NGHIÊN cứu bào CHẾ hỗn DỊCH NHỎ mắt TOBRAMYCIN DEXAMETHASON

Mùa hè với các điều kiện tự nhiên thuận lợi, là thời điểm để các loại vi khuẩn có hại cho mắt phát triển, lan truyền và gây bệnh. Khác với những bệnh khác là có thể dùng thuốc bằng những đường sử dụng gián tiếp như đặt, uống, tiêm …, thì những bệnh về mắt chỉ có hiệu quả cao khi thuốc sử dụng được tiếp xúc trực tiếp với mắt, vì vậy đối với các bệnh về mắt thì thuốc nhỏ (tra, rửa) mắt là dạng bào chế thích hợp. Trong thuốc nhỏ mắt để trị các bệnh lây nhiễm do vi khuẩn, hai nhóm dược chất chính là nhóm kháng sinh và nhóm corticoid. Trong các kháng sinh trị nhiễm khuẩn ở mắt, tobramycin là kháng sinh được ưu tiên hàng đầu, với ưu điểm là sinh khả dụng cao và nhất là có hoạt tính mạnh đối với trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosae. Còn trong nhóm corticoid, dược chất có tác dụng kháng viêm mạnh là dexamethason base. Do dexamethason base không tan trong nước nên thuốc nhỏ mắt chứa dược chất này phải được bào chế dưới dạng hỗn dịch. Trên thị trường hiện nay, hỗn dịch nhỏ mắt chứa tobramcin và dexamethason base chỉ có biệt dược Tobradex của hãng Alcon với giá thành khá cao (trung bình khoảng 45.000 đồngchai). Còn trong nước, chưa có xí nghiệp dược phẩm nào sản xuất chế phẩm lọai này. Để giảm giá thành sản phẩm cũng như làm phong phú thêm nhóm sản phẩm thuốc nhỏ mắt do trong nước sản xuất, trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ đại học, đề tài: Bước đầu nghiên cứu bào chế hỗn dịch nhỏ mắt tobramycin và dexamethason, được thực hiện. Mục tiêu cụ thể gồm: Xây dựng công thức tối ưu của dạng thuốc hỗn dịch nhỏ mắt chứa tobramycin và dexamethason. Đề nghị một số tiêu chuẩn chất luợng cho thành phẩm.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PHẠM NGUYỄN GIANG CHÂU

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỖN DỊCH NHỎ MẮT

TOBRAMYCIN & DEXAMETHASON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PHẠM NGUYỄN GIANG CHÂU

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỖN DỊCH NHỎ MẮT

TOBRAMYCIN & DEXAMETHASON

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC

Thầy hướng dẫn: PGS TS HUỲNH VĂN HÓA

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành trong thời gian từ ngày 20-4-2010 đến ngày20-7-2010, dưới sư hướng dẫn của thầy PGS TS Huỳnh Văn Hóa; phần điều chế vàkiểm nghiệm được tiến hành tại Công ty Cổ Phần Dược Phẩm Dược Liệu Pharmedic –

TP Hồ Chí Minh; phần “thiết kế và tối ưu hóa công thức” được thực hiện tại bộ môn Vitính dược, khoa Dược – Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy PGS TS Huỳnh Văn Hóa, người đã tậntình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu để khóa luận có thểđược thực hiện và thành công tốt đẹp

Trân trọng cảm ơn Công Ty Cổ Phần Dược Phẩm Dược Liệu Pharmedic, đã tạo điềukiện thuận lợi về nguyên liệu cũng như trang thiết bị để thực hiện khóa luận này Đặcbiệt gửi lời cảm ơn đến dược sĩ Nguyễn Xuân Thảo, dược sĩ Bùi Huỳnh Quốc Đạt, kỹ

sư Trần Phi Vũ của phòng Nghiên Cứu & Phát Triển; kỹ sư Nguyễn Hoàn Vũ, kỹ sưNguyễn Thanh Phong của phòng Kiểm Tra Chất Lượng, cùng tập thể anh chị em củahai phòng trên đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ hòan thành khóa luận

Xin chân thành biết ơn thầy Đỗ Quang Dương – bộ môn Vi tính dược, đã cung cấpnhững kiến thức cũng như thực hiện những công đoạn liên quan trong phần “thiết kế vàtối ưu hóa công thức” của khóa luận

Vô cùng biết ơn các quý thầy cô trong trường Đại học Y Dược TP HCM đã tận tâmdạy dỗ, truyền đạt những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt 5 năm của khóa học.Cuối cùng, xin được nói lời cảm ơn đến các thành viên của lớp Dược 2005, đã quantâm, động viên, giúp đỡ trong quá trình học tập và thực hiện khóa luận

Phạm Nguyễn Giang Châu

MỤC LỤC

Trang

TRANG BÌA i

TRANG PHỤ BÌA ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC CÁC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ xi

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Thuốc nhỏ mắt dạng hỗn dịch 3

2.1.1 Định nghĩa 3

2.1.2 Đặc điểm giải phẫu sinh lý mắt 3

2.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật chung của thuốc nhỏ mắt 4

