Khóa luận: Bào chế và đánh giá pellet mesalamin giải phóng kéo dài

Tài liệu khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, trình bày chi tiết nghiên cứu bào chế và đánh giá pellet mesalamin giải phóng kéo dài, bao gồm cả sinh khả dụng.

• Tác giả: Nguyễn Tuấn Thành
• Người hướng dẫn: TS. Lương Thị Thanh Huyền
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu bào chế và đánh giá pellet Mesalamin giải phóng kéo dài
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Mesalamin và ứng dụng trong điều trị

Mesalamin (5-ASA) là một chất hoạt động dùng trong điều trị các bệnh về đường tiêu hóa, đặc biệt là viêm ruột. Dược chất này có công thức cấu tạo đặc biệt, cho phép nó tác động trực tiếp lên vị trí bệnh lý mà không gây ảnh hưởng tới các vùng khác của ruột. Các tính chất lý hóa của mesalamin quyết định khả năng hấp thụ và hiệu quả dược lý. Để tối ưu hóa tác dụng, bào chế mesalamin giải phóng kéo dài được phát triển nhằm đảm bảo dược chất phát hành chậm và ổn định. Trên thị trường hiện nay, có nhiều chế phẩm mesalamin với công nghệ bào chế khác nhau, tuy nhiên vẫn cần nghiên cứu để cải thiện sinh khả dụng và hiệu quả lâm sàng.

1.1. Đặc điểm dược động học của Mesalamin

Dược động học mesalamin cho thấy dược chất có khả năng hấp thụ thấp khi uống. Đường ruột là nơi chính xác cần phát hành dược chất. Giải phóng kéo dài giúp duy trì nồng độ ổn định trong huyết tương, cải thiện tuân thủ điều trị. Thời gian tối ưu đạt nồng độ đỉnh (Tmax) và diện tích dưới đường cong (AUC) là những chỉ số quan trọng đánh giá hiệu quả.

1.2. Những nghiên cứu về Ethylcellulose và Mesalamin

Ethylcellulose (EC) là polymer được sử dụng rộng rãi trong công nghệ giải phóng kéo dài. Vật liệu này tạo thành màng bảo vệ, điều chỉnh tốc độ phát hành mesalamin. Các nghiên cứu tiền công thức cho thấy ethylcellulose có khả năng kiểm soát tốt sự hấp thụ, giúp dược chất tập trung vào các vùng viêm của ruột.

II. Phương pháp đánh giá tính thấm của dược chất qua ruột

Đánh giá tính thấm của dược chất qua thành ruột là bước quan trọng trong phát triển bào chế mesalamin giải phóng kéo dài. Con đường vận chuyển chất qua ruột bao gồm hấp thụ thực động, khuếch tán bị động và vận chuyển qua các lỗ liên tế bào. Để cải thiện tính thấm, các chất tăng cường thẩm thấu đường ruột như natri lauryl sulfat (NaLS) được khảo sát. Hệ số thấm biểu kiến (Papp) được đo lường bằng các mô hình đánh giá in vitro để dự đoán hấp thụ in vivo.

2.1. Cơ chế tác động của các chất tăng cường thẩm thấu

Chất tăng cường thẩm thấu hoạt động bằng cách thay đổi cấu trúc màng biểu mô ruột hoặc ức chế P-glycoprotein (P-gp). Natri lauryl sulfat làm tăng độ thấm của tế bào biểu mô, cho phép mesalamin hấp thụ tốt hơn. Cơ chế này giúp tối ưu hóa sinh khả dụng của dược chất từ pellet bào chế.

2.2. Các mô hình đánh giá tính thấm in vitro

Mô hình Caco-2 và mô hình thỏ bị cắt là những công cụ phổ biến để đánh giá tính thấm. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được sử dụng để định lượng mesalamin trong mẫu. Các kết quả in vitro có tương quan chặt chẽ với hiệu quả in vivo, hỗ trợ phát triển bào chế giải phóng kéo dài hiệu quả.

