều trong nước, ít tan trong alcol, thực tế không tan trong aceton và dichloromethan [4], [37], [19]

Metformin hydroclorid với khả năng tan tốt trong nước lại được sử dụng với hàm lượng cao 500 mg/viên cùng với khả năng chịu nén kém là những đặc tính không thuận lợi khi bào chế thuốc GPKD nhất là dạng cốt thân nước Tuy nhiên với

sự phát triển không ngừng của công nghệ bào chế dược phẩm, các polyme thân nước mới với khối lượng phân tử lớn như HPMC K4M, HPMC K15M, HPMC K100M có khả năng tạo gel bền vững để kiểm soát giải phóng đã được sử dụng cùng với phương pháp tạo hạt ướt sẽ giúp khắc phục các đặc điểm không thuận lợi trên

- Phân bố: metformin liên kết với protein huyết tương với mức độ không đáng kể, thuốc phân bố nhanh chóng vào các mô dịch và cả vào trong hồng cầu

- Chuyển hóa: metformin không bị chuyển hóa ở gan

- Thải trừ: metformin chủ yếu được thải trừ qua ống thận (90%), không thải trừ qua mật

Sau khi uống, khoảng 90% lượng thuốc hấp thu được thải trừ qua đường thận trong vòng 24 giờ đầu ở dạng không chuyển hóa Nửa đời trong huyết tương là 1,5 - 4,5 giờ

Có thể có nguy cơ tích lũy trong trường hợp suy giảm chức năng thận Ðộ thanh thải metformin qua thận giảm ở người bệnh suy thận và người cao tuổi [3], [49]

1.2.5 Tác dụng dược lý

Metformin là một thuốc chống đái tháo đường nhóm biguanid, có cơ chế tác dụng khác với các thuốc chống đái tháo đường nhóm sulfunylure Metformin không

kích thích giải phóng insulin từ các tế bào tuyến tụy, không có tác dụng hạ đường

huyết ở người bình thường, làm giảm sự tăng đường huyết nhưng không gây tai

biến hạ đường huyết, làm giảm nồng độ glucose trong huyết tương cả khi đói và sau bữa ăn của người bệnh đái tháo đường typ 2 [3],[49]

Cơ chế tác dụng ngoại biên của metformin là:

- Làm tăng sử dụng glucose ở tế bào

- Cải thiện sự nhạy cảm của insulin với thụ thể bằng cách giảm quá

trình oxy hóa acid béo tự do ở bệnh nhân ĐTĐ typ 2

- Ức chế tổng hợp glucose ở gan và làm giảm hấp thu glucose ở ruột

- Ngoài ra, metformin phần nào còn ảnh hưởng tốt trên chuyển hóa lipoprotein, thường bị rối loạn ở người bị đái tháo đường không phụ

thuộc insulin

1.2.6 Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng

Chỉ định

- Điều trị đái tháo đường không phụ thuộc insulin (typ 2)

- Đơn trị liệu khi không thể điều trị tăng đường huyết bằng chế độ ăn đơn thuần

- Có thể phối hợp với một số thuốc thuộc nhóm sulfunylure khi chế độ

ăn và sử dụng metformin hoặc sulfunylure đơn thuần không có hiệu quả kiểm soát glucose huyết một cách đầy đủ [3]

Chống chỉ định

- Phụ nữ có thai, suy gan thận và suy hô hấp

- Nhiễm khuẩn nặng, nhiễm khuẩn huyết

- Hoại tử, nghiện rượu, thiếu dinh dưỡng

- Suy tim xung huyết, trụy tim mạch, nhồi máu cơ tim cấp tính

- Bệnh phổi thiếu oxygen mạn tính [3]

Liều dùng

- Với dạng viên quy ước: 500 mg hoặc 850 mg x 2 lần/ngày, tăng liều thêm 1 viên/ngày, mỗi tuần tăng một lần đến khi liều tối đa là 2500 mg/ngày [3]

- Với dạng viên GPKD: 500 mg x 1 lần/ngày, tăng khoảng 500 mg mỗi tuần đến tối đa 2000 mg x 1 lần/ngày Có thể 1000 mg x 2 lần/ngày nếu không đạt kiểm soát với liều 2000 mg [10]

1.2.7 Tác dụng không mong muốn, thận trọng

Tác dụng không mong muốn

- Tiêu hóa: chán ăn, nôn, ỉa chảy, đầy thượng vị, táo bón, ợ nóng

- Da: ban, mày đay, nhạy cảm với ánh sáng,

- Chuyển hóa: nhiễm acid lactic

- Huyết học: thiếu máu bất sản, thiếu máu tan huyết, suy tủy, giảm tiểu cầu…[3]

