Với mô hình thí nghiệm, 19 công thức nước mắt nhân tạo đã được thiết kế bằng phần mềm chuyên dụng DesignExpert. Mô hình yếu tố phân đoạn D. Optimal cho phép khảo sát ảnh hưởng của thành phần công thức bao gồm thể tích natri borat 0,05 M, khối lượng HPMC và khối lượng NaCl. Các thành phẩm được kiểm nghiệm về các chỉ tiêu chất lượng: độ pH, chỉ số khúc xạ, độ nhớt và áp suất thẩm thấu. Qua luyện mạng, 15 nhóm mô hình liên quan nhân quả đã được thiết lập với giá trị R2 luyện và giá trị R2 thử > 90%. Sự chọn nhóm thử bằng công cụ Smart Selection, thuật toán và hàm truyền phù hợp có ý nghĩa quan trọng đối với sự thành công về luyện mạng. Dựa trên mô hình liên quan nhân quả tốt, 15 công thức tối ưu của nước mắt nhân tạo đã được xây dựng bởi phần mềm thông minh INForm 3.0. Công thức tối ưu của nước mắt nhân tạo cho sản phẩm với tính chất đạt các yêu cầu về chất lượng như mong muốn. Các giá trị thực nghiệm của tính chất sản phẩm được chứng minh là có tính lặp lại và không khác các giá trị cho bởi INForm 3.0 về mặt thống kê. Cũng dựa trên mô hình liên quan nhân quả, ngoài kết quả tối ưu hóa các thành phần công thức, phần mềm thông minh INForm cũng cho một số dự đoán về xu hướng và tình huống của yi (độ pH hay áp suất thẩm thấu) khi thay đổi lần lượt từng biến xi (thể tích natri borat 0,05 M hay lượng NaCl). Các tính huống theo dự kiến đã được kiểm chứng qua thực nghiệm là đúng. Nói chung, các kết quả dự đoán của INForm có sai số khoảng 510%. Theo kết quả của đề tài này, phần mềm INForm đã chứng tỏ khả năng mạnh mẽ trong thiết lập mô hình, tối ưu hóa và dự đoán. Thông thường với một dữ liệu đầu vào, nhà bào chế chỉ cần hy vọng có được một kết quả tối ưu thay vì 15 công thức tối ưu gần giống nhau. Vì tính phổ biến của bệnh khô mắt và là bệnh cần phải điều trị trong thời gian dài nên việc sản xuất nước mắt nhân tạo trên quy mô lớn là điều cần thiết. Đề tài này cần được tiếp tục nghiên cứu về tác dụng in vivo, tác dụng lâm sàng, tiêu chuẩn hóa sản phẩm… trước khi nghiên cứu triển khai sản xuất.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA DƯC Phạm Thò Mai Xuân THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HÓA CÔNG THỨC NƯỚC MẮT NHÂN TẠO Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 1998 - 2003 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2003 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA DƯC Phạm Thò Mai Xuân THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HÓA CÔNG THỨC NƯỚC MẮT NHÂN TẠO Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 1998 - 2003 Thầy hướng dẫn: PGS TS Đặng Văn Giáp ThS Huỳnh Văn Hóa THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2003 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp Dược só thực Khoa Dược – Trường Đại học Y Dược TP HCM thời gian từ 24 tháng đến 21 tháng năm 2003, hướng dẫn PGS TS Đặng Văn Giáp – Trưởng Phân môn Vi Tính