Nghiên cứu bào chế và xác định tương đương sinh học của viên chứa amoxicilin và acid clavulanic

Để bào chế được viên bao phim chứa amoxicilin và acid clavulanic đạt yêu cầu, có độ ổn định phù hợp và tương đương sinh học với thuốc đối chiếu Augmentin GlaxoSmithkline, chúng tôi đề ra

TRỊNH THỊ THU LOAN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH TƯƠNG ĐƯƠNG SINH HỌC CỦA VIÊN CHỨA AMOXICILIN VÀ ACID CLAVULANIC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

TP HỒ CHÍ MINH – NĂM 2007

TRỊNH THỊ THU LOAN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH TƯƠNG ĐƯƠNG SINH HỌC CỦA VIÊN

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM & BÀO CHẾ THUỐC

Mã số: 3 02 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS LÊ QUAN NGHIỆM

2 PGS.TS ĐẶNG VĂN GIÁP

TP HỒ CHÍ MINH – NĂM 2007

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Trịnh Thị Thu Loan

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Danh mục những chữ viết tắt iv

Danh mục các biểu đồ, sơ đồ xi

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 31

2.2 Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng 33

2.3 Khảo sát ảnh hưởng của môi trường sản xuất 41

2.4 Nghiên cứu kỹ thuật bào chế 42

2.4.1 Xây dựng công thức viên nhân 42

2.4.2 Nâng cấp cỡ lô 44

2.4.3 Xây dựng quy trình bao phim 45

2.4.4 Kiểm nghiệm thành phẩm 47

2.5 Áp dụng các phần mềm thông minh 48

2.6 Nghiên cứu đánh giá tương đương sinh học 49

2.7 Theo dõi độ ổn định và xác định tuổi thọ của thuốc 53

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 55 3.1 Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng 55

3.2 Khảo sát ảnh hưởng của môi trường 71

3.3 Nghiên cứu kỹ thuật bào chế 76

3.4 Đánh giá tương đương sinh học 104

3.5 Theo dõi độ ổn định và xác định tuổi thọ 110

DANH MỤC CÁC BÀI BÁO LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT

Amox Amoxicilin

Aug Augmentin

Clav Acid clavulanic

CADD Nghiên cứu phát triển thuốc với sự trợ giúp vi tính (Computer –

Aided Drug Development)

CV Hệ số phân tán (Coefficient of variation)

EP Dược điển Châu Âu (European Pharmacopoeia)

FDA Cơ quan quản lý Thực - Dược phẩm (Mỹ)

(Food and Drug Administration) HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liquid chromatography) HPMC Hydroxypropylmethylcellulose

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) in vitro của amoxicilin 12

Bảng 1.2 Thông số dược động học của amoxicilin và acid clavulanic 12

Bảng 2.3 Danh sách các hoạt chất, tá dược, chất chuẩn, dung môi 31

Bảng 2.4 Danh sách các thiết bị kiểm nghiệm 32

Bảng 2.5 Danh sách các thiết bị sản xuất 32

Bảng 2.6 Danh sách các phần mềm chuyên dụng 32

Bảng 2.7 Mô hình chéo trong thử nghiệm tương đương sinh học 51

Bảng 3.8 Sự tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu của amoxicilin 55

Bảng 3.9 Độ chính xác của phương pháp quang phổ UV định lượng amox 56

Bảng 3.10 Độ đúng của phương pháp quang phổ UV định lượng amox 56

Bảng 3.11 Sự tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu của acid clavulanic 57

Bảng 3.12 Độ chính xác của phương pháp UV định lượng clavulanic 57

Bảng 3.13 Độ đúng của phương pháp quang phổ UV định lượng clavulanic 58

Bảng 3.14 Các thông số sắc ký ứng với đỉnh của amoxicilin 58

Bảng 3.15 Các thông số sắc ký ứng với đỉnh của acid clavulanic 58

Bảng 3.16 Sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh 59

Bảng 3.17 Độ chính xác của phương pháp HPLC 60

Bảng 3.18 Độ đúng của phương pháp HPLC 61

Bảng 3.19 Các thông số sắc ký ứng với đỉnh của hoạt chất/ huyết thanh 61

Bảng 3.20 Sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh của hoạt chất 62

Bảng 3.21 Độ chính xác trong ngày của phương pháp HPLC định lượng

amoxicilin 64 Bảng 3.22 Độ chính xác giữa các ngày của phương pháp HPLC định

Bảng 3.23 Độ chính xác trong ngày của phương pháp HPLC định lượng

Bảng 3.29 Độ phục hồi của amoxicilin trong huyết thanh 68 Bảng 3.30 Độ phục hồi của acid clavulanic trong huyết thanh 68 Bảng 3.31 Kết quả độ ổn định của amoxicilin và acid clavulanic trong

huyết thanh sau 3 chu kỳ đông-rã đông 69 Bảng 3.32 Độ ổn định ngắn hạn của amoxicilin trong huyết thanh 69 Bảng 3.33 Độ ổn định ngắn hạn của acid clavulanic trong huyết thanh 70 Bảng 3.34 Độ ổn định dài hạn của amoxicilin trong huyết thanh 70 Bảng 3.35 Độ ổn định dài hạn của acid clavulanic trong huyết thanh 70 Bảng 3.36 Độ ẩm của những hỗn hợp thành phần công thức 71 Bảng 3.37 Ảnh hưởng của nhiệt và ẩm trên độ ổn định của amoxicilin 71 Bảng 3.38 Các giá trị R2 luyện 72 Bảng 3.39 Ảnh hưởng của nhiệt và ẩm trên độ ổn định của clavulanic 73 Bảng 3.40 Những giá trị R2 luyện 73 Bảng 3.41 Kết quả độ hấp thu của dung dịch quinin hydroclorid 2% 75 Bảng 3.42 Hàm lượng amoxicilin và acid clavulanic trong nguyên liệu 76 Bảng 3.43 Hàm lượng amoxicilin và clavulanic trong hỗn hợp thành phần 76 Bảng 3.44 Công thức thăm dò 77

Bảng 3.45 Tính chất của công thức thăm dò 77 Bảng 3.46 Mô hình công thức (D-Optimal) 78 Bảng 3.47 Dữ liệu bào chế và kiểm nghiệm theo mô hình D-Optimal 79 Bảng 3.48 Ảnh hưởng của nhóm thử trên giá trị R2 thử 84 Bảng 3.49 Ảnh hưởng của thuật toán lan truyền ngược trên giá trị R2 thử 84 Bảng 3.50 Ảnh hưởng của hàm truyền trên giá trị R2 thử 85 Bảng 3.51 Giá trị R2 luyện và thử của các mô hình liên quan nhân quả 85 Bảng 3.52 Kết quả thực nghiệm và dự đoán bằng phần mềm INForm 87Bảng 3.53 Kết quả kiểm nghiệm viên nhân 88 Bảng 3.54 Thời gian trộn ban đầu và trộn sau cùng 89 Bảng 3.55 Kết quả kiểm nghiệm viên nhân 90 Bảng 3.56 Mô hình quy trình bao phim 92 Bảng 3.57 Dữ liệu bào chế và kiểm nghiệm viên bao 93 Bảng 3.58 Giá trị R2 luyện 94 Bảng 3.59 Mối liên quan nhân quả định tính 94 Bảng 3.60 Kết quả luyện mạng 99 Bảng 3.61 Kết quả thực nghiệm và dự đoán bằng phần mềm INForm 101 Bảng 3.62 Kết quả kiểm nghiệm viên bao thành phẩm 102 Bảng 3.63 Độ hòa tan của thuốc đối chiếu và thuốc nghiên cứu 105 Bảng 3.64 Nồng độ amox và acid clav trong huyết thanh từ 12 NTN 105 Bảng 3.65 Giá trị thông số sinh khả dụng của viên Augmentin 106 Bảng 3.66 Giá trị thông số sinh khả dụng của viên nghiên cứu 106 Bảng 3.67 Giá trị hằng số tốc độ thải trừ (Ke) và thời gian bán thải (T1/2) 107 Bảng 3.68 Giá trị thông số dược động học của thuốc đối chiếu và nghiên cứu 107 Bảng 3.69 Kết quả phân tích phương sai các giá trị Cmax của amoxicilin 108 Bảng 3.70 Kết quả phân tích phương sai các giá trị Cmax của clavulanic 108