- Phải ngừng dùng metformin khi tiến hành các phẫu thuật

- Không dùng metformin ở người bệnh suy giảm chức năng gan

1.2.8 Các phương pháp định lượng metformin

1.2.8.1 Phương pháp đo quang

Theo DĐVN IV, để định lượng hàm lượng metformin trong viên nén, mẫu cần định lượng được pha loãng tới nồng độ thích hợp và đo quang ở bước sóng 232nm Cốc đo dày 1cm, mẫu trắng là nước Tính hàm lượng MH theo A (1%,1cm) Lấy 798 là giá trị của A(1%,1cm) ở bước sóng cực đại 232 nm [4]

Trong các thử nghiệm hòa tan invitro của viên nén metformin giải phóng kéo

dài dung dịch thử hòa tan được pha loãng tới nồng độ thích hợp và đo quang ở bước sóng khoảng 216nm – 235nm (tùy theo thiết bị đo và môi trường đo) như trong các nghiên cứu của Nihar R Pani và cộng sự (đo quang ở bước sóng 216nm) [38], tại 232,2nm trong nghiên cứu của Azza A Hasan và cộng sự [16], tại 233nm như nghiên cứu của Akash Yadav và cộng sự [13], Margret Chandira và cộng sự [32], T Satyanarayana và cộng sự [50], Saptarshi Dutta và cộng sự [44]…

1.2.8.2 Phương pháp HPLC

Với ưu điểm về tính chính xác và độ đặc hiệu cao, HPLC là phương pháp được nhiều tác giả lựa chọn trong nghiên cứu metformin, đặc biệt là với nghiên cứu cho chế phẩm phối hợp, nghiên cứu độ ổn định hoặc các thử nghiệm invivo đánh giá hàm lượng dược chất trong dịch sinh học Bảng 1.1 thống kê một số hệ sắc ký dùng định lượng MH trong chế phẩm và trong dịch sinh học

Bảng1.1 Một số hệ sắc ký dùng trong định lượng metformin

STT Tác giả Mục đích Điều kiện sắc ký chuẩn) IS (nội

vi cầu và viên nén

Cột C18 (250 × 4,60 mm, 5 µm) Pha động: acetonitril: đệm phosphat (65:35)

Tốc độ dòng: 1 ml/phút Detector: 233 nm

Cột C18 (0,4 x 25cm, 0,5 µm) Pha động: methanol – nước (30:70 v/v) Tốc độ dòng: 0,5 ml/phút

Cột C-18 (250 x 4,6mm, 5 µm) Pha động: 34% acetonitril và 66%

pha nước (pha nước chứa 10 mM

KH2PO4 và 10 mM natri lauryl sulphat) Tốc độ dòng: 1,3 ml/phút

và trong nước tiểu

Cột C18 (250 mm×4,6 mm, 5 μm) Pha động: acetonitril : dd KH2PO4 pH 6,5 (34:66, v/v) và 3 mM natri dodecyl sulphat

Tốc độ dòng: 0,7 ml/phút Detector: 236 nm

ranitidin

5 Valentina Porta và cộng sự [54]

Định lượng

MH trong huyết tương người

Cột MetaSil-Phenyl (150 x 46 mm,4 µm) Pha động: đệm phosphat 0,02 M (pH 7,0) : acetonitril (50:50, v/v)

Tốc độ dòng: 1ml/phút Nhiệt độ 40 0

C Detector: 236 nm

Cột vertisep UPS CN HPLC (4,6 x 150, 5 µm)

Pha động: acetonitril : đệm phosphat pH 6,0 (70:30), nồng độ đệm 0,05M

Tốc độ dòng : 1 ml/phút Thể tích tiêm mẫu: 60 µl Detector: 234 nm

1.2.9 Một số chế phẩm chứa metformin trên thị trường Việt Nam

Các chế phẩm chứa metformin và dạng phối hợp của metformin với một số dược chất khác được trình bày như bảng 1.2

Bảng 1.2 Một số chế phẩm chứa metformin và dạng phối hợp của metformin

Nhận thấy metformin dạng viên quy ước rất đa dạng với các chế phẩm của các hãng dược phẩm nổi tiếng trên thế giới (Merck, Sandoz) và của trong nước sản xuất (Pharbaco, Stada, Domesco) nhưng dạng viên GPKD trên thị trường Việt Nam chỉ có Glucophage XR của Merck Sante và Panfor SR của Mega Ở Việt Nam hiện

nay vẫn chưa có công ty dược nào sản xuất thành công viên nén metformin GPKD

1.3 Một số công trình nghiên cứu về dạng cốt giải phóng kéo dài chứa

metformin

Dạng viên nén metformin giải phóng kéo dài được nghiên cứu nhiều trên thế giới với nhiều dạng cốt như cốt trơ (ethyl cellulose (EC), cellulose acetate, methycrylic acid, copolyme ), cốt thân nước (hydroxyl propyl methyl cellulose, hydroxyl propyl cellulose, hydroxyl ethyl cellulose, gôm xanthan, chitosan (CS),…)

và cốt sơ nước ăn mòn (dầu thực vật hydrogen hóa, glyceryl behenat, stearyl alcohol, cetyl alcohol ) [45]

