Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)

Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano nhằm tăng sinh khả dụng của curcumin dùng theo đường uống (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI Dương Thị Hồng Ánh NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TIỂU PHÂN NANO NHẰM TĂNG SINH KHẢ DỤNG CỦA CURCUMIN DÙNG THEO ĐƯỜNG UỐNG Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm bào chế thuốc Mã số: 62720402 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Hà Nội, năm 2017 Công trình hoàn thành - Bộ môn Bào chế, Trường Đại học Dược Hà Nội - Bộ môn Công nghiệp Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội - Trung tâm Tương đương sinh học, Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương - Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương - Khoa hóa học, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội - Viện tiên tiến Khoa học công nghệ, Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Trần Linh PGS.TS Nguyễn Văn Long Phản biện 1:………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Phản biện 2:………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Phản biện 3:………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại………………………………………………………………… Vào hồi…… giờ………ngày……….tháng…….năm……………… Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện trường Đại học Dược Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ANOVA : Analysis of variance (Phân tích phương sai) AUC : The area under the curve (Diện tích đường cong) BCS : Biopharmaceutics Classification System (Hệ thống phân loại Sinh dược học) Cmax : Maximum concentration (Nồng độ thuốc tối đa) CMC : Carboxy methylcellulose Cre : Cremophor RH40 CUR : Curcumin DC : Dược chất EMA : European Medicines Agency (Cơ quan quản lý thuốc Châu Âu) FDA : Food and Drug Administration (Cơ quan quản lý thuốc thực phẩm) GBC : Glibenclamid GTTB : Giá trị trung bình HPLC : High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu cao) HQC : High quality control (Mẫu kiểm tra nồng độ cao) IS : Internal standard (Chất chuẩn nội) KTTP : Kích thước tiểu phân KTTPTB : Kích thước tiểu phân trung bình kl/kl : Khối lượng/khối lượng kl/tt : Khối lượng/thể tích LC-MS : Liquid chromatography-Mass spectrometry (Sắc ký lỏng khối phổ) LC-MS/MS : Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (Sắc ký lỏng khối phổ/khối phổ) LLOQ : Lower Limit of Quantification (Giới hạn định lượng dưới) LQC : Low quality control (Mẫu kiểm tra nồng độ thấp) LSD : Least Significant Difference Test (Kiểm định khác có ý nghĩa thống kê tối thiểu) MF MQC : : MRT Na CMC PDI PEG P-gp PLGA Pol PVA PVP RSD SD SE SEM : : : : : : : : : : : : : SKD SQC TBME THC Tmax : : : : : TPGS tt/tt t1/2 tR Tw ULOQ : : : : : : US-FDA : Matrix factor (Hệ số ảnh hưởng mẫu) Medium quality control (Mẫu kiểm tra nồng độ trung bình) Mean residence time (Thời gian lưu thuốc trung bình) Natri carboxy methylcellulose Polydispersity index (Chỉ số đa phân tán) Polyethylen glycol P-glycoprotein Poly (acid lactic co-glycolic) Poloxame Alcol polyvinic Poly vinylpyrolidon Relative standard deviation (Độ lệch chuẩn tương đối) Standard deviation (Độ lệch chuẩn) Standard error (Sai số chuẩn) Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) Sinh khả dụng Supplement quality control (Mẫu kiểm tra bổ sung) Tert-butyl methylether Tetrahydrocurcumin Time of maximum plasma drug concentration (Thời gian đạt nồng độ thuốc tối đa) D-alpha-tocopheryl poly (ethylen glycol) succinat 1000 Thể tích/thể tích Thời gian bán thải Thời gian lưu Tween Upper Limit of Quantification (Giới hạn định lượng trên) The United States-Food and Drug Administration (Cơ quan quản lý thực phẩm thuốc Mỹ) MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Curcumin thành phần hoạt tính có thân rễ số loài nghệ, đặc biệt Nghệ vàng (Curcuma longa L.) Hợp chất có nhiều tác dụng dược lý tan bị chuyển hóa, thải trừ nhanh dùng đường uống Nhiều công trình nghiên cứu giới đề cập đến số biện pháp cải thiện sinh khả dụng