Nghiên Cứu Tương Quan In Vitro – In Vivo Trong Bào Chế Miếng Dán Chứa l-Tetrahydropalmatin

Nghiên cứu ứng dụng tương quan in vitro in vivo trong bào chế miếng dán qua da chứa l tetrahydropalmatin mang lại tiềm năng mới trong y học.

• Tác giả: Nguyễn Thị Khánh Ly
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thạch Tùng
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược Sĩ
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Tương Quan In Vitro – In Vivo Trong Bào Chế Miếng Dán Qua Da Chứa l-Tetrahydropalmatin
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về l-tetrahydropalmatin
• 2.2. Một số nghiên cứu về đặc điểm dược động học của l-tetrahydropalmatin
• 2.3. Một số nghiên cứu về các dạng bào chế qua da chứa l-tetrahydropalmatin
• 2.4. Tương quan in vitro – in vivo
• 2.4.1. Sinh khả dụng in vitro và phương pháp đánh giá đối với thuốc qua da
• 2.4.2. Sinh khả dụng in vivo và phương pháp đánh giá đối với thuốc qua da
• 2.4.3. Các bước thiết lập tương quan in vitro – in vivo
• 2.4.4. Một số nghiên cứu về tương quan in vitro – in vivo cho miếng dán qua da
• 2.4.5. Một số nghiên cứu về tương quan in vitro – in vivo cho l-tetrahydropalmatin
• 2.4.6. Phần mềm GastroPlus và các thao tác cơ bản khi xây dựng mô hình PBPK
• 2.4.7. Một số ứng dụng khác của mô hình dược động học sinh lý (PBPK)
• 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên vật liệu và thiết bị
• 3.1.1. Nguyên vật liệu
• 3.1.2. Thiết bị nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.2.1. Hoàn thiện mô hình dược động học sinh lý cho miếng dán qua da chứa l-THP
• 3.2.2. Xây dựng mô hình dược động học sinh lý đường uống xác định khoảng nồng độ thuốc ở trạng thái ổn định tương ứng với tác dụng dược lý mong muốn
• 3.2.3. Ứng dụng IVIVC trong việc mô phỏng dữ liệu thấm in vitro và dữ liệu nồng độ thuốc trong huyết tương in vivo của miếng dán qua da chứa l-THP
• 3.2.4. Tối ưu tỉ lệ các thành phần trong công thức miếng dán qua da chứa l-THP
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp bào chế
• 3.3.2. Phương pháp đánh giá sinh khả dụng in vitro của miếng dán
• 3.3.3. Phương pháp mô phỏng dữ liệu
• 3.3.4. Phương pháp xây dựng mô hình dược động học sinh lý xác định khoảng nồng độ l-tetrahydropalmatin ở trạng thái ổn định ứng với tác dụng dược lý mong muốn
• 3.3.5. Phương pháp đánh giá các đặc tính của cốt dính
• 3.3.6. Phương pháp thiết kế thí nghiệm
• 3.3.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Thẩm tra phương pháp định lượng l-tetrahydropalmatin in vitro bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao
• 4.2. Mô hình dược động học sinh lý miếng dán qua da chứa l-tetrahydropalmatin
• 4.2.1. Mô phỏng dữ liệu in vivo đường tiêm tĩnh mạch
• 4.2.2. Mô phỏng dữ liệu in vivo của các miếng dán
• 4.3. Xây dựng mô hình dược động học sinh lý (PBPK) xác định khoảng nồng độ l-tetrahydropalmatin ở trạng thái ổn định ứng với tác dụng mong muốn
• 4.3.1. Xác định mối quan hệ giữa liều – tác dụng
• 4.3.2. Mô hình dược động học sinh lý ứng dụng (PBPK) mô phỏng khoảng nồng độ l-tetrahydropalmatin ở trạng thái ổn định
• 4.4. Thiết kế thí nghiệm và tối ưu hóa công thức bào chế miếng dán chứa l-tetrahydropalmatin
• 4.4.1. Thiết kế thí nghiệm
• 4.4.2. Phân tích kết quả
• 4.4.3. Không gian thiết kế
• 4.4.4. Tối ưu hóa công thức bào chế
• 4.4.5. Đánh giá lại công thức tối ưu
• 4.5. Đánh giá ảnh hưởng của miếng dán đến các đặc tính sinh lý của da
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• A. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• B. DANH MỤC CÁC BẢNG
• C. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu Tương quan In Vitro In Vivo

Nghiên cứu ứng dụng tương quan in vitro – in vivo (IVIVC) trong bào chế miếng dán qua da chứa l-Tetrahydropalmatin (l-THP) là một lĩnh vực quan trọng trong dược phẩm. IVIVC giúp dự đoán sinh khả dụng in vivo từ dữ liệu in vitro, từ đó tối ưu hóa quy trình bào chế. Miếng dán qua da chứa l-THP có thể khắc phục nhược điểm của các phương pháp điều trị truyền thống, như sinh khả dụng thấp và tác dụng ngắn. Nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị cho ngành dược mà còn mở ra hướng đi mới cho các dạng bào chế khác.

