Luận án tiến sĩ y học: Nghiên cứu bào chế và đánh giá tương đương sinh học viên nén phóng thích kéo dài chứa metformin hydroclorid và sitagliptin

Đái tháo đường là một bệnh mạn tính xảy ra khi tuyến tụy không sản xuất đủ insulin hoặc khi cơ thể không thể sử dụng hiệu quả insulin được sản xuất. Bệnh đái tháo đường đang gia tăng trên toàn cầu. Ở Việt Nam, năm 2014 có khoảng hai triệu người bị bệnh đái tháo đường. Số người mắc bệnh đái tháo đường đang tăng lên với tốc độ đáng báo động, với tỷ lệ tăng gấp đôi trong vòng 10 năm qua 23. Bệnh không được kiểm soát tốt có thể dẫn đến nhồi máu cơ tim và đột quỵ, hoại tử chi, suy thận… Điều trị đái tháo đường thường bắt đầu với thay đổi thói quen ăn uống, tập thể thao kèm dùng thuốc dạng đơn trị liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN NGỌC NHÃ THẢO

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ TƯƠNG ĐƯƠNG

SINH HỌC VIÊN NÉN PHÓNG THÍCH KÉO DÀI CHỨA METFORMIN VÀ SITAGLIPTIN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

TP HỒ CHÍ MINH- Năm 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN NGỌC NHÃ THẢO

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ TƯƠNG ĐƯƠNG

SINH HỌC VIÊN NÉN PHÓNG THÍCH KÉO DÀI CHỨA METFORMIN VÀ SITAGLIPTIN

CHUYÊN NGÀNH: CN DƯỢC PHẨM & BÀO CHẾ THUỐC

MÃ SỐ: 62720402

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS TRỊNH THỊ THU LOAN

2 PGS.TS NGUYỄN ĐỨC TUẤN

TP HỒ CHÍ MINH- Năm 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được công bố ở bất kỳ nơi nào

Nguyễn Ngọc Nhã Thảo

MỤC LỤC

Trang

TRANG PHỤ BÌA………i

LỜI CAM ĐOAN………ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT……… v

DANH MỤC CÁC BẢNG………vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ……… ………… ………… xii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ……….xiv

MỞ ĐẦU……….…… 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU……… 3

1.1 Metformin hydroclorid……… 3

1.2 Sitagliptin phosphat monohydrat……… 6

1.3 Thuốc điều trị đái tháo đường kết hợp metformin hydroclorid và sitagliptin……… 9

1.4 Thuốc phóng thích kéo dài dạng khung matrix……… 11

1.5 Thuốc viên nén 2 lớp……… 16

1.6 Đánh giá tương đương sinh học ……….…… 17

1.7 Các nghiên cứu liên quan đến 2 thành phần metformin hydroclorid và sitagliptin ……….……… 20

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……….… 29

2.1 Nguyên vật liệu, trang thiết bị và đối tượng nghiên cứu……….…….…… 29

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… 33

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……… ……… 58

3.1 Kết quả xây dựng và thẩm định quy trình định lượng đồng thời metformin hydroclorid và sitagliptin trong chế phẩm và trong môi trường hòa tan bằng phương pháp hplc …….……… 58

3.1 Kết quả thẩm định quy trình xác định giới hạn tạp chất của metformin hydroclorid và sitagliptin bằng phương pháp hplc ……… 65

3.3 Kết quả xây dựng công thức và quy trình bào chế viên chứa metformin hydroclorid 500 mg phóng thích kéo dài và sitagliptin 50 mg phóng thích tức

thời ……….……… 70

3.4 Kết quả nghiên cứu nâng cỡ lô lên quy mô 10.000 viên/lô ……….… 87

3.5 Kết quả xây dựng tiêu chuẩn cơ sở …… ……… 97

3.6 Kết quả đánh giá độ ổn định của thành phẩm …….……….………….99

3.7 Kết quả đánh giá tương đương sinh học thuốc nghiên cứu với thuốc đối chiếu ……… ……… 102

Chương 4: BÀN LUẬN……….………… 123

4.1 Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng đồng thời metformin hydroclorid và sitagliptin trong chế phẩm và trong môi trường hòa tan bằng phương pháp hplc 123

4.2 Kết quả xây dựng công thức và quy trình bào chế viên chứa metformin hydroclorid 500 mg phóng thích kéo dài và sitagliptin 50 mg phóng thích tức thời ……….……….… 125

4.3 Nghiên cứu nâng cỡ lô lên quy mô 10.000 viên/lô ……… 134

4.4 Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và đánh giá độ ổn định của thành phẩm ……….……….………….……… 135

4.5 Đánh giá tương đương sinh học ……… 137

KẾT LUẬN ……… ……… ……… 143

KIẾN NGHỊ……… ……… ……… 145 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

AUC Area under the curve Diện tích dưới đường cong

BP British Pharmacopoeia Dược điển Anh

CV Coefficient of variation Hệ số phân tán

CZE Capillary zone electrophresis Điện di mao quản vùng

DĐVN Dược điển Việt Nam

DPP-4 Dipeptidyl peptidase-4

EMA European Medicines Agencyema Cơ quan quản lý thuốc Châu Âu FDA Food and Drug Administration Cơ quan Quản lý Thuốc và Thực

phẩm HPLC High Performance Liquid

Chromatography

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

HPMC Hydroxy propyl methyl cellulose

HQC High quality control Mẫu kiểm tra nồng độ cao

ICH The International Conference on

Harmonisation

Hiệp hội đồng thuận quốc tế

KLTB Khối lượng trung bình

LC-MS/MS Liquid chromatography-tandem

mass spectrometry

Sắc ký lỏng ghép 2 lần khối phổ

LLOQ Lower Limit of Quantification Giới hạn định lượng dưới

LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện

LOQ Limit of Quantification Giới hạn định lượng

LQC Low quality control Mẫu kiểm tra nồng độ thấp MeOH Methanol

MQC Medium quality control Mẫu kiểm tra nồng độ trung bình

Photodiode Array Phenformine hydrochloride

Dãy diod quang

SPE Solid Phase Extraction Chiết pha rắn

UV-Vis

WHO

Ultraviolet-visible World Health Organization

Tử ngoại-Khả kiến

Tổ chức Y tế thế giới

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phương pháp định lượng metformin hydroclorid trong viên nén

theo Dược điển Việt Nam, Dược điển Anh và Dược điển Mỹ

4

Bảng 1.2 Phương pháp định lượng sitagliptin theo Dược điển Mỹ và

Dược điển Anh

Bảng 1.6 Các nghiên cứu bào chế viên metformin HCl phóng thích kéo dài 21

Bảng 1.7 Các nghiên cứu định lượng đồng thời metformin và

sitagliptin trong chế phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng

26

Bảng 1.8 Một số nghiên cứu định lượng đồng thời metformin và

sitagliptin trong huyết tương người

Bảng 2.8 Điều kiện bảo quản mẫu và thời điểm lấy mẫu đánh giá độ ổn định 49

Bảng 2.9 Nồng độ của các mẫu tự tạo trong huyết tương 52

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống của phương pháp trên

mẫu chuẩn và mẫu thử

59

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính, độ chính xác và độ đúng 61

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống trên mẫu chuẩn và

trên mẫu thử trong môi trường hòa tan

62

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính, độ chính xác và độ đúng

trong môi trường pH 1,2

64

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính, độ chính xác và độ đúng

trong môi trường pH 4,5

64

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính, độ chính xác và độ đúng

trong môi trường pH 6,8

64

Bảng 3.7 Kết quả khảo sát độ ổn định dung dịch metformin

hydroclorid trong môi trường hòa tan

65

Bảng 3.8 Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống của phương pháp trên

mẫu chuẩn

66

Bảng 3.9 Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp tại LOD 67

Bảng 3.10 Kết quả kiểm tra tính phù hợp hệ thống của quy trình xác

định giới hạn tạp chất của sitagliptin

69

Bảng 3.12 Độ hòa tan của thuốc đối chiếu Janumet XR 50 mg/500 mg 71

Bảng 3.13 Hệ số tương quan các mô hình động học phóng thích

metformin hydroclorid của thuốc đối chiếu Janumet XR 50/500 mg trong môi trường pH 6,8

71

Bảng 3.15 Độ cứng, độ mài mòn, hàm lượng, khối lượng CT1-CT6 73

Bảng 3.18 Độ cứng, độ mài mòn, hàm lượng, khối lượng CT7-CT11 75

Bảng 3.21 Độ cứng, độ mài mòn, hàm lượng, khối lượng CT12-CT14 76

Bảng 3.22 Độ hòa tan công thức CT12-CT14 76

Bảng 3.25 Dữ liệu thực nghiệm về bào chế và kiểm nghiệm 78

Bảng 3.26 Giá trị R2 thử và R2 luyện của mô hình chọn lọc của công thức 79

Bảng 3.27 Kết quả thực nghiệm và dự đoán bởi phần mềm BCPharsoft OPT 81

Bảng 3.28 Hệ số tương quan các mô hình động học phóng thích

metformin hydroclorid của thuốc nghiên cứu và thuốc đối chiếu trong môi trường pH 6,8

