Bào chế nano dihydroartemisinin với chất mang eudragit EPO

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ THỊ PHƯƠNG BÀO CHẾ NANO DIHYDROARTEMISININ VỚI CHẤT MANG EUDRAGIT EPO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ HÀ NỘI – 2018 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ THỊ PHƯƠNG MÃ SINH VIÊN: 1301324 BÀO CHẾ NANO DIHYDROARTEMISININ VỚI CHẤT MANG EUDRAGIT EPO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Trần Trịnh Công Nơi thực hiện: Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia Bộ môn Bào chế HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Trịnh Cơng người thầy tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Ngọc Chiến, Th.S Trần Ngọc Bảo thầy cô giáo, anh chị kỹ thuật viên Bộ môn Công nghiệp Dược, Bộ môn Bào chế, cán công nhân viên Viện công nghệ Dược phẩm Quốc Gia tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, phòng ban, thầy giáo cán nhân viên trường Đại học Dược Hà Nội - người dạy bảo, truyền đạt kiến thức q báu, tình u nghề nghiệp ln giúp đỡ năm học qua Cuối cùng, xin tỏ lòng biết ơn đến bố mẹ bạn bè tôi, ủng hộ, sát cánh bên suốt trình làm thực nghiệm Hà Nội, tháng 05 năm 2018 Sinh viên Lê Thị Phương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét dihydroartemisinin .2 1.1.1 Điều chế 1.1.2 Cấu trúc hóa học DHA 1.1.3 Tính chất lý hóa DHA 1.1.4 Tác dụng dược lý độc tính 1.1.5 Dược động học 1.1.6 Định lượng 1.2 Tổng quan Eudragit EPO 1.2.1 Công thức cấu tạo tính chất .4 1.2.2 Một số nghiên cứu nano có sử dụng Eudragit EPO 1.3 Tổng quan tiểu phân nano polyme 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Phân loại 1.3.3 Vài nét đặc điểm dược động học chế giải phóng thuốc tiểu phân nano polyme .8 1.3.4 Phương pháp bào chế tiểu phân nano polyme .8 1.4 Một số nghiên cứu DHA 10 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .11 2.1 Nguyên vật liệu thiết bị 11 2.1.1 Nguyên liệu 11 2.1.2 Thiết bị nghiên cứu .11 2.2 Nội dung nghiên cứu 12 2.3 Phương pháp nghiên cứu 12 2.3.1 Phương pháp bào chế 12 2.3.2 Phương pháp định lượng 13 2.3.3 Phương pháp đánh giá số tiêu lý hóa 14 2.3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm tối ưu hóa cơng thức 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1 Kết thẩm định độ tuyến tính độ lặp lại phương pháp định lượng DHA 20 3.2 Kết bào chế hệ tiểu phân nano DHA/EPO 21 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến đặc tính tiểu phân nano DHA/EPO 21 3.2.2 Tối ưu hóa cơng thức bào chế tiểu phân nano DHA với chất mang Eudragit EPO (tiểu phân nano DHA/EPO) 25 3.2.3 Kết đánh giá số đặc tính tiểu phân nano DHA/EPO bào chế theo công thức tối ưu 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Nghĩa ACN Acetonitril CP Dược điển Trung Quốc (China pharmacopoeia) CT Công thức CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử Da Dalton DC Dược chất D/N Dầu nước DHA Dihydroartemisinin DCM Dicloromethan EE Hiệu suất mang thuốc (Encapsulation Efficient) EPO Eudragit EPO