1.3.1 Một số nghiên cứu ở nước ngoài

1.3.1.1 Dạng cốt thân nước

Drk.L.Senthilkumar và cộng sự (2011) sử dụng tá dược kiểm soát giải phóng

là HPMC K100M và HPMC K4M, tá dược dính là PVP K30 và tá dược độn là Avicel, viên bào chế được có khối lượng 650 mg Kết quả nghiên cứu cho thấy khi

sử dụng HPMC K100 khoảng 13% cho công thức viên tối ưu Khi

Nghiên cứu bào chế viên nén dạng cốt metformin GPKD bằng phương pháp dập thẳng sử dụng Methocel K100M CR hoặc Methocel K4M CR với các tỷ lệ khác nhau, Fiona Palmer và cộng sự (2005) đã lựa chọn được công thức bào chế viên bao gồm các thành phần: MH 50%, Methocel K100M CR (30%), MCC (19%), Aerosil

200 (0,5%), magnesi stearat (0,5%) và có các đặc tính sau: bột trơn chảy tốt, độ cứng đạt, độ bở dưới 0,01% và quá trình giải phóng dược chất tương đương như viên đối chiếu Glucophage XR 500 mg [25]

Bằng phương pháp tạo hạt khô Saptarshi Dutta và Dr Srinivas Rao đã nghiên cứu bào chế viên nén metformin dạng cốt giải phóng kéo dài sử dụng tá dược kiểm soát giải phóng là HPMC K100M và HPMC K4M Phương pháp tạo hạt khô giúp cải thiện khả năng trơn chảy của hạt, tăng chỉ số nén và giảm được lượng

tá dược đi kèm Thử nghiệm hòa tan được tiến hành trong 3 môi trường : pH 1,2 (2

giờ đầu), pH 4,0 (2 giờ tiếp theo) và pH 6,8 (8 giờ còn lại) Tác giả đã lựa chọn được công thức có tỷ lệ (metformin: 500 mg, HPMC K100M: 350 mg, Avicel PH101: 140 mg) cho kết quả thử hòa tan gần với viên đối chiếu nhất [44]

Uttam Mandal và cộng sự (2007) nghiên cứu bào chế viên nén metformin dạng cốt giải phóng kéo dài bằng phương pháp tạo hạt ướt Các tác giả sử dụng HPMC K15M làm nguyên liệu tạo cốt, dung dịch PVP K30 trong isopropyl alcol làm tá dược dính Bằng phương pháp bố trí thí nghiệm với hai biến độc lập là

phụ thuộc là % dược chất giải phóng tại thời điểm 1 giờ, 8 giờ và thời điểm dược chất giải phóng 50% Kết quả nghiên cứu cho thấy dược chất giải phóng tuân theo động học Higuchi, giải phóng chủ yếu theo cơ chế khuếch tán Tỷ lệ HPMC K15M

và PVP K30 có ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng giải phóng dược chất ra khỏi viên [52]

Chandan Garg và cộng sự (2013) kết hợp chitosan và hydroxyl propyl methyl cellulose phthalat (HPMCP) tạo thành cốt kiểm soát giải phóng dược chất Chitosan : HPMCP với tỷ lệ 1:1 được biến thiên trong khoảng từ 5 mg đến 35 mg mỗi chất để đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng dược chất và tối ưu hóa công thức bào chế Dung dịch PVP trong isopropyl alcol được sử dụng làm tá dược dính Viên được bào chế theo phương pháp tạo hạt ướt Kết quả nghiên cứu cho thấy khi

sử dụng tá dược kiểm soát giải phóng có độ tan phụ thuộc pH như chitosan và HPMCP tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình giải phóng kéo dài metformin trong

dạ dày cũng như trong đường ruột Kết quả thử hòa tan invitro cho thấy quá trình

giải phóng dược chất và động học giải phóng phụ thuộc vào loại polyme và tỷ lệ polyme Tỷ lệ polyme cao làm giảm khả năng khuếch tán của thuốc và chống lại sự xói mòn của cốt [20]

Hệ nổi ở dạ dày kiểm soát giải phóng metformin sử dụng hỗn hợp HPMC K100M và Eudragit RL100 đã được Kamlesh J Wadher và cộng sự (2013) sử dụng

để bào chế viên GPKD 12h Viên được bào chế theo phương pháp tạo hạt ướt và được đánh giá theo các tiêu chí: độ cứng, đồng đều khối lượng, độ bở, hàm lượng dược chất và thời gian nổi trong dạ dày Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng chỉ sử dụng HPMC K100M không thể kiểm soát được metformin giải phóng đến 12h trong khi

đó kết hợp thêm Eudragit RL100 lại cho kết quả kiểm soát giải phóng tốt hơn Công thức tối ưu thu được có tỷ lệ HPMC K100M và Eudragit RL100 đều là 15%, quá trình giải phóng dược chất tuân theo định luật Fickian và đồ thị giải phóng dược

chất thu được là tương đương với viên đối chiếu Glucomet SR với hệ số tương đồng

f2 là 56,76 [31]

