NGHIÊN cứu bào CHẾ hệ PHÂN tán rắn ANDROGAPHOLID để cải THIỆN độ hòa TAN của VIÊN nén

Trong khi đó, c ng nghệ bào chế hiện đại lu n tìm kiếm các giải pháp để nâng cao sinh khả dụng của thuốc một cách tối đa bằng cách sử dụng các hệ chất mang, hệ trị liệu như: tạo phức với

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHAN THỊ PHƯỢNG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ PHÂN TÁN RẮN

ANDROGRAPHOLID ĐỂ CẢI THIỆN

ĐỘ HÒA TAN CỦA VIÊN NÉN

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC

MÃ SỐ: 60.72.04.02 Nơi thực hiện đề tài: Trường đại học Dược Hà Nội

Viện Dược liệu

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Hường

TS Nguyễn Trần Linh

HÀ NỘI 2016

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về andrographolid 2

1.1.1 Nguồn gốc và phương pháp chiết xuất andrographolid 2

1.1.2 Tác dụng dược lý và ứng dụng điều trị trên lâm sàng của andrographolid 2

1.1.3 Đặc điểm hóa lý và hạn chế của andrographolid liên quan đến sinh khả dụng 4

1.1.4 Một số dạng bào chế chứa andrographolid 5

1.1.5 Biến đổi về vật lý 7

1.1.6 Biến đổi về hóa học 9

1.1.7 Các biện pháp khác 9

1.2 Hệ phân tán rắn 10

1.2.1 Khái niệm 10

1.2.2 Ưu, nhược điểm của hệ phân tán rắn 11

1.2.3 Chất mang sử dụng trong hệ phân tán rắn 11

1.2.4 Phương pháp chế tạo 13

1.2.5 Phương pháp đánh giá 14

1.3 Một số nghiên cứu về hệ phân tán rắn andrographolid 15

1.3.1 Nghiên cứu trong nước 15

1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước 15

Chương 2 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Nguyên vật liệu và thiết bị 18

2.1.1 Nguyên vật liệu 18

2.1.2 Thiết bị………… 18

2.2.Phương pháp nghiên cứu 19

2.2.1.Phương pháp bào chế hệ phân tán rắn 19

2.2.2.Phương pháp chế tạo hỗn hợp vật lý 20

2.2.3.Phương pháp đánh giá hệ phân tán rắn 21

2.2.4.Phương pháp thiết kế th nghiệm và tối ưu hóa c ng thức 24

2.2.5.Ứng dụng hệ phân tán rắn vào bào chế viên nén 24

2.2.6.Phương pháp xử lý số liệu 25

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 26

3.1.Nghiên cứu phương pháp bào chế hệ phân tán rắn andrographolid 26

3.1.2.Khả năng hòa tan của andrographolid nguyên liệu 30

3.1.3.Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp bào chế đến một số đặc t nh của hệ phân tán rắn……… 31

3.1.4.Lựa chọn phương pháp để bào chế hệ phân tán rắn 37

3.2.Nghiên cứu xây dựng thành phần c ng thức hệ phân tán rắn andrographolid 38

3.2.1 Khảo sát sơ bộ khi xây dựng c ng thức hệ phân tán rắn theo phương pháp nghiền 38

3.2.2.Thiết kế th nghiệm 48

3.2.3.Phân t ch các yếu tố ảnh hưởng 52

3.2.4.Lựa chọn c ng thức tối ưu để bào chế viên nén 55

3.2.5.Khảo sát một số đặc t nh HPTR andrographolid bào chế theo c ng thức tối ưu 55 3.2.6 Đánh giá độ ổn định của hệ phân tán rắn bào chế theo c ng thức tối ưu 59

3.2.7 Dự kiến tiêu chuẩn chất lượng cho hệ phân tán rắn andrographolid 60

3.2.8 Ứng dụng hệ phân tán rắn để bào chế viên nén chứa 30 mg andrographolid 60

Chương 4 BÀN LUẬN 64

4.1 Về sử dụng hệ phân tán rắn để tăng mức độ và tốc độ hòa tan 64

4.2 Về lựa chọn phương pháp nghiền để bào chế hệ phân tán rắn 66

4.3 Về sử dụng chất mang trong phương pháp nghiền 68

4.4 Về ảnh hưởng của chất diện hoạt trong hệ phân tán rắn 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Cuối cùng, t i xin bày tỏ lòng biết ơn tới ng bà, cha mẹ, anh chị em, người thân, bạn bè của t i, những người đã lu n động viên, chia sẻ, giúp đỡ t i trong suốt thời gian qua

Hà Nội, ngày 25 tháng 03 năm 2016 Học viên

Phan Thị Phượng

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DĐVN : Dƣợc điển Việt Nam

FDA : Cơ quan quản lý thuốc - thực phẩm (Food and Drug Administration) GPDC : Giải phóng dƣợc chất

SCF : Chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical fluid)

SEM : K nh hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope)

TCCS : Tiêu chuẩn cơ sở

Tmax : Thời gian đạt nồng độ thuốc tối đa

UV-VIS : Tử ngoại - khả kiến (Ultraviolet Visible)

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 2.1: Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu 18

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát t nh th ch hợp của hệ thống 27

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khoảng tuyến t nh 28

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp trên mẫu thử 29

Bảng 3.4: Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp 29

Bảng 3.5: Mức độ và tốc độ hòa tan của bột andrographolid nguyên liệu (n=3) 30

Bảng 3.6: C ng thức HPTR andrographolid bào chế theo các phương pháp khác nhau (n=3; tỷ lệ DC: chất mang ~ 1 : 5) 32

Bảng 3.7: Mức độ và tốc độ hòa tan của HPTR andrographolid bào chế theo các phương pháp khác nhau (n=3) 32

Bảng 3.8: Bảng kết quả định lượng andrographolid trong các HPTR ngay sau khi bào chế (n=3) 36

Bảng 3.9: Kết quả định lượng andrographolid trong các HPTR sau 30 ngày bảo quản trong các điều kiện khác nhau (n=3) 36

Bảng 3.10: Kết quả thử độ hòa tan của andrographolid từ HPTR sau 30 ngày bảo quản trong các điều kiện khác nhau (n=3) 36

Bảng 3.11: C ng thức HPTR andrographolid sử dụng các đơn chất mang khác nhau 38 Bảng 3.12: Kết quả thử độ hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các đơn chất mang khác nhau (n=3) 39

Bảng 3.13: C ng thức HPTR andrographolid sử dụng các tỷ lệ hỗn hợp chất mang khác nhau 41

Bảng 3.14: Kết quả thử độ hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các tỷ lệ hỗn hợp chất mang khác nhau (n=3) 41

Bảng 3.15: C ng thức các HPTR andrographolid sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau 43

Bảng 3.16: Kết quả thử độ hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau (n=3) 44

Bảng 3.17: C ng thức các HPTR andrographolid sử dụng các dung m i khác nhau 46

Bảng 3.18: Kết quả thử độ hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các dung m i

khác nhau (n=3) 46

Bảng 3.19: K hiệu và các mức của biến độc lập 49

Bảng 3.20: K hiệu và các mức của biến phụ thuộc 49

Bảng 3.21: Thiết kế th nghiệm cho hệ phân tán rắn andrographolid 50

Bảng 3.22: Kết quả đánh giá độ hòa tan của các HPTR andrographolid sau 30 phút thử nghiệm 51

Bảng 3.23: Ảnh hưởng của các biến độc lập và các biến phụ thuộc 52

Bảng 3.24: Độ hòa tan của andrographolid trong mẫu nguyên liệu và HPTR tối ưu (n=3) 56

Bảng 3.25: Kết quả thử độ hòa tan của HPTR tối ưu và mẫu andrographolid nguyên liệu và so với kết quả dự đoán (n=3) 56

Bảng 3.26: Kết quả thử độ hòa tan của andrographolid từ HPTR bào chế theo c ng thức tối ưu sau 3 tuần bảo quản trong các điều kiện khác nhau (n=3) 59

Bảng 3.27: Bảng kết quả định lượng andrographolid trong viên AS1 và AS0 sau khi bào chế (n=3) 62

Bảng 3.28: Độ hòa tan andrographolid của viên AS1 và AS0 so sánh với bột HPTR (n = 3) 62