FT-IR Phổ hồng ngoại chuyển dạng Fourier (Fourier transform ifrared spectroscopy) HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High performance liquid chromatography) KTPT Kích thước tiểu phân trung bình kl/kl Khối lương/khối lượng kl/tt Khối lượng/thể tích LC Khả nạp thuốc hệ (Loading capacity) PDI Chỉ số đa phân tán (Polydispersity index) PP Phương pháp RSD Độ lệch chuẩn tương đối SD Độ lệch chuẩn TB Trung bình tt/tt Thể tích/thể tích tr Thời gian lưu USP Dược điển Mỹ (United States Pharmacopoeia) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các hệ tiểu phân nano polyme Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu hóa chất sử dụng q trình thực nghiệm…11 Bảng 2.2 Thành phần cơng thức bào chế hệ tiểu phân nano DHA/EPO 12 Bảng 3.1 Mối tương quan tổng diện tích pic nồng độ DHA 20 Bảng 3.2 Độ lặp lại 21 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thể tích pha ngoại đến số đặc tính tiểu phân DHA/EPO 22 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ chất diện hoạt đến số đặc tính tiểu phân DHA/EPO 23 Bảng 3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ EPO/DHA đến số đặc tính tiểu phân DHA/EPO 24 Bảng 3.6 Kí hiệu mức biến độc lập .26 Bảng 3.7 Kí hiệu mức biến phụ thuộc 27 Bảng 3.8 Các cơng thức giá trị đặc tính lý hóa thiết kế bới phần mềm MODDE 8.0 .28 Bảng 3.9 Ảnh hưởng biến độc lập đến biến phụ thuộc 29 Bảng 3.10 Kết luyện mạng neuron nhân tạo .29 Bảng 3.11 Một số đặc tính tiểu phân dự đoán thực tế công thức tối ưu 34 Bảng 3.12 Phần trăm hòa tan DHA theo thời gian 35 Bảng 3.13 KTTP PDI tiểu phân nano sau phân tán lại.Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo DHA Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo Eudragit EPO .4 Hình 1.3 Cấu trúc siêu vi nang siêu vi cầu Hình 2.1 Sơ đồ mô tả phương pháp bào chế tiểu phân nano DHA/EPO 13 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan tổng diện tích pic nồng độ DHA .20 Hình 3.2 Mỗi tương quan thể tích pha ngoại đến KTTP, PDI, Thế Zeta .22 Hình 3.3 Mối tương quan nồng độ chất diện hoạt đến KTTP, PDI, Thế Zeta .23 Hình 3.4 Mối tương quan tỉ lệ EPO/DHA đến KTTP, PDI, Thế Zeta 25 Hình 3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ EPO/DHA nồng độ Cremophor A25 đến KTTP .30 Hình 3.6 Ảnh hưởng thể tích pha nước nồng độ Cremophor A25 đến PDI 30 Hình 3.7 Ảnh hưởng thể tích pha nước tỷ lệ EPO/DHA đến PDI 31 Hình 3.8 Ảnh hưởng thể tích pha nước tỉ lệ EPO/DHA đến EE 32 Hình 3.9 Ảnh hưởng thể tích pha nước nồng độ Cremophor A25 đến EE 32 Hình 3.10 Ảnh hưởng nồng độ Cremophor A25 tỷ lệ EPO/DHA đến LC 33 Hình 3.11 Đồ thị thể phần trăm hòa tan hỗn dịch nano DHA/EPO hỗn dịch DHA nguyên liệu theo thời gian .35 Hình 3.12 Phổ hồng ngoại DHA nguyên liệu, EPO, nano DHA/EPO, hỗn hợp vật lý DHA EPO 36 ĐẶT VẤN ĐỀ Dihydroartemisinin (DHA) dẫn chất artemisinin có tác dụng điều trị sốt rét [33] Gần đây, dihydroartemisinin chứng minh có khả chống tăng sinh tế bào mạnh tiêu diệt tế bào ung thư Tuy nhiên, DHA tan