2.1.4 Các yêu cầu kỹ thuât riêng đối với thuốc nhỏ mắt dạng hỗn dịch 6

2.1.5 Các tá dược sử dụng 8

2.1.6 Các phương pháp điều chế 9

2.1.7 Bao bì 9

2.2 Tobramycin 10

2.2.1 Cấu trúc hóa học 10

2.2.2 Tính chất lý hóa 10

2.2.3 Tính chất dược lý 11

2.3 Dexamethason 11

2.3.1 Cấu trúc hóa học 11

2.3.2 Tính chất lý hóa 12

2.3.3 Tính chất dược lý 13

2.4 Phát triển thuốc dưới sự trơ giúp của vi tính 13

2.4.1 Thiết kế mô hình thực nghiệm 13

2.4.2 Tối ưu hóa công thức 14

2.5 Thẩm định qui trình định lượng 16

2.5.1 Tính tương thích hệ thống 16

2.5.2 Độ tuyến tính 16

2.5.3 Độ chính xác 17

2.5.4 Độ đúng 17

2.6 Một số công thức thuốc tham khảo trên thị trường 18

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Nguyên liệu và hóa chất 19

3.2 Máy móc, thiết bị và phần mềm 19

3.3 Nghiên cứu công thức cơ bản 20

3.3.1 Dược chất 20

3.3.2 Chất gây treo 21

3.3.3 Chất gây thấm 22

3.3.4 pH và hệ đệm 22

3.3.5 Chất bảo quản 23

3.3.6 Chất chống oxi hóa 23

3.3.7 Chất thấm ướt bề mặt pha rắn 23

3.3.8 Chất đẳng trương hóa NaCl 23

3.4 Phương pháp điều chế 25

3.5 Thiết kế và tối ưu hóa công thức 27

3.5.1 Thiết kế và tối ưu hóa công thức 27

3.5.2 Thực nghiệm kiểm chứng 27

3.5.3 Đánh giá các biến số yi 27

3.6 Thẩm định quy trình định lượng 28

3.6.1 Qui trình định lượng dexamethason 28

3.6.2 Thẩm định quy trình định lượng dexamethason 29

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31

4.1 Lựa chọn thành phần công thức 31

4.1.1 Lựa chọn chất gây treo 31

4.1.2 Lựa chọn chất gây thấm 34

4.2 Thiết kế và tối ưu hóa công thức 35

4.2.1 Các thành phần công thức 35

4.2.2 Mô hình công thức 36

4.2.3 Dữ liệu thực nghiệm đầu vào 37

4.2.4 Tối ưu hóa công thức 38

4.2.5 Kiểm chứng công thức tối ưu hóa 40

4.3 Phân bố kích thước hạt 42

4.3.1 Mẫu pha chế 42

4.3.2 Mẫu Tobradex của Alcon 43

4.4 Thẩm định quy trình định lượng dexamethason 44

4.4.1 Định lượng dexamethason 44

4.4.2 Thẩm định qui trình định lượng dexamethason 45

4.5 Đề nghị tiêu chuẩn chất lượng cho thành phẩm 48

4.5.1 Tiêu chuẩn chất lượng 48

4.5.2 Phương pháp thử 49

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 3.1 Danh mục các nguyên liệu sử dụng 19

Bảng 3.2 Danh mục các máy móc, thiết bị sử dụng 20

Bảng 3.3 Danh mục các phần mềm sử dụng 20

Bảng 3.4 So sánh dexamethason dạng muối và dạng base 21

Bảng 3.5 Công thức sơ bộ để tính toán lượng NaCl dựa trên áp suất thẩm thấu 24

Bảng 4.6 Độ nhớt ở 20 oC của các chất gây treo khảo sát trong nước 31

Bảng 4.7 Chất gây treo khảo sát với nồng độ tương ứng được chọn 32

Bảng 4.8 Công thức khảo sát các chất gây treo 33

Bảng 4.9 Kết quả so sánh các chất gây treo 34

Bảng 4.10 Công thức khảo sát chất gây thấm 34

Bảng 4.11 Kết quả khảo sát chất gây thấm 35

Bảng 4.12 Thành phần công thức cơ bản 35

Bảng 4.13 Mô hình thực nghiệm 36

Bảng 4.14 Kết quả kiểm nghiệm tương ứng với mô hình thực nghiệm 37

Bảng 4.15 Giá trị R2 luyện và R2 thử của các mô hình thực nghiệm 38

Bảng 4.16 Công thức kiểm chứng 40

Bảng 4.17 Kết quả kiểm nghiệm 2 lô thực nghiệm kiểm chứng công thức tối ưu hóa 41

Bảng 4.18 So sánh giá trị thực nghiệm với giá trị dự đoán 41

Bảng 4.19 Công thức tối ưu hóa 42

Bảng 4.20 Kết quả hàm lượng dexamthason trong chế phẩm 44

Bảng 4.21 Kết quả đánh giá tính tương thích của hệ thống 45

Bảng 4.22 Sự tương quan giữa diện tích đỉnh và nồng độ mẫu chuẩn 46

Bảng 4.23 Kết quả thẩm định độ lặp lại 47

Bảng 4.24 Kết quả thẩm định độ đúng 47

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ

Trang

Hình 2.1 Giải phẫu mắt (mặt cắt ngang) 3

Hình 2.2 Câu trúc phân tử của tobramycin 10

Hình 2.3 Câu trúc phân tử của Dexamethason 11

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ điều chế hỗn dịch 26

Đồ thị 4.1 Phân bố kích thước hạt của mẫu thử 42

Đồ thị 4.2 Phân bố kích thước hạt của mẫu Tobradex 43

Đồ thị 4.3 Sự liên quan tuyến tính giữa diện tích đỉnh và nồng độ dexamethason 46

