Luận văn: Bào chế vi nang Berberin Clorid hướng giải phóng tại đại tràng

Luận văn nghiên cứu bào chế vi nang Berberin Clorid. Tìm hiểu quy trình, phương pháp và kết quả bào chế vi nang hướng giải phóng tại đại tràng.

• Tác giả: Trần Thị Kim Anh
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Thị Hường
• Trường học: Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Dược Phẩm Và Bào Chế Thuốc
• Đề tài: Nghiên Cứu Bào Chế Vi Nang Berberin Clorid Hướng Giải Phóng Tại Đại Tràng
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Dược Học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

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

Berberin clorid là một alkaloid thiên nhiên được chiết xuất từ các loại thực vật như cỏ vàng, thảo dược Trung Quốc và được sử dụng rộng rãi trong y học hiện đại. Dược chất này có tác dụng hạ đường huyết, điều hòa lipid máu và chống viêm, đặc biệt hiệu quả trong điều trị đái tháo đường typ 2 và rối loạn chuyển hóa. Tuy nhiên, berberin clorid có độ hấp thụ thấp ở đường ruột trên, gây ra các tác dụng phụ tiêu hóa như buồn nôn, nôn và tiêu chảy. Để khắc phục những hạn chế này, nghiên cứu bào chế vi nang berberin có tác dụng giải phóng tại đại tràng trở nên cần thiết. Vi nang hướng giải phóng đại tràng không chỉ bảo vệ dược chất trong môi trường axit của dạ dày mà còn cho phép giải phóng dược chất chính xác tại vị trí đại tràng, nơi có pH phù hợp và hoạt động enzyme cao.

1.1. Cơ chế hoạt động và lợi ích của Berberin clorid

Berberin clorid hoạt động bằng cách kích hoạt enzym protein kinase, tăng cường hấp thụ glucose và cải thiện chức năng tế bào beta tuyến tụy. Các nghiên cứu lâm sàng đã chứng minh hiệu quả của berberin trong hạ lượng đường huyết và giảm lượng cholesterol ở bệnh nhân đái tháo đường. Lợi ích chính của bào chế vi nang là giảm tác dụng phụ tiêu hóa, cải thiện tính tuân thủ của bệnh nhân và tăng hiệu quả điều trị lâu dài.

1.2. Các thách thách trong bào chế truyền thống

Berberin clorid dễ bị phân hủy trong môi trường axit của dạ dày, dẫn đến mất hiệu lực dược học. Ngoài ra, độ hấp thụ thấp tại ruột non làm giảm sinh khả dụng của dược chất. Bệnh nhân thường gặp phải các tác dụng phụ như rối loạn tiêu hóa, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống. Điều này nhấn mạnh nhu cầu phát triển công nghệ bào chế tiên tiến để giải phóng dược chất hiệu quả hơn.

II. Phương pháp bào chế vi nang Berberin hướng giải phóng đại tràng

Vi nang berberin được tạo thành bằng nhiều phương pháp bào chế khác nhau, mỗi phương pháp có những ưu và nhược điểm riêng. Trong luận văn thạc sĩ của Trần Thị Kim Anh từ Trường Đại học Dược Hà Nội, phương pháp đông tụ do phản ứng hóa học và phương pháp nhỏ giọt được sử dụng để tạo nhân vi nang chứa berberin clorid. Các polyme tự nhiên như tinh bột và polyme hóa học như Eudragit L100 được dùng làm chất mang và vỏ bao để điều khiển giải phóng dược chất. Bước bao vỏ vi nang rất quan trọng, sử dụng ethylcellulose và các polymer khác để tạo lớp bảo vệ, đảm bảo berberin không bị giải phóng ở dạ dày mà chỉ giải phóng tại đại tràng khi gặp điều kiện pH và enzyme phù hợp.

2.1. Phương pháp đông tụ và nhũ tương hóa

Phương pháp đông tụ do phản ứng hóa học tạo ra nhân vi nang thông qua sự ngưng tụ của chất cao phân tử. Phương pháp nhũ tương hóa hình thành emulsion từ dung dịch berberin clorid và chất mang Eudragit L100, sau đó sử dụng dung môi hữu cơ để cô tập trung vi nang. Cả hai phương pháp đều cho hiệu suất cao và kích thước vi nang đều từ 5-20 micrometer.

