Nghiên cứu
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020
144
NGHIÊN CU BÀO CH VIÊN CIPROFLOXACIN 500 MG
PHÓNG THÍCH KÉO DÀI
Nguyn Thin Hi*, Nguyn Th Tuyt Mai*
TM TT
M đu: Nhiễm trùng tiết niệu là bệnh thường gặp trong cộng đồng v đ li nhiu biến chng nguy him.
Ciprofloxacin (CIP) thường đưc ch đnh điu tr bệnh nhiễm trng ny. Dng viên CIP phóng thích kéo dài
(PTKD) gip kim sot s phng thch v duy tr nồng độ CIP trong nưc tiu, gim kh năng đ khng, nâng
cao hiệu qu tr liệu. Mc tiêu ca đ ti l bo chế viên CIP 500 mg PTKD c độ gii phng hot cht (GPHC)
đt tiêu chun USP 40 hoặc tương đương thuc đi chiếu Cipro® XR 500 mg (Bayer).
Phương pháp nghiên cứu: Xây dng công thc và qui trình bào chế viên CIP 500 mg PTKD cu trc
khung xp c độ GPHC đt tiêu chun USP 40. Xây dng tiêu chun cơ sở, nâng lô 8000 viên, đnh giá viên
theo tiêu chun xây dng. Đnh gi tương đương ha tan v động học phóng thích so vi viên đi chiếu. Sơ bộ
đnh gi độ ổn đnh ca sn phm. Hm lưng CIP trong cc th nghiệm đưc đnh lưng bng phương php
UV-Vis (độ GPHC) v phương php HPLC (chế phm).
Kt qu: Viên CIP 500 mg PTKD đưc bo chế thnh công ở qui mô 8000 viên bng phương php xt ht
ưt vi t dưc to khung matrix l hypromellose K750 t lệ 2%. Viên đt tiêu chun cơ sở đ xây dng. Độ
GPHC sau 30, 60 v 120 pht trong môi trường pH 1,2 ln lưt l 42,8; 67,7 v 87,99% đt tiêu chun USP 40
(Test 2 v Test 3), trong môi trường pH 6,5 l 53,65%; 83,67% v 90,69% đt tiêu chun USP 40 (Test 1). Viên
nghiên cu c động học phng thch tuân theo động học phóng thích Korsmeyer - Peppas v tương đương ha
tan vi thuc đi chiếu vi f2 trong 3 môi trường pH 1,2; pH 4,5 v pH 6,8 ln lưt l 74, 71, 79. Viên ổn đnh
sau 3 tháng bo qun. Phương php UV-Vis v HPLC đnh lưng CIP trong cc th nghiệm đưc thm đnh đt
yêu cu qui trnh phân tch.
Kt luận: Viên CIP 500 mg PTKD đ đưc bo chế thnh công vi c lô 8000 viên có độ GPHC đt tiêu
chun USP 40. Quy trình bo chế cho thy c s lặp li, có th nâng lên quy mô ln v c nhiu trin vọng ng
dng vo thc tiễn.
Từ khóa: Ciprofloxacin, phóng thích kéo dài, sinh kh dng, động học phng thch
ABSTRACT
FORMULATION OF CIPROFLOXACIN 500 MG EXTENDED-RELEASE TABLETS
Nguyen Thien Hai, Nguyen Thi Tuyet Mai
* Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Vol. 24 - No. 3 - 2020: 144 - 153
Introduction: Urinary tract infections (UTIs) are a severe public health problem. They can cause many
dangerous complications such as kidney failure and hypertension. Ciprofloxacin (CIP) is an antibiotic usually
indicated to treat UTIs. However, the immediate – release oral products has some problems of a fluctuate
concentration and resulted in increase the drug-resistant of bacteria and lower therapeutic effect. The extended-
release CIP products can control CIP release that maintained the concentration in the urine and improved the
therapeutic effect. The aim of this study is to formulate CIP 500 mg extended – release tablets which the drug
release profile met USP 40 specification or was equivalent to Cipro® XR 500 mg (Bayer).
*Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
Tc gi liên lc: PGS.TS. Nguyn Thin Hi ĐT: 0905352679 Email: nthai@ump.edu.vn
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020
Nghiên cứu
B – Khoa học Dược
145
Methods: Retardants were investigated to formulate 500 mg CIP extended release matrix tablets which the
drug release profile met USP 40 specification. From which, the studied tablets preparation was scaled up to 8000
units, evaluated the release kinetics, dissolution profiles and compared with the reference product. Finally,
stability of the product was primarily tested. UV - Vis and HPLC method was used to determine CIP in the
dissolution test and the products respectively.
Results: The 500 mg CIP extended release tablets were successfully prepared in a batch size of 8000 units by
wet granulation method using hypromellose K750 in ratio of 2% as a retardant. The manufacturing process
showed the stability and the repeatability. The dissolution profiles of the product met USP 40 specification and
equaled to the reference product. The drug release kinetics followed Korsmeyer - Peppas equation in both pH 1,2
and pH 4,5 dissolution media. The final products packed in PVDC – Alu blisters were stable for 3 months under
long term and accelerate storage conditions. Validation of analytical procedures of UV-Vis and HPLC method for
determining CIP in the dissolution test and the products respectively met requirements for analytical application.
Conclusion: The 500 mg CIP extended – release tablets were successfully prepared in the batch size of 8000
units with the dissolution profiles were complied with USP 40 specification. The manufacturing process showed
the repeatability, the ability of scaling – up in a large batch size and can be applied in practicality.
Keywords: ciprofloxacin, extended - release, bioavailability, release kinetics
ĐT VN Đ
Bnh nhim trùng tiết niu là bnh thường
gặp trong cộng đồng, trong bnh vin, nh hưởng
đến 150 triu người trên thế giới mỗi năm. Vic
chẩn đoán và điều trị chậm tr bnh viêm nhim
đường tiết niu sẽ để lại biến chứng nặng như sẹo
thận vĩnh vin, cao huyết áp và suy thận mạn bất
phục hồi(1). Ciprofloxacin (CIP) là kháng sinh phổ
rộng, thường được chỉ định cho các bnh viêm
đường tiết niu trên và dưới(2,3). Tuy nhiên, dạng
thuốc CIP phóng thích tức thời có sinh kh dụng
khong 70%, chủ yếu hấp thu ở phần trên của
đường tiêu hóa đến hỗng tràng(4), thường dng 2
lần trong ngày do đó nồng độ thuốc tại nơi trị liu
dao động, làm gia tăng vi khuẩn kháng thuốc,
gây tác dụng phụ và thất bại trong trị liu. Dạng
thuốc CIP phóng thích kéo dài (PTKD) đã được
nghiên cứu nhiều trong thời gian gần đây với thời
gian phóng thích hoạt chất được kiểm soát trong
2 giờ nhm duy tr nồng độ ổn định trong nước
tiểu suốt 24 giờ gip nâng cao hiu qu trị liu,
chỉ cần dng liều một lần trong ngày(5), gim tác
dụng phụ như buồn nôn và tiêu chy(6). Nghiên
cứu này được thc hin nhm mục tiêu bào chế
viên CIP 500 mg PTKD có độ gii phóng hoạt
chất (GPHC) đạt tiêu chuẩn USP 40 hoặc tương
đương thuốc đối chiếu Cipro® XR 500 mg (Bayer).