Bằng việc sử dụng các polyme có nguồn gốc tự nhiên như gôm guar và gôm xanthan A madhusudhan Reddy và cộng sự (2013) đã bào chế và đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng metformin từ dạng cốt của các polyme này Kết quả cho thấy khi chỉ sử dụng gôm guar cho hạt có khả năng trơn chảy tốt hơn và cũng có khả năng kiểm soát giải phóng tốt hơn Tăng nồng độ gôm guar trong công thức viên sẽ làm kéo dài quá trình giải phóng dược chất [12]

1.3.1.2 Dạng cốt sơ nước

Trong nghiên cứu của Arno EA và cộng sự (2002) viên nén phối hợp metformin/gliclazid GPKD được bào chế dạng cốt sử dụng Eudragit NE30D bằng phương pháp tạo hạt ướt Viên tạo thành được đánh giá với các thông số như: độ rã,

độ cứng, độ đồng đều khối lượng và khả năng GPDC invitro Kết quả cho thấy, với

tỷ lệ Eudragit NE30D từ 9 - 13,45% cho viên đạt các tiêu chuẩn về viên nén được quy định trong Dược điển Ấn Độ và GPDC tuân theo mô hình giải phóng của Higuchi với hệ số tương quan khá lớn [14]

Bằng phương pháp dập thẳng sử dụng phức hợp triacetyl-β-Cyclodextrin (TβC) và các polyme khác nhau (EC, gôm xanthan, CS, Eudragit L100-55 (EU), HPMC, ) Giovanna Corti và cộng sự (2008) đã tiến hành bào chế và đánh giá viên metformin GPKD trong các môi trường HCl pH 1,1 và đệm phosphat pH 6,5 Kết quả cho thấy việc sử dụng kết hợp các polyme tạo cốt (HPMC: EC, EU-HPMC, EC-CS) cho phép kiểm soát GPDC tốt hơn chỉ sử dụng một loại polyme Công thức viên nén sử dụng EU-CS với tỷ lệ (1,5-0,5w/w) kết hợp với hệ metformin - TβC (1-

1 w/w) được bào chế bằng phương pháp phun sấy và xay nghiền giúp kiểm soát GPDC tốt: khoảng 30% sau 2h và 90% sau 5h Tác giả đã nghiên cứu động học giải phóng MH khỏi hệ cốt MH-TβC và đưa ra kết luận hệ giải phóng dược chất phù hợp nhất theo động học Higuchi [27]

Bằng phương pháp tạo hạt nóng chảy và dập thẳng Basavaraj K Nanjwade và cộng sự (2011) đã kết hợp một chất mang sơ nước (stearic acid - SA) và một polyme thân nước (polyethylene oxide – PEO) để tạo cốt kiểm soát giải phóng Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các đặc tính lý hóa của hạt tạo ra theo cả 2 phương pháp này đều chấp nhận được Tốc độ giải phóng dược chất từ viên phụ thuộc vào tỷ lệ

SA, PEO sử dụng và cũng phụ thuộc vào cách thức tạo hạt Động học giải phóng dược chất từ viên bào chế được tuân theo mô hình Korsemeyer-Peppas với giá trị R2

là 0,991 Phương pháp tạo hạt nóng chảy có hiệu quả hơn phương pháp dập thẳng trong việc kiểm soát giải phóng dược chất có độ tan cao như metformin [18]

Kết hợp các polyme có độ tan phụ thuộc pH (Eudragit L-100 và S-100) và không phụ thuộc pH (Eudragit RLPO và RSPO) để kiểm soát giải phóng đã được Kamlesh J Wadher và cộng sự (2013) sử dụng để kiểm soát quá trình GPDC của metformin Trong các thử nghiệm khác nhau cho thấy hệ với S-100/RLPO và S-100/RSPO giải phóng kéo dài tốt hơn Động học giải phóng thuốc trong các kết quả

thử hòa tan invitro cho thấy cơ chế giải phóng thuốc chuyển từ cơ chế khuếch tán

sang các cơ chế khác Từ các dữ liệu và công thức Korsmeyer nhận thấy khuếch tán kết hợp ăn mòn có thể là cơ chế giải phóng của thuốc [30]

1.3.1.3 Dạng thuốc giải phóng kéo dài khác của metformin

Nghiên cứu bào chế dạng thuốc GPKD phối hợp metformin và glipizid theo

cơ chế bơm thẩm thấu được Bharadwaj P và cộng sự (2012) công bố Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng khi tăng hàm lượng chất tạo áp lực thẩm thấu (manitol và lactose) hay tăng nồng độ chất hóa dẻo PEG 400 trong màng bán thấm cellulose acetate, quá trình giải phóng dược chất diễn ra nhanh hơn Khi tăng độ dày màng bán thấm quá trình giải phóng dược chất lại chậm lại và mô hình động học bậc không là phù hợp để mô tả quá trình giải phóng dược chất từ viên [17] Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Vamshi Krishna Lekkala và cộng sự (2010) về viên thẩm thấu chỉ chứa metformin sử dụng natri laurylsulphat tạo áp lực thẩm thấu

và bao bằng màng bán thấm cellulose acetat với chất hóa dẻo là PEG 400 [55]

