Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp dược phẩm hiện đại, kiểm soát chất lượng thuốc generic là yêu cầu sống còn nhằm đảm bảo tính an toàn và hiệu quả điều trị cho người bệnh. Diclofenac là hoạt chất kháng viêm không steroid (NSAID) tiêu biểu, được Bộ Y tế đưa vào danh mục thuốc thiết yếu từ năm 2018 và được chỉ định rộng rãi trong điều trị viêm khớp, thoái hóa khớp và giảm đau sau phẫu thuật. Tuy nhiên, trong quá trình tổng hợp hoạt chất, bào chế cũng như lưu trữ thành phẩm, sự xuất hiện của các tạp chất liên quan—đặc biệt là tạp chất A (1-(2,6-dichlorophenyl)-1,3-dihydro-2H-indol-2-on)—luôn tiềm ẩn rủi ro giảm sinh khả dụng và nguy cơ độc tính cấp theo đường tiêu hóa với giá trị LD50 trên chuột là 1,2 g/kg.

Các dược điển hàng đầu thế giới như Dược điển Việt Nam V, Dược điển Anh (BP 2017) và Dược điển Mỹ (USP 41) đều đặt ra quy chuẩn bắt buộc phải kiểm soát giới hạn tạp chất A không được vượt quá 0,2% trong nguyên liệu và dạng bào chế viên nén. Mặc dù vậy, tại Việt Nam, nguồn tạp chất đối chiếu A chủ yếu phụ thuộc vào nhập khẩu với chi phí đắt đỏ, trong khi chưa có quy trình chuẩn hóa hoàn chỉnh và phương pháp định lượng đồng thời cả hoạt chất lẫn tạp chất A trong cùng một lần chạy sắc ký trên các mẫu thuốc thương mại.

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 10 năm 2017 đến tháng 3 năm 2019 tại Trung tâm Thực hành Y Dược thuộc Trường Đại học Võ Trường Toản phối hợp cùng Viện Kiểm nghiệm thuốc TP. Hồ Chí Minh. Mục tiêu then chốt của luận văn là tổng hợp, tinh chế và thiết lập chất đối chiếu tạp A đạt độ tinh khiết trên 99,0%, đồng thời xây dựng, thẩm định quy trình sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) định lượng đồng thời diclofenac và tạp A, ứng dụng khảo sát 30 mẫu viên nén thương mại tại quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng đồng bộ các hướng dẫn quốc tế và nguyên tắc kiểm nghiệm hiện đại:

  • Hướng dẫn ICH Q3A/Q3B: Quy định ngưỡng báo cáo (0,05% - 0,1%), ngưỡng định danh (0,1% - 0,2%) và ngưỡng xác định độc tính của tạp chất liên quan trong nguyên liệu cũng như thành phẩm thuốc.
  • Tiêu chuẩn ISO Guide 31, 34, 35 và ISO 13528: Cung cấp hệ thống chuẩn mực thống kê trong sản xuất mẫu chuẩn, đánh giá độ đồng nhất đóng lọ, độ đồng nhất liên phòng thí nghiệm, xác định giá trị ấn định và ước lượng độ không đảm bảo đo.
  • Khái niệm then chốt: Tạp chất đối chiếu (reference standard), tính tương thích hệ thống (system suitability), độ đặc hiệu phân tích (specificity), giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng thiết kế thực nghiệm can thiệp với các quy trình cụ thể:

  • Tổng hợp và tinh chế: Khảo sát 4 quy trình hóa học chuyển hóa diclofenac acid thành tạp chất A. Quy trình tối ưu sử dụng phản ứng giữa diclofenac acid với oxalyl clorid trong môi trường dicloromethan (DCM) và xúc tác dimethylformamid (DMF) ở nhiệt độ phòng trong 30 phút, tiếp nối bằng 3 chu kỳ tinh chế tái kết tinh trong hỗn hợp methanol - nước điều chỉnh pH 8,0 bằng dung dịch natri hydroxyd 0,01M và sấy chân không ở 60°C trong 4 giờ.
  • Xác định cấu trúc và độ tinh khiết: Sử dụng phổ hồng ngoại (IR), khối phổ ion hóa phun electron (ESI-MS), cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR), phân tích nhiệt vi sai (DTA/TGA) và HPLC với đầu dò dãy diod quang (PDA).
  • Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu:
    • Cỡ mẫu tổng hợp: 3 mẻ độc lập, mỗi mẻ cân chính xác khoảng 1,5 g natri diclofenac, thu về trung bình 600 mg tạp chất A tinh khiết.
    • Cỡ mẫu thẩm định quy trình: 35 mẫu cho quy trình định lượng tạp A đơn lẻ và 100 mẫu cho quy trình định lượng đồng thời.
    • Cỡ mẫu đóng lọ chuẩn: 20 lọ (20 mg/lọ), chọn ngẫu nhiên 6 lọ để đánh giá đồng nhất nội bộ và gửi kiểm tra chéo tại 2 phòng thí nghiệm đạt chuẩn ISO/IEC 17025 trực thuộc Viện Kiểm nghiệm thuốc TP. Hồ Chí Minh.
    • Cỡ mẫu ứng dụng: 30 mẫu viên nén diclofenac 50 mg được lấy mẫu ngẫu nhiên trực tiếp tại các nhà thuốc bán lẻ trên địa bàn quận Ninh Kiều, TP. Cần Thơ (mỗi mẫu gồm 40 viên thuộc cùng một lô sản xuất).
  • Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo (RP-HPLC) với cột C18 và rửa giải đẳng dòng được lựa chọn nhờ khả năng phân tách sắc nét giữa diclofenac và tạp A, thời gian lưu ngắn, tính ổn định cao và chi phí dung môi tối ưu cho kiểm nghiệm thường quy.
  • Xử lý số liệu: Thực hiện trên phần mềm EZChrom Elite 3.2 và Microsoft Excel 2010 với trắc nghiệm Dixon loại trừ sai số thô, phân tích phương sai ANOVA một yếu tố và hai yếu tố, tính toán độ không đảm bảo đo mở rộng với mức tin cậy 95% (p = 0,95).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình nghiên cứu thực nghiệm đã ghi nhận các kết quả nổi bật:

  • Tổng hợp thành công tạp chất A: Quy trình sử dụng oxalyl clorid cho hiệu suất trung bình đạt 44,83% (tương ứng 0,65 g sản phẩm từ 1,5 g nguyên liệu ban đầu), điểm chảy sắc nét ở 129°C - 130°C trên giản đồ DTA, độ ẩm dưới 0,2% trên TGA. Phổ IR xác nhận sự biến mất của đỉnh N-H amin (3330 cm⁻¹) và xuất hiện đỉnh C=O lactam đặc trưng tại 1726 cm⁻¹. Khối phổ ESI-MS cho mảnh ion phân tử m/z = 278,0138 [C14H10Cl2NO]⁺ hoàn toàn trùng khớp với công thức cấu tạo của 1-(2,6-dichlorophenyl)-1,3-dihydro-2H-indol-2-on.
  • Chuẩn hóa chất đối chiếu đạt chuẩn quốc tế: Độ tinh khiết sắc ký trên HPLC-PDA đạt trên 99,0%. Đánh giá độ đồng nhất đóng lọ qua trắc nghiệm Dixon cho Qmin = 0,167 và Qmax = 0,167 (đều nhỏ hơn Q0,05 = 0,625). Phân tích ANOVA một yếu tố cho giá trị Ftn = 0,124 thấp hơn nhiều so với Flt = 4,387. Đánh giá liên phòng thí nghiệm qua ANOVA hai yếu tố cho Ftn = 3,632 nhỏ hơn Flt = 6,608. Giá trị ấn định hàm lượng chất đối chiếu được xác lập là 99,18% với độ không đảm bảo đo U = 0,0103 và độ lệch chuẩn s* = 0,0253.
  • Thẩm định quy trình HPLC đồng thời: Hệ pha động tối ưu gồm methanol và nước acid phosphoric pH 2,0 theo tỷ lệ 80:20 (tt/tt), bước sóng phát hiện 257 nm, tốc độ dòng 1,0 mL/phút trên cột Ultra C18 Restek (25 cm x 4,6 mm, 5 µm). Thời gian lưu của tạp A và diclofenac lần lượt là 4,81 phút và 7,17 phút với độ phân giải Rs = 7,58 (vượt xa yêu cầu Rs > 2,0), hệ số bất đối As từ 0,97 đến 1,00, số đĩa lý thuyết N trên 70.000. Giới hạn phát hiện (LOD) của tạp A đạt 0,04 µg/mL và giới hạn định lượng (LOQ) đạt 0,1 µg/mL. Độ đúng qua thử nghiệm phục hồi đạt 98,69% - 99,99% với RSD dưới 0,70%.
  • Khảo sát mẫu thương mại và độ ổn định: Trong 30 mẫu viên nén diclofenac 50 mg thu thập tại thị trường Cần Thơ, hàm lượng hoạt chất đạt từ 97,5% đến 102,3% so với nhãn, tạp chất A xuất hiện ở mức vết dưới 0,05% (nằm trong giới hạn cho phép 0,2%). Khi chịu thử nghiệm cưỡng bức dưới nhiệt độ 40°C trong 48 giờ, ánh sáng mặt trời trong 48 giờ và tia UV 365 nm trong 8 giờ, hàm lượng tạp chất A tăng từ 1,5 đến 3,2 lần so với mẫu đối chứng ban đầu.

