Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Progesteron (PGT) là một hormon steroid tự nhiên được tiết ra chủ yếu từ hoàng thể ở nửa sau chu kỳ kinh nguyệt và nhau thai, đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì thai kỳ, phát triển tuyến vú, làm dày nội mạc tử cung và điều hòa nội tiết tố nữ. Trên lâm sàng, progesteron được chỉ định phổ biến trong các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản (ART), điều trị vô sinh do suy hoàng thể, dọa sảy thai tái phát, rối loạn kinh nguyệt và liệu pháp thay thế hormon ở phụ nữ tiền mãn kinh. Tuy nhiên, progesteron là dược chất có độ tan rất thấp trong nước ($7,00 - 8,81\text{ mg/l}$), tính thấm qua màng kém ($\log P = 3,87$) và khối lượng phân tử tương đối lớn ($314,5\text{ g/mol}$). Khi sử dụng theo đường uống, sinh khả dụng của thuốc chỉ đạt khoảng 2,4% do bị chuyển hóa bước một rất mạnh tại gan và bị phân hủy ở đường tiêu hóa.
Đường dùng qua da được xem là giải pháp tiềm năng giúp progesteron thâm nhập trực tiếp vào hệ tuần hoàn chung, tránh hoàn toàn hiệu ứng chuyển hóa bước một qua gan cũng như hạn chế các tác dụng không mong muốn trên đường tiêu hóa. Mặc dù vậy, việc phân phối progesteron qua da gặp hai rào cản sinh học lớn: lớp sừng (stratum corneum) có cấu trúc lipid phân tầng chặt chẽ cản trở sự khuếch tán của các phân tử kỵ nước có kích thước lớn, đồng thời enzyme $5\alpha$-reductase cư trú tại các lớp tế bào biểu bì chuyển hóa nhanh progesteron thành $5\alpha$-dihydroprogesteron làm suy giảm lượng hoạt chất có hoạt tính vào tuần hoàn.
Để vượt qua trở ngại này, nghiên cứu tiền nhiệm của Dược sĩ Nguyễn Thị Ngân đã tiếp cận việc ứng dụng hệ eutecti (hệ hỗn hợp cơ học giữa progesteron và menthol) nhằm hạ điểm nóng chảy và tăng tính thấm của hoạt chất qua màng sinh học. Tuy nhiên, việc đưa eutecti vào hệ chất mang hydrogel Carbopol 1% thân nước bộc lộ hạn chế rõ rệt: nền hydrogel phân cực kém tương thích với hỗn hợp eutecti thân dầu, dẫn đến sinh khả dụng in vivo trên động vật thí nghiệm vẫn ở mức thấp. Nhằm khắc phục triệt để nhược điểm về độ tương thích pha và cải thiện thông lượng khuếch tán, việc chuyển đổi sang hệ nền organogel—đặc biệt là organogel tạo từ lecithin kết hợp tá dược phân cực—là hướng đi có cơ sở khoa học nhờ cấu trúc micell đảo lưỡng tính, tương thích sinh học cao với màng lipid của da và dung nạp tốt các phân tử hữu cơ kỵ nước.
Đề tài "Nghiên cứu bào chế và đánh giá organogel chứa eutecti progesteron dùng qua da" của tác giả Lê Thu Hằng được triển khai nhằm thực hiện hai mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu bào chế organogel chứa eutecti progesteron dùng qua da.
- Sơ bộ đánh giá sinh khả dụng của organogel chứa eutecti progesteron bào chế được và so sánh với chế phẩm đối chiếu dùng đường uống trên thị trường.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hoạt chất progesteron (đạt tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP 41), chất tạo eutecti menthol, các thành phần cấu tạo organogel (lecithin, tá dược A, tá dược B), màng da lưng chuột nhắt trắng (thử giải phóng in vitro) và thỏ trắng đực trưởng thành khỏe mạnh (thử dược động học in vivo). Chế phẩm đối chiếu là viên nang mềm Utrogestan 100 mg dùng đường uống.
- Phạm vi không gian: Thực hiện tại Bộ môn Bào chế và Bộ môn Dược lực, Trường Đại học Dược Hà Nội.
- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu hoàn thành và nghiệm thu vào tháng 06 năm 2022.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp thực nghiệm
Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết cốt lõi về nhiệt động học pha, hiện tượng tạo gel micell và cơ chế khuếch tán qua màng sinh học:
- Cơ sở nhiệt động học của hệ eutecti: Hệ eutecti là hỗn hợp vật lý của hai hoặc nhiều cấu tử trộn lẫn ở tỷ lệ xác định, trong đó một cấu tử ức chế quá trình kết tinh của cấu tử kia, làm cho nhiệt độ nóng chảy của hệ hạ xuống thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của từng chất thành phần mà không tạo ra liên kết hóa học mới. Tác dụng tăng thấm của hệ eutecti được giải thích qua phương trình độ tan lý tưởng của Kasting:
$$\ln\left(\frac{S_{\text{lý tưởng}}}{S}\right) = -\frac{\Delta S_f}{R}\left(\frac{T_m - T}{T_m}\right)$$
Trong đó, khi nhiệt độ nóng chảy ($T_m$) của progesteron giảm xuống nhờ tạo eutecti với menthol, độ tan lý tưởng của dược chất trong lipid da ($S_{\text{lý tưởng}}$) tăng lên, kéo theo sự gia tăng thông lượng khuếch tán ($J_m$) theo định luật Fick:
$$J = \frac{KD}{h}(C_0 - C_i)$$
Đồng thời, quá trình đồng kết tinh tạo các vi tinh thể mịn làm tăng diện tích tiếp xúc và đưa dược chất về trạng thái giả bền (metastable), gia tăng tốc độ hòa tan tại vi môi trường tiếp xúc.
- Cơ chế hình thành organogel cốt lỏng (fluid-matrix): Phân tử phospholipid trong lecithin tự tập hợp tạo micell đảo trong môi trường dung môi hữu cơ không phân cực (tá dược A). Khi thêm pha nước chứa tá dược B (poloxamer trương nở 20%), các phân tử nước liên kết hydro với nhóm phosphat của đầu phân cực lecithin, kích thích micell đảo phát triển một chiều từ dạng cầu thành dạng trụ dài và đan bện thành mạng lưới ba chiều cố định pha dung môi, tạo thể chất gel bán rắn có đặc tính nhớt đàn hồi.
Hệ thống phương pháp thực nghiệm được triển khai đồng bộ:
- Phương pháp bào chế: Bào chế hệ eutecti PGT : menthol theo tỉ lệ khối lượng 15:85 bằng phương pháp đun cách thủy ở $65^\circ\text{C}$ cho chảy lỏng hoàn toàn, trộn đều, làm lạnh về nhiệt độ phòng và ổn định ở $-20^\circ\text{C}$. Chuẩn bị riêng pha dầu (lecithin : tá dược A tỉ lệ 1:1) và pha nước (dung dịch tá dược B 20%), phối hợp pha nước vào pha dầu dưới lực khuấy từ 100 vòng/phút để thu được organogel trắng. Sau đó, phân tán hệ eutecti vào organogel trắng đến khi đồng nhất.
- Thiết kế thí nghiệm và tối ưu hóa: Áp dụng mô hình mặt tại tâm hỗn hợp trung tâm (Central Composite Face - CCF) trên phần mềm MODDE 12.0 với 11 công thức (gồm 3 điểm lặp tại tâm). Hai biến đầu vào gồm: tỉ lệ PGT trong công thức ($X_1$, miền giá trị $1 - 10%$) và tỉ lệ pha nước trong hệ nền organogel ($X_2$, miền giá trị $70 - 80%$). Hai biến đầu ra gồm: thông lượng khuếch tán Flux qua da chuột ($Y_1$, $\mu\text{g/cm}^2\cdot\text{giờ}$) và thời gian trễ $T_{\text{lag}}$ ($Y_2$, giờ).
- Phương pháp đo kích thước tiểu phân: Tán xạ ánh sáng động (DLS) trên thiết bị Zetasizer NanoZS90 xác định kích thước tiểu phân (KTTP) và chỉ số đa phân tán (PDI) của organogel trắng ở $25^\circ\text{C}$.