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của andrographolid 4

Hình 3.1: Sắc ký đồ HPLC của mẫu andrographolid 26 Hình 3.2: Sắc ký đồ HPLC của HPTR andrographolid 26 Hình 3.3: Sắc ký đồ HPLC của andrographolid, HPTR andrographolid và các tá dược 27 Hình 3.4: Đường chuẩn biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ andrographolid và diện tích pic 28 Hình 3.5: Đồ thị hòa tan của andrographolid nguyên liệu (n=3) 31 Hình 3.6: Đồ thị hòa tan của andrographolid từ HPTR được bào chế theo các phương pháp khác nhau so sánh với andrographolid nguyên liệu (n=3) 33 Hình 3.7: Phổ hồng ngoại của andrographolid nguyên liệu và các HPTR andrographolid được bào chế theo các phương pháp khác nhau 34 Hình 3.8: Kết quả chụp X-ray các HPTR bào chế theo các phương pháp khác nhau 35 Hình 3 9: Đồ thị hòa tan của andrographolid từ HPTR sau 30 ngày bảo quản trong các điều kiện khác nhau (n=3) 37 Hình 3.10: Đồ thị hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các đơn chất mang khác nhau (n=3) 40 Hình 3.11: Đồ thị hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các tỷ lệ hỗn hợp chất mang khác nhau (n=3) 42 Hình 3.12: Đồ thị hòa tan của andrographolid từ HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau (n=3) 44 Hình 3.13: Đồ thị hòa tan andrographolid từ HPTR sử dụng các dung môi khác nhau (n=3) 47 Hình 3.14: Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ β-CD/andrographolid và thể tích ethanol 40% đến phần trăm andrographolid hòa tan sau 5 phút (cố định các yếu tố thời gian nghiền 30 phút và tỷ lệ Tween 80/andrographolid là 0,05) 52

Hình 3.15: Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ β-CD/andrographolid và thể tích ethanol 40% đến phần trăm andrographolid hòa tan sau 10 phút (cố định các yếu

tố thời gian nghiền 30 phút và tỷ lệ Tween 80/andrographolid là 0,05) 53 Hình 3.16: Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ β-CD/andrographolid và thể tích ethanol 40% đến phần trăm andrographolid hòa tan sau 20 phút (cố định các yếu

tố thời gian nghiền 30 phút và tỷ lệ Tween 80/andrographolid là 0,05) 54 Hình 3.17: Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ β-CD/andrographolid và thể tích ethanol 40% đến phần trăm andrographolid hòa tan sau 25 và 30 phút (cố định các yếu tố thời gian nghiền 30 phút và tỷ lệ Tween 80/andrographolid là 0,05) 54 Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn phần trăm andrographolid hòa tan của mẫu nguyên liệu, mẫu tối ưu thực tế và dự đoán (n = 3) 57 Hình 3.19: Hình ảnh của tiểu phân sau khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử của mẫu nguyên liệu (trái) và HPTR andrographolid bào chế theo công thức tối ưu (phải) 57 Hình 3.20: Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu nguyên liệu và mẫu HPTR tối ưu 58 Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn phần trăm hòa tan của andrographolid từ HPTR bào chế theo công thức tối ưu sau 3 tuần bảo quản trong các điều kiện khác nhau (n=3) 60 Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn mức độ và tốc độ hòa tan của andrographolid từ viên AS1, AS0 so với HPTR tối ưu và andrographolid nguyên liệu (n=3) 63

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Xuyên tâm liên (Andrographis paniculata Wall ex Nees, thuộc họ Ô r

Acanthaceae) là cây thuốc được sử dụng từ rất lâu đời và phổ biến trong các nền Y học

cổ truyền Đ ng nam Á như Trung Quốc, Indonesia, Thái Lan Thành phần hóa học chính của cây là diterpenoid, flavonoid và polyphenol, trong đó hợp chất andrographolid là một diterpen lacton phân lập từ xuyên tâm liên đã được chứng minh

có nhiều tác dụng sinh học như: tác dụng kháng khuẩn, kháng virus, kháng ký sinh trùng hay tác dụng bảo vệ gan, bảo vệ tim mạch, chống đái tháo đường, tăng cường miễn dịch, chống ung thư [8], [32] Cho đến nay, xuyên tâm liên cũng như andrographolid vẫn đang là đối tượng được các nhà khoa học chú trọng nghiên cứu và phát triển theo hướng ứng dụng vào điều trị lâm sàng trên một số bệnh như bệnh lao, bệnh tim mạch, tiểu đường… [3]

Tuy nhiên, do đặc t nh khó tan, thấm kém nên sinh khả dụng đường uống của andrographolid thấp dẫn đến các chế phẩm đường uống th ng thường của andrographolid không phát huy tác dụng Trong khi đó, c ng nghệ bào chế hiện đại

lu n tìm kiếm các giải pháp để nâng cao sinh khả dụng của thuốc một cách tối đa bằng cách sử dụng các hệ chất mang, hệ trị liệu như: tạo phức với cyclodextrin, liposome,

hệ phân tán rắn, hệ tiểu phân nano Trong những năm gần đây, các dạng bào chế hiện đại được quan tâm nghiên cứu phát triển và thu được nhiều kết quả đáng kể trong lĩnh vực sản xuất dược phẩm Trong đó, hệ phân tán rắn được coi là hệ đưa thuốc vào cơ thể với nhiều ưu điểm nổi trội như với phương pháp bào chế đơn giản kh ng phải sử dụng đến c ng nghệ cao mà cải thiện được độ tan, tốc độ hòa tan, tăng t nh thấm qua màng sinh học của dược chất t tan do đó tăng sinh khả dụng… [7], [74] Vì vậy, với

mong muốn cải thiện độ hòa tan của andrographolid chúng t i tiến hành “Nghiên cứu

bào chế hệ phân tán rắn andrographolid để cải thiện độ hòa tan của viên nén” với

Andrographolid là thành phần diterpen lacton ch nh trong cây xuyên tâm liên

(Andrographis paniculata Wall ex Nees, thuộc họ Ô r Acanthaceae) Hàm lượng

trong toàn cây, thân và lá tương ứng vào khoảng 4,0%; 0,8 - 1,2% và 0,5 - 6,0% [54], [61] Ngoài ra còn có hai hợp chất diterpen lacton ch nh khác có mặt với hàm lượng thấp hơn là 14-deoxy-11,12-dedihydroandrographolid và neoandrographolid [43]

b) Phương pháp chiết xuất andrographolid

Có nhiều nghiên cứu về chiết xuất diterpen lacton từ cây xuyên tâm liên, độ hòa tan của andrographolid trong các dung m i giảm dần theo thứ tự: methanol > ethanol > propanon > nước [42] Hỗn hợp dicloromethan - methanol (1:1) đã được M Rajani

và cs chọn để chiết và tỏ ra là hệ dung m i có khả năng chiết khá chọn lọc andrographolid, trong khi đó ethanol là dung m i được R Wongkittipong và cs lựa chọn cũng như Trịnh Thị Điệp và cs lựa chọn ethanol 95% để chiết xuất andrographolid với hiệu suất chiết là 2,96% [3] Phương pháp chiết xuất hiện đại là chiết bằng CO2 siêu tới hạn hoặc chiết CO2 cải tiến kết hợp CO2 với dung m i hữu cơ

để tăng hiệu suất chiết andrographolid từ xuyên tâm liên cũng đã được nghiên cứu áp dụng để chiết xuất Tuy nhiên, hiệu suất chiết theo phương pháp này là rất thấp đi kèm với chi ph cao và mất an toàn [28]

1.1.2 Tác dụng dược lý và ứng dụng điều trị trên lâm sàng của andrographolid

a) Tác dụng kháng vi khuẩn, virus và AIDS

Nhiều nghiên cứu cho thấy dịch chiết lá xuyên tâm liên và andrographolid có tác dụng kháng khuẩn do tác dụng hợp đồng của andrographolid và arabinogalactan protein [60] Bột chiết diterpen lacton được chứng minh có khả năng kháng vi khuẩn lao chuẩn quốc tế H37RV và các chủng nhạy cảm với thuốc lao loại 1 và các chủng vi khuẩn lao đa kháng (trong đó có 19 chủng kháng cả 4 loại thuốc chống lao hàng đầu) [8] Andrographolid, neoandrographolid và 14-deoxy-11,12-didehydroandrographolid

có tác dụng diệt virus herpes simplex 1 (HSV-1) mà kh ng gây độc tế bào ở nồng độ

Phần trên mặt đất của cây xuyên tâm liên và andrographolid có tác dụng bảo vệ

gan ở cả in vitro và in vivo [31], [46] do: làm giảm tổn thương gan, hồi phục các tổn

thương m bệnh học của gan, giảm hoạt độ các enzym gan trong huyết thanh [55] c) Tác dụng k ch th ch miễn dịch và chống oxy hóa

