Nghiên cứu động học phân hủy Granisetron trong dung dịch và ứng dụng bào chế thuốc tiêm

Sơ lược về động học phân hủy thuốc và một số phương trình động học đơn giản − Sự ổn định hóa học của các phân tử dược chất là một vấn đề rất đáng quan tâm vì nó ảnh hưởng đến sự an toàn

BÀO CHẾ THUỐC TIÊM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2019

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THÚY

MÃ SINH VIÊN: 1401608

NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY

GRANISETRON TRONG DUNG DỊCH VÀ ỨNG DỤNG

BÀO CHẾ THUỐC TIÊM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:

TS Nguyễn Trần Linh

Nơi thực hiện:

Bộ môn Bào chế

HÀ NỘI – 2019

LỜI CẢM ƠN

Với tất cả lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc, em muốn xin gửi lời cảm ơn đầu

tiên tới TS Nguyễn Trần Linh (Bộ môn Bào chế- Trường đại học Dược Hà Nội) là

người thầy luôn tận tâm hướng dẫn, nhắc nhở, động viên, giúp đỡ em, tạo điều kiện cho

em trong suốt quá trình học tập, làm nghiên cứu cũng như hoàn thành khóa luận này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo, các anh, chị

kỹ thuật viên (đặc biệt là anh Thuấn và chị Thoa) của Bộ môn Bào chế, Trường đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá trình làm khóa luận vừa qua

Em cũng muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ban giám hiệu nhà trường, phòng đào tạo, các phòng ban liên quan và các bộ môn trong nhà trường đã tạo điều kiện, giúp đỡ thiết thực về cơ sở vật chất, trang thiết bị và hóa chất thí nghiệm trong quá trình em thực hiện khóa luận này

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè, các thầy, các cô, các anh, các chị, các em, các bạn sinh viên đã luôn bên cạnh em, ủng hộ cho em, giúp đỡ, động viên em trong suốt 5 năm học tập cũng như trong thời gian thực hiện khóa luận

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2019

Sinh viên

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Đại cương về granisetron hydroclorid 2

1.1.1 Công thức hóa học 2

1.1.2 Tính chất lý hóa học 2

1.1.3 Đặc điểm dược động học 3

1.1.4 Cơ chế tác dụng 4

1.1.5 Chỉ định, chống chỉ định, thận trọng khi dùng, phản ứng không mong muốn 5 1.1.6 Tương tác, tương kỵ 6

1.1.7 Các dạng bào chế của granisetron, một số biệt dược thuốc tiêm của granisetron trên thị trường 6

1.1.8 Các phương pháp định lượng granisetron 7

1.2 Sơ lược về động học phản ứng phân hủy thuốc 8

1.2.1 Sơ lược về động học phân hủy thuốc và một số phương trình động học đơn giản ………8

1.2.2 Một số mô hình động học phân hủy thuốc 9

1.3 Đại cương về thuốc tiêm và độ ổn định của thuốc tiêm 10

1.3.1 Đôi nét về thuốc tiêm 10

1.3.2 Các kiểu phân hủy thuốc trong dung dịch thuốc tiêm 10

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của dung dịch thuốc tiêm 13

1.4 Một số nghiên cứu về phương pháp xác định tạp phân hủy và độ ổn định của granisetron 14

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 17

2.1 Nguyên vật liệu 17

2.2 Thiết bị nghiên cứu 17

2.2 Nội dung nghiên cứu 18

2.3 Phương pháp nghiên cứu 18

2.4.1 Phương pháp bào chế dung dịch thuốc tiêm granisetron hydroclorid 18

2.4.2 Phương pháp định lượng granisetron hydroclorid 20

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu sự phân hủy của granisetron hydroclorid trong dung dịch nước……… 21

2.4.4 Xây dựng công thức thuốc tiêm 22

2.4.5 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 22

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 24

3.1 Thẩm tra phương pháp định lượng granisetron hydroclorid 24

3.1.1 Khảo sát tính thích hợp của hệ thống sắc ký 24

3.1.2 Tính đặc hiệu 24

3.1.3 Tính tuyến tính 25

3.1.4 Độ lặp lại 26

3.1.5 Độ đúng 26

3.2 Nghiên cứu động học phân hủy của granisetron hydroclorid trong dung dịch nước ……… 27

3.3 Sơ bộ đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ ổn định của thuốc tiêm granisetron hydroclorid 33

3.3.1 Ảnh hưởng của pH 33

3.3.2 Ảnh hưởng của loại đệm 34

3.3.3 Ảnh hưởng của ánh sáng 34

3.4 Tối ưu hóa công thức thuốc tiêm granisetron hydroclorid 34

3.4.1 Thiết kế thí nghiệm 35

3.4.2 Tiến hành thí nghiệm 36

3.4.3 Ảnh hưởng của các biến đầu vào đến các biến đầu ra 36

3.4.3 Lựa chọn công thức tối ưu 40

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

AIC Akaike’s information criterion: tiêu chuẩn thông tin Akaike

DĐVN V Dược điển Việt Nam V

EP8 European Pharmacopoeia: Dược điển châu Âu 8

HPLC High – performance liquid chromatography: Hệ thống sắc ký lỏng hiệu

năng cao HRMS High resolution mass spectrometry: Khối phổ phân giải cao

LC-MS Liquid chromatography- mass spectrometry: Hệ thống sắc khí lỏng khối

phổ NMR Nuclear magnetic resonance: Cộng hưởng từ hạt nhân

TCCS Tiêu chuẩn cơ sở

USP United States Pharmacopeia: Dược điển Mỹ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số thuốc tiêm trên thị trường 7