curcumin dùng đường uống theo nhiều hướng: tăng độ tan độ hòa tan curcumin làm giảm chuyển hóa, thải trừ curcumin Để đạt mục tiêu trên, curcumin bào chế dạng hệ phân tán rắn, hệ nano tinh thể, hệ tiểu phân nano polyme, hệ tiểu phân nano lipid rắn, hệ micel chất diện hoạt, hệ tự nhũ hóa, phức hợp phospholipid, liposome… Trong số biện pháp trên, bào chế dạng hệ tiểu phân nano coi biện pháp làm tăng độ tan độ hòa tan curcumin, hướng tới cải thiện sinh khả dụng đường uống curcumin cách hiệu Hệ tiểu phân nano dễ dàng ứng dụng vào dạng thuốc rắn dùng đường uống Tại Việt Nam, số chế phẩm chứa nano curcumin thị trường quảng cáo mức cần thiết Trong đó, đặc tính tiểu phân nano khả hấp thu curcumin nhiều vấn đề chưa rõ ràng Do đó, việc tiến hành nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano mang tính khoa học, đánh giá khả hấp thu curcumin dùng đường uống vấn đề cấp thiết Mục tiêu luận án - Xây dựng công thức quy trình bào chế hệ tiểu phân nano chứa curcumin - Đánh giá sinh khả dụng hệ tiểu phân nano curcumin chuột thí nghiệm Những đóng góp luận án - Đã nghiên cứu xây dựng công thức quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin phương pháp giảm kích thước tiểu phân sử dụng kỹ thuật nghiền bi siêu mịn kết hợp với đồng hóa nhờ lực phân cắt lớn Phương pháp bào chế đơn giản, dễ dàng áp dụng, ứng dụng điều kiện thực tiễn Việt Nam - Đã xây dựng mô hình đánh giá SKD bột phun sấy chứa hệ tiểu phân nano curcumin dùng đường uống chuột thí nghiệm Mô hình đánh giá khả thi áp dụng cho nghiên cứu đánh giá SKD đường uống hệ tiểu phân nano Phương pháp đánh giá SKD dựa việc định lượng đồng thời chất gốc curcumin chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin huyết tương chuột kỹ thuật LC-MS/MS lần xây dựng thẩm định Việt Nam Kết phương pháp phân tích ứng dụng nghiên cứu dược động học curcumin động vật thí nghiệm, tạo tiền đề cho nghiên cứu dược động học curcumin người Dựa kết thực nghiệm mô hình này, kết luận hệ tiểu phân nano bào chế cải thiện sinh khả dụng đường uống curcumin làm tăng độ tan, tốc độ hòa tan tính thấm curcumin Đồng thời, nghiên cứu xác định số tốc độ chuyển hóa chất gốc curcumin sang chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin chuột thí nghiệm dựa mô hình dược động học quần thể ngăn có chuyển hóa Cấu trúc luận án Luận án gồm 150 trang không kể tài liệu tham khảo phụ lục, 66 bảng, 36 hình, 115 tài liệu tham khảo Bố cục gồm: Đặt vấn đề (1 trang); Tổng quan (29 trang); Nguyên liệu, trang thiết bị, nội dung phương pháp nghiên cứu (25 trang); Kết nghiên cứu (66 trang); Bàn luận (28 trang); Kết luận đề xuất (1 trang); Danh mục công trình công bố liên quan đến luận án (1 trang); Tài liệu tham khảo (13 trang); Phụ lục (56 trang) Chương TỔNG QUAN 1.1 CURCUMIN 1.1.1 Nguồn gốc Curcumin có nguồn gốc tự nhiên tổng hợp 1.1.2 Công thức Công thức phân tử: C21H20O6 Khối lượng phân tử: 368,38 Tên khoa học: 1,7-bis (4– hydroxy– 3-methoxyphenyl) 1,6– heptadien-3,5-dion Hình 1.1 Công thức cấu tạo curcumin 1.1.3 Tính chất lý hóa  Đặc tính vật lý: bột kết tinh vô định hình màu vàng, tan nước, tan phần methanol, tan tốt aceton, dimethylsulfoxid, ethanol  Đặc tính hóa học: tính acid, pKa curcumin 7,8, 8,5 9,0 1.1.4 Độ ổn định Curcumin ổn định môi trường kiềm không bền tiếp xúc với ánh sáng 1.1.5 Định tính định lượng Curcumin định tính phương pháp sắc ký lớp mỏng dựa theo chuyên luận “Curcuminoids” Dược điển Mỹ USP 39 HPLC Hàm lượng curcumin chế phẩm xác định phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis HPLC 1.1.6 Tác dụng dược lý Curcumin có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm, chống ung bướu, hỗ trợ điều trị bệnh ung thư, thần kinh, tim mạch, bệnh phổi 1.1.7 Sinh khả dụng Sinh khả dụng curcumin thấp tan, tốc độ hòa tan chậm, bị phân hủy môi trường sinh lý hệ thống dày ruột, tốc độ chuyển hóa thải trừ nhanh Sản phẩm trình chuyển hóa tetrahydrocurcumin số dạng liên hợp glucuronid, sulfat curcumin tetrahydrocurrumin 1.