Nghiên cứu điều chế viên nén metformin hydroclorid 750 mg phóng thích kéo dài với hệ tá dược tạo khung matrix thân nước

Nghiên cứu viên nén Metformin Hydroclorid 750mg phóng thích kéo dài là một chủ đề quan trọng trong… 73 trang · Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh · 2022.

• Tác giả: Nguyễn Lê Tuấn Em
• Người hướng dẫn: TS. Trần Lê Tuyết Châu
• Trường học: Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Dược sĩ
• Đề tài: Nghiên Cứu Điều Chế Viên Nén Metformin Hydroclorid 750mg Phóng Thích Kéo Dài
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Công thức hóa học
• 1.2. Dược lực học
• 1.3. Dược động học
• 1.4. Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng
• 1.5. ĐẠI CƯƠNG VỀ HỆ THỐNG PHÓNG THÍCH KÉO DÀI
• 1.5.1. Phân loại các hệ thống phóng thích kéo dài
• 1.5.2. Đặc điểm trị liệu của dạng thuốc phóng thích kéo dài
• 1.5.3. Ưu và nhược điểm của dạng thuốc
• 1.6. THUỐC PHÓNG THÍCH KÉO DÀI DẠNG KHUNG MATRIX
• 1.6.1. Cấu trúc và cơ chế phóng thích thuốc của khung matrix
• 1.6.2. Phương pháp bào chế
• 1.7. ĐỘNG HỌC PHÓNG THÍCH DƯỢC CHẤT
• 1.7.1. Mô hình động học bậc 0
• 1.7.2. Mô hình động học bậc một
• 1.7.3. Mô hình động học Higuchi
• 1.7.4. Mô hình động học Hixson - Crowell
• 1.7.5. Mô hình động học Korsmeyer - Peppas
• 1.8. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ BÀO CHẾ DẠNG THUỐC PHÓNG THÍCH KÉO DÀI CỦA METFORMIN HYDROCLORID
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ TRANG THIẾT BỊ
• 2.2.1. Thiết bị và dụng cụ
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Khảo sát một số đặc tính chất lượng của thuốc đối chiếu
• 2.3.2. Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng MH bằng phương pháp quang phổ UV
• 2.3.3. Bào chế viên nén metformin hydroclorid 750 mg phóng thích kéo dài dựa trên các đặc tính thuốc đối chiếu
• 2.3.4. Đánh giá sơ bộ độ ổn định của viên nghiên cứu
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. KHẢO SÁT THUỐC ĐỐI CHIẾU
• 3.1.1. Đánh giá một số tính chất viên
• 3.1.2. Thử nghiệm phóng thích dược chất
• 3.1.3. Khảo sát phóng thích dược chất trong các môi trường pH khác nhau
• 3.2. THẨM ĐỊNH QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG METFORMIN HYDROCLORID BẰNG QUANG PHỔ UV-VIS
• 3.2.1. Tính đặc hiệu
• 3.2.2. Tính tuyến tính
• 3.3. BÀO CHẾ VIÊN NÉN METFORMIN HYDROCLORID 750 MG PHÓNG THÍCH KÉO DÀI
• 3.3.1. Xây dựng công thức viên với tá dược tạo khung matrix thân nước
• 3.3.2. Đánh giá chất lượng viên nghiên cứu và viên đối chiếu
• 3.3.3. Xác định mô hình động học phóng thích dược chất
• 3.4. ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA VIÊN NGHIÊN CỨU
• 3.4.1. Kết quả đánh giá tạp A cyanuaguanidin
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Viên Nén Metformin Hydroclorid 750mg

Nghiên cứu viên nén Metformin Hydroclorid 750mg phóng thích kéo dài là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực dược phẩm. Metformin là một loại thuốc được sử dụng rộng rãi trong điều trị đái tháo đường type 2. Việc phát triển dạng bào chế phóng thích kéo dài giúp duy trì nồng độ thuốc ổn định trong cơ thể, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu tạo ra viên nén Metformin Hydroclorid 750mg với hệ tá dược tạo khung matrix thân nước, tương đương với viên đối chiếu Glucophage® XR 750mg.

1.1. Tác Dụng Của Metformin Hydroclorid Trong Điều Trị

Metformin Hydroclorid có tác dụng hạ đường huyết hiệu quả, giúp kiểm soát glucose trong máu. Nó hoạt động thông qua việc giảm sản xuất glucose ở gan và tăng cường nhạy cảm với insulin. Nghiên cứu cho thấy Metformin không chỉ giúp kiểm soát đường huyết mà còn có tác dụng tích cực lên chuyển hóa lipid.

1.2. Đặc Điểm Của Viên Nén Phóng Thích Kéo Dài

Viên nén phóng thích kéo dài giúp duy trì nồng độ thuốc ổn định trong thời gian dài, giảm số lần sử dụng thuốc. Điều này không chỉ cải thiện tuân thủ điều trị mà còn giảm thiểu tác dụng phụ không mong muốn cho bệnh nhân.

