CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ THUỐC GPKD 1. Khái niệm thuốc GPKD Thuốc GPKD là những chế phẩm có khả năng giải phóng dược chất liên tục theo thời gian để duy trì nồng độ thuốc trong máu trong vùng điều trị và trong khoảng thời gian dài nhằm nâng cao hiệu quả điều trị và giảm số lần dùng thuốc cho bệnh nhân. Về phân loại, thuốc GPKD được chia như sau: - Thuốc GPKD sau khi giải phóng một lượng dược chất đủ gây tác dụng điều trị, có khả năng giải phóng từ từ liên tục dược chất trong khoảng thời gian mong muốn để duy trì nồng độ dược chất trong phạm vi điều trị.
- Thuốc giải phóng có kiểm soát (Controlled release): cũng là những thuốc có tác dụng kéo dài nhưng ở mức độ cao hơn, duy trì nồng độ dược chất hằng định trong máu trong phạm vi điều trị và định hướng (khu trú) tác dụng của thuốc ở những phạm vi nhất định trong cơ thể. - Thuốc giải phóng theo chương trình (Programmed release): như thuốc giải phóng có kiểm soát nhưng tốc độ giải phóng dược chất được kiểm soát chặt chẽ hơn theo một chương trình định sẵn. - Thuốc giải phóng tại đích (Targeted release): các chế phẩm GPKD giải phóng phần lớn dược chất tại nơi điều trị, do đó tập trung được nồng độ dược chất cao tại đích, tiết kiệm dược chất và phát huy tối đa hiệu quả điều trị. Ưu, nhược điểm thuốc GPKD Ưu điểm: - Duy trì được nồng độ dược chất trong máu trong phạm vi điều trị, giảm được dao động nồng độ thuốc trong máu (tránh được hiện tượng đỉnh-đáy) do đó giảm được tác dụng không mong muốn của thuốc.
- Giảm được số lần dùng thuốc cho người bệnh, giảm được phiền phức, tránh quên thuốc, bỏ thuốc, đảm bảo được sự tuân thủ của người bệnh theo chế độ liều đã chỉ định, do đó nâng cao được hiệu quả điều trị, đặc biệt là ở những người mắc bệnh mạn tính điều trị dài ngày. 2 - Nâng cao được sinh khả dụng của thuốc do đó thuốc được hấp thu đều đặn hơn, triệt để hơn. Nhược điểm: - Nếu có hiện tượng ngộ độc, tác dụng phụ hay không chịu được thuốc thì không thải trừ thuốc ngay ra khỏi cơ thể được. - Thuốc GPKD là những đòi hỏi kĩ thuật cao.
Khi uống, quá trình giải phóng trong đường tiêu hoá lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Do đó, nếu có sai sốt trong kỹ thuật bào chế hay những thay đổi sinh học ở cá thể người bệnh đều có thể dẫn đến những thất bại trong đáp ứng lâm sàng so với ý đồ thiết kế ban đầu. - Chỉ có một số ít dược chất bào chế dưới dạng thuốc GPKD. Một số hệ GPKD dùng qua đường uống Về mặt bào chế, thuốc GPKD dùng để uống thường được bào chế dưới dạng viên nén hay nang cứng.
Tuy nhiên, về mặt cấu tạo và cơ chế giải phóng dược chất thì có nhiều cách phân loại khác nhau. Sau đây là một số cách phân loại trong tài liệu chuyên môn [4]: - Hệ GPKD giải phóng dược chất theo cơ chế khuếch tán bao gồm: hệ màng bao khuếch tán và hệ cốt trơ khuếch tán. - Hệ GPKD giải phóng dược chất theo cơ chế hoà tan bao gồm: hệ màng bao hoà tan, cốt thân nước và cốt trơ thân nước ăn mòn. - Hệ GPKD giải phóng dược chất theo cơ chế trao đổi ion.
- Hệ GPKD giải phóng dươc chất theo cơ chế áp suất thẩm thấu. HỆ BƠM THẨM THẤU 1. Khái niệm và phân loại Nếu cho dung dịch và nước tiếp xúc với nhau qua một màng đặc biệt, màng này chỉ cho phép các phân tử nước (dung môi) đi qua thì sự khuếch tán xảy ra một chiều : dung dịch bị pha loãng và thể tích tăng lên, còn thể tích dung môi giảm đi. Màng đặc biệt tạo ra sự khuếch tán một chiều được gọi là màng bán thấm.
