Nghiên cứu với mục tiêu nhằm khảo sát ảnh hưởng của một số nhóm chất tăng thấm lên tính thấm của captopril qua da chuột để tìm chất tăng thấm phù hợp ứng dụng trong xây dựng công thức bào chế dạng thuốc dán hấp thu qua da chứa hoạt chất captopril dùng trong điều trị cao huyết áp.
Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ Số * 2011 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT TĂNG THẤM LÊN TÍNH THẤM QUA DA CHUỘT CỦA CAPTOPRIL Nguyễn Cơng Phi*, Lê Nguyễn Nguyệt Minh*, Nguyễn Thiện Hải*, Lê Quan Nghiệm* TÓM TẮT Mục tiêu: Khảo sát ảnh hưởng số nhóm chất tăng thấm lên tính thấm captopril qua da chuột để tìm chất tăng thấm phù hợp ứng dụng xây dựng công thức bào chế dạng thuốc dán hấp thu qua da chứa hoạt chất captopril dùng điều trị cao huyết áp Phương pháp: Điều chế dung dịch bão hòa dung dịch 5% captopril chất tăng thấm khác đánh giá độ thấm dung dịch qua da chuột cống bóc tách thử nghiệm đo độ thấm qua tế bào khuếch tán kiểu Franz nhằm chọn lựa chất tăng thấm tốt Captopril định lượng phương pháp HPLC theo quy trình khảo sát Kết quả: Thực nghiệm cho thấy nhóm alcol cho kết thấm qua da chuột cống bóc tách captopril cao so với nhóm khác, hỗn hợp 3-metyl-1-butanol: decanol (75: 25) cho kết tốc độ thấm (flux) Captopril qua da chuột cao 559,73 ± 4,32 µg/cm2/giờ với tiềm thời (tlag) 3,39 ± 0,48 Kết luận: Các kết thực nghiệm cho thấy sử dụng hỗn hợp 3-metyl-1-butanol decanol với tỷ lệ (3: 1) làm chất tăng thấm công thức bào chế dạng thuốc dán hấp thu qua da chứa captopril Từ khóa: chất tăng thấm, tốc độ thấm, tế bào khuếch tán Franz, captopril ABSTRACT EFFECTS OF PERMEATION ENHANCERS ON PERMEATION OF CAPTOPRIL THROUGH EXCISED RAT SKINS Nguyen Cong Phi, Le Nguyen Nguyet Minh, Nguyen Thien Hai, Le Quan Nghiem * Y Hoc TP Ho Chi Minh * Vol 15 - Supplement of No - 2011: 494 - 498 Objectives: The aim of present study was to select a suitable skin permeation enhancer for formulation of transdermal patches containing captopril, the drug used for treatment of hypertention diseases Method: The saturated and 5% captopril solutions in different permeation enhancers were prepared and evaluated the permeation through excised rat skins by using Franz diffusion cells to select a good permeation enhancer The amount of captopril permeated was determinated by a validated HPLC method Results: Among the enhancers investigated, the alcohol group showed the highest permeation-enhancing effect for captopril The mixture of 3-methyl-1-buthanol and decanol solution (75: 25) resulted in the permeation rate at steady state of captopril through excised rat skins was maximum with flux 559.73 ± 4.32 µg/cm2/h, and the lag time was 3.39 ± 0.48 h Conclusion: The present results provided evidence that mixture of 3-methyl-1-buthanol and decanol solution (3: 1) can be used as a good skin permeation enhancer for formulation of