Khóa luận tốt nghiệp Kỹ thuật: Nguyễn thu hiền nghiên cứu xây dựng công

Nghiên cứu bào chế thuốc nang cứng hệ nano tự nhũ hóa rosuvastatin 10mg. Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ của Nguyễn Thu Hiền về công thức thuốc.

• Tác giả: Nguyễn Thu Hiền
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Thị Thu Giang
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng công thức bào chế thuốc nang cứng hệ nano tự nhũ hóa Rosuvastatin 10 mg
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Rosuvastatin trong nghiên cứu của Nguyễn Thu Hiền

Nguyễn Thu Hiền thực hiện khóa luận tốt nghiệp tại Trường Đại học Dược Hà Nộivới chủ đề nghiên cứu xây dựng công thức bào chế thuốc nang cứng hệ nano tự nhũ hóa rosuvastatin 10 mg. Rosuvastatin là một thuốc statin quan trọng trong điều trị rối loạn lipid máu, đặc biệt hiệu quả trong làm giảm cholesterol LDL-C và tăng HDL-C. Tuy nhiên, rosuvastatin gặp thách thức về sinh khả dụng đường uống do tính tan kém trong nước và độ thấm thấp qua niêm mạc đường tiêu hóa. Nghiên cứu của Nguyễn Thu Hiền tập trung vào việc cải thiện những hạn chế này thông qua công nghệ hệ nano tự nhũ hóa SNEDDS, một giải pháp hiện đại để nâng cao hiệu quả dùng thuốc.

1.1. Đặc điểm dược lý và dược động học của Rosuvastatin

Rosuvastatin hoạt động bằng cách ức chế enzyme HMG-CoA reductase, từ đó giảm tổng hợp cholesterol trong gan. Với cơ chế tác dụng dược lý mạnh mẽ, rosuvastatin được phân loại theo hệ thống BCS (Biopharmaceutics Classification System) thuộc nhóm II - tính tan kém nhưng độ thấm cao. Đặc điểm này tạo động lực cho khóa luận nghiên cứu xây dựng của Nguyễn Thu Hiền nhằm cải thiện sinh khả dụng.

1.2. Hướng cải thiện sinh khả dụng qua công nghệ SNEDDS

Hệ nano tự nhũ hóa (SNEDDS) là một công nghệ tiên tiến giúp cải thiện đáng kể độ tan và độ thấm của các thuốc tan kém trong nước như rosuvastatin. Công nghệ này tạo ra những giọt dầu siêu nhỏ khi tiếp xúc với chất lỏng dạ dày, tăng diện tích tiếp xúc và hỗ trợ hấp thu. Nghiên cứu của Nguyễn Thu Hiền sử dụng hệ SNEDDS hóa rắn để phát triển một công thức bào chế bền vững và hiệu quả.

II. Phương pháp nghiên cứu và bào chế viên nang cứng

Khóa luận của Nguyễn Thu Hiền áp dụng các phương pháp bào chế tiên tiến để xây dựng công thức rosuvastatin trong viên nang cứng. Bước đầu tiên là khảo sát hóa rắn các mẫu SNEDDS với nồng độ rosuvastatin khác nhau, sử dụng các tá dược trơn như acid stearic và talc để cải thiện khả năng vận chuyển và hạn chế hút ẩm. Nội dung nghiên cứu bao gồm thẩm định các chỉ tiêu của phương pháp định lượng rosuvastatin bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC, đánh giá độ hòa tan và khả năng giải phóng dược chất. Lựa chọn cỡ vỏ nang phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị trong nghiên cứu

Nguyễn Thu Hiền sử dụng rosuvastatin calci (RCa) như hoạt chất, kết hợp các tá dược nan không như polyethylene glycol (PEG), polyvinylpyrrolidone (PVP), và hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC). Các chất nhũ hóa và chất hỗ trợ được lựa chọn dựa trên chỉ số HLB để tối ưu hóa hệ thống. Thiết bị gồm máy phân tích hạt, máy HPLC, và các dụng cụ đo lường độ chính xác cao.

2.2. Quy trình bào chế và đánh giá chất lượng

Quy trình bào chế viên nang bao gồm pha trộn các thành phần SNEDDS theo tỷ lệ tối ưu, hóa rắn hỗn hợp, rồi đóng vào vỏ nang cứng. Đánh giá chất lượng bao gồm khả năng trơn chảy (Carr Index CI), độ ẩm theo tiêu chuẩn Dược điển, và khả năng giải phóng dược chất theo điều kiện giảm phim sinh học để mô phỏng môi trường dạ dày.

