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.
Trang 1KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT TĂNG THẤM
LÊN TÍNH THẤM QUA DA CHUỘT CỦA CAPTOPRIL
Nguyễn Công Phi*, Lê Nguyễn Nguyệt Minh*, Nguyễn Thiện Hải*, Lê Quan Nghiệm*
TÓM TẮT
Mục tiêu: 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
Phương pháp:
Điều chế dung dịch bão hòa và dung dịch 5% captopril trong các chất tăng thấm khác nhau và đánh giá độ thấm của các dung dịch này qua da chuột cống bóc tách bằng thử nghiệm đo độ thấm qua tế bào khuếch tán kiểu Franz nhằm chọn lựa chất tăng thấm tốt nhất Captopril được định lượng bằng phương pháp HPLC theo quy trình khảo sát
Kết quả: Thực nghiệm cho thấy nhóm alcol cho kết quả thấm qua da chuột cống bóc tách của captopril cao
hơn so với các nhóm khác, trong đó hỗn hợp 3-metyl-1-butanol: decanol (75: 25) cho kết quả tốc độ thấm (flux) Captopril qua da chuột cao nhất là 559,73 ± 4,32 µg/cm 2 /giờ với tiềm thời (t lag ) là 3,39 ± 0,48 giờ
Kết luận: Các kết quả thực nghiệm cho thấy có thể sử dụng hỗn hợp 3-metyl-1-butanol và decanol với tỷ lệ
(3: 1) làm chất tăng thấm trong 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 1 - 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/cm 2 /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 ĐT: 0908 118 685 Email: ncongphi@yahoo.com
Trang 2ĐẶT VẤN ĐỀ
Captopril, thuốc ức chế men chuyển, là một
lựa chọn hiệu quả trong điều trị bệnh cao huyết
áp lâu dài bằng đường uống Tuy nhiên nhược
điểm của thuốc này là dùng nhiều lần trong
ngày, hấp thu kém và bị ảnh hưởng bởi thức ăn
(sinh khả dụng giảm còn 30 - 50%), thời gian bán
thải ngắn (khoảng 2 - 3 giờ), bị chuyển hóa qua
gan lần đầu, dẫn đến hiệu quả trong điều trị
không ổn định(1)
Hệ trị liệu qua da, cụ thể là dạng thuốc dán
(patch), với các ưu điểm giúp giảm số lần
dùng thuốc, giảm tác dụng phụ, tăng sinh khả
dụng và linh động trong sử dụng đảm bảo sự
tuân thủ điều trị của bệnh nhân, đang ngày
càng chứng tỏ vai trò quan trọng trên lâm
sàng Tuy nhiên một vấn đề đặt ra đối với việc
bào chế sản xuất thuốc dán là sự hấp thu dược
chất qua da để có tác dụng toàn thân rất kém
do da là hàng rào sinh học cản trở rất lớn đến
sự thấm và hấp thu của các chất Từ đó việc
nghiên cứu cải thiện tính thấm qua da của hoạt
chất đóng vai trò quan trọng, quyết định hiệu
quả trị liệu của chế phẩm(2,3,4)
Nghiên cứu này 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
NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu
Dược chất: Captopril (Changzhou
Pharmaceutical Factory, Trung Quốc)
Chất tăng thấm: Metyl sulfoxid,
1,2-Propanediol, 3-Metyl-1-butanol, Hexanol,
Octanol, Decanol, Dodecanol, Polyetylen glycol
400 - PEG 400, Acid oleic, Isopropyl myristat,
Propylen glycol monolaurat, Dietylen glycol ete
và Dầu khoáng (Acros, Bỉ) Các hóa chất cần
thiết khác đạt tiêu chuẩn nhà sản xuất
Chuột cống trắng cái, giống Sprague-Dawley, trọng lượng 230 ± 20 g, khỏe mạnh, nhanh nhẹn, không bị bệnh ở da Chuột được nuôi ổn định trong 72 giờ trước khi 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 của Captopril trong các chất tăng thấm
Cho 3 g captopril vào các ống nghiệm có chứa sẵn 3 ml các chất tăng thấm hoặc dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 Các ống nghiệm được đậy kín và lắc liên tục trong 24 giờ ở 25 oC tạo thành dung dịch bão hòa captopril trong các chất tăng thấm Dịch bão hòa được lọc qua màng lọc (GHP 0,45 μm, Pall, Mỹ), pha loãng bằng methanol tới nồng độ thích hợp Lượng captopril trong dung dịch bão hòa được xác định bằng phương pháp HPLC
Xác định tính thấm của Captopril qua da chuột cống bóc tách
Xử lý da chuột: Chuột được giết bằng ete Cạo sạch lông ở phần lưng không làm tổn hại lớp sừng Cắt rời phần da lưng diện tích 4 x 4
cm, loại bỏ lớp mỡ và máu dưới da Bảo quản miếng da ở -20 oC, không quá 7 ngày trước khi
sử dụng
Da chuột sau khi xử lý được phủ lên khoang nhận (receptor chamber) của tế bào Franz và lắp đặt khoang chứa (donor chamber) vào Thể tích khoang nhận là 15,5 ml, diện tích bề mặt khuếch tán là 3,14 cm2 chứa dung dịch đệm phosphat
pH 7,4 được bảo ôn ở 37 ± 0,5 oC và được khuấy trộn tốc độ 600 vòng/phút Cho 500 μl dung dịch bão hòa captopril trong các chất khảo sát vào khoang chứa Lượng hoạt chất khuếch tán qua
da theo thời gian được lấy ở khoang nhận tại các thời điểm 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 và 24 giờ với thể tích mẫu lấy ra mỗi lần là 200 μl và bù lại ngay
Trang 3dịch môi trường Xác định hàm lượng captopril
bằng phương pháp HPLC
Xác định tốc độ thấm của Captopril
Từ số liệu hàm lượng captopril thấm qua da
chuột ở từng thời điểm lấy mẫu, tốc độ thấm của
Captopril qua da chuột được tính theo công thức
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
dt
dm J
SS
S A
1
Với Js (flux): tốc độ thấm qua da của
captopril (µg/cm2/giờ); A: diện tích bề mặt
khuếch tán của da (cm2); (dm/dt)ss: lượng
captopril thấm qua da theo thời gian (µg/giờ)
Tốc độ thấm của hoạt chất Js (được ngoại suy từ
đồ thị tích lũy hoạt chất theo thời gian) là giá trị
slope của phương trình đường thẳng tuyến tính biểu hiện cho tốc độ thấm hằng định theo thời gian Tiềm thời (lag time) cũng được suy ra từ
đồ thị là giao điểm của đường thẳng tuyến tính với trục hoành
Định lượng Captopril bằng HPLC
Cột Luna C18 (250 x 4,6 mm, 5 µm, Phenomenex, Mỹ) Pha động hỗn hợp methanol
và đệm phosphat 0,07M (50: 50) chỉnh pH 3 bằng H3PO4 hoặc NaOH Tốc độ dòng 1 ml/phút Bước sóng phát hiện 215 nm Thể tích tiêm mẫu 100 µl Nhiệt độ 25 oC
Xử lý thống kê
Các thí nghiệm tiến hành ít nhất 3 lần Kết
quả trình bày là giá trị TB ± SD
KẾT QUẢ
Nồng độ và tính thấm của dung dịch bão hòa captopril trong các chất tăng thấm qua da chuột cống bóc tách
Bảng 1 Kết quả nồng độ và tính thấm của dung dịch bão hòa captopril trong các chất tăng thấm qua da chuột
cống bóc tách (n = 3)
(độ tan) (mg/ml)
Flux (µg/cm 2 /giờ)
Tiềm thời
Đệm pH 7,4 24,21 ± 0,35 38,51 ± 1,55 5,77 ± 0,97
Metyl sulfoxid 539,19 ± 1,45 130,58 ± 1,08 3,96 ± 0,55 Sulfoxid
1,2-Propanediol 183,34 ± 0,89 16,62 ± 1,55 4,21 ± 1,04 Polyalcol
Hexanol 74,87 ± 0,39 229,04 ± 1,56 3,02 ± 0,34 Mono alcol
Octanol 50,12 ± 0,41 95,07 ± 8,56 2,26 ± 0,46 Mono alcol
Decanol (D) 21,12 ± 0,36 57,43 ± 3,59 3,11 ± 0,59 Mono alcol
Dodecanol 38,36 ± 0,29 45,23 ± 2,49 2,09 ± 0,88 Mono alcol
PEG 400 101,72 ± 0,52 5,29 ± 2,57 4,27 ± 0,96 Poly alcol
Acid oleic 4,11 ± 0,47 0 - Acid
Isopropyl myristat 19,46 ± 0,21 4,06 ± 2,44 4,48 ± 0,45 Este
Propylen glycol monolaurat 37,57 ± 0,38 125,39 ± 1,43 3,13 ± 0,51 Este-alcol
Dietylen glycol ete 152,77 ± 0,53 8,76 ± 2,42 4,22 ± 1,32 Ete-alcol
MB:D (50:50) 238,52 ± 3,65 3,16 ± 0,55 Mono alcol
MB:D (25:75) 224,87 ± 4,62 3,81 ± 1,02 Mono alcol
Kết quả được trình bày trong bảng 1 cho
thấy captopril tan nhiều nhất trong metyl
sulfoxid 539,19 ± 1,45 mg/ml, tan thấp nhất trong
acid oleic 4,11 ± 0,47 mg/ml và gần như không
tan trong dầu khoáng
Nhóm mono alcol cho kết quả thấm captopril cao hơn các nhóm khác Với nhóm alcol khi 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,
Trang 4decanol là chất tăng thấm thường được sử dụng
trong thuốc dán Do đó việc phối hợp các chất
tăng thấm thuộc nhóm này có thể có triển vọng
3-metyl-1-butanol cho kết quả tăng thấm cao
nhất với flux 476,04 ± 2,65 (µg/cm2/giờ) nên
được lựa chọn phối hợp với decanol theo các tỷ
lệ (75: 25, 50:50 và 25:75) để khảo sát tính thấm
Kết quả hỗn hợp 3-metyl-1-butanol và decanol
với tỷ lệ (3:1) có tốc độ thấm cao nhất với flux
559,73 ± 4,32 (µg/cm2/giờ), cho thấy có triển
vọng dùng làm chất tăng thấm trong thành
phần công thức thuốc dán (transdermal patch)
chứa captopril
Từ kết quả sàng lọc với dung dịch bão hòa captopril của các chất tăng thấm, tiếp tục khảo sát với dung dịch 5% captopril trong một số chất tăng thấm cho tốc độ thấm cao nhằm đánh giá tác động của chất tăng thấm (loại trừ ảnh hưởng của nồng độ) lên sự thấm của captopril Các chất tăng thấm được lựa chọn là 3-metyl-1-butanol, hexanol, octanol, metyl sulfoxid, 1,2-propanediol và 3-metyl-1-butanol và decanol phối hợp theo tỷ lệ (75:25) Kết quả được trình bày trong Bảng 2
Bảng 2 Kết quả tính thấm của dung dịch 5% captopril trong một số chất tăng thấm qua da chuột cống bóc tách
(n = 3)
Hexanol 165,11 ± 2,56 1,36 ± 0,36 Mono alcol Metyl sulfoxid 5,56 ± 2,08 4,56 ± 0,57 Sulfoxid Octanol 76,55 ± 3,88 4,32 ± 1,22 Mono alcol 1,2-Propanediol 7,18 ± 2,55 13,26 ± 1,09 Polyalcol 3-Metyl-1-butanol 192,11 ± 6,56 0,87 ± 0,42 Mono alcol 3-Metyl-1-butanol:Decanol (75:25) 222,36 ± 4,65 0,73 ± 0,28 Mono alcol
BÀ N LUẬN
Với dung dịch bão hòa captopril trong các
chất tăng thấm khảo sát, 3-metyl-1-butanol thể
hiện tác động mạnh nhất, làm tăng tốc độ thấm
qua da của Captopril lên gấp hơn 12 lần so với
khi chỉ dùng dung dịch bão hòa captopril trong
dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4
Đa số các chất tăng thấm nhóm này cũng cho
tiềm thời ngắn, phù hợp để đưa vào thử nghiệm
làm chất tăng thấm trên dạng thuốc dán chứa
captopril Nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu quả
của nhóm alcol như ethanol làm tăng giá trị flux
của các chất như levonorgestrel, estradiol,
hydrocortison và 5-fluorouracil qua da chuột và
estradiol qua da người in vivo Nghiên cứu về tác
động tăng thấm của nhóm alcol trên dược chất
levonorgesterol, acid salicylic và nicotinamid
cho thấy 1-butanol có hiệu lực tăng thấm mạnh
nhất đối với levonorgesterol trong khi 1-octanol
và 1-propranolol tăng thấm hiệu quả hơn với
acid salicylic và nicotinamid Khảo sát tính thấm
của melanin trên da heo và da người in vitro với
các alcol béo no từ octanol đến myristyl alcohol
lại cho kết quả decanol là chất tăng thấm tốt nhất(2,3,5)
Metyl sulfoxid có hiệu quả tăng thấm cao, chỉ đứng sau 3-metyl-1-butanol và hexanol, làm tăng tốc độ thấm qua da của captopril lên gấp 3 lần so với chỉ dùng dung dịch bão hòa captopril trong dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 Tiềm thời cũng tương đối ngắn, khoảng gần 4 giờ Sự vượt trội của metyl sulfoxid so với các alcol từ C8 trở đi có thể được giải thích do đặc tính hòa tan tốt của metyl sulfoxid đối với captopril hơn hẳn các alcol mạch dài (nồng độ lớn hơn nhiều lần), khi đó nồng độ có thể có tác động ảnh hưởng đến sự thấm Sự ảnh hưởng bởi nồng độ đã được chứng minh qua thử nghiệm dung dịch captopril 5% trong các chất tăng thấm cho kết quả nhóm alcol tăng thấm tốt hơn metyl sulfoxid (bảng 2), riêng với nhóm alcol kết quả hoàn toàn phù hợp như đối với dung dịch bão hòa
Propylen glycol monolaurat với nhóm chức este-alcol trong phân tử thể hiện tác động mạnh lên sự thấm của captopril qua da, đứng hàng
Trang 5thứ tư Chất này cho tác động mạnh hơn
isopropyl myristat với cấu trúc chỉ có 1 nhóm
chức tác động là este Trong khi đó, dietylen
glycol ete, có nhóm chức ete đi kèm với alcol
trong phân tử, lại thể hiện tác động thấp hơn
hẳn so với nhóm alcol
Dầu khoáng, cũng như acid oleic, không thể
hiện tác động tăng thấm lên captopril, do
captopril không tan hoặc tan rất ít trong hai chất
này
KẾT LUẬN
Phối hợp 3-metyl-1-butanol và decanol
(75:25) cho kết quả thấm captopril qua da chuột
cống bóc tách tốt nhất trong các nhóm chất tăng
thấm khảo sát Đây là một gợi ý cho các nghiên
cứu bào chế các chế phẩm thấm qua da, đặc biệt
là dạng thuốc dán chứa hoạt chất điều trị bệnh cao huyết áp là captopril
TÀI LIỆU THAM KHẢO
nhất
Topical Drug Delivery Systems Interpharm Press, Inc., BuffaloGrove, Illinois, pp 1-6, 8-20, 21-22, 34-50, 139-164,
167-179, 186-188, 249-259, 263-264, 276-279, 357-446
Delivery, CRC Press, Boca Raton, New York, pp 233-250
Formulations, Marcel Dekker, Inc., New York and Basel, chapter 4 pp 6-12, 47-64, chapter 5 pp 2-19, 45-51, chapter 7
pp 2-3, 19-26
“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