Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ PACLITAXEL 1. Tên, công thức phân tử, công thức cấu tạo và tính chất Tên hóa học: (5β,20-Epoxy-1,2α,4,7 β,13 α -hexahydroxytax-11-en-9-one4,10- diacetate2-benzoate13-ester with (2R,3S)-N-benzoyl-3-phenyllisoserine) [8], [60] Công thức phân tử: C47H51NO14 Phân tử lượng: 853,91 [60] Công thức cấu tạo được trình bày ở Hình 1.
Công thức cấu tạo paclitaxel “Nguồn: Dược điển Mỹ, 2014” [60] PTX có khung taxan là khung cấu trúc của các dược chất chống ung thư nên được xếp vào nhóm taxan, cùng cơ chế tác dụng trong phân loại thuốc chống ung thư. [2] Tính chất: PTX không tan trong nước, tan rất kém trong hầu hết các dung môi dùng trong dược phẩm, tan trong methanol. Tan trong ethanol khoảng 46 mM, trong methylen chlorid hoặc acetonitril khoảng 20 mM, trong isopropanol khoảng 14 mM. Nhiệt độ nóng chảy: 216 - 217 oC.
Bảo quản ở điều kiện 2 - 8 oC. Phương pháp định tính, định lượng paclitaxel và tạp liên quan trong thuốc tiêm chứa PTX theo Dược điển hiện hành Sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [8] [60]. Định tính: sắc ký đồ mẫu thử phải có thời gian lưu của đỉnh paclitaxel tương ứng với thời gian lưu của mẫu chuẩn. Định lượng: Hàm lượng PTX (C47H51NO14) không được thấp hơn 90 % và không được vượt quá 110 % hàm lượng trên nhãn.
luan an 4 - Dung môi hòa tan mẫu: dung dịch 0,02% acid acetic băng trong methanol. - Pha động: Nước - acetonitril (11 : 9) (tt/tt) được lọc và khử khí. - Mẫu chuẩn: dung dịch chứa paclitaxel RS trong dung môi hòa tan mẫu với nồng độ 0,6 mg/mL. - Mẫu thử: pha loãng mẫu thử trong dung môi hòa tan mẫu để thu được dung dịch có nồng độ PTX khoảng 0,6 mg/ mL.
- Điều kiện sắc ký: Cột sắc ký: cột L43 (PFP) 250 mm x 4 mm, 5µm. Bước sóng phát hiện: 227 nm Thể tích tiêm: 10 µL. Tốc độ dòng: 1,5 mL/phút. Giới hạn tạp phân hủy: tạp xác định phải đạt yêu cầu như trong Bảng 1.
Tạp phân hủy khác không được quá 0,1%; tổng tạp không quá 2,0%. - Dung môi hòa tan mẫu: acetonitril - Pha động: Dung dịch A: Nước - acetonitril (3:2) (tt/tt) Dung dịch B: Acetonitril Chương trình dung môi: Thời gian Dung dịch A (%) Dung dịch B (%) Rửa giải 0 → 26 100 0 Đẳng dòng 26 → 66 100 → 17 0 → 83 Gradient 66 → 67 17 → 100 83 → 0 Gradient 67 → 75 100 0 Đẳng dòng - Mẫu chuẩn: dung dịch chứa Paclitaxel RS và tạp chuẩn (tạp B) trong acetonitril với nồng độ tương ứng 1,2 mg/ mL và 0,006 mg/mL. - Mẫu thử: pha loãng mẫu thử trong dung môi pha loãng để thu dung dịch có nồng độ PTX khoảng 1,2 mg/ mL. - Điều kiện sắc ký: Cột sắc ký: cột L1 (C18) 250 mm x 4,6 mm x 3µm, nhiệt độ cột 35 oC Bước sóng phát hiện: 227 nm luan an 5 Thể tích tiêm: 10 µL.
Tốc độ dòng: 1,2 mL/ phút. Giới hạn tạp chất trong chế phẩm PTX dùng đường tiêm Thời gian lưu tương Giới hạn cho phép Tên tạp chất đối so với paclitaxel (%) Baccatin III 0,19 0,8 Dẫn xuất Ethyl ester 0,21 0,4 10-Deacetylpaclitaxel 0,50 0,8 10-Deacetyl-7-epipaclitaxel 0,95 0,5 7-Epipaclitaxel 1,40 0,6 “Nguồn: Dược điển Mỹ, 2014” [60] 1. Một số chế phẩm thuốc tiêm có chứa PTX trên thị trường - Dung dịch đậm đặc pha tiêm (100mg/16,7ml hoặc 30mg/5ml): Taxol® (Bristol- Myers Squibb), Paclitaxel “Ebewe” (Ebewe Pharma), Paclitaxel Injection (Teva Health Systems), Intaxel® (Fresenius Kabi), Anzatax® (Mayne Pharm), Stragen® (Haupt Pharma Woftratshausen), Paxus (PT Dankos Farma), Canbaxel 30 (Bidiphar), Canbaxel 100 (Bidiphar). - Bột pha tiêm: Abraxane® (Celgene) 1.