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP CẢI THIỆN SINH KHẢ DỤNG CỦA CURCUMIN DÙNG ĐƯỜNG UỐNG 1.2.1 Biện pháp làm tăng độ tan tốc độ hòa tan curcumin Để cải thiện độ tan tốc độ hòa tan curcumin, công trình nghiên cứu đề cập đến biện pháp bào chế hệ nano tinh thể, hệ phân tán rắn, hệ micel, hệ vi nhũ tương, nhũ tương nano, hệ tự nhũ hóa dạng liên hợp 1.2.2 Biện pháp làm giảm chuyển hóa thải trừ curcumin Với mục đích làm giảm chuyển hóa thải trừ curcumin bào chế hệ nano chứa chất mang nhằm cải thiện độ ổn định, kéo dài thời gian lưu đường tiêu hóa giảm thải trừ nhanh khỏi thể Một số hệ nano chứa chất mang nghiên cứu để cải thiện SKD curcumin hệ nano polyme, hệ nano lipid, phức hợp phospholipid, liposome, hệ tiểu phân nano cubosome Ngoài ra, việc phối hợp curcumin với chất ức chế chuyển hóa piperin, quercetin silibinin giải pháp làm giảm chuyển hóa curcumin Nguyên nhân chất ức chế không hoạt tính trình glucuronid gan ruột 1.3 MỘT SỐ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU SINH KHẢ DỤNG CỦA CURCUMIN Để đánh giá SKD in vitro curcumin, sử dụng phương pháp đánh giá giải phóng trực tiếp môi trường, đánh giá giải phóng qua túi thẩm tích đánh giá tính thấm qua màng tế bào Caco-2 Một số nghiên cứu SKD curcumin sử dụng phương pháp nghiên cứu ex vivo để đánh giá hấp thu curcumin ruột cô lập dùng mô hình in situ để nghiên cứu thấm khuếch tán qua màng tế bào ruột Ngoài ra, SKD đường uống hệ tiểu phân nano đánh giá sử dụng mô hình nghiên cứu in vivo cách định lượng nồng độ thuốc huyết tương chuột nhắt sau uống Đây phương pháp chọn để đánh giá SKD hệ tiểu phân nano chứa curcumin Chương NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 2.1.1 Nguyên vật liệu Nguyên liệu, hóa chất, tá dược sử dụng nghiên cứu đạt tiêu chuẩn DĐVN IV, BP, USP, tinh khiết phân tích dùng cho HPLC LC-MS/MS 2.1.2 Thiết bị Sử dụng thiết bị bào chế đánh giá thường quy như: máy nghiền bi Retsch MM200, thiết bị đồng hóa nhờ lực phân cắt lớn Unidrive X1000, máy phun sấy Buchi mini spray dryer B-191, máy đo kích thước tiểu phân xác định phân bố kích thước tiểu phân Zetasizer Nano ZS90 Malvern, thiết bị quét nhiệt vi sai DSC 131, Setaram Instrumentation, thiết bị quét phổ nhiễu xạ tia X D8 Advance, Bruker axs, thiết bị thử độ hòa tan Erweka-DT, máy sắc ký lỏng hiệu cao Agilent HPLC 1260, máy sắc ký lỏng Acquity UPLC H-Class, kết hợp khối phổ Xevo TQD, Waters 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu luận án bao gồm: Thẩm định phương pháp định lượng; Nghiên cứu tiền công thức; Nghiên cứu bào chế đánh giá số đặc tính hệ tiểu phân nano curcumin; Nghiên cứu ảnh hưởng nâng quy mô bào chế đến đặc tính hệ tiểu phân nano curcumin; Dự thảo tiêu chuẩn sở theo dõi độ ổn định hệ tiểu phân nano curcumin; Đánh giá SKD hệ tiểu phân nano curcumin chuột thí nghiệm 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Thẩm định phương pháp định lượng 2.3.1.1 Thẩm định phương pháp định lượng curcumin quang phổ hấp thụ UV-Vis: Xác định bước sóng cực đại hấp thụ, xây dựng đường chuẩn biểu diễn mối tương quan độ hấp thụ nồng độ curcumin 2.3.1.2 Thẩm định phương pháp định lượng curcumin sắc ký lỏng hiệu cao Phương pháp HPLC lựa chọn với điều kiện sắc ký: cột sắc ký AQ – C18 250 x 4,6 mm, hạt nhồi µm Pha động: acetonitril: dung dịch acid acetic 2% (kl/tt) (58:42), lọc qua màng lọc kích thước lỗ lọc 0,45 µm Tốc độ dòng: 1,5 ml/phút Thể tích tiêm mẫu: 20 µl Detector UV-Vis phát bước sóng 430 nm Thẩm định phương pháp định lượng curcumin dựa tiêu: tính thích hợp, tính chọn lọc-độ đặc hiệu, khoảng tuyến tính, độ độ xác 2.3.3.5 Phương pháp phân tích thống kê Sử dụng phần mềm thống kê SPSS (IBM SPSS Statistics 20) 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu độ ổn định Việc khảo sát độ ổn định thực dựa theo quy định ASEAN với số điều chỉnh Đối tượng thử mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin đóng vào nang số cách cân thủ công, không dùng tá dược độn, ép vỉ nhôm-nhôm đựng hộp giấy Hàm lượng curcumin nang 40 mg Mẫu bảo quản điều kiện phòng thí nghiệm (15-35oC, 60-90%) lão hóa cấp tốc (40 ± 