CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.Giới thiệu chung về kháng sinh và kháng sinh nhóm meropenem Kháng sinh là một trong những thuốc quan trọng trên thế giới. Kháng sinh là những chất được chiết xuất từ vi khuẩn, nấm,… được tổng hợp hoặc bán tổng hợp, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hay kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn. Kháng sinh có tác dụng lên vi khuẩn ở cấp độ phân tử, thường là vị trí quan trọng của vi khuẩn hay một phản ứng trong quá trình phát triển của vi khuẩn. Năm 1928, Alexander Fleming tìm ra và phân tách được kháng sinh đầu tiên là Penicilin - có tác dụng kìm hãm hoặc tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh, ngăn cho chúng phát triển và lây lan.
Từ đó đến nay, hàng loạt các kháng sinh mới được ra đời và được sử dụng rộng rãi trong điều trị các vấn đề liên quan đến nhiễm khuẩn. Thuốc kháng sinh là vũ khí tuyệt vời do con người tạo ra để chống lại các bệnh do nhiễm vi khuẩn, nhưng không phải là thuốc có thể sử dụng tùy tiện, cần được sử dụng đúng theo bệnh, đúng liều lượng và tuân theo sự hướng dẫn của bác sĩ. Tuy nhiên, trong thực tế việc lạm dụng thuốc kháng sinh quá mức, sử dụng sai và không thực hiện tốt các biện pháp phòng ngừa nhiễm khuẩn đã dẫn đến tình trạng kháng thuốc kháng sinh ngày càng phổ biến. Kháng sinh carbapenem là một trong những nhóm kháng sinh thế hệ mới.
Nhóm thuốc này có phổ kháng khuẩn cực kỳ rộng, hiệu quả cao đối với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các chủng vi khuẩn Gram âm đa kháng thuốc. Kháng sinh carbapenem hoạt động bằng cách liên kết với các protein đặc biệt (PBPs) trên thành tế bào vi khuẩn, ngăn cản quá trình tổng hợp thành tế bào mới. Điều này dẫn đến vi khuẩn bị phá hủy và chết. Nhờ cơ chế hoạt động này, carbapenem có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn, kể cả những chủng vi khuẩn đã kháng lại các loại kháng sinh khác.
Nhóm Carbapenem gồm 4 kháng sinh: Imipenem, meropenem, ertapenem và doripenem. Đây là những kháng sinh beta lactam có phổ kháng khuẩn rộng nhất hiện nay. Các kháng sinh thuộc nhóm này có vai trò nhất định trong điều trị bao vây cũng như điều 3 trị theo mục tiêu những trường hợp nhiễm khuẩn nặng và đa đề kháng, đặc biệt là những trường hợp đa đề kháng có liên quan đến trực khuẩn Gram âm và những thuốc khác không hiệu quả hoặc không phù hợp. Meropenem được dùng để điều trị nhiễm trùng bệnh viện nặng và đa nhiễm trùng gây ra bởi nhiều chủng vi khuẩn đề kháng.
Giới thiệu về meropenem 1. Meropenem là gì? Meropenem là một trong các loại kháng sinh tiêm có phổ kháng khuẩn rộng nhất hiện nay thuộc nhóm carbapenem họ 𝛽 − 𝑙𝑎𝑐𝑡𝑎𝑚. Meropenem (SM-7338) có danh pháp hóa học là (4R,5S,6S)-3- [ [ (3S,5S)-5- (Dimethylcarbamoyl)-3-pyrrolidinyl] thio] -6- [ (1R)-1-hydroxyethyl] -4-methyl -7-0x0-1- azabicyclo [3.0] axit hept-2-ene-2-carboxylic trihydrat. Công thức thực nghiệm của meropenem trihydrat có bán trên thị trường là C17H25N30O5S.3H2O; trọng lượng phân tử là 437,52 D.
[17] Meropenem ít tan trong nước, dễ tan trong dung dịch kali photphat 5% và gần như không tan trong ete hoặc axeton. Công thức bào chế sẵn có là Meronem I. để tiêm truyền có chứa natri bicarbonate (3,92 mEq/g meropenem) để cải thiện khả năng hòa tan trong nước và có độ pH 7,3-8,3 trong dung dịch mới pha. Công thức cấu tạo của meropenem 1.