Bảng 3.71 Kết quả phân tích phương sai các giá trị AUC0-5 của amoxicilin 108 Bảng 3.72 Kết quả phân tích phương sai các giá trị AUC0-5 của clavulanic 109 Bảng 3.73 Giới hạn tương đương của giá trị Cmax của amoxicilin 109 Bảng 3.74 Giới hạn tương đương của giá trị AUC0-5 của amoxicilin 109 Bảng 3.75 Giới hạn tương đương của giá trị Cmax của acid clavulanic 110 Bảng 3.76 Giới hạn tương đương của giá trị AUC0-5 của acid clavulanic 110 Bảng 3.77 Hàm lượng hoạt chất dưới điều kiện 55 ± 2 oC/ 80 ± 5% RH 111 Bảng 3.78 Hàm lượng hoạt chất được bảo quản ở 40 ± 2 oC/ 75 ± 5% RH 112 Bảng 3.79 Hàm lượng hoạt chất được bảo quản ở 30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH 113 Bảng 3.80 Độ hòa tan của mẫu được bảo quản ở 30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH 113 Bảng 3.81 Hàm lượng nước các mẫu ở điều kiện 30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH 113 Bảng 3.82 Hàm lượng hoạt chất được bảo quản ở 25 ± 2 oC/ 60 ± 5% RH 114 Bảng 3.83 Độ hòa tan của mẫu được bảo quản ở 25 ± 2 oC/ 60 ± 5% RH 114 Bảng 3.84 Hàm lượng nước của các mẫu được bảo quản ở 25 ± 2 oC/ 60 ± 5% RH 115

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí kiến thức nông 17 Hình 1.2 Vai trò và vị trí các phần mềm thông minh 17 Hình 1.3 Sự kết hợp giữa thiết kế và tối ưu hóa 19 Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt và ẩm trên độ ổn định của amoxicilin 72 Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt và ẩm trên độ ổn định của amox trong hỗn hợp 72 Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ trên độ ổn định của acid clavulanic 74 Hình 3.7 Ảnh hưởng của độ ẩm trên độ ổn định của acid clavulanic 74 Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt và ẩm trên độ ổn định của clav trong hỗn hợp 74 Hình 3.9 Các mối liên quan định tính đối với công thức viên nhân 80 Hình 3.10 Ảnh hưởng của tá dược A và tá dược B trên độ hòa tan của amox 81 Hình 3.11 Ảnh hưởng của tá dược A và tá dược C trên độ hòa tan của amox 81 Hình 3.12 Ảnh hưởng của tá dược B và tá dược C trên độ hòa tan của amox 81 Hình 3.13 Ảnh hưởng của tá dược C trên độ hòa tan của amoxicilin 81 Hình 3.14 Ảnh hưởng của tá dược A và tá dược B trên độ hòa tan của clavulanic 82 Hình 3.15 Ảnh hưởng của tá dược A và tá dược C trên độ hòa tan của clavulanic 82 Hình 3.16 Ảnh hưởng của tá dược B và tá dược C trên độ hòa tan của clavulanic 82 Hình 3.17 Ảnh hưởng của tá dược A và B trên độ phân tán khối lượng viên 83 Hình 3.18 Ảnh hưởng của tá dược B và C trên độ phân tán khối lượng viên 83 Hình 3.19 Ảnh hưởng của tá dược B và C trên độ phân tán khối lượng viên 83 Hình 3.20 Ảnh hưởng của HPMC 15 cp trên độ phân tán khối lượng viên 95 Hình 3.21 Ảnh hưởng của HPMC 15 cp và HPMC 5 cp trên độ phân tán

Hình 3.22 Ảnh hưởng của HPMC 15cp và tốc độ phun trên độ phân tán khối lượng 95

Hình 3.23 Ảnh hưởng của HPMC 15cp và nhiệt độ khí vào trên độ phân tán

Hình 3.24 Ảnh hưởng của HPMC 5 cp và tốc độ phun trên độ phân tán

Hình 3.25 Ảnh hưởng của HPMC 5cp và nhiệt độ khí vào trên độ phân tán

Hình 3.26 Ảnh hưởng của tốc độ phun và nhiệt độ khí vào trên độ phân tán

Hình 3.27 Ảnh hưởng của HPMC 15 cp và tốc độ phun trên tỷ lệ lớp bao 96 Hình 3.28 Ảnh hưởng của nhiệt độ khí vào trên tỷ lệ lớp bao 96 Hình 3.29 Ảnh hưởng của HPMC 15 cp và HPMC 5 cp trên độ ẩm của viên 97 Hình 3.30 Ảnh hưởng của HPMC 5 cp và tốc độ phun trên độ ẩm của viên 97 Hình 3.31 Ảnh hưởng của HPMC 5 cp và tốc độ phun trên độ ẩm của viên 97 Hình 3.32 Ảnh hưởng của HPMC 15 cp và HPMC 5 cp trên hàm lượng

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Sự tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu của amoxicilin 55 Biểu đồ 3.2 Sự tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu của clavulanic 57 Biểu đồ 3.3 Sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh của amoxicilin 59 Biểu đồ 3.4 Sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh của clavulanic 60 Biểu đồ 3.5 Sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh của amoxicilin 63 Biểu đồ 3.6 Sự tương quan giữa nồng độ và diện tích đỉnh của clavulanic 66 Biểu đồ 3.7 Sự phụ thuộc của độ phân tán hàm lượng acid clavulanic

theo thời gian trộn ban đầu 89 Biểu đồ 3.8 Sự phụ thuộc của độ phân tán hàm lượng acid clavulanic

theo thời gian trộn sau cùng 89

Biểu đồ 3.9 Aûnh hưởng của độ ẩm môi trường sản xuất trên độ ổn định của viên 103

Biểu đồ 3.10 Đồ thị nồng độ trung bình của amoxicilin và clavulanic trong

huyết thanh từ 12 người tình nguyện 107 Biểu đồ 3.11 Đường biểu diễn logC (hàm lượng clavulanic) theo thời gian 111

DANH MỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ điều chế viên bao phim chứa amoxicilin và clavulanic 104

MỞ ĐẦU

Kháng sinh là một nhóm thuốc quan trọng được chỉ định trong những trường hợp nhiễm trùng gây ra bởi vi khuẩn Nhằm khắc chế tình trạng vi khuẩn đề kháng thuốc, một số kháng sinh cần được bảo vệ từ dạng bào chế hay được phối hợp khi sử dụng [75] Amoxicilin là một kháng sinh thuộc nhóm beta-lactam, được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh nhiễm trùng nhờ có tác động diệt khuẩn, không có độc tính chọn lọc và dung nạp tốt [33] Tuy nhiên, amoxicilin bị mất hoạt tính dưới tác động của các beta-lactamase được tiết ra bởi vài chủng vi khuẩn Vì vậy, nhiều công trình nghiên cứu đã được tiến hành nhằm mở rộng và nâng cao hiệu quả trị liệu của kháng sinh này Việc phát hiện ra acid clavulanic, chất có khả năng ức chế mạnh và không hồi phục được trên nhiều beta-lactamase, đã cho ra đời những chế phẩm phối hợp giữa kháng sinh amoxicilin và acid clavulanic [106] Nhờ sự phối hợp nêu trên, phổ kháng khuẩn của amoxicilin được mở rộng trên các chủng đề kháng tự nhiên do sản sinh beta-lactamase [42]

