Luận án tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu bào chế viên nén amoxicilin và acid clavulanic hai lớp giải phóng kéo dài

Mục đích của luận án nhằm Bào chế được viên nén 2 lớp chứa 1000 mg amoxicilin và 62,5 mg acid clavulanic qui mô 10.000 viên/lô giải phóng kéo dài. Đề xuất được tiêu chuẩn chất lượng và đánh giá được độ ổn định của viên nghiên cứu.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

LÊ ĐÌNH QUANG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VIÊN HAI LỚP AMOXICILIN VÀ ACID CLAVULANIC

GIẢI PHÓNG KÉO DÀI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC

MÃ SỐ 62720402 Người hướng dẫn khoa học :

PGS TS Nguyễn Ngọc Chiến PGS TS Nguyễn Văn Long

HÀ NỘI, NĂM 2019

LỜI CAM ĐOAN

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

Lê Đình Quang

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Luận án này, tôi đã nhận được sự tận tình giúp đỡ của nhiều tập thể, cá nhân, các thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè và gia đình Cho phép tôi được bày

tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

PGS TS Nguyễn Ngọc Chiến và PGS TS Nguyễn Văn Long là những người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, hết lòng giúp đỡ và động viên tôi quyết tâm hoàn thành luận án

PGS TS Nguyễn Đăng Hòa và toàn thể các thầy cô Bộ môn Bào chế - Trường Đại học Dược Hà Nội đã cung cấp cho tôi những kiến thức quý báu, tạo điều kiện thuận lợi và động viên tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận án

Các thầy cô và anh chị em trong Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia, Bộ môn Hóa đại cương – Vô cơ, Bộ môn Công nghiệp dược, Bộ môn Hóa phân tích – Độc chất,

Bộ môn Vật lý – Hóa lý, Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án

Ban Giám Hiệu, Phòng Sau đại học- Trường Đại học Dược Hà Nội đã quan tâm, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Công ty cổ phần dược phẩm Hà Tây, Công ty cổ phần dược phẩm TW1, Công ty

cổ phần dược phẩm TW2, Công ty cổ phần dược phẩm Sao Kim đã tạo điều kiện thuận lợi và hỗ trợ cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận án

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các em sinh viên đã cùng tôi thực hiện một số nội dung của luận án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Gia đình và những người thân đã chia sẻ, động viên tôi có đủ nghị lực, quyết tâm hoàn thành luận án

Hà Nội, ngày 23 tháng 8 năm 2019

Lê Đình Quang

MỤC LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Đại cương về amoxicilin và kali clavulanat 3

1.1.1 Amoxicilin 3

1.1.2 Kali clavulanat 6

1.1.3 Độ ổn định của amoxicilin và kali clavulanat 7

1.1.4 Tỷ lệ phối hợp và chế độ liều amoxicilin/acid clavulanic 11

1.1.5 Dược động học của amoxicilin/acid clavulanic 13

1.2 Phương pháp định lượng amoxicilin và kali clavulanat 13

1.3 Một số phương pháp đánh giá tương tác dược chất – tá dược 14

1.4 Đại cương về viên nén nhiều lớp 17

1.4.1 Khái niệm 17

1.4.2 Ứng dụng của viên nén nhiều lớp 17

1.4.3 Ưu, nhược điểm của viên nén nhiều lớp 17

1.5 Hệ tác dụng kéo dài 18

1.5.2 Một số nghiên cứu về dạng thuốc viên chứa amoxicilin giải phóng kiểm soát 20 2 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nguyên vật liệu 25

2.1.1 Nguyên liệu tá dược dùng cho bào chế 25

2.1.2 Hóa chất, dung môi, chất chuẩn dùng cho kiểm nghiệm 26

2.2 Thiết bị nghiên cứu 26

2.3 Thuốc đối chiếu, thuốc thử 28

2.3.1 Thuốc thử 28

2.3.2 Thuốc đối chiếu 28

2.3.3 Địa điểm nghiên cứu 28

2.4 Nội dung nghiên cứu 28

2.5 Phương pháp nghiên cứu 28

2.5.1 Phương pháp xây dựng qui trình bào chế 28

2.5.2 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu chất lượng và độ ổn định của viên 37

2.5.3 Phương pháp xử lý số liệu 44

3 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 45

3.1 Kết quả nghiên cứu tiền công thức 45

3.1.1 Kết quả đánh giá tương tác dược chất – tá dược 45

3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm tá dược đến độ ổn định của dược chất trong viên 57

3.2 Kết quả nghiên cứu xây dựng công thức bào chế viên nén 2 lớp 60

3.2.1 Kết quả đánh giá giải phóng hoạt chất từ viên đối chiếu 60

3.2.2 Kết quả xây dựng công thức bào chế viên nén 2 lớp 61

3.3 Nâng cấp qui trình bào chế và đề xuất tiêu chuẩn chất lượng viên 94

3.3.1 Đề xuất tiêu chuẩn cơ sở viên nén 2 lớp 94

3.3.2 Xây dựng qui trình bào chế viên nén 2 lớp amoxicilin và acid clavulanic giải phóng kéo dài qui mô 10.000 viên 99

3.3.3 Xác định các yếu tố trọng yếu của qui trình 102

3.3.4 Thẩm định qui trình bào chế viên nén 2 lớp giải phóng kéo dài 106

3.4 Kết quả đánh giá độ ổn định của viên nén 2 lớp 115

3.4.1 Kết quả về hình thức cảm quan 115

3.4.2 Kết quả về hàm lượng dược chất 116

3.4.3 Kết quả về độ hòa tan dược chất 118

3.5 Kết quả đánh giá tương đương hòa tan in vitro so với viên đối chiếu 120

4 CHƯƠNG 4 BÀN LUẬN 123

4.1 Về đánh giá tương tác dược chất và tá dược 123

4.2 Khảo sát ảnh hưởng độ ẩm tá dược đến độ ổn định của viên nén 125

4.3 Về nghiên cứu xây dựng công thức viên nén 2 lớp giải phóng kéo dài 126

4.3.1 Về lựa chọn dạng bào chế 126

4.3.2 Về xây dựng công thức viên nén 2 lớp theo phương pháp A 127

4.3.3 Về xây dựng công thức viên nén 2 lớp theo phương pháp B 130

4.3.4 Về xây dựng công thức màng bao bảo vệ 133

4.3.5 Về tối ưu hóa công thức bào chế viên nén 136

4.3.6 Về thành phần công thức viên bào chế và viên đối chiếu 138

4.3.7 Về phương pháp bào chế viên nén 2 lớp 139

4.3.8 Về quá trình bào chế viên nén qui mô 1000 viên 140

4.3.9 Về thẩm định qui trình sản xuất 142

4.4 Về theo dõi độ ổn định 145

4.5 Những đóng góp mới của luận án 148

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 150

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

DSC Differential Scanning Calorimeter (Quét nhiệt vi sai)

MCC Microcrystalline cellulose (Cellulose vi tinh thể)

T > MIC Time > Minimum Inhibitory Concentration (Thời gian duy trì nồng độ

kháng sinh trên nồng độ ức chế tối thiểu)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Độ tan của amoxicilin trihydrat trong nước 4

Bảng 1.2 Lựa chọn chế độ dùng theo PK/PD 12

Bảng 1.3 Các loại polyme HPMC 18

Bảng 2.1 Nguyên liệu, tá dược sử dụng trong bào chế 25

Bảng 2.2 Hóa chất, dung môi, chất chuẩn dùng cho kiểm nghiệm 26

Bảng 2.3 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 26

Bảng 2.4 Công thức bào chế viên nén khi khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm tá dược đến độ ổn định dược chất trong viên nén 30

Bảng 2.5 Phương pháp bào chế viên nén 2 lớp 31

Bảng 2.6 Khối lượng chuẩn thêm vào khi thẩm định độ đúng 41

Bảng 3.1 Sự thay đổi màu sắc và hàm lượng amoxicilin trong các mẫu khảo sát (nguyên liệu amoxicilin trihydrat) sau 1 tháng bảo quản (n=3) 45

Bảng 3.2 Sự thay đổi màu sắc và hàm lượng amoxicilin (nguyên liệu natri amoxicilin) trong các mẫu khảo sát sau 1 tháng bảo quản (n=3) 46

Bảng 3.3 Sự thay đổi màu sắc và hàm lượng kali clavulanat trong các mẫu khảo sát sau 1 tháng bảo quản (n=3) 48

Bảng 3.4 Pic thu nhiệt của 3 dược chất (n=2) 49

Bảng 3.5 Số sóng đặc trưng của một số nhóm chức quan trọng trong hỗn hợp 3 dược chất tại thời điểm t=0 51