Xuyên tâm liên và andrographolid đã được chứng minh có tác dụng tăng cường miễn dịch trên các m hình thực nghiệm khác nhau Hỗn hợp chứa andrographolid và 14-deoxyandrographolid với 14-deoxy-11,12-didehydroandrographolid có tác dụng

k ch th ch miễn dịch, hồi phục miễn dịch bị suy giảm do cyclophosphamid [47] Cao chiết nước cũng gây tăng có ý nghĩa hoạt độ các enzym catalase, superoxid dismutase

và glutathion-S-transferase và làm giảm hoạt độ enzym lactat dehydrogenase [77] d) Tác dụng chống viêm

Andrographolid, deoxyandrographolid, neoandrographolid và didehydrodeoxyandrographolid dùng đường uống đều ức chế sự tăng t nh thấm của mao mạch dưới da và màng bụng gây bởi xylen hoặc acid acetic và giảm dịch rỉ viêm

11,12-ở bạch cầu hạt Selye xử lý với dầu b ng 11,12-didehydrodeoxyandrographolid thể

hiện tác dụng chống viêm in vivo mạnh nhất [88] Cao chiết methanol xuyên tâm liên,

andrographolid và neoandrographolid đều ức chế sự sản xuất NO gây bởi LPS phụ thuộc nồng độ [13], [20]

e) Tác dụng hạ đường huyết

Andrographolid có tác dụng hạ glucose huyết cả ở chuột bình thường và chuột bị đái tháo đường do streptozotocin [84] Andrographolid tiêm tĩnh mạch trong ba ngày cho chuột bị đái tháo đường làm tăng mức mRNA và protein của chất vận chuyển glucose (GLUT4) ở cơ bắp chân, gợi ý rằng tác dụng hạ glucose huyết của andrographolid có thể là do cơ xương sử dụng glucose tốt hơn Andrographolid còn có tác dụng theo cơ chế ức chế các enzym -glucosidase và -amylase [66]

f) Tác dụng đối với hệ tim mạch

4

Các diterpen lacton của xuyên tâm liên ch nh là hoạt chất gây ra tác dụng này [12], [83] Cao chiết nước xuyên tâm liên và andrographolid có tác dụng ức chế ngưng tập tiểu cầu gây bởi thrombin [73]

g) Tác dụng chống ung thư

Andrographolid đã được nghiên cứu trên nhiều đ ch tác dụng với ung thư và được chứng minh có tác dụng chống ung thư theo nhiều hướng: ức chế quá trình apoptosis, k ch th ch hệ miễn dịch và ức chế tăng sinh thành mạch [63], [87]

1.1.3 Đặc điểm hóa lý và hạn chế của andrographolid liên quan đến sinh khả dụng

a) Đặc điểm hóa lý của andrographolid

+ Công thức cấu tạo: andrographolid là 1 diterpen có vòng  lacton nối với hệ thống vòng decahydronapthalen qua nối đ i C-2

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của andrographolid + C ng thức phân tử: C20H30O5, khối lượng phân tử 350,45

+ Tên khoa học :

+ Andrographolid hấp thụ ánh sáng ở bước sóng cực đại 223 nm, nóng chảy ở 230 -

b) Hạn chế liên quan đến sinh khả dụng

Mặc dù andrographolid có nhiều tác dụng trong trị liệu nhưng lại chưa được sử dụng rộng rãi do sinh khả dụng của thuốc qua đường uống thấp do andrographolid có một số đặc t nh sau:

+ Độ tan kém (46,2±1,40 µg/ml ở 250

C [42]) và thân dầu (log P = 2,632±0,135) [15] + Dễ bị thủy phân mở vòng lacton [79] như trong m i trường có t nh acid và kiềm mạnh [85]

+ Dùng qua đường tiêm truyền tĩnh mạch liều cao trong thời gian ngắn gây độc thận [41]

Như vậy, dựa vào các đặc điểm trên của andrographolid nhận thấy để phát huy tiềm năng trị liệu của andrographolid cần phát triển các hệ chất mang nhằm cải thiện

độ tan và thời gian lưu hoạt chất trong hệ tuần hoàn như tạo phức với cyclodextrin, liposome, hệ phân tán rắn, hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng đường uống của hoạt chất này

1.1.4 Một số dạng bào chế chứa andrographolid

a) Viên nén

6

Viên nén Andrographis chứa cao chiết xuất từ xuyên tâm liên được sản xuất và

áp dụng từ lâu, được quy định trong Dược điển Trung Quốc 2005 Mỗi viên Andrographis chứa lượng cao tương đương với 1 gram dược liệu, quy định chứa

kh ng t hơn 8,0 mg andrographolid Liều dùng: 1 - 2 viên x 3 lần mỗi ngày, chỉ định trong trường hợp cảm cúm, sốt, ho, sưng đau họng, tiêu chảy, lỵ…[70]

b) Thuốc tiêm

Thuốc tiêm Lianbizhi là dạng muối natri bisulfat của andrographolid, dạng muối này có độ tan tăng đáng kể so với hoạt chất andrographolid [82] Tuy nhiên, natri bisulfat gây độc t nh trầm trọng trên đường tiết niệu Zheng và Ye (2007) báo cáo 87 bệnh nhân bị dị ứng với thuốc tiêm Lianbizhi [33] Độc t nh trên đường tiết niệu cũng được báo cáo khi truyền Lianbizhi Do đó, dạng bào chế này bị FDA cấm sử dụng năm

2005 [19]

Như vậy, với một hoạt chất kém tan như andrographolid, được bào chế ở dạng thuốc rắn như viên nén hoặc viên nang thì độ tan và mức độ cũng như tốc độ hòa tan của hoạt chất được giải phóng từ dạng bào chế ảnh hưởng lớn đến sự hấp thu thuốc trong cơ thể Hiện nay, chỉ có khoảng 8% dược chất có khả năng hòa tan và thấm tốt,

do vậy để nâng cao sinh khả dụng của những hoạt chất khó tan thì vấn đề cải thiện độ tan và độ hòa tan là điều thiết yếu và ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhiều

1.2 Các biện pháp cải thiện độ hòa tan của dược chất trong viên nén

Viên nén là dạng thuốc quy ước được sử dụng phổ biến với nhiều dạng trung gian dùng đường uống chứa dược chất t tan trong nước như hệ phân tán rắn, hệ tinh thể micro, hạt compact rắn lỏng, nhũ tương kh … Với một dược chất t tan, thì độ tan

và tốc độ hòa tan là yếu tố ảnh hưởng lớn đến dược động học và sinh khả dụng của thuốc Những dược chất có độ tan nhỏ hơn 1mg.ml-1

và tốc độ hòa tan nhỏ hơn 0,1mg.cm-2.phút-1 trong m i trường pH 1 - 8 ở 370C thường có vấn đề về sinh khả dụng trong đường tiêu hóa do bị giới hạn về độ tan và tốc độ hòa tan Quá trình hòa tan dược chất từ dạng bào chế chịu tác động của nhiều yếu tố đó là: đặc t nh hóa lý của dược chất, tá dược sử dụng và kỹ thuật bào chế Do vậy, để cải thiện độ hòa tan cho viên nén có thể cải thiện về [1]:

+ Về một số giải pháp kỹ thuật đối với dược chất t tan: thay đổi về đặc t nh hóa học

7

như tạo dạng muối, sử dụng dạng tiền chất… hoặc thay đổi đặc t nh vật lý như kỹ thuật kết tinh, giảm k ch thước tiểu phân… Ngoài các thay đổi đối với dược chất, sử dụng các tá dược có thể làm tăng độ tan và độ hòa tan của dược chất t tan như chất điều chỉnh pH, đồng dung m i, các cyclodextrin, chất trung gian thân nước và chất diện hoạt, hệ phân tán rắn, hệ đưa thuốc dựa trên lipid và chất diện hoạt hoặc hệ nano chất mang…

+ Về dạng bào chế, dược chất t tan sau khi được biến đổi về mặt hóa học, vật lý được đưa vào các dạng bào chế như viên nén, viên nang với việc cải tiến về mặt c ng thức

và kỹ thuật bào chế để dược chất t tan có thể được rã nhanh, giải phóng nhanh… bằng cách sử dụng tá dược sủi bọt, tá dược hydrogel siêu xốp hoặc tá dược siêu rã…

Trong khu n khổ đề tài này, chỉ đề cập đến các biện pháp cải thiện độ tan và tốc

độ hòa tan cho dược chất t tan, là những biện pháp điển hình như:

 Tạo tiểu phân nano: với k ch thước cỡ nano siêu nhỏ (hàng chục nanomet đến dưới 1µm) các tiểu phân dược chất được bào chế dưới dạng nano tinh thể, nhũ tương nano, hỗn dịch nano, nano lipid rắn, dendrime có khả năng làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất t tan do đó việc chuyển sang dạng nano là cần thiết để giải quyết vấn đề tốc độ hòa tan và SKD [86] Một số dược chất sử dụng biện pháp này như: danazol, cilostazol, tranilast, curcumin

 Phun sấy: từ dung dịch hoặc hỗn dịch dược chất khó tan với dung m i, tiến hành phun sấy có thể thu được các hạt micro hoặc nano Phun sấy cho phép kiểm soát k ch thước, hình dạng của tiểu phân Tiểu phân có độ phân tán cao, phân bố k ch thước tiểu phân hẹp, độ xốp và tỷ trọng phụ thuộc vào điều kiện phun sấy Arunachalam và cs nghiên cứu hệ phân tán rắn piroxicam với HPMC K100 M bào chế bằng phương pháp phun sấy nhận thấy ở các tỷ lệ piroxicam với chất mang từ 1:1 đến 1:4 đều cải thiện

8

đáng kể kể tốc độ hòa tan của piroxicam so với dược chất ban đầu do k ch thước tiểu phân dược chất được thu nhỏ hơn trước và khối bột sấy phun có độ xốp cao [11] b) Biến đổi trạng thái thái kết tinh

Việc chuyển tiểu phân dược chất từ trạng thái kết tinh sang v định hình dẫn đến

độ tan, tốc độ hòa tan và sinh khả dụng được cải thiện Trạng thái v định hình của chất rắn được đặc trưng bởi sự mất đi thứ tự về vị tr và kh ng gian của các phân tử dược chất Do đó, tương tác dược chất – dược chất đối với dạng v định hình yếu hơn

so với tinh thể [59] Dạng v định hình có mức năng lượng cao hơn nên có khả năng tan tốt hơn dạng tinh thể từ 1,1 - 1000 lần [30], [32]

c) Dùng hệ phân tán trong chất mang

Trong hệ phân tán rắn độ tan của dược chất khó tan được cải thiện rõ rệt so với dược chất ban đầu theo nhiều cơ chế như tạo hỗn hợp eutecti, hệ phân tán rắn, dung dịch rắn [61], [24], [78] Cơ chế làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan của hệ phân tán rắn

do dược chất ở trạng thái kết tinh chuyển sang dạng v định hình; giảm k ch thước tiểu phân đến mức độ rất mịn, thậm ch mức độ phân tử, tăng t nh thấm ướt nhờ sự có mặt chất mang thân nước và đặc biệt khi hệ phân tán rắn có sử dụng chất diện hoạt Do đó

hệ phân tán rắn có thể cải thiện được độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất t tan trong nước [10]

d) Tạo phức

Dược chất được tạo phức có thể theo nhiều cơ chế khác nhau như: tạo liên kết với các chất v cơ, tạo chelat, tạo phức lồng, tạo phức phân tử [10] trong đó cơ chế tạo phức lồng với cyclodextrin thường hay được áp dụng nhất để tăng độ tan và tốc độ hòa tan của chất t tan Hiện nay, cyclodextrin và dẫn chất được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm dưới nhiều dạng bào chế cải thiện sinh khả dụng của dược chất gấp nhiều lần [16]

e) Sử dụng chất diện hoạt

Khi được sử dụng với nồng độ đủ lớn, các phân tử chất diện hoạt tập hợp lại tạo cấu trúc micel Nồng độ này gọi là nồng độ micel tới hạn Hình dạng, k ch thước của micel và cách sắp xếp các phân tử trong micel sao cho năng lượng tự do của hệ nhỏ nhất nhờ đó có thể tạo vi nhũ tương hay hệ tự nhũ hóa từ hỗn hợp đẳng hướng của pha

9

dầu chứa dược chất t tan, pha nước, chất diện hoạt và chất đồng diện hoạt với k ch thước giọt nhỏ khoảng vài chục đến vài trăm nanomet, do đó làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất [37]

1.1.6 Biến đổi về hóa học

a) Tạo muối

Tạo dạng muối dựa trên sự chuyển proton giữa nhóm ion hóa của dược chất và đối ion Dạng muối tạo thành sẽ thay đổi pH của lớp khuếch tán bao quanh dược chất, dẫn đến tăng độ tan so với dạng tự do tương ứng [62] Các dạng muối khác nhau làm thay đổi t nh chất lý hóa của dược chất, thay đổi tốc độ hòa tan, thay đổi mức độ giải phóng và sinh khả dụng và có thể ảnh hưởng đến độ ổn định và tuổi thọ của chế phẩm [6]

b) Thay đổi pH

Khi sử dụng các tá dược để điều chỉnh pH trong c ng thức bào chế, dược chất t tan có thể được ion hóa để chuyển thành dạng dễ tan hơn, cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan Biến đổi pH cũng có thể tạo ra vùng micro pH xung quanh thuốc làm tăng độ tan bão hòa của dược chất và dễ hấp thu hơn [65]

1.1.7 Các biện pháp khác

a) Đồng kết tinh

Đồng kết tinh tức là tinh thể nguyên liệu chứa ít nhất 2 hợp chất khác nhau [64], gồm dược chất kết tinh với thành phần kh ng gây độc khác và có thể liên kết hydro với nhau tạo thành tinh thể ổn định Khác với dạng muối, ở dạng đồng kết tinh kh ng xảy ra sự chuyển proton giữa dược chất và chất tạo đồng kết tinh Trong nhiều trường hợp, dược chất và chất tạo đồng kết tinh có liên kết hydro để tạo đồng kết tinh bền vững [36], [59] Có thể lựa chọn dạng đồng kết tinh này áp dụng cho các dược chất ít tan kh ng ion hóa được ở pH sinh lý

b) Đồng dung m i

Đồng dung m i là hỗn hợp gồm nước và một hay nhiều dung m i có thể trộn lẫn được với nước được sử dụng để tăng độ tan của dược chất t tan có thể cao gấp 500 lần [9], [52] Phương pháp này dựa trên cơ sở lý thuyết tốc độ hòa tan tăng khi chất tan và dung m i có độ phân cực tương tự nhau [59] Th ng thường các dung m i chứa nhóm

10

hydroxyl như ethanol, propylen glycol, glycerol và poly(ethylenglycol) thường hay được sử dụng trong các dạng thuốc uống dung dịch, tuy nhiên phương pháp này dễ bị kết tủa trở lại từ hệ đồng dung m i nên thường kết hợp với các phương pháp điều chỉnh pH và tăng độ tan khác

Như vậy, có rất nhiều biện pháp làm tăng độ tan của dược chất t tan trong nước theo nhiều cơ chế khác nhau Những phương pháp này có thể sử dụng một mình hoặc kết hợp với các phương pháp khác nhằm giải quyết một số vấn đề liên quan đến dược chất t tan trong nước Hiểu rõ đặc t nh hóa lý của dược chất và phạm vi áp dụng của mỗi phương pháp để lựa chọn phương pháp th ch hợp đối với các dược chất ít tan Xét trên phương diện kỹ thuật và thiết bị sử dụng để tăng độ tan thì các biện pháp biến đổi

về vật lý là đơn giản và dễ triển khai hơn cả Trong đó, phương pháp chế tạo HPTR với nhiều ưu điểm nổi trội như: làm giảm k ch thước tiểu phân, tăng khả năng thấm ướt m i trường hòa tan và t tốn năng lượng chế tạo nên là một trong những lựa chọn hàng đầu để cải tiến độ tan và tốc độ hòa tan của nhiều dược chất trong hơn 50 năm qua

1.2 Hệ phân tán rắn

1.2.1 Khái niệm

Hệ phân tán rắn được nghiên cứu đầu tiên vào năm 1961 bởi Sekiguchi và Obi, đến năm 1971 Chiou và Riegelman định nghĩa: “Hệ phân tán rắn là hệ phân tán một hay nhiều dược chất trong chất mang rắn được chế tạo bằng phương pháp đun chảy, dung m i hay đun chảy - dung môi” [21] Cho đến nay HPTR được xem là hệ chứa chất rắn t tan được hòa tan hay phân tán trong một hỗn hợp chất mang trơ thân nước Cốt thân nước và dược chất có thể ở dạng kết tinh hay v định hình Dựa vào cách sắp xếp của các thành phần này hay dựa trên cấu trúc hóa lý, HPTR có thể là [23]:

 Một hỗn hợp eutecti đơn giản

 Một dung dịch rắn có dược chất được phân tán ở mức độ phân tử trong chất mang

 Dược chất tồn tại kết tủa v định hình trong chất mang kết tinh

 Có cấu trúc kép của cả dung dịch hay hỗn dịch rắn

 Phức hợp giữa dược chất và chất mang

 Sự kết hợp của các loại trên

11

1.2.2 Ưu, nhược điểm của hệ phân tán rắn

a) Ưu điểm:

 Giảm k ch thước tiểu phân dược chất rắn t tan,

 Cải thiện t nh thấm m i trường của dược chất rắn t tan,

 Tăng độ xốp của khối tiểu phân dược chất rắn,

 Dược chất chuyển sang dạng v định hình

Do đó HPTR cải thiện độ tan, tốc độ hòa tan của dược chất t tan, làm tăng độ hòa tan (giải phóng) dược chất, tăng t nh thấm qua màng sinh học, do đó tăng sinh khả dụng [5], [23], [69]

b) Nhược điểm:

HPTR có bề mặt xốp, không ổn định sau khi chế tạo dễ chuyển từ trạng thái v định hình về kết tinh làm giảm độ hòa tan

1.2.3 Chất mang sử dụng trong hệ phân tán rắn

a) Yêu cầu đối với chất mang

Các chất mang trong HPTR có đặc điểm chung là dễ tan trong nước, có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, kh ng bị phân hủy ở nhiệt độ cao, bền vững về mặt nhiệt động học, dễ tan trong dung m i hữu cơ, dễ loại dung m i ngay cả khi dung dịch có độ nhớt cao Đồng thời, hoạt chất trong HPTR chậm bị tái kết tinh/ kết tụ nhờ tương tác phân tử và cản trở kh ng gian trong hệ chất mang Dược chất trong HPTR có thể được phân tán ở dạng phân tử riêng biệt, tiểu phân v định hình hoặc tiểu phân kết tinh, trong khi chất mang có thể ở trạng thái kết tinh hoặc v định hình

b) Một số chất mang sử dụng trong đề tài

 Polyethylen glycol

Các PEG với khối lượng phân tử khác nhau như PEG 4000, PEG 6000, PEG

8000 được dùng rất phổ biến làm chất mang trong HPTR của nhiều dược chất t tan như indomethacin, triamteren, ibuprofen, piroxicam Do PEG có nhiệt độ nóng chảy thấp (<650C), lại dễ tan trong nhiều dung m i hữu cơ nên th ch hợp để điều chế HPTR bằng phương pháp đun chảy Ngoài ra các PEG còn có khả năng hòa tan được nhiều dược chất tạo ra dung dịch rắn

 Polyvinyl pyrolidon (PVP)

12

Có nhiều loại PVP khác nhau được dùng th ng dụng trong sản xuất dược phẩm như PVP K15, PVP K30, PVP K60, PVP K90 với chỉ số K biểu thị khối lượng phân tử trung bình của PVP Các PVP có điểm chảy cao (2750C) và bị phân hủy ở nhiệt độ này, nhưng PVP lại dễ tan trong nước và nhiều dung m i hữu cơ khác nên thường hay được dùng làm chất mang trong HPTR bào chế bằng phương pháp dung m i PVP có khả năng hòa tan được nhiều dược chất tạo thành dung dịch rắn Nhược điểm của PVP

là rất háo ẩm nên dễ hút ẩm vào HPTR Một số dược chất sử dụng PVP làm chất mang trong HPTR như: artemisinin [5], ketoprofen [81], andrographolid [14]

 Beta cyclodextrin

Beta cyclodextrin là các phân tử vòng có nguồn gốc tinh bột được m tả đầu tiên vào năm 1891 bởi Villiers [39], với một số tên thương mại như cyclomylose, cy-clomalto hoặc Schardinger dextrin… Phân tử β-CD là oligosaccarid gồm 7 đơn vị αD-glucopyranose được liên kết bởi liên kết α-1,4-glycosid Tùy vào số lượng các đơn vị đường mà có các loại cyclodextrin khác nhau (α-CD có 6 đơn vị đường, β-CD có 7 đơn vị đường và γ-CD có 8 đơn vị đường [22]) Ngày nay, người ta đã tổng hợp được nhiều dẫn chất khác nhau của cyclodextrin có những thuộc t nh lý hóa và sinh học tốt hơn như các dẫn chất ethyl, methyl, hydroxypropyl, glycosylcyclodextrin…[25] Cấu trúc của phân tử β-CD: do sự hình thành cấu tạo ghế của các đơn vị glucopyranose nên phân tử β-CD có hình dạng giống như một khối rỗng chóp cụt và khoảng kh ng gian ở giữa hình chóp đó là trung tâm thân dầu với mật độ điện tử cao, phần bên ngoài là các nhóm hydroxyl của các đơn vị đường trong cấu trúc bậc 1 và 2 Phân tử cyclodextrin có phần bên ngoài thân nước, phần lõi thân dầu nên có thể liên kết với hợp chất t tan trong nước theo kiểu liên kết cộng hợp kh ng đồng hóa trị để tạo dạng phức hợp dược chất - cyclodextrin bền vững Phức mới hình thành có đặc

t nh thân nước vì vậy cải thiện được độ tan và tốc độ hòa tan của nhiều dược chất t tan

Độ tan của β-CD trong nước thấp hơn các cyclodextrin khác do sự liên kết mạnh mẽ của các phân tử β-CD ở trạng thái tinh thể và trong phân tử β-CD hình thành liên kết hydro nội phân tử giữa các nhóm hydroxyl bậc 2, ch nh điều này làm giảm số lượng các nhóm hydroxyl có khả năng hình thành các liên kết hydro với các phân tử nước

và lỗ hổng của vòng β-CD Không có liên kết cộng hóa trị hay liên kết mới nào được hình thành trong quá trình tạo phức [40] Cho tới nay, có nhiều nghiên cứu sử dụng β-

CD là chất mang để bào chế HPTR cải thiện độ tan và độ hòa tan của một số dược chất

t tan như: sylimarin [27], domperidon [68], celecoxib [57]…

1.2.4 Phương pháp chế tạo

Dựa vào t nh chất vật lý, hóa học của dược chất và chất mang, các HPTR có thể được điều chế bằng một trong các phương pháp sau [5], [23], [69]:

a) Phương pháp gia nhiệt

 Phạm vi áp dụng: phương pháp này áp dụng khi dược chất bền với nhiệt, chất mang

có điểm chảy thấp, v dụ như PEG, urea

 Hiện nay có 2 phương pháp gia nhiệt tạo HPTR là đun chảy và đùn nóng chảy

+ Dược chất kém bền với nhiệt, đồng tan hoặc kh ng đồng tan với chất mang

+ Chất mang có điểm chảy cao, v dụ như PVP, polysaccarid

+ Dung m i: có khả năng hòa tan cao, t độc, kh ng dễ cháy

 Nhược điểm: dung m i khó bốc hơi hoàn toàn và có thể ảnh hưởng đến độ bền của dược chất

c) Phương pháp kết hợp dung m i - đun chảy

 Phương pháp này được áp dụng khi:

+ Dược chất có liều điều trị nhỏ, tan trong dung m i, đồng tan với chất mang hoặc tan trong chất mang

+ Chất mang có điểm chảy tương đối thấp, v dụ: PEG

 Tiến hành:

+ Dược chất được hòa tan vào dung m i trơ;

+ Chất mang được đun chảy, sau đó phối hợp dược chất vào chất mang;

+ Làm kh (bằng tủ sấy chân kh ng, đ ng kh , phun sấy, phun đ ng kh ) và phân chia tới k ch thước xác định

d) Phương pháp nghiền

 Phương pháp này áp dụng khi:

+ Dược chất kh ng tan trong dung m i và chất mang, kh ng bền ở nhiệt độ cao

+ Chất mang có thể tan trong dung m i

 Tiến hành:

+ Phối hợp dược chất và chất mang theo nguyên tắc trộn bột,

+ Sau đó thêm một lượng nhỏ (tối thiểu) dung m i, nghiền trộn thành khối nhão trong thiết bị và thời gian phù hợp

+ Làm kh (bằng tủ sấy chân kh ng, đ ng kh , phun sấy, phun đ ng kh ) và phân chia tới k ch thước xác định

1.2.5 Phương pháp đánh giá

Có nhiều phương pháp đánh giá HPTR [5], [17]:

 Phương pháp phân t ch nhiệt: phân t ch nhiệt vi sai và k nh hiển vi bàn soi nóng

1.3 Một số nghiên cứu về hệ phân tán rắn andrographolid

1.3.1 Nghiên cứu trong nước

Chưa có nghiên cứu nào

1.3.2 Nghiên cứu ngoài nước

Hiện nay, HPTR chứa andrographolid đang được các nhà khoa học quan tâm

nghiên cứu như:

Qin Ling-hao và cs tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của HPTR poloxame đến độ

tan in vitro của andrographolid bằng phương pháp đun chảy: poloxame được dùng như

chất mang để tạo HPTR chứa andrographolid, sau đó đánh giá độ hòa tan của các hệ phân tán khác nhau Sử dụng phổ hồng ngoại và nhiễu xạ tia X để xác định trạng thái

16

của andrographolid Kết quả thu được cho thấy HPTR cái thiện đáng kể độ tan của andrographolid ở pH 1,2 và 6,8 Sau 15 phút, lượng andrographolid giải phóng nhiều hơn 3,6 lần so với andrographolid nguyên liệu Andrographolid tồn tại dưới dạng tinh thể trong HPTR Như vậy, HPTR sử dụng poloxame P188 cải thiện độ tan của dược chất không tan trong nước [41]

Wang Kang và cs sử dụng kỹ thuật tạo HPTR để nâng cao tỷ lệ hòa tan của andrographolid bằng cách sử dụng PVP K30 là chất mang HPTR andrographolid - PVP K30 có chứa các tỷ lệ Tween 80 khác nhau, được chuẩn bị bằng phương pháp dung môi và được tối ưu hóa bằng thiết kế kế th nghiệm trực giao Đánh giá: tỷ lệ GPDC trong dịch vị nhân tạo, sử dụng phổ nhiễu xạ tia X và hiển vi điện tử quét để phân t ch các đặc điểm của andrographolid ở dạng phân tán rắn Kết quả cho thấy tỷ lệ giải phóng andrographolid từ HPTR tăng lên đáng kể và tăng theo nồng độ Tween 80

sử dụng Nghiên cứu đã chứng minh andrographolid phân tán trong hệ ở dạng v định hình bằng phổ nhiễu xạ tia X và HPTR sử dụng chất mang là PVP K30 và Tween 80

có thể làm tăng tỷ lệ giải phóng andrographolid [54]

Hu Shi và cs nghiên cứu nhằm cải thiện độ tan và khả năng hòa tan của andrographolid bằng bào chế HPTR Hệ phân tán rắn andrographolid sử dụng hydroxyapatit làm chất mang và bào chế bằng phương pháp dung m i: andrographolid

và hydroxyapatit được phân tán trong ethanol 95% rồi bốc hơi dung m i sau đánh giá khả năng GPDC, đặc t nh vật lý và độ ổn định của thuốc Kết quả: bằng phân t ch nhiệt lượng, k nh hiển vi điện tử quét và phổ nhiễu xạ tia X cho thấy HPTR với tỷ lệ andrographolid : hydroxyapatit là 1 : 8 thì andrographolid tồn tại ở dạng v định hình,

khả năng GPDC in vitro của HPTR lên đến 93% sau 45 phút Đánh giá khả năng

GPDC của HPTR sau 3 tháng cho thấy thấy kh ng có sự thay đổi đáng kể Như vậy,

có thể kết luận: HPTR andrographolid - hydroxyapatit ổn định và cải thiện đáng kể khả năng GPDC trong nước [22]

Luelak Lomlim và cs nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phân hủy của andrographolid nhận thấy andrographolid dạng tinh thể bền với nhiệt, trong điều kiện

700C/ 75% trong thời gian 3 tháng trong khi dạng v định hình bị phân hủy nhanh chóng Andrographolid phân hủy nhanh theo động học bậc 2 Andrographolid chủ yếu

17

bị phân hủy thành 14-deoxy-11,12-didehydroandrographolid (DDAG) [30] Dẫn chất DDAG có tác dụng làm sự tập trung các tế bào bị viêm bởi Ovalbumin ở dịch rửa phổi, giảm IL-5, IL-4, IL 13, sản xuất eotaxin tổng hợp IgE, bạch cầu ưa acid ở phổi, tăng tiết nhầy, tăng đáp ứng đường thở ở m hình chuột hen suyễn Các tác dụng này

có thể do ức chế hoạt tính NF-kB Kết hợp glucocorticoid và dẫn chất của andrographolid ở liều thấp có tác dụng làm giảm viêm ở mô hình chuột hen suyễn [57]

Như vậy, qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy andrographolid hoàn toàn phù hợp để bào chế HPTR sử dụng các chất mang như PVP K30, poloxame, hydroxyapatit

… bằng các phương pháp đun chảy hoặc dung môi Các phương pháp bào chế, th ng

số quy trình bào chế ảnh hưởng đến cấu trúc của HPTR, dạng v định hình andrographolid trong dung dịch rắn, hay phân tán ở mức độ phân tử trong HPTR, nhờ

đó mà cải thiện được độ tan, tốc độ hòa tan của hoạt chất… Các polyme và dung môi

sử dụng để tạo HPTR andrographolid là các chất th ng dụng dễ kiếm nên tạo điều kiện cho việc triển khai nghiên cứu hệ này trong thực tế dễ dàng Các mẫu nghiên cứu

HPTR andrographolid được bào chế bằng nhiều phương pháp trên thử nghiệm in vivo

đều cho thấy tốc độ hòa tan của dược chất được cải thiện đáng kể và ổn định trong quá trình bảo quản Do vậy, nghiên cứu theo hướng HPTR sẽ giúp andrographolid trở thành hoạt chất đầy triển vọng được ứng dụng vào điều trị rộng rãi trên lâm sàng

Bảng 2.1: Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

1 Andrographolid (hàm

7 Dinatri hydro phosphat Trung Quốc DĐVN IV

10

Combilac (gồm: 70% lactose monohydrat, 20%

α-microcrystal cellulose và 10% tinh bột)

2.1.2 Thiết bị

 Cân phân tích CPA 224S Sartorius (Thụy Sĩ)

 Cân kỹ thuật TE612/Sartorius (Thụy Sĩ)

 Cân sấy hàm ẩm XM 60-HR (Precisa)

 Bếp đun cách thủy Jencons PLS (Anh)

 Bể siêu âm Ultrasonic LC-60H

 Máy đo độ hòa tan Pharmatest PT-DT 70 (Đức)

19

 Máy khuấy từ gia nhiệt IKA-C MAG HS 10 (Đức)

 K nh hiển vi điện tử quét FE SEM Hitachi S-4800 (Nhật)

 Hệ thống HPLC 1800 SHIMADZU (Nhật) gồm: bơm LC-20AD, bộ tiêm mẫu tự động SIL-20AHT, detector diod array, phần mềm Labsolution để truy xuất hình ảnh và

số liệu trên máy HPLC

 Máy đo phổ nhiễu xạ tia X D8 Avance Bruker (Đức)

 Máy đo phổ hồng ngoại FTIR Affinity – 1S, SHIMADZU (Nhật)

 Máy ly tâm Mikro 22 R Hettech (Đức)

 Tủ sấy chân kh ng Shelab Model 1450D (Mỹ)

 Máy đo pH HI 2210 - Hana (Rumani)

 Máy sấy phun Buchi B191 (Thụy Sĩ)

 Máy dập viên định hình ZP 17 chày (Trung Quốc)

 Tủ vi kh hậu Panasonic MLR - 352H (Nhật)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp bào chế hệ phân tán rắn

Có rất nhiều phương pháp để bào chế HPTR chứa andrographolid Mỗi một phương pháp lại áp dụng riêng với các chất mang và kỹ thuật khác nhau Để chọn lựa

ra phương pháp nào là phù hợp bào chế HPTR andrographolid cần khảo sát các HPTR với các phương pháp bào chế khác nhau, tuy nhiên trong phần khảo sát phương pháp bào chế HPTR này một số yếu tố sau được cố định: tỷ lệ chất mang và andrographolid

là 5/1; dung m i (nếu sử dụng) là ethanol 50% Chất mang là các polyme PEG 4000, β-CD, PVP K30, HPMC E6, hoặc hỗn hợp chất mang các polyme trên và được sử dụng theo các phương pháp th ch hợp như sau:

a) Phương pháp đun chảy

Phương pháp này được áp dụng với chất mang là PEG 4000

Tiến hành: cân dược chất và chất mang theo các tỷ lệ như trên, sau đó đun chảy PEG 4000 trên bếp cách thủy đến khi thu được dung dịch trong suốt Cho từ từ andrographolid vào chất mang đã đun chảy, khuấy đều Làm lạnh nhanh bằng nước đá đồng thời khuấy liên tục tới khi hỗn hợp đ ng rắn lại Để ổn định 24 giờ, làm khô

