THIẾT kế và tối ưu HOÁ CÔNG THỨC VIÊN NANG CHỨA GLUCOSAMIN và CHONDROITIN SULFAT

Bệnh viêm khớp là một trong những bệnh lý thường gặp nhất trên thế giới 13. Người ta ước tính viêm khớp là căn bệnh xảy ra ở 1 10 dân số thế giới, đặc biệt ở những người cao tuổi (chiếm tỷ lệ cao nhất cả ở các nước phát triển và đang phát triển) 7, 26. Bệnh thường gặp ở người trên 50 tuổi với triệu chứng đau nhức âm ỉ kéo dài, khó khăn trong vận động, trong đó không ít những bệnh nhân trở thành tàn phế 7. Nhóm bệnh lý này gắn liền với thực tế như nghỉ việc, giảm năng suất lao động, hạn chế hoạt động hàng ngày và giảm chất lượng cuộc sống của con người. Trong tương lai tỷ lệ người mắc bệnh về khớp ngày càng có xu hướng gia tăng vì tuổi thọ của con người ngày càng cao 7, 26. Việc điều trị chủ yếu dùng các thuốc: giảm đau, kháng viêm không steroid (NSAIDs). Nhưng trở ngại lớn nhất của NSAIDs là gây tác dụng phụ trên đường tiêu hóa, nhất là ở bệnh nhân lớn tuổi, có dùng thuốc kháng đông hoặc tiền sử bị loét đường tiêu hóa…30, 34. Mặt khác, những thuốc này chỉ giúp giảm triệu chứng nhưng không cải thiện được bệnh, khi đó bệnh dần dần nặng thêm 34. Ngày nay, việc nghiên cứu các thuốc để điều trị bệnh này không những làm giảm sự đau đớn cho bệnh nhân mà còn gián tiếp thúc đẩy kinh tế phát triển nhờ tăng sức lao động cho xã hội 7. Ngoài ra, việc nghiên cứu tìm ra các thuốc điều trị viêm khớp còn giúp chúng ta hiểu rõ cơ chế bệnh lý của bệnh khớp và tạo điều kiện thuận lợi để phát triển những thuốc đặc trị hơn. Trên một số nghiên cứu người ta nhận thấy một trong những nguyên nhân bệnh là do sự thiếu hụt về glucosamin và chondroitin dẫn đến sụn bị ăn mòn gây ra viêm khớp 40. Trong những năm gần đây glucosamin và chondroitin sulfat được dùng rộng rãi điều trị các bệnh thấp khớp ở Mỹ, Châu Âu 34. Chúng góp phần điều trị hiệu quả và cải thiện tốt tình trạng bệnh vì glucosamin và chondroitin sulfat là những thành phần cấu trúc của sụn khớp 34, 40, 41. Ở nước ta, các thuốc chứa glucosamin và chondroitin sulfat được sử dụng rộng rãi để điều trị các bệnh khớp hiệu quả với rất nhiều biệt dược như: Bosamin, Glutin, ArthriFlex, Oztis, Glucoroitin BiFlex, Gluconcap, Ostoflex …,nhưng vẫn phải nhập ngoại. Nghiên cứu bào chế là công việc thường xuyên và cũng là những thử thách đối những nhà bào chế bởi một công thức sản phẩm, ngoài hoạt chất còn có những thành phần tá dược khác nhau điều kiện sản xuất thường là những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm 12. Theo truyền thống, công thức thuốc được thành lập theo kinh nghiệm hay tối ưu hóa bằng phương pháp toán thống kê. Gần đây, trên thế giới có xu hướng nghiên cứu công thức thuốc mới với phần mềm thông minh như sự kết hợp DesignExpert (thiết kế) với INForm (tối ưu hóa). Việc nghiên cứu và phát triển thuốc thông qua con đường thiết kế (bằng vi tính) và tối ưu hóa (bằng phần mềm thông minh) không những tiết kiệm được thời gian và công sức, dữ liệu thực nghiệm có thể thu thập được một cách khoa học và hệ thống mà còn góp phần nâng cao chất lượng của các sản phẩm 12. Nhằm mục đích đáp ứng yêu cầu về thuốc điều trị bệnh khớp phục vụ sức khỏe cho nhân dân, giảm giá thành so với những thuốc nhập ngoại, và theo đề nghị của công ty TNHH Dược Phẩm Việt Phúc, mục tiêu của đề tài: “Thiết kế và tối ưu hoá công thức viên nang chứa glucosamin và chondroitin sulfat” với các mục tiêu cụ thể sau: 1. Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng glucosamin sulfat bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. 2. Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng chondroitin sulfat bằng phương pháp chuẩn độ đo độ đục. 3. Thiết kế và tối ưu hoá công thức viên nang chứa glucosamin sulfat và chondroitin sulfat. 4. Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và phương pháp kiểm nghiệm viên nang chứa glucosamin sulfat và chondroitin sulfat.

LỜI CẢM ƠN Khóa luận thực thời gian từ ngày 15 tháng năm 2006 đến ngày 20 tháng năm 2006 hướng dẫn TS Huỳnh Văn Hóa – Phó chủ nhiệm môn Bào Chế Phần “Thiết kế tối ưu hoá” thực phân môn Vi Tính Ứng Dụng Khoa Dược – Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh; phần “Bào chế kiểm nghiệm” thực Công ty TNHH Dược phẩm Việt Phúc – Cần Thơ Xin kính gởi đến Thầy Huỳnh Văn Hóa lòng biết ơn sâu sắc quan tâm hướng dẫn tận tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu giúp cho khoá luận thực hoàn thành tốt đẹp Chân thành biết ơn Ban Giám đốc Công ty TNHH Dược phẩm Việt Phúc, đặc biệt DS Vương Hữu Phước – Giám đốc Công ty tài trợ tạo điều kiện thuận lợi, anh chò công ty tận tình giúp đỡ suốt trình thực khóa luận Trân trọng biết ơn PGS.TS Lê Quan Nghệm dành thời gian quý báu để đọc nhận xét giúp khóa luận hoàn chỉnh Xin cảm ơn thầy PGS.TS Đặng Văn Giáp giúp em thực phần “Thiết kế tối ưu hoá công thức”, anh chò phân môn Vi Tính Ứng Dụng – Khoa Dược - Trường Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh Xin cảm ơn Thầy Cô anh chò: DS Phạm Đình Duy; DS Cao Thò Thanh Thảo - Bộ Môn Bào Chế giúp đỡ động viên em hoàn thành khoá luận Vô biết ơn quan tâm giúp đỡ Ban Chủ nhiệm Khoa Dược tận tâm giáo dục đào tạo Quý Thầy Cô suốt khóa học Chân thành cảm ơn bạn lớp D2001 quan tâm, động viên nhiệt tình giúp đỡ, chia sẻ suốt trình học tập thực khóa luận Lê Thò Thuỳ Linh NỘI DUNG LỜI CẢM ƠN NỘI DUNG ii iv Chương ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN 2.1 Viên nang 2.1.1 Khái niệm tổng quát 2.1.2 Thành phần viên nang 2.1.3 Thiết lập công thức 2.1.4 Qui trình điều chế viên nang 2.1.5 Thiết bò 2.1.6 Chỉ tiêu kiểm nghiệm viên nang 2.2 Nguyên liệu 2.2.1 Glucosamin sulfat 2.2.2 Chondroitin sulfat 2.2.3 Một số chế phẩm thò trường 2.3 Thẩm đònh qui trình đònh lượng 2.4 Nghiên cứu phát triển sản xuất 4 10 11 12 12 16 20 20 22 thuốc 2.4.1 Mối liên quan nhân 2.4.2 Mô hình thực nghiệm 2.4.3 Tối ưu hoá thông minh Chương PHƯƠNG PHÁP 22 23 24 3.1 Nguyên liệu hoá chất 3.2 Thiết bò phần mềm 3.3 Phương pháp kiểm nghiệm 3.3.1 Kiểm nghiệm nguyên liệu 3.3.2 Kiểm nghiệm bán thành phẩm 3.3.3 Kiểm nghiệm viên nang 3.4 Thẩm đònh qui trình đònh lượng 3.4.1 Thẩm đònh qui trình đònh lượng 28 29 31 31 35 36 