nghiên cứu bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol định hướng dùng tại khoang miệng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ HOÀNG HẢO NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ GEL CHỨA TIỂU PHÂN NANO LIPID RẮN METRONIDAZOL ĐỊNH HƯỚNG DÙNG TẠI KHOANG MIỆNG LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI LÊ HOÀNG HẢO NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ GEL CHỨA TIỂU PHÂN NANO LIPID RẮN METRONIDAZOL ĐỊNH HƯỚNG DÙNG TẠI KHOANG MIỆNG LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM – BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 8720202 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Ngọc Chiến TS Hồ Hoàng Nhân HÀ NỘI 2020 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới: GS TS Nguyễn Ngọc Chiến TS.Hồ Hồng Nhân Những người thầy nhiệt tình hướng dẫn hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô, anh chị cán Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia, môn Công nghiệp Dược, môn Bào chế môn Hóa phân tích – Độc chất nhiệt tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường thầy cô, anh chị phòng sau đại học quan tâm giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin cảm ơn người thân gia đình bạn bè ln bên, giành cho giúp đỡ, động viên quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2020 Lê Hoàng Hảo MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan metronidazol .2 1.1.1 Cấu tạo hóa học 1.1.2 Tính chất lí hóa 1.1.3 Tác dụng dược lí 1.1.4 Dược động học 1.1.5 Chỉ định điều trị 1.1.6 Chống định 1.1.7 Thận trọng 1.1.8 Các dạng bào chế metronidazol 1.2 Tổng quan tiểu phân nano lipid rắn 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Thành phần hệ tiểu phân nano lipid rắn 1.2.3 Phương pháp bào chế 1.3 Tổng quan dạng bào chế gel 10 1.3.1 Khái niệm 10 1.3.2 Phân loại gel 10 1.3.3 Vài nét tính chất lưu biến 10 1.3.4 Một số loại tá dược gel dùng bào chế 13 1.3.5 Một số nghiên cứu gel chứa hệ tiểu phân nano 14 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .18 2.1 Nguyên liệu thiết bị 18 2.1.1 Nguyên liệu 18 2.1.2 Thiết bị 18 2.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.3 Phương pháp nghiên cứu .20 2.3.1 Bào chế tiểu phân nano lipd rắn metronidazol 20 2.3.2 Đánh giá đặc tính lý hóa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 22 2.3.3 Bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 1% 27 2.3.4 Đánh giá chất lượng gel chứa tiểu phân nano lipid rắn MTZ 1% 27 2.3.5 Xử lí số liệu 31 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32 3.1 Kết khảo sát phương pháp định lượng metronidazol HPLC 32 3.1.1 Độ tuyến tính 32 3.1.2 Độ thích hợp hệ thống 33 3.2 Kết xây dựng công thức bào chế hệ tiểu phân nano metronidazol33 3.2.1 Khảo sát yếu tố công thức 33 3.2.2 Thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa cơng thức bào chế tiểu phân nano lipid metronidazol 39 3.3 Đánh giá đặc tính lý hóa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 46 3.3.1 Hình thái tiểu phân 46 3.3.2 Phổ nhiễu xạ tia X 46 3.3.3 Phân tích phổ hồng ngoại 47 3.3.4 Phân tích nhiệt vi sai 49 3.3.5 Khả giải phóng dược chất in vitro 50 3.4 Xây dựng công thức gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 51 3.4.1 Ảnh hưởng tá dược tạo gel đến tính bám dính độ cứng gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 51 3.4.2 Ảnh hưởng tá dược tạo gel đến tính chất lưu biến gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 52 3.5 Đánh giá chất lượng gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 55 3.5.1 Hình thức pH 55 3.5.2 Kích thước tiểu phân phân bố kích thước tiểu phân 56 3.5.3 Hình thái tiểu phân nano metronidazol gel 56 3.5.4 Định lượng gel 57 3.5.5 Khả giải phóng dược chất in vitro từ gel 57 3.5.6 Động học giải phóng dược chất 59 3.5.7 Khả giải phóng dược chất ex vivo qua niêm mạc miệng lợn 60 3.5.8 Đề xuất tiêu chuẩn sở gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 1% 61 Chương 4: BÀN LUẬN 62 4.1 Bào chế tiểu phân nano lipid rắn MTZ 62 4.1.1 Loại lipid 62 4.1.2 Tỷ lệ lipid tỷ lệ dược chất:lipid 62 4.1.3 Loại chất diện hoạt 63 4.1.4 Tỷ lệ chất diện hoạt 63 4.1.5 Phương pháp tối ưu hóa 64 4.2 Đánh giá đặc tính lý hóa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 64 4.2.1 KTTP, PDI hình thái 64 4.2.2 Phổ XRD 65 4.2.3 Phổ IR 65 4.2.4 Phổ DSC 65 4.2.5 Khả giải phóng dược chất in vitro 66 4.3 Bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol .67 4.4 Đánh giá chất lượng gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 69 4.4.1 pH 69 4.4.2 Kích thước tiểu phân phân bố kích thước tiểu phân 69 4.4.3 Khả giải phóng dược chất từ gel động học giải phóng dược chất 70 4.4.4 Khả giải phóng dược chất ex vivo qua niêm mạc miệng lợn 71 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CBP 934 Carbopol 934 CDH Chất diện hoạt DC Dược chất DCM Diclorometan DĐVN Dược điển Việt Nam DMHC Dung mơi hữu EE Hiệu suất nano hóa GMS Glyceryl monostearat HEC Hydroxyethyl Cellulose HPC Hydroxypropyl Cellulose HPMC Hydroxypropyl Methyl Cellulose kl/kl Khối lượng/ Khối lượng kl/tt Khối lượng/ Thể tích KTTP Kích thước tiểu phân trung bình LDCs Lipid – Drug Conjugates - Hệ liên hợp dược chất lipid MTZ Metronidazole NaCMC Natri carboxylmethyl cellulose NLC Nanostructured Lipid Carrier- Hệ mang lipid cấu trúc nano NSX Nhà sản xuất PDI Polydispersity index- Hệ số đa phân tán SLN Solid Lipid Nanoparticals - Nano lipid rắn SEM Scanning Electron Microscopy – Kính hiển vi điện tử quét TEA Triethanolamin DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng trình thực nghiệm 18 Bảng 3.1: Mối tương quan diện tích pic nồng độ Metronidazol 32 Bảng 3.2: Kết khảo sát độ thích hợp hệ thống 33 Bảng 3.3: Kết khảo sát tính tan số dung mơi lipid 34 Bảng 3.4: Ảnh hưởng loại lipid đến đặc tính tiểu phân nano lipid rắn MTZ…… 33 Bảng 3.5: Ảnh hưởng loại chất diện hoạt đến đặc tính tiểu phân nano lipid rắn MTZ 34 Bảng 3.6: Ảnh hưởng tỷ lệ lipid đến đặc tính tiểu phân nano lipid rắn MTZ 35 Bảng 3.7: Ảnh hưởng tỷ lệ chất diện hoạt đến đặc tính tiểu phân nano lipid rắn MTZ 36 Bảng 3.8: Ảnh hưởng tỷ lệ dược chất với lipid đến đặc tính tiểu phân nano lipid rắn MTZ 37 Bảng 3.9: Kí hiệu mức biến độc lập 39 Bảng 3.10: Kí hiệu mức biến phụ thuộc điều kiện tối ưu hóa 39 Bảng 3.11: Kết thí nghiệm theo thiết kế dựa vào D-Optimal 39 Bảng 3.12: Tóm tắt kết thống kê xử lý phần mềm MODDE 12.1 40 Bảng 3.13: Kết thẩm định lại công thức tối ưu hóa 43 Bảng 3.14: Số sóng hấp thụ hồng ngoại mẫu phân tích 46 Bảng 3.15: Kết khả giải phòng in vitro tiểu phân nano lipid rắn MTZ 48 Bảng 3.16: Kết đánh giá độ cứng độ bám dính loại tá dược tạo gel 49 Bảng 3.17: Kết % giải phóng MTZ từ hệ gel theo thời gian 56 Bảng 3.18: Mơ hình động học giải phóng từ liệu độ hịa tan tiểu phân nano lipid rắn MTZ gel chứa tiểu phân nano lipid rắn MTZ 1% 57 Bảng 3.19: Bảng đề xuất tiêu chuẩn sở gel chứa tiểu phân nano lipid rắn MTZ 1% 59 66 Venkatesh M P et al (2013), "Development, in vitro and in vivo evaluation of novel injectable smart gels of azithromycin for chronic periodontitis", Current drug delivery, 10(2), pp 188-197 67 Yadav N, Khatak S, Sara S (2013), "Solid lipid nanoparticles-a review", Int J Appl Pharm, 5(2), pp 8-18 68 Youssef N A et al (2018), "A novel nasal almotriptan loaded solid lipid nanoparticles in mucoadhesive in situ gel formulation for brain targeting: preparation, characterization and in vivo evaluation", International journal of pharmaceutics, 548(1), pp 609-624 69 Zamani M et al (2010), "Controlled release of metronidazole benzoate from poly ε-caprolactone electrospun nanofibers for periodontal diseases", European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 75(2), pp 179-185 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Đường thẳng tuyến tính nồng độ MTZ theo mật độ quang dựa phương pháp UV-Vis Phụ lục 2: Sắc kí đồ chuẩn MTZ 10ppm Phụ lục 3: Qui trình bào chế tiểu phân nano lipid rắn Phụ lục 4: Qui trình bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn Phụ lục 5: Phổ X-ray thành phần công thức Phụ lục 6: Phổ IR thành phần công thức Phụ lục 7: Phổ DSC thành phần công thức Phụ lục 8: Đồ thị in vitro dạng thuốc Phụ lục Đường thẳng tuyến tính nồng độ MTZ theo mật độ quang dựa phương pháp UV-Vis Bảng Nồng độ MTZ mật độ quang tương ứng theo phương pháp UV Nồng độ(μg/ml) Mật độ quang 10 15 20 0,099 0,253 0,512 0,741 0,984 1.2 y = 0.0496x R² = 0.9993 Mật độ quang 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 15 20 25 Nồng độ (µg/ml) Hình Đường thẳng tuyến tính nồng độ MTZ theo mật độ quang dựa phương pháp UV-Vis Phụ lục Sắc kí đồ chuẩn MTZ 10ppm Phụ lục Qui trình bào chế tiểu phân nano lipid rắn Sơ đồ quy trình trình bày hình Hình 1: Sơ đồ quy trình bào chế tiểu phân nano lipd rắn MTZ phương pháp nhũ hóa bốc dung mơi kết hợp đồng hóa nóng Mô tả: Thành phần Khối lượng MTZ 0,142g Precirol ATO5 0,733g (2,93% kl/tt pha ngoại) Tween 80 0,450g (1,8% kl/tt pha ngoại) Pha nước 25 ml nước tinh khiết Pha dầu 7ml (5ml Diclorometan, 2ml methanol) Tiểu phân nano lipid rắn bào chế phương pháp nhũ hóa bốc dung mơi kết hợp đồng hóa nóng thực tác dụng lực siêu âm Cụ thể bao gồm giai đoạn sau:  Chuẩn bị pha dầu: đun 0,733g lipid Precirol AT 05 (nhiệt độ khoảng 6575oC) 0,142g MTZ 7ml dung môi hữu (hỗn hợp ml Diclorometan ml methanol)  Chuẩn bị pha nước: 0,45g Tween 80 phân tán vào 25ml nước tinh khiết, nâng lên nhiệt độ tương tự pha dầu (70-80OC)  Giai đoạn nhũ hóa : nhỏ từ từ pha dầu vào pha nước, tiến hành đồng hóa thiết bị siêu âm Sonics Vibra-cell VCX-130 với thời gian phút cường độ 130W, kết hợp khuấy từ 500 vịng/phút để hình thành nhũ tương dầu/nước Trong trình phối hợp, đặt cốc đựng pha dầu cốc có mỏ khác có nước nóng để trì nhiệt độ pha dầu tránh lipid kết tinh  Giai đoạn hình thành tiểu phân nano lipid; hệ làm nguội khuấy từ 500 vòng/phút vòng sau bào chế, kết hợp cô quay 40oC 30 phút, Precirol AT 05 kết tinh lại hình thành tiểu phân nano cốt lipid rắn Phụ lục Qui trình bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn Sơ đồ qui trình trình bày hình Hình 2: Sơ đồ quy trình bào chế gel chứa tiểu phân nano lipd rắn MTZ - Công thức bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn MTZ Thành phần Tỉ lệ TP nano lipid rắn MTZ 1,0 (% kl MTZ tiểu phân nano lipid/ kl gel) HEC 3,0 (% kl/kl gel) Nước tinh khiết Vừa đủ Mô tả : Tiến hành phân tán 0,63g HEC 6ml nước Chuẩn bị lần hỗn dịch nano theo công thức bào chế theo quy trình mục 2.3.1., loại lượng MTZ tự cột lọc tiếp tuyến nhằm giảm thể tích nước cịn khoảng 15ml Sau phối hợp tiếp với hỗn hợp gel HEC ngâm từ trước vào hỗn dịch nano loại tự kết hợp với khuấy từ tốc độ 700 vòng/phút, bổ sung nước cất (nếu cần) thu gel tiểu phân nano lipid rắn MTZ với nồng độ 1% (khối lượng MTZ tiểu phân nano/khối lượng gel) Hệ gel khuấy từ vòng 30 phút để tạo thành cấu trúc đồng Phụ lục 5: Phổ X-ray thành phần công thức Phổ nguyên liệu HaoDHDuoc Duoc chat 3600 3500 3400 3300 3200 3100 3000 2900 2800 2700 2600 d=3.598 2500 2400 2300 2200 Lin (Cps) 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 d=1.634 d=1.730 d=1.857 d=1.560 100 d=1.823 d=1.954 d=2.065 d=2.153 d=2.133 d=2.378 d=2.307 d=2.268 d=2.511 d=2.459 d=2.696 d=4.130 d=3.006 d=2.853 200 d=3.269 d=3.207 300 d=3.523 d=5.507 400 d=3.834 d=3.711 500 d=4.587 600 d=4.366 d=6.403 700 d=5.156 d=4.922 800 d=2.577 900 d=2.646 d=3.048 1000 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale HaoDHDuoc Duoc chat - File: HaoDHDuoc Duoc chat.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 60.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Phổ hỗn hợp vật lý HaoDHDuoc HHVL 500 d=4.139 d=7.259 400 d=3.198 Lin (Cps) 300 d=2.091 d=2.154 d=2.688 d=2.657 d=3.060 d=3.266 d=3.872 d=3.622 d=3.519 d=4.580 d=4.383 d=3.013 d=16.566 d=24.944 100 d=5.186 d=6.490 d=4.943 200 10 20 30 40 50 2-Theta - Scale HaoDHDuoc HHVL - File: HaoDHDuoc HHVL.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 60.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Chi: 0.00 Phổ tá dược 60 HaoDHDuoc Ta duoc 500 d=4.135 400 d=4.580 d=3.854 Lin (Cps) 300 200 d=16.754 100 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale HaoDHDuoc Ta duoc - File: HaoDHDuoc Ta duoc.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 60.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Chi: Phổ nano HaoDHDuoc Nano 500 400 d=7.212 Lin (Cps) 300 d=1.571 d=15.944 d=34.560 100 d=2.686 d=3.704 d=3.604 d=3.506 200 10 20 30 40 50 2-Theta - Scale HaoDHDuoc Nano - File: HaoDHDuoc Nano.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 60.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Chi: 0.00 60 Phụ lục 6: Phổ IR thành phần công thức Phổ nguyên liệu Phổ hỗn hợp vật lý Phổ tá dược Phổ nano Phụ lục Phổ DSC thành phần công thức Mẫu nguyên liệu Mẫu hỗn hợp vật lý Mẫu tá dược Mẫu nano Phụ lục Đồ thị in vitro dạng thuốc ... công thức quy trình bào chế tiểu phân nano lipid rắn metronidazol Xây dựng cơng thức quy trình bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol 1% định hướng dùng khoang miệng Chương 1: TỔNG... bệnh nhiễm khuẩn khoang miệng hướng nghiên cứu Việt Nam Chính vậy, chúng tơi thực đề tài ? ?Nghiên cứu bào chế gel chứa tiểu phân nano lipid rắn metronidazol định hướng dùng khoang miệng? ?? với mục... LÊ HOÀNG HẢO NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ GEL CHỨA TIỂU PHÂN NANO LIPID RẮN METRONIDAZOL ĐỊNH HƯỚNG DÙNG TẠI KHOANG MIỆNG LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM – BÀO CHẾ THUỐC MÃ