- Phương pháp thử giải phóng in vitro: Sử dụng bình khuếch tán Franz (Hanson Research, thể tích buồng nhận $7\text{ ml}$, diện tích khuếch tán $1,767\text{ cm}^2$) qua da lưng chuột nhắt trắng cạo sạch lông, môi trường nhận ethanol : nước (50:50) duy trì ở $32 \pm 0,5^\circ\text{C}$, tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Lấy mẫu tại các thời điểm 1, 3, 5, 6, 7, 8 và 24 giờ.
- Phương pháp định lượng:
- Định lượng mẫu in vitro bằng HPLC Shimadzu, cột Agilent C18 ($250 \times 4,6\text{ mm}$, $5,\mu\text{m}$), pha động methanol : nước (80:20), tốc độ dòng $1\text{ ml/phút}$, detector UV tại bước sóng $254\text{ nm}$.
- Định lượng progesteron trong huyết tương thỏ bằng sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS) trên hệ Agilent 6460 QQQ, cột Agilent Eclipse XDB-C18 ($3,0 \times 150\text{ mm}$, $3,5,\mu\text{m}$), chương trình rửa giải phân cực giữa dung dịch acid formic 0,1% và acetonitril, sử dụng chất nội chuẩn đồng vị progesteron-$d_9$ (PGT-$d_9$). Mẫu huyết tương thỏ được chiết tách theo kỹ thuật QuEChERS (chiết bằng acetonitril kết hợp tách pha muối $\text{MgSO}_4$ và $\text{NaCl}$).
- Phương pháp đánh giá sinh khả dụng in vivo: Thử nghiệm trên 9 thỏ trắng đực trưởng thành ($4 - 6$ tháng tuổi, khối lượng khoảng $2\text{ kg}$) chia 2 lô: Lô 1 ($n=4$) bôi organogel tối ưu trên diện tích da lưng $3\times 5\text{ cm}$ với liều $10\text{ mg/kg}$; Lô 2 ($n=5$) cho uống dịch nhân viên nang Utrogestan liều $10\text{ mg/kg}$ qua sonde dạ dày. Máu được lấy theo các mốc thời gian xác định đến 32 giờ (nhóm bôi) và 6 giờ (nhóm uống). Dữ liệu được xử lý dược động học không ngăn (NCA) bằng phần mềm Phoenix 8 để trích xuất $C_{\max}$, $T_{\max}$, $\text{AUC}_{0-\infty}$, MRT và hằng số thải trừ $\lambda_z$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này tập trung tổng kết các dữ liệu khoa học về đặc tính lý hóa của progesteron (nhiệt độ nóng chảy $121^\circ\text{C}$, độ tan $7,00 - 8,81\text{ mg/l}$, $\log P = 3,87$), vai trò dược lý và các dạng bào chế thương mại hiện có (bảng 1 của khóa luận liệt kê: Crinone 8% đặt âm đạo, Gestone $100\text{ mg/2 ml}$ tiêm bắp, Utrogestan $100\text{ mg}$/$200\text{ mg}$ viên uống/đặt âm đạo, và Progestogel 1% gel bôi da điều trị u vú lành tính). Tác giả tổng hợp các công trình nghiên cứu gia tăng tính thấm qua da của progesteron trên thế giới: dung dịch PGT trong propylen glycol bổ sung 10% mono-diglycerid chuỗi trung bình (MCG) làm tăng khả năng thấm gấp 7 lần; hệ vi nhũ tương chứa chất diện hoạt polyoxyethylen-10-dodecyl ether kết hợp silicon dioxid và polyme làm tăng độ thấm từ 1,24 đến 1,63 lần; hệ liposome DPPC gắn polyme carrageenan giúp duy trì độ ổn định cấu trúc tốt sau 8 tuần.