38 38 glucosamin sulfat 3.4.2 Thẩm đònh qui trình đònh lượng natri 40 chondroitin sulfat 3.5 Qui trình điều chế viên nang 3.5.1 Thành phần công thức 3.5.2 Qui trình điều chế 3.5.3 Thời gian trộn nguyên liệu 3.6 Thiết kế tối ưu hoá 42 42 42 44 44 phầm mềm thông minh 3.7 Thực nghiệm kiểm chứng 3.8 Phân tích thống kê Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45 46 4.1 Đònh lượng nguyên liệu 4.2 Thẩm đònh qui trình đònh lượng 48 49 4.2.1 Thẩm đònh qui trình đònh lượng 49 glucosamin sulfat 4.2.2 Thẩm đònh quy trình đònh lượng natri 52 chondroitin sulfat 4.3 Nghiên cứu thăm dò 4.3.1 Thăm dò thành phần công thức 4.3.2 Thời gian trộn nguyên liệu 4.4 Thiết kế công thức 4.4.1 Mô hình công thức 4.4.2 Dữ liệu kiểm nghiệm 4.5 Tối ưu hoá công thức 4.5.1 Đầu vào cho phầm mềm INFORM 4.5.2 Tối ưu hoá công thức 4.5.3 Thực nghiệm kiểm chứng công thức 55 55 56 57 57 58 59 59 62 63 tối ưu 4.6 Kết kiểm nghiệm thành phẩm 4.7 Xây dựng tiêu chuẩn thành phẩm 4.7.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật 4.7.2 Phương pháp kiểm nghiệm 4.7.3 Đóng gói – ghi nhãn – bảo quản Chương KẾT LUẬN 64 66 66 67 69 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ ĐÍNH 73 79 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3-1 Danh sách nguyên liệu sử dụng điều chế viên nang 28 Bảng 3-2 Danh sách hoá chất/ dung môi sử dụng kiểm nghệm viên nang Bảng 3-3 Danh sách thiết bò dùng điều chế 28 29 Bảng 3-4 Danh sách thiết bò dùng kiểm nghiệm 29 Bảng 3-5 Danh sách phần mềm chuyên dụng Bảng 3-6 30 Tóm tắt trình thiết kế tối ưu hóa công thức 44 Bảng 4-1 Tính hệ số F theo chuẩn chondroitin sulfat C 48 Bảng 4-2 Kết đònh lượng natri chondroitin sulfat nguyên liệu phương pháp chuẩn độ đo độ đục 49 Bảng 4-3 Kết khảo sát tính tương thích hệ thống qui trình đònh lượng glucosamin sulfat kali chlorid phương pháp HPLC 49 Bảng 4-4 Sự tương quan diện tích đỉnh hấp thu nồng độ glucosamin sulfat kali chlorid mẫu chuẩn 50 Bảng 4-5 Kết khảo sát độ xác phương pháp đònh lượng glucosamin sulfat kali chlorid 51 Bảng 4-6 Kết khảo sát độ phương pháp đònh lượng glucosamin sulfat 52 Bảng 4-7 Kết khảo sát tính tuyến tính phương pháp chuẩn độ đo độ đục mẫu chuẩn 52 Bảng 4-8 Kết khảo sát độ xác phương pháp đònh lượng natri chondroitin sulfat 54 Bảng 4-9 Kết khảo sát độ phương pháp đònh lượng natri chondroitin sulfat Bảng 4-10 Thành phần công thức viên nang 54 55 Bảng 4-11 Sự phụ thuộc CV% theo thời gian trộn nguyên liệu 56 Bảng 4-12 Mô hình công thức D-Optimal 57 Bảng 4-13 Dữ liệu kiểm ngiệm viên nang theo thiết kế 58 Bảng 4-14 Dữ liệu bào chế kiểm nghiệm làm đầu vào cho INForm 59 Bảng 4-15 Ảnh hưởng nhóm thử giá trò R2 luyện R2 thử 60 Bảng 4-16 Ảnh hưởng thuật toán giá trò R2 luyện R2 thử 60 Bảng 4-17 Ảnh hưởng hàm truyền giá trò R2 luyện va R2ø thử 61 Bảng 4-18 Thành phần công thức tối ưu viên nang glucosamin chondroitin sulfat 63 Bảng 4-19 Các giá trò thực nghiệm giá trò lý thuyết tính chất cốm 64 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2-1 Máy đóng nang bán tự động 10 Hình 2-2 Cấu trúc phân tử glucosamin sulfat