2.2. Vai trò của Eudragit L100 trong điều khiển giải phóng

Eudragit L100 là polyme acrylate có tính chất không tan ở pH thấp nhưng tan ở pH cao, hoàn hảo cho giải phóng tại đại tràng (pH 6-8). Chất mang này giữ berberin clorid trong nhân vi nang suốt quá trình đi qua dạ dày và ruột non, chỉ giải phóng dược chất khi đến đại tràng.

III. Đánh giá chất lượng và hiệu suất bào chế vi nang Berberin

Đánh giá vi nang berberin liên quan đến nhiều tiêu chí chất lượng quan trọng để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của chế phẩm. Một trong những phương pháp chính là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để định lượng berberin clorid chính xác trong nhân vi nang. Hàm lượng berberin thường đạt 80-95% tùy thuộc vào tỷ lệ vỏ bao và phương pháp bào chế. Hiệu suất quá trình (%H) là chỉ số quan trọng, được tính từ khối lượng vi nang thu được so với khối lượng dự kiến. Phân bố kích thước vi nang được xác định bằng kính hiển vi điện tử, đảm bảo kích thước đều từ 5-20 micrometer. Khả năng giải phóng dược chất được nghiên cứu thông qua các thí nghiệm in vitro trong các môi trường mô phỏng (pH 1.2 dạ dày, pH 6.8 ruột non, pH 7.4 đại tràng).

3.1. Phương pháp định lượng và phân tích hàm lượng

Xây dựng đường chuẩn định lượng berberin clorid bằng phương pháp HPLC với độ tuyến tính cao (R² > 0.999). Hàm lượng berberin trong nhân vi nang được xác định chính xác, cho phép tối ưu hóa công thức và tỷ lệ chất mang. Độ lặp lại của phương pháp đạt RSD < 2%, đảm bảo tính tin cậy trong kiểm định chất lượng.

3.2. Đánh giá hình thức và đặc tính vật lý vi nang

Vi nang berberin có hình thức hình cầu đều, bề mặt nhẵn hoặc có nhăn nheo nhẹ. Kích thước vi nang trung bình 8-15 micrometer được xác nhận bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Tỷ trọng biểu kiến (db) và các đặc tính vật lý khác đều đạt tiêu chuẩn dược điển.

IV. Kết quả thử nghiệm giải phóng dược chất và ứng dụng lâm sàng

Kết quả thử nghiệm in vitro cho thấy vi nang berberin bao có khả năng bảo vệ dực chất rất tốt ở môi trường axit (pH 1.2 - dạ dày), với tỷ lệ giải phóng < 5% trong 2 giờ. Ở pH 6.8 (ruột non), berberin vẫn được giữ lại tốt. Tuy nhiên, ở pH 7.4 (đại tràng), vi nang cho phép giải phóng dược chất nhanh chóng, đạt 80-90% trong 12 giờ. Thời gian tiềm tàng (Tlag) thường từ 4-6 giờ, tương ứng với thời gian transit từ dạ dày đến đại tràng. Ưu điểm lâm sàng của vi nang berberin hướng giải phóng đại tràng bao gồm: giảm tác dụng phụ tiêu hóa, tăng sinh khả dụng dược chất, cải thiện tính tuân thủ điều trị và tăng hiệu quả điều trị dài hạn cho đái tháo đường typ 2 và rối loạn lipid máu. Công nghệ này mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi trong phát triển dược phẩm hiện đại.

4.1. Profil giải phóng trong các môi trường mô phỏng

Nghiên cứu giải phóng in vitro sử dụng các dung dịch buffer mô phỏng pH khác nhau dọc đường tiêu hóa. Vi nang berberin thể hiện profil giải phóng lý tưởng: ít giải phóng ở dạ dày, ít giải phóng ở ruột non, nhưng giải phóng hoàn toàn ở đại tràng. Kết quả cho thấy Eudragit L100 hoạt động hiệu quả như đạo diễn giải phóng.

