Nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng bào chế tiểu phân xốp chứa palmitoyl pyrazinamid hướng phân phối đến phổi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG BÀO CHẾ TIỂU PHÂN XỐP CHỨA PALMITOYL PYRAZINAMID HƯỚNG PHÂN PHỐI ĐẾN PHỔI LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG BÀO CHẾ TIỂU PHÂN XỐP CHỨA PALMITOYL PYRAZINAMID HƯỚNG PHÂN PHỐI ĐẾN PHỔI Chuyên ngành: Công Nghiệp Dược Phẩm – Bào Chế Mã số: 60720402 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM ĐÌNH DUY TS PHẠM NGỌC TUẤN ANH Thành phố Hồ Chí Minh - Năm 2017 Trang i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Duy Phương Trang ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU – CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC SƠ ĐỒ ix ĐẶT VẤN ĐỀ 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 BỆNH LAO 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Căn nguyên 1.1.3 Điều trị 1.2 HOẠT CHẤT PYRAZINAMID 1.2.1 Cấu trúc danh pháp 1.2.2 Tính chất lý hóa 1.2.3 Sinh khả dụng pyrazinamid 1.2.4 Nguyên tắc kiểm nghiệm 1.2.5 Dược lý chế tác dụng 1.2.6 Cơ chế đề kháng pyrazinamid 10 1.3 KHÁI QUÁT VỀ TIỀN CHẤT CỦA PYRAZINAMID 12 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC VỀ TIỂU PHÂN XỐP MICRO 14 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 15 2.1.1 Nguyên liệu 15 2.1.2 Thiết bị 17 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 Trang iii 2.2.1 Tổng hợp palmitoyl pyrazinamid 18 2.2.2 Nghiên cứu hóa học 20 2.2.3 Xác định hệ số phân bố palmitoyl pyrazinamid 22 2.2.4 Điều chế tiểu phân xốp mang tiền chất PZA 24 2.2.5 Đặc tính bột phun khơ 25 2.2.6 Đánh giá khí động học in – vitro 29 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 3.1 TỔNG HỢP PALMITOYL PYRAZINAMID 33 3.1.1 Phản ứng với tác nhân palmitoyl clorid 33 3.1.2 Phản ứng với tác nhân NaH palmitoyl clorid 37 3.1.3 Phổ khối MS 42 3.1.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 42 3.2 THIẾT LẬP CHẤT ĐỐI CHIẾU PALMITOYL PYRAZINAMID 44 3.2.1 Khảo sát điều kiện chạy HPLC với hoạt chất palmitoyl pyrazinamid 44 3.2.2 Kết xây dựng thẩm định phương pháp xác định độ tinh khiết palmitoyl pyrazinamid 44 3.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN LOGP 51 3.4 BÀO CHẾ TIÊU PHÂN XỐP CHỨA HOẠT CHẤT PP 52 3.5 ĐÁNH GIÁ TIỂU PHÂN XỐP 53 3.5.1 Kính vi điện tử quét (SEM) 53 3.5.2 Phổ nhiễu xạ tia X 55 3.5.3 Quét nhiệt vi sai DSC 57 3.5.4 Phổ FTIR 60 3.5.5 Đánh giá tính chất khí động học 61 3.5.6 Thẩm định quy trình định lượng PP bột khơ phun sấy 64 KẾT LUẬN 66 KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU – CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance AB Amoni Bicarbonat ACN Acetonitril AF Alveolar Fraction BCS Biopharmaceutics Classification System BK Bacille de Koch COSY H-H Correlation Spectroscopy, phổ tương quan 1H-1H CT Công thức d Doublet (mũi đôi) DD Dung dịch DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer DPPC 1.2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholin DSC: Differential Scanning Calorimetry E Ethambutol EF Emitted Fraction FPF Fine Particle Fraction FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy GSD Geometric Standard Deviation H Isoniazid HA Hyaluronic Acid HMBC Heteronuclear Multiple Quantum Correlation, tương quan 1H-13C qua 2,3 nối HPLC High Performance Liquid Chromatography HSKĐ Hệ số kéo đuôi (USP Tailing) HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation, tương quan 1H-13C qua nối IUATLD International Union Aga inst Tuberculosis and Lung Disease Trang v J Hằng số ghép cặp KXĐ Không xác định m Multiplet (mũi đa) MABA Microplate-based Alamar Blue Assay MDR-TB Multidrug Resistant Tuberculosis MIC Minimum Inhibitory Concentration MMAD Mass Median Aerodynamic Diameter MS Mass Spectrometry PcnA Enzym nicotinamidase/PZase pcnA Gen mã hóa cho enzym PZase/nicotinamidase PDA Photo Diode Array Detector POA Pyrazinoic acid PP Palmitoyl pyrazinamid PTFE Polytetrafluoroethylen PZase Pyrazinamidase PZA Pyrazinamid R Rifampicin s Singlet (mũi đơn) S Streptomycin SD Standard Deviation SEM Scanning Electron Microscopy SKLM Sắc Ký Lớp Mỏng t Triplet (mũi ba) VS Vanillin Sulfuric acid WHO World Health Organization XRD X-Ray Diffraction XRPD X – Ray Powder Diffraction Z Pyrazinamid Trang vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phác đồ điều trị lao theo WHO Bảng 1.2 Phác đồ điều trị lao Việt nam Bảng 1.3 Thử in vitro, MIC PZA, POA dẫn xuất ester amid POA 12 Bảng 1.4 Đánh giá tương quan giá trị logP MIC 13 Bảng 1.5 MIC dẫn xuất ester pyrazinoic acid chống lại chủng Mycobacteria 13 Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu-hóa chất-dung môi 15 Bảng 2.2 Danh mục thiết bị 17 Bảng 2.3 Cách pha mẫu để xác định độ đặc hiệu 27 Bảng 2.4 Cách pha dung dịch để xác định độ quy trình định lượng UV 27 Bảng 2.5 Cách pha dung dịch để xác định độ lập lại quy trình định lượng UV 28 Bảng 2.6 Phương pháp tính phần trăm tính lũy theo khối lượng 31 Bảng 3.1 Các thông số sắc ký để xác định độ tinh khiết palmitoyl pyrazinamid 40 Hình 3.2 Phổ MS sản phẩm tổng hợp theo phương pháp 42 Bảng 3.3 Phân tích phổ NMR palmitoyl pyrazinamid 42 Bảng 3.4 Khảo sát hệ pha động chạy HPLC 44 Bảng 3.5 Kết khảo sát tính phù hợp hệ thống quy trình định lượng PP 47 Bảng 3.6 Kết khảo sát khoảng tuyến tính quy trình định lượng PP 48 Bảng 3.7 Kết khảo sát độ lập lại quy trình định lượng PP 50 Bảng 3.8 Kết độ quy trình định lượng PP 50 Bảng 3.9 Kết tính tốn giá trị logP PP 51 Bảng 3.10 Công thức tối ưu hóa bột khơ với hoạt chất PZA 52 Bảng 3.11 Thơng số quy trình tối ưu hóa với bột khơ chứa hoạt chất PZA 52 Bảng 3.12 Công thức bào chế dạng bột khô phun sấy với hoạt chất PP 52 Bảng 3.13 Thơng số quy trình cho bột khô chứa hoạt chất PP 53 Bảng 3.14 Enthalpy (ΔH) công thức bào chế 60 Bảng 3.15 Tính tốn khí động học cơng thức CT2 62 Trang vii Bảng 3.16 Tính tốn khí động học công thức CT3 62 Bảng 3.17 Tính tốn khí động học cơng thức CT4 63 Bảng 3.18 Tính tương thích hệ thống quy trình định lượng UV 64 Trang viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo PZA Hình 1.2 Chuyển hóa nicotinamide PZA thành nicotinic acid POA enyzm nicotinamidase/PZase (PcnA) mã hóa gen pcnA Hình 1.3 Cơ chế hoạt động pyrazinamid Hình 2.1 Phần mềm Marvin View 17.7 Marvin Sketch 17.7 23 Hình 2.2 Mẫu tầng tác động hệ hô hấp phổi người 29 Hình 2.3 Thiết kế thí nghiệm để kiểm tra bột khơ 30 Hình 2.4 Cấu tạo Anderson cascade impactor 30 Hình 3.1 Phổ MS sản phẩm tổng hợp theo phương pháp 33 Hình 3.2 Phổ 1H-NMR sản phẩm tổng hợp theo phương pháp 34 Hình 3.3 Phổ 1H-NMR sản phẩm tổng hợp theo phương pháp 35 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR sản phẩm tổng hợp theo phương pháp 36 Hình 3.5 Sản phẩm tổng hợp palmitoyl pyrazinamid 37 Hình 3.6 Kết SKLM kiểm tra độ tinh khiết PP 39 Hình 3.7 Sắc ký đồ xác định độ tinh khiết palmitoyl pyrazinamid 40 Hình 3.8 Kết quét nhiệt vi sai chất chuẩn PP 40 Hình 3.9 Phổ IR hợp chất palmitoyl pyrazinamid 41 Hình 3.10 Phổ UV dung dịch palmitoyl pyrazinamid với dung môi ACN 41 Hình 3.11 Cơng thức cấu tạo palmitoyl pyrazinamid 42 Hình 3.12 Mẫu trắng với dung mơi ACN 45 Hình 3.13 Sắc ký đồ HPLC mẫu thử PP 46 Hình 3.14 Sắc ký đồ chiều palmitoyl pyrazinamid 47 Hình 3.15 Sắc ký đồ HPLC palmitoyl pyrazinamid 48 Hình 3.16 Đường biểu diễn tương quan nồng độ diện tích đỉnh PP 49 Hình 3.17 Kết chụp SEM nguyên liệu bột khô phun sấy 54 Hình 3.18 Kết XRD nguyên liệu PP 55 Hình 3.19 Kết XRD công thức CT1 56 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-26 PHỤ LỤC 14 PHỔ XRD CỦA BỘT KHÔ VỚI CÔNG THỨC BÀO CHẾ CT4 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-27 PHỤ LỤC 15 PHỔ DSC CỦA NGUYÊN LIỆU Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-28 PHỔ DSC CỦA NGUYÊN LIỆU Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-29 PHỤ LỤC 16 PHỔ DSC CỦA CHẤT CHUẨN PALMITOYL PYRAZINAMID Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-30 PHỤ LỤC 17 PHỔ DSC CỦA BỘT KHỐ VỚI CÔNG THỨC BÀO CHẾ CT1 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-31 PHỔ DSC CỦA BỘT KHỐ VỚI CÔNG THỨC BÀO CHẾ CT1 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-32 PHỤ LỤC 18 PHỔ DSC CỦA BỘT KHÔ VỚI CÔNG THỨC BÀO CHẾ CT3 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-33 PHỔ DSC CỦA BỘT KHÔ VỚI CÔNG THỨC BÀO CHẾ CT3 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-34 PHỤ LỤC 19 PHỔ DSC CỦA BỘT KHÔ VỚI CÔNG THỨC BÀO CHẾ CT4 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-35 PHỤ LỤC 20 SỐ LIỆU DỰ ĐOÁN DẠNG TỒN TẠI CỦA PP THEO pH pH %-1 %-2 % -3 0,00 84,53 15,47 0,00 0,20 89,65 10,33 0,00 0,40 93,21 6,78 0,00 0,60 95,60 4,39 0,00 0,80 97,18 2,81 0,00 1,00 98,20 1,79 0,00 1,20 98,86 1,14 0,00 1,40 99,28 0,72 0,00 1,60 99,54 0,46 0,00 1,80 99,71 0,29 0,00 2,00 99,82 0,18 0,00 2,20 99,88 0,12 0,00 2,40 99,93 0,07 0,00 2,60 99,95 0,05 0,00 2,80 99,97 0,03 0,00 3,00 99,98 0,02 0,00 3,20 3,40 99,99 99,99 0,01 0,01 0,00 3,60 99,99 0,01 0,00 3,80 100,00 0,00 0,00 4,00 0,00 4,20 100,00 0,00 99,99 0,00 4,40 99,99 0,00 0,01 4,60 99,99 0,00 0,01 4,80 99,98 0,00 0,02 Công thức cấu tạo dạng tồn PP Dạng (dạng khơng ion hóa) Dạng (dạng ion hóa mang điện tích dương) 0,00 0,01 Tn thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Dạng (dạng ion hóa mang điện tích âm) Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM pH %-2 0,00 % -3 5,00 %-1 99,97 5,20 99,95 0,00 0,05 5,40 99,92 0,00 0,08 5,60 99,88 0,00 0,12 5,80 99,80 0,00 0,20 6,00 99,69 0,00 0,31 6,20 99,51 0,00 0,49 6,40 99,22 0,00 0,78 6,60 98,78 0,00 1,22 6,80 98,07 0,00 1,93 7,00 96,98 0,00 3,02 7,20 95,30 0,00 4,70 7,40 92,75 0,00 7,25 7,60 88,97 0,00 11,03 7,80 83,58 0,00 14,42 8,00 76,26 0,00 23,74 8,20 66,96 0,00 33,04 8,40 56,12 0,00 43,88 8,60 44,66 0,00 55,34 8,80 33,74 0,00 66,26 9,00 24,31 0,00 75,69 9,20 16,85 0,00 83,15 9,40 11,34 0,00 88,66 9,60 7,47 0,00 92,53 9,80 4,84 0,00 95,16 10,00 3,11 10,20 1,99 0,00 96,89 0,00 98,01 0,03 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn PL-36 Cơng thức cấu tạo dạng tồn PP Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM pH %-1 10,40 1,26 10,60 0,80 %-2 0,00 % -3 0,00 99,20 10,80 0,51 11,00 0,32 0,00 99,49 0,00 99,68 11,20 0,20 11,40 0,13 0,00 99,80 0,00 99,87 11,60 0,08 11,80 0,05 0,00 99,92 0,00 99,95 12,00 0,03 12,20 0,02 0,00 99,97 0,00 99,98 12,40 0,01 12,60 0,01 0,00 99,99 0,00 99,99 12,80 0,01 13,00 0,00 0,00 99,99 0,00 100,00 13,20 0,00 0,00 13,40 0,00 0,00 100,00 100,00 13,60 0,00 0,00 100,00 13,80 0,00 0,00 100,00 14,00 0,00 0,00 100,00 98,74 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn PL-37 Cơng thức cấu tạo dạng tồn PP Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-38 PHỤ LỤC 21 KẾT QUẢ DỰ ĐOÁN GIÁ TRỊ LOGP THEO PHẦN MỀM MARVIN STRETCH 17.7 VÀ MARVIN VIEW 17.7 CỦA CHEMAXON Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM PL-39 PHỤ LỤC 22 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY PHUN SẤY LABPLANT THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY LABPLANT Tốc độ bay nước nhiệt độ 250 0C, sử Khoảng 1500 mL/giờ dụng buồng chuẩn Nhiệt độ khí vào 40 – 250 0C Lưu lượng khí sấy 38 – 73 m3/giờ Khả cung cấp nhiệt kW Khí nén 0,25 – 1,40 m3/giờ Tốc độ phun dịch tối đa 65 mL/phút Jet de-blocking cung cấp khí nén bar Đầu phun đầu phun dòng (2 liquid nozzle) với kích thước lổ phun 0,5 mm Nguồn cung cấp điện 220/250V - 50/60 Hz – 13 amps Kích thước 1050 x 620 x 500 (H x W x D) Cân nặng 117 Kg Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược Tp.HCM Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn PL-40 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG BÀO CHẾ TIỂU PHÂN XỐP CHỨA PALMITOYL PYRAZINAMID HƯỚNG PHÂN PHỐI ĐẾN PHỔI... thiết sử dụng so sánh với nghiên cứu khác dạng bột phân phối thuốc vào phổi [20], [29] Trong nghiên cứu tiếp theo, để đánh giá khả phân phối thuốc đến phổi tiểu phân xốp mang PZA, tiểu phân xốp tiến... 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ TIỂU PHÂN XỐP MICRO Những nghiên cứu nước liên quan đến hệ phân phối thuốc kháng lao đến phổi tóm tắt sau, nghiên cứu trước tập trung vào xây dựng