2oC, 75 ± 5%) Sau 3, tháng, lấy mẫu bột phun sấy từ viên nang đánh giá tiêu: hình thái tiểu phân, KTTPTB, PDI, nhiễu xạ tia X, hàm lượng curcumin so với ban đầu, khối lượng làm khô độ hòa tan 2.3.5 Phương pháp đánh giá sinh khả dụng in vivo chuột thí nghiệm Chuẩn bị hai nhóm chuột, nhóm 78 chuột có khối lượng 2035 g, nhóm uống hỗn dịch quy ước nhóm uống hỗn dịch nano Chuột cho uống thuốc bơm tiêm có kim đầu tù với thể tích hỗn dịch hiệu chỉnh theo khối lượng chuột Mỗi chuột lấy máu lần thời điểm thời điểm lấy máu chuột Máu lấy từ vùng tĩnh mạch hốc mắt chuột cho vào ống nghiệm chứa 10 l chất chống đông heparin Ly tâm tách lấy phần huyết tương Xử lý mẫu phân tích CUR THC phương pháp LC-MS/MS Các thông số dược động học tính toán theo phương pháp không dựa mô hình ngăn, lấy mẫu “rải rác” (sparse sampling), sử dụng phần mềm Phoenix WinNonLin 7.0 dựa mô hình 11 dược động học quần thể ngăn có chuyển hóa, sử dụng phần mềm Phoenix NLME 7.0 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 KẾT QUẢ THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG 3.1.1 Kết khảo sát phương pháp định lượng curcumin quang phổ hấp thụ UV-Vis Kết khảo sát cho thấy: có phụ thuộc tuyến tính mật độ quang nồng độ curcumin bước sóng 427 nm khoảng nồng độ khảo sát với hệ số tương quan r ≈ Như vậy, trường hợp nhằm sơ xác định độ hòa tan, sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis để định lượng curcumin mẫu nghiên cứu 3.1.2 Kết khảo sát thẩm định phương pháp định lượng curcumin phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao Kết thẩm định phương pháp định lượng curcumin HPLC cho thấy phương pháp có tính thích hợp độ đặc hiệu curcumin Trong khoảng nồng độ khảo sát có tương quan tuyến tính diện tích pic nồng độ curcumin Kết khảo sát cho thấy phương pháp có độ cao với phần trăm tìm lại nằm khoảng 98,0-102,0%, RSD nhỏ 2% Đồng thời, độ xác với RSD nhỏ 2% Như vậy, sử dụng phương pháp HPLC phân tích hàm lượng curcumin nghiên cứu độ ổn định chế phẩm chứa curcumin 3.1.3 Kết thẩm định phương pháp định lượng đồng thời curcumin chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin huyết tương chuột Trong huyết tương chuột, phương pháp định lượng đồng thời curcumin chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin LC-MS/MS 12 có độ thích hợp, độ đặc hiệu-chọn lọc, khoảng tuyến tính (0,5-500 ng/ml), giới hạn định lượng dưới, độ đúng, độ lặp lại, tỷ lệ thu hồi, ảnh hưởng mẫu, nhiễm chéo độ ổn định đáp ứng yêu cầu phương pháp phân tích dùng sinh học 3.2 NGHIÊN CỨU TIỀN CÔNG THỨC 3.2.1 Kết nghiên cứu tính chất dược chất Curcumin có KTTPTB ban đầu lớn (18,07 ± 1,34 m), khoảng phân bố KTTP rộng (Span 2,404 ± 0,453), tồn trạng thái kết tinh với mật độ cường độ pic phổ nhiễu xạ tia X lớn, tan nước (0,17 ± 0,04 g/ml) độ hòa tan Do đó, để cải thiện SKD curcumin, sử dụng biện pháp cải thiện độ tan độ hòa tan kỹ thuật bào chế hệ tiểu phân nano 3.2.2 Kết nghiên cứu độ ổn định hóa học dược chất trạng thái rắn Trong điều kiện khắc nghiệt nhiệt khô tác động học cách nghiền bi inox, hình thức hàm lượng curcumin lại sau thời gian theo dõi tháng thay đổi đáng kể Tuy nhiên, điều kiện độ ẩm cao, curcumin dễ bị hút ẩm 3.2.3 Kết nghiên cứu tương tác dược chất-tá dược Trong điều kiện tiến hành thực nghiệm, sau tháng theo dõi, chưa có tương kỵ DC tá dược Tween 80, Tween 60, Cremophor RH40, Poloxame 188, PVP, PVA, manitol, Trehalose, lactose, CMC Na CMC 3.3 NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TIỂU PHÂN NANO 3.3.1 Xây dựng công thức bào chế hỗn dịch nano curcumin Hỗn dịch nano curcumin bào chế với thành phần curcumin g, sử dụng chất diện hoạt khác bao gồm Tween 80, Tween 60, Cremophor RH40 Poloxame 188 với tỷ lệ khối lượng chất 13 diện hoạt/curcumin 10% Hỗn dịch nano sử dụng Tween 80 với tỷ lệ khối lượng Tween 80/curcumin 10% chọn có có KTTPTB nhỏ (269,0 ± 34,57 nm), PDI 0,34 ± 0,09 Kết khảo sát mẫu hỗn dịch nano bào chế với tỷ lệ Tween 80/curcumin khác cho thấy, tỷ lệ Tween 80/curcumin khảo sát khoảng từ 5-15% Hỗn dịch nano curcumin tiến