Khóa luận Dược sĩ Đào Anh Tú: Tiêu chuẩn chất lượng Acid Diclofenac

Khóa luận trình bày quy trình xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu acid diclofenac, gồm phương pháp tinh chế, xác định cấu trúc và định lượng.

• Tác giả: Đào Anh Tú
• Người hướng dẫn: TS. Đào Nguyệt Sương Huyền
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Xây Dựng Tiêu Chuẩn Chất Lượng Nguyên Liệu Acid Diclofenac
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Acid Diclofenac Và Tầm Quan Trọng Xây Dựng Tiêu Chuẩn Chất Lượng

Acid diclofenac là một loại thuốc kháng viêm không chứa steroid (NSAIDs) được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng để điều trị đau và viêm. Việc xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu acid diclofenac đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong đảm bảo hiệu quả và an toàn của các sản phẩm dược phẩm. Các tiêu chuẩn này giúp kiểm soát độ tinh khiết, hàm lượng hoạt chất, và các tạp chất liên quan. Việc xây dựng tiêu chuẩn dựa trên các phương pháp phân tích hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và các phép thử hóa lý. Các yêu cầu kỹ thuật phải tuân thủ theo Dược điển Việt Nam và các hướng dẫn quốc tế từ ICH. Điều này đảm bảo rằng mọi lô sản phẩm đều đạt các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất trước khi được đưa vào sản xuất.

1.1. Định Nghĩa Và Đặc Điểm Của Acid Diclofenac

Acid diclofenac là chất có công thức hóa học C₁₄H₁₁Cl₂NO₂ với tính chất kháng viêm mạnh. Đây là một trong những thuốc NSAIDs được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới. Các đặc tính vật lý bao gồm là bột tinh thể trắng hoặc trắng nhạt, tan trong các dung môi hữu cơ. Cấu trúc phân tử của acid diclofenac chứa hai nguyên tử clo, một nhóm carboxylic và một nhóm aniline. Các tính chất này ảnh hưởng trực tiếp đến độ tan, ổn định và hiệu quả sinh học của nguyên liệu.

1.2. Ý Nghĩa Của Tiêu Chuẩn Chất Lượng Nguyên Liệu

Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho nguyên liệu acid diclofenac là bước quan trọng trong đảm bảo hiệu quả điều trị và an toàn cho bệnh nhân. Các tiêu chuẩn này bao gồm kiểm tra độ tinh khiết, xác định hàm lượng chính yếu, và kiểm tra các tạp chất hữu cơ liên quan. Việc thiết lập các phương pháp phân tích chuẩn giúp các nhà sản xuất kiểm soát chất lượng một cách nhất quán. Điều này cũng giúp tăng độ tin cậy và tuân thủ các quy định pháp luật về dược phẩm tại Việt Nam.

II. Phương Pháp Phân Tích Và Xác Định Cấu Trúc Acid Diclofenac

Việc xác định cấu trúc acid diclofenac sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại bao gồm phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), cộng hưởng từ hạt nhân proton (¹H-NMR) và carbon-13 (¹³C-NMR). Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là kỹ thuật chính được sử dụng để định lượng acid diclofenac và kiểm tra độ tinh khiết. Các phương pháp này cho phép nhà nghiên cứu xác định hàm lượng chính yếu, phát hiện các tạp chất liên quan và đánh giá độ ổn định của nguyên liệu. Phổ phân tích nhiệt lượng vi sai (DSC) và nhiễu xạ tia X (XRD) cung cấp thông tin về trạng thái tinh thể và độ ổn định nhiệt của acid diclofenac. Các dữ liệu này là nền tảng cho việc thiết lập tiêu chuẩn chất lượng hoàn chỉnh.

