Khóa luận tốt nghiệp Y tế: Nguyễn tuấn linh nghiên cứu bào chế tiểu phân

Khóa luận nghiên cứu bào chế nano dihydroartemisinin và paclitaxel dùng acid polylactic co glycolic, lecithin làm chất mang cho điều trị ung thư

• Tác giả: Nguyễn Tuấn Linh
• Người hướng dẫn: Nguyễn Ngọc Chiến
• Trường học: Hà Nội - Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược
• Đề tài: Nguyễn Tuấn Linh nghiên cứu bào chế tiểu phân nano dihydroartemisinin và paclitaxel với chất mang acid polylactic co glycolic và lecithin khóa luận tốt nghiệp dược sĩ
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về khóa luận nghiên cứu bào chế của Nguyễn Tuấn Linh

Nguyễn Tuấn Linh đã thực hiện một khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ tại Trường Đại học Dược Hà Nộ năm 2020 với chủ đề nghiên cứu bào chế tiểu phân nano. Công trình này được thực hiện tại Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia và Bộ môn Bào chế, dưới sự hướng dẫn của GS. Nguyễn Ngọc Chiến và NCS. Ninh Thị Kim Thu. Đây là một nghiên cứu có giá trị cao trong lĩnh vực công nghệ dược phẩm hiện đại, tập trung vào việc phát triển hệ tiểu phân nano chứa đồng thời hai dược chất. Khóa luận này đánh dấu sự đóng góp quan trọng của tác giả mã sinh viên 1501283 cho ngành Dược học Việt Nam, với các kết quả thực nghiệm được trình bày chi tiết và có tính ứng dụng thực tiễn cao.

1.1. Nội dung chính của khóa luận

Khóa luận tập trung vào bào chế tiểu phân nano chứa Dihydroartemisinin (DHA) và Paclitaxel (PTX) với chất mang Acid poly(lactic-co-glycolic) (PLGA) và Lecithin. Mục tiêu chính là xây dựng công thức bào chế hiệu quả, đánh giá các đặc tính của hệ tiểu phân nano bào chế được, bao gồm độ ổn định vật lý, hiệu suất nano hóa, và khả năng giải phóng thuốc in vitro.

1.2. Ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao trong việc phát triển những phương pháp bào chế mới cho các thuốc khó tan như DHA và PTX. Sử dụng hệ nano polyme-lipid giúp cải thiện khả năng hòa tan, độ ổn định và hiệu quả sinh học của các dược chất, mở ra triển vọng ứng dụng trong điều trị ung thư và các bệnh truyền nhiễm.

II. Các dược chất và chất mang trong công thức bào chế

Công thức bào chế tiểu phân nano DHA-PTX/PLGA-LEC sử dụng ba thành phần chính có chức năng riêng biệt. Dihydroartemisinin là dẫn xuất của artemisinin với hoạt tính kháng ký sinh trùng mạnh, trong khi Paclitaxel là một thuốc chống ung thư lâm sàng được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, cả hai đều có độ tan trong nước thấp, gây khó khăn trong phát triển dạng bào chế. PLGA (Acid poly(lactic-co-glycolic)) là một polyme sinh phân hủy được FDA chấp thuận, đặc biệt phù hợp làm chất mang thuốc. Lecithin là một phospholipid tự nhiên, giúp cải thiện độ ổn định và khả năng hấp thụ của hệ tiểu phân nano. Sự kết hợp ba thành phần này tạo thành hệ tiểu phân nano hybrid polyme-lipid có nhiều ưu điểm vượt trội.

2.1. Đặc điểm của Dihydroartemisinin và Paclitaxel

DHA và PTX là những dược chất khó tan nhưng có hoạt tính dược lý cao. DHA thể hiện tác dụng kháng ký sinh trùng hiệu quả, đặc biệt trong điều trị sốt rét. PTX là thuốc chống ung thư mạnh nhưng gây ra phản ứng phụ nặng. Sử dụng tiểu phân nano giúp giảm độc tính và cải thiện tuân thủ điều trị.

2.2. Vai trò của PLGA và Lecithin

PLGA cung cấp cấu trúc polymer để bảo vệ dược chất, trong khi Lecithin giúp ổn định hệ tiểu phân và cải thiện khả năng tương thích sinh học. Sự kết hợp này giúp kéo dài thời gian lưu thuốc trong cơ thể và tăng hiệu quả trị liệu.