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Mùa hè với các điều kiện tự nhiên thuận lợi, là thời điểm để các loại vi khuẩn có hại cho mắt phát triển, lan truyền và gây bệnh

Khác với những bệnh khác là có thể dùng thuốc bằng những đường sử dụng gián tiếp như đặt, uống, tiêm …, thì những bệnh về mắt chỉ có hiệu quả cao khi thuốc sử dụng được tiếp xúc trực tiếp với mắt, vì vậy đối với các bệnh về mắt thì thuốc nhỏ (tra, rửa) mắt là dạng bào chế thích hợp

Trong thuốc nhỏ mắt để trị các bệnh lây nhiễm do vi khuẩn, hai nhóm dược chất chính

là nhóm kháng sinh và nhóm corticoid

Trong các kháng sinh trị nhiễm khuẩn ở mắt, tobramycin là kháng sinh được ưu tiênhàng đầu, với ưu điểm là sinh khả dụng cao và nhất là có hoạt tính mạnh đối với trực

khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosae Còn trong nhóm corticoid, dược chất có

tác dụng kháng viêm mạnh là dexamethason base Do dexamethason base không tantrong nước nên thuốc nhỏ mắt chứa dược chất này phải được bào chế dưới dạnghỗn dịch

Trên thị trường hiện nay, hỗn dịch nhỏ mắt chứa tobramcin và dexamethason base chỉ

có biệt dược Tobradex của hãng Alcon với giá thành khá cao (trung bình khoảng45.000 đồng/chai) Còn trong nước, chưa có xí nghiệp dược phẩm nào sản xuất chếphẩm lọai này

Để giảm giá thành sản phẩm cũng như làm phong phú thêm nhóm sản phẩm thuốc nhỏmắt do trong nước sản xuất, trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ đại học, đề

tài: Bước đầu nghiên cứu bào chế hỗn dịch nhỏ mắt tobramycin và dexamethason,

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 THUỐC NHỎ MẮT DẠNG HỖN DỊCH

2.1.1 Định nghĩa

Thuốc nhỏ mắt dạng hỗn dịch là dạng thuốc lỏng, vô khuẩn, dùng để nhỏ vào mắt, củamột hay nhiều dược chất, trong đó có dược chất rắn không hòa tan, được phân tán đềudưới dạng hạt rất nhỏ (đường kính từ 0,1µm trở lên) trong chất dẫn là nước hoặc dầu.Chế phẩm cũng có thể được bào chế dưới dạng khô (bột, bột đông khô, viên nén) vôkhuẩn, được phân tán vào một chất lỏng vô khuẩn thích hợp khi dùng [6]

2.1.2 Đặc điểm giải phẫu sinh lý mắt [1]

Hình 2.1 Giải phẫu mắt (mặt cắt ngang) [15]

Thuốc nhỏ mắt khi sử dụng chỉ tiếp xúc với 2 bộ phận của mắt là:

- Giác mạc gồm 3 lớp: lớp biểu mô, nhu mô và nội mô

- Kết mạc gồm 2 lớp: một lớp lót mặt trong của mí mắt và một lớp khác tương ứng với

mặt ngoài của tròng trắng mắt Vùng nối của 2 lớp này tạo nên túi cùng kết mạc, thuốc

Xương sọ

Mí trên

Mí dướiKết mạcGiác mạc

được sử dụng ở túi cùng kết mạc này Nhờ kết mạc có nhiều mạch máu nên giúp phầnlớn các dược chất thâm nhập được vào mắt.

2.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật chung của thuốc nhỏ mắt

Thuốc nhỏ mắt nên có các tính chất gần giống như nước mắt Nếu không mắt sẽ bị kíchứng, tiết thật nhiều nước mắt và đẩy thuốc ra ngòai

Việc sản xuất thuốc nhỏ mắt phải đáp ứng những yêu cầu nghiêm ngặt như sản xuấtthuốc tiêm

2.1.3.1 Yêu cầu về pH [1]

Thuốc nhỏ mắt cần có pH gần với pH của nước mắt (pH = 6,3 – 8,6)

Nhờ có hệ đệm của nước mắt, nên mắt có thể chịu được pH từ 3,5 – 10,5

pH của thuốc nhỏ mắt có liên quan chặt chẽ đến:

+ Sự kích ứng mắt

+ Độ ổn định của dược chất

+ Sinh khả dụng của thuốc

Trên thực tế, để đảm bảo cả 3 yêu cầu trên là rất phức tạp

Các hệ đệm duy trì pH thường dùng cho thuốc nhỏ mắt

- Hệ đệm Hind – Goyan

- Hệ đệm Gifford (acid boric – natri carbonat )

- Hệ đệm Palitzsch (acid boric – borax)

- Hệ đệm acid boric – natri acetat

- Hệ đệm acid boric – natri propionat

- Hệ đệm Sorensen (natri dihydrophosphat – dinatri hydrophosphat)

- Hệ đệm Menghini

2.1.3.2 Yêu cầu về độ đẳng trương [1]

Thuốc nhỏ mắt cần đẳng trương với nước mắt, hay đẳng trương với dung dịchNaCl 0,9%, có áp suất thẩm thấu trong khoảng 290 – 310 mEq/L, độ hạ băng điểm:

Δt = -0,52 t = -0,52 oC đến -0,56 oC

Mắt bình thường có thể chịu đựng được dung dịch NaCl từ 0,5 – 1,8%

Tuy nhiên, thuốc nhỏ mắt ưu trương lại có tác dụng giúp thuốc dễ đi vào các tổ chứcmắt, kéo nước ra ngoài, giúp mắt bớt sưng viêm