Dược ThS Huỳnh Văn Hóa – Phó Chủ nhiệm Bộ môn Bào Chế Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Đặng Văn Giáp quan tâm dạy bảo tận tình tình cảm động viên suốt thời gian làm nghiệm chế viên khóa luận tốt nghiệp Xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Huỳnh Văn Hóa tận tình hướng dẫn truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu để khóa luận thực hoàn thành tốt đẹp Xin chân thành biết ơn PGS TS Lê Quan Nghiệm dành nhiều thời gian xem góp nhiều ý kiến quý báu để luận văn thêm hoàn chỉnh Xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Thanh Nhãn quý thầy cô tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực nghiệm Bộ môn Sinh Hóa Trân trọng cảm ơn DS Lê Thanh Sử - Giám đốc CTCP Dược Phẩm 3/2, tập thể phòng kiểm nghiệm tận tình giúp đỡ, hỗ trợ trang thiết bò để đề tài hoàn thành tốt đẹp Chân thành biết ơn TS Phan Thò Danh, anh Vũ Ngọc Hiếu anh Huỳnh Lê Hoàng Vương khoa xét nghiệm Sinh Hóa – Bệnh viện Chợ Rẫy nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành đề tài Chân thành cảm ơn BS Võ Thò Hoàng Lan - giảng viên khoa mắt Trường Đại Học Y Dược TP HCM cung cấp nhiều tài liệu kiến thức quý báu giúp đề tài thêm phong phú Xin bày tỏ lòng biết ơn hỗ trợ hóa chất đơn vò: CTCP Dược phẩm 3/ 2, XN Dược Phẩm TW 24, XN Dược Phẩm TW 25, Bộ môn Kiểm Nghiệm Bộ môn Bào Chế Chân thành cảm ơn anh: ThS Đỗ Quang Dương DS Chung Khang Kiệt – Phân môn Vi Tính Dược nhiệt tình giúp đỡ động viên suốt thời gian qua Vô biết ơn Ban Chủ Nhiệm Khoa Dược Quý Thầy Cô tận tâm dạy dỗ truyền đạt nhiều kiến thức quý giá năm học Thân cảm ơn bạn lớp Dược 98 giúp đỡ, động viên gắn bó suốt trình học tập thực khóa luận Phạm Thò Mai Xuân ĐẶT VẤN ĐỀ Đôi mắt cửa sổ tâm hồn, giúp người nhận biết giới xung quanh, đưa đến cảm xúc vô phong phú vạn vật cách thể tình cảm cách sâu sắc Tuy nhiên, đôi mắt bò bệnh có cảm giác khó chòu cay mắt, khô rát mắt, cảm giác có sạn mắt, chảy nước mắt, ngứa mắt hay mỏi mắt,… điều sẽõ làm cho cửa sổ tâm hồn trở nên nhạy cảm Vì vậy, việc bảo vệ đôi mắt quan trọng việc tìm hiểu bệnh mắt cần thiết, đặc biệt bệnh khô mắt Khô mắt tình trạng thường ghi nhận nước phát triển, đặc biệt nước có môi trường bò ô nhiễm hay người tiếp xúc thường xuyên với môi trường máy lạnh, lò sưởi Nghề nghiệp tuổi tác yếu tố thuận lợi cho việc khởi phát tiến triển tình trạng rối loạn Một nghiên cứu nguy khô mắt nhân viên y tế thực bệnh viện Chợ Rẫy bệnh viện Đại Học Y Dược TP HCM Kết nghiên cứu có 22% số người thật khô mắt, 73,9% số người có thời gian vỡ màng phim nước mắt (BUT) 7,4) Hình 16 Dự đoán phụ thuộc độ pH với thể tích natri borat Áp suất thẩm thấu dung dòch tăng theo gia tăng lượng NaCl Giới hạn lượng NaCl khoảng 2,9 g/ L (Hình 17) Nếu lượng NaCl vượt giới hạn này, thí dụ x3 = 3,1 g xảy tình “ưu trương” (áp suất thẩm thấu > 308 mOsm/ L) Hình 17 Dự đoán phụ thuộc áp suất thẩm thấu với