R B Patel và cộng sự (2011) nghiên cứu về hệ thẩm thấu chứa metformin và glipizid bằng phương pháp dập viên hai lớp của hai dược chất sau đó bao bằng màng bán thấm cellulose acetat với chất hóa dẻo PEG 400 và dầu thầu dầu Glipizid được tăng độ tan bằng phức hợp Hp- β-cyclodextrin Metformin với tính chịu nén kém, độ tan cao lại được sử dụng với khối lượng lớn nên được phun sấy cùng HPMC A15C để cải thiện khả năng chịu nén, kiểm soát quá trình giải phóng dược chất bằng cách kết hợp với HPMC K4M, HPMC K15M hoặc HPMC K100M Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể điều chỉnh glipizid giải phóng trong 2 giờ đầu bằng natri carbonat và metformin được kiểm soát giải phóng trong 12 giờ bằng cách kết hợp với HPMC K15 M : natri clorid tỷ lệ (10:5) Khi tăng kích thước lỗ khoan quá

trình giải phóng dược chất diễn ra nhanh hơn [41]

1.3.2 Một số nghiên cứu trong nước về metformin

Pellet metformin dạng cốt giải phóng kéo dài sử dụng ethyl cellulose làm tá dược kiểm soát giải phóng đã được Lã Thị Lệ Quyên (2008) nghiên cứu bào chế Kết quả cho thấy khi tăng lượng ethyl cellulose không ảnh hưởng tới khả năng tạo pellet và hình thức pellet tạo thành nhưng quá trình giải phóng dược chất giảm [11]

Viên nén dạng cốt thân nước kết hợp HPMC và NaCMC đã được Lê Duy Hưng (2009) sử dụng để kiểm soát quá trình giải phóng metformin Tác giả đưa ra kết luận khi tăng tỉ lệ polyme thì tốc độ giải phóng dược chất từ viên giảm, khi tăng nồng độ PVP K30 tốc độ giải phóng dược chất có xu hướng tăng lên Với lượng

MH (250 mg), HPMC (250 mg), NaCMC (250 mg), và PVP K30 (40 mg) cho viên

có quá trình giải phóng dược chất đều đặn trong 10 giờ [7]

Năm 2012, tác giả Bùi Tuyết Mai đã nghiên cứu bào chế viên nén phối hợp glipizid 2,5 mg giải phóng nhanh và metformin 500 mg giải phóng kéo dài Viên nhân chứa metformin GPKD được thiết kế dạng cốt thân nước chứa HPMC K100M phối hợp với tá dược sơ nước (sáp ong) Dịch bao chứa glipizid được phân tán trong dung dịch PVP/EtOH nhằm giải phóng glipizid ngay sau khi uống Kết quả cho thấy khi sử dụng HPMC K100M (100 mg) kết hợp với sáp ong (58 mg) có thể kiểm soát được metformin giải phóng kéo dài như viên đối chiếu Glucophage XR, màng bao chứa glipizid giải phóng nhanh gần như không ảnh hưởng tới quá trình giải phóng dược chất metformin [9]

Năm 2011, viên nén metformin hydroclorid giải phóng kéo dài dạng cốt thân nước đã được nghiên cứu bào chế với việc sử dụng polyme kiểm soát giải phóng là HPMC K100M và tá dược dính là dung dịch 10% của PVP K90 trong ethanol 96% [5] Kết quả nghiên cứu cho thấy bằng phương pháp tạo hạt ướt và sử dụng với tỷ lệ HPMC K100M 31%, PVP K90 5% (kl/kl) cho viên có khả năng kiểm soát giải phóng dược chất tương đương viên đối chiếu Glucophage XR 500 mg trong 8 giờ Dựa vào kết quả nghiên cứu trên chúng tôi tập trung nâng quy mô bào chế và đánh giá độ ổn định của viên bào chế được trên quy mô pilot (4000 viên/lô)

2 Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Viên nén metformin giải phóng kéo dài

2.2 Nguyên liệu, thiết bị, địa điểm nghiên cứu

2.2.1 Nguyên liệu

Nguyên liệu dùng trong quá trình nghiên cứu viên nén metformin giải phóng kéo dài được liệt kê ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong quá trình nghiên cứu

2.2.2 Thiết bị

Danh mục các thiết bị được sử dụng trong quá trình nghiên cứu:

- Máy xay RRH-A350

- Rây 180, 200,350, 650, 800, 1000 (µm)