III. Phương pháp bào chế và đánh giá tiểu phân nano

Phương pháp bào chế hệ tiểu phân nano DHA-PTX/PLGA-LEC được thực hiện dựa trên kỹ thuật khuếch tán dung môi-không dung môi (nanoprecipitation). Quá trình bào chế liên quan đến xây dựng công thức và khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố quy trình lẫn các yếu tố thuộc công thức. Khóa luận đã đánh giá chi tiết các đặc tính của hệ tiểu phân nano bằng nhiều phương pháp phân tích hiện đại. Hiệu suất nano hóa (EE) và tỷ lệ dược chất nano hóa (LC) được xác định bằng HPLC (sắc kí lỏng hiệu năng cao). Độ ổn định vật lý được đánh giá qua độ ổn định kích thước tiểu phân trong thời gian lưu trữ. Khả năng giải phóng thuốc in vitro được nghiên cứu sử dụng dung dịch PBS. Hình thái cấu trúc được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), và cấu trúc phân tử được phân tích qua phổ FT-IR.

3.1. Quy trình bào chế tiểu phân nano

Kỹ thuật nanoprecipitation là phương pháp hiệu quả để tạo tiểu phân nano với kích thước nhỏ, phân bố đều. Quá trình này liên quan đến sự khuếch tán của dung môi từ pha hữu cơ sang pha nước, làm tiểu phân PLGA đạt ra từng chút một. Thêm Lecithin giúp ổn định hệ tiểu phân trong quá trình này.

3.2. Các phương pháp đánh giá chất lượng

HPLC được sử dụng để định lượng DHA và PTX và xác định EE, LC. SEM cung cấp hình ảnh cấu trúc hình thái của tiểu phân, trong khi FT-IR cung cấp thông tin về tương tác phân tử giữa thành phần trong công thức bào chế.

IV. Kết quả và ý nghĩa của khóa luận nghiên cứu

Khóa luận của Nguyễn Tuấn Linh đã đạt được nhiều kết quả quan trọng trong bào chế tiểu phân nano. Các kết quả thẩm định phương pháp định lượng cho thấy độ chính xác cao của phương pháp HPLC được sử dụng. Hệ tiểu phân nano DHA-PTX/PLGA-LEC bào chế được có kích thước tiểu phân trung bình phù hợp, hiệu suất nano hóa cao cho cả hai dược chất. Độ ổn định vật lý của hỗn dịch nano được duy trì tốt trong điều kiện lưu trữ nhất định. Khả năng giải phóng thuốc in vitro từ tiểu phân nano diễn ra chậm, kiểm soát, cho phép kéo dài thời gian tác dụng của dược chất. Hình ảnh SEM cho thấy tiểu phân có hình dạng cầu đều, còn phổ FT-IR chứng tỏ không có tương tác hóa học có hại giữa các thành phần. Những kết quả này là cơ sở tốt cho các nghiên cứu tiếp theo về hiệu quả sinh học in vivo của công thức bào chế.

4.1. Những thành tựu chính của khóa luận

Khóa luận đã thành công trong xây dựng công thức tối ưu, đánh giá toàn diện các tính chất của tiểu phân nano bào chế được. Sự kết hợp của DHA và PTX trong cùng một tiểu phân nano là đổi mới trong công nghệ dược phẩm, mở đường cho các bào chế kết hợp hiệu quả hơn.

4.2. Hướng phát triển tiếp theo

Các kết quả này là bước đệm cho nghiên cứu hiệu quả sinh học, độc tính, và tiềm năng lâm sàng của hệ tiểu phân nano DHA-PTX/PLGA-LEC. Công thức bào chế này có tiềm năng phát triển thành sản phẩm dược phẩm có giá trị thương mại cao.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Paclitaxel (PTX) là một trong những thuốc chống tân sinh hiệu quả nhất có nguồn gốc từ tự nhiên cho tác dụng tốt chống lại nhiều loại ung thư, đặc biệt là ung thư buồng trứng, ung thư vú di căn, ung thư tiền liệt tuyến,… Tuy nhiên, ứng dụng lâm sàng của PTX bị hạn chế bởi độ tan thấp, độc tính cao và nguy cơ kháng thuốc [50]. Dihydroartemisinin (DHA) là một trong những dẫn xuất chính của artemisinin, một hoạt chất được chiết xuất từ Artemisia annua L. Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng ngoài tác dụng chống sốt rét, DHA còn có tác dụng chống khối u, chống virus và ức chế miễn dịch [57]. Hơn nữa, DHA có tác dụng hiệp đồng tăng cường chống khối u cùng với paclitaxel với giá trị chỉ số kết hợp CI từ 0,6 đến 0,73 [20].

