Nghiên cứu bào chế viên berberin clorid giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi từ bột pectin

Trong đề tài này, phương pháp bao bồi từ bột khô được lựa chọn để bào chế viên berberin clorid giải phóng tại đại tràng với tá dược pectin.. Phương pháp bao khô này trong thành phần vỏ b

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan Berberin clorid 3

1.1.1 Công thức hóa học 3

1.1.2 Nguồn gốc 3

1.1.3 Tính chất 3

1.1.4 Tác dụng dược lý 4

1.1.5 Chế phẩm và hàm lượng 4

1.2 Phương pháp bao bồi từ bột có chất hóa dẻo 4

1.2.1 Khái niệm 4

1.2.2 Nguyên tắc phương pháp bao bồi từ bột có chất hóa dẻo 5

1.2.3 Cơ chế hình thành vỏ bao 6

1.2.4. Một số yếu tố ảnh hưởng tới hình thành lớp vỏ bao 6

1.2.5.Ưu, nhược điểm của phương pháp bao bồi từ bột có chất hóa dẻo 7

1.2.6 Một số kết quả nghiên cứu về phương pháp bao bồi từ bột 8

1.3 Một số đặc điểm cơ bản của pectin 10

1.3.1 Nguồn gốc 10

1.3.2 Cấu tạo 12

1.3.3 Phân loại 13

1.3.4 Cơ chế phân hủy của pectin 14

1.3.5 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng có sử dụng pectin 15

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu 20

2.1.1 Nguyên liệu 20

2.1.2 Thiết bị 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.2.1 Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước cất, pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4 và mật độ quang 22

2.2.2 Phương pháp bào chế 22

2.2.2.1 Bào chế viên nhân 22

2.2.2.2 Bao kiểm soát giải phóng 23

2.2.3 Phương pháp đánh giá 25

2.2.3.1 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm của pectin 25

2.2.3.2 Phương pháp đánh giá chất lượng viên nhân 26

2.2.3.3 Phương pháp đánh giá chất lượng viên bao 29

2.2.3.4 Đánh giá độ ổn định của viên bao 30

2.2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32

3.1 Xây dựng đường chuẩn về mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước, dung dịch pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4 và mật độ quang 32

3.2 Lựa chọn công thức viên nhân chứa 100 mg berberin clorid 33

3.2.1 Lựa chọn tá dược dính 33

3.2.2 Lựa chọn tá dược độn 35

3.3 Xây dựng công thức viên bao berberin clorid giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bột khô 38

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của chất hóa dẻo 39

3.3.1.1 Sàng lọc chất hóa dẻo bằng các công cụ vật lý 39

3.3.1.2 Ảnh hưởng của một chất hóa dẻo đến khả năng kiểm soát giải phóng của viên bao 47

3.3.1.3 Ảnh hưởng của kết hợp hai chất hóa dẻo đến khả năng kiểm soát

giải phóng dược chất của viên bao 48

3.3.2 Khảo sát thành phần bột bao 51

3.3.2.1 Ảnh hưởng của loại pectin 51

3.3.2.2 Ảnh hưởng của loại HPMC trong thành phần bột bao 53

3.3.2.3 Ảnh hưởng của khối lượng lớp vỏ bao 54

3.3.2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin 102 : HPMC K4M 56

3.3.2.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase 62

3.3.2.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin : HPMC K4M và khối lượng lớp vỏ bao tới tốc độ ăn mòn của viên bao 64

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian ủ tới khả năng kiểm soát giải phóng dược chất của viên bao 67

3.3.4 Đề xuất một số tiêu chuẩn chất lượng cho viên berberin clorid 100mg giải phóng tại đại tràng 68

3.4 Bước đầu đánh giá độ ổn định của viên berberin 100mg giải phóng tại đại tràng 69

CHƯƠNG 4 BÀN LUẬN 72

4.1 Về khả năng kiểm soát giải phóng của viên bao 72

4.1.1 Ảnh hưởng của chất hóa dẻo 72

4.1.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ pectin:HPMC K4M 73

4.1.3 Ảnh hưởng của khối lượng lớp vỏ bao 74

4.2 Về độ ổn định của viên berberin clorid giải phóng tại đại tràng 75

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 82

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

PG

PPRC

Propylen glycol Dược điển Trung Quốc

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất lượng của pectin theo tiêu chuẩn của IPPA………… 11

Bảng 1.2 Một số đặc điểm chính của Pectin 13

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu 20

Bảng 3.1 Bảng thiết kế công thức lựa chọn tá dược dính 34

Bảng 3.2 Bảng đánh giá một số chỉ tiêu của viên nhân lựa chọn tá dược dính 34

Bảng 3.3 Bảng thiết kế công thức lựa chọn tỉ lệ tá dược độn 36

Bảng 3.4 Bảng đánh giá một số chỉ tiêu của viên nhân lựa chọn tá dược độn 36

Bảng 3.5 Bảng đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của viên nhân 38

Bảng 3.6 Bảng thiết kế công thức viên bao với chất hóa dẻo khác nhau 41

Bảng 3.7 Góc tiếp xúc của pectin với các chất hóa dẻo và hình ảnh viên bao 41

Bảng 3.8 Bảng thiết kế công thức viên bao ảnh hưởng của chất hóa dẻo kết hợp 48 Bảng 3.9 Bảng đánh giá đặc điểm trong quá trình bào chế viên bao với mỗi cặp CHD khác nhau 49

Bảng 3.10 Bảng thiết kế công thức ảnh hưởng của loại pectin 51

Bảng 3.11 Bảng thiết kế công thức ảnh hưởng của loại HPMC 53

Bảng 3.12 Bảng thiết kế công thức ảnh hưởng của tỷ lệ pectin 102 : HPMC K4M 56

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của tỉ lệ pectin và tỉ lệ vỏ bao tới tlag của viên bao 58

Bảng 3.14 Ảnh hưởng của lượng enzym pectinase trong môi trường giải phóng tới tlag của viên 63

Bảng 3.15 Một số chỉ tiêu chất lượng viên bao berberin clorid giải phóng tại đại tràng 69

Bảng 3.16 Một số chỉ tiêu đánh giá độ ổn định của viên bao CT 21 70

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của berberin clorid 3

Hình 1.2 Quá trình hình thành vỏ bao 5

Hình 1.3 Cơ chế hình thành vỏ bao 6

Hình 1.4 Cấu trúc 1 đơn vị Galacturonic acid và phân tử pectin 12

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bào chế viên nhân berberin clorid 23

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị bao viên 24

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ BBR trong các môt trường và mật độ quang tại bước sóng 345nm 32

Hình 3.2 % Berberin clorid GP từ viên nhân sử dụng các tá dược dính khác nhau35 Hình 3.3 % Berberin clorid GP từ viên nhân sử dụng các tá dược độn khác nhau 37 Hình 3.4 Phổ MDSC của hỗn hợp pectin với các chất hóa dẻo .39

Hình 3.5 Phổ nhiễu xạ tia X của pectin nguyên liệu .44

Hình 3.6 Phổ nhiễu xạ tia X của pectin và glycerin ở điều kiện thường 44

Hình 3.7 Phổ nhiễu xạ tia X của pectin và glycerin ủ ở 600C/12 giờ .45

Hình 3.8 Phổ nhiễu xạ tia X của pectin và glycerin ủ ở 800C/12 giờ 45

Hình 3.9 Ảnh của hỗn hợp vật lý pectin : glycerin (30% w/w pectin) ở các điều kiện ủ khác nhau 46

Hình 3.10 Ảnh hưởng của loại CHD đến khả năng GPDC của viên bao 47

Hình 3.11 Hình ảnh viên bao với các cặp chất hóa dẻo 49

Hình 3.12 Ảnh hưởng của cặp CHD đến khả năng GPDC của viên bao 50

Hình 3.13 Ảnh hưởng của loại pectin đến khả năng GPDC của viên bao 52

Hình 3.14 Ảnh hưởng của loại HPMC đến khả năng GPDC của viên bao 54

Hình 3.15 Ảnh hưởng của tỷ lệ vỏ bao đến khả năng GPDC của viên bao 55

Hình 3.16 Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin:HPMC K4M đến khả năng GPDC của viên bao 57