II. Vấn Đề Trong Việc Sử Dụng Metformin Hydroclorid

Mặc dù Metformin Hydroclorid là một lựa chọn điều trị phổ biến, nhưng việc sử dụng thuốc này cũng gặp phải một số thách thức. Liều lượng cao và yêu cầu sử dụng liên tục có thể gây khó khăn cho bệnh nhân trong việc tuân thủ điều trị. Hơn nữa, sự hấp thu không hoàn toàn của Metformin qua đường tiêu hóa cũng là một vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Thách Thức Trong Việc Tuân Thủ Liệu Trình Điều Trị

Bệnh nhân thường gặp khó khăn trong việc duy trì liều lượng thuốc do yêu cầu sử dụng nhiều lần trong ngày. Điều này có thể dẫn đến việc không đạt được hiệu quả điều trị tối ưu.

2.2. Vấn Đề Hấp Thu Metformin Qua Đường Tiêu Hóa

Metformin có thời gian bán thải ngắn và hấp thu không hoàn toàn, điều này có thể làm giảm hiệu quả điều trị. Việc phát triển viên nén phóng thích kéo dài sẽ giúp cải thiện vấn đề này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Viên Nén Metformin Hydroclorid

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp bào chế viên nén Metformin Hydroclorid 750mg phóng thích kéo dài với hệ tá dược tạo khung matrix thân nước. Các bước nghiên cứu bao gồm khảo sát tính chất của thuốc đối chiếu, xây dựng quy trình định lượng và đánh giá độ hòa tan của viên nén.

3.1. Khảo Sát Tính Chất Của Thuốc Đối Chiếu

Viên nén Glucophage® XR 750mg được sử dụng làm thuốc đối chiếu để so sánh. Các tính chất như độ hòa tan và khả năng giải phóng dược chất được đánh giá để đảm bảo viên nghiên cứu đạt tiêu chuẩn.

3.2. Xây Dựng Quy Trình Định Lượng Metformin

Quy trình định lượng Metformin Hydroclorid được thực hiện bằng phương pháp quang phổ UV-Vis, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy trong kết quả.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Viên Nén Metformin Hydroclorid

Kết quả nghiên cứu cho thấy viên nén Metformin Hydroclorid 750mg phóng thích kéo dài đạt tiêu chuẩn Dược Điển Mỹ (USP 43). Viên nghiên cứu có khả năng giải phóng dược chất tương đương với viên đối chiếu Glucophage® XR 750mg, cho thấy tính khả thi của công thức bào chế.

4.1. Đánh Giá Độ Hòa Tan Của Viên Nghiên Cứu

Viên nén nghiên cứu có độ hòa tan đạt tiêu chuẩn USP 43, cho thấy khả năng giải phóng dược chất ổn định trong môi trường pH khác nhau.

4.2. Đánh Giá Độ Ổn Định Của Viên Nghiên Cứu

Viên nghiên cứu ổn định trong 30 ngày ở điều kiện lão hóa cấp tốc, cho thấy tính khả thi trong việc sản xuất hàng loạt.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Viên Nén Metformin Hydroclorid

Nghiên cứu viên nén Metformin Hydroclorid 750mg phóng thích kéo dài đã đạt được mục tiêu đề ra. Viên nghiên cứu không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn Dược Điển Mỹ mà còn có tiềm năng ứng dụng trong điều trị đái tháo đường type 2. Việc phát triển dạng bào chế này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Viên Nén Metformin

Nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các dạng bào chế phóng thích kéo dài cho Metformin, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân.

5.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Viên Nghiên Cứu

Viên nén Metformin Hydroclorid 750mg phóng thích kéo dài có thể được đưa vào sản xuất, cung cấp thêm lựa chọn cho bệnh nhân trong điều trị đái tháo đường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Metformin hydroclorid (MH) là hoạt chất thuộc nhóm biguanide dùng đường uống, giữ vai trò nền tảng trong kiểm soát đường huyết ở bệnh nhân đái tháo đường type 2. Hoạt chất này mang các đặc tính hóa lý và dược động học đặc thù: rất dễ tan trong nước (2,0 g tan trong 20 ml nước), nhưng hấp thu chậm và không hoàn toàn qua đường tiêu hóa (chủ yếu qua các kênh vận chuyển cation hữu cơ OCT1 và OCT3 tại ruột non) với sinh khả dụng tuyệt đối ở liều 500 mg chỉ đạt khoảng 50 – 60%. Quá trình hấp thu chấm dứt sau khoảng 6 đến 10 giờ khi thuốc di chuyển qua ruột non. Do thời gian bán thải trong huyết tương tương đối ngắn (khoảng 1,5 đến 4,5 giờ) và khoảng 90% lượng thuốc hấp thu được đào thải nguyên vẹn qua nước tiểu trong vòng 24 giờ, bệnh nhân sử dụng dạng thuốc quy ước thường phải uống nhiều lần trong ngày với liều cao. Việc dùng thuốc lặp lại nhiều lần gây khó khăn cho việc duy trì nồng độ trị liệu ổn định, làm giảm mức độ tuân thủ điều trị và gia tăng các biến cố bất lợi trên đường tiêu hóa hoặc nguy cơ nhiễm toan acid lactic.