Thảo luận kết quả

Việc lựa chọn tác nhân đóng vòng acyl clorid bằng oxalyl clorid thay vì thionyl clorid hay gia nhiệt vi sóng đã hạn chế tối đa sự hình thành các dẫn xuất polymer hóa thứ cấp, giúp sản phẩm đạt độ tinh khiết trên 99,0% ngay sau bước kết tinh lại. Khi biểu diễn dữ liệu qua sắc ký đồ 3D và phổ UV đa bước sóng, pic tạp chất A thể hiện độ tinh khiết phổ tuyệt đối, không bị chồng lấn bởi tá dược hay sản phẩm phân hủy sinh ra từ môi trường acid, kiềm, oxy hóa hoặc nhiệt độ cao.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế trước đây thường sử dụng hỗn hợp đệm phosphat phức tạp hoặc chương trình rửa giải gradient kéo dài trên 15 phút, hệ pha động đẳng dòng methanol - nước acid phosphoric pH 2,0 trong luận văn này giúp rút ngắn thời gian phân tích xuống dưới 8 phút cho mỗi mẫu thử. Điều này làm tăng năng suất phân tích gấp 2 lần, tiết kiệm 40% lượng dung môi hữu cơ tiêu thụ mà vẫn đảm bảo độ lặp lại cao với RSD diện tích pic dưới 0,31%.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng dược phẩm chứa diclofenac tại Việt Nam, luận văn đưa ra 4 khuyến nghị trọng tâm:

  • Nâng cấp quy mô thiết lập chất đối chiếu: Trung tâm Kiểm nghiệm và các Viện Kiểm nghiệm thuốc nhà nước cần tiếp nhận chuyển giao quy trình tổng hợp, triển khai sản xuất chất đối chiếu tạp chất A ở quy mô pilot 50 - 100 lọ/năm, hoàn thiện hồ sơ chất chuẩn theo ISO Guide 34 nhằm chủ động cung cấp chất chuẩn làm việc cho các nhà máy sản xuất trong nước trong vòng 6 - 12 tháng tới.
  • Cập nhật chuyên luận Dược điển Việt Nam: Hội đồng Dược điển Việt Nam xem xét bổ sung phương pháp định lượng đồng thời diclofenac và tạp chất A bằng HPLC đẳng dòng vào chuyên luận viên nén diclofenac trong kỳ tái bản Dược điển Việt Nam tiếp theo, giúp giảm 50% thời gian phân tích và thống nhất phương pháp kiểm nghiệm trên toàn quốc.
  • Tăng cường kiểm soát chuỗi cung ứng và bảo quản: Các cơ quan quản lý y tế tại địa phương (như Sở Y tế Cần Thơ) cần thanh tra định kỳ việc duy trì nhiệt độ bảo quản dưới 30°C và tránh ánh sáng trực tiếp tại 100% cơ sở bán lẻ thuốc đạt chuẩn GPP, ngăn chặn quá trình chuyển hóa hoạt chất thành tạp A do nhiệt và bức xạ quang hóa.
  • Ứng dụng quy trình vào kiểm nghiệm xuất xưởng: Khối đảm bảo chất lượng (QA/QC) tại các doanh nghiệp sản xuất thuốc generic cần áp dụng ngay quy trình HPLC này để kiểm tra độ tinh khiết của nguyên liệu đầu vào và theo dõi độ ổn định dài hạn của thành phẩm ở các mốc 3, 6, 12, 24 và 36 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và thực tiễn cao, đặc biệt hữu ích cho:

  • Kiểm nghiệm viên và chuyên viên phân tích: Các cá nhân công tác tại Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương, Viện Kiểm nghiệm thuốc TP. Hồ Chí Minh và Trung tâm Kiểm nghiệm các tỉnh/thành phố cần quy trình chuẩn hóa mẫu đối chiếu và phương pháp sắc ký tin cậy.
  • Bộ phận R&D và QA/QC tại các công ty dược: Các kỹ sư nghiên cứu phát triển sản phẩm thuốc generic chứa diclofenac dạng viên nén, gel bôi ngoài da hoặc dung dịch tiêm nhằm kiểm soát tạp chất liên quan theo tiêu chuẩn xuất khẩu.
  • Giảng viên và học viên sau đại học ngành Dược: Nguồn tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp luận thiết lập chất đối chiếu theo ISO Guide 35 và thẩm định phương pháp phân tích theo hướng dẫn ICH Q2(R1).
  • Chuyên viên thẩm định hồ sơ đăng ký thuốc: Cán bộ Cục Quản lý Dược có cơ sở dữ liệu đối chiếu khi đánh giá hồ sơ chất lượng phần tạp chất liên quan (phần 3.2.P.5) của các thuốc giảm đau, kháng viêm lưu hành tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Tạp chất A của diclofenac là gì và vì sao cần kiểm soát nghiêm ngặt?

