ĐẶT VẤN ĐỀ Leuprolid là một nonapeptid tổng hợp có tác dụng tương tự với hormon giải phóng gonadotropin (GnRH) có trong tự nhiên, được sử dụng để điều trị các rối loạn liên quan đến hormon giới tính bao gồm: ung thư tuyến tiền liệt, lạc nội mạc tử cung, u xơ tử cung và dậy thì sớm phụ thuộc hormon [27], [51].Thời gian bán thải của LA ngắn nên dạng thuốc tiêm giải phóng ngay cần được sử dụng hàng ngày. Trong khi đó, thời gian điều trị các bệnh liên quan đến hormon thường kéo dài từ vài tháng đến vài năm. Điều này dẫn đến sự bất tiện cho bệnh nhân và làm giảm hiệu quả của quá trình điều trị. Vì vậy, bào chế dạng thuốc tiêm giải phóng kéo dài chứa LA nạp trong vi cầu polyme phân hủy sinh học (PLGA) là vô cùng cần thiết để đảm bảo tuân thủ điều trị của bệnh nhân.
Tuy nhiên, việc sản xuất các vi cầu này thường gặp nhiều khó khăn bởi sự phức tạp trong quy trình bào chế. Đánh giá khả năng giải phóng từ vi cầu giải phóng kéo dài đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu và phát triển công thức thuốc. Trong các nghiên cứu trước đây tại bộ môn Bào chế trường Đại học Dược Hà Nội về vi cầu PLGA-LA, vi cầu PLGA chứa leuprolid acetat bào chế được có hiệu suất vi cầu hóa trên 50% và đã bước đầu đánh giá được đặc tính giải phóng kéo dài của vi cầu PLGA-LA [1], [2]. Tuy nhiên, các nghiên cứu chưa đánh giá được ảnh hưởng của các yếu tố thuộc về công thức bào chế đến khả năng và cơ chế giải phóng dược chất từ vi cầu.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu bào chế và cơ chế giải phóng dược chất từ vi cầu leuprolid acetat đông khô” với các mục tiêu sau: 1. Khảo sát một số yếu tố công thức ảnh hưởng đến đặc tính của vi cầu PLGA – LA đông khô. Nghiên cứu cơ chế giải phóng dược chất từ vi cầu PLGA – LA đông khô. Công thức hóa học Hình 1.
Công thức phân tử của Leuprolid acetat - Công thức phân tử: C59H84N16O12. - Khối lượng phân tử: 1269,45 g/mol. - Danh pháp IUPAC: 5-oxo-L-prolyl-L-histidyl-L-tryptophyl-L-seryl-L-tyrosyl-D- leucyl-L-leucyl-L-arginyl-N-ethyl-L-prolinamid acetat. - Công thức viết tắt: pGlu1-His2-Trp3-Ser4-Tyr5-Leu6-Leu7-Arg8-Pro9- NHEt.
- Tên chung quốc tế: leuprolid acetat. Tính chất vật lý, hóa học 1. Tính chất vật lý - Cảm quan: dạng bột kết tinh màu trắng đến hơi vàng, dễ hút ẩm [38]. - Độ tan: tan tốt trong nước và acid acetic, và DMSO (ở 25oC độ tan 100mg/mL), tan tự do trong methanol, ít tan trong ethanol.
Tính chất hóa học - Độ pH của dung dịch chứa 0,10 g muối leuprolid acetat trong 10 ml nước có pH nằm trong khoảng từ 5,5 đến 7,5. - Leuprolid acetat dễ dàng bị thủy phân trong môi trường kiềm mạnh hoặc acid mạnh [51]. Ứng dụng trong điều trị 1. Tác dụng dược lý Leuprolid được định nghĩa như một chất chủ vận có hiệu lực lớn hơn hormone tự nhiên GnRH, có khả năng ức chế bài tiết gonadotropin khi dùng liên tục với liều điều trị.
Nguyên nhân do LA có cấu trúc tương tự chất chủ vận LH-RH nên thể hiện ái lực mạnh mẽ với thụ thể tuyến yên. Đồng thời, trong cấu trúc của LA có một axit amin D, 2 góp phần tăng tính ổn định sinh học. Cả nghiên cứu trên động vật và con người đều chứng minh rằng LA làm tăng mạnh bài tiết tuyến yên, nồng độ LH và FSH trong huyết thanh, sau đó dẫn đến tăng hormon sinh dục trong huyết thanh trong/3 ngày kể từ ngày điều trị đầu tiên. Khi được đưa vào liên tục với liều điều trị, LA tạo ra ức chế trục tuyến yên- tuyến sinh dục do cơ chế ‘feedback âm’ của tuyến yên với chất chủ vận.