III. Thiết kế thí nghiệm và tối ưu hóa công thức Pellet Mesalamin

Thiết kế thí nghiệm cho bào chế pellet mesalamin giải phóng kéo dài bao gồm lựa chọn biến đầu vào như nồng độ ethylcellulose, loại chất tăng cường thẩm thấu và tỷ lệ thành phần. Biến đầu ra được đánh giá là hệ số thấm biểu kiến (Papp), tỷ lệ phát hành mesalamin tại các vị trí khác nhau của ruột. Phương pháp định lượng mesalamin sử dụng HPLC-UV để đảm bảo độ chính xác cao. Khảo sát lựa chọn chất tăng cường thẩm thấu được thực hiện để tìm ra công thức tối ưu nhất.

3.1. Hoàn thiện công thức Mesalamin giải phóng kéo dài

Công thức tối ưu được xác định thông qua tối ưu hóa công thức sử dụng phương pháp thống kê. Ethylcellulose ở nồng độ phù hợp cân bằng giữa giải phóng kéo dài và tính thấm. Đánh giá lại công thức tối ưu bao gồm kiểm tra độ ổn định, độ ẩm và tính đồng nhất pellet bào chế.

3.2. Đánh giá sinh khả dụng trên mô hình động vật

Sinh khả dụng của pellet bào chế được đánh giá trên mô hình thỏ qua đường uống. Nồng độ tối đa (Cmax), thời gian đạt nồng độ đỉnh (Tmax) và diện tích dưới đường cong (AUC) được tính toán từ dữ liệu huyết tương. Kết quả cho thấy bào chế mesalamin cải thiện đáng kể so với dược chất tinh khiết.

IV. Kết luận và ý nghĩa lâm sàng của nghiên cứu

Nghiên cứu bào chế pellet mesalamin giải phóng kéo dài đã phát triển thành công một chế phẩm có sinh khả dụng cao và hiệu quả tốt hơn. Công thức tối ưu sử dụng ethylcellulose kết hợp với chất tăng cường thẩm thấu đã chứng minh khả năng kiểm soát phát hành mesalamin tại vị trí mục tiêu. Phương pháp đánh giá toàn diện từ in vitro đến in vivo đã xác nhận hiệu quả của công thức. Kết quả này mở ra triển vọng ứng dụng lâm sàng trong điều trị các bệnh viêm đường ruột, cải thiện chất lượng sống cho bệnh nhân.

4.1. Những đóng góp chính của nghiên cứu

Nghiên cứu này tối ưu hóa công thức mesalamin với ethylcellulose và chất tăng cường thẩm thấu mới. Phương pháp bào chế được tiêu chuẩn hóa, dễ áp dụng trong sản xuất. Sinh khả dụng cải thiện 3-4 lần so với mesalamin tinh khiết. Kết quả hỗ trợ phát triển chế phẩm hiệu quả cho thị trường.

4.2. Hướng phát triển tương lai

Các kiến nghị bao gồm nghiên cứu thêm các polymer giải phóng kéo dài khác, khảo sát ở nhiều loài động vật, và tiến tới thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân. Cải thiện tính thấm bằng công nghệ nanoparticle là hướng đi tương lai. Bào chế mesalamin sẽ tiếp tục phát triển để đáp ứng nhu cầu điều trị tốt hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Mesalamin là một hoạt chất có tác dụng kháng viêm tại chỗ, được sử dụng phổ biến trong điều trị các bệnh lý viêm ruột mạn tính, đặc biệt là viêm loét đại tràng và bệnh Crohn thể nhẹ đến trung bình. Tuy nhiên, hiệu quả điều trị của mesalamin vẫn còn bị giới hạn bởi các đặc tính lý hóa không thuận lợi. Cụ thể, mesalamin là một phân tử phân cực, có độ tan trong nước trung bình nhưng lại có tính thấm qua màng sinh học rất thấp, thuộc BCS lớp IV - nhóm dược chất có độ tan và độ thấm kém [1],[2]. Điều này dẫn đến sinh khả dụng đường uống thấp, được báo cáo dưới 30% trong một số nghiên cứu [3] và gây khó khăn trong việc duy trì nồng độ thuốc điều trị tại vị trí tác dụng.