ĐI TƯNG - PHƯƠNG PHP NGHIÊN CU
Đối tượng, nguyên vật liu – Trang thit b
Đi tưng, nguyên vật liu
Ciprofloxacin hydroclorid (Hiran/Ấn Độ -
USP 41), viên đối chiếu Cipro XR 500 mg
Bayer/Đức, HPMC (K100 LVCR, K4M CR, K15M
CR, K100M CR - The Dow Chemical/Mỹ), HPMC
K750 PRM, HPC-L và HPC-M (Ashland/Mỹ),
Eudragit (RL PO, RS PO - Evonik Industries
AG/Đức), Carpobol 940 (Lubrizol/Hàn Quốc),
Retardlac (Meggle Wesserburg/Đức); Compritol
888 (Gattefosse SAS/Pháp) và các dung môi, tá
dược, hoá chất cần thiết khác đạt tiêu chuẩn dược
dụng hoặc nhà sn xuất.
Trang thit b
Cân phân tch, cân sấy ẩm (Sartorius/Đức),
máy dập viên tâm sai (Korsch/Đức), máy dập
viên xoay trn (Shanghai Tianxiang &
Chentai/Trung Quốc), máy trộn cao tốc
(Kybaco/Vit Nam), máy đo độ ha tan
(Pharmatest/Đức); Máy quang phổ UV-Vis
(Pharmacia Biotech/Anh), máy HPLC
(Water/Mỹ), máy bao phim (Zhejiang
Xiaolun/Trung Quốc) và các trang thiết bị cần
thiết khác.
Nghiên cứu
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020
146
Phương php nghiên cứu
Xây dựng công thức và qui trình bào ch viên
CIP 500 mg PTKD c đ GPHC đt tiêu chun
USP 40.
Kho st độ tan ca CIP.HCl
Độ tan của CIP.HCl trong môi trường pH
1,2; 4,5 và 6,8 được kho sát bng phương pháp
bão ha ở nhit độ 25 C. Cho một lượng tha
CIP.HCl vào ống nghim chứa 10 ml môi trường
kho sát. Đậy kn, lc bng máy lc ngang trong
24 giờ. Mu thu được lọc qua màng lọc 0,45 m,
pha loãng đến nồng độ thích hợp, định lượng
bng phương pháp UV so với dung dịch chuẩn.
Kho st viên đi chiếu lm cơ sở cho viên nghiên cu
Thu thập viên đối chiếu, kho sát cm quan,
khối lượng, kch thước, độ cứng, độ GPHC. Độ
GPHC thc hin theo tiêu chuẩn USP 40(7) (Bng 1).
Bng 1. Tiêu chun th GPHC ca viên CIP 500 mg
PTKD
Thông s
Test 2
Test 3
Cnh khuy-tc đ
50 v/ph
Môi trưng-900 ml
HCl 0,1 N
HCl 0,1 N
Thi đim
(pht)
% Hot cht CIP phng thch
30
40 - 65
37 - 57
60
≥ 60
55 - 75
120
≥ 80
≥ 80
Phương php
đnh lưng
UV
276 nm
350 nm
Đánh giá tương đương ha tan và động học
phóng thch hoạt chất (PTHC) trong các môi
trường pH 1,2; pH 4,5 và pH 6,8 với thời điểm
lấy mu ở 15, 30, 60, 90 và 120 phút. Rút 10 ml
mu, lọc qua lọc 0,45 µm, pha loãng 100 lần và
định lượng bng quang phổ UV-Vis tại đỉnh hấp
thu cc đại. Tiến hành trên 6 hoặc 12 viên tùy
điều kin, lấy giá trị trung bình có tnh ly tiến.
Sử dụng phần mềm DDSolver version 1.0 để xác
định mô hình động học PTHC mu đối chiếu
theo thời gian. Các mô hnh được kho sát là bậc
không, bậc một, Higuchi, Hixson – Crowell và
Korsmeyer – Peppas. Xác định mô hình phù hợp
da vào giá trị R2 (càng lớn càng phù hợp) và/
hoặc giá trị Akaike Information Criterion (AIC -
càng nhỏ càng phù hợp).