Điều này làm ức chế sự bài tiết gonadotropin của tuyến yên và các hormon sinh dục ở tinh hoàn, buồng trứng, các hormon liên quan đến sự phát triển của ung thư. Do đó, leuprolid acetate được sử dụng điều trị ung thư với tác dụng ức chế sự phát triển của một số khối u phụ thuộc hormon như ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt hoặc u xơ tử cung [47]. Chỉ định - Dậy thì sớm phụ thuộc gonadotropin. - Ung thư tuyến tiền liệt giai đoạn muộn.
- Ung thư vú giai đoạn muộn của phụ nữ đang và sau mãn kinh. - Bệnh lạc nội mạc tử cung, u cơ trơn tử cung. Vi cầu PGLA-LA Vi cầu là các hạt nhỏ hình cầu có kích thước trong phạm vi từ 1 đến 1000 µm (thường từ 1 - 800 µm), được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực [8], [44]. Dạng bào chế này có nhiều ưu điểm như: có tính tương đương sinh học cao, thích hợp để bao gói nhiều loại dược chất như: peptid, protein, DNA,.; giải phóng thuốc kéo dài nên không cần sử dụng thuốc hàng ngày và giúp cải thiện sự tuân thủ điều trị; liều sử dụng thấp hơn so với khi sử dụng hàng ngày,.
Tính đến 2019, trên thị trường có 12 dòng sản phẩm dạng vi cầu PLGA với tác dụng kéo dài, có thể kể đến sản phẩm chứa leuprolid acetat như Lupron Depot®, Lupaneta PackTM [10]. Đối với những dược chất kém ổn định, liều dùng hàng ngày thấp, thời gian điều trị kéo dài như leuprolid acetat thì việc bào chế dưới dạng vi cầu từ polyme phân hủy sinh học là hướng nghiên cứu phù hợp. Các phương pháp sản xuất vi cầu hiện nay bao gồm: nhũ hóa kép kết hợp bốc hơi dung môi, phun sấy, phân tách đồng pha,…Trong đó, phương pháp nhũ hóa kép nước/dầu/nước (W/O/W) kết hợp bốc hơi dung môi là phương pháp chủ yếu được lựa chọn để bào chế vi cầu PLGA-LA. Phương pháp bào chế vi cầu PLGA bằng nhũ hóa kép kết hợp bốc hơi dung môi Phương pháp nhũ hóa kép nước/dầu/nước (W/O/W) kết hợp bốc hơi dung môi thường được sử dụng để thiết kế các vi cầu PLGA bao giữ dược chất ở bên trong.
Đầu tiên, dược chất được hòa tan vào trong pha nước nội (W1), pha nước nội có thể là nước, đệm hoặc dung dịch gelatin. PLGA được hòa tan trong các dung môi hữu cơ dễ 3 bay hơi, không tan trong nước như dicloromethan (DCM) thu được pha dầu (O). Phối hợp hai pha và dùng lực nhũ hóa thích hợp để tạo nhũ tương sơ cấp W/O (NT1). Nhũ tương W/O được phối hợp với pha nước ngoại (W2) là dung dịch chứa chất diện hoạt (ví dụ polyvinyl alcol - PVA), sau đó nhũ hóa để tạo nhũ tương thứ cấp W/O/W (NT2).
Dung môi hữu cơ được loại bỏ bằng cách bốc hơi. Các vi cầu thu được bằng cách lọc/ly tâm, rửa sạch để loại hết chất diện hoạt và dược chất dạng tự do. Sau đó vi cầu được đông khô để bảo quản [11], [21]. Phương pháp nhũ hóa kép kết hợp bốc hơi dung môi Ưu điểm: phương pháp này phù hợp với các dược chất dễ tan trong nước như leuprolid acetat [33].
