Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ dược học của nghiên cứu sinh Hoàng Văn Đức với đề tài "Nghiên cứu bào chế viên nén felodipin giải phóng kéo dài", chuyên ngành Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc (mã số 62720402), được thực hiện tại Trường Đại học Dược Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Thị Thanh Duyên và GS. Võ Xuân Minh. Đề tài là một phần nội dung thuộc Đề tài cấp Nhà nước mã số KC 10.15/11-15.
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Felodipin là thuốc hạ huyết áp thuộc nhóm chẹn kênh calci (dẫn xuất 1,4-dihydropyridin), có tính chọn lọc cao trên cơ trơn mạch máu, được chỉ định phổ biến trong điều trị tăng huyết áp và đau thắt ngực ổn định. Theo Hệ thống phân loại sinh dược học bào chế (BCS), felodipin thuộc nhóm II (độ tan rất kém trong nước, tính thấm qua màng sinh học tốt), bị chuyển hóa qua gan lần đầu mạnh qua hệ enzym cytochrom P450 CYP3A4, dẫn đến sinh khả dụng đường uống chỉ đạt khoảng 15%.
Tại Việt Nam, các thuốc felodipin sản xuất trong nước chủ yếu lưu hành ở dạng bào chế quy ước (giải phóng ngay), có nhiều nhược điểm: phải dùng thuốc 2 lần/ngày, nồng độ thuốc trong máu dao động mạnh tạo hiện tượng đỉnh - đáy (dễ gây tác dụng không mong muốn ở nồng độ đỉnh và giảm hiệu lực điều trị ở nồng độ đáy), không duy trì được tác dụng điều trị ổn định suốt 24 giờ. Biệt dược gốc đối chiếu Plendil® ER (AstraZeneca AB) là viên nén giải phóng kéo dài sử dụng hệ cốt thân nước hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), cho phép kiểm soát tốc độ giải phóng dược chất và chỉ cần uống 1 lần/ngày. Để nâng cao hiệu quả điều trị, giảm biến cố bất lợi, tăng tuân thủ điều trị của người bệnh và hạ giá thành thuốc, việc nghiên cứu phát triển viên nén felodipin 5 mg giải phóng kéo dài tương đương với thuốc đối chiếu Plendil® ER bằng công nghệ sản xuất phù hợp với điều kiện trong nước là yêu cầu cấp thiết.
Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết là kết hợp kỹ thuật tăng độ tan bằng hệ phân tán rắn (ASD) với công nghệ kiểm soát giải phóng bằng hệ cốt thân nước HPMC, đồng thời áp dụng phương pháp Quản lý chất lượng theo thiết kế (Quality by Design - QbD) để thiết lập công thức và quy trình sản xuất quy mô 10.000 viên/lô ổn định, có tương đương sinh học so với thuốc đối chiếu.
Mục tiêu nghiên cứu
Luận án xác định 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Xây dựng được công thức, quy trình bào chế viên nén felodipin 5 mg giải phóng kéo dài hệ cốt thân nước dựa trên hệ phân tán rắn quy mô 10.000 viên/lô tương đương bào chế với viên đối chiếu.
- Đề xuất được tiêu chuẩn chất lượng và đánh giá được độ ổn định viên nén felodipin 5 mg giải phóng kéo dài.
- Sơ bộ đánh giá được tương đương sinh học của viên nén felodipin 5 mg giải phóng kéo dài so sánh với thuốc đối chiếu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt chất felodipin nguyên liệu (tiêu chuẩn Dược điển Châu Âu EP 7.0); hệ phân tán rắn chứa felodipin; viên nén bao phim felodipin 5 mg giải phóng kéo dài; thuốc đối chiếu Plendil® ER 5 mg (AstraZeneca AB, Thụy Điển, số đăng ký VN-17835-14, các số lô N04812, Q0037).
- Phạm vi không gian và thời gian: Nghiên cứu thực nghiệm bào chế, phân tích và theo dõi độ ổn định được thực hiện tại Bộ môn Công nghiệp Dược, Bộ môn Bào chế - Trường Đại học Dược Hà Nội; phối hợp phân tích cấu trúc tại Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) và đánh giá tương đương sinh học in vivo tại Trung tâm Đánh giá Tương đương sinh học - Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương. Luận án được hoàn thành và bảo vệ năm 2020.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trước đây được điểm lại
Luận án đã tổng quan hệ thống các nghiên cứu trong nước và quốc tế về các hướng tiếp cận chính:
-
Nghiên cứu cải thiện độ tan và độ hòa tan của felodipin:
- Phương pháp nóng chảy: Sofia A. và cộng sự (2012) sử dụng mạng thần kinh nhân tạo điều chế hệ phân tán rắn (HPTR) felodipin với PVP K30 và PEG 200, làm giảm nhiệt độ chuyển kính ($T_g$) 10–12°C, độ hòa tan đạt 40,43–95,41% sau 15 phút. Karavas E. và cộng sự (2006) dùng PVP K30 và PEG 4000 (tỷ lệ dược chất/chất mang 10–50%), chỉ ra felodipin tồn tại dạng vô định hình với PVP và dạng tinh thể cỡ micro với PEG.
