luận án công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc nghiên cứu bào chế và đánh giá sinh khả dụng viên nén metformin giải phóng kéo dài

Kha ́ i niê ̣m và thành phần cơ bản a, Khái niệm Là một hệ phân phối thuốc sử dụng áp suất thẩm thấu làm động lực để giải phóng dược chất, với việc sử dụng màng bán thấm để kiểm soát

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đái tháo đường là mô ̣t bê ̣nh ma ̣n tính gây ra do sự thiếu hu ̣t tương đối hoă ̣c tuyê ̣t đối insulin, dẫn đến rối loa ̣n chuyển hóa carbohydrat Bê ̣nh được

đă ̣c trưng bởi tình tra ̣ng tăng đường huyết ma ̣n tính và các rối loa ̣n chuyển hóa kèm theo Bê ̣nh đái tháo đường đang có xu hướng tăng lên ở nhiều nước trên thế giới, ở Viê ̣t Nam, đây là mô ̣t căn bê ̣nh thường gă ̣p (1 - 2,5 % dân số) và có tỷ lê ̣ tử vong cao nhất trong các bê ̣nh nô ̣i tiết, bê ̣nh cần điều tri ̣ kéo dài và liên tu ̣c [2]

Có nhiều nhóm thuốc điều tri ̣ đái tháo đường, trong đó metformin là thuốc điển hình trong điều trị bệnh đái tháo đường typ 2 Tuy nhiên, thuốc có thời gian bán thải ngắn (từ 2 đến 6 giờ) nên nếu dùng dạng thuốc qui ước phải uống nhiều lần trong ngày gây nhiều phiền phức cho bệnh nhân và hiệu quả điều trị không cao Metformin hấp thu chậm và không hoàn toàn qua đường tiêu hoá (sinh khả dụng theo đường uống với liều 500 mg vào khoảng 50 – 60

%) Với liều dùng cao và tác dụng không mong muốn của thuốc trên đường tiêu hoá đòi hỏi bào chế dạng thuốc giải phóng kéo dài (GPKD) để duy trì nồng độ thuốc trong máu, giảm số lần dùng thuốc và cải thiện khả năng tuân thủ của người bệnh Mặt khác, do đặc tính hoá lý tương đối đặc biệt (thuộc phân nhóm sinh dược học thứ 3) nên việc sử dụng metformin là dược chất để nghiên cứu bào chế còn có giá trị khoa học Vì vậy, trong những năm qua, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu bào chế dạng thuốc GPKD chứa metformin

Ở nước ta, mô ̣t số đơn vi ̣ đã sản xuất thành công viên quy ước của metformin Tuy nhiên, da ̣ng thuốc GPKD vẫn chưa đươ ̣c nghiên cứu và phải nhâ ̣p khẩu cho nhu cầu điều tri ̣ Chính vì thế, viê ̣c nghiên cứu da ̣ng thuốc GPKD chứ a metformin, có chất lươ ̣ng tương đương sản phẩm nhâ ̣p ngoa ̣i, có

tính cấp thiết và ý nghĩa đối với khoa ho ̣c bào chế Xuất phát từ thực tiễn trên,

đề tài: “Nghiên cứu bào chế và đánh giá sinh khả dụng viên nén metformin giải phóng kéo dài” đặt ra các mu ̣c tiêu sau:

1 Bào chế được viên metformin 500 mg giải phóng kéo dài 12 giờ

2 Xây dựng được tiêu chuẩn chất lượng và bước đầu đánh giá độ ổn

định của viên nghiên cứu

3 Đánh giá được sinh khả dụng viên nghiên cứu trên chó thực nghiệm

Để thực hiê ̣n 3 mu ̣c tiêu đề ra, đề tài luâ ̣n án thực hiện các nô ̣i dung sau:

1 Xây dư ̣ng công thức bào chế viên metformin 500 mg giải phóng kéo dài

12 giờ

2 Xây dư ̣ng qui trình bào chế viên metformin 500 mg giải phóng kéo dài ở qui mô pilot

3 Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và đánh giá độ ổn định của viên metformin

500 mg giải phóng kéo dài

4 Xây dựng và thẩm định phương pháp HPLC để định lượng metformin trong huyết tương chó

5 Đa ́ nh giá sinh khả dụng viên metformin 500 mg giải phóng kéo dài trên chó thực nghiệm, so sánh với viên đối chiếu Glucophage XR

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 METFORMIN HYDROCLORID

1.1.1 Cấu trúc hóa học

(Nguồn: Bộ Y tế (2009) [3])

Công thức phân tử: C4H11N5.HCl

Khối lượng phân tử: 165,6

Tên khoa học: 1,1 – dimethylbiguanid monohydroclorid

Điểm chảy: Từ 222 0C đến 226 0C [3]

1.1.2 Tính chất lý hóa và đặc tính sinh dươ ̣c học

Metformin hydroclorid (MH) ở dạng tinh thể màu trắng, dễ tan trong nước, ít tan trong ethanol và thực tế không tan trong aceton, ether và diclorometan [3] Theo bảng phân loại đặc tính sinh dược học (BCS), MH thuộc phân nhóm thứ III, vì thuốc có độ tan trong nước cao, tính thấm qua

màng thấp, hệ số log P là - 1,43 trong môi trường n-octanol và đệm pH 7,4

và hệ số thấm của MH là 5,5 x 10-6 cm/s tại pH 7,4 thấp hơn nhiều so với các thuốc thuộc nhóm BCS I [66]

DĐVN IV sử dụng phương pháp đo quang tại bước sóng 232 nm để định lượng MH trong viên [3] Một số tác giả sử dụng phương pháp đo quang tại các bước sóng λmax từ 230 nm đến 236 nm để định lượng MH trong các nghiên cứu bào chế viên MH GPKD [14], [63], [73]

1.1.4 Dược động học

1.1.4.1 Hấp thu

MH hấp thu chậm và không hoàn toàn trên đường tiêu hóa, vị trí hấp thu chính là tại ruột non [97] Việc sử dụng thuốc với liều 2,5 g/ngày được chia làm 3 lần uống cùng bữa ăn có thể hạn chế tối đa các tác dụng không mong muốn của thuốc trên đường tiêu hóa như buồn nôn, khó chịu và tiêu chảy [4]

SKD theo đường uống của viên nén quy ước có chứa 500 mg MH vào khoảng 50 – 60 % và nồng độ tối đa đạt được trong máu sau 2,5 giờ [97] Sau khi uống MH với liều từ 500 - 1500 mg, nồng độ tối đa của thuốc trong huyết tương khoảng 400 – 3000 ng/ml và thức ăn lại làm giảm khả năng hấp thu của thuốc Mức đô ̣ hấp thu thuốc giảm khi tăng nhu động ruột [96]

1.1.4.2 Phân bố

Metformin liên kết vớ i protein không đáng kể nên có thể tích phân bố rất cao (300 đến 1000 lít sau khi dùng liều đơn) Tra ̣ng thái ổn đi ̣nh đa ̣t được trong mô ̣t hoă ̣c hai ngày [4] Nồng độ metformin đạt cao nhất trong ống tiêu

hóa, nồng độ metformin tại thận, gan, tuyến nước bọt cao khoảng gấp đôi nồng độ trong huyết tương Chưa có nghiên cứu nào khẳng định việc metformin có qua được hàng rào máu não, rau thai hay có bài tiết qua tuyến sữa hay không

1.1.4.3 Chuyển ho ́a và thải trừ

Metformin không bị chuyển hóa qua gan và không bài tiết qua mật Sau khi uống, khoảng 90 % lượng MH hấp thu đươ ̣c thải trừ qua thận trong vòng

24 giờ ở dạng không chuyển hóa Thuốc bị tích lũy trong trường hợp suy giảm chức năng thận Độ thanh thải MH qua thận giảm ở người bệnh suy thận

và người cao tuổi [4] Thời gian bán thải của thuốc t1/2 là 2 - 6 h [97]

1.1.5 Tác dụng và cơ chế tác dụng

Trong điều trị bệnh đái tháo đường typ 2, ngoài tác dụng làm giảm đường huyết MH còn có thêm nhiều tác dụng tốt đối với tình trạng kháng insulin đi kèm với béo phì, rối loạn lipid máu, tăng huyết áp, tăng nguy cơ đông máu, cu ̣ thể:

+ Tác dụng giảm đường máu

MH có tác dụng làm giảm sản xuất glucose trong máu và làm tăng insulin – gián tiếp làm giảm glucose bằng cách tăng hấp thu glucose ở phần xương, bắp thịt và mô mỡ [53] MH ngăn cản sự hô hấp oxy của các ty lạp thể trong gan để ngăn cản sự tổng hợp glucose, cơ chế tác dụng chính của thuốc

là làm giảm sản xuất glucose ở gan

MH làm giảm HbA1C khoảng 1,5 % - 2,0 %, giảm đường huyết lúc đói

60 - 80 mg/dl [29] Mức độ giảm đường huyết của MH phụ thuộc vào nồng

độ đường huyết trước khi điều trị [29]

Trên tế bào nhạy cảm với insulin, MH gián tiếp làm tăng sự hấp thu glucose Hơn nữa, MH cải thiện sự nhạy cảm của insulin bằng cách làm giảm quá trình oxy hóa của các acid béo tự do là tác nhân gây kháng insulin ở bệnh nhân đái tháo đường typ 2 đi kèm béo phì [53]

+ Không gây tăng cân: MH gây giảm cân hoặc không ảnh hưởng đến

cân nặng của bệnh nhân [60], [65] MH có tác dụng làm giảm tổng lượng mỡ

(đặc biệt là mỡ nội tạng) và phân bố lại mỡ trong cơ thể [53], [87]

+ Không gây tai biến hạ đường máu: MH không ảnh hưởng trực tiếp

đến việc tiết insulin của tế bào beta đảo tụy nên rất hiếm khi xảy ra hạ đường

huyết ở bệnh nhân điều trị đơn độc bằng MH [4], [51]

+ Tác dụng trên chuyển hóa lipid: MH có tác dụng làm giảm

triglycerid (khoảng 15 – 20 %) [24], [38], giảm cholesterol toàn phần và giảm

LDL cholesterol [24], làm tăng HDL cholesterol (khoảng 2 %) [24], [87]

+ Tác dụng hạ huyết áp [29]

+ Giảm các biến chứng trên mạch máu lớn: MH là thuốc duy nhất

trong số các thuốc điều trị đái tháo đường đã được chứng minh là làm giảm

các biến chứng trên mạch máu lớn [38]

+ Tác dụng bảo vệ tế bào beta đảo tụy: MH có tác dụng bảo vệ tế bào

beta của tiểu đảo tụy khỏi quá trình gây độc tế bào bởi acid béo tự do Kết quả làm giảm sự thu nhận glucose tại gan và rối loạn chuyển hóa glucose MH có tác dụng trong việc điều hòa chuyển hóa lipid, làm giảm nồng độ acid béo tự

do trong máu nên có tác dụng ngăn cản quá trình gây độc tế bào này [87]