- Máy trộn lập phương ERWEKA

- Máy xát hạt ERWEKA

- Máy trộn chữ Z ERWEKA

- Đầu máy KALWEKA

- Tủ sấy Memmert Germany

- Máy nhào trộn cao tốc tạo hạt GHL

- Máy sấy tầng sôi tạo hạt FL-5

- Máy sửa hạt JFZ - B

- Máy dập viên quay tròn Rimeck minipress II

- Cân phân tích Sartorius TE 214S

- Cân hàm ẩm AND MF-50

- Cân kỹ thuật Sartorius TE 3102S

- Máy phân tích nhiệt Mettler Toledo

- Máy đo độ cứng Pharmatest PTB 511B

- Thước kẹp Mitutoyo 530 – 118

- Máy đo độ mài mòn Pharmatest PTF E

- Máy đo độ trơn chảy ERWEKA GWF

- Máy đo tỉ trọng biểu kiến ERWEKA SVM Germany

- Máy thử hòa tan Logan UDT-804

- Máy siêu âm ELMA Sonic S100

- Máy ly tâm 80 – 2 Tentriphure

- Máy đo quang STECORD 200 Germany

- Hệ thống máy sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC Alliance Waters 2695D, autosampler, detector UV

- Tủ vi khí hậu Climacell

- Dụng cụ thủy tinh: pipet chính xác 1 ml, 5 ml, 10 ml, 25 ml, cốc có mỏ, bình định mức 50 ml, 100 ml

2.2.3 Thuốc đối chiếu

Viên nén Glucophage XR 500 mg của công ty Merck Sante – France số lô T0063138 sản xuất ngày 06-07-2012 hết hạn ngày 05-07-2014, và T0915158 sản xuất ngày 18-10-2012 hết hạn ngày 17-10-2014 sử dụng để nghiên cứu từ tháng 10/2013 đến tháng 8/2014

2.2.4 Địa điểm nghiên cứu

- Bộ môn Bào Chế trường Đại Học Dược Hà Nội

- Trung tâm kiểm nghiệm thuốc tỉnh Phú Thọ

- Công ty cổ phần Dược Phú Thọ

- Công ty cổ phần dược phẩm Vĩnh Phúc

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp quét nhiệt lượng vi sai (DSC)

Phương pháp quét nhiệt lượng vi sai DSC giúp đánh giá sự ảnh hưởng của tá dược tới dược chất sau khi phối hợp và hình thành viên [39]

Các thí nghiệm DSC được thực hiện trên thiết bị phân tích nhiệt Mettler Toledo Tiến hành đánh giá với các mẫu nguyên liệu metformin, HPMC K100M và

metformin, hỗn hợp cốm ngay sau bào chế, và hỗn hợp sau 3 tháng bào chế Sử dụng chảo nhôm chứa mẫu 40 µl, đục thủng nắp, khối lượng mẫu khoảng từ 3-7

mg Nhiệt độ quét từ 25 – 2500C, tốc độ gia nhiệt 100/phút Trong quá trình thử, thổi khí nitrogen với lưu lượng 20 ml/phút

2.3.2 Phương pháp bào chế viên metformin hydroclorid giải phóng kéo dài

Viên metformin GPKD dạng cốt được bào chế theo phương pháp tạo hạt ướt gồm metformin, các tá dược: HPMC K100M, Avicel PH 101, tá dược dính là dung dich 10% của PVP K90 trong ethanol 96%

2.3.2.1 Phương pháp bào chế ở quy mô 500 viên/mẻ

Với điều kiện máy móc và thiết bị hiện có tại bộ môn Bào Chế trường Đại Học Dược Hà Nội chúng tôi tiến hành bào chế viên theo sơ đồ 2.1

Quy trình bào chế theo các bước sau:

- Bước 1: Xử lý nguyên liệu

- Metformin được xay nghiền và rây qua rây 200

- HPMC K100M, Avicel PH 101 rây qua rây 200

- PVP K90 được ngâm, hòa tan trong ethanol 96% để được dung dịch 10%

- Bước 2: Trộn bột kép

- Cân các nguyên liệu (metformin, HPMC K100M, Avicel PH101) đã chuẩn

bị ở trên bằng cân kĩ thuật và cho vào máy trộn lập phương Lắp máy trộn lập phương vào đầu máy KALWEKA và tiến hành nhào trộn

- Cứ 5 phút lấy mẫu 1 lần (mỗi lần 5 mẫu) để đánh giá độ đồng đều hàm lượng dược chất

- Bước 3: Tạo khối ẩm

- Khối bột sau khi trộn được chuyển sang máy trộn chữ Z để tiến hành nhào

- Hạt sau khi được tạo thành được sấy bằng hệ thống sấy tĩnh ở nhiệt độ 50 ±

50C đến khi hàm ẩm đạt 2-3% thì dừng lại

- Sửa hạt qua rây 1000

- Bước 6: Trộn tá dược trơn

- Cân lại khối lượng hạt sau khi sửa, tính lại khối lượng magnesi stearat cần dùng