82

Bảng 3.30 Kết quả kiểm nghiệm viên 2 lớp được bào chế từ CT30-CT33 83

Bảng 3.32 Độ ẩm và độ phân tán hàm lượng metformin HCl sau các giai

đoạn bào chế

84

Bảng 3.33 Độ phân tán hàm lượng sitagliptin trong các giai đoạn trộn bột 85

Bảng 3.34 Góc nghỉ và tốc độ chảy của cốm metformin hydroclorid và

hỗn hợp bột sitagliptin sau trộn hoàn tất

85

Bảng 3.35 Tỷ trọng biểu kiến của hạt trước và sau khi gõ 85

Bảng 3.36 Kết quả đánh giá 2 lô thành phẩm quy mô 2.000 viên/lô 86

Bảng 3.37 Kết quả độ phân tán hàm lượng metformin HCl trong giai

đoạn trộn khô

88

Bảng 3.38 Kết quả độ ẩm của cốm chứa metformin hydroclorid sau khi sấy 88

Bảng 3.39 Kết quả độ phân tán hàm lượng metformin HCl trong giai

đoạn trộn hoàn tất

88

Bảng 3.40 Kết quả tính chất cốm metformin HCl sau khi trộn hoàn tất 89

Bảng 3.41 Kết quả độ phân tán hàm lượng sitagliptin trong quá trình trộn 89

Bảng 3.42 Kết quả tính chất của hỗn hợp bột chứa sitagliptin sau khi

trộn hoàn tất

90

Bảng 3.43 Khối lượng trung bình viên nhân lô NC001 trong quá trình dập viên 90

Bảng 3.44 Khối lượng lớp metformin HCl lô NC001 trong quá trình dập viên 91

Bảng 3.45 Khối lượng lớp sitagliptin lô NC001 trong quá trình dập viên 91

Bảng 3.46 Kết quả độ cứng và độ mài mòn của lô NC001 91

Bảng 3.48 Kết quả hàm lượng metformin và sitagliptin lô NC001 92

Bảng 3.51 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu trong quá trình bào chế 2 lô 10000 viên 95

Bảng 3.52 Kết quả hàm lượng và độ hòa tan của thành phẩm từ lô

NC002 và NC003

96

Bảng 3.53 Kết quả đánh giá thành phẩm bao phim từ lô NC002 và NC003 96

Bảng 3.54 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu kiểm nghiệm thuốc nghiên cứu 98

Bảng 3.55 Thông tin các lô thuốc được đánh giá độ ổn định 99

Bảng 3.56 Sự thay đổi hình thức cảm quan, giới hạn tạp chất và hàm

lượng hoạt chất của các lô trong điều kiện cấp tốc

99

Bảng 3.57 Sự thay đổi độ hòa tan trong điều kiện cấp tốc 100

Bảng 3.58 Sự thay đổi hình thức cảm quan, giới hạn tạp chất và hàm

lượng hoạt chất của các lô trong điều kiện dài hạn

100

Bảng 3.59 Sự thay đổi độ hòa tan trong điều kiện dài hạn 101

Bảng 3.61 Các thông số của đầu dò khối phổ để định lượng metformin

Bảng 3.67 Kết quả khảo sát độ ổn định dung dịch chuẩn gốc 109

Bảng 3.68 Độ hòa tan của thuốc nghiên cứu và thuốc đối chiếu trong

môi trường acid pH 1,2

Bảng 3.71 Các thông số dược động học trung bình của metformin của 14

NTN dùng thuốc nghiên cứu và thuốc đối chiếu tình trạng đói

114

Bảng 3.72 Các thông số dược động học trung bình của sitagliptin của 14

NTN dùng thuốc nghiên cứu và thuốc đối chiếu tình trạng đói

114

Bảng 3.73 Phân tích phương sai giá trị Cmax, AUC của metformin 115

Bảng 3.74 Phân tích phương sai giá trị Cmax, AUC của sitagliptin 115

Bảng 3.75 Tóm tắt số liệu so sánh sinh khả dụng của metformin 116

Bảng 3.76 Tóm tắt số liệu so sánh sinh khả dụng của sitagliptin 116

Bảng 3.77 Phân tích phương sai giá trị Cmax, AUC0-48 và AUC0-∞ của

metformin trong tình trạng đói so với tình trạng no

118

Bảng 3.78 Phân tích phương sai giá trị Cmax, AUC0-48 và AUC0-∞ của

sitagliptin trong tình trạng đói so với tình trạng no

Bảng 3.81 So sánh giá trị Tmax của metformin theo phương pháp thống

kê phi tham số trong tình trạng đói so với tình trạng no

120

Bảng 3.82 So sánh giá trị Tmax của sitagliptin theo phương pháp thống kê

phi tham số trong tình trạng đói so với tình trạng no

121

Bảng 4.1 Hệ số tương đồng f2 của thuốc nghiên cứu về khả năng phóng

thích metformin hydroclorid trong các cặp môi trường

137

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo của metformin hydroclorid 3

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của sitagliptin phosphat monohydrat 6

Hình 1.4 Cơ chế giải phóng dược chất từ hệ thống phân phối thuốc

phóng thích có kiểm soát dạng khung phân tán đồng nhất

hoạt chất

14

Hình 3.2 Sắc ký đồ khảo sát tính chọn lọc của phương pháp 60

Hình 3.3 Phổ UV-Vis tại thời gian lưu của metformin trong mẫu chuẩn

và thử và phổ UV-Vis tại thời gian lưu của sitagliptin trong

mẫu chuẩn và thử

61

Hình 3.4 Sắc ký đồ khảo sát tính chọn lọc của phương pháp định lượng

hoạt chất trong môi trường hòa tan

63

Hình 3.5 Phổ UV-Vis tại thời gian lưu của metformin trong mẫu chuẩn

và thử và phổ UV-Vis tại thời gian lưu của sitagliptin trong

mẫu chuẩn và thử trong các môi trường hòa tan

63

Hình 3.6 Sắc ký đồ kiểm tra tính phù hợp hệ thống của quy trình xác định

giới hạn tạp chất 1-cyanoguanidin của metformin

65

Hình 3.7 Sắc ký đồ khảo sát tính chọn lọc của quy trình xác định tạp

chất liên quan 1-cyanoguanidin của metformin

66

Hình 3.8 Sắc ký đồ mẫu viên giả dược chứa 0,1 mg 1-cyanoguanidin chuẩn 66

Hình 3.9 Phổ UV tại thời gian lưu của 1-cyanoguanidin trong mẫu

chuẩn và mẫu giả dược chứa 1-cyanoguanidin và hình minh

họa độ tinh khiết pic 1-cyanoguanidin

Hình 3.12 Sắc ký đồ dung dịch thử độ nhạy 68

Hình 3.13 Sắc ký đồ khảo sát tính chọn lọc của quy trình xác định tạp

chất liên quan của sitagliptin

69

Hình 3.14 Phổ UV tại thời gian lưu của sitagliptin trong mẫu chuẩn và

thử và biểu đồ minh họa độ tinh khiết pic sitagliptin trong

mẫu thử

70

Hình 3.15 Mối liên quan nhân quả giữa biến độc lập và biến phụ thuộc 80

Hình 3.16 Sơ đồ quy trình bào chế viên 2 lớp bao phim chứa metformin

HCl và sitagliptin

93

Hình 3.18 Sắc ký đồ mẫu chuẩn metformin, sitagliptin và chuẩn nội ở

điều kiện sắc ký phù hợp

104

Hình 3.19 Phổ khối metformin ở điều kiện khối phổ phù hợp 104

Hình 3.20 Phổ khối sitagliptin ở điều kiện khối phổ phù hợp 104

Hình 3.21 Phổ khối phenformin ở điều kiện khối phổ phù hợp 105

Hình 3.22 Sắc ký đồ của metformin, sitagliptin và chuẩn nội trong khảo

sát tính đặc hiệu

107

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan hoạt chất metformin

hydroclorid của thuốc đối chiếu Janumet XR 50/500 mg

Biểu đồ 3.5 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của lớp metformin hydroclorid

và của thuốc đối chiếu Janumet XR

81

Biểu đồ 3.6 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan sitagliptin từ công thức CT30,