Để giải quyết vấn đề trên, việc nghiên cứu dạng thuốc phóng thích kéo dài (PTKD) qua đường uống giúp duy trì nồng độ thuốc hằng định, giảm tối thiểu 2 lần tần số sử dụng thuốc trong ngày, từ đó nâng cao hiệu quả trị liệu và độ an toàn. Tại Việt Nam, các chế phẩm chứa metformin hydroclorid hàm lượng cao (750 mg) dạng phóng thích kéo dài còn tương đối hạn chế. Đề tài "Nghiên cứu điều chế viên nén metformin hydroclorid 750 mg phóng thích kéo dài với hệ tá dược tạo khung matrix thân nước" được thực hiện nhằm xây dựng công thức và quy trình bào chế viên nén có khả năng giải phóng hoạt chất in vitro tương đương với biệt dược gốc Glucophage XR 750 mg của hãng Merck Santé.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm 4 nhiệm vụ được đánh số theo văn bản:

1. Khảo sát các đặc tính chất lượng mong muốn của thuốc viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg;
2. Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng metformin hydroclorid;
3. Xây dựng công thức viên nén metformin hydroclorid 750 mg phóng thích kéo dài (viên nghiên cứu) có độ hòa tan đạt tiêu chuẩn Dược điển Mỹ (USP 43) và tương đương với viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg;
4. Sơ bộ khảo sát độ ổn định của viên nghiên cứu ở điều kiện lão hóa cấp tốc.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Viên nén đối chiếu Glucophage XR 750 mg (Merck Santé s.a.s., Đức) và viên nén nghiên cứu chứa metformin hydroclorid 750 mg phóng thích kéo dài được bào chế bằng hệ tá dược tạo khung matrix thân nước.
• Không gian thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược và Bộ môn Hóa Lý thuộc Khoa Dược – Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh; một số thực nghiệm phân tích được thực hiện tại Viện Kiểm nghiệm thuốc Thành phố Hồ Chí Minh.
• Thời gian nghiên cứu: Khóa luận hoàn thành vào tháng 7 năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về hệ thống phân phối thuốc phóng thích kéo dài dạng khung matrix thân nước (hydrophilic matrix). Khi tiếp xúc với dịch tiêu hóa, các phân tử polymer thân nước ở bề mặt viên bị hydrat hóa và trương nở nhanh chóng tạo thành lớp gel nhầy. Lớp gel này đóng vai trò màng chắn kiểm soát sự khuếch tán của dược chất tan ra ngoài dịch thể và hạn chế tốc độ xâm nhập của nước vào lõi viên. Quá trình giải phóng hoạt chất diễn ra đồng thời theo hai cơ chế: khuếch tán qua lớp gel polymer và sự bào mòn từ từ của chính lớp khung matrix.

Đề tài áp dụng các mô hình động học hòa tan kinh điển để mô tả và dự đoán cơ chế phóng thích hoạt chất:

• Mô hình động học bậc 0: $Q_t = Q_0 + K_0 t$
• Mô hình động học bậc 1: $\log C = \log C_0 - \frac{k_1 t}{2,303}$
• Mô hình Higuchi: mô tả sự giải phóng dược chất khuếch tán từ khung xốp trơ
• Mô hình Hixson – Crowell: $W_0^{1/3} - W_t^{1/3} = k t$ (áp dụng cho quá trình hòa tan kèm biến đổi diện tích bề mặt hạt)
• Mô hình Korsmeyer – Peppas: $\frac{M_t}{M_\infty} = k_K \cdot t^n$ (với giá trị số mũ $n$ dùng để phân loại cơ chế giải phóng qua viên trụ: $n = 0,45$ tương ứng khuếch tán Fickian; $0,45 < n < 0,89$ tương ứng cơ chế phóng thích dị thường/hỗn hợp không theo định luật Fick; $n \ge 0,89$ tương ứng cơ chế bào mòn cốt).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

• Phương pháp phân tích: Định lượng hoạt chất bằng quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ở bước sóng 232 nm. Thẩm định quy trình định lượng theo hướng dẫn của Dược điển và cơ quan quản lý dược (đánh giá tính đặc hiệu, khoảng tuyến tính 2 – 12 µg/ml qua trắc nghiệm thống kê Student $t$ và Fisher $F$, độ đúng qua độ thu hồi ở 3 mức nồng độ 80%, 100%, 120%, và độ chính xác lặp lại với $n = 6$). Kiểm tra tạp chất liên quan 1-cyanoguanidin (tạp A) bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (UHPLC) đầu dò UV ở bước sóng 218 nm, cột Partisphere 5 µm SCX (12,5 cm × 4,6 mm), pha động dung dịch amoni dihydrophosphat 1,7% được chỉnh về pH 3,0.
• Phương pháp thử độ hòa tan in vitro: Sử dụng thiết bị giỏ quay (USP Apparatus 1), tốc độ khuấy 100 vòng/phút, môi trường hòa tan là 1000 ml đệm phosphat pH 6,8 (và các môi trường đối chiếu pH 1,2; pH 4,5) ở nhiệt độ 37,5 ± 0,5 °C. Đánh giá sự tương đồng đồ thị hòa tan giữa viên nghiên cứu (VNC) và viên đối chiếu (VĐC) thông qua hệ số tương tự $f_2$ ($50 \le f_2 \le 100$).
• Kỹ thuật bào chế: Khảo sát sơ bộ công thức bằng phương pháp dập thẳng để sàng lọc tá dược; sau đó tối ưu hóa bằng phương pháp tạo hạt ướt nhằm phân bố tá dược polymer thành hai pha (pha nội và pha ngoại), kiểm soát sự tạo gel bền vững của viên nén. Cỡ lô nghiên cứu thiết kế ở quy mô 50 đến 200 viên/mẻ.

