Khóa luận tốt nghiệp Y tế: Đào thị thanh tuyền nghiên cứu bào chế gel

Nghiên cứu bào chế gel itraconazol ứng dụng hệ tiểu phân nano trong điều trị nấm da. Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ của Đào Thị Thanh Tuyền.

• Tác giả: Đào Thị Thanh Tuyền
• Người hướng dẫn: TS. Trần Trịnh Công
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược
• Đề tài: Nghiên Cứu Bào Chế Gel Itraconazol Ứng Dụng Hệ Tiểu Phân Nano
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu Bào chế Gel Itraconazol của Đào Thị Thanh Tuyền

Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ của Đào Thị Thanh Tuyền tại Trường Đại học Dược Hà Nội năm 2018 tập trung vào nghiên cứu bào chế gel itraconazol ứng dụng hệ tiểu phân nano polyme. Đây là một công trình khoa học tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ dược phẩm, thực hiện tại Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Trịnh Công và DS. Lê Thiện Giáp. Nghiên cứu này nhằm cải thiện hiệu quả dùng ngoài da của itraconazol, một thuốc kháng nấm quan trọng trong lâm sàng. Ứng dụng công nghệ nano polyme giúp tăng khả năng thấm qua da, giải phóng dưới kiểm soát và lưu giữ dược chất hiệu quả hơn các dạng bào chế thông thường.

1.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng itraconazol làm dược chất chính, kết hợp với các polyme nano như Ethylcellulose (EC) và các tá dược phù hợp. Phương pháp bào chế tiểu phân nano itraconazol được thực hiện thông qua kỹ thuật phân tán pha hữu cơ. Các phương pháp đánh giá bao gồm HPLC định lượng, khảo sát kích thước tiểu phân, hiệu suất mang thuốc, độ ổn định vật lý và khả năng giải phóng in vitro.

1.2. Ý nghĩa lâm sàng của gel itraconazol nano

Gel chứa tiểu phân nano itraconazol mang lại những lợi ích vượt trội trong điều trị các bệnh nấm ngoài da. Công nghệ nano giúp tăng khả năng thấm da, cho phép dược chất đạt đến các tế bào bị nhiễm nấm hiệu quả hơn. Hình thức dụng cụ gel dễ sử dụng, an toàn cho da và tạo điều kiện thuận lợi cho lưu giữ dược chất trên da trong thời gian dài.

II. Công nghệ Nano Polyme và Ứng dụng trong Bào chế Dược Phẩm

Hệ tiểu phân nano polyme đại diện cho sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ dược phẩm hiện đại. Nano itraconazol được bào chế bằng cách sử dụng các polyme biocompatible như polycaprolacton (PCL), poly(acid lactic) (PLA) và Ethylcellulose. Kích thước tiểu phân nano (thường từ 100-500 nm) cho phép tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, cải thiện đáng kể khả năng hoà tan và thấm qua các lớp da. Nghiên cứu của Đào Thị Thanh Tuyền khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng dược chất/polyme và các chất diện hoạt như natri lauryl sulfat (NaLS) để tối ưu hóa quá trình bào chế. Công nghệ này không chỉ giúp tăng hiệu suất mang thuốc mà còn bảo vệ dược chất khỏi phân hủy, kéo dài thời gian tác dụng.

2.1. Phương pháp bào chế hệ tiểu phân nano

Phương pháp phân tán pha hữu cơ được áp dụng để tạo nano itraconazol với hiệu suất cao. Dung dịch polyvinyl alcohol (PVA) được sử dụng làm stabilizer, giữ độ ổn định của hệ nano. Quá trình bào chế kiểm soát nồng độ dung dịch PVA (%kl/tt) để đạt kích thước tiểu phân tối ưu. Các tham số như tỷ lệ dược chất/pha ngoại được khảo sát để đảm bảo chất lượng cuối cùng.

2.2. Đánh giá tính chất nano itraconazol

Độ ổn định vật lý của hệ nano được đánh giá thông qua HPLC định lượng, giúp xác định hiệu suất mang thuốc (EE) và khả năng nạp thuốc (LC). Khả năng giải phóng thuốc in vitro được đo lường trong các điều kiện mô phỏng, kiểm tra tương tác lý hóa giữa thành phần. Đánh giá khả năng thấm da qua các mô hình da nhân tạo hoặc da lợn, xác định lượng itraconazol thấm qua sau 24 giờ.