1.1.6 Chỉ định

Metformin được chỉ định cho bệnh nhân đái tháo đường typ 2 (không phụ thuộc insulin), dùng đơn độc hoặc phối hợp với các thuốc uống chống đái tháo đường khác như nhóm sulfonylurea [39], [45] hoặc insulin Metformin là thuốc được lựa chọn đầu tiên trong điều trị đái tháo đường typ 2, đặc biệt ở bệnh nhân thừa cân, béo phì Theo FDA Mỹ, chế phẩm metformin (Glucophage®) được chỉ định cho trẻ em và bệnh nhân mắc hội chứng buồng trứng đa nang [60]

1.1.7 Chống chỉ định

+ Phụ nữ có thai, suy gan thận và suy hô hấp

+ Nhiễm khuẩn nặng, nhiễm khuẩn huyết

+ Hoại tử, nghiện rượu, thiếu dinh dưỡng,

1.1.8 Tác dụng không mong muốn

+ Tiêu hóa: Chán ăn, nôn, ỉa chảy, dùng kéo dài gây đắng miệng, + Da: Ban, mày đay, nhạy cảm với ánh sáng,

+ Chuyển hóa: Giảm nồng độ vitamin B12, nhiễm acid lactic,

+ Huyết học: Thiếu máu bất sản, thiếu máu tan huyết, suy tủy [4]

1.1.9 Liều dùng

+ Với dạng viên quy ước: 500 mg hoặc 850 mg x 2 lần/ngày, tăng liều

thêm 1 viên/ngày, mỗi tuần tăng một lần đến khi liều tối đa là 2500 mg/ngày

+ Với dạng viên GPKD: 500 mg x 1 lần/ngày, tăng khoảng 500 mg mỗi tuần đến tối đa 2000 mg x 1 lần/ngày Có thể 1000 mg x 2 lần/ngày nếu không đạt kiểm soát với liều 2000 mg [4]

1.1.10 Một số biệt dược giải phóng kéo dài chứa metformin hydroclorid

Hiê ̣n nay, trên thi ̣ trường có nhiều biê ̣t dược của MH, bảng 1.1 liê ̣t kê

mô ̣t số biê ̣t dươ ̣c da ̣ng thuốc GPKD chứa MH

Bảng 1.1 Một số biê ̣t dược giải phóng kéo dài chứa metformin hydroclorid

Tên biê ̣t dươ ̣c Nhà sản xuất Hàm lượng

(mg)

Dạng bào chế

Glucophage XR® Merck Sante 500

Viên nén dạng cốt

Glumetza® Depomed, Inc 500, 1000

Panfor SR Mega lifesciences

Torbeta SR Torrent, Inc 500

Fortamet® Shionogi Pharma, Inc 500, 1000 Viên thẩm thấu

Như vậy, viên metformin GPKD đã được một số công ty nước ngoài sản xuất với hàm lượng chủ yếu là 500 mg Trong đó, viên nén dạng cốt là lựa chọn của hầu hết các hãng vì đơn giản và dễ bào chế Bên cạnh đó, dạng viên

thẩm thấu cũng được ứng dụng để bào chế viên metformin GPKD

1.2 THUỐC GIẢI PHÓNG KÉO DÀI

1.2.1 Khái niệm về thuốc giải phóng kéo dài

Thuốc giải phóng kéo dài là các chế phẩm có khả năng giải phóng dược chất liên tục theo thời gian để duy trì nồng độ thuốc trong máu trong phạm vi điều trị trong khoảng thời gian dài, nhằm nâng cao hiệu quả điều trị, giảm bớt tác dụng phụ, giảm số lần dùng thuốc cho người bệnh [1]

(MTC: nồng độ tối thiểu gây độc, MEC: nồng độ tối thiểu có tác dụng)

Hình 1.1: Đồ thị nồng độ dược chất trong máu theo thời gian của dạng viên

giải phóng kéo dài so với dạng viên quy ước

1 Dạng quy ước 3 Dạng giải phóng nhắc lại

2 Dạng GPKD 4 Dạng giải phóng có kiểm soát

(Nguồn: Bộ môn Bào chế (2006) [1])

1.2.2 Thuốc giải phóng kéo dài da ̣ng cốt thân nước

Hệ cốt thân nước hiê ̣n nay được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm do có nhiều ưu điểm như: Dễ bào chế, có thể dùng được với nhiều loại TD và dễ dàng nâng qui mô

1.2.2.1 Mô ̣t số tá dược hay dùng để tạo cốt thân nước

Với cốt thân nước, nguyên liệu tạo cốt là các TD có phân tử lượng lớn, trương nở và hoà tan trong nước [84] bao gồm:

+ Các dẫn chất cellulose như: Methyl cellulose, hydroxy propyl methyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, hydroxy ethyl cellulose, NaCMC;

+ Các loa ̣i gôm hoă ̣c polysaccharid như: Natri alginat, gôm xanthan, chitosan, gôm guar, pectin, polyethylen oxyd

a, Ca ́ c ether cellulose

Mặc dù có rất nhiều loại polyme được sử dụng làm TD kiểm soát GPDC từ hệ cốt thân nước, song các dẫn chất cellulose, đặc biệt các ether cellulose, được dùng phổ biến nhất do sẵn có, an toàn và trương nở trong nước Các ether cellulose có tính chịu nén tốt nên đươ ̣c dùng trong phương pháp dập thẳng, thích hợp với đa số các dược chất, có thể kết hợp với dược chất theo tỷ lê ̣ lớn và không độc Trong đó, HPMC là một TD thân nước điển hình tạo cốt kiểm soát GPDC Các loa ̣i HPMC đươ ̣c sử du ̣ng để bào chế da ̣ng thuốc GPKD là HPMC E50LV, K100LV, K4MCR, K15MCR, K100MCR, E4MCR và E10MCR HPMC được dùng rộng rãi trong ngành dược vì nó không độc, tương đối rẻ, có các độ nhớt khác nhau nên phù hợp cho nhiều mục đích Độ nhớt thấp thường được dùng bao phim hay dung dịch, độ nhớt cao dùng làm TD dính của viên và làm TD kiểm soát giải phóng

Các loa ̣i ether cellulose không ion hóa được nghiên cứu trong viê ̣c ta ̣o cốt kiểm soát giải phóng do có đô ̣ nhớt cao như hydroxy propylcellulose và hydroxy ethylcellulose [84] Các ether cellulose ion hóa như NaCMC với đô ̣ nhớt thấp và trung bình cũng được phối hợp với các polyme không ion hóa khác [37] Tuy nhiên, nếu chỉ sử du ̣ng đơn thuần NaCMC, cốt không đủ khả năng hydrat hóa để ta ̣o nên cấu trúc gel khi tiếp xúc với môi trường hòa tan ở

pH thấp như pH 1,2

b, Ca ́ c polyethylen oxyd (PEO)

PEO là mô ̣t loa ̣i polymer tan trong nước không ion hóa có khối lượng phân tử vào khoảng 100.000 đến 7.000.000 Dalton Các PEO có khối lượng phân tử cao như WSR-250NF, WSR-1105NF, WSR N-12K NF, WSR N-60K

NF, WSR-301 NF, WSR-303 NF và WSR Coagulant NF Đó là các polyme cho tốc đô ̣ hydrat hóa nhanh nhất trong các polyme thân nước và phù hợp để làm châ ̣m quá trình GPDC [84] Tốc độ GPDC từ hệ cốt PEO cho thấy có phụ thuộc vào pH môi trường hoà tan [110]

c, Chitosan

Chitosan là polyme không độc, bị phân huỷ sinh học và được dùng rộng rãi trong ngành Dược Mặc dù, chitosan được sử dụng nhiều để kiểm soát GPDC nhưng khi dùng đơn độc có thể bị rã ở pH trung tính [80] Vì vậy, chitosan thường được phối hợp với các polyme anionic để tăng khả năng kiểm soát GPDC và làm giảm sự phụ thuộc pH môi trường [94]

d, Gôm xanthan

Tan tốt trong nước, bền vững trong khoảng nhiệt độ rộng và trong môi trường acid – base, không bị phá huỷ bởi enzym đường tiêu hoá Gôm xanthan là một polyme acid với 10 chuỗi saccarid, 2 phân tử đường, 2 phân tử mannose và 1 acid glucuronic theo tỷ lệ 2,8:2,0:2,0 [25] Trong hệ cốt, gôm xanthan được sử dụng làm TD dính và TD kiểm soát giải phóng Shaikh A và

cs (2011) [93] sử dụng gôm xanthan, gôm guar và κ-carrageenan để tạo cốt, kết quả cho thấy: κ-carrageenan có khả năng trương nở cao hơn và điều hoà tốc độ GPDC tốt hơn gôm xanthan Trong một nghiên cứu khác, Jackson C

và cs sử dụng gôm xanthan và ethylcellulose tạo hệ cốt giải phóng tại tá tràng Kết quả nghiên cứu cho thấy: Tốc độ GPDC giảm khi tăng nồng độ gôm xanthan trong viên và khi sử dụng với lượng lớn gôm xanthan cho khả năng duy trì GPDC tốt hơn khi phối hợp với ethylcellulose [48]

Để bào chế thành công một hệ cốt thân nước, cần lựa chọn polyme trương nở tạo thành lớp màng gel nhanh chóng đủ để ngăn sự tan rã của viên

và bảo vệ phần bên trong viên khỏi sự hòa tan trong giai đoạn đầu thấm nước

và pha hydrat hóa Để đạt được điều này, có thể sử dụng đơn thuần hoặc phối hợp các loại polyme khác nhau để thu được thời gian GPDC như mong muốn

1.2.2.2 Cơ chế gia ̉ i phóng dược chất từ hệ cốt thân nước

Trong cốt mòn dần, tốc độ GPDC phụ thuộc vào khả năng ăn mòn polyme trên bề mặt cốt, còn đối với cốt thân nước, việc tạo thành lớp gel và thời gian ta ̣o thành lớp gel quyết định lượng thuốc giải phóng Bề dày của lớp gel quyết định các kênh khuếch tán thuốc cũng như khoảng cách giữa lớp khuếch tán và lớp ăn mòn Sau khi uống, dược chất trong cốt được giải phóng qua các bước sau [1]:

- Cốt thấm nước và hoà tan lớp dược chất ở bề mặt cốt

- Polyme trương nở tạo thành hàng rào gel hoá kiểm soát quá trình GPDC

- Môi trường hoà tan khuếch tán qua lớp gel thấm vào trong cốt hoà tan dược chất và cốt

- Dung dịch dược chất khuếch tán qua lớp gel ra môi trường bên ngoài

Hình 1.2 Cơ chế giải phóng dược chất từ hệ cốt ăn mòn và cốt thân nước

a Cốt ăn mòn b Cốt thân nước

(Nguồn: Narasimharao R (2011) [64])

Khi quá trình trương nở tiếp tục thì lớp gel dày lên và làm giảm tốc độ GPDC Tuy nhiên, quá trình hydrat hóa tiếp tục xảy ra, polyme thoát ra từ bề mặt cốt và tăng tốc độ hòa tan Đối với các dược chất dễ tan có thể giải phóng theo cả cơ chế khuếch tán và ăn mòn nhưng còn đối với các dược chất ít tan

