ĐẶT VẤN ĐỀ Leuprolid acetat (LA) là một nonapeptid tổng hợp, có cấu trúc tương tự với hormon giải phóng gonadotropin nội sinh (GnRH), được dùng để điều trị các bệnh liên quan đến hormon như dậy thì sớm phụ thuộc gonadotropin, ung thư tuyến tiền liệt giai đoạn muộn, ung thư vú, u cơ trơn tử cung [29], [36], [38]. LA có thời gian bán thải tương đối ngắn, nếu bào chế dạng thuốc tiêm giải phóng ngay thì sẽ phải dùng hàng ngày. Trong khi đó, thời gian điều trị các bệnh liên quan đến hormon thường kéo dài từ vài tháng đến vài năm. Vì vậy, để đảm bảo tuân thủ điều trị của bệnh nhân, việc bào chế thuốc tiêm giải phóng kéo dài là vô cùng cần thiết.
Trên thế giới, một số công ty đã thành công trong việc sản xuất thuốc tiêm giải phóng kéo dài chứa LA nạp trong vi cầu poly acid lactic-co-glycolic (PLGA) nhưng số lượng sản phẩm nhập khẩu vào Việt Nam còn rất hạn chế. Với việc tăng cường sử dụng vi cầu PLGA nạp dược chất LA (PLGA-LA) đường tiêm để kéo dài thời gian tác dụng, nhiệm vụ đánh giá giải phóng dược chất từ dạng bào chế đã trở thành một khía cạnh quan trọng khi nghiên cứu - phát triển công thức thuốc. Tuy nhiên, quá trình đánh giá giải phóng dược chất từ vi cầu trong điều kiện in vivo và in vitro dài hạn vừa tốn thời gian vừa tốn kém, đặc biệt là trong giai đoạn xây dựng công thức thuốc và kiểm soát chất lượng sản phẩm lưu hành trên thị trường. Một phương pháp đáng tin cậy để đánh giá, dự đoán quá trình giải phóng dược chất từ vi cầu trong thời gian ngắn sẽ giúp tiết kiệm chi phí.
Ngoài ra, phương pháp này phải đơn giản, lặp lại trong các điều kiện nghiên cứu và có thể áp dụng cho công thức vi cầu phân hủy sinh học. Điều này đã được nêu rõ trong “Hướng dẫn thử hòa tan/giải phóng in vitro của các dạng bào chế mới/đặc biệt” của Hiệp hội các nhà khoa học dược phẩm Hoa Kỳ/Liên đoàn dược phẩm quốc tế (AAPS/FIP) [35]. Trước đây, tại trường Đại học Dược Hà Nội, nhóm nghiên cứu đã bào chế thành công và đánh giá được một số đặc tính của vi cầu PLGA-LA [1], [2], [3], [4], [5]. Tuy nhiên, việc đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro từ vi cầu ở điều kiện dài hạn và điều kiện cấp tốc chưa thực sự đầy đủ.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu xây dựng và ứng dụng tương quan giải phóng in vitro ở điều kiện dài hạn và cấp tốc của vi cầu leuprolid acetat giải phóng kéo dài” với các mục tiêu sau: 1. Mô hình hóa quá trình giải phóng leuprolid acetat in vitro từ vi cầu PLGA. Thiết lập mối tương quan giữa mức độ giải phóng dược chất in vitro ở điều kiện dài hạn với điều kiện cấp tốc. Ứng dụng mối tương này trong nghiên cứu xây dựng công thức bào chế vi cầu leuprolid acetat đông khô giải phóng kéo dài.
Tổng quan về leuprolid acetat 1. Công thức hóa học Hình 1. Công thức phân tử 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 ➢ Tính chất vật lý - Cảm quan: bột kết tinh màu trắng hoặc hơi vàng, dễ hút ẩm.
- Độ tan: tan tốt trong nước, acid acetic và DMSO (100 mg/ml, 25oC). - Nhiệt độ nóng chảy: 150-155oC. ➢ Tính chất hóa học [30] Trong môi trường nước, leuprolid acetat bị phân hủy theo các con đường: - Thủy phân: phân cắt đầu N – đuôi C của pGlu1, His2, Trp3, Ser4, Tyr5, Leu6, Leu7; khử hóa-β Ser4; acetyl hóa Ser4, Tyr5, Leu6; đóng vòng His2 và Trp3. - D, L-Isomer hóa His2, Trp3, Ser4, Tyr5, Leu6, Leu7.