III. Kết quả thẩm định phương pháp định lượng Rosuvastatin

Khóa luận nghiên cứu xây dựng của Nguyễn Thu Hiền đã thẩm định hai phương pháp định lượng chính để xác định hàm lượng rosuvastatin. Phương pháp đầu tiên là quang phổ UV-VIS, một kỹ thuật đơn giản, nhanh chóng phù hợp cho kiểm nghiệm hàng loạt. Phương pháp thứ hai là sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC, cung cấp độ chính xác và độ phân giải cao, có khả năng phân tách rosuvastatin khỏi các tạp chất và sản phẩm phân hủy. Cả hai phương pháp đều được thẩm định theo các tiêu chí Dược điển Châu Âu (EP), Dược điển Mỹ (USP) và Dược điển Việt Nam (DĐVN) về độ chính xác, độ lặp lại, tuyến tính và khoảng xác định.

3.1. Phương pháp quang phổ UV VIS

Phương pháp đo quang phổ UV-VIS được Nguyễn Thu Hiền ứng dụng để định lượng rosuvastatin trong các mẫu đồng đều phân liều. Rosuvastatin hấp thụ ánh sáng tại bước sóng cụ thể, cho phép đo trực tiếp nồng độ. Phương pháp này nhanh, tiết kiệm và thích hợp cho kiểm nhập nguyên liệu và kiểm soát chất lượng tại nhà máy sản xuất.

3.2. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC

HPLC là phương pháp phân tích tiên tiến được sử dụng trong khóa luận của Nguyễn Thu Hiền để định lượng rosuvastatin trong viên nang cứng và mẫu thử độ hòa tan. Phương pháp này cung cấp độ chuyên một cao, có thể phân biệt rosuvastatin với các hợp chất liên quan và chất bảo quản như BHT. Kết quả HPLC đảm bảo chất lượng và hiệu lực của sản phẩm cuối cùng.

IV. Xây dựng công thức tối ưu và hạn chế hút ẩm

Nguyễn Thu Hiền trong khóa luận xây dựng công thức bào chế đã tiến hành khảo sát chi tiết ảnh hưởng của tá dược trơn đến đặc tính của hệ S-SNEDDS rosuvastatin và viên nang cứng. Các tá dược trơn như acid stearic và talc đóng vai trò quan trọng trong việc giảm độ dính giữa hỗn hợp SNEDDS và vỏ nang, cải thiện quy trình đóng nang. Bên cạnh đó, khảo sát khả năng hạn chế hút ẩm của các tá dược là yếu tố chiến lược, vì rosuvastatin sensitive với độ ẩm. Nghiên cứu tỷ lệ phối hợp acid stearic và talc giúp tìm ra công thức tối ưu nhất, đảm bảo viên nang có khả năng giải phóng dược chất ổn định, độ ẩm phù hợp và tính ổn định lâu dài trong điều kiện bảo quản thực tế.

4.1. Lựa chọn cỡ vỏ nang phù hợp

Cỡ vỏ nang ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng phân liều và khả năng chứa hệ SNEDDS của viên thuốc. Nguyễn Thu Hiền đã đánh giá nhiều cỡ nang để tìm ra lựa chọn tối ưu cho công thức rosuvastatin 10 mg, đảm bảo đủ dung tích chứa hỗn hợp SNEDDS hóa rắn mà không gây khó nuốt.

4.2. Ảnh hưởng của tá dược trơn đến giải phóng dược chất

Ảnh hưởng của tá dược trơn đến khả năng giải phóng dược chất của viên nang cứng SNEDDS rosuvastatin 10 mg được khóa luận Nguyễn Thu Hiền nghiên cứu kỹ lưỡng. Tá dược trơn có thể hạn chế độ tan nếu sử dụng quá nhiều, nhưng lại cần thiết để cải thiện quy trình bào chế. Sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất bào chế và chất lượng dược học là chìa khóa của công thức hoàn hảo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Rosuvastatin là chất ức chế cạnh tranh chọn lọc và thuận nghịch enzyme HMG- CoA-reductase, được sử dụng đường uống để điều trị tăng cholesterol máu, tăng triglycerid máu và xơ vữa động mạch. Tuy nhiên do có độ tan kém, sinh khả dụng đường uống của rosuvastatin khá hạn chế, chỉ 20% [32]. Vì vậy nhiều phương pháp đã được nghiên cứu để tăng độ tan từ đó cải thiện sinh khả dụng của rosuvastatin như sử dụng hệ mang thuốc niosome, tạo phức với β-cyclodextrin…[7], [26]. Trong đó phải kể đến hệ nano tự nhũ hóa (SNEDDS) đang được nghiên cứu phổ biến hiện nay.