CT31, CT32, CT33

83

Biểu dồ 3.7 Phân bố kích thước hạt của cốm metformin hydroclorid

sau khi trộn hoàn tất

86

Biểu dồ 3.8 Phân bố kích thước hạt của bột sitagliptin sau khi trộn

hoàn tất

86

Biểu dồ 3.9 Phân bố kích thước hạt của cốm metformin HCl lô NC001 89

Biểu đồ 3.10 Phân bố kích thước hạt của hỗn hợp bột sitagliptin lô NC001 90

Biểu đồ 3.11 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan metformin hydroclorid của thuốc

nghiên cứu và thuốc đối chiếu trong môi trường pH 1,2

111

Biểu đồ 3.12 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan metformin hydroclorid của thuốc

nghiên cứu và thuốc đối chiếu trong môi trường pH 4,5

112

Biểu đồ 3.13 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan metformin hydroclorid của thuốc

nghiên cứu và thuốc đối chiếu trong môi trường pH 6,8

112

Biểu đồ 3.14 Đường cong trung bình nồng độ metformin trong huyết

tương của 14 người tình nguyện uống thuốc trong tình

trạng đói

113

Biểu đồ 3.15 Đường cong trung bình nồng độ sitagliptin trong huyết

tương của 14 người tình nguyện uống thuốc trong tình

trạng đói

113

Biểu đồ 3.16 Đường cong trung bình nồng độ metformin trong huyết

tương của 14 người tình nguyện uống thuốc nghiên cứu

trong tình trạng đói và tình trạng no

117

Biểu đồ 3.17 Đường cong trung bình nồng độ sitagliptin trong huyết

tương của 14 người tình nguyện uống thuốc nghiên cứu

trong tình trạng đói và tình trạng no

118

MỞ ĐẦU

Đái tháo đường là một bệnh mạn tính xảy ra khi tuyến tụy không sản xuất đủ insulin hoặc khi cơ thể không thể sử dụng hiệu quả insulin được sản xuất Bệnh đái tháo đường đang gia tăng trên toàn cầu Ở Việt Nam, năm 2014 có khoảng hai triệu người bị bệnh đái tháo đường Số người mắc bệnh đái tháo đường đang tăng lên với tốc độ đáng báo động, với tỷ lệ tăng gấp đôi trong vòng 10 năm qua [23] Bệnh không được kiểm soát tốt có thể dẫn đến nhồi máu cơ tim và đột quỵ, hoại tử chi, suy thận… Điều trị đái tháo đường thường bắt đầu với thay đổi thói quen ăn uống, tập thể thao kèm dùng thuốc dạng đơn trị liệu [31]

Metformin hydroclorid là thuốc đầu tay điều trị đái tháo đường được sử dụng rộng rãi ở tất cả các quốc gia [31] Metformin hydroclorid có tác dụng hạ glucose huyết trong khoảng 2-4 mmol/l và giảm HbA1c đến 2% nhưng không gây hạ đường huyết quá mức khi sử dụng đơn lẻ [3]

Tuy nhiên, khi thất bại với đơn trị liệu, việc phối hợp thuốc là cần thiết để kiểm soát mức đường huyết Theo khuyến cáo của Hiệp hội Đái tháo đường Hoa kỳ năm

2018, chỉ có nhóm thuốc ức chế men dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4), metformin hydroclorid và insulin là không bị cảnh báo tác dụng không mong muốn [31] Sitagliptin là một thuốc mới vừa hết độc quyền vào năm 2017, thuộc nhóm ức chế DPP-4 thế hệ 1 Sitagliptin có hiệu quả trị liệu tốt và ít gây nguy cơ hạ đường huyết quá mức, không có tác dụng phụ nặng nề và khá an toàn cho người có bệnh thận trung bình và nặng Sitagliptin phối hợp với metformin hydroclorid cho hiệu quả kiểm soát đường huyết với mức giảm HbA1c có ý nghĩa [43], [74]

Tuy nhiên, nhược điểm của metformin hydroclorid là có thời gian bán thải ngắn 3 đến 4 giờ, sinh khả dụng thấp (50%) gây bất tiện khi phải dùng thuốc nhiều lần trong ngày Ngược lại, sitagliptin có thời gian bán thải dài 12,6 giờ Do đó, việc bào chế kết hợp thuốc metformin hydroclorid phóng thích kéo dài và sitagliptin phóng thích tức thời là giải pháp giúp kiểm soát đường huyết ổn định cả ngày, giảm tác dụng phụ không mong muốn [37]

Về mặt bào chế, metformin hydroclorid là hoạt chất chịu nén kém, dễ tan trong nước và hàm lượng trong dạng bào chế cao nên việc lựa chọn polyme và kỹ thuật bào chế thích hợp để kiểm soát sự phóng thích kéo dài rất khó khăn Điều này cũng gây bất lợi cho việc phối hợp 2 hoạt chất metformin hydroclorid phóng thích kéo dài

và sitagliptin phóng thích tức thời trong một dạng bào chế với khối lượng viên phù hợp cho sử dụng

Hiện nay, tại Việt Nam cũng chưa có đề tài nào nghiên cứu dạng viên có phối

hợp 2 thành phần này được công bố Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu bào

chế và đánh giá tương đương sinh học viên nén phóng thích kéo dài chứa metformin và sitagliptin” được thực hiện nhằm bào chế viên nén 2 lớp bao phim

chứa 2 thành phần metformin hydroclorid 500 mg phóng thích kéo dài và sitagliptin

50 mg phóng thích tức thời đạt tiêu chuẩn chất lượng, độ ổn định và tương đương sinh học với thuốc đối chiếu Janumet XR 50/500 mg, góp phần phát triển các dạng thuốc mới được sản xuất trong nước, đáp ứng nhu cầu điều trị cho nhiều đối tượng

kể cả bệnh nhân có bảo hiểm y tế [4], thay thế thuốc ngoại nhập Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là:

1 Nghiên cứu bào chế viên nén 2 lớp chứa metformin hydroclorid 500 mg phóng thích kéo dài và sitagliptin 50 mg phóng thích tức thời

2 Nghiên cứu nâng cỡ lô lên quy mô 10.000 viên/lô

3 Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và theo dõi độ ổn định của sản phẩm

4 Đánh giá tương đương sinh học thuốc nghiên cứu chứa metformin hydroclorid 500 mg phóng thích kéo dài và sitagliptin 50 mg phóng thích tức thời với thuốc đối chiếu Janumet XR 50/500 mg

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 METFORMIN HYDROCLORID

Metformin hydroclorid (MH) có công thức cấu tạo như Hình 1.1

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của metformin hydroclorid

Công thức phân tử: C4H11N5.HCl

Phân tử lượng: 165,6 g/mol

Tên khoa học: 1,1-dimethyl biguanid hydroclorid [6], [102]

oC [6], [99]

Định tính, định lượng

Định tính metformin hydroclorid bằng phương pháp:

- Quang phổ hồng ngoại kết hợp định tính ion clorid áp dụng cho nguyên liệu [6], [102]

- Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) áp dụng cho viên nén PTKD [102]

Định lượng metformin hydroclorid bằng phương pháp:

- Quang phổ tử ngoại-khả kiến (UV-Vis) áp dụng cho viên nén quy ước [6]

- HPLC áp dụng cho nguyên liệu [53], viên nén [30], [53], [102] áp dụng định lượng trong huyết tương [17], [58], [107], [115]

- Sắc ký lỏng ghép khối phổ (LC-MS/MS): áp dụng định lượng trong huyết tương [114]

Phương pháp định lượng metformin hydroclorid trong viên nén theo tiêu chuẩn Dược điển được tóm tắt ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Phương pháp định lượng metformin hydroclorid trong viên nén theo

Dược điển Việt Nam, Dược điển Anh và Dược điển Mỹ

Dược điển Việt Nam V

[6] và Dược điển Anh

- Làm tăng nhạy cảm của các tế bào với insulin

- Giảm sản xuất glucose ở gan, ức chế sự tân tạo glucose, làm tăng sử dụng glucose ở mô ngoại biên (cơ, mỡ) [7]

Dược động học

Metformin hydroclorid hấp thu chậm và không hoàn toàn ở đường tiêu hóa Sinh khả dụng tuyệt đối của 500 mg metformin hydroclorid uống lúc đói xấp xỉ 50-60% Thức ăn làm giảm mức độ và tốc độ hấp thu metformin hydroclorid Thời gian đạt nồng độ tối đa trong huyết tương đối với dạng phóng thích tức thời liều 500 mg khoảng 2,5 giờ [48] Metformin hydroclorid liên kết với protein huyết tương mức độ

không đáng kể, phân bố nhanh chóng vào các mô và dịch, không bị chuyển hóa ở gan

và không bài tiết qua mật Khoảng 90% lượng thuốc hấp thu được thải trừ qua đường thận trong vòng 24 giờ đầu ở dạng không chuyển hóa, thời gian bán thải trong huyết tương là 1,5-4,5 giờ Có thể có nguy cơ tích lũy trong trường hợp suy giảm chức năng thận (bệnh nhân suy thận và người cao tuổi) [7]

Nghiên cứu dược động học của viên Janumet XR 50/500 mg cho thấy các thông

số sinh khả dụng của metformin đạt được sau khi dùng liều đơn như sau: AUC0-72 giờ

là 6.874 ng.giờ/ml; AUC0-∞ là 7047 ng.giờ/ml; Cmax là 607 ng/ml, tmax là 6,0 giờ;