Bảng 1.2 Các phương trình biểu thị tốc độ phản ứng 8

Bảng 1.3 Một số mô hình động học phân hủy thuốc biểu diễn hàm lượng dược chất còn lại theo thời gian và nhiệt độ 9

Bảng 2.4 Các nguyên vật liệu sử dụng trong quá trình làm thực nghiệm 17

Bảng 3.5 Bảng kết quả kiểm tra tính thích hợp của hệ thống 24

Bảng 3.6 Mối tương quan giữa nồng độ granisetron hydroclorid và diện tích pic 25

Bảng 3.7 Bảng kết quả kiểm tra độ lặp lại của phương pháp 26

Bảng 3.8 Bảng kết quả kiểm tra độ đúng của phương pháp 26

Bảng 3.9 Giá trị của tiêu chuẩn AIC của các mô hình ở các pH khác nhau 29

Bảng 3.10 Các hệ số của mô hình 1 tại pH 4,5 (khoảng tin cậy 95%) 29

Bảng 3.11 Các hệ số của mô hình 1 tại pH 5,0 (khoảng tin cậy 95%) 29

Bảng 3.12 Các hệ số của mô hình 1 tại pH 5,5 (khoảng tin cậy 95%) 30

Bảng 3.13 Hàm lượng dược chất còn lại (%) của dược chất trong các mẫu thuốc tiêm sau khi để ở điều kiện 40 0 C và 50 0 C trong vòng 6 tuần 33

Bảng 3.14 Bảng kí hiệu và yêu cầu của các biến đầu vào 35

Bảng 3.15 Bảng kí hiệu và mức cần đạt được của các biến đầu ra 35

Bảng 3.16 Bảng thiết kế thí nghiệm 35

Bảng 3.17 Kết quả thực nghiệm giá trị các biến đầu ra 36

Bảng 3.18 Kết quả luyện mạng neuron nhân tạo 37

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của biến độc lập đến biến phụ thuộc 37

Bảng 3.20 Công thức tối ưu theo phần mềm tối ưu 40

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 3.1 Đường chuẩn biểu diễn sự tương quan giữa nồng độ granisetron hydroclorid

và diện tích pic 25 Hình 3.2 Hàm lượng còn lại của dược chất (%) ở các thời điểm và nhiệt độ khác nhau tại pH 4,5 27 Hình 3.3 Hàm lượng còn lại của dược chất (%) ở các thời điểm và nhiệt độ khác nhau tại pH 5,0 28 Hình 3.4 Hàm lượng còn lại của dược chất (%)ở các thời điểm và nhiệt độ khác nhau tại pH 5,5 28 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn phần trăm hàm lượng granisetron còn lại theo thời gian và nhiệt độ tại pH 4,5 30 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn phần trăm hàm lượng granisetron còn lại theo thời gian và nhiệt độ tại pH 5,0 30 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn phần trăm hàm lượng granisetron còn lại theo thời gian và nhiệt độ tại pH 5,5 31 Hình 3.8 Mối tương quan giữa hàm lượng còn lại, nhiệt độ, thời gian khi ngoại suy ra nhiệt độ 30 0 C tại pH 4,5 31 Hình 3.9 Mối tương quan giữa hàm lượng còn lại, nhiệt độ, thời gian khi ngoại suy ra nhiệt độ 30 0 C tại pH 5,0 32 Hình 3.10 Mối tương quan giữa hàm lượng còn lại, nhiệt độ, thời gian khi ngoại suy ra nhiệt độ 30 0 C tại pH 5,5 32 Hình 3.11 Mặt đáp biểu diễn hàm lượng dược chất còn lại (Y 1 ) theo loại hệ đệm (X 1 )

và loại chất chống oxy hoá (X 3 ) (với X 2 = 0,1 M, X 4 = 0,2%, X 5 = 5) 37 Hình 3.12 Mặt đáp biểu diễn độ biến thiên pH (Y 2 ) theo loại hệ đệm (X 1 ) và loại chất chống oxy hoá (X 3 ) (với X 2 = 0,1 M, X 4 = 0,2%, X 5 = 5) 38 Hình 3.13 Mặt đáp biểu diễn hàm lượng dược chất còn lại (Y 1 ) theo loại hệ đệm (X 1 )

và pH (X 5 ) (với X 2 = 0,1 M, X 3 = acid citric, X 4 = 0,2%) 39 Hình 3.14 Mặt đáp biểu diễn độ biến thiên pH (Y 2 ) theo loại hệ đệm (X 1 ) và pH (X 5 ) (với X 2 = 0,1 M, X 3 = acid citric, X 4 = 0,2%) 39

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, với sự ra đời của thuốc đối kháng thụ thể sereotonin 5-HT3 việc kiểm soát buồn nôn và nôn đã được cải thiện rất nhiều Các chất này được gọi là các 'setron' [7] Chúng được coi là thuốc chống nôn hiệu quả nhất hiện nay

Granisetron là một chất đối kháng thụ thể 5-HT3 mạnh và chọn lọc cao, có ít hoặc không có ái lực với các thụ thể 5-HT khác và các thụ thể dopaminergic, adrenergic, benzodiazepin, histaminic hay opioid Mặc dù khá bền trong dung dịch nước nhưng granisetron dễ bị thủy phân trong môi trường acid hoặc base (do có bản chất là một amid) Granisetron có nhiều tạp chất, dưới tác dụng của ánh sáng hoặc tia UV

granisetron bị phân hủy thành tạp chất C 1-methyl-1H-indazol-3-carboxamid) hoặc D (acid 1-methyl-1H-indazole-3-carboxylic)

(N-[(1R,3r,5S)-9-azabicyclo[3.3.1]non-3-yl]-[10] [20]