Phần tiếp theo của chương đi sâu vào bản chất nhiệt động học của hệ eutecti, phân tích phương trình Kasting chứng minh mối quan hệ giữa việc giảm điểm nóng chảy của dược chất với việc gia tăng độ hòa tan lý tưởng trong lipid màng sừng. Tác giả tổng quan cấu trúc organogel, phân biệt cơ chế tạo gel cốt rắn và cốt lỏng từ các phân tử có khối lượng thấp (LMWO), nêu rõ ưu thế của hệ pluronic lecithin organogel (PLO) trong việc tăng thấm thuốc qua da so với hydrogel Carbopol thông thường thông qua các nghiên cứu về aceclofenac, piroxicam, silymarin và diltiazem. Cuối chương, các thông số dược động học cơ bản ($T_{\max}$, $C_{\max}$, AUC, MRT) và đặc điểm giải phẫu da của các mô hình động vật thí nghiệm (chuột, thỏ, lợn) được phân tích để làm căn cứ lựa chọn thiết kế thực nghiệm.
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc nguyên liệu đạt chuẩn (progesteron USP 41 từ Hubei Gedian Humanwell, menthol, lecithin, dung môi phân tích) và danh mục 18 trang thiết bị nghiên cứu hiện đại. Nội dung chương trình bày quy trình thao tác chuẩn (SOP) để bào chế eutecti PGT : menthol (15:85) bằng cách đun chảy ở $65^\circ\text{C}$ và bảo quản $-20^\circ\text{C}$; kỹ thuật phối hợp pha dầu và pha nước tạo organogel trắng và đưa eutecti vào gel.
Chương này công bố chi tiết ma trận thiết kế thí nghiệm CCF trên phần mềm MODDE 12.0 với các biến đầu vào, đầu ra được mã hóa cụ thể; quy trình thẩm định phương pháp định lượng HPLC trên dịch thử giải phóng Franz (đáp ứng độ tuyến tính $R^2 > 0,99$ và độ lặp lại $\text{RSD} < 2%$); quy trình thẩm định LC-MS/MS định lượng PGT trong huyết tương thỏ bằng phương pháp chiết QuEChERS có chất nội chuẩn PGT-$d_9$; và quy trình thiết kế thử nghiệm sinh khả dụng so sánh đường bôi qua da với đường uống trên mô hình 9 con thỏ trắng, xử lý số liệu bằng phần mềm chuyên dụng Phoenix 8, MODDE 12.0 và MassHunter.
Chương 3: Kết quả và bàn luận
Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm theo tiến trình nghiên cứu logic:
- Thẩm định phương pháp định lượng:
- Phương pháp HPLC: Dãy chuẩn progesteron từ $6,0$ đến $150,0,\mu\text{g/ml}$ có độ tuyến tính cao với $R^2 = 0,9999$. Kiểm tra độ lặp lại ở nồng độ $30,\mu\text{g/ml}$ ($n=6$) cho RSD của thời gian lưu là $0,15%$ và RSD của diện tích pic là $1,94%$, đạt tiêu chuẩn phân tích.
- Phương pháp LC-MS/MS: Tuyến tính trong khoảng nồng độ $2,0 - 2000,0\text{ ng/ml}$ với hệ số tương quan $R^2 = 0,9997$. Thử độ lặp lại và độ thu hồi trên mẫu huyết tương thêm chuẩn $1000\text{ ng/ml}$ ($n=6$) cho độ thu hồi trung bình đạt $98,9%$ và giá trị RSD đạt $2,09%$, đáp ứng yêu cầu của AOAC.
- Nghiên cứu bào chế organogel trắng: Khảo sát 7 tỉ lệ pha nước/pha dầu từ 2/8 đến 8/2. Kích thước tiểu phân tăng dần theo lượng nước: từ $420,2\text{ nm}$ (tỉ lệ 2/8) lên $777,1\text{ nm}$ (tỉ lệ 5/5), sau đó tăng vọt lên $1290\text{ nm}$ (tỉ lệ 6/4) và đạt $3308\text{ nm}$ (tỉ lệ 7/3). Điểm chuyển tiếp hình thái nằm ở vùng tỉ lệ nước/dầu khoảng 5,5/4,5, tương ứng với quá trình các micell đảo hình cầu chuyển đổi thành cấu trúc micell hình trụ dạng sợi dài, vướng bện vào nhau tạo thể chất gel bán rắn đặc quánh. Khoảng tỉ lệ pha nước/pha dầu từ 5/5 đến 8/2 được lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu mang eutecti.