Tác dụng của meropenem Meropenem gây chết tế bào vi khuẩn bằng cách liên kết cộng hóa trị với các protein gắn penicillin (PBP) tham gia vào quá trình sinh tổng hợp thành tế bào vi khuẩn. Những 4 PBP này là những protein cần thiết cho quá trình tổng hợp thành tế bào, phân chia tế bào và bảo tồn cấu trúc thành tế bào. Do đó, tác dụng của meropenem dẫn đến tác dụng diệt khuẩn thông qua ức chế sự phát triển và phân chia tế bào và làm mất tính toàn vẹn của thành tế bào.Thuốc có ái lực mạnh nhất với PBP 2, 3 và 4 của Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa, PBP 1, 2 và 4 của Staphylococcus aureus. Meropenem bền vững với nhiều loại beta-lactamase (bao gồm penicilinase, cephalosporinase và beta-lactamase phổ rộng; nhưng không bền với tương tác thủy phân của metallo-beta lactamase.[17] Meropenem là kháng sinh phổ rộng nhóm carbapenem dùng để tiêm tĩnh mạch được sử dụng để điều trị một loạt các các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn như: viêm màng não, nhiễm trùng trong ổ bụng, viêm phổi, nhiễm trùng huyết,.
Meropenem bền hơn với dehydropeptidase-1 ở thận so với imipenem và không cần thêm chất ức chế enzym như cilastatin [15] Meropenem có tác dụng trên in vitro và trên lâm sàng với hầu hết các vi khuẩn Gram âm, Gram dương và một số vi khuẩn kỵ khí, bao gồm: Vi khuẩn Gram dương hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc: Streptococcus pneumoniae, S. agalactiae, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis (không bao gồm chủng kháng vancomycin) và S. Vi khuẩn Gram âm hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc: Escherichia coli, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Neisseria meningitidis, Proteus mirabilis và Pseudomonas aeruginosa. Các vi khuẩn kị khí: Bacteroides fragilis, B.
thetaiotaomicron và Peptostreptococcus. Tác dụng không mong muốn Các tác dụng không mong muốn thường gặp nhất do meropenem là các rối loạn tiêu hóa như buồn nôn, nôn và tiêu chảy. Đôi khi có thể xảy ra phản ứng phản vệ, tăng bạch cầu ưa eosin, nổi mày đay, viêm đại tràng màng giả. Ngoài ra có thể có tác tác dụng phụ khác như động kinh hoặc co giật, đặc biệt với người bệnh đã từng có thương tổn ở hệ thần kinh trung ương và/ hoặc người suy thận.
Phản ứng tại chỗ tiêm như đau hoặc viêm tĩnh mạch huyết khối có thể xả ra sau khi tiêm. Người bệnh dị ứng với những kháng sinh beta- lactam khác có thể có phản ứng mẫn cảm khi dùng meropenem. Các phương pháp xác định meropenem Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, hiện nay có nhiều phương pháp khác nhau để xác định meropenem như phương pháp sắc ký lỏng, phương pháp điện hóa, phương pháp điện di, phương pháp huỳnh quang,… 1. Phương pháp điện hóa Phương pháp phân tích điện hóa là một phương pháp phân tích hóa học dựa trên sự tương tác giữa các chất với điện cực.
Với khả năng oxi hóa khử của nhóm -NH và -COOH trong phân tử meropenem, phương pháp phân tích điện hóa đã được sử dụng để phân tích meropenem trong các mẫu sinh học như nước tiểu và huyết tương.Attia và cộng sự [7] đã phát triển phương pháp Von-ampe sóng vuông (SWV) để xác định nồng độ meropenem trong mẫu huyết tương. Điện cực được tổng hợp từ 15mg MWCNTs 3%, 485mg than chì, 0,3 ml dầu prafin. Khi sử dụng điện cực làm việc này với điều kiện độ rộng xung 50ms, độ cao xung 25mV, tốc độ quét 50mVs, khoảng nồng độ tuyến tính thu được của meropenem nằm trong khoảng từ 2,5.10−6 mol/L, giới hạn phát hiện (LOD) đạt 2,9. Với phương pháp này có thể xác định được đồng thời linezolid, meropenem, theophylline trong mẫu huyết tương.
