Nghiên cứu bào chế vi nang glipizid bằng phương pháp đông tụ

Phương pháp này thường hay sử dụng các các polyme có nguồn gốc tự nhiên, có tính tương thích sinh học cao như alginat, chitosan, gôm gellan… Trong phương pháp này các polyanion như algin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VI NANG GLIPIZID BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ĐÔNG TỤ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THÙY TRANG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VI NANG GLIPIZID BẰNG PHƯƠNG PHÁP

ĐÔNG TỤ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:

TS Nguyễn Ngọc Chiến Nơi thực hiện:

1 Bộ môn Công nghiệp Dược

2 Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia

HÀ NỘI - 2013

Với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân

thành nhất tới: thầy giáo TS Nguyễn Ngọc Chiến - Giảng viên bộ môn Công

nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội - người thầy đã luôn tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trên con đường học tập, rèn luyện và nghiên cứu khoa học

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Hạnh Thủy cùng toàn thể các

thầy, cô giáo và các anh chị kỹ thuật viên bộ môn Công Nghiệp Dược - những

người đã luôn hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành khóa luận này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn

bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại học Dược Hà Nội

Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2013

Sinh viên

Nguyễn Thị Thùy Trang

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về glipizid 2

1.1.1 Công thức 2

1.1.2 Tính chất lý hóa 2

1.1.3 Dược động học 2

1.1.4 Tác dụng dược lý và cơ chế tác dụng 2

1.1.5 Chỉ định, chống chỉ định, liều dùng, cách dùng 3

1.2 Tổng quan về dạng bào chế vi nang 3

1.2.1 Khái niệm 3

1.2.2 Cấu tạo, thành phần: 4

1.2.3 Phân loại 5

1.2.4 Ứng dụng của vi nang 5

1.2.5 Phương pháp bào chế vi nang 6

1.3 Vài nét về natri alginat 11

1.4 Một số nghiên cứu liên quan về dạng bào chế vi tiểu phân glipizid 12

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 16

2.1.1 Nguyên liệu 16

2.1.2 Thiết bị 16

2.2 Nội dung nghiên cứu 16

2.2.1 Xây dựng công thức bào chế vi nang glipizid bằng phương pháp đông tụ tạo muối 16

2.2.2 Đề xuất tiêu chuẩn cơ sở cho vi nang bào chế được 17

2.3 Phương pháp thực nghiệm 17

2.3.1 Xây dựng đường chuẩn của glipizid trong môi trường đệm phosphat 7,4 17

2.3.2 Phương pháp bào chế vi nang 18

2.3.3 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu 19

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

3.1 Xây dựng đường chuẩn của dung dịch glipizid trong môi trường đệm phosphat 7,4 23

3.1.2 Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa mật độ quang và

nồng độ của dung dịch glipizid trong môi trường đệm phosphat pH 7,4

23

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố công thức đến vi nang bào chế được 24

3.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ tá dược – dược chất đến vi nang 27

3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch alginat đến vi nang 29

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch calci clorid đến vi nang 30

3.2.4 Ảnh hưởng của loại dung môi hòa tan alginat đến vi nang 32

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố quy trình đến vi nang bào chế được 34

3.3.1 Ảnh hưởng của thời gian ủ vi nang 34

3.3.2 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy môi trường calci clorid 34

3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo vi nang 36

3.3.4 Ảnh hưởng của tốc độ nhỏ giọt vi nang 37

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của Aerosil đến hình dạng của vi nang 38

3.5 Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho vi nang bào chế được 39

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

D/N Dầu trong nước

kl/tt Khối lượng trên thể tích

LMP Low methoxy pectin

PVA Polyvinyl alcol

RESS Dung dịch siêu tới hạn

SAS Dung môi đối kháng siêu tới hạn

S.E.M Kính hiển vi điện tử quét (scanning electron microscope) TCNSX Tiêu chuẩn nhà sản xuất

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

A- Bảng

chuẩn

23

dược – dược chất, nồng độ alginat, nồng độ CaCl 2 , loại dung môi đến vi nang

khác nhau

32

trường

35

Bảng 3.9 Đặc tính của vi nang bào chế được khi thay đổi tốc độ

khuấy môi trường

Bảng 3.14 Đề xuất tiêu chuẩn cơ sở cho vi nang glipizid bào chế

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quang giữa mật độ quang và

nồng độ dung dịch GPZ trong môi trường đệm phosphat 7,4 tại bước sóng 223 nm

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tỷ lệ mắc bệnh đái tháo đường cũng như nhiều bệnh mạn tính khác đang ngày càng gia tăng ở Việt Nam Các chuyên gia cho rằng hiện có ít nhất hai triệu người bị bệnh đái tháo đường ở Việt Nam, mặc dù hơn 60% trong số đó vẫn chưa được chẩn đoán và không biết là mình bị bệnh Nếu không được chữa trị, bệnh đái tháo đường có thể dẫn đến những biến chứng đe dọa đến tính mạng như mù lòa, tổn thương thần kinh nặng và bệnh lý tim mạch (đột quỵ, nhồi máu cơ tim) Ước tính gánh nặng bệnh tật toàn cầu của WHO cho thấy năm 2008 Việt Nam có khoảng

17000 người chết vì các biến chứng của bệnh đái tháo đường

Glipizid là thuốc điều trị đái tháo đường typ II nhóm sulfonylure dùng đường uống, là một trong các thuốc chống đái tháo đường mạnh nhất [2] Thuốc hấp thu nhanh và hầu như hoàn toàn qua đường tiêu hóa nhưng có độ tan rất kém trong nước (37,2 mg/L) và phụ thuộc pH nên có thể dẫn đến giảm khả năng giải phóng ra khỏi dạng bào chế và khả năng hòa tan của dược chất làm thuốc hấp thu kém, ảnh hưởng đến sinh khả dụng trong quá trình dùng thuốc