transdermal patches containing captopril Keywords: Skin permeation enhancer, flux, Franz diffusion cell, captopril *Đại học Y Dược Tp Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: ThS Nguyễn Công Phi 494 ĐT: 0908 118 685 Email: ncongphi@yahoo.com Chuyên Đề Dược Khoa Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ Số * 2011 ĐẶT VẤN ĐỀ Captopril, thuốc ức chế men chuyển, lựa chọn hiệu điều trị bệnh cao huyết áp lâu dài đường uống Tuy nhiên nhược điểm thuốc dùng nhiều lần ngày, hấp thu bị ảnh hưởng thức ăn (sinh khả dụng giảm 30 - 50%), thời gian bán thải ngắn (khoảng - giờ), bị chuyển hóa qua gan lần đầu, dẫn đến hiệu điều trị không ổn định(1) Hệ trị liệu qua da, cụ thể dạng thuốc dán (patch), với ưu điểm giúp giảm số lần dùng thuốc, giảm tác dụng phụ, tăng sinh khả dụng linh động sử dụng đảm bảo tuân thủ điều trị bệnh nhân, ngày chứng tỏ vai trò quan trọng lâm sàng Tuy nhiên vấn đề đặt việc bào chế sản xuất thuốc dán hấp thu dược chất qua da để có tác dụng tồn thân da hàng rào sinh học cản trở lớn đến thấm hấp thu chất Từ việc nghiên cứu cải thiện tính thấm qua da hoạt chất đóng vai trò quan trọng, định hiệu trị liệu chế phẩm(2,3,4) Nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng số nhóm chất tăng thấm lên tính thấm Captopril qua da chuột để tìm chất tăng thấm phù hợp ứng dụng xây dựng công thức bào chế dạng thuốc dán hấp thu qua da chứa hoạt chất captopril dùng điều trị cao huyết áp NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Dược chất: Captopril (Changzhou Pharmaceutical Factory, Trung Quốc) Chất tăng thấm: Metyl sulfoxid, 1,2Propanediol, 3-Metyl-1-butanol, Hexanol, Octanol, Decanol, Dodecanol, Polyetylen glycol 400 - PEG 400, Acid oleic, Isopropyl myristat, Propylen glycol monolaurat, Dietylen glycol ete Dầu khống (Acros, Bỉ) Các hóa chất cần thiết khác đạt tiêu chuẩn nhà sản xuất Chuyên Đề Dược Khoa Nghiên cứu Y học Chuột cống trắng cái, giống Sprague-Dawley, trọng lượng 230 ± 20 g, khỏe mạnh, nhanh nhẹn, không bị bệnh da Chuột nuôi ổn định 72 trước tiến hành thí nghiệm Thiết bị Máy HPLC (Knauer 2500, pump 1000, detector UV 2500–Đức, autosampler 3800), tế bào khuếch tán Franz (Permear Gear–Mỹ), khuấy từ (2mag, MIX 6, Anh), bơm tuần hoàn nhiệt (Vision scientific, VS 1901W, Hàn Quốc) Phương pháp Xác định nồng độ bão hòa Captopril chất tăng thấm Cho g captopril vào ống nghiệm có chứa sẵn ml chất tăng thấm dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 Các ống nghiệm đậy kín lắc liên tục 24 25 oC tạo thành dung dịch bão hòa captopril chất tăng thấm Dịch bão hòa lọc qua màng lọc (GHP 0,45 μm, Pall, Mỹ), pha loãng methanol tới nồng độ thích hợp Lượng captopril dung dịch bão hòa xác định phương pháp HPLC Xác định tính thấm Captopril qua da chuột cống bóc tách Xử lý da chuột: Chuột giết ete Cạo lông phần lưng không làm tổn hại lớp sừng Cắt rời phần da lưng diện tích x cm, loại