nước dầu, phân tử không bền môi trường đường tiêu hóa, sử dụng đường uống, sinh khả dụng DHA tương đối thấp, khả hấp thu qua niêm mạc kênh riêng đường tiêu hóa [34] Việc đưa DHA vào hệ chất mang, tạo tiểu phân có kích thước nano nhằm đảm bảo ổn định, cải thiện khả giải phóng dược chất điều cần thiết Hệ tiểu phân nano polyme đánh giá giải pháp tiềm cho việc làm tăng độ tan cải thiện sinh khả dụng dược chất khó tan DHA Eudragit EPO polyme nhạy cảm pH, áp dụng bào chế hệ tiểu phân nano polyme với ưu điểm có khả tạo tiểu phân có kích thước nhỏ sau hòa tan dịch dày [32] Hệ tiểu phân nano EPO chứng minh cải thiện sinh khả dụng đường uống meloxicam, andrographolid [19], [32] Do đó, có thể dự đốn hạt nano EPO có tiềm việc bào chế dạng thuốc cải thiện khả hấp thu dược chất khó tan nước DHA [19] Vì vậy, đề tài “Bào chế nano dihydroartemisinin với chất mang Eudragit EPO” tiến hành với mục tiêu sau: Xây dựng công thức bào chế tiểu phân nano DHA/EPO Đánh giá số đặc tính lý hóa tiểu phân nano DHA CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét dihydroartemisinin 1.1.1 Điều chế DHA bán tổng hợp từ artemisinin cách khử hóa natriborohydrid mơi trường methanol - 5oC Theo Klayman, có tác nhân khử có tính khử chọn lọc lên nhóm lacton C12 artemisinin [18] 1.1.2 Cấu trúc hóa học DHA CTCT: Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo DHA - Tên khoa học: (3R,5aS,6R,8aS,9R,10S,12R,12aR)-Decahydro-3,6,9-trimetyl-3,12epoxy-12H-pyrano[4,3,-j]-1,2-benzodioxepin-10-ol - CTPT: C15H24O5 - KLPT: 284,35 g/mol [5] 1.1.3 Tính chất lý hóa DHA  Tính chất vật lý DHA tinh thể hình kim màu trắng, vị đắng, khơng mùi Có C12 trung tâm bất đối nên tạo đồng phân α β Bằng nhiễu xạ tia X tác giả chứng minh thể rắn DHA tồn dạng β, dung dịch hỗn hợp α, β [18], [29] DHA khó tan nước dầu Độ tan DHA nước 25oC 8,4 mg/l Tan tốt acetonitril, ethanol 95o (~ 750 g/l) tan dung môi hữu dicloromethan, chloroform, ete Trong môi trường kiềm mạnh acid mạnh, DHA bị phân hủy bền vững mơi trường trung tính [5] Nhiệt độ nóng chảy: 145oC – 150oC Năng suất quay cực [α]D20: +140o +146o (dung dịch 1,0026% CHCl3)  Tính chất hóa học phân kém đồng Khi tỷ lệ tăng lên, EPO bao gói hết dược chất nên hệ đồng  Ảnh hưởng thể tích pha nước tỉ lệ EPO/DC đến hiệu suất mang thuốc hệ tiểu phân nano DHA/EPO Hình 3.8 Ảnh hưởng thể tích pha nước tỉ lệ EPO/DC đến EE Nhận xét: Nếu cố định nồng độ cremophor A25, tỷ lệ EPO/DC tăng EE tăng theo Có thể giải thích do: Khi tỷ lệ EPO/DHA tăng, lượng polyme tăng, khả bao gói dược chất tốt nên hiệu suất mang thuốc tăng  Ảnh hưởng thể tích pha nước nồng độ chất diện hoạt đến hiệu suất mang thuốc hệ tiểu phân nano DHA/EPO Hình 3.9 Ảnh hưởng thể tích pha nước nồng độ Cremophor A25 đến EE Nhận xét: Nếu cố định tỷ lệ EPO/DHA, hiệu suất suất mang thuốc giảm thể tích pha nước tăng Điểu có thể lý giải do: Khi thể tích pha nước tăng, lượng dược 32 chất tự có thể hòa tan pha ngoại tăng, q trình bốc dung mơi, dược chất bị thất thoát khỏi hạt nhũ tương