Dươ ̣c chất phân tán

trong cốt polyme

Dươ ̣c chất phân tán trong

cốt polyme

Dươ ̣c chất giải phóng

Dươ ̣c chất giải phóng

Lớp gel Lớp khuếch

tán

Lớp ăn mòn

Ăn mòn bề mă ̣t

thì ăn mòn la ̣i là cơ chế nổi bâ ̣t [78] Như vâ ̣y, để bào chế được hê ̣ kiểm soát GPDC thì quá trình hydrat hóa polyme và tốc đô ̣ hình thành lớp gel trên bề

mă ̣t càng nhanh càng tốt để ngăn cản sự GPDC

1.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng giải phóng dược chất

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ GPDC từ hệ cốt thân nước như: Khả năng hòa tan của dược chất, khả năng trương nở và ăn mòn polyme, đặc tính hòa tan hoặc khuếch tán hoặc phân bố của dược chất vào cốt polyme, tỷ

lệ các thành phần và hình dạng của hệ [19], [81] Độ nhớt và tính đàn hồi của polyme cũng ảnh hưởng đến việc GPDC [36]

* Ảnh hươ ̉ng của đặc tính dược chất

Đối với các dược chất rất ít tan (ví du ̣ < 0,01 mg/ml), được hòa tan châ ̣m và khuếch tán châ ̣m qua lớp gel Bên ca ̣nh đó, cơ chế giải phóng chính là sự ăn mòn qua bề mă ̣t của cốt hydrat hóa Trong trường hợp này viê ̣c kiểm soát ăn mòn cốt có thể đa ̣t được sự duy trì GPDC khi di chuyển qua đường tiêu hóa là rất khó Đối với các dược chất dễ tan sẽ được hòa tan trong lớp gel và khuếch tán ra ngoài môi trường Ngoài ra, quá trình giải phóng cũng chi ̣u ảnh hưởng của mô ̣t số yếu tố có liên quan như pH, mức đô ̣ và tốc đô ̣ ta ̣o gel, khả năng thấm nước vào bên trong lớp gel và các đă ̣c tính khác của gel Đối với các dược chất tan trong nước, có nhiều loại TD có thể sử dụng bào chế cốt thân nước như các loa ̣i HPMC có đô ̣ nhớt cao: HPMC K4M CR, K15M CR hoă ̣c K100M CR Còn đối với các dược chất ít tan, các HPMC có đô ̣ nhớt thấp K100 LV CR và E50 LV thường cho quá trình GPDC chủ yếu theo cơ chế ăn mòn

* Ảnh hươ ̉ng của tá dược trương nở

Một số đặc tính của TD trương nở đã được chứng minh có ảnh hưởng đến tốc độ GPDC như: Kích thước tiểu phân, khối lượng phân tử, độ nhớt, cấu trúc hoá học và nồng độ sử dụng Kích thước tiểu phân càng mi ̣n, tốc đô ̣ hydrat hóa polyme càng nhanh do đó viê ̣c kiểm soát GPDC sẽ tốt hơn [102]

Tốc đô ̣ GPDC giảm khi sử du ̣ng các loa ̣i HPMC [90] hoặc chitosan [94] có khối lươ ̣ng phân tử cao hơn Tuy nhiên, cũng có mô ̣t số nghiên cứu cho thấy không có sự khác biê ̣t về tốc đô ̣ GPDC khi sử du ̣ng các loa ̣i HPMC có khối lươ ̣ng phân tử khác nhau Các công thức viên cốt chứa HPMC có độ nhớt cao hoă ̣c sử du ̣ng với lượng lớn polyme (HPMC [55], [90], gôm xanthan [76], chitosan [94]) trong viên sẽ ta ̣o gel tốt hơn kết quả làm châ ̣m tốc đô ̣ khuếch tán và ăn mòn vì vâ ̣y làm châ ̣m tốc đô ̣ GPDC Tỷ lê ̣ các nhóm thế methoxyl và hydroxypropyl của HPMC cũng ảnh hưởng đến viê ̣c GPDC thông thường theo thứ tự HPMC E (hypromellose 2910) > K (hypromellose 2208) [74]

* Ảnh hưởng của ta ́ dược độn

Đối với các TD đô ̣n không tan trong nước và có khả năng trương nở kém như MCC đóng vai trò chính trong cấu trúc gel và thường làm giảm tốc

đô ̣ GPDC [55] Đối với các dược chất có đô ̣ tan cao hoă ̣c tan ít trong nước, dãy các thứ tự ảnh hưởng của TD đô ̣n đến tốc đô ̣ GPDC được xếp theo thứ tự giảm dần như sau: Lactose > MCC > tinh bô ̣t biến tính [57]

* Ảnh hươ ̉ng của tá dược điều chỉnh pH và giúp ổn đi ̣nh thuốc

Mức đô ̣ kiểm soát của vi môi trường pH phu ̣ thuô ̣c vào hằng số ion hóa và khả năng hòa tan của TD điều chỉnh Thông thường, pKa của acid cao hơn thì vi môi trường pH sẽ cao hơn Thêm vào đó, để kiểm soát vi môi trường

pH, polyme điều chỉnh pH cũng có thể làm thay đổi lớp gel, tốc đô ̣ ăn mòn cốt và ảnh hưởng đến tốc đô ̣ GPDC [99] Viê ̣c phối hợp cả hai da ̣ng trên cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình giải phóng không phu ̣ thuô ̣c vào pH

Tốc đô ̣ GPDC từ hê ̣ thường phu ̣ thuô ̣c vào đă ̣c tính của dược chất và

TD điều chỉnh pH cũng như tỷ lê ̣ của dươ ̣c chất với TD điều chỉnh pH [99] Trong hê ̣ cốt, viê ̣c thêm vào mô ̣t TD khối lượng phân tử nhỏ điều chỉnh pH (như acid tartric hoă ̣c acid citric) có thể hòa tan trong nước dẫn đến viê ̣c ta ̣o thành lớp gel nhanh hơn và có mô ̣t giới ha ̣n thay đổi pH trong lớp gel

Tá dươ ̣c điều chỉnh pH cũng được sử du ̣ng để ta ̣o ra sự ổn đi ̣nh cho các thành phần trong hê ̣ cốt Ví du ̣: Bupropion HCl là mô ̣t thuốc có tác du ̣ng giảm đau và bi ̣ phân hủy trong môi trường base, để bào chế da ̣ng thuốc GPKD, viê ̣c sử du ̣ng acid yếu hoă ̣c muối của acid ma ̣nh (acid tartric, citric, ascorbic, L-cystein HCl và glycin HCl) có thể ta ̣o ra sự ổn đi ̣nh cho dược chất vì cung cấp môi trường acid xung quanh dược chất nên ngăn cản được sự phân hủy [86]

* Ảnh hươ ̉ng của muối và các chất điê ̣n phân

Thông thường, khi nồng đô ̣ của ion trong dung di ̣ch polyme tăng, khả năng hòa tan và hydrat hóa giảm Các ion ảnh hưởng đến khả năng hydrat hóa polyme ở nhiều mức đô ̣ khác nhau Tính nha ̣y cảm của các cellulose ether đối với ion ảnh hưởng theo thứ tự hòa tan của các ion (clorid < tartarat < phosphat và kali < natri) [61] Sự thay đổi tra ̣ng thái hydrat hóa của polyme trong dung

di ̣ch đươ ̣c cho là chi ̣u ảnh hưởng bởi đô ̣ nhớt của môi trường hòa tan [90] Ở mức ion thấp, sự hydrat hóa polyme không bi ̣ ảnh hưởng nhưng ở mức ion hóa cao làm ngăn cản việc tạo thành lớp gel Mức đô ̣ ảnh hưởng phu ̣ thuô ̣c vào loa ̣i polyme và tính tan của các ion Ảnh hưởng của chất điê ̣n phân hay muối chỉ quan tro ̣ng trong trường hợp sử du ̣ng nồng đô ̣ lớn và phu ̣ thuô ̣c vào thành phần của môi trường hòa tan [50]

* Ảnh hưởng của quá trình ba ̀ o chế

Ảnh hưởng của lực nén đến quá trình GPDC từ hê ̣ cốt thân nước hầu như không đáng kể khi các viên được bào chế với mô ̣t mức tối ưu các polyme [102] Lực nén ảnh hưởng đến viê ̣c ta ̣o thành các lỗ xốp trên bề mă ̣t viên Tuy nhiên, các lỗ xốp của cốt hydrat hóa phu ̣ thuô ̣c vào đô ̣ xốp ban đầu thì lực nén cho thấy ít ảnh hưởng đến tốc đô ̣ GPDC Tốc đô ̣ dâ ̣p viên được báo cáo tỷ lê ̣ nghi ̣ch với sức căng bề mă ̣t của viên [67]

* Ảnh hươ ̉ng của đặc tính dạng thuốc

Mức đô ̣ thay đổi hình da ̣ng và kích thước viên nén có thể ảnh hưởng đến diê ̣n tích bề mă ̣t và quá trình GPDC từ cốt HPMC Các viên chứa HPMC

có kích thước và hình da ̣ng khác nhau nhưng có cùng mô ̣t hằng số tỷ lê ̣ diê ̣n tích bề mă ̣t cốt/thể tích sẽ cho quá trình GPDC tương tự nhau [82]

1.2.3 Hệ thẩm thấu dùng đường uống (Oral osmotically driven systems)

1.2.3.1 Kha ́ i niê ̣m và thành phần cơ bản

a, Khái niệm

Là một hệ phân phối thuốc sử dụng áp suất thẩm thấu làm động lực để

giải phóng dược chất, với việc sử dụng màng bán thấm để kiểm soát lượng nước đi vào từ đó kiểm soát áp suất thủy động được tạo ra bên trong và do đó kiểm soát được dược chất giải phóng [43]

b, Thành phần cơ bản

Hệ thẩm thấu gồm 2 phần cơ bản: Viên nhân và màng bao

* Thành phần viên nhân

+ Dược chất: Có thời gian bán thải ngắn, được dùng để điều trị các

bệnh mạn tính như diazepam hydroclorid, carbamazepin,…dạng bào chế này phù hợp với cả các dược chất dễ tan và ít tan [43]

+ Tá dược tạo áp suất thẩm thấu: Được sử dụng để duy trì gradient áp

suất qua màng Thường là các muối vô cơ như natri clorid, kali clorid, muối sulfat của natri, kali, lithi hoặc muối carbohydrat, các loại đường như glucose, sorbitol, saccarose [43]

+ Tá dược trương nở: Thường phối hợp với TD thẩm thấu để đạt được

động học giải phóng theo mong muốn Trong hệ thẩm thấu 2 lớp thì TD trương nở thường được thêm vào lớp đẩy để duy trì áp suất trong viên đảm bảo quá trình giải phóng theo động học bậc 0 TD trương nở được sử dụng như tinh bột biến tính, crosscarmelose, cellulose vi tinh thể, Carbopol, HPMC, NaCMC,…[28],[43]

