Nghiên cứu đặc tính hóa lý Organogel và sinh khả dụng của Progesteron

Luận văn tốt nghiệp y tế nghiên cứu Nguyễn lê thùy trang nghiên cứu đặc tính hóa lý của organogel và sinh khả dụng của progesteron khóa, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề

• Tác giả: Nguyễn Lê Thùy Trang
• Người hướng dẫn: Thạc Sĩ Nguyễn Cảnh Hưng
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc tính hóa lý của organogel và sinh khả dụng của progesteron
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Progesteron và các đặc tính cơ bản

Progesteron (PGT) là một hormone steroid có vai trò cực kỳ quan trọng trong y học hiện đại. Đây là một chất hoạt tính dược học được ứng dụng rộng rãi trong điều trị các rối loạn liên quan đến nội tiết tố nữ. Progesteron có công thức hóa học C21H32O2, với khối lượng phân tử khoảng 314,47 g/mol.

Tuy nhiên, một trong những thách thức chính của progesteron là sinh khả dụng kém khi sử dụng đường uống do hiệu ứng trao đổi chất lần đầu tiên (first-pass metabolism). Chính vì lý do này, các hệ truyền tải dược phẩm đường da đã trở thành một giải pháp tiềm năng. Các chỉ định sử dụng progesteron bao gồm điều trị rối loạn kinh nguyệt, hỗ trợ mang thai, và các điều trị trong chu kỳ mãn kinh.

1.1. Công thức hóa học và đặc tính dược động học

Progesteron là một hormone steroid tự nhiên có cấu trúc phân tử độc đặc với hai nhóm ketone. Đặc tính dược động học của progesteron kém vì độ tan trong nước thấp, dẫn đến sinh khả dụng giới hạn. Khi sử dụng đường uống, progesteron trải qua quá trình chuyển hóa gan rộng rãi, giảm đáng kể hiệu lực lâm sàng. Việc sử dụng các hệ truyền tải tối ưu là cách tiếp cận hữu hiệu để cải thiện tính khả dụng và hiệu quả lâm sàng của hormone này.

1.2. Chỉ định lâm sàng và các chế phẩm hiện có

Progesteron được chỉ định trong nhiều tình trạng lâm sàng bao gồm hỗ trợ thai kỳ, điều trị rối loạn kinh nguyệt, và các triệu chứng mãn kinh. Hiện nay, các chế phẩm progesteron đường da như gel, kem, và spray đang được phát triển để cải thiện sinh khả dụng và sự tuân thủ của bệnh nhân. Các công thức này cho phép thấm thẩu qua da hiệu quả, tránh hiệu ứng chuyển hóa gan.

II. Organogel eutecti Hệ thống truyền tải tiên tiến

Organogel là một hệ thống độc đáo gồm một pha dầu được gelled hóa bằng các tác nhân gelifying, tạo ra một cấu trúc ma trận ba chiều. Trong nghiên cứu này, organogel - eutecti được sử dụng là một hệ truyền tải dược phẩm đột phá cho progesteron. Eutecti là một hỗn hợp của các chất có thể làm tăng sinh khả dụng bằng cách tăng thâm nhập qua da.

Pluronic lecithin organogels (PLOs) là một loại organogel đặc biệt kết hợp pluronic, lecithin, và dầu để tạo thành một hệ thống với đặc tính dịch chuyển tối ưu. Hệ thống này cho phép phân tán đều các hoạt chất và cải thiện khả năng thâm nhập da. Đặc tính hóa lý và lưu biến học của organogel rất quan trọng trong việc xác định chất lượng và hiệu quả của chế phẩm.

2.1. Cấu trúc và thành phần của organogel eutecti

Organogel - eutecti chứa progesteron được bào chế từ các thành phần cụ thể: pluronic, lecithin, dầu (thường là dầu khoáng hoặc propylene glycol), và eutecti. Eutecti bao gồm các hợp chất như menthol, camphor, và các chất khác có khả năng tăng thâm nhập qua da. Cấu trúc ma trận ba chiều của organogel giúp cố định progesteron và kiểm soát tốc độ giải phóng dần dần qua da, tối ưu hóa sinh khả dụng toàn thân.