- Phương pháp bốc hơi dung môi: Kim Eun-Jung và cộng sự (2006) khảo sát chất mang PVP K30, HPMC 2910, manitol, sorbitol, poloxamer; kết quả poloxamer tỷ lệ 1:5 cho độ hòa tan trên 80% và dược chất chuyển sang dạng vô định hình. Mahalingam G. và cộng sự (2009) dùng PEG 6000 và PVA trong ethanol. Won D.H. và cộng sự (2005) dùng kỹ thuật bốc hơi dung môi kết hợp sục khí CO2 siêu tới hạn (áp suất 100 bar, 45°C) với HPMC 2910 và poloxamer, kích thước hạt đạt 200–250 nm, độ hòa tan đạt 90% sau 2 giờ. Paradkar và cộng sự (2012) dùng hệ dung môi dicloromethan:ethanol (5:5) với PVP K90. Solanki A.B. và cộng sự (2011) áp dụng thiết kế Box-Behnken (QbD) tối ưu hóa HPTR gồm HPMC (91,33 mg), Inutec SP1 (18,72 mg), Pluronic F127 (49,19 mg).
- Phương pháp phun sấy: Nollenberger K. và cộng sự (2009) dùng Eudragit EPO (5%) và Eudragit 30D (10%), tăng độ tan của felodipin từ mức không phát hiện lên 340 µg/ml.
-
Nghiên cứu dạng thuốc giải phóng kéo dài chứa felodipin:
- Hệ bơm thẩm thấu kéo - đẩy (PPOP): Wichan Ketjinda (2010) dùng phức hệ chitosan và polyacrylic acid, màng bao cellulose acetat 3%, khoan laser 0,5 mm; tại Việt Nam, nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Dược Hà Nội (2014) phát triển viên thẩm thấu 2 lớp dùng PEO 200.000 và PEO 5.000.000, màng bao cellulose acetat 10%, khoan laser 0,5 mm cho động học giải phóng bậc 0 trong 12 giờ.
- Hệ bao màng và pellet: Jeong-Sook Park (2007) bao màng pellet felodipin bằng Eudragit RS 30D. Karavas E. (2006) bao màng HPTR PVP/felodipin bằng hỗn hợp PVP/HPMC K4M CR và đóng nang 4 viên nhỏ.
- Hệ cốt trơ và cốt thân nước: Kiran Kumar S (2013) dùng cốt trơ carnauba wax (25%) và cellulose vi tinh thể (67,5%); Saravanan (2013) dùng starch-urea borat 32% phối hợp lactose; Lee Kyo Re (2008) kết hợp Lutrol F127 và Carbopol giải phóng kéo dài 24 giờ; Rahman M.M. (2009) dùng Polyox kết hợp HPMC E4MCR/K100M viên dập thẳng.
-
Nghiên cứu sinh khả dụng và tương đương sinh học:
- E. Blychert và cộng sự (1991) khảo sát trên 140 người tình nguyện uống liều 10 mg ($T_{max} = 1,4$ giờ; $C_{max} = 23,1$ nmol/l; $t_{1/2} = 23,1$ giờ; sinh khả dụng 14,5%; độ thanh thải $Cl = 655$ ml/phút). Anca Pop (2008) và Yisha LV (2015) đánh giá tương đương sinh học generic felodipin. Tại Việt Nam, nghiên cứu viên Felutam CR 5mg (Vellpharm) trên 12 người tình nguyện xác nhận đạt khoảng tin cậy 90% theo quy định.
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết
Các công nghệ bào chế viên thẩm thấu đòi hỏi thiết bị phức tạp (máy khoan lỗ laser), kiểm soát quy trình khắt khe và giá thành cao. Luận án lựa chọn hướng đi khả thi cho công nghiệp dược phẩm trong nước: kết hợp hệ phân tán rắn để chuyển felodipin sang dạng vô định hình nhằm nâng cao độ tan, sau đó phối hợp vào hệ cốt thân nước HPMC (sử dụng các loại HPMC E4M, K4M, E15LV) để kiểm soát giải phóng dược chất theo cơ chế trương nở - khuếch tán - ăn mòn; áp dụng phần mềm QbD (Modde 8.1) để thiết lập không gian thiết kế, thẩm định quy trình ở quy mô 10.000 viên/lô và chứng minh tương đương sinh học với viên đối chiếu Plendil® ER 5 mg.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khung phân tích
-
Lý thuyết hệ phân tán rắn vô định hình (Amorphous Solid Dispersion - ASD): Trạng thái vô định hình có năng lượng tự do, enthalpy và entropy cao hơn dạng tinh thể, làm tăng tốc độ hòa tan và độ tan biểu kiến. Hiện tượng hồi phục cấu trúc phân tử tuân theo mô hình Adam-Gibbs và Adam-Gibbs-Vogel:
$$\tau = \tau_0 \exp\left(\frac{D T_0}{T (1 - T_0 / T_g)}\right)$$
Nhiệt độ chuyển kính của hỗn hợp ($T_{g,mix}$) được dự đoán theo phương trình Gordon-Taylor:
$$T_{g,mix} = \frac{w_1 T_{g1} + K w_2 T_{g2}}{w_1 + K w_2}$$
với $K \approx (\rho_1 T_{g1}) / (\rho_2 T_{g2})$. Sự hình thành liên kết hydro giữa nhóm carbonyl/amin của polyme (PVP, HPMC) với nhóm chức của felodipin ngăn chặn sự di chuyển phân tử và tái kết tinh.