- Sàng lọc sơ bộ công thức chứa eutecti (F1 đến F9): Với hệ nền có tỉ lệ nước 50 - 60%, việc đưa eutecti vào làm gel bị lỏng hoặc xuất hiện hiện tượng kết tinh lại của menthol. Hệ nền có tỉ lệ nước 70% giữ được thể chất bán rắn đồng nhất ở cả nồng độ PGT 1%, 5,5% và 10%. Hệ nền có tỉ lệ nước 80% khi phối hợp lượng eutecti tương ứng 10% PGT (chiếm tới 66,67% khối lượng mẫu) trở nên quá đặc, khó đồng nhất. Do đó, miền khảo sát thực nghiệm được xác định: $X_1$ (tỉ lệ PGT: $1 - 10%$) và $X_2$ (tỉ lệ pha nước trong nền: $70 - 80%$).
- Kết quả tối ưu hóa theo mô hình CCF (11 công thức):
| Công thức |
Tỉ lệ PGT ($X_1$, %) |
Tỉ lệ pha nước ($X_2$, %) |
Flux ($Y_1$, $\mu\text{g/cm}^2\cdot\text{giờ}$) |
$T_{\text{lag}}$ ($Y_2$, giờ) |
| N1 |
1,0 |
70 |
70,31 |
6,65 |
| N2 |
10,0 |
70 |
251,16 |
4,94 |
| N3 |
1,0 |
80 |
39,72 |
7,49 |
| N4 |
10,0 |
80 |
94,85 |
2,11 |
| N5 |
1,0 |
75 |
80,15 |
7,40 |
| N6 |
10,0 |
75 |
272,08 |
4,74 |
| N7 |
5,5 |
70 |
222,20 |
5,79 |
| N8 |
5,5 |
80 |
243,78 |
6,99 |
| N9 |
5,5 |
75 |
229,44 |
5,72 |
| N10 |
5,5 |
75 |
280,34 |
4,78 |
| N11 |
5,5 |
75 |
273,16 |
6,25 |
Phân tích hồi quy bằng phần mềm MODDE 12.0 cho thấy:
- Mô hình thông lượng khuếch tán ($Y_1$) có độ tương thích tốt với $R^2 = 0,905$ và hệ số dự đoán $Q^2 = 0,170$ ($> 0,1$). Biến tỉ lệ PGT ($X_1$) có hệ số hồi quy dương $+0,756$ ($p < 0,05$), cho thấy khi tăng nồng độ dược chất trong công thức thì chênh lệch gradient nồng độ qua màng tăng, làm tăng mạnh thông lượng khuếch tán theo định luật Fick. Hệ số bậc hai $X_1 \times X_1$ mang dấu âm ($-1,090$, $p < 0,05$) thể hiện xu hướng đường cong cực đại.
- Mô hình thời gian trễ ($Y_2$) có $R^2 = 0,812$ nhưng $Q^2 = -0,340$ ($< 0,1$), do sự dao động sinh học lớn giữa các mẫu da chuột thí nghiệm. Tuy nhiên, biến $X_1$ vẫn thể hiện tác động âm có ý nghĩa thống kê ($-1,045$, $p < 0,05$), chứng minh tăng nồng độ dược chất giúp đẩy nhanh tốc độ bão hòa trên màng da và rút ngắn thời gian trễ.
- Biến tỉ lệ pha nước trong nền ($X_2$) không có ảnh hưởng mang ý nghĩa thống kê đối với cả hai biến đầu ra ($p > 0,05$).
Sử dụng phần mềm MODDE 12.0 dự đoán điểm tối ưu: tỉ lệ PGT đạt 7,37907% (~7,38%) và tỉ lệ pha nước trong nền đạt 72,8745%. Công thức tối ưu toàn phần gồm: PGT 7,38%, Menthol 41,81%, Lecithin 6,89%, Tá dược A 6,89%, Tá dược B 7,41%, Nước 29,62%. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm cho thấy hệ tối ưu đạt Flux bằng $289,00,\mu\text{g/cm}^2\cdot\text{giờ}$ và $T_{\text{lag}}$ là $5,39\text{ giờ}$.