Do vậy, nghiên cứu phối hợp DHA và PTX nhằm làm tăng hiệu quả điều trị chống khối u, đồng thời giảm độc tính và nguy cơ kháng thuốc của PTX là một hướng đi mới. Mặt khác, DHA kém bền về mặt hóa học bởi cầu nối endoperoxid trong cấu trúc phân tử, kém tan trong nước (~137,4 μg/ml), kém thân dầu (hệ số phân bố dầu/nước log P bằng 1,42), thời gian bán thải ngắn (~50 phút) [57]. Do đó, để phối hợp hai dược chất trong cùng một hệ mang thuốc cũng như tăng độ ổn định và thời gian tuần hoàn của DHA, công nghệ nano có thể được áp dụng. Một trong những polyme tổng hợp có khả năng phân hủy sinh học được sử dụng khá phổ biến là acid poly(lactic-co-glycolic) (PLGA) do có độc tính thấp, tương thích sinh học với nhiều mô và tế bào [42].

Tuy nhiên, nano polyme sử dụng PLGA có nhược điểm là cho hiệu suất nano hóa thấp với các chất có hệ số phân bố dầu/nước thấp, giải phóng dược chất ồ ạt ở giai đoạn đầu và dễ bị thanh thải bởi thực bào [28], [57]. Để cải thiện được những nhược điểm trên, nano lai lipid-polyme đã nhận được nhiều sự quan tâm và được cho là hướng tiếp cận có nhiều triển vọng của công nghệ nano y học hiện đại [28]. Trong nhiều loại lipid, lecithin đã được nghiên cứu rộng rãi để đưa vào hệ mang thuốc bởi tính tương thích sinh học và sự thích hợp cho nhiều đường sử dụng khác nhau như đường uống, đường tiêm và đường qua da [56]. Từ đó, đề tài “Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano dihydroartemisinin và paclitaxel với chất mang acid poly(lactic-co- glycolic) và lecithin” được tiến hành nghiên cứu với các mục tiêu sau: 1.

Xây dựng được công thức bào chế hệ tiểu phân nano DHA-PTX/PLGA-LEC. Đánh giá được một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano bào chế được. Tổng quan về dihydroartemisinin 1. Công thức - Công thức cấu tạo: Hình 1.

Công thức cấu tạo của DHA - Tên khoa học: (3R,5aS,6R,8aS,9R,10S,12R,12aR)-Decahydro-3,6,9-trimethyl- 3,12-epoxy-12H-pyrano[4,3-j]-1,2-benzodioxepin-10-ol [58]. - Tên khác: Artenimol [58], dihydroqinghaosu [36], shuangqing qinghaosu [10]. - Công thức phân tử: C15H24O5 - Khối lượng phân tử: 284,35 g/mol [10]. Tính chất lý, hóa - Hình thức: DHA là những tinh thể hình kim màu trắng, vị đắng, không mùi [10].

- Độ tan: Rất ít tan trong nước (~137,4 μg/ml) và ít tan trong dầu, tan tốt trong ethanol 96%, tan được trong các dung môi ether, cloroform [9], [57]. - Năng suất quay cực [ α ]D20 = +140o – +146o (dung dịch 1,0026% trong cloroform) [9]. DHA là dẫn xuất của artemisinin đã được thay thế nhóm lacton ở vị trí C10 bằng nhóm hydroxy bán acetal, khiến C10 trở thành một cacbon bất đối và tạo ra hai đồng phân quang học α và β. Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, người ta chứng minh được rằng ở trạng thái rắn, DHA tồn tại chủ yếu ở dạng β.

Nhưng trong dung dịch, DHA tồn tại ở cả hai dạng [23], [36]. - Nhiệt độ nóng chảy: 145 – 150o [10]. 2 - Trong môi trường kiềm mạnh hoặc acid mạnh, DHA bị thủy phân mạnh nhưng bền vững trong môi trường trung tính. Ngoài ra, DHA cũng không bền với nhiệt và ánh sáng [9].