Bên cạnh đó, thời gian bán thải của mesalamin khá ngắn - khoảng 42 phút sau khi tiêm tĩnh mạch [4] và cần được duy trì ở nồng độ trong máu để phát huy hiệu quả tối ưu, đặc biệt trong điều trị bệnh Crohn - là một bệnh viêm mạn tính có thể ảnh hưởng đến bất kỳ đoạn nào của ống tiêu hóa. Vì vậy, việc phát triển các hệ dẫn thuốc có khả năng giải phóng kéo dài và sử dụng các tá dược có khả năng tăng tính thấm là một trong những chiến lược quan trọng nhằm duy trì nồng độ thuốc trong thời gian dài, giảm tần suất dùng thuốc và cải thiện tuân thủ điều trị [5],[6]. Nghiên cứu trước đây của TS. Phạm Thanh Quang đã bước đầu xây dựng được công thức pellet mesalamin giải phóng kéo dài [7], tuy nhiên chưa tiến hành đánh giá khả năng hấp thu dược chất trên mô hình in vivo, do đó chưa thể làm rõ mối liên hệ giữa công thức bào chế và hiệu quả hấp thu qua đường tiêu hóa.

Trên cơ sở đó, khóa luận thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế và đánh giá pellet mesalamin giải phóng kéo dài”, với hai mục tiêu chính: 1. Khảo sát ảnh hưởng của một số chất tăng cường thẩm thấu ruột đến tính thấm của mesalamin, từ đó góp phần cải thiện sinh khả dụng và hiệu quả điều trị của dược chất. Đánh giá sinh khả dụng đường uống in vivo trên thỏ của pellet chứa mesalamin dạng giải phóng kéo dài. Tổng quan về mesalamin 1.

Công thức cấu tạo, tính chất lý hóa 1. Công thức cấu tạo Công thức cấu tạo của mesalamin được thể hiện ở hình 1. Công thức cấu tạo của mesalamin Tên khoa học: Acid 5-amino-2-hydroxybenzoic [8]. Tên khác: Acid 5-aminosalicylic, 5-ASA [8].

Công thức phân tử: C7H7NO3, khối lượng phân tử 153,1 g/mol [8]. Tính chất lý hóa Cảm quan: Bột hoặc tinh thể gần màu trắng đến xám nhạt hoặc hồng nhạt, không mùi; nhiệt độ nóng chảy: 281oC [8]. Độ tan: rất ít tan trong nước, thực tế không tan trong ethanol (96%). Tan tốt trong dung dịch acid hydrocloric loãng và kali hydroxyd loãng.

Độ tan trong nước của MES là 0,844 mg/ml ở 25oC và 1,41 mg/ml ở 37oC [8]. Mesalamin là một chất có tính lưỡng tính, pKa1 (carboxyl) = 2,3; pKa2 (amino) = 5,69. Chỉ số logP = 0,64 [9]. Cơ chế tác dụng Mesalamin (acid 5-aminosalicylic, 5-ASA) được xem là thành phần có hoạt tính của sulfasalazin.

Thuốc có tác dụng chống viêm tại đường tiêu hóa. Cơ chế tác dụng chính xác của mesalamin chưa được biết rõ, nhưng thuốc có tác dụng tại chỗ, không có tác dụng toàn thân. Hiệu quả chống viêm của mesalamin có thể do ức chế cyclooxygenase và tổng hợp prostaglandin trong đại tràng [10]. Chỉ định - Viêm loét đại tràng cấp mức độ nhẹ đến trung bình.

- Viêm đại tràng sigma mức độ nhẹ đến trung bình. - Viêm trực tràng không đặc hiệu mức độ nhẹ đến trung bình. - Bệnh Crohn hồi kết tràng [10]. Đặc điểm dược động học của mesalamin Hấp thu: Dùng đường trực tràng hấp thu không ổn định (khoảng 10 - 30% liều dùng), phụ thuộc vào thời gian lưu giữ thuốc ở trực tràng, pH đại tràng và tình trạng bệnh.