+ Tá dược trơn: Để tăng độ trơn chảy cho hạt và chống dính trong quá

trình dập viên, quá trình bao như: Magnesi steatrat, titan dioxid, aerosil,

talc,

+ Tá dược tạo kênh: Có khả năng kéo nước vào hệ thống lỗ xốp của hệ,

có thể trương nở hoặc không trương nở tự nhiên, có khả năng chịu được sự thấm hút tự nhiên của nước Chức năng của TD tạo kênh là mang nước đến bề mặt trong của viên nhân nhằm tạo ra các kênh hay các nguồn để tăng diện tích

bề mặt, thường được sử dụng là: Silic dioxid, kaolin, titan dioxid, NaLS,

polyvinyl pyrrolidon phân tử thấp, m-pyrol, bentonit, [43]

* Thành phần màng bao

+ Màng bán thấm: Các polyme hay được sử dụng như: Cellulose

acetat, cellulose acetat butyrat, cellulose triacetat, Màng này chỉ cho nước đi qua mà không cho dung dịch dược chất thấm ra ngoài môi trường [43]

+ Tá dược tạo lỗ xốp: Thường được sử dụng trong hệ thẩm thấu chứa

dược chất ít tan, trong hệ thẩm thấu tự tạo lỗ xốp hoặc hệ nhiều bơm thẩm thấu Trong môi trường hòa tan, hệ thống vi lỗ xốp được tạo ra trên bề mặt màng bao cho phép dược chất và các thành phần khác đi qua Một số TD tạo

lỗ xốp hay được sử dụng có muối kiềm như natri clorid, natri bromid, kali clorid, kali sulfat, kali phosphat; muối kiềm thổ như calci clorid, calci nitrat; carbohydrat như mannitol, fructose, lactose, sorbitol; các diol hay polyol [43]

+ Dung môi bao: Thường sử dụng đơn thuần các dung môi hữu cơ như

methylen clorid, aceton, methanol, ethanol, isopropyl alcol, butyl alcol, ethyl acetat, cyclohexan hay hỗn hợp dung môi như hỗn hợp aceton – nước, aceton – ethanol, aceton – methanol, methylen clorid – methanol, methylen clorid – methanol – nước, [43]

+ Chất hóa dẻo: Tạo độ dẻo dai cho màng, tránh hiện tượng nứt vỡ

màng bao do dung môi bay hơi gây tăng sức căng bề mặt, đồng thời tăng khả năng bám dính của màng bao và nhân bao Tỷ lệ chất hóa dẻo có thể thay đổi

từ 1 – 50 % so với các chất rắn trong công thức bao [1], [43] Một số chất hóa dẻo hay được dùng trong bao màng bán thấm như: Các loại polyethylen

glycol, ethylen glycol monoacetat và diacetat cho màng có độ thấm thấp, triethyl citrat, diethyl tartarat hoặc diacetin cho màng có độ thấm cao

1.2.3.2 Nguyên tắc giải phóng dược chất

Dược chất được bào chế thành viên sau đó bao ngoài viên một màng bán thấm có miệng GPDC [1] Quá trình GPDC từ hệ qua 3 bước như sau:

- Nước từ môi trường ngoài thấm qua màng bao vào viên

- Nước hòa tan dược chất và TD tạo áp suất lớn trong khoang màng bao

- Dung dịch dược chất được đẩy ra môi trường bên ngoài qua miệng giải phóng đến khi đạt được sự cân bằng áp suất ngoài và trong viên [1] Mô

hình hệ bơm thẩm thấu được thể hiện ở hình 1.3

Hình 1.3 Mô hình hệ bơm thẩm thấu quy ước

(Nguồn: Bộ môn Bào chế (2006) [1])

1.2.3.3 Ưu – nhược điểm của bơm thẩm thấu

- Có thể gây kích thích hay gây loét đường tiêu hóa do sự GPDC dưới dạng dung dịch bão hòa [43]

1.2.3.4 Phân loại

Có thể phân loại các hệ thẩm thấu dùng đường uống dựa trên tính chất

của viên nhân [43]

- Viên nhân một lớp:

Bơm thẩm thấu quy ước (elementary osmotic pumps)

Bơm thẩm thấu đơn thành phần (single–composition osmotic pumps) Bơm thẩm thấu tự tạo lỗ xốp (controlled–porosity osmotics pumps) Bơm thẩm thấu tự nhũ hóa (self – emulsified osmotics pumps)

- Viên nhân nhiều lớp:

Bơm thẩm thấu đẩy – kéo (push – pull osmotics pumps)

Bơm thẩm thấu đẩy – dính (push – stick osmotics pumps)

Ngoài ra, còn có thêm dạng bơm thẩm thấu kép kiểu sandwich (Sanwiched osmotic tablets), viên thẩm thấu trương nở (Swellable elementary osmotic pump) [28], hệ thẩm thấu đồng nhất (monolithic osmotic system) Hiện nay, còn có thêm dạng viên nang thẩm thấu (capsule – based osmotics pumps) [72],[95]

1.2.3.5 Phương pháp bào chế

+ Bào chế viên nhân: Có thể sử dụng phương pháp xát hạt ướt [68] hay

phương pháp dập thẳng Kiểm soát thành phần, tỷ lệ các TD, thời gian nhào trộn, thời gian xát hạt, nhiệt độ sấy,…

+ Bao màng bán thấm: Có thể sử dụng phương pháp bao film, bao

nhúng, bao dập Với phương pháp bao film có thể sử dụng nồi bao truyền thống hoặc thiết bị bao tầng sôi Trong quá trình bao, kiểm soát thành phần màng bao, khối lượng màng bao, các thông số của quá trình bao (tốc độ phun dịch, thời gian bao, nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ đầu ra, xử lý bụi,…) [1]

+ Tạo miệng giải phóng: Có thể sử dụng máy khoan cơ học, thay đổi

cấu trúc chày hoặc sử dụng máy khoan laser hoặc sử dụng TD tạo lỗ xốp Với dạng thẩm thấu kéo đẩy miệng giải phóng thường được tạo bằng máy khoan laser Việc sử dụng khoan laser có ưu điểm là dễ dàng kiểm soát đường kính miệng giải phóng và dễ tiến hành trên quy mô lớn hơn [72]

1.2.3.6 Vài nét về bơm thẩm thấu quy ước (elementary osmotic pumps)

Dạng bào chế này được phát triển bởi Theeuwes năm 1974, sau đó được phát triển thành hệ bơm Higuchi – Theeuwes với việc sử dụng dược chất làm TD thẩm thấu Bào chế viên nhân bằng phương pháp thích hợp, bao màng bán thấm (cellulose acetat, PVC,…) và khoan miệng giải phóng trên bề mặt viên bao (hình 1.3) Sự GPDC được kiểm soát bởi lượng môi trường qua màng bán thấm và dược chất giải phóng qua miệng [43],[72] Tốc độ nước qua màng bán thấm được tính toán theo công thức:

)

h

k A dt

(Nguồn: Gupta B.P et al., (2010) [43])

Trong đó: dV/dt: Tốc độ nước qua màng bán thấm, k: Khả năng thấm của màng, A: Diện tích bề mặt màng, h: Độ dày màng, ∆π, ∆p: Chênh lệch áp suất thẩm thấu và áp suất thủy động trong và ngoài màng Khi đường kính miệng giải phóng đủ rộng thì sự chênh lệch áp suất thủy động trong và ngoài màng không đáng kể ∆p→0 thì công thức trên trở thành:

dV

(Nguồn: Gupta B.P et al., (2010) [43])

Tốc độ dược chất giải phóng được tính theo công thức:

s

C dt

dV dt

dM  

(Nguồn: Gupta B.P et al., (2010) [43])

Trong đó: dV/dt: Tốc độ nước đi vào viên, Cs: Nồng độ dược chất

1.2.4 Mô ̣t số nghiên cứu bào chế viên metformin giải phóng kéo dài

1.2.4.1 Nghiên cư ́ u bào chế viên metformin giải phóng kéo dài dạng cốt

Viê ̣c nghiên cứu ảnh hưởng của TD đến tốc đô ̣ GPDC sẽ giúp lựa cho ̣n đươ ̣c loa ̣i và tỷ lê ̣ TD phù hợp với dược chất, cũng như xác đi ̣nh được phương pháp bào chế để thu được thời gian duy trì GPDC như mong muốn

* Nghiên cư ́ u ảnh hưởng của tá dược đến tốc độ giải phóng metformin

Trong các TD tạo cốt, các polyme thân nước được sử dụng khá rộng rãi trong nghiên cứu bào chế viên MH GPKD Ngoài ra, một số polyme sơ nước bào chế hệ cốt ăn mòn cũng được nghiên cứu áp dụng với viên MH GPKD

- Hydroxy propylmethyl cellulose (HPMC)

HPMC là TD thân nước được sử du ̣ng rô ̣ng rãi cho thuốc GPKD vì có khả năng hydrat hóa nhanh, chi ̣u nén tốt và là yếu tố ta ̣o gel với các ưu điểm dễ sử du ̣ng, sẵn có và đô ̣c tính thấp

Senthilkumar DRK.L và cs (2011) [91] đã bào chế viên nén MH GPKD vớ i TD dính là PVP K30, TD kiểm soát tốc đô ̣ giải phóng là HPMC K15M và K100M Kết quả nghiên cứu cho thấy: Khi tăng nồng đô ̣ HPMC K100M và K15M làm kéo dài quá trình GPDC Điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu khác như: Lê Duy Hưng (2009) [10], Amish D.A (2011) [18], Rajendran N.N và cs (2011) [75] Việc sử du ̣ng đơn đô ̣c HPMC K15M làm

TD kiểm soát cũng đươ ̣c sử dụng trong nghiên cứu của Mandal U và cs

(2007) [59] và Jadhav C.M và cs (2012) [49] Kết quả nghiên cứu cho thấy: Tốc độ giải phóng MH đến 8 giờ có xu hướng giảm khi tăng nồng đô ̣ HPMC K15M Narasimharao R và cs (2011) [64] đánh giá ảnh hưởng của các HPMC có đô ̣ nhớt khác nhau đến tốc đô ̣ GPDC cho thấy tốc đô ̣ giải phóng

MH phụ thuô ̣c vào đô ̣ nhớt của HPMC Tốc đô ̣ giải phóng MH xếp theo thứ tự giảm dần như sau: HPMC K15M > K100M > K200M Chandria M và cs (2010) [31] đã bào chế viên MH GPKD sử du ̣ng đồng thời HPMC K100M và Carbopol 71G, kết quả cho thấy: Đô ̣ nhớt cao của polyme tăng thì tốc độ

GPDC giảm Như vậy, HPMC được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu bào

chế viên nén MH GPKD dạng cốt Loại và tỷ lệ HPMC trong cốt cho thấy đều ảnh hưởng đến tốc độ GPDC Trong đó, HPMC có độ nhớt càng cao hoặc sử dụng với lượng lớn cho tốc độ GPDC càng chậm (do viê ̣c hình thành lớp gel và pha hydrat hóa xảy ra nhanh nên cản trở sự GPDC) [92]