- Kết quả đánh giá sinh khả dụng in vivo trên mô hình thỏ:
| Thông số dược động học |
Hệ eutecti - organogel (qua da) |
Chế phẩm Utrogestan (đường uống) |
| Liều dùng |
$10\text{ mg/kg}$ |
$10\text{ mg/kg}$ |
| $T_{\max}$ |
$4,00 \pm 0,61\text{ giờ}$ |
$9,00 \pm 2,45\text{ phút}$ |
| $C_{\max}$ |
$72,54 \pm 14,79\text{ ng/ml}$ |
$407,74 \pm 322,15\text{ ng/ml}$ |
| $\text{AUC}_{0-\infty}$ |
$708,54 \pm 120,20\text{ ng}\cdot\text{giờ/ml}$ |
$291,01 \pm 224,41\text{ ng}\cdot\text{giờ/ml}$ |
| MRT (thời gian lưu trú trung bình) |
$9,93 \pm 0,37\text{ giờ}$ |
$1,66 \pm 0,68\text{ giờ}$ |
| $\lambda_z$ (hằng số thải trừ) |
$0,0794 \pm 0,00289\text{ giờ}^{-1}$ |
$0,395 \pm 0,206\text{ giờ}^{-1}$ |
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình công nghệ bào chế hoàn chỉnh hệ eutecti - organogel chứa progesteron dùng qua da, kết hợp hệ eutecti PGT : menthol (tỉ lệ 15:85) vào cấu trúc nền organogel tạo từ lecithin và pluronic (tá dược B).
Về mặt dữ liệu thực nghiệm, công trình đã xác lập được công thức tối ưu hóa với hàm lượng thành phần định lượng chuẩn xác:
- Progesteron: 7,38%
- Menthol: 41,81%
- Lecithin: 6,89%
- Tá dược A: 6,89%
- Tá dược B: 7,41%
- Nước tinh khiết: 29,62%
Công thức tối ưu này cho thông lượng giải phóng dược chất qua da chuột đạt $289,00,\mu\text{g/cm}^2\cdot\text{giờ}$ với thời gian trễ $5,39\text{ giờ}$.
Trong thử nghiệm dược động học so sánh trực tiếp trên thỏ trắng ở cùng mức liều $10\text{ mg/kg}$:
- Diện tích dưới đường cong nồng độ - thời gian ($\text{AUC}_{0-\infty}$) của hệ eutecti - organogel qua da đạt $708,54 \pm 120,20\text{ ng}\cdot\text{giờ/ml}$, cao gấp 2,43 lần (tương đương 243,48%) so với viên nang mềm Utrogestan đối chiếu dùng đường uống ($291,01 \pm 224,41\text{ ng}\cdot\text{giờ/ml}$).
- Nồng độ đỉnh trong huyết tương ($C_{\max}$) của hệ qua da đạt $72,54 \pm 14,79\text{ ng/ml}$, thấp hơn khoảng 5,6 lần so với đường uống ($407,74 \pm 322,15\text{ ng/ml}$), giúp loại bỏ các đỉnh nồng độ tăng vọt đột ngột thường gây ra tác dụng phụ trên hệ thần kinh trung ương.
- Thời gian đạt nồng độ cực đại ($T_{\max}$) kéo dài đến $4,00\text{ giờ}$ (so với $9,00\text{ phút}$ của đường uống) và thời gian lưu trú trung bình (MRT) đạt $9,93\text{ giờ}$ (so với $1,66\text{ giờ}$ của đường uống), chứng minh hệ có khả năng giải phóng dược chất kéo dài và duy trì nồng độ điều trị ổn định trong máu.
Về mặt đóng góp khoa học so với các công trình trước, nghiên cứu của tác giả đã giải quyết triệt để vấn đề xung khắc pha và sinh khả dụng thấp của hệ eutecti - hydrogel Carbopol 1% trong đề tài trước đây của Dược sĩ Nguyễn Thị Ngân. Việc chứng minh nền organogel cốt lỏng từ lecithin tương thích tốt với hỗn hợp eutecti thân dầu và cải thiện vượt trội sinh khả dụng so với đường uống đã mở ra tiềm năng ứng dụng organogel làm hệ chất mang cho các dược chất steroid kém tan, thấm kém dùng qua đường biểu mô.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận tự chỉ ra một số hạn chế nội tại và đề xuất các định hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Hạn chế về mô hình thống kê: Biến đầu ra thời gian trễ ($T_{\text{lag}}$) trong mô hình CCF có hệ số dự đoán $Q^2 = -0,340$ ($< 0,1$), do sự phân tán dữ liệu lớn bắt nguồn từ sai số sinh học giữa các mẫu biểu bì da chuột (tuổi, khối lượng, kỹ thuật loại bỏ mỡ dưới da).