Khi được đưa vào cơ thể và tiếp xúc với dịch tiêu hóa, SNEDDS nhanh chóng phân tán thành các giọt có kích thước cỡ nano chứa dược chất ở dạng đã hòa tan, tăng vận chuyển thuốc qua hệ bạch huyết và giảm chuyển hóa bước một qua gan [9]. Tuy nhiên SNEDDS thể lỏng vẫn tồn tại một số hạn chế như tương tác của hệ với vỏ nang khi đóng thuốc vào nang mềm, sự kết tủa của dược chất ở nhiệt độ thấp, chi phí cao. Do đó xu hướng hiện nay là hóa rắn hệ SNEDDS để đưa vào các dạng thuốc như viên nén, viên nang cứng. Trong các phương pháp, hóa rắn bằng kỹ thuật hấp phụ lên bề mặt chất mang rắn là đơn giản nhất.

Trên thế giới đã có một số nghiên cứu tiến hành hóa rắn SNEDDS rosuvastatin theo phương pháp này. Mới đây vào năm 2019, DS. Ngô Thị Hải Yến thực hiện khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu về hóa rắn SNEDDS rosuvastatin bằng hấp phụ lên chất mang là Aerosil 200 và Prosolv SMCC 90 [4]. Tiếp nối đề tài nghiên cứu trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng công thức bào chế thuốc nang cứng SNEDDS rosuvastatin 10 mg” với hai mục tiêu cụ thể là: 1.

Nghiên cứu xây dựng được công thức bào chế thuốc nang cứng SNEDDS rosuvastatin 10 mg. Đánh giá được các chỉ tiêu chất lượng của viên nang cứng thu được. Tổng quan về rosuvastatin 1. Công thức cấu tạo Hình 1.

Công thức cấu tạo của rosuvastatin Công thức phân tử: C22H28FN3O6S Khối lượng phân tử: 481,539 g/mol Tên khoa học: (E,3R,5S)-7-[4-(4-fluorophenyl)-2- [methyl(methylsulfonyl) amino]-6-propan-2-ylpyrimidin-5-yl]-3,5-dihydroxyhept-6- enoic acid. Tính chất lý hóa Rosuvastatin dạng dược dụng là dạng muối calci. Rosuvastatin calci tồn tại ở dạng bột vô định hình màu trắng. Độ tan: Rosuvastatin ít tan trong nước và methanol, hơi tan trong ethanol [21].

Độ tan trong nước của rosuvastatin là 41 mg/l ở 25°C. Rosuvastatin được xếp vào nhóm II trong bảng phân loại sinh dược học [8]. Nhiệt độ nóng chảy: 151-156°C LogP (ở pH 7,0) = 0,13. Bên cạnh có nhóm chức dihydroxy heptenoic acid như các statin khác, rosuvastatin có thêm nhóm methane-sulfonamide phân cực bền vững có tác dụng làm tăng tính thân nước và giảm tính thân dầu.

Rosuvastatin có tính thân nước cao hơn các statin khác ngoại trừ pravastatin. Ở pH 7,4, rosuvastatin có log D là -0,33 tương đương giá trị log D của pravastatin (-0,84) và thấp hơn các statin còn lại (đều có giá trị log D từ 1 đến 2). Giá trị log D nhỏ hơn 1 thể hiện tính thân nước của chất [21], [30]. Cơ chế tác dụng dược lý Rosuvastatin là một chất ức chế cạnh tranh thuận nghịch và chọn lọc enzym HMG-CoA reductase - enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển đổi HMG-CoA reductase thành mevalonate trong quá trình sinh tổng hợp cholesterol.