Bảng 3.6 Các nhóm tá dược đánh giá tương hợp dược chất – tá dược 52

Bảng 3.7 Tần số hấp thụ của các liên kết trong các nhóm chức quan trọng trên phổ IR của hỗn hợp 3 dược chất tại thời điểm ban đầu (H0), mẫu chứa hỗn hợp 3 dược chất và các nhóm tá dược, mẫu chứa hỗn hợp 3 dược chất và toàn bộ tá dược 53 Bảng 3.8 Hình thức vỉ và màu sắc viên mẫu T1, T2 58

Bảng 3.9 Công thức khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ Avicel PH102, talc, magnesi stearat trong lớp giải phóng ngay 62

Bảng 3.10 Công thức khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dicalci phosphat, natri starch glycolat trong lớp giải phóng ngay 65

Bảng 3.11 Công thức khảo sát tỷ lệ polyme, magnesi stearat lớp giải phóng kéo dài 67 Bảng 3.12 Công thức khảo sát ảnh hưởng của thông số tạo hạt lớp giải phóng kéo dài

69

Bảng 3.13 Công thức khảo sát ảnh hưởng của loại nguyên liệu và tỷ lệ polyme 72

Bảng 3.14 Công thức bào chế mẫu M23 và M24 73

Bảng 3.15 Công thức khảo sát polyme trong lớp giải phóng kéo dài 74

Bảng 3.16 Công thức mẫu khảo sát tỷ lệ amoxicilin giữa 2 lớp 75

Bảng 3.17 Công thức bào chế viên nhân 76

Bảng 3.18 Kết quả khảo sát một vài thông số viên nhân 77

Bảng 3.19 Công thức màng bao khảo sát thông số bao 78

Bảng 3.20 Thông số bao đối với các loại màng bao 78

Bảng 3.21 Công thức khảo sát ảnh hưởng của công thức màng bao 80

Bảng 3.22 Công thức bào chế viên nén trần và biến đầu vào 87

Bảng 3.23 Danh sách và yêu cầu của biến đầu ra 87

Bảng 3.24 Các giá trị thống kê của phương trình hồi qui 88

Bảng 3.25 Công thức tối ưu viên nén 2 lớp 92

Bảng 3.26 Thông số dự đoán, xác suất thất bại đối với các biến đầu ra 92

Bảng 3.27 Kết quả khảo sát viên bao công thức tối ưu 93

Bảng 3.28 Thông số quá trình bao phim ở qui mô 1000 viên/lô 94

Bảng 3.29 Kết quả khảo sát phân bố kích thước tiểu phân nguyên liệu đầu vào và một số chỉ tiêu chất lượng viên nhân 95

Bảng 3.30 Kết quả khảo sát thông số máy ảnh hưởng đến chất lượng viên bao 96

Bảng 3.31 Chỉ tiêu độ đồng đều khối lượng, độ cứng của viên bao qui mô 1000 viên 97

Bảng 3.32 Một số đề xuất tiêu chuẩn chất lượng bán thành phẩm cho viên nén hai lớp amoxicilin và kali clavulanat giải phóng kéo dài 98

Bảng 3.33 Một số đề xuất tiêu chuẩn chất lượng thành phẩm cho viên nén hai lớp amoxicilin và kali clavulanat giải phóng kéo dài 99

Bảng 3.34 Công thức bào chế viên nén 2 lớp, bao phim qui mô 10.000 viên/lô 100

Bảng 3.35 Một số nguy cơ gây mất ổn định trong qui trình 103Bảng 3.36 Các thông số cần thẩm định và kế hoạch lấy mẫu thẩm định 105Bảng 3.37 Độ ẩm tá dược trước và sau khi sấy 107Bảng 3.38 Hàm lượng dược chất lô 2, lô 3 qui mô 10.000 viên tại thời điểm kết thúc

trộn bột theo thời gian đã chọn (n=6) 109Bảng 3.39 Kết quả đo khối lượng riêng biểu kiến của hạt sau khi trộn bột khô lớp giải

phóng ngay, giải phóng kéo dài của 3 lô 10.000 viên 109Bảng 3.40 Kết quả đo độ trơn chảy của hạt sau khi trộn bột khô lớp giải phóng ngay

của 3 lô 10.000 viên 110Bảng 3.41 Kết quả khảo sát biểu đồ Shewhart Xbar khối lượng viên lớp giải phóng ngay

111Bảng 3.42 Kết quả khảo sát biểu đồ Shewhart S lớp giải phóng ngay lô 10.000 viên112Bảng 3.43 Kết quả khảo sát các chỉ báo hiệu năng khối lượng lớp giải phóng ngay của

3 lô 10.000 viên 113Bảng 3.44 Kiểm soát độ cứng trong quá trình dập viên của 3 lô 10.000 viên (n=20)

113Bảng 3.45 Kết quả mức tăng khối lượng sau khi bao viên (X± SD) 114Bảng 3.46 Hình thức vỉ và màu sắc viên ở 2 điều kiện 30±2oC/75±5%RH và

40±2oC/75±5%RH 115Bảng 3.47 Hàm lượng amoxicilin và kali clavulanat của viên 2 lớp bảo quản ở 30±2oC;

75%±5%RH và 40±2oC; 75%±5%RH (n=6,X± SD) 117Bảng 3.48 Tỷ lệ phần trăm giải phóng của kali clavulanat từ viên nén 2 lớp bảo quản ở

điều kiện 30±2oC; 75%±5% (n=6,X± SD) 118Bảng 3.49 Tỷ lệ phần trăm giải phóng của amoxicilin từ viên nén 2 lớp bảo quản ở điều

kiện 30±2oC; 75%±5% RH (n=6,X± SD) 119Bảng 3.50 Tỷ lệ phần trăm giải phóng của amoxicilin từ viên nén 2 lớp bảo quản sau 1

tháng ở điều kiện 40±2oC; 75%±5%RH (n=6,X± SD) 120

Bảng 3.51 Tỷ lệ phần trăm giải phóng của kali clavulanat từ viên nén 2 lớp bảo quản

sau 1 tháng ở điều kiện 40±2oC; 75%±5%RH (n=6,X± SD) 120Bảng 3.52 Tỷ lệ phần trăm amoxicilin giải phóng từ viên bào chế theo thời gian ở 3 môi

trường pH (X±SD, n=12) 121

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Mô hình cấu tạo viên nhiều lớp 17

Hình 1.2 Mô hình cấu tạo viên nổi giải phóng kéo dài 21

Hình 2.1 Sơ đồ dập viên 2 lớp 33

Hình 3.1 Sự suy giảm hàm lượng amoxicilin sau 1 tháng trong điều kiện 30oC/75%, 40oC/75% (nguyên liệu amoxicilin trihydrat) 47

Hình 3.2 Sự suy giảm hàm lượng amoxicilin sau 1 tháng trong điều kiện 30oC/75%, 40oC/75% (nguyên liệu natri amoxicilin) 47

Hình 3.3 Sự suy giảm hàm lượng acid clavulanic sau 1 tháng trong điều kiện 30oC/75%, 40oC/75% 49

Hình 3.4 Giản đồ nhiệt vi sai của hỗn hợp amoxicilin trihydrat - kali clavulanat ở tỷ lệ 7 : 3 về số mol (mẫu H4) 50

Hình 3.5 Giản đồ nhiệt vi sai của hỗn hợp amoxicilin trihydrat - natri amoxicilin - kali clavulanat ở tỷ lệ 1:1:1 về số mol (mẫu H5) 50

Hình 3.6 Phổ IR của hỗn hợp 3 dược chất tại thời điểm ban đầu, mẫu chứa hỗn hợp 3 dược chất và các nhóm tá dược, mẫu chứa hỗn hợp 3 dược chất và toàn bộ tá dược sau 1 tháng bảo quản 54

Hình 3.7 Phổ IR của mẫu H0, N1T, N1S 55

Hình 3.8 Phổ IR của mẫu H0, N2T, N2S 56

Hình 3.9 Độ ẩm tá dược trước và sau sấy 57

Hình 3.10 Hàm lượng dược chất ở sau 6 tháng ở điều kiện 30±2oC/75±5%RH 59

Hình 3.11 Hàm lượng dược chất sau 2 tháng ở điều kiện 40±2oC/75±5%RH 59

Hình 3.12 Đồ thị giải phóng hoạt chất từ viên đối chiếu (n=12) 60

Hình 3.13 Ảnh hưởng tỷ lệ Avicel PH102 (GPN) lên giải phóng dược chất (n=6) 63

Hình 3.14 Ảnh hưởng tỷ lệ talc lên giải phóng dược chất (n=6) 63

Hình 3.15 Ảnh hưởng tỷ lệ magnesi stearat (GPN) lên giải phóng dược chất (n=6) 64

Hình 3.16 Ảnh hưởng tỷ lệ dicalci phosphat lên giải phóng dược chất (n=6) 65

Hình 3.17 Ảnh hưởng tỷ lệ natri starch glycolat lên giải phóng dược chất (n=6) 66