Áp suất đủ để ngăn cản sự di chuyển của dung môi qua màng bán thấm được gọi là áp suất thẩm thấu. Hệ thẩm thấu phân phối thuốc sử dụng các nguyên tắc của áp suất thẩm thấu để kiểm soát giải phóng dược chất [13], [28]. 3 Hệ thẩm thấu dùng đường uống có thể phân loại dựa theo cấu tạo, gồm: - Bơm thẩm thấu một khoang: EOP (Elementary osmotic pump). - Bơm thẩm thấu đa khoang: Bơm thẩm thấu kéo - đẩy (Push - pull osmotic pump - PPOP), bơm thẩm thấu có khoang thứ hai không giãn nở (Osmotic pump with non expanding second chamber).
- Hệ đặc biệt: Bơm thẩm thấu kiểm soát bằng độ xốp của màng (Controlled porosity osmotic pump - CPOP), bơm thẩm thấu bùng màng (Osmotically bursting osmotic pump), bơm thẩm thấu dạng sandwich (Sandwiched osmotic tablet systems), bơm thẩm thấu OROS-CT (Oral osmotic - colon targeted), bơm thẩm thấu L-OROS (Liquyd - oral osmotic system), viên thẩm thấu đồng nhất (Monolithic osmotic tablet), bơm thẩm thấu cho các DC không tan (Osmotic pump for insoluble drugs) [13]. Hệ bơm thẩm thấu kéo - đẩy 1. Cấu tạo PPOP là một loại bơm thẩm thấu quy ước cải tiến gồm một viên nhân, hai hoặc ba lớp, trong đó có một lớp đẩy và một hoặc nhiều lớp chứa DC. Thông thường, PPOP được bào chế dưới dạng viên hai lớp gồm: - Lớp thứ nhất là lớp chứa DC, polyme có MW thấp, tá dược (TD) thẩm thấu và các TD khác (thường chiếm 60-80 % trọng lượng viên).
- Lớp thứ hai là lớp đẩy gồm polyme trương nở có MW cao hơn, TD thẩm thấu, TD tạo màu và các TD thích hợp khác (thường chiếm 20-40 % trọng lượng viên). - Hai lớp được bào chế riêng và liên kết với nhau nhờ lực nén để tạo thành viên nhân hai lớp. Viên nhân được bao bằng màng bán thấm, có khoan miệng GP trên mặt lớp DC [16], [36]. Cơ chế giải phóng dược chất Khi tiếp xúc với dịch tiêu hóa, nước được hút vào viên nhờ TD thẩm thấu trong cả hai lớp, hydrat hóa polyme của cả lớp DC và lớp đẩy.
Bản chất polyme của lớp DC cho phép hòa tan hoặc phân tán DC tạo thành dung dịch hay hỗn dịch DC. Đồng thời, lớp đẩy trương nở tạo áp lực đẩy dung dịch hoặc hỗn dịch DC ra ngoài qua miệng GP đến khi GP hoàn toàn DC (Hình 1.Quá trình giải phóng dược chất của bơm thẩm thấu kéo - đẩy * Nguồn: theo Babasaheb B. Ưu nhược điểm - Ưu điểm: + Có thể phân phối các DC dễ tan và ít tan trong nước theo động học bậc 0 đến khi GP hết DC. + GP thuốc từ hệ độc lập với tính chất của DC và điều kiện sinh lí bên ngoài (pH của môi trường và nhu động đường tiêu hóa), ít chịu ảnh hưởng nhất của thức ăn (tương tác với thức ăn thường thấy trong trường hợp DC ít tan).
+ Có thể đạt được tốc độ GP cao hơn so với hệ khuếch tán có kiểm soát. + Giảm số lần dùng thuốc, cải thiện khả năng dung nạp cũng như sự tuân thủ của bệnh nhân. + Giảm tác dụng không mong muốn của thuốc. + Tương quan in vitro - in vivo đạt được ở mức cao.