Trên thực tế đã có nhiều dạng bào chế của glipizid được nghiên cứu như viên nén giải phóng kéo dài, vi nang, vi cầu với các mục đích khác nhau Bào chế glipizid dưới dạng vi nang sử dụng tá dược alginat có nhiều ưu điểm như có diện tích tiếp xúc bề mặt lớn, có thời gian lưu trong đường tiêu hóa hằng định, giảm sự sai khác sinh khả dụng giữa các cá thể, ngoài ra vi nang alginat còn có thuộc tính kết dính sinh học và khả năng kiểm soát giải phóng kéo dài giúp giảm số lần dùng thuốc cho bệnh nhân

Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế vi nang glipizid bằng phương pháp đông tụ” với mục tiêu:

1 Nghiên cứu xây dựng được công thức bào chế vi nang glipizid giải phóng kéo dài 7 tiếng bằng phương pháp đông tụ

2 Đề xuất được tiêu chuẩn cơ sở cho vi nang bào chế được

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về glipizid

+ Công thức phân tử: C21H27N5O4S

+ Phân tử khối: 445,536 g/mol

+ Tên khoa học:

N-(4-[N-(cyclohexylcarbamoyl)sulfamoyl]phenethyl)-5-methylpyrazine-2-carboxamide [10], [33]

1.1.2 Tính chất lý hóa

+ Lý tính: Bột kết tinh trắng hoặc gần trắng; thực tế gần như không tan trong nước (37,2 mg/L), rất ít tan trong ethanol Tan ít trong methylclorid, aceton, methanol…, hòa tan tốt trong dung dịch kiềm và dimethylformanid [10]

+ Hóa tính: Có tính acid yếu, pKa=5,9 [10]

Glipizid (GPZ) hấp thu nhanh và hầu như hoàn toàn từ đường tiêu hóa, đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương sau 1-3 giờ sử dụng Thuốc không bị giảm hấp thu khi uống cùng thức ăn, thức ăn chỉ làm chậm hấp thu thuốc khoảng 40 phút, vì vậy nên uống trước bữa ăn 30 phút để có hiệu quả hơn GPZ liên kết cao với protein huyết tương (khoảng 98-99% sau khi dùng 1 giờ kể cả đường uống lẫn tiêm tĩnh mạch), không tích lũy trong huyết tương khi dùng liều nhắc lại Thể tích phân bố là

11 lít sau khi tiêm tĩnh mạch GPZ chuyển hóa chủ yếu ở gan và thải trừ qua nước tiểu (khoảng < 10% dưới dạng không đổi) Thời gian bán thải (t1/2 ) khoảng 2-4 giờ [2]

GPZ là thuốc chống đái tháo đường thế hệ 2 loại sulfonylure dùng đường uống, là một trong những thuốc chống đái tháo đường mạnh nhất, có thời gian bán

thải ngắn so với các sulfonylurea khác nên giảm nguy cơ gây hạ đường huyết trầm trọng Thuốc giảm nồng độ glucose huyết ở người bị và không bị đái tháo đường Thuốc này không có tác dụng khi cơ thể không còn khả năng tiết insulin

+ Cách dùng: Uống 1 lần vào buổi sáng (30 phút trước khi ăn)

+ Liều dùng: Dựa vào kết quả kiểm tra glucose máu và nước tiểu, tùy từng người bệnh để đạt hiệu quả Liều thường dùng là 2,5-5 mg/ngày Sử dụng với liều 15-20 mg/ngày có thể kiểm soát thỏa đáng nồng độ glucose trong máu suốt ngày đối với người bệnh ăn theo lối thông thường Sử dụng quá 15-20 mg/ngày phải chia thành nhiều liều nhỏ trước các bữa ăn Liều tối đa khuyến cáo là 15 mg/ngày [2]

1.2 Tổng quan về dạng bào chế vi nang

mỏng polyme liên tục [4] Vi nang hóa là quá trình bao gói những giọt chất lỏng nhỏ hoặc phân tử nhỏ bằng một lớp màng thích hợp [29] Một số tài liệu xếp kích thước vi nang nằm trong khoảng từ 1 micromet đến 1000 micromet [15], [29] Xét về mặt hình thái học, có thể chia thành 2 loại:

+ Vi nang (microcapsule): hệ thống có cấu trúc kiểu “bình chứa” (reservoir), gồm nhân và vỏ xác định Nhân có thể ở dạng rắn, lỏng, khí Vỏ là một màng polyme (có thể một hoặc nhiều polyme) liên tục, cấu trúc xốp hoặc không [15]

nền liên tục (một hoặc nhiều polyme hòa trộn với nhau), phân tử thuốc được phân tán vào chất nền (matrix) [15]

Trên thực tế, sự phân biệt trên chỉ là tương đối [4], [5]

Hình 1.1 Cấu trúc của vi nang, vi cầu [5]

Vi nang được cấu tạo bởi hai thành phần:

rất phong phú, đa dạng, có thể ở trạng thái rắn, lỏng hoặc dưới dạng một nhũ tương, hỗn dịch, có thể thêm các chất phụ nhằm mục đích ổn định hoặc điều chỉnh tốc độ giải phóng dược chất [4], [12], [15], [29]

tổng hợp, có tác dụng tạo màng mỏng, bề dày từ 0,1 đến 200 micromet Lớp vỏ này xác định thuộc tính lý hóa của vi nang [4]

Tỷ lệ nhân và vỏ biến động trong một khoảng rất rộng, từ 1:99 đến 99:1 Thông thường vỏ bao chiếm 70% khối lượng vi nang và quyết định phần lớn tính chất của vi nang [4]