Khi dùng đường uống, hấp thu của viên nén khoảng 20 - 28%, viên nang khoảng 2 20 - 43%. Thời gian đạt nồng độ tối đa trong huyết tương khác nhau ở mỗi chế phẩm, ví dụ của nang giải phóng chậm (biệt dược Delzicol) là 10 giờ, của viên nén giải phóng chậm (biệt dược Asacol) là 24 giờ [10]. Phân bố: Mesalamin liên kết với protein là 43%, N-acetyl-5-ASA là 78% [10]. Một lượng không đáng kể qua nhau thai, một lượng nhỏ vào sữa [11].

Chuyển hóa: MES được hấp thu sẽ acetyl hóa hoàn toàn ở tế bào thành ruột và ở gan thành acid acetyl-5-aminosalicylic (không còn hoạt tính). Thời gian bán thải khoảng 40 phút, 40 đến 50% liên kết với protein huyết tương; dạng chuyển hóa có thời gian bán thải 70 phút và khoảng 80% liên kết với protein huyết tương [12]. Thải trừ: thải trừ chủ yếu ở thận, phần thuốc không hấp thu được bài tiết qua phân: Thời gian bán thải khác nhau ở các chế phẩm. Viên nén giải phóng chậm (biệt dược Lialda) là 7 - 12 giờ, nang giải phóng chậm (biệt dược Delzicol) là 25 giờ, nang giải phóng kéo dài (biệt dược Apriso) là 9-10 giờ.

Dạng uống, thuốc đạn: Thải trừ qua nước tiểu (chủ yếu ở dạng chuyển hóa, < 12% ở dạng không đổi) và qua phân (ở dạng không hấp thu). Thuốc thụt: thải trừ chủ yếu qua phân, qua nước tiểu khoảng 10 - 30% [10]. Như vậy, sinh khả dụng đường uống của MES kém do các nguyên nhân sau: mesalamin bị chuyển hóa mạnh, khả năng thấm kém qua tế bào biểu mô ruột, độ tan trong nước thấp và bị thải trừ nhanh chóng [10]. Một số chế phẩm có chứa mesalamin trên thị trường Bảng 1.

Một số dạng bào chế của MES trên thị trường [12], [13] Biệt dược Nhà sản xuất Hàm lượng Dạng bào chế Viên nén: 500 mg Viên nén GPKD; Farmaceutisk Pentasa® Gói: 1 g, 2 g Gói cốm GPKD Laboratorium Ferring Thuốc đạn: 1 g Thuốc đạn Viên nén: 400 mg và 800 mg Viên nén GP tại đại Asacol® Tillotts Pharma Thuốc đạn: 250 tràng; Thuốc đạn mg và 500 mg Apriso® Salix Pharmaceuticals 375 mg Viên nang GPKD Lialda® Cosmo Pharmaceuticals 1,2 gam Viên nén GPKD Savi® Công ty Cổ phần Dược 500 mg Viên nén Mesalazine phẩm SaVipharm Mezavant® Takeda Pharmaceuticals 1,2 gam Viên nén GPKD XL Viên nang giảm Delzicol® Allergan Pharmaceuticals 400 mg phóng chậm 1. Một số nghiên cứu về ethylcellulose và mesalamin giải phóng kéo dài Đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện cùng hướng đến mục tiêu phát triển hệ dẫn thuốc giải phóng kéo dài cho hoạt chất mesalamin. Mặc dù mỗi nghiên cứu tập trung vào các khía cạnh khác nhau của hệ giải phóng thuốc - từ kỹ thuật tạo pellet, màng bao polyme, chất hóa dẻo, đến cơ chế giải phóng dược chất - song điểm chung nổi bật là sự chú trọng vào tính hướng đích và kiểm soát động học giải phóng của 5-ASA nhằm tối ưu hóa hiệu quả điều trị và hạn chế tác dụng không mong muốn toàn thân. Jepsen [14] mô tả quy trình tạo hạt 5-ASA giải phóng kéo dài dựa trên công nghệ đùn - sấy tầng sôi, kết hợp bao màng ethylcellulose trong dung môi hữu cơ.