Các chế phẩm chứa amoxicilin và acid clavulanic trên thị trường thuốc Việt Nam đều được nhập từ nước ngoài Lần đầu tiên chế phẩm chứa amoxicilin và acid clavulanic được đưa vào quyển “Dược thư quốc gia Việt Nam, 2002” Từ đầu năm 2005, có vài cơ sở trong nước đã sản xuất thuốc dạng phối hợp amoxicilin và acid clavulanic nhưng với sự hỗ trợ kỹ thuật của các công ty nước ngoài Sự phối hợp giữa amoxicilin và acid clavulanic trong cùng chế phẩm được sử dụng rộng rãi để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn tiết beta-lactamase đề kháng amoxicilin Tuy nhiên, acid clavulanic là một chất rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm Vì vậy, kỹ thuật điều chế cũng như điều kiện đóng gói, bảo quản những chế phẩm có chứa acid clavulanic cần được nghiên cứu một cách khoa học trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam

Trong bào chế, luôn luôn có sự liên quan nhân quả giữa thành phần công thức và/ hoặc điều kiện sản xuất với tính chất sản phẩm Nếu chỉ theo kinh nghiệm,

nhà bào chế khó có thể nhận biết một cách đầy đủ yếu tố nào có ảnh hưởng và ảnh hưởng theo quy luật nào Do đó, việc thành lập công thức hay xây dựng quy trình thường mất nhiều thời gian và công sức mà có khi không đạt kết quả mong muốn Ngày nay, nhà bào chế có thể thành lập công thức hay xây dựng quy trình một cách hiệu quả và khoa học nhờ sự trợ giúp của phần mềm vi tính (CADD):

- Thiết kế mô hình công thức hay quy trình để thu thập dữ liệu thực nghiệm (bào chế thực nghiệm) một cách hệ thống

- Nghiên cứu sự liên quan nhân quả (xu hướng, mức độ hay quy luật) bởi kỹ thuật logic mờ- thần kinh (neurofuzzy logic technology)

- Tối ưu hóa thông số của các thành phần hay điều kiện sản xuất (sao cho sản phẩm có các tính chất mong muốn) bởi sự kết hợp mạng thần kinh (neural networks) và thuật toán di truyền (genetic algorithm)

Để bào chế được viên bao phim chứa amoxicilin và acid clavulanic đạt yêu cầu, có độ ổn định phù hợp và tương đương sinh học với thuốc đối chiếu Augmentin (GlaxoSmithkline), chúng tôi đề ra những mục tiêu sau:

1 Xây dựng và thẩm định những quy trình định lượng amoxicilin và acid clavulanic trong chế phẩm và trong dịch sinh học

2 Khảo sát ảnh hưởng của môi trường sản xuất (nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng)

3 Nghiên cứu kỹ thuật bào chế:

- Xây dựng công thức viên nhân (thiết kế mô hình, nghiên cứu nhân quả, tối

ưu hóa công thức)

- Xây dựng quy trình bao phim (thiết kế mô hình, nghiên cứu nhân quả, tối ưu hóa quy trình)

- Kiểm nghiệm thành phẩm

4 Nghiên cứu đánh giá sinh khả dụng và tương đương sinh học

5 Theo dõi độ ổn định và xác định tuổi thọ của thuốc

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 DẠNG THUỐC VIÊN NÉN

1.1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ THUỐC VIÊN NÉN

Thành phần công thức viên nén ngoài hoạt chất còn nhiều loại tá dược nhằm giúp viên có thể được điều chế dễ dàng, đạt về mặt cảm quan, đặc điểm vật lý và hiệu quả trong điều trị Sau khi xác định những công thức đạt hiệu quả lâm sàng, nhà bào chế cần thẩm định và kiểm soát nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ, quy trình sản xuất, sản phẩm cuối cùng và bao bì đóng gói để giảm thiểu sự dao động về mặt chất lượng của thành phẩm trong cùng một lô và giữa lô này với lô khác

Chất lượng và hiệu quả của dạng phân liều rắn nói chung và thuốc viên nén nói riêng phụ thuộc vào pha rắn, sự thiết kế công thức và quy trình sản xuất Tùy thuộc vào đặc điểm vật lý và hóa học của những thành phần trong công thức và phương pháp sản xuất, sự thay đổi pha rắn của hoạt chất có thể xảy ra Sự thay đổi này đôi khi đưa đến sự thay đổi không mong muốn về chất lượng và hiệu quả của thuốc chẳng hạn như thay đổi về cảm quan, tỷ trọng, độ cứng, tính ổn định, độ hòa tan, sinh khả dụng, Để dự đoán và ngăn ngừa sự thay đổi không mong muốn này, nhà bào chế phải hiểu rõ đặc điểm lý - hóa của hoạt chất và tá dược, phải kiểm soát và lựa chọn đúng tá dược đồng thời phải xây dựng quy trình sản xuất thích hợp [23], [32], [53], [73]

Yếu tố ảnh hưởng tính chất viên nén

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất và hiệu quả của viên nén, những yếu tố này có thể thuộc về thành phần công thức hoặc kỹ thuật sản xuất [39], [66], [67]

Đối với hoạt chất khó tan và tan chậm, những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của hoạt chất chẳng hạn kích thước tiểu phân, cấu trúc tinh thể (dạng đa hình, dạng tinh thể, dạng vô định hình, dạng solvat), cấu trúc hóa học (dạng muối, dạng esther, dạng base,…) sẽ ảnh hưởng hưởng đến sinh khả dụng của thuốc [10], [36], [66]

Trong thành phần thuốc viên nén có sự tham gia của nhiều loại tá dược Sự lựa chọn tá dược không đúng sẽ gây ra những tương tác ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả của thuốc [17], [66]

Tá dược độn thường chiếm tỷ lệ lớn trong viên, nhóm tá dược này thường giúp viên dễ rã Tuy nhiên, đôi khi chúng có thể hấp phụ làm giảm và làm chậm sự phóng thích hoạt chất Những tá dược độn thường được dùng trong viên nén như microcrystalin cellulose, polymethacrylat, calcium carboxymethylcellulose, calcium phosphat, glycerol palmitostearat,…

Tá dược dính giúp hạt kết dính nhau, giúp viên đạt độ bền cơ học nhưng có thể sẽ làm viên khó rã, làm chậm sự phóng thích hoạt chất, do đó, cần nghiên cứu lựa chọn loại và lượng tá dược dính thích hợp Những tá dược dính thường được dùng như povidon, carboxymethylcellulose, hydroxypropyl methylcellulose, polymethacrylat,…

Trong đa số trường hợp, tá dược rã làm giảm thời gian rã và làm tăng tốc độ hòa tan của hoạt chất Những tá dược rã thường được dùng như crospovidon, povidon, carboxymethylcellulose, microcrystalin cellulose, natri croscarmellose, natri starch glycolat,…

Tá dược trơn được sử dụng nhằm làm tăng sự chảy của hạt, giảm lực ma sát, lực bề mặt, lực tĩnh điện của tiểu phân, bảo đảm sự đồng nhất về khối lượng của

viên nén Tuy nhiên, nhóm tá dược này có bản chất sơ nước tạo thành 1 màng bao ngoài tiểu phân làm giảm sự thấm nước do đó kéo dài thời gian rã của viên và làm chậm tốc độ hòa tan của hoạt chất Những tá dược trơn thường được dùng như magnesi stearat, magnesi oxyd, natri laurylsulfat, poloxame,…

Quy trình sản xuất cũng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của thuốc Những thông số của quy trình cần được nghiên cứu và đánh giá cẩn thận, chẳng hạn như thời gian trộn tá dược trơn, lực nén viên,… [14], [39], [58], [59] Lực nén ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tan rã của viên do làm thay đổi độ xốp của viên Khi lực nén tăng lực liên kết tiểu phân tăng, bề mặt tiếp xúc liên tiểu phân giảm, trong viên không còn các vi mao quản nên nước khó thấm được vào lòng viên Như vậy, lực nén phải ở một mức độ vừa đủ để đảm bảo độ bền cơ học của viên và viên còn lại một độ xốp toàn phần nhất định [26], [69], [70], [73], [93], [96]