-
Lý thuyết giải phóng thuốc từ hệ cốt thân nước HPMC: Khi tiếp xúc dịch tiêu hóa, HPMC hấp thụ nước, chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái cao su ($T_g$ hạ xuống dưới nhiệt độ môi trường), tạo lớp gel bề mặt. Cơ chế giải phóng thuốc diễn ra đồng thời qua sự khuếch tán của phân tử dược chất qua lớp gel và sự hòa tan, ăn mòn dần của lớp gel polyme.
-
Khung quản lý chất lượng theo thiết kế (QbD): Triển khai theo hướng dẫn ICH Q8, Q9, Q10, Q11 và tài liệu hướng dẫn của US FDA đối với dạng thuốc giải phóng biến đổi (Modified Release - MR). Trình tự triển khai: Xác định Hồ sơ mục tiêu chất lượng sản phẩm (QTPP) $\rightarrow$ Thuộc tính chất lượng quan trọng (CQAs) $\rightarrow$ Thuộc tính nguyên liệu quan trọng (CMAs) và Thông số quy trình quan trọng (CPPs) $\rightarrow$ Đánh giá rủi ro (FMEA, sơ đồ Ishikawa) $\rightarrow$ Thiết lập không gian thiết kế (Design Space) bằng thiết kế thực nghiệm $\rightarrow$ Chiến lược kiểm soát.
Phương pháp nghiên cứu thực tế
- Phương pháp bào chế:
- Bào chế hệ phân tán rắn: Phương pháp dung môi (hòa tan trong ethanol 96%, bốc hơi dung môi); phương pháp phun sấy (máy phun sấy BÜCHI Mini Spray Dryer B-191); phương pháp nóng chảy (đun chảy chất mang và hòa tan felodipin, làm lạnh nhanh).
- Bào chế viên nén: Tạo hạt ướt / dập thẳng; dập viên trên máy dập viên tâm sai PYE UNICAM, DP30A và máy dập viên quay tròn SHAKTI Model LP2; bao phim bảo vệ và cản quang trên máy bao phim tự động KBC-BP-05.
- Phương pháp phân tích đặc tính cấu trúc vật liệu:
- Kính hiển vi điện tử quét (FE-SEM Hitachi S-4800) quan sát hình thái bề mặt.
- Nhiễu xạ tia X (XRD Brucker D8 Advance) xác định trạng thái kết tinh / vô định hình.
- Phân tích nhiệt vi sai (DSC 1 Mettler Toledo) xác định điểm nóng chảy và nhiệt độ chuyển kính.
- Đánh giá tính chất khối bột: Đo tỷ trọng biểu kiến, tỷ trọng gõ và tính chỉ số Carr trên thiết bị Granule tester GTL.
- Phương pháp định lượng và thử nghiệm hòa tan:
- Đo quang phổ hấp thụ UV-VIS (Hitachi U-1900) tại bước sóng 363,2 nm định lượng độ hòa tan in vitro.
- Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC Shimadzu CLASS-VP) định lượng hàm lượng và độ đồng đều hàm lượng.
- Sắc ký lỏng khối phổ (HPLC-MS/MS Waters) định lượng felodipin trong huyết tương người với chất chuẩn nội Diltiazem HCl.
- Thử độ hòa tan in vitro trên máy thử độ hòa tan ERWEKA DT6000 (cánh khuấy, 50 vòng/phút, môi trường đệm phosphat pH 6,5 có bổ sung 1% natri laurylsulfat - NaLS, hoặc các môi trường pH 1,2; pH 4,5; pH 6,5).
- Phân tích động học giải phóng thuốc bằng phần mềm MathCAD 14.0 (khớp dữ liệu vào các mô hình bậc 0, bậc 1, Higuchi, Hixson-Crowell, Korsmeyer-Peppas, Weibull, Hopfenberg, Makoid-Banakar dựa trên tiêu chuẩn AIC và $R^2_{\text{hiệu chỉnh}}$).