Hình 3.18 Ảnh hưởng tỷ lệ polyme lên giải phóng dược chất 67

Hình 3.19 Ảnh hưởng tỷ lệ magnesi stearat (GPKD) lên giải phóng dược chất (n=6) 68Hình 3.20 Ảnh hưởng tỷ lệ magnesi stearat trong/ngoài (GPKD) lên giải phóng dược

chất (n=6) 69Hình 3.21 Ảnh hưởng của cỡ rây khi tạo hạt lên giải phóng dược chất (n=6) 71Hình 3.22 Ảnh hưởng tỷ lệ Avicel trong/ngoài (GPKD) lên giải phóng dược chất (n=6)

71Hình 3.23 Ảnh hưởng của loại nguyên liệu amoxicilin lên giải phóng dược chất (n=6)

73Hình 3.24 Ảnh hưởng tỷ lệ polyme lên giải phóng dược chất (n=6) 74Hình 3.25 Ảnh hưởng tỷ lệ amoxicilin giữa hai lớp lên giải phóng dược chất (n=6) 76Hình 3.26 Tỷ lệ tăng phần trăm khối lượng viên do hút ẩm khi thay đổi loại polyme

(n=6) 79Hình 3.27 Tỷ lệ tăng phần trăm khối lượng viên do hút ẩm khi thay đổi tỷ lệ talc (n=6)

80Hình 3.28 Ảnh hưởng tỷ lệ talc lên hàm lượng hoạt chất trong viên (n=3) 81Hình 3.29 Tỷ lệ tăng phần trăm khối lượng viên do hút ẩm khi thay đổi tỷ lệ acid stearic

(n=6) 82Hình 3.30 Ảnh hưởng tỷ lệ acid stearic lên hàm lượng hoạt chất trong viên (n=3) 83Hình 3.31 Tỷ lệ tăng phần trăm khối lượng viên do hút ẩm khi thay đổi tỷ lệ PEG 6000

(n=6) 84Hình 3.32 Ảnh hưởng tỷ lệ PEG lên hàm lượng hoạt chất trong viên (n=3) 84Hình 3.33 Tỷ lệ tăng phần trăm khối lượng viên do hút ẩm khi thay đổi tỷ lệ màng bao

so với viên nhân (n=6) 85Hình 3.34 Ảnh hưởng tỷ lệ màng bao so với viên nhân lên hàm lượng hoạt chất trong

viên (n=3) 86Hình 3.35 Đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ magnesi stearat và SSG lớp

giải phóng ngay đến tỷ lệ phần trăm giải phóng amoxicilin và kali clavulanat tại

1 giờ (X3=130 mg, X4=8 mg) 89

Hình 3.36 Đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ HPMC và magnesi stearat

đến tỷ lệ phần trăm giải phóng amoxicilin tại 1 giờ (X1=12 mg, X2=12 mg) 89

Hình 3.37 Đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ magnesi stearat lớp giải phóng kéo dài và HPMC đến tỷ lệ phần trăm giải phóng amoxicilin tại 3 giờ (X1=8 mg, X2=12 mg) 90

Hình 3.38 Đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ HPMC và SSG đến chỉ số f2a (X1 = 12 mg, X4=8 mg) 91

Hình 3.39 Đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ HPMC và SSG đến chỉ số f2c (X1 = 12 mg, X4=8 mg) 91

Hình 3.40 Vùng không gian thiết kế khi xây dựng công thức 93

Hình 3.41 Đồ thị giải phóng dược chất từ viên lựa chọn theo công thức tối ưu 93

Hình 3.42 Đồ thị giải phóng dược chất từ 3 lô ở qui mô 1000 viên 98

Hình 3.43 Sơ đồ bào chế viên nén 2 lớp amoxicilin và kali clavulanat giải phóng kéo dài qui mô 10.000 viên 101

Hình 3.44 Sơ đồ lấy mẫu trong giai đoạn trộn hoàn tất 107

Hình 3.45 Đồ thị biểu diễn độ phân tán hàm lượng dược chất trong quá trình trộn khô lớp giải phóng ngay và lớp giải phóng kéo dài lô 1 qui mô 10.000 viên 108

Hình 3.46 Biểu đồ Shewhart XbarS khối lượng lớp giải phóng ngay của lô 1 qui mô 10.000 viên (n=20) 111

Hình 3.47 Biểu đồ tần suất các chỉ báo hiệu năng khối lượng lớp giải phóng ngay của lô 1 112

Hình 3.48 Đồ thị giải phóng dược chất của viên nén bao phim từ 3 lô ở qui mô 10.000 viên 115

Hình 3.49 Tỷ lệ phần trăm hoạt chất giải phóng từ viên 2 lớp trong môi trường pH 1,2 121

Hình 3.49 Tỷ lệ phần trăm hoạt chất giải phóng từ viên 2 lớp trong môi trường pH 4,5 122

Hình 3.49 Tỷ lệ phần trăm hoạt chất giải phóng từ viên 2 lớp trong môi trường pH 6,8 122

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Amoxicilin là kháng sinh phổ rộng, tác dụng trên cả 2 loại vi khuẩn gram âm

và gram dương nhưng không bền với -lactamase Để hạn chế β-lactamase phân hủy amoxicilin, đồng thời mở rộng thêm phổ kháng khuẩn đối với nhiều vi khuẩn thông thường đã kháng, amoxicilin thường được phối hợp với chất ức chế -lactamase là acid clavulanic [6], [35]

Theo phân loại Dược động học/Dược lực học (PK/PD), amoxicilin thuộc nhóm

-lactam nằm trong nhóm kháng sinh phụ thuộc thời gian, không có tác dụng hậu kháng sinh, thời gian bán thải ngắn, cửa sổ hấp thu hẹp [26] Muốn sử dụng amoxicilin tối ưu theo nguyên lý PK/PD thì cần phải kéo dài thời gian tiếp xúc của thuốc với vi khuẩn Để đảm bảo được yêu cầu này thì thời gian duy trì nồng độ thuốc trong máu trên nồng độ ức chế tối thiểu phải dài hơn 40% khoảng đưa liều Vì vậy, các nhà điều trị phải kê đơn kháng sinh amoxicilin với khoảng cách liều ngắn bằng cách tăng số lần dùng thuốc cho bệnh nhân [47], [64] Tuy nhiên, khi tăng số lần dùng trong ngày, nồng độ thuốc trong huyết tương không hằng định và thường có hiện tượng đỉnh, đáy [1] Để khắc phục nhược điểm này, có thể bào chế amoxicilin dưới dạng viên 2 lớp: lớp giải phóng ngay tạo liều ban đầu và lớp giải phóng kéo dài duy trì nồng độ thuốc trong máu

Hiện nay, trên thế giới có chế phẩm Augmentin SR 1000/62,5 mg giải phóng kéo dài sản xuất tại Anh (nằm trong vùng ôn đới có nhiệt độ và độ ẩm thấp) lưu hành trên toàn thế giới Tuy nhiên, ở Việt Nam, các doanh nghiệp dược trong nước chưa bào chế được chế phẩm thuốc tác dụng kéo dài chứa amoxicilin và acid clavulanic Mặt khác, Việt Nam nằm trong vùng khí hậu IVB có nhiệt độ và độ ẩm cao nên quá trình nghiên cứu, bào chế sản phẩm này gặp rất nhiều khó khăn do cả hai dược chất rất dễ bị phân hủy Viên nén chứa amoxicilin và acid clavulanic trong nước lại kém

ổn định về hình thức và hàm lượng trong thời gian bảo quản Vì vậy, chúng tôi thực

hiện đề tài: “Nghiên cứu bào chế viên nén amoxicilin và acid clavulanic hai lớp

giải phóng kéo dài” với những mục tiêu sau:

3

1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Đại cương về amoxicilin và kali clavulanat

1.1.1 Amoxicilin

Nguyên liệu amoxicilin sử dụng trong bào chế viên nén qui ước ở dạng amoxicilin trihydrat Để bào chế thuốc giải phóng kéo dài, dạng muối natri amoxicilin với độ tan tốt hơn có thể được sử dụng Tuy nhiên, natri amoxicilin chủ yếu được sử dụng cho các chế phẩm thuốc tiêm

1.1.1.1 Công thức hóa học

a) Amoxicilin trihydrat

Amoxicilin ngậm nước có nhiều loại như amoxicilin monohydrat, dihydrat, trihydrat Trong đó, dạng kết tinh của amoxicilin trihydrat là loại nguyên liệu bền vững nhất và được sử dụng phổ biến [34]

- Công thức phân tử: C16H19N3O5S.3H2O

- Khối lượng phân tử: 419,45

- Tên khoa học: 4-Thia-1-azabicyclo(3.2.0)heptan-2-carboxylic acid, ((amino(4-hydroxyphenyl)acetyl)amino)-3,3-dimethyl-7-oxo-, trihydrat (2S-(2α,5α,6β(S*)) [23]