hành bào chế phối hợp với polyme thân nước khác PVP, Na CMC PVA Kết đánh giá KTTPTB cho thấy: hỗn dịch nano sử dụng Na CMC có KTTPTB cao so với hai mẫu sử dụng PVP PVA Nghiên cứu lựa chọn PVP thành phần hỗn dịch với tỷ lệ khối lượng PVP khảo sát khoảng từ 10100% so với khối lượng curcumin 3.3.2 Xác định số thông số quy trình bào chế hỗn dịch nano Kết khảo sát lựa chọn tốc độ đồng hóa 18000 vòng/phút thời gian 15 phút 3.3.3 Xác định số thông số quy trình bào chế bột phun sấy chứa nano Nhiệt độ khí vào khảo sát khoảng 70-100oC tốc độ phun dịch khảo sát khoảng 1-5 ml/phút 3.3.4 Đánh giá ảnh hưởng số yếu tố thuộc công thức thông số quy trình bào chế đến đặc tính tiểu phân nano 3.3.4.1 Thiết kế thí nghiệm Sử dụng phần mềm MODDE 8.0 để thiết kế thí nghiệm theo thiết kế hợp tử tâm, với biến đầu vào (tỷ lệ Tween 80/curcumin 515%, tỷ lệ PVP/curcumin 10-100%, tốc độ phun dịch 1-5 ml/phút, nhiệt độ khí vào 70-100oC) biến đầu bao gồm: hiệu suất, 14 KTTPTB, PDI, phần trăm curcumin hòa tan thời điểm 10, 20, 30, 40, 50 60 phút Kết thiết kế thí nghiệm cho 23 thí nghiệm thí nghiệm bổ sung 3.3.4.2 Phân tích yếu tố thuộc công thức thông số quy trình bào chế ảnh hưởng đến đặc tính hệ tiểu phân nano Mối quan hệ nhân biến độc lập (tỷ lệ Tween 80/curcumin, tỷ lệ PVP/curcumin, nhiệt độ khí vào tốc độ phun dịch) biến phụ thuộc (hiệu suất, KTTPTB, PDI độ hòa tan) xử lý phần mềm FormRules 2.0 Nếu nhiệt độ khí vào cao 88oC, tăng tỷ lệ Tween 80/curcumin 10%, KTTPTB hệ tiểu phân nano curcumin có xu hướng giảm dần Khi tăng đồng thời tỷ lệ khối lượng Tween 80 PVP so với curcumin, hệ số đa phân tán giảm Khi tỷ lệ Tween 80/curcumin 10%, tỷ lệ PVP/curcumin 60%, phần trăm curcumin hòa tan sau 10 phút tăng mạnh Khi nhiệt độ khí vào thấp (từ 70 đến 82oC), tốc độ phun dịch ảnh hưởng không đáng kể đến hiệu suất trình phun sấy Nếu nhiệt độ khí vào cao (trên 82oC), tốc độ phun dịch tăng từ 1,8 đến ml/phút, hiệu suất trình phun sấy tăng Do vậy, tiến hành phun sấy, cần lựa chọn nhiệt độ khí vào tương đối cao tốc độ phun dịch vừa phải (2-3 ml/phút) 3.3.5 Tối ưu hóa công thức số thông số quy trình bào chế Qua kết xử lý phần mềm INForm 3.1, công thức tối ưu lựa chọn với thành phần gồm curcumin 1,00 g, Tween 80 0,12 g, PVP K30 0,75 g nước tinh khiết 25 ml Các thông số lựa chọn từ phần mềm tối ưu hóa bao gồm: nhiệt độ khí vào 96oC tốc độ phun dịch ml/phút 15 Hệ tiểu phân nano curcumin bào chế theo công thức tối ưu có KTTPTB 223,1 ± 3,5 nm PDI 0,326 ± 0,045 Hiệu suất 62,75%, khối lượng làm khô 11,43% Bột phun sấy chứa nano curcumin có độ hòa tan cải thiện rõ rệt so với nguyên liệu ban đầu 3.4 NGHIÊN CỨU NÂNG QUY MÔ BÀO CHẾ VÀ DỰ KIẾN TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG 3.4.1 Xây dựng công thức bào chế tiểu phân nano curcumin quy mô gam/mẻ Hỗn dịch nano bào chế với tỷ lệ thành phần tương tự mẻ g bổ sung thêm chất mang manitol với tỷ lệ 50% khối lượng so với curcumin 3.4.2 Khảo sát thông số trọng yếu, giai đoạn trọng yếu quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin quy mô g/mẻ Bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, khảo sát ảnh hưởng thông số trọng yếu Kết nghiên cứu lựa chọn tần số nghiền khô thiết bị nghiền bi 30Hz thời gian nghiền (KTTPTB 8,79 ± 0,22 µm, Span 2,6 ± 0,2) buồng nghiền bi inox; trình nghiền ướt với bi zirconi oxyd kích thước 0,8 mm, thời gian tần số 30 Hz (KTTPTB 0,96 ± 0,11 µm, Span 2,67 ± 0,26) giai đoạn đồng hóa tiến hành với tốc độ đồng hóa 18000 vòng/phút 60 phút (KTTPTB 381,3 ± 22,4 nm, PDI 0,437 ± 0,033) 3.4.3 Đánh giá số đặc tính hệ tiểu phân nano curcumin quy mô g/mẻ 3.4.3.1 Hình thái học tiểu phân nano Các tinh thể curcumin phân tán vào cấu trúc hình cầu PVP, tinh thể manitol tồn hỗn độn bám dính bề mặt tiểu 16 phân PVP (hình 3.19f) Sau rửa loại tá dược, KTTPTB nano curcumin khoảng 300-500 nm xuất tinh thể với cạnh sắc rõ mẫu nguyên liệu ban đầu (hình 3.20) Hình 3.19f Hình ảnh tiểu phân nano curcumin phun sấy Hình 3.20 Hình ảnh tiểu phân nano curcumin sau rửa loại tá dược 3.4.3.2 Kích thước tiểu