bỏ lớp mỡ máu da Bảo quản miếng da -20 oC, không ngày trước sử dụng Da chuột sau xử lý phủ lên khoang nhận (receptor chamber) tế bào Franz lắp đặt khoang chứa (donor chamber) vào Thể tích khoang nhận 15,5 ml, diện tích bề mặt khuếch tán 3,14 cm2 chứa dung dịch đệm phosphat pH 7,4 bảo ôn 37 ± 0,5 oC khuấy trộn tốc độ 600 vòng/phút Cho 500 μl dung dịch bão hòa captopril chất khảo sát vào khoang chứa Lượng hoạt chất khuếch tán qua da theo thời gian lấy khoang nhận thời điểm 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 24 với thể tích mẫu lấy lần 200 μl bù lại 495 Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ Số * 2011 Nghiên cứu Y học dịch môi trường Xác định hàm lượng captopril phương pháp HPLC Xác định tốc độ thấm Captopril Từ số liệu hàm lượng captopril thấm qua da chuột thời điểm lấy mẫu, tốc độ thấm Captopril qua da chuột tính theo cơng thức J S = 1⎛ A⎜ dm ⎞ ⎟ dt ⎝ ⎠ SS Với Js (flux): tốc độ thấm qua da captopril (µg/cm2/giờ); A: diện tích bề mặt khuếch tán da (cm2); (dm/dt)ss: lượng captopril thấm qua da theo thời gian (µg/giờ) Tốc độ thấm hoạt chất Js (được ngoại suy từ đồ thị tích lũy hoạt chất theo thời gian) giá trị slope phương trình đường thẳng tuyến tính biểu cho tốc độ thấm định theo thời gian Tiềm thời (lag time) suy từ đồ thị giao điểm đường thẳng tuyến tính với trục hồnh Định lượng Captopril HPLC Cột Luna C18 (250 x 4,6 mm, µm, Phenomenex, Mỹ) Pha động hỗn hợp methanol đệm phosphat 0,07M (50: 50) chỉnh pH H3PO4 NaOH Tốc độ dòng ml/phút Bước sóng phát 215 nm Thể tích tiêm mẫu 100 µl Nhiệt độ 25 oC Xử lý thống kê Các thí nghiệm tiến hành lần Kết trình bày giá trị TB ± SD KẾT QUẢ Nồng độ tính thấm dung dịch bão hòa captopril chất tăng thấm qua da chuột cống bóc tách Bảng Kết nồng độ tính thấm dung dịch bão hòa captopril chất tăng thấm qua da chuột cống bóc tách (n = 3) Chất tăng thấm Đệm pH 7,4 Metyl sulfoxid 1,2-Propanediol 3-Metyl-1- butanol (MB) Hexanol Octanol Decanol (D) Dodecanol PEG 400 Acid oleic Isopropyl myristat Propylen glycol monolaurat Dietylen glycol ete Dầu khoáng MB:D (75:25) MB:D (50:50) MB:D (25:75) Nồng độ bão hòa CS (độ tan) (mg/ml) 24,21 ± 0,35 539,19 ± 1,45 183,34 ± 0,89 88,37 ± 0,42 74,87 ± 0,39 50,12 ± 0,41 21,12 ± 0,36 38,36 ± 0,29 101,72 ± 0,52 4,11 ± 0,47 19,46 ± 0,21 37,57 ± 0,38 152,77 ± 0,53 - Kết trình bày bảng cho thấy captopril tan nhiều metyl sulfoxid 539,19 ± 1,45 mg/ml, tan thấp acid oleic 4,11 ± 0,47 mg/ml gần không tan dầu khống 496 Flux (µg/cm2/giờ) 38,51 ± 1,55 130,58 ± 1,08 16,62 ± 1,55 476,04 ± 2,65 229,04 ± 1,56 95,07 ± 8,56 57,43 ± 3,59 45,23 ± 2,49 5,29 ± 2,57 4,06 ± 2,44 125,39 ± 1,43 8,76 ± 2,42 559,73 ± 4,32 238,52 ± 3,65 224,87 ± 4,62 Tiềm thời (giờ) 5,77 ± 0,97 3,96 ± 0,55 4,21 ± 1,04 3,08 ± 0,22 3,02 ± 0,34 2,26 ± 0,46 3,11 ± 0,59 2,09 ± 0,88 4,27 ± 0,96 4,48 ± 0,45 3,13 ± 0,51 4,22 ± 1,32 3,39 ± 0,48 3,16 ± 0,55 3,81 ± 1,02 