Hình 3.17 Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin và tỷ lệ vỏ bao đến tlag của viên bao 58

Hình 3.18 Hình ảnh viên bao với các tỉ lệ của pectin và HPMC K4M khác nhau với glycerin 60

Hình 3.19 Hình ảnh góc tiếp xúc các tỉ lệ pectin khác nhau với glycerin 60 Hình 3.20 Phổ nhiễu xạ tia X của hỗn hợp pectin: HPMC K4M (2:1) nguyên liệu 61

Hình 3.21 Phổ nhiễu xạ tia X của hỗn hợp chứa pectin: HPMC K4M (2:1),

glycerin 30% (kl/kl), ở nhiệt độ thường 61

Hình 3.22 Phổ nhiễu xạ tia X của hỗn hợp chứa pectin: HPMC K4M (2:1),

glycerin 30% (kl/kl), ủ ở 600/12 giờ 62 Hình 3.23 Ảnh hưởng của lượng enzym pectinase trong môi trường giải phóng

đến tlag của viên bao 63

Hình 3.24 Ảnh hưởng của khối lượng vỏ bao ở các tỷ lệ pectin : HPMC K4M khác

nhau tới tốc độ ăn mòn của viên bao 65

Hình 3.25 Ảnh hưởng của thời gian ủ đến khả năng GPDC của viên bao 68 Hình 3.26.% Bereberin clorid giải phóng theo thời gian của các mẫu viên bao bảo

quản trong điều kiện lão hóa cấp tốc tại các thời điểm khác nhau 70

ĐẶT VẤN ĐỀ

Berberin clorid là một hoạt chất kháng khuẩn có nguồn gốc tự nhiên trong điều trị các bệnh lý như tiêu chảy, viêm đường tiêu hóa do vi khuẩn tả, E.coli, amip đường ruột…, và là một lựa chọn trong điều trị viêm đại tràng [30] Với đa phần các thuốc điều trị viêm đại tràng đều ở dạng thuốc viên quy ước, gây tác dụng toàn thân, chỉ một lượng nhỏ thuốc tới được đại tràng Do đó, để đạt được nồng độ thuốc điều trị tại đại tràng cần phải đưa một liều lượng thuốc lớn trong thời gian dài, điều này sẽ gây tác dụng không mong muốn Nhằm khắc phục những nhược điểm trên và nâng cao hiệu quả điều trị, viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng là một dạng bào chế được quan tâm nghiên cứu

Để đưa thuốc tới đích đại tràng thường dựa trên các đặc điểm sinh lý của đại tràng như pH, hệ vi sinh vật, thời gian vận chuyển thuốc đến đại tràng, …

Hệ giải phóng thuốc tại đại tràng nhờ vi sinh vật có ưu điểm nổi bật: tính đặc hiệu cao và an toàn với cơ thể Thuốc giải phóng tại đại tràng theo cơ chế này là

do sử dụng chất mang hoặc lớp vỏ ngoài chứa các polysaccarid tự nhiên bị phân hủy bởi vi sinh vật đại tràng như pectin, gôm xanthan, chitosan, Pectin là một polysaccarid tự nhiên an toàn, nhạy cảm với enzym pectinase của vi sinh vật đại tràng và hay được sử dụng cho dạng thuốc giải phóng tại đại tràng Trong đề tài này, phương pháp bao bồi từ bột khô được lựa chọn để bào chế viên berberin clorid giải phóng tại đại tràng với tá dược pectin Phương pháp này có nhiều ưu điểm như an toàn do không sử dụng dung môi, quy trình và thiết bị bao đơn giản,

vỏ bao kiểm soát giải phóng tốt

Vì vậy đề tài “Nghiên cứu bào chế viên berberin clorid giải phóng tại

đại tràng bằng phương pháp bao bồi từ bột pectin” được tiến hành nghiên cứu

với mục tiêu:

1 Nghiên cứu sàng lọc chất hóa dẻo cho công thức vỏ bao bằng một số công

cụ vật lý

2 Xây dựng công thức vỏ bao bồi cho viên nén berberin clorid giải phóng tại đại tràng có tlag= 6 – 7 giờ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Berberin clorid

1.1.1 Công thức hóa học

O O

CH3O

OCH3

N+

Cl- H 2 2 O

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Berberin clorid

 Tên khoa học: 5,6-dihydro-8,9-dimethoxy-3-dioxa-6a-azoniaindenom(5,6-a)

anthracen clorid dihydrat

1.1.2 Nguồn gốc

Berberin là một alkaloid thực vật thuộc nhóm isoquinolin Berberin thường

có trong rễ, thân rễ, vỏ cây những cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis,

Coptis với hàm lượng 1,5 – 3% và chiếm ít nhất 82% so với alkaloid toàn phần

1.1.4 Tác dụng dược lý

Berberin clorid có tác dụng kháng vi sinh vật đường ruột như: vi khuẩn (tụ cầu, liên cầu khuẩn), thể protozoal, vi nấm, nấm candida, nấm men, kí sinh trùng gây bệnh đường ruột [1], [3]

Khi dùng berberin clorid không ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của hệ vi sinh vật đường ruột, có thể phối hợp với một số kháng sinh để hạn chế tác dụng phụ đối với vi sinh vật đường tiêu hóa [11]

Gần đây trong một số nghiên cứu, berberin clorid có tác dụng điều trị các bệnh mạn tính như tiểu đường, giảm cholesterol và triglycerid, viêm khớp, đặc biệt là bệnh viêm đại tràng [3], [34], [38]

1.1.5 Chế phẩm và hàm lượng

 Chế phẩm

- Viên nén, viên nang, viên bao phim, viên bao đường chứa berberin clorid

- Thuốc nhỏ mắt điều trị viêm kết mạc, đau mắt đỏ do kích thích bên ngoài (nắng, gió, bụi, khói)

Dựa vào thành phần công thức lớp vỏ bao và quy trình bao, phương pháp bao bột khô chia các loại như sau: bao bồi từ bột hay bao bột khô có chất hóa dẻo, bao bột khô dựa trên kết dính nhiệt, bao bột khô tĩnh điện, bao bột khô chất hóa dẻo - tĩnh điện - kết dính nhiệt [22], [32]

Với nhiều ưu điểm: thiết bị, quy trình đơn giản, dễ thực hiện nên phương pháp bao bồi từ bột có chất hóa dẻo được ứng dụng rộng rãi trong bào chế nhiều

dạng thuốc Phương pháp bao khô này trong thành phần vỏ bao sử dụng bột polyme và chất hóa dẻo, phun trực tiếp lên bề mặt viên nhân, tác động của nhiệt trong quá trình ủ để tạo thành vỏ bao; có thể dùng một lượng nhỏ nước hoặc dung dịch HPMC để tăng khả năng kết dính và chất lượng của vỏ bao

1.2.2 Nguyên tắc phương pháp bao bồi từ bột có chất hóa dẻo

Phun đồng thời chất hóa dẻo và bột polyme lên bề mặt viên nhân (viên nén hoặc pellet) Chất hóa dẻo sẽ làm ướt bột polyme và bề mặt viên, tạo điều kiện thuận lợi cho bột polyme bám dính trên bề mặt viên nhân Quá trình bao có thể tiến hành trong nồi bao truyền thống hoặc thiết bị bao tầng sôi