lượng NaCl Để kiểm chứng tình dự đoán INForm, công thức tối ưu sửa đổi hai lần, lần thay đổi thành phần cố đònh thành phần lại Việc điều chế kiểm nghiệm (chỉ xác đònh thông số liên quan đến biến số thay đổi) tiến hành giai đoạn thiết kế tối ưu hóa Kết thực nghiệm hai trường hợp dự đoán sau: - Trường hợp (thay đổi x1 = 140 ml thay 104 ml): y1= 7,5 (pH > 7,4) - Trường hợp (thay đổi x2 = 3,1g/ L thay 2,2 g/ L): y4= 336 (áp suất thẩm thấu > 308) Bảng 21 Kiểm chứng tình xấu dự đoán 13 19 25 26 28 30 32 34 36 Thực nghiệm Tình y1 = f(x1 = 140) 7,52 7,50 7,54 7,55 7,50 7,52 7,50 7,54 7,50 7,55 7,55 7,58 7,58 7,56 7,56 y4 = f(x3 = 3,1) 306,7 313,8 315,6 333,9 314,9 318,5 304,2 318,1 312,0 310,7 310,7 329,0 329,0 309,0 309,0 7,50 ± 0,00 336 ± 1,86 Thừa kiềm pH > 7,4 Ưu trương [Na+] > 308 mOsm/L So với giá trò thực nghiệm, có 30 giá trò dự đoán INForm thấp giới hạn Theo kết này, dự đoán INForm có sai số 2/ 30 = 6,7% 4.6 KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM Nước mắt nhân tạo công thức tối ưu kiểm nghiệm sơ tiêu lý hóa nồng độ ion sau: Chỉ tiêu lý hóa: - độ pH = 7,33 - số khúc xạ = 1,3364 - độ nhớt = 10,1 mPas - áp suất thẩm thấu = 304 mOsm/ L Nồng độ ion: Nồng độ ion Ca2+, Na+, K+ Cl- trình bày Bảng 22 Bảng 22 Nồng độ Ca2+, Na+, K+ Cl- nước mắt nhân tạo Kết Ca2+(mEq/ L) Na+(mEq/ L) K+(mEq/ L) Cl- (mEq/ L) Mẫu Mẫu Mẫu TB 0,9 1,0 1,0 1,0 ± 0,03 71,0 82,5 84,5 76,8 ± 4,21 31,45 32,85 34,20 32,15 ± 0,79 81,5 90,0 87,5 85,8 ± 2,52 Chương KẾT LUẬN Với mô hình thí nghiệm, 19 công thức nước mắt nhân tạo thiết kế phần mềm chuyên dụng DesignExpert Mô hình yếu tố phân đoạn D Optimal cho phép khảo sát ảnh hưởng thành phần công thức bao gồm thể tích natri borat 0,05 M, khối lượng HPMC khối lượng NaCl Các thành phẩm kiểm nghiệm tiêu chất lượng: độ pH, số khúc xạ, độ nhớt áp suất thẩm thấu Qua luyện mạng, 15 nhóm mô hình liên quan nhân thiết lập với giá trò R2 luyện giá trò R2 thử > 90% Sự chọn nhóm thử công cụ Smart Selection, thuật toán hàm truyền phù hợp có ý nghóa quan trọng thành công luyện mạng Dựa mô hình liên quan nhân tốt, 15 công thức tối ưu nước mắt nhân tạo xây dựng phần mềm thông minh INForm 3.0 Công thức tối ưu nước mắt nhân tạo cho sản phẩm với tính chất đạt yêu cầu chất lượng mong muốn Các giá trò thực nghiệm tính chất sản phẩm chứng minh có tính lặp lại không khác giá trò cho INForm 3.0 mặt thống kê Cũng dựa mô hình liên quan nhân quả, kết tối ưu hóa thành phần công thức, phần mềm thông minh INForm cho số dự đoán xu hướng tình yi (độ pH hay áp suất thẩm thấu) thay đổi biến x i (thể tích natri borat 0,05 M hay lượng NaCl) Các tính theo dự kiến kiểm chứng qua thực nghiệm Nói chung, kết dự đoán INForm có sai số khoảng 5-10% Theo kết đề tài này, phần mềm INForm chứng tỏ khả mạnh mẽ thiết lập mô hình, tối ưu hóa dự đoán Thông thường với liệu đầu vào, nhà bào chế cần hy vọng có kết tối ưu thay 15 công thức