Chống chỉ định

- Quá mẫn với metformin hydroclorid

- Nhiễm khuẩn nặng, nhiễm khuẩn huyết, thiếu oxy mô ngoại biên, nghiện rượu, thiếu dinh dưỡng

- Đái tháo đường týp 1, nhiễm ceton, suy thận nặng, rối loạn chức năng gan, phụ nữ có thai và người có chế độ ăn giảm cân [7]

Tác dụng không mong muốn

- Trên đường tiêu hóa (gặp ở 20% bệnh nhân) như chán ăn, buồn nôn, nôn, đầy bụng, tiêu chảy, miệng có vị kim loại thường gặp nhất

- Nhiễm acid lactic [7]

Liều dùng, cách dùng

Liều đơn trị: liều khởi đầu viên 500 hoặc 850 mg (viên/ngày) Liều tối đa là

2500 mg/ngày, uống vào bữa ăn để giảm tác dụng không mong muốn trên đường tiêu hóa [7] Liều phối hợp với sitagliptin: 500 và 50 mg hoặc 1000 và 50 mg [3]

1.2 SITAGLIPTIN PHOSPHAT MONOHYDRAT

Sitagliptin phosphat monohydrat (SG) có công thức cấu tạo như Hình 1.2

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của sitagliptin phosphat monohydrat

Công thức phân tử: C16H15F6N5O.H3PO4.H2O

Phân tử lượng: 523,32 g/mol

Tên khoa học: tetrahydro-[3-(trifluoromethyl)-1,2,4-triazolo[4,3-a]pyrazin phosphat (1:1) monohydrat [74], [102]

7-[(3R)-3-amino-1-oxo-4-(2,4,5-trifluorophenyl)butyl]-5,6,7,8-Tính chất lý hóa

Tinh thể trắng hoặc vàng nhạt, không hút ẩm, tan trong nước và N,N-dimethyl formamid, ít tan trong methanol và rất ít tan trong ethanol, aceton, và acetonitril (ACN), không tan trong isopropanol và isopropyl acetat [74] Sitagliptin có pKa là 8,8 Độ tan trong nước là 0,034 mg/ml Log P là 1,95 Bền vững nếu được bảo quản ở nhiệt độ 20-25 oC; tránh những tác nhân oxy hóa mạnh Phân hủy bởi nhiệt có thể sinh ra khí độc như carbon monoxyd, carbon dioxyd, và nitơ oxyd [99], [102]

Định tính, định lượng

Định tính sitagliptin bằng phương pháp:

- Quang phổ hồng ngoại áp dụng cho nguyên liệu và viên nén [99]

- Quang phổ UV-Vis áp dụng cho viên nén [99]

- HPLC áp dụng cho viên nén [99], [102]

Định lượng sitagliptin bằng phương pháp:

- HPLC áp dụng cho nguyên liệu, viên nén [99], [102], áp dụng định lượng trong huyết tương [81]

- LC-MS/MS: áp dụng định lượng trong huyết tương [89], [112]

Cho đến nay, chưa có chuyên luận kiểm nghiệm sitagliptin trong Dược điển Việt Nam Các Dược điển của một số nước trên thế giới như Dược điển Anh (BP) 2018, Dược điển Mỹ (USP) lần thứ 39 mới bắt đầu có chuyên luận về sitagliptin Phương pháp định lượng sitagliptin theo Dược điển Anh và Dược điển Mỹ được tóm tắt trong Bảng 1.2

Bảng 1.2 Phương pháp định lượng sitagliptin theo Dược điển Mỹ và Dược điển Anh

Tài liệu Đối tượng

Dược động học

Sitagliptin được hấp thu nhanh chóng, đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương sau

1-4 giờ uống thuốc Sinh khả dụng tuyệt đối của sitagliptin khoảng 87% Sitagliptin

có thể dùng chung hoặc không dùng chung với thức ăn [75] Thời gian đạt nồng độ thuốc tối đa trong huyết tương từ 2-2,75 giờ [48] Sitagliptin gắn kết thuận nghịch thấp với các protein huyết tương (38%) Gần 79% sitagliptin được đào thải trong nước tiểu ở dạng không đổi Sitagliptin bị chuyển hóa chủ yếu bởi enzym CYP3A4

Sau khi uống, sitagliptin được đào thải qua phân 13%, qua nước tiểu 87% trong vòng một tuần dùng thuốc Thời gian bán thải sau khi uống 100 mg sitagliptin là khoảng 12,4 giờ và tốc độ thanh thải qua cầu thận là khoảng 350 ml/phút Sitagliptin bài tiết chủ yếu qua thận và ống thận [74]

Nghiên cứu dược động học của viên Janumet XR 50/500 mg cho thấy các thông

số sinh khả dụng của sitagliptin đạt được sau khi dùng liều đơn như sau: AUC 0-72 giờ

là 3912 nM.giờ; AUC0-∞ là 4006 nM.giờ; Cmax là 342 nM, tmax là 3,0 giờ; t1/2 là 12,6 giờ [52]

Chỉ định

Đái tháo đường týp 2 [75], đơn trị hay phối hợp để hỗ trợ kiểm soát đường huyết khi chế độ ăn và luyện tập thể dục không có hiệu quả [75] Sitagliptin phối hợp với metformin cho hiệu quả kiểm soát đường huyết kèm với mức giảm HbA1c có ý nghĩa [29], [75]

Chống chỉ định

- Các trường hợp có tiền sử quá mẫn với sitagliptin như sốc phản vệ, phù mạch

- Đái tháo đường týp 1

- Đái tháo đường nhiễm toan ceton [75]

Tác dụng không mong muốn

- Tác dụng thường gặp như nhiễm trùng đường hô hấp trên, nghẹt mũi hoặc chảy mũi, đau họng, đau đầu

- Tác dụng không mong muốn khác như đau dạ dày, tiêu chảy, sưng tay, chân khi dùng chung với rosiglitazon [75]

1.3 THUỐC ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG KẾT HỢP METFORMIN HYDROCLORID VÀ SITAGLIPTIN

Nhiều nghiên cứu chứng minh hiệu quả kết hợp của metformin và sitagliptin trong điều trị bệnh đái tháo đường týp 2 đã được công bố

Williams-Herman và cộng sự đánh giá hiệu quả và an toàn của sitagliptin và metformin hydroclorid trong liệu pháp điều trị kết hợp và đơn trị trong khoảng thời gian dài 104 tuần cho bệnh nhân đái tháo đường týp 2 (có HbA1c từ 7,5%-11%) đang được điều trị với chế độ ăn kiêng và tập thể dục Nghiên cứu mù đôi được áp dụng trên 517 bệnh nhân chia thành 3 nhóm điều trị: nhóm 1 dùng sitagliptin 100

mg 1 lần/ngày, nhóm 2 dùng metformin hydroclorid 500 mg 2 lần/ ngày, nhóm 3 dùng sitagliptin 50 mg và metformin hydroclorid 500 mg Sau 104 tuần, tất cả các trường hợp đều giảm được HbA1c tuy nhiên sự kết hợp metformin hydroclorid và sitagliptin làm giảm nhiều hơn đơn trị (-1,7%) Số người đạt mức HbA1c < 7% ở nhóm kết hợp nhiều hơn, đạt 60%, trong khi metformin hydroclorid là 45% và sitagliptin là 32% Về tác dụng không mong muốn cho thấy ở các nhóm là giống nhau [111]

Ming Ji và cộng sự (2016) nghiên cứu hiệu quả kết hợp metformin hydroclorid và sitagliptin (n=115) so với nhóm chứng sử dụng kết hợp metformin hydroclorid và Insulin Glargin (n=51) trên bệnh nhân đái tháo đường týp 2 mới mắc kèm theo tình trạng béo phì Kết quả cho thấy dùng kết hợp sitagliptin và metformin duy trì mức đường huyết và cải thiện chất lượng cuộc sống, không gây tăng cân và hạ đường huyết quá mức Trị liệu này cũng được chứng minh là an toàn, kinh tế và tiện lợi [77]

Giuseppe Derosa và cộng sự (2012) đánh giá hiệu quả kiểm soát đường huyết,

đề kháng insulin và tăng tiết insulin của việc kết hợp sitagliptin với metformin trên

178 bệnh nhân đái tháo đường týp 2 Bệnh nhân sau khi dùng metformin 8 tháng được dùng kết hợp với sitagliptin cho 12 tháng tiếp theo Kết quả sau 12 tháng kết hợp, cả 2 trường hợp đều giảm cân, cải thiện kiểm soát đường huyết nhưng nhóm kết hợp cho thấy hiệu quả hơn, cải thiện chức năng của tế bào beta tuyến tụy tốt hơn dùng metformin riêng lẻ [55]