Tính chất của vật liệu làm vỏ nang (bám dính, tính thấm, khả năng hút ẩm, khả năng hòa tan, độ ổn định) phải phù hợp với mục đích bào chế vi nang [29] Ngoài ra trong vỏ vi nang có thể thêm chất màu, chất làm dẻo và các tá dược khác nhằm cải thiện hoặc kiểm soát quá trình giải phóng dược chất Việc lựa chọn vật liệu dùng làm vỏ vi nang phải căn cứ vào lý thuyết và thực nghiệm [4]

1.2.3 Phân loại

Vi nang được phân loại dựa vào hình thái và kích thước

+ Vi nang đơn nhân (nhân – vỏ) chứa lớp vỏ bao quanh lớp nhân

+ Vi nang đa nhân gồm nhiều nhân (lõi) bao gói trong một lớp vỏ

+ Vi nang dạng cốt: vật liệu chế tạo nhân được phân tán đồng nhất trong vật

+ Bảo vệ dược chất trước ảnh hưởng của môi trường (ví dụ bào chế aspirin kéo dài kháng acid dịch vị tốt) [29], bảo vệ các chất nhạy cảm với độ ẩm, ánh sáng, chất oxi hóa (nifedipin, vitamin A, vitamin K) [15]

+ Chuyển các dược chất ở dạng lỏng thành các hệ chất rắn khô (giả rắn) thuận lợi cho việc vận chuyển, bảo quản (eprazinon) [29], hoặc thành các dạng bột có độ trơn chảy cao thuận lợi cho việc bào chế (dễ dàng đưa vào viên nén) [15]

+ Tách các phần tương kỵ với nhau (ví dụ để tăng độ ổn định của cặp tương

kỵ aspirin và clorpheniramin maleat bằng cách tạo thành vi nang của từng chất trước khi trộn chung với nhau) [15], [29]

+ Giảm độc tính và tương tác với dịch vị (KCl, sắt sulfat…)

+ Che dấu mùi vị (paracetamol…) [15]

+ Bào chế dạng bao tan ở ruột đối với những thuốc cần hấp thu chọn lọc ở dịch ruột hơn là ở dạ dày [15]

+ Hạn chế bay hơi (methol ) [4]

+ Kiểm soát sinh khả dụng của dược chất trong vi nang (tăng hoặc giảm khả

năng giải phóng hoặc hướng đến tác dụng tại đích) [4], [12], [29]

Có nhiều phương pháp chế tao vi nang Về nguyên tắc, phương pháp chung chế tạo vi nang không bắt buộc phải có những thiết bị riêng Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phụ thuộc vào điều kiện thực tế như độ tan, tính tương đồng, kích thước vi nang…[4]

Có thể tạm phân chia như sau:

+ Phương pháp hóa lý: đông tụ (đơn giản, phức hợp); sử dụng các polyme không tương thích; bốc hơi dung môi; đun chảy; tĩnh điện; sử dụng chất lỏng siêu tới hạn + Phương pháp cơ lý: ly tâm, bao tầng sôi, xát hạt tầng sôi quay tròn, nồi bao viên thông thường, phun sấy…

+ Phương pháp hóa học: polyme hóa (tương tác các polyme, polyme hóa bề mặt)… [12]

Chúng tôi chỉ xin trình bày một số phương pháp cụ thể sau:

1.2.5.1 Phương pháp tách pha đông tụ

Nguyên tắc: tách pha nhờ sự thay đổi nhiệt độ, thay đổi pH, sự hóa muối hoặc khi thêm một dung môi thứ hai vào hệ tạo vi nang Từ dung dịch keo trong một dung môi thích hợp, tiến hành các tác động nhằm thay đổi độ tan của nó, kết quả là một lượng đáng kể keo được tách ra thành pha mới Như vậy hệ trở thành hai pha, một pha có nồng độ cao chất keo được tách ra dưới dạng giọt nhỏ gọi là các giọt đông tụ (coacervat) Sau đó các hạt coacervat dần kết dính lại với nhau hoặc hấp thụ lên bề mặt chất cần bao gói tạo thành lớp màng vi nang [4], [6]

Có thể chia thành 2 nhóm cơ bản:

Đông tụ đơn giản là quá trình loại nước của các chất keo thân nước dùng

trong hệ, do đó làm giảm độ tan của chất keo Trong phương pháp này thường chỉ

sử dụng một loại polyme (gelatin, polyvinyl alcol, carboxymethyl cellulose) Quá trình làm giảm độ tan của chất keo có thể bằng các cách sau: thêm vào một dung môi có thể trộn lẫn với nước (ethanol, aceton, isopropanol…); thêm vào một muối

vô cơ hay thay đổi nhiệt độ [28]

Đông tụ phức hợp là quá trình tương tác giữa các phân tử tích điện âm và tích

điện dương của hay hoặc nhiều hợp chất cao phân tử, có thể do sự thay đổi nồng độ các chất tan cao phân tử hoặc thay đổi pH Các polyme càng có sự khác nhau về điểm đẳng điện càng dễ tạo thành hạt đông tụ

Ví dụ điển hình cho phương pháp này là quá trình đông tụ phức hợp của gelatin và gôm arabic Quá trình này chỉ xảy ra khi pH nhỏ hơn điểm đẳng điện của gelatin, khi đó gelatin trở thành chuỗi tích điện dương, trong khi gôm arabic vẫn tích điện âm, hiện tượng đông tụ xảy ra [28] Có thể khái quát phương pháp tiến hành như sau: vật liệu lõi được nhũ hóa hoặc phân tán vào một trong hai dung dịch (gelatin hoặc dung dịch gôm arabic), sau đó thêm dung dịch còn lại vào hệ, duy trì nhiệt độ cao hơn nhiệt độ gel hóa của gelatin (35oC), pH được điều chỉnh nằm trong khoảng 3,8 – 4,3 và tiếp tục khuấy trộn Hệ được đưa về 50oC, quá trình đông tụ xảy ra, màng bao cần được làm ổn định bằng liên kết chéo khi có mặt glutaraldehyd, cuối cùng rửa và làm khô để thu được vi nang [4], [6]