6-b) Natri amoxicilin

- Công thức phân tử: C16H18N3NaO5S

- Khối lượng phân tử: 387,4

4

- Tên khoa học: Natri (2S, 5R, 6R) – 6 – (((2R) – 2 amino – 2 – (4 – hydroxyphenyl) acetyl) amino) – 3,3 – dimethyl – 7 – oxo – 4 – thia – 1- azabicyclo(3,2,0) – heptan – 2 carboxylat [23]

Bảng 1.1 Độ tan của amoxicilin trihydrat trong nước

- Amoxicilin trihydrat ở dạng bột mịn có đặc tính trơn chảy kém, bị tác động bởi

ẩm và nhiệt, nên trên thị trường nguyên liệu amoxicilin thường ở dạng hạt compact [4]

- Nhiệt độ nóng chảy 190,1-194,0oC [84]

- Hoạt hóa enzym tự phân giải murein hydroxylase làm tăng phân hủy vách tế bào [3], [84]

c) Phổ tác dụng

- Với vi khuẩn Gram dương: Các liên cầu, tụ cầu không sinh β-lactamase

- Với vi khuẩn Gram âm: Enterococcus faecalis, Helicobacter pylori, Streptococcus pneumonia và các Streptococci khác, Haemophilus influenzae, E coli, Proteus mirabilis, Salmonella, Shigella spp

- Bị bất hoạt bởi β-lactamase, do đó không có tác dụng trên vi khuẩn sinh enzym

này, đặc biệt là các chủng kháng methicilin, các Pseudomonas, phần lớn các

6

Klebsiella và Enterobacter Có thể khắc phục bằng cách phối hợp với chất ức chế

β-lactamase như acid clavulanic và sulbactam [6]

d) Chỉ định và liều dùng

Nhiễm khuẩn đường hô hấp (viêm xoang, viêm tai giữa, viêm phế quản ), nhiễm khuẩn đường tiết niệu không biến chứng, nhiễm khuẩn đường mật, nhiễm khuẩn da, cơ [3], [6]

- Người lớn uống 250-500 mg x 3 lần/ngày; tiêm bắp, tiêm tĩnh mạch: 1g/lần x 2-3 lần/ngày, tối đa 6 g/ngày

- Trẻ em uống 125-250 mg x 3 lần/ngày, tiêm bắp 50-100 mg/kg thể trọng/ngày, chia 3-4 lần [3]

1.1.2 Kali clavulanat

Acid clavulanic có tác dụng ức chế β-lactamase Trong thực tế để bào chế viên nén chứa hỗn hợp 2 thành phần amoxicilin/acid clavulanic, nguyên liệu kali clavulanat thường được sử dụng

1.1.2.1 Công thức hóa học

- Công thức phân tử: C8H8KNO5

- Khối lượng phân tử: 237,25

- Tên khoa học: Kali azabicyclo(3.2.0)heptan-2-carboxylat [23]

7

a) Dược động học

Dễ hấp thu qua đường uống Nồng độ acid clavulanic trong huyết tương đạt tối đa sau 1 – 2 giờ uống thuốc Với liều 5 mg/kg acid clavulanic, nồng độ trung bình acid clavulanic trong huyết tương khoảng 3 g/ml Sự hấp thu không bị ảnh hưởng bởi thức ăn và tốt nhất là uống sau khi ăn SKD của acid clavulanic qua đường uống

là 75% [6]

Acid clavulanic phân bố vào phổi, dịch phế quản, dịch ổ bụng, dễ dàng qua nhau thai và thải qua sữa mẹ ở nồng độ thấp Thuốc ít phân bố vào đờm, nước bọt Khả năng liên kết với protein trong huyết tương từ 22-30% ở nồng độ 1-100 g/ml [6]

Chuyển hóa của acid clavulanic trên cơ thể người chưa được nghiên cứu đầy

đủ Khi nghiên cứu trên chuột và chó, người ta nhận thấy chất chuyển hóa chính là amino-4-hydroxybutan-2-one Chất chuyển hóa này cũng được tìm thấy trong nước tiểu của người khi sử dụng thuốc theo đường uống [6]

1-Acid clavulanic thải trừ chủ yếu qua đường tiết niệu bằng cách lọc qua cầu thận Khoảng 30-40% thuốc được thải trừ dưới dạng còn hoạt tính Thời gian bán thải của kali clavulanat khoảng 1 giờ [6]

b) Cơ chế tác dụng

Bản thân acid clavulanic có hoạt tính kháng khuẩn yếu nhưng có cấu trúc lactam gần giống với penicilin nên thuốc có ái lực cao và liên kết mạnh với -lactamase: thuốc gắn vào enzym sau đó biến đổi cấu trúc của enzym Vì vậy, enzym không còn khả năng hoạt động [4], [6]

-1.1.3 Độ ổn định của amoxicilin và kali clavulanat

1.1.3.1 Amoxicilin

a) Độ ổn định của amoxicilin trong dung dịch

Theo nhiều nghiên cứu trước đây, dung dịch amoxicilin loãng phân hủy theo động học bậc 1 trong khoảng pH rộng [43], [72], [85], [100] Ở nồng độ cao hơn 0,06 mol/l và pH đệm từ 8,6 - 10,0, amoxicilin phân hủy theo động học bậc cao [79] Amoxicilin ổn định nhất ở khoảng pH từ 5,8-6,5 [100] và kém ổn định trong môi

8

trường kiềm, trung tính hoặc acid mạnh Trong môi trường pH 10, sau 24 giờ lượng amoxicilin còn lại là 79,6% [43] Ở môi trường acid dạ dày pH 1,2, sau 6-12 giờ lượng amoxicilin còn lại lần lượt là 55,71 và 31,40% (k=0,0975 giờ-1) [72] Ở pH 3, sau 24 giờ, lượng amoxicilin còn lại là 79,6% [43] Khi nhiệt độ tăng, làm tăng phân hủy amoxicilin [30] Thời gian bán thải của amoxicilin trong môi trường pH 1,2 ở 22

và 37oC lần lượt là 15,5 và 6,1 giờ Ở pH 7,4/37oC, t1/2 amoxicilin là 37,1 giờ [85] Các muối trong môi trường đệm phosphat và citrat cũng là chất xúc tác cho phản ứng phân hủy amoxicilin [29], [57], [90]

b) Độ ổn định của amoxicilin nguyên liệu và trong dạng thuốc rắn

Amoxicilin trihydrat ở dạng nguyên liệu hạt compact dễ bị phân hủy ở độ ẩm cao và nhiệt độ lớn hơn 37oC [4]

Arshad và cộng sự (2013) [12] đã nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu và bao

bì đóng gói tới độ ổn định của amoxicilin trihydrat trên nhiều chế phẩm và dạng bào chế của nhiều hãng sản xuất khác nhau Viên nang Amoxil 500 mg (ép vỉ nhôm - PVC, vỉ được đặt trong bao bì thứ cấp là túi nhôm) và Amoximed 500 mg (ép vỉ nhôm-PVC) được để ở điều kiện 25±2oC/60±5%RH và 40±2oC/75±5%RH, 60±2oC/75±5%RH và theo dõi hàm lượng dược chất trong 6 tháng Kết quả cho thấy,

sử dụng thêm đồ bao bì thứ cấp (túi nhôm) và lựa chọn màng nhôm có độ dày lớn làm tăng độ ổn định của chế phẩm Hàm lượng amoxicilin trong viên nang Amoxil (sử dụng bao bì thứ cấp, độ dày màng nhôm 33 µm) khi khảo sát ở 25, 40 và 60oC sau 6 tháng giảm lần lượt từ 102,91 xuống 97,75, 95,84 và 95,22% Trong khi, viên Amoximed (không sử dụng bao bì thứ cấp, độ dày màng nhôm 23 µm) giảm tương ứng từ 97,71 xuống 93,53, 90,10 và 87,42% Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, ngoài nhiệt

độ và độ ẩm, yếu tố ánh sáng cũng ảnh hưởng đến độ ổn định của viên Tuy nhiên, ảnh hưởng của yếu tố này không mạnh như nhiệt độ và độ ẩm Sau 6 tháng tiếp xúc với ánh sáng, hàm lượng amoxicilin trong viên Amoxil và Amoximed là 100,5 và 96,0%