kali chlorid 12 Hình 2-3 Cấu trúc phân tử glucosamin sulfat natri chlorid 13 Hình 2-4 Cấu trúc hoá học natri chondroitin sulfat 16 Hình 2-5 Cấu trúc chung chondroitin sulfat 16 Hình 2-6 Các mối liên quan nhân nghiên cứu phát triển thuốc 22 Hình 2-7 Nguyên lý vận hành phần mềm thông minh INForm 25 Hình 2-8 Minh họa cấu trúc mạng đa lớùp đơn giản 26 Hình 2-9 Minh họa hàm truyền Sigmoid (a) Tanh (b) 26 Hình 2-10 Minh họa hàm mục tiêu tối ưu hóa 27 Hình 3-1 Máy chuẩn độ điện đo độ đục titrino 30 Hình 3-2 Máy sắc ký lỏng hiệu cao 30 Hình 4-1 Đồ thò biểu diễn liên quan tuyến tính diện tích đỉnh nồng độ glucosamin sulfat 50 Hình 4-2 Đồ thò biểu diễn liên quan tuyến tính hàm lượng thể tich 53 Hình 4-3 Sự phụ thuộc CV% thời gian trộn nguyên liệu 56 Hình 4-4 Sắc ký đồ glucosamin sulfat kali chlorid chuẩn đối chiếu 65 Hình 4-5 Sắc ký đồ glucosamin sulfat kali chlorid thử 65 DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2-1 Qui trình điều chế viên nang Sơ đồ 3-1 Qui trình điều chế viên nang glucosamin chondroitin sulfat 43 Sơ đồ 3-2 Quá trình thiết kế tối ưu hóa công thức 45 ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh viêm khớp bệnh lý thường gặp giới [13] Người ta ước tính viêm khớp bệnh xảy 1/ 10 dân số giới, đặc biệt người cao tuổi (chiếm tỷ lệ cao nước phát triển phát triển) [7, 26] Bệnh thường gặp người 50 tuổi với triệu chứng đau nhức âm ỉ kéo dài, khó khăn vận động, bệnh nhân trở thành tàn phế [7] Nhóm bệnh lý gắn liền với thực tế nghỉ việc, giảm suất lao động, hạn chế hoạt động hàng ngày giảm chất lượng sống người Trong tương lai tỷ lệ người mắc bệnh khớp ngày có xu hướng gia tăng tuổi thọ người ngày cao [7, 26] Việc điều trò chủ yếu dùng thuốc: giảm đau, kháng viêm không steroid (NSAIDs) Nhưng trở ngại lớn NSAIDs gây tác dụng phụ đường tiêu hóa, bệnh nhân lớn tuổi, có dùng thuốc kháng đông tiền sử bò loét đường tiêu hóa…[30, 34] Mặt khác, thuốc giúp giảm triệu chứng không cải thiện bệnh, bệnh nặng thêm [34] Ngày nay, việc nghiên cứu thuốc để điều trò bệnh làm giảm đau đớn cho bệnh nhân mà gián tiếp thúc đẩy kinh tế phát triển nhờ tăng sức lao động cho xã hội [7] Ngoài ra, việc nghiên cứu tìm thuốc điều trò viêm khớp giúp hiểu rõ chế bệnh lý bệnh khớp tạo điều kiện thuận lợi để phát triển thuốc đặc trò Trên số nghiên cứu người ta nhận thấy nguyên nhân bệnh thiếu hụt glucosamin chondroitin dẫn đến sụn bò ăn mòn gây viêm khớp [40] Trong năm gần glucosamin chondroitin sulfat dùng rộng rãi điều trò bệnh thấp khớp Mỹ, Châu Âu [34] Chúng góp phần điều trò hiệu cải thiện tốt tình trạng bệnh glucosamin chondroitin sulfat thành phần cấu trúc sụn khớp [34, 40, 41] Ở nước ta, thuốc chứa glucosamin chondroitin sulfat sử dụng rộng rãi để điều trò bệnh khớp hiệu với nhiều biệt dược như: Bosamin, Glutin, ArthriFlex, Oztis, Glucoroitin Bi-Flex, Glucon-cap, Ostoflex …,nhưng phải nhập ngoại Nghiên cứu bào chế công việc thường xuyên thử thách đối nhà bào chế công thức sản phẩm, hoạt chất có thành phần tá dược khác nhau/ điều kiện sản xuất thường yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm [12] Theo truyền thống, công thức thuốc thành lập theo kinh nghiệm hay tối ưu hóa phương pháp toán thống kê Gần đây, giới có xu hướng nghiên cứu công thức thuốc với phần mềm thông minh kết hợp Design-Expert (thiết kế) với INForm (tối ưu hóa) Việc nghiên cứu phát triển thuốc thông qua đường thiết kế (bằng vi tính) tối ưu hóa (bằng phần mềm thông minh) tiết kiệm thời gian công sức, liệu thực nghiệm thu thập cách khoa học hệ thống mà góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm [12] Nhằm mục đích đáp ứng yêu cầu thuốc điều trò bệnh khớp phục vụ sức khỏe cho nhân dân, giảm giá thành so với thuốc nhập ngoại, theo đề nghò công ty TNHH Dược Phẩm Việt Phúc, mục tiêu đề tài: “Thiết kế tối ưu hoá công thức viên nang chứa glucosamin chondroitin sulfat” với mục tiêu cụ thể sau: Xây dựng thẩm đònh phương pháp đònh lượng glucosamin sulfat phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao Xây dựng thẩm đònh phương pháp đònh lượng chondroitin sulfat phương pháp chuẩn độ đo độ đục Thiết kế tối ưu hoá công thức viên nang chứa glucosamin sulfat chondroitin sulfat Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật phương pháp kiểm nghiệm viên nang chứa glucosamin sulfat chondroitin sulfat TỔNG QUAN Chondroitin sulfat chuỗi polysaccharid không phân nhánh, có chiều dài thay đổi [40], chiết xuất từ sụn bò, heo, vi cá mập [40, 49] Phân loại: [20] Các loại chondroitin sulfat: Chondroitin sulfat A: chondroitin–4 sulfat, đơn vò cấu trúc [(1→4) – O – glucopyranosyluronic – (1→3) – O – (2–acetamido–2-doxy–D-galactopyransyl–4– sulfat)];[β-glucoronic acid-(1→3)-N-acetyl-β-galactosamin- 4-sulfat-(1→4)]n; Atheroitin [α]20D – 28o đến -32o Chondroitin sulfat C: chondroitin–6–sulfat, chondroitin sulfat có cấu trúc đơn vò [(1→ 4) – (D– glucopyranosyluronic acid) - (1→3 – O - (2-N–acetomido – deoxy – D – galactopyransyl – – sulfat)]; [β-glucoronic acid-(1→3) - N-acetyl - β- galactosamin- 6- sulfat- (1→4)]n [α]20D -12o đến -18o Chodroitin sulfat B: polysaccharid, mà đơn vò phổ biến có cấu trúc [(1→4) – O – (ido– pyranosyluronic acid) - (1→3) – O – (2 –acetamido – – deoxy – D - galactopyransyl – – sulfat)]; [β-iduronic acid(1→3)-N-acetyl-β-galactosamin-4-sulfat-(1→4)]n Ngoài phần nhỏ chondroitin sulfat mà có gốc sulfat gắn vò trí khác hai gốc sulfat gắn vò trí 2.2.2.2 Tính chất Là mucopolysaccharid nguồn gốc tự nhiên [40] pH : 5,5 – 7,5 (1%) [47, 48] Chondroitin sulfat hút ẩm Không để không khí lâu phải cân nhanh [47, 48] 2.2.2.4 Tác dụng dược lý Chondroitin sulfat glycosaminoglycan (GAG) tham gia vào cấu trúc màng tế bào, có thành phần sợi chun mạch máu lớn, chiếm tỷ lệ lớn chất mô sụn xương đảm bảo cho sụn xương có độ mà có tính đàn hồi [28, 45, 46, 48] Là nguyên liệu quan trọng trình tái tạo mô sụn xương, có tác dụng ngăn ngừa thoái hoá tế bào, trì tính đàn hồi cấu trúc có nhiều sợi chun (gân, cân cơ, dây chằng) [40] Ngoài chondroitin sulfat tham gia vào cấu trúc suốt đàn hồi mắt, trì hoạt động sinh lý mắt [28, 29] Trong thoái hoá khớp: chondroitin ức chế elastase, yếu tố