Granisetron được nghiên cứu phát triển bởi các nhà hóa học làm việc tại công ty dược phẩm Beecham của Anh vào khoảng năm 1988, và được sản xuất ở phòng thí nghiệm Roche dưới tên thương mại là Kytril Thuốc được chấp thuận tại Anh năm 1991

và tại Mỹ năm 1993 bởi FDA Hiện nay, trong nước ta các nghiên cứu về dạng bào chế granisetron còn chưa nhiều Bên cạnh đó, các chế phẩm có thành phần này còn rất ít Chưa có nhiều xí nghiệp dược phẩm Việt Nam sản xuất chế phẩm thuốc tiêm granisetron, dẫn đến việc phải nhập khẩu thuốc từ nước ngoài với giá thành cao Nhằm phát triển một thuốc thành phẩm mới, hướng tới áp dụng vào sản xuất trong nước, chúng

tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu động học phân hủy granisetron trong dung dịch

và ứng dụng bào chế thuốc tiêm” với các mục tiêu sau:

1 Xây dựng mô hình động học phân hủy của granisetron trong dung dịch nước

2 Đánh giá ảnh hưởng của một số thành phần trong công thức đến độ ổn định thuốc tiêm granisetron hydroclorid

3 Tối ưu hóa công thức bào chế thuốc tiêm granisetron hydroclorid

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đại cương về granisetron hydroclorid

1.1.1 Công thức hóa học

− Công thức cấu tạo:

− Tên khoa học: yl] 1H-indazol-3-carboxamid hydroclorid [11]

1-methyl-N-[(1R,3r,5S)-9-methyl-9-azabicyclo[3.3.1]non-3-− Công thức phân tử: C18H24N4O.HCl

− Khối lượng phân tử: 348,875 g/mol

− Hằng số phân ly (dạng base tự do): pKa = 9 [14]

− Độ pH trong dung dịch nước 1% nằm trong khoảng 4,0 – 6,0 [19]

− Bột kết tinh trắng hoặc gần trắng, ít tan trong methylen clorid, rất ít tan trong methanol; có vị đắng [11] [18]

− Ở 20°C, granisetron hydroclorid hòa tan tự do trong nước và natri clorid 0,9% [18]

− Điểm nóng chảy của granisetron hydroclorid là 295°C - 300°C kèm theo sự phân hủy [18]

− Do có vòng thơm nên granisetron hấp thụ mạnh bức xạ tử ngoại, có thể ứng

− Granisetron tương đối bền với nhiệt

− Granisetron bền trong môi trường pH trung tính, bị thủy phân rất chậm trong dung dịch acid hydrocloric 0,1 M và natri hydroxyd 0,1 M ở nhiệt độ 800C trong vòng

3 giờ [9]

− Granisetron bị thủy phân trong môi trường acid tạo thành tạp chất D [10]

− Granisetron không bền dưới tác dụng của ánh sáng Trong quá trình tiếp xúc với ánh sáng trong vòng 8 giờ hoặc tiếp xúc với tia UV trong vòng 24 giờ, granisetron

bị phân hủy thành tạp chất C hoặc tạp chất D của nó [10] [20]

1.1.3 Đặc điểm dược động học

1.1.3.1 Phân bố

− Granisetron được phân bố rộng rãi, với thể tích phân bố trung bình khoảng 3 l/kg Tỉ lệ liên kết protein huyết tương là khoảng 65 % [22]

1.1.3.2 Chuyển hóa

− Granisetron được chuyển hóa chủ yếu ở gan bằng quá trình oxy hóa sau đó là quá trình liên hợp Các hợp chất chính là 7-OH-granisetron và các liên hợp của nó với các gốc sulfat và glycuronid

− Mặc dù các đặc tính chống nôn đã thấy trên 7-OH-granisetron và indazolin desmethyl granisetron, nhưng không thể chắc chắn là những chất này đóng góp đáng kể vào hoạt động dược lý của granisetron ở người

N-− Các nghiên cứu in vitro trên các microsome gan cho thấy con đường chuyển

hóa chính của granisetron bị ức chế bởi ketoconazol, và granisetron được chuyển hóa bởi enzym cytochrom P450 3A [22], [16]

− Trên những đối tượng bệnh nhân đặc biệt: [16]

Ở bệnh nhân nhi bị ung thư, dược động học tương tự như ở bệnh nhân trưởng thành

Ở bệnh nhân cao tuổi, độ thanh thải trung bình có thể giảm và thời gian bán hủy tăng so với người trẻ tuổi

Ở những bệnh nhân bị suy gan do liên quan đến gan tân sinh, tổng độ thanh thải sau một liều tiêm tĩnh mạch giảm khoảng 50% so với bệnh nhân không bị suy gan

Ở những bệnh nhân bị suy thận nặng, tổng độ thanh thải sau một liều tiêm tĩnh mạch 40 g/kg không bị thay đổi

1.1.4 Cơ chế tác dụng

Granisetron là một thụ thể chọn lọc đối kháng 5-hydroxytryptamin 3 (5-HT3) có

ít hoặc không có ái lực với các thụ thể serotonin khác, bao gồm 5-HT1; 5-HT1A;

5-HT1B/C; 5-HT2; 1, 2, β-adrenoreceptor; dopamin-D2; hoặc histamin-H1; thuốc benzodiazepin; thụ thể picrotoxin hoặc opioid Các thụ thể serotonin thuộc loại 5-HT3