2.1. Kỹ Thuật Sắc Ký Lỏng Hiệu Năng Cao HPLC Trong Định Lượng

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là phương pháp được lựa chọn chính để định lượng acid diclofenac và kiểm tra độ tinh khiết. Phương pháp này cho phép phân tách các thành phần với độ chính xác cao. Các điều kiện sắc ký bao gồm lựa chọn cột, pha động, tốc độ dòng và nhiệt độ. Acid diclofenac được phát hiện bằng detector tử ngoại ở bước sóng thích hợp. Phương pháp này được thẩm định theo các tiêu chí ICH bao gồm độ chính xác, độ chặt chẽ, và tính tuyến tính.

2.2. Các Phương Pháp Phổ Học Xác Định Cấu Trúc

Phổ hồng ngoại (IR) xác định các nhóm chức năng của acid diclofenac như nhóm carboxylic, C-Cl và N-H. Phổ khối lượng (MS) cung cấp thông tin về khối lượng phân tử và các mảnh vỡ đặc trưng. ¹H-NMR và ¹³C-NMR cho phép xác định chính xác cấu trúc phân tử và vị trí các nguyên tử. Kết hợp các phương pháp này, nhà nghiên cứu có thể xác nhận hoàn toàn tính xác thực và độ tinh khiết của nguyên liệu acid diclofenac.

III. Xây Dựng Tiêu Chuẩn Chất Lượng Nguyên Liệu Acid Diclofenac

Tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu acid diclofenac phải bao gồm các yêu cầu kỹ thuật toàn diện về ngoại quan, độ tinh khiết, hàm lượng chính yếu, và các tạp chất liên quan. Các yêu cầu này dựa trên Dược điển Việt Nam V và các hướng dẫn quốc tế từ ICH. Nguyên liệu acid diclofenac phải đạt độ tinh khiết tối thiểu 98%, không vượt quá các giới hạn tạp chất được quy định. Việc kiểm tra tính tan, độ ẩm, tro không hòa tan cũng là những phép thử quan trọng. Các phương pháp phân tích phải được thẩm định đầy đủ và lập thành bản ghi chi tiết. Việc xây dựng tiêu chuẩn này giúp đảm bảo tính nhất quán giữa các lô sản phẩm và tăng độ tin cậy của nguyên liệu acid diclofenac trên thị trường.

3.1. Các Yêu Cầu Kỹ Thuật Cơ Bản

Tiêu chuẩn chất lượng của acid diclofenac yêu cầu ngoại quan là bột tinh thể trắng hoặc trắng nhạt, không có mùi lạ. Độ tinh khiết được xác định bằng HPLC phải đạt tối thiểu 98%. Hàm lượng nước được xác định bằng phương pháp Karl Fischer không vượt quá 0.5%. Độ ẩm được kiểm tra bằng cân nhiệt để đảm bảo ổn định của nguyên liệu. Các yêu cầu này đảm bảo rằng nguyên liệu acid diclofenac đạt các tiêu chuẩn cao nhất.

3.2. Kiểm Tra Tạp Chất Và Độ Tinh Khiết

Các tạp chất liên quan của acid diclofenac phải được kiểm tra và kiểm soát. Giới hạn các tạp chất hữu cơ được xác định dựa trên độc tính tiềm ẩn và mức phơi nhiễm. Acid diclofenac có thể chứa các tạp chất từ quá trình tổng hợp như các dẫn chất trung gian hoặc các sản phẩm phụ. Phương pháp HPLC được sử dụng để phát hiện và định lượng các tạp chất này. Việc kiểm tra tạp chất hữu cơ và vô cơ giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả của nguyên liệu acid diclofenac.

IV. Thiết Lập Chất Đối Chiếu Và Các Phép Thử Đặc Thù

Chất đối chiếu (Reference Standard) là thành phần quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu acid diclofenac. Chất đối chiếu phải có độ tinh khiết cao (≥99%), được xác thực bằng các phương pháp phân tích đa dạng. Việc thiết lập chất đối chiếu theo quy trình chuẩn giúp đảm bảo độ chính xác của các phép thử định lượng. Các phép thử đặc thù bao gồm kiểm tra điểm nóm chảy, khảng hòa tan, phản ứng định tính với các thử tương tác. Việc xây dựng tiêu chuẩn chất lượng hoàn chỉnh bao gồm cả việc lập tài liệu chi tiết về các phương pháp phân tích và các yêu cầu kỹ thuật. Điều này tạo nền tảng vững chắc cho nguyên liệu acid diclofenac được sản xuất tại Việt Nam.