Xây dng công thc (CT) v quy trnh bo chế viên
ciprofloxacin 500 mg PTKD
Viên CIP PTKD được điều chế bng
phương pháp xát hạt ướt với các tá dược tạo
khung xốp kiểm soát s PTHC như HPMC,
HPC, gôm xanthan, carbopol, Eudragit
RS/RL PO (khung thân nước); Compritol 888
(khung sơ nước). Qui trnh bào chế c lô 200
viên tiến hành như sau: CIP.HCl trộn đều
với tá dược độn microcrystalline cellulose
(MCC) qua rây 40 mesh, sau đó tạo cốm ướt
qua rây 2,0 mm với tá dược dnh là dung
dịch chứa PVP K30 và acid tartaric. Sấy cốm
ướt ở nhit độ 65 °C đến độ ẩm dưới 2,0%.
Sửa hạt qua lưới 1,0 mm thu được cốm khô.
Trộn đồng lượng cốm khô với tá dược
PTKD kho sát qua rây 20 mesh sau đó trộn
hoàn tất với magiesi stearat, colloidal
silicon dioxid đã qua rây 80 mesh rồi đem
dập viên khối lượng 800 mg với chày oval
18,9 x 9 (mm x mm), độ cứng 100 - 130 N. Chọn
CT đạt yêu cầu, tiến hành nâng lô 1000 viên, bao
phim chống ẩm với thành phần dịch bao gồm
5,3% HPMC 6cps, 0,6% PEG 400, 0,2% PEG
6000, 0,3% talc, 0,5% TiO2, dung môi cồn nước
va đủ. Thông số qui trnh bao với tốc độ
nồi 6 - 10 vng pht, đường knh lỗ phun 1,0 mm,
nhit độ gió vào 45 – 50 oC , nhit độ bao viên 30 –
32 oC, tốc độ phun dịch 20 ml/ pht, áp suất kh
phun 2,5 bar. Đánh giá tnh chất cốm về độ ẩm,
tốc độ chy, phân bố c hạt. Đánh giá tnh chất
viên qua cm quan, độ cứng, độ mài mn, ĐĐKL,
GPHC, hàm lượng. Hàm lượng CIP.HCl trong
viên được định lượng bng phương pháp HPLC.
Đnh lưng CIP.HCl trong cc th nghiệm
Trong thử nghim độ tan, độ GPHC, hàm
lượng CIP.HCL trong các môi trường được định
lượng bng phương pháp UV-Vis tại bước sóng
cc đại 276 nm.
Định lượng CIP.HCl trong chế phẩm
bng phương pháp HPLC da theo tiêu
chuẩn USP 40 với điều kin sc k sử dụng
cột L1 (4,6 mm x 25 mm; 5 µm), nhit độ cột 30 C,
tốc độ dòng 1,5 mL/phút, thể tích tiêm 10 µL,
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020
Nghiên cứu
B – Khoa học Dược
147
đầu d UV với bước sóng hấp thu cc đại 278 nm,
pha động acetonitril và đm acid phosphoric
(2,9 mL/1000 ml) pH 3,0 (chỉnh bng
trimethylamin) với t l 135:865. C hai quy trnh
định lượng đều được thẩm định và đạt yêu cầu
quy trnh phân tch (không trnh bày d liu)
được dng để định lượng CIP.HCl trong các thử
nghim
Nâng c lô 8000 viên, đánh giá viên theo tiêu
chun cơ s, kt hp đánh giá tương đương
ha tan so vi ch phm đi chiu. Sơ b đánh
giá đ n đnh
Bào chế 3 lô liên tiếp c lô 8000 viên theo qui
trnh đã xây dng t lô 1000 viên. Đánh giá viên
theo tiêu chuẩn xây dng. Đánh giá tương
đương hòa tan so với viên đối chiếu ở 3 môi
trường pH 1,2, pH 4,5 và pH 6,8 thông qua h số
tương đồng f2. Đánh giá động học phóng thích
của viên nghiên cứu. Sơ bộ đánh giá độ ổn định
sn phẩm thc hin trên 01 lô trong hai điều kin
dài hạn (nhit độ 30 ± 2 oC, độ ẩm 75 ± 5% RH)
thời điểm lấy mu 0, 3 tháng và lão hóa cấp tốc
(nhit độ 30 ± 2 oC, độ ẩm 75 ± 5% RH) thời điểm
lấy mu 0, 1, 3 tháng.