Độ ổn định đối với viên nén

Viên nén là hệ rắn dị thể (heterogeneous) nhờ vậy tốc độ phân hủy hoạt chất xảy

ra chậm hơn so với hệ lỏng dị thể hoặc đồng thể (homogeneous) Sự phân hủy hoạt chất trong viên nén có thể là do phản ứng oxy hóa khử, phản ứng thủy phân, sự racemic hóa, sự quang phân,… Những phản ứng bất lợi này có thể được hạn chế hoặc loại trừ bằng cách lựa chọn tá dược phù hợp, quy trình điều chế hợp lý, sử dụng những lớp bao bảo vệ hiệu quả, bao bì đóng gói chống ẩm/ ánh sáng [32]

1.1.2 KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VIÊN NÉN

Hỗn hợp bột trước khi được dập thành viên phải có những đặc điểm về vật lý như khả năng trơn-chảy, kết dính, chịu nén Vì phần lớn nguyên liệu hiếm khi có được tất cả những đặc điểm trên nên việc xát hạt thường được áp dụng nhằm tạo hỗn hợp dập viên đạt yêu cầu Hai phương pháp xát hạt được dùng phổ biến

trong điều chế viên nén là phương pháp xát hạt ướt (wet granulation) và phương pháp xát hạt khô (dry granulation) Ngoài ra, những phương pháp khác đôi khi cũng được áp dụng như phương pháp xát hạt nóng chảy (melt granulation), phương pháp phun sương (spray drying) và phương pháp đông khô (freeze-drying) Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào tính chất đặc điểm của những thành phần tham gia vào công thức

Những phương pháp xát hạt ướt thường được áp dụng là phương pháp trộn siêu tốc, trộn tầng sôi, tạo hạt bằng kỹ thuật ép đùn hoặc kỹ thuật cắt hạt và làm tròn Những phương pháp làm khô thông dụng trong xát hạt ướt thường là sấy bằng tủ sấy, bằng thiết bị tầng sôi và làm khô bằng chân không Phương pháp xát hạt ướt được sử dụng rộng rãi trong điều chế viên nén Tuy nhiên, do dung môi lỏng được sử dụng trong quá trình xát hạt nên phương pháp này có thể gây

ra sự chuyển pha ảnh hưởng đến tính chất của viên

Phương pháp xát hạt khô hay phương pháp dập kép được áp dụng trong trường hợp hoạt chất nhạy cảm với độ ẩm và/ hoặc nhiệt độ hoặc khi thành phần công thức có được đặc điểm kết dính Phương pháp xát hạt khô không sử dụng dung môi trong suốt quá trình xát hạt, vì thế, sự chuyển pha gần như được loại trừ [39]

1.1.3 KỸ THUẬT BAO PHIM

Thuốc viên nén thường được bao bằng những màng bao thích hợp nhằm cải thiện về mặt cảm quan, che dấu vùi vị, bảo vệ thuốc tránh ánh sáng, tránh ẩm, kiểm soát sự phóng thích thuốc, giúp dễ nuốt khi được sử dụng Những polyme thường được dùng trong bao phim như hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl

methylcellulose, hydroxymethyl ethylcellulose, ethylcellulose, polyme acrylic, … Những chất hóa dẻo thường được dùng trong hỗn hợp dịch bao như propylenglycol, triacetin, monoglycerid acetylat, ester phtalat, castor oil, glycerin, PEG,… Dung môi có thể là nước hoặc dung môi hữu cơ Tuy nhiên, ngày nay do yêu cầu bảo vệ môi trường và đảm bảo sự an toàn, dung môi nước thường được sử dụng hơn Thiết bị được dùng phổ biến trong bao phim viên nén là nồi bao với hệ thống phun và hệ thống xử lý nhiệt độ của không khí vào/ không khí ra thích hợp Thông thường lớp bao đạt được từ kỹ thuật bao bằng nồi bao với súng phun sẽ láng mịn hơn từ kỹ thuật tầng sôi Những thông số của quy trình bao cần được khảo sát và kiểm soát chặt chẽ, đặc biệt là đối với những thuốc có độ ổn định kém [55], [57], [71], [76], [84], [87], [94]

1.1.4 NÂNG CẤP CỠ LÔ

Nâng cấp cỡ lô hay nâng cấp quy trình là sự chuyển từ quy trình với quy mô nhỏ đã được hiểu rõ những quy luật ảnh hưởng và đã được kiểm soát để nhanh chóng đạt được sự tối ưu và sự kiểm soát quy trình với quy mô lớn hơn [11] Những thông số quy trình sẽ được điều chỉnh sao cho tính chất của sản phẩm từ quy mô lớn không thay đổi so với từ quy mô nhỏ

Nâng cấp cỡ lô có thể được thực hiện theo phương pháp song song hoặc phương pháp thủ công Phương pháp song song có ưu điểm là việc sản xuất viên với quy mô nhỏ và quy mô lớn được thực hiện trên cùng thiết bị, chỉ khác nhau về khối lượng Do đó, việc điều chỉnh những thông số quy trình sẽ đơn giản hơn [11], [92]

1.2 AMOXICILIN

.3H 2 O

S N

Me Me H

O

H H N H

O O

NH2H

Amoxicilin trihydrat dạng bột kết tinh trắng hoặc gần như trắng, 1,15 g amoxicilin trihydrat tương đương 1 g amoxicilin, thực tế không mùi, ít tan trong nước (1/ 400), methanol (1/ 200) và ethanol (1/ 1000), thực tế không tan trong carbontetraclorid, cloroform, ether và dầu béo Amoxicilin trihydrat tan trong dung dịch acid loãng và dung dịch hydroxyd kiềm loãng Dung dịch 0,2% amoxicilin trihydrat trong nước có pH 3,5-6 Hằng số điện ly từ 2,4 – 9,6

Trong môi trường kiềm amoxicilin bị thủy phân, mở vòng β-lactam, tạo acid peniciloic, tiếp theo acid peniciloic bị decarboxyl hóa tạo acid peniloic Trong môi trường acid, amoxicilin thủy phân tạo acid penicilenic Đồng thời, xảy ra sự dime hóa tạo L-(4 hydroxylphenyl)glycylamoxicilin [27], [104]

1.3 ACID CLAVULANIC

O N H O

H

COOH H

1 g acid clavulanic, tan tự do trong nước, ít tan trong ethanol, rất ít tan trong aceton Hằng số điện ly pKa = 2,4-2,7 Dung dịch 1% trong nước có pH từ 5,5-8 Acid clavulanic rất nhạy cảm với độ ẩm và nhiệt độ Không bền trong dung dịch nước, pH tối ưu cho sự ổn định khoảng 6-6,3

Trong môi trường acid, vòng beta-lactam bị thủy phân mở vòng và tạo ra sản phẩm phân hủy chính là hợp chất beta-amino keton: 1-amino-4-hydroxybutan-2-on

Trong môi trường kiềm, phản ứng phân hủy qua những bước tạo sản phẩm trung gian giống như trong môi trường acid Tuy nhiên, trong môi trường kiềm hoặc trung tính 1-amino-4-hydroxybutan-2-on không bền sẽ bị phân hủy tạo những hợp chất pyrazin: 2,2’-(3-ethylpyrazin-2,5-diyl) diethanol; 2-2'-(pyrazine-2,5-diyl) diethanol (do sự oxy hóa) và acid 3-[3,6-di(2-hydroxyethyl)-pyrazin-2-yl]-propionic (do sự kết hợp với một aldehyd khác) [13], [33]

1.4 SỰ PHỐI HỢP AMOXICILIN – ACID CLAVULANIC

1.4.1 MỤC ĐÍCH VÀ ĐIỀU KIỆN PHỐI HỢP

Sự phối hợp amoxicilin và acid clavulanic trong cùng chế phẩm nhằm:

- Khắc phục sự đề kháng kháng sinh qua trung gian beta-lactamase

- Tăng hiệu quả tác động của amoxicilin trên những chủng vi khuẩn sản sinh beta-lactamase đề kháng amoxicilin