Dược động học Nghiên cứu trên động vật thực nghiệm: DHA hấp thu tốt qua đường uống, tỷ lệ liên kết với protein huyết tương là 50%. Với liều uống là 20 mg/kg, kết quả cho thấy thời gian bán thải là 2,1 giờ và thải trừ hoàn toàn sau 3,04 giờ. DHA phân bố đến khắp các cơ quan, đặc biệt phân bố nhanh đến gan và tim. DHA phân bố đến hồng cầu bị nhiễm P.

falciparum cao hơn so với hồng cầu bình thường. DHA thải trừ nguyên dạng qua nước tiểu (82,7%) và một phần qua phân. Khi dùng DHA đồng thời với các thuốc khác có tỷ lệ liên kết với protein huyết tương cao nhận thấy độc tính không tăng lên [9]. Nghiên cứu trên cơ thể người: DHA hấp thu tốt qua đường uống với liều 2 mg/kg và 4 mg/kg, nồng độ trong huyết tương cao nhất đạt được sau 1 – 2 giờ, thời gian bán thải t1/2 là 0,8 – 1,5 giờ [43].

Tác dụng dược lý DHA là chất có tác dụng diệt ký sinh trùng sốt rét rất hiệu quả, đặc biệt đối với ký sinh trùng P. Các hợp chất artemisinin trong đó có DHA tiêu diệt kí sinh trùng sốt rét một cách nhanh chóng gần như ngay lập tức nhờ cơ chế liên kết với hem tạo ra các gốc tự do trung tâm cacbon. Các gốc tự do này sẽ alkyl hóa protein cần thiết cho sự phát triển của kí sinh trùng và tiêu diệt chúng [14]. Ngoài ra, DHA đã được chứng minh có tác dụng chống khối u với hai cơ chế tiêu diệt tế bào ung thư.

Cơ chế thứ nhất nhờ vào việc tạo ra các gốc tự do oxy hoạt tính thông qua sự phân cắt đồng nhất của cầu endoperoxid yếu (R-O-O-R’). Cơ chế thứ hai thông qua sự phân chia dị hợp của cầu nối endoperoxid và sự thu lấy nước xảy ra sau đó, dẫn đến sự hình thành hydroperoxid hoặc gốc hydroxyl dựa trên phản ứng Fenton. Hai cơ chế chống ung thư trên đều cho thấy tác dụng dược lý của DHA có liên quan và phụ thuộc vào nồng độ sắt trong cơ thể. Các gốc tự do có thể oxy hóa lipid, gây tổn thương màng tế bào, protein và ADN, gây ra sự tự chết của tế bào ung thư [63].

Năm 2014, Chen và cộng sự đã nghiên cứu xác định khả năng của DHA trong việc gia tăng hiệu quả chống ung thư của PTX và cisplatin trên tế bào ung thư buồng trứng. Kết quả cho thấy tác dụng của DHA trong điều trị tế bào ung thư buồng trứng gây ra 3 độc tế bào với IC 50 từ 1 μM đến 2 μM. Nghiên cứu sự phối hợp thuốc đã chứng minh rằng DHA có dụng hiệp đồng tăng cường cùng với PTX (giá trị CI từ 0,6 đến 0,73) và có tác dụng hiệp đồng cộng cùng với cisplatin (giá trị CI từ 0,98 đến 1,11) trên tế bào SKOV3. Ngoài ra, liều thấp DHA (0,5 μM) làm tăng đáng kể tác dụng hiệp đồng tăng cường của sự kết hợp PTX và cisplatin trên tế bào SKOV3 (giá trị CI từ 0,4 đến 0,83) [20].

Định lượng Theo Dược điển Trung Quốc 2015 và Dược điển Quốc tế 2019, DHA nguyên liệu được định lượng bằng phương pháp HPLC, sử dụng cột C18 (100 × 4,6 mm, 3 μm), pha động là hỗn hợp ACN và nước tỷ lệ 60:40 (tt/tt), bước sóng phát hiện 216 nm. Hòa tan một lượng DHA và artemisinin chuẩn vào pha động sao cho thu được các dung dịch chuẩn đơn có nồng độ 1,0 mg/ml. Chuẩn bị dung dịch chuẩn hỗn hợp DHA (1,0 mg/ml) và artemisinin (1,0 mg/ml) trong hỗn hợp ACN và nước tỷ lệ 80:20 (tt/tt). Tiêm 20 μl mỗi dung dịch trên vào cột sắc kí C18, tốc độ dòng 0,6 ml/phút.