Danh mục	Tên nguyên liệu / Thiết bị	Tiêu chuẩn / Mã hiệu	Xuất xứ / Nhà cung ứng
Nguyên liệu	Metformin hydroclorid	USP 43	Trung Quốc
	HPMC K15M	USP 43	Ashland (Mỹ)
	NaCMC 7HF	USP 43	Ashland (Mỹ)
	Magnesi stearat	USP 36 / BP	Peter Greven Asia (Malaysia)
	Kali dihydrophosphat ($KH_2PO_4$)	USP	Trung Quốc
Thiết bị chính	Máy dập viên xoay tròn	CJB - 3B - 27	Ấn Độ
	Máy đo độ hòa tan	PHARMATEST	Đức
	Máy đo quang phổ UV-Vis	UV-1601 PC	Shimadzu (Nhật Bản)
	Hệ thống sắc ký lỏng	UHPLC Agilent	Agilent (Mỹ)
	Máy đo độ cứng	OCE 9	Erweka (Đức)
	Máy thử độ mài mòn	TYPE TAP	Erweka (Đức)

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý thuyết toàn diện về hoạt chất, dạng bào chế và các công trình nghiên cứu đi trước:

• Cấu trúc và tính chất lý hóa của metformin hydroclorid: Tên danh pháp quốc tế (IUPAC) là 1,1-dimethylbiguanide hydrochloride; công thức phân tử $C_4H_{11}N_5 \cdot HCl$; khối lượng phân tử 165,62 g/mol; trị số pKa = 12,4; dung dịch nước 1% có pH đạt 6,68; độ tan tốt trong nước nhưng thực tế không tan trong aceton và methylene clorid. Hoạt chất có cơ chế tác dụng thông qua 3 mũi nhọn: giảm sản xuất glucose ở gan do ức chế tân tạo đường và ly giải glycogen; tăng bắt giữ và sử dụng glucose ở ngoại vi thông qua tăng hoạt tính kênh GLUTs; và làm chậm hấp thu đường tại ruột non mà không kích thích tiết insulin hay gây hạ đường huyết quá mức.
• Phân loại và đặc tính của hệ phóng thích kéo dài: So sánh các hệ thống giải phóng có kiểm soát, phóng thích ngắt quãng nhắc lại và phóng thích kéo dài theo chương trình. Phân tích ưu thế của hệ cốt trơ, hệ màng bao khuếch tán, hệ thẩm thấu và hệ khung matrix thân nước.
• Tính chất các tá dược trong công thức nghiên cứu: HPMC K15M là polymer không ion hóa dẫn xuất từ cellulose, có độ nhớt danh định xấp xỉ 15.000 cps, hydrat hóa nhanh tạo thành hàng rào gel bền vững cản trở hòa tan dược chất; NaCMC 7HF (Aqualon CMC 7HF) là polymer tích điện âm (anion) với mức độ thay thế carboxymethyl danh định đạt 0,7 và độ nhớt trên 1.000 cps, hỗ trợ tương hỗ tạo độ nhớt và kiểm soát bào mòn; Magnesi stearat giữ vai trò tá dược trơn bóng với tỷ lệ sử dụng thông thường từ 0,25% đến 5%.
• Tổng quan các mô hình giải phóng động học: Trình bày cơ chế Fickian và Non-Fickian theo hệ số hàm mũ $n$ của phương trình Korsmeyer – Peppas. Đồng thời điểm lại một số nghiên cứu tương đồng trên thế giới như công trình của Fiona Palmer và cộng sự (dập thẳng viên metformin với Methocel K100M CR và K4M CR), nghiên cứu tạo hạt ướt của Uttam Mandal (2007) sử dụng HPMC K15M kết hợp tá dược dính PVP K30 trong cồn isopropyl, và hướng tiếp cận đồng kết tinh của Deniz Erdemir (2018).

Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết các quy trình thao tác chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật và tiêu chí đánh giá trong suốt quá trình thực nghiệm:

• Khảo sát các chỉ tiêu chất lượng của viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg: Đánh giá cảm quan hình dạng, xác định độ đồng đều khối lượng trên 20 viên ngẫu nhiên (chênh lệch không quá ± 5%), kiểm tra độ dày, độ cứng chịu lực vỡ (máy Erweka OCE 9, $n = 10$), độ mài mòn (máy Erweka TYPE TAP, vận tốc 25 vòng/phút trong 4 phút, yêu cầu dưới 1%), và định lượng hàm lượng hoạt chất (yêu cầu 90 – 110% so với nhãn).
• Thiết lập điều kiện thử nghiệm độ hòa tan theo chuyên luận USP 43: Thử nghiệm tiến hành trong 1000 ml đệm phosphat pH 6,8 bằng thiết bị giỏ quay 100 rpm, kéo dài 10 giờ. Mẫu được rút tại các thời điểm 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 giờ, lọc qua màng 0,45 µm và đo quang phổ UV tại bước sóng 232 nm. Tiêu chuẩn USP 43 đưa ra nhiều thử nghiệm giải phóng (Test 1, Test 7, Test 8, Test 11, Test 14) với các khoảng dung sai phần trăm giải phóng tương ứng tại từng mốc thời gian.
• Quy trình thẩm định phương pháp định lượng UV-Vis: Pha dãy chuẩn metformin hydroclorid từ dung dịch gốc để thu được các nồng độ 2, 4, 6, 8, 10, 12 µg/ml; thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính $y = ax + b$ với tiêu chuẩn $R^2 \ge 0,998$; đánh giá độ đúng bằng phương pháp thêm chuẩn trên nền mẫu trắng tá dược (placebo) ở 3 mức 80%, 100%, 120% với yêu cầu độ thu hồi từ 98 – 102% và độ lệch chuẩn tương đối RSD $\le 2%$; kiểm tra độ chính xác lặp lại trên 6 mẫu thử độc lập với yêu cầu RSD $\le 2%$.
• Phát triển kỹ thuật bào chế viên nghiên cứu:
  • Phương pháp dập thẳng: Trộn metformin hydroclorid và tá dược tạo khung đã rây qua cỡ rây 0,5 mm trong 10 phút, phối trộn magnesi stearat qua rây 0,3 mm trong 5 phút, dập viên trên chày caplet 15 × 6 mm đạt độ cứng mục tiêu 140 – 160 N.
  • Phương pháp tạo hạt ướt: Nhào ẩm hỗn hợp hoạt chất và tá dược tạo khung pha nội với nước cất, xát hạt qua rây 1,5 mm, sấy cốm ở 45 °C đến khi độ ẩm đạt dưới 3%, sửa hạt qua rây 1,0 mm, phối trộn tá dược tạo khung pha ngoại và magnesi stearat, tiến hành dập viên.
• Thử nghiệm độ ổn định gia tốc và kiểm tra tạp chất: Viên nghiên cứu được hàn kín trong túi nhôm, bảo quản tại tủ vi khí hậu ở điều kiện lão hóa cấp tốc (40 ± 2 °C, độ ẩm 75 ± 5% RH) trong 30 ngày. Đánh giá sự biến thiên về cảm quan, độ hòa tan và phân tích hàm lượng tạp chất liên quan 1-cyanoguanidin (tạp A) bằng kỹ thuật HPLC.

Chương 3. Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được từ quá trình đánh giá thuốc đối chiếu, thẩm định phương pháp phân tích, tối ưu hóa công thức và khảo sát độ ổn định:

• Kết quả khảo sát tính chất vật lý của viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg: Viên nén hình caplet màu trắng, hai mặt khum, một mặt khắc chữ "MERCK" và mặt còn lại khắc "750". Khối lượng trung bình của viên đạt 1,1160 ± 0,022 g (RSD = 1,68%); độ dày trung bình 7,17 ± 0,2 mm; độ cứng đạt khoảng 140 – 160 N; độ mài mòn đạt 0,4%; hàm lượng hoạt chất định lượng đạt 103,1 ± 2,0%.
• Hồ sơ hòa tan thực tế của viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg: Trong đệm phosphat pH 6,8 bằng thiết bị giỏ quay 100 rpm, tỷ lệ giải phóng hoạt chất trung bình ($n = 6$) đạt: 34,13% (sau 1 giờ); 50,34% (sau 2 giờ); 62,36% (sau 3 giờ); 73,65% (sau 4 giờ); 87,03% (sau 6 giờ); 97,74% (sau 8 giờ) và 100,47% (sau 10 giờ). Dữ liệu này chứng minh viên đối chiếu thỏa mãn tất cả các tiêu chí của USP 43 đối với các Test 1, 7, 8, 11 và 14.

Thời điểm (giờ)	Tỷ lệ hòa tan trung bình của VĐC (%)	Giới hạn Test 1 USP 43 (%)	Giới hạn Test 8 USP 43 (%)
1	34,13	22 – 42	20 – 40
2	50,34	—	35 – 55
3	62,36	49 – 69	—
6	87,03	—	75 – 95
10	100,47	> 85	> 85

