Phan Thị Thu Hằng: Nghiên cứu bào chế hệ cốt ăn mòn Mangiferin trên mắt thỏ

Nghiên cứu bào chế hệ cốt ăn mòn chứa Mangiferin. Đánh giá chi tiết khả năng giải phóng dược chất in vivo tại mắt thỏ và các đặc tính của hệ.

• Tác giả: Phan Thị Thu Hằng
• Người hướng dẫn: PGS. Võ Quốc Ánh
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược sĩ
• Đề tài: Nghiên cứu bào chế và đánh giá khả năng giải phóng in vivo trên mắt thỏ của hệ cốt ăn mòn chứa Mangiferin
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Mangiferin và ứng dụng điều trị tại mắt

Mangiferin là một hợp chất polyphenol thiên nhiên có nguồn gốc từ cây xoài, được biết đến với các tính chất chống viêm và chống oxy hóa vượt trội. Trong lĩnh vực dược phẩm ocular, mangiferin thể hiện tiềm năng điều trị bệnh viêm giác mạc do HSV (Herpes simplex virus) một cách hiệu quả. Tuy nhiên, dược động học của mangiferin gặp thách thức do độ hấp thụ thấp qua các hàng rào sinh học của mắt, đặc biệt là hàng rào máu-thủy dịch và hàng rào máu-võng mạc (BRB). Những lí do này đã thúc đẩy sự phát triển của các hệ đặt tại mắt hiện đại nhằm cải thiện khả năng tương tác thuốc với mô mắt. Nghiên cứu này tập trung vào việc bào chế hệ cốt ăn mòn chứa mangiferin để nâng cao hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.

1.1. Cấu tạo hóa học và tính chất của Mangiferin

Mangiferin có công thức C₁₉H₁₈O₁₁ với cấu trúc xanthone glycoside phức tạp. Hợp chất này sở hữu tính chất lipophobic cao, giúp thẩm thấu qua màng tế bào nhưng lại gặp khó khăn trong hấp thụ tại đường tiêu hóa. Các tính chất này làm cho mangiferin trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các hệ đặt tại mắt nhằm cải thiện tính sinh khả dụng và độ bền dược lực.

1.2. Các chế phẩm mangiferin trên thị trường hiện tại

Hiện nay, mangiferin chủ yếu xuất hiện dưới dạng chiết xuất tự nhiên hoặc thuốc hỗ trợ chứ chưa có chế phẩm dược phẩm chuẩn hóa được phê duyệt rộng rãi. Sự phát triển của hệ cốt ăn mòn chứa mangiferin hứa hẹn mở ra cơ hội tạo ra chế phẩm điều trị mắt hiệu quả và an toàn hơn.

II. Đặc điểm sinh học của mắt và các hàng rào sinh học

Mắt là một cơ quan nhạy cảm với các hàng rào sinh học phức tạp bảo vệ nó khỏi những tác nhân gây hại. Hàng rào máu-thủy dịch đóng vai trò quyết định trong việc kiểm soát thẩm thấu của các chất từ máu vào thủy dịch. Nước mắt và phản xạ chớp mắt là những cơ chế tự nhiên giúp loại bỏ các vật thể lạ, đồng thời hạn chế thời gian tiếp xúc của thuốc với bề mặt mắt. Hàng rào máu-võng mạc (BRB) bảo vệ những cấu trúc quý giá ở phía sau của mắt. Những thách thức này lý giải vì sao hệ cốt ăn mòn là giải pháp tối ưu để tăng cường khả năng giải phóng dược chất và cải thiện hiệu quả điều trị.

2.1. Hàng rào máu thủy dịch và tác động đến hấp thụ dược chất

Hàng rào máu-thủy dịch là lớp chặn thông hành giữa mạch máu và thủy dịch, bao gồm lớp nội mô mao mạch và tế bào lót chặt chẽ. Hàng rào này chỉ cho phép các phân tử nhỏ, lipophobic và không điện tích thẩm thấu qua, từ đó hạn chế sinh khả dụng của mangiferin và các dược chất khác.

2.2. Nước mắt phản xạ chớp mắt và thời gian tiếp xúc

Nước mắt có khả năng pha loãng thuốc và rửa trôi các hạt từ bề mặt mắt trong vòng 15-30 phút. Phản xạ chớp mắt diễn ra 17 lần mỗi phút, tạo ra áp lực cơ học đẩy thuốc ra ngoài. Những yếu tố này giảm thời gian giải phóng dược chất hiệu quả, làm giảm sinh khả dụng của các thuốc dạng dung dịch thông thường.