Lượng chất hóa dẻo thường dùng là 10 - 40% so với khối lượng polyme Viên bao sau đó được ủ ở nhiệt độ trên nhiệt độ chuyển kính của polyme trong khoảng thời gian thích hợp, chất hóa dẻo được khuếch tán vào trong cấu trúc của polyme, xảy ra quá trình chảy lỏng và tái cấu trúc; vỏ bao polyme hình thành Một số nghiên cứu cho rằng, phun một lượng nhỏ nước hoặc dung dịch hydroxyl propylmethyl cellulose HPMC hay phối hợp thêm một loại HPMC vào thành phần bột bao có thể làm tăng khả năng kết dính và hình thành vỏ bao, đồng thời đảm bảo lớp vỏ bao toàn vẹn trong quá trình ủ Để vỏ bao đẹp, nhẵn bề mặt, yêu cầu thành phần bột bao có kích thước nhỏ, mịn; nồng độ chất hóa dẻo sử dụng tương đối cao và nhiệt độ chuyển kính của polyme thấp Quá trình hình thành vỏ bao được mô tả trong hình 1.2 [19], [22], [28]

Hình 1.2.Quá trình hình thành vỏ bao

 Thiết bị sử dụng: Máy sấy tầng sôi, nồi bao truyền thống, nồi bao đục lỗ, [21]

1.2.3 Cơ chế hình thành vỏ bao

Quá trình hình thành lớp vỏ bao bằng phương pháp bao bột khô trải qua các bước sau đây: (1) nóng chảy và liên kết của các hạt polyme, (2) nén để làm mịn

bề mặt bao, (3) giảm nhiệt để làm cứng vỏ bao [28]

Hình.1.3 Cơ chế hình thành lớp vỏ bao trong bột bao

1.2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng tới hình thành lớp vỏ bao

 Nhiệt độ chuyển kính và đặc điểm biến dạng dẻo của polyme

Trong quá trình bao thường duy trì ở nhiệt độ bao cao hơn nhiệt độ chuyển kính (Tg) của polyme để polyme chuyển trạng thái mềm và kết dính lên bề mặt viên bao Quá trình bao khô thường ít hoặc không sử dụng dung môi nên quá trình chuyển trạng thái của polyme thường diễn ra khó khăn hơn

Khi bao ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chuyển kính của polyme, polyme ở trạng thái mềm dẻo và dễ bị biến dạng Tùy thuộc vào nhiệt độ chuyển kính của polyme, độ nhớt của polyme mà có thể thay đổi nhiệt độ của quá trình ủ, nhằm thúc đẩy liên kết của polyme lên bề mặt viên bao [28]

nhân do diện tích tiếp xúc bề mặt lớn, khả năng thấm ướt chất hóa dẻo và chảy lỏng bởi nhiệt của polyme dễ dàng hơn Tuy nhiên, bột bao càng mịn thì lực tương tác giữa các tiểu phân bột bao càng lớn, làm giảm khả năng trơn chảy của bột Kích thước bột bao thường được yêu cầu nhỏ hơn 1% so với diện tích bề mặt bao của viên nhân để thu được lớp vỏ bao đồng nhất, tăng khả năng liên kết của bột bao, cải thiện cảm quan bề mặt viên bao và thời gian bao [28]

 Nhiệt độ của quá trình bao

Nhiệt độ của của quá trình bao được thể hiện theo phương trình dưới đây:

Trong đó: t là thời gian cần thiết để hai hạt bột liên kết với nhau

µ: độ nhớt của vỏ bao R: bán kính của bột γ: sức căng bề mặt lớp vỏ bao Trong quá trình bao khi nhiệt độ tăng, làm giảm độ nhớt của polyme, tăng khả năng kết dính lên bề mặt viên, cũng như tăng khả năng liên kết giữa các hạt bột bao, thúc đẩy hình thành lớp vỏ bao

Quá trình ủ bởi nhiệt sau bao, cũng là yếu tố quan trọng thúc đẩy vỏ bao hình thành toàn vẹn Do đó, khi bao và ủ ở nhiệt độ cao (cao hơn nhiệt chuyển kính của polyme) sẽ làm giảm độ nhớt của polyme, và dễ dàng hình thành vỏ bao đồng nhất, tuy nhiên có thể ảnh hưởng tới độ ổn định của dược chất và polyme

Để giảm nhiệt độ của quá trình bao, rút ngắn quá trình ủ những polyme có nhiệt

độ chuyển kính cao (>600C) cần phối hợp thêm chất hóa dẻo để làm giảm nhiệt

độ chuyển kính của bột bao [28]

1.2.5 Ưu, nhược điểm của phương pháp bao bồi từ bột có chất hóa dẻo

 Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản, quy trình bao nhanh

- Không sử dụng dung môi hữu cơ nên an toàn trong quá trình sản xuất, không gây ô nhiễm môi trường, giảm chi phí sản xuất

- Tạo được các vỏ bao theo mục đích khác nhau: bao tan ở ruột, giải phóng kéo dài, tác dụng tại đích

- Phù hợp với các dược chất nhạy cảm với ẩm, có mùi vị khó chịu [15]

 Nhược điểm:

- Khó khăn trong việc lựa chọn polyme và chất hóa dẻo thích hợp

- Khó đảm bảo độ dày lớp vỏ bao đồng đều [15], [28]

- Yêu cầu kinh nghiệm của người bào chế

1.2.6 Một số kết quả nghiên cứu về phương pháp bao bồi từ bột

Nantharat Pearnchop và Roland Bodmeier (2003) nghiên cứu dạng thuốc giải phóng kéo dài bằng phương pháp bao pellet với ethylcellulose bột siêu mịn Pellet propranolol hydroclorid được bào chế bằng phương pháp đùn tạo cầu Thành phần bột bao gồm hỗn hợp bột siêu mịn gồm ethylcelulose: talc và chất hóa dẻo (acetylated monoglycerid, triethyl citrat, acetyltributyl citrat) được phối hợp với dung dịch HPMC sau đó được phun lên bề mặt pellet trong thiết bị bao tầng sôi Pellet sau khi bao được sấy trong những điều kiện khác nhau (60oC -

80oC trong 2- 24 giờ) Để đánh giá khả năng liên kết tạo màng của các tiểu phân polyme tiến hành đo kích thước hạt polyme, xác định nhiệt độ chuyển kính (Tg), nhiệt độ tối thiểu làm mềm polyme (Tm) và đo góc tiếp xúc của polyme với chất hóa dẻo Pellet sau khi bao được đánh giá về các tiêu chuẩn chất lượng như hình thái bề mặt và mặt cắt ngang của vỏ bao, khả năng kiểm soát giải phóng dược chất và tính ổn định vỏ bao Kết quả nghiên cứu cho thấy, sử dụng một lượng lớn chất hóa dẻo khoảng 40% so với lượng polyme và quá trình ủ bởi nhiệt sau khi bao là yếu tố cần thiết giúp vỏ bao hình thành toàn vẹn, đồng nhất và có thể kiểm soát giải phóng dược chất kéo dài [25]

Caroline Desires Kablitz và Nora Anne Urbanetz (2007) nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ tới đặc tính của lớp vỏ bao được bào chế bằng

phương pháp bao bồi từ bột Pellet theophylin được bao bằng polyme tan trong ruột hydroxypropyl methylcellulose acetate succinate và hỗn hợp chất hóa dẻo triethyl citrat/acetylated monoglycerid được phun lên bề mặt pellet 30 giây trước khi phun bột Pellet sau khi bao được ủ trong điều kiện nhiệt độ và thời gian ủ khác nhau, sau đó được thử hòa tan trong môi trường HCl 0,1N để đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng dược chất của vỏ bao Sử dụng dung môi hữu cơ tạo màng phim của polyme với chất hóa dẻo, sau đó xác định nhiệt độ chuyển kính

Tg của polyme bằng phương pháp phân tích nhiệt vi sai DSC Bề mặt và mặt cắt ngang của vỏ bao được xác định bằng chụp kính hiển vi điện tử Nhiệt độ ủ cao

và thời gian kéo dài làm tăng khả năng kháng acid của vỏ bao Nhiệt độ chuyển kính của vỏ bao là 51.7±3.30C, gần với nhiệt độ hình thành vỏ bao Viên bao tan trong ruột thu được sau khi ủ ở 550C trong 0,75 giờ [19]