trung gian trình thoái hoá mô sụn, đồng thời kích hoạt trình tổng hợp proteoglycan (cấu trúc mô liên kết) tế bào sụn [40] 2.2.2.5 Công dụng [28] Được dùng điều trò công chứng đau viêm khớp dạng viên (nén, nang) Chữa chứng nước mắt đau mắt nắng, bỏng phỏng, cảm giác nhoi nhói, đỏ mắt kòch phát giảm mucin, viêm kết mạc khô, mắt khô người già, mắt khô mắc bệnh Gougerot – Sjogren (viêm đa khớp dạng thấp) Dung dòch 3% làm cho giác mạc giữ suốt nồng độ oxy bình thường 2.2.2.6 Liều dùng cách dùng Viêm khớp, thoái hoá khớp: 800-1200 mg/ ngày tuỳ bệnh nặng nhẹ [40] Dùng dạng nhỏ mắt (dung dòch 3%): – giọt, ngày – lần [28] 2.2.2.7 Chống đònh [17, 29] Quá mẫn với chondroitin sulfat, thực phẩm biển 2.2.2.8 Tác dụng phụ [17, 28] Sung huyết kết mạc với cảm giác xót mắt, triệu chứng biến sau vài ngày dùng thuốc 2.2.3 Một số chế phẩm thò trường [17, 29] St Biệt Dạng Hoạt chất Công ty t dược Bosamin bào chế Viên Glucosamin Ampharco Golsami nang Viên sulfat Glucosamin Sinil Pharm n Glucon nang Viên sulfat Glucosamin Korea cap Glutin nang Viên sulfat Glucosamin USA nang sulfat Chondroitin Marinex Viên sulfat Glucosamin Oztis nang Viên sulfat Glucosamin Bridge nén sulfat Healthcare Diethelm Chondroitin Ostoflex Viên nén – Gói Viatril S Tiêm Wocomin Viên nang Sulfat Glucosamin sulfat – Glucosamin Ampharco Rottapharm sulfat Glucosamin DaeHan sulfat Pharm 2.3 THẨM ĐỊNH QUI TRÌNH ĐỊNH LƯNG New Một qui trình đònh lượng thường phải thẩm đònh độ tuyến tính, độ xác độ [4, 11] Ngoài cần phải khảo sát tính tương thích hệ thống tiến hành phương pháp sắc ký (lỏng, khí) [4, 9] Tính tương thích hệ thống Kiểm tra tính tương thích phần tính toán cần thiết tiến hành phương pháp sắc ký (lỏng, khí), nhằm mục đích xác đònh độ phân giải, độ lặp lại hệ thống sắc ký thích hợp phép phân tích thực Tính tương thích qui trình phân tích xác đònh giá trò độ lặp lại thông số kỹ thuật hệ thống tiến hành thực qui trình mẫu chuẩn với lần tiêm mẫu liên tiếp Độ tuyến tính Độ tuyến tính qui trình phân tích khả tồn khoảng nồng độ mà khoảng kết đo tỷ lệ trực tiếp với nồng độ (lượng) chất có mẫu thử Tính tuyến tính biểu thò hệ số tương quan R Giá R2 gần tuyến tính tốt Độ xác Độ xác (precision) độ trùng hợp giá trò quan sát điều kiện thực nghiệm Người ta phân biệt ba khái niệm: độ lặp lại (repeatability), độ xác trung gian (intermediate precision), độ lại (reproducibility) Độ lại có mức độ cao nên áp dụng cho phương pháp quy trình phân tích Dược Điển Độ xác thường biểu thò hệ số phân tán: CV% < 2% Độ Độ (accuracy) độ trùng hợp giá trò quan sát (O) với giá trò lý thuyết (E) Độ thường biểu thò hình thức: - Độ lệch thực nghiệm (experimental bias): ≤ 2% - Tỷ lệ phục hồi (recovery ratio): 100 ± 2% 2.4 NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT THUỐC 2.4.1 Mối liên quan nhân Mỗi công thức sản phẩm, dược chất có nhiều phần tá dược khác Các thành phần công thức và/ điều kiện sản xuất (được gọi biến độc lập x i, i=1, 2,…k) thường yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm (được xem biến phụ thuộc y j, j=1,2…l) Chúng mối liên