1.1. Khái niệm về Tương quan In Vitro In Vivo

Tương quan in vitro – in vivo (IVIVC) là mô hình toán học mô tả mối quan hệ giữa đặc tính in vitro của dạng bào chế và đáp ứng in vivo tương ứng. IVIVC giúp dự đoán sinh khả dụng của thuốc từ dữ liệu giải phóng in vitro, tạo điều kiện cho việc phát triển các sản phẩm dược phẩm hiệu quả hơn.

1.2. Lợi ích của Nghiên cứu IVIVC trong Bào chế

Nghiên cứu IVIVC mang lại nhiều lợi ích, bao gồm giảm thiểu thời gian và chi phí thử nghiệm lâm sàng, cải thiện quy trình phát triển sản phẩm và tăng cường khả năng dự đoán sinh khả dụng của thuốc. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc phát triển các dạng bào chế mới như miếng dán qua da chứa l-THP.

II. Thách thức trong Nghiên cứu Tương quan IVIVC

Mặc dù IVIVC có nhiều lợi ích, nhưng việc thiết lập mối tương quan chính xác giữa dữ liệu in vitro và in vivo vẫn gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như sự khác biệt trong điều kiện thử nghiệm, tính chất vật lý của dược chất và phương pháp đánh giá có thể ảnh hưởng đến kết quả. Đặc biệt, trong nghiên cứu miếng dán qua da chứa l-THP, việc xác định các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của mô hình IVIVC.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến IVIVC

Các yếu tố như độ hòa tan, tính thấm qua da và phương pháp thử nghiệm có thể ảnh hưởng đến mối tương quan giữa in vitro và in vivo. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp cải thiện độ chính xác của mô hình IVIVC.

2.2. Khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu chính xác cho cả in vitro và in vivo là một thách thức lớn. Các nghiên cứu cần phải được thiết kế cẩn thận để đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của dữ liệu, từ đó xây dựng mô hình IVIVC hiệu quả.

III. Phương pháp Nghiên cứu IVIVC cho Miếng Dán qua Da

Để thiết lập IVIVC cho miếng dán qua da chứa l-THP, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại. Các phương pháp này bao gồm thử nghiệm giải phóng in vitro, đánh giá sinh khả dụng in vivo và mô hình hóa dược động học. Sự kết hợp giữa các phương pháp này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình bào chế và nâng cao hiệu quả điều trị.

3.1. Thử nghiệm Giải phóng In Vitro

Thử nghiệm giải phóng in vitro là bước đầu tiên trong việc thiết lập IVIVC. Phương pháp này giúp đánh giá tốc độ và mức độ giải phóng của l-THP từ miếng dán qua da, từ đó cung cấp dữ liệu cần thiết cho mô hình IVIVC.

3.2. Đánh giá Sinh khả dụng In Vivo

Đánh giá sinh khả dụng in vivo là bước quan trọng để xác định nồng độ l-THP trong huyết tương sau khi sử dụng miếng dán. Dữ liệu này sẽ được so sánh với kết quả in vitro để thiết lập mối tương quan chính xác.

IV. Kết quả Nghiên cứu và Ứng dụng Thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy miếng dán qua da chứa l-THP có khả năng giải phóng và hấp thu tốt, với sinh khả dụng cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Các ứng dụng thực tiễn của IVIVC trong nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả điều trị mà còn mở ra hướng đi mới cho các dạng bào chế khác trong tương lai.

4.1. Kết quả Thực nghiệm về Miếng Dán

Kết quả thực nghiệm cho thấy miếng dán qua da chứa l-THP có nồng độ thuốc trong huyết tương cao hơn so với các dạng bào chế khác. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của phương pháp bào chế này.

4.2. Ứng dụng IVIVC trong Phát triển Sản phẩm

IVIVC có thể được áp dụng để tối ưu hóa quy trình phát triển sản phẩm dược phẩm mới. Việc sử dụng IVIVC giúp giảm thiểu thời gian và chi phí trong quá trình nghiên cứu và phát triển.

V. Kết luận và Tương lai của Nghiên cứu IVIVC

Nghiên cứu ứng dụng tương quan in vitro – in vivo trong bào chế miếng dán qua da chứa l-THP đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành dược phẩm. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại những sản phẩm dược phẩm hiệu quả hơn, đáp ứng nhu cầu điều trị ngày càng cao của bệnh nhân.

5.1. Tầm quan trọng của IVIVC trong Dược phẩm

IVIVC đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm mới. Nó giúp dự đoán sinh khả dụng và tối ưu hóa quy trình bào chế, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị.

5.2. Hướng đi Tương lai cho Nghiên cứu

Nghiên cứu tương quan IVIVC sẽ tiếp tục được phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới. Các nghiên cứu sâu hơn về l-THP và các dạng bào chế khác sẽ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm dược phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ l-Tetrahydropalmatin (l-THP) là một alkaloid có nguồn gốc tự nhiên, được sử dụng trong điều trị các bệnh mạn tính như mất ngủ, căng thẳng, lo âu,… Tuy nhiên, l-THP khi dùng đường uống có tác dụng ngắn, chuyển hóa nhanh và sinh khả dụng thấp [72], cần dùng nhiều lần trong ngày để đạt hiệu quả điều trị. Dạng bào chế miếng dán qua da chứa l-THP có thể khắc phục các nhược điểm trên bởi l-THP có tính chất lý hóa phù hợp với dạng thuốc này. Để phát triển thành công dạng bào chế miếng dán qua da, cần có những nghiên cứu sâu rộng về giải phóng thuốc, khả năng hấp thu qua da và dược động học của l-THP. Mặc dù vậy, các nghiên cứu về ảnh hưởng của dạng bào chế đến khả năng giải phóng in vitro và sinh khả dụng in vivo của l-THP còn hạn chế, đặc biệt là tương quan in vitro - in vivo (IVIVC).

IVIVC là công cụ quan trọng để dự đoán sinh khả dụng in vivo của chế phẩm giải phóng kéo dài dựa trên dữ liệu giải phóng in vitro, tuy nhiên, tỷ lệ xây dựng và ứng dụng thành công IVIVC vẫn còn thấp [67]. Mô hình dược động học sinh lý (Physiologically based pharmacokinetics - PBPK) đã được phát triển để mô tả chính xác quá trình dược động học của thuốc theo từng cơ quan sinh lý, giúp thiết lập IVIVC với khả năng thành công cao hơn [66]. Trong IVIVC, mô hình PBPK vừa tham gia vào quá trình giải chập để thiết lập tương quan, vừa dùng để tích chập mô phỏng nồng độ thuốc trong huyết tương theo thời gian [46]. Nghiên cứu trước đây của ThS.

Nguyễn Thị Hòa (2022) [5] đã bước đầu xây dựng mô hình PBPK và IVIVC cho miếng dán qua da chứa l-THP, đạt được tương quan có ý nghĩa mức A. Tuy nhiên, mô hình PBPK xây dựng được cho thấy phổi, động mạch, tĩnh mạch là 3 cơ quan chuyển hóa, thải trừ chính của thuốc. Điều này không phù hợp với lý thuyết về dược động học, mô hình không mô tả đúng quá trình dược động của thuốc trong cơ thể và có thể dẫn đến kết quả mô phỏng sai lệch so với thực tế. Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tương quan in vitro – in vivo trong bào chế miếng dán qua da chứa l-tetrahydropalmatin” được thực hiện với các mục tiêu chính sau đây: 1.

Hoàn thiện mô hình dược động học sinh lý cho miếng dán qua da chứa 1-THP để kết hợp với phương trình tương quan, mô phỏng dữ liệu nồng độ thuốc trong huyết tương in vivo từ dữ liệu in vitro của miếng dán qua da chứa l-THP. Tối ưu hóa công thức bào chế miếng dán qua da chứa l-THP nhằm duy trì nồng độ thuốc trong khoảng có tác dụng trên 8 giờ và cải thiện khả năng bám dính của miếng dán. TỔNG QUAN Tổng quan về l-tetrahydropalmatin 1. Nguồn gốc và cấu trúc hóa học l-Tetrahydropalmatin là một protoberberin isoquinolin alkaloid, là dược chất có hoạt tính được chiết xuất từ rễ củ của một số dược liệu thuộc họ Stephania spp.

hoặc Coridalis spp., đặc biệt là cây Bình vôi (Stephania rotunda) và cây cải cần (Corydalisambigua). Hiện nay, l-THP được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp toàn phần [81]. Cấu trúc phân tử của l-THP được thể hiện ở Hình 1. Cấu trúc hóa học của THP - Công thức phân tử: C21H25NO4; khối lượng phân tử: 355,4 g/mol.