- Eudragit

Ngoài HPMC, mô ̣t số polyme thân nước khác như Eudragit (RLPO, RSPO, NE30D,…) cũng được sử du ̣ng Các loa ̣i methacrylic (Eudragit) khác nhau cho thấy những ưu điểm riêng biê ̣t vì chúng có đô ̣ bền vâ ̣t lý cao và khả năng chi ̣u nén tốt Eudragit RLPO và RSPO là các polyme có đô ̣ tan không phu ̣ thuô ̣c pH trên đường tiêu hóa, có khả năng thấm nước như các TD trương nở và ảnh hưởng đến tốc độ GPDC theo cơ chế khuếch tán

Viên nén MH GPKD được Wadher K.J và cs (2011) [103] bào chế

bằng phương pháp dâ ̣p thẳng sử du ̣ng Eudragit RLPO và RSPO ở da ̣ng đơn thuần hoă ̣c ở da ̣ng phối hợp với polyme sơ nước là ethylcellulose Kết quả cho thấy: Khi sử du ̣ng đơn thuần Eudragit RLPO và RSPO làm yếu tố kiểm soát giải phóng không đa ̣t đươ ̣c sự duy trì GPDC như mong muốn Điều này có thể do Eudragit có nhiều nhóm amoni và có tính thấm tốt Khi tiếp xúc với môi trường hòa tan, phân tử nước xâm nhâ ̣p vào giữa các cầu nối của Eudragit Sau khi xâm nhâ ̣p vào chuỗi polyme kích thước các phân tử polyme tăng lên do viê ̣c hút nước làm trương nở Tốc đô ̣ GPDC giảm khi tăng lượng ethylcellulose và giảm lươ ̣ng Eudragit trong viên Viê ̣c thêm ethylcellulose làm tăng gấp đôi thời gian GPDC (12 giờ), vì ethylcellulose là polyme ki ̣ nước có tác du ̣ng ngăn cản sự xâm nhâ ̣p của nước vào viên Wadher K.J và

cs (2011) [104] đã phối hơ ̣p giữa mô ̣t polyme phu ̣ thuô ̣c pH và polyme không phu ̣ thuộc pH để kiểm soát tốc đô ̣ GPDC Khi sử du ̣ng Eudragit RLPO là polyme duy nhất trong viên thì quá trình GPDC xảy ra hoàn toàn trong 2 giờ đầu Viê ̣c phối hợp các Eudragit với tỷ lê ̣ khác nhau cho thấy: Viên chứa

hỗn hơ ̣p S100/RLPO và S100/RSPO có thể duy trì được quá trình GPDC tốt hơn các hỗn hợp L100/RLPO và L100/RSPO Roy H và cs (2013) [85] nghiên cứu ảnh hưởng của các polyacrylat đến tốc độ giải phóng MH cho thấy: Viên có chứa Eudragit RS100 kéo dài thời gian GPDC hơn so với Eudragit RL100

- Một số tá dược khác

Chandan G và cs (2013) [30] sử du ̣ng chitosan là mô ̣t polyme sinh ho ̣c và HPMCP là mô ̣t polyme không tan trong da ̣ dày nhưng trương nở và tan rã nhanh ở đoa ̣n đầu ruô ̣t non (pH > 5) làm TD ta ̣o cốt Các công thức viên được bào chế bằng cách giảm dần nồng đô ̣ chitosan và HPMCP (35 đến 5 mg) để tối ưu hóa quá trình GPDC Quá trình giải phóng và đô ̣ng ho ̣c giải phóng phu ̣ thuô ̣c vào cấu trúc và tỷ lê ̣ của các polyme Với tỷ lê ̣ cao các polyme trong viên sẽ làm giảm khả năng hòa tan của dược chất, cản trở quá trình hòa tan và

ăn mòn Nanjwade B.K và cs (2011) [63] sử du ̣ng đồng thời cả acid stearic

(SA) và PEO để tạo cốt Tốc đô ̣ GPDC giảm khi nồng đô ̣ PEO tăng, điều này chứng tỏ khi lượng polyme thân nước trong cốt tăng sẽ làm tăng tốc đô ̣ trương nở polyme và làm tăng bề dày của lớp màng này nên ngăn cản sự GPDC Việc tăng nồng đô ̣ polyme không chỉ làm tăng đô ̣ nhớt của gel mà còn làm giảm tốc đô ̣ hòa tan vì vâ ̣y làm giảm tốc đô ̣ GPDC [58] Tốc đô ̣ GPDC giảm khi tăng lượng SA trong cốt nên làm châ ̣m quá trình xâm nhâ ̣p của môi trường hòa tan vào cốt Hơn nữa, sự xâm nhâ ̣p của môi trường hòa tan có thể

bi ̣ cản trở bởi lớp vỏ sơ nước của SA xung quanh dược chất dẫn đến làm giảm

tốc đô ̣ GPDC Wadher K.J và cs (2010) [105] bào chế thuốc GPKD của MH

sử du ̣ng các sáp thân lipid như: Dầu thầu dầu hydrogen hóa, SA và glyceryl

monostearat đơn thuần hoă ̣c phối hơ ̣p Khi sử du ̣ng đơn thuần dầu thầu dầu,

kéo dài thời gian GPDC hơn so với SA và glyceryl monostearat Nếu sử du ̣ng cả dầu thầu dầu và SA (1:1) kéo dài thời gian GPDC hơn so với khi dùng hỗn

hơ ̣p dầu thầu dầu và glyceryl monostearat hoă ̣c SA và glyceryl monostearat

với cùng tỷ lê ̣ Khi lượng dầu thầu dầu, SA và glyceryl monostearat trong cốt tăng, tốc đô ̣ GPDC giảm Điều này có thể do sự xâm nhâ ̣p của môi trường hòa tan vào cốt châ ̣m hơn vì làm tăng tính thân dầu Hơn thế nữa, sự xâm nhâ ̣p của môi trường hòa tan có thể bi ̣ cản trở bởi lớp vỏ thân lipid của dầu thầu dầu dẫn đến làm châ ̣m quá trình GPDC

Reddy A.M và cs (2013) [81] đánh giá ảnh hưởng của gôm guar và

gôm xanthan đến tốc đô ̣ giải phóng MH nhận thấy: Viê ̣c tăng nồng đô ̣ gôm

trong viên sẽ làm kéo dài quá trình GPDC Amish D.A và cs (2011) [18] đã

khảo sát ảnh hưởng của TD đô ̣n đến tốc đô ̣ giải phóng MH từ hê ̣ cốt chứa HPMC Khi thêm vào TD độn tan và không tan đều ảnh hưởng đến tốc độ GPDC từ cốt chứa HPMC K100M T80 (thời gian để 80 % dược chất được hòa tan) tăng dần khi dùng TD độn không tan tương ứng là MCC, dicalciphosphat và tinh bột T80 của viên tăng dần khi sử dụng các TD độn

tương ứng là lactose khan, natri clorid, tinh bột gelatin hóa, β-cyclodextrin,

povidon và NaLS Dữ liệu hòa tan chứng tỏ rằng việc duy trì GPDC tốt hơn khi sử dụng TD độn không tan

Rojas J và cs (2011) [83] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các loại

polyme: PVP K30, carrageenan, ethylcellulose, natri alginat, gôm arabic và HPMC (loại E) đến việc giải phóng MH Kết quả nghiên cứu sử dụng riêng từng polyme trên cho thấy: PVP K30 cho tốc độ GPDC nhanh nhất và khi tăng lượng PVP K30 thì tốc độ GPDC tăng Do PVP K30 rất tan trong nước

và dễ thấm ướt sớm khi tiếp xúc với môi trường nước nên làm tăng tốc độ hòa

tan và ăn mòn cốt Điều này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu Lê Duy

Hưng (2009) [10] HPMC cho tốc độ GPDC chậm nhất do tốc độ hydrat hóa nhanh khi bề mặt viên tiếp xúc với môi trường nước và MH được duy trì giải phóng bằng cách khuếch tán qua lớp gel Carrageenan cho tốc độ ăn mòn gel nhanh và làm tăng độ nhớt của môi trường Natri alginat tạo gel khi tiếp xúc với môi trường nhưng quá trình ăn mòn rất chậm Gôm arabic có thể tạo gel

nhưng độ nhớt kém hơn carrageenan và natri alginat Tốc độ giải phóng MH

từ viên chứa các polyme xếp theo thứ tự giảm dần: PVP K30> Carrageenan > ethylcellulose > natri alginat ≈ gôm arabic > HPMC Corti G và cs (2008) [35] sử du ̣ng phương pháp dâ ̣p thẳng với các TD sơ nước là triacetyl – β – cyclodextrin (TA βCD) phân tán trong các polyme như HPMC, gôm xanthan, chitosan, ethylcellulose, Eudragit L100-55 và Precirol, nhận thấy: HPMC hoă ̣c chitosan phối hợp với polyme phu ̣ thuô ̣c pH như Eudragit L100-55 duy trì giải phóng tốt hơn so với khi dùng đơn đô ̣c từng polyme

Tóm lại, tốc độ giải phóng MH phụ thuộc vào loại và tỷ lệ TD tạo cốt, việc sử dụng các TD độn loại tan và không tan cũng ảnh hưởng đến tốc độ GPDC, để thu được thời gian duy trì GPDC như mong muốn có thể phối hợp nhiều loại TD kiểm soát khác nhau

* Phương pha ́ p bào chế viên nén dạng cốt metformin giải phóng kéo dài

Viên nén dạng cốt GPKD được bào chế bằng các phương pháp truyền thống như: Dập thẳng, xát hạt ướt và tạo hạt khô MH có khả năng chịu nén kém, hút ẩm mạnh và nhanh chóng bị vón cục khi tiếp xúc với môi trường Vì vậy, để bào chế viên nén MH GPKD dạng cốt bằng phương pháp dập thẳng đòi hỏi phải kiểm soát độ ẩm trong quá trình bào chế, kiểm soát kích thước tiểu phân trước khi dập viên để đảm bảo độ đồng đều hàm lượng Đồng thời, việc sử dụng lượng thích hợp TD dính và thêm vào các TD trơn như bột talc, magnesi stearat sẽ giúp cải thiện khả năng chịu nén cũng như tốc độ trơn chảy của khối hạt, đảm bảo độ đồng đều khối lượng viên Phương pháp bào chế này đã được sử dụng trong nghiên cứu Amish D.A và cs (2011) [18], Senthilkumar DRK.L và cs (2011) [91] Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp dâ ̣p thẳng để bào chế viên nén MH hàm lượng 500 mg GPKD [44], [69] trên quy mô công nghiê ̣p có thể gặp khó khăn do đô ̣ trơn chảy kém dẫn tới giảm sự đồng đều về khối lượng, đô ̣ cứng và đô ̣ mài mòn của viên vì MH có khả năng chi ̣u nén kém [35], [63] Để khắc phục nhược điểm của phương

pháp dập thẳng trong bào chế viên nén MH GPKD, việc xát hạt ướt hoặc tạo hạt khô hay phương pháp dập kép cũng được áp dụng trong các nghiên cứu Trong đó, đa số nghiên cứu sử dụng phương pháp xát hạt ướt như: Aruna N

và cs (2011) [19], Chandan G và cs (2013) [30], Chandira M và cs (2010) [31], Kumar S và cs (2011) [54] Phương pháp tạo hạt khô được đề cập trong nghiên cứu của Dutta S và cs (2010) [40]