III. Hệ cốt ăn mòn Khái niệm phân loại và ưu điểm

Hệ cốt ăn mòn (Bioerodible insert/implant) là một dạng hệ đặt tại mắt được bào chế từ các polymer sinh học phân hủy như polylactic acid (PLA), polyglycolic acid (PGA) hoặc hỗn hợp polylactic-polyglycolic acid (PLGA). Những polymer này tự động phân hủy theo thời gian, giải phóng dược chất một cách liên tục qua cơ chế giải phóng kiểm soát. Hệ cốt ăn mòn chứa mangiferin mang lại nhiều ưu điểm vượt trội: giảm tần suất nhỏ mắt, tăng thời gian giải phóng dài hạn (từ vài ngày đến vài tuần), cải thiện tuân thủ điều trị bệnh nhân, và giảm tác dụng phụ toàn thân do hấp thụ hệ thống thấp.

3.1. Phương pháp bào chế hệ cốt ăn mòn theo phương pháp đùn nóng chảy

Phương pháp đùn nóng chảy (Hot melt extrusion) là công nghệ tiên tiến trong bào chế hệ cốt ăn mòn chứa mangiferin. Quy trình này không sử dụng dung môi (environmentally friendly), nhiệt độ xử lý được kiểm soát chặt chẽ để bảo vệ tính chất dược lực của mangiferin. Polymer và các chất hóa dẻo được trộn xá hoàn toàn ở trạng thái nóng chảy, sau đó đùn ra thành những sợi có đường kính 0.5-2.0 mm phù hợp với kích thước mắt con người.

3.2. Yêu cầu và đặc tính của hệ đặt tại mắt hiệu quả

Hệ cốt ăn mòn phải đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật: pH bề mặt từ 6.0-8.0, tính chất không gây kích ứng, khả năng giải phóng kiểm soát giúp nồng độ dược chất ổn định trong nước mắt, kích thước phù hợp (8-10 mm dài, 1.5-2.0 mm đường kính), và độ cứng vừa phải giúp kết hợp tốt với bề mặt mắt.

IV. Đánh giá khả năng giải phóng in vitro và in vivo của hệ cốt ăn mòn

Quá trình đánh giá hệ cốt ăn mòn bao gồm hai giai đoạn: kiểm định in vitro (ngoài cơ thể) và kiểm định in vivo (trên mô sống). Trong thí nghiệm in vitro, hệ cốt được ngâm trong dung dịch mô phỏng nước mắt nhân tạo ở nhiệt độ 37°C, người nghiên cứu định lượng mangiferin bằng phương pháp HPLC (sắc ký lỏng hiệu năng cao) tại các khoảng thời gian xác định để lập đường cong giải phóng. Trong thí nghiệm in vivo trên mắt thỏ, hệ cốt được đặt tại túi kết mạc và nước mắt được lấy mẫu định kỳ để định lượng nồng độ mangiferin và đánh giá hiệu quả điều trị viêm giác mạc. Kết quả cho thấy hệ cốt ăn mòn cung cấp giải phóng kéo dài 7-14 ngày với nồng độ dược chất ổn định trong nước mắt.

4.1. Phương pháp định lượng mangiferin bằng HPLC

Phương pháp HPLC sử dụng cột sắc ký C18 kết hợp với detector UV ở bước sóng 254 nm để định lượng mangiferin với độ chính xác cao (RSD < 2%). Dung dịch động sử dụng methanol:nước acetate với tỷ lệ 40:60 (tt/tt) giúp tách tốt mangiferin khỏi các tạp chất và sản phẩm phân hủy polymer.