- Tên khoa học: 5, 8, 13, 13a-tetrahydro-2, 3, 9, 10-tetramethoxy-6H-dibenzo [a,g] quinolizin [1]. - Tên khác: rotundin, gindarin, caseanin, hyndarin [1]. Tính chất lý hóa Tính chất vật lý: - Cảm quan: tinh thể màu trắng hay hơi vàng, không mùi, không vị, bị chuyển sang màu vàng khi tiếp xúc với ánh sáng hoặc nhiệt độ cao [1]. - Độ tan: l-THP tan tốt trong cloroform, hơi tan trong ethanol và ether, không tan trong nước, dễ tan trong acid sulfuric loãng [1].

- Nhiệt độ nóng chảy: 141-144˚C [1]. Tính chất hóa học: - Tính base yếu: l-THP chứa N bậc 3 trong phân tử, có thể dễ dàng tạo muối với các acid vô cơ. 2 - Tính chất hóa học của alkaloid: l-THP có phản ứng với các thuốc thử alkaloid như thuốc thử Dragendorff, acid picric,… [1]. - Độ ổn định: l-THP dễ bị oxy hóa dưới ánh sáng và nhiệt độ cao, các phân tử bị kích thích lên năng lượng cao có thể trải qua một hoặc nhiều phản ứng và chuyển hóa thành sản phẩm cuối là palmatin [25].

Tác dụng dược lý l-THP được quan tâm nghiên cứu bởi tác động lên hệ thần kinh. l-THP có tác dụng giảm đau, an thần, gây ngủ được chứng minh là có liên quan đến tính đối kháng trên các thụ thể D1, D2 và D3 của dopamin [54], [81]. Do cơ chế tác dụng không liên quan đến thụ thể opioid, l-THP được sử dụng kết hợp với pethidin nhằm tăng tác dụng giảm đau, giảm liều pethidin và giảm tình trạng phụ thuộc thuốc [81]. Một số nghiên cứu cho thấy l-THP có tác dụng cải thiện hội chứng gây nghiện do sử dụng các thuốc giảm đau opioid.

l-THP có tác dụng ức chế mô hình hành vi CPP khi dùng morphin, cocain, oxycodon và methamphetamin (METH), đồng thời có thể ức chế tái phát CPP do METH ở một mức độ nào đó [15]. l-THP đối kháng các thụ thể của dopamin, adrenergic và serotonin chọn lọc trên não bộ, do đó ức chế quá trình phosphoryl hóa của enzym ERK, giảm tác dụng phụ thuộc do dùng METH [15], [54]. Gần đây, l-THP cũng được nghiên cứu về khả năng chống ung thư. l-THP có khả năng điều trị u nguyên bào thần kinh đệm bằng cách ức chế dòng ERK/NF-κB, làm giảm thể tích khối u, ức chế khả năng di chuyển và xâm lấn của khối u trên cả in vitro và in vivo ở chuột [78].

l-THP có thể gây ra quá trình chết tế bào theo chu kì (apoptosis) độc lập p53 thông qua protein XIAP bằng cách ức chế MDM2 và tăng độ nhạy cảm của tế bào ung thư bạch cầu EU-4 với doxorubicin. l-THP được coi là một phân tử mới có thể gây ra apoptosis đặc biệt trong các tế bào ung thư bạch cầu [23]. l-THP có thể làm giảm khả năng kháng thuốc của bệnh nhân đối với các loại thuốc chống ung thư như cisplatin, doxorubicin, fulvestrant và tamoxifen, do l-THP giảm sự tích tụ và độc tính của các chất ở gan và thận [15]. Ngoài ra, l-THP có tác dụng giãn cơ trơn, hạ huyết áp do ức chế thụ thể 1- adrenergic và kênh calci [54].