Trong nghiên cứ u của Nanjwade B.K và cs (2011) [63] MH đươ ̣c bào

chế bằng phương pháp nung chảy và dâ ̣p thẳng Tốc đô ̣ GPDC cho thấy phu ̣ thuô ̣c vào phương pháp ta ̣o ha ̣t Phương pháp nóng chảy ảnh hưởng đến tốc

đô ̣ GPDC nhiều hơn so với phương pháp dâ ̣p thẳng Điều này có thể do chi ̣u ảnh hưởng của lớp vỏ sơ nước bao xung quanh ha ̣t của SA Đồng thời, phương pháp nóng chảy là mô ̣t kĩ thuâ ̣t đơn giản và hiê ̣u quả đối với dược chất thân nước, đem la ̣i nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác cũng đươ ̣c sử du ̣ng trong nghiên cứu bào chế viên nén MH GPKD với glipizid giải phóng ngay của Bùi Tuyết Mai (2012) [12]

* Cơ chế gia ̉i phóng metformin từ viên nén dạng cốt

Trong các nghiên cứu viên nén da ̣ng cốt, viê ̣c phân tích đô ̣ng ho ̣c và cơ chế GPDC có ý nghĩa lớn trong kiểm soát và dự đoán tốc đô ̣ giải phóng thuốc

Về mặt lý thuyết, động học giải phóng từ hệ cốt thường phức tạp và chịu ảnh hưởng nhiều của loại và tỷ lệ của TD tạo cốt Wadher K.J và cs (2011) [103]

sử dụng TD tạo cốt là Eudragit RLPO, RSPO và ethylcellulose; Rojas J và

cs (2011) [83] tạo cốt bằng HPMC E; Roy H và cs (2013) [85] sử dụng hỗn hợp gồm HPMC K15M, K100M, K200M, Eudragit RL100 và RS100; Nanjwade B.K và cs (2011) [63] phối hợp cả TD thân nước PEO và TD thân lipid SA; Wadher K.J và cs (2010) [105] sử dụng các loại sáp thân lipid như dầu thầu dầu hydrogen hóa, SA và glyceryl monostearat Các nghiên cứu trên đều nhận thấy dữ liệu giải phóng MH phù hợp với mô hình động ho ̣c Korsmeyer và quá trình khuếch tán xảy ra đồng thời với quá trình ăn mòn Dữ

liệu GPDC cũng được chứng minh tuân theo đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 0 và mô hình Korsmeyer-Peppas với n > 0,5 cho thấy quá trình GPDC theo cơ chế khuếch tán không theo đi ̣nh luâ ̣t Fick như trong nghiên cứu Aruna N và cs (2011) [19] với TD kiểm soát là HPMC K100M, Eudragit RLPO, Carbopol 940 và ethylcellulose

Rajendran N.N và cs (2011) [75] tạo cốt với HPMC K4M và K100M

và nhận thấy, quá trình giải phóng MH tuân theo mô hình đô ̣ng ho ̣c Higuchi Điều này cũng tương tự trong nghiên cứu của Mandal U và cs (2007) [59] khi sử dụng HPMC K15M Tuy nhiên, Narasimharao R và cs (2011) [64] cũng sử dụng các HPMC K15M, K100M, K200M lại nhận thấy quá trình giải phóng MH tuân theo cơ chế khuếch tán không theo đi ̣nh luâ ̣t Fick Điều này được chứng minh tương tự trong nghiên cứu của Dutta S và cs (2010) [40] với TD tạo cốt là HPMC K4M và K100M

Khi phối hợp HPMC K100M với Carbopol trong nghiên cứu của Chandira M và cs (2010) [31] lại cho thấy quá trình GPDC tuân theo cả mô hình động học bậc 0 và Higuchi Dữ liệu GPDC cũng có thể tuân theo nhiều

mô hình đô ̣ng ho ̣c và cơ chế giải phóng dựa trên quá trình khuếch tán không theo đi ̣nh luâ ̣t Fick như Chandan G và cs (2013) [30] với TD kiểm soát là chitosan và HPMCP Quá trình hòa tan và ăn mòn xảy ra đồng thời được go ̣i là quá trình hòa tan bất quy tắc được chứng minh trong nghiên cứu của Wadher K.J và cs (2011) [104] khi sử dụng polyme phu ̣ thuô ̣c pH (Eudragit L100 và S100) cùng polyme không phu ̣ thuô ̣c pH (Eudragit RLPO và RSPO) Khi chỉ sử dụng gôm guar và gôm xanthan để kiểm soát giải phóng trong nghiên cứu của Reddy A.M và cs (2013) [81] nhận thấy quá trình giải phóng tuân theo mô hình đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 0 với hê ̣ số tuyến tính là 0,999 Cơ chế này cũng được chứng minh trong nghiên cứu của Corti G và cs (2008) [35] khi

sử dụng TD kiểm soát là Triacetyl – β – cyclodextrin (TA βCD), HPMC, gôm

xanthan, chitosan, ethylcellulose, Eudragit L100-55 và Precirol

Như vâ ̣y, cơ chế giải phóng MH từ viên nén da ̣ng cốt phức tạp, có thể tuân theo nhiều mô hình đô ̣ng ho ̣c như đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 0, bâ ̣c 1, Higuchi, Korsmeyer và quá trình khuếch tán xảy ra đồng thời với quá trình ăn mòn cốt

1.2.4.2 Nghiên cư ́ u bào chế viên metformin giải phóng kéo dài theo cơ chế bơm thẩm thấu

Trong những năm gần đây, đã có một số nghiên cứu ứng dụng bơm thẩm thấu trong bào chế thuốc GPKD chứa MH Viê ̣c phối hơ ̣p giữa MH và glipizid sẽ đem la ̣i hiê ̣u quả nhiều hơn so với viê ̣c sử du ̣ng đơn đô ̣c do đem la ̣i

tác du ̣ng hiê ̣p đồng Vì vâ ̣y, Ouyang D và cs (2005) [68] và Bharadwaj P và

cs (2012) [26] đã nghiên cứu bào chế hê ̣ bơm thẩm thấu quy ước có thể giải phóng đồng thời cả MH và glipizid duy trì trong mô ̣t khoảng thời gian Cả hai nghiên cứu đều sử du ̣ng phương pháp xát ha ̣t ướt để bào chế viên nhân

Ouyang D và cs (2005) [68] nhận thấy: MH không chỉ đóng vai trò là dươ ̣c chất mà còn là chất ta ̣o áp lực thẩm thấu Hê ̣ bơm thẩm thấu tối ưu được chứng minh có thể giải phóng đồng thời cả hai dược chất với tốc đô ̣ hằng đi ̣nh gần theo đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 0 kéo dài tới 10 giờ khi thử nghiê ̣m trong môi trường

pH 6,8, tốc độ GPDC không phu ̣ thuô ̣c vào pH môi trường hòa tan

Bharadwaj P và cs (2012) [26] nhận thấy khi tăng lượng TD thẩm thấu (manitol và lactose) trong viên nhân thì tốc đô ̣ GPDC tăng PVP K30 không ảnh hưởng đến tốc đô ̣ GPDC Lekkala V.K (2010) [56] cũng nghiên cứu bào chế và tối ưu hóa công thức viên MH GPKD theo cơ chế bơm thẩm thấu với hàm lượng dược chất là 1000 mg, nhận thấy: Tốc đô ̣ GPDC có thể kiểm soát đươ ̣c nhờ áp suất thẩm thấu của viên nhân, đô ̣ cứng của viên nhân và khối lươ ̣ng màng bao Tốc độ GPDC không phụ thuộc vào pH và tốc đô ̣ khuấy của môi trường nhưng tỷ lê ̣ nghi ̣ch với áp suất thẩm thấu của môi trường hòa tan Qin C và cs (2014) [73] đã bào chế hê ̣ bơm thẩm thấu chứa đồng thời hai dươ ̣c chất với đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c 0, trong đó MH và repaglinid được chứa trong các lớp khác nhau và ngăn cách bởi lớp đẩy Bơm thẩm thấu được bào chế

bằng cách dâ ̣p viên ba lớp sau đó bao bằng mô ̣t màng bán thấm Khi tăng lươ ̣ng TD đẩy, TD thẩm thấu và PEG 400 ở màng sẽ làm tăng GPDC Sự có

mă ̣t của PEO WSR N10 và N80 với tỷ lê ̣ sử du ̣ng trong nghiên cứu không làm ảnh hưởng đến sự giải phóng MH Như vậy, tốc đô ̣ giải phóng MH tỷ lê ̣ thuâ ̣n với đường kính lỗ khoan và lượng TD thẩm thấu trong viên nhân và tỷ

lê ̣ nghi ̣ch với bề dày màng bao; pH và tốc đô ̣ khuấy của môi trường hòa tan không ảnh hưởng đến tốc đô ̣ GPDC Dữ liê ̣u GPDC từ hê ̣ bơm thẩm thấu gần nhất với mô hình đô ̣ng ho ̣c bâ ̣c không

Ngoài dạng cốt và dạng bơm thẩm thấu, hiện nay cũng có một số nghiên cứu khác bào chế thuốc GPKD chứa MH như: Patil S.A và cs (2010) [70] đã nghiên cứu bào chế hê ̣ phân tán rắn GPKD chứa MH, trong đó sử

du ̣ng HPMC K100M làm chất mang bằng phương pháp bay hơi dung môi và nghiền la ̣nh Dạng nổi GPDC ở dạ dày được sử dụng trong một số nghiên cứu: Ashok A.H và cs (2012) [20], Wadher K.J và cs (2013) [106] Bên cạnh đó, cũng có mô ̣t số nghiên cứu bào chế pellet MH GPKD như: Lã Thị

Lệ Quyên (2008) [13] sử dụng TD kiểm soát là hỗn hợp ethylcellulose và TEC; Tri ̣nh Phương Thảo (2013) [14] sử du ̣ng phương pháp đùn - ta ̣o cầu Kết quả, đã chọn được công thức pellet có khả năng GPDC khá đều đặn tương đương viên đối chiếu Glucophage XR 500 mg với lượng dược chất giải phóng tỉ lệ tuyến tính với căn bậc 2 của thời gian Hasan A.A và cs (2013) [44] nghiên cứ u sử du ̣ng Span 40 và cholesterol để bào chế niosom chứa MH bằng kĩ thuâ ̣t bốc hơi pha đảo Như vậy, các nghiên cứu bào chế viên MH GPKD hiện nay chủ yếu tập trung vào dạng cốt vì MH có tính tan tốt trong nước nên có thể tạo cốt thân nước hoặc sơ nước Bên cạnh đó, MH GPKD cũng được bào chế dạng thẩm thấu, vi cầu nổi trong dạ dày hoặc pellet