Ưu điểm của phương pháp này là tạo ra các pellet có kích thước đồng đều (850 - 1000 µm), bề mặt nhẵn và độ cứng cao - các yếu tố giúp kiểm soát tốt tốc độ hòa tan. Tá dược dính được sử dụng là PVP (5 - 8%), hòa tan trong hỗn hợp nước và 2-propanol, sau đó trộn với 5-ASA và đùn thành sợi. Sợi được sấy khô bằng tầng sôi trong 2,5 giờ, sau đó xát qua rây để thu pellet, tiếp tục bao bằng ethylcellulose trong aceton. Điểm đáng chú ý là 4 sản phẩm được bảo quản trong môi trường khí nitơ để loại bỏ dung môi hữu cơ còn dư, đảm bảo độ an toàn và ổn định của chế phẩm.

Song song với các nghiên cứu về công nghệ bào chế, Hyppölä và cộng sự [15] tiến hành khảo sát đặc tính cơ lý của màng ethylcellulose, tập trung vào vai trò của chất hóa dẻo - một yếu tố then chốt ảnh hưởng đến tính linh hoạt và độ thấm của màng. Nhóm nghiên cứu sử dụng các dung dịch ethylcellulose (10% trong ethanol) và thêm vào các chất hóa dẻo như dibutyl sebacat, triethyl citrat, triacetin, myvacet và diethyl phthalat với các tỷ lệ 0 - 20%. Kết quả cho thấy, dibutyl sebacate và myvacet làm giảm mô đun đàn hồi của màng từ > 1400 N/mm² xuống còn ~ 500 - 550 N/mm² khi dùng 20% chất hóa dẻo, đồng thời hạ thấp nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg) xuống mức 42 - 45°C, cho thấy sự tăng đáng kể về độ dẻo. Nghiên cứu cũng chỉ ra mối tương quan thuận giữa Tg và mô đun đàn hồi (r² = 0,939).

Tuy nhiên, độ chính xác của các phép đo vẫn bị ảnh hưởng bởi sai số trong quá trình đúc màng và độ ẩm mẫu, đặc biệt là trong phép đo độ xốp bằng thể tích thủy ngân. Bổ sung vào nền tảng lý thuyết, Ozturk và cộng sự [16] đề xuất bốn cơ chế giải phóng dược chất qua màng ethylcellulose: (1) khuếch tán qua các kênh trong polyme, phụ thuộc vào độ dày màng, chênh lệch nồng độ và hệ số thấm; (2) khuếch tán qua kênh chất hóa dẻo, xảy ra khi dược chất có ái lực cao với chất hóa dẻo; (3) khuếch tán qua kênh thân nước – những vi kênh hình thành do hút ẩm trong môi trường sinh lý; và (4) giải phóng nhờ lực đẩy thẩm thấu. Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng trong thực tế, sự giải phóng thường là kết quả phối hợp của nhiều cơ chế, phụ thuộc vào bản chất hệ mang thuốc và điều kiện môi trường. Năm 2024, Preety Gautam và cộng sự [17] đã tiến hành nghiên cứu và phát triển hệ hạt nano chứa mesalamin sử dụng ethylcellulose nhằm cải thiện hiệu quả điều trị bệnh viêm loét đại tràng thông qua cơ chế giải phóng dược chất có kiểm soát.

Hạt nano được điều chế bằng phương pháp nhũ tương dung môi kiểu dầu trong nước, kết hợp với kỹ thuật bay hơi dung môi. Quá trình tối ưu hóa công thức dựa trên ba yếu tố chính gồm: nồng độ polyme ethylcellulose, nồng độ chất hoạt động bề mặt và thời gian siêu âm, được thực hiện theo thiết kế Box- Behnken. Kết quả cho thấy hạt nano có kích thước trung bình khoảng 142 ± 2,8 nm, với chỉ số zeta - 24,8 ± 2,3 mV, chứng tỏ sự ổn định về điện động học. Hiệu suất nạp thuốc đạt 87,9 ± 1,6%, trong khi chỉ số phân tán (PDI) ở mức 0,226 ± 0,15, phản ánh sự phân bố kích thước hạt khá đồng đều.

Quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) xác nhận hình dạng tròn đều của các hạt.