Khóa luận tốt nghiệp Y tế: Phạm thế anh đánh giá ảnh hưởng của hệ phân tán

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của hệ phân tán rắn đa cấu tử đến khả năng khuếch tán và sinh khả dụng của itraconazol trong khóa luận tốt nghiệp dược sĩ.

• Tác giả: Phạm Thế Anh
• Người hướng dẫn: Nguyễn Thạch Tùng
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Phạm Thế Anh Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Hệ Phân Tán Rắn Đa Cấu Tử Tới Khả Năng Khhuếch Tán Và Sinh Khả Dụng Của Itraconazol 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 Itraconazol và Hệ Phân Tán Rắn

Itraconazol là một thuốc chống nấm tazol thế hệ thứ hai có tác dụng mạnh mẽ trong điều trị các bệnh nhiễm nấm. Tuy nhiên, khả năng hòa tan thấp trong nước là một thách thức lớn ảnh hưởng đến sinh khả dụng của dược chất. Nghiên cứu của Phạm Thế Anh tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của hệ phân tán rắn đa thành phần đến khả năng khuếch tán và sinh khả dụng của itraconazol. Hệ phân tán rắn là một công nghệ tiên tiến giúp cải thiện độ hòa tan và absorption của những dược chất kém hòa tan. Bằng cách sử dụng các polyme và các tá dược hỗ trợ, sinh khả dụng của itraconazol có thể được tăng cường đáng kể.

1.1. Đặc điểm Dược Động Học của Itraconazol

Itraconazol có độ hòa tan rất thấp trong dạ dày và ruột non, dẫn đến absorption không ổn định. Sinh khả dụng của dược chất này phụ thuộc vào pH, thức ăn và tình trạng tiêu hóa. Việc sử dụng hệ phân tán rắn giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, từ đó cải thiện khả năng khuếch tán của dược chất qua lớp niêm mạc ruột.

1.2. Công Nghệ Hệ Phân Tán Rắn Đa Thành Phần

Hệ phân tán rắn kết hợp itraconazol với các polyme như HPMC, HPMCP và các tá dược acid như acid fumaric và acid maleic. Công nghệ này giúp cải thiện khả năng hòa tan và tăng sinh khả dụng của dược chất. Các thành phần được lựa chọn cẩn thận để đạt hiệu quả tối ưu.

II. Phương Pháp Nghiên Cứu và Đánh Giá Khả Năng Khuếch Tán

Nghiên cứu của Phạm Thế Anh sử dụng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau để xác định ảnh hưởng của hệ phân tán rắn đến khả năng hòa tan và khuếch tán của itraconazol. Phương pháp thử khuếch tán là một công cụ quan trọng để đánh giá tốc độ giải phóng dược chất từ hệ phân tán rắn. Ngoài ra, phương pháp thử hòa tan chuyển pH được sử dụng để mô phỏng điều kiện pH khác nhau trong dạ dày và ruột. Phương pháp định lượng bằng HPLC và LC-MS/MS đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình phân tích itraconazol và metabolite của nó.

2.1. Phương Pháp Thử Khuếch Tán và Hòa Tan

Phương pháp thử khuếch tán giúp đánh giá khả năng khuếch tán của itraconazol qua màng nhân tạo. Bằng cách theo dõi lượng dược chất qua màng theo thời gian, các nhà nghiên cứu có thể so sánh hiệu quả của hệ phân tán rắn với itraconazol nguyên liệu. Phương pháp thử hòa tan được thực hiện ở các pH khác nhau (pH 1,2 và pH 6,8) để mô phỏng điều kiện sinh khả dụng thực tế.

2.2. Phương Pháp Phân Tích Định Lượng

HPLC và LC-MS/MS là những phương pháp phân tích định lượng chính xác để xác định nồng độ itraconazol và OH-ITZ (metabolite chính). Những phương pháp này cho phép đánh giá sinh khả dụng của dược chất trên mô hình động vật thí nghiệm. Các kết quả phân tích được xử lý để tính toán các thông số dược động học như Cmax, Tmax và AUC.

