Khóa luận tốt nghiệp Y tế: Nguyễn thị vinh nghiên cứu bào chế tiểu phân

Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano artemether với chất mang ethylcellulose trong điều trị sốt rét. Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ Hà Nội 2020.

• Tác giả: Nguyễn Thị Vinh
• Người hướng dẫn: TS. Võ Quốc Ánh
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược
• Đề tài: Nguyễn Thị Vinh Nghiên Cứu Bào Chế Tiểu Phân Nano Artemether Với Chất Mang Ethylcellulose Khóa Luận Tốt Nghiệp Dược Sĩ Hà Nội 2020
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu bào chế tiểu phân nano Artemether

Khóa luận tốt nghiệp của Nguyễn Thị Vinh tại Trường Đại học Dược Hà Nộiđã thực hiện một nghiên cứu bào chế tiểu phân nano Artemether với chất mang Ethylcellulose. Nghiên cứu này được tiến hành tại Viện Công nghệ Dược Phẩm Quốc Gia và Bộ môn Bào chế, dưới sự hướng dẫn của TS. Võ Quốc Ánh. Artemether là một dẫn chất của artemisinins có tác dụng chống sốt rét mạnh mẽ, được ứng dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh nhiệt đới. Mục đích chính của khóa luận là phát triển công thức bào chế hiệu quả, nâng cao độ sinh khả dụng và cải thiện đặc tính dược học của artemether thông qua công nghệ nano hóa với ethylcellulose làm chất mang.

1.1. Artemether và ứng dụng trong điều trị

Artemether là một dẫn chất của artemisinins, có công thức cấu tạo đặc biệt với hoạt tính chống sốt rét cao. Đặc điểm dược động học của artemether theo đường uống cho thấy khả năng hấp thụ tốt và phân bố rộng trong các mô. Tác dụng dược lý bao gồm tiêu diệt các dạng hình của ký sinh trùng sốt rét hiệu quả. Trên thị trường hiện nay có nhiều chế phẩm artemether dạng tiêm, uống nhưng cần cải thiện tính chất lý hóa và độ ổn định.

1.2. Ethylcellulose làm chất mang trong công nghệ nano

Ethylcellulose (EC) là một polyme tự nhiên có tính liposoluble, thích hợp làm chất mang nano cho các dược chất kém tan trong nước. Mục đích sử dụng EC trong bào chế là tăng cường độ tan, cải thiện sinh khả dụng và bảo vệ dược chất khỏi sự phân hủy. Nano polyme từ EC mang lại nhiều ưu điểm về kích thước tiểu phân nhỏ, tăng diện tích tiếp xúc với chất sinh học, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị.

II. Phương pháp nghiên cứu và thiết kế thực nghiệm

Khóa luận sử dụng nhiều phương pháp khoa học hiện đại để đánh giá chất lượng tiểu phân nano ARTM-EC. Các đối tượng nghiên cứu bao gồm artemether và ethylcellulose từ các nhà cung cấp uy tín. Nội dung nghiên cứu tập trung vào xây dựng công thức bào chế tối ưu, khảo sát các thông số quy trình như tỉ lệ dược chất/polyme, pha dầu/pha nước, loại chất diện hoạt và công suất siêu âm. Phương pháp định lượng HPLC được sử dụng để xác định nồng độ artemether trong các mẫu. Các kỹ thuật phân tích khác như DSC, FT-IR, SEM cũng được áp dụng để đánh giá đặc tính lý hóa của tiểu phân nano.

2.1. Phương pháp bào chế tiểu phân nano bằng siêu âm

Phương pháp bào chế tiểu phân nano artemether-ethylcellulose sử dụng kỹ thuật siêu âm là phương pháp hiệu quả. Ảnh hưởng của công suất siêu âm và thời gian siêu âm được khảo sát chi tiết để xác định điều kiện tối ưu tạo tiểu phân nano có kích thước tiểu phân nhỏ nhất và phân bố kích thước tiểu phân đều. Tỉ lệ dược chất/polyme được điều chỉnh từ 1:2 đến 1:5 để tìm công thức đạt hiệu suất nano hóa cao nhất và tỉ lệ dược chất nano tối ưu.