- Hạn chế về đặc tính hóa lý chuyên sâu: Đề tài mới dừng lại ở việc đánh giá cảm quan thể chất và đo kích thước tiểu phân bằng DLS trên hệ nền trắng, chưa đi sâu phân tích cấu trúc vi mô bằng các kỹ thuật quang phổ tiên tiến (quang phổ hồng ngoại FTIR, nhiễu xạ tia X) cũng như chưa xác lập bản đồ lưu biến học (độ nhớt động học, ứng suất chảy) của hệ eutecti - organogel hoàn chỉnh sau khi kết hợp dược chất.
- Hạn chế về quy mô thử nghiệm sinh khả dụng: Thử nghiệm in vivo mới được tiến hành sơ bộ trên mô hình thỏ với cỡ mẫu nhỏ ($n=4$ cho nhóm bôi và $n=5$ cho nhóm uống). Dữ liệu động vật chưa thể phản ánh đầy đủ các đặc tính dược động học và độ kích ứng da trên người.
- Hướng phát triển tiếp theo: Tác giả kiến nghị tiếp tục hoàn thiện công thức bào chế eutecti - organogel, tiến hành đánh giá chi tiết cấu trúc hóa lý và đặc tính lưu biến của hệ phân tán, đồng thời mở rộng các thử nghiệm tiền lâm sàng về độc tính cục bộ, tính dung nạp qua da trước khi tiến tới các thử nghiệm lâm sàng chính thức trên người tình nguyện khỏe mạnh.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao đối với sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc chuyên ngành Bào chế và Công nghệ Dược phẩm, Dược học và Hóa lý dược:
- Về mặt phương pháp luận: Cung cấp phương pháp luận chặt chẽ trong việc ứng dụng công cụ thiết kế thí nghiệm (DoE) với mô hình Central Composite Face (CCF) trên phần mềm MODDE để sàng lọc và tối ưu hóa đồng thời nhiều thông số bào chế dạng thuốc bán rắn.
- Về mặt kỹ thuật thực nghiệm: Cung cấp chi tiết các quy trình thao tác chuẩn có tính ứng dụng cao, bao gồm kỹ thuật tạo hệ eutecti giảm điểm nóng chảy của dược chất khó tan; quy trình điều chế organogel từ lecithin quy mô phòng thí nghiệm; kỹ thuật thử giải phóng thuốc qua màng da động vật trên hệ thiết bị Franz cells; và phương pháp xử lý mẫu sinh học bằng kỹ thuật QuEChERS để định lượng dược chất trong huyết tương bằng LC-MS/MS sử dụng chuẩn nội đồng vị.
- Về mặt ứng dụng phát triển sản phẩm: Là cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng cho các nhóm nghiên cứu muốn phát triển các dạng thuốc hấp thu qua da thay thế đường uống đối với các hoạt chất steroid (như estradiol, finasterid, cyproteron acetat) có sinh khả dụng thấp do chuyển hóa qua gan.
Câu hỏi thường gặp
1. Tỷ lệ thành phần trong hệ eutecti progesteron và menthol được lựa chọn là bao nhiêu và được bào chế trong điều kiện nhiệt độ nào?
Hệ eutecti được bào chế theo tỷ lệ khối lượng progesteron : menthol là 15 : 85. Quy trình thực hiện bằng cách đun hỗn hợp ở nhiệt độ $65^\circ\text{C}$ trên bể cách thủy trong ống nghiệm thủy tinh đậy kín cho đến khi chảy lỏng hoàn toàn, sau đó trộn đều, làm nguội về nhiệt độ phòng, để ổn định 12 giờ và bảo quản ở $-20^\circ\text{C}$ ít nhất 1 tuần.
2. Kích thước tiểu phân của organogel trắng biến đổi như thế nào khi thay đổi tỷ lệ pha nước/pha dầu và điểm chuyển tiếp cấu trúc xuất hiện ở đâu?