Các dược chất dùng trong thuốc nhỏ mắt thường ở nồng độ thấp và nhược trương sovới nước mắt, do vậy cần sử dụng các chất đẳng trương hóa như: NaCl (thông thường),Na2SO4, NaNO3, KNO3…

Các phương pháp tính toán để đẳng trương hóa

- Phương pháp dựa vào độ hạ băng điểm (Công thức LUMÌERE – CHEVROTIER)

- Phương pháp dùng đương lượng natri clorid [10]

Dược chất, tá dược phải là loại dược dụng hoặc có độ tinh khiết cao

Dung môi sử dụng thường là nước cất pha tiêm

Trong suốt:

Đối với thuốc nhỏ mắt ở dạng dung dịch

Không được lọc thuốc nhỏ mắt dạng hỗn dịch Thuốc ở dạng này có thể có lắng đọngmột lớp chất rắn, nhưng sau khi lắc nhẹ phải dễ dàng phân tán trong toàn khối

2.1.3.4 Yêu cầu về độ vô khuẩn của thuốc nhỏ mắt [1], [6]

Đối với thuốc nhỏ mắt dùng một lần không sử dụng chất bảo quản, thường áp dụngphương pháp tiết khuẩn bằng nhiệt độ hoặc lọc vô khuẩn

Đối với thuốc nhỏ mắt dùng nhiều lần cần sử dụng chất bảo quản

Đặc biệt lưu ý trực khuẩn mũ xanh P.aeruginosa vì dễ gây loét giác mạc, mù mắt …

Các nhóm chất bảo quản thường gặp:

- Hợp chất hữu cơ của thuỷ ngân

- Các alcol và dẫn chất của alcol

- Các hợp chất của amoni bậc 4

- Các nipa este (Parabens)

Các phương pháp tiệt khuẩn.

+ Phương pháp tiệt trùng sản phẩm trong bao bì cuối

+ Tiệt trùng bằng nhiệt ẩm

+ Tiệt trùng bằng nhiệt khô

+ Tiệt trùng bằng bức xạ ion hóa

2.1.4 Các yêu cầu kỹ thuât riêng đối với thuốc nhỏ mắt dạng hỗn dịch

2.1.4.1 Sự phân tán của dược chất rắn [2]

Dựa vào tính thấm của bề mặt dược chất đối với chất lỏng, dược chất rắn không tantrong chất lỏng được chia làm 2 loại là dược chất rắn thân nước (hydrophilic solid) vàdược chất rắn sơ nước (hydrophobic solid)

Đối với dược chất rắn sơ nước, làm giảm sức căng liên bề mặt giữa pha rắn và pha lỏngbằng chất gây thấm sẽ làm cho dược chất rắn dễ thấm nước.

Các tác nhân gây thấm thường dùng là các chất diện hoạt (HLB từ 7 – 9 hoặc cao hơn),các chất keo thân nước, các chất rắn dạng hạt nhỏ và một số dung môi

Ngòai ra chất diện họat còn giúp hỗn hòa thuốc nhỏ mắt với màng nước mắt

2.1.4.2 Kích thước tiểu phân dược chất rắn [1], [2]

Theo hệ thức Stokes:

V: Vận tốc sa lắng của các tiểu phân pha phân tán (cm/s)

r: bán kính của các tiểu phân pha phân tán (cm)

d1 – d2: chênh lệch tỉ trọng của 2 pha (g/ml)

η : độ nhớt của môi trường phân tán (cP hay mPas)

g: gia tốc trọng trường (980 cm/s2 ) Vai trò của gia tốc trọng trường được ứng dụngtrong việc theo dõi độ ổn định của hỗn dịch bằng cách ly tâm để gia tốc sự tách lớp.Kích thước của các tiểu phân rắn càng nhỏ thì tốc độ lắng càng chậm, nhưng nếu cáchạt quá mịn thì chúng có khuynh hướng kết hợp với nhau khi lắng xuống

Mặt khác các tiểu phân phải có kích thước đồng đều để tránh các hạt to tách ra nhanhkéo theo các hạt nhỏ tách ra

Kích thước của các tiểu phân dược chất rắn trong thuốc nhỏ mắt liên quan đến vận tốchòa tan và thời gian lưu lại của dược chất trên túi giác mạc Để tránh kích ứng mắt thìhạt có kích thước nhỏ hơn 5 µm để không tạo ra các cấu trúc nhám Kích thước cáctiểu phân rắn trong hỗn dịch thuốc nhỏ mắt nên vào khỏang 2-6 µm, có sinh khả dụngcao nhất

2r2(d1 – d2)g9η

V =

2.1.4.3 Độ nhớt môi trường phân tán [1], [2]

Sự tương tác bề mặt của các tiểu phân rắn làm hỗn dịch tồn tại ở trạng thái kết bônghoặc không kết bông Các tiểu phân rắn kết bông liên kết với nhau rất yếu, có tính chấtlắng nhanh, nhưng không tạo thành khối bánh và có thể tái phân tán thành hỗn dịchđồng nhất dễ dàng Các tiểu phân không kết bông lắng chậm và sẽ tạo thành khối rắn,trong đó các tiểu phân kết tụ lại với nhau và dần dần sẽ hình thành khối bánh cứng, khóphân tán Vì vậy một hỗn dịch không kết bông phải có độ nhớt đủ cao để ngăn cản sựlắng cặn