2.2. Đặc tính hóa lý và lưu biến học

Đặc tính hóa lý của organogel bao gồm độ dẫn điện, độ nhớt, và độ ổn định nhiệt độ. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) được sử dụng để xác nhận sự tương tác giữa các thành phần. Đặc tính lưu biến học quyết định hành vi của formulation dưới các điều kiện ứng suất khác nhau, rất quan trọng cho khả năng bôi trơn và độ thẩm thấu qua da. Các thí nghiệm cho thấy formulation tối ưu có độ nhớt ổn định và đặc tính pseudoplastic để đảm bảo sử dụng dễ dàng.

III. Phương pháp đánh giá sinh khả dụng progesteron

Để xác định hiệu quả của hệ organogel - eutecti chứa progesteron, các phương pháp phân tích tiên tiến đã được sử dụng. Sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) là kỹ thuật "vàng" để định lượng chính xác nồng độ progesteron trong mẫu sinh học. Phương pháp này cho phép phát hiện progesteron-2,2,4,6,6,17α,21,21,21-d9 (PGT-d9) như một chất chuẩn nội tại, đảm bảo độ chính xác cao.

Nghiên cứu sinh khả dụng được thực hiện trên động vật thí nghiệm để đánh giá thông số dược động học quan trọng như diện tích dưới đường cong (AUC), nồng độ đỉnh (Cmax), và thời gian đạt nồng độ đỉnh (Tmax). Những dữ liệu này cung cấp thông tin toàn diện về tốc độ hấp thu, phân bố, và phát tán của progesteron từ formulation organogel.

3.1. Phương pháp LC MS MS và tiểu chuẩn hóa

Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) được phát triển với độ lặp lại cao và độ thu hồi vượt trội (thường >90%). Phương pháp sử dụng khoảng tuyến tính phù hợp với phạm vi nồng độ lâm sàng liên quan. Độ chính xác được đánh giá thông qua các thí nghiệm lặp lại và kiểm chứng độc lập trên các mẫu điều chế. Kỹ thuật này đảm bảo định lượng chính xác progesteron trong huyết tương với giới hạn phát hiện thấp.

3.2. Đánh giá thông số dược động học

Các thông số dược động học chính được tính toán từ dữ liệu nồng độ-thời gian bao gồm AUC (diện tích dưới đường cong), Cmax (nồng độ đỉnh), Tmax, và T1/2 (chu kỳ bán thải). So sánh sinh khả dụng tương đối giữa organogel - eutecti và các formulation tương đương khác cho thấy mức độ cải thiện. Kết quả cho thấy hệ organogel có khả năng tăng sinh khả dụng đáng kể so với các dạng thuốc thông thường, chứng minh hiệu quả của hệ truyền tải này.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng

Những kết quả từ nghiên cứu toàn diện về organogel - eutecti chứa progesteron cho thấy các đặc tính vật lý và thông số dược động học rất hứa hẹn. Thiết kế thí nghiệm sử dụng phần mềm MODDE Pro 12 đã giúp tối ưu hóa các biến formulation như tỷ lệ pluronic, lecithin, và eutecti để đạt được hiệu suất tối đa.

Nghiên cứu này, được thực hiện tại Đại học Dược Hà Nội, đã đóng góp quan trọng vào sự phát triển của các formulation dược phẩm bề mặt da tiên tiến. Các kết quả cho thấy organogel - eutecti là một hệ truyền tải hữu hiệu có tiềm năng thương mại hóa. Ứng dụng lâm sàng của công thức tối ưu này sẽ mang lại lợi ích đáng kể cho bệnh nhân, cải thiện chất lượng cuộc sống và sự tuân thủ điều trị.

4.1. Kết quả tối ưu hóa formulation

Thiết kế thí nghiệm bao gồm 11 công thức khác nhau được đánh giá về độ dẫn điện, độ nhớt, và đặc tính lưu biến học. Các mô hình thống kê cho thấy mối tương quan mạnh giữa thành phần công thức và đặc tính vật lý. Công thức tối ưu được xác định có giá trị R² và Q² cao, cho thấy mô hình dự đoán tin cậy. Ổn định nhiệt độ của formulation tối ưu được kiểm chứng qua các chu kỳ nhiệt lặp lại, đảm bảo độ ổn định dài hạn.