- Nhược điểm: + Cần thiết bị dập viên hai lớp và thiết bị đặc biệt để tạo miệng GP. + Cần sử dụng thêm TD màu để phân biệt hai lớp hoặc thiết bị tạo miệng GP DC có khả năng xác định đúng mặt cần khoan. + Thời gian tiềm tàng (Lag time - Tlag) dài. 5 + Cần kiểm soát quá trình bao vì lớp bao không đều sẽ dẫn đến mô hình GP thuốc khác nhau giữa các lô và nguy cơ bùng liều do hỏng màng bao.
+ Có khả năng gây tắc đường tiêu hóa. + Nguy cơ kích ứng, loét đường tiêu hóa do GP dung dịch bão hòa DC. + Chi phí sản xuất cao [21], [38], [30]. Thành phần cấu tạo Thành phần viên nhân gồm lớp dược chất và lớp đẩy.
Sự khác nhau cơ bản giữa 2 lớp là lớp DC chứa dược chất và TD phân tán, còn lớp đẩy chứa TD có khả năng trương nở. - Dược chất: DC ít tan hoặc có độ tan trung bình trong nước với t1/2 ngắn, dùng điều trị các bệnh mạn tính là lựa chọn hoàn hảo cho PPOP. Các DC như nifedipin, glipizid, diltiazem, verapamil,… đã được bào chế thành công dưới dạng PPOP [30]. - TD thẩm thấu: TD thẩm thấu là thành phần thiết yếu của bơm thẩm thấu giúp duy trì gradient nồng độ hiệu quả qua màng, có tác dụng hút nước và duy trì sự GP DC ổn định trong hệ đã hydrat hóa.
Các chất có thể sử dụng làm TD thẩm thấu là: muối tan trong nước của acid vô cơ (kali clorid, natri clorid, kali sulfat, natri sulfat,…), muối tan trong nước của acid hữu cơ (kali acetat, natri acetat, natri citrat,…), carbohydrat (glucose, lactose,…), amino acid tan trong nước (glycin, leucin,…) và các polyme hữu cơ (HPMC, PVP, PEO,…). TD thẩm thấu thường sử dụng trong PPOP là natri clorid và kali clorid. - TD phân tán và TD trương nở: Để phân phối DC ít tan dưới dạng hỗn dịch, cần thêm TD phân tán và polyme trương nở [16]. Các polyme có thể sử dụng gồm natri carboxy methyl cellulose, PEO và HPMC [24].
PEO có MW thấp thường dùng làm TD phân tán trong lớp DC, trong khi PEO có MW cao hơn được sử dụng làm TD trương nở trong lớp đẩy. Tỷ lệ PEO thích hợp sẽ giúp tăng tốc độ GP và duy trì GP DC theo động học bậc 0 [30], [31]. - TD thấm hút (Wicking agent): Có vai trò kéo nước từ môi trường ngoài vào mạng lưới lỗ xốp trong hệ, kết quả là hình thành kênh chứa nước làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc. TD thấm hút thường sử dụng trong PPOP gồm silicon dioxid và PVP [12], [22].
6 Thành phần màng bao - Màng bán thấm: Màng bán thấm là màng chỉ cho nước đi qua, không thấm chất tan (DC và TD). Do màng bao trong hệ thẩm thấu bản chất là màng bán thấm nên bất kỳ polyme nào thấm nước nhưng không thấm chất tan cũng có thể lựa chọn làm nguyên liệu bao màng như các ester của cellulose (cellulose acetat (CA), CA butyrat, cellulose diacetat, cellulose triacetat,…) và ether của cellulose như EC. - Chất hóa dẻo: Có khả năng làm thay đổi tính đàn hồi của polyme, khiến polyme trở nên mềm dẻo hơn và tăng khả năng chịu áp lực cơ học của màng. Những thay đổi này có thể ảnh hưởng đáng kể đến tính thấm của màng.
Do đó, chất hóa dẻo có vai trò quan trọng trong hình thành màng bao và duy trì cấu trúc. Chất hoá dẻo thường được sử dụng để tạo màng có độ thấm thấp là ethylen glycol monoacetat và diacetat; để tạo màng có độ thấm cao là triethyl citrat, diethyl tartrat hoặc diacetin [30], [35].