được đặt ngoại vi trên các đầu dây thần kinh phế vị và tập trung ở vùng kích hoạt chemoreceptor của trung tâm nôn trên não Trong quá trình nôn do hóa trị, các tế bào

enterochromaffin niêm mạc giải phóng serotonin, kích thích thụ thể 5-HT3 Điều này dẫn đến kích thích dây thần kinh phế vị (dây X) và có thể gây nôn Các nghiên cứu trên động vật chứng minh rằng, sau khi kích thích nôn bằng cisplatin, granisetron sẽ liên kết với các thụ thể 5-HT3, do đó ngăn chặn sự kích thích serotonin và từ đó ngăn nôn [21]

1.1.5 Chỉ định, chống chỉ định, thận trọng khi dùng, phản ứng không mong muốn

1.1.5.1 Chỉ định

− Granisetron được chỉ định ở người lớn để phòng ngừa và điều trị

+ Buồn nôn và nôn cấp tính liên quan đến hóa trị và xạ trị

+ Buồn nôn và nôn sau phẫu thuật

− Granisetron được chỉ định để phòng ngừa buồn nôn và nôn chậm trễ liên quan đến hóa trị và xạ trị

− Granisetron được chỉ định ở trẻ em từ 2 tuổi trở lên để phòng ngừa và điều trị buồn nôn và nôn cấp tính liên quan đến hóa trị [22]

− Đã có báo cáo về độ nhạy cảm chéo giữa các chất đối kháng 5-HT3 (ví dụ: dolasetron, ondansetron)

− Hội chứng serotonin: Đã có báo cáo về hội chứng serotonin với việc sử dụng các chất đối kháng 5-HT3, nhưng chủ yếu kết hợp với các thuốc serotonergic khác (bao gồm các chất ức chế tái hấp thu serotonin chọn lọc (SSRIs) và các chất ức chế tái hấp thu noradrenalin serotonin (SNRIs) [22]

1.1.5.4 Phản ứng không mong muốn

− Các phản ứng phụ thường gặp nhất đối với granisetron là nhức đầu và táo bón (có thể thoáng qua)

− Thay đổi ECG bao gồm kéo dài khoảng QT

− Các phản ứng bất lợi:

+ Rối loạn hệ thống miễn dịch: Sốc phản vệ, nổi mề đay

+ Rối loạn tâm thần: Mất ngủ

+ Rối loạn hệ thần kinh: Đau đầu, phản ứng ngoại tháp, hội chứng serotonin + Rối loạn tim mạch: Khoảng QT kéo dài

+ Rối loạn tiêu hóa: Táo bón, tiêu chảy

+ Rối loạn gan mật: Tăng transaminase

+ Rối loạn da và mô dưới da: Dị ứng [22]

1.1.7.1 Các dạng bào chế của granisetron:

− Viên nén bao phim hàm lượng 1 mg, 2 mg

− Ống tiêm tĩnh mạch đơn liều: hàm lượng 1 mg/ml; 0,1 mg/ml

− Dung dịch tiêm truyền: 4 mg/4ml; 3 mg/3ml

− Dung dịch đường uống: 2 mg/10ml

− Miếng dán: 3,1 mg/24 giờ

1.1.7.2 Một số biệt dược của thuốc tiêm granisetron hydroclorid trên thị trường

Một số biệt dược của thuốc tiêm granisetron hydroclorid trên thị trường hiện nay được thể hiện ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Một số thuốc tiêm trên thị trường

Biệt dược Hãng sản xuất Xuất xứ Điều kiện bảo quản

Hà Nội - VIỆT NAM

Việt Nam Tránh ánh sáng, dưới

Tây Ban Nha

Labesfal-SA

Bồ Đào Nha

Tránh ánh sáng, nhiệt

độ dưới 250C

1.1.8 Các phương pháp định lượng granisetron

− Phương pháp chuẩn độ acid trong môi trường khan:

Cân chính xác khoảng 50 mg granisetron hydroclorid RS hòa tan trong 30 ml hỗn hợp anhydrid acetic và acid acetic (7:3) và chuẩn độ bằng acid percloric 0,1M Xác định điểm kết thúc bằng chuẩn độ đo thế

1 ml acid percloric 0,1M tương đương 34,89 mg C18H24N4O.HCl [13]

− Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao:

Phương pháp HPLC định lượng granisetron hydroclorid với detector UV, pha động sử dụng là đệm phosphat (pH = 2,0 được điều chỉnh bằng acid phosphoric): methanol: tetrahydrofuran (tỷ lệ là 75:24:1,1); cột 150 mm  4,6 mm, kích thước hạt nhồi là 4 m

1.2 Sơ lược về động học phản ứng phân hủy thuốc

1.2.1 Sơ lược về động học phân hủy thuốc và một số phương trình động học đơn giản

− Sự ổn định hóa học của các phân tử dược chất là một vấn đề rất đáng quan tâm

vì nó ảnh hưởng đến sự an toàn và hiệu quả của sản phẩm thuốc Việc nghiên cứu về động học phân hủy của dược chất sẽ cho phép xác định được các xu hướng phản ứng của các phân tử dược chất từ đó giúp phát triển công thức và có quy cách đóng gói phù hợp cho chế phẩm cũng như cung cấp các điều kiện bảo quản và thời hạn sử dụng thích hợp Để dự đoán được tuổi thọ, xác định hạn dùng của thuốc cũng như điều kiện bảo quản thuốc cần xác định được động học của quá trình phân hủy dược chất Bảng 1.2 tóm tắt các phương trình biểu thị tốc độ phản ứng [4]

Ngoài ra, phương trình Arrhenius nêu lên ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng:

E là năng lượng hoạt hóa, R là hằng số khí lý tưởng (8,314 J.K-1.mol-1, 1,987 cal.K-1.mol-1)