Nhược điểm: vi cầu có thể có kích thước không đồng đều; nhũ tương kép kém bền, quy trình nhiều bước phức tạp nên cần phải kiểm soát chặt chẽ các thông số quy trình; dược chất dễ tan trong nước nên dễ thất thoát ra pha nước ngoại [20]. Tổng quan về đông khô vi cầu PLGA Đông khô (freeze − drying) là quá trình làm khô chế phẩm trong các điều kiện đặc biệt, trong đó chế phẩm được đông lạnh ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ eutecti của dung dịch, sau đó dung môi sẽ được thăng hoa trực tiếp (giai đoạn làm khô sơ cấp), sau đó giải hấp phụ (giai đoạn làm khô thứ cấp) để ngăn chặn phản ứng hóa học và sự phát triển của vi sinh vật [23]. a) Ưu điểm - Quá trình loại nước ở nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ phản ứng phân hủy dược chất đáng kể so với việc loại nước bằng các phương pháp khác (tăng độ ổn định dược chất), phù hợp với nguyên liệu nhạy cảm. - Sản phẩm đông khô hòa tan, phân tán rất nhanh khi cần hòa tan, phân tán trở lại do sản phẩm khô thu được có diện tích bề mặt riêng lớn.
- Chế phẩm được tiệt khuẩn bằng phương pháp lọc trước khi đông khô(nếu là hỗn dịch đông khô thì tiến hành pha chế trong điều kiện vô khuẩn - cấp sạch A và nguyên liệu đầu vào đảm bảo vô khuẩn). - Hạn chế nhiễm trong thao tác sử dụng (có thiết bị hỗ trợ pha lại hạn chế nhiễm). 4 - Hạn chế phản ứng oxy hóa khử dược chất do hạn chế sự có mặt của oxy trong quá trình sản xuất, sản phẩm được làm khô trong môi trường chân không và việc đóng lọ cũng được thực hiện trong chân không hoặc dưới áp lực của khí trơ đưa vào khi đóng nắp lọ. Với các ưu điểm trên, phương pháp đông khô được áp dụng với các dược chất dễ bị thủy phân, dược chất ít tan, dược chất nhạy cảm với nhiệt [23].
b) Nhược điểm - Thời gian tiến hành kéo dài, giá thành sản phẩm cao, thiết bị và quá trình phức tạp. - Bột đông khô dễ hút ẩm trở lại. - Một số hoạt chất nguồn gốc protein có thể bị phân hủy trong quá trình đông khô. -Độ ổn định của thuốc ở trạng thái rắn có thể phụ thuộc vào dạng kết tinh hay vô định hình của dược chất trong sản phẩm, nếu quá trình đông khô tạo ra chất rắn vô định hình và dạng này không ổn định thì sản phẩm sẽ không đạt chất lượng như mong muốn [23].
Tổng quan về cơ chế giải phóng dược chất từ vi cầu PGLA Các cơ chế chính giúp giải phóng dược chất từ vi cầu PLGA phụ thuộc chủ yếu vào cơ chế phân hủy của polyme, bao gồm: khuếch tán, hòa tan và ăn mòn [12]: Hình 1. Cơ chế giải phóng thuốc của vi cầu PLGA (1): Khuếch tán (2): Hòa tan (3A): Ăn mòn bề mặt (3B): Ăn mòn toàn bộ (1) Khuếch tán qua hệ thống lỗ xốp: môi trường giải phóng xâm nhập qua vỏ vào lõi vi cầu. Khi đó, dược chất được hòa tan trong môi trường thử giải phóng và sau đó khuếch tán qua các kênh, lỗ xốp được hình thành trong quá trình bào chế vi cầu. Đồng thời, vi cầu càng hấp thu nước lại càng làm tăng áp suất thẩm thấu, càng hình thành thêm nhiều lỗ xốp mới hơn.
Đây là cơ chế giải phóng dược chất chủ yếu. Quá trình này phụ thuộc vào độ xốp vi cầu, tốc độ hình thành hoặc đóng lỗ xốp, tỷ lệ môi 5 trường thử xâm nhập qua vỏ vi cầu,…. Dược chất khuếch tán qua hệ thống lỗ xốp Khuếch tán qua mạng lưới polyme: các chuỗi polyme bên trong vi cầu tạo thành một ma trận để giải phóng thuốc và sẽ giảm dần theo thời gian do sự ăn mòn và hấp thu nước. Tốc độ quá trình này phụ thuộc vào tính linh động và mật độ chuỗi polyme.