9

1.1.3.2 Kali clavulanat

a) Độ ổn định của kali clavulanat trong dung dịch

Kali clavulanat bị thủy phân trong dung dịch nước theo động học bậc 1 [24], [37], ổn định trong vùng pH 4-8 [74] và bền vững nhất ở khoảng pH 6,39 [16], [37], [38] bị phân hủy mạnh ở vùng pH acid hoặc kiềm Ở pH 3, kali clavulanat phân hủy hoàn toàn sau 24 giờ (0,3%) Ở pH 7 và 10, sau 24 giờ, hàm lượng kali clavulanat còn lại lần lượt là 41,4 và 11,7% [43] Các muối trong dung dịch đệm phosphat, acetat

và borat đều xúc tác cho phản ứng phân hủy kali clavulanat [37], [38] Ngoài ra, sự xuất hiện của các muối natri clorid, natri sulfat, calci clorid và các muối của kim loại hóa trị 2 cũng xúc tác phản ứng thủy phân kali clavulanat trong môi trường nước làm giảm độ ổn định [53]¸ [74] Một điểm đặc biệt khi nghiên cứu về động học phân hủy của kali clavulanat là những sản phẩm phân hủy của kali clavulanat lại là chất xúc tác cho phản ứng thủy phân kali clavulanat [24]

b) Độ ổn định của kali clavulanat ở trạng thái rắn

Kali clavulanat rất dễ bị phân hủy bởi nhiệt độ và độ ẩm [27] Quá trình phân hủy của kali clavulanat ở trạng thái rắn cũng tuân theo động học bậc 1 Tuy nhiên, không giống động học ở dạng dung dịch, điểm khác biệt ở dạng rắn là sản phẩm phân hủy không xúc tác cho phản ứng phân hủy kali clavulanat Nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng rất mạnh đến độ ổn định của kali clavulanat Ở độ ẩm 0%RH, khi tăng nhiệt

độ từ 60 đến 90oC hằng số tốc độ phân hủy k tăng hơn gấp 2 lần, từ 74,47 đến 152,84 (giây-1) Khi tăng độ ẩm tới 76,4%RH, đồng thời tăng nhiệt độ từ 30oC đến 60oC, hằng số tốc độ phân hủy tăng xấp xỉ 6,3 lần từ 87,76 đến 552,01 (giây-1) Nghiên cứu của Cielecka-Piontek và cộng sự (2015) cho thấy có mối tương quan thuận và chặt chẽ giữa hằng số tốc độ phân hủy với yếu tố độ ẩm và nhiệt độ [27] Dựa trên kết quả đó, tác giả tiếp tục nghiên tương tác kali clavulanat với các tá dược theo tỷ lệ 1:1

ở điều kiện 40oC/0%RH [27] Kết quả cho thấy hàm lượng kali clavulanat trong hỗn hợp 1:1 với tá dược sau 3 tuần giảm còn 90-95%, mẫu chứa Avicel PH101, crospovidon và magnesi stearat giảm ít hơn đạt trên 95% Sau 8 tuần, hàm lượng kali clavulanat giảm xuống dưới 90%, đặc biệt ở các mẫu có chứa Avicel PH102, talc,

10

natri stearyl fumarat, Opadry White, Opadry Blue hàm lượng kali clavulanat giảm xuống xấp xỉ 80% [27] Dữ liệu này cho thấy kali clavulanat rất nhạy cảm với nhiệt

độ và độ ẩm môi trường

1.1.3.3 Độ ổn định dược chất trong hỗn hợp amoxicilin và kali clavulanat

Trong các môi trường đệm có pH khác nhau, cả amoxicilin và acid clavulanic đều phân hủy theo động học bậc 1 Kali clavulanat xúc tác phân hủy amoxicilin trong

cả hai môi trường đệm phosphat pH 7,0 và acetat pH 4,6 nhưng không xúc tác trong môi trường pH 2,0 Tốc độ phân hủy amoxicilin trong đệm phosphat pH 7,0 cao hơn trong đệm acetat pH 4,6 với thời gian bán hủy tương ứng là 0,57 và 5,5 giờ ở 35oC Ngược lại, sự có mặt của amoxicilin không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng phân hủy kali clavulanat Trong môi trường pH 2,0, kali clavulanat kém bền hơn amoxicilin và

dễ bị phân hủy với hằng số tốc độ lớn gấp 60 lần hằng số tốc độ của amoxicilin [92]

Độ cứng của nước làm giảm độ ổn định của cả 2 dược chất Ở độ cứng 2 và

10 (theo độ Đức), hàm lượng amoxicilin còn lại lần lượt là 84,9 và 82,2% sau 24 giờ Đối với kali clavulanat, ảnh hưởng này còn mạnh hơn so với amoxicilin, tương ứng với hàm lượng kali clavulanat giảm mạnh còn 71,6 và 66,7% ở độ cứng 2 và 10 sau

11

1.1.4 Tỷ lệ phối hợp và chế độ liều amoxicilin/acid clavulanic

Amoxicilin và acid clavulanic thường được phối hợp với nhau để tăng hiệu quả diệt khuẩn, giảm tỷ lệ kháng thuốc Tuy nhiên, hiện nay tỷ lệ phối hợp giữa 2 hoạt chất này thường biến thiên rất rộng [97]

Đầu tiên, tỷ lệ phối hợp amoxicilin/acid clavulanic (tỷ lệ 2:1) trong chế phẩm Augmentin được khuyến cáo là 250/125 mg x 3 lần/ngày Tại Đức (1982) và Mỹ (1986) liều amoxicilin/acid clavulanic (4:1) là 500/125 mg x 3 lần/ngày được đăng

ký và sử dụng Để điều trị những nhiễm khuẩn nặng ở người lớn, liều 875/125 mg (7:1) x 3 lần/ngày được đăng ký và sử dụng ở Tây Ban Nha và 1000/125 mg (8:1) x

3 lần/ngày được đăng ký và sử dụng tại Pháp Để thuận tiện trong sử dụng và tuân thủ điều trị cho bệnh nhân, nhiều nước trên thế giới hiện nay đang sử dụng liều phổ biến là 500/125 mg (4:1) x 2 lần/ngày và 875/125 mg (7:1) x 2 lần/ngày Tuy nhiên, thực tế chứng minh rằng, trong đa số các chế phẩm đường uống, liều của acid clavulanic là 125 mg/ngày cho người lớn và 3,2 mg/kg/ngày cho trẻ em đủ để ức chế toàn diện -lactamase nhằm bảo vệ thành phần amoxicilin

Để chống lại phế cầu kháng kháng sinh, công thức liều cao 2000/125 mg (16:1)

x 2 lần/ngày đã được nghiên cứu và phát triển dưới dạng thuốc giải phóng kéo dài hoạt chất amoxicilin nhằm nâng cao đặc tính dược động học của chế phẩm và bảo đảm hiệu lực chống nhiễm khuẩn so với liều dùng ở dạng bào chế qui ước Tại Mỹ, biệt dược Augmentin XR 2000/125 mg (16:1) được dùng phổ biến hiện nay để điều trị viêm phổi mắc phải ở cộng đồng và viêm xoang cấp tính do vi khuẩn Tại Châu

Âu, ngoài chỉ định trên, Augmentin XR còn được chỉ định cho các đợt cấp của viêm phế quản mãn tính

Dựa theo nguyên lý PK/PD, White và cộng sự [97] đã nghiên cứu chế độ liều dùng dựa trên T > MIC đối với công thức Augmentin Trên

Bảng 1.2, ở mức MIC 4 mg/L, công thức 2000/125 mg x 2 lần/ngày cho T > MIC đạt trên 49%, trong khi hai loại viên nén qui ước với chế độ liều 1000/125 mg

x 3 lần/ngày và 875/125 mg x 3 lần/ngày cho T > MIC đạt lần lượt là 34 và 41% Kết quả này cho thấy thuốc tác dụng kéo dài 2000/125 mg x 2 lần/ngày cho T > MIC lớn

12

nhất kể cả khi MIC đạt giá trị khá cao 8 mg/l Điều đó khẳng định liều phối hợp 16:1 trong công thức thuốc tác dụng kéo dài là tối ưu Liều chuẩn acid clavulanic ở 125

mg là đủ hiệu lực để ức chế toàn diện enzym -lactamase [55]

Viên nén tác dụng kéo dài (TDKD) của hãng GSK có khối lượng vào khoảng hơn 1600 mg, là một khối lượng tương đối lớn khi dập viên Hàm lượng amoxicilin tối thiểu là 1000 mg Nếu thiết kế công thức bào chế ở các tỷ lệ hàm lượng amoxicilin/acid clavulanic là 8:1; 7:1 hoặc 4:1 thì khối lượng viên bào chế tăng lên khá cao Mặt khác nếu dùng hàm lượng acid clavulanic ở tỷ lệ cao hơn thì tác dụng

ức chế -lactamase không tăng trong khi có thể làm tăng khả năng tương kỵ và gây khó khăn cho quá trình sản xuất, sử dụng do khối lượng viên tăng cao và làm tăng chi phí sản xuất

Amoxicilin

Cmax (mg/l)

T > MIC đối với Amoxicilin (%) MIC (mg/l)