Độ ổn định Năm 2016, Mehdi Rahimi và các cộng sự đã nghiên cứu độ ổn định của LA trong môi trường nước ở các điều kiện khác nhau [30]. Kết quả thu được như sau: - Ảnh hưởng của pH: khi nghiên cứu độ ổn định của LA ở nhiệt độ 37ºC trong môi trường đệm phosphat có pH từ 2 - 7,4 , nhóm tác giả nhận thấy có sự suy giảm đáng kể 2 nồng độ LA ở các pH 2, 3, 4 và dược chất LA có độ ổn định cao nhất ở pH 7,4. - Ảnh hưởng của nhiệt độ: hòa tan leuprolid acetat trong dung dịch đệm phosphat pH 7,4, sau đó bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau (-10ºC, 4ºC, 25ºC, 37ºC) trong thời gian 35 ngày. Kết quả cho thấy dung dịch LA bảo quản ở 4ºC có độ ổn định cao nhất.
- Ảnh hưởng của oxy trong dung dịch: hòa tan LA trong dung dịch đệm phosphat có/không loại oxy, sau đó bảo quản trong 35 ngày. Kết quả: ở 4ºC, việc dùng nước loại oxy giúp làm tăng ổn định của dung dịch LA. Ứng dụng điều trị Leuprolid là một nonapeptid tổng hợp, tương tự hormon giải phóng gonadotropin nội sinh (GnRH). Tuy nhiên, leuprolid có hoạt tính chủ vận mạnh hơn GnRH do có ái lực cao hơn với thụ thể của GnRH.
Nhờ có 1 acid amin D trong cấu trúc hóa học (Hình 1.1) mà độ ổn định sinh học của leuprolid đã tăng lên đáng kể [36], dẫn đến thời gian bán hủy của leuprolid dài hơn GnRH (thời gian bán hủy của leuprolid khoảng 3 giờ, trong khi thời gian bán hủy của GnRH nội sinh là 3 - 4 phút) [38]. Leuprolid chủ yếu được sử dụng ở dạng muối acetat. Sinh khả dụng của leuprolid acetat qua đường tiêm tĩnh mạch và đường tiêm dưới da là tương đương nhau [36]. Về cơ chế tác dụng, leuprolid acetat thúc đẩy sự bài tiết tuyến yên, làm tăng mạnh nồng độ LH và FSH trong huyết thanh, dẫn đến làm tăng nồng độ hormon sinh dục trong vòng 3 ngày kể từ ngày đầu tiên sử dụng leuprolid acetat.
Tuy nhiên, việc kích thích liên tục vào tuyến yên bằng cách sử dụng leuprolid acetat ở liều điều trị sẽ dẫn đến quá trình điều hòa ngược âm tính, làm ức chế hoạt động của tuyến yên, ức chế bài tiết LH và FSH, làm giảm nồng độ hormon sinh dục trong máu trong vòng 2 - 4 tuần. Đây chính là cơ sở cho các ứng dụng lâm sàng của leuprolid acetat trong sản phụ khoa và ung thư học [38]. Chỉ định của leuprolid acetat: 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 [29], [36]. Tổng quan về quá trình giải phóng dược chất ra khỏi cốt PLGA Các cơ chế chính giúp giải phóng dược chất từ vi cầu PLGA bao gồm [17]: a) Khuếch tán qua hệ thống lỗ xốp: đây là cơ chế giải phóng dược chất chủ yếu.