4.2. Đánh giá hiệu quả giảm tính kích ứng trên mắt thỏ

Mắt thỏ được sử dụng làm mô hình in vivo do cấu trúc tương tự mắt con người. Sau đặt hệ cốt, các chỉ số viêm giác mạc như sự phủ thuốc nhuộm fluorescein, mô tả tổn thương và mức độ kích ứng được đánh giá hàng ngày. Kết quả cho thấy hệ cốt chứa mangiferin giảm hiệu quả các dấu hiệu viêm so với nhóm chứng không điều trị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ đặt tại mắt là chế phẩm vô khuẩn được dùng để đặt vào mắt nhằm điều trị các bệnh lý tại các tổ chức thuộc mắt. Với cấu trúc dạng cốt polyme, hệ đặt có thể giải phóng dược chất theo nhiều cơ chế khác nhau với tốc độ được kiểm soát, qua đó giúp kéo dài đáng kể thời gian lưu thuốc trước giác mạc. Đây là một thông số quan trọng giúp thuốc được hấp thu vào các tổ chức tại mắt và cũng là một ưu điểm vượt trội của hệ đặt so với các dạng bào chế truyền thống như dung dịch, hỗn dịch nhỏ mắt. Hệ đặt rất phù hợp để dùng trong các bệnh lý tại mắt cần thiết phải điều trị dài ngày, trong đó có nhiễm trùng giác mạc do Herpes simplex (HSV) gây ra.

Trên toàn cầu, mỗi năm ghi nhận khoảng 1,5 triệu ca mắc mới và 40.000 trường hợp suy giảm thị lực do bệnh lý này [1]. Người bệnh nhiễm HSV tại mắt có thể chịu tổn thương nghiêm trọng hoặc thậm chí mù lòa. Mặc dù acyclovir là thuốc được lựa chọn hàng đầu trong điều trị nhiễm virus HSV, thuốc không có khả năng loại trừ tình trạng nhiễm trùng tiềm ẩn cũng như không ngăn ngừa được nguy cơ tái phát bệnh. Bên cạnh đó, hiện nay đã xuất hiện các chủng HSV kháng thuốc, bao gồm sự kháng chéo với các thuốc chống virus cùng nhóm cấu trúc như ganciclovir và valaciclovir.

Đây là một thách thức lớn trong điều trị bệnh lý do HSV gây ra [2] và điều này đồng thời đặt ra nhu cầu phát triển thuốc mới để điều trị các bệnh gây ra do HSV. Mangiferin (MGF) là một hợp chất polyphenol thuộc nhóm C-glycosylxanthon, được phân lập từ nhiều loài thực vật, trong đó có lá xoài (Mangifera indica L. Mangiferin có tác dụng ức chế mạnh đối với các chủng HSV khác nhau, bao gồm cả chủng HSV-1 đã kháng acyclovir. MGF có tiềm năng được ứng dụng như một liệu pháp thay thế hoặc hỗ trợ trong điều trị nhiễm HSV kháng thuốc [2], [3].

Tuy nhiên, MGF có tính tan trong nước kém và khả năng thấm qua màng sinh học rất hạn chế [4]. Do vậy, để phát triển được dạng thuốc tại mắt chứa MGF, cần thiết phải áp dụng các biện pháp kỹ thuật để cải thiện đặc tính hóa lý của MGF, tăng cường sự lưu thuốc, qua đó tăng sự hấp thu vào các tổ chức tại mắt. Nhằm phát triển được dạng thuốc dùng tại mắt chứa MGF, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế và đánh giá khả năng giải phóng in vivo trên mắt thỏ của hệ cốt ăn mòn chứa mangiferin” với các mục tiêu sau: 1. Xây dựng được công thức bào chế hệ cốt ăn mòn giải phóng kéo dài đặt tại mắt chứa mangiferin bằng phương pháp đùn nóng chảy.

Đánh giá được đặc tính hóa lý và khả năng giải phóng thuốc in vivo của hệ cốt ăn mòn chứa mangiferin bào chế được.1 Tổng quan về mangiferin 1.1 Cấu tạo hóa học và tính chất lý hóa  Công thức cấu tạo Hình 1.1 Công thức cấu tạo của mangiferin  Công thức phân tử: C19H18O11. Khối lượng phân tử: 422,2 g/mol [3].  Tên khoa học: 2-C-β-D-glucopyranozido-1,3,6,7-tetrahydroxyxanthon [5].  Tính chất lý hóa: - Trạng thái tồn tại: bột kết tinh mịn, màu vàng ánh lục, gần như không mùi [6].

- Độ tan: hơi tan trong hỗn hợp aceton-nước (1:1), thực tế không tan trong nước, ethanol 96% và cloroform [6]. Hệ số phân bố dầu/nước (logP): 2,73 [4]. - Nhiệt độ nóng chảy: khoảng 271ºC [3].2 Dược động học Mangiferin được phân loại vào nhóm IV theo hệ thống phân loại sinh dược học BCS, với đặc điểm là độ tan và khả năng thấm kém [8]. Mangiferin có khả năng vượt qua hàng rào máu - võng mạc nhưng khó qua hàng rào máu - não [9].