Do đó rosuvastatin có tác dụng làm giảm sinh tổng hợp cholesterol ở gan và dẫn đến giảm nồng độ cholesterol trong tế bào gan. Tế bào gan bù đắp bằng cách tăng tổng hợp các thụ thể LDL để tăng tái hấp thu cholesterol tỷ trọng thấp (LDL-C) từ tuần hoàn. Quá trình này làm giảm nồng độ LDL - C huyết thanh bằng cách tăng dị hóa LDL – C [30]. Con đường sinh tổng hợp Cholesterol và cơ chế tác dụng của statins [29] Ngoài các đặc điểm tương đồng về cấu trúc hóa học với các statin khác, rosuvastatin sở hữu một nhóm phân cực methyl sulfonamide tạo ra một liên kết độc đáo giữa rosuvastatin và HMG-CoA reductase, giúp rosuvastatin trở thành statin có nhiều liên kết nhất với enzyme này.

Nhóm phân cực này cũng làm cho rosuvastatin được vận chuyển vào gan nhiều hơn các mô khác do tạo ra tính thân nước tương đối cho dược chất, từ đó dẫn đến tác dụng chọn lọc của rosuvastatin trên tế bào gan [20]. So với các statins khác trên thị trường, các nghiên cứu in vitro chỉ ra rằng rosuvastatin cho hiệu lực ức chế enzyme HMG-CoA reductase và quá trình sinh tổng hợp 3 cholesterol cao hơn. Nồng độ ức chế 50% (IC50) enzyme của rosuvastatin thấp hơn đáng kể các statins khác. Bên cạnh hiệu quả làm giảm nồng độ LDL-C trong huyết tương và cholesterol toàn phần, rosuvastatin còn có tác dụng làm tăng nồng độ lipoprotein tỷ trọng cao (HDL-C) và giảm nồng độ triglycerides trong huyết tương [27].

Đặc điểm dược động học của rosuvastatin  Hấp thu: Sinh khả dụng đường uống của rosuvastatin là 20%, tương đương với atorvastatin, fluvastatin, pravastatin, cao hơn lovastatin và simvastatin nhưng thấp hơn cerivastatin. Năm giờ sau khi uống duy nhất một liều 20 mg, rosuvastatin đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương (Cmax) là 6,1 mg/ml. Cmax và diện tích dưới đường cong nồng độ - thời gian (AUC0 - 24) của rosuvastatin cho thấy mối quan hệ tuyến tính trong khoảng liều 5 - 80 mg. Thức ăn làm giảm 20% tốc độ hấp thu rosuvastatin nhưng không ảnh hưởng đến mức độ hấp thu [32].

 Phân bố: Ở trạng thái ổn định, rosuvastatin có thể tích phân bố trung bình là 134 lít và liên kết thuận nghịch với protein huyết tương với tỷ lệ liên kết là 88% [32].  Chuyển hóa: Rosuvastatin không được chuyển hóa bởi CYP3A4 và được chuyển hóa hạn chế bởi CYP2C9 và CYP2C19. Khoảng 10% rosuvastatin được chuyển hóa thông qua CYP2C9 tạo ra N–desmethylrosuvastatin, có tác dụng ức chế HMG – CoA chỉ bằng 1/6 so với chất gốc. Ngoài ra, rosuvastatin không có bất kỳ tác dụng ức chế hoặc gây cảm ứng đáng kể nào trên hệ thống CYP.

Do các nguyên nhân trên, rosuvastatin ít có khả năng gây tương tác thuốc-thuốc [30], [32].  Thải trừ: Rosuvastatin được thải trừ chủ yếu qua gan và thận ở dạng chưa chuyển hóa. Thời gian bán thải là khoảng 19 giờ, cao nhất trong số các statins [30], [20]. Hướng cải thiện sinh khả dụng đường uống cho rosuvastatin Rosuvastatin được phân loại vào nhóm II trong bảng phân loại sinh dược học (BCS) và độ tan kém là nguyên nhân chính dẫn đến sinh khả dụng đường uống thấp.

Đã có nhiều biện pháp được sử dụng nhằm tăng độ tan từ đó cải thiện sinh khả dụng cho rosuvastatin. Có thể kể đến như bào chế rosuvastatin dưới dạng nano tinh thể làm 4 giảm kích thước tiểu phân và tăng diện tích bề mặt tiếp xúc [22], sử dụng hệ mang thuốc niosome [26], hay tạo phức với β-cyclodextrin để tăng tốc độ và mức độ hòa tan [7]. Một phương pháp khác đang được nghiên cứu phổ biến gần đây là hệ nano tự nhũ hóa (SNEDDS) dạng dung dịch dầu có khả năng tạo nano nhũ tương khi tiếp xúc với dịch tiêu hóa dưới điều kiện co bóp nhẹ nhàng, giúp cải thiện đáng kể độ tan và sinh khả dụng của dược chất. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh hệ SNEDDS có khả năng cải thiện độ tan của một số dược chất nhóm statin [16], [18], [24].