quan nhân [12]; chúng có tính chất biện chứng phức tạp Thành phần công thức Công thức Sản phẩm Điều kiện sản xuất Hình 2-6 Các mối liên quan nhân nghiên cứu phát triển thuốc 2.4.2 Mô hình thực nghiệm Các yếu tố ảnh hưởng nêu cần khảo sát theo mô hình thực nghiệm cách khoa học hệ thống Có hai nhóm mô hình thực nghiệm [12] Mô hình công thức: khảo sát thành phần nguyên liệu công thức, loại mô hình có ràng buộc Một công thức bào chế xem “hỗn hợp” có n thành phần với tỉ lệ x1, x2, … xn, x1 + x2 + … + xn = ≤ xi ≤1 Không gian yếu tố thiết kế khoảng không gian bên hình có n đỉnh (n-1) chiều để biểu thò khả phối hợp; thí dụ: hỗn hợp hai thành phần đường thẳng, hỗn hợp ba thành phần hình tam giác đều, hỗn hợp bốn thành phần hình khối tứ diện Các mô hình công thức Centroid… thông dụng: Simplex Lattice,Simplex Mô hình quy trình: xem xét điều kiện tiến hành, loại mô hình không ràng buộc Mô hình yếu tố đầy đủ có ưu điểm cho phép khảo sát ảnh hưởng yếu tố tương tác chúng Tuy nhiên, mô hình yếu tố đầy đủ cần có số thí nghiệm lớn số yếu tố tăng lên Một quy trình có f yếu tố với l mức đòi hỏi số thí nghiệm lf Thí dụ: mô hình yếu tố mức: n = 22 =4; mô hình yếu tố mức: n = = 8; mô hình yếu tố mức: n = = 16 Mô hình phân đoạn cho phép giảm bớt số thí nghiệm khảo sát ảnh hûng yếu tố Các mô hình yếu tố phân đoạn phân biệt cách giải, viết tắt Res (resolution) Các mô hình yếu tố phân đoạn hay gặp: D-Optimal, Taguchi OA 2.4.3 Tối ưu hóa thông minh Từ liệu thực nghiệm thu thập từ mô hình thực nghiệm, ngày nhà bào chế áp dụng phần mềm thông minh (thí dụ: INForm v3.4 [38] để tối ưu hóa thông số (thành phần công thức và/ điều kiện sản xuất) cách nhanh chóng hiệu [43] Việc tối ưu hóa công thức có liên quan đến hai loại biến số độc lập (X = nhân) gồm thành phần công thức/ điều kiện sản xuất, biến số phụ thuộc (Y = quả) tính chất sản phẩm Giả sử biến số phụ thuộc Y có giá trò y, nhà bào chế chọn giá trò x i biến số độc lập X cho y tối đa (maximum) hay tối thiểu (minimum) Trong thực tế sản phẩm có nhiều tính chất, tức biến phụ thuộc Y có nhiều giá trò yj Do đó, nhà bào chế phải tối ưu hóa nhiều biến phụ thuộc (multiple optimization), tức dung hòa giá trò x 1, x2, x3, cho giá trò y 1, y2, y3, đạt tối ưu (optimum) thay tối đa hay tối thiểu Trước đây, việc tối ưu hóa thường thưc phương pháp truyền thống toán thống kê, đơn hình Việc tối ưu hóa truyền thống đạt số thành tựu song có nhiều giới hạn: phù hợp với liệu đơn giản tuyến tính; lần tối ưu hóa biến độc lập; đòi hỏi có mô hình toán học rõ ràng Ngày nay, việc tối ưu hóa thực phần mềm thông minh với nhiều ưu thế: hữu hiệu với liệu phức tạp hay phi tuyến; tối ưu hóa lúc nhiều biến phụ thuộc; không cần mô hình toán học mạng thần kinh có khả học (hay luyện) từ liệu thực nghiệm có khả dự đoán xác [12] Dữ liệu thực nghiệm Luyện mạng KHÔN G Mô hình nhân Đánh giá mô hình ĐẠT Tối ưu hóa Công thức tối ưu Hình 2-7 Nguyên lý vận hành phần mềm thông minh INForm Mỗi mạng thần kinh nhân tạo cấu tạo nhiều trăm ngàn đơn vò liên kết xếp thành nhiều lớp Có nhiều cấu trúc mạng thần kinh