Một chất ức chế enzym phải có:

- Một vòng azetidinon cho phép sự tấn công ban đầu của enzym

- Một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử có khả năng tạo nhóm khởi đầu cần thiết để tạo ra imin

- Một hydro linh động trên carbon kế cận nhóm carbonyl để imin hóa thành enamin (beta-amino acylat = trung gian acyl)

Amoxicilin đã được chọn lựa trong số các penicilin vì những lý do:

- Có đặc điểm dược động học gần với đặc điểm dược động học của acid clavulanic

- Có phổ kháng khuẩn bao gồm các chủng thường gặp trong các bệnh nhiễm khuẩn

- Có tác động diệt khuẩn

- Không có độc tính chọn lọc

- Dung nạp tốt về mặt lâm sàng và sinh học

1.4.2 CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA CHẾ PHẨM PHỐI HỢP

Amoxicilin có tác động diệt khuẩn là do amoxicilin gắn với protein liên kết penicilin trên màng bên trong thành tế bào vi khuẩn dẫn đến sự ngăn cản việc tạo peptidoglycan của thành tế bào và tiếp theo là sự phân hủy tế bào vi khuẩn Tuy nhiên, amoxicilin bị thủy phân, mất hoạt tính dưới tác động của beta-lactamase được tiết ra bởi nhiều chủng vi khuẩn [15], [19], [34], [35], [75]

Acid clavulanic ức chế mạnh các beta-lactamase nhờ 3 đặc tính:

- Được nhận diện như là một chất nền có ái lực rất lớn

- Kháng lại tác động của enzym

- Phản ứng với một vị trí chuyên biệt của enzym làm enzym mất hoạt tính

Khi có sự hiện diện cùng lúc enzym beta-lactamase, chất ức chế beta-lactamase và kháng sinh beta-lactam thì enzym chọn chất ức chế vì đây là chất nền có ái lực mạnh hơn, để cho kháng sinh beta-lactam tự do tác động lên vi khuẩn tiết beta-lactamase [13], [41], [74], [106]

1.4.3 PHỔ KHÁNG KHUẨN CỦA CHẾ PHẨM PHỐI HỢP

Phổ kháng khuẩn của chế phẩm phối hợp amoxicilin và acid clavulanic bao gồm [41], [42], [56], [79]:

- Vi khuẩn gram dương: Enterococcus faecalis, Staphylococcus epidermidis

(sản sinh hoặc không sản sinh beta-lactamase), Staphylococcus saprophyticus

(sản sinh hoặc không sản sinh beta-lactamase), Streptococcus faecalis,

Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogene, Streptococcus viridans, Staphylococcus aureus (MSSA), Corynebacterium, Bacillus anthracis, Listeria monocytogenes, Clostridium

- Vi khuẩn gram âm: Enterobacter, Haemophylus influenzae, Escherichia coli, Proteus vulgaris, các loài thuộc chi Klebsiella, Moraxella catarrhalis, Salmonella, Bordetella, Neisseria gonorrhoeae, Proteus mirabilis, Neisseria meningitidis, Vibrio cholerae, Pasteurella multocida, Bacteroides sp., kể cả

B fragilis

Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) in vitro của amoxicilin khi được sử dụng một mình

so với khi hiện diện của acid clavulanic trên một số chủng vi khuẩn được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.1 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) in vitro của amoxicilin

1.4.4 DƯỢC ĐỘNG HỌC CỦA CHẾ PHẨM PHỐI HỢP

Amoxicilin và acid clavulanic đều ổn định trong dịch tiết dạ dày và được hấp thu

tốt sau khi uống, nồng độ tối đa trong huyết thanh đạt được trong khoảng 1-2,5

giờ sau khi uống liều đơn amoxicilin và acid clavulanic

Kết quả nhiều công trình nghiên cứu cho thấy những thông số dược động học đạt

được ở những người tình nguyện sau khi uống liều đơn được trình bày như sau

[22], [33], [38], [68], [77]:

Bảng 1.2 Thông số dược động học của amoxicilin và acid clavulanic

Chế phẩm Hoạt chất Liều (mg) Cmax (μg/ ml) Tmax (giờ) T1/2 (giờ)

Viên nang Amox 250 3,2-5,3 0,8-1,2 0,8-1,2

Viên nang Amox 500 5,9-10,8 0,8-1,2 -

Viên nén Amox/ Clav 250/ 125 3,7-4,8/ 2,2-3,5 1,0-2,0 1,0-2,0

Viên nén Amox/ Clav 500/ 125 6,5-9,7/ 2,1-3,9 1,0-2,0 1,0-2,0

Viên nén Amox/ Clav 875/ 125 8,82-14,38/ 2,1-2,2 1,0-2,0 1,0-2,0

Viên nhai Amox/ Clav 250/ 62, 5 6,9/ 1,6 0,8-1,5 -

Hỗn dịch Amox/ Clav 250/ 62,5 6,9/ 1,6 0,8-1,5 -

Thức ăn không ảnh hưởng sự đến hấp thu của amoxicilin và acid clavulanic qua đường tiêu hóa Khoảng 17-20% amoxicilin và 22-30% acid clavulanic kết hợp với protein huyết tương Amoxicilin và acid clavulanic phân bố vào phổi, màng phổi, màng bụng, tai giữa, đờm, nước bọt, sữa mẹ và vượt qua được hàng rào nhau thai

Sau khi uống liều đơn amoxicilin và acid clavulanic (250/ 125 mg hoặc 500/ 125 mg), khoảng 50 – 73% amoxicilin và 25 – 45% acid clavulanic được đào thải dưới dạng không thay đổi qua nước tiểu trong vòng 6 – 8 giờ Thời gian bán thải của amoxicilin khoảng 1 -1,3 giờ, của acid clavulanic khoảng 0,78 – 1,2 giờ

- Nhiễm khuẩn đường tiết niệu có biến chứng hoặc không có biến chứng gây

ra bởi những vi khuẩn nhạy cảm như E Coli, Klebsiella sp., Enterobacter sp hoặc Proteus mirabilis

- Nhiễm khuẩn trong ổ bụng và nhiễm khuẩn sinh dục nữ như viêm màng trong tử cung, viêm vòi trứng, viêm tế bào xương chậu và viêm xương chậu cấp tính gây ra bởi Bacterioides fragilis

- Nhiễm khuẩn da và mô mềm như mụn nhọt, áp xe, nhiễm khuẩn vết thương, áp xe ổ răng gây ra bởi những vi khuẩn sản sinh hoặc không sản sinh beta-

lactamase như Staphylococcus aureus (MSSA), Staphylococcus epidermidis, nhóm Streptococci phân giải máu alpha hoặc beta

Chống chỉ định trong trường hợp người bệnh dị ứng với những kháng sinh thuộc nhóm beta-lactam và acid clavulanic

1.4.6 TÁC DỤNG KHÔNG MONG MUỐN

Amoxicilin/ acid clavulanic được dung nạp tốt, không độc tính chọn lọc Với liều bình thường, tác dụng không mong muốn chủ yếu là nhẹ và thoáng qua, ít hơn 3% số người bệnh phải ngưng điều trị vì tác dụng không mong muốn của thuốc Thường gặp nhất là tiêu chảy (9%), buồn nôn (3%), nôn (1%), ban đỏ da (3%), viêm âm đạo (1%) Tỷ lệ những phản ứng này tăng lên khi dùng liều cao hơn và thường gặp nhiều hơn so với dùng amoxicilin riêng lẻ

1.5 TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ CHẾ PHẨM

Cả hai hoạt chất amoxicilin và acid clavulanic trong chế phẩm đều là kháng sinh có độ ổn định kém Đặc biệt acid clavulanic rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm Trong điều kiện môi trường không được kiểm soát về độ ẩm, acid clavulanic nhanh chóng bị phân hủy tạo ra những hợp chất có màu Tuy nhiên, nếu độ ẩm của môi trường sản xuất được kiểm soát nghiêm ngặt sẽ đảm bảo được tính ổn định của acid clavulanic Đây là thách thức lớn đối với những nhà sản xuất Việt Nam Đó cũng là lý do tại sao những chế phẩm chứa amoxicilin và acid clavulanic được sản xuất tại Việt Nam xuất hiện rất muộn so với các nước trên thế giới