Khi tăng dần tỷ lệ pha nước/pha dầu từ 2/8 đến 8/2, kích thước tiểu phân tăng từ $420,2\text{ nm}$ lên $3308\text{ nm}$. Kích thước tiểu phân tăng vọt đột ngột từ $777,1\text{ nm}$ (tỷ lệ 5/5) lên $1290\text{ nm}$ (tỷ lệ 6/4), với giao điểm chuyển tiếp nằm ở tỷ lệ nước/dầu khoảng 5,5/4,5. Hiện tượng này tương ứng với quá trình chuyển pha khi các micell đảo hình cầu tự lắp ráp và phát triển một chiều thành các micell hình trụ dạng chuỗi đan bện, tạo thành mạng lưới ba chiều cố định dung môi.
3. Công thức tối ưu của hệ organogel chứa eutecti progesteron gồm những thành phần nào và đạt các chỉ tiêu giải phóng ra sao?
Công thức tối ưu gồm: 7,38% progesteron; 41,81% menthol; 6,89% lecithin; 6,89% tá dược A; 7,41% tá dược B; và 29,62% nước tinh khiết. Công thức này đạt thông lượng khuếch tán thực nghiệm Flux là $289,00,\mu\text{g/cm}^2\cdot\text{giờ}$ và thời gian trễ $T_{\text{lag}}$ là $5,39\text{ giờ}$ qua màng da lưng chuột nhắt trắng.
4. Khả năng hấp thu in vivo của hệ eutecti - organogel bôi qua da khác biệt như thế nào so với viên nang Utrogestan uống trên mô hình thỏ?
Ở cùng liều $10\text{ mg/kg}$, hệ eutecti - organogel dùng qua da đạt diện tích dưới đường cong $\text{AUC}{0-\infty}$ là $708,54\text{ ng}\cdot\text{giờ/ml}$, cao gấp 2,43 lần so với viên uống Utrogestan ($291,01\text{ ng}\cdot\text{giờ/ml}$). Đồng thời, dạng bôi qua da có $C{\max}$ thấp hơn 5,6 lần ($72,54\text{ ng/ml}$ so với $407,74\text{ ng/ml}$), $T_{\max}$ kéo dài hơn ($4,00\text{ giờ}$ so với $9,00\text{ phút}$) và thời gian lưu trú trung bình MRT dài hơn ($9,93\text{ giờ}$ so với $1,66\text{ giờ}$), giúp nồng độ thuốc duy trì hằng định, kéo dài.
5. Trong mô hình thiết kế thí nghiệm CCF, biến đầu vào nào có ảnh hưởng mang ý nghĩa thống kê đến khả năng giải phóng dược chất?
Chỉ có biến tỉ lệ progesteron ($X_1$) ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$) đến cả hai biến đầu ra: làm tăng thông lượng khuếch tán Flux (hệ số hồi quy $+0,756$) và làm giảm thời gian trễ $T_{\text{lag}}$ (hệ số hồi quy $-1,045$). Ngược lại, biến tỉ lệ pha nước trong nền organogel ($X_2$) không thể hiện ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đối với cả thông lượng khuếch tán và thời gian trễ trong khoảng khảo sát từ 70% đến 80%.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Thu Hằng đã giải quyết thành công bài toán sinh khả dụng thấp của progesteron thông qua việc tích hợp hệ eutecti progesteron - menthol (15:85) vào cấu trúc chất mang organogel cốt lỏng tạo từ lecithin và pluronic. Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm CCF trên phần mềm MODDE 12.0, công trình đã tối ưu hóa được công thức chứa 7,38% progesteron với thông lượng giải phóng qua da đạt $289,00,\mu\text{g/cm}^2\cdot\text{giờ}$. Thử nghiệm dược động học in vivo trên thỏ đã chứng minh hệ bào chế qua da có diện tích dưới đường cong $\text{AUC}_{0-\infty}$ cao gấp 2,43 lần chế phẩm đối chiếu Utrogestan đường uống, đồng thời duy trì nồng độ dược chất ổn định kéo dài và giảm thiểu đỉnh nồng độ đột ngột trong tuần hoàn.