- Cho khối hạt và magnesi stearat vào máy trộn lập phương Trộn cốm khô khoảng 5 phút thì dừng lại và lấy mẫu kiểm nghiệm bán thành phẩm với các tiêu chí của cốm như tỷ trọng thô, tỷ trọng biểu kiến, độ trơn chảy, hàm ẩm của cốm, hàm lượng dược chất trong cốm

- Bước 7: Dập viên

- Tiến hành dập viên bằng máy dập viên quay tròn Rimeck minipress-II

- Dập viên với bộ chày cối caplet kích thước 21,5 x 10,5 (mm) hoặc 19 x 9 (mm)

- Theo dõi độ đồng đều khối lượng và độ cứng của viên trong quá trình dập viên

Sơ đồ 2.1 Quy trình bào chế viên nén metformin GPKD quy mô 500 viên/mẻ 2.3.2.2 Phương pháp bào chế ở quy mô 4.000 viên/lô

Ở qui mô 4000 viên/lô trang thiết bị sử dụng khác so với qui mô 500 viên/mẻ, trong đó có 2 thiết bị: thiết bị trộn tạo hạt cao tốc và thiết bị sấy tầng sôi là thay đổi lớn nhất trong quá trình nâng qui mô Quá trình bào chế ở qui mô 4000 viên/lô được mô tả như sơ đồ 2.2

Quy trình bào chế được tiến hành theo các bước sau:

- Bước 1: Xử lý nguyên liệu

- Nguyên liệu MH được xay nghiền và rây qua rây 200

- HPMC K100M, Avicel PH 101 rây qua rây 200

- PVP K90 được ngâm, hòa tan trong ethanol 96% để được dung dịch 10%

- Bước 2: Trộn bột kép

- Cân các nguyên liệu (MH, HPMC K100M, Avicel PH101) đã chuẩn bị ở trên cho vào máy nhào trộn cao tốc Trộn bột bằng cánh khuấy với vận tốc 240 vòng/phút

- Cứ 2 phút lấy mẫu 1 lần (mỗi lần 5 mẫu) để đánh giá độ đồng đều hàm lượng dược chất theo thời gian trộn

- Bước 3: Nhào ẩm và cắt tạo hạt

Dung dịch tá dược dính được rót từ từ vào khối bột kết hợp với khuấy trộn trong máy trộn cao tốc Bật cánh cắt ở thân thiết bị để tạo hạt

- Bước 4: Sấy se và sửa hạt

- Sau 10 phút cắt tạo hạt, cốm được lấy ra và chuyển sang máy sấy tầng sôi

để sấy se (nhiệt độ khí đầu vào 500C, khí đầu ra 350

C, áp suất khí nén 7,2 kg/cm2)

- Khảo sát thời gian sấy se để quá trình sửa hạt được tốt nhất

- Hạt sau khi được sấy se được sửa qua rây 1000 bằng máy xát hạt JFZ-B (công suất 40 – 400 kg/h)

- Bước 5: Sấy khô hạt

- Hạt sau khi sửa qua rây 1000 được đưa trở lại máy sấy tầng sôi (nhiệt độ khí đầu vào 500C, khí đầu ra 350

C, áp suất khí nén 7,2 kg/cm2) để sấy khô hạt

- Lấy mẫu kiểm tra hàm ẩm của hạt theo thời gian Khi hàm ẩm đạt từ 2-3% thì dừng quá trình sấy lại

- Bước 6: Trộn tá dược trơn

- Cân lại khối lượng hạt sau khi sửa, tính lại khối lượng magnesi stearat cần dùng

- Do khối lượng hạt thu được khoảng 3 kg nhưng không có thiết bị trộn phù hợp nên quá trình trộn tá dược trơn được tiến hành theo phương pháp thủ công

- Cốm sau khi trộn tá dược trơn được lấy mẫu kiểm nghiệm bán thành phẩm với các chỉ tiêu: tỷ trọng thô, tỷ trọng biểu kiến, độ trơn chảy, hàm ẩm của cốm, hàm lượng dược chất trong cốm

- Bước 7: Dập viên

- Tiến hành dập viên bằng máy dập viên quay tròn Rimeck minipress-II

- Dập viên với bộ chày cối caplet kích thước 19x9 (mm)

- Theo dõi độ đồng đều khối lượng và độ cứng trong quá trình dập viên

Sơ đồ 2.2 Quy trình bào chế viên nén MH ở quy mô 4.000 viên/lô

2.3.3 Phương pháp đánh giá

2.3.3.1 Phương pháp đánh giá bột và hạt

- Phương pháp đánh giá phân bố kích thước tiểu phân

Cân một khối lượng nhất định của bột (hạt) cho lên các rây có kích thước khác nhau Tiến hành rung lắc để bột (hạt) qua các lớp rây, cân lại khối lượng còn lại trên mặt rây để đánh giá phân bố kích thước tiểu phân