20

trong bình hút ẩm Nghiền nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355 Bảo quản HPTR trong lọ thủy tinh k n, đặt trong bình hút ẩm

b) Phương pháp đun chảy - dung môi

Tiến hành: cân dược chất và chất mang PEG 4000 theo các tỷ lệ đã định sẵn như trên Đun chảy chất mang PEG 4000 Song song tiến hành hòa tan andrographolid và β-CD vào ethanol 50% (với tỷ lệ 1g dược chất và 80 ml dung m i), siêu âm ở 600

C trong 2,5 giờ cho tới khi andrographolid tan hết Cho từ từ dung dịch andrographolid vào chất mang đã đun chảy, khuấy liên tục Làm nguội nhiệt độ hỗn hợp về nhiệt độ phòng, khuấy từ từ tới khi hỗn hợp đồng nhất, cho vào tủ sấy hút chân kh ng sấy ở nhiệt độ 400

C để loại dung m i Nghiền nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355

Để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ và bảo quản HPTR trong lọ thủy tinh k n, đặt trong bình hút ẩm

c) Phương pháp dung m i

Tiến hành: cân dược chất và chất mang (áp dụng với chất mang là PVP K30, CD) theo các tỷ lệ đã định sẵn như trên Hòa tan chất mang vào một lượng ethanol 50% th ch hợp (với tỷ lệ 5g chất mang và 80 ml dung m i) Thêm andrographolid vào dung dịch chất mang ở trên, siêu âm ở 600C trong 2,5 giờ cho tới khi andrographolid tan hết Làm khô: Loại dung m i bằng cách sấy phun trên máy với các th ng số như sau: Nhiệt độ kh đầu vào 1100C; nhiệt độ kh thoát ra 850C; tốc độ th ng gió 100%;

β-áp suất kh nén 200 - 400; tốc độ cấp dịch dưới đầu phun đường k nh 0,5 mm Để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ và bảo quản HPTR trong lọ thủy tinh k n, đặt trong bình hút ẩm

d) Phương pháp nghiền

Tiến hành: cân dược chất và chất mang (PEG 4000, PVP K30, β-CD, HPMC E6) theo tỷ lệ đã định sẵn như trên Trộn đồng nhất khối bột kép theo nguyên tắc trộn đồng lượng Thêm từ từ một lượng th ch hợp dung m i ethanol 50% Nghiền trên cối sau 15 phút đến khi thu được khối bột nhão Làm khô: loại dung m i bằng cách sấy ở nhiệt độ

500C Nghiền nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355 Để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ và bảo quản HPTR trong lọ thủy tinh k n, đặt trong bình hút ẩm

2.2.2 Phương pháp chế tạo hỗn hợp vật lý

21

Chế tạo hỗn hợp bột gồm andrographolid và các tá dược PVP K30, PEG 4000,

β-CD, HPMC E6 hoặc hỗn hợp chất mang các polyme trên với các tỷ lệ: chất mang/ andrographolid là 5/1, được thực hiện theo các bước như sau:

Nghiền nhỏ chất mang thành bột mịn, sau đó rây qua rây 180 Cân các thành phần theo

c ng thức Trộn dược chất và chất mang thành hỗn hợp bột kép theo nguyên tắc trộn đồng lượng Rây lại qua rây 500 cho đều Để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ và bảo quản trong lọ thủy tinh k n, đặt trong bình hút ẩm

2.2.3 Phương pháp đánh giá hệ phân tán rắn

b) Đánh giá mức độ kết tinh bằng phổ nhiễu xạ tia X

Cấu trúc hóa lý của HPTR được xác định bằng phương pháp phổ nhiễu xạ tia X Nguyên tắc: Khi chùm tia X đập vào mặt tinh thể cấu tạo từ nguyên tử hay ion thì mạng tinh thể đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt Phần kết tinh tạo ra các đỉnh nhiễu xạ nhọn và hẹp, phần v định hình lại cho một đỉnh rất rộng Tỷ lệ giữa các cường độ có thể được sử dụng để t nh toán số lượng tinh thể trong hệ

Tiến hành: Mẫu cần phân t ch được nghiền mịn và đưa vào thiết bị nhận tia X với các điều kiện cụ thể: góc quét (2θ) từ 100

- 500, tốc độ quét 0,030/ 0,8 giây, nhiệt độ

250C

Mức độ và cường độ pic trong phổ X-ray thể hiện mức độ kết tinh của andrographolid trong hệ

c) Đánh giá hình thái hệ phân tán rắn bằng k nh hiển vi điện tử quét (SEM)

Nguyên tắc: electron được phát ra từ ống phóng điện tử, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện tử hẹp, quét trên bề mặt mẫu Khi điện tử tương tác với bề mặt mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra tạo ảnh với độ phóng đại theo yêu cầu

Tiến hành: phân tán mẫu bột HPTR trên một khung carbon, sau đó phủ một lớp platin rồi đặt vào buồng soi mẫu của thiết bị

22

d) Định lượng hàm lượng andrographolid trong hệ phân tán rắn bằng phương pháp sắc

ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

Điều kiện sắc ký:

Cột: pha tĩnh C, hạt silica được biến đổi hóa học, gắn với nhóm octadecylsilyl (HiQsil C18, 5 m, 250 mm x 4,6 mm)

Detector diod array: 225 nm

Pha động: là hỗn hợp methanol và nước với tỷ lệ 65 : 35

Tốc độ dòng: 1,0 ml/ phút

Thể t ch tiêm: 10 l

Dung dịch tiêm sắc ký (lọc dịch qua màng cellulose acetat 0,45 µm trước khi chạy máy):

 Dung dịch đối chiếu: cân ch nh xác khoảng 100 mg andrographolid, hòa tan trong

75 ml methanol, chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm dung m i pha loãng tới vạch, lắc kỹ Hút ch nh xác 10 ml dung dịch này cho sang bình định mức 100 ml, thêm dung m i pha loãng tới vạch và lắc kỹ

 Dung dịch thử: làm tương tự như dung dịch đối chiếu nhưng thay andrographolid nguyên liệu bằng một lượng bột HPTR tương ứng với 100 mg andrographolid

St, Sc: Diện t ch pic của mẫu thử và mẫu đối chiếu (mAU.giây)

mt, mc: Khối lượng mẫu thử, mẫu đối chiếu (mg) Mỗi mẫu thử làm 3 lần lấy kết quả trung bình

e) Đánh giá độ tan của andrographolid nguyên liệu và andrographolid trong hệ phân tán rắn

Phân tán mẫu tương ứng với khoảng 100 mg andrographolid trong 100 ml nước, khuấy liên tục bằng máy khuấy từ ở tốc độ 600 vòng/phút, duy trì nhiệt độ ở 250

C Sau một khoảng thời gian nhất định (12 giờ) hút 10 ml dịch thử hòa tan đem ly tâm trong vòng 10 phút ở tốc độ 15.000 vòng/ phút, lấy phần dịch trong lọc qua màng lọc cellulose acetat k ch thước lỗ lọc 0,2 µm, định lượng dịch lọc bằng HPLC (như phần 2.2.3.d) và pha loãng nếu cần Tiếp tục lặp các thao tác trên từ bước hút mẫu (sau

23

khoảng thời gian 12 giờ tiếp theo) và tiến hành các bước định lượng, lặp lại như vậy cho đến khi nồng độ andrographolid kh ng đổi

Mỗi mẫu thử làm 3 lần lấy kết quả trung bình

f) Đánh giá mức độ và tốc độ hòa tan của andrographolid trong hệ phân tán rắn

Mức độ và tốc độ hòa tan của andrographolid nguyên liệu và andrographolid từ HPTR được xác định bằng phép thử độ hòa tan theo DĐVN IV, thiết bị cánh khuấy với th ng số sau:

 Tốc độ cánh khuấy: 100 ± 2 vòng/ phút

 Nhiệt độ m i trường hòa tan: 370

C ± 0,50C

 M i trường hòa tan: 900 ml dung dịch đệm phosphat pH 6,8

 Khối lượng mẫu thử: cân một lượng mẫu là bột andrographolid nguyên chất hoặc bột HPTR tương ứng với 30 mg andrographolid

 Tiến hành:

- Cho các mẫu thử vào cốc có chứa m i trường hòa tan, cho máy hoạt động Sau các khoảng thời gian 5, 10, 15, 20, 25, 30 phút hút mẫu đem định lượng một lần Mỗi lần hút 5 ml dung dịch thử sau đó bổ sung ngay 5 ml dung dịch đệm phosphat pH 6,8 vào cốc thử độ hòa tan; dung dịch thử hòa tan vừa hút ra được lọc qua màng cellulose acetat 0,45 µm rồi đem định lượng bằng HPLC (như phần 2.2.3.d) Sử dụng xylanh 10ml để hút mẫu

Hàm lượng andrographolid đã hòa tan ở lần thứ n được t nh theo c ng thức như sau:

Mỗi mẫu thử làm 3 lần lấy kết quả trung bình

g) Mất khối lượng do làm kh của hệ phân tán rắn

Xác định theo phương pháp mất khối lượng do làm kh Tiến hành trên cân xác

24

định hàm ẩm Precisa Nhiệt độ đo 1050

C

h) Đánh giá độ ổn định của hệ phân tán rắn

Đánh giá độ ổn định của andrographolid trong HPTR theo thời gian bảo quản ở điều kiện phòng th nghiệm và điều kiện lão hóa cấp tốc ở 400C và độ ẩm tương đối là 75% dựa trên các chỉ tiêu:

+ Xác định hàm lượng andrographolid trong HPTR sau thời gian bảo quản (tiến hành như mục 2.2.3.d)

+ Đánh giá mức độ và tốc độ hòa tan của andrographolid từ HPTR sau thời gian bảo quản so sánh với tốc độ và mức độ hòa tan của andrographolid cũng từ HPTR đó khi mới điều chế như mục 2.2.3.f

2.2.4 Phương pháp thiết kế th nghiệm và tối ưu hóa c ng thức

Phương pháp bào chế HPTR cho c ng thức có mức độ và tốc độ hòa tan andrographolid tốt nhất được lựa chọn làm phương pháp để tiến hành bào chế các HPTR trong phần thiết kế th nghiệm và tối ưu hòa c ng thức như sau:

Bố tr th nghiệm bằng phần mềm MODDE 8.0: sử dụng phần mềm MODDE 8.0 (Umetrics Inc, USA) để thiết kế th nghiệm cổ điển một cách ngẫu nhiên dựa trên nguyên tắc hợp tử tại tâm

Xác định các yếu tố ảnh hưởng và tối ưu hóa c ng thức: sử dụng phần mềm INForm v3.1 để phân t ch ảnh hưởng của các biến đầu vào và các biến đầu ra

Sử dụng phần mềm Form rules v2.0 (Intelligensys Ltd, UK), để tối ưu hóa c ng thức dựa trên m hình mạng neuron nhân tạo

2.2.5 Ứng dụng hệ phân tán rắn vào bào chế viên nén

Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu, lựa chọn HPTR có mức độ và tốc độ hòa tan tốt nhất, được ứng dụng vào bào chế viên nén

a) C ng thức cho một viên nén:

Tiến hành bào chế viên AS1 là viên chứa HPTR tương đương với 30 mg hoạt chất, sử dụng thêm các tá dược là Combilac, bột talc, magnesi stearat để hoàn chỉnh

c ng thức viên Bên cạnh đó, để có cơ sở đánh giá ảnh hưởng của HPTR đến mức độ

và tốc độ hòa tan andrographolid, tiến hành bào chế viên AS0 có thành phần hoàn toàn tương tự chỉ thay thành phần hoạt chất là 30 mg andrographolid nguyên liệu

- Tạo bột dập viên:

25

Các nguyên liệu được cân theo c ng thức Tạo bột kép bằng nguyên tắc trộn đồng lượng Trước khi dập viên, trộn bột kép với tá dược trơn là bột talc và magnesi stearat

- Dập viên:

Viên nén được tạo bằng cách dập thẳng hỗn hợp bột kép dập bằng chày elip, với khối lượng viên khoảng 765 mg/ viên, dày 0,6 mm Sau khi dập xong viên được đóng trong lọ nhựa, nắp kín có túi hút ẩm, để nơi thoáng mát

Sau khi dập viên thu được viên AS1 và AS0 với thành phần như trên

+ Tiến hành với cả 2 viên AS0 và AS1

 Thử độ hòa tan của viên

Các bước thực hiện tương tự như thử độ hòa tan của HPTR mục 2.2.3.f, mẫu thử

là viên AS0 và AS1 So sánh đồ thị độ hòa tan của các mẫu: viên AS0, viên AS1 và HPTR (đưa vào viên AS1)

Trong đó: t: số thứ tự điểm lấy mẫu

n: số điểm lấy mẫu

Rt và Tt: phần trăm andrographolid giải phóng tại thời điểm t

Hai đồ thị hòa tan được coi là tương tự nhau nếu f2 nằm trong khoảng 50 - 100

26

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Nghiên cứu phương pháp bào chế hệ phân tán rắn andrographolid

3.1.1 Khảo sát phương pháp định lượng andrographolid bằng phương pháp HPLC

Với điều kiện sắc ký và phương pháp định lượng như mục 2.2.3.d, sắc ký đồ thu

được cho các pic tách rõ ràng, nhiễu nền thấp, thể hiện qua sắc ký đồ của mẫu andrographolid đối chiếu, mẫu chứa HPTR và các tá dược khác nhau Trên các sắc ký

đồ của mẫu thử đều có pic có thời gian lưu trùng với thời gian lưu của pic andrographolid đối chiếu Thời gian lưu của hợp chất andrographolid là 5,7 phút (hình 3.1, hình 3.2 và hình 3.3)

Hình 3.1: Sắc ký đồ HPLC của mẫu andrographolid

Hình 3.2: Sắc ký đồ HPLC của HPTR andrographolid

27

Hình 3.3: Sắc ký đồ HPLC của andrographolid, HPTR andrographolid và các tá dược (Trong đó, (1): sắc ký đồ của HPTR andrographolid; (2): sắc ký đồ của andro-grapholid; (3): sắc ký đồ của β-CD; (4): sắc ký đồ của đệm phosphat 6,8; (5): sắc ký

đồ của HPMC E6; (6): sắc ký đồ của PEG 4000; (7): sắc ký đồ của PVP K30)

Nhận xét: Từ sắc ký đồ hình 3.1, 3.2 và 3.3 cho thấy tại thời điểm xuất hiện pic trên sắc ký đồ của mẫu andrographolid đối chiếu và mẫu thử (t = 5,7 phút), kh ng xuất hiện pic của các tá dược sử dụng để bào chế HPTR và đệm phosphat 6,8

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát tính thích hợp của hệ thống

Lần tiêm Thời gian lưu (phút) Diện tích pic

28

Kết quả trên cho thấy các điều kiện sắc ký đã lựa chọn và hệ thống HPLC sử dụng là phù hợp và đảm bảo sự ổn định của phép phân t ch định lượng andrographolid 3.1.1.2 Khoảng tuyến t nh của phương pháp định lượng

Chuẩn bị một dãy gồm 5 dung dịch mẫu đối chiếu andrographolid có nồng độ

ch nh xác khoảng 5 g/ml đến 200 g/ml, tiến hành sắc ký như điều kiện đã m tả Kết quả khảo sát khoảng tuyến t nh của andrographolid đối chiếu được trình bày ở bảng 3.2 như sau:

Bảng 3.2: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính Dung dịch Nồng độ (µg/ml) Diện tích pic (mAU.s)

29

Kết quả khảo sát trên cho thấy: hệ số tương quan R2

lớn hơn 0,999 với khoảng nồng độ của andrographolid từ 5 g/ml đến 200 g/ml có sự tương quan tuyến t nh giữa nồng độ và diện t ch pic tương ứng

3.1.1.3 Độ lặp lại của phương pháp

Độ lặp lại của phương pháp được xác định bằng cách tiến hành 6 th nghiệm riêng biệt cho mẫu thử chứa andrographolid HPTR (bào chế bằng phương pháp dung

m i) có nồng độ 0,4024 mg/ml, mẫu được xử lý và định lượng như phần 2.2.3.d (mỗi mẫu định lượng 3 lần) Kết quả được trình bày ở bảng 3.3 như sau:

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp trên mẫu thử

độ của chúng vẫn nằm trong khoảng tuyến t nh đã khảo sát Kết quả thu được ghi ở bảng 3.4 như sau:

Bảng 3.4: Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp

Mẫu thử Lượng thêm

vào (mg)

Lượng tìm lại được (mg) % tìm lại được