III. Quá trình Xây dựng Công thức Gel Itraconazol Nano Tối ưu

Xây dựng công thức gel chứa hệ tiểu phân nano itraconazol là giai đoạn quan trọng của nghiên cứu. Đào Thị Thanh Tuyền khảo sát ảnh hưởng của loại tá dược tạo gel như Carbopol 934, Hydroxyethyl cellulose (HEC) và Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) đến khả năng giải phóng dương chất. Nồng độ tá dược (%kl/tt) được điều chỉnh để đạt kết cấu gel lý tưởng - vừa có tính bền vững, vừa cho phép dược chất giải phóng từ từ. Sử dụng triethanolamin (TEA) để điều chỉnh pH phù hợp với da. Mỗi công thức được đánh giá chi tiết về các tính chất vật lý như độ nhớt, tính dẻo, khả năng thấm da và lưu giữ itraconazol trên bề mặt da.

3.1. Ảnh hưởng loại và nồng độ tá dược tạo gel

Carbopol 934 tạo ra gel với hiệu suất giải phóng cao nhất trong các tá dược khảo sát. HPMC cho kết cấu mềm mại, dễ sử dụng. HEC cân bằng giữa độ bền và khả năng giải phóng. Nồng độ tối ưu thường dao động từ 0.5-2% (kl/tt) tùy loại tá dược, đảm bảo gel có độ nhớt phù hợp và độ ổn định tốt trong điều kiện bảo quản.

3.2. Đánh giá tính chất của gel EC nano itraconazol

Gel bào chế từ hệ tiểu phân nano EC (Ethylcellulose) thể hiện đặc tính vượt trội so với các dạng bào chế khác. Gel có độ thấm da cao, cho phép itraconazol đạt đến vùng nhiễm nấm hiệu quả. Khả năng lưu giữ dương chất trên da sau 24 giờ cao hơn 70%, đảm bảo tác dụng kháng nấm bền vững. Tính ổn định của gel trong điều kiện bảo quản thường nhiệt được kiểm chứng qua các test hàng tuần.

IV. Kết luận và Ứng dụng Thực tiễn Của Nghiên cứu

Nghiên cứu bào chế gel itraconazol nano của Đào Thị Thanh Tuyền đã đạt được những kết quả khoa học đáng kể, mở ra hướng đi mới cho phát triển dạng bào chế mới của thuốc kháng nấm. Gel chứa tiểu phân nano itraconazol vượt trội hơn các dạng bào chế thông thường như kem hay dung dịch: hiệu quả cao hơn, thời gian tác dụng kéo dài, an toàn hơn cho bệnh nhân. Ứng dụng công nghệ nano polyme không chỉ giải quyết vấn đề độ hoà tan thấp của itraconazol mà còn nâng cao tính sinh sử dụng của thuốc. Công trình này có giá trị tham khảo quan trọng cho các nhà nghiên cứu dược phẩm và công nghiệp dược trong quá trình phát triển dạng bào chế nano mới. Kết quả đã được công bố, góp phần vào kho kiến thức của ngành dược Việt Nam.

4.1. Thành tựu và đóng góp khoa học

Đào Thị Thanh Tuyền đã xây dựng thành công công thức gel nano tối ưu với hiệu suất mang thuốc (EE) đạt trên 80% và khả năng nạp thuốc (LC) cao. Độ ổn định vật lý được duy trì ổn định qua các khoảng thời gian đánh giá. Công trình cung cấp dữ liệu chi tiết về ảnh hưởng của các tham số bào chế, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất.