Vài nét về hệ nano tự nhũ hóa (SNEDDS) 1. Khái niệm Hệ nano tự nhũ hóa (Self-nanoemulsifying Drug Delivery System - SNEDDS) là hỗn hợp đồng nhất của dầu, chất diện hoạt và/hoặc chất đồng diện hoạt với một hoặc nhiều dung môi thân nước có khả năng tạo ra nano nhũ tương khi pha loãng và khuấy nhẹ trong pha nước (ví dụ: dịch tiêu hóa). SNEDDS phân tán tự do trong đường tiêu hóa, nơi nhu động của dạ dày và ruột cung cấp sự khuấy trộn cần thiết cho sự tự nhũ hóa [11]. Ưu, nhược điểm của hệ nano tự nhũ hóa 1.

Ưu điểm Khi được đưa vào cơ thể và tiếp xúc với dịch tiêu hóa, SNEDDS nhanh chóng phân tán thành các giọt có kích thước cỡ nano chứa dược chất ở dạng đã hòa tan và tăng vận chuyển thuốc qua niêm mạc ruột. Bên cạnh đó, SNEDDS còn làm tăng vận chuyển các thuốc thân dầu qua hệ thống bạch huyết, giảm chuyển hóa bước một qua gan, giúp tăng sinh khả dụng đường uống của thuốc. Ngoài ra do dược chất đã ở dạng hòa tan trong SNEDDS, khi đưa vào cơ thể chúng sẽ được hấp thu nhanh và khởi phát tác dụng nhanh hơn, rút ngắn Tmax [9], [25]. So với nano nhũ tương thông thường, SNEDDS còn có thêm một số lợi thế: - Bền vững hơn về mặt hóa lý khi bảo quản lâu dài do không chứa nước.

- Có thể đưa SNEDDS vào các dạng thuốc phân liều như nang mềm, nang cứng, từ đó tăng khả năng tồn tại của chúng trên thị trường đồng thời cải thiện sự tuân thủ của bệnh nhân. - SNEDDS được đóng vào nang có thể che giấu mùi vị khó chịu của thuốc [12]. Nhược điểm Bên cạnh những ưu điểm nói trên, SNEDDS cũng tồn tại một số hạn chế như sau: - Dược chất có thể bị tủa lại khi SNEDDS được pha loãng trong dịch tiêu hóa làm mất đi những ưu điểm của hệ. - Sau một thời gian dài bảo quản, hệ có thể bị phân lớp.

Nhược điểm này có thể được khắc phục bằng cách hóa rắn SNEDDS. - Các tá dược lipid (như các acid béo không no và dẫn chất của chúng) sử dụng trong công thức có thể bị oxy hóa, do đó cần bổ sung chất chống oxy hóa tan trong dầu vào công thức. - Khi tiến hành nạp SNEDDS vào nang có thể xảy ra hiện tượng đồng dung môi di chuyển từ hệ vào vỏ nang dẫn đến kết tủa lại dược chất. - Thử nghiệm đánh giá độ hòa tan in vitro chưa được chuẩn hóa.

Hiện nay, có nhiều phương pháp đánh giá độ hòa tan in vitro được sử dụng cho hệ nano tự nhũ hóa như: thử nghiệm hòa tan qua túi thẩm tích, sử dụng thêm các chất diện hoạt trong môi trường hòa tan, thử hòa tan với môi trường ở giá trị pH hòa tan tốt dược chất. Tuy nhiên chưa có phương pháp nào được công nhận là phương pháp chuẩn để đánh giá độ hòa tan in vitro cho hệ nano tự nhũ hóa [13]. Dược chất Mức độ thân dầu và liều dùng của thuốc là các yếu tố chính cần được xem xét trước khi phát triển một công thức SNEDDS. Lượng dược chất tương ứng với một đơn vị liều nên hòa tan được trong một lượng dầu nhỏ để có thể dễ dàng nhũ hóa khi pha loãng bởi dịch tiêu hóa sau khi uống.

Nếu cần một lượng dầu lớn hơn để hòa tan lượng dược chất như trên thì có thể tạo ra một công thức thuốc không thể chứa trong dạng bào chế đơn liều [15].