III. Kết Quả Ảnh Hưởng của Các Thành Phần đến Sinh Khả Dụng

Nghiên cứu của Phạm Thế Anh cho thấy các polyme khác nhau có tác động khác nhau đến khả năng khuếch tán của itraconazol. Kết quả cho thấy hỗn hợp 2 polyme (HPMC và HPMCP) cải thiện đáng kể khả năng hòa tan của dược chất so với sử dụng một polyme duy nhất. Các tá dược acid như acid fumaric và acid maleic cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng sinh khả dụng bằng cách tạo ra các phức chất với itraconazol. Điều này làm giảm kích thước hạt và tăng diện tích bề mặt, từ đó tăng khả năng khuếch tán qua lớp niêm mạc ruột.

3.1. Ảnh Hưởng của Polyme đến Khả năng Hòa Tan

HPMC và HPMCP là những polyme water-soluble được sử dụng rộng rãi trong hệ phân tán rắn. HPMCP đặc biệt hữu ích vì nó hòa tan ở pH nước, giúp giải phóng itraconazol sau dạ dày. HPMC giúp cải thiện độ ổn định vật lý của hệ phân tán rắn. Kết hợp cả hai polyme tạo ra hiệu quả khuếch tán tốt nhất.

3.2. Vai Trò của Tá Dược Acid trong Tăng Sinh Khả Dụng

Acid fumaric và acid maleic tạo ra các phức chất với itraconazol, giúp cải thiện khả năng hòa tan đáng kể. Những tá dược acid này làm giảm kích thước hạt của hệ phân tán rắn, tăng diện tích bề mặt tiếp xúc. Điều này dẫn đến tăng khả năng khuếch tán và sinh khả dụng của itraconazol trên mô hình động vật thí nghiệm.

IV. Ý Nghĩa Lâm Sàng và Ứng Dụng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu của Phạm Thế Anh có ý nghĩa lâm sàng rất lớn trong việc phát triển các chế phẩm itraconazol với sinh khả dụng cao hơn. Bằng cách sử dụng hệ phân tán rắn đa thành phần, khả năng hòa tan và khả năng khuếch tán của dược chất được cải thiện đáng kể. Điều này có thể giúp giảm liều lượng cần thiết, từ đó giảm các tác dụng phụ và cải thiện tuân thủ điều trị của bệnh nhân. Công nghệ hệ phân tán rắn có thể được áp dụng cho các dược chất kém hòa tan khác, mở rộng khả năng ứng dụng trong phát triển dược phẩm mới.

4.1. Cải Tiến Hiệu Quả Điều Trị Và Tuân Thủ

Sinh khả dụng cao hơn của itraconazol có nghĩa là bệnh nhân cần liều lượng thấp hơn để đạt hiệu quả điều trị tương tự. Điều này giảm tác dụng phụ tiềm ẩn và cải thiện tuân thủ điều trị. Hệ phân tán rắn cũng giúp giảm sự thay đổi trong sinh khả dụng do ảnh hưởng của pH và thức ăn.

4.2. Triển Vọng Ứng Dụng Rộng Trong Phát Triển Dược Phẩm

Công nghệ hệ phân tán rắn được chứng minh là hiệu quả với itraconazol có thể được áp dụng cho các dược chất kém hòa tan khác. Nhiều dược chất hiện tại gặp vấn đề sinh khả dụng thấp có thể được cải thiện bằng công nghệ này. Nghiên cứu này tạo cơ sở cho việc phát triển các chế phẩm dượclớp mới với hiệu quả điều trị cao hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về itraconazol 1.1 Công thức cấu tạo Hình 1.1 Công thức cấu tạo phân tử của itraconazol ‐ Công thức phân tử: C35H38Cl2N8O4. ‐ Khối lượng phân tử: 705,64 g/mol. ‐ Tên khoa học: 4-[4-[4-[4-[[cis-2-(2,4-diclorophenyl)-2-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)- 1,3-dioxolan-4-yl]methoxy]phenyl]piperazin-1-yl]phenyl]-2-[(1RS)-1-methylpropyl]-2,4- dihydro-3H-1,2,4-triazol-3-on [7].2 Tính chất lý hóa ‐ Dạng bột màu trắng hay hơi vàng. ‐ Nhiệt độ nóng chảy: 165 – 170oC [31].