1.3 ĐỊNH LƯỢNG METFORMIN TRONG DỊCH SINH HỌC

Trong phân tích dược chất trong dịch sinh học, mẫu định lượng thường

có nồng độ thấp, nền mẫu phức tạp (chứa nhiều lipid, protein,…), lượng mẫu

ít nên không thể tiến hành định lượng lặp lại nhiều lần Vì vậy, phương pháp phân tích định lượng cần phải có độ nhạy, độ chọn lọc cao, giới hạn định lượng dưới thấp, độ lặp lại tốt và thời gian phân tích cho một mẫu đủ ngắn Trên cơ sở đó, khi xây dựng phương pháp phân tích dược chất trong dịch sinh học, nội dung quan trọng đầu tiên là phương pháp phân tích định lượng và kỹ thuật xử lý mẫu Phương pháp phân tích sau đó được thẩm định chặt chẽ theo những qui định riêng nhằm đảm bảo độ tin cậy của phương pháp

1.3.1 Kỹ thuật xử lý mẫu

Các mẫu dịch sinh học (máu, huyết tương, nước tiểu,…) thường có nồng độ dược chất thấp và chứa một tỷ lệ lớn các protein, các chất nội sinh làm cản trở khả năng phát hiện và định lượng dược chất Vì vậy, mẫu cần phải được chiết tách, xử lý để loại bỏ tạp chất và làm giàu mẫu trước khi tiến hành phân tích nhằm tăng độ nhạy của thiết bị và phương pháp phân tích Hiện nay, để xử lý mẫu người ta thường dùng 3 kỹ thuật cơ bản như tủa protein, chiết lỏng – lỏng và chiết pha rắn [71]

1.3.1.1 Kỹ thuật tủa protein

Các tác nhân gây tủa protein được sử dụng để loại đi phần lớn lượng protein có trong mẫu huyết tương trước khi phân tích Một số tác nhân gây tủa protein [71] như:

+ Thêm dung môi hữu cơ có thể trộn lẫn với nước như acetonitril, methanol làm giảm hằng số điện môi của dung dịch

+ Thêm acid mạnh như acid percloric, tricloroacetic để làm thay đổi pH của dung dịch

+ Thêm muối như amoni sulfat, natri clorid hoặc các ion kim loại như

Cu+2, Zn+2, Fe+2 để làm thay đổi lực ion;

+ Đun nóng mẫu làm biến tính protein;

+ Lọc và siêu lọc

Trong các nghiên cứu đánh giá SKD chế phẩm chứa MH, chủ yếu sử dụng kỹ thuật tủa protein bằng dung môi hữu cơ hoặc acid để xử lý mẫu huyết tương Dung môi hữu cơ được sử dụng nhiều là acetonitril [17], [32], [101], [109] Ngoài ra, methanol cũng được dùng để tủa protein huyết tương [101] Acid percloric được sử dụng trong nghiên cứu của Bhavesh D và cs [27], Yuen K.H và cs (1999) [108] Sau khi lắc để kết tủa protein, tiến hành ly tâm với tốc độ cao, lấy dịch trong và tiêm sắc kí

Ưu điểm của kỹ thuật này là tiến hành đơn giản, sử dụng dung môi ít và kinh tế Tuy nhiên, mẫu có thể bị pha loãng khi tủa bằng dung môi hữu cơ hoặc hoạt chất bị biến đổi khi thêm acid vào trong mẫu Ngoài ra, dung dịch thu được đem tiêm sắc kí thường không sạch nên làm giảm tuổi thọ của cột

1.3.1.2 Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng

Chiết lỏng – lỏng trong xử lý mẫu huyết tương là chuyển chất phân tích

từ nền mẫu huyết tương (pha nước) sang dung môi hữu cơ không hoà tan với nước, đồng thời tách được chất phân tích ra khỏi các tạp có trong nền mẫu [71] Để chiết được chất phân tích trong mẫu huyết tương và loại được tạp chất có trong nền mẫu cần phải chọn được dung môi chiết có khả năng hoà tan chất phân tích nhưng hoà tan ít tạp chất và dễ bay hơi khi đem cô, còn chất phân tích trong mẫu huyết tương (pha nước) cần chuyển sang dạng trung tính (các chất có bản chất base sẽ được kiềm hoá, các chất có bản chất acid sẽ được acid hoá) trước khi chiết để tăng khả năng hoà tan chất phân tích trong dung môi chiết Các dung môi thường được lựa chọn để chiết chất phân tích trong mẫu huyết tương là diethylether, chloroform, dicloromethan,…Các dung môi này có thể dùng riêng rẽ hay trộn lẫn vào nhau theo tỷ lệ thích hợp tuỳ từng chất phân tích Sau khi chọn được dung môi chiết, chiết chất phân tích trong huyết tương bằng cách: Lắc, ly tâm, hút lớp dung môi với thể tích xác định, đem cô, thu được cắn và hoà tan cắn trong pha động để tiêm sắc kí

So với kỹ thuật tủa protein thì kỹ thuật chiết lỏng – lỏng phức tạp hơn, phải trải qua nhiều bước tiến hành hơn và có thể cho tỷ lệ thu hồi thấp hơn nên được sử dụng trong ít các nghiên cứu đánh giá SKD chế phẩm chứa MH [46], [52] Ưu điểm của phương pháp này là mẫu thu được sạch hơn và có thể làm giàu mẫu Vì vậy, có thể kết hợp đồng thời kỹ thuật tủa protein và chiết lỏng – lỏng để xử lý mẫu vì có thể làm nền mẫu sạch hơn và khả năng thu hồi chất phân tích tốt hơn

1.3.1.3 Kỹ thuật chiết pha rắn

Chiết pha rắn (SPE – Solid phase extraction) dựa trên nguyên tắc của

kỹ thuật tách sắc ký có sự khác nhau về ái lực của chất phân tích và các tạp chất với pha tĩnh là chất rắn và pha động là chất lỏng [9]

Qui trình chiết pha rắn gồm 4 bước chính [5]:

- Hoạt hoá cột bằng các dung môi hoặc dung dịch đệm thích hợp

- Nạp mẫu: Mẫu được hoà tan trong dung môi và cho qua cột

- Rửa: Dùng dung môi hoặc dung dịch đệm cho qua cột để loại tạp

- Rửa giải: Dùng dung môi thích hợp để đẩy chất phân tích ra khỏi cột

Lấy dung dịch rửa giải, tiến hành bay hơi dung môi để thu được cắn Hoà tan cắn trong pha động và tiêm sắc ký Ngoài ra, có thể chiết tách mẫu theo kiểu lưu giữ tạp chất trên cột và cho hoạt chất đi qua Để xây dựng 4 bước quy trình chiết trên cần xác định: Hiệu quả của dung môi rửa giải chất phân tích và hiệu lực tách chất phân tích mà người ta sử dụng các loại cột có bản chất khác nhau và các hệ dung môi khác nhau để chiết tách [5] So với hai

kỹ thuật trên, kỹ thuật SPE ưu điểm là nền mẫu thu được sạch hơn, có thể làm giàu mẫu nhưng phức tạp và chi phí tốn kém hơn nên đến nay chưa có nghiên cứu nào sử dụng để xử lý mẫu sinh học chứa metformin

1.3.2 Phương pháp phân tích định lượng metformin trong dịch sinh học

Mẫu sinh học thường có nồng độ dược chất thấp, nền mẫu dịch sinh học rất phức tạp nên các phương pháp phân tích sắc kí có độ nhạy cao hay

được ứng dụng để định lượng dược chất trong mẫu Tuỳ thuộc vào nồng độ, đặc tính lý hoá và khả năng hấp thụ UV – VIS,… của chất phân tích mà lựa chọn phương pháp định lượng phù hợp Trong đó, phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) được sử dụng phổ biến nhất Phương pháp phân tích khối phổ đặc biệt là kỹ thuật sắc kí lỏng khối phổ hai lần (LC – MS/MS) vì có khả năng tăng nhạy và độ chọn lọc cao được sử dụng với những mẫu dịch sinh học có nồng độ dược chất thấp [5]

Metformin được sử dụng với hàm lượng lớn, nồng độ dược chất trong huyết tương cao và có độ nhạy cao với phương pháp HPLC nên được dùng trong hầu hết các nghiên cứu Các điều kiện sắc kí phải được khảo sát để đạt được các yêu cầu của phương pháp phân tích dược chất trong dịch sinh học theo quy định của FDA

+ Pha động: Việc lựa chọn pha động trong phân tích HPLC giúp đảm

bảo việc thu hồi hoạt chất Trong các nghiên cứu định lượng metformin trong huyết tương, hỗn hợp gồm acetonitril và đệm phosphat được sử dụng nhiều với pH thay đổi từ 3,5 đến 7,5 [46], [62], [98], [108] Vì acetonitril là dung môi hữu cơ rẻ tiền, sẵn có và cho hiệu suất chiết cao Đồng thời, có thể lựa chọn dung dịch đệm phosphat có pH phù hợp để đảm bảo độ chọn lọc của phương pháp định lượng Hỗn hợp acetonitril và đệm phosphat được phối hợp theo nhiều tỷ lệ khác nhau: (65:35) [17], (25:75) [32], (80:20) [62], (60:40) [101], [108] Ngoài ra, một số hỗn hợp pha động khác cũng được lựa chọn

như: Methanol và đệm phosphat [27]; acetonitril và amoni acetat [98]

+ Cột sắc ký: Cột pha đảo thường được dùng trong các nghiên cứu định

lượng MH trong dịch sinh học là: C18 [98], [101] và cyano [17], [62], [108]

Ngoài ra, cột silica [33] và cột trao đổi ion [27] cũng được sử dụng

+ Nhiệt độ cột: Nhiệt độ cột thường được duy trì ở 25 0C cho thấy thời

gian lưu ngắn phù hợp với việc phân tích số lượng mẫu lớn

+ Tốc độ dòng: Việc lựa chọn tốc độ dòng ảnh hưởng đến độ phân giải

và thời gian chạy sắc kí Tốc độ 1 ml/phút cho thấy phù hợp với nhiều pha động và pha tĩnh khác nhau [11], [32], [108] Bên cạnh đó, một số nghiên cứu khác lựa chọn tốc độ dòng chậm hơn như 0,5 ml/phút [98], 0,6 ml/phút [62] hoặc tốc độ dòng cao hơn như 1,2 ml/phút [89], 1,5 ml/phút [46] và 2,0 ml/phút [17]

+ Nội chuẩn: Nội chuẩn là chất có nồng độ xác định được thêm vào

mẫu phân tích nhằm giảm sai số và tăng độ lặp lại của phương pháp định lượng Nội chuẩn tốt nhất là các chất có cấu trúc hoá học tương tự với chất phân tích, trong cùng điều kiện sắc kí có thời gian lưu gần với thời gian lưu của chất phân tích nhưng được tách hoàn toàn Một số nội chuẩn được sử dụng trong định lượng metformin bằng phương pháp HPLC gồm: Atenolol [17], [32], [109]; phenformin [11], [27]; ranitidin [101], glipizid [52] và

clorpheniramin [62]