2.2. Đánh giá đặc tính và độ ổn định

Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano bao gồm kích thước tiểu phân trung bình, chỉ số phân bố kích thước tiểu phân (PDI). Phổ FT-IR được dùng xác định các tương tác hóa học giữa artemether và EC. Phân tích nhiệt vi sai (DSC) giúp xác định tính chất nhiệt của hỗn dịch nano. Thử giải phóng in vitro artemether từ hỗn dịch nano được thực hiện theo các điều kiện pH khác nhau. Độ ổn định hỗn dịch nano trong điều kiện bảo quản được theo dõi theo thời gian.

III. Kết quả chính của nghiên cứu bào chế

Kết quả khảo sát công thức bào chế cho thấy tỉ lệ dược chất/polyme 1:3 (kl/kl) mang lại hiệu suất nano hóa cao nhất. Tỉ lệ pha dầu/pha nước 1:3 (kl/kl) được chọn để đạt cân bằng giữa khả năng tan dược chất và độ ổn định hỗn dịch. Loại chất diện hoạt PVA (Polyvinyl alcol) cho kết quả tốt hơn các chất khác, với tỉ lệ chất diện hoạt 5% kl/kl. Công suất siêu âm 100W trong thời gian siêu âm 5 phút tạo tiểu phân nano có kích thước tiểu phân trung bình khoảng 150-200 nm. Hiệu suất nano hóa đạt được khoảng 85-92%, và tỉ lệ dược chất nano khoảng 35-40%. Phổ FT-IR cho thấy pha hỗn hợp vật lý giữa artemether và EC. Phân tích DSC xác nhận sự ổn định nhiệt của công thức.

3.1. Kết quả bào chế tiểu phân nano tối ưu

Công thức bào chế tối ưu ARTM-EC có kích thước tiểu phân từ 150-200 nm với chỉ số phân bố kích thước (PDI) thấp, cho thấy tiểu phân nano có kích thước đều. Hiệu suất nano hóa đạt 85-92% và tỉ lệ dược chất nano 35-40% là kết quả rất khả quan. Hỗn dịch nano có tính chất ổn định về vật lý với độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dưới 10% trong các phép đo lặp lại.

3.2. Khả năng giải phóng và ổn định lưu trữ

Thử giải phóng in vitro artemether từ hỗn dịch nano menunjukkan giải phóng chậm trong môi trường nước (pH 6.8) trong vòng 24 giờ, điều này cho thấy tác dụng kéo dài. Độ ổn định hỗn dịch nano được đánh giá qua các điều kiện bảo quản khác nhau cho thấy công thức ổn định trong thời gian bảo quản dài. Kích thước tiểu phân không thay đổi đáng kể sau 3 tháng lưu trữ.

IV. Kết luận và ý nghĩa của nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp của Nguyễn Thị Vinh đã thành công trong xây dựng công thức bào chế tiểu phân nano artemether với ethylcellulose làm chất mang. Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng công nghệ nano hóa là phương pháp hiệu quả để cải thiện đặc tính dược học của artemether. Tiểu phân nano ARTM-EC có nhiều ưu điểm như kích thước nhỏ, giải phóng chậm, ổn định lâu dài và tỉ lệ dược chất nano cao. Ứng dụng của nano polyme này mở ra khả năng phát triển các dạng bào chế mới của artemether với hiệu quả điều trị tốt hơn và tác dụng phụ ít hơn. Kết quả này có ý nghĩa thực tiễn đối với công nghiệp dược phẩm trong nước, góp phần nâng cao chất lượng các sản phẩm dược học điều trị sốt rét và các bệnh nhiệt đới khác.

4.1. Những đóng góp chính của nghiên cứu

Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano này đã thành lập công thức bào chế tối ưu ARTM-EC với các thông số quy trình rõ ràng. Phương pháp bào chế sử dụng siêu âm là phương pháp đơn giản, hiệu quả và chi phí hợp lý có thể áp dụng trong công nghiệp dược phẩm. Đánh giá chi tiết về đặc tính lý hóa và độ ổn định của hỗn dịch nano cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho phát triển dạng bào chế mới.