‐ Dược chất có tính base yếu (pKa = 3,70, ngoại suy từ giá trị thu được từ dung dịch methanol) và rất sơ nước (log Po/w = 5,66 ở pH 8,1) [40]. ‐ Độ tan: Dược chất thực tế không tan trong nước (khoảng 1 ng/ml ở pH 7, khoảng 5 µg/ml ở pH 1) [31], [35]; rất khó tan trong alcol và tan tốt trong dicloromethan [7].3 Đặc điểm dược động học Itraconazol là dược chất thuộc nhóm II trong hệ thống phân loại sinh dược học (có độ tan trong nước kém và tính thấm tốt qua màng sinh học), do đó còn hạn chế về khả năng hấp thu khi dùng đường uống. SKD tương đối đường uống trên người của dạng viên nang và dung dịch uống lần lượt chỉ khoảng 30% và 55% [27], [40]. Hơn nữa, nhiều nghiên cứu đã chứng minh DC này có sự dao động rất lớn về SKD đường uống giữa các cá thể [22], [28], [43].

Môi trường acid dịch vị làm tăng khả năng hòa tan và tối ưu hóa sự hấp thu của ITZ [1], [43]. Do đó, sự hấp thu dược chất này bị giảm khi sử dụng đồng thời với các thuốc gây 2 giảm độ acid dịch vị, như các thuốc ức chế bơm proton hoặc các thuốc kháng thụ thể H2 [20]. Sau khi uống các liều 50, 100 và 200 mg, nồng độ đỉnh trong huyết tương của itraconazol đạt được lần lượt là 45, 132 và 289 ng/ml, trong khoảng 2 – 5 giờ. Itraconazol có thể tích phân bố lớn (10,7 L/kg), liên kết 99,8% với protein huyết tương và tập trung chủ yếu vào các mô và tổ chức trong cơ thể.

Itraconazol được chuyển hóa chủ yếu bởi hệ CYP3A4 ở gan, tạo ra hơn 30 chất chuyển hóa. Trong một số nghiên cứu, chất chuyển hóa chính là hydroxyitraconazol với nồng độ trong huyết tương cao hơn itraconazol [19], hoặc gấp khoảng 2 lần so với ITZ [27]. Vậy nên khi đánh giá sinh khả dụng của itraconazol, cần định lượng cả nồng độ chất chuyển hóa chủ động OH-ITZ để có được nồng độ hoạt chất toàn phần. Thời gian bán thải của itraconazol khi dùng một liều đơn đường uống ở người là 15 – 24 giờ [11], [43].

Khoảng 3 – 18% liều uống được bài xuất qua phân dưới dạng không biến đổi. Khoảng 40% liều được bài xuất qua nước tiểu ở dạng không còn hoạt tính [1], [23].4 Tác dụng dược lý, chỉ định 1.1 Tác dụng dược lý Itraconazol là tác nhân chống nấm nhóm triazol, có phổ hoạt tính rộng trên nhiều chủng nấm như Aspergillus, Coccidioides, Cryptococcus, Candida, Histoplasma, Blastomyces, Sporotrichosis… Itraconzol ức chế các enzym cytochrom P450 tham gia quá trình sinh tổng hợp ergosterol - một thành phần thiết yếu của màng tế bào nấm, từ đó làm ảnh hưởng đến sự sống và phát triển của tế bào nấm [1], [23], [36].2 Chỉ định Itraconazol được chỉ định trong điều trị các trường hợp nhiễm nấm ở cả bệnh nhân suy giảm miễn dịch và bệnh nhân không suy giảm miễn dịch sau đây [1], [23]: ‐ Bệnh nấm Candida ở miệng, thực quản. ‐ Bệnh nấm Candida ở âm đạo, âm hộ. ‐ Bệnh nấm da nhạy cảm với itraconazol (như bệnh do nhóm dermatophytes).