tối ưu gần giống Vì tính phổ biến bệnh khô mắt bệnh cần phải điều trò thời gian dài nên việc sản xuất nước mắt nhân tạo quy mô lớn điều cần thiết Đề tài cần tiếp tục nghiên cứu tác dụng in vivo, tác dụng lâm sàng, tiêu chuẩn hóa sản phẩm… trước nghiên cứu triển khai sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT A Le Hir Giản yếu bào chế học NXB Y Học, 311-318 (1983) Bùi Kim Tân Nghiên cứu xây dựng công thức qui trình sản xuất thuốc tra mắt Indomethacin 0,1%, Luận Văn Thạc Só Dược Học Trường đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh (2000) Dược điển Việt Nam III – tập 3, in lần thứ ba NXB Y Học, PL-15, PL-16, PL-91, PL-92, PL-93, PL-120, PL-121 (2002) GS Nguyễn Thế Khánh, GS Phạm tử Dương Xét nghiệm sử dụng lâm sàng NXB Y Học, tái lần thứ 10, 16-17 & 22-23 (2001) Mims VietNam, 337-342 (2001) Đặng Văn Giáp Phân tích liệu khoa học chương trình MS-Excel NXB giáo dục, 63-66 (1997) Đặng Văn Giáp Thiết kế & tối ưu hóa công thức quy trình NXB Y Học, 1-97 (2002) Nguyễn Bích Yên Vấn đề bảo quản thuốc nhỏ mắt Tạp chí Dược Học, số 6, 20-21 (1967) Nguyễn Bích Yên Vấn đề pH, chất đệm, tính đẳng trương dung dòch thuốc nhỏ mắt để sử dụng không kích ứng bảo quản tốt Tạp chí Dược Học, số 5, 14-15 (1967) 10 Nguyễn Bích Yên Vấn đề tiệt trùng dung dòch thuốc nhỏ mắt Tạp chí Dược Học, số 11, (1967) 11 Nguyễn Thế Thứ Dinh dưỡng trò liệu USA, Ngô Xuân Phương, 435-448 (1993) 12 Đỗ Văn Liêm, Lê Minh Thông Khảo sát biến đổi phim nước mắt bệnh nhân đái tháo đường típ nghiệm pháp thời gian phá vỡ màng phim nước mắt nghiệm pháp Schirmer Nghiên Cứu Y Học, chuyên đề nhãn khoa (tập 7), 58-63 (2003) 13 PGS Nguyễn Xuân Trường Giải phẫu học sinh lý mắt Trong: Giáo trình nhãn khoa Bộ môn mắt - Trường ĐH Y Dược TP HCM, nhà xuất giáo dục, 981 (1997) 14 Phạm Ánh Tuyết Nghiên cứu kỹ thuật điều chế thuốc nhỏ mắt Ciprofloxacin, Luận Văn Thạc Só Dược Học Trường đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh (2002) 15 Phạm Thò Khánh Vân Khảo sát chế tiết nước mắt người cao tuổi test Shirmer Tạp chí Nghiên cứu Y Học, Vol 407, số 1, 56-57 (2002) 16 Phạm Thò Khánh Vân Điều trò khô mắt - vấn đề nan giải Tạp chí nghiên cứu Y Học, Vol 8, số 4, 62-64 (1998) 17 Trương văn Tuấn Giáo trình thuốc nhỏ mắt, 7-34, (1999) 18 TS Phạm Thò Khánh Vân Bệnh khô mắt Tạp chí Bác só gia đình, chuyên đề mắt (17), 17-18 (2002) 19 Vidal Vietnam, 118, 333, 482, 558, 137, 368, 412 (2001) 20 Võ Thò Hoàng Lan Nguy khô mắt nhân viên y tế nghiên cứu bệnh viện chợ rẫy đại học Y Dược Nghiên Cứu Y Học, chuyên đề nhãn khoa (tập 7), 1-6 (2003) 21 Võ Xuân Minh Kỹ thuật bào chế sinh dược học dạng thuốc - tập Bộ Môn Bào Chế Trường Đại học Dược Hà Nội, NXB Y Học, 129-142 (1997) TIẾNG NƯỚC NGOÀI 22 Korb-DR; Greiner-JV; Glonek-T; Esbah-R; Finnemore-VM; Whalen-AC Effect of periocular humidity on the tear film lipid layer Cornea, 15(2), 129-34 (1996) 23 A.J