+ Giới hạn định lượng dưới: Metformin có độ nhạy cao với phương

pháp định lượng bằng HPLC, nồng độ phát hiện thấp khoảng 10 - 50 ng/ml

1.3.3 Thẩm định phương pháp định lượng metformin trong dịch sinh học

Phương pháp phân tích dịch sinh học phải được thẩm định một số tiêu

chí trước khi áp dụng vào phân tích mẫu [22], [41]: Tính chọn lọc – đặc hiệu

(Selectivity – specificity), xây dựng đường chuẩn và xác định khoảng tuyến tính (Linearity), giới hạn định lượng dưới (LLOQ), độ đúng – độ chính xác (Accuracy – precision), phần trăm tìm lại, độ ổn định

Trong hầu hết các nghiên cứu, phương pháp định lượng metformin trong dịch sinh học được xây dựng và định lượng theo các tiêu chí của FDA

và dược điển Mỹ

Tóm lại, dạng thuốc GPKD chứa MH được bào chế theo nhiều cơ chế khác nhau Trong đó, dạng cốt thân nước được ứng dụng nhiều vì có ưu điểm

dễ bào chế, TD sẵn có và dễ dàng nâng qui mô Vì vậy, viên nén MH GPKD dạng cốt được nhiều hãng lớn trên thế giới sản xuất, viên Glucophage XR của hãng Merck – santé là sản phẩm được lựa chọn làm viên đối chiếu trong nhiều nghiên cứu Hiện nay, có một số nghiên cứu bào chế viên MH GPKD theo cơ chế bơm thẩm thấu và đã có ứng dụng trong công nghệ dược phẩm Dạng bơm thẩm thấu qui ước có cấu tạo đơn giản với lỗ giải phóng trên bề mặt viên được khoan bằng tia laser cho tốc độ GPDC duy trì hằng định theo động học bậc 0 và phù hợp với điều kiện nghiên cứu ở Việt Nam Căn cứ vào liều dùng

và lượng dược chất trong viên đối chiếu, lựa chọn hàm lượng 500 mg để bào chế viên MH GPKD Như vậy, dạng cốt thân nước và dạng bơm thẩm thấu qui ước được lựa chọn để nghiên cứu bào chế viên MH 500 mg GPKD DĐVN IV chưa có chuyên luận cho viên nén MH GPKD, vì vậy các thử nghiệm hoà tan đánh giá khả năng GPDC được tiến hành theo hướng dẫn của

USP 35 Chế phẩm bào chế được đánh giá SKD in vivo so với viên đối chiếu Glucophage XR Việc đánh giá SKD in vivo có thể được thực hiện trên người

hoặc động vật Phần lớn các nghiên cứu này trên thế giới đều được tiến hành trên người tình nguyện khoẻ mạnh Nhận thấy, việc đánh giá SKD trên chó thực nghiệm có các điều kiện gần với người nhất, đồng thời do sự giới hạn về thời gian và kinh phí nên chó đực khoẻ mạnh được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu Qua việc tham khảo các tài liệu cho thấy, hầu hết các nghiên cứu đều sử dụng phương pháp phân tích HPLC với detector UV Do đó, lựa chọn phương pháp này để định lượng MH trong huyết tương chó Phương pháp tủa protein được sử dụng trong nhiều nghiên cứu, đơn giản và dùng ít dung môi

Vì vậy, mẫu trước khi phân tích sẽ được xử lý bằng phương pháp tủa protein với acetonitril

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BI ̣, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BI ̣ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Nguyên liệu

Các nguyên liệu và hoá chất chính được sử dụng trong các nội dung nghiên cứu của luận án được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Các nguyên liệu và hoá chất sử dụng trong nghiên cứu

1 Metformin hydroclorid

(Hàm lượng: 99,73 %) Trung Quốc

BP 2011 (Ha ̣n dùng: 2017)

2 Metformin hydroclorid chuẩn

(Hàm lượng: 99,84 %) Viện kiểm

12 Magnesi stearat Trung Quốc BP 2009

13 Opadry® (gồm cellulose acetat

và PEG 3350 theo tỷ lê ̣ 9:1) Đức NSX

STT Nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn

14 Natri laurylsulfat Indonesia BP 2000

17 Disolcel (natri croscarmelose) Đài Loan BP

20 Natri dihydrophosphat Trung Quốc BP 98

24 Kali dihydrophosphat Trung Quốc TKHH

2.1.2 Thiết bị và dụng cụ

2.1.2.1 Thiết bị bào chế và sản xuất

- Bộ rây các kích cỡ (Trung Quốc)

- Máy khoan laser Epilog Helix (Mỹ)

- Nồi bao truyền thống

- Tủ sấy Memmert (Đức)

- Máy xay dao RRH-A350

- Máy trộn lập phương ERWEKA

- Máy xát hạt ERWEKA

- Máy trộn chữ Z ERWEKA

- Đầu máy KALWEKA

- Máy nhào trộn cao tốc tạo hạt GHL

- Máy sấy tầng sôi tạo hạt FL-5

- Máy sửa hạt JFZ – B

- Máy dập viên quay tròn Rimeck minipress II

- Máy dập viên Krosch (Đức)

- Máy ép vỉ CP 250 (Việt Nam – Công nghệ Đức)

- Máy siêu âm ELMA Sonic S100

- Máy ly tâm 80 – 2 Centrifuge

- Máy khuấy từ I KA RH Basic 1 (Đức)

2.1.2.2 Thiết bị và dụng cụ đánh giá

- Cân phân tích Sartorius TE 214S có độ chính xác 0,1 mg

- Cân xác định hàm ẩm AND MF-50

- Cân kỹ thuật Sartorius TE 3102S

- Máy đo độ cứng Pharmatest PTB 511B

- Máy đo độ mài mòn Pharmatest PTF E

- Máy đo độ trơn chảy ERWEKA GWF

- Máy đo tỉ trọng biểu kiến ERWEKA SVM (Đức)

- Máy thử hòa tan Logan UDT-804

- Máy quang phổ SPECORD 200 (Đức)

- Máy phân tích nhiệt vi sai DSC 1 Mettler Toledo (Thụy Sĩ)

- Hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC Alliance Waters 2695D, autosampler, detector UV

- Dụng cụ thuỷ tinh dùng trong phân tích

2.1.3 Thuốc đối chiếu và thuốc thử

+ Thuốc đối chiếu: Viên nén Glucophage XR 500 mg của công ty Merck Sante – Pháp, số lô T0915158, sản xuất ngày 18-10-2012, hạn sử dụng ngày 17-10-2014 và lô T1444166, sản xuất ngày 09-06-2013, hạn sử dụng ngày 09-06-2015 dùng để nghiên cứu từ tháng 4/2013 đến tháng 12/2014 Viên dạng cốt hình caplet có chứa các thành phần là hypromellose 2910 và

2208, NaCMC, MCC và magnesi stearat

+ Thuốc thử: Viên nén MH 500 mg GPKD dạng cốt thân nước

2.1.4 Động vật thí nghiệm

Chó ta khỏe mạnh, giống đực, cân nặng 18 ± 2 kg, được nuôi dưỡng trong điều kiện thí nghiệm 7 ngày trước khi tiến hành thử thuốc tại Ban Động vật – Học viện Quân y

2.1.5 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.1.5.1 Địa điểm nghiên cứu

Các nội dung chính của đề tài luận án được thực hiện tại:

- Trung tâm Đào tạo – Nghiên cứu Dược – Ho ̣c viê ̣n Quân y

- Trung tâm Nghiên cứ u Y Dươ ̣c ho ̣c Quân sự – Ho ̣c viê ̣n Quân y

- Bộ môn Bào Chế - Trường Đại Học Dược Hà Nội

- Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia – Trường Đại học Dược Hà Nội

- Trung tâm kiểm nghiệm Thuốc tỉnh Phú Thọ

- Xưởng GMP – Công ty TNHH IMC – Chi nhánh Phú Thọ

- Công ty cổ phần Dược phẩm Vĩnh Phúc

- Viện kiểm nghiê ̣m Thuốc Trung Ương

- Trung tâm thí nghiệm – Trường Cao đẳng Dược Phú Thọ

2.1.5.2 Thời gian nghiên cứu

Từ năm 2010 đến năm 2014

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu bào chế

Viên MH 500 mg GPKD được bào chế theo hai cơ chế: Dạng cốt thân

nước và dạng bơm thẩm thấu

2.2.1.1 Da ̣ng cốt thân nước

a, Qui mô phòng thí nghiệm

Viên nén MH GPKD dạng cốt thân nước được bào chế bằng phương pháp tạo hạt ướt với quy trình như sau: MH, TD kiểm soát (HPMC K4M hoặc HPMC K100M hoặc gôm xanthan), TD độn (Avicel PH101 hoặc dicalci phosphat hoặc lactose) được nghiền và rây qua rây 200 µm, trộn đồng nhất Sau đó, nhào tạo khối ẩm với dung dịch PVP K90 10 % trong ethanol 96 % Xát hạt qua rây 1000 µm, sấy hạt ở 50 – 55 0C tới khi độ ẩm của hạt từ 2 - 3

% Sửa hạt khô qua rây 1000 µm và trộn hạt khô với magnesi stearat Dập viên bằng bộ chày cối caplet với mỗi mẻ 100 viên

b, Qui mô pilot

Để xác định các thông số trọng yếu của qui trình, tiến hành lấy mẫu theo kế hoạch lấy mẫu ở qui mô pilot được trình bày ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Kế hoạch lấy mẫu ở qui mô pilot

Giai đoạn Thiết bị Thời điểm lấy mẫu Số lượng mẫu đánh giá Chỉ tiêu

1 Giai đoạn

xay, rây

nguyên liệu

Máy xay dao

- Trước khi xay

- Sau khi xay

- 3 mẫu trước

và sau khi xay

- 100 g/mẫu

Kích thước tiểu phân

2 Trộn bột

kép

Máy trộn tạo hạt cao tốc

Sau khi trộn 5,7,9,11,13 và 15 phút

- 9 mẫu tại mỗi thời điểm

- 10 g/mẫu

- 5 mẫu/lô x 3

lô

Đồng đều hàm lượng

3 Sấy khô

hạt

Máy sấy tầng sôi

Sau khi sấy 10, 15

và 20 phút

- 9 mẫu theo

sơ đồ để khảo sát

5 Dập viên

Máy dập viên quay tròn

- Lấy mẫu sau khi

đã chọn được tốc

độ phù hợp nhất

- Giai đoạn đầu, giữa và cuối của quá trình dập viên đối với quá trình khảo sát

- Lấy mẫu ngẫu nhiên trong quá trình dập viên mỗi

lô

- 20 viên trong mỗi giai đoạn khảo sát

- 20 viên/lô x

3 lô

- Độ cứng viên

- Độ đồng đều khối lượng

2.2.1.2 Dạng bơm thẩm thấu

Bào chế viên MH 500 mg GPKD dạng bơm thẩm thấu gồm 2 giai đoạn chính là: Bào chế viên thẩm thấu qui ước và bao lớp giải phóng nhanh