Martina Smikalla và các cộng sự (2011) nghiên cứu ảnh hưởng của chất hóa dẻo thêm vào quá trình bao khô đến chất lượng của vỏ bao hình thành Các tính chất của chất lỏng thêm vào như độ nhớt, khả năng phân tán và làm mềm dẻo polyme Sử dụng polyme là ethylcellulose Tiến hành khảo sát sàng lọc các chất hóa dẻo với polyme bằng các phương pháp góc tiếp xúc giữa chất hóa dẻo

và polyme, xác định độ nhớt của chất hóa dẻo, xác định nhiệt chuyển kính Tg của polyme với chất hóa dẻo bằng cách đo phân tích nhiệt vi sai của màng phim được tạo bởi dung môi hữu cơ Chất hóa dẻo isopropyl myristat được lựa chọn

do tạo được liên kết tốt nhất với polyme Pellet theophylin với thành phần bột bao ethylcellulose và talc với isopropyl myristat với nồng độ khác nhau (30%,40%,50%); pellet sau khi bao được ủ trong các điều kiện nhiệt độ và thời gian khác nhau Nồng độ chất hóa dẻo càng tăng thì càng làm giảm nhiệt độ chuyển kính của polyme, làm tăng khả năng hình thành vỏ bao Điều kiện thời gian ủ cũng chịu ảnh hưởng của nồng độ chất hóa dẻo: nồng độ isopropyl myristat 30% thì ủ trong điều kiện 800C/ 1 ngày vỏ bao chưa hình thành, với nồng độ 40% ủ trong điều kiện 800C/12 giờ, khi tăng lên 50% thì vỏ bao hình thành toàn vẹn sau khi ủ 800C/ 1 giờ hoặc 700C/ 1 ngày Như vậy, tỷ lệ chất hóa

dẻo tăng có thể giảm thời gian ủ, giúp vỏ bao hình thành hoàn chỉnh và đồng nhất [31]

Phương pháp bao bồi từ bột có sử dụng chất hóa dẻo, các yếu tố như loại

và tỷ lệ polyme, loại và tỷ lệ chất hóa dẻo là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của vỏ bao Ủ sau khi bao là giai đoạn cần thiết giúp vỏ bao có thể hình thành ổn định và đồng nhất Điều kiện nhiệt độ và thời gian ủ phụ thuộc vào loại polyme và chất hóa dẻo lựa chọn trong thành phần vỏ bao

1.3 Một số đặc điểm cơ bản của pectin

Để bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng có thể áp dụng nhiều tín hiệu khơi mào giải phóng dược chất tại đại tràng khác nhau như: pH, thời gian di chuyển của thuốc, áp suất thẩm thấu và hệ vi sinh vật trong đại tràng Trong đó,

sử dụng cơ chế giải phóng nhờ hệ vi sinh vật đại tràng có ưu điểm về tính đặc hiệu do phương pháp này sử dụng enzym của hệ vi sinh vật đại tràng khơi mào cho cho quá trình giải phóng dược chất Hệ vi sinh vật đại tràng có khả năng phân hủy các polysaccarid tự nhiên như pectin, gôm guar, chitosan… do đó dạng thuốc giải phóng tại đại tràng được tập trung nghiên cứu sử dụng các polysaccarid làm chất mang hoặc tạo vỏ bao kiểm soát giải phóng [14], [20] Trong đó, pectin là tá dược bao được sử dụng nhiều do có những đặc điểm cơ bản sau:

1.3.1 Nguồn gốc

Pectin là một polysaccarid tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật bậc cao, phân bố chủ yếu ở các bộ phận như củ, quả, thân [27], [33] Trong thực vật pectin tồn tại ở 2 dạng:

- Dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccarid araban Có nhiều trong quả xanh, không tan trong nước, tạo cho quả có độ cứng nhất định

- Dạng pectin tan, tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào Có nhiều trong quả chín do tác dụng của enzym protopectinase, protopectin không tan sẽ chuyển dần sang pectin hòa tan và araban, làm giảm sự liên kết giữa các tế bào, quả trở nên mềm hơn

Hàm lượng pectin trong củ quả khác nhau tùy thuộc vào loại quả, bộ phận, mức độ chín: trong táo 10 - 15%, cam 20 - 50%, củ cải đường 10 - 20% Nguồn nguyên liệu sản xuất pectin trong thương mại củ yếu đi từ vỏ cam, quýt và một

số loại táo [27], [33]

Những năm gần đây vai trò của pectin ngày càng trở nên quan trọng, do rất nhiều lợi ích nó có thể đem lại Nhờ đặc tính có thể tạo gel và phân hủy theo cơ chế sinh học, pectin là nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm với vài trò là chất tạo gel, làm đặc, ngành mỹ phầm với vai trò là chất tạo thể chất, chất làm mềm da và ngành dược phầm với vai trò là chất khơi mào giải phóng dược chất theo cơ chế sinh học

Đối với ngành dược phẩm, pectin là một nguồn tài nguyên đầy tiềm năng cho các dạng thuốc giải phóng tại đại tràng, ví dụ như dạng viên bao giải phóng tại đại tràng, gel hạt, màng bao film Do cơ chế khơi mào giải phóng dược chất nhờ

hệ vi sinh vật đường ruột, dạng thuốc có chứa pectin mang lại tính đặc hiệu và tính ứng dụng cao trong lĩnh vực sản xuất

Pectin có mã hiệu quốc tế là E440 Pectin tih chế có dạng bột màu xám trắng

và đạt tiêu chuẩn chất lượng theo tiêu chuẩn IPPA (International Pectin Producers)

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất lượng của pectin theo tiêu chuẩn của IPPA [2]

ethanol và 2 – propanol ở đơn chất

hoặc hợp chất

Mỗi phân tử pectin chứa từ vài trăm đến hàng nghìn đơn vị Trọng lượng phân tử khoảng từ 50.000 - 150.000 đvC tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sản xuất pectin [27], [37]

Hình 1.4 Cấu trúc 1 đơn vị Galacturonic acid và phân tử pectin

Các nhóm carboxyl (-COOH) có thể tồn tại dạng tự do hoặc ở dạng liên kết este với methanol, acid acetic hoặc ở dạng muối của Na+ , K+, NH4 + hoặc bị amid hóa tạo thành các nhóm amid (-CO= NH2 ) [27], [37]

1.3.3 Phân loại

Các chỉ số quan trọng trong cấu trúc phân tử pectin:

 Chỉ số methoxyl (MI): thể hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxy (-OCH3) có trong phân tử pectin

 Chỉ số este hóa (DE): thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galacturonic trong phân tử pectin

Dựa vào các chỉ số trên phân loại pectin thành 2 nhóm chính: HMP (High methoxyl pectin) và LMP (Low methoxyl pectin ) [27], [33]

Bảng 1.2 Một số đặc điểm chính của pectin Loại

pectin HMP ( High methoxyl pectin) LMP (Low methoxyl pectin )

+ Nồng độ pectin: Không yêu cầu

Cơ chế

hình

thành

gel

Dựa trên sự hình thành liên kết

hydro liên phân tử giữa các

nhóm carboxyl tự do trên các

phân tử pectin và giữa các nhóm

hydroxyl của các phân tử nước

Dựa trên khả năng tạo phức lồng của các phân tử acid galacturonic với các ion Ca2+