Cho tới nay, trên thế giới, có nhiều dạng chế phẩm chứa amoxicilin và acid clavulanic với các tỷ lệ khác nhau đã được nghiên cứu và sản xuất, chẳng hạn

như Augmentin (Glaxo SmithKline) dưới dạng viên uống, viên nhai, viên phóng thích kéo dài, bột pha hỗn dịch uống, bột pha tiêm; CURAM (Biochemie Austria); AUGMEX (Korea United Pharma); SURPAS (Servipharm); ENHANCIN (Ranbaxy); AMOXICLAV (Medochemie) Từ đầu năm 2005, tại Việt Nam, một số chế phẩm đã được nghiên cứu sản xuất như CLAVAMOX (XNDP 25);KLAMENTIN (XNDP Hậu Giang); AUGBACTAM (XNDP 24), …

1.6 NHỮNG PHẦN MỀM THÔNG MINH

1.6.1 MỘT SỐ CÔNG CỤ THÔNG MINH

1.6.1.1 Mạng thần kinh

Mạng thần kinh nhân tạo là sự mô phỏng cấu trúc của mạng thần kinh sinh học, được tạo thành bởi sự liên kết giữa rất nhiều đơn vị thần kinh Chúng có nhiệm vụ thu thập các tín hiệu, xác định trọng số, tính tổng số và chuyển các tín hiệu ấy sang đơn vị thần kinh khác Mạng thần kinh đặc biệt hữu ích khi mô hình thực nghiệm có nhiều biến và khi sự tương quan giữa đầu vào và đầu ra không được hiểu rõ ràng [86] Tuy nhiên, chúng như những “hộp đen” (black box) nên rất khó hiểu rõ các mô hình của chúng Vì thế mạng thần kinh có thể được kết hợp với những kỹ thuật thông minh khác, thí dụ như logic mờ Chúng có thể cho những mô hình có giá trị hơn những mô hình cho bởi mạng thần kinh đơn lẻ

1.6.1.2 Thuật toán di truyền

Thuật toán di truyền có khả năng tối ưu hóa dựa trên mô hình liên quan nhân quả đã được thiết lập bởi mạng thần kinh nhờ các hàm mục tiêu logic mờ Thuật toán

di truyền thuộc lãnh vực tính toán tiến hóa (evolutionary computation) mô phỏng quá trình chọn lọc và tiến hóa tự nhiên để nghiên cứu các hiện tượng thích nghi

1.6.1.3 Logic mờ

Logic cổ điển chỉ phân dữ liệu thành đúng/ sai, có/ không, trắng/ đen Trong khi đó nhiều thông tin cần được xử lý hằng ngày thì mơ hồ, không rõ ràng, không chính xác Những năm gần đây, logic mờ được chú ý nhiều như một kỹ thuật có khả năng giải quyết vần đề để đưa ra kết luận dựa vào những thông tin không rõ ràng, chính xác Sự kết hợp mạng thần kinh và logic mờ làm tăng hiệu quả trong việc thiết lập mô hình nhân quả và dự đoán do logic mờ có tính mềm dẽo, cho phép xem xét tất cả khả năng không mong đợi, không đòi hỏi tính chính xác cao của dữ liệu đầu vào, đặc biệt đối với dữ liệu không có mô hình toán học, không tuyến tính và rất phức tạp, định tính (thí dụ: chọn tá dược này hoặc tá dược khác), thiếu trị số (nhập số -99999 thay vì số 0) Sự kết hợp với logic mờ giúp cho thuật toán di truyền được thuận tiện hơn trong tối ưu hóa nhờ các hàm mục tiêu trực quan

1.6.1.4 Logic mờ-thần kinh

Logic mờ-thần kinh là một kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence technology) với mạng bộ nhớ liên hợp, có thể cho ra các quy luật từ các số liệu và ấn định xác suất của chúng Các quy luật được xem là các kiến thức nông (Hình 1.1), được kỹ thuật logic mờ-thần kinh đưa ra một cách tự động, gồm có hai mệnh đề: Nếu + điều kiện và Thì + hệ quả (cùng xác suất) Công cụ logic mờ-thần kinh ngày càng được áp dụng nhiều trong lĩnh vực khám phá trí thức hay khai thác dữ liệu Trong ngành công nghiệp Dược, nó giúp nhà bào chế khám phá tri thức (khi còn ít kinh nghiệm hay thiếu thông tin mới) hoặc hiểu vấn đề sâu hơn (đối với tri thức hiện có)

Phần mềm thông minh FormRules (logic mờ-thần kinh)

Dữ liệuThông tinKiến thứcTri thức

Cao

Nhiều

Ít Số lượng

Kiến thức sâu Kiến thức nông (Quy luật)

Thấp

Chuyên gia bào chế

Hình 1.1 Vị trí kiến thức nông (Quy luật)

Hiện nay, hai phần mềm thông minh FormRules và INForm được sử dụng ngày càng nhiều trong quá trình nghiên cứu phát triển thuốc Vai trò và vị trí của các phần mềm thông minh được minh họa theo Hình 1.2

Thiết lập mô hình &

Tối ưu hóa Mô phỏng

Đúc kết quy luật

BÁN THỰC NGHIỆM

LÝ THUYẾT THỰC NGHIỆM

Phần mềm thông minh FormRules

1.6.2 PHẦN MỀM FORMRULES

Việc thành lập công thức và xây dựng quy trình sản xuất là hai nội dung chính trong giai đoạn nghiên cứu phát triển thuốc Trong mỗi công thức bào chế, tính chất sản phẩm không những tùy thuộc bản chất và hàm lượng của nguyên liệu mà còn bị ảnh hưởng bởi các điều kiện và phương pháp sản xuất Đây là mối liên quan nhân quả giữa biến độc lập (loại và tỷ lệ nguyên liệu, điều kiện và phương pháp sản xuất) là NHÂN và tính chất sản phẩm là QUẢ Nếu chỉ theo kinh nghiệm, nhà bào chế khó có thể nhận biết một cách hệ thống và định lượng những mối liên quan trên Do đó, nhà nghiên cứu có thể khảo sát những biến số không cần đến hoặc có thể bỏ sót những biến số cần xem xét hoặc thêm vào công thức những thành phần ít hoặc hoàn toàn không ảnh hưởng những tính chất sản phẩm được khảo sát đưa đến hậu quả là tăng giá thành và làm cho công thức trở nên phức tạp [3], [20], [29], [37], [62]

Để hiểu rõ mối liên quan nhân quả cần phải có kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm Kiến thức được xem như hình thức thông tin kết hợp với sự giải quyết vấn đề thông qua rút kinh nghiệm và đúc kết quy luật [48], [50], [60], [61], [63], [72], [81], [86] Phần mềm thông minh FormRules với kỹ thuật logic mờ-thần kinh đã được áp dụng trong việc xác lập các mối liên quan định tính và định lượng trong giai đoạn thiết lập và xây dựng quy trình, nó khám phá mô hình đơn giản nhất cho dữ liệu thực nghiệm, vì thế những biến có ảnh hưởng tính chất sản phẩm được biết một cách chính xác, làm cơ sở cho việc tối ưu hóa công thức và/ hoặc quy trình [29], [51]

1.6.3 PHẦN MỀM INFORM

Trong giai đoạn nghiên cứu phát triển thuốc, nếu việc xây dựng công thức và/ hoặc quy trình được tiến hành theo mô hình thực nghiệm có thiết kế, nhà nghiên cứu có thể áp dụng phần mềm thông minh để thiết lập mô hình liên quan nhân quả một cách khoa học, sau đó có thể tối ưu hóa các thông số về công thức và/ hoặc phương pháp hay điều kiện sản xuất