• Sự phóng thích của viên đối chiếu trong các môi trường pH khác nhau: Khảo sát tại pH 1,2; pH 4,5 và pH 6,8 cho thấy đường cong hòa tan của Glucophage XR 750 mg không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê ($p > 0,05$), chứng tỏ khả năng giải phóng của khung tá dược độc lập với pH đường tiêu hóa.
• Kết quả thẩm định quy trình định lượng UV-Vis tại 232 nm:
  • Tính đặc hiệu: Phổ UV quét từ 200 – 400 nm cho thấy mẫu thử và mẫu chuẩn đều có cực đại hấp thụ sắc nét tại bước sóng 232 nm, trong khi mẫu dung dịch trắng và mẫu tá dược giả dược (placebo) hoàn toàn không có hấp thụ quang học tại bước sóng này.
  • Tính tuyến tính: Đo mật độ quang tại 6 mức nồng độ từ 2 đến 12 µg/ml thu được các giá trị độ hấp thụ lần lượt là 0,167; 0,323; 0,470; 0,638; 0,793 và 0,954. Phương trình đường chuẩn xây dựng được có hệ số xác định đạt $R^2 \ge 0,998$, các trắc nghiệm $t$ và $F$ đều khẳng định tính tương thích cao của phương trình hồi quy.
• Tối ưu hóa công thức và so sánh phương pháp bào chế: Các công thức thử nghiệm từ CT1 đến CT8 khảo sát sự phối hợp giữa HPMC K15M và NaCMC 7HF. Phương pháp tạo hạt ướt với cơ chế phân chia polymer tạo khung ra pha nội và pha ngoại cho khả năng kiểm soát phóng thích vượt trội so với phương pháp dập thẳng. Khi tiếp xúc môi trường nước, khung tạo hạt ướt trương nở gel đồng nhất, giữ được nguyên vẹn khung xốp không tan sau 10 giờ hòa tan, loại bỏ nguy cơ bùng giải phóng dược chất trong giờ đầu. Đồ thị hòa tan của công thức tối ưu cho giá trị hệ số tương tự $f_2 > 50$ khi so sánh trực tiếp với viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg.
• Đánh giá sơ bộ độ ổn định và tạp chất sau 30 ngày lão hóa cấp tốc: Viên nghiên cứu giữ nguyên vẹn cảm quan, độ cứng và độ hòa tan theo Test 1 của USP 43. Phép phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao cho thấy pic tạp chất 1-cyanoguanidin (tạp A) trên sắc ký đồ mẫu thử có diện tích nhỏ hơn diện tích pic trên sắc ký đồ mẫu chuẩn đối chiếu, đạt chỉ tiêu an toàn theo quy định Dược điển.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đề ra với những kết quả thực nghiệm rõ ràng:

• Xác lập được các thông số cơ lý và hồ sơ giải phóng in vitro chuẩn xác của viên biệt dược gốc Glucophage XR 750 mg, xác nhận cơ chế giải phóng hoạt chất bền vững đạt 100,47% sau 10 giờ và không phụ thuộc vào pH môi trường hòa tan ($p > 0,05$).
• Thẩm định thành công quy trình định lượng metformin hydroclorid bằng phương pháp quang phổ UV-Vis ở bước sóng 232 nm, chứng minh phương pháp đạt đầy đủ các tiêu chuẩn về tính đặc hiệu, khoảng tuyến tính (2 – 12 µg/ml), độ đúng và độ lặp lại.
• Xây dựng thành công công thức và quy trình bào chế viên nén metformin hydroclorid 750 mg PTKD bằng kỹ thuật tạo hạt ướt với hệ tá dược tạo khung thân nước tối giản gồm HPMC K15M, NaCMC 7HF và Magnesi stearat (hoàn toàn không cần sử dụng tá dược độn).
• Sản phẩm viên nén nghiên cứu đáp ứng tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP 43, có độ hòa tan tương đương in vitro với viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg (giá trị $f_2$ nằm trong khoảng 50 – 100), đồng thời duy trì độ ổn định hóa học và cơ lý sau 30 ngày thử nghiệm lão hóa cấp tốc ở điều kiện 40 °C / 75% RH với hàm lượng tạp chất liên quan 1-cyanoguanidin nằm trong giới hạn kiểm soát.

Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn, đề tài chứng minh khả năng thay thế công nghệ ngoại nhập phức tạp bằng phương pháp tạo hạt ướt hai pha thân nước đơn giản, chi phí thấp nhưng vẫn kiểm soát tốt tốc độ phóng thích của một hoạt chất có hàm lượng cao và rất dễ tan như metformin hydroclorid.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận ghi nhận một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu thực nghiệm:

• Thử nghiệm đánh giá độ ổn định của viên nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở giai đoạn khảo sát sơ bộ trong thời gian 30 ngày ở điều kiện lão hóa cấp tốc (40 °C, 75% RH), chưa tiến hành theo dõi dài hạn theo đầy đủ các mốc thời gian của hướng dẫn ICH.
• Quy mô bào chế mới dừng lại ở cỡ lô phòng thí nghiệm (50 đến 200 viên/mẻ), sử dụng các thiết bị dập viên và tạo hạt quy mô nhỏ, chưa tiến hành thẩm định quy trình ở quy mô pilot hoặc sản xuất công nghiệp.
• Nghiên cứu mới chỉ dừng ở mức độ chứng minh sự tương đương độ hòa tan in vitro theo tiêu chuẩn USP 43 và so sánh với thuốc đối chiếu qua hệ số tương tự $f_2$, chưa thực hiện các thử nghiệm sinh khả dụng và tương đương sinh học (in vivo) trên động vật thực nghiệm hoặc người tình nguyện để xác lập tương quan in vitro – in vivo (IVIVC).

Hướng nghiên cứu tiếp theo được mở rộng từ các kết quả trên bao gồm việc nâng cấp quy mô mẻ dập viên, khảo sát độ ổn định dài hạn trong 12 – 24 tháng theo điều kiện vùng khí hậu ASEAN/ICH, và tiến hành thử nghiệm tương đương sinh học in vivo phục vụ mục tiêu đăng ký và đưa vào sản xuất thương mại.