đề nghò cấu trúc mạng nhiều lớp (multilayer perceptron networks) thông dụng nhất, xem “hộp đen” Cấu trúc mạng nhiều lớp có lớp vào, hay nhiều lớp ẩn lớp Thông thường, cấu trúc mạng với lớp ẩn dùng việc thiết kế mô hình tối ưu hóa công thức bào chế Khi luyện mạng phần mềm INForm chọn: - Các thuật toán lan truyền ngược: Standard Incremental, Standard Batch, RPROP, QuickProp Angle Driven Learning y1 x1 y2 x2 y3 x3 Lớp ẩn Lớp vào y4 Lớp Hình 2-8: Minh họa cấu trúc mạng đa lớùp đơn giản - Hàm truyền: hàm truyền tuyến tính (Linear) có hàm truyền phi tuyến dạng sigmoid bất đối xứng (Asymmetric sigmoid) hay sigmoid đối xứng (Symmetric sigmoid) dạng hyperpol (Tanh = Hyperbolic tangent) y f(x j ) = y 1 1+ e f(x j ) = −x j 1− e −xj 1+ e −x j x -1 x (a) (b) Hình 2-9 Minh họa hàm truyền Sigmoid (a) Tanh (b) Nhược điểm mạng thần kinh bò “luyện mức” Khi mạng thần kinh luyện tốt dự đoán xác Muốn tránh tượng người ta chia liệu đầu vào làm nhóm luyện nhóm thử Giá trò R luyện dùng để đánh giá tính tương thích, thường ≥ 90%; giá trò R2 thử dùng để đánh giá khả dự đoán mô hình, nên ≥ 70% n y : giá trò thực nghiệm   ˆ ( y − y )  ∑ i i  yˆ : giá trò dự đoán nội (R2  100 R = 1 − i=1n  luyện) yi − yi  ∑   i =1  giá trò dự đoán chéo (R2 Sự kết hợp mạng thần kinh logic mờ làm tăng hiệu việc thiết lập mô hình nhân dự đoán, đặc biệt liệu: phi tuyến phức tạp, đònh tính (25 0C hay 80 0C), thiếu trò số (nhập số -99999 thay số 0) Thuật toán di truyền có khả tối ưu hóa dựa mô hình nhân nên kết hợp chặt chẽ với mạng thần kinh Logic mờ làm hàm mục tiêu giúp cho việc tối ưu hóa thực dễ dàng trực quan: a b c d Hình 2-10 Minh họa hàm mục tiêu tối ưu hóa Tent (a), Up (b), Down (c) Flat (d) Lãnh vực thiết kế công thức vi tính tối ưu hóa công thức phần mềm thông minh mẻ nước ta [2, 16, 21, 23] BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA DƯC Lê Thò Thùy Linh THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HOÁ CÔNG THỨC VIÊN NANG CHỨA GLUCOSAMIN VÀ CHONDROITIN SULFAT Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 2001 - 2006 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA DƯC Lê Thò Thùy Linh THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HOÁ CÔNG THỨC VIÊN NANG CHỨA GLUCOSAMIN VÀ CHONDROITIN SULFAT Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 2001 - 2006 Thầy hướng dẫn: TS Huỳnh Văn Hóa THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2006 ... Golsami nang Viên sulfat Glucosamin Sinil Pharm n Glucon nang Viên sulfat Glucosamin Korea cap Glutin nang Viên sulfat Glucosamin USA nang sulfat Chondroitin Marinex Viên sulfat Glucosamin Oztis nang. .. lượng glucosamin sulfat phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao Xây dựng thẩm đònh phương pháp đònh lượng chondroitin sulfat phương pháp chuẩn độ đo độ đục Thiết kế tối ưu hoá công thức viên nang chứa glucosamin. .. kiểm nghiệm 4.5 Tối ưu hoá công thức 4.5.1 Đầu vào cho phầm mềm INFORM 4.5.2 Tối ưu hoá công thức 4.5.3 Thực nghiệm kiểm chứng công thức 55 55 56 57 57 58 59 59 62 63 tối ưu 4.6 Kết kiểm nghiệm thành