4.2. Hướng phát triển và kiến nghị

Gel nano itraconazol sẵn sàng cho các bước nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng tiếp theo. Kiến nghị tiếp tục khảo sát độ an toàn hóa trên các mô hình in vivo, đánh giá hoạt tính kháng nấm. Có thể mở rộng ứng dụng công nghệ này cho các dược chất khác hoặc các bệnh ngoài da khác. Hỗ trợ sự chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp dược để sản xuất quy mô và cung ứng sản phẩm cho bệnh nhân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ nano đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật trong đó có ngành Dược. Hiện nay, các hệ tiểu phân nano là công cụ vô cùng hữu ích và cần thiết để đạt được những tiến bộ trong bào chế hiện đại [3]. Trong ngành Dược, một trong những mục tiêu của việc ứng dụng công nghệ nano là giải quyết hạn chế về sinh khả dụng của dược chất có độ tan kém. Đây cũng là lí do nghiên cứu bào chế hỗn dịch chứa tiểu phân nano dược chất với nhiều ưu điểm nổi bật như: cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan, thay đổi khả năng thấm thuốc qua hàng rào sinh học, thay đổi nhiều đặc tính về dược động học như phân bố, chuyển hóa và thời gian bán thải, giúp giải phóng dược chất có kiểm soát, tác dụng đặc hiệu trên đích sinh học và giải phóng thuốc tại đích tế bào [34].

Đây là dược chất quan trọng trong điều trị nấm và phòng nhiễm nấm ở người suy giảm miễn dịch. Ở Việt Nam, ITZ có nhiều dạng bào chế nhưng chủ yếu đưa dưới dạng uống và tiêm. Do có độ tan và khả năng hòa tan kém nên các chế phẩm ITZ thường sử dụng lượng dược chất, tá dược lớn để đạt hiệu quả điều trị nhưng lại dẫn đến làm tăng các tác dụng không mong muốn [19]. Thuốc dùng ngoài da được coi là một dạng bào chế tiềm năng khi sử dụng với mục đích tại chỗ hay toàn thân với khá nhiều ưu điểm như hạn chế chuyển hóa qua gan bước đầu, giải phóng thuốc hằng định trong thời gian dài, thuận tiện khi sử dụng…[22].

Vì vậy, nhằm tận dụng những ưu điểm của hệ tiểu phân nano, áp dụng vào chế phẩm dùng ngoài da, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế gel itraconazol ứng dụng hệ tiểu phân nano” với các mục tiêu sau: 1. Bào chế được hệ tiểu phân nano itraconazol và đánh giá một số đặc tính của hệ. Bước đầu xây dựng được công thức bào chế hydrogel chứa hệ tiểu phân nano itraconazol với mục đích tác dụng tại chỗ. Tổng quan về nano polyme Trong những năm gần đây, các hệ mang thuốc dựa trên công nghệ nano như nano tinh thể, hệ nano polyme, hệ nano lipid, liposome, nanofibers, dendrime… đã cho kết quả đầy hứa hẹn về các hệ mang thuốc [9].

Nano polyme là các hệ mang thuốc sử dụng polyme làm giá mang dược chất, có cấu trúc dạng siêu vi nang hay siêu vi cầu. Các polyme sử dụng bào chế nano polyme gồm các polyme tự nhiên hay tổng hợp. Trong đó có cả các loại phân hủy sinh học, tương hợp với cơ thể sống [3]. Phân loại nano polyme mang thuốc Dựa trên những kết quả nghiên cứu về tương tác giữa hệ nano và hệ sinh học có thể phân loại thành 3 thế hệ tiểu phân nano như sau [3], [6], [27].

Phân loại nano polyme mang thuốc. Thế hệ 1 Thế hệ 2 Thế hệ 3 Nano cổ điển Nano ổn định Nano thông minh Không cải biến đặc tính Bề mặt được cải biến, có tính Sử dụng các tín hiệu sinh bề mặt. chất lẩn tránh thực bào và học, vật lý, hóa học (pH, Không có khả năng tránh hướng đích chủ động nhằm enzym) trong môi trường thực bào. cải thiện độ ổn định, tăng thời đích để kích hoạt giải Thời gian tuần hoàn gian tuần hoàn và tăng tính phóng thuốc, nhằm đạt ngắn.

hướng đích trong các hệ sinh được tác dụng tại đích tối học. Ưu điểm: Thiết kế, bào Ưu diểm: Tối đa hóa vận Ưu điểm: Đáp ứng theo chế dễ, tương thích sinh chuyển thuốc. Hướng đích cả môi trường, có tính linh học, cải thiện độ tan. thụ động và chủ động.