Giá trị tham khảo

Khóa luận tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

• Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu chuyên ngành Công nghệ Bào chế và Công nghiệp Dược: Tài liệu cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể trong việc xử lý bài toán công nghệ bào chế viên nén phóng thích kéo dài chứa hoạt chất liều cao, tan rất nhanh trong nước bằng phương pháp tạo khung matrix thân nước mà không cần độn thêm tá dược thể tích.
• Cán bộ làm công tác kiểm nghiệm và phân tích dược phẩm: Khóa luận trình bày chi tiết quy trình thao tác và hồ sơ thẩm định phương pháp định lượng UV-Vis ở bước sóng 232 nm, cũng như quy trình sắc ký lỏng UHPLC kiểm soát tạp chất liên quan 1-cyanoguanidin theo Dược điển.
• Các nhóm nghiên cứu R&D tại các nhà máy sản xuất dược phẩm: Mô hình đánh giá động học giải phóng qua phần mềm DDSolver và dữ liệu hòa tan so sánh qua 3 môi trường pH giả lập đường tiêu hóa là cơ sở dữ liệu thực nghiệm hữu ích cho quá trình phát triển thuốc generic tương đương sinh học.

Câu hỏi thường gặp

Hệ tá dược tạo khung matrix thân nước trong viên nghiên cứu gồm những thành phần nào và cơ chế hoạt động ra sao?
Công thức viên nghiên cứu sử dụng hệ phối hợp giữa hai polymer thân nước là HPMC K15M (độ nhớt danh định ~15.000 cps) và NaCMC 7HF (độ nhớt cao >1.000 cps), kết hợp cùng tá dược trơn Magnesi stearat. Khi tiếp xúc với thể dịch, HPMC K15M và NaCMC hydrat hóa tạo thành lớp gel nhầy kiểm soát sự khuếch tán của dược chất tan ra ngoài và làm chậm quá trình thấm nước vào lõi viên, đồng thời kiểm soát sự ăn mòn chậm của khung cốt matrix trong suốt 10 giờ.

Viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg có những đặc tính vật lý và hồ sơ giải phóng in vitro như thế nào?
Viên đối chiếu Glucophage XR 750 mg là viên nén hình caplet màu trắng, không bao, khối lượng trung bình 1,1160 ± 0,022 g (RSD 1,68%), độ dày 7,17 ± 0,2 mm, độ cứng 140 – 160 N, độ mài mòn 0,4%, hàm lượng 103,1 ± 2%. Khi thử hòa tan trong 1000 ml đệm phosphat pH 6,8 bằng thiết bị giỏ quay 100 rpm, tỷ lệ giải phóng đạt 34,13% sau 1 giờ; 50,34% sau 2 giờ; 62,36% sau 3 giờ; 73,65% sau 4 giờ; 87,03% sau 6 giờ; 97,74% sau 8 giờ và đạt 100,47% sau 10 giờ, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn khắt khe của Test 1, 7, 8, 11, 14 trong USP 43.

Sự phóng thích của viên nén metformin hydroclorid PTKD có bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi pH của đường tiêu hóa không?
Không. Dữ liệu thực nghiệm khảo sát độ hòa tan của viên trong 3 môi trường pH khác biệt gồm pH 1,2 (mô phỏng dạ dày), pH 4,5 (mô phỏng tá tràng) và pH 6,8 (mô phỏng ruột non) cho thấy đường cong phóng thích hoạt chất không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê ($p > 0,05$). Điều này đảm bảo thuốc duy trì tốc độ giải phóng ổn định khi di chuyển dọc theo hệ tiêu hóa.

Quy trình định lượng metformin hydroclorid bằng quang phổ UV-Vis được thẩm định với các thông số nào?
Quy trình được thẩm định tại bước sóng 232 nm với các tiêu chí: tính đặc hiệu (placebo và mẫu trắng không hấp thụ ở bước sóng 232 nm); tính tuyến tính đạt hệ số tương quan $R^2 \ge 0,998$ trong khoảng nồng độ 2 – 12 µg/ml (độ hấp thụ từ 0,167 đến 0,954); độ đúng thể hiện qua tỷ lệ phục hồi trong khoảng 98 – 102% ở cả 3 mức nồng độ 80%, 100%, 120%; và độ chính xác lặp lại trên 6 mẫu thử có độ lệch chuẩn tương đối RSD $\le 2%$.

Tại sao cần kiểm tra chỉ tiêu tạp A cyanoguanidin trong thử nghiệm độ ổn định của viên nghiên cứu?
1-cyanoguanidin (tạp A) vừa là nguyên liệu ban đầu trong quá trình tổng hợp hóa học của metformin hydroclorid, vừa là sản phẩm phân hủy chính của hoạt chất trong môi trường kiềm, được cảnh báo có hại cho sức khỏe khi nuốt. Việc kiểm soát tạp chất này bằng phương pháp UHPLC đầu dò UV 218 nm sau quá trình lão hóa cấp tốc 30 ngày nhằm đảm bảo hoạt chất không bị thoái giáng vượt mức quy định của Dược điển Việt Nam V và USP 43 trong điều kiện bảo quản thực tế.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Lê Tuấn Em đã nghiên cứu thành công công thức và quy trình điều chế viên nén metformin hydroclorid 750 mg phóng thích kéo dài sử dụng hệ tá dược tạo khung matrix thân nước HPMC K15M và NaCMC 7HF bằng kỹ thuật tạo hạt ướt. Sản phẩm viên nén nghiên cứu đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu chất lượng cơ lý, độ hòa tan đạt tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP 43 và tương đương in vitro với biệt dược gốc Glucophage XR 750 mg trong nhiều môi trường pH. Kết quả thực nghiệm khẳng định tính ổn định sơ bộ của viên nén sau 30 ngày lão hóa cấp tốc với hàm lượng tạp chất liên quan 1-cyanoguanidin được kiểm soát chặt chẽ, tạo tiền đề khoa học vững chắc cho việc phát triển sản xuất thuốc generic hàm lượng cao trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1. Công thức hóa học Tên IUPAC: 1,1-dimethylbiguanide hydrochloride. Công thức cấu tạo của metformin hydroclorid: Hình 1.