4.2. Tiềm năng ứng dụng và triển vọng tương lai

Organogel - eutecti chứa progesteron có tiềm năng trở thành một giải pháp lâm sàng hiệu quả cho các tình trạng cần liệu pháp hormone. Ưu điểm bao gồm sinh khả dụng cao, tránh chuyển hóa gan, và tuân thủ bệnh nhân tốt hơn so với đường uống. Triển vọng tương lai bao gồm phát triển công nghiệp, đánh giá lâm sàng giai đoạn I-III, và cuối cùng là cấp phép thương mại. Công thức này mở ra hướng đi mới trong bào chế dược phẩm và quản lý nội tiết tố nữ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Progesteron là một hormon steroid tự nhiên có vai trò quan trọng trong điều hòa chu kỳ kinh nguyệt, duy trì thai kỳ và hỗ trợ chức năng sinh sản. Tuy nhiên, đặc tính kém tan trong nước, độ bền hóa học thấp và khả năng hấp thu đường uống hạn chế đã cản trở hiệu quả điều trị. Do đó, các hệ vận chuyển thuốc thay thế đường uống nhằm cải thiện sinh khả dụng và khả năng kiểm soát giải phóng dược chất đang được quan tâm, đặc biệt là các hệ nền bán rắn như gel, chất mang lipid [1]. Trong những năm gần đây, các hệ organogel - eutecti nổi lên như một hướng tiếp cận tiềm năng trong lĩnh vực phân phối thuốc qua da và niêm mạc.

Hệ eutecti bao gồm hai hoặc nhiều thành phần rắn tạo thành hỗn hợp có điểm nóng chảy thấp hơn mỗi thành phần riêng lẻ, giúp tăng khả năng hòa tan và khuếch tán dược chất [2]. Khi kết hợp với organogel – một mạng lưới ba chiều có khả năng giữ dung môi hữu cơ trong cấu trúc đàn hồi – hệ thống này có thể tạo nên nền dẫn thuốc thân thiện với da, ổn định và có khả năng giải phóng kéo dài [3]. Đặc tính hóa lý như độ nhớt, lưu biến học, độ dẫn điện phản ánh cấu trúc vi mô và mức độ tương tác pha của hệ mang thuốc. Trong organogel, các thông số này quyết định khả năng khuếch tán, tốc độ giải phóng và mức độ thấm qua da của thuốc [4], [5].

Trong nghiên cứu trước, Dược sĩ Lê Thu Hằng đã tiến hành khảo sát và tối ưu hóa công thức bào chế hệ eutecti – organogel của dược chất progesteron, tuy nhiên nghiên cứu chưa đánh giá đặc điểm hóa lý của hệ và số liệu đánh giá sinh khả dụng chưa hoàn thiện. Do đó, đề tài “Nghiên cứu đặc tính hóa lý của organogel và sinh khả dụng của progesteron” được thực hiện với mục tiêu: 1. Đánh giá đặc tính hóa lý và tính chất lưu biến của hệ organogel. Đánh giá sinh khả dụng đường dùng qua da in vivo trên động vật thí nghiệm của organogel chứa eutecti progesteron.

Tổng quan về progesteron 1. Công thức hóa học - Công thức phân tử: C21H30O2. - Khối lượng phân tử: 314,5 g/mol. - Danh pháp: Pregn-4-en-3,20-dion.

Cấu trúc hóa học của progesteron [6] 1. Tính chất lý hóa - Dạng bột kết tinh màu trắng. - Nhiệt độ nóng chảy: 127 - 131℃ [7]. - Độ tan: tan rất ít trong nước (8,81 mg/l), dễ tan trong alcol, aceton, dioxan và dầu thực vật.

- Hệ số phân bố dầu nước: logP = 3,87 [8]. - Độ tan thấp và khả năng thấm kém [6]. - Thuộc nhóm II trong hệ thống phân loại sinh dược học BCS (độ tan thấp, thấm kém) [9]. Tác dụng dược lý Progesteron (PGT) là một hormon steroid tự nhiên được tiết ra chủ yếu từ hoàng thể ở nửa sau chu kỳ kinh nguyệt, được hình thành từ các tiền chất steroid trong buồng trứng, tinh hoàn, vỏ thượng thận và nhau thai.