4.2. Tiềm năng ứng dụng lâm sàng và phát triển chế phẩm

Vi nang berberin hướng giải phóng đại tràng có tiềm năng lâm sàng cao cho điều trị đái tháo đường, rối loạn lipid và bệnh viêm ruột. Công nghệ bào chế này có thể áp dụng cho các dược chất khác cần giải phóng tại đại tràng. Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào thử nghiệm lâm sàng để xác nhận hiệu quả và an toàn của vi nang berberin ở bệnh nhân thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Đại cương về berberin clorid Berberin - một isoquinolin alcaloid thiên nhiên từ lâu đã được biết đến với tác dụng kháng khuẩn, đặc biệt rất hiệu quả và được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn đường tiêu hóa. Trong tự nhiên, ở Việt Nam, berberin có mặt trong một số loài thực vật như vàng đắng (Coscinium fenestratum (Gaertn.), hoàng liên chân gà (Coptis chinensis Franch.) và hoàng liên gai (Berberis wallichia DC) [1], [4]. Hiện nay, berberin được sản xuất chủ yếu bằng con đường chiết xuất từ thân và rễ cây vàng đắng với hàm lượng 1,5- 3% [4].

Công thức hóa học - Dạng dược dụng được quy định trong Dược điển Việt Nam V là muối berberin clorid dihydrat, ngoài ra còn sử dụng berberin sulfat. - Công thức cấu tạo: Hình 1. Công thức cấu tạo của berberin clorrid - Tên khoa học: 5,6-dihydro-9,10-dimethoxy-1,3-dioxa-6a-azoniaindeno(5,6- a) anthracen clorid dihydrat - Công thức phân tử: C20H18NO4Cl. Khối lượng phân tử = 407,9 đvC [1].

Tính chất Tinh thể hay bột kết tinh màu vàng, không mùi, vị đắng. Tan trong nước nóng, khó tan trong ethanol, khó tan trong cloroform, không tan trong ether. Độ tan trong nước phụ thuộc vào pH, độ tan cao nhất khi pH ~ 7 [1]. Sử dụng trong điều trị hiện nay - Điều trị tiêu chảy Berberin đã được sử dụng như một loại thuốc dùng cho điều trị tiêu chảy và đã cho thấy hiệu quả tốt trong điều trị [19].

- Tác dụng kháng khuẩn BBR có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng chống lại Staphylococus epidermis, E. Các ứng dụng trị liệu tiềm năng - Hiệu quả trị đái tháo đường BBR được nghiên cứu trong điều trị đái tháo đường typ 2 (T2DM) [35]. Mức đường huyết lúc đói và sau bữa ăn và nồng độ triglyceride huyết tương (TG) đã giảm lần lượt là 36%, 44% và 21% thấp hơn so với metformin [63]. - Hiệu quả hạ lipid máu Các kết quả nghiên cứu in vitro của Brusq J.

và các cộng sự năm 2006 cho thấy berberin hạ lipid máu theo nhiều cơ chế khác nhau. Berberin hoạt hóa AMPK, tăng sự biểu hiện của receptor lipoprotein tỉ trọng thấp (LDLR) từ đó tăng tái hấp thu LDL. Ngoài ra berberin còn ức chế tổng hợp và bài tiết triglyceride (TG), cholesterol [23]. - Hiệu quả chống ung thư Berberin có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư đại tràng [69], ung thư tuyến tiền liệt [21]… - Các hiệu quả khác Bên cạnh các tác dụng trên, berberin còn có khả năng chống viêm, chống oxy hóa [57], chống loạn nhịp, tăng sức co bóp tim, giảm sức cản ngoại vi và huyết áp, điều trị loét dạ dày, bảo vệ niêm mạc dạ dày khỏi ethanol, bảo vệ chức năng gan, thận [25].

Chế phẩm và hàm lượng  Chế phẩm Tên biệt dược: Asterasick; Berberin 0,01; Berberin 100mg. Dạng bào chế: viên nén, viên nang, viên bao phim, viên bao đường chứa berberin clorid.  Hàm lượng: 10mg, 25mg, 50mg, 100mg [1] Ví dụ: Viên nang Berberin 100mg Chỉ định: nhiễm trùng đường ruột, tiêu chảy, lỵ trực tràng, viêm ống mật. Nhà sản xuất: Công ty cổ phần xuất nhập khẩu Y tế Domesco – Việt Nam Hình 1.Viên nang Berberin 100mg Viên nén bao phim – Mộc hoa trắng Thành phần: Cao đặc Mộc hoa trắng 130mg, berberin clorid 5mg, mộc hương 10mg, tá dược vừa đủ Nhà sản xuất: Công ty cổ phần dược và thiết bị y tế Hà Tĩnh.