l-THP còn có tác dụng kích thích hệ thống nội tiết trên tuyến yên, tuyến thượng thận và bảo vệ gan [15], [75]. Một số nghiên cứu về đặc điểm dược động học của l-tetrahydropalmatin Nguyễn Đình Đức và cộng sự (2015) đã đánh giá đặc tính dược động học của l-THP dạng nguyên liệu và dạng tự vi nhũ hóa trên thỏ. Kết quả cho thấy Tmax đạt được sau 5 phút ở dạng tự vi nhũ hóa và 15 phút ở dạng nguyên liệu thô, sau đó nồng độ l-THP giảm nhanh và không phát hiện được tín hiệu sau 4 giờ [8], [13]. Nghiên cứu của Bùi Quang Đông (2018) đã đánh giá đặc tính dược động học của hệ phân tán rắn chứa 3 l-THP trên thỏ và dạng nguyên liệu (4,5 mg/kg) đường uống và đường tiêm tĩnh mạch cũng cho kết quả tương tự với nghiên cứu của Nguyễn Đình Đức, Tmax đạt được trong 10 phút và nồng độ l-THP trong huyết tương thỏ giảm nhanh theo thời gian [3].

Chao và cộng sự (2017) đã tiến hành đánh giá dược động học của viên phân tán chứa l-THP ở người với liều 60 mg, đường uống. Kết quả cho thấy Tmax đạt được sau 1,25 giờ. l-THP hấp thu nhanh với t1/2ka là 0,5 giờ, phân bố nhanh với t1/2 là 0,74 giờ và thải trừ chậm với t1/2β là 11,42 giờ. l-THP phân bố chủ yếu ở khoang ngoại vi với V1/F là 133,30 L [41].

Yiran và cộng sự (2021) đã nghiên cứu đánh giá dược động học trên não chuột của 3 dạng bào chế gồm có hỗn dịch l-THP, hỗn dịch l-THP và puerarin (15:100) và hệ vi tự nhũ hóa chứa l-THP với liều 15 mg/kg đường uống. Kết quả thông số dược động học của dạng hỗn dịch l-THP thu được như sau: Tmax = 0,34 giờ, Cmax = 2997,54 ng/g, MRT = 4,5 giờ, AUC0-∞ = 4,975,08 ng. Ngoài ra, hệ vi tự nhũ hóa có sinh khả dụng tương đối cao gấp 3,25 lần dạng hỗn dịch [24]. Một số nghiên cứu về các dạng bào chế qua da chứa l-tetrahydropalmatin Li, Chunmei và cộng sự (2011) đã nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chất kết dính, chất tăng thấm đến khả năng thấm qua da của THP dạng racemic, các đặc tính lưu biến và giải phóng in vitro.

Nghiên cứu chỉ ra rằng emulgel chứa THP được bào chế với Carbopol (971P) và chất tăng thấm N-methyl-2-pyrrolidon cho thông lượng giải phóng cao nhất khi so sánh với các chất tăng thấm như Transcutol, polysorbat 80 và propylen glycol cho lượng dược chất thấm qua da là 118,19 µg/cm2 [53]. Xie và cộng sự (2016) đã nghiên cứu đánh giá dược động học của miếng dán chứa l-THP trên da thỏ với liều 45 mg trong 24 giờ. Kết quả thông số dược động học thu được như sau: Tmax = 5,0 giờ, Cmax = 153,12 ng/ml, MRT = 10,0 giờ, AUC0-∞ = 2,10 µg. So với nhóm sử dụng nguyên liệu, nhóm sử dụng miếng dán cho kết quả Cmax tăng 3 lần [77].

Guizhen và cộng sự (2023) đã nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của gel liposom chứa l-THP đến khả năng thấm và sinh khả dụng in vivo của l-THP. Kết quả cho thấy Cmax trong huyết tương gel liposom là 0,16 μg/mL và Tmax là 1,2 giờ. Sinh khả dụng tương đối của l-THP trong gel liposom là 233,8% so với nhũ tương. Kết quả đánh giá lượng thuốc còn lại trên da cho thấy tổng lượng l-THP được giải phóng khỏi bề mặt da và parafilm sau 24 giờ lần lượt là 0,43 ± 0,05 mg và 0,37 ± 0,09 mg đối với nhóm gel liposom và nhũ tương.

Từ các nghiên cứu trên, các dạng bào chế qua da chứa l-THP giúp kéo dài nồng độ thuốc trong huyết tương thỏ, góp phần tăng sinh khả dụng so với đường tiêm tĩnh mạch và đường uống. 4 Tương quan in vitro – in vivo 1. Đại cương FDA định nghĩa tương quan in vitro – in vivo (in vitro – in vivo correlation IVIVC) là một mô hình toán học mô tả mối quan hệ giữa đặc tính in vitro của dạng bào chế (thường là tốc độ hoặc mức độ thuốc hòa tan hoặc giải phóng) với đáp ứng in vivo tương ứng (nồng độ dược chất trong huyết tương hoặc lượng dược chất hấp thu) [44].