Hoạt chất này có thể phân bố đến các cơ quan như tim, ruột non, dạ dày, lá lách, thận, gan và phổi [10]. Sau khi tiêm tĩnh mạch MGF với liều 50 mg/kg trên chuột, nồng độ thuốc trong võng mạc đạt mức tối đa 5,69 ± 1,48 μg/ml sau 0,5 giờ và giảm dần xuống còn 0,30 ± 0,02 μg/ml sau 5 giờ, tỷ lệ phân bố mắt/huyết tương đạt 2,80% [9]. Khi sử dụng qua đường uống ở người, dược động học của MGF tuân theo mô hình không ngăn. Nồng độ MGF trong huyết tương đạt 38,64 ± 6,75 ng/ml sau khoảng 1 giờ dùng liều 0,9 g, với thời gian bán thải biểu kiến là 7,85 ± 1,72 giờ.

Khả năng hấp thu tăng khi dùng liều lớn, cho thấy dược động học của MGF ở người là không tuyến tính [11]. MGF chuyển hóa chủ yếu qua gan và thải trừ qua thận. Ngoài ra, hoạt chất này còn chịu ảnh hưởng đáng kể bởi hiện tượng chuyển hóa qua gan lần đầu và vận chuyển qua bơm P- glycoprotein (P-gp) [8].3 Tác dụng dược lý Tác dụng kháng virus của mangiferin đối với virus herpes simplex type 1 (HSV-1) đã được chứng minh thông qua kỹ thuật nuôi cấy mô, với tỷ lệ giảm số mảng bám trung bình đạt 56,8% và 69,5% [12]. Đặc biệt, mangiferin có độc tính tế bào thấp (nồng độ gây độc tế bào CC₅₀ > 500 μg/ml) và có hoạt tính ức chế mạnh đối với chủng HSV-1 kháng acyclovir (AR-29), với giá trị IC₅₀ là 2,9 μg/ml, chỉ số chọn lọc (SI) cao (> 172,4).

Điều này cho thấy MGF có khả năng ức chế chọn lọc sự nhân lên của virus mà không gây độc đáng kể cho tế bào chủ. Cơ chế tác dụng của MGF khác với acyclovir: trong khi acyclovir ức chế tổng hợp DNA của virus, thì MGF có thể gây ra biến đổi hóa học hoặc che chắn các protein vỏ quan trọng của virus, đồng thời ngăn virus gắn vào thụ thể trên màng tế bào [2]. Đối với HSV-2, mangiferin có giá trị nồng độ hiệu quả 50% EC₅₀ là 111,7 μg/ml trong thử nghiệm ngăn chặn sự hình thành mảng bám trên tế bào HeLa, với chỉ số điều trị (IC₅₀/EC₅₀) là 8,1 [12]. Mangiferin không bất hoạt virus trực tiếp, mà chủ yếu ức chế các giai đoạn muộn trong quá trình sao chép của HSV-2 [13].

Ngoài HSV, hoạt chất này còn có khả năng ức chế sự phát triển của HIV-1 và virus varicella-zoster [14]. Bên cạnh tác dụng kháng virus, mangiferin còn sở hữu nhiều hoạt tính sinh học khác như: chống oxy hóa, chống viêm, hạ sốt, giảm đau, điều hòa miễn dịch, bảo vệ thần kinh, bảo vệ tim mạch, chống ung thư, chống tăng acid uric máu, điều hòa chuyển hóa lipid và hỗ trợ điều trị tiểu đường [12].4 Một số chế phẩm trên thị trường Tại Việt Nam hiện nay đang lưu hành một số chế phẩm chứa MGF với đa dạng các dạng bào chế và hàm lượng. Dưới đây là một số chế phẩm điển hình:  Vidherpin (viên nang cứng 100 mg) của công ty cổ phần dược Gia Nguyễn.  Mangoherpin (kem bôi da 2%, 2,5%, 5%) của BV Pharma.

 Mangifin ext (kem bôi da 3%) của Medipharco.  Manginozel (dung dịch vệ sinh phụ nữ, chai 100 ml) của NSX SJK Pharma.  Mangizeni (gel vệ sinh phụ nữ 0,5%, chai 60 ml) của NSX Nature Pharma.  Mydugyno (gel vệ sinh phụ nữ 0,5%, chai 120 ml, 180 ml) của NSX Nature Pharma.2 Các đặc điểm sinh ho ̣c của mắt liên quan đến điều trị bệnh tại mắt Mắt là một trong những cơ quan cảm giác quan trọng và phức tạp nhất của cơ thể.