- Phương pháp đánh giá tương đương sinh học (in vivo):
- Thử nghiệm lâm sàng mở, ngẫu nhiên, chéo đôi, 2 giai đoạn, 2 trình tự, liều đơn 5 mg trên 12 người tình nguyện nam khỏe mạnh. Phân tích thống kê phương sai (ANOVA) và khoảng tin cậy 90% cho các thông số $C_{max}$, $AUC_{0-t}$, $AUC_{0-\infty}$, $MRT$; kiểm định phi tham số Wilcoxon cho $T_{max}$.
Nguồn nguyên liệu, chất chuẩn và thiết bị
| STT |
Tên nguyên liệu / Hóa chất / Chất chuẩn |
Nguồn gốc / Xuất xứ |
Tiêu chuẩn chất lượng |
| 1 |
Felodipin nguyên liệu |
Trung Quốc |
EP 7.0 |
| 2 |
Felodipin chuẩn (hàm lượng 99,30%) |
Viện Kiểm nghiệm thuốc TW |
Tiêu chuẩn chất chuẩn |
| 3 |
Diltiazem HCl chuẩn nội (hàm lượng 100,85%) |
Viện Kiểm nghiệm thuốc TW |
Tiêu chuẩn chất chuẩn |
| 4 |
Thuốc đối chiếu Plendil® ER 5 mg |
AstraZeneca AB, Thụy Điển |
Biệt dược gốc |
| 5 |
HPMC E4M, HPMC K4M, HPMC E15LV |
Mỹ |
TCCS |
| 6 |
PVP K30 |
Trung Quốc |
BP 2008 |
| 7 |
Poloxamer 407 (PLX) |
Singapore |
TCCS |
| 8 |
PEG 4000, PEG 6000 |
Trung Quốc |
TCCS |
| 9 |
Lactose monohydrat, Lactose khan, Avicel PH102 |
Trung Quốc |
TCCS / BP 2014 / BP 2008 |
| 10 |
Magnesi stearat, Talc |
Pháp |
EP 7.0 / TCCS |
| 11 |
Aerosil, Manitol, Titan dioxyd |
Trung Quốc |
BP 2014 / TCCS |
| 12 |
HPMC E6 |
Nhật Bản |
USP 38 |
| 13 |
Methanol, Acetonitril, Acid phosphoric |
Mỹ / Đức |
Dùng cho HPLC |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Tổng quan
Chương 1 hệ thống hóa toàn diện các dữ liệu khoa học về dược chất felodipin, hệ phân tán rắn vô định hình, hệ cốt thân nước HPMC và quản lý chất lượng theo thiết kế (QbD):
- Đặc tính lý hóa và dược động học của felodipin: Tên khoa học: $(\pm)$-Ethyl methyl 4-(2,3-diclorophenyl)-1,4-dihydro-2,6-dimethyl-3,5-pyridindicarboxylat; công thức phân tử $C_{18}H_{19}Cl_2NO_4$; phân tử lượng 384,26. Điểm nóng chảy $T_m = 142\text{–}145^\circ\text{C}$; nhiệt độ chuyển kính $T_g = 45^\circ\text{C}$; độ tan trong nước cực thấp (19 mg/l ở 25°C); hệ số phân bố dầu/nước $\log P = 4,46$. Felodipin kém bền dưới tác động của ánh sáng và nhiệt ẩm, bị oxy hóa thành chất không hoạt tính dehydrofelodipin theo phản ứng động học bậc 1:
| Điều kiện độ ẩm 76,4% |
20°C |
70°C |
80°C |
90°C |
| Hằng số tốc độ phân hủy $k$ ($\text{s}^{-1}$) |
$4,6 \times 10^{-9}$ |
$5,61 \times 10^{-8}$ |
$8,47 \times 10^{-8}$ |
$12,46 \times 10^{-8}$ |
| Thời gian phân hủy 10% $t_{0,1}$ (ngày) |
256,19 |
21,72 |
14,39 |
9,79 |
| Thời gian bán hủy $t_{0,5}$ (ngày) |
1743,66 |
142,81 |
94,62 |
64,37 |
- Dược động học: Hấp thu gần như hoàn toàn qua tiêu hóa nhưng sinh khả dụng chỉ đạt ~15% do chuyển hóa qua gan lần đầu bởi CYP3A4. Tỷ lệ liên kết protein huyết tương đạt 99%; thể tích phân bố $V_d \approx 10$ l/kg; thời gian bán thải pha cuối của dạng giải phóng quy ước là 11–16 giờ, dạng giải phóng kéo dài kéo dài tới ~25 giờ và đạt trạng thái cân bằng sau 5 ngày.
- Tổng quan về hệ phân tán rắn và hệ cốt thân nước: Phân tích cơ chế ổn định vật lý của ASD, vai trò của chất mang polyme (PVP K30, PEG, HPMC, Poloxamer 407) trong việc ức chế mầm kết tinh và duy trì trạng thái quá bão hòa; phân tích cơ chế trương nở tạo gel, khuếch tán và ăn mòn của cốt HPMC (Methocel E và K).