+ Phụ thuộc vào hàm lượng

đường, acid, pectin, loại pectin

và nhiệt độ

+ Lượng pectin nhiều quá mức

quy định sẽ làm gel cứng

+ Khi sử dụng một lượng cố

định pectin, pH, nhiệt độ càng

giảm và hàm lượng đường càng

cao thì gel tạo thành càng nhanh

+ Phụ thuộc vào nồng độ Ca2+

và chỉ số methoxyl

+ Độ đàn hồi gel có thể tạo ra lớn hơn so với HMP

1.3.4 Cơ chế phân hủy của pectin

Sự hiện diện của hệ thống vi sinh vật đại tràng là cơ sở hình thành và phát triển dạng thuốc giải phóng tại đại tràng Hệ vi sinh vật đại tràng lấy năng lượng

để tồn tại nhờ quá trình lên men các cơ chất dưới xúc tác bởi các enzym Do những enzym này chỉ có mặt ở đại tràng nên phương pháp sử dụng các polyme

bị phân giải bởi vi khuẩn để đưa thuốc đến đại tràng đặc hiệu, ưu việt hơn so với các phương pháp khác

Pectin là một polysaccarid tự nhiên bị phân hủy bởi hệ vi sinh vật đại tràng,

đặc biệt bởi chủng vi sinh vật như: Bifidobacterium, Bacteroids, Eubacterium

Với dạng thuốc giải phóng tại đại tràng có sử dụng vỏ bao pectin thì khi đi qua

dạ dày và ruột non, vỏ bao này vẫn nguyên vẹn, không giải phóng hoạt chất Nhưng khi tiếp xúc với dịch đại tràng, do hoạt động của các vi sinh vật tiết ra

enzym pectinase làm cho pectin bị phân hủy, tạo thành các kênh dẫn nước vào bên trong viên nhân, vỏ bao bị phá vỡ, dược chất được giải phóng [14]

Enzym pectinase có vai trò xúc tác cho sự phân cắt các hợp chất pectin thành các hợp phần nhỏ hơn như acid galacturonic, galactose, methanol Dựa vào đặc điểm của cơ chất và cơ chế phân cắt, enzym pectinase được chia thành các nhóm chính: pectinesterase, các enzym khử mạch polyme, protopectinase Mỗi loại enzym pectinase có cơ chế phân giải pectin khác nhau Pectinesterase xúc tác sự khử ester hóa nhóm methoxyl của pectin Protopectinase hòa tan protopectin, tạo thành các pectin có mức độ polyme hóa cao Các enzym khử mạch polyme sẽ thủy phân liên kết glycosid (α - 1,4 – glucosid) một cách ngẫu nhiên hoặc từ đầu không khử của phân tử pectin và nó có tính đặc hiệu với các phân tử pectin có chỉ số ester hóa cao Ngoài ra có enzym pectate lyase có cơ chất chủ yếu là pectin có chỉ số ester hóa thấp [21]

Hiện nay, trên thị trường có số enzym pectinase được sử dụng: Pectinex Ultra

SP - L, Pectinex 3XL là một hỗn hợp các enzym, có thể phân hủy hầu như tất cả các loại gel pectin

Tuy nhiên, cơ chế phân hủy pectin bởi hệ vi sinh vật đại tràng phụ thuộc nhiều vào chế độ ăn uống, bệnh lý và thuốc sử dụng Các enzym trong đại tràng thường phân rã dạng thuốc chậm dẫn đến sinh khả dụng của thuốc giảm Các nghiên cứu đánh giá sự phân rã của dạng thuốc này thường mới được tiến hành trên động vật chưa được tiến hành nghiên cứu trên người [24]

1.3.5 Một số kết quả nghiên cứu bào chế dạng thuốc giải phóng tại đại tràng

của viên tăng lên đáng kể Công thức vỏ bao kết hợp pectin và HPMC K100M tỉ

lệ 1:1, tỉ lệ lớp vỏ bao so với viên nhân 350% có tlag bằng 10 giờ, đạt yêu cầu đề

ra với viên nén giải phóng tại đại tràng [7]

Phạm Thị Thanh Tâm và cộng sự (2014) nghiên cứu bào chế viên nén metronidazol giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp bao bồi từ bột với tá dược bao là pectin Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng tỷ lệ pectin:HPMC, lớp

vỏ bao dày lên thì thời gian tiềm tàng tăng lên Công thức vỏ bao kết hợp pectin:HPMC K100M tỷ lệ 2:1, tỷ lệ vỏ bao so với viên nhân là 100% có tlag

bằng 7 giờ, đạt yêu cầu đề ra với viên nén giải phóng tại đại tràng Viên bao ủ ở

300C/24 giờ, cấu trúc lớp vỏ bao khá xốp, viên bao chưa đến được đại tràng; khi tăng nhiệt độ ủ lên 600C/ 24 giờ, 800C/ 24 giờ, 1000C/ 2giờ và 600C/ 72 giờ thì thu được lớp vỏ bao chắc, viên bao đến được đại tràng có tlag= 5-6 giờ Do đó, sự hình thành lớp vỏ bao luôn phụ thuộc vào cả hai yếu tố thời gian và nhiệt độ ủ [8]

Zoe Wakerly và các cộng sự (1996) đã nghiên cứu thử giải phóng in vitro

dạng thuốc giải phóng tại đại tràng bởi pectin Viên nhân chứa chất màu Naphtol green B được bao dập với pectin, khối lượng vỏ bao là 100% so với khối lượng viên nhân Viên bao được tiến hành thử giải phóng: 2 giờ đầu trong môi trường acid hydroclorid 0,1 M; 3 giờ tiếp theo trong môi trường đệm phosphat pH 7,4; các giờ tiếp theo trong môi trường đệm phosphat pH 6,0 có 3ml enzym pectinase (enzym Pectinex 26.000 PG/ml) hoặc 109 cfu/ml vi khuẩn đại tràng Bacteroides

ovatus Lấy mẫu 30phút/ lần, lượng Naphtol green B giải phóng được định lượng

bằng đo quang ở bước sóng 715nm Kết quả nghiên cứu cho thấy, lượng Naphtol green B giải phóng không đáng kể cho tới khi thêm enzym pectinex hoặc vi

khuẩn đại tràng Bacteroides ovatus Trong cả hai thử nghiệm, với enzym pectinex và với vi khuẩn đại tràng Bacteroides ovatus thì lượng Naphtol green B

giải phóng ra không có sự khác nhau đáng kể Tuy nhiên, với vi khuẩn đại tràng thì có sự dao động lớn nên cần tiến hành ly tâm trước khi định lượng và phải

đảm bảo môi trường hòa tan là vô khuẩn, kỵ khí bằng cách sục khí nitơ để đảm bảo vi khuẩn đại tràng hoạt động là tốt nhất [39]

Turkoglu Ugurlu và công sự (2002) đã nghiên cứu thử giải phóng in vitro

của viên bao dập 5-aminosalicylic với tá dược bao là pectin và HPMC Các công thức bao với tá dược pectin và HPMC được dùng với tỷ lệ 100% pectin, 80% pectin - 20% HPMC, hoặc 60% pectin - 40% HPMC Viên bao được thử giải phóng trong điều kiện: 2 giờ đầu trong môi trường aicd hydroclorid pH 1,2; các giờ tiếp theo trong môi trường đệm phosphat pH 6,8; sau 6h có thêm vào môi trường hòa tan 3ml enzyme pectinase Kết quả nghiên cứu cho thấy, chỉ riêng pectin là không đủ để tạo được vỏ bao đưa viên bao tới đại tràng và HPMC được kết hợp cùng pectin với vai trò chính là kiểm soát độ tan của pectin, từ đó kiểm soát giải phóng dược chất tốt hơn Nồng độ HPMC tối ưu là 20% thì đến 6 giờ, khoảng 25 - 35% lớp vỏ bao bị ăn mòn và sau đó dưới ảnh hưởng của enzym pectinase vỏ bao sẽ bị ăn mòn nhanh hơn và giải phóng 5-aminosalicylic tại đại tràng Như vậy, kết hợp pectin-HPMC sẽ thích hợp cho dạng thuốc giải phóng tại đại tràng [35]