phân hệ số đa phân tán KTTPTB PDI mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin là: mẻ 1: KTTPTB 336,7 ± 18,6 nm, PDI 0,387 ± 0,032; mẻ 2: KTTPTB 359,5 ± 17,8 nm, PDI 0,416 ± 0,040; mẻ 3: KTTPTB 385,8 ± 22,4 nm, PDI 0,336 ± 0,027 3.4.3.3 Diện tích bề mặt độ xốp: Không xác định 3.4.3.4 Phổ nhiễu xạ tia X giản đồ quét nhiệt vi sai 13 00 11 00 10 00 CUR Lin (Cps) 90 80 70 60 Mẫu trắng 50 40 Dòng nhiệt (mW) 12 00 30 Bột PS chứa nano 20 10 0 10 20 30 40 - T h e ta - S c a l e Góc nhiễu xạ 2- (o) F i l e : N a n o r a w - T y p e : T h /T h lo c k e d - S t a rt : 1 ° - E n d : ° - S t e p : ° - S t e p t im e : s - T e m p : ° C ( R o o m ) - T i m e S t a r t e d : s Y + m m - F i le : H o n g A n h M a u t r a n g r a w - T y p e : T h / T h lo c k e d - S t a r t : 0 ° - E n d : 9 ° - S t e p : ° - S t e p t im e : s - T e m p : ° C ( Y + m m - F i le : N g u y e n l ie u C u rc u m i n r a w - T y p e : T h / T h lo c k e d - S t a r t : 0 ° - E n d : ° - S t e p : ° - S t e p t im e : s - T e m p : ° Hình 3.21 Phổ nhiễu xạ tia X mẫu curcumin, mẫu trắng phun sấy bột phun sấy chứa nano curcumin 17 Nhiệt độ (oC) Hình 3.22 Giản đồ nhiệt vi sai curcumin, số tá dược bột phun sấy chứa nano curcumin Mẫu nano curcumin có mật độ, cường độ pic giảm đáng kể so với mẫu nguyên liệu ban đầu (hình 3.21) enthalpy nóng chảy mẫu nano curcumin giảm xuống (hình 3.22), chứng tỏ mẫu nano curcumin chuyển phần sang trạng thái vô định hình 3.4.3.5 Phổ hồng ngoại hệ tiểu phân nano Phổ hồng ngoại hệ tiểu phân nano cho thấy có thay đổi dao động hóa trị O-H số sóng 3502,73 cm-1, tương tác liên kết hydro nội phân tử curcumin PVP 3.4.3.6 Hiệu suất, khối lượng làm khô khối lượng riêng biểu kiến Ba mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin có hiệu suất đạt 60,0%; khối lượng riêng biểu kiến 0,329 ± 0,024, 0,350 ± 0,017 0,345 ± 0,009 g/ml; khối lượng làm làm khô mẻ 9,35, 8,87 9,67% 3.4.3.7 Hàm lượng curcumin Hàm lượng curcumin mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin xác định phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis 42,29 ± 0,36, 41,49 ± 0,42, 41,62 ± 0,19% Hàm lượng curcumin mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin xác định phương pháp HPLC 42,36 ± 0,24, 42,24 ± 0,13 41,82 ± 0,27% 3.4.3.8 Độ tan Độ tan curcumin từ mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin 1,96 ± 0,08, 1,91 ± 0,12 1,98 ± 0,10 µg/ml 3.4.3.9 Độ hòa tan Độ hòa tan curcumin từ mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin lần lượt: mẻ (10 phút: 63,8 ± 2,4%, 20 phút: 78,8 ± 2,6%, 30 phút: 83,2 ± 1,7%, 40 phút: 93,5 ± 1,9%, 50 phút: 97,1 ± 0,8% 18 60 phút: 100,7 ± 1,0%), mẻ (10 phút: 66,4 ± 1,8%, 20 phút: 76,9 ± 1,5%, 30 phút: 82,4 ± 0,9%, 40 phút: 89,6 ± 1,5%, 50 phút: 98,1 ± 1,3% 60 phút: 100,2 ± 2,2%), mẻ (10 phút: 68,1 ± 1,7%, 20 phút: 75,8 ± 2,0%, 30 phút: 93,6 ± 0,9%, 40 phút: 97,3 ± 1,6%, 50 phút: 99,8 ± 2,1% 60 phút: 102,7 ± 1,6%) 3.4.4 Dự kiến tiêu chuẩn chất lượng Bột phun sấy chứa nano curcumin dạng bột màu vàng, tơi xốp, KTTPTB nhỏ 500 nm, PDI nhỏ 0,55, khối lượng làm khô không 12,0%, khối lượng riêng biểu kiến lớn 0,250 g/ml, định tính (sắc ký đồ có pic curcumin), hàm lượng curcumin bột phun sấy khoảng 40,00-43,50%, độ hòa tan lớn 95,0% sau 60 phút 3.5 THEO DÕI ĐỘ ỔN ĐỊNH Sau tháng điều kiện thực tháng điều kiện lão hóa cấp tốc, hệ tiểu phân nano chứa curcumin giữ nguyên cấu trúc curcumin phân tán bên polyme PVP Đặc tính kết tinh, khối lượng làm khô độ hòa tan không thay đổi KTTPTB, hàm lượng curcumin có thay đổi nằm giới hạn cho phép 3.6 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SINH KHẢ DỤNG 3.6.1 So sánh sinh khả dụng hỗn dịch quy ước hỗn dịch nano curcumin Đồ thị biểu diễn nồng độ CUR huyết tương theo thời gian hai nhóm chuột trình bày hình 3.26 Sử dụng phần mềm Phoenix WinNonLin 7.0, tính toán thông số dược động học không dựa mô hình ngăn, kết thu trình bày bảng 3.52 19 50 Hỗn dịch quy ước Hỗn dịch nano Nồng độ CUR huyết tương (ng/ml) 40 30 20 10 0 100 200 300 400 500 