- Ứng dụng QbD: Trình bày chi tiết cấu trúc QTPP, CQAs, CMAs, CPPs và 5 bước xây dựng công thức theo thiết kế (Formulation by Design - FbD) theo hướng dẫn của ICH và US FDA.
Chương 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 trình bày chi tiết về đối tượng, vật liệu, trang thiết bị và các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:
- Liệt kê đầy đủ 18 nguyên liệu tá dược, hóa chất phân tích đạt chuẩn dược dụng và hệ thống máy móc (BÜCHI B-191, ERWEKA DT6000, Shimadzu HPLC, Waters HPLC-MS/MS, Mettler Toledo DSC 1, Brucker D8 Advance).
- Chi tiết hóa 5 nội dung nghiên cứu gắn liền với mục tiêu đề tài.
- Quy trình phương pháp luận: Thiết lập QTPP và CQAs cho viên nén felodipin GPKD 5 mg; ứng dụng phần mềm Modde 8.1 trong thiết kế sàng lọc và tối ưu hóa mặt đáp; quy trình thẩm định phương pháp định lượng theo hướng dẫn ICH (tính đặc hiệu, độ tuyến tính, độ đúng, độ lặp lại, độ chính xác trung gian, LLOQ); quy trình đánh giá động học hòa tan bằng MathCAD 14.0; quy trình thử nghiệm tương đương sinh học in vivo trên 12 người tình nguyện theo đề cương được phê duyệt.
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và Bàn luận
Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm và biện giải khoa học qua các giai đoạn:
-
Phân tích thuốc đối chiếu Plendil® ER 5 mg và xây dựng QTPP:
- Xác định đặc tính lý hóa, kích thước viên, độ cứng, cấu trúc cốt thân nước HPMC của thuốc đối chiếu.
- Dữ liệu hòa tan của thuốc đối chiếu Plendil® ER 5 mg ($n=12$): Sau 2 giờ giải phóng đạt $16,8 \pm 1,5%$; sau 6 giờ đạt $52,4 \pm 2,1%$; sau 10 giờ đạt $84,6 \pm 2,8%$; sau 16 giờ đạt $>95%$. Động học giải phóng khớp tốt nhất với mô hình Hopfenberg và Korsmeyer-Peppas ($R^2 > 0,99$).
- Thiết lập Hồ sơ mục tiêu chất lượng sản phẩm (QTPP) và các chỉ tiêu chất lượng quan trọng (CQAs) gồm: hàm lượng (95–105%), độ đồng đều hàm lượng, độ hòa tan tại 3 thời điểm mốc (2 giờ: 10–25%; 6 giờ: 40–65%; 10 giờ: 75–100%).
-
Thẩm định phương pháp định lượng:
- Thẩm định phương pháp đo quang UV-VIS ở bước sóng 363,2 nm: Đường chuẩn tuyến tính cao ($R^2 > 0,999$), độ đúng thu hồi 98,5–101,2%, phù hợp định lượng độ hòa tan in vitro.
- Thẩm định phương pháp HPLC (cột C18, pha động acetonitril:nước:acid phosphoric, phát hiện UV): Độ lặp lại RSD < 1,5%, độ đúng 99,1–100,8%, dùng cho định lượng bán thành phẩm và thành phẩm.
- Thẩm định phương pháp HPLC-MS/MS định lượng felodipin trong huyết tương người với chất chuẩn nội Diltiazem HCl: Khoảng tuyến tính 0,1–20 ng/ml ($R^2 > 0,998$), giới hạn định lượng dưới LLOQ đạt 0,1 ng/ml, độ đúng và độ lặp lại trong ngày/khác ngày đều có RSD < 10%.
-
Bào chế và lựa chọn hệ phân tán rắn felodipin:
- Đánh giá 3 phương pháp: bốc hơi dung môi, phun sấy và nóng chảy.
- Kết quả phân tích DSC và XRD cho thấy hệ phân tán rắn sử dụng chất mang PVP K30 kết hợp Poloxamer 407 (hoặc HPMC E5LV kết hợp Poloxamer 407) làm mất hoàn toàn pic kết tinh của felodipin nguyên liệu, chuyển dược chất sang dạng vô định hình hoàn toàn.
- Độ tan của felodipin trong HPTR tối ưu tăng hơn 100 lần so với dược chất nguyên liệu, độ hòa tan đạt trên 85% sau 60 phút.
-
Bào chế viên nén felodipin 5 mg GPKD quy mô phòng thí nghiệm:
- Sàng lọc tá dược tạo cốt: Khảo sát HPMC E4M, HPMC K4M, HPMC E15LV đơn độc và phối hợp. Hỗn hợp HPMC E4M kết hợp tỷ lệ nhỏ HPMC E15LV cho khả năng kiểm soát tốc độ hydrat hóa và giải phóng tối ưu.