4.1. Quy Trình Thiết Lập Chất Đối Chiếu

Chất đối chiếu được thiết lập thông qua các bước khác: tinh chế acid diclofenac, xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ học, xác định độ tinh khiết bằng HPLC, và lập tài liệu chi tiết. Độ tinh khiết của chất đối chiếu phải đạt 99% trở lên. Quá trình đóng gói chất đối chiếu phải được thực hiện trong điều kiện kiểm soát để đảm bảo tính ổn định. Việc lưu giữ chất đối chiếu phải trong điều kiện tối ưu (nhiệt độ thấp, tối, khô) để bảo vệ độ tinh khiết.

4.2. Các Phép Thử Đặc Thù Và Kiểm Tra Chất Lượng

Các phép thử đặc thù bao gồm xác định điểm nóm chảy của acid diclofenac (128-134°C), kiểm tra khả năng tan trong các dung môi khác nhau. Phản ứng định tính như phản ứng với FeCl₃ giúp xác nhận nhóm carboxylic. Phương pháp HPLC được sử dụng để kiểm tra độ đồng nhất và xác định giá trị độ tinh khiết. Các phép thử này giúp đảm bảo nguyên liệu acid diclofenac đạt các yêu cầu kỹ thuật cao nhất và phù hợp với Dược điển Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs) là một nhóm thuốc có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm và được kê đơn phổ biến để điều trị các tình trạng đau và viêm như viêm khớp, đau cơ xương, đau do hành kinh, đau nửa đầu, sốt, đôi khi có thể được sử dụng như thuốc giảm đau opioid trong một số trường hợp cấp tính [1],[2],[3],[4]. Trong đó, diclofenac là NSAIDs thuộc nhóm acid phenylacetic, có đặc tính chống viêm, giảm đau, hạ sốt và là thuốc NSAIDs được kê đơn nhiều nhất trên toàn thế giới [5],[6]. Tuy nhiên, hiện nay các sản phẩm thương mại chủ yếu là các dạng muối diclofenac mà không có sẵn các sản phẩm thương mại dưới dạng acid diclofenac do dạng acid gặp phải vấn đề hạn chế về độ tan và độ hòa tan mặc dù nó có khả năng thấm tốt nhờ tính ưa lipid cao [7],[8],[9]. Trong những năm gần đây, các công nghệ sản xuất mới đặc biệt là công nghệ nano đã cải thiện độ tan của dược chất ít tan từ đó giúp tăng cường sự hòa tan, tăng giải phóng thuốc, cải thiện khả năng hấp thu của thuốc ít tan [10],[11],[12].

Do đó, gần đây dạng acid diclofenac đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi dưới dạng huyền phù nano [9],[13],[14], dạng nano-co-crystal [15], hệ dẫn thuốc mới [16], hoặc kết hợp với phức hợp phospholipid (pharmacosomes) [17], đã được chứng minh cải thiện vượt trội về độ tan, tăng sinh khả dụng và khả năng thấm qua da. Điều này giúp thúc đẩy nghiên cứu và phát triển các dạng bào chế từ acid diclofenac, đặc biệt dạng acid diclofenac cho thấy tiềm năng trong các công thức dùng ngoài da do tính ưa lipid của dạng này cao hơn so với các dạng muối diclofenac nên làm tăng khả năng thẩm thấu qua da, giúp tăng hiệu quả điều trị tại chỗ [13]. Hiện tại, tiềm năng phát triển các chế phẩm chứa acid diclofenac là rất lớn. Tuy nhiên, tại Việt Nam hiện chưa có nguyên liệu acid diclofenac đạt chuẩn để phục vụ nghiên cứu, phát triển thuốc cũng như chưa có tiêu chuẩn chất lượng chính thức dành riêng cho dạng acid này.

Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cho nguyên liệu acid diclofenac và thiết lập chuẩn làm việc là yêu cầu cần thiết góp phần cung cấp chất chuẩn cho quỹ chuẩn trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu, phát triển các dạng thuốc acid diclofenac. Do đó, tôi đã thực hiện đề tài: “Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu acid diclofenac” với hai mục tiêu chính: 1. Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng acid diclofenac tổng hợp tại Việt Nam. Bước đầu thiết lập chuẩn làm việc acid diclofenac tổng hợp tại Việt Nam.

Tổng quan về acid diclofenac 1. Một số tính chất chung - Công thức cấu tạo: [18] Cl NH Cl OH O Hình 1. Acid Diclofenac - Công thức phân tử: C14H11Cl2NO2 - Khối lượng phân tử: 296,15 đvC [18] - Tên IUPAC: 2-[2-(2,6-dichloroanilino)phenyl]acetic acid [18] - Tính chất: Dạng bột màu trắng - Độ tan: Không tan trong nước; ít tan n-hexan [19], aceton; tan tốt trong DMSO, MeOH. - Nhiệt độ nóng chảy: 176°C - 180°C [9],[20] 1.

Một số biệt dược chứa acid diclofenac - Zorvolex: viên nang uống chứa acid diclofenac, hàm lượng 18mg và 35mg [21],[22] 1. Cơ chế tác dụng và chỉ định 1. Cơ chế tác dụng đã được xác định Ức chế không chọn lọc enzyme COX-1 và COX-2, tuy nhiên acid diclofenac có độ chọn lọc ức chế trên COX-2 cao hơn gấp 4 lần so với COX-1[21],[23]. Do acid diclofenac ức chế COX-2 dẫn đến ức chế tổng hợp các prostaglandin tiền viêm và gây đau, trong máu và mô khớp [24],[25].

Tuy nhiên, ức chế COX-1 gây giảm tổng hợp prostaglandin E2 ở dạ dày giảm tiết các chất nhầy bảo vệ niêm mạc dạ dày có thể gây loét dạ dày, bên cạnh đó nó còn ức chế thromboxane A2 trong tiểu cầu gây giãn mạch, ức chế kết tập tiểu cầu gây tăng nguy cơ chảy máu [26]. Do acid diclofenac có độ chọn lọc ức chế trên COX-2 cao hơn COX-1 nên mức độc tính trên đường tiêu hóa thấp hơn sao với các NSAIDs không chọn lọc khác [6]. Cơ chế tác dụng giả định Acid diclofenac tác động lên quá trình sản xuất leukotriene, làm giảm sản xuất leukotriene C4 và leukotriene B4 - chất trung gian gây viêm và dị ứng [6]. Bên cạnh đó, 2 acid diclofenac còn có khả năng ức chế enzyme phospholipase A2 - enzyme cần thiết để chuyển phospholipid màng tế bào thành acid arachidonic và dưới tác dụng enzyme COX acid arachidonic sẽ hình thành các prostaglandin tiền viêm và gây đau, từ đó giúp chống viêm và giảm đau [27].