Tách pha còn có thể được thực hiện do thêm vào một polyme khác không tương đồng, do thêm vào hệ một dung môi thứ hai, do sự hóa muối (đông tụ thông thường), hoặc do tương tác giữa các polyme (đông tụ phức hợp) [4]

 Tách pha do sự hóa muối (đông tụ thông thường)

Nguyên tắc: thêm dung dịch đậm đặc hoặc muối điện ly mạnh (muối vô cơ) vào hệ chế tạo vi nang, sẽ tạo thành hai pha, kết quả là một pha trong đó sẽ trở nên bão hòa các tiểu phân keo

Kĩ thuật đông tụ hóa muối hay còn được biết đến là kĩ thuật ion hóa cố định gel, ion hóa tạo gel (ionic gelation method, ionotropic gelation techniques) để tạo ra các hạt gel không tan (hydrogel) Phương pháp này thường hay sử dụng các các polyme có nguồn gốc tự nhiên, có tính tương thích sinh học cao như alginat, chitosan, gôm gellan… Trong phương pháp này các polyanion như alginat kết hợp với các ion đa hóa trị tạo thành các hạt gel có mạng lưới không gian ba chiều bao gói lấy dược chất; hoặc có thể kết hợp tạo phức với các poly anion khác trên bề mặt của hạt gel alginat để tạo lớp màng có độ bền cơ học cao hơn và ngăn thấm tốt hơn Hydrogel được bào chế bằng 2 kĩ thuật cơ bản là kĩ thuật nhỏ giọt và kĩ thuật phun đông tụ (tùy thuộc vào kích cỡ dược chất bao gói)

Nhìn chung việc sử dụng alginat làm chất bao gói và kĩ thuật nhỏ giọt sử dụng CaCl2 có một số ưu điểm sau: đơn giản, dễ làm, không phải sử dụng đến dung môi hữu cơ (đối với một số trường hợp), không gây độc cho môi trường, điều kiện tiến hành không quá khó khăn…, tuy nhiên nó vẫn có nhược điểm là gây thất thoát dược chất trong quá trình bào chế Hơn nữa, cấu trúc mạng lưới hình thành rất thấm nước,

ít hoặc không kiểm soát giải phóng đối với các dược chất hòa tan, do đó hệ thuốc này phù hợp hơn với các dược chất có độ tan thấp Kĩ thuật nhỏ giọt thường cho các

vi nang có kích thước lớn Đối với kĩ thuật phun đông tụ sử dụng hệ thống phun dung dịch alginat dưới áp suất không khí tạo các giọt nhỏ và trở thành đông tụ khi gặp môi trường có tác nhân liên kết chéo Kĩ thuật này cho vi hạt có kích thước bé (5 – 15 μm) nhưng yêu cầu bắt buộc là phải có thiết bị thích hợp, tốn kém, khả năng tắc nghẽn cao [21]

Các yếu tố ảnh hưởng đến vi nang bào chế theo phương pháp đông tụ hóa muối gồm: loại dược chất và đặc tính của nó; loại và nồng độ polyme sử dụng (tính toán phù hợp với số đơn vị liên kết chéo); các chất thêm vào; tỷ lệ tá dược – dược chất; thời gian ủ; loại, nồng độ, nhiệt độ tác nhân liên kết chéo; điều kiện làm khô [22], [27]

Đã có nhiều nghiên cứu tìm hiểu về kĩ thuật này Pay Khazaeli cùng cộng sự

đã tạo vi nang ibuprofen trên cơ sở nguyên tắc đông tụ do tạo muối (ion hóa tạo gel) Thử nghiệm được tiến hành gồm các bước: tạo hỗn dịch đồng nhất của ibuprofen (2%) trong dung dịch alginat nồng độ thích hợp; nhỏ giọt vào dung dịch muối vô cơ của các kim loại hóa trị II khác nhau (Ca, Ba, Mn, Co, Sn, Pb) qua kim 21G tại nhiệt độ phòng; tiến hành ủ, gạn, sấy thích hợp thu được vi nang [17]

Trong nghiên cứu của mình, Polona Smrdel và cộng sự đã khảo sát ảnh hưởng của các thông số: thời gian ủ, nhiệt độ và nồng độ dung dịch CaCl2, điều kiện sấy đến hình dạng, kích thước của hạt alginat bào chế bằng phương pháp đông tụ tạo gel với theophyllin là dược chất Kết quả thu được cho thấy khi tiến hành với thời gian

ủ lâu và nhiệt độ dung dịch CaCl2 cao sẽ cho hạt cầu và nhỏ; hạt được sấy theo phương pháp đông khô cho hình dạng cầu nhất và kích thước lớn nhất nhưng tốc độ giải phóng dược chất lại cao nhất [27]

Vi nang có thể được tạo ra từ nhũ tương gồm hay hay nhiều chất lỏng không đồng tan với nhau Nhũ tương tạo thành có thể là loại dầu/nước (D/N) hoặc nước/dầu (N/D) phụ thuộc vào độ tan của dược chất trong nước và polyme sử dụng

Và dựa vào kĩ thuật hóa rắn nhũ tương mà có thể chia thành ba phương pháp: bốc hơi dung môi, thay đổi dung môi và tạo liên kết chéo Các thông số quá trình ảnh hưởng lớn đến vi nang tạo thành (phương pháp phân tán, tỷ lệ bay hơi dung môi, nhiệt độ, tốc độ khuấy…) [15], [28]

Đây là một trong những phương pháp mới được dùng để chế tạo vi nang, cho phép giảm tối thiểu dung môi hữu cơ và điều kiện chế tạo khắt khe nhờ tính chất