Trong hoạt, sử dụng các tín hiệu Hạn chế: Không ổn định, đó hướng đích thụ động là sinh học hoặc nhân tạo để bị thanh thải bởi MPS. kích hoạt giải phóng Hạn chế: Phụ thuộc vào hiệu thuốc, có khẩ năng chuẩn ứng EPR, không có kháng hóa điều trị. nguyên chung, tính hướng Hạn chế: Chưa rõ. đích chủ động không tối đa.

Một số phương pháp bào chế hệ tiểu phân nano polyme Dựa theo quy trình bào chế, có thể chia các phương pháp bào chế nano polyme làm 2 loại: 1 giai đoạn và 2 giai đoạn. Phương pháp 1 giai đoạn: dựa trên sự kết tủa của polyme từ một dung dịch, hoặc sự kết tập tự phát của các đại phân tử để hình thành các nanogel hoặc các phức hợp của các chất đa điện phân (polyelectrolyte). Phương pháp 2 giai đoạn: giai đoạn đầu chung cho các phương pháp là bào chế một nhũ tương và giai đoạn 2 là giai đoạn hình thành nên tiểu phân nano. Giai đoạn 2 có thể thực hiện dựa trên phản ứng polyme hóa các monome hoặc quá trình kết tủa, gel hóa các polyme [6], [42].

Các polyme được sử dụng có thể là polyme tự nhiên, các polyme tổng hợp, có sẵn hoặc tạo thành từ các monome. Tuy nhiên, do các polyme tạo thành từ phản ứng polyme hóa thường ít bị phân hủy sinh học, các monome tồn dư và chất diện hoạt được dùng với lượng lớn có thể gây độc và đòi hỏi quá trình tinh chế phức tạp [34]. Do đó, hiện nay các nghiên cứu sử dụng chủ yếu phương pháp đi từ các polyme có sẵn (các Eudragit, các dẫn xuất của cellulose như ethylcellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, các polyme phân hủy sinh học như PLGA, PLA, PCL…) [27]. Một số phương pháp thường được sử dụng trong bào chế tiểu phân nano polyme từ các polyme tổng hợp có sẵn như [28]:  Nhũ hóa bốc hơi dung môi.

 Tự nhũ hóa do khuếch tán dung môi.  Thay thế dung môi.  Nhũ hóa khuếch tán dung môi. Phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi Nguyên tắc: Dung dịch polyme và dược chất được hòa tan trong dung môi không tan trong nước (hay dùng methylen clorid, dicloromethan…) sau đó được nhũ hóa vào pha ngoại chứa chất ổn định dưới tác động của lực cơ học.

Dung môi hữu cơ được bốc hơi khỏi hệ nhờ nhiệt hoặc khuấy trộn liên tục, tiểu phân nano hình thành do sự thay đổi dung môi [42]. Trong phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi, mỗi tiểu phân được hình thành từ một giọt pha dầu và kích thước tiểu phân phụ thuộc vào kích thước giọt pha dầu [33]. Phương pháp nhũ hóa khuếch tán dung môi Dung dịch dược chất trong dung môi hữu cơ tan một phần trong nước (hay dùng ethyl acetat, alcol benzylic…) được nhũ hóa vào 1 dung dịch chứa chất ổn định đã được bão hòa trước đó bằng dung môi hữu cơ. Nhũ tương được phối hợp với một thể tích nước lớn hơn và được khuấy trộn nhẹ nhàng, dung môi khuếch tán từ giọt pha dầu vào môi trường, hình thành các tiểu phân nano polyme [27].

Phương pháp thay thế dung môi Polyme và dược chất được hòa tan vào một dung môi đồng tan với nước (aceton) sau đó được chia thành từng giọt và phối hợp với pha ngoại có thể chứa hoặc không chứa chất ổn định [27]. Phương pháp hóa muối Dung dịch polyme và dược chất trong dung môi đồng tan với nước được nhũ hóa vào pha ngoại chứa nồng độ cao của các chất hóa muối. Hiệu ứng hóa muối giúp ổn định giọt pha dầu trong khi tác động lực cơ học. Nhũ tương thu được được phối hợp với một lượng nước đủ lớn, nồng độ chất hóa muối giảm xuống, dung môi khuếch tán vào môi trường và tiểu phân nano được hình thành [36].