Viên nén bao phim – Mộc hoa trắng 4 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự giải phóng dược chất tại đại tràng - Thể tích nước tại đại tràng So với dạ dày và ruột non thì thể tích nước tự do trong đại tràng là ít nhất. Thông thường có khoảng 200ml nước trong dịch đại tràng. Đặc điểm này hạn chế lớn đến khả năng phân rã của dạng thuốc, đặc biệt là dạng cốt thân nước cũng như sự hòa tan của dược chất [59].

- Nhu động đại tràng Nhu động đại tràng yếu hơn ruột non, đại tràng có nhiều nếp gấp tạo túi chứa thuốc nên tốc độ giải phóng dược chất giảm. Điều này làm thay đổi thời gian lưu của thuốc tại đại tràng cũng như vị trí tác dụng của thuốc [59]. - Khối khí trong đại tràng Ở tá tràng, do sự phân hủy của các vi sinh vật tạo thành các acid béo có mạch carbon ngắn, carbon dioxyd, hydro, methan tạo các khối khí trong lòng đại tràng, sự hình thành khối khí này có thể thay đổi phụ thuộc từng cá nhân cũng như chế độ ăn uống và các loại thức ăn khác nhau. Các khối khí này tăng lên ở đại tràng ngang và tạo thành túi khí tạm thời, có thể ngăn cản làm giảm bề mặt tiếp xúc của thuốc, hạn chế sự hấp thu nước và chất điện giải, do đó làm thay đổi thời gian lưu thuốc tại đại tràng [22].

- Tuổi Các cơn co bóp của đại tràng trẻ em sơ sinh kém người lớn, hệ vi sinh vật đại tràng cũng như lượng và loại enzym tại đại tràng của trẻ em cũng thấp hơn nhiều so với người lớn. Điều này làm kéo dài thời gian thuốc lưu tại đại tràng và tốc độ giải phóng dược chất từ dạng thuốc cũng bị thay đổi so với người lớn. Đối với người cao tuổi, các đặc điểm của đại tràng tương tự người trưởng thành. Tuy nhiên ở người cao tuổi nhu động đại tràng và sự vận động đại tràng có giảm so với người trưởng thành.

Điều này có ảnh hưởng không nhỏ đến tốc độ giải phóng dược chất từ dạng thuốc của đối tượng này. - Chế độ ăn Trong chế độ ăn, một số chất xơ như pectin, chitosan,… có tính trao đổi ion. Có thể liên kết với acid mật làm thay đổi pH đại tràng dẫn đến thay đổi hấp thu 5 thuốc tại đại tràng. Ngoài ra, các phân tử thuốc cũng có thể bị thay đổi hấp thu do mắc kẹt trong đám chất xơ của đại tràng.

Vi nang và các phương pháp bào chế 1. Khái niệm vi nang Vi nang: (microcapsule) là những tiểu phân hình cầu hoặc không xác định, kích thước từ 0,1 µm – 5mm. Các vi nang được chế tạo bởi quá trình bao được chất lỏng hoặc chất rắn bằng một lớp bao mỏng polyme liên tục [8], [9]. Các phương pháp bào chế vi nang Về nguyên tắc, phương pháp chung nhất để bào chế vi nang không yêu cầu bắt buộc phải có những thiết bị riêng đặc biệt, có thể sử dụng máy và các phương tiện có sẵn như: nồi phản ứng, máy làm đồng nhất, nồi bao viên thông thường, máy bao màng mỏng.

Việc lựa chọn phương pháp bào chế phụ thuộc vào đặc điểm, tính chất của nguyên vật liệu như độ tan, tính tương đồng, kích thước vi nang… Vi nang có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau tùy theo tính chất của từng dược chất, chất mang và mục đích sử dụng của chế phẩm: bốc hơi dung môi, tách pha đông tụ (phương pháp nhũ tương hóa, phương pháp nhỏ giọt), phun sấy, bao tầng sôi. Một số phương pháp bào chế vi nang 6 1. Phương pháp đông tụ Nguyên tắc: Các pha được tách nhờ sự thay đổi nhiệt độ, sự hóa muối hoặc khi thêm một dung môi thứ hai vào hệ vi nang [8], [9]. Đông tụ là phương pháp hay được dùng nhất, áp dụng cho các dược chất thân nước không tan trong dung môi hữu cơ.