đặc biệt của chất lỏng siêu tới hạn (tính chịu nén và mật độ rất cao) Phương pháp này được chia thành các phần: sự giãn nở nhanh chóng của các dung dịch siêu tới hạn (RESS - rapid expansion of supercritical) trong đó sử dụng chất lỏng siêu tới hạn làm dung môi cho polyme; sự kết tinh các dung môi đối kháng siêu tới hạn (SAS - supercritical anti solvent crystallization) trong đó sử dụng chất lỏng như là một dung môi đối kháng mà gây nên sự kết tủa polyme [28]

Theo nghiên cứu của Ana Rita C Duarte và cộng sự về bào chế vi cầu naproxen, sử dụng hai phương pháp: bốc hơi dung môi và sử dụng chất lỏng siêu tới hạn Trong đó, phương pháp sử dụng chất lỏng siêu tới hạn tiến hành như sau:

chuẩn bị dung dịch ethyl cellulose và methyl cellulose trong dimethylsulfoxid

(DMSO) và dicloromethan (DCM), thêm chất đối kháng dung môi là aceton; hỗn hợp tạo thành và dược chất được dẫn vào một thiết bị thích hợp qua một vòi phun kích thước 100 μm, tốc độ phun 1 ml/phút, đồng thời CO2 được bơm dưới áp suất cao vào thiết bị với tốc độ thích hợp Quá trình tạo vi cầu được diễn ra, tổng thời gian khoảng 180 phút Kết thúc quá trình áp suất trong thiết bị được đưa về áp suất

không khí và thu lấy vi nang [11]

Trải qua các bước:

+ Phân tán dược chất vào dịch polyme vỏ nang

+ Phun hỗn dịch tạo thành vào dòng khí nóng, khi đó dung môi hòa tan polyme làm vỏ nang sẽ bốc hơi và còn lại vi nang

Các vi nang chế tạo theo phương pháp này thường có dạng hình cầu và có đường kính trong khoảng từ 5-600 micromet Cách chế tạo này thích hợp với dược chất cần cải thiện mùi vị và giải phóng kéo dài [4] Ngoài các yếu tố về nguyên liệu thì các thông số quá trình cũng ảnh hưởng đến vi nang tạo thành như nhiệt độ khí vào, tốc độ cấp khí, tốc độ cấp dịch, áp lực phun, kích thước đầu phun… [28] Ming Guan Piao và cộng sự đã tiến hành bào chế vi nang piroxicam bằng phương pháp phun sấy với tá dược bao là gelatin nhằm mục đích tăng sinh khả dụng cho dược chất khó tan này Đầu tiên, piroxicam được hòa tan hoàn toàn trong

ethanol (1 g/ 70 ml), dung dịch này cùng với natri laurylsulfat (0,6 g) được thêm vào dung dịch gelatin đã chuẩn bị sẵn (4 g gelatin trong 30 ml nước), đun nóng đến

50oC Dung dịch sau cùng đưa vào máy phun sấy để chế tạo vi nang Các thông số được kiểm soát gồm: kích thước đầu súng phun 0,7 mm, nhiệt độ đầu vào 105o

C, tốc độ cấp dịch 5 ml/phút, áp lực khí nén 5 kg/cm2

Hình 1.3 Cấu trúc alginat

+ Độ nhớt: khác nhau tùy số lượng nhánh của phân tử alginat Độ nhớt thay đổi phụ thuộc nồng độ, nhiệt độ, pH và sự có mặt của ion kim loại [24]

+ Sự gel hóa: dung dịch natri alginat có khả năng tạo gel khi phản ứng với các ion kim loại hóa trị II, III Sự tạo gel được giải thích qua mô hình vỉ trứng Bình thường trong dung dịch alginat tồn tại 2 block M là các dải hẹp và block G là các dải gấp khúc, khi có mặt các ion kim loại đa hóa trị (Ca2+

, Ba2+, Sr2+…) ở nồng độ thích hợp thì sự tạo gel xảy ra Các phân tử alginat sắp xếp lại song song nhau, các phần gấp khúc tạo thành khoảng không gian giống như chỗ đặt trứng Các ion Ca2+khớp vào các khoảng trống này tạo nên mạng lưới không gian ba chiều Với cấu trúc gel này, khi sử dụng làm màng bao, chúng có vai trò như một tấm chắn chống

lại những tác động bất lợi của môi trường và cho phép giải phóng vật liệu được bao gói theo cách kiểm soát được [19]

Hình 1.4 Cấu trúc vỉ trứng của hạt gel calci alginat

Natri alginat có ưu điểm là không độc, thích ứng sinh học và đặc biệt có khả năng gel hóa nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như bất động tế bào, protein hay vi khuẩn [19] Trong dược phẩm, natri alginat được sử dụng trong các dạng bào chế đường uống và bôi ngoài da (làm tá dược dính trong viên nén, tá dược độn trong viên nang), ngoài ra còn được dùng trong các dạng bào chế giải phóng kéo dài Với các đặc tính của mình, nó đặc biệt được sử dụng nhiều trong dạng bào chế

vi nang [19], [24] Ngoài ra, calci alginat tạo thành có tính trương nở trở lại phụ thuộc vào pH môi trường nên có thể sử dụng để tạo các vi nang bảo vệ các dược chất không bền trong môi trường pH dịch vị [21]

Điển hình như trong phương pháp đông tụ hóa muối đã được đề cập, natri alginat là chất mang hay được sử dụng Phương pháp dựa trên nguyên tắc tạo gel calci alginat bao gói lấy dược chất bên trong (có tài liệu gọi là ion hóa cố định gel) Các bước tiến hành được mô phỏng như sau: tạo hệ đồng nhất gồm natri alginat, dược chất, tá dược (hỗn dịch, nhũ tương), sau đó được phun (nhỏ giọt) vào dung dịch calci clorid, khi đó sẽ tạo thành hạt gel calci alginat và dược chất được bao gói bên trong tạo thành vi nang, tiến hành ủ, gạn, rửa và sấy để thu được sản phẩm [8], [25], [30], [31], [34]