- Ứng dụng QbD và phần mềm Modde 8.1: Thiết lập không gian thiết kế (Design Space) với các biến đầu vào gồm tỷ lệ tổng cốt HPMC (34–38%), tỷ lệ E15LV/E4M và tỷ lệ tá dược độn (Lactose/Avicel).
- Tối ưu hóa xác định vùng công thức đạt CQAs: Viên dập đạt độ cứng 6–9 kP, đường kính viên 8 mm; tốc độ giải phóng đạt tương đương với Plendil® ER với hệ số tương đồng $f_2 > 70$. Khảo sát quy trình bao phim cản quang sử dụng HPMC E6, PEG 6000, titan dioxyd cho màng bao đồng đều, tăng khối lượng 3–4%, không làm thay đổi động học giải phóng.
-
Xây dựng và thẩm định quy trình sản xuất quy mô 10.000 viên/lô:
- Mở rộng quy mô từ 1.000 viên lên 10.000 viên/lô trên máy dập viên quay tròn SHAKTI LP2 và máy bao phim tự động.
- Thẩm định 3 lô sản xuất liên tiếp (Lô 1, Lô 2, Lô 3): Đánh giá độ phân tán hàm lượng giai đoạn trộn bột khô (RSD < 2,0%), độ đồng đều khối lượng cốm dập viên, chỉ số Carr (12–15%, độ trơn chảy tốt), độ cứng, độ mài mòn (< 0,5%), độ đồng đều hàm lượng viên nhân và viên bao phim.
- Dữ liệu giải phóng dược chất in vitro của 3 lô sản xuất hoàn toàn lặp lại và đồng nhất:
| Thời điểm hòa tan |
Lô 1 (% giải phóng) |
Lô 2 (% giải phóng) |
Lô 3 (% giải phóng) |
Yêu cầu tiêu chuẩn |
| 2 giờ |
$17,2 \pm 1,1$ |
$16,9 \pm 1,3$ |
$17,5 \pm 1,0$ |
10 – 25% |
| 6 giờ |
$53,1 \pm 1,8$ |
$52,6 \pm 1,5$ |
$54,0 \pm 1,7$ |
40 – 65% |
| 10 giờ |
$85,4 \pm 2,2$ |
$84,8 \pm 2,0$ |
$86,1 \pm 2,1$ |
75 – 100% |
-
Đề xuất tiêu chuẩn chất lượng và đánh giá độ ổn định:
- Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho viên nén bao phim felodipin 5 mg GPKD gồm các chỉ tiêu: Hình thức cảm quan, định tính, độ đồng đều khối lượng, độ đồng đều hàm lượng, độ hòa tan 3 thời điểm, tạp chất liên quan (dehydrofelodipin $\le 0,5%$, tạp chất khác $\le 0,2%$, tổng tạp $\le 1,0%$), định lượng ($95,0\text{–}105,0%$).
- Đánh giá độ ổn định ở điều kiện lão hóa cấp tốc ($40 \pm 2^\circ\text{C} / 75 \pm 5%\text{ RH}$) trong 6 tháng và điều kiện dài hạn ($30 \pm 2^\circ\text{C} / 75 \pm 5%\text{ RH}$) trong 24 tháng trên cả 3 lô: Các chỉ tiêu cảm quan, hàm lượng, độ hòa tan và tạp chất liên quan đều nằm trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép.
-
Đánh giá tương đương sinh học:
- Tương đương in vitro: Đánh giá trên 3 môi trường hòa tan pH 1,2; pH 4,5 và pH 6,5 có chất diện hoạt. Hệ số tương đồng $f_2$ giữa viên nghiên cứu (T) và viên đối chiếu Plendil® ER (R) trên cả 3 môi trường đều đạt $> 65$.
- Tương đương sinh học in vivo (trên 12 người tình nguyện khỏe mạnh):
- Thông số dược động học của thuốc Thử (T) và thuốc Chứng (R):
| Thông số dược động học |
Thuốc Thử (T) |
Thuốc Chứng (R) |
Tỷ số T/R (%) |
Khoảng tin cậy 90% (CI 90%) |
| $C_{max}$ (ng/ml) |
$2,48 \pm 0,62$ |
$2,55 \pm 0,58$ |
97,25 |
88,42 – 106,95% |
| $AUC_{0-t}$ (ng.h/ml) |
$36,82 \pm 9,14$ |
$37,45 \pm 8,86$ |
98,32 |
90,15 – 107,24% |
| $AUC_{0-\infty}$ (ng.h/ml) |
$41,25 \pm 10,21$ |
$42,10 \pm 9,95$ |
97,98 |
89,80 – 106,90% |
| $T_{max}$ (giờ) |
$3,50 \pm 0,80$ |
$3,60 \pm 0,75$ |
- |
Kiểm định Wilcoxon: $p > 0,05$ |
| $MRT$ (giờ) |
$15,85 \pm 2,40$ |
$16,10 \pm 2,30$ |
98,45 |
92,10 – 105,20% |
Khoảng tin cậy 90% của tỷ số biến đổi logarit đối với các giá trị $C_{max}$, $AUC_{0-t}$, $AUC_{0-\infty}$ đều nằm hoàn toàn trong khoảng giới hạn 80,00–125,00% theo quy định của Bộ Y tế và US FDA. Thuốc nghiên cứu đạt tương đương sinh học với thuốc đối chiếu Plendil® ER 5 mg.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận
- Luận án đã ứng dụng một cách có hệ thống và toàn diện phương pháp luận Quản lý chất lượng theo thiết kế (QbD) kết hợp với công cụ thiết kế thực nghiệm mặt đáp (Modde 8.1) trong việc xây dựng công thức và tối ưu hóa quy trình sản xuất viên nén giải phóng kéo dài chứa dược chất kém tan (BCS nhóm II).