Nhóm chức Sulfoxid Polyalcol Mono alcol Mono alcol Mono alcol Mono alcol Mono alcol Poly alcol Acid Este Este-alcol Ete-alcol Hydrocarbon Mono alcol Mono alcol Mono alcol Nhóm mono alcol cho kết thấm captopril cao nhóm khác Với nhóm alcol tăng dần số lượng C, tác động tăng thấm giảm dần, mạch nhánh cho tác động tăng thấm tốt so với mạch thẳng Trong nhóm này, Chuyên Đề Dược Khoa Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ Số * 2011 decanol chất tăng thấm thường sử dụng thuốc dán Do việc phối hợp chất tăng thấm thuộc nhóm có triển vọng 3-metyl-1-butanol cho kết tăng thấm cao với flux 476,04 ± 2,65 (µg/cm2/giờ) nên lựa chọn phối hợp với decanol theo tỷ lệ (75: 25, 50:50 25:75) để khảo sát tính thấm Kết hỗn hợp 3-metyl-1-butanol decanol với tỷ lệ (3:1) có tốc độ thấm cao với flux 559,73 ± 4,32 (µg/cm2/giờ), cho thấy có triển vọng dùng làm chất tăng thấm thành phần công thức thuốc dán (transdermal patch) chứa captopril Nghiên cứu Y học Từ kết sàng lọc với dung dịch bão hòa captopril chất tăng thấm, tiếp tục khảo sát với dung dịch 5% captopril số chất tăng thấm cho tốc độ thấm cao nhằm đánh giá tác động chất tăng thấm (loại trừ ảnh hưởng nồng độ) lên thấm captopril Các chất tăng thấm lựa chọn 3-metyl-1butanol, hexanol, octanol, metyl sulfoxid, 1,2propanediol 3-metyl-1-butanol decanol phối hợp theo tỷ lệ (75:25) Kết trình bày Bảng Bảng Kết tính thấm dung dịch 5% captopril số chất tăng thấm qua da chuột cống bóc tách (n = 3) Chất tăng thấm Hexanol Metyl sulfoxid Octanol 1,2-Propanediol 3-Metyl-1-butanol 3-Metyl-1-butanol:Decanol (75:25) Flux (µg/cm2/giờ) 165,11 ± 2,56 5,56 ± 2,08 76,55 ± 3,88 7,18 ± 2,55 192,11 ± 6,56 222,36 ± 4,65 BÀ N LUẬN Với dung dịch bão hòa captopril chất tăng thấm khảo sát, 3-metyl-1-butanol thể tác động mạnh nhất, làm tăng tốc độ thấm qua da Captopril lên gấp 12 lần so với dùng dung dịch bão hòa captopril dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 Đa số chất tăng thấm nhóm cho tiềm thời ngắn, phù hợp để đưa vào thử nghiệm làm chất tăng thấm dạng thuốc dán chứa captopril Nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu nhóm alcol ethanol làm tăng giá trị flux chất levonorgestrel, estradiol, hydrocortison 5-fluorouracil qua da chuột estradiol qua da người in vivo Nghiên cứu tác động tăng thấm nhóm alcol dược chất levonorgesterol, acid salicylic nicotinamid cho thấy 1-butanol có hiệu lực tăng thấm mạnh levonorgesterol 1-octanol 1-propranolol tăng thấm hiệu với acid salicylic nicotinamid Khảo sát tính thấm melanin da heo da người in vitro với alcol béo no từ octanol đến myristyl alcohol Chuyên Đề Dược Khoa Tiềm thời (giờ) 1,36 ± 0,36 4,56 ± 0,57 4,32 ± 1,22 13,26 ± 1,09 0,87 ± 0,42 0,73 ± 0,28 Nhóm chức Mono alcol Sulfoxid Mono alcol Polyalcol Mono alcol Mono alcol lại cho kết decanol chất tăng thấm tốt nhất(2,3,5) Metyl sulfoxid có hiệu tăng thấm cao, đứng sau 3-metyl-1-butanol hexanol, làm tăng tốc độ thấm qua da captopril lên gấp lần so với dùng dung dịch bão hòa captopril dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 Tiềm thời tương đối ngắn, khoảng gần Sự vượt trội metyl sulfoxid so với alcol từ C8 trở giải thích đặc tính hòa tan tốt metyl sulfoxid captopril hẳn alcol mạch dài (nồng độ lớn nhiều lần), nồng độ có tác động ảnh hưởng đến thấm Sự ảnh hưởng nồng độ chứng minh qua thử nghiệm dung dịch captopril 5% chất tăng thấm cho kết nhóm alcol tăng thấm tốt metyl sulfoxid (bảng 2), riêng với nhóm alcol kết hoàn toàn phù hợp dung dịch bão hòa Propylen glycol monolaurat với nhóm chức este-alcol phân tử thể tác động mạnh lên thấm captopril qua da, đứng hàng 497 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ Số * 2011 thứ tư Chất cho tác động mạnh isopropyl myristat với cấu trúc có nhóm chức tác động este Trong đó, dietylen glycol ete, có nhóm chức ete kèm với alcol phân tử, lại thể tác động thấp hẳn so với nhóm alcol Dầu khống, acid oleic, khơng thể tác động tăng thấm lên captopril, captopril không tan tan hai chất dạng thuốc dán chứa hoạt chất điều trị bệnh cao huyết áp captopril TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT LUẬN Phối hợp 3-metyl-1-butanol decanol (75:25) cho kết thấm captopril qua da chuột cống bóc tách tốt nhóm chất tăng thấm khảo sát Đây gợi ý cho nghiên cứu bào chế chế phẩm thấm qua da, đặc biệt 498 Bộ Y tế (2002), Dược thư quốc gia Việt Nam, lần xuất thứ Tapash KG, William RP, Su IY (1997), Transdermal and Topical Drug Delivery Systems Interpharm Press, Inc., BuffaloGrove, Illinois, pp 1-6, 8-20, 21-22, 34-50, 139-164, 167179, 186-188, 249-259, 263-264, 276-279, 357-446 Touitou Elka, Barry B.W (2007), Enhancement in Drug Delivery, CRC Press, Boca Raton, New York, pp 233-250 Walters K.A (2002), Dermatological and Transdersmal Formulations, Marcel Dekker, Inc., New York and Basel, chapter pp 6-12, 47-64, chapter pp 2-19, 45-51, chapter pp 2-3, 19-26 Wu PC, Huang YB, Chang JJF, Chang JS, Tsai YH (2000), “Evaluation of pharmacokinetics and pharmacodynamics of captopril from transdermal hydrophilic gels in normotensive rabbits and spontaneously hypertensive rats”, Inl J Pharm., 209, pp 87-94 Chuyên Đề Dược Khoa ... thiện tính thấm qua da hoạt chất đóng vai trò quan trọng, định hiệu trị liệu chế phẩm(2,3,4) Nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng số nhóm chất tăng thấm lên tính thấm Captopril qua da chuột để tìm chất. .. định hàm lượng captopril phương pháp HPLC Xác định tốc độ thấm Captopril Từ số liệu hàm lượng captopril thấm qua da chuột thời điểm lấy mẫu, tốc độ thấm Captopril qua da chuột tính theo cơng... dung dịch bão hòa captopril chất tăng thấm khảo sát, 3-metyl-1-butanol thể tác động mạnh nhất, làm tăng tốc độ thấm qua da Captopril lên gấp 12 lần so với dùng dung dịch bão hòa captopril dung dịch