Ở phụ nữ, PGT làm tăng sinh nội mạc tử cung, kích thích tuyến vú phát triển, gây giãn cơ trơn tử cung, ngăn cản nang trứng hình thành và rụng trứng, ổn định quá trình thai nghén [10]. Chỉ định và chống chỉ định Progesteron và các progestin tổng hợp được chỉ định trong nhiều tình huống lâm sàng khác nhau. Một trong những chỉ định chính là trong liệu pháp hormon thay thế 2 (HRT) ở phụ nữ mãn kinh có tử cung còn nguyên vẹn, progesteron được dùng phối hợp với estrogen để ngăn ngừa tăng sản nội mạc tử cung do estrogen đơn thuần gây ra [11]. Progesteron cũng đóng vai trò thiết yếu trong hỗ trợ pha hoàng thể ở các chu kỳ thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) và điều trị dọa sảy thai hoặc sảy thai liên tiếp do suy hoàng thể [12].

Ngoài ra, progesteron được sử dụng để điều trị vô kinh thứ phát, chảy máu tử cung bất thường do mất cân bằng hormon (không do tổn thương thực thể như u xơ hay ung thư), và trong một số trường hợp lạc nội mạc tử cung hoặc hội chứng tiền kinh nguyệt [13]. Tuy nhiên, việc sử dụng progesteron có một số chống chỉ định quan trọng. Chống chỉ định tuyệt đối với bệnh nhân có tiền sử hoặc đang bị ung thư vú hoặc các khối u nhạy cảm với progesteron, bệnh gan nặng hoặc rối loạn chức năng gan, chảy máu âm đạo bất thường chưa được chẩn đoán và có tiền sử hoặc hiện tại có bệnh huyết khối tắc mạch (như huyết khối tĩnh mạch sâu, tắc mạch phổi) hoặc bệnh động mạch huyết khối (như đột quỵ, nhồi máu cơ tim) [14]. Cần thận trọng khi sử dụng trên những bệnh nhân có tiền sử trầm cảm hoặc các trạng thái có thể bị ảnh hưởng bởi tình trạng giữ nước.

Phụ nữ mang thai hoặc nghi ngờ mang thai (ngoài các chỉ định hỗ trợ thai kỳ cụ thể) cũng là một chống chỉ định cho một số chế phẩm progesteron nhất định. Đặc tính dược động học của progesteron Progesteron là một hormon steroid tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong chu kỳ kinh nguyệt và thai kỳ. Đặc tính dược động học của progesteron phụ thuộc vào đường dùng. Khi dùng đường uống, progesteron được hấp thu nhanh chóng.

Tuy nhiên, do chuyển hóa bước 1 qua gan mạnh (first-pass metabolism), sinh khả dụng đường uống của progesteron thường thấp và thay đổi đáng kể giữa các cá thể [15]. Cmax thường đạt được trong vòng vài giờ sau khi uống [16]. Progesteron liên kết mạnh với protein huyết tương, chủ yếu là albumin và globulin gắn corticosteroid (corticosteroid - binding globulin - CBG) [16]. Hormon này phân bố rộng rãi vào các mô, bao gồm tử cung, vú và hệ thần kinh trung ương.

Hiện tượng "first uterine pass effect" (hiệu ứng qua tử cung lần đầu) cũng được ghi nhận khi progesteron được đưa qua đường âm đạo, cho phép nồng độ tại tử cung cao hơn so với nồng độ trong tuần hoàn chung [17]. Progesteron được chuyển hóa chủ yếu ở gan thành các chất chuyển hóa không còn hoạt tính hoặc ít hoạt tính hơn, chẳng hạn như pregnanediol và pregnanolon [15]. Các chất chuyển hóa này sau đó được liên hợp hóa (ví dụ, glucuronid hóa hoặc sulfat hóa) để tăng độ tan trong nước và đào thải qua thận dưới dạng chất chuyển hóa trong nước tiểu. Một phần nhỏ progesteron và các chất chuyển hóa của nó cũng được thải trừ qua 3 mật và phân [16].

Thời gian bán thải của progesteron tương đối ngắn, thường trong khoảng vài giờ [15]. Do đặc điểm chuyển hóa và sinh khả dụng không ổn định, các dạng bào chế khác nhau như dạng tiêm, dạng đặt âm đạo hoặc dạng kem bôi qua da đã được phát triển để cải thiện hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ [16]. Một số chế phẩm về progesteron đường dùng qua da Thuốc dạng gel bôi: Progestogel có hàm lượng 1% (kl/kl); Nhà sản xuất: Besins Manufacturing Belgium; Xuất xứ: Belgium. Thuốc dạng gel bôi: Crinone có hàm lượng 8% (kl/kl); Nhà sản xuất: Merck KGaA.