Quá trình này phụ thuộc vào độ xốp vi cầu và tốc độ hình thành hoặc đóng lỗ xốp. b) Khuếch tán qua mạng lưới polyme: cơ chế này thường gặp ở các dược chất kỵ nước. Tốc độ quá trình này phụ thuộc vào tính linh động của chuỗi polyme. Khả năng khuếch tán dược chất sẽ tăng lên khi polyme chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái lỏng nhớt.
c) Bơm thẩm thấu: cơ chế này xuất hiện khi vi cầu tiếp xúc với môi trường giải phóng, hấp thu nước làm tăng áp suất thẩm thấu và thúc đẩy sự vận chuyển dược chất từ trong lòng vi cầu ra ngoài môi trường. 3 d) Ăn mòn: cơ chế ăn mòn bề mặt/ăn mòn toàn bộ polyme thường gặp ở các công thức chứa PLGA khối lượng phân tử thấp. Cơ chế này giúp dược chất dược giải phóng mà không cần phải vận chuyển từ trong lòng vi cầu ra ngoài môi trường. Mỗi cơ chế giải phóng dược chất là kết quả của một loạt các quá trình hóa lý phức tạp xảy ra bên trong vi cầu và được thể hiện trên hình 1.
Các quá trình hóa lý xảy ra bên trong vi cầu dẫn đến sự giải phóng dược chất Với các pha giải phóng khác nhau, cơ chế giải phóng dược chất từ vi cầu cũng khác nhau và được thể hiện như trên bảng 1. Cơ chế giải phóng dược chất của từng pha trong các nghiên cứu Pha I Pha II Pha III Nghiên cứu Không giải phóng ồ Khuếch tán chậm có Khởi phát quá trình Alexis và ạt. Ăn mòn có cộng sự [6] kiểm soát. Giải phóng ồ ạt.
Khuếch tán phụ thuộc Pha ăn mòn, tại đó quá Xu và vào sự hấp thụ nước trình thoái hóa vi cầu Czernuszka và trương nở vi cầu. [41] Giải phóng ồ ạt. Khuếch tán nhờ quá Khuếch tán nhanh hơn D’Souza và trình hydrat hóa. nhờ quá trình ăn mòn.
cộng sự [13] Thời gian khởi phát pha này phụ thuộc vào tốc độ hydrat hóa vi cầu. 4 Giải phóng ồ ạt. Khuếch tán chậm, có Khuếch tán nhanh hơn Janoria and Dược chất có liên thể là do liên kết của do hệ bị ăn mòn. Khối Mitra [21] kết với bề mặt và bị dược chất với polyme.
lượng phân tử polyme bao kém sẽ khuếch giảm, lỗ trống trong tán qua lỗ xốp và mạng lưới polyme tăng khe nứt. Giải phóng ồ ạt do Hạn chế hòa tan dược Khuếch tán qua lỗ xốp. Lao và cộng sự thâm nhập của chất. Polyme bị thoái sự [23] dung môi và quá hóa.
trình chuyển hóa thủy tinh. Quá trình giải phóng dược chất từ vi cầu PLGA tuân theo mô hình hai pha [27] hoặc ba pha [24], [37], [43], [45], trong đó hay gặp mô hình ba pha. Mô hình ba pha gồm: Pha giải phóng ồ ạt ban đầu (pha burst), pha giải phóng chậm (pha lag) và pha giải phóng nhanh (pha erosion). Pha giải phóng ồ ạt là đặc điểm thường gặp ở các hệ mang thuốc polyme, chủ yếu là do sự giải phóng nhanh dược chất liên kết lỏng lẻo trên bề mặt vi cầu.
Ở giai đoạn này, một lượng lớn dược chất (khoảng 10-80% lượng dược chất được nạp vào vi cầu) sẽ được giải phóng trong thời gian ngắn ngay sau khi tiêm [37]. Năm 1999, Ravivarapu và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu để tối ưu hóa pha giải phóng ồ ạt, từ đó giúp tối ưu hóa thời gian tác dụng của thuốc [31]. Nghiên cứu chỉ ra rằng khi hiệu suất nạp dược chất tăng lên, lượng dược chất có sẵn trên bề mặt vi cầu cũng tăng lên, do đó làm tăng lượng dược chất được giải phóng trong pha giải phóng ồ ạt. Ngoài ra, khi thêm calci clorid vào trong công thức, độ xốp và diện tích bề mặt của vi cầu tăng lên đáng kể, mặc dù hiệu suất nạp dược chất giảm đi nhưng tỉ lệ dược chất giải phóng trong pha giải phóng ồ ạt lại tăng lên [31].