DHA thể hiện hai pic, độ phân giải giữa pic artemisinin và pic α-DHA khoảng 0,6; độ phân giải giữa hai pic của DHA không thấp hơn 2,0; số đĩa lý thuyết không thấp hơn 6000 được tính với pic tham khảo của DHA. Trong khi đó đối với viên nén chứa DHA, Dược điển Trung Quốc 2010 quy định định lượng theo phương pháp đo UV, đo độ hấp thụ tại bước sóng 238 nm, với mẫu trắng là dung dịch hỗn hợp natri hydroxid 2%:ethanol = 4:1. Tính toán hàm lượng DHA bằng cách so sánh với dung dịch chuẩn cùng nồng độ. Ngoài hai Dược điển nêu trên, còn nhiều nghiên cứu đã đưa ra các phương pháp định lượng DHA.

Một số nghiên cứu điển hình được trình bày trong bảng 1. Một số nghiên cứu định lượng DHA Tên các Đối tượng Phương pháp Điều kiện định lượng nghiên cứu định lượng định lượng - Cột C18 (150 × 4,6 mm, 5 μm). - Pha động bao gồm ACN, dung dịch amoni sulfat 0,02 M, dung Nghiên cứu Nano DHA dịch triethylamin 12% với tỷ lệ của Zhang sử dụng chất Phương pháp sắc kí 100:100:0,15 (tt/tt/tt). và các cộng mang thân lỏng hiệu năng cao - Tốc độ dòng 1 ml/phút.

sự [61] lipid - Bước sóng phát hiện 213 nm. - Nhiệt độ chạy sắc kí 30oC. - Thể tích tiêm mẫu là 50 μl. - Dựa trên phản ứng của DHA với kali iod (1:1), iod giải phóng Nghiên cứu DHA trong được chuẩn độ bằng dung dịch của Attih và viên nén Chuẩn độ iod natri thiosulfat với chỉ thị hồ tinh các cộng sự hoặc trong bột.

[12] thuốc bột - Phạm vi định lượng từ 5 đến 70 mg/ml DHA. - Tạo phản ứng giữa dung dịch methanol của DHA và p- Nghiên cứu Quang phổ UV sử nitroanilin trong môi trường acid của Babalola Viên nén dụng p-nitroanilin HCl 1M ở nhiệt độ cao và thời và cộng sự DHA làm tác nhân tạo gian phản ứng ngắn, tỷ lệ giữa [13] dẫn xuất DHA và p-nitroanilin là 2:1. - Đo độ hấp thụ của sản phẩm tại bước sóng 290 nm. Độ ổn định Hiện nay, đã có một số nghiên cứu nói về độ ổn định của DHA.

Năm 2015, Parapini và các cộng sự đã nghiên cứu về khả năng phân hủy của DHA trong các môi trường pH khác nhau. Kết quả cho thấy tại nhiệt độ 37oC, DHA ổn định trong khoảng pH từ 2,2 đến 7,0. pH càng acid hoặc càng kiềm thì DHA càng dễ bị phân hủy. Tuy nhiên, trong huyết tương, DHA có độ ổn định cao hơn [45].

Tổng quan về paclitaxel 1. Công thức - Công thức cấu tạo: Hình 1. Công thức cấu tạo của PTX - Tên khoa học: 4,10β-Bis(acetyloxy)-13α-[[(2R,3S)-3-benzamido-2-hydroxy-3- phenylpropanoyl]oxy]-1,7β-dihydroxy-9-oxo-5β,20-epoxytax-11-en-2α-yl benzoate. - Công thức phân tử: C47H51NO14 - Khối lượng phân tử: 853,91 g/mol [17], [55].

Tính chất lý, hóa - Hình thức: Bột màu trắng hoặc gần như trắng, dạng tinh thể. - Độ tan: Thực tế không tan trong nước, tan trong methanol, ethanol và dễ tan methylen clorid [17], [51]. - Góc quay cực: Dung dịch 10 mg/ml trong methanol có góc quay cực từ -49,0o đến -55,0o ở dạng khan [17], [55].