4.2. Triển vọng và đề xuất tiếp theo

Kết quả nghiên cứu mở ra triển vọng phát triển các dạng bào chế khác như viên nang, viên nén hoặc tiêm từ công thức nano đã tạo. Cần tiến hành thử nghiệm in vivo để đánh giá độ sinh khả dụng và hiệu quả lâm sàng của dạng bào chế mới. Nghiên cứu tiếp theo có thể khám phá việc kết hợp artemether nano với các dương tính miễn dịch hoặc các dược chất khác để tăng cường hiệu quả điều trị bệnh nhiệt đới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Artemether là dẫn chất methyl ether của dihydroartemisinin, bán tổng hợp từ artemisinin, được chỉ định để điều trị sốt rét do tất cả các loại Plasmodium, kể cả sốt rét nặng do các chủng P. falciparum kháng nhiều loại thuốc [2]. Ngoài tác dụng chống sốt rét, artemether đã được chứng minh có tác dụng chống ung thư hiệu quả [14], [29]. Tác dụng trên khối u của artemether và một số dẫn chất khác của artemisinin (dihydroartemisinin, artesunat) nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu.

Một số nghiên cứu đã chứng minh tác dụng của artemether trên các khối u như u thần kinh đệm C6, u tuyến yên [25], [30]. Artemether rất ít tan trong nước, sinh khả dụng thấp, thường gặp khó khăn trong việc bào chế các dạng thuốc [1]. Đã có nhiều nghiên cứu đưa ra các biện pháp làm giảm kích thước tiểu phân của artemether nhằm tăng độ tan, tăng sinh khả dụng của artemether như sử dụng hệ phân tán rắn, hệ tiểu phân nano, liposome [5], [6], [13]. Liposome và nano artemether không những cải thiện sinh khả dụng của dược chất mà còn tăng cường tác dụng của artemether trên khối u và giảm tác dụng không mong muốn của nó [6].

Để góp phần nâng cao chất lượng thuốc và phát triển dạng bào chế, tăng cường tác dụng chống ung thư, đề tài “Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano artemether với chất mang ethylcellulose” được thực hiện với hai mục tiêu: 1. Bào chế được tiểu phân nano chứa artemether với chất mang ethylcellulose. Đánh giá được một số đặc tính lý hóa của tiểu phân nano bào chế được. Thông tin về artemether 1.

Công thức cấu tạo CH3 H3C H O O O H O H O CH3 H Hình 1. Công thức cấu tạo của artemether Công thức phân tử: C16H26O5, khối lượng phân tử 298,4 [1]. Tên khoa học: (3R, 5aS, 6R, 8aS, 9R, 10S, 12R, 12aR) – decahydro – 10 – methoxy – 3, 6,9 – trimethyl – 3,12 – epoxy – 12H – pyrano[4. Tính chất lý hóa Artemether là dẫn chất methyl ether của dihydroartemisinin, bán tổng hợp từ artemisinin (được chiết xuất từ cây thanh hao hoa vàng), có dạng tinh thể hình kim hoặc bột kết tinh màu trắng, có vị đắng [1].

Rất ít tan trong nước (độ tan trong nước là 12,1 mg/l ở 25oC), tan trong ethanol, ethyl acetat, methanol, cloroform, rất dễ tan trong dicloromethan và aceton [1]. Trung tính, hệ số phân bố dầu/ nước logP = 3,48. Nhiệt độ nóng chảy: 86-90oC, năng suất quay cực: +168 đến +173 độ (nồng độ 10 mg/ml trong ethanol tuyệt đối) [1]. Phân loại sinh dược học: Nhóm 4 [13].

Độ ổn định Artemether ổn định đến nhiệt độ 130oC [7]. Điều kiện bảo quản: bao gói kín, tránh ánh sáng, nhiệt độ mát. Đặc điểm dược động học theo đường uống Artemether được hấp thu nhanh qua đường uống, thức ăn làm tăng hấp thu dược chất. Thuốc đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương trong vòng 2-3 giờ sau khi uống.

Sinh khả dụng kém, khoảng 40%. Tỉ lệ artemether liên kết với protein huyết tương là 95%. Sau khi hấp thu vào máu, artemether dễ dàng phân bố vào các tổ chức, có thể qua nhau thai và hàng rào máu não. Artemether bị thủy phân nhanh trong cơ thể thành chất chuyển hóa có hoạt tính là dihydroartemisinin, rồi bị chuyển hóa tiếp thông qua enzym 2 cytochrom P450 CYP3A4 và thải trừ qua nước tiểu.

Thời gian bán thải khoảng 1 giờ [2]. Cơ chế tác dụng chính của artemether là ức chế tổng hợp protein của kí sinh trùng. Artemether cũng như artemisinin ức chế chọn lọc, riêng biệt enzym PfATPase6 của ký sinh trùng. Cầu nối endoperoxid của sesquiterpen lacton trong phân tử artemether tạo phức chất với ion sắt (II) sinh ra gốc tự do có carbon trung tâm liên kết chọn lọc với PfATP6 [2].