‐ Bệnh nấm móng chân, móng tay (tinea unguium). ‐ Bệnh nấm Blastomyces hoặc Histoplasma phổi và ngoài phổi. 3 ‐ Bệnh nấm Aspergillus phổi và ngoài phổi ở bệnh nhân không dung nạp hoặc kháng với amphotericin B. ‐ Một số bệnh nấm khác.5 Một số chế phẩm trên thị trường ‐ Viên nang cứng: Sporanox® 100 mg; Sporal 100 mg; Orungal 100 mg.

‐ Dung dịch uống: Sporanox® 10 mg/ml. ‐ Dạng tiêm tĩnh mạch: Sporanox® IV 10 mg/ml.2 Một số phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất từ hệ phân tán rắn 1.1 Phương pháp thử hòa tan 1.1 Mục đích Phương pháp này nhằm xác định sự phù hợp của chế phẩm đối với yêu cầu về độ hòa tan dược chất của các dạng thuốc rắn phân liều dùng đường uống. Bên cạnh đó, thí nghiệm thử hòa tan còn được sử dụng để đánh giá chất lượng các lô và định hướng nghiên cứu công thức mới [9].2 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí trên thiết bị kiểu giỏ quay/kiểu cánh khuấy hoặc kiểu buồng dòng chảy (theo Dược Điển Việt Nam V).3 Kết quả đạt được Kết quả thử hòa tan cho biết lượng dược chất được giải phóng từ mẫu sau khoảng thời gian nhất định. Từ kết quả đó có thể đánh giá chỉ tiêu của mẫu theo các yêu cầu của cơ quan quản lý cũng như so sánh với kết quả thử hòa tan của một sản phầm khác thông qua hàm f2.

Bằng thí nghiệm thử hòa tan, nghiên cứu [24] đã chỉ ra: - Hệ phân tán rắn itraconazol với chất mang là các polyme thân nước phụ thuộc pH như AEA và Eudragit E100 làm tăng độ tan của dược chất so với khi dùng các polyme thân nước không phụ thuộc pH như PEG 2000, PVP, Poloxamer 188. - Các viên nén chứa hệ phân tán rắn bào chế bằng phương pháp phun sấy cải thiện khả năng hòa tan của itraconazol tốt hơn chế phẩm đối chiếu.2 Phương pháp thử khuếch tán Hệ phân tán rắn vô định hình có ưu điểm là độ tan cao hơn và khi hòa tan tạo dung dịch quá bão hòa. Theo quan điểm nhiệt động học, sự tăng nồng độ dược chất của dung dịch quá bão hòa về cơ bản khác với sự tăng nồng độ của dung dịch nhờ các chất làm tăng độ tan (solubilizing additives) như chất diện hoạt [32]. Đặc biệt, hóa thế và hoạt động nhiệt động của chất tan trong dung dịch quá bão hòa cao hơn so với trong dung dịch bão hòa thông thường: dung dịch quá bão hòa sẽ làm tăng thông lượng qua màng [32].

Vì thế, phương pháp thử khuếch tán được sử dụng để đánh giá thông lượng của dược chất trong hệ phân tán rắn.1 Mục đích Phương pháp xác định nồng độ dược chất giải phóng từ mẫu khi hòa tan và ảnh hưởng của mẫu đến khả năng chuyển khối và tiềm năng hấp thu đường uống của dược chất [37].2 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành trên thiết bị side-by-side diffusion cell (PermeGear, Inc. Hellertown, PA) với cấu tạo như sau (hình phụ lục 1.1): - Ngăn cho và ngăn nhận được ngăn cách bằng một loại màng thích hợp cho từng nghiên cứu. Với mỗi thiết bị, diện tích màng được xác định. - Nhiệt độ được duy trì bằng một bể điều nhiệt.

- Ngăn cho và ngăn nhận được khuấy ở tốc độ thích hợp bằng khuấy từ. Cách tiến hành: - Lắp đặt thiết bị và gắn màng vào thiết bị. - Cho môi trường vào ngăn cho và ngăn nhận, cân bằng nhiệt độ môi trường. - Cho mẫu vào thiết bị, vận hành thiết bị ở tốc độ khuấy quy định.