INForm là phần mềm thông minh nổi tiếng ngày càng được áp dụng nhiều trong giai đoạn thiết kế và tối ưu hóa công thức [49], [52] Phần mềm INForm là một công cụ kết hợp giữa mạng thần kinh và thuật toán di truyền, được sử dụng trong giai đoạn tối ưu hóa công thức và dự đoán tính chất sản phẩm, dựa trên các mối liên quan nhân quả đã được xác lập (Hình1.3) Mạng thần kinh thiết lập mô hình liên quan nhân quả (để làm cơ sở cho giai đoạn tối ưu hóa) đồng thời có thể dự đoán quả (Y) từ nhân (X) biết trước (dự đoán tính chất sản phẩm, tình huống xấu) Thuật toán di truyền tối ưu hóa dựa trên mô hình liên quan nhân quả được thiết lập bởi mạng thần kinh [3], [48], [52], [60], [61], [63], [72], [81], [85]

Tính chất sản phẩm Công thức

Xác lập mô hình

Tối ưu hóa

Dự đoán

Hình 1.3 Sự kết hợp giữa thiết kế và tối ưu hóa

1.7 SINH KHẢ DỤNG VÀ TƯƠNG ĐƯƠNG SINH HỌC

Mục đích nghiên cứu sinh khả dụng của thuốc là để dự đoán hiệu quả lâm sàng của thuốc Vì các thông số sinh khả dụng của thuốc phản ánh thời gian bắt đầu tác động (onset), cường độ tác động (intensy) và khoảng thời gian đáp ứng trị liệu (duration) của thuốc [44], [67]

1.7.1 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SINH KHẢ DỤNG

Sinh khả dụng của một dạng thuốc có thể được xác định bằng phương pháp trực tiếp hoặc phương pháp gián tiếp Sự lựa chọn phương pháp tùy thuộc vào mục tiêu nghiên cứu, khả năng phân tích thuốc trong dịch sinh học, đặc tính dược lực của thuốc, đường sử dụng và bản chất dạng thuốc,… Có thể chọn một trong những phương pháp sau [8], [44], [98]:

- Phương pháp đo nồng độ thuốc trong máu

- Phương pháp đo lượng thuốc được bài tiết qua nước tiểu

- Phương pháp xác định hiệu quả dược lực cấp

- Phương pháp lâm sàng

- Phương pháp in vitro

1.7.2 XÁC ĐỊNH TƯƠNG ĐƯƠNG SINH HỌC IN VITRO

Thử nghiệm độ hòa tan của thuốc thường được áp dụng để đánh giá tương đương sinh học in vitro của thuốc Thử nghiệm này thường được thực hiện theo quy định của dược điển Tuy nhiên, bất kỳ phương pháp nào để chứng minh tính tương tự về mặt hòa tan cũng có thể được chấp nhận miễn là chúng được chứng minh là đúng

Tính tương tự được so sánh bằng phương pháp không phụ thuộc independent) hoặc phụ thuộc (model-dependent), chẳng hạn bằng tính toán yếu tố tương tự (f2) hay yếu tố khác nhau (f1) [21], [98], [103]

(model-1.7.3 XÁC ĐỊNH TƯƠNG ĐƯƠNG SINH HỌC IN VIVO

1.7.3.1 Thiết kế nghiên cứu

Hai loại thiết kế nghiên cứu in vivo cơ bản có thể được áp dụng là thiết kế song song và thiết kế chéo Thiết kế song song được áp dụng trong trường hợp thuốc có thời gian bán thải dài Thiết kế chéo thường được áp dụng trong thử nghiệm tương đương sinh học hơn vì cho phép giảm thiểu sự ảnh hưởng của các yếu tố trên kết quả thử nghiệm Những yếu tố được đánh giá trong thử nghiệm chéo 2×2 là giai đoạn (period), trình tự (sequence), thuốc thử nghiệm (treatment hoặc formulation hoặc drug) và người tình nguyện (subject) [44], [98], [100]

1.7.3.2 Người tình nguyện

Người tình nguyện phải là người trưởng thành, khỏe mạnh Tuổi từ 18 trở lên và có khả năng viết bản đồng ý tình nguyện tham gia thử nghiệm, cân nặng trong khoảng giá trị chỉ số thể trọng (Body Mass Index) được chấp nhận Người tình nguyện nên là người không hút thuốc và không nghiện rượu hoặc thuốc Tuy nhiên, người tình nguyện hút thuốc dưới 10 điếu/ ngày có thể được chấp nhận

Người tình nguyện được phổ biến về mục đích của nghiên cứu, về tác dụng phụ của thuốc (nếu có), những nguyên tắc cần phải tuân thủ trước và trong giai đoạn nghiên cứu [97], [100]

1.7.3.3 Thuốc thử nghiệm

Thuốc đối chiếu được chọn nên là thuốc đã được đăng ký lưu hành, đã được nghiên cứu lâm sàng, nghiên cứu dược động học, dược lực học, nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến sinh khả dụng của thuốc

Thuốc thử được dùng trong nghiên cứu nên được sản xuất từ cỡ lô ít nhất bằng 1/ 10 cỡ lô sản xuất hay 100.000 đơn vị Thuốc từ lô sản xuất nên được so sánh với lô thử nghiệm và nên tương đương về tốc độ hòa tan in vitro [97], [98]

Thuốc được chọn trong thử nghiệm tương đương sinh học phải đạt tất cả những yêu cầu chất lượng quy định, hàm lượng hoạt chất trong thuốc thử và thuốc đối chiếu không nên khác nhau quá 5% Số lô của thuốc thử và thuốc đối chiếu và hạn dùng của thuốc đối chiếu nên được khẳng định Những mẫu thuốc thử và thuốc đối chiếu được dùng trong thử nghiệm phải được lưu giữ trong 5 năm [99]

1.7.3.4 Tiêu chuẩn hóa nghiên cứu

Người tình nguyện nên nhịn đói trước 10 giờ và sau 2-4 giờ uống thuốc Thể tích thức uống phải giống nhau ở những người tình nguyện và ít nhất 150 ml Tất cả những thức ăn và uống được dùng sau khi sử dụng thuốc cũng nên được tiêu chuẩn hóa trong suốt thời gian lấy mẫu dịch sinh học

Người tình nguyện không được sử dụng bất kỳ thuốc nào trước 2 tuần và trong thời gian thử nghiệm; đồng thời tránh những thức ăn và thức uống có thể tác động đến hệ tuần hoàn, hệ tiêu hóa, chức năng gan/ thận, chẳng hạn như cồn, nước giải khát hoặc một số nước trái cây chứa hợp chất xanthin

Trong nghiên cứu chéo, khoảng cách giữa 2 giai đoạn thử bằng thời gian để thuốc thải trừ hết khỏi cơ thể (washout period) và bằng khoảng 7 lần thời gian bán thải [97] hoặc hơn 5 lần [98], [100]

1.7.3.5 Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng dịch sinh học

Thu thập mẫu sinh học

Thông thường máu (huyết tương, huyết thanh) được chọn để xác định lượng thuốc hấp thu Trong một số trường hợp, nước tiểu cũng có thể được chọn

Mẫu máu được lấy ở những thời điểm trước và sau khi uống thuốc Số lượng mẫu phải đủ để xác định các thông số sinh khả dụng (AUC, Cmax, Tmax), số mẫu tiêu biểu được lấy từ một người tình nguyện là 10-15 mẫu [83] hoặc 12-18 mẫu [97], [100] Tổng thời gian lấy mẫu nên được tính sao cho AUC0-t bằng ít nhất 80% AUC0-∞ [98], thường bằng ít nhất 3 lần T1/2 Để tính T1/2, cần lấy ít nhất 3-4 mẫu trong suốt pha thải trừ [23], [97], [98], [100]