1.4 Một số nghiên cứu liên quan về dạng bào chế vi tiểu phân glipizid

Đã có rất nhiều nghiên cứu bào chế các dạng vi tiểu phân của glipizid với nhiều mục đích như để kiểm soát giải phóng, tạo khả năng kết dính sinh học…

Để chế tạo vi cầu glipizid bám dính sử dụng natri alginat bằng phương pháp đông tụ thông thường (hóa muối) sử dụng CaCl2 làm tác nhân tạo liên kết, Yaswanth Allamneni đã tiến hành với 12 công thức khảo sát theo cùng một quy trình: phân tán dược chất vào 50 ml dung dịch alginat trong đệm 7,4 tạo thành hỗn dịch đồng nhất dưới tác dụng của khuấy từ ở tốc độ 400 rpm; hỗn dịch này được bơm nhỏ giọt qua đầu kim cỡ 22G vào 100 ml dung dịch CaCl2 nồng độ thích hợp được khuấy ở 100 rpm (khoảng cách từ đầu kim đến bề mặt dung dịch muối Ca được giữ cố định là 6 cm); các vi cầu tạo thành được ủ trong một thời gian thích hợp và sau đó được lọc và sấy ở nhiệt độ 30 – 40oC Kết quả vi cầu thu được là riêng biệt, hình cầu, trơn chảy tốt Vi cầu tạo ra được đánh giá ở các mặt: hiệu suất

vi cầu hóa, kích thước, khả năng giải phóng dược chất, thử nghiệm rửa trôi… Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các thay đổi về nồng độ alginat, thời gian ủ… ảnh hưởng đến kích thước vi cầu, hiệu suất vi cầu hóa và tỷ lệ giải phóng cũng như thuộc tính kết dính của vi cầu bào chế được Cụ thể, khi tăng nồng độ alginat (1%, 2%, 3%, 4%, 5%) cùng với tăng thời gian tạo liên kết (thời gian ủ) sẽ ảnh hưởng tốt đến tính chất của vi cầu và phần trăm giải phóng của thuốc Công thức tốt nhất thu được với nồng độ alginat 5% cho vi cầu trơn chảy tốt, hiệu suất lưu giữ cao và duy trì giải phóng được đến 8h (trên 90%) [7]

Cũng có nhiều nghiên cứu liên quan đến bào chế vi nang, vi cầu glipizid bám dính sinh học bằng phương pháp đông tụ thông thường (hay còn gọi là phương pháp ion hóa cố định gel) và sử dụng các polyme kết dính sinh học như Carbopol 974P

và muối natri carboxymethylcellulose (SCMC) trong nghiên cứu của Sanap Gajanan và cộng sự; hoặc dùng Carbopol 934, SCMC, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), methylcellulose (MC) trong nghiên cứu của Chowdary K.P.R cùng cộng sự; hoặc dùng polycarbophil trong nghiên cứu của Hosmani AH

và cộng sự Trong các nghiên cứu trên, vi nang được bào chế theo một quy trình chung như sau: alginat và các polyme kết dính được ngâm trương nở trong nước, dược chất được phân tán vào trong dung dịch polyme tạo thành hỗn dịch, hỗn dịch này được nhỏ giọt vào dung dịch CaCl2tạo thành các hạt gel, ủ trong thời gian thích

hợp, gạn, rửa, sấy thu được sản phẩm vi nang Các vi nang thu được sẽ được đánh giá về các chỉ tiêu: hình dạng, kích thước, hiệu suất bào chế, hiệu suất vi nang hóa, khả năng giải phóng dược chất, tính trơn chảy, khả năng trương nở và khả năng kết dính sinh học Kết quả thu được cho thấy khi phối hợp với polyme là Carbopol hoặc phối hợp với polycarbophil sẽ cho vi nang có khả năng giải phóng kéo dài và thuộc tính bám dính tốt nhất [9], [13], [14]

Vi cầu bám dính glipizid còn được Kavitha Chindanooru và cộng sự bào chế bằng LMP (low methoxyl pectin) và các polyme khác (HPMC K15, gôm guar, gôm karaya) dựa trên phương pháp đông tụ thông thường sử dụng CaCl2 làm tác nhân tạo liên kết chéo Vi cầu tạo ra được đánh giá về hình dạng, kích thước, hiệu suất lưu giữ, khả năng giải phóng dược chất, khả năng kết dính… 12 công thức được bào chế để khảo sát các loại polyme khác nhau, tỷ lệ phối hợp khác nhau và nồng độ CaCl2 khác nhau Nghiên cứu chứng minh việc kết hợp giữa LMP và gôm guar cho kết quả khả quan nhất (hiệu suất cao, trương nở tốt, giải phóng kéo dài, bám dính tốt) [16]

Trong nghiên cứu của Sai Krishna Putta và cộng sự về bào chế và đánh giá vi nang glipizid kết dính với tá dược alginat và gôm kondagogu, vi nang được bào chế theo hai cách: đông tụ thông thường và gel hóa nhũ tương Trong phương pháp thứ nhất, dược chất được phân tán vào dung dịch của alginat và gôm để tạo hỗn dịch đồng nhất, hỗn dịch này được nhỏ giọt vào dung dịch CaCl2, sau đó ủ, gạn, rửa, sấy qua đêm ở nhiệt độ phòng để thu được vi nang Ở phương pháp thứ hai, cũng tạo hỗn dịch của dược chất trong dung dịch alginat và gôm, tiếp đó nhỏ giọt hỗn dịch vào dung dịch dầu parafin trong điều kiện khuấy trộn nhằm tạo các giọt nhũ hóa, một lượng dung dịch CaCl2 được nhỏ vào và cũng tiếp tục giữ khuấy trộn liên tục trong 15 phút để tạo thành các vi nang, vi nang được gạn, rửa với ether dầu hỏa và làm khô trong máy sấy tầng sôi Nghiên cứu cho thấy dược chất giải phóng chậm khỏi vi nang và phụ thuộc vào tỷ lệ nhân – vỏ cũng như phương pháp bào chế Kết quả là phương pháp gel hóa nhũ tương phù hợp hơn với mục đích giải phóng kéo dài, các vi nang thu được có tính bám dính tốt trong thử nghiệm rửa trôi [23]