- Làm sáng tỏ cơ chế chuyển dạng thù hình từ tinh thể sang vô định hình của felodipin trong hệ phân tán rắn với các chất mang thân nước (PVP K30, HPMC E5LV, Poloxamer 407) bằng các bằng chứng phân tích nhiệt vi sai (DSC) và nhiễu xạ tia X (XRD).
- Chứng minh mô hình giải phóng dược chất kết hợp giữa hiện tượng hòa tan - khuếch tán từ hệ phân tán rắn vô định hình qua mạng lưới gel hydrat hóa và sự ăn mòn dần của hệ cốt thân nước phối hợp HPMC đa cấp độ nhớt (E4M và E15LV).
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Đã thiết lập được công thức và quy trình công nghệ bào chế viên nén bao phim felodipin 5 mg giải phóng kéo dài hệ cốt thân nước quy mô pilot 10.000 viên/lô có tính lặp lại cao, tính khả thi công nghiệp và vận hành được trên các thiết bị sản xuất hiện có trong nước.
- Xây dựng và thẩm định thành công bộ Tiêu chuẩn chất lượng cơ sở cho sản phẩm viên nén felodipin 5 mg GPKD và phương pháp định lượng felodipin trong dịch sinh học bằng kỹ thuật HPLC-MS/MS đạt độ nhạy cao.
- Chứng minh được sản phẩm nghiên cứu đạt độ ổn định 24 tháng và đạt tương đương sinh học in vivo trên người tình nguyện so với biệt dược gốc Plendil® ER 5 mg của hãng AstraZeneca AB.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đề xuất ứng dụng quy trình công nghệ đã thẩm định để triển khai sản xuất viên nén felodipin 5 mg GPKD tại các nhà máy dược phẩm đạt chuẩn GMP-WHO trong nước nhằm cung cấp thuốc generic chất lượng cao thay thế thuốc nhập ngoại.
- Tiếp tục duy trì quy trình kiểm soát các thông số quy trình trọng yếu (CPPs) và thuộc tính nguyên liệu (CMAs) đã được xác lập trong không gian thiết kế của luận án khi chuyển giao công nghệ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Nghiên cứu đánh giá tương đương sinh học in vivo mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm sơ bộ trên cỡ mẫu 12 người tình nguyện nam khỏe mạnh ở trạng thái nhịn ăn (đói), chưa tiến hành đánh giá ở trạng thái no (sau bữa ăn giàu chất béo).
- Quy trình sản xuất mới được thẩm định ở quy mô pilot 10.000 viên/lô tại phòng thí nghiệm mở rộng, chưa triển khai ở quy mô công nghiệp thương mại lớn (từ 100.000 viên/lô trở lên).
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Triển khai nâng cấp quy mô sản xuất lên quy mô công nghiệp (commercial scale) và hoàn thiện hồ sơ đăng ký lưu hành thuốc.
- Mở rộng đánh giá tương đương sinh học trên cỡ mẫu lớn hơn và khảo sát thêm ảnh hưởng của thức ăn đến sinh khả dụng của viên nén nghiên cứu.
- Ứng dụng công nghệ hệ cốt thân nước kết hợp hệ phân tán rắn đã thiết lập để nghiên cứu phát triển thêm các hàm lượng khác của felodipin (2,5 mg và 10 mg).
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng cao cho nhiều đối tượng trong ngành Dược:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên chuyên ngành Công nghệ Dược phẩm và Bào chế: Có thể tham khảo phương pháp luận áp dụng QbD (ICH Q8, Q9, Q10), phương pháp thiết kế thực nghiệm mặt đáp bằng phần mềm Modde 8.1, các kỹ thuật phân tích cấu trúc rắn (DSC, XRD, SEM) và mô hình hóa động học giải phóng thuốc bằng MathCAD.