Xây dựng phương pháp định lượng

Phương pháp định lượng thuốc trong dịch sinh học được chọn dựa vào tính chất của thuốc Việc phát triển và thiết lập phương pháp phân tích sinh học bao gồm việc xác định độ chính xác (precision), độ đúng (accuracy), độ phục hồi (recovery), đường cong chuẩn (calibration curve) và độ ổn định (stability) của chất được phân tích trong dịch sinh học [100]

1.7.3.6 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng

Những số liệu được phân tích thống kê có thể được trình bày dưới dạng số liệu gốc hoặc đã được chuyển log [24], [25], [89], [99], [102], [104] Các thông số dược động học như Cmax, AUC đạt được từ dịch sinh học của những người tình nguyện uống chế phẩm nghiên cứu và chế phẩm đối chiếu được phân tích phương sai để xác định những nguồn sai số ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm như trình tự thử (sequence), giai đoạn thử (period), thuốc thử (treatment) và người tình nguyện (subject) Với 12 người tình nguyện và thiết kế 2 trình tự, 2 giai đoạn và 2 thuốc, mô hình phân tích phương sai như sau:

Xijkf = μ + Sif + Pj + Ff + Sek + Eijkf (1.1)

μ: giá trị trung bình Sif: ảnh hưởng của người tình nguyện

Pj: ảnh hưởng của giai đoạn Ff: ảnh hưởng của thuốc

Sek: ảnh hưởng của trình tự Eijkf: ảnh hưởng của nguồn sai số khác

Phân tích số liệu:

1.7.3.7 Đánh giá tương đương sinh học

Vào đầu những năm 1970, việc so sánh sinh khả dụng của thuốc chủ yếu dựa trên những giá trị trung bình của những thông số dược động học Giá trị AUC và

Cmax trung bình của thuốc thử phải nằm trong khoảng ± 20% những giá trị trung bình của thuốc đối chiếu Vì phần lớn thuốc, sự thay đổi 20% liều sẽ không đưa đến sự khác biệt có ý nghĩa trong đáp ứng lâm sàng

Hiện nay, tiêu chuẩn thống kê của FDA đòi hỏi tương đương sinh học được xác định theo phương pháp trắc nghiệm một bên kép (Two one-sided test) bằng cách tính khoảng tin cậy 90% của các giá trị sinh khả dụng trung bình thu được từ thuốc nghiên cứu để so sánh với giới hạn 80-120% các số liệu trung bình thu được từ thuốc đối chiếu hoặc 80-125% nếu các số liệu được chuyển sang log FDA Bioequivalence Task Force đã khẳng định rằng đây là phương pháp thích hợp nhất cho việc đánh giá tương đương sinh học [89], [100], [104]

Phần mềm EquivTest v2.0 là công cụ được dùng để đánh giá tương đương sinh học bằng cách cung cấp phương pháp thử nghiệm trắc nghiệm một bên kép đối với những giá trị sinh khả dụng trung bình từ mô hình thử nghiệm chéo, 2 trình tự, 2 giai đoạn, 2 thuốc [28] Xác định tương đương sinh học theo phương pháp

trắc nghiệm một bên kép dựa trên trắc nghiệm giả thuyết không (H0) nghĩa là so sánh tL và t(2α, n1 + n2 – 2); tU và -t(2α, n1 + n2 – 2) của những giá trị L và U

Trong đó:

- H0L: μT - μR ≤ giới hạn tương đương dưới (Lower Equivalence Bound)

- H0U: μT - μR ≥ giới hạn tương đương trên (Upper Equivalence Bound)

Giả thuyết H0L được bác bỏ khi:

111

2

1

ˆ

n n

2112

1

ˆ

n n

−

−

2 1 2

112

1ˆ

2

1 n n t

−

2 1 2

112

1ˆ

2

1 n n t

Y

Y

1.8 ĐỘ ỔN ĐỊNH VÀ TUỔI THỌ CỦA THUỐC

1.8.1 ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA THUỐC

Trong giai đoạn phát triển sản xuất, độ ổn định được nghiên cứu để xác định những yếu tố ảnh hưởng nhằm so sánh lựa chọn công thức, bao bì đóng gói, điều kiện và quy trình sản xuất Tiếp theo, độ ổn định được nghiên cứu trên dạng phân liều cuối cùng trong bao bì đóng gói nhỏ nhất Tuổi thọ được sơ bộ thiết lập dựa vào kết quả đạt được từ nghiên cứu độ ổn định cấp tốc để phục vụ cho mục đích đăng ký sản phẩm Cuối cùng, độ ổn định được thực hiện ở điều kiện dài hạn để chứng minh hạn dùng và điều kiện bảo quản đã được dự kiến trước [2], [6], [7], [45], [46], [47], [80], [90], [101]

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của thuốc Những yếu tố thuộc về bào chế như hoạt chất, tá dược, dạng bào chế, điều kiện và quy trình sản xuất, bao bì đóng gói,… Những yếu tố thuộc về môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng đều có ảnh hưởng đến độ ổn định của thuốc Vì vậy ngoài nhiệt độ và độ ẩm, độ ổn định của thuốc cần được nghiên cứu dưới điều kiện ánh sáng nhất định [40], [47], [80], [88], [105]

Đối với bất kỳ cơ chế nào, hằng số tốc độ phản ứng đều có thể được mô tả bởi phương trình tốc độ tổng quát như sau:

Sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng K được biểu diễn bởi phương trình Arrhenius như sau:

Tùy thuộc vào giá trị α, bậc của phản ứng phân hủy sẽ là bậc 0, bậc 1, bậc 2 hoặc bậc 3 Thường gặp nhất là phản ứng phân hủy bậc 0 và bậc 1

Phản ứng phân hủy bậc 0, vận tốc phản ứng không đổi và không phụ thuộc vào nồng độ các chất tham gia phản ứng, được biểu diễn theo phương trình sau:

K0: Hằng số tốc độ phản ứng; C: Nồng độ tại thời điểm t

C0: Nồng độ ban đầu; t: Thời gian để hàm lượng hoạt chất giảm từ C0 đến C Phản ứng phân hủy bậc 1, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ các chất phản ứng và được biểu diễn như sau:

C K

1 = 2,303log (1.16)

Đối với phản ứng bậc 1, đường biểu diễn logC theo t là đường thẳng và thời gian để hàm lượng thuốc giảm còn 90% so với hàm lượng ban đầu được tính theo phương trình:

1 1

90

1053 , 0 90 log 100 log

303

,

2

K K

Điều kiện nghiên cứu độ ổn định của thuốc

Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng trong nghiên cứu độ ổn định của thuốc được chọn tùy theo tính chất đặc điểm của thuốc và/ hoặc khí hậu của vùng lãnh thổ/ quốc gia nơi dự kiến thuốc sẽ được lưu hành [18], [45], [46], [47], [91], [101] Điều kiện bảo quản chung cho vùng khí hậu I và II:

Nghiên cứu Điều kiện bảo quản Khoảng thời gian tối thiểu

Dài hạn 25 ± 2 oC/ 60 ± 5% RH hoặc

30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH

12 tháng

Trung gian 30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH 6 tháng

Cấp tốc 40 ± 2 oC/ 75 ± 5% RH 6 tháng

Nếu nghiên cứu dài hạn được thực hiện ở 25 ± 2 oC/ 60 ± 5% RH và xảy ra sự thay đổi có ý nghĩa tại bất kỳ thời điểm nào trong suốt 6 tháng thử nghiệm ở điều kiện bảo quản cấp tốc thì thử nghiệm ở điều kiện trung gian được thực hiện và đánh giá Nếu 30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH là điều kiện dài hạn thì sẽ không có điều kiện trung gian

Điều kiện bảo quản chung cho những vùng khí hậu III và IV:

Nghiên cứu Điều kiện bảo quản Khoảng thời gian tối thiểu

Dài hạn 30 ± 2 oC/ 65 ± 5% RH 12 tháng

Cấp tốc 40 ± 2 oC/ 75 ± 5% RH 6 tháng