Patel JK cùng các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu công thức bào chế và đánh giá tính chất của vi cầu glipizid kết dính sinh học với chitosan làm tá dược bao cùng với glutaraldehyd làm tác nhân tạo liên kết chéo trong kỹ thuật hóa rắn nhũ tương Dược chất được phân tán vào dung dịch chitosan trong acid acetic tạo hỗn dịch, nhỏ giọt hỗn dịch vào dung dịch dầu parafin (chứa 0,2% dioctylsulfosuccinat (DOSS)) kèm khuấy trộn, sau đó thêm glutaraldehyd và tiếp tục khuấy trộn để tạo liên kết chéo, cuối cùng gạn, rửa bằng ether dầu hỏa (loại parafin) và nước (loại glutaraldehyd), sấy ở nhiệt độ phòng thu được vi cầu Vi cầu được đánh giá về hình dạng, kích thước, hiệu suất lưu giữ, khả năng giải phóng dược chất, độ trương nở và khả năng kết dính sinh học Kết quả cho thấy rằng thể tích của glutaraldehyd, thời gian liên kết chéo, tỷ lệ polyme – dược chất cũng như tốc độ khuấy trộn ảnh hưởng đến đặc tính của vi cầu tạo thành [20]

Trong nghiên cứu bào chế vi cầu glipizid với mục đích giải phóng kéo dài, Mukul Sengupta và cộng sự đã bào chế với tá dược ethyl cellulose bằng phương pháp bốc hơi dung môi Thử nghiệm tiến hành qua các bước: tạo dung dịch ethyl cellulose trong cloroform, phân tán dược chất tạo hỗn dịch dưới tác dụng của khuấy trộn, hỗn dịch tạo thành được phun nhỏ giọt vào dung dịch SCMC và được khuấy trộn ở tốc độ 1000 rpm để nhũ hóa tạo những giọt nhỏ, việc khuấy trộn được duy trì

ở nhiệt độ phòng trong 3 giờ để dung môi bay hơi tạo các vi cầu, lọc, rửa bẳng nước, sấy thu được vi cầu [26]

Đỗ Thanh Hà cũng đã tiến hành bào chế vi cầu glipizid bằng phương pháp bốc hơi dung môi Tác giả đã tiến hành bào chế vi cầu với Eudragit L100 và Eudragit S100 từ hỗn nhũ tương N/D (pha nội là aceton, chất nhũ hóa sử dụng là

Span 80 và pha ngoại là dầu parafin) và bào chế vi cầu với Eudragit E100 từ hỗn nhũ tương D/N (pha nội là dicloromethan, chất nhũ hóa sử dụng là dung dịch PVA

và pha ngoại là nước) Nghiên cứu đã sơ bộ đánh giá được ảnh hưởng của yếu tố công thức và quy trình (tỷ lệ dược chất – polyme, nồng độ chất nhũ hóa, thời gian khuấy) đến vi cầu bào chế được [3]

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên v ật liệu, thiết bị

2.1.1 Nguyên liệu

Bảng 2.1 Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu

STT Tên nguyên liệu, hóa chất Nguồn gốc Tiêu chuẩn

7 Kali dihydro phosphat Trung Quốc TCNSX

2.1.2 Thiết bị

+ Máy khuấy từ IKA RH Basic 1 (Đức)

+ Bơm nhu động Ismatec Ecoline VC 380

+ Máy sấy tóc TURBODRY 1000 EH5235 (Thái Lan)

+ Tủ sấy Memmert (Đức)

+ Cân xác định nhanh hàm ẩm Precisa XM 60 (Thụy Điển)

+ Máy siêu âm Ultrasonic LC 60H

+ Máy ly tâm Hermle Labortechnik GmbH Z326K (Đức)

+ Máy thử độ hòa tan ERWEKA DT 60 (Đức)

+ Máy đo quang phổ UV-VIS Hitachi U-1900 (Nhật Bản)

+ Cân phân tích Sartorius TE 241S (Đức)

+ Cân kĩ thuật Sartorius TE 412 (Đức)

+ Bình định mức, rây, pipet chính xác các loại

2.2 Nội dung nghiên cứu

tạo muối

 Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến một số chỉ tiêu chất lượng của vi nang bào chế được

+ Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố công thức đến các chỉ tiêu chất lượng của vi nang bào chế được

 Tỷ lệ alginat – dược chất

 Nồng độ dung dịch alginat

 Nồng độ dung dịch CaCl2.

 Loại dung môi ngâm trương nở alginat

+ Khảo sát ảnh hưởng của thông số quá trình đến các chỉ tiêu chất lượng của

vi nang bào chế được

 Thời gian ủ vi nang

 Nhiệt độ tạo vi nang

 Tốc độ nhỏ giọt

 Tốc độ khuấy dung dịch CaCl2 trong quá trình nhỏ giọt

+ Khảo sát ảnh hưởng Aerosil của lên hình dạng của vi nang sau khi sấy

Mỗi yếu tố khảo sát tìm được các thông số quá trình và công thức (loại, tỷ lệ

tá dược) tốt nhất để bào chế được vi nang phù hợp với mục tiêu nghiên cứu Vi nang bào chế được sẽ được đánh giá các đặc tính sau:

+ Hình dạng, kích thước

+ Hiệu suất bào chế

+ Hiệu suất vi nang hóa, hàm lượng dược chất trong vi nang

+ Khả năng giải phóng dược chất

Từ các kết quả đã khảo sát, lựa chọn các tiêu chuẩn cơ sở cho vi nang glipizid bào chế được