Hỗn dịch bền khi độ nhớt môi trường phân tán tăng, nhưng cũng sẽ làm cho hỗn dịchuống khó rót cũng như tái phân tán trở lại sau khi lắng Chất làm tăng độ nhớt của môitrường gọi là chất gây treo, ngoài ra sự gia tăng lượng chất rắn cũng làm tăng độ nhớt.Ngoài ra độ nhớt còn giúp thuốc bám lâu trên mắt, giảm khô mắt Độ nhớt tối ưu trongkhoảng 15 – 25 cP (USP) và có chiết suất tương tự như nước mắt (n = 1,336)

2.1.5 Các tá dược sử dụng

Theo yêu cầu của hỗn dịch và thuốc nhỏ mắt, thì chế phẩm gồm có các thành phần sau:

- Dược chất

- Chất gây thấm: natri lauryl sulfat, tween 80, tween 20, các polyether alcol…

- Chất gây treo: NaCMC, hydroxyethyl cellulose, carbomer, povidon, hydroxypropylcellulose, hydroxypropyl methylcellose, glycerol, polyethylen glycol …

- Hệ đệm: borat, phosphat, citrat, acetat…

- Chất có khả năng thấm ướt bề mặt các tiểu phân pha rắn và hỗn hòa với nước, đểphân tán pha rắn trong giai đoạn nghiền ướt: propylen glycol, glycerol, các polyalcol…

- Chất bảo quản: thiomersal, bezalkonium clorid, nitrat phenyl mercuric, clobutanol …

- Chất chống oxi hóa: EDTA, acid ascorbic, natri metabisulfit, natri bisulfit …

- Chất đẳng trương hóa (nếu cần): NaCl, Na2SO4, KNO3 …

2.1.6 Các phương pháp điều chế [2]

2.1.6.1 Phương pháp phân tán cơ học

- Phạm vi áp dụng: khi dược chất rắn không hòa tan hoặc ít tan trong chất dẫn, đồngthời cũng không hòa tan hoặc rất ít hòa tan trong các dung môi trơ thường khác (alcol,dầu thực vật)

- Các lực cơ học gây phân tán: như nghiền xay, khuấy trộn hoặc dùng siêu âm để phânchia dược chất rắn và phân tán vào chất dẫn

2.1.6.2 Phương pháp ngưng kết

Trong quá trình điều chế, dược chất rắn ở dạng tiểu phân phân tán trong chất dẫn đượchình thành từ quá trình kết tủa do thay đổi dung môi hoặc do phản ứng trao đổi ion tạo

ra chất mới không hòa tan hoặc ít tan trong chất dẫn

2.1.6.3 Kết hợp phương pháp phân tán và ngưng kết

2.1.6.4 Điều chế bột hay cốm để pha hỗn dịch

Áp dụng khi dược chất không bền trong chất dẫn

So với hỗn dịch dạng lỏng, thuốc bột hoặc cốm pha hỗn dịch hạn chế tối đa các hiệntượng biến đổi vật lý, sự tương kỵ giữa các thành phần

- Đồ đựng thuốc nhỏ mắt chứa nhiều liều phải có bộ phận nhỏ giọt thích hợp, thể tíchmỗi đơn vị đóng gói không nên vượt quá 10 ml.

- Đối với hỗn dịch yêu cầu chai lọ đựng, phải có dung tích lớn hơn thể tích thuốc(khoảng 1,5 lần), để thuận lợi cho việc tái phân tán hỗn dịch sau khi lắng

2.2 TOBRAMYCIN

2.2.1 Cấu trúc hóa học [6]

C18H37N5O9

P.t.l: 467,5

Hình 2.2 Câu trúc phân tử của tobramycin.

Tên khoa học: diamino-2,3-6-trideoxy--D-ribo-hexopyranosyl)-L-streptamin

Họat tính gần giống gentamycin tobramycin được chỉ định giới hạn vào các bệnh do

trực khuẩn gram âm như P.aeruginosae, Proteus, E.coli, Klebsiella, Enterobacter… Chỉ định:

Dùng dưới dạng thuốc nước hay mỡ tra mắt 0,3% cho những bệnh nhiễm khuẩn ở mắt

Dung dịch tobramycin tra mắt:

Tra 1 giọt vào kết mạc, 4 giờ một lần khi bị nhiễm khuẩn nhẹ và vừa Với nhiễm khuẩnnặng, tra vào kết mạc 1 giọt, cứ 1 giờ một lần Tiếp tục điều trị cho tới khi đỡ, sau đógiảm số lần tra

11,17,21-trihydroxy-16-Hình 2.3 Câu trúc phân tử của Dexamethason

2.3.2.1 Lý tính

Bột kết tinh trắng hay gần như trắng, vị đắng Không tan trong nước, khá tan trongethanol tuyệt đối, hơi tan trong methylen clorid Chảy ở khỏang 250 oC, kèm theo phânhủy một phần nhỏ

Góc quay cực riêng: + 75 đến + 80 [dung dịch 1% (g/ml) trong dioxan]

- Phản ứng ester hóa với acid phosphoric:

* Phản ứng phân biệt chức alcol tự do và alcol được ester hóa: alcol ở dạng tự do chovẩn đục với thuốc thử periodo-bạc

P ONaO ONa

+

Dexamethason là fluomethylprednisolon, glucocorticoid tổng hợp, có các tác dụng làchống viêm, chống dị ứng và ức chế miễn dịch, còn tác dụng đến cân bằng điện giải thìrất ít Về hoạt lực chống viêm, dexamethason mạnh hơn hydrocortison 30 lần, mạnhhơn prednisolon 7 lần.