Tác dụng dược lý của artemether 1. Tác dụng điều trị bệnh sốt rét Artemether có 2 đồng phân quang học là α-artemether và β-artemether, 2 dạng này có tính chất vật lý và hóa học tương tự nhau, nhưng dạng β có hoạt tính trên kí sinh trùng sốt rét mạnh hơn dạng α. Artemether được chỉ định để điều trị sốt rét do tất cả các loại Plasmodium, kể cả sốt rét nặng do các chủng P. falciparum kháng nhiều loại thuốc [2].

Tác dụng trên khối u DHA, artesunat, và artemether là những thuốc chứa cầu nối endoperoxid được cấp phép sử dụng trong điều trị [8]. Các dẫn chất này của artemisinin có hoạt tính chống ung thư mạnh khi ở kích thước nano hoặc micro. Cho đến nay, artemether đã được chứng minh có chung đặc tính chống ung thư tương tự DHA và artesunat. Artemether và artesunat đã được sử dụng trong các liệu pháp điều trị ung thư cho thấy dung nạp tốt và không có tác dụng phụ đáng kể.

DHA, artesunat và artemether có khả năng điều chỉnh gen và protein điều phối tín hiệu tăng trưởng, apoptosis, khả năng tăng sinh, tạo mạch và mô xâm lấn, di căn [6]. Gần đây, rất nhiều các nghiên cứu đã chứng minh rằng artemisinin và dẫn xuất của nó đặc biệt là artemether có tác dụng chống ung thư trên một số mô hình tế bào ung thư ở người. Khả năng chống ung thư của artemether so với các dẫn chất khác của artemisinin: DHA > artesunat > artemether [6]. Tác dụng điều trị u tuyến yên: Artemether được dùng bằng đường uống cho bệnh nhân trong khoảng thời gian 12 tháng, làm giảm mật độ khối u và triệu chứng lâm sàng, cải thiện chất lượng sống của bệnh nhân bị u tuyến yên [25].

Artemether được lựa chọn cho điều trị do dễ dàng qua được hàng rào máu não và có thời gian bán thải dài hơn [27]. 3 Tác dụng chống ung thư tốt trên u thần kinh đệm C6 và ngăn chặn sự phát triển của khối u: nghiên cứu trên chuột cho thấy artemether có tác dụng ức chế in vivo trên khối u trong mô hình u thần kinh đệm C6 phụ thuộc liều ở khoảng nồng độ được sử dụng. Kích thước khối u giảm rõ rệt trong các nhóm được điều trị bằng artemether so với nhóm không được điều trị. Artemether kìm hãm sự phát triển của khối u chủ yếu thông qua việc tạo ra antiangiogenesis [30].

Tác dụng trên khối u vú của chuột: thí nghiệm in vivo trên các chuột mang khối u cho thấy artemether có đặc tính gây độc tế bào và điều hòa miễn dịch. Liều thấp của artemether được cho rằng hiệu quả như cyclophosphamid trong việc loại bỏ các tế bào gây ung thư [10]. Độc tính và tác dụng không mong muốn Ở liều cao có thể xảy ra đau bụng, buồn nôn, nôn, ỉa chảy và ù tai, nhưng chỉ thoáng qua. Chưa thấy có độc tính trên thần kinh ở người [2].

Các chế phẩm trên thị trường Bảng 1. Một số dạng bào chế trên thị trường của artemether Dạng bào chế Tên biệt dược Nhà sản xuất Hàm lượng Dung dịch dầu tiêm ArteCare I.M Advacare 80 mg/ml bắp Megamether Schwitz Biotech Viên nén ArteCare, Artemether Advacare 50mg, 100mg Hỗn dịch uống ARTEMETHER Mandison 15 mg/5ml SUSPENSION Viên đặt trực tràng Artemether Suppository Newlystar 40mg Ngoài dạng đơn thành phần, còn có nhiều dạng bào chế kết hợp artemether và lumefantrin, như bột pha hỗn dịch (Jaslum), hỗn dịch uống (Livmether), viên nén (Coartem), viên nang (AMATEM), viên đặt trực tràng (ARTEGAL). Thông tin về ethylcellulose (EC) 1. Tính chất Hình 1.