Nghiên cứu của Mohammad Anjoom và cộng sự (2014) so sánh việc kết hợp glymepirid và metformin với sự kết hợp metformin và sitagliptin trên bệnh nhân đái tháo đường týp 2 trong 1 năm Tổng số 60 bệnh nhân Thời gian nghiên cứu 24 tuần Kết quả bệnh nhân ở cả 2 nhóm điều trị đều cho mức hạ HbA1c hiệu quả [79]

Nghiên cứu của Deepak S Bhosle và cộng sự (2015) trên 60 bệnh nhân mới bị đái tháo đường týp 2, tuổi từ 30-65 cho thấy ở bệnh nhân sử dụng sitagliptin kết hợp với metformin, việc giảm HbA1c ở tuần thứ 12 mạnh hơn nhiều so với đơn trị liệu bằng metformin, việc kiểm soát đường huyết hiệu quả hơn đơn trị liệu với sitagliptin Kết quả cũng cho thấy bệnh nhân sử dụng sitagliptin kết hợp với metformin đến tuần 30 không bị tăng cân hoặc thậm chí giảm cân trong khi sự kết hợp giữa metformin và glimepirid lại gây tăng cân Trong nghiên cứu sử dụng kết hợp metformin và sitagliptin không có bệnh nhân nào dừng nghiên cứu do tác dụng phụ Điều này chứng tỏ hiệu quả và an toàn của việc kết hợp này [45]

Theo Hiệp hội Đái tháo đường Hoa Kỳ và Hiệp hội Đái tháo đường Châu Âu, thuốc được lựa chọn đầu tiên để điều trị đái tháo đường là metformin Đối với bệnh nhân có HbA1c cao (> 9%), mà đơn trị gần như không hiệu quả, cả 2 tổ chức đều đề nghị điều trị phối hợp Trong số các tác nhân có thể phối hợp, thuốc ức chế DPP-4 được nhận thấy cho hiệu quả hạ đường huyết vừa phải, hạn chế nguy cơ hạ đường huyết quá mức, và được báo cáo là hiếm khi có tác dụng không mong muốn trầm trọng [50] Thuốc không gây tình trạng tăng cân [37], [56], [93]

Mặc dù nhóm sulfonylurea phối hợp với metformin có hiệu quả hạ đường huyết cao nhưng lại kèm theo tác dụng không mong muốn là gây tăng cân và nguy cơ hạ đường huyết quá mức Thuốc nhóm thi- azolidinedion thì chỉ còn sử dụng pioglitazon

và hạn chế sử dụng tại thị trường Mỹ Tác dụng không mong muốn được báo cáo là gây tăng cân, giữ nước, suy tim, và nguy cơ gãy xương, đặc biệt là ở phụ nữ sau mãn kinh Do sự hạn chế của 2 nhóm thuốc trên nên nhóm thuốc ức chế DPP-4 được ưu tiên sử dụng hơn Sự kết hợp metformin và nhóm ức chế DPP-4 là lựa chọn điều trị tốt cho bệnh nhân tiểu đường kèm suy tim và mức HbA1c cao [37], [56] Nghiên cứu

an toàn lâu dài trên tim mạch của Tecos trên 14.671 bệnh nhân cho kết quả tỷ lệ nhập

viện thấp trong thời gian điều trị với sitagliptin suốt 3 năm trên bệnh nhân đái tháo đường týp 2 có nguy cơ tim mạch cao Ngoài ra trong nghiên cứu cũng kết luận đối với những bệnh nhân tham gia nghiên cứu có bệnh thận mạn tính, là đối tượng có nguy cơ cao có những tác dụng không mong muốn nghiêm trọng và làm phức tạp hóa tình trạng đái tháo đường hơn những người không có bệnh thận mạn tính, thì việc điều trị với sitagliptin hầu như được dung nạp tốt và không có sự khác biệt có ý nghĩa

về tính an toàn sau khi kết thúc nghiên cứu với những đối tượng bệnh thận mạn tính khi dùng sitagliptin và viên giả dược [49], [93]

1.4 THUỐC PHÓNG THÍCH KÉO DÀI DẠNG KHUNG MATRIX

Hệ thống khung matrix là hệ thống phân phối thuốc kiểm soát, phóng thích thuốc liên tục bởi cơ chế kiểm soát sự hòa tan cũng như kiểm soát sự khuếch tán hoặc cả hai Để kiểm soát việc phóng thích của các loại thuốc có độ tan khác nhau, thuốc được phân tán trong tá dược thân nước có khả năng trương nở, hoặc trong một khung matrix không tan trong nước của các tá dược kỵ nước hoặc tá dược nhựa dẻo không trương nở cứng chắc

1.4.1 Phương pháp bào chế viên nén phóng thích kéo dài dạng khung matrix

Có thể áp dụng phương pháp xát hạt ướt, xát hạt khô, và dập thẳng như trong bào chế viên nén cổ điển để bào chế viên nén PTKD dạng khung matrix Bên cạnh

đó các phương pháp khác như kỹ thuật xát hạt nóng chảy, kỹ thuật ép đùn nóng chảy cũng được áp dụng [82]

Trong số các hệ thống khung matrix, hệ thống polyme thân nước được sử dụng rộng rãi trong phân phối thuốc kiểm soát đường uống bởi vì sự linh động trong việc đạt được mô hình phóng thích thuốc mong muốn, giá thành giảm [18] Thuốc dạng viên nén sử dụng polyme thân nước với khả năng tạo gel cao với vai trò tá dược nền

là phần quan tâm đặc biệt trong lĩnh vực phóng thích được kiểm soát Việc điều chế khung matrix thân nước được thực hiện bằng cách trộn hỗn hợp một hay nhiều thuốc với tác nhân tạo gel (polyme thân nước) Những hệ thống này còn được gọi là những hệ thống phóng thích có kiểm soát có thể trương nở Polyme được sử dụng cho điều chế khung matrix thân nước được chia làm các nhóm:

- Dẫn chất cellulose: Methylcellulose 400 và 4000cPs, hydroxyethylcellulose;

hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC) 25, 100, 4000 và 15000cPs; và natri carboxymethylcellulose (NaCMC)

- Polyme bán tổng hợp hoặc tự nhiên không phải cellulose: Agar Agar; gôm

xanthan; các polysaccharid của mannose và galactose, chitosan và tinh bột biến tính

- Các polyme của acid acrylic: Carbopol-934, các carbomer

- Các poly(meth)acrylate polyme: Eudragit RL 1000, Eudragit RS 1000 [28]

Bên cạnh tá dược tạo khung, các tá dược khác cần có trong công thức như tá dược dính, tá dược độn là những tá dược cơ bản trong công thức viên nén và tá dược trộn ngoài nhằm kiểm soát sự phóng thích hoạt chất tốt hơn PVP K30 là tá dược dính hay được sử dụng với lượng phù hợp giúp kết dính tạo hạt tốt trong bào chế khung theo phương pháp xát hạt ướt Avicel PH101 là tá dược độn phù hợp sử dụng trong viên PTKD với vai trò làm đủ khối lượng viên và có khả năng trương nở hỗ trợ làm bền chắc lớp gel của khung matrix Carbopol là tá dược trộn ngoài có khả năng trương nở nhanh giúp kiểm soát sự phóng thích hoạt chất ở thời điểm đầu cũng được đưa vào các công thức nghiên cứu kéo dài sự phóng thích hoạt chất [92]

1.4.2 Đặc điểm và ứng dụng của tá dược hydroxypropylmethylcellulose trong bào chế viên phóng thích kéo dài dạng khung matrix

Hình 1.3 Cấu trúc phân tử của HPMC

Trong công thức, n là viết tắt của số phân tử trùng hợp, R là viết tắt của -H,-CH3 hoặc -CH2CHOHCH3

và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh Độ tan: hòa tan chậm trong nước lạnh, tạo thành một dung dịch keo nhớt; không hòa tan trong nước nóng, hòa tan trong hầu hết các dung môi phân cực, không hòa tan trong ethanol tuyệt đối, ether

và cloroform [67], [92]

Ứng dụng: HPMC được dùng rộng rãi trong ngành dược vì không độc, tương đối

rẻ, có các độ nhớt khác nhau nên phù hợp cho nhiều mục đích Bên cạnh công dụng dùng làm tá dược bao phim, tá dược tạo độ nhớt, HPMC còn được dùng nhiều để tạo

khung trong hình thành viên phóng thích kéo dài với tỷ lệ từ 10% đến 80% kl/kl

Các HPMC hay được sử dụng trong xây dựng công thức phóng thích kéo dài gồm Methocel K100 Premium LV, K4M Premium, K15M Premium, K100M Premium, E4M Premium, và E10M Premium CR

Yếu tố chính trong lựa chọn HPMC làm polyme phóng thích kéo dài là độ tan của thuốc Thuốc có độ tan cao trong nước đòi hỏi lượng HPMC cao HPMC độ nhớt cao hơn hoặc lượng HPMC trong viên cao có thể giảm tỷ lệ phóng thích thuốc