Có khả năng gây nhiễm nấm giác mạc sau khi sử dụng kéo dài

Không có những nghiên cứu đầy đủ về tác dụng phụ trên phụ nữ có thai, phụ nữ chocon bú đối với dạng nhỏ mắt

Chưa xác định được tính an tòan và hiệu quả của thuốc trên bệnh nhi

2.4 PHÁT TRIỂN THUỐC DƯỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA VI TÍNH [8], [9]

2.4.1 Thiết kế mô hình thực nghiệm

Thiết kế mô hình thực nghiệm là việc xây dựng mô hình công thức thực nghiệm trong

đó có sự xem xét các yếu tố ảnh hưởng bao gồm: hàm lượng các thành phần và/hoặcđiều kiện pha chế đối với tính chất sản phẩm Mô hình thực nghiệm có 3 nhóm chính:

- Mô hình hỗn hợp (mixture design) hay mô hình công thức (formulation design): khảo

sát thành phần của các loại nguyên liệu, đây là loại mô hình có ràng buộc Công thứcbào chế có thể xem như một “hỗn hợp” có n thành phần với tỉ lệ x1, x2,… và xn, với x1+ x2 + … + xn = 1 (hay 100%) và 0 ≤ xi ≤ 1 Không gian yếu tố (factor space) được

thiết kế như khoảng không gian bên trong của hình có n đỉnh và (n-1) chiều để biểu thịmọi khả năng phối hợp.

- Mô hình yếu tố (factorial design) hay mô hình quy trình (process design): thiết kế các

điều kiện pha chế Đây là loại mô hình không có ràng buộc Có 2 loại mô hình yếu tốphổ biến: mô hình yếu tố đầy đủ và mô hình yếu tố phân đoạn Mô hình yếu tố đầy đủ(full factorial design) dựa trên nguyên tắc một mô hình với F yếu tố được khảo sát, mỗiyếu tố có L mức đòi hỏi số thí nghiệm là LF Mô hình này có ưu điểm là cho phépngười nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố cũng như tương tác giữa chúng.Tuy nhiên mô hình yếu tố đầy đủ cần có số thí nghiệm rất lớn khi số yếu tố tăng lên.Ngược lại, mô hình yếu tố phân đoạn (fractional factorial design) cho phép giảm bớtrất nhiều số thí nghiệm mà vẫn khảo sát được sự ảnh hưởng của các yếu tố Các môhình yếu tố phân đoạn được biểu hiện bởi cách giải Res (viết tắt từ Resolution) Các

mô hình yếu tố phân đoạn thường được áp dụng là Res 3, Res 4, Res 5

- Mô hình kết hợp (combined designs): kết hợp cả hai mô hình công thức và mô hình

quy trình nhằm khảo sát ảnh hưởng của các thành phần nguyên liệu và điều kiệnsản xuất

2.4.2 Tối ưu hóa công thức

Việc tối ưu hóa công thức có liên quan đến biến số độc lập (xi) và biến số phụ thuộc(yi) Nếu biến số phụ thuộc chỉ có một giá trị y, có thể chọn các giá trị xi của biến độclập x sao cho yi được tối đa (maximum) hoặc tối thiểu (minimum) Trong thực tế, mỗisản phẩm có rất nhiều tính chất, tức biến phụ thuộc y có nhiều giá trị yi, do đó phải tiếnhành tối ưu hóa nhiều biến số phụ thuộc (multiple optimization), tức là dung hòa cácgiá trị x1, x2,… và xn sao cho các giá trị yi , y2 …và y n đạt được là tối ưu thay vì tối đahay tối thiểu

Có thể tối ưu hóa công thức theo phương pháp truyền thống (như toán thống kê, đơnhình…) hoặc áp dụng các phần mềm thông minh hiện đang rất được ưa chuộnghiện nay.

Mạng thần kinh: mỗi mạng thần kinh nhân tạo được cấu tạo bởi nhiều trăm nghìn đơn

vị liên kết được sắp xếp thành nhiều lớp Có nhiều cấu trúc mạng thần kinh được đềnghị, trong đó cấu trúc mạng nhiều lớp (multilayer perceptron networks) là thông dụngnhất, được xem là “hộp đen” Cấu trúc mạng nhiều lớp có một lớp vào, một hay nhiềulớp ẩn và một lớp ra Thông thường cấu trúc mạng với một lớp ẩn được dùng trongviệc thiết kế mô hình và tối ưu hóa công thức bào chế

Hàm truyền: ngoài hàm truyền tuyến tính (linear), còn có hàm truyền phi tuyến dạng

sigmoid bất đối xứng (Asymmetric sigmoid) hay sigmoid đối xứng (Symmetricsigmoid) và dạng Hyperbol tanh (Hyperbolic tangent)