13

1.1.5 Dược động học của amoxicilin/acid clavulanic

Amoxicilin và acid clavulanic đều hấp thu tốt qua đường tiêu hóa, nồng độ amoxicilin và acid clavulanic trong huyết tương đạt tương ứng được sau 60-90 phút

và 40-120 phút sau khi được chỉ định đường uống Khi phối hợp 2 thuốc không làm ảnh hưởng tới đặc tính dược động học của từng thuốc Khi uống một liều đơn 250/125

mg thì nồng độ trong huyết tương đạt được là 4,2 mg/l với amoxicilin và 2,6 mg/l với acid clavulanic Nồng độ trung bình của amoxicilin khi sử dụng liều đơn 500/125 và 875/125 lần lượt là 7,2 và 11,6 mg/l Nồng độ amoxicilin có đáp ứng tuyến tính trong khoảng 250-2000 mg Tính thấm của amoxicilin vào trong chất tiết đường hô hấp thường lớn hơn ampicilin Thời gian bán thải của amoxicilin và acid clavulanic gần xấp xỉ nhau: 63 phút khi sử dụng liều amoxicilin 500 mg và 60 phút khi sử dụng acid clavulanic 125 mg ở người lớn Amoxicilin thải trừ hầu như nguyên vẹn qua đường tiết niệu ở dạng không chuyển hóa, 50-58% lượng amoxicilin được tìm thấy sau khi dùng thuốc đường uống 6 giờ Mặt khác, clavulanat bị chuyển hóa đáng kể và sản phẩm chuyển hóa được bài tiết qua phân, nước tiểu và phổi Khoảng 20-60% liều dùng của clavulanat xuất hiện trong nước tiểu ở dạng không biến đổi sau 6 giờ uống thuốc [97]

1.2 Phương pháp định lượng amoxicilin và kali clavulanat

Phương pháp đo UV được áp dụng định lượng viên nén chứa 2 thành phần amoxicilin và acid clavulanic Phương pháp này có ưu điểm là ít tốn kém, thời gian

đo mẫu nhanh, độ đúng và độ chính xác đạt được yêu cầu cho định lượng viên nén Tuy nhiên, quá trình xử lý mẫu phải tiến hành theo nhiều bước phức tạp và pha trong nhiều dung dịch đệm khác nhau như dung dịch đồng sulfat ở pH 5,2 (nếu định lượng amoxicilin, đo ở bước sóng 320 nm) hoặc dung dịch imidazol ở pH 6,8 (nếu định lượng kali clavulanat, đo ở bước sóng 313 nm) [7] Để giảm các bước tiến hành và thời gian xử lý, mẫu có thể được pha trong môi trường nước và đo quang ở 2 bước sóng 205 và 271 nm [36] hoặc áp dụng phương pháp phổ đạo hàm [41] Phương pháp này có ưu điểm là giảm được các bước xử lý mẫu, dễ tiến hành và thuận lợi cho nghiên cứu triển khai trên nhiều mẫu Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp là

độ đúng và độ chính cao, các bước xử lý mẫu đơn giản, dễ tiến hành, thuận lợi khi nghiên cứu triển khai trên nhiều mẫu

Phương pháp HPLC cũng được dùng để định lượng amoxicilin và kali clavulanat trong nghiên cứu sinh khả dụng và tương đương sinh học [25], [40], [42], [44], [95] Trong những trường hợp mẫu có hàm lượng hoạt chất thấp có thể sử dụng phương pháp sắc ký lỏng – khối phổ [14]

1.3 Một số phương pháp đánh giá tương tác dược chất – tá dược

Cho đến nay chưa có một phương pháp chung và thống nhất để đánh giá tương tác dược chất - tá dược Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, một số phương pháp phân tích như phân tích nhiệt, quét phổ, đánh giá hình thái tiểu phân bằng kính hiển vi điện

tử quét và sắc ký được sử dụng phổ biến Do có nhiều yếu tố ảnh hưởng nên khi sử dụng một phương pháp để đánh giá tương tác dược chất – tá dược, thông tin để đự đoán tương tác dược chất – tá dược thường ít và không đủ để kết luận Chính vì vậy, trong thực tế, thường phải phối hợp nhiều phương pháp khác nhau [68]

1.3.1.1 Phương pháp phân tích nhiệt

Phương pháp phân tích nhiệt đóng vai trò quan trọng trong đánh giá nhanh tương tác dược chất – tá dược Kỹ thuật thường sử dụng là quét nhiệt vi sai [45], [68] Dược chất và tá dược muốn đánh giá tương tác thường được trộn tỷ lệ 1:1 về khối lượng So sánh nhiệt độ nóng chảy và nhiệt chuyển pha của hỗn hợp với từng thành phần trong hỗn hợp có thể kết luận tương tác dược chất – tá dược Ưu điểm của phương pháp này là khối lượng mẫu nhỏ và thời gian phân tích ngắn Dựa trên kết quả đo có thể kết luận và loại bỏ ngay những tá dược có khả năng gây ra tương tác Tuy nhiên, trong những trường hợp việc sử dụng tá dược là bắt buộc trong khi kết quả nghiên cứu DSC cho thấy có tương tác thì cần phải áp dụng các phương pháp

b) Phổ nhiễu xạ tia X

Phương pháp xác định phổ nhiễu xạ tia X cho thông tin trực tiếp về trạng thái vật lý của dược chất Phương pháp này thường được sử dụng để đánh giá tương tác trong quá trình dập viên, tạo hạt ướt hoặc thay đổi về dạng thù hình (dạng kết tinh hay vô định hình) khi có mặt của các tá dược [68], [80]

c) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân trạng thái rắn

Phương pháp này cho phép phát hiện tương tác dược chất – tá dược ở trạng thái rắn thông qua sự biến thiên của độ dịch chuyển hóa học do sự thay đổi của mật

độ điện tử tại các nguyên tử carbon tham gia tương tác Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cũng đo được trực tiếp linh độ của các phân tử nước có ảnh hưởng đến phản ứng hóa học trong hỗn hợp dược chất – tá dược Đối với các tá dược như lactose, tinh bột, cellulose, quá trình hút ẩm yếu đóng vai trò quan trọng trong việc đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa học Phổ cộng hưởng từ hạt nhân có thể xác định trực tiếp linh độ của nước và mối liên quan của đại lượng này với độ ổn định của dược chất trong hỗn hợp dược chất – tá dược [68], [88]

1.3.1.3 Đánh giá hình thái bằng kính hiển vi điện tử quét

Kỹ thuật này cho phép khảo sát đặc tính bề mặt vật liệu để theo dõi tương tác

16

dược chất – tá dược Phương pháp thường được sử dụng để đánh giá sự khác biệt về trạng thái kết tinh của hỗn hợp Do chỉ theo dõi hình thái bên ngoài của tiểu phân nên phương pháp này không đưa thông tin về cấu trúc hóa học, các giá trị nhiệt động như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt chuyển pha Tuy nhiên, nhờ có thể quan sát trực tiếp mẫu khảo sát nên kính hiển vi điện tử quét thường được kết hợp với các phương pháp DSC, FTIR khi đánh giá tương tác dược chất – tá dược [59], [68]

1.3.1.4 Phương pháp sắc ký

Để đánh giá tương tác dược chất – tá dược, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao hoặc sắc ký lỏng – khối phổ thường được lựa chọn sử dụng Dược chất hoặc hỗn hợp dược chất - tá dược được đặt trong điều kiện lão hóa trong khoảng 3 - 4 tuần Định lượng dược chất còn lại trong mẫu bằng phương pháp HPLC hoặc sắc ký lỏng – khối phổ Căn cứ vào hàm lượng dược chất còn lại và tạp chất phát sinh có thể xác định tương tác hóa học giữa dược chất – tá dược [50], [68], [75]

1.3.1.5 Các nghiên cứu đánh giá tương kỵ dược chất – tá dược

Có nhiều phương pháp đánh giá tương hợp dược chất – tá dược khi nghiên cứu tiền công thức đối với hoạt chất amoxicilin và kali clavulanat Tuy nhiên, phổ biến nhất là phương pháp theo dõi hình thức bên ngoài, định lượng hàm lượng dược chất, quét nhiệt vi sai, đo phổ IR, phổ Raman [68]

Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh không có tương tác dược chất amoxicilin với các loại tá dược sau:

- Polyme: các loại HPMC [66], [77]; Eudragit [77], [79]; các polyme kết dính sinh học alginat, chitosan, gelatin, β-cyclodextrin [11], [17], [73], [79]

- Các tá dược siêu rã: croscarmellose, crospovidon, natri starch glycolat [14], [83]

- Tá dược độn: MCC, tinh bột, lactose [14], [83]

- Tá dược trơn: Aerosil, talc, magnesi stearat [14], [83]

Các nghiên cứu về tương hợp của kali clavulanat chưa có nhiều và chỉ ở dưới dạng xây dựng công thức bào chế và theo dõi độ ổn định Kali clavulanat tương hợp với các tá dược natri croscarmellose, crospovidon, natri starch glycolat, Aerosil, talc,

Hình 1.1 Mô hình cấu tạo viên nhiều lớp

1.4.2 Ứng dụng của viên nén nhiều lớp

- Trong các liệu pháp điều trị phối hợp

- Đưa liều ban đầu và liều kéo dài của một DC hoặc nhiều DC khác nhau

- Bào chế viên nổi hai lớp, trong đó một lớp là lớp nổi, lớp còn lại chứa DC

- Dùng để đưa hai thuốc có chương trình giải phóng (GP) khác nhau [93]