Tỷ lệ HPMC giúp kéo dài sự phóng thích hoạt chất (PTHC) trong viên dạng khung tối thiểu là 20% Khi tỷ lệ HPMC thấp, đặc biệt đối với những thuốc kém tan thì sự phóng thích từ khung matrix sẽ theo cơ chế bào mòn Chiao và Kent (1983) nghiên cứu sử dụng 4-9% HPMC hay thấp hơn thì khung matrix bị mòn rất nhanh Một số hoạt chất đã được nghiên cứu để bào chế viên PTKD có sử dụng HPMC trong công thức như etodolac, naproxen, venlafaxin HCl, diclofenac [76]

1.4.3 Cơ chế giải phóng dược chất từ hệ khung matrix

Trong khung bào mòn, tốc độ phóng thích dược chất phụ thuộc vào khả năng bào mòn polyme trên bề mặt khung, còn đối với khung thân nước, việc tạo thành lớp gel và thời gian tạo thành lớp gel quyết định lượng thuốc giải phóng [18] Sau khi uống, dược chất trong khung được giải phóng qua các bước sau:

- Khung thấm nước và hòa tan lớp dược chất ở bề mặt khung

- Polyme trương nở tạo thành hàng rào gel hóa kiểm soát quá trình phóng thích dược chất

- Môi trường hòa tan khuếch tán qua lớp gel thấm vào trong khung hòa tan dược chất và khung

- Dung dịch dược chất khuếch tán qua lớp gel ra môi trường bên ngoài [36] Tốc độ phóng thích dược chất trong khung giảm đi vì quá trình trương nở làm lớp gel dày lên Tuy nhiên, quá trình hydrat hóa liên tục xảy ra, polyme thoát ra từ

bề mặt khung và tăng tốc độ hòa tan Đối với các dược chất dễ tan có thể giải phóng theo cả cơ chế khuếch tán và bào mòn nhưng còn đối với các dược chất ít tan thì ăn mòn lại là cơ chế chính Như vậy, để kiểm soát phóng thích dược chất thì quá trình hydrat hóa polyme và tốc độ hình thành lớp gel trên bề măṭ càng nhanh càng tố t để ngăn cản sư ̣ phóng thích dược chất [97]

Hình 1.4 Cơ chế giải phóng dược chất từ hệ thống phân phối thuốc phóng thích

có kiểm soát dạng khung phân tán đồng nhất hoạt chất (a Khung bào mòn; b

Khung thân nước) “Nguồn: Manthena V Varma, 2004” [71]

1.4.4 Động học phóng thích thuốc từ viên nén dạng khung matrix phóng thích kéo dài

Mô hình động học phóng thích hoạt chất của các hệ thống thuốc phóng thích kéo dài là các mô hình được mô tả bằng toán học cho phép dự đoán lượng thuốc phóng thích ra khỏi dạng bào chế sau khoảng thời gian nhất định trong điều kiện thử nghiệm Việc nghiên cứu động học phóng thích hoạt chất nhằm biết được bản chất của việc phóng thích hoạt chất ra khỏi dạng bào chế, đánh giá tương đương khả năng phóng thích hoạt chất của thuốc nghiên cứu so với thuốc đối chiếu Các mô hình khác nhau mô tả động học phóng thích thuốc được trình bày trong Bảng 1.4 [28]

Bảng 1.4 Các mô hình động học phóng thích thuốc “Nguồn: Ali Nokhodchi, 2012” [28]

Mô hình động học Mối liên quan Hệ thống/cơ chế

(Sự phóng thích tỷ lệ thuận với số lượng thuốc còn lại)

Hệ thống khung xốp chứa hoạt chất dễ tan Thuốc hòa tan và phóng thích chỉ phụ thuộc vào nồng độ thuốc còn lại trong khung

(Sự phóng thích độc lập với nồng độ thuốc)

Hệ thống qua da hoặc hệ thống thẩm thấu

Sự phóng thích thuốc là do chênh lệch áp suất thẩm thấu 2 bên màng

(Sự phóng thích tỷ lệ với căn bậc hai của thời gian)

Hệ thống khung xốp khuếch tán

Sự phóng thích thuốc dựa vào sự khuếch tán hoạt chất ra khỏi khung

Sự phóng thích thuốc bị giới hạn bởi tốc độ hòa tan

Korsmeyer-Peppas

phóng thích hoặc chưa rõ cơ chế

Sự phóng thích thuốc có thể là khuếch tán theo định luật Fick hoặc không theo Fick (khuếch tán lẫn bào mòn) hoặc bào mòn chuỗi polyme

Trong đó: KH, Ko, K1, Ks và KKP lần lượt là hằng số động học Higuchi, hằng số động học bậc 0, hằng số động học bậc 1, hằng số động học Hixson-Crowel và hằng

số động học Korsmeyer-Peppas Qo: Lượng thuốc trong hệ thống tại thời điểm 0 Qt: Lượng thuốc còn lại trong hệ thống vào thời điểm t Wo: Lượng thuốc ban đầu có trong hệ thống Wt: Lượng thuốc phóng thích vào thời điểm t t: Thời gian n: Số mủ cho biết cơ chế phóng thích [28]

1.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng hoặc liên quan đến sự phóng thích thuốc từ viên nén dạng khung matrix phóng thích kéo dài

Phân tích cơ chế phóng thích có kiểm soát của thuốc cho thấy rằng sự khuyếch tán; độ dày đường khuếch tán và các thông số hệ thống khác đóng vai trò xác định tốc độ khác nhau trong việc phóng thích thuốc có kiểm soát từ viên nén hoặc viên nang, hệ thống phân phối thuốc dạng khung matrix hay kiểu sandwich Riêng đối với khung thân nước, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phóng thích dược chất

từ khung thân nước như: Khả năng hòa tan của dược chất, khả năng trương nở và bào mòn polyme, đặc tính hòa tan hoặc khuếch tán hoặc phân bố của dược chất vào khung polyme, tỷ lệ các thành phần và hình dạng của hệ Độ nhớt và tính đàn hồi của polyme cũng ảnh hưởng đến việc phóng thích dược chất [54], [69]

Bên cạnh các yếu tố dược học được kể trên thì yếu tố sinh học cũng có ảnh hưởng đến sự phóng thích thuốc như hấp thu, giới hạn an toàn… cũng cần lưu ý khi thiết kế thuốc phóng thích kéo dài đường uống Trường hợp thuốc có thể tích phân

bố lớn, mức độ gắn kết protein cao, khoảng trị liệu thấp hay bị chuyển hóa thành dạng mất tác dụng tại ruột trước khi được hấp thu không bào chế dạng phóng thích kéo dài đường uống [28]

1.5 THUỐC VIÊN NÉN 2 LỚP

Viên 2 lớp đóng vai trò quan trọng trong sự phân phối thuốc trong cơ thể của thuốc đường uống Việc kết hợp 2 hay nhiều hoạt chất trong 1 dạng phân liều đem đến nhiều thuận lợi cho bệnh nhân khi sử dụng Viên 2 lớp được thiết kế nhằm tránh sự tương

kỵ của 2 hoạt chất trong 1 dạng phân liều và cũng dùng để phát triển dạng thuốc có nhiều cơ chế phóng thích thuốc khác nhau (phóng thích kéo dài và phóng thích tức

thời) Những vấn đề kỹ thuật cần lưu ý khi bào chế viên 2 lớp gồm 2 lớp bị tách nhau, không đủ độ cứng, kiểm soát khối lượng từng lớp không chính xác, bột cốm lớp này lẫn vào lớp kia, giảm năng suất… Việc đánh giá viên 2 lớp gồm: kích thước viên; độ dày viên; đồng đều khối lượng viên và khối lượng từng lớp; độ mài mòn;

độ cứng viên [73], [94]

Trong kỹ thuật bào chế viên 2 lớp cần chú ý đến giới hạn lực dập viên Để tránh tách lớp trong quá trình vận chuyển và bảo quản, cần dập lớp thứ 1 với lực dập thấp cho độ cứng dưới 100 N để có thể dập kết dính với lớp thứ 2 Việc kết dính có thể

sẽ không hiệu quả khi độ cứng sau dập lớp thứ 1 trên 100 N [94] Bên cạnh đó, việc

sử dụng tá dược dính với lượng phù hợp cũng là yếu tố cần chú ý để đảm bảo việc kết dính và đạt yêu cầu độ mài mòn [61]

Nhiều chế phẩm đã được thương mại hóa được bào chế với dạng viên 2 lớp gồm Pioglu của Emcure (chứa pioglitazone và metformin hydroclorid); Gluconorm của Lupin (chứa glimepirid và metformin hydroclorid); Volise-M của Ranbaxy (chứa voglibose và metformin hydroclorid); Unistar của Unichem (chứa rosuvastastin và aspirin); Istamet của Ranbaxy (chứa sitagliptin và metformin hydroclorid) [73]