Dựa vào phương trình Arrhenius, bằng thực nghiệm lão hóa cấp tốc người ta có thể dự đoán chính xác hơn về tuổi thọ của thuốc trên cơ sở xác định mức độ suy giảm hàm lượng dược chất

1.2.2 Một số mô hình động học phân hủy thuốc

Một số mô hình là hệ quả của phương trình Arrhenius được trình bày ở bảng 1.3

Bảng 1.3 Một số mô hình động học phân hủy thuốc biểu diễn hàm lượng dược

chất còn lại theo thời gian và nhiệt độ

𝑌 = 𝑏0± 𝑒𝑏1 +𝑏2.𝑋 𝑓(𝑡)

MH4 Bậc 0 (tốc độ phản

ứng phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình đa thức)

𝑌 = 𝑏0± 𝑒𝑏1 +𝑏2.log(𝑋) 𝑓(𝑡)

MH5 Bậc 0 (tốc độ phản

ứng phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình mũ)

𝑌 = 𝑏0± 𝑒𝑏1 +𝑏2.𝑋 𝑓(𝑡)

Trong đó:

Y: Hàm lượng dược chất còn lại chưa bị phân huỷ

f(t): Hàm thời gian (có thể qua hoặc không qua một phép biến đổi, ví dụ: hàm log, hàm căn thức,…)

X0, X: Nhiệt độ

b0, b1, b2: Các tham số của mô hình

Trong khoá luận này, chọn X0 = 30oC (nhiệt độ bảo quản ở vùng khí hậu IVB)

Mô hình động học phân hủy phù hợp cho dược chất cần nghiên cứu được tìm ra dựa trên giá trị tiêu chuẩn thông tin Akaike (AIC), AIC càng nhỏ thì mô hình đó càng phù hợp

1.3 Đại cương về thuốc tiêm và độ ổn định của thuốc tiêm

1.3.1 Đôi nét về thuốc tiêm

Thuốc tiêm là những chế phẩm vô khuẩn, có thể là dung dịch, hỗn dịch, nhũ tương hoặc bột khô khi tiêm mới pha lại thành dung dịch hay hỗn dịch để tiêm vào cơ thể theo những đường tiêm khác nhau [1]

Thuốc tiêm được đưa vào cơ thể theo những đường tiêm khác nhau, mỗi lần tiêm thuốc cơ thể chỉ dung nạp được một thể tích thuốc nhất định Hơn nữa, các đường tiêm thuốc khác nhau có yêu cầu về độ đẳng trương, chất gây sốt, độ trong, các chất (ngoài dược chất) được đưa vào trong công thức thuốc rất khác nhau,… Do vậy, để pha chế, sản xuất các chế phẩm thuốc tiêm đạt yêu cầu về chất lượng cần nghiên cứu xây dựng được công thức tối ưu đảm bảo độ ổn định, hiệu lực và an toàn, trước hết cần phải có các thông tin khoa học về dược chất, các phản ứng phân hủy dược chất cũng như các yếu tố ảnh hưởng độ ổn định của thuốc tiêm

Thành phần cơ bản của thuốc tiêm bao gồm: Dược chất, tá dược và bao bì Để đảm bảo chất lượng của các chế phẩm thuốc tiêm trong quá trình pha chế, sản xuất, bảo quản và sử dụng (ổn định về vật lý, hóa học, bào chế, sinh khả dụng và an toàn), ngoài dược chất và dung môi cần có thêm các thành phần khác Đó là các chất chống oxy hóa, các chất điều chỉnh pH, các chất sát khuẩn, các chất tạo phức, chất làm tăng độ tan, chất diện hoạt và các chất đẳng trương hóa thuốc tiêm Đối với bao bì đóng thuốc tiêm có thể

là thủy tinh hay chất dẻo tùy thuộc vào từng chế phẩm thuốc tiêm [1]

1.3.2 Các kiểu phân hủy thuốc trong dung dịch thuốc tiêm

1.3.2.1 Phân hủy hóa học và một số biện pháp làm giảm phân hủy hóa học

a Phản ứng oxi hóa

− Các thuốc trong quá trình sản xuất và bảo quản có thể bị oxy hóa làm giảm

hiệu lực điều trị như: Vitamin C, vitamin A, adrenalin,…

− Cơ chế phản ứng: Phản ứng oxy hóa xảy ra theo 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn khơi mào

+ Giai đoạn phát triển phản ứng

+ Giai đoạn kết thúc

− Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa:

+ Sự có mặt của oxy nguyên tử hoặc các gốc tự do

+ Các yếu tố xúc tác cho phản ứng oxy hóa dược chất:

• pH: môi trường kiềm thường làm cho thuốc nhạy cảm hơn với các tác nhân oxy hóa, trong môi trường acid thuốc ổn định hơn pH của dung dịch một chất sẽ bị ảnh hưởng bởi sự oxy hóa tùy thuộc vào pKa của chất đó Các dược chất khác nhau sẽ ổn định trong một dung dịch có pH nằm trong khoảng thích hợp, ở đó tốc độ phản ứng oxy hóa dược chất thấp nhất

• Bức xạ tử ngoại: bức xạ tử ngoại có năng lượng cao có thể chuyển phân

tử dược chất lên trạng thái năng lượng cao do đó dễ tham gia phản ứng oxy hóa hoặc tác động vào các chất phụ tạo gốc tự do làm phân hủy nhanh dược chất

• Vết kim loại nặng: các kim loại nặng chỉ cần ở dạng vết cũng có thể xúc tác cho chuỗi phản ứng oxy hóa phân hủy dược chất

• Nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng đến hầu hết các phản ứng phân hủy dược chất, thông thường khi tăng nhiệt độ lên 10 oC thì tốc độ phản ứng tăng 2 -