Acid diclofenac có thể kích hoạt các con đường nitric oxide-cGMP và kênh kali ngoại biên. Việc kích hoạt con đường L-arginine-nitric oxide-cGMP làm giảm giải phóng các chất dẫn truyền đau như gluatamate, substance P,… giúp giảm đau ngoại vi bên cạnh đó nó còn kích hoạt kênh kali nhạy cảm với ATP từ đó tạo ra tác dụng giảm đau [28],[29],[30]. Acid diclofenac làm giảm tăng nhạy cảm với kích thích đau qua trung gian thụ thể NMDA (N-methyl-D-aspartate) thông qua con đường L-arginine-nitric oxide-cGMP [31]. Acid diclofenac thông qua việc ức chế COX có thể gián tiếp ức chế tín hiệu qua trung gian peroxisome proliferator activated receptor-gamma (PPARγ) bằng cách giảm nồng độ prostanoid - vốn là các chất chủ vận nội sinh của thụ thể PPARγ dẫn đến tăng giải phóng một số cytokine chống viêm bao gồm interleukin-10 và yếu tố tăng trưởng biến đổi-beta làm tăng tác dụng chống viêm [32],[33].

Acid diclofenac ức chế chọn lọc ASIC3 (kênh ion cảm ứng acid) – là kênh góp phần vào cảm giác đau thông qua kích thích trực tiếp các neuron cảm nhận đau giúp giảm đau hiệu quả hơn [34]. Tác dụng không mong muốn Acid diclofenac làm tăng nguy cơ xảy ra tác dụng phụ trên đường tiêu hóa bao gồm chảy máu, loét, thủng dạ dày hoặc ruột, có thể dẫn đến tử vong [22],[35]. Acid diclofenac có thể làm tăng nguy cơ các biến cố tim mạch, huyết khối nghiêm trọng, nhồi máu cơ tim và đột quỵ [5],[36],[37],[38]. Độc tính trên gan thường hiếm gặp nhưng nghiêm trọng, thường xuất hiện muộn sau 1-3 tháng [39].

Sử dụng aicd diclofenac trong điều trị cấp bằng liều điều trị không gây suy giảm đáng kể chức năng thận ở người khỏe mạnh hoặc bệnh nhân hậu phẫu. Tuy nhiên, nếu điều trị kéo dài bằng diclofenac có thể gây tác dụng phụ trên thận bao gồm: viêm thận kẽ, hội chứng thận hư, suy thận [22],[40],[41]. Tương tác thuốc bất lợi Acid diclofenac kết hợp với các thuốc ức chế enzyme chuyển angiotensin (ACE) làm tăng huyết áp tâm thu, làm giảm hiệu quả của các thuốc ACE [22], [42]. Khi dùng kết hợp với cyclosporin A - một thuốc ức chế miễn dịch, acid diclofenac làm tăng nguy cơ độc tính trên thận [22],[43].

3 Khi dùng chung với các thuốc chống đông máu, acid diclofenac làm tăng nguy cơ gây xuất huyết [22],[44]. Khi dùng acid diclofenac kết hợp methotrexate với acid diclofenac làm giảm thải trừ methotrexate, làm tăng độc tính của methotrexate như: giảm bạch cầu trung tính, giảm tiểu cầu, suy thận [22],[45]. Các dạng phối hợp liều cố định giữa tramadol và acid diclofenac không được khuyến cáo cho bệnh nhân suy thận nặng [46]. Chỉ định lâm sàng Acid diclofenac được dùng để điều trị viêm khớp dạng thấp, thoái hóa khớp, viêm cột sống dính khớp và viêm khớp gout cấp tính.

Ngoài ra còn được sử dụng lâm sàng để giảm đau ngắn hạn sau phẫu thuật, đau bụng kinh nguyên phát và đau nửa đầu cấp [47],[48]. Có thể dùng dạng miếng dán qua để điều trị ngắn hạn các cơn đau do căng cơ nhẹ, bong gân, bầm tím [47],[48]. Một số phương pháp tổng hợp acid diclofenac v Phương pháp của tác giả Rudolf Pfister và Alfred Sallmann [49]: Năm 1973 tác giả Rudolf Pfister và Alfred Sallmann đã tổng hợp acid diclofenac từ 2,6-dichloroaniline và acid 2-chlorobenzoic (R) với sự xúc tác của đồng và natri hydroxide để tạo thành acid N-(2,6-dichlorophenyl)anthranilic. Sau đó dùng lithium aluminum hydride, một chất khử, để khử acid N-(2,6-dichlorophenyl)anthranilic thành 2-[(2,6-dichlorophenyl)-amino]-benzyl alcohol.