Tạp chất A có tên hóa học là 1-(2,6-dichlorophenyl)-1,3-dihydro-2H-indol-2-on, là sản phẩm trung gian trong quá trình tổng hợp và là sản phẩm phân hủy chính của diclofenac dưới tác động của nhiệt độ và ánh sáng. Tạp chất này có độc tính cấp (LD50 đường uống trên chuột là 1,2 g/kg) và bị nghi ngờ có nguy cơ gây dị ứng, do đó dược điển quy định giới hạn tối đa trong viên nén là 0,2%.

Quy trình tổng hợp tạp chất A trong nghiên cứu có ưu điểm gì so với các phương pháp khác?

Nghiên cứu sử dụng tác nhân oxalyl clorid với xúc tác DMF trong môi trường dicloromethan ở nhiệt độ phòng. Phương pháp này diễn ra êm dịu trong 30 phút, không cần đun hồi lưu nhiệt độ cao như thionyl clorid hay thiết bị vi sóng phức tạp, đạt hiệu suất 44,83% và tạo sản phẩm có điểm chảy chuẩn 129°C - 130°C với độ tinh khiết trên 99,0%.

Bằng chứng nào chứng minh sản phẩm tổng hợp đạt chuẩn làm chất đối chiếu?

Sản phẩm được chứng minh cấu trúc toàn diện qua phổ IR, MS, 1H-NMR và 13C-NMR. Độ đồng nhất đóng lọ đạt chuẩn qua trắc nghiệm Dixon và phân tích ANOVA một yếu tố (Ftn = 0,124 < Flt = 4,387). Đánh giá liên phòng thí nghiệm độc lập tại 2 phòng thử nghiệm đạt chuẩn ISO/IEC 17025 cho kết quả tương đương (ANOVA hai yếu tố Ftn = 3,632 < Flt = 6,608), xác lập giá trị ấn định 99,18% ± 0,0103.

Quy trình định lượng đồng thời HPLC có đáp ứng được yêu cầu phân tích thường quy không?

Quy trình sử dụng pha động methanol - nước acid phosphoric pH 2,0 (80:20), tách hoàn toàn tạp A (tR = 4,81 phút) và diclofenac (tR = 7,17 phút) với độ phân giải Rs = 7,58 trong vòng chưa đầy 8 phút. Quy trình đạt đầy đủ các chỉ tiêu thẩm định theo ICH: độ đúng phục hồi 98,69% - 99,99%, RSD độ lặp lại dưới 0,70%, giới hạn phát hiện tạp A cực nhạy ở mức 0,04 µg/mL.

Yếu tố môi trường nào gây gia tăng nhanh nhất hàm lượng tạp A trong viên nén diclofenac?

Kết quả thử nghiệm cưỡng bức cho thấy bức xạ quang hóa (tia cực tím UV 365 nm trong 8 giờ và ánh sáng mặt trời trực tiếp trong 48 giờ) cùng với nhiệt độ cao (40°C trong 48 giờ) làm gia tăng hàm lượng tạp chất A từ 1,5 đến 3,2 lần so với ban đầu, chứng minh thuốc cần được đóng gói trong vỉ nhôm-nhôm hoặc thủy tinh màu để tránh ánh sáng.

Kết luận

  • Tổng hợp thành công tạp chất A của diclofenac qua phản ứng với oxalyl clorid với hiệu suất 44,83% và điểm chảy 129°C - 130°C.
  • Xác định chính xác cấu trúc hóa học bằng IR, ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR và thiết lập chất đối chiếu có độ tinh khiết ấn định 99,18% (U = 0,0103).
  • Xây dựng và thẩm định thành công quy trình RP-HPLC định lượng đồng thời diclofenac và tạp chất A với thời gian chạy dưới 8 phút, LOD đạt 0,04 µg/mL.
  • Ứng dụng kiểm nghiệm 30 mẫu viên nén thương mại tại Cần Thơ, khẳng định 100% mẫu khảo sát đạt tiêu chuẩn chất lượng về hàm lượng hoạt chất và giới hạn tạp chất.
  • Khẳng định tính cấp thiết của việc bảo quản thuốc tránh ánh sáng và nhiệt độ cao nhằm hạn chế tối đa sự hình thành tạp chất phân hủy.

Nghiên cứu đã giải quyết trọn vẹn bài toán tự chủ nguồn tạp chất đối chiếu và cung cấp công cụ phân tích sắc ký hiện đại, chính xác cho ngành kiểm nghiệm dược phẩm Việt Nam. Các phòng kiểm nghiệm và doanh nghiệp sản xuất có thể áp dụng ngay quy trình này để nâng cao chất lượng kiểm soát thuốc lưu hành trên thị trường.