pha nước nhiều làm EE giảm Khi tăng nồng độ cremophor A25 từ 0,05 % lên 0,35 %, hiệu suất mang thuốc lúc đầu tăng sau lại giảm Có thể nồng độ chất diện hoạt tăng làm độ tan dược chất tăng cao, dược chất dễ bị thoát khỏi hạt nhũ tương vào pha nước trình bốc dung môi làm giảm hiệu suất mang thuốc  Ảnh hưởng nồng độ chất diện hoạt tỷ lệ EPO/DHA đến khả nạp thuốc hệ tiểu phân nano EPO/DHA Hình 3.10 Ảnh hưởng nồng độ Cremophor A25 tỷ lệ EPO/DHA đến LC Nhận xét: Nếu cố định thể tích pha nước, khả nạp thuốc LC giảm tăng tỷ lệ EPO/DHA Nguyên nhân tỷ lệ EPO/DHA tăng, lượng dược chất bao gói tăng khơng tương xứng nên đó, tỷ lệ chất mang dược chất bao gói tăng lên nhiều dẫn đến LC giảm Khi tăng nồng độ chất diện hoạt từ 0,05% lên 0,35%, lúc đầu khả nạp thuốc giảm sau lại tăng lên 3.2.4.3 Lựa chọn công thức tối ưu Sử dụng phần mềm INForm v3.1 để dự đốn cơng thức tối ưu Cơng thức tối ưu dự đốn với giá trị biến đầu vào sau: - Thể tích pha nước: 50,54 ml - Nồng độ Cremmophor A25: 0,3% - Tỷ lệ EPO/DHA: 3,35 33 3.2.3 Kết đánh giá số đặc tính tiểu phân nano DHA/EPO bào chế theo công thức tối ưu 3.2.3.1 KTTP, PDI, zeta, EE LC Đánh giá số đặc tính tiểu phân cơng thức tối ưu bào chế theo mục 2.3.1, so sánh với dự đoán theo phần mềm INForm v3.1 thu kết bảng 3.11 Bảng 3.11 Một số đặc tính tiểu phân dự đoán thực tế công thức tối ưu Thông số đầu Công thức tối ưu Dự đoán Thực tế % sai lệch* KTTP (nm) 180,0 170,0 5,56% PDI 0,210 0,168 20% Zeta (mV) 20,89 23,7 13,45% EE (%) 44,76 42,30 5,50% LC (%) 12,31 11,21 8,93% * phần trăm sai lệch =( |giá trị dự đoán- giá trị thực tế|): giá trị dự đốn×100% Nhận xét: Các kết KTTP, EE, LC công thức tối ưu thực tế gần giống với dự đoán phần mềm 3.2.3.2 Khả hòa tan DHA từ tiểu phân nano DHA bào chế theo công thức tối ưu Thực phép thử khả hòa tan DHA từ tiểu phân nano DHA/EPO bào chế theo công thức tối ưu qua màng thẩm tích 10000 Da mơi trừờng pH 4,5 Để chứng minh tốc độ giải phóng DHA môi trường đệm acetat pH 4,5 từ tiểu phân nano DHA/EPO tốt so với DHA nguyên liệu, ta so sánh phần trăm giải phóng hỗn dịch nano DHA/EPO hỗn dịch DHA nguyên liệu Kết thể bảng 3.12 34 Bảng 3.12 Phần trăm hòa tan DHA theo thời gian Phần trăm giải phóng Phần trăm giải phóng DHA từ hỗn dịch từ hỗn dịch nguyên nano DHA/EPO (%) liệu (%) (n=3) (n=3) 15 phút 38,21±5,71 3,87±0,47 30 phút 45,12±5,94 7,52±2,54 60 phút 61,23±10,21 9,01±3,13 120 phút 99,24±3,55 10,12±2,38 180 phút 98,51±9,20 11,26±1,34 Phần trăm DHA hòa tan (%) Thời gian 120 100 80 60 nano 40 nguyên liệu 20 0 50 100 150 Thời gian (phút) 200 Hình 3.11 Đồ thị thể phần trăm hòa tan hỗn dịch nano DHA/EPO hỗn dịch DHA nguyên liệu theo thời gian Nhận xét: Kết cho thấy, tốc độ hòa tan dược chất môi trường pH 4,5 từ hỗn dịch nano cao nhiều so với hỗn dịch DHA nguyên liệu Hỗn dịch nano giải phóng nhanh, 15 phút đầu hòa tan 38,21% sau tốc độ hòa tan dược chất chậm lại, hỗn dịch nano gần giải phóng hồn tồn sau Điều có nhờ KTTP hệ nhỏ, bề mặt tiếp xúc lớn, EPO tan mơi trường pH