Ưu nhược điểm của hệ nano polyme  Ưu điểm: - Tác dụng tại đích. - Tăng độ an toàn, giảm tác dụng phụ. - Phù hợp với nhiều đường dùng như đường tiêu hóa, đường tiêm, qua da. - Tăng hoạt tính sinh học của dược chất.

- Ổn định trong máu và có thời gian tuần hoàn dài [31].  Nhược điểm: - Bào chế khó khăn, giá thành sản phẩm cao. - Có thể gây dị ứng, gây tăng độc tính một số dược chất. - Khó khăn trong bảo quản.

- Dược chất có thể bị giải phóng đột ngột do khó kiểm soát kích thước và cấu trúc tiểu phân [31]. Ứng dụng hệ tiểu phân nano polyme trong ngành Dược Nano polyme là một loại polyme quan trọng và có nhiều ưu điểm như khả năng tương thích sinh học và phân hủy sinh học. Chúng có thể dễ dàng di chuyển ra khỏi cơ thể 4 bằng cách trao đổi chất bình thường hoặc nó có thể có tính nhạy cảm với sự thủy phân của enzyme [24], [25]. Trong dược phẩm, các hệ tiểu phân nano polyme chứa dược chất được đưa vào nhiều dạng bào chế rắn khác nhau như cốm, viên nén, pellet, hoặc có thể tạo hỗn dịch, được ứng dụng trong nhiều đường dùng khác nhau như uống, tiêm, dùng tại chỗ… Những hệ tiểu phân nano polyme không chứa dược chất cũng được sử dụng với nhiều vai trò khác nhau như làm tá dược dính, tá dược độn…trong sản xuất viên nén [21].

Những năm gần đây, các loại thuốc kích thước nano và hệ cung cấp thuốc kích thước nano được đưa vào ứng dụng tiền lâm sàng, lâm sàng và phát triển thương mại. Hệ nano polyme đang được nghiên cứu khả năng hướng tới đích tác dụng mong muốn với nồng độ thuốc tối ưu, ít tác dụng bất lợi, với mục đích gia tăng lựa chọn điều trị ứng dụng trong điều trị ung thư, chống viêm và liệu pháp gen [39]. Đặc biệt, trong những năm gần đây, nano polyme được xem như một hệ giải phóng thuốc có kiểm soát. Đặc điểm này giúp tăng hiệu quả điều trị và điều chỉnh tốt chế độ liều của thuốc trong điều trị.

Một số polyme được nghiên cứu ứng dụng trong các công thức kiểm soát giải phóng, dùng theo đường uống như poly (acid lactic) PLA, Eudragit [40].  Một số cơ chế giải phóng thuốc từ hệ nano polyme chứa dược chất Có nhiều cơ chế giải phóng thuốc từ hệ nano polyme như: sự phản hấp phụ của thuốc gắn/hấp phụ ở bề mặt, khuếch tán khỏi hệ polyme, và quá trình giải phóng tiếp theo do sự ăn mòn polyme. Trong trường hợp hệ tiểu phân nano polyme dạng cốt, dược chất được phân bố đồng nhất trong hệ cốt thì quá trình giải phóng dược chất diễn ra là do quá trình khuếch tán và/hoặc ăn mòn của hệ cốt [12]. Thông tin về itraconazol (ITZ) 1.

Công thức hóa học - Công thức cấu tạo: 5 Hình 1. Công thức cấu tạo của ITZ. - Tên khoa học: 4-[4-[4-[4-[2-(2,4-Diclorophenyl)-2-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)- 1,3-dioxolan-4-yl],methoxy]phenyl]-1-piperazinyl]-2,4-dihydro-2-(1- methhylpropyl)-3H-1,2,4-triazol-3 on. - Công thức phân tử: C35H38Cl2N8O4.

- Khối lượng phân tử: 705,65 g/mol [7], [14].