1.4.3 Ưu, nhược điểm của viên nén nhiều lớp

- Kiểm soát khối lượng của từng lớp không chính xác

- Có thể xảy ra nhiễm chéo giữa hai lớp [78], [93]

1.5.1.2 Hệ giải phóng kéo dài dạng cốt thân nước

a) Nguyên tắc cấu tạo

Phối hợp dược chất với một polyme thân nước đóng vai trò như một cốt mang thuốc Sau khi uống cốt sẽ hòa tan hoặc ăn mòn từ từ trong đường tiêu hóa đề kéo dài

- Polyme có nguồn gốc tự nhiên: chitosan, pectin và alginat

- Polyme có nguồn gốc tổng hợp hoặc bán tổng: bao gồm dẫn xuất của cellulose

và carbomer như methyl cellulose, propyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose (hypromellose), hydroxypropyl cellulose, natri carboxymethyl cellulose

Trong số các polyme dùng cho hệ cốt thân nước hiện nay, HPMC là tá dược

sử dụng phổ biến nhất Bản chất của HPMC là polyme bán tổng hợp, dẫn xuất không ion hóa của ether cellulose, trong đó có chứa nhóm thế methoxy và hydroxypropyl Bản chất và tỷ lệ các nhóm thế trên khung polyme sẽ quyết định tỷ lệ hydrat hóa và khả năng trương nở của các loại HPMC Bảng 1.3 trình bày phân loại HPMC

19

Khả năng hydat hóa và tạo gel tăng theo chiều loại F < loại E < loại K Mỗi loại HPMC lại được chia ra thành nhiều loại nhỏ hơn phụ thuộc vào độ nhớt của dung dịch tạo ra Trong đó, HPMC loại K được chia ra K100LV, K4M, K15M, K100M, theo chiều này độ nhớt tăng dần Các HPMC có đặc điểm tan trong nước lạnh, khó tan trong nước nóng Khi tan trong nước, HPMC có khả năng trương nở mạnh tạo dung dịch có độ nhớt cao, kiểm soát giải phóng dược chất HPMC thường ổn định trong khoảng pH từ 3-11 HPMC thường sử dụng nhất làm TD tạo cốt trong viên nén,

TD tạo màng bao phim và TD dính trong bào chế viên nén [67], [76], [96]

c) Phương pháp bào chế

Viên nén hệ cốt thân nước thường được bào chế theo phương pháp dập thẳng hoặc tạo hạt ướt [1], [67], [96]

d) Cơ chế giải phóng dược chất

Đối với những dược chất tan tốt trong nước cơ chế, thường sử dụng polyme

có độ nhớt cao tạo lớp gel bền, giải phóng chủ yếu là khuếch tán các phân tử dược chất hòa tan qua lớp gel như sau: cốt thấm nước hòa tan lớp dược chất ở bề mặt cốt, đồng thời các polyme trên hút nước trương nở tạo thành hàng rào gel kiểm soát quá trình giải phóng dược chất Sau đó, môi trường hòa tan thấm qua lớp gel vào trong cốt để hòa tan dược chất và cốt; dung dịch dược chất khuếch tán qua lớp gel ra môi trường bên ngoài Ngược lại, những dược chất ít tan trong nước, hay sử dụng polyme

có độ nhớt thấp, cơ chế giải phóng kết hợp nhiều cơ chế Cơ chế giải phóng dược chất phụ thuộc không những vào độ tan dược chất mà còn phụ thuộc vào tính chất vật lý

và cơ học của hàng rào lớp gel Các đặc tính hydrat hóa của polyme và tính chất vật

lý của lớp gel thân nước có thể ảnh hưởng nhiều đến giải phóng dược chất Cơ chế giải phóng DC có thể bao gồm: cốt thấm nước hòa tan một phần các tiểu phân dược chất ở bề mặt cốt, đồng thời các polyme hút nước trương nở tạo thành hàng rào gel kém bền Sau đó, môi trường hòa tan thấm qua lớp gel vào trong cốt để hòa tan một phần tiểu phân dược chất và cốt; dung dịch dược chất khuếch tán qua lớp gel ra môi trường bên ngoài Đồng thời quá trình ăn mòn viên và lớp gel diễn ra mạnh hơn do

độ nhớt thấp của polyme Các tiểu phân dược chất chưa hòa tan bị ăn mòn cùng lớp

1.5.2.1 Dạng thuốc viên kiểm soát giải phóng chỉ chứa amoxicilin

Dạng thuốc GPKD chỉ chứa amoxicilin trong các nghiên cứu gần đây chủ yếu

là các nghiên cứu mang tính định hướng Dạng nguyên liệu sử dụng thường là amoxicilin trihydrat Các dạng viên bào chế có chứa hàm lượng nhỏ amoxillin (< 100 mg), khối lượng viên nén khoảng 130 mg Sahasathian T cùng cộng sự (2007) [72] nghiên cứu viên nén GPKD chứa 50 mg amoxicilin Thành phần tá dược sử dụng là polyme chitosan và HPMC, tá dược độn và trơn sử dụng lần lượt là lactose và magnesi stearat Phương pháp nghiên cứu gồm dập thẳng và tạo hạt ướt Với phương pháp dập thẳng, khối bột sau khi trộn được dập thành viên nén có khối lượng viên khoảng 130

mg Với phương pháp tạo hạt ướt, hạt cốm sau khi tạo, được đóng vào nang cứng gelatin Kết quả cho thấy, viên nén kéo dài giải phóng amoxicilin tới 6 giờ trong khi viên nang giải phóng gần hết sau 2 giờ Trong môi trường pH 1,2, viên nang giải phóng dược chất gần hết sau 1 giờ đầu tiên, đạt khoảng 80%, trong khi viên nén chỉ giải phóng khoảng 15% Mặt khác, khi nghiên cứu về độ ổn định, amoxicilin từ viên nén ổn định trong suốt quá trình thử nghiệm trong khi amoxicilin từ viên nang bị phân hủy nhẹ Nguyên nhân của hiện tượng này là do viên nén sử dụng polyme chitosan

và HPMC có độ cứng lớn kéo dài thời gian rã của viên, đồng thời kiểm soát GP dược chất làm giảm diện tích tiếp xúc của dược chất với môi trường hòa tan, làm chậm quá trình GP và ổn định dược chất trong môi trường pH 1,2 Bên cạnh các nghiên cứu sử dụng polyme chitosan và HPMC của Sahasathian, Songsurang K và cộng sự (2011) [79] đã sử dụng EC, chitosan và β-cyclodextrin cho viên nén GPKD Nguyên liệu amoxicilin trihydart được xử lý trước khi dập viên bằng cách tạo hệ phân tán rắn với

EC theo phương pháp bốc hơi dung môi Thành phần tá dược được sử dụng trong

21

công thức viên nén là lactose, magnesi stearat, chitosan, cyclodextrin Nghiên cứu được khảo sát theo hướng thay đổi loại, tỷ lệ EC, chitosan, cyclodextrin Kết quả cho thấy khi sử dụng EC, DC GPKD Viên nén qui ước GP 100% hoạt chất trong vòng 1 giờ trong khi viên nén sử dụng tá dược EC, chitosan cho mức độ GP hoạt chất khoảng 23%, 50% và 93% sau 1, 3, 6 giờ Độ hòa tan của amoxicilin từ các mẫu khảo sát ở

tỷ lệ DC và EC 1:2, 1:1 và 2:1 khác biệt không lớn, tuy nhiên tỷ lệ 1:1 cho GP dược chất tốt nhất được sử dụng để tiếp tục khảo sát Khảo sát chitosan dùng riêng hoặc phối hợp với β-cyclodextrin với các tỷ lệ khác nhau cho kết quả β-cyclodextrin không giúp kéo dài GP đối với amoxicilin

Do amoxicilin có cửa sổ hấp thu hẹp, để tăng cường khả năng hấp thu thuốc qua đường tiêu hóa, Kerc và cộng sự (2007) [47] đã nghiên cứu bào chế viên nổi chứa amoxicilin Cấu trúc viên nang gồm 2 phần, một viên nén (T) khối lượng khoảng 180

mg và hỗn hợp bột (M) (Hình 1.2) Thân vỏ nang được bao bởi một lớp phim hỗn dịch gồm Surelease: HPMC E6 tỷ lệ 60:40 hoặc 70:30, lượng bao là: 6,5 mg/1 cm2(Hình 2.2) Tiến hành bào chế hỗn hợp bột (M): trộn đồng nhất 80 g amoxicilin trihydrat, 9,5 g HPMC K100LV, 9,5 g Avicel PH102 và 1 g magnesi stearat Viên nén T được bào chế từ hỗn hợp bột M: dập viên có khối lượng 180 mg trên máy dập tâm sai, cỡ chày 7,4 mm, độ cứng dao động trong khoảng 6-10 kP Khi bào chế được hỗn hợp bột (M) và viên nén T, tiến hành đóng nang thủ công: cho 560 mg hỗn hợp bột (M) vào nang và sau đó đặt viên nén T lên trên Viên nang bào chế chứa tương đương 500 mg amoxicilin