Công thức cấu tạo của metformin hydroclorid Công thức phân tử: C4H11N5.HCl Khối lượng phân tử: 165,62 g/mol Tính chất lý hóa: Tinh thể màu trắng, dễ tan trong nước (2,0 g có thể hòa tan trong 20 ml nước), khó tan trong ethanol 96%, thực tế không tan trong aceton và methylene clorid. MH có pKa là 12,4, trong dung dịch nước 1% metformin hydroclorid là 6,68. Dược lực học Bệnh đái tháo đường là bệnh rối loạn chuyển hóa, có đặc điểm tăng glucose huyết mạn tính do khiếm khuyết về tiết insulin, về tác động của insulin, hoặc cả hai. Tăng glucose mạn tính trong thời gian dài gây nên những rối loạn chuyển hóa carbohydrate, protide, lipide, gây tổn thương ở nhiều cơ quan khác nhau, đặc biệt ở tim và mạch máu, thận, mắt, thần kinh.4 Metformin là một thuốc điều trị đái tháo đường nhóm biguanid duy nhất còn được sử dụng có cơ chế tác dụng khác với các nhóm thuốc điều trị hạ đường huyết khác.

Thuốc không có tác dụng hạ đường huyết ở người không bị đái tháo đường. Ở người bệnh đái tháo đường, metformin làm giảm sự tăng đường huyết nhưng không gây tác dụng hạ đường huyết quá mức (trừ trường hợp nhịn đói hoặc phối hợp thuốc). Metformin làm giảm glucose trong huyết tương khi đói và sau bữa ăn ở người mắc bệnh đái tháo đường týp 2 (không phụ thuộc insulin). Metformin tác động thông qua ba cơ chế: (1) Ở gan: Làm giảm sản xuất glucose bằng cách ức chế tái tạo glucose và 2 Khóa luận tốt nghiệp DSĐH Tổng quan tài liệu nghiên cứu phân giải glycogen; (2) Ở cơ: Làm tăng sự nhạy cảm với insulin bằng cách tạo thuận lợi cho sự thu giữ và sử dụng glucose ở ngoại vi; (3) Ở ruột: Làm chậm sự hấp thu glucose từ thức ăn.

Metformin kích thích sự tổng hợp glycogen trong tế bào bằng cách tác dụng trên enzyme tổng hợp glycogen, MH còn làm tăng khả năng vận chuyển của tất cả các kênh glucose trên màng (GLUTs). Ngoài tác dụng trên đường huyết, MH còn tác dụng tốt trên sự chuyển hóa lipid, làm giảm cholesterol toàn phần, LDL-cholesterol và triglyceride. Dược động học Hấp thu: Metformin hấp thu chậm và không hoàn toàn trên đường tiêu hóa (chủ yếu ở ruột non và qua các kênh vận chuyển cation OTC1 và OTC3). Sinh khả dụng tuyệt đối của 500 mg metformin uống lúc đói trong khoảng 50 - 60%.

Với bất kể liều nào của thuốc thì sự hấp thu cũng sẽ ngừng sau 6 đến 10 giờ vì đây là thời gian thuốc đi qua ruột non do đó không có sự tỷ lệ với liều khi tăng liều, do hấp thu giảm. Thức ăn làm giảm hấp thu và làm chậm sự hấp thu của metformin.6 Phân bố: Sau khi được hấp thu, metformin không liên kết với protein. Thuốc phân bố nhanh chóng vào các mô và dịch cơ thể. Thuốc cũng phân bố vào hồng cầu.

Nồng độ đỉnh của metformin sau liều đầu tiên ở 3 giờ và sau đó giảm nhanh chóng. Chuyển hóa: Nghiên cứu đơn liều tiêm tĩnh mạch ở người bình thường chứng minh rằng Metformin được bài tiết dưới dạng không đổi qua nước tiểu và không trải qua chuyển hóa ở gan (chưa xác định được chất chuyển hóa ở người) cũng như bài tiết qua mật.7 Thải trừ: Thuốc được bài tiết chủ yếu qua ống thận. Sau khi uống, khoảng 90% thuốc hấp thu được thải trừ qua đường nước tiểu trong vòng 24 giờ đầu dạng không chuyển hóa (không phát hiện chất chuyển hóa nào của metformin trong cơ thể người). Thuốc có thời gian bán hủy trong huyết tương là 1,5 - 4,5 giờ.

Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng 1.