Phương pháp này thường được áp dụng đối với các dung dịch polyme thân nước, polyme được dùng phải có khả năng tạo thành màng phim. Nếu chỉ sử dụng một loại dung dịch keo thì gọi là đông tụ đơn, nếu sử dụng nhiều loại dung dịch keo thì gọi là đông tụ phức. Thực chất của quá trình đông tụ phải trải qua 3 giai đoạn với điều kiện khuấy trộn liên tục. - Giai đoạn 1: Tạo ra hệ 3 pha không trộn lẫn từ môi trường phân tán lỏng: pha dược chất tạo nhân, pha vật liệu tạo vỏ và dung môi.

- Giai đoạn 2: Hoàn thiện tạo lớp vỏ bao xung quanh nhân. - Giai đoạn 3: Làm rắn vỏ bao vi nang. Ba giai đoạn hình thành vi nang theo phương pháp đông tụ 7 Bào chế vi nang theo phương pháp đông tụ do phản ứng hóa học  Phương pháp nhỏ giọt Phương pháp nhỏ giọt ứng dụng nguyên lý căn bản là một khi chất lỏng được để rơi tự do thì sẽ hình thành giọt cầu do sức căng bề mặt của chất lỏng. Phương pháp nhỏ giọt được thực hiện theo nguyên tắc tạo giọt đồng thời và lồng vào nhau của hỗn dịch dược chất và dung dịch tạo vỏ gói.

 Phương pháp nhũ tương hóa Vi nang có thể được tạo ra từ nhũ tương gồm 2 chất lỏng không đồng tan với nhau. Nhũ tương tạo thành có thể là loại dầu / nước (D/N) hoặc nước/ dầu (N/D) tùy thuộc vào độ tan của chất nhũ hóa. Dựa vào kỹ thuật rắn hóa nhũ tương mà có thể chia thành 3 phương pháp: bốc hơi dung môi, thay đổi dung môi và tạo liên kết chéo [28]. Phương pháp phun sấy Phân tán dược chất vào dung dịch vỏ bao trong dung môi hữu cơ rồi phun sấy.

Dung môi bay hơi và để lại lớp vỏ bao quanh tiểu phân dược chất. Phương pháp này đơn giản và nhanh nhưng dược chất phải tiếp xúc với nhiệt và màng bao có thể không liên tục làm cho quá trình giải phóng dược chất về sau khó khống chế [9]. Phương pháp bốc hơi dung môi Hòa tan chất mang trong dung môi hữu cơ, tiếp đó hòa tan hoặc phân tán dược chất. Nhũ hóa dung dịch này vào dung dịch nước chứa chất diện hoạt để phân tán thành các tiểu phân dưới dạng vi nhũ tương D/N.

Bốc hơi dung môi hữu cơ để thu được các vi nang, lọc và rửa như trên. Phương pháp này thường được áp dụng đối với các dược chất thân dầu, vi nang thu được ít vón, dễ rửa sạch nhưng tỷ lệ dược chất được vi nang hóa không cao [9]. Phương pháp bao tầng sôi Bao các tiểu phân dược chất rắn bằng dung dịch chất bao trong dung môi hữu cơ. Phương pháp này đơn giản và nhanh nhưng dược chất phải tiếp xúc với nhiệt và màng bao không liên tục làm cho quá trình giải phóng dược chất về sau 8 khó khống chế.

Ngoài ra, có thể bao tiểu phân dược chất rắn bằng nồi bao truyền thống hoặc nồi bao cải tiến đục lỗ [9]. Một số polyme sử dụng trong bào chế vi nang 1. Polyme có nguồn gốc tự nhiên a. Alginat Alginat là thuật ngữ dùng để chỉ muối của acid alginic, đôi khi nó được đung để gọi cho dẫn xuất của acid alginic hoặc chính acid alginic.

Acid alginic được phát hiện năm 1881. Alginat là một acid hữu cơ có trong tảo nâu (thuộc họ Rhaephyceae) trọng lượng phân tử từ 32. Trong đó chỉ có dạng muối natri tan trong nước. Dạng muối natri có tầm quan trọng lớn nhất.