KT QU
Xây dựng CT và qui trình bào ch viên CIP 500
mg PTKD c đ GPHC đt USP 40.
Kho sát đ tan ca CIP.HCl v đánh giá tnh
cht viên đi chiu
Kết qu ở Bng 2 cho thấy CIP.HCl tan nhiều
nhất ở môi trường đm acetat pH 4,5 và t tan ở
môi trường đm phosphat pH 6,8. Độ GPHC của
viên đối chiếu đạt c 3 test của USP 40. Kh năng
GPHC môi trường HCl pH 1,2 thấp hơn pH 4,5
và thấp nhất ở môi trường pH 6,8. Điều này ph
hợp với kết qu độ tan CIP.HCl trong các môi
trường kho sát. Do vậy, động học phóng
thích của viên đối chiếu ở các môi trường hòa
tan pH 1,2 và pH 4,5 được kho sát với phần
mềm DDSolver version 1.0 (Bng 3).
Bng 2. Kết qu độ tan CIP.HCl, tnh cht v độ GPHC ca viên đi chiếu trong cc môi trường pH 1,2; pH 4,5
và pH 6,8 (TB ± SD, n = 12)
Tính chất
Kết quả
% TB hoạt chất phóng thích (n = 12)
Cảm quan
Viên bao phim hình oval, màu
trắng, mt mặt khắc “BAYER”,
mặt kia l “C500 QD”
Thi gian
(phút)
pH 1,2
(Test 2 v Test 3)
pH 4,5
(Test 1)
pH 6,8
30p: 40 – 65/ 37 - 57
60p: 60 / 55 - 75
120p: 80
30p: 42 – 62
60p: 62 - 87
120p: 80
KLTB (n = 20)
785 ± 4 mg
Kích thước
8 mm x 19 mm
15
24,38 ± 1,90
35,13 ± 1,66
30,56 ± 1,33
Đ cứng
121 - 135 N
30
43,35 ± 1,48
50,06 ± 1,17
38,99 ± 1,20
Đ ẩm
2,58%
60
65,47 ± 1,87
67,94 ± 1,20
41,55 ± 0,98
Đnh tính
Đng
90
74,92 ± 2,00
77,52 ± 1,26
41,34 ± 0,96
Đnh lưng
99,80%
120
86,52 ± 1,57
88,56 ± 0,96
41,64 ± 0,94
Đ tan CIP.HCL (mg/ml) (n = 3)
3,46 ± 0,04
20,12 ± 0,04
0,25 ± 0,01
Bng 3. Kết qu kho st động học viên đi chiếu
trong môi trường pH 1,2 v 4,5.
pH
Giá
trị
Bậc
không
Bậc
một
Higuchi
Hixson
Crowell
Korsmeyer
Peppas
Giá
trị n
1,2
AIC
36,0058
18,9460
22,5741
26,5304
23,5319
0,539
R2
0,6338
0,9858
0,9747
0,9426
0,9796
4,5
AIC
38,7740
27,1983
21,6346
31,6227
13,4602
0,426
R2
0,1404
0,9120
0,9702
0,7914
0,9937
Kết qu ở Bng 3 cho thấy s PTHC của
viên đối chiếu trong môi trường pH 1,2 phù
hợp với động học phóng thích bậc một (giá trị
R2 (0,9858) lớn nhất và giá trị AIC (18,9460) nhỏ
nhất) trong khi ở pH 4,5 phù hợp với mô hình
Korsmeyer – Peppas (giá trị R2 (0,9937) cao nhất
và giá trị AIC (13,4602) thấp nhất). Viên hòa tan
theo phương thức bào mòn. Mô hình PTHC của
viên đối chiếu có khác nhau khi pH của môi