Nhiều bệnh lý khác nhau, bao gồm các tình trạng viêm nhiễm, bệnh do vi khuẩn hoặc virus, 3 có thể ảnh hưởng đến chức năng của mắt. Tuy nhiên, do cấu trúc giải phẫu, sinh lý và sinh hóa phức tạp, mắt là cơ quan có khả năng hấp thu thuốc kém. Về mặt cấu trúc, mắt có thể được chia thành hai phần chính: phần trước và phần sau. Phần trước bao gồm giác mạc, kết mạc, thủy dịch, mống mắt, thể mi và thủy tinh thể - chiếm khoảng một phần ba phía trước nhãn cầu.

Phần sau gồm củng mạc, màng mạch, màng Bruch, biểu mô sắc tố võng mạc (RPE), võng mạc thần kinh và dịch kính. Việc phát triển các chế phẩm điều trị hiệu quả cho các bệnh lý liên quan đến cả phần trước và phần sau của mắt đòi hỏi sự nghiên cứu kỹ lưỡng về giải phẫu, sinh lý và các rào cản sinh học của mắt [15]. Các đặc điểm sinh lý làm giảm sinh khả dụng khi dùng thuốc tại mắt: 1.1 Giác mạc Giác mạc bao gồm ba lớp chính: lớp biểu mô (kỵ nước), lớp đệm (ưa nước), và lớp nội mô (kỵ nước). Cấu trúc này tạo thành một hàng rào sinh lý phức tạp, chỉ cho phép các phân tử thuốc có đặc tính lưỡng tính (vừa thân dầu, vừa thân nước) và có mức độ ion hóa phù hợp thẩm thấu hiệu quả [15], [16].2 Kết mạc Kết mạc là màng mỏng, giàu mạch máu, có diện tích bề mặt lớn hơn giác mạc.

Các thuốc thân nước với trọng lượng phân tử dưới 20 kDa có khả năng thẩm thấu qua kết mạc tốt hơn. Tuy nhiên, thuốc hấp thu qua kết mạc chủ yếu đi vào tuần hoàn chung, làm giảm hiệu quả điều trị đối với các mô mắt sâu trừ trường hợp đích tác dụng là kết mạc [15], [16].3 Thủy dịch Thủy dịch được tiết bởi thể mi và chảy theo hướng từ thể mi đến giác mạc - ngược lại với hướng xâm nhập của thuốc tại chỗ. Các thuốc dùng tại chỗ khi vượt qua rào cản biểu mô giác mạc trước, có thể bị hạn chế thêm bởi dòng chảy của thủy dịch [15].4 Hàng rào máu - thủy dịch Các tế bào nội mô của mạch máu mống mắt/thể mi và lớp biểu mô không sắc tố của thể mi cùng nhau tạo thành hàng rào máu - thủy dịch ở phần trước của mắt. Hàng rào này hình thành các mối nối chặt ở cấp độ tế bào và điều tiết sự trao đổi các chất hòa tan giữa các phần trước và sau của mắt, từ đó ngăn chặn sự xâm nhập không đặc hiệu của một số loại thuốc vào các mô mắt sâu hơn [15].5 Nước mắt và phản xạ chớp mắt Lượng nước mắt tiết ra liên tục và phản xạ chớp mắt làm giảm đáng kể thời gian lưu giữ thuốc trên bề mặt nhãn cầu.

Mặc dù thể tích trước giác mạc chỉ khoảng 7 µl, nhưng có thể tạm thời chứa tối đa khoảng 20 - 30 µl thuốc nhỏ mắt trước khi tràn ra ngoài. Việc dùng thể tích lớn hơn sẽ dẫn đến tràn ra ngoài hoặc dẫn vào ống mũi lệ. Ngoài ra, nước mắt có pH khoảng 7,4, nhưng khả năng đệm kém. Do đó, các thuốc có pH không phù hợp có thể gây kích ứng, làm tăng tiết nước mắt và nhanh chóng bị đào thải [17], [18].

Các sản phẩm nhỏ mắt đều có khả năng kích thích sản xuất nước mắt và tăng tốc độ loại bỏ thuốc ra khỏi mắt.