1.6 ĐÁNH GIÁ TƯƠNG ĐƯƠNG SINH HỌC

Việc đánh giá tương đương sinh học có thể được tiến hành theo hướng dẫn của Bộ Y

tế, Hiệp hội các Quốc gia Đông Nam Á (ASEAN) và Cơ quan Quản lý Thuốc và Thực phẩm (FDA) của Mỹ [2], [5], [33], [104] Cần tham khảo các hướng dẫn để có thể chọn

mô hình thiết kế nghiên cứu, tiêu chuẩn tuyển chọn người tình nguyện, uống thuốc và lấy mẫu, phân tích mẫu trong dịch sinh học phù hợp

1.6.1 Mô hình nghiên cứu

Nghiên cứu tương đương sinh học nên được thiết kế theo mô hình sao cho sự tác động của thuốc thử và thuốc đối chiếu có thể phân biệt rõ và ít bị ảnh hưởng bởi các

yếu tố khác Một số mô hình thử nghiệm được áp dụng:

Mô hình chéo đôi, đơn liều, ngẫu nhiên, hai thuốc, hai giai đoạn và uống thuốc trong tình trạng nhịn đói qua đêm Người tình nguyện (NTN) được chia ngẫu nhiên thành hai nhóm, nhóm 1 uống thuốc thử và nhóm 2 uống thuốc đối chiếu ở giai

đoạn một, giai đoạn hai ngược lại Giữa hai giai đoạn là thời gian nghỉ để đảm bảo thuốc sử dụng ở giai đoạn một đã được thải trừ hoàn toàn, thời gian nghỉ phải dài hơn hoặc ít nhất là dài gấp 3 lần thời gian bán thải Mô hình này thường được áp dụng cho đa số các dạng thuốc [2], [5], [33], [104]

Mô hình nghiên cứu song song được ưa chuộng hơn cho thử nghiệm các dược chất có thời gian bán thải quá dài, hoặc các nghiên cứu lặp lại cho các chất có hoạt tính biến thiên cao NTN được chia làm 2 nhóm, một nhóm uống thuốc thử và nhóm còn lại uống thuốc đối chiếu [20]

Mô hình nghiên cứu đa liều áp dụng trong trường hợp khi dùng đơn liều nồng

độ quá thấp hay đánh giá dạng phóng thích kéo dài NTN được dùng thuốc đến khi dược chất trong huyết tương đạt trạng thái cân bằng, lấy mẫu máu tương tự như nghiên cứu đơn liều [20]

1.6.2 Tuyển chọn người tình nguyện

Để đạt được kết quả tốt trong nghiên cứu với mục tiêu chính làm giảm thiểu biến thiên nồng độ thuốc trong dịch sinh học giữa các cá thể, thường chọn NTN tuổi từ 18-55, chỉ số cơ thể trong khoảng 18-25 kg/m2 Số lượng người tình nguyện thường

là 24, tối thiểu là 12 [5], theo FDA có thể từ 18-36 Những người tình nguyện phải khỏe mạnh và không có tiền sử dị ứng với thuốc đang nghiên cứu hoặc các thuốc

tương tự Nếu là phụ nữ thì không trong giai đoạn mang thai và cho con bú [100]

1.6.3 Một số thủ tục pháp lý đối với thử nghiệm tương đương sinh học

Thử nghiệm tương đương sinh học trên người tình nguyện nên được tiến hành theo các bước sau:

- Tìm hiểu tuyên ngôn Helsinki và các nghiên cứu y sinh học của Việt Nam

- Thành lập hội đồng đạo đức trong nghiên cứu y sinh học và họp xét duyệt

- Chờ quyết định chấp thuận của Hội đồng đạo đức

- Ký hợp đồng thỏa thuận cộng tác với Y Bác sĩ có chức năng trong công tác kiểm tra sức khỏe, thực hiện các xét nghiệm, lấy máu, chăm sóc và theo dõi

- Thông báo, thu nhận và lập bản thỏa thuận với NTN

- Yêu cầu NTN viết giấy chấp thuận tình nguyện tham gia thử nghiệm

- Đưa NTN đi khám sức khỏe và làm các xét nghiệm

- Nhận giấy chứng nhận sức khỏe và kết quả xét nghiệm Chọn NTN đạt yêu cầu cần tuyển chọn [2], [6]

1.6.4 Uống thuốc và lấy mẫu máu

Trong mô hình đơn liều, NTN được chia ngẫu nhiên thành hai nhóm và uống thuốc một liều duy nhất cho mỗi giai đoạn thử nghiệm

NTN uống thuốc với 240 ml nước, chỉ được ăn sau 4 giờ uống thuốc NTN không được uống các thức uống có cồn, cà phê, nước trà, nước tăng lực trong khoảng 48 giờ trước khi uống thuốc thử nghiệm cho đến khi lấy xong mẫu máu cuối

ở mỗi giai đoạn NTN không được uống bất kỳ thuốc nào khác trong 2 tuần trước khi thử nghiệm, không tham gia hoạt động nặng về thể chất 48 giờ trước khi uống thuốc và sau 8 giờ sau khi lấy xong mẫu máu cuối [100], [103]

Số lượng mẫu và thời điểm lấy mẫu được chọn sao cho có thể xác định đúng giá trị Cmax và Tmax Thông thường từ 12-18 mẫu, trong đó, ít nhất 3 mẫu được lấy ở pha thải trừ Tổng thời gian lấy mẫu bằng ít nhất 3-5 lần thời gian bán thải Và giá trị AUC0-t bằng khoảng 80% giá trị AUC0-∞ Đối với thuốc PTKD, tổng thời gian lấy mẫu được chọn tùy từng trường hợp

1.6.5 Phân tích dược chất trong dịch sinh học

1.6.5.1 Các phương pháp xử lý mẫu trong huyết tương

Huyết tương là nền mẫu phức tạp có chứa rất nhiều thành phần nội sinh (các muối vô cơ, lipid, protein, chất chuyển hóa ) nên việc chiết tách hoạt chất ra khỏi môi trường này gặp nhiều khó khăn do lượng mẫu ít, nồng độ hoạt chất rất thấp, số lượng mẫu cần phân tích nhiều nên phương pháp xử lý và phân tích mẫu cần những yêu cầu cơ bản sau: Tính đặc hiệu cao, độ nhạy cao, thời gian xử lý và phân tích mẫu càng ngắn càng tốt [40], [70], [78]

Để đáp ứng tất cả các yêu cầu cũng như để giải quyết những khó khăn trong việc chiết tách các hoạt chất trong môi trường huyết tương, một số phương pháp xử lý mẫu

dịch sinh học thường được áp dụng như phương pháp chiết pha rắn (SPE), phương pháp kết tủa protein, phương pháp chiết phân bố lỏng – lỏng Trong thực tế, có thể kết hợp hai hay nhiều kỹ thuật trên để xử lý mẫu để được kết quả mong muốn [15], [70]

1.6.5.2 Thẩm định quy trình định lượng dược chất trong dịch sinh học

Các hướng dẫn thẩm định quy trình định lượng dược chất trong dịch sinh học

được trình bày trong Bảng 1.5 [51], [101]

Bảng 1.5 Các hướng dẫn thẩm định quy trình định lượng dược chất trong dịch

sinh học

STT Yêu cầu thẩm định US – FDA 2018 EMEA 2015

cập

huyết tương ở điều kiện tiến hành và bảo quản

1.7 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN 2 THÀNH PHẦN METFORMIN HYDROCLORID VÀ SITAGLIPTIN

1.7.1 Nghiên cứu bào chế viên sitagliptin

Abbaraju Prasanna Lakshmi và cộng sự (2012) nghiên cứu viên nén sitagliptin phosphat rã nhanh trong miệng bằng phương pháp dập trực tiếp Khảo sát trên ba loại tá dược siêu rã khác nhau: crospovidon, natri croscarmellose, natri starch glycolat Kết quả thu được là công thức có chứa natri croscarmellose có thời gian rã ngắn nhất (40 giây) khi sử dụng ở tỉ lệ 16% trong công thức [26]

Wale Kiran K và cộng sự (2014) nghiên cứu bào chế viên nén phóng thích tức thời chứa SPM bằng phương pháp xát hạt ướt Trong đó hai loại tá dược được khảo sát là crospovidon, natri starch glycolat Kết quả cho thấy sự phối hợp hai loại tá

dược với tỉ lệ crospovidon: natri starch glycolat là 2:1 cho thời gian rã ngắn và độ hòa tan cao hơn so với việc sử dụng từng loại riêng lẻ [110]

Qua các nghiên cứu cho thấy trong bào chế viên nén chứa sitagliptin, phương pháp xát bào chế áp dụng có thể là xát hạt ướt hay dập trực tiếp; trong thành phần công thức đều sử dụng tá dược siêu rã để đảm bảo khả năng rã nhanh và đạt được