Timucin Ugurlu và cộng sự (2007) đã nghiên cứu bào chế viên bao dập nisin sử dụng kết hợp HPMC và pectin làm thành phần bột bao Viên nhân được bao dập với tỉ lệ pectin trong hỗn hợp bao thay đổi từ 25 – 100% Tỷ lệ vỏ bao 400% so với khối lượng viên nhân Kết quả nghiên cứu cho thấy khi thay đổi tỷ

lệ HPMC:pectin khả năng kiểm soát giải phóng của vỏ bao thay đổi theo Đối với vỏ bao chỉ chứa một thành phần pectin, khả năng kiểm soát giải phóng của

vỏ bao kém hơn do khả năng trương nở và hòa tan trong môi trường nước của pectin mạnh, dẫn đến vỏ bao nứt nhanh, giải phóng dược chất sớm hơn Do đó, HPMC thêm vào nhằm kiểm soát sự hòa tan của pectin Viên bao chứa 5% HPMC có tlag kéo dài 2 giờ, khi tăng tỷ lệ HPMC lên 20% lớp vỏ bao vẫn nguyên vẹn sao 6 giờ thử giải phóng Nhưng với vỏ bao có hàm lượng HPMC 100%, thời gian thuốc giải phóng chậm (>15 giờ), vượt quá thời gian thuốc tồn tại trong đường tiêu hóa Vì vậy nghiên cứu bào chế viên bao kiểm soát giải phóng tại đại

tràng, thay đổi tỷ lệ HPMC:pectin tới tỷ lệ thích hợp có thể đạt được kết quả như mong đợi, vỏ bao pectin/HPMC cho thấy khả năng kiểm soát giải phóng nisin tốt có thể đưa thuốc đến đại tràng [36]

Praveen Kumar và cộng sự (2011) đã nghiên cứu bào chế viên bao dập metronidazol giải phóng tại đại tràng sử dụng hai polyme là pectin và gôm guar

Tỉ lệ polyme và dược chất thay đổi lần lượt 1:1, 1:2, 1:3 Viên bao sau đó được thử hòa tan trong 24 giờ với các điều kiện mô phỏng như trong đường tiêu hóa: 2 giờ đầu trong môt trường acid hydroclorid 0,1N; 3 giờ tiếp theo trong môi trường pH 7,4; các giờ tiếp theo trong pH 6,8 Kết quả cho thấy, pectin và gôm guar đều phù hợp cho hệ thuốc giải phóng tại đại tràng Các viên bao sau khi thử giải phóng trong môi trường acid hydroclorid hầu như không có sự giải phóng dược chất, sau đó khi chuyển sang môi trường đệm pH 7,4 thì lượng dược chất giải phóng tăng nhẹ và viên bao tới đại tràng [23]

Jaleh Varshosaz và cộng sự (2012) nghiên cứu bào chế pellet Budesonid bao phim với pectin giải phóng tại đại tràng với thành phần lớp vỏ bao có sự kết hợp của pectin với Eudragit RS30D, Eudragit NE30D Kết quả nghiên cứu

invitro cho thấy, pellet đạt được độ ổn định trong các môi trường pH 1,2 (2 giờ);

pH 7,4 (4 giờ) và trong môi trường pH 6,8 không có sự hiện diện của các vi sinh vật đường ruột, pellet kéo dài giải phóng lên tới 18 giờ Đánh giá tiếp theo trên

mô hình ruột chuột, được gây viêm bởi acid trinitrobenzenesulfonic so với các phương pháp điều trị khác Khả năng giải phóng dược chất của pellet Budesonid bao trong môi trường đại tràng phụ thuộc rất nhiều vào tỷ lệ polyme:pectin và bề dày vỏ bao Hiệu quả điều trị viêm đại tràng trên chuột cũng mang lại kết quả cao hơn so với các phương pháp khác [38]

Dựa trên các đặc tính trên của pectin và khả năng phân hủy pectin của hệ

vi sinh vật đại tràng, cũng như những ưu điểm của phương pháp bao bồi từ bột có sử dụng chất hóa dẻo, tiến hành nghiên cứu bào chế viên berberin clorid giải phóng tại đại tràng theo phương pháp bao bột khô, có sử dụng pectin trong thành phần vỏ bao, để tạo tín hiệu sinh học khơi mào giải phóng dược chất khi thuốc

tới vị trí đích tác dụng là đại tràng Để đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng dược chất, viên bao được thử hòa tan trong môi trường mô phỏng các điều kiện trong đường tiêu hóa như: 2 giờ đầu trong dung dịch acid hydroclorid pH 1,2; 3 giờ tiếp theo trong dung dịch đêm phosphate pH 7,4 và các giờ tiếp theo trong dung dịch đệm phosphate 6,8 có thêm enzyme pectinase

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu

Nguồn gốc và tiêu chuẩn chất lượng của nguyên liệu dùng trong nghiên cứu được tóm tắt trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

2 Berberin clorid chuẩn

Viện kiểm nghiệm thuốc trung ương

DĐVN IV

5 Polyvinyl pyrolidon K30 Trung Quốc DĐVN IV

7 Magnesi stearat Trung Quốc Nhà sản xuất

15 Polyethylen glycol 400 Malaysia DĐVN IV

16 Propylen glycol Trung Quốc DĐVN IV

18 Isopropyl myristat Trung Quốc Nhà sản xuất

19 Triethyl citrat Trung Quốc Nhà sản xuất

20 Dibutyl phthalat Trung Quốc Nhà sản xuất

23 Kali dihydrophosphat Trung Quốc Tinh khiết hóa học

24 Natri hydroxyd Trung Quốc Tinh khiết hóa học

25 Natri laurylsulfat Trung Quốc Tinh khiết hóa học

27 Acid hydroclorid đặc Trung Quốc Tinh khiết hóa học

2.1.2 Thiết bị

Cân phân tích Sartorius BP 1215, cân kĩ thuật Sartorius TE 3102S (Đức) Máy xác định độ ẩm nhanh Presica XM 60 (Thụy sĩ)

Máy dập viên tâm sai KROSCH (Đức)

Máy đô độ cứng ERWEKA TBH20 (Đức)

Máy xác định độ mài mòn ERWEKA TAR 120 (Đức)

Máy đo pH Eutech Instruments pH510 (Nhật)

Máy thử hoà tan ERWEKA DT 600 (Đức)

Máy đo quang UV-VIS OPTIMA SP-3000 (Nhật)

Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao Agilent HPLC 1260 (Mỹ)

Bể siêu âm Wise Clean Wisd (Đức)

Nồi bao truyền thống

Tủ sấy tĩnh Memmert (Đức)

Tủ vi khí hậu CLIMACELL (Đức)

Máy đo góc tiếp xúc CD07 (Viện vật lý – viện hàn lâm khoa học quốc gia) Thiết bị MDSC Q2000 TA Instrument (Mỹ)

Bộ rây các cỡ, bình định mức, pipet……

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước cất, pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4 và mật độ quang

- Cân chính xác 0,0200 gam berberin clorid cho vào bình định mức 100ml Thêm khoảng 80ml dung dịch môi trường (môi trường nước, pH 1,2; pH 6,8; pH 7,4) siêu âm cho tan hoàn toàn Thêm dung dịch môi trường tương ứng vừa đủ đến vạch 100ml, lắc đều

- Pha loãng thành các dung dịch có nồng độ lần lượt là 2,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 8,0 μg/ml trong môi trường tương ứng

- Đo mật độ quang của các dung dịch này ở bước sóng 345nm Mẫu trắng là dung dịch môi trường tương ứng

Từ kết quả thu được, xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm, vẽ đồ thị biểu thị sự tương quan giữa mật độ quang và nồng độ berberin clorid trong các môi trường

2.2.2 Phương pháp bào chế

2.2.2.1 Bào chế viên nhân

Viên nhân berberin clorid được bào chế bằng phương pháp tạo hạt ướt với các tá dược Erapac, Avicel PH101, natri croscarmelose, PVP K30, Aerosil, magnesi stearat, talc