5 lần

− Một số biện pháp hạn chế phản ứng oxy hóa phân hủy dược chất:

+ Thêm chất chống oxy hóa như: natri sulfit, acid ascorbic, cystein, natri metabisulfit, dithionit, natri bisulfit, rongalit với nồng độ thích hợp

+ Sử dụng các chất hiệp đồng chống oxy hóa (tác dụng khóa các ion kim loại nặng): dinatri edetat, acid tatric, acid citric, acid fumaric, acid malic…

− Các phân tử có chứa các electron π thường hấp thụ ánh sáng khả kiến và gần vùng tử ngoại Thông thường các dược chất có nhân phenothiazin, các hydrocarbon có nhân thơm, có dị vòng các aldehyd, ceton… rất nhạy cảm với ánh sáng, bị phân hủy nhanh khi có tác động của ánh sáng

− Ví dụ: dưới tác động của tia UV trong ánh sáng, granisetron hydroclorid bị phân hủy thành tạp chất C của nó là N-((1R,3r,5S)-9-azabicyclo[3.3.1]nonan-3-yl)-1-methyl-1H-indazol-3-carboxamide hydroclorid [20]

− Do đó, để hạn chế sự phân hủy dược chất do ánh sáng, cần bảo quản tránh ánh sáng hoặc bảo quản trong bao bì chắn sáng hoặc thêm các chất màu hấp thụ ánh sáng

e Đồng phân và racemic hóa

− Dưới tác động của các tác nhân như ánh sáng, nhiệt độ… một số dược chất có thể bị racemic hóa chuyển sang dạng đồng phân mới có tác dụng yếu hoặc mất tác dụng, thậm chí tạo các sản phẩm có hại

− Để hạn chế phản ứng racemic hóa cần hạn chế các tác nhân như nhiệt độ, ánh sáng,… thận trọng trong sử dụng chất chống oxy hóa

f Phản ứng decarboxyl hóa

− Phản ứng decarboxyl hóa phụ thuộc vào bản chất của gốc liên kết với nhóm carboxyl trong phân tử acid đó, và nó chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ và môi trường

− Cần xem xét các điều kiện về nhiệt độ và môi trường để hạn chế được phản ứng decaroxyl hóa [5]

1.3.2.2 Phân hủy vật lý

Trong quá trình sản xuất và bảo quản thuốc, các yếu tố nhiệt độ, dung môi… có thể tác động làm thay đổi các đặc tính vật lý, hóa lý của dạng thuốc làm cho thuốc không đạt các chỉ tiêu chất lượng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu lực điều trị

1.3.2.3 Sự phân hủy sinh học

Sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc trong chế phẩm có thể làm cho thuốc không đạt các chỉ tiêu về độ vô khuẩn, nội độc tố, đồng thời làm phân hủy dược chất, làm mất

đi hình thức cảm quan của thuốc [5]

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của dung dịch thuốc tiêm

1.3.3.1 Yếu tố thuốc về công thức thuốc

a Bản chất của dược chất

Các dược chất khác nhau có tính chất lý hóa học khác nhau, độ bền vững cũng khác nhau Do đó tùy từng dược chất cần phải nghiên cứu xây dựng các công thức và

kỹ thuật bào chế đảm bảo độ ổn định, an toàn và hiệu lực điều trị

b Ảnh hưởng của dung môi

Các dược chất dễ thủy phân sẽ dễ bị thủy phân trong dung môi nước đồng thời dung môi không tinh khiết làm cho các phản ứng phân hủy xảy ra nhanh hơn

c pH dung dịch

pH của dung dịch có thể làm tăng các phản ứng phân hủy, ảnh hưởng đến độ tan,

độ ổn định của dược chất và sinh khả dụng của thuốc

d Ảnh hưởng của các tá dược

Tùy thuộc từng dược chất cần nghiên cứu sử dụng các tá dược thích hợp (chất chống oxy hóa, chất hiệp đồng chống oxy hóa, chất bảo quản…) để đảm bảo độ ổn định của chế phẩm

e Ảnh hưởng của bao bì

Bao bì đóng thuốc tiêm có thể là thủy tinh hay chất dẻo Bao bì thủy tinh được chia ra làm ba loại: Thủy tinh loại I, thủy tinh loại II, thủy tinh loại III Trong đó, thủy tinh loại I có độ bền cơ học cao, hầu như không bị thủy phân và nhả các chất kiềm từ bề mặt bao bì vào thuốc nên thích hợp cho mọi loại thuốc tiêm có pH khác nhau, loại II dùng thích hợp cho nhiều loại thuốc tiêm, đặc biệt là các thuốc tiêm truyền vì các dung

dịch tiêm truyền thường là các dung dịch trung tính hay acid Thủy tinh loại III không dùng để đóng thuốc tiêm nước, chỉ dùng đóng các thuốc tiêm dầu hoặc thuốc tiêm ở dạng bột khô Đối với bao bì đóng thuốc tiêm là chất dẻo có ưu điểm là giá thành thấp hơn, hầu như không bị vỡ, nhẹ và dễ dàng chế tạo dưới nhiều hình dáng khác nhau Tuy nhiên, hơi ẩm và các khí như oxy có thể xâm nhập từ môi trường qua bao bì vào thuốc ảnh hưởng đến độ ổn định của thuốc; bao bì chất dẻo cũng không hoàn toàn trơ về mặt hóa học có thể hấp phụ hoặc thôi ra các chất (chất phụ gia có trong bao bì) vào dung dịch thuốc ảnh hưởng đến độ an toàn của thuốc Do đó, cần lựa chọn bao bì thích hợp cho từng chế phẩm thuốc tiêm khác nhau [1]