Chất này tiếp tục được clo hóa bằng thionyl chloride để tạo thành 2-[(2,6-dichlorophenyl)-amino]-benzylchloride. Sau đó, 2- [(2,6-dichlorophenyl)-amino]-benzylchloride phản ứng với natri cyanide để tạo thành 2-[(2,6-dichlorophenyl)-amino]benzyl cyanide. Acid diclofenac được tạo thành khi cho thủy phân 2-[(2,6-dichlorophenyl)-amino]benzyl cyanide trong môi trường natri hydroxide. v Phương pháp của tác giả Avogradi Alvaro và cộng sự [50]: Năm 2010 tác giả Avogradi Alvaro đã tổng hợp acid diclofenac từ diclofenac natri.

Diclofenac natri được hòa tan trong 2 pha không đồng tan với nhau là nước - ethyl acetate, điều chỉnh về pH 3 (sử dụng acid hydroclorid 36%), lắc mạnh, thu được acid trong pha ethyl acetat, rửa với nước 2 lần, cô loại bớt dung môi, để kết tinh ở 5°C. Lọc thu tinh thể, rửa tủa bằng nước - ethylacetat thu được acid diclofenac. v Tổng hợp từ acid o-idophenylacetic [49]: Thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa acid o-idophenylacetic với xúc tác là bột đồng và kali carbonat thu được acid diclofenac. Tuy nhiên, quy trình này hiệu suất thu được thấp và cần sử dụng cột sắc ký silicagel để tách sản phẩm.

Quy trình này phức tạp hơn, cần chất xúc tác có hiệu suất cao hơn. 4 v Phương pháp của tác giả Trần Khánh Linh và cộng sự [51]: Hòa tan hoàn toàn 5,00 g diclofenac natri vào 60 mL đồng dung môi aceton - nước (1:1) trong cốc có mỏ dung tích 100 mL. Thêm 0,25 g than hoạt, khuấy 10 phút ở nhiệt độ 50°C, sau đó lọc hút thu dịch, loại bã than. Sau đó thêm từ từ HCl 1N đến pH 2 - 3, xuất hiện kết tủa trắng.

Lọc hút thu, rửa tủa đến pH dịch rửa trung tính, đem sấy tủa ở 70°C trong 4 giờ, thu được acid diclofenac. Các phương pháp định lượng sắc ký lỏng hiệu năng cao thường dùng v Có 4 phương pháp định lượng bằng HPLC thường dùng: Phương pháp chuẩn ngoại: là phương pháp định lượng cơ bản, trong đó cả 2 mẫu chuẩn và mẫu thử đều được tiến hành sắc ký trong cùng điều kiện. Sau đó so sánh diện tích (hoặc chiều cao) peak của mẫu thử với diện tích (hoặc chiều cao) peak của mẫu chuẩn sẽ tính được nồng độ của các chất trong mẫu thử. Có thể sử dụng phương pháp chuẩn hóa một điểm hoặc nhiều điểm.

Chuẩn hóa một điểm: Chọn nồng độ của mẫu xấp xỉ với nồng độ của mẫu thử. Tính nồng độ của mẫu thử theo công thức: 𝑆! 𝐶! = 𝐶" 𝑆" Trong đó: CX là nồng độ của mẫu thử. CS là nồng độ của mẫu chuẩn. SX (HX) là diện tích (chiều cao) của peak mẫu thử.

SS (HS) là diện tích (chiều cao) của peak mẫu chuẩn. Chuẩn hóa nhiều điểm: Chuẩn bị một dãy chuẩn với nồng độ tăng dần rồi tiến hành sắc ký. Các đáp ứng thu được là các diện tích hoặc chiều cao peak ở mỗi điểm chuẩn.