ĐỊNH HƯỚNG CẢI TIẾN CÔNG THỨC BÀO CHẾ THUỐC TIÊM CHỨA PACLITAXEL 1. Định hướng cải thiện độ tan PTX trong nghiên cứu công thức bào chế Căn cứ vào độ tan và tính thấm của PTX, xu hướng cải thiện độ tan của PTX trong quá trình bào chế được mô tả ở Hình 1. Paclitaxel có độ tan và tính thấm tương tự dược chất nhóm IV của hệ thống phân loại BCS nên thiết lập công thức bào chế sẽ theo định hướng để cải thiện độ tan và tăng tính thấm của dược chất. Theo một số nghiên cứu, các phương pháp tiếp cận hiện tại đang được áp dụng trong bào chế thuốc nhóm II, với việc sử dụng tá dược tăng cường hấp thu, có thể được áp dụng để nghiên cứu công thức bào chế dạng thuốc tiêm đối với các dược chất nhóm IV [33] và do vậy có thể áp dụng trong nghiên cứu công thức bào chế PTX.
luan an 6 Hình 1. Tổng quát hướng nghiên cứu cải thiện độ tan Paclitaxel 1. Nghiên cứu công thức thuốc tiêm chứa PTX Công thức thuốc tiêm chứa PTX được sử dụng rộng rãi nhất trong lâm sàng là dạng dung dịch đậm đặc pha tiêm truyền (thuốc gốc và thuốc generic), được pha loãng trước khi tiêm tĩnh mạch. Công thức có chứa Cremophor® EL và ethanol khan.
Tuy nhiên, tá dược này có liên quan với các tác dụng phụ như co thắt phế quản, hạ huyết áp và các triệu chứng quá mẫn. Thành phần của tá dược này có thể giải phóng histamin và gây hạ huyết áp và phản ứng quá mẫn sau khi tiêm truyền nhanh hoặc sau tiêm tĩnh mạch. Hướng nghiên cứu công thức bào chế trên thế giới cho đến nay chủ yếu thay đổi thành phần tá dược nhưng vẫn đảm bảo tăng độ tan của PTX. Một số phương pháp cải tiến phổ biến: 1.
Đồng dung môi Tarr và Yalkowsky (1987) đã bào chế hệ đồng dung môi PTX (5 mg/mL) chứa ethanol, tween 80, và pluronic L64 theo tỷ lệ 3: 1: 6 (tt/tt/tt), thay cho công thức của Taxol. Dung dịch này ổn định về mặt hóa học và thể chất trong 3 tháng, nhưng khi pha loãng đến nồng độ 3,45 mM chỉ ổn định trong 3 ngày [42]. Hệ hỗn dịch Tarr và Yalkowsky (1987) đã bào chế PTX dạng dầu/ nước bằng cách dùng triacetin làm trung gian hòa tan. Nghiên cứu cho thấy PTX hòa tan tốt trong triacetin (75 mg/ mL).
Mặc dù vậy thuốc kết tủa khi nhũ tương được pha loãng khoảng chín lần luan an 7 với dextrose 5%. Tarr và đồng sự đã bào chế hỗn dịch dạng tiêm đầu tiên của PTX chứa 10 - 15 mg PTX/ mL trong một công thức bao gồm 50% triacetin, 1,5% lecithin đậu nành, 1,5% pluronic F68, và 2,0% ethyl oleat. Khoảng 10% glycerol được thêm vào để ngăn ngừa tách pha. Hỗn hợp này ổn định trong khoảng thời gian 6 tháng khi được bảo quản ở 4 oC.
Tuy nhiên lượng triacetin cần thiết để bào chế PTX với liều điều trị được phát hiện là độc hại khi tiêm tĩnh mạch cho chuột và không có hoạt tính chống ung thư nào được báo cáo [58]. Lundberg (2005) đã bào chế một hỗn dịch với triolein là pha dầu và dipalmityl-phosphatidylcholin làm chất nhũ hóa chính. Tween 80 và PEG-dipalmitoyl osphatidylethanolamin được sử dụng làm chất ổn định. Đông khô hỗn dịch này với dextrose 5% tạo thành một sản phẩm ổn định, có thể tạo dung dịch hợp thành với nước pha tiêm [39].