1.3.3.2 Yếu tố thuộc về kỹ thuật bào chế

Một số yếu tố thuộc kỹ thuật bào chế ảnh hưởng đến độ ổn định của thuốc tiêm bao gồm: điều kiện pha chế kín hay hở, nhiệt độ và thời gian pha, trình tự pha, sự sục khí trơ, các thông số của quá trình tiệt khuẩn Để hạn chế phản ứng phân hủy dược chất cần tiến hành pha chế nhanh, hạn chế tiếp xúc với không khí, bào chế kín, hòa tan tá dược trước rồi mới hòa tan dược chất, đóng và hàn ống trong bầu khí trơ

1.3.3.3 Các yếu tố thuộc về kỹ thuật bảo quản

Các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm… trong quá trình bảo quản có thể xúc tác cho phản ứng phân hủy dược chất vì vậy các chế phẩm cần được nghiên cứu điều kiện bảo quản thích hợp để đảm bảo độ ổn định trong suốt thời gian bảo quản thuốc

1.4 Một số nghiên cứu về phương pháp xác định tạp phân hủy và độ ổn định của granisetron

1.4.1 Xây dựng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao mới nhằm nghiên cứu độ

ổn định và xác định đặc tính của các tạp phân hủy oxy hóa granisetron

K Balakumaran và các cộng sự đã tiến hành xây dựng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao mới với mục tiêu là xác định tạp chất phân hủy oxy hóa trong nguyên liệu dược chất granisetron hydroclorid và phương pháp tiến hành được phát triển dựa trên các nghiên cứu lão hóa cưỡng bức được thực hiện trên granisetron hydroclorid để xác định các tạp chất có trong dược chất [8]

Các nghiên cứu lão hóa cưỡng bức được thực hiện theo hướng dẫn kỹ thuật của ICH quy định: Các điều kiện lão hóa sử dụng acid, base, oxy hóa, lão hóa bởi nhiệt và suy giảm quang điện để cho thấy độ ổn định của phương pháp

Tạp chất phân hủy oxy hóa trong nghiên cứu lão hóa của granisetron hydroclorid được tách bằng phương pháp HPLC-UV (Các điều kiện sắc ký HPLC: granisetron hydroclorid và các tạp chất của nó được tách ra trên cột X-bridge phenyl (150 mm × 4,6

mm, kích thước hạt 3,5 m) Pha động A gồm 10 mM ammoni acetat trong nước (pH 8,5) và pha động B là acetonitril : metanol (50:50, v/v) được bơm với tốc độ dòng 1 ml/phút Điều nhiệt ở 40°C và bước sóng phát hiện ở 305nm)

Xác định đặc tính của các tạp phân hủy oxy hóa bằng việc kết hợp các phương pháp phân tích LC-MS, HR-MS và NMR, IR

Kết luận: Với tính ổn định và hiệu quả cao cho thấy phương pháp HPLC có thể

ứng dụng xác định tất cả các tạp chất liên quan đã được mô tả trong nghiên cứu

Thông qua nghiên cứu có thể thấy, granisetron bị phân hủy trong các điều kiện lão hóa nhanh là: acid hydrocloric 5 N, natri hydroxyd 0,5 N; nhiệt độ 1050C; hydrogen peroxyd 10% Điều kiện này có thể được dùng để nghiên cứu về sự phân hủy của granisetron trong dung dịch

1.4.2 Xây dựng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao với detector mảng diode nhằm nghiên cứu độ ổn định của granisetron hydroclorid trong các thuốc thành phẩm

Mokhta Mabrouk và cộng sự đã tiến hành xây dựng một phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao để xác định granisetron hydroclorid với sự có mặt của các sản phẩm thủy phân, oxy hóa, phân hủy quang và phân hủy nhiệt [17]

Việc tách thành công granisetron khỏi các sản phẩm phân hủy đã thực hiện được trên cột X-Bridge C18 bằng cách sử dụng pha động là acetonitril: dung dịch KH2PO4 0,025 M (20:80) được điều chỉnh về pH 2 Phương pháp này được chọn lọc để xác định granisetron hydroclorid, alcol benzylic (chất bảo quản) và natri benzoat (chất bảo quản) với sự có mặt của benzaldehyd là sản phẩm oxy hóa của benzyl alcohol Phương pháp được thẩm định và chấp nhận là đáp ứng được trong mọi trường hợp Các thí nghiệm xác định granisetron hydroclorid, alcol benzylic và natri benzoat từ hỗn hợp với benzaldehyd và các sản phẩm phân hủy của chúng đều nằm trong khoảng 99,5-100,5% với giá trị RSD% dưới 1,5%

Kết luận: Phương pháp xác định granisetron và chất bảo quản trong cùng dạng

viên nén, hoặc dung dịch uống hoặc thuốc tiêm đã được thẩm định và có thể ứng dụng vào thực tế

Thông qua nghiên cứu, thấy được các tác nhân làm phân hủy granisetron được

sử dụng: acid hydrocloric 1 M, natri hydroxyd 1M; hydrogen peroxyd 3% và 0,3%; tác nhân ánh sáng UV 254 nm; tác nhân nhiệt (900C/24 giờ)

1.4.3 Độ ổn định của granisetron hydroclorid trong một thiết bị tiêm truyền dùng một lần làm bằng vật liệu đàn hồi (elastomeric)

Chung KC và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu sự ổn định và vô trùng của granisetron hydroclorid trong dung dịch tiêm dextrose 5% hoặc natri clorid 0,9% khi được đựng trong một thiết bị tiêm truyền elastomeric dùng một lần [12]