độ hòa tan cao

1.7.2 Các nghiên cứu bào chế viên nén metformin phóng thích kéo dài

Viên nén phóng thích kéo dài chứa metformin đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, trong đó, dạng khung xốp là chủ yếu Các loại khung xốp như khung thân nước, khung trơ, khung thân dầu đều cho thấy khả năng kéo dài sự phóng thích của metformin Các công trình nghiên cứu bào chế viên nén metflormin HCl phóng thích kéo dài trong và ngoài nước được trình bày trong Bảng 1.6

Bảng 1.6 Các nghiên cứu bào chế viên metformin HCl phóng thích kéo dài

Năm/Tài

liệu Tác giả

Phương pháp bào chế Hệ thống kéo dài sự phóng thích

Khung matrix polyethylen oxid và acid stearic

và bào mòn)

2012

Khung matrix HPMC K100M phối hợp sáp ong

1.7.3 Bào chế viên nén chứa metformin hydroclorid phóng thích kéo dài và sitagliptin phóng thích tức thời

Hiện tại, trong nước, chưa có công trình nào nghiên cứu chế phẩm chứa đồng thời metformin hydroclorid và sitagliptin được công bố Những công bố liên quan

đến hai thành phần này ở nước ngoài có thể được kể đến như sau:

Prakash S Pujari và cộng sự (2016) đã nghiên cứu bào chế viên 2 lớp Công thức lớp metformin hydroclorid gồm HPMC K100M (100 mg), natri carboxymethyl cellulose (NaCMC) (75 mg), polyvinyl pyrrolidon (PVP) K30, natri bicarbonat Phương pháp bào chế là phương pháp xát hạt ướt Công thức lớp sitagliptin gồm tinh bột tiền gelatin hóa, cellulose vi tinh thể, natri starch glycolat, PVP Phương pháp bào chế là phương pháp dập trực tiếp Tỷ lệ phối hợp tá dược siêu rã là 4% giúp viên rã trong 54 ± 3,61 giây Độ hòa tan sau 30 phút là 99,64% Kỹ thuật bào chế viên 2 lớp: cho cốm metformin hydroclorid và cối, nén nhẹ và cho lớp sitagliptin và nén hoàn chỉnh với độ cứng của viên 2 lớp Độ cứng của viên đạt 6,5

± 0,4 kg/cm2 Viên 2 lớp cho sự phóng thích của metformin hydroclorid ở 1 giờ là 21,56% (viên Glucophage XR là 24,65%); 2 giờ là 33,75% (viên Glucophage XR là 24,65%); 6 giờ là 71,02% (viên Glucophage XR là 70,85%); 10 giờ là 92,2% (viên Glucophage XR là 91,24%); 12 giờ là 97,65% (viên Glucophage XR là 97,45%) Khảo sát dược động học cho thấy viên phóng thích theo cơ chế động học bậc nhất

viên thành phẩm đạt các chỉ tiêu độ dày, đồng đều khối lượng, độ mài mòn, định lượng Độ cứng của lớp PTTT từ 3,2-3,6 kg/cm2, lớp PTKD từ 6-6,5 kg/cm2, viên hai lớp là 6,7 kg/cm2 Viên nén hai lớp với lớp nổi metformin hydroclorid được chọn có thành phần HPMC K100 và Na CMC kiểm soát tốt sự phóng thích hoạt chất (độ hòa tan tại thời điểm 1 giờ là 22,06%, 2 giờ là 33,75%, 6 giờ là 71,022%,

10 giờ là 92,20% và 12 giờ là 97,65%), có tiềm thời nổi là 4,9 phút và thời gian nổi

là trên 24 giờ Đối với lớp sitagliptin, ba loại tá dược siêu rã được dùng để khảo sát

là crospovidon, natri croscarmellose, natri starch glycolat Khi tăng nồng độ của tá dược siêu rã trong công thức thì thời gian rã của viên nén giảm xuống, sự phóng thích hoạt chất xảy ra nhanh hơn Natri starch glycolat sử dụng ở tỷ lệ 4% trong thành phần công thức cho thời gian rã ngắn nhất Nghiên cứu có khảo sát, so sánh

độ hòa tan với viên đối chiếu là Glucophage XR 500 mg và Januvia 50 mg tuy

nhiên chưa thấy công bố đánh giá tương đương in vitro Phương pháp định lượng

hoạt chất trong chỉ tiêu độ hòa tan và chỉ tiêu định lượng trong viên thành phẩm được sử dụng là phương pháp quang phổ UV-Vis [57]

Sai Supraza.B và cộng sự (2013) nghiên cứu bào chế viên nén hai lớp chứa sitagliptin 50 mg phóng thích tức thời và metformin hydroclorid 500 mg phóng thích kéo dài Trong đó lớp sitagliptin được bào chế bằng phương pháp xát hạt ướt

sử dụng phối hợp các loại tá dược siêu rã là crospovidon, natri croscarmellose làm

tá dược rã nội và rã ngoại trong cùng một công thức Tá dược độn là Avicel và tinh bột Nghiên cứu cho thấy rằng khi tăng nồng độ tá dược siêu rã trong công thức, không phải lúc nào thời gian rã cũng ngắn lại và sự phóng thích hoạt chất nhanh nhất Phần trăm mỗi tá dược siêu rã được sử dụng trong công thức thích hợp nhất là 3% trong đó crospovidon là tá dược rã nội, croscarmellose là tá dược rã ngoại Tỷ lệ

tá dược rã nội: tá dược rã ngoại được sử dụng là 50:50 Tỷ lệ giữa Avicel: tinh bột được chọn là 50:50 với mỗi loại chiếm tỷ lệ 25% trong công thức Đối với lớp metformin các polyme sử dụng để kéo dài sự phóng thích được khảo sát là natri alginat, HPMC K4M, carbomer, gôm xanthan Phương pháp bào chế được áp dụng

là phương pháp dập thẳng Công thức kết hợp 10 HPMC K4M và 15 % natri alginat cho độ hòa tan ở thời điểm 12 giở là 98,95% theo điều kiện thử độ hòa tan của USP

26 (loại cánh khuấy) Viên thành phẩm sau khi dập được kiểm tra trên các chỉ tiêu:

độ cứng, độ mài mòn, độ đồng đều khối lượng, độ rã đối với lớp sitagliptin, độ hòa tan đối với 2 hoạt chất Nghiên cứu chỉ dừng ở việc khảo sát độ hòa tan của chính chế phẩm nghiên cứu, chưa thấy công bố khảo sát so sánh độ hòa tan của chế phẩm nghiên cứu với chế phẩm đối chiếu Chưa thấy công bố về chỉ tiêu tạp chất liên quan và hàm lượng hoạt chất trong viên chỉ được xác định bằng phương pháp quang phổ UV-Vis [95]

Prathima Srinivas M và Chaitanya.N (2013) đã nghiên cứu bào chế viên 3 lớp chứa sitagliptin phosphat và metformin hydroclorid Hai lớp PTKD, mỗi lớp chứa metformin hydroclorid 250 mg được bào chế theo phương pháp xát hạt ướt, tác giả

đã khảo sát khả năng kiểm soát sự phóng thích hoạt chất của các polyme HPMC K100, HPMC K4M, HPMC K15M, Carbopol 971P và ethyl cellulose Lớp PTTT chứa sitagliptin 50 mg cũng được bào chế theo phương pháp xát hạt ướt, sử dụng crosspovidon, natri croscarmellose và natri starch glycolat làm tá dược siêu rã Phối hợp ba lớp lại với nhau theo các bước: cho lớp PTTT vào cối, dập nhẹ, thêm tiếp lớp PTKD vào dập nhẹ lần nữa, sau đó thêm lớp PTKD còn lại vào dập với lực cần thiết để tạo thành viên 3 lớp hoàn chỉnh Viên thành phẩm được đánh giá qua các chỉ tiêu độ dày, độ cứng, đồng đều khối lượng, độ mài mòn, định lượng và độ hòa tan Kết quả cho thấy độ cứng của lớp PTTT trong khoảng 3,7-4,1 kg/cm2, từng lớp PTKD từ 4,8-6,0 kg/cm2, hai lớp PTKD kết hợp từ 5,9-6,0 kg/cm2, viên ba lớp là 6,1

± 0,4 kg/cm2 đủ để kết hợp 3 lớp lại với nhau và toàn vẹn trong quá trình bảo quản Viên đạt các chỉ tiêu độ mài mòn (0,15%-1,87%), đồng đều khối lượng và định lượng Kết quả đo hòa tan cho thấy công thức lớp PTKD với polyme HPMC K4M

và K15M được chọn kiểm soát sự phóng thích hoạt chất tốt (sau 12 giờ là 98,72%) Đối với lớp PTTT, tá dược natri starch glycolat giúp viên rã nhanh trong 54,67 giây Nghiên cứu khảo sát độ ổn định của chế phẩm trong điều kiện cấp tốc trong 3 tháng