Tổng quan về hệ organogel – eutecti chứa progesteron 1. Tổng quan về hệ pluronic lecithin organogels - PLOs 1. Định nghĩa và thành phần pluronic lecithin organogels - PLOs Gel bôi da và niêm mạc là những chế phẩm thể chất mềm, sử dụng tá dược tạo gel thích hợp. Gel được phân thành 2 nhóm: gel thân nước (hydrogel) và gel thân dầu (organogel) [18].

Gel thân dầu còn gọi là organogel hoặc oleogel. Các organogel có thể chất mềm, không kết tinh và biến dạng nhớt – đàn hồi thuận nghịch với nhiệt độ. Về mặt cấu trúc, organogel gồm có dung môi không phân cực lồng trong mạng cấu trúc ba chiều của các tá dược tạo organogel. Các chất tạo gel thân dầu phổ biến thường là sterol, sorbitan monostearat (Span 60), sorbitan monopalmitat (Span 40) hoặc các dẫn xuất cholesterol và anthraquinon.

Trong quá trình hình thành organogel, dung môi không phân cực được sử dụng kết hợp với tá dược có khả năng hình thành mạng lưới ba chiều nhằm giữ dung môi ổn định. Ngoài ra, các chất đồng tạo gel (co-gelator) có thể được bổ sung để cải thiện cấu trúc, tăng khả năng giữ dung môi và tăng cường độ nhớt của hệ gel. PLOs dựa theo bản chất của tá dược tạo gel được chia vào nhóm organogel có tá dược tạo gel là polymer [20], [21]. Lecithin hay phosphotidylcholine là một chất diện hoạt có sẵn trong tự nhiên, là một tá dược tạo organogel hiệu quả khi sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với các chất đồng tạo gel như sorbitan tristearat, poly(ethylen glycol) monolaurat [20].

Thành phần cơ bản của PLOs bao gồm: lecithin – poloxamer, dung môi hữu cơ không phân cực – pha ngoại hay pha liên tục (cyclopentan, isopropyl myristat, ethyl myristat, n – hexan) và tác nhân phân cực – thường là nước. Cấu trúc hóa học của lecithin [22] 1. Cơ chế hình thành PLOs Quá trình tự lắp ráp các phân tử lecithin trong môi trường không chứa nước thành micell ống đảo ngược khi thêm một lượng nhỏ nước, glycerol hoặc formamid. PLOs được giới thiệu lần đầu bởi Scartazzini và Luici vào năm 1988 [23].

Họ nhận thấy rằng việc thêm một lượng nhỏ nước vào các dung dịch dầu của lecithin gây ra hiện tượng gia tăng độ nhớt đột ngột. Sự sắp xếp phân tử micell của lecithin [23] Quá trình đông gel (Hình 1.4) trong organogel xảy ra khi thêm một lượng nhỏ nước vào dung dịch của lecithin và dung môi hữu cơ. Đầu tiên, các phân tử lecithin được phân tán ngẫu nhiên trong môi trường hữu cơ. Sau đó bổ sung một lượng nhỏ nước, các phân tử lecithin sẽ tập hợp thành dạng micell đảo ngược hình cầu.

Việc tiếp tục thêm nước tạo ra sự kết tụ micell thành các ống ngắn hoặc hình trụ. Các phân tử nước gắn kết theo tỷ lệ stoichiometric với đầu ưa nước của các phân tử lecithin. Do đó, chúng hoạt động như những cầu nối giữa hai phân tử lecithin liền kề để hình thành các mạng lưới tuyến tính với các liên kết hydro giữa các phân tử phân cực và nhóm phosphate của các phân tử lecithin. 5 Khi thêm một lượng nước nhỏ vào hỗn hợp lecithin trong dung môi dầu tạo sự hình thành các cấu trúc micell dạng ống dài, linh hoạt và giống như sâu (worm-like) (Hình 1.

Hàng nghìn cấu trúc vi mô dạng ống như vậy chồng chéo và quấn vào nhau để tạo thành một mạng lưới gel ba chiều, có tính dẻo và đảo nhiệt. Nước bị giam giữ trong các khoảng trống giữa các micell đảo ngược đã bị quấn vào nhau. Quy trình hình thành organogel [23] Lecithin chứa các phân tử phospholipid, tự lắp ráp để xây dựng cấu trúc vi mô của organogel. Nó góp phần vào sự phát triển của các cấu trúc micell đảo ngược và hơn nữa biến đổi các micell này thành mạng lưới ống dài ba chiều.