- Tại các thời điểm, lấy thể tích mẫu xác định để định lượng nồng độ dược chất 1.3 Kết quả đạt được Trong nghiên cứu của Stewart Aaron và cộng sự, thông lượng khuếch tán (flux) in vitro của itraconazol trong môi trường pH 6,5 chứa 2% muối mật có xu hướng gần với sự hấp thu thuốc ở chuột (thông lượng khuếch tán gấp khoảng 2 lần so với nồng độ thuốc trong máu). Khi thay đổi nồng độ muối mật phù hợp, phương pháp có tiềm năng dự đoán kết quả in vivo chính xác hơn [37]. 5 Nghiên cứu của Raina và cộng sự về ảnh hưởng của các tá dược làm tăng độ tan tới thông lượng của hệ phân tán rắn quá bão hòa felodipin (hình 1.2): thông lượng tối đa đạt được khi nồng độ dược chất đạt nồng độ tách pha lỏng-lỏng (khoảng 50 µg/ml); sự xuất hiện của các tá dược như Vit E TPGS có thể ảnh hưởng tới thông lượng tùy thuộc vào nồng độ và mức độ ảnh hưởng của nó tới sự quá bão hòa của thuốc. Nồng độ Vit E TPGS khi cao hơn nồng độ micell tới hạn, sẽ làm tăng độ tan tinh thể của felodipin và làm giảm đáng kể thông lượng.

Ngược lại, khi nồng độ nhỏ hơn nhiều so với nồng độ micell tới hạn thì thông lượng không đổi so với khi không có tá dược tăng độ tan. Nói chung, sự có mặt của các tá dược làm tăng độ tan tinh thể cân bằng của thuốc sẽ làm giảm đáng kể thông lượng. Tuy nhiên, nếu sự có mặt này làm thay đổi ít hoặc không thay đổi độ tan của thuốc thì thông lượng vẫn được duy trì như tại nồng độ tách pha lỏng-lỏng. Khi thêm felodinpin ở ngăn cho để làm tăng thông lượng lại như cũ thì nồng độ bị đẩy lên rất cao (175 µg/ml) mới lập lại được thông lượng như khi không có Vit E TPGS và hệ ở nồng độ tách pha lỏng-lỏng.

Ngoài ra, các chất diện hoạt như Cremophor RH40, Cremophor EL, Tween 20 cũng làm giảm thông lượng của felodipin và nifedipin. Điều này không thể thấy được bằng các thí nghiệm hòa tan thông thường [32]. Thông lượng (µg/phút) Nồng độ (µg/ml) Hình 1.2 Nồng độ felodipin để đạt thông lượng tối đa khi có mặt Vit E TPGS 0,04% 1.3 Khái niệm về hệ phân tán rắn. Hệ phân tán rắn (HPTR) là hệ thống trong đó một hay nhiều dược chất được phân tán hoặc hòa tan trong một chất mang trơ hay cốt ở trạng thái rắn, được bào chế bằng phương pháp đun chảy, dung môi hay kết hợp cả 2 phương pháp.

6 HPTR cải thiện độ tan của dược chất đồng thời cũng tăng diện tích tiếp xúc của dược chất với môi trường khi chất mang được hòa tan. Do vật hệ phân tán rắn làm tăng khả năng cũng như tốc độ giải phóng dược chất, qua đó làm tăng sinh khả dụng của dược chất. Cơ chế làm tăng độ hòa tan của dược chất: - Giảm kích thước tiểu phân dược chất, có thể dược chất ở dạng phân tử nếu hệ có cấu trúc dung dịch rắn. - Làm thay đổi trạng thái kết tinh của dược chất hoặc dược chất từ trạng thái kết tinh chuyển sang dạng vô định hình dể tan hơn.

Khi tồn tại ở dạng vô định hình, dược chất dễ bị tái kết tinh trong quá trình bảo quản. - Làm thay đổi tính thấm của dược chất với môi trường hòa tan do sự có mặt của chất mang thân nước, đặc biệt khi có chất diện hoạt. - Làm giảm năng lượng hòa tan của dược chất trong quá trình hòa tan. - Tạo phức dễ tan.4 Các phương pháp xử lý mẫu trong phân tích huyết tương 1.