Dập viên Sấy khô

Máy sấy tầng sôi

Cân m (g) bột (hạt) cho vào ống đong 50 ml, đọc thể tích khối bột (Vt) Đặt ống đong lên máy đo tỷ trọng biểu kiến ERWEKA SVM với các thông số cài đặt: tần số gõ 100 lần/phút, gõ 300 lần Đọc thể tích khối bột sau khi gõ (Vbk)

Kết quả: Tỷ trọng thô (dt), tỷ trọng biểu kiến (dbk)được tính theo công thức:

- C trong khoảng 16 – 20 : trơn chảy tương đối tốt

- C trong khoảng 21 – 25 : có thể chảy được

Chỉ số Hausner được xác định theo công thức

H = Chỉ số Hausner càng gần 1 thì khả năng chịu nén của bột càng tăng

- Phương pháp xác định độ trơn chảy của hạt:

Độ trơn chảy của hạt được xác định theo phương pháp đo khối lượng bột chảy trong một đơn vị thời gian bằng máy đo độ trơn chảy ERWEKA GWF với đường kính lỗ phễu 9 mm Tốc độ chảy được tính theo công thức:

V = tgα Trong đó : v là tốc độ chảy (g/giây)

α là góc giữa đường thẳng biểu diễn sự phụ thuộc của khối lượng hạt chảy theo thời gian và trục hoành (trục thời gian)

- Phương pháp lấy mẫu kiểm tra độ đồng đều của bột và hạt:

Trong quá trình trộn bột kép, các mẫu được lấy ra tại 5 vị trí của thiết bị trộn vào mỗi thời điểm khác nhau để xác định độ đồng đều về hàm lượng dược chất

trong khối bột (hạt) Các vị trí lấy mẫu gồm 4 góc và ở tâm của thiết bị (Sơ đồ 2.3) Mỗi mẫu lấy khoảng 5g bột (hạt)

Sơ đồ 2.3 Các vị trí lấy mẫu định lượng 2.3.3.2 Phương pháp đánh giá viên

- Phương pháp đo độ cứng của viên:

Thiết bị: Máy đo độ cứng Pharmatest

Tiến hành: Đặt dọc viên caplet theo trục của máy, máy sẽ tác động vào trục của viên một lực đến khi vỡ viên Ghi lại lực gây vỡ viên

- Phương pháp đo độ mài mòn của viên:

Thiết bị: Máy đo độ mài mòn Pharmatest PTFE

Tiến hành: Cân chính xác 20 viên (m1) vào trống quay, quay 100 vòng với tốc độ 25 vòng/phút Lấy viên ra, làm sạch bụi, cân khối lượng viên còn lại (m2)

Tính độ mài mòn X% theo công thức:

- Phương pháp đo bề dày của viên:

Sử dụng thước kẹp Mitutoyo 530 – 118 có độ chia 0,05 mm để đo bề dày viên

- Phương pháp đánh giá độ đồng đều khối lượng:

Tiến hành theo phụ lục 11.3 DĐVN IV áp dụng cho viên nén [4]

- Phương pháp định lượng hàm lượng dược chất bằng UV-Vis:

Định lượng đo quang tại bước sóng 233 nm So sánh mật độ quang của mẫu thử và mẫu chuẩn, từ đó xác định hàm lượng dược chất trong viên

Tiến hành:

Mẫu thử: Cân 20 viên, tính khối lượng trung bình và nghiền thành bột mịn Cân chính xác một lượng bột viên tương ứng với khoảng 0,1 g metformin hydroclorid, siêu âm với 70 ml nước trong 15 phút, thêm nước vừa đủ 100,0 ml và lắc đều Lọc, bỏ 20 ml dịch lọc đầu Pha loãng 10,0 ml dịch lọc này thành 100,0 ml

bằng nước, lắc đều Tiếp tục pha loãng 10,0 ml dung dịch thu được thành 100,0 ml bằng nước

Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 0,1 g metformin, hòa tan và pha loãng bằng nước đến nồng độ khoảng 10 µg/ml

Hàm lượng dược chất trong viên được tính theo công thức:

Hàm lượng dược chất trong viên so với hàm lượng ghi trên nhãn:

%MH’ =

%MH’: Hàm lượng % metformin trong viên so với hàm lượng ghi trên nhãn

Dt : mật độ quang của dung dịch thử

Dc : Mật độ quang của dung dịch chuẩn

mt : Khối lượng của dược chất trong mẫu thử (g)

mc : Khối lượng dược chất trong mẫu chuẩn (g)

mtb: Khối lượng trung bình viên

- Phương pháp định lượng hàm lượng dược chất trong viên bằng phương pháp

- Detector UV đo tại 218 nm

- Pha động: Dung dịch đệm và acetonitril theo tỷ lệ 90:10 (v/v)

Cách pha dung dịch đệm: Hòa tan 1,0 g muối natri của acid 1-heptan sulfonic và 1,0 g natri clorid trong 1800 ml nước, điều chỉnh pH đến 3,85 bằng dung dịch acid phosphoric 0,05M Thêm nước tới đủ thể tích 2000 ml