Nghiên cứu bào chế nano berberin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y-DƯỢC TRỊNH THỊ DUYÊN NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO BERBERIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y-DƯỢC TRỊNH THỊ DUYÊN NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO BERBERIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Khóa: QH.2014 Y Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THANH HẢI ThS NGUYỄN VĂN KHANH Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin bày tỏ kính trọng biết ơn tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Thanh Hải (giảng viên môn Bào chế Công nghiệp Dược, Khoa Y - Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội), người thầy tận tình dạy bảo, hướng dẫn khơi gợi niềm đam mê nghiên cứu khoa học Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Văn Khanh (cán bộ môn Bào chế Công nghiệp Dược, Khoa Y - Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội), người thầy nhiệt tình tận tâm, giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy giáo, giáo, anh, chị làm việc công tác Khoa Y - Dược, Đại học Quốc gia Hà N ội bảo, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tậ p rèn luyện khoa Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè người thân – người đồng hành Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Trịnh Thị Duyên DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BBR DĐVN DSC HPMC KTTP NaLS NSX PVP PDI TKHH TT w/v Tên Hình 1.1 Cơng th Hình 1.2 Thiết bị Hình 2.1 Hình 3.1 Điều kiệ pháp ng Đồ thị b bước Hình 3.2 KTTP, P Hình 3.3 KTTP, P Hình 3.4 KTTP, P Hình 3.5 KTTP, P Hình 3.6 KTTP, P Hình 3.7 KTTP, P Hình 3.8 KTTP, P Hình 3.9 Sơ đồ b Hình 3.10 Berberin Hình 3.11 KTTP, P Hình 3.12 Độ hịa Tên Bảng 1.1 Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét berberin 1.1.1 Cơng thức hóa học tên gọi 1.1.2 Tính chất lý, hóa 1.1.3 Định tính 1.1.4 Định lượng 1.1.5 Tác dụng dược lý 1.1.6 Dược động học 1.1.7 Một số chế phẩm ch ứa berberin thị trường 1.2 Tổng quan hạt nano thu ốc 1.2.1 Vài nét công nghệ nano 1.2.2 Ảnh hưởng kích thước nano đến sinh khả dụng thuốc .6 1.2.3 Các phương pháp bào chế hạt nano thuốc 1.2.4 K ỹ thuật nghiền bi 1.2.5 Đông khô 11 1.3 M ộ t số nghiên cứu nano berberin 12 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Nguyên liệu, thiết bị đối tượng nghiên cứu 15 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 15 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 15 2.1.3Đối tượng nghiên cứu 2.2Nội dung nghiên cứu 2.3Phương pháp nghiên cứu 2.3.1Xây dựng đường chuẩn 2.3.2Bào chế nano berberin 2.3.3Phương pháp đánh giá s 2.4Phương pháp xử lý số liệu CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1Định lượng berberin phương pháp đo quang phổ h 3.2Bào chế nano berberin phương pháp nghiền bi 3.2.1Ảnh hưởng loại polyme 3.2.2Ảnh hưởng nồng độ poly 3.2.3Ảnh hưởng loại chất diệ 3.2.4Ảnh hưởng nồng độ chấ 3.2.5Ảnh hưởng kích c ỡ bi tớ 3.2.6Ảnh hưởng tốc độ nghiề 3.2.7Ảnh hưởng th i gian ng 3.3Đánh giá số đặc tính bột nano berberin 3.3.1Hình thức 3.3.2Kích thước tiểu