Granisetron được pha loãng đến nồng độ 0,02 mg/ml (dạng muối hydroclorid) trong dung dịch tiêm 5% dextrose clorid Dung dịch được đựng trong bộ phận chứa thuốc của một thiết bị tiêm tĩnh mạch dùng một lần và được làm lạnh ở 40C trong 14 ngày Tổng cộng tám ống tiêm đã được chuẩn bị, bốn ống tiêm chứa granisetron 0,02 mg/ml trong 5% dextrose và bốn có chứa granisetron 0,02 mg/ml trong natri clorid 0,9%

Nồng độ granisetron trong các dung dịch được định lượng bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao ở các thời điểm 0 giờ, 24 giờ, 48 giờ, 7 ngày và 14 ngày Mỗi dung dịch được kiểm tra về độ trong, màu sắc và sự kết tủa, thử nghiệm vô trùng

Kết quả: Trong suốt quá trình nghiên cứu, ở trong cả dung dịch 5% dextrose và

trong natri clorid 0,9%, nồng độ trung bình của granisetron còn lại là hơn 92% nồng độ ban đầu Trong 7 ngày, các dung dịch trong natri clorid 0,9% luôn ở mức lớn hơn 90% nồng độ thuốc ban đầu Không phát hiện vi khuẩn phát triển, không có kết tủa, không

có sự thay đổi màu sắc, hoặc sự thay đổi màu sắc không rõ ràng

Kết luận: Granisetron 0,02 mg/ml (dạng muối hydroclorid) trong natri clorid

0,9% ổn định và không có vi khuẩn phát triển trong 7 ngày; trong dung dịch dextrose 5% ổn định và không có vi khuẩn phát triển cho đến 14 ngày khi được bảo quản ở 40C trong một thiết bị tiêm truyền elastomeric dùng một lần

Như vậy, có thể bảo quản dung dịch tiêm truyền granisetron trong thiết bị tiêm truyền này lên đến 14 ngày

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu

Nguồn gốc và tiêu chuẩn của nguyên liệu sử dụng được tóm tắt trong bảng:

Bảng 2.4 Các nguyên vật liệu sử dụng trong quá trình làm thực nghiệm

1 Granisetron hydroclorid Trung Quốc EP8

2 Acid citric monohydrat Trung Quốc Tinh khiết hóa học

3 Natri hydroxyd Trung Quốc Tinh khiết hóa học

4 Acid phosphoric Việt Nam Tinh khiết hóa học

5 Natri dihydrophosphat Trung Quốc Tinh khiết hóa học

6 Natri metabisulfit Trung Quốc Tinh khiết hóa học

7 Acid hydrocloric Trung Quốc Tinh khiết hóa học

10 Nước cất hai lần pha tiêm Việt Nam DĐVN V

12 Natri clorid Trung Quốc Tinh khiết hóa học

2.2 Thiết bị nghiên cứu

− Máy đóng và hàn thuốc tiêm ROTA

− Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao SHIMADZU với:

+ Hệ thống bơm cao áp 4 kênh + 1 kênh rửa SIL

+ Hệ thống tiêm mẫu tự động với buồng chứa mẫu 100 lọ mẫu

+ Hệ thống chứa cột và điều nhiệt cột

− Cân phân tích Sartorius BP121S, cân kỹ thuật Sartorius TE412

− Tủ vi khí hậu CLIMACELL, tủ sấy BINNDER, tủ lạnh

2.2 Nội dung nghiên cứu

− Nghiên cứu động học phân hủy của granisetron trong dung dịch nước

− Nghiên cứu ảnh hưởng của pH, hệ đệm, ánh sáng đến độ ổn định của thuốc tiêm

− Tối ưu hóa công thức thuốc tiêm granisetron hydroclorid

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp bào chế dung dịch thuốc tiêm granisetron hydroclorid

− Qua tham khảo tài liệu [10] [15] và kết quả nghiên cứu thăm dò, tiến hành xây dựng công thức cơ bản cho một ống thuốc tiêm 1 ml được xác định như sau:

Granisetron hydroclorid 1,12 mg (tương đương với 1 mg

granisetron dạng base)

Dung dịch natri hydroxyd 1 M hoặc

acid hydrocloric 1 M Vừa đủ để chỉnh pH

Nước để pha thuốc tiêm Vừa đủ 1 ml

− Nồng độ 1 mg/ml là nồng độ đậm đặc thường được dùng để pha tiêm/tiêm truyền Thể tích đóng ống của các chế phẩm trên thị trường thường là 1 hoặc 3 ml Tuy nhiên, do điều kiện bao bì vào khuôn máy đóng thuốc tiêm sẵn có tại Bộ môn, thể tích đóng ống 2 ml được lựa chọn

− Dung dịch thuốc tiêm được pha chế như sau: Dược chất, tá dược được hòa tan vào nước để pha thuốc tiêm, sau đó được điều chỉnh pH bằng acid hydrocloric 1 M hoặc natri hydroxyd 1 M Thêm nước để pha thuốc tiêm vừa đủ, khuấy đều Dung dịch được lọc trong qua màng lọc 0,2 m Đóng ống thuốc tiêm trong điều kiện có sục khí nitrogen đầu ống Các ống thuốc tiêm được tiệt khuẩn (nếu cần) bằng nhiệt ẩm ở điều kiện thích hợp, sau đó ghi nhãn, đóng gói

❖ Sơ đồ pha chế thuốc tiêm granisetron hydrochlorid

Nguyên liệu Các giai đoạn Kiểm soát kiểm nghiệm

Đóng gói, ghi nhãn

Kích thước màng lọc 0,2 m

thuốc tiêm