Sơ đồ quy trình bào chế viên nhân :

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bào chế viên nhân berberin clorid

2.2.2.2 Bao kiểm soát giải phóng

Quá trình bao được thực hiện bằng phương pháp bao bồi từ bột trên thiết bị bao truyền thống Tá dược bao gồm:

- Polyme: Pectin (Pectin vis, pectin LM 102), HPMC K4M, HPMC K100M

- Chất hóa dẻo: Glycerin, PEG 400, PG, Sorbitol, DBP, TEC, IPM

- Tá dược khác: talc

Quá trình bao gồm các giai đoạn sau:

 Chuẩn bị nguyên liệu: Bột bao polyme, chất hóa dẻo

- Bột bao: polyme và talc Nghiền, rây bột qua rây; trộn đồng nhất

- Chất hóa dẻo ( dùng đơn độc hay kết hợp hai chất hóa dẻo)

 Chuẩn bị thiết bị bao: lắp súng phun, bơm nhu động, nồi bao, thiết bị cảm ứng nhiệt, đĩa cấp bột, súng phun bột và máy nén khí

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị bao viên

 Bao viên

- Cài đặt thông số máy bao như nhiệt độ duy trì trong nồi bao, tốc độ quay nồi bao, tốc độ cấp chất hóa dẻo, tốc độ cấp bột bao, áp suất súng phun bột và súng phun chất hóa dẻo

+ Tốc độ quay của nồi bao: 15 – 20 vòng/phút

+ Tốc độ cấp bột: 3-4g/ phút

+ Tốc độ cấp chất hóa dẻo: 7 – 10 ml/phút

+ Nhiệt độ nồi bao: 600C± 5

+ Áp suất sung phun: 1kg/cm3

- Quá trình bao được tiến hành trên nồi bao truyền thống:

+ Cho viên vào nồi bao, sấy cho nóng viên 15 phút

+ Phun chất hóa dẻo lên bề mặt viên qua bơm nhu động tới khi chất hóa dẻo bám đều bề mặt viên Cấp bột qua một súng phun bột với lượng bột vừa đủ tạo

lớp mỏng trên viên, để nồi bao quay đều đến khi bột bám đều bề mặt viên Tiếp tục lặp lại các thao tác trên cho đến khi viên đạt khối lượng quy định thì dừng phun chất hóa dẻo và cấp bột

+ Sấy viên: Viên sau khi bao được sấy ở nhiệt độ 600C trong các thời gian khác nhau [6], [8]

2.2.3 Phương pháp đánh giá

2.2.3.1 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm của pectin

a Xác định nhiệt độ chuyển kính của pectin

Chuẩn bị mẫu: Pectin và chất hóa dẻo (tỉ lệ 70:30 kl/kl) được phối hợp

theo 2 cách trộn vật lý hoặc phun sấy Với phương pháp trộn vật lý, phối hợp pectin và glycerin hoặc PEG trong cối sứ rồi ủ trong tủ sấy ở 70oC trong 12h Với phương pháp phun sấy, hòa tan pectin và chất hóa dẻo (sorbitol) vào nước sao cho nồng độ pectin là 5% rồi tiến hành phun sấy trến thiết bị phun sấy ở

120oC, áp suất súng phun 1,5 bar, tốc độ hút khí 100%, tốc độ bơm dịch 4ml/phút

Phân tích MDSC (Phân tích nhiệt vi sai điều biến nhiệt): Cân 3-5mg mẫu vào chén nhôm rồi chuyển vào buồng đo Mẫu sẽ được phân tích trong khoảng

từ -20oC đến 250oC Các mẫu cần phân tích sau này sẽ đầu tiên sẽ được loại nước ở

80oC trong 30 phút rồi làm lạnh về -20oC Sau đó gia nhiệt đến 250oC với tốc độ gia nhiệt 2oC/phút, biên độ điều biến ±0,6oC trong 40s Khí nitơ được thổi trong toàn

bộ quá trình phân tích để tránh sự oxy hóa ảnh hưởng tới kết quả

b Đo góc tiếp xúc của pectin và chất hóa dẻo

Tiến hành đo góc tiếp xúc của chất hóa dẻo bằng phương pháp cắt giọt Bột pectin được nén thành viên có khối lượng 200mg, đường kính 13mm, lực nén 20 kP Trên máy đo phân tích, viên nén pectin đặt trên mặt phẳng, phía trên gắn bộ phận nhỏ chất hóa dẻo xuống bề mặt viên nén pectin Máy sẽ đo góc tiếp xúc của chất hóa dẻo với pectin sau 10 giây [32]

c Xác định trạng thái tồn tại của pectin trong vỏ bao

Trạng thái tồn tại của pectin trong vỏ bao được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X: Chuẩn bị mẫu phân tích gồm hỗn hợp vật lý (polyme với chất hóa dẻo), mẫu trắng (chỉ có polyme) và mẫu vỏ bao sau khi bao

Lấy khoảng 5 – 10 mg mẫu đã được làm khô, cho vào đĩa đồng của thiết

bị chiếu tia X – Máy chiếu tia X D8 Advance (BRUCKER, Đức) Góc quét từ 50

– 600, tốc độ quét 20/phút, nhiệt độ phòng, điện cực của anod Cu 40kV

d Xác định cơ chế phân hủy của pectin

Qua tham khảo tài liệu [10], cơ chế phân hủy pectin được xác định như sau: Enzym pectinase thủy phân pectin giải phóng acid galacturonic, định lượng acid này bằng quang phổ tử ngoại Chuẩn bị 2ml dung dịch pectin 1% trong đệm phosphat pH=7; thêm 0,05 ml enzym pectinase Đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 235nm Theo dõi sự thay đổi độ hấp thụ quang trong thời gian 20 phút Một đơn vị enzym pectinase hoạt động (U/mg) làm tăng 0,01 độ hấp thụ/1 phút

Đơn vị hoạt động của enzym pectinase được tính theo công thức [18]:

0 0

/, 1

Trong đó: ΔA235: chênh lệch độ hấp thụ quang giữa 2 lần đo

Δt: chênh lệch thời gian giữa 2 lần đo độ hấp thụ quang C: nồng độ dung dịch pectin đem phản ứng (mg/ml) V: thể tích dung dịch pectin đem phản ứng (ml)

Từ đó, tính được lượng enzym pectinase cần thiết để phân hủy pectin

2.2.3.2 Phương pháp đánh giá chất lượng viên nhân

a Hình thức viên nhân

Quan sát bằng mắt thường, viên phải nhẵn bóng, không bong mặt, sứt cạnh

b Đo độ cứng

Độ cứng của viên thường được đánh giá bằng cách xác định lực gây vỡ viên Sử dụng máy đo độ cứng ERWEKA TBH 200 Tiến hành thử với 10 viên, lấy giá trị trung bình

Yêu cầu: lực gây vỡ viên trung bình nằm trong khoảng 6 - 8 kp

Độ mài mòn được tính theo công thức:

X% = (m1 – m2)/ m1 x 100%

Trong đó:

X: độ mài mòn hoặc độ bở (%)

m1: khối lượng viên trước khi bị mài mòn (g)

m2: khối lượng viên sau khi bị mài mòn (g)

Yêu cầu: độ mài mòn không được quá 1%

d Độ đồng đều khối lượng

Độ đồng đều khối lượng của viên nhân được đánh giá theo phương pháp

mô tả trong phụ lục 11.3 - DĐVN IV [1]

Tiến hành: Cân từng viên lấy ngẫu nhiên trên cân phân tích Sartorius

BP 1215, số lượng 20 viên, tính khối lượng trung bình (mtb) Cân khối lượng trung bình của từng viên (mi), tính phần trăm độ lệch khối lượng (%∆m) so với khối lượng trung bình viên (mtb)