- Cán bộ nghiên cứu R&D và kỹ thuật tại các nhà máy Dược phẩm: Tham khảo trực tiếp công thức cốt HPMC kết hợp hệ phân tán rắn, các thông số kỹ thuật dập viên, bao phim và quy trình thẩm định 3 lô quy mô 10.000 viên/lô để ứng dụng phát triển các thuốc giải phóng biến đổi.
- Chuyên viên kiểm nghiệm và phân tích dược: Tham khảo quy trình thẩm định phương pháp định lượng HPLC và kỹ thuật HPLC-MS/MS định lượng dược chất nồng độ vết trong mẫu sinh học phục vụ nghiên cứu tương đương sinh học.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao felodipin cần phải bào chế dưới dạng viên nén giải phóng kéo dài?
Felodipin là dược chất thuộc nhóm II theo phân loại BCS (rất khó tan trong nước), có sinh khả dụng thấp (~15%) do chuyển hóa qua gan lần đầu mạnh. Dạng viên quy ước giải phóng nhanh làm nồng độ thuốc trong máu dao động mạnh tạo hiện tượng "đỉnh - đáy", dễ gây tác dụng không mong muốn ở nồng độ đỉnh và phải uống 2 lần/ngày. Dạng giải phóng kéo dài giúp duy trì nồng độ điều trị ổn định trong 24 giờ, giảm tác dụng phụ và chỉ cần dùng 1 lần/ngày.
2. Luận án đã sử dụng giải pháp kỹ thuật nào để khắc phục độ tan kém của felodipin?
Tác giả đã bào chế hệ phân tán rắn vô định hình (ASD) chứa felodipin bằng các phương pháp bốc hơi dung môi, phun sấy và nóng chảy sử dụng các chất mang thân nước như PVP K30, HPMC E5LV kết hợp với chất diện hoạt Poloxamer 407. Bằng chứng DSC và XRD xác nhận felodipin chuyển hoàn toàn từ dạng tinh thể sang dạng vô định hình, giúp độ tan tăng hơn 100 lần so với dược chất nguyên liệu.
3. Phương pháp Quản lý chất lượng theo thiết kế (QbD) được áp dụng như thế nào trong luận án?
Luận án xây dựng Hồ sơ mục tiêu chất lượng sản phẩm (QTPP) và xác định các CQAs (hàm lượng, độ đồng đều, độ hòa tan tại 2h, 6h, 10h). Sau đó, sử dụng ma trận rủi ro FMEA và sơ đồ Ishikawa để sàng lọc các CMAs (tỷ lệ HPMC, tỷ lệ E15LV/E4M, tá dược độn) và CPPs (lực dập, tốc độ dập). Cuối cùng, dùng phần mềm Modde 8.1 phân tích mặt đáp để thiết lập Không gian thiết kế (Design Space) tối ưu cho công thức và quy trình dập viên.
4. Thuốc đối chiếu được sử dụng trong luận án là thuốc nào và động học giải phóng ra sao?
Thuốc đối chiếu là Plendil® ER 5 mg (AstraZeneca AB, Thụy Điển, số đăng ký VN-17835-14). Thuốc có cơ chế giải phóng qua hệ cốt thân nước HPMC với tỷ lệ giải phóng in vitro sau 2 giờ đạt $16,8%$; sau 6 giờ đạt $52,4%$; sau 10 giờ đạt $84,6%$, tuân theo mô hình động học Hopfenberg và Korsmeyer-Peppas.
5. Kết quả đánh giá tương đương sinh học in vivo giữa viên nghiên cứu và Plendil® ER đạt được như thế nào?
Thử nghiệm trên 12 người tình nguyện khỏe mạnh cho thấy khoảng tin cậy 90% của tỷ số thuốc Thử/thuốc Chứng đối với $C_{max}$ đạt 88,42–106,95%, $AUC_{0-t}$ đạt 90,15–107,24% và $AUC_{0-\infty}$ đạt 89,80–106,90%. Tất cả đều nằm hoàn toàn trong giới hạn quy định 80,00–125,00%, chứng minh thuốc nghiên cứu tương đương sinh học với Plendil® ER 5 mg.
Kết luận
Luận án của nghiên cứu sinh Hoàng Văn Đức đã nghiên cứu thành công viên nén bao phim felodipin 5 mg giải phóng kéo dài hệ cốt thân nước HPMC dựa trên nền tảng hệ phân tán rắn vô định hình. Bằng việc ứng dụng phương pháp Quản lý chất lượng theo thiết kế (QbD) và công cụ tối ưu hóa thực nghiệm, đề tài đã xây dựng và thẩm định hoàn chỉnh quy trình sản xuất quy mô 10.000 viên/lô lặp lại, ổn định trong 24 tháng. Sản phẩm nghiên cứu được chứng minh đạt tương đương in vitro và tương đương sinh học in vivo so với biệt dược gốc Plendil® ER 5 mg, khẳng định tính khả thi cao trong việc chuyển giao công nghệ và sản xuất thuốc generic chất lượng cao phục vụ điều trị trong nước.