Thời gian (phút) Hình 3.26 Đường cong nồng độ curcumin-thời gian nhóm chuột uống hỗn dịch quy ước hỗn dịch nano Bảng 3.52 Một số thông số dược động học chuột uống hỗn dịch quy ước hỗn dịch nano tính toán không dựa mô hình ngăn Thông số Hỗn dịch quy ước Hỗn dịch nano 0,003 0,003 z (phút-1) Tmax (phút) 25 20 Cmax (ng/ml) 2,6 37,6 SE Cmax 0,4 2,3 AUC0240 phút 326,4 2874,4 (ng/ml.phút) 21,3 118,2 SE AUC0240 phút MRT (phút) 107,2 101,7 Ghi chú: - Do việc lấy mẫu máu chuột “rải rác” (sparse sampling) nên giá trị SE không tính toán với số thông số DĐH - Chỉ xác định AUC0240 phút thời điểm 360 phút hỗn dịch quy ước, nồng độ CUR huyết tương thấp Kết thu bảng 3.52 cho thấy: dạng hỗn dịch nano có giá trị Cmax cao gấp 14,5 lần, AUC0240 phút cao gấp 8,8 lần so với hỗn dịch quy ước Như vậy, hỗn dịch nano bào chế từ hệ tiểu phân nano cải thiện SKD curcumin so với hỗn dịch quy ước 20 3.6.2 Xác định thông số dược động học chất gốc curcumin chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin chuột sau uống hỗn dịch nano curcumin Đối với nhóm chuột uống hỗn dịch quy ước, nồng độ chất chuyển hóa THC thấp hầu hết nồng độ LLOQ (0,5 ng/ml) Vì vậy, nghiên cứu xác định thông số dược động học CUR chất chuyển hóa THC nhóm chuột uống hỗn dịch nano Các thông số dược động học tính toán xử lý thống kê dựa mô hình ngăn có chuyển hóa với hiệp biến khối lượng chuột ảnh hưởng đến thể tích phân bố, số tốc độ hấp thu số tốc độ thải trừ Kết đánh giá số thông số dược động học cho thấy: số tốc độ hấp thu chất gốc (Ka) 65,2 phút-1, thể tích phân bố chất gốc (V) 49885,4 ml, số tốc độ chuyển hóa từ chất gốc sang chất chuyển hóa (Km) 0,00007 phút-1, số tốc độ thải trừ chất gốc (Ke) 0,003 phút-1, thể tích phân bố chất chuyển hóa (Vm) 42,3 ml số tốc độ thải trừ chất chuyển hóa (Kem) 36,3 phút-1 Chương BÀN LUẬN 4.1 VỀ HỆ TIỂU PHÂN NANO CHỨA CURCUMIN Curcumin DC tan thuộc nhóm IV hệ thống phân loại sinh dược học, có SKD thấp tan bị chuyển hóa, thải trừ nhanh Trong nghiên cứu này, hệ tiểu phân nano bào chế phương pháp giảm kích thước tiểu phân sử dụng kỹ thuật nghiền bi siêu mịn kết hợp với đồng hóa nhờ lực phân cắt lớn Đây phương pháp đơn giản, khả thi, ứng dụng vào thực tế sản xuất Hệ tiểu phân nano thu tồn phần trạng thái kết tinh với KTTP giảm xuống 500 nm Với đặc điểm này, hệ tiểu phân nano cải thiện độ tan độ hòa tan curcumin 21 4.2 VỀ BÀO CHẾ HỆ TIỂU PHÂN NANO CURCUMIN Trong quy trình bào chế hệ tiểu phân nano trình bày nghiên cứu, chất diện hoạt nghiền ướt trực tiếp với DC Vì vậy, chất diện hoạt tập trung bề mặt phân cách pha cao Kết thực nghiệm cho thấy có mặt chất diện hoạt làm giảm đáng kể KTTP làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha rắn-lỏng Ngoài ra, chất diện hoạt tạo micel làm tăng độ tan tăng tính thấm qua đường tiêu hóa Tuy nhiên, Tween 80 tạo lớp hấp phụ mỏng bề mặt tiểu phân Vì vậy, nghiên cứu này, Tween 80 phối hợp với polyme thân nước PVP Đồng thời, manitol chọn chất mang thêm vào công thức hỗn dịch trước phun sấy để tạo độ tơi xốp, thuận lợi cho việc đưa vào dạng bào chế Trong trình nghiền khô curcumin, thông số cần kiểm soát lượng DC đưa vào buồng nghiền, thời gian tần số nghiền Lượng DC đưa vào buồng nghiền chiếm khoảng 60% thể tích buồng nghiền Lượng nguyên liệu lớn tạo hiệu ứng “cái đệm” cản trở trình nghiền Ngược lại, nguyên liệu, hiệu suất nghiền giảm bề mặt buồng nghiền bị mài mòn Về tần số nghiền, tần số nghiền thấp, nguyên liệu chịu tác động lực mài mòn nguyên liệu vào buồng nghiền Nếu tần số nghiền cao, bi bị ép mạnh vào thành buồng nghiền nên lực mài mòn va chạm Trong giai đoạn nghiền ướt, việc sử dụng hai loại bi kích thước khác nghiên cứu (0,65 0,8 mm) khác biệt rõ rệt KTTP DC Điều hai loại bi kích thước không khác nhiều, lượng động lực học tạo trình nghiền tần số xác định bi kích thước lớn (0,8 mm) cao so với bi kích thước nhỏ (0,65 mm) 22 4.3 VỀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ TIỂU PHÂN NANO Hệ tiểu phân nano tạo thành với đặc tính hình thái cấu trúc, KTTPTB khoảng 300-500 nm, đặc tính kết