Constantinides và cộng sự (2000) đã bào chế và đánh giá một công thức vi nhũ tương PTX với nồng độ 8 - 10 mg/ mL, dự đoán ít phản ứng quá mẫn hơn. Dược chất giải phóng từ sản phẩm này chậm hơn so với Taxol®, cả khi có hay không có sự hiện diện của albumin huyết thanh người. Các nhũ tương chứa tocopherol được dung nạp tốt hơn và hiệu quả hơn so với Taxol® trong các mô hình khối u ác tính ở chuột thí nghiệm. Các thử nghiệm quá mẫn được thực hiện trên lợn Ghine cho thấy Taxol® gây ra hiện tượng mũi thường xuyên bị trầy xước, run rẩy, hắt hơi, dựng tóc, co giật hoặc khó thở, với mức độ quá mẫn tương đương với cấp độ 3 trong khi dạng vi nhũ tương có triệu chứng dựng tóc và ít run rẩy hơn, với cấp độ 1 [57].Nornoo và cộng sự (2008) đã nghiên cứu bào chế hai vi nhũ tương không chứa cremophor bao gồm lecithin: butanol: myvacet: nước (LBMW) và capmul: myvacet: nước (CMW) với PTX để tiêm tĩnh mạch.
Sáu chất hoạt động bề mặt và bốn loại dầu được sàng lọc với cách kết hợp khác nhau cho độ tan PTX tối đa. Các dạng vi nhũ tương sau đó được xác định trong giản đồ ba pha. Độc tính gây độc tế bào trên dòng tế bào ung thư vú người MDA-M231 và khả năng tán huyết được đánh giá so với Taxol®. Độ tan PTX trong dầu myvacet đã tăng lên 1389 lần so với độ tan trong nước.
LBMW có diện tích vi nhũ tương lớn hơn (46,5% trên giản đồ bậc ba) so với CMW (18,6%) [48]. Tiền chất Mellado và cộng sự (1984) trong quá trình phát triển acetyl-paclitaxel đã ghi nhận rằng nhóm -OH ở vị trí C-2 được ưu tiên nhất vì nó có thể thủy phân dễ dàng bằng enzym hoặc cơ chế hóa học. Một số dẫn chất PTX ester hóa C-2L với acid succinic, acid glutaric và acid sulfonic đã cải thiện độ tan trong nước và có tác dụng in vivo tuy nhiên chúng không ổn định trong môi trường nước. Một số dẫn xuất phosphat C-2L và C-7L của PTX được tổng hợp bởi Nuijen, Vyas và cộng sự (2014) đã cải thiện độ tan nhưng các nghiên cứu phóng thích hoạt chất in vitro không có kết quả, và hoạt tính in vivo ở chuột mang khối u M109 là không đáng kể [42].
Ueda và cộng sự (1993) tổng hợp các dẫn xuất của PTX có nhóm este phosphonoxyphenyl-propionat ở vị trí C-2L và C-7L, cải thiện độ hòa tan và dễ dàng phóng thích PTX. Dẫn xuất C-7L cho thấy hoạt tính tương đương với PTX trên mô hình khối u M109. Nhóm nghiên cứu cũng bào chế tiền chất 2’ -Oxycarbonyl paclitaxel, có sự ổn định hơn khi có tác nhân hóa học và enzym thủy phân. Đây là một mô hình phóng thích hoạt chất in vitro rất tốt với sự tích lũy nhanh PTX trong tế bào ung thư đại tràng HCT 116 ở người [42].
Nicolaou và cộng sự (1993) nghiên cứu một nhóm các dẫn xuất được gọi là "protaxol", làm tăng độ hòa tan và khả năng cho PTX thực hiện phân tách riêng từ hỗn hợp in-situ. Khả năng gây độc tế bào in vitro của các protaxol này tương đương với PTX tự do, nhưng chúng vẫn chưa có được hoạt tính in vivo [42]. Steven và cộng sự (2004) đã bào chế Paclitaxel-7-carbonyl-cholesterol (Tax-Chol), một tiền chất PTX tính thân dầu. Sản phẩm của quá trình tổng hợp tạo thành công thức nano lipid (LN), cũng chứa folate-polyethylene glycol-cholesterol (f-PEG) -Chol) là phối tử nhắm vào thụ thể folate đánh dấu khối u (FR).
Công thức mới này được thiết kế để kéo dài thời gian vận chuyển và nhắm đích có chọn lọc đến các tế bào khối u với biểu hiện FR khuếch đại [57].