%∆m = (mi – mtb)/ mtb x 100%

Yêu cầu: % chênh lệch so với khối lượng trung bình viên là ± 7,5% và không được có đơn vị nào có khối lượng vượt gấp đôi giới hạn này [1]

e Độ rã của viên

Độ rã của viên được đánh giá theo phương pháp mô tả trong DĐVN IV [1] Thiết bị: Máy thử độ rã ERWERKA

Cách tiến hành: Cho vào mỗi ống thử một viên nén (n=6) trong môi trường nước cất ở nhiệt độ 37 ± 0,5oC, với tần số dao động 28 - 32 vòng/ phút

Yêu cầu: Thời gian rã < 15 phút

+ Môi trường thử 900ml môi trường pH 6,8

+ Thời điểm lấy mẫu 5 phút/lần trong 60 phút

+ Đo quang tại bước song 345 nm [8]

g Định lượng hàm lượng dược chất trong viên

Định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) theo Dược điển Việt Nam IV [1]

sulfat (TT) trong hỗn hợp nước - acetonitril (1:1) và pha loãng thành 1000 ml với cùng dung môi

100ml pha động Lọc qua màng lọc 0,45µm, thu được dung dịch có nồng độ 0,1mg/ml

- Lấy 10 viên thuốc, cân và tính khối lượng trung bình, nghiền thành bột mịn

- Cân một lượng bột viên tương ứng với 100mg berberin cho vào bình định mức 100ml Thêm 60ml pha động hòa tan hoàn toàn, sau đó thêm pha động vừa đủ tới vạch 100ml Hút chính xác 10ml dịch trên cho vào bình định mức 100ml, thêm pha động vừa đủ 100ml Lọc qua màng lọc 0,45 µm trước khi tiêm mẫu

 Tiến hành sắc ký lần lượt với dung dịch chuẩn và dung dịch thử

 Tính toán theo công thức

- St, Sc lần lượt là diện tích pic của mẫu thử và mẫu chuẩn

- mt, mc lần lượt là khối lượng cân của mẫu thử và mẫu chuẩn

- mtbv là khối lượng trung bình của viên

- Pc là hàm lượng của chất chuẩn BBR (Viện KNTW)

- mnhãn là khối lượng BBR có trong viên theo lý thuyết (mnhãn = 0,1g)

- ft, fc lần lượt là độ pha loãng mẫu thử và mẫu chuẩn

 Yêu cầu (Theo quy định trong DĐVN IV): Hàm lượng berberin clorid phải nằm trong khoảng 90,0% - 110,0% so với lí thuyết

2.2.3.3 Phương pháp đánh giá chất lượng viên bao

m1, m2 lần lượt làkhối lượng viên trước và sau khi bao (mg)

c Hàm lượng berberin clorid trong viên bao

Lấy 10 viên cho vào máy nghiền bi, nghiền thành bột mịn Bột thu được tiến hành định lượng và tính toán tương tự như định lượng hàm lượng dược chất

trong viên nhân ở phần (g) mục 2.2.3.2

Theo qui định trong DĐVN IV, hàm lượng berberin clorid trong viên phải nằm trong khoảng 90,0% - 110,0% so với lượng theo lý thuyết

pH 6,8 có sự có mặt của enzym pectinase

- Nhiệt độ môi trường hòa tan: 370C ± 0,5 oC

- Thời điểm hút mẫu: cứ 60 phút hút mẫu 1 lần

Đo quang ở bước sóng 345 nm

2.2.3.4 Đánh giá độ ổn định của viên bao

Tiến hành nghiên cứu độ ổn định của viên bao bằng phương pháp lão hoá cấp tốc theo hướng dẫn của Asean về đánh giá độ ổn định của dạng bào chế [9] :

- Chuẩn bị mẫu nghiên cứu: Tiến hành bao ba mẻ Viên sau khi bào chế

được đóng trong lọ nhựa kín (bao bì cấp 1) Cho mẫu vào tủ vi khí hậu CLIMACELL để ở điều kiện lão hóa cấp tốc: nhiệt độ 40o  2oC, độ ẩm 75 5%,

tránh ánh sáng

- Đánh giá: cách mỗi tháng lẫy mẫu đánh giá một lần, liên tục trong 06 tháng Mỗi lần lấy 03 mẫu của 3 mẻ bao khác nhau So sánh sự thay đổi về hình

thức, hàm lượng dược chất và khả năng kiểm soát giải phóng dược chất cùng với mẫu viên bao khi mới bào chế theo mục 2.2.2.2

2.2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu

Phương pháp đánh giá thời gian tiềm tàng và tốc độ giải phóng dược chất Phần trăm dược chất giải phóng được tính theo phương trình Hopfenberg [31] :

C(%) = 100 x [1 – (1 – k1 x t2)p] Trong đó:

- C (%) là phần trăm dược chất giải phóng tại thời điểm tC

- t = tC – t0

(tC là thời gian dược chất giải phóng được C%

t0 là thời gian dược chất chuẩn bị giải phóng tính từ lúc bắt đầu thử)

- k1, p là các hằng số thực nghiệm được xác định từ chương trình chạy trên phần mềm Mathcad 14

Giá trị trung bình:

1

1 n i i

n i i

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Xây dựng đường chuẩn về mối tương quan giữa nồng độ berberin clorid trong môi trường nước, dung dịch pH 1,2; dung dịch đệm phosphat

pH 6,8; pH 7,4 và mật độ quang

Để xác định mối tương quan giữa nồng độ và mật độ quang của dung dịch Berberin clorid trong các môi trường nước, dung dịch pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4 Tiến hành pha dãy dung dịch chuẩn và đo quang ở bước sóng 345 nm như đã nêu trong mục 2.2.1 Kết quả thu được trong hình 3.1

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ BBR trong các môi

trường và mật độ quang tại bước sóng 345 nm

 Nhận xét:

Kết quả thu được từ biểu đồ trên cho thấy nồng độ của berberin clorid trong các môi trường và mật độ quang tại bước sóng 345 nm có sự tương quan tuyến tính trong khoảng nồng độ khảo sát từ 2,5 µg/ml đến 10 µg/ml với

hệ số tương quan trong môi trường pH 1,2; pH 6,8; pH 7,4 nước cất tương ứng là r2 = 0,998; 0,9997; 0,9994 và 0,9988 hay r2 ≈ 1

Như vậy, có thể sử dụng phương pháp đo quang ở bước sóng 345 nm để định lượng Berberin clorid trong các môi trường nước, dung dịch pH 1,2; dung dịch đệm phosphat pH 6,8; pH 7,4

- Để định lượng berberin clorid trong các môi trường trên bằng phương pháp đo quang tại bước sóng 345 nm cần pha loãng mẫu thử và chuẩn có nồng độ nằm trong khoảng tuyến tính (2,5 - 10 µg/ml) để kết quả định lượng được chính xác

3.2 Lựa chọn công thức viên nhân chứa 100 mg berberin clorid

Mục tiêu trong việc lựa chọn công thức viên nhân chứa berberin clorid :

- Viên có màu sắc đồng nhất, bề mặt viên nhẵn

- Đảm bảo độ bền cơ học, chịu được va chạm trong nồi bao

- Viên giải phóng nhanh tại đại tràng khi vỏ bao bị phá vỡ

Dựa trên các đặc tính của nguyên liệu berberin clorid, khả năng chịu nén

kém, khó trơn chảy và tạo hạt, các tá dược Avicel, Erapac được chọn lựa để làm

tăng khả năng liên kết hạt, độ trơn chảy của dược chất Viên nén berberin clorid được nghiên cứu bào chế theo phương pháp tạo hạt ướt với tá dược dính và tá dược độn khác nhau để tìm ra công thức bào chế viên nhân phù hợp

3.2.1 Lựa chọn tá dược dính

Viên nhân berberin clorid được bào chế theo phương pháp đã ghi trong mục 2.2.2.1 (mẻ 100 viên) với các thành phần tá dược thay đổi được trình bày