tinh độ hòa tan thích hợp đưa vào dạng thuốc dùng đường uống với mục đích cải thiện SKD curcumin 4.4 VỀ ĐỘ ỔN ĐỊNH Kết nghiên cứu cho thấy bột phun sấy chứa tiểu phân nano curcumin đóng vỏ nang cứng, ép vỉ nhôm-nhôm, đựng hộp giấy ổn định mặt hình thái, kích thước tiểu phân, đặc tính kết tinh, khối lượng làm khô, hàm lượng độ hòa tan curcumin thời gian theo dõi hai điều kiện 4.5 VỀ ĐÁNH GIÁ SINH KHẢ DỤNG CỦA HỆ TIỂU PHÂN NANO CURCUMIN Kết xác định nồng độ CUR THC huyết tương chuột nhóm chuột uống hỗn dịch quy ước cho thấy nồng độ CUR THC thấp, chứng tỏ SKD hỗn dịch quy ước thấp Khi bào chế dạng tiểu phân nano, hấp thu curcumin cải thiện đáng kể tăng độ tan, tốc độ hòa tan tăng tính thấm Đồng thời, số tốc độ chuyển hóa Km xác định dựa mô hình dược động học quần thể ngăn có chuyển hóa, chứng tỏ có chuyển hóa thuận từ chất gốc curcumin sang THC KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Về xây dựng công thức quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin Đã bào chế hệ tiểu phân nano curcumin g/mẻ với công thức bào chế: curcumin 5,00 g, Tween 80 0,60 g, PVP K30 3,75 g, manitol 2,50 g nước tinh khiết 125 ml 23 Hỗn dịch nano bào chế phương pháp giảm kích thước tiểu phân sử dụng kỹ thuật nghiền bi siêu mịn kết hợp với đồng hóa nhờ lực phân cắt lớn với thông số: thời gian nghiền khô giờ, tần số nghiền khô 30 Hz sử dụng buồng nghiền bi inox, thời gian nghiền ướt giờ, tần số nghiền ướt 30 Hz sử dụng buồng nghiền bi zirconi oxyd 0,8 mm, đồng hóa 18000 vòng/phút 60 phút Hỗn dịch nano phun sấy với thông số: nhiệt độ khí vào 96oC tốc độ phun dịch ml/phút để tạo hệ tiểu phân nano Hệ tiểu phân trì dạng bột phun sấy với KTTPTB khoảng 336,7 ± 18,6 nm PDI 0,387 ± 0,032, curcumin phân tán chất mang PVP Tiểu phân nano tồn phần dạng kết tinh với tốc độ hòa tan cải thiện đáng kể so với nguyên liệu ban đầu Mất khối lượng làm khô khoảng 9,35% khối lượng riêng biểu kiến khoảng 0,329 ± 0,024 g/ml Hệ tiểu phân nano nghiên cứu ổn định hình thái, KTTP, đặc tính kết tinh, khối lượng làm khô, hàm lượng curcumin độ hòa tan curcumin tháng điều kiện thực tháng điều kiện lão hóa cấp tốc Về đánh giá sinh khả dụng hệ tiểu phân nano Việc đánh giá SKD thuốc nghiên cứu chuột thí nghiệm chứng tỏ hệ tiểu phân nano có khả cải thiện SKD curcumin Kết nghiên cứu bước đầu chứng minh có chuyển hóa từ curcumin sang tetrahydrocurcumin chuột ĐỀ XUẤT - Hoàn thiện quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, nâng quy mô lô mẻ, hướng tới sản xuất nguyên liệu nano ứng dụng dạng bào chế - Đánh giá độ ổn định dài hạn hệ tiểu phân nano curcumin 24 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Dương Thị Hồng Ánh, Nguyễn Đình Hà, Nguyễn Trần Linh (2015), “Tối ưu hóa công thức số thông số quy trình bào chế tiểu phân nano curcumin”, Tạp chí Nghiên cứu Dược thông tin thuốc, tập 6, số 2, trang 2-5 Dương Thị Hồng Ánh, Thái Thị Hồng Anh, Nguyễn Văn Long, Nguyễn Trần Linh (2016), “Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano curcumin quy mô gam/mẻ”, Tạp chí Nghiên cứu Dược thông tin thuốc, tập 7, số 6, trang 28-33 Dương Thị Hồng Ánh, Hoàng Văn Đức, Lê Thị Thu Huyền, Nguyễn Văn Long, Nguyễn Trần Linh (2017), “Nghiên cứu xây dựng thẩm định phương pháp LC-MS/MS định lượng đồng thời curcumin chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin huyết tương chuột”, Tạp chí Dược học, tập 57, số 492, trang 50-52 73 ... pháp trên, bào chế dạng hệ tiểu phân nano coi biện pháp làm tăng độ tan độ hòa tan curcumin, hướng tới cải thiện sinh khả dụng đường uống curcumin cách hiệu Hệ tiểu phân nano dễ dàng ứng dụng vào... hành nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano mang tính khoa học, đánh giá khả hấp thu curcumin dùng đường uống vấn đề cấp thiết Mục tiêu luận án - Xây dựng công thức quy trình bào chế hệ tiểu phân nano. .. nano chứa curcumin - Đánh giá sinh khả dụng hệ tiểu phân nano curcumin chuột thí nghiệm Những đóng góp luận án - Đã nghiên cứu xây dựng công thức quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin phương