Cấu tạo hóa học của EC Dạng bột màu trắng, không có vị. Nhiệt độ chuyển thể thủy tinh là 129-133oC [19]. Gần như không tan trong nước, glycerin, propylen glycol. Loại EC có ít hơn 46,5% nhóm ethoxy dễ tan trong cloroform, methyl acetat, trong khi đó loại EC có ≥ 46,5% nhóm ethoxy thì dễ tan trong cloroform, ethanol (95%), ethylacetat, methanol, toluen [19].

Các loại EC khác nhau (Ethocel Standard các loại 4, 7, 10, 20, 45,… Premium) khác nhau về độ dài của chuỗi polyme, độ nhớt và tốc độ hòa tan [28]. Loại EC sử dụng trong nghiên cứu này là Ethocel Standard 7 Premium, độ nhớt từ 6 – 8 mPa. EC bền, hút ẩm nhẹ. EC là ether cellulose không ion hóa, do đó độ tan không phụ thuộc vào pH [26].

EC là một chất tương thích sinh học, không phân hủy sinh học, kháng dịch vị, trong cơ thể tiêu hóa và phân hủy thành các sản phẩm không độc và dễ dàng được thải trừ [28]. EC được coi là an toàn (thuộc nhóm GRAS: Generally Recognized As Safe); có mặt trong “Danh sách các tá dược được chấp nhận của Canada”, sử dụng trong viên nang uống, hỗn dịch, viên nén, nhũ tương tại chỗ, thuốc đặt âm đạo hoặc thuốc nhỏ mắt. EC cũng được Châu Âu cho phép sử dụng trong các thuốc không dùng theo đường tiêm [28]. Mục đích sử dụng Ethylcellulose được sử dụng rộng rãi trong các dạng bào chế dùng đường uống.

Khi dùng để bao ngoài thì EC có thể điều chỉnh khả năng giải phóng của thuốc, che giấu vị 5 khó chịu, bảo vệ, cải thiện độ ổn định cho công thức thuốc, hoạt chất sẽ giải phóng nhờ việc khuếch tán từ từ qua màng [19]. EC tương đối an toàn, có thể được dùng cho cả mỹ phẩm và thực phẩm, nhìn chung không có độc tính hay gây phản ứng dị ứng. EC thường không ưu tiên dùng cho đường tiêm, do có thể gây độc cho thận [19]. EC được sử dụng để phát triển các dạng thuốc với mục tiêu chính là kiểm soát giải phóng.

EC không tan trong nước, giảm khả năng thấm của nước vào cấu trúc hệ, kiểm soát lượng dược chất giải phóng, giải phóng thuốc kéo dài, vì vậy không cần phải uống nhiều liều trong ngày, do đó cải thiện được hiệu quả sử dụng thuốc. Đồng thời EC không có độc tính, ổn định trong điều kiện bảo quản, khả năng chịu nén tốt, nên rất thích hợp để thiết kế các dạng thuốc giải phóng kéo dài [28]. Vài nét về nano polyme 1. Đặc điểm của nano polyme 1.

Đặc điểm chung Nano polyme là các hệ mang thuốc sử dụng polyme làm giá mang dược chất, có cấu trúc dạng siêu vi nang hay siêu vi cầu. Cấu trúc siêu vi nang là cấu trúc nhân vỏ, còn cấu trúc siêu vi cầu là cấu trúc dạng cốt, trong đó dược chất phân tán đều trong siêu vi cầu [4]. Các polyme sử dụng để bào chế nano polyme: polyme tự nhiên (chitosan), polyme tổng hợp (acid poly lactic-co-glycolic – PLGA), polyme phân hủy sinh học (polycaprolacton – PCL, PLGA), hoặc tương thích sinh học (acid poly glycolic – PGA) [4]. Hiện nay các nghiên cứu chủ yếu sử dụng phương pháp đi từ các polyme có sẵn (các polyme phân hủy sinh học như PLGA, PLA, PCL,…, các dẫn xuất của cellulose như ethylcellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, các Eudragit) [3].

Nano polyme dùng cho đường uống Các dạng thuốc chứa các tiểu phân nano dùng theo đường uống thường có sinh khả dụng tăng, ổn định, không phụ thuộc bữa ăn. Các tiểu phân nano còn có thể bảo vệ dược chất khỏi điều kiện bất lợi của đường tiêu hóa, do vậy làm giảm sự phân hủy dược chất.