Hình 1.2 Mô hình cấu tạo viên nổi giải phóng kéo dài

22

Viên nang sau khi bào chế được đánh giá thời gian nổi và thử nghiệm hòa tan Kết quả cho thấy khi đánh giá thời gian nổi trong dung dịch đệm phosphat pH 4,5, viên nang bào chế với màng bao A (mẫu A 60:40) và màng bao B (mẫu B 70:30) đều nổi trên 5 giờ Trong môi trường acid HCl 0,001M (pH 3), thời gian nổi của mẫu A (4 giờ) nhỏ hơn thời gian nổi của mẫu B (5 giờ) Nguyên nhân làm giảm thời gian nổi

là do độ tan màng bao phụ thuộc vào pH môi trường Khi thử nghiệm hòa tan trong môi trường đệm phosphat 4,5, mẫu A giải phóng amoxicilin nhanh hơn mẫu B Nguyên nhân là do trong màng bao mẫu B chứa tỷ lệ thành phần sơ nước sơ nước

ethylcellulose cao hơn mẫu A Nghiên cứu invivo cho thấy viên nổi chứa 500 mg

amoxicilin ở cả hai mẫu A và B đều có sinh khả dụng cao hơn viên nén qui ước Amoksiklav (amoxicilin 500 mg/acid clavulanic 125 mg)

1.5.2.2 Dạng thuốc viên giải phóng kiểm soát chứa amoxicilin và acid clavulanic

Để tối ưu hóa sử dụng kháng sinh theo PK/PD, Storm và cộng sự (2004) [81]

đã nghiên cứu bào chế thành công viên nén hai lớp giải phóng kéo dài, có màng bao, chứa 1000 mg amoxicilin và 62,5 mg acid clavulanic Dược chất trong lớp GPN bao gồm amoxicilin trihydrat tương đương 562,5 mg amoxicilin dạng khan và kali clavulanat (sử dụng hỗn hợp kali clavulanat trộn Avicel theo tỷ lệ 1:1) tương đương 62,5 mg acid clavulanic Để dược chất giải phóng dược chất nhanh, SSG được thêm vào công thức lớp GPN ở tỷ lệ 2% Mục đích chính trong sử dụng tá dược siêu rã là giải phóng nhanh và hấp thu nhanh thành phần acid clavulanic nhằm ức chế hoạt động men β-lactamase để bảo vệ thành phần amoxicilin Đối với lớp GPKD, dược chất chỉ

có amoxicilin (sử dụng dạng muối natri amoxicilin dạng bột mịn) tương đương 440

mg amoxicilin dạng khan Polyme kiểm soát giải phóng là gôm xanthan (sử dụng với

tỷ lệ khoảng 2%) có đặc tính là tạo gel và độ nhớt cao duy trì giải phóng trong 6 giờ

Tá dược điều chỉnh pH là acid citric (sử dụng ở tỷ lệ khoảng 11%) được dùng để tăng cường độ ổn định của muối natri amoxicilin Do acid clavulanic không bền với nhiệt

và ẩm nên phương pháp bào chế được lựa chọn là phương pháp tạo hạt khô Lớp GPN: trộn đều Avicel PH101, amoxicilin trihydrat, kali clavulanat (trộn Avicel theo

tỷ lệ 1:1); thêm tá dược trơn magnesi stearat (50% công thức), trộn đều; cán ép tạo

23

hạt khô; sửa hạt; trộn tá dược siêu rã natri starch glycolat, Avicel và magnesi stearat (50% công thức còn lại) Lớp GPKD: trộn Avicel PH101 (70% công thức), natri amoxicilin, magnesi stearat (70% công thức), Aerosil, gôm xanthan; cán ép tạo hạt khô; sửa hạt; trộn Avicel PH101 (30% công thức, còn lại), magnesi stearat (30%, còn lại) Viên được dập ở khối lượng khoảng 1600 mg và được bao bảo vệ với polyme tạo màng là HPMC phối hợp loại 6 cps và 15 cps, chất hóa dẻo polyethylen glycol (hỗn hợp PEG 3350 và 8000) Kết quả khảo sát độ hòa tan của 2 mẫu viên nén (có và không có tá được kiểm soát giải phóng gôm xanthan) trong môi trường nước: trong 2,5 giờ đầu, amoxicilin giải phóng từ viên của hai mẫu gần như nhau Nhưng trong những giờ tiếp theo, trong mẫu không có gôm xanthan, amoxicilin giải phóng từ viên gần như hết hoạt chất sau 4 giờ Ngược lại mẫu có sử dụng polyme, dược chất giải phóng kéo dài tới 6 giờ [81]

Trên thị trường hiện nay, biệt dược Augmentin 1000/62,5 mg, là viên nén 2 lớp giải phóng kéo dài của hãng GSK, được lưu hành rộng rãi Thành phần bao gồm amoxicilin 1000 mg và acid clavulanic 62,5 mg Tiêu chuẩn giải phóng hàm lượng dược chất theo USP 41 [91]:

- Amoxicilin: 1 giờ: 50 - 65%; 3 giờ: 65- 85%; 5 giờ: > 85%

- Kali clavulanat: 1 giờ: > 80%

Từ những nghiên cứu trên chúng tôi có một số nhận xét mang tính định hướng như sau:

Để đánh giá tương tác amoxicilin và kali clavulanat với các tá dược dự kiến

sử dụng có thể sử dụng các phương pháp thông dụng như phương pháp theo dõi sự biến đổi màu sắc, phương pháp đo DSC, phương pháp đo phổ IR, phương pháp theo dõi sự suy giảm hàm lượng dược chất trong quá trình bảo quản Với phương pháp DSC khi áp dụng cần phải trộn tỷ lệ amoxicilin/kali clavulanat ở tỷ lệ 1:9 hoặc 7:3

về số mol để tránh hiện tượng xen phủ pic của 2 hoạt chất amoxicilin và kali clavulanat

Đối với hoạt chất amoxicilin khi bào chế dưới dạng viên giải phóng kéo dài thì polyme được sử dụng chủ yếu là gôm xanthan và HPMC K100LV, HPMC E6

24

Trong đó, tá dược HPMC thường được lựa chọn sử dụng nhiều nhất

Do amoxicilin trihydrat bền vững hơn dạng natri amoxicilin ở điều kiện thường nên dạng ngậm nước thường được sử dụng nhiều hơn dạng muối natri trong các dạng thuốc Hơn nữa, dạng amoxicilin trihydrat lại thường được sản xuất ở dạng compact rất thuận tiện cho dập thẳng

Nguyên liệu acid clavulanic được sản xuất ở dạng hạt compact (với Avicel tỷ

lệ 1:1) và không bền với nhiệt và ẩm nên phương pháp bào chế lựa chọn là phương pháp dập thẳng, không lựa chọn phương pháp xát hạt ướt

Amoxicilin thường được kết hợp với kali clavulanat trong các thuốc giải phóng ngay và kéo dài Ở đây, acid clavulanic đóng vai trò là chất tham gia bảo vệ hoạt chất amoxicilin chống lại tác động của men β-lactamase nên thường phải giải phóng nhanh

và hấp thu nhanh để nhanh chóng bất hoạt men Trong công thức các dạng viên giải phóng kéo dài, acid clavulanic được đưa vào cùng với amoxicilin ở lớp giải phóng ngay để tạo liều giải phóng ngay Thực nghiệm đã chứng minh không cần kéo dài giải phóng acid clavulanic

Để định lượng hỗn hợp 2 dược chất amoxicilin và kali clavulanat, phương pháp được lựa chọn là HPLC, đây là phương pháp hiện đại, độ tin cậy cao Không lựa chọn phương pháp đo quang do quá trình xử lý mẫu phức tạp, tốn thời gian và không loại trừ được ảnh hưởng của tá dược trong khi xây dựng khảo sát công thức

25

2 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu

2.1.1 Nguyên liệu tá dược dùng cho bào chế

Nguyên liệu, tá dược sử dụng trong nghiên cứu được trình bày ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Nguyên liệu, tá dược sử dụng trong bào chế

1 Amoxicilin trihydrat, hạt compact(a) Sinopharm

2 Natri amoxicilin(a)

Harbin pharmaceutical/

Trung Quốc

BP2015

3 Kali clavulanat/ Avicel, tỷ lệ 1:1, hạt

20

Opadry (hydroxy propyl methyl

celulose, titan dioxid, PEG 3000,

lecithin)

21 Opadry AMB (alcol polyvinic, titan

(a) Nguyên liệu natri amoxicilin (95,1%) và amoxicilin trihydrat (86,3%) đựng