Việc tối ưu hóa công thức bằng phần mềm thông minh BC-Pharsoft thay cho việc tối

ưu hóa truyền thống đã giúp ích rất nhiều cho các nhà bào chế vì trong thực tế, mỗi sảnphẩm có rất nhiều tính chất do đó việc tối ưu hóa thực hiện bằng phương pháp truyềnthống với dữ liệu phức tạp, nhiều biến phụ thuộc gặp rất nhiều khó khăn Trong quátrình luyện mạng bằng phần mềm BC-Pharsoft, dữ liệu được chia làm 2 nhóm là nhómluyện và nhóm thử Mạng thần kinh sẽ thiết lập mô hình nhân quả từ nhóm luyện, môhình này dùng làm cơ sở cho giai đoạn tối ưu hóa và sẽ dùng để dự đoán nhóm thử đểtránh hiện tượng mạng thần kinh bị luyện quá mức làm khả năng dự đoán kém chínhxác

Để đánh giá chất lượng của một mô hình hóa, nghiên cứu này dùng hệ số tương quan(R2) Giá trị của R2 luyện, R2 thử càng cao, mô hình dữ liệu càng chính xác

(

)ˆ(11

2 1

2

y y

y y

i i

n i

i i

yi: biến phụ thuộc với từng dữ liệu

y : giá trị trung bình của biến phụ thuộc

ŷ: giá trị dự đoán từ mô hình

n: số lượng dữ liệu

2.5 THẨM ĐỊNH QUI TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG. [5]

Một quy trình định lượng thông thường, ví dụ: đo quang, phải được thẩm định về độtuyến tính, độ chính xác và độ đúng Đối với sắc ký (sắc ký khí, sắc ký lỏng áp suấtcao), ngoài 3 thông số nêu trên, cần phải thẩm định thêm tính tương thích hệ thống

2.5.1 Tính tương thích hệ thống

Tính tương thích hệ thống liên quan đến các yếu tố: thiết bị, điện tử, thao tác phân tích

và mẫu thử, các thông số cần được thẩm định:

Ví dụ như trong quy trình phân tích HPLC thì có những yêu cầu sau:

Độ chính xác được biểu thị bằng CV% Giá trị cho phép của CV% phụ thuộc vào nồng

độ chất phân tích, cũng như đó là phân tích hóa học hay sinh học

2.5.4 Độ đúng

Độ đúng là mức độ sát gần của các giá trị tìm thấy với giá trị thực

Được biểu thị bởi một trong các hình thức sau: độ lêch thực nghiệm hay tỷ lệ phục hồi.Trong phân tích hóa học, độ đúng được khảo sát với 3 mức nồng độ (80%, 100% và120% so với hàm lượng ghi trên nhãn); trong phân tích sinh học, độ đúng cũng đượckhảo sát với 3 mức nồng độ (thấp, trung bình và cao trong đường chuẩn)

Giá trị cho phép của CV% phụ thuộc vào nồng độ chất phân tích, cũng như đó là phântích hóa học hay sinh học

2.6 MỘT SỐ CÔNG THỨC THUỐC THAM KHẢO TRÊN THỊ

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT

Các nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong khóa luận được liệt kê trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Danh mục các nguyên liệu sử dụng

3.2 MÁY MÓC, THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM

Các máy móc, thiết bị sử dụng được liệt kê trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Danh mục các máy móc, thiết bị sử dụng.

Máy đo độ nhớt Brookfield DV-I + Viscometer Mỹ

Máy xác định phân bố kích hạt Hiroba LB 550 Nhật

Các phần mềm sử dụng được liệt kê trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. Danh mục các phần mềm sử dụng

Design-Expert v 6.0.6 - phương pháp D-Optimal Stat – Ease Inc, Mỹ

3.3 NGHIÊN CỨU CÔNG THỨC CƠ BẢN

3.3.1 Dược chất

+ Tobramcycin:

Tobramycin có ưu điểm hơn các kháng sinh khác, ở chỗ dạng base của tobramycin rất

dễ tan trong nước, còn dạng base của các kháng sinh khác thường kém tan trong nước,nên được điều chế dưới dạng muối dễ tan (như gentamycin sulphat) Như vậy sinh khảdụng của tobramycin sẽ cao hơn, do dạng base của tobramycin ở dạng không phân lynên dễ hâp thu hơn dạng phân ly của các kháng sinh dạng muối khác [3]

+ Dexamethason:

Cũng với lý luận trên, sinh khả dụng của dexamethason dạng base sẽ cao hơndexamethason dạng muối

Và để tăng sinh khả dụng và độ bền của dạng bào chế hỗn dịch, dexamethason baseđược sử dụng ở dạng micronized – tiểu phân ở kích thước µm.

Bảng 3.4 So sánh dexamethason dạng muối và dạng base

Dexamethason dạng muối Dexamethason dạng base

Do phân ly trong nước nên:

+ Dễ tan trong nước bào chế dưới

dạng dung dịch với công thức và cách làm

đơn giản

+ Khó tan trong dầu khó thấm hơn

Do kém phân ly trong nước nên:

+ Khó tan trong nước bào chế dướidạng hỗn dịch để đạt nồng độ tri liệu, vớicông thức và cách làm phức tạp hơn.+ Dễ tan trong dầu dễ thấm hơn

3.3.2 Chất gây treo

Sẽ tiến hành khảo sát các chất sau:

- Chất gây treo A

- Povidon: Plasdone C17, Plasdone C30

- Hydroxypropyl cellulose (HPC): Klucel EF, Klucel LF, Nisso L

- Hydroxypropyl methylcellose (HPMC): Benecel M

3.3.2.1 Khảo sát lượng chất gây treo

Phụ thuộc vào nồng độ tối đa cho phép và tạo cho hỗn dịch có độ nhớt từ 15-25 cP

ở 20 oC

Cách làm: chỉ hòa tan chất gây treo với 200 ml nước để đo độ nhớt, do các thành phầncòn lại không ảnh hưởng nhiều đến độ nhớt của hỗn dịch

3.3.2.2 Lựa chọn chất gây treo

Sau khi biết được lượng chất gây treo dùng để khảo sát, thì tiến hành pha chế 100 mlhỗn dịch (cố định chất gây thấm là tween 80 với hàm lượng tối đa cho phép là 0,1%)

và đánh giá bằng cách sau:

- Hút chính xác 10 ml 7 hỗn dịch, cho vào 7 ống nghiệm giống nhau (cỡ 20 ml), đậykín, để ở nhiệt độ phòng (25 oC).