Phương pháp này đã được sử dụng để đo mẫu huyết tương của các tình nguyện viên sau khi sử dụng thuốc 60 phút cho kết quả với độ lặp lại và độ chính xác cao. Nhóm nghiên cứu của Jhankal [4] đã phát triển phương pháp Von-ampe sóng vuông hòa tan hấp phụ anode (SW-AAdSV) trên điện cực cacbon thủy tinh GCE trong đệm Britton Robinson pH = 6 để phân tích meropenem trong nước tiểu và huyết tương ở người. Điện cực cacbon thủy tinh được đánh bóng bằng bột alumina 0,5 µm trước mỗi phép đo điện hóa. Sau đó, điện cực được rửa kỹ bằng metanol và nước cất hai lần và làm khô nhẹ bằng dòng khí nitơ.
Phương pháp đề xuất được áp dụng để xác định meropenem trong dịch cơ thể mà không cần thực hiện các bước chiết, tách, hấp phụ tốn nhiều thời gian. Khoảng tuyến tính thu được từ 1,0x10-7M đến 4,0x10-5 M, với LOD của mẫu nước tiểu người và huyết tương người lần lượt là 2,27x10-6 M và 1,67x10-6 M. Phương pháp điện di mao quản Phương pháp điện di mao quản (CE) là một kĩ thuật tách dựa trên cơ sở sự di chuyển khác nhau của các phần tử chất (chủ yếu là các ion mang điện tích) trong dung dịch điện li (dung dịch đệm) dưới tác dụng của điện trường E nhất định do thế V đặt vào hai đầu mao quản. Yahya Mrestani và cộng sự [34] đã nghiên cứu và phát triển phương pháp điện di mao quản với tế bào Z có độ nhạy cao sử dụng detector UV để xác định meropenem trong dung dịch nước và mẫu huyết tương.
Xác định meropenem trong dung dịch nước được thực hiện bằng cách sử dụng mao quản tiêu chuẩn và mao quản có độ nhạy cao. Kết quả cho thấy việc áp dụng mao quản độ nhạy cao cải thiện giới hạn phát hiện khoảng 10 lần so với mao quản tiêu chuẩn. Trong mẫu huyết tương, meropenem được xác định ở pH = 7,2 và được phân tích định lượng ở hai bước sóng là 200 nm và 303 nm. Giới hạn phát hiện trong huyết tương thông qua đo trực tiếp ở bước sóng 303 nm là 4 μg/ml, độ lệch chuẩn tương đối của thời gian di chuyển là 5% và của vùng cực đại 4% ở nồng độ 10 μg / ml.
Đường chuẩn có phương trình tuyến tính (y = 10.1) với hệ số tương quan là 𝑅2 = 0,999. Độ thu hồi trung bình từ các mẫu là 98,6% (n = 4) ở nồng độ meropenem là 5 μg/ml và 97,8% (n = 4) ở nồng độ 50 μg/ml so với các dung dịch chuẩn meropenem có nồng độ tương đương. Toshihiro Kitahashi và Itaru Furuta [24] đã tiến hành phân tích meropenem trong mẫu huyết tương người bằng phương pháp điện di mao quản kết hợp kỹ thuật sắc ký mixen điện động (Micellar Electrokinetic Chromatography, MEKC). MEKC được thực hiện với hệ thống P/ACE MDQ (Beckman Coulter, Fullerton, CA).
Ống mao dẫn bằng silica có chiều dài hiệu dụng 500 mm và lỗ mao 75 µm. Thời gian tiêm là 5 giây (0,5 Pa) ở anode, điện áp tải là 25kV và phân tích tại bước sóng 297 nm (ở cathode). Sau mỗi lần phân tích một mẫu, mao quản được rửa bằng natri hydroxit (0,1M) trong 3 phút và sau đó chạy đệm trong 5 phút (dưới áp suất 20 Pa), sau đó tiêm trực tiếp một mẫu huyết tương khác. Thời gian di chuyển của meropenem là khoảng 7,2 phút với giới hạn phát hiện là 2,0 ppm.
Độ lệch chuẩn tương đối giữa các lần phân 7 tích là 3,43–8,87% (n = 5) và độ lệch chuẩn tương đối giữa các ngày phân tích là 4,28–8,54% (6 ngày). Phạm Thị Ngọc Mai và cộng sự đã thử nghiệm thành công việc xác định meropenem cùng 1 số kháng sinh khác thuộc nhóm carbapenem bằng phương pháp điện di mao quản[39]. Phương pháp sử dụng Trisaminomethane 10mM (được điều chỉnh đến pH = 8 bằng acetic acid) làm nền điện ly.