phân phâ 3.3.3Độ hịa tan berberin ngu 3.3.4Kết phân tích nhiệt vi sa 3.4Bàn luận 3.4.1Về phương pháp bào chế nan 3.4.2Về xây dựng quy trình bào c 3.4.3Về đặc tính bột nano CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 37 4.1 Kết luận 37 4.2 Đề xuất 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 30 Từ kết khảo sát, đề xuất quy trình bào chế nano berberin phương pháp nghiền bi sau: - 20% Berberin nguyên liệu (1 g) - 1% HPMC E6 (0,05 g) - 0,4% NaLS (0,02 g) Nghiền ướt: - 400 g bi zirconium oxid gồ m 04 bi loại 25 g, 10 bi lo i 10 g, 20 bi loại 5g, 50 bi loại g - Tần số: 30Hz - Thời gian: 40 phút Đông khô: - Nhiệt độ: -850 C đến -800C - Thời gian: 24 Bảo quản bột nano berberin bình tránh ẩm nhiệt độ phịng Hình 3.9 Sơ đồ bào chế nano berberin phương pháp nghiền bi 31 3.3 Đánh giá số đặc tính bột nano berberin 3.3.1 Hình thức Màu sắc: bột nano berberin có màu vàng giống ngun liệu Hình 3.10 Berberin nguyên liệu (bên trái) bột nano berberin (bên phải) 3.3.2 Kích thước tiểu phân phân bố kích thước tiểu phân, zeta Bột nano berberin (thu sau đơng khơ) đo kích thước tiểu phân phân bố kích thước tiểu phân, r ồi so sánh với hỗn dịch nano berberin (thu sau nghiền bi), thu kết Bả ng 3.9 Hình 3.11 Bảng 3.9 KTTP, PDI, zeta hỗn dịch nano berberin bột nano berberin Hỗn dịc Bột n 32 KTTP (nm) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Hỗn dịch nano berberin Hình 3.11 KTTP, PDI hỗn dịch nano berberin bột nano berberin Nhật xét: Sau đông khô, bột nano berberin có KTTP 570,7 nm PDI 0,576 (> 0,3), chứng tỏ có phân bố KTTP rộng KTTP PDI bột nano berberin tăng lên không nhiều so với hỗn dịch nano berberin Cả hai mẫu có giá trị tuyệt đối zeta cao chứng tỏ có độ ổn định cao 3.3.3 Độ hòa tan berberin nguyên liệu bột nano berberin Độ hòa tan berberin nguyên liệu bột nano berberin môi trường pH=6,8 thể bảng Bảng 3.10 Độ hòa tan berberin nguyên liệu bột nano berberin Thời gian (phút) Độ hòa tan (%) 33 hòa tan (%) Độ Berberin nguyên liệu Hình 3.12 Độ hịa tan berberin ngun liệu bột nano berberin Nhận xét: Độ hòa tan bột nano berberin tốt so với berberin nguyên liệu Sau phút, nano berberin hòa tan 26,31% cao gấp 1,6 lần so với berberin nguyên liệu Sau 60 phút, độ hòa tan nano berberin gấp khoảng 1,5 lần nguyên liệu Từ phút thứ đến phút 60, độ hịa tan tăng lên khơng nhiều, nano berberin (từ 26,31% lên 30,92%) berberin nguyên liệu (từ 16,22% lên 20,87%) 3.3.4 Kết phân tích nhiệ t vi sai Phổ DSC cho thấy berberin nguyên liệu có điểm chảy 72,4; 105,9; 206,2; 215,0 C (phụ lục 1), cịn mẫu nano berberin có điểm chảy 69,2; 101,4; 205,4; 221,4 0C (phụ lục 2) thay đổi không nhiều so với berberin nguyên liệu Điều chứng tỏ nghiền bi không làm thay đổi trạng thái kết tinh nguyên liệu berberin ban đầu, thay đổi nhỏ điểm chảy có mặt HPMC E6 NaLS có cơng thức 3.4 Bàn luận 3.4.1 Về phương pháp bào chế nano bererin Nghiên cứu sử dụng kĩ thuật nghiền bi để bào chế nano berberin, kĩ thuật đơn giản, nhanh, mở rộng quy mô công nghiệp Phương pháp sử dụng hexan độc hại phương pháp kết tủa bay dung môi 34 Sahibzada cộng áp dụng năm 2018 [22] Sau nghiền bi, hỗn dịch nano tiếp tục xử lý đơng khơ để loại bỏ dung mơi thu chất rắn với hiệ u suất cao 3.4.2 Về xây dựng quy trình bào chế nano berberin Qua tham khảo số tài liệu bào chế hạt nano phương pháp nghiền ướt, nồng độ polyme thường dùng 1-10% (w/v) [23], hay tỉ lệ dược chất/ polyme nằm khoảng 10:1 đến 1:0.8 (w/w) [34], nồng độ chất diện hoạt thường dùng nhỏ 1% [23], hay tỉ lệ dược chất/ chất diện hoạt 20/1 đến 1/0,5 [25] Nghiên cứu lựa chọn polyme HPMC E6 chất diện hoạt NaLS với nồng độ 1% 0,4%, nghiền bi cho nano berberin có KTTP bé N ồng độ chứng tỏ sử dụng tá dược, đặc biệt NaLS (một chất diện hoạt ion hóa dùng với nồng độ cao gây độc tính cho thể) tăng tính an tồn Một nghiên cứu sử dụng bi nhỏ thường có xu hướng dẫn đến hạt nano nhỏ tăng diện tích tiếp xúc [34] Kết nghiên cứu cho thấy, sử dụng đồng thời bốn loại bi 25; 10; 5; g cho KTTP khơng khác nhiều so với dùng bi nhỏ (thậm chí thu KTTP nhỏ hơn) 3.4.3 Về đặc tính bột nano berberin thu a) Về KTTP: Với quy trình bào ch ế đưa hình 3.2.8, sau đông khô thu bột nano berberin có KTTP 570,7 ± 13,7 nm Nhận thấy, KTTP bào chế phương pháp nghiền bi có kích thước lớn nhiều so với nano berberin bào chế phương pháp khác, ví dụ phương pháp kết tủa bay (71,53 nm) [22], phương pháp kết tủa b ằng thay đổi dung môi (102,62 nm) [22], đồng hóa áp suất cao (72,4 nm) [26] Phân bố KTTP điều chế phương pháp nghiền bi PDI= 0,576 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, cịn phương pháp đồng hóa có PDI= 0,3 chứng tỏ có khoảng phân bố hẹp b)Về độ hịa tan Bột nano berberin điều chế phương pháp nghiền bi sau phút có % hịa tan khoảng 26, 31% cao gấp khoảng 1,6 lần berberin nguyên liệu Sau 60 phút, độ hòa tan nano berberin 30,92% So sánh với nano berberin điều chế phương 35 pháp kết tủa bay phương pháp kết tủa thay đổi dung mơi (có độ hịa sau 15 phút 70%, hòa tan hết sau 60 phút), nhận thấy phương pháp nghiền bi giúp c ả i thiện độ hòa tan berberin, mức độ cải thiện chưa cao 36 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, rút kết luận sau: 1) Nghiên cứu bào chế nano berberin phương pháp nghiề n bi Công thức hỗn dịch gồm 20% berberin, 1% HPMC E6, 0,4% NaLS nướ c Quy trình nghiền bi sử dụng bi zirconium oxid đồng thời bốn cỡ bi 25; 10; 2g, thời gian nghiền 40 phút, tần số nghiền 30 Hz Hỗn dịch nano berberin có KTTP trung bình 563,4 nm, PDI = 0,548, giá trị tuyệt đối zeta 28,1 mV Hỗn dịch đông khô nhiệt độ -85 C đến -80 C, 24 để thu bột nano berberin 2) Nghiên cứu đánh giá số đặc tính b ột nano berberin hình thức, KTTP (570,7 nm), phân bố KTTP (0, 576), giá trị tuyệt đối zeta (28,6 mV), phân tích nhiệt vi sai, tốc độ hòa tan (khoảng 30,92% sau 60 phút) 4.2 Đề xuất 1) Thử tác dụng sinh học bột nano berberin bào chế khả kháng nấm, kháng khuẩn,… 2) Ứng dụng bột nano berberin vào số dạng bào chế viên nén, viên nang cứng, viên nang mềm,… 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt: [1] Bộ Y tế (1994), Dược điển Việt Nam II, Nhà xuất Y học tr 71 -74 [2] Bộ Y tế (2002), Dược điển Việt Nam III, Nhà xuất Y học Hà Nội tr 178-179 [3] Bộ Y tế (2017), Dược điển Việt Nam V, Nhà xuất y học [4] Nguyễn Văn Dương (2017), "Nghiên cứu đánh giá viên bao bồi chứa berberin clorid", Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Đại học Dược Hà Nội [5] Phạm Văn Giang (2013), "Nghiên cứu bào ch ế hệ tiểu phân nano curcurmin", Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Đại học Dược Hà Nội [6] Đồng Quang Huy (2014), "Nghiên cứu chiết xuất berberin từ vàng đắng dung dịch kiểm", Luận văn thạc sĩ dược học [7] Từ Minh Koóng (2009), Kỹ thuật sản xuất dược phẩm, Nhà xuất y học tr 25 [8] La Vũ Thùy Linh (2010), Công nghệ nano – cách mạng khoa học kỹ thuật kỷ 21, Đại h ọc Tôn Đức Thắng [9] Nguyễn Thị Thơi (2018), "Nghiên cứu tạo vi nang alginat chứa berberin", Khóa luận tốt nghi ệ p dược sĩ, Đại học Dược Hà Nội Tài liệu tiếng nước ngoài: [10] Amin A H, Subbaiah T V, Abbasi K M (1969), "Berberine sulfate: antimicrobial activity, bioassay, and mode of action", Canadian journal of microbiology, 15 pp 1067-1076 [11] Caruthers S D, Wickline S A, Lanza G M (2007), "Nanotechnological applications in medicine", Current opinion in Biotechnology, 18 (1), pp 26-30 [12] Chun Y T, Yip T T, Lau K L, Kong Y C, et al (1979), "A biochemical study on the hypotensive effect of berberine in rats", Gen Pharmacol, 10 (3), pp 177-182 [13] Duroudier J (2016), Freeze-drying Heat Transfer in the Chemical, Food and Pharmaceutical Industries, pp 359–377 [14] Hayashi K, Minoda K, Nagaoka Y, Hayashi T, et al (2007), "Antiviral activity of berberine and related compounds against human cytomegalovirus", Bioorg Med Chem Lett, 17 (6), pp 1562-1564 [15] Kong W, Wei J, Abidi P, Lin M, et al (2004), "Berberine is a novel cholesterol-lowering drug working through a unique mechanism distinct from statins", Nat Med, 10 (12), pp 1344-1351 [16] Lee Y S, Kim W S, Kim K H, Yoon M J, et al (2006), "Berberine, a natural plant product, activates AMP-activated protein kinase with beneficial metabolic effects in diabetic and insulin-resistant states", Diabetes, 55 (8), pp 2256-2264 [17] Lin Y C, Kuo J Y, Hsu C C, Tsai W C, et al (2013), "Optimizing manufacture of liposomal berberine with evaluation of its antihepatoma effects in a murine xenograft model", Int J Pharm, 441 (1-2), pp 381-388 [18] Lin Y H, Lin J H, Chou S C, Chang S J, et al (2015), "Berberine-loaded targeted nanoparticles as specific Helicobacter pylori eradication therapy: in vitro and in vivo study", Nanomedicine (Lond), 10 (1), pp 57-71 [19] Malamatari M, Taylor K M G, Malamataris S, Douroumis D, et al (2018), "Pharmaceutical nanocrystals: production by wet milling and applications", Drug Discov Today , 23 (3), pp 534-547 [20] Peng W H, Lo K L, Lee Y H, Hung T H, et al (2007), "Berberine produces antidepressant-like effects in the forced swim test and in the tail suspension test in mice", Life Sci, 81 (11), pp 933-938 [21] Pragasam Viswanathan, Yuvashree Muralidaran, Ragavan G (2017), Challenges in oral drug delivery: a nano-based strategy to overcome Nanostructures for oral medicine, pp 173-201 [22] Sahibzada M U K, Sadiq A, Faidah H S, Khurram M, et al (2018), "Berberine nanoparticles with enhanced in vitro bioavailability: characterization and antimicrobial activity", Drug Des Devel Ther, 12 pp 303312 [23] Vijaykumar Nekkanti, Vabalaboina V, Pillai R (2009), The Delivery of Nanoparticles pp 111-132 [24] Wang T, Wang N, Song H, Xi X, et al (2011), "Preparation of an anhydrous reverse micelle delivery system to enhance oral bioavailability and anti - diabetic efficacy of berberine", Eur J Pharm Sci, 44 (1-2), pp 127-135 [25] Wang Z, Wang Y S, Chang Z M, Li L, et al (2017), "Berberine -loaded Janus nanocarriers for magnetic field-enhanced therapy against hepatocellular carcinoma", Chem Biol Drug Des, 89 (3), pp 464-469 [26] Wang Z, Wu J, Zhou Q, Wang Y, et al (2015), "Berberine nanosuspension enhances hypoglycemic efficacy on streptozotocin induced diabetic C57BL/6 mice", Evid Based Complement Alternat Med, 2015 pp 239749 [27] Xue M, Zhang L, Yang M X, Zhang W, et al (2015), "Berberine-loaded solid lipid nanoparticles are concentrated in the liver and ameliorate hepatosteatosis in db/db mice", Int J Nanomedicine, 10 pp 5049 -5057 [28] Ye M, Fu S, Pi R, He F (2009), "Neuropharmacological and pharmacokinetic properties of berberine: a review of recent research", J Pharm Pharmacol, 61 (7), pp 831-837 [29] Abdelwahed W, Degobert G, Stainmesse S, Fessi H (2006), "Freezedrying of nanoparticles: formulation, process and storage considerations", Advanced drug delivery reviews, 58 (15), pp 1688-1713 [30] Junyaprasert V B, Morakul B (2015), "Nanocrystals for enhancement of oral bioavailability of poorly water-soluble drugs", asian journal of pharmaceutical sciences, 10 (1), pp 13-23 [31] Khemani M, Sharon M, Sharon M (2012), "Encapsulation of berberine in nano-sized PLGA synthesized by emulsification method", ISRN Nanotechnology, 2012 [32] Kuo C -L, Chi C-W, Liu T-Y (2004), "The anti-inflammatory potential of berberine in vitro and in vivo", Cancer letters, 203 (2), pp 127-137 [33] Loh Z H, Samanta A K, Heng P W S (2015), "Overview of milling techniques for improving the solubility of poorly water-soluble drugs", Asian journal of pharmaceutical sciences, 10 (4), pp 255-274 [34] Peltonen L (2018), "Design space and QbD approach for production of drug nanocrystals by wet media milling techniques", Pharmaceutics, 10 (3), pp 104 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phân tích DSC berberin nguyên liệu Phụ lục 2: Phân tích DSC bột nano berberin ... hành ? ?Nghiên cứu bào chế nano berberin? ?? với hai mục tiêu sau: Bào ch ế nano berberin phương pháp nghiền bi Đánh giá số đặc tính bột nano berberin CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vài nét berberin Berberin... bình định mức Pipet, micro pipet,… 15 2.1.3 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: nano berberin 2.2 Nội dung nghiên cứu - Bào chế nano berberin phương pháp nghiền bi: Khảo sát ảnh hưởng loại... Một s ố nghiên cứu nano berberin Để cải thiện nhược điểm độ hòa tan kém, hấp thu berberin, nhiều nghiên cứu tiến hành nhằm tạo nano berberin (BBR) Khóa luận giới thiệu tóm tắt số nghiên cứu Năm