Winfielf, R.M.E Richards Pharmaceutical practice, 2nd Churchill livingstone, 589-304 (1998) 24 Anthony L.Komaroff Harvard medical school family health guide USA, Simon & Schuster, 428 (1999) 25 Craig-JP; Tomlinson-A Importance of the lipid layer in human tear film stability and evaporation Optom-Vis-Sci, 74(1), 8-13 (1997) 26 Daniel Vaughan, Taylor Asbury, Raul Riordan - Era General ophthalmology, 15th Simon & Schuster, 86-90 (1999) 27 David W Lamberts, David E Petter Aqueous Tear Substitutes Clinical ophthalmic pharmacology, 497- 513 (1987) 28 Douglas J Rhee, Vincent A Deramo The wills eye drug guide, 42-47 (1998) 29 Eric T Herfindal, Dick R Gourley Textbook of therapeutics: Drug and Disease management, 6th United States of America, Lippincott Williams & Wilkins, 937-950 (1996) 30 Eric T Herfindal, Dick R Gourley Textbook of therapeutics: Drug and Disease management, 7th United States of America, Lippincott Williams & Wilkins, 1037-1047 (2000) 31 Gilbert S Banker, Christopher T Rhodes, Marcel Dekker Design and evaluation of ophthamic pharmaceutical products In: Drugs and the pharmaceutical sciences, 3rd The United States of America, Revised and expanded, 489-546 (1996) 32 Gilbert S Banker, Robert K Chakmers Pharmaceutics and Pharmacy practice The United States of America, J.B Lippin Company, 312-339 (1982) 33 Gilbert Smolin, Richard A Thoft Physiology of the tear film In: The Cornea Scientific Foundation & Clinical Practice, 31-42 (1983) 34 Graeme Wilson, William G Bachman, and Parker L Call A Nutritional Role for Tears In: Holly: The Preocular Tear Film in Health, Disease, and Contact lens Wear, Dry eye Institute, 978987 (1986) 35 Jeffrey P Gilbard, Scott R Rossi and Kathleen Gray Heyda Ophthalmic Solution, the Ocular Surface, and a Unique Therapeutic Artificial Tear Formulation American Journal of Ophthalmology, 107(4), 348-355 (1989) 36 Jeffrey P Gilbard, Scott R Rossi, Kathleen L Gray and Kenneth R Kenyon Tear Film Osmolarity and Ocular Surface Desease in two Rabbit Models for keratoconjunctivitis Sicca Investigative Ophthalmology & Visual Science, 29(3), 374-378 (1988) 37 Joel G Hardman, Lee E Limbird The pharmacological basis of therapeutics, 10th Mc Graw-Hill, 1884 (2001) 38 John D Mullins, Gerald Hecht Ophthamic preparations In: Pharmaceutical siences - II , 18th Mack Publishing Company, 1581-1594 (1990) 39 Kenneth C Chern, Michael E Zegans Ophthalmology Review manual Lippincott williams & wilkins, 1-3 (2000) 40 Kibbe AH, Handbook of Pharmaceutical Excipients, rd , American Pharmaceutical Association, 252 - 255 (2000) 41 Lawrence M Tierney, Stephen J McPhee, Maxine A Papadakis Current medical diagnosis & treatment, 42nd Mc Graw-Hill, 153 (2003) 42 Lopez-Bernal-D; Ubels-JL Artificial tear composition and promotion of recovery of the damaged corneal epithelium Cornea, 12(2), 115-20 (1993) 43 Maison G