Do ranh giới tách lớp của hỗn dịch là không rõ ràng và không có điều kiện theo dõitừng giờ (do thực hiện trong xí nghiệp), nên hỗn dịch được đánh giá độ bền bằng cáchdựa vào thời gian lắng (tính bằng ngày) trong ống nghiệm khi để ở nhiệt độ phòng.Thời gian ghi nhận là lúc pha lỏng trong suốt hoàn toàn và pha rắn lắng xuống đáy ốngnghiệm, tạo thành một vòng trắng có ranh giới rõ ràng Thời gian theo dõi là 7 ngày

- Phương pháp đánh giá theo dõi tự nhiên này cho kết quả chính xác hơn phương phápgia nhiệt để thúc đẩy hỗn dịch tách lớp, do khi nhiệt độ cao cellulose (bản chất của chấtgây treo) có thể bị tủa, biến tính không phục hồi và độ nhớt bị giảm không đồng đềugiữa các chất gây treo [12]

Qua tham khảo pH của biệt dược Tobradex – Alcon và quy định của USP 32 – volume

II, chuyên luận hỗn dịch nhỏ mắt tobramycin và dexamethason – trang 3761, nên pHcủa chế phẩm được điều chỉnh trong khoảng từ 5 – 6

Ở pH = 5 – 6, hệ đệm acid boric (hệ đệm Hind-Goyan) được chọn

• Hệ đệm Hind-Goyan [1]

+ Benzalkonium chlorid 0,01%

3.3.8 Chất đẳng trương hóa NaCl.

Tinh toán lượng NaCl để đẳng trương hóa, được trình bày trong bảng 3.5

Bảng 3.5 Công thức sơ bộ để tính toán lượng NaCl dựa trên áp suất thẩm thấu (ASTT)

Khảo sát Là những polymer phân tử lớn nên

không gây ra ASTT đáng kể

HCl hay NaOH Lượng ít nên ít ảnh hưởng đến ASTT

Nước cất vđ 100%

- Dựa vào phương pháp tính đượng lượng của các chất trong công thức sơ bộ so vớiNaCl, ta có CNaCl tương đương của dung dịch (không có NaCl) là 1,0336%

- Dung dịch NaCl 0,9% có áp suất thẩm thấu là 308 mEq/L

Nên áp suất thẩm thấu của dung dịch (không có NaCl) là 1,033% / 0,9% x 308 =

Pha dung dịch gây treo A:

Cân chất gây treo

Cho từ từ chất gây treo vào khỏang 40% lượng nước đang khuấy trên máy khuấy

từ, khi chất gây treo được thấm ướt hết, khuấy tiếp 60 phút nữa thì ngưng, rồi đểtrương nở và ổn định 1 ngày, trước khi sử dụng khuấy lại 5 phút

Pha dung dịch B:

Cân tobramycin, BZKCl, EDTA, acid boric

Hòa tan hỗn hợp trên vào khoảng 50% lượng nước trong ly có mỏ

Phối hợp:

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ điều chế hỗn dịch

Nghiền ướt

5 phútCho Dexamethasone, chất gây thấm, propylen glycol vào cối

Khối nhãoA

Hỗn dịch(bán thành phẩm)

Hỗn dịch nhớt

Khuấy trên máy khuấy

từ 5 phút

Khuấy tiếp 5 phútB

3.5 THIẾT KẾ VÀ TỐI ƯU HÓA CÔNG THỨC

3.5.1 Thiết kế và tối ưu hóa công thức

Sau khi có được thành phần công thức, thì tiến hành thiết kế và tối ưu hóa công thức,gồm các bước

1 Thiết kế mô hình thực nghiêm (Design-Expert v 6.0.6 phương pháp D-Optimal)

2 Điều chế hỗn dịch theo mô hình thiết kế

3 Kiểm nghiệm, xác định tính chất của các hỗn dịch thiết kế

4 Tối ưu hóa công thức theo yêu cầu (BC-Pharsoft)

5 Điều chế hỗn dịch theo công thức tối ưu

6 Kiểm nghiệm công thức hỗn dịch được tối ưu hóa

3.5.2 Thực nghiệm kiểm chứng

Sau khi có được công thức tối ưu hóa, thì tiến hành điều chế 2 hoặc 3 lô kiểm chứng:

- Tiến hành so sánh giá trị trung bình của các tính chất sản phẩm giữa các lô kiểmchứng với nhau bằng phương pháp phân tích phương sai 1 yếu tố

- So sánh giá trị trung bình của các tính chất sản phẩm của các lô kiểm chứng với giátrị dự đoán bằng phương pháp phân tích phương sai 2 yếu tố

Nếu giá trị PA > P0,05 thì giữa giá trị dự đoán và giá trị thực nghiệm không khác nhau

có ý nghĩa và công thức tối ưu được chấp nhận