2.3 Phương pháp thực nghiệm

2.3.1 Xây dựng đường chuẩn của glipizid trong môi trường đệm phosphat 7,4

2.3.1.1 Xác định bước sóng cực đại (λ max )

Pha dung dich chuẩn có nồng độ 10 μg/ml trong môi trường đệm phosphat

pH 7,4 Quét phổ dung dịch trên bằng máy đo quang phổ hấp thụ UV - VIS trong khoảng bước sóng 200 – 400 nm Từ đó xác định bước sóng tại đó xuất hiện đỉnh hấp thụ cực đại (λmax)

 Cách pha dung dịch chuẩn có nồng độ 10 μg/ml: cân chính xác khoảng 100

mg GPZ cho vào bình định mức 100 ml Thêm khoảng 80 ml methanol, siêu âm 15 phút cho GPZ tan hoàn toàn, bổ sung methanol vừa đủ 100 ml Hút 1 ml dung dịch trên chuyển sang bình định mức 100 ml, bổ sung cho vừa đủ 100 ml bằng dung dịch đệm phosphat 7,4

+ Cân chính xác 100 mg glipizid hòa tan hết trong khoảng 80ml methanol, bổ sung methanol đủ 100 ml được dung dịch gốc có nồng độ 1000 µg/ml

+ Từ dung dịch gốc pha loãng thành các dung dịch có nồng độ lần lượt là 2; 5; 8; 10; 12; 14; 16 µg/ml bằng môi trường đệm phosphat pH 7,4

+ Đo mật độ quang (D) các dung dịch trên ở λmax (223nm)

+ Xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm, vẽ đồ thị tương quan giữa mật

độ quang và nồng độ dược chất

Quy mô bào chế mỗi mẻ 3 – 5 g vi nang

+ Nghiền dược chất (DC), rây DC và Aerosil qua rây 0,125 mm

+ Cân DC, Aerosil, alginat

+ Ngâm alginat trong khoảng 40ml dung môi thích hợp (nước hoặc đệm phosphat pH 7,4) cho trương nở hoàn toàn

+ Rây DC, Aerosil qua rây 0,125 mm

+ Trộn đều bằng chày, cối

+ Làm hỗn dịch đặc với lượng nước vừa phải (khoảng 5 – 10 ml)

+ Pha loãng hỗn dịch đặc bằng dung dịch alginat

+ Khuấy từ đến khi tạo hỗn dịch đồng nhất (1h)

+ Rây hỗn dịch qua rây 0,125 mm

+ Nhỏ giọt hỗn dịch thu được vào dd CaCl2 (nồng độ khảo sát từ 4% đến 10%) qua hệ thống bơm nhu động với đầu kim cỡ 25G, tốc độ thích hợp tùy độ đặc của hỗn dịch (thường từ 30 – 60 giọt/phút), khuấy nhẹ môi trường để tránh kết dính các vi nang

+ Ủ khoảng 15- 20 phút

+ Gạn, rửa bằng nước cất

+ Để khô ở nhiệt độ phòng (12h) + sấy se bằng máy sấy tóc

+ Sấy bằng tủ sấy 50oC, thỉnh thoảng đảo

2.3.3.1 Xác định hiệu suất bào chế vi nang

Hiệu suất bào chế vi nang được xác định theo công thức sau:

HSBC =

mtt

x 100 %

mltTrong đó

mtt: khối lượng vi nang thu được sau khi sấy (g)

mlt: khối lượng nguyên liệu ban đầu (gồm natri alginat, GPZ, Aerosil) (g) HSBC: hiệu suất bào chế vi nang (%)

 Phương pháp định lượng GPZ trong vi nang

Qua tham khảo tài liệu, chúng tôi tiến hành định lượng dựa vào nguyên tắc

đo quang, so sánh độ hấp thụ của mẫu chuẩn và mẫu thử ở bước sóng 223 nm [9]

 Mẫu thử:

Cân vi nang (tương ứng khoảng 10 mg GPZ), cho vào cối nghiền, tạo hỗn dịch với 15 ml dung dịch phosphat 7,4 Dùng khoảng 30 ml methanol (chia thành nhiều lần) để chuyển hỗn dịch vào bình định mức 50 ml, tiến hành siêu âm 2 lần, mỗi lần 15 phút, 2 lần siêu âm cách nhau 10 phút Bổ sung methanol cho vừa đủ rồi ly tâm ở 5000 vòng/phút trong 5 phút Dịch sau khi ly tâm được lọc qua màng lọc 0,45 μm Hút 5 ml dịch lọc cho vào bình định mức 100 ml, bổ sung vừa đủ thể

tích bằng dung dịch đệm phosphat 7,4 Tiến hành đo quang ở bước sóng 223 nm (Dth)

 Mẫu chuẩn:

Cân chính xác 50 mg GPZ vào bình định mức 50 ml, thêm khoảng 30 ml methanol, siêu âm 15 phút, bổ sung vừa đủ methanol Hút 5 ml dung dịch chuyển vào bình 25 ml, bổ sung vừa đủ bằng methanol để thu được dung dịch có nồng độ

200 μg/ml Tiếp tục hút 5 ml dung dịch thu được, cho vào bình định mức 100 ml, bổ sung vừa đủ thể tích bằng dung dịch đệm phosphat 7,4 Tiến hành đo quang ở bước sóng 223 nm (Dch)

 Mẫu trắng: hút 5 ml methanol cho vào bình định mức 100 ml, bổ sung vừa

Dth : mật độ quang đo được của mẫu thử

Dch : mật độ quang đo được của mẫu chuẩn

mch : khối lượng chất chuẩn (mg)

mlt : khối lượng vi nang đem đi định lượng (mg)

2.3.3.3 Xác định hiệu suất vi nang hóa

Hiệu suất vi nang hóa (hiệu suất lưu giữ) được tính theo công thức: