Luận án Nghiên cứu bào chế và sinh khả dụng viên nén metronidazol giải phóng tại Đại Tràng (Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc)

0 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI Nguyễn Thu Quỳnh NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ SINH KHẢ DỤNG VIÊN NÉN METRONIDAZOL GIẢI PHÓNG TẠI ĐẠI TRÀNG Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc Mã số: 62720402 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Hà Nội, năm 2017 1 Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Bào chế- Trường Đại học Dược Hà Nội. Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải 2. GS.TS. Võ Xuân Minh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá cấp trường họp tại: ..................................................................................................... Vào hồi...........giờ...............ngày............tháng........năm......... Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt nam Thư viện Trường Đại học Dược Hà Nội 2 KÝ HIỆU VIẾT TẮT DC Dược chất ĐT Đại tràng FDA Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ (Food Drug Administration) GPTĐT Giải phóng tại đại tràng HPMC Hydroxy propyl methyl cellulose MTZ Metronidazol Tlag Thời gian tiềm tàng 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Metronidazol là một kháng sinh phổ rộng, có thể sử dụng đơn độc hoặc phối hợp với dược chất khác để điều trị các bệnh như: bệnh viêm nhiễm đường sinh dục, bệnh viêm răng lợi, bệnh loét dạ dày- tá tràng do vi khuẩn Helicobacter pylori, bệnh viêm gan do amip, bệnh nhiễm trùng hệ thần kinh trung ương do Bacteroides, bệnh viêm đại tràng cấp và mạn tính do amip. Trên thị trường, metronidazol thường được bào chế ở các dạng thuốc quy ước như viên nén, viên nang và thuốc tiêm. Các dạng bào chế này có sinh khả dụng cao (SKD > 80%) nên hiệu quả trong điều trị các bệnh: viêm loét dạ dày- tá tràng, viêm gan, nhiễm trùng hệ thần kinh trung ương do nồng độ thuốc trong máu cao. Tuy nhiên, với bệnh viêm đại tràng cấp và mạn tính, các dạng bào chế này thường không đạt được hiệu quả tối ưu do nồng độ thuốc tại đại tràng thấp. Nhằm mục đích nâng cao hiệu quả điều trị bệnh viêm đại tràng và giảm tác dụng không mong muốn, hướng nghiên cứu phát triển dạng bào chế có khả năng tập trung nồng độ dược chất cao tại đại tràng là phù hợp. Trong những năm qua, trên thế giới có khá nhiều công trình nghiên cứu về dạng thuốc giải phóng tại đại tràng chứa metronidazol. Ở trong nước, dạng viên quy ước chứa metronidazol có rất nhiều chế phẩm lưu hành trên thị trường. Về viên nén chứa metronidazol giải phóng tại đại tràng, đã có một vài tác giả nghiên cứu bào chế. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu mới chỉ là bước đầu và chưa có công trình nào nghiên cứu đánh giá sinh khả dụng của dạng bào chế này. Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài: ″Nghiên cứu bào chế và sinh khả dụng viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng″. 2 * Mục tiêu của luận án • Xây dựng được công thức và quy trình bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng quy mô 5.000 viên. • Xây dựng được tiêu chuẩn chất lượng và bước đầu đánh giá độ ổn định của viên nghiên cứu. • Bước đầu đánh giá được sinh khả dụng của viên nghiên cứu trên chó thí nghiệm. * Nội dung nghiên cứu của luận án • Xây dựng công thức viên nhân bằng phương pháp xát hạt ướt. • Xây dựng công thức bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng kỹ thuật bao dập và bao bồi. • Xây dựng quy trình bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng ở quy mô 5.000 viên. • Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và đánh giá độ ổn định của viên nghiên cứu. • Bước đầu đánh giá sinh khả dụng của viên nghiên cứu. * Những đóng góp mới của luận án • Sử dụng được phương pháp bao dập và bao bồi để bào chế viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng với tá dược pectin (là polyme bị phân hủy bởi vi sinh vật đại tràng). • Xây dựng được mô hình đánh giá giải phóng dược chất in vitro trên cơ sở Tlag- pH- enzym của vi sinh vật đại tràng. * Cấu trúc luận án Luận án gồm 158 trang, 78 bảng, 39 hình, 112 tài liệu tham khảo (15 tài liệu tiếng việt, 97 tài liệu tiếng anh). Bố cục như sau: Đặt vấn đề 1 trang, tổng quan 38 trang, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 23 trang, kết quả nghiên cứu 75 trang, bàn luận 18 trang, kết luận 2 trang, đề xuất 1 trang, danh mục các công trình đã công bố có liên 3 quan đến luận án 1 trang, tài liệu tham khảo 10 trang. Ngoài ra, luận án còn có 7 phụ lục kèm theo 25 bảng và 16 hình. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. METRONIDAZOL Trình bày nội dung cơ bản về: công thức, tính chất lý hóa, phương pháp định lượng, dược động học, tác dụng, cơ chế, chỉ định, tương tác thuốc, tác dụng không mong muốn, chống chỉ định, các dạng bào chế của metronidazol trên thị trường. 1.2. THUỐC GIẢI PHÓNG TẠI ĐẠI TRÀNG 1.2.1. Đặc điểm sinh lý đại tràng liên quan đến dạng thuốc Trình bày nội dung về: Cấu tạo và vận động của đại tràng, hấp thu nước và chất điện giải, pH, vi sinh vật trong đại tràng, các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lưu và sự giải phóng thuốc tại đại tràng. 1.2.2. Dạng thuốc giải phóng tại đại tràng 1.2.2.1. Ưu điểm và các hạn chế của dạng thuốc • Ưu điểm trong điều trị bệnh điều trị tại chỗ, bệnh theo nhịp sinh học, protein và peptid, phân phối vacxin. • Hạn chế: Đưa thuốc đến đại tràng phải qua dạ dày và ruột non (chịu ảnh hưởng của pH, enzym ở dạ dày và ruột non). Đại tràng ít nước, không có nhung mao, ít nhu động nên quá trình giải phóng dược chất khó khăn. 1.2.2.2. Phân loại thuốc giải phóng tại đại tràng • Hệ phụ thuộc pH • Hệ phụ thuộc thời gian • Hệ thẩm thấu • Hệ phụ thuộc áp suất 4 • Tiền thuốc • Sử dụng polyme bị phân hủy bởi vi sinh vật • Hệ giải phóng tại đại tràng dạng hạt 1.2.2.3. Phương pháp bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng Phương pháp bào chế dạng viên giải phóng tại đại tràng hay sử dụng nhất là phương pháp bao với các kỹ thuật bao dập, bao khô, bao màng mỏng. Đặc điểm chung của các kỹ thuật bao là thường sử dụng tá dược bao là các polyme có khả năng giải phóng dược chất đặc hiệu tại đại tràng như các polysaccarid tự nhiên (pectin, chitosan, gôm Guar, alginat, inulin,...) hoặc các polyme có đặc tính phụ thuộc pH, thời gian. • Phương pháp bao khô: Bao khô là phương pháp bao trong đó bột nguyên liệu được bao trực tiếp lên các dạng bào chế rắn không sử dụng hoặc sử dụng rất ít dung môi và sử dụng nhiệt trong quá trình ủ để tạo thành một lớp bao. Gồm các loại: - Bao bột khô với chất hóa dẻo. - Bao khô dựa trên kết dính nhiệt. - Bao khô tĩnh điện. - Bao khô với chất hóa dẻo- tĩnh điện- kết dính nhiệt. • Phương pháp bao dập: Kỹ thuật bao dập dựa trên cơ sở dùng lực nén nhất định để tạo lớp bao kiểm soát giải phóng dược chất quanh viên nhân. Kỹ thuật không sử dụng dung môi, chất hóa dẻo và nhiệt độ trong quá trình bao. • Phương pháp bao màng mỏng: Ứng dụng ít hơn, sử dụng polyme phụ thuộc pH và một số polyme phân hủy theo cơ chế ăn mòn hoặc trương nở hòa tan như HPMC, Eudragit, cellulose acetat phthalat, hydroxy propyl methyl cellulose acetat succinat. • Ngoài ra còn dạng viên đa lớp, viên thẩm thấu, viên nang GPTĐT. 5 1.2.4. Phương pháp đánh giá chất lượng 1.2.4.1. Đánh giá giải phóng in vitro Do đặc điểm sinh lý đại tràng có nhiều điểm khác biệt dạ dày và ruột non, nên mô hình thử giải phóng in vitro có một số điểm cải tiến so với phương pháp thử hòa tan dạng thuốc rắn quy ước. Qua tổng hợp các tài liệu tham khảo, phương pháp được chia thành 3 loại: • Mô hình thử giải phóng in vitro dựa trên cơ sở Tlag- pH. • Mô hình thử giải phóng in vitro sử dụng Tlag- pH- vi sinh vật đại tràng. • Mô hình thử giải phóng in vitro sử dụng Tlag- pH- enzym của vi sinh vật đại tràng. 1.2.4.2. Đánh giá giải phóng in vivo • Hiện nay, các công trình nghiên cứu thường đánh giá giải phóng in vivo bằng phương pháp chụp X- quang hoặc sử dụng chất đánh dấu sinh học sau đó chụp hình ảnh (X- quang hoặc gama) trên động vật thí nghiệm hoặc người tình nguyện. • Xác định khối lượng metronidazol dịch đại tràng: Để so sánh rõ hơn sự khác biệt về giải phóng in vivo của dạng thuốc quy ước và dạng thuốc giải phóng tại đích đại tràng. Tuy nhiên đây là dạng thuốc mới, có rất ít các công trình nghiên cứu về phương pháp định lượng này. Dựa vào bản chất MTZ được sử dụng trong nghiên cứu là base hữu cơ yếu tan được trong cloroform và có một số tính chất tương tự alcaloid. Chiết bằng cloroform và định lượng MTZ bằng phương pháp HPLC. 6 • Xác định nồng độ MTZ trong huyết tương: Viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng được bào chế với mục đích tác dụng tại chỗ và hạn chế tối đa tác dụng toàn thân. Xác định nồng độ MTZ trong huyết tương có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá dạng thuốc này có được hấp thu hay không? Các nghiên cứu thường sử dụng phương pháp HPLC với chuẩn nội carbamazepin hoặc tinidazol để định lượng MTZ trong huyết tương. 1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ VIÊN METRONIDAZOL GIẢI PHÓNG TẠI ĐẠI TRÀNG Các nghiên cứu chủ yếu theo hướng cơ bản: Sử dụng các polyme là các polysaccarid bị phân hủy bởi vi sinh vật đại tràng như: gôm Guar, pectin, chitosan, gôm xanthan. Phương pháp bào chế chủ yếu là phương pháp bao sử dụng kỹ thuật bao dập. Về đánh giá in vitro sử dụng vi sinh vật đại tràng hoặc enzym do vi sinh vật giải phóng ra. Đánh giá in vivo thường sử dụng hình ảnh X- quang hoặc sử dụng chất đánh dấu sinh học. CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu, trang thiết bị và đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu, hóa chất, trang thiết bị Các nguyên liệu sử dụng trong bào chế đạt tiêu chuẩn dược dụng theo dược điển Anh, Mỹ, Việt Nam; các hóa chất sử dụng trong kiểm nghiệm đạt tiêu chuẩn tinh khiết phân tích theo quy định. Các thiết bị phân tích hiện đại do các nước EU, Mỹ, Nhật sản xuất, đảm bảo độ tin cậy. 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu Metronidazol nguyên liệu: Đạt tiêu chuẩn BP 2009. 7 Động vật thí nghiệm: 12 chó ta trưởng thành, giống đực, khỏe mạnh, khối lượng từ 10- 12 kg. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Các phương pháp bào chế • Bào chế viên nhân: sử dụng phương pháp xát hạt ướt. • Bào chế lớp bao kiểm soát giải phóng dược chất tại đại tràng: Phương pháp bao dập: Tiến hành trên thiết bị bao dập (ZPW26 CORE-COVERED TABLET PRESS). Viên nhân được cấp vào giữa cối qua bộ phận cấp viên nhân. Bột bao (lớp trên, lớp dưới) được cấp vào cối bằng 2 phễu. Tiến hành dập viên bao với lực dập nhất định. Phương pháp bao bồi: Tiến hành trên nồi bao truyền thống. Viên nhân được cho vào nồi bao. Phun dung dịch tá dược dính bám đều bề mặt viên nhân. Tiếp tục phun bột bao bám đều bề mặt viên nhân. Sấy viên và lặp lại quy trình đến khi viên bao đạt khối lượng yêu cầu. • Xây dựng quy trình bào chế viên bao: được xây dựng ở quy mô 5.000 viên/mẻ. • Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng viên nén bao: Dựa vào các chỉ tiêu chất lượng của 3 lô bào chế theo công thức tối ưu. • Theo dõi độ ổn định của chế phẩm nghiên cứu: Tiến hành trên 3 mẫu viên nén bào chế theo công thức tối ưu, đóng trong lọ thủy tinh màu kín. Bảo quản ở điều kiện của phương pháp thử lão hóa cấp tốc và phương pháp thử dài hạn. 2.2.2. Các phương pháp kiểm nghiệm • Kiểm nghiệm các chỉ tiêu chung của viên nén theo DĐVN IV. • Phương pháp đánh giá chất lượng bột, hạt: độ đồng đều hàm lượng MTZ trong bột và hạt. 8 • Phương pháp thử hòa tan viên bao: dựa trên mô hình đánh giá giải phóng sử dụng Tlag- pH- enzym của vi sinh vật đại tràng. Định lượng MTZ trong dịch hòa tan bằng phương pháp quang phổ UV. • So sánh đồ thị hòa tan dược chất: Sử dụng chỉ số f2. • Định lượng MTZ trong chế phẩm: Sử dụng phương pháp HPLC. • Đánh giá hình ảnh bề mặt và mặt cắt ngang của lớp bao: sử dung kính hiển vi điện tử phát xạ trường. 2.2.3. Phương pháp đánh giá in vivo • Xác định vị trí viên trong đường tiêu hóa chó thí nghiệm: Sử dụng phương pháp chụp X- quang. Viên nhân chứa 10% bari sulfat. • Xác định khối lượng MTZ trong dịch đại ràng chó thí nghiệm: Chiết MTZ trong dịch đại tràng bằng cloroform, định lượng MTZ trong dịch chiết sử dụng phương pháp HPLC cột C8, pha động methanol- nước là 20- 80. • Định lượng MTZ trong huyết tương: Loại tủa protein bằng methanol. Định lượng MTZ trong huyết tương sử dụng phương pháp HPLC với chuẩn nội carbamazepin. Cột C18, pha động acetonitril- đệm phosphat pH 4,5 tỷ lệ 30- 70 có 0,1% TEA. 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu Xác định Tlag và tốc độ giải phóng MTZ sau pha tiềm tàng: sử dụng công cụ DDsolver cài đặt trong MS Excel 2013. So sánh nhiều mẫu: sử dụng công cụ MS Excel 2013. Đánh giá tuổi thọ của chế phẩm bằng phần mềm Minitab 17. 9 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Kết quả xây dựng phương pháp định lượng metronidazol bằng phương pháp quang phổ tử ngoại và phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao Kết quả cho thấy, có thể sử dụng phương pháp quang phổ UV tại các bước sóng 277 nm trong dung dịch HCl pH 1,2; 229 nm trong đệm pH 7,4; 320 nm trong đệm pH 6,8 có chứa enzym Pectinex ultra SP-L 26.000 PG/ml để định lượng MTZ trong dịch thử hòa tan. Có thể sử dụng phương pháp HPLC (cột C18, pha động methanol- nước tỷ lệ 20- 80) để định lượng MTZ trong chế phẩm. Phương pháp được tái thẩm định theo tiêu chí của FDA. 3.2. Kết quả nghiên cứu xây dựng công thức 3.2.1. Kết quả xây dựng công thức viên metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao dập 3.2.1.1. Kết quả xây dựng công thức viên nhân Qua khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố thuộc thành phần công thức như loại và lượng tá dược dính, tá dược rã, tá dược trơn,... Lựa chọn được công thức viên nhân như sau: Mtetronidazol 200,0 mg; Disolcel 17,5 mg; Lactose 17,5 mg; PVP K30 10,0 mg; Talc 2,5 mg; magnesi stearat 2,5 mg. Kết quả thử hòa tan cho thấy: Viên nhân giải phóng > 85% DC sau 30 phút; độ cứng 5,2 kP; độ mài mòn 0,5%. Viên nhân được sử dụng trong phương pháp bao dập. 3.2.1.2. Kết quả xây dựng công thức lớp bao kiểm soát giải phóng dược chất tại đại tràng bằng phương pháp bao dập Lớp bao kiểm soát giải phóng MTZ tại đại tràng được bào chế dựa vào tiêu chí viên có Tlag khoảng 5 - 6 giờ. 10 a. Lựa chọn tá dược kiểm soát giải phóng dược chất tại đại tràng Bào chế các mẫu pectin đơn (CT1- CT7) và pectin kết hợp HPMC tỷ lệ 80- 20 (CT8- CT14). Khối lượng lớp bao từ 150 đến 500 % so với khối lượng viên nhân. Kết quả được ở bảng 3.12; hình 3.5 và 3.6. Bảng 3.12. Tlag viên có lớp bao chứa pectin đơn và pectin - HPMC Công thức Tlag (giờ) Công thức Tlag(giờ) CT1 1,83 ± 0,01 CT8 5,00 ± 0,04 CT2 1,87 ± 0,02 CT9 5,83 ± 0,05 CT3 2,08 ± 0,05 CT10 6,25 ± 0,01 CT4 2,07 ± 0,05 CT11 6,76 ± 0,03 CT5 3,30 ± 0,05 CT12 7,28 ± 0,01 CT6 2,06 ± 0,04 CT13 7,51 ± 0,03 CT7 2,00 ± 0,01 CT14 6,00 ± 0,01 PL2.2. Tỷ lệ % MTZ giải phóng ở viên có tỷ lệ pectin 104 đơn khác nhau (n=6) PL2.3. Tỷ lệ % MTZ giải phóng ở viên có tỷ lệ pectin 104 - HPMC khác nhau (n=6) Nhận xét: Lớp bao pectin đơn (CT1-CT7) không có khả năng kiểm soát giải phóng DC đến đại tràng. Pectin kết hợp HPMC, khả năng kiểm soát giải phóng tăng rõ rệt. Tốc độ giải phóng DC ổn định. Khối lượng lớp bao từ 150% (CT8) đến 400% (CT13), Tlag tăng từ 5,00 giờ đến 7,51 giờ. Tiếp tục tăng khối lượng lớp bao, Tlag không tăng. Lựa chọn khối lượng lớp bao 200% so khối lượng viên nhân. 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) CT8 CT9 CT1 0 CT1 1 11 b. Lựa chọn tỷ lệ pectin- HPMC Tỷ lệ pectin- HPMC thay đổi 90- 10 đến 50- 50. Khối lượng lớp bao 200%. Kết quả trình bày bảng 3.15 và hình 3.4. Bảng 3.15. Tlag của công thức lớp bao thay đổi tỷ lệ pectin- HPMC Công thức TL90:10 TL80:20 TL70:30 TL60:40 TL50:50 Tỷ lệ pectin 104-HPMC 90- 10 80- 20 70- 30 60- 40 50- 50 Tlag (giờ) 5,71±1,02 5,79±0,04 5,86±0,02 6,58±0,01 6,98±0,04 Hình 3.4. Tỷ lệ % MTZ giải phóng từ viên chứa lớp bao có tỷ lệ pectin- HPMC thay đổi (n= 6) Nhận xét: Khi tăng lượng HPMC trong công thức màng bao, Tlag tăng từ 5,71 giờ lên đến 6,98 giờ. Tỷ lệ pectin- HPMC là 90- 10 (TL90:10) có Tlag (5,71 giờ) đạt yêu cầu đề ra và tốc độ giải phóng dược chất ổn định nên được lựa chọn cho các khảo sát tiếp theo. c. Ảnh hưởng enzym Pectinex Ultra SP-L (26 PG/ml) Để đánh giá chính xác hơn cơ chế giải phóng của viên MTZ giải phóng tại tràng theo tín hiệu sinh học, các mẫu viên pectin - HPMC K100M có tỷ lệ 90- 10 (CT91) và 50- 50 (CT55) được tiến hành thử hòa tan với sự thay đổi nồng độ enzym trong dịch thử hòa tan. Kết quả thử hòa tan được trình bày tại bảng 3.18, hình 3.6 và 3.7. 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) TL90:10 TL80:20 TL70:30 TL60:40 TL50:50 12 Bảng 3.18. Tlag (giờ) của các mẫu viên có nồng độ enzym thay đổi Hình 3.6. Tỷ lệ (%) MTZ giải phóng của mẫu CT91 trong môi trường có lượng enzym thay đổi Hình 3.7. Tỷ lệ (%) MTZ giải phóng của mẫu CT55 trong môi trường có lượng enzym thay đổi Nhận xét: Khi tăng lượng enzym vào môi trường thử hòa tan, Tlag giảm đáng kể ở cả hai mẫu viên CT91 (6,42- 5,00) và CT55 (7,75- 6,97). Mức độ giảm Tlag của mẫu CT91 nhiều hơn mẫu CT55. Tăng lượng enzym từ 0,33- 0,44% thì Tlag có xu hướng không thay đổi. Về khả năng giải phóng dược chất: Khi tăng lượng enzym vào môi trường thử hòa tan, có sự tăng rõ rệt cả về mức độ và tốc độ giải phóng dược chất. Từ kết quả trên, lựa chọn nồng độ enzym 0,33 % so với thể tích môi trường hòa tan cho nghiên cứu tiếp theo. Nghiên cứu cũng khảo sát ảnh hưởng loại HPMC, tỷ lệ tá dược trơn, kích thước bột bao, đường kính chày cối đến chất lượng viên bao. Lựa chọn công thức lớp bao dập như sau: Pectin 104 450,0 mg; HPMC K100M 50,0 mg; Talc 30,0 mg; magnesi stearat 30,0 mg; Aerosil 15,0 mg. Công thức Nồng độ enzym (%) 0,0 0,11 0,22 0,33 0,44 CT91 6,42±0,01 5,73±0,21 5,65±0,10 5,00±0,07 5,01±0,04 CT55 7,75±0,02 7,88±0,14 7,73±0,11 6,98±0,10 6,97±0,10 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) 0% CT91 0,11% CT91 0,22% CT91 0,33% CT91 0,44% CT91 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) 0% CT55 0,11% CT55 0,22% CT55 0,33% CT55 0,44% CT55 13 3.2.2. Kết quả xây dựng công thức viên metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi 3.2.2.1. Kết quả xây dựng công thức viên nhân Trên cơ sở viên nhân của phương pháp bao dập, tiến hành khảo sát các yếu tố thuộc thành phần công thức nhằm mục đích không thay đổi độ hòa tan, tăng độ bền cơ học của viên nhân để thích hợp sử dụng trong phương pháp bao bồi. Kết quả lựa chọn được công thức viên nhân có thành phần như sau: Metronidazol 200,0 mg; Disolcel 10,0 mg; Avicel PH102 25,0 mg; PVP K30 10,0 mg; talc 2,5 mg; magnesi stearat 2,5 mg. Mẫu viên cho kết quả độ hòa tan tương tự như viên nhân bao dập (giải phóng >85% DC sau 30 phút), độ cứng 8,3 kP, độ mài mòn 0,24%. Viên nhân được sử dụng cho phương pháp bao bồi. 3.2.2.2. Kết quả xây dựng công thức lớp bao kiểm soát giải phóng dược chất tại đại tràng bằng phương phap bao bồi a. Lựa chọn khối lượng lớp bao Khối lượng lớp bao là yếu tố quan trọng quyết định Tlag và tốc độ giải phóng dược chất sau Tlag. Qua khảo sát cho thấy, sử dụng pectin đơn trong công thức lớp bao, quá trình bao khó khăn do các viên bao dính với nhau và dính vào nồi bao. Thời gian bao thường kéo dài, hiệu suất bao thấp (H < 40%). Khi đánh giá độ hòa tan, Tlag ngắn (< 4 giờ) nên không đạt yêu cầu về Tlag. Khi kết hợp thêm HPMC vào công thức lớp bao, cải thiện đáng kể về mức độ thuận tiện trong quá trình bao, thời gian bao được rút ngắn và hiệu suất bao cao hơn. Thay đổi khối lượng lớp bao so với khối lượng viên nhân từ 50%, 75%, 100%, 130% đến 150%. Kết quả được trình bày bảng 3.26 và hình 3.11. Bảng 3.26. Tlag của các viên có khối lượng lớp bao khác nhau Mẫu viên TL50% TL75% TL100% TL130% TL150% Tlag (giờ) 2,48±0,24 5,79±0,19 6,99±0,21 8,01±0,46 8,56±0,31 14 Hình 3.11. Tỷ lệ (%) MTZ giải phóng từ các viên có khối lượng lớp bao khác nhau (n=6) Nhận xét: Tăng khối lượng lớp bao thì Tlag tăng. Mẫu viên khối lượng lớp bao 50% (TL50%) và và 75% (TL75%) giải phóng dược chất không đều, độ lệch chuẩn lớn. Mẫu viên khối lượng lớp bao (TL100%), DC giải phóng ổn định hơn và có Tlag gần đạt mục tiêu, nên được lựa chọn cho nghiên cứu tiếp theo. b. Lựa chọn tỷ lệ pectin 104- HPMC K100M Thay đổi tỷ lệ pectin-HPMC từ 1- 1 lên 4- 1. Kết quả được trình bày bảng 3.28 và hình 3.12. Bảng 3.28. Tlag của các mẫu lớp bao có tỷ lệ pectin - HPMC K100M khác nhau Mẫu viên P1H1 P2H1 P3H1 P4H1 Tlag (giờ) 6,99 ± 0,04 4,99 ± 0,07 4,99 ± 0,10 4,99 ± 0,06 Hình 3.12. Tỉ lệ (%) MTZ giải phóng từ các viên có tỷ lệ pectin- HPMC K100M khác nhau 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) TL50% TL75% TL100% TL130% TL150% 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 T ỷ l ệ % M T Z g iả i p h ó n g Thời gian (giờ) P1H1 P2H1 P3H1 P4H1 15 Nhận xét: Tăng tỷ lệ pectin- HPMC trong thành phần bột bao từ 1:1 (P1H1) đến 2- 1 (P2H1) thì Tlag giảm mạnh (6,99 giờ xuống 4,99 giờ). Tiếp tục tăng từ 2- 1 lên 4- 1 không thấy sự khác biệt về Tlag. Mẫu viên tỷ lệ pectin- HPMC 2- 1 có Tlag đạt yêu cầu và tốc độ giải phóng DC ổn định, nên lựa chọn cho nghiên cứu tiếp. Ngoài ra, trong luận án cũng khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ talc, kích thước bột bao, loại và tỷ lệ chất hóa dẻo, nồng độ tá dược dính và quy trình ủ viên sau khi bao. Kết quả lựa chọn được công thức lớp bao bồi: Bột bao: pectin 104 : HPMC K100M : talc = 57% : 28% : 15%. Kích thước bột bao 0,125 - 0,180 mm. Dịch bao: 75% dung dịch HPMC E6 10% và 25% DBP. Tỷ lệ khối lượng lớp bao là 100% so với khối lượng viên nhân. Viên được ủ ở điều kiện 600C/72 giờ. Bao bảo vệ viên bằng HPMC E6 tỷ lệ 5% khối lượng viên. So sánh 2 kỹ thuật bao dập và bao bồi về mức độ thuận tiện trong thao tác, hiệu suất, chất lượng lớp bao và tính khả thi khi nâng quy mô. Kết quả cho thấy, một số giai đoạn trong quá trình bao bồi tiến hành thủ công chỉ thích hợp quy mô nghiên cứu. Kỹ thuật bao dập tiến hành trên thiết bị bao dập ZPW26 CORE- COVERED TABLET PRESS, có hiệu suất bao cao (≥ 90%), các thông số được kiểm soát chặt chẽ hơn. Kỹ thuật bao dập được lựa chọn nâng quy mô nghiên cứu. 3.3. Kết quả nghiên cứu xây dựng quy trình bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng quy mô 5.000 viên Quy trình bào chế viên MTZ giải phóng tại đại tràng gồm 2 giai đoạn: Bào chế viên nhân và bào chế lớp bao kiểm soát giải phóng dược chất tại đại tràng. Trong từng giai đoạn bào chế, tiến hành đánh giá các yếu tố nguy cơ và các thông số trọng yếu trong quy trình cần thẩm định cũng như đề ra các biện pháp xử lý. 16 Kết quả cho thấy, với quy trình bào chế viên MTZ giải phóng tại đại tràng với các thiết bị cụ thể, đã lựa chọn được các thông số thiết bị tương ứng với các giai đoạn cụ thể để bào chế được 3 lô chế phẩm đạt yêu cầu chất lượng và có sự đồng đều chất lượng giữa các lô đã bào chế. 3.4. Kết quả nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và độ ổn định viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng 3.4.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn cơ sở Tiến hành bào chế 3 lô chế phẩm, quy mô mỗi lô 5.000 viên. Dựa vào kết quả kiểm nghiệm chỉ tiêu chất lượng, đề xuất được tiêu chuẩn cơ sở viên nén thực nghiệm. Kết quả trình bày bảng 3.63. Bảng 3.63. Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng của viên bao metronidazol GPTĐT (n= 3) Chỉ tiêu chất lượng Kết quả đánh giá Dự kiến giới hạn tiêu chuẩn Lô 1 Lô 2 Lô 3 Tính chất Viên bao, nhẫn bóng, màu vàng ngà Định tính Chế phẩm phải có các phép thử định tính của metronidazol (theo Dược Điển Việt Nam IV, trang 409) Độ đồng đều khối lượng (%, n= 20) ± 2,17 ± 2,28 ± 2,33 ± 5 Độ hòa tan (%, n= 6, TB± SD) 5 giờ 7 giờ 8 giờ 2,9 ± 1,54 85,16 ± 3,28 93,55 ± 2,17 3,2 ± 0,89 87,09 ± 3,82 95,17 ± 2,96 5,87 ± 1,05 84,72 ± 2,97 92,79 ± 1,66 ≤ 10 ≥ 75 ≥ 85 Định lượng (%, n=10, TB± SD) 102,0 ± 0,67 99,7 ± 0,93 102,7 ± 0,48 95 - 105 Các kết quả kiểm nghiệm đã được thẩm định và có phiếu kiểm nghiệm của Viện kiểm nghiệm thuốc Trung Ương. 17 3.4.2. Đánh giá độ ổn định • Chỉ tiêu theo dõi: hình thức, độ hòa tan, hàm lượng MTZ, Tlag theo tiêu chuẩn xây dựng. • Kết quả: Sau 24 tháng bảo quản ở điều kiện phòng thí nghiệm và 6 tháng ở điều kiện lão hóa cấp tốc, các chỉ tiêu về hình thức, hàm lượng, độ hòa tan, Tlag của 3 mẫu viên không thay đổi đáng kể so với ban đầu. Sử dụng phần mềm Minitab 17 tính toán dựa trên các số liệu thực nghiệm, dự đoán tuổi thọ của chế phẩm là 36 tháng. 3.5. Kết quả nghiên cứu đánh giá in vivo 3.5.1. Xác định vị trí viên metronidazol giải phóng tại đại tràng trong đường tiêu hóa chó thí nghiệm Hình ảnh X- quang viên thực nghiệm trong đường tiêu hóa chó Nhận xét: Từ hình ảnh X- quang cho thấy, viên thực nghiệm đến đại tràng lên sau 5 giờ và đại tràng xuống sau 7 giờ. Nguyên nhân có thể do đại tràng chó ngắn hơn đại tràng người nên thuốc đến đại tràng xuống 5 giờ 7 giờ 10 giờ 16 giờ 18 nhanh hơn. Tại thời điểm 16 giờ không có hình ảnh viên thuốc. Điều này có thể do thuốc đã phân hủy nên không có hình ảnh của thuốc. 3.5.2. Xác định khối lượng metronidazol giải phóng trong dịch đại tràng Metronidazol được chiết từ dịch đại tràng bằng cloroform và định lượng MTZ trong dịch chiết bằng phương pháp HPLC với thông số: Cột Restek Ultra C8 (15 cm: 4,6 mm; 5µm). Pha động là nước: methanol tỷ lệ 80: 20. Tốc độ dòng 1 ml/phút. Thể tích tiêm 20 µl. Detector tử ngoại, bước sóng phát hiện 254 nm. Phương pháp định lượng được thẩm định theo tiêu chí FDA. Kết quả định lượng trình bày bảng 3.71. Bảng 3.71. Diện tích pic và khối lượng MTZ trong dịch đại tràng chó (n = 3) STT Diện tích pic (mAU.s) Khối lượng MTZ (mg) 1 12737098 127,0 2 12006951 119,7 3 12469582 124,3 Nhận xét: Tại thời điểm 16 giờ, có khoảng gần 60% MTZ so với khối lượng ghi trên nhãn định lượng được trong dịch đại tràng chó. 3.5.3. Định lượng metronidazol trong huyết tương chó thí nghiệm Để đánh giá chính xác hơn về sự giải phóng của viên bao thực nghiệm giải phóng tại đại tràng, nghiên cứu tiến hành so sánh nồng độ MTZ trong máu của viên nén quy ước metronidazol 200 mg và viên bao metronidazol giải phóng tại đại tràng. Loại tủa protein huyết tương bằng methanol. Định lượng MTZ trong huyết tương bằng phương pháp HPLC với thông số: Cột RESTEK Ultra C18 (5 µm; 250× 4,6 mm). Nhiệt độ phân tích: nhiệt độ phòng. Detector UV bước sóng 320 nm. Thể tích tiêm là 20 µl. 19 Pha động là acetonitril- đệm phosphat pH 4,5 với tỷ lệ thay đổi 5 - 95; 10 - 90; 20 - 80; 30 - 70; 40 - 60. Tốc độ dòng 1 ml/phút. Kết quả cho thấy hệ dung môi acetonitril: đệm phosphat pH 4,5 tỷ lệ 30- 70 có khả năng tách tốt nhất, pic nhọn, chân pic gọn, các pic tách rời nhau và có thời gian phân tích hợp lý, được chọn làm pha động. Phương pháp được thẩm định theo các tiêu chí FDA về phương pháp phân tích dịch sinh học. Kết quả định lượng được trình bày ở bảng 3.78 và hình 3.39. Bảng 3.78. Nồng độ MTZ trong huyết tương của thuốc đối chiếu và thuốc nghiên cứu theo thời gian Thời gian (giờ) Nồng độ MTZ (µg/ml) Thời gian (giờ) Nồng độ MTZ (µg/ml) Viên nhân Viên MTZ GPTĐT Viên nhân Viên MTZ GPTĐT 0 0,00 0,00 6 22,31 0,00 0,5 0,00 0,00 7 21,06 0,00 1 2,39 0,00 8 20,95 0,00 1,5 5,33 0,00 9 19,36 0,00 2 11,51 0,00 10 18,95 0,00 3 35,48 0,00 12 17,73 0,18 4 28,72 0,00 15 15,90 2,03 5 24,33 0,00 24 0,28 0,96 20 Hình 3.39. Đường cong nồng độ MTZ trong huyết tương chó của viên nhân và viên MTZ GPTĐT theo thời gian Nhận xét: Kết quả nghiên cứu cho thấy, với dạng viên quy ước nồng độ MTZ đạt nồng độ lớn nhất tại thời điểm 3 giờ, sau đó giảm dần đến 24 giờ. Với dạng viên MTZ giải phóng tại đại tràng không có nồng độ MTZ trong máu tại các thời điểm 0 giờ đến 12 giờ. Tại thời điểm 15 giờ có nồng độ MTZ trong máu nhưng rất nhỏ. Điều này có thể chứng tỏ MTZ được hấp thu không đáng kể vào máu ở dạng viên metronidazol giải phóng tại đại tràng so với dạng viên quy ước. CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN Viên metronidazol GPTĐT với tá dược pectin (loại polyme bị phân hủy bởi vi sinh vật đại tràng) phải đạt yêu cầu Tlag nằm trong khoảng 5 - 6 giờ. Pectin sử dụng trong nghiên cứu là loại pectin 104 có khả năng chịu nén tốt, có thể dùng trong phương pháp dập thẳng. Tuy nhiên, pectin dễ tan trong nước, sử dụng đơn độc rất khó kiểm soát giải phóng dược chất tại đại tràng. Kết quả cho thấy, khi tỷ lệ pectin 104 đơn so với khối lượng viên nhân là 5- 1 thì Tlag kéo dài được 3,3 giờ. Kết quả tương tự nghiên cứu của một số tác giả đã công bố. Để kiểm soát GPDC, pectin 104 được kết hợp HPMC K100M nhằm ổn định được Tlag của viên đạt 5- 6 giờ. Khối lượng pectin - 0 10 20 30 40 0 10 20 30 N ồ n g đ ộ ( µ g /m l) Thời gian (giờ) Viên nhân Viên MTZ GPTĐT 21 HPMC là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến Tlag và tốc độ giải phóng dược chất sau Tlag. Trong môi trường hòa tan mô phỏng dịch đại tràng, pectin bị thủy phân bởi enzym pectinase, tạo các lỗ xốp trên lớp bao, tạo điều kiện cho nước thấm vào viên nhân, viên nhân trương nở và dược chất được giải phóng ra ngoài. Lớp bao càng dày thì thời gian để môi trường hòa tan thấm vào nhân càng lớn, do vậy Tlag viên càng kéo dài. Viên nghiên cứu được bào chế bằng 2 phương pháp bao dập và bao bồi. Phương pháp bao bồi, lớp bao có sự liên kết chặt chẽ với chất hóa dẻo tạo thành màng bao đồng nhất. Tuy nhiên do hạn chế về thiết bị, phương pháp chỉ phù hợp quy mô nghiên cứu phòng thí nghiệm. Phương pháp bao dập, lớp bao đơn thuần chỉ dùng lực nén tạo thành lớp bao rắn. Tuy nhiên, phương pháp này tiến hành đơn giản, hiệu suất cao, thiết bị hiện đại, dễ kiểm soát các thông số trong quá trình bao. Đây là nghiên cứu đầu tiên triển khai thiết bị bao dập ZPW26 CORE- COVERED TABLET PRESS tại trường Đại học Dược Hà Nội. Về mô hình đánh giá giải phóng in vitro: Hiện nay, chưa có phương pháp đánh giá giải phóng in vitro của dạng viên giải phóng tại đại tràng trong các Dược điển. Trong nghiên cứu, xây dựng mô hình đánh giá giải phóng in vitro dựa trên cơ sở Tlag- pH- enzym của vi sinh vật đại tràng. Mô hình này có tính ổn định và khả thi hơn mô hình có sử dụng dịch đại tràng chuột, lợn, người,... của một số tác giả đã công bố. Về mô hình đánh giá giải phóng in vivo, hiện chưa có nghiên cứu sâu về lĩnh vực này, các nghiên cứu chỉ dừng lại ở chụp hình ảnh viên và xác định Tlag của viên trong đường tiêu hóa chó, thỏ, người,... 22 Mô hình định lượng MTZ trong dịch đại tràng lần đầu tiên xây dựng ở Việt Nam. Kết quả cho thấy viên thực nghiệm chủ yếu giải phóng dược chất tại đại tràng và hấp thu vào máu không đáng kể. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Từ kết quả nghiên cứu của luận án, có thể rút ra kết luận như sau: 1. Về xây dựng công thức và quy trình bào chế a. Đã bào chế viên nhân metronidazol đạt yêu cầu thử hòa tan và độ bền cơ học thích hợp với các phương pháp bào chế lớp bao kiểm soát giải phóng: Bao dập và bao bồi. b. Đã bào chế được viên MTZ giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi: - Lựa chọn được công thức bao viên với thành phần bột bao gồm pectin 104 - HPMC K100M. Chất hóa dẻo là DBP. Tỷ lệ lớp bao 100% so với khối lượng viên nhân. Các yếu tố thuộc thành phần công thức như tỷ lệ pectin: HPMC K100M, tỷ lệ lớp bao, loại và tỷ lệ chất hóa dẻo có ảnh hưởng nhiều nhất đến khả năng giải phóng dược chất của viên bao. - Xây dựng được quy trình bào chế viên MTZ giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi quy mô 1000 viên. Tiến hành trên thiết bị nồi bao truyền thống với các thông số xác định. Trong đó, các yếu tố quy trình là nhiệt độ ủ và thời gian ủ có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc của lớp bao và khả năng kiểm soát giải phóng dược chất của viên bao. c. Đã bào chế được viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao dập: - Lựa chọn công thức lớp bao dập với thành phần bột bao gồm pectin- HPMC K100M tỷ lệ 90 - 10, tá dược trơn là magnesi stearat- 23 talc- Aerosil chiếm 15% khối lượng pectin và HPMC. Tỷ lệ lớp bao khoảng 200% so với khối lượng viên nhân. - Đã xây dựng quy trình bào chế viên MTZ giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao dập quy mô 5000 viên. Tiến hành trên thiết bị bao dập ZPW26 CORE- COVERED TABLET PRESS với tốc độ dập viên 1 vòng/phút. Kích thước tiểu phân bột bao, thời gian trộn và tốc độ trộn, tỷ lệ tá dược trơn và thời gian, tốc độ trộn tá dược trơn ảnh hưởng nhiều đến sự đồng đều của khối bột và đồng đều khối lượng viên và bề dày 2 mặt viên. Chế phẩm được bào chế bằng 2 phương pháp bao dập và bao bồi có đầy đủ đặc tính của viên giải phóng tại đại tràng với Tlag in vitro 5- 6 giờ, và giải phóng hoàn toàn dược chất sau 8 giờ. 2. Xây dựng tiêu chuẩn và đánh giá độ ổn định của chế phẩm Đã xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở của viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng với các chỉ tiêu: tính chất, định tính, độ đồng đều khối lượng, độ hòa tan, hàm lượng. Viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng ổn định chất lượng trong suốt thời gian bảo quản ở điều kiện lão hóa cấp tốc và điều kiện thường, dự đoán tuổi thọ thuốc trên 36 tháng. 3. Về đánh giá sinh khả dụng của viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng a. Xác định vị trí viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng trong đường tiêu hóa chó bằng phương pháp chụp X-quang: Viên thực nghiệm được xác định đến đại tràng sau 5 giờ và 7 giờ đến đại tràng xuống, không thấy hình ảnh của viên thuốc tại thời điểm 16 giờ. 24 b. Định lượng MTZ trong huyết tương chó: So sánh nồng độ MTZ trong huyết tương của viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng và viên nén quy ước cho thấy, có sự khác biệt rõ ràng về nồng độ MTZ trong huyết tương chó của viên nén MTZ GPTĐT và viên nén MTZ quy ước. Tại các thời điểm hầu như không có nồng độ MTZ trong huyết tương chó với dạng viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng. Nồng độ MTZ cao nhất trong huyết tương tại thời điểm 15 giờ. c. Xác định khối lượng MTZ giải phóng từ viên nén MTZ GPTĐT trong dịch đại tràng chó tại thời điểm 16 giờ: Kết quả định lượng được khoảng 60 % lượng MTZ được giải phóng từ viên nén MTZ giải phóng tại đại tràng. ĐỀ XUẤT Hoàn thiện công thức và quy trình bào chế viên metronidazol giải phóng tại đại tràng ở quy mô lớn hơn. Tiếp tục đánh giá độ ổn định và nghiên cứu sâu hơn về sinh khả dụng viên giải phóng đại tràng. 25 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Thu Quỳnh, Phạm Thị Minh Huệ, Nguyễn Thanh Hải, Võ Xuân Minh (2013), “Nghiên cứu bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao dập”, Tạp chí dược học,444, tr.17- 20. 2. Nguyễn Thu Quỳnh, Phạm Thị Minh Huệ, Nguyễn Thanh Hải, Võ Xuân Minh (2014), “Nghiên cứu bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bột”, Tạp chí dược học,457, tr.13- 17. 3. Phạm thị Thanh Tâm, Nguyễn Thu Quỳnh, Nguyễn Thạch Tùng, Phạm Thị Minh Huệ, Nguyễn Thanh Hải, Võ Xuân Minh (2014), “ Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện ủ đến một số đặc tính viên bao bồi giải phóng tại đại tràng chứa metronidazol”, Tạp chí Nghiên cứu dược &Thông tin thuốc, số 5, tr.175-180. 4. Thach Tung Nguyen, Thi Minh Hue Pham, Thanh Hai Nguyen, Thanh Tam Pham, Thu Quynh Nguyen (2016), “Pectin/HPMC dry powder coating formulations for colon specific targeting tablets of metronidazole” Journal of Drug Delivery Science and Technology, 33, pp.19-27.