deNavarre The chemistry and manufacture of cosmetics, 2nd Allured publishinc corporation, 507- 513 (1975) 44 Marc Van Ooteghem Préparations ophtalmiques Paris, Technique & Documentation, 29-46 & 58-88 (1995) 45 Mathers-WD; Binarao-G; Petroll-M Ocular water evaporation and the dry eye A new measuring device Cornea, 12(4), 33540 (1993) 46 Mathers-WD; Daley-TE Tear flow and evaporation in patients with and without dry eye Ophthalmology, 103(4), 664-9 (1996) 47 Raymond E Records Physiology of the human eye and visual system Harper & Row, Publishers, 47-67 (1979) 48 Remington: The science and practise of pharmacy, 20 th United States of America, Lippincott Williams & Wilkins, 146-262 & 821-835 (1995) 49 Rolando-M; Iester-M; Macri-A; Calabria-G Low spatial-contrast sensitivity in dry eyes Cornea, 17(4), 376-9 (1998) 50 Sasaki-Y; Sato-T Correlation between secretion rate and electrolyte concentration of human tears, and classification of patients with decrease in basal tear secretion Nippon-GankaGakkai-Zasshi, 102(1) , 42-8 (1998) 51 Shulin Ding Recent developments in ophthalmic drug delivery PSTT, 1, 328-335 (1998) 52 Susi Burgalassi, Luana Panichi, Patrizia Chetoni, M Fabrizio Saettone, and Enrico Boldrini Development of a simple dry eye model in the Albino Rabbit and evaluation of some tear Substitutes Ophthalmic Res, 31, 229-235 (1999) 53 The United States pharmacopoeia (USP XXV), 873 (2002) 54 Toda-I; Shinozaki-N; Tsubota-K Hydroxypropyl methylcellulose for the treatment of severe dry eye associated with Sjogren's syndrome Cornea, 15(2), 120-8 (1996) 55 Tsubota-K Tear dynamics and dry eye Prog-Retin-Eye-Res , 17(4), 565-96 (1998) 56 Vo Tan, Lachlar Les conservateurs en ophtalmologie Paris, Librairie médicale théa, 9-64 (1997) 57 Walter Lund The Pharmaceutical codex, 12th London, The Royal pharmaceutical society of Great Britain, 160-169 (1994) 58 Xu-KP; Yagi-Y; Tsubota-K Decrease in corneal sensitivity and change in tear function in dry eye Cornea, 15(3), 235-9 (1996) ĐỊA CHỈ TRANG WEB 59 www.aspsn.org/education/2001/fall/10135139.pdf The dry eye: an introduction 60 http://www.middleeasthealthmag.com/mar2002/article1.pdf Application of liposomes in dry eye 61 http://www.middleeasthealthmag.com/mar2002/article1.pdf Artificial tear substitutes are the most widely used therapeutic medication for dry eye patients who request life long treatment 62 http://www.sjogrens.org/pdf/sjo_dryeye.pdf The management of dry eye 63 http://www.revophth.com/index.asp?page=1_160.htm-40k Understanding and meeting the challenges of dry eye 64 http://www.clsa.info/continuingeducation/pdf/ew_2q_02_article 1.pdf Current understanding of the pathophysiology of dry eye disease 65 http://www.sjogrensyndrom.se/100-site/spdfs/s24.pdf Dry eyes - remarks on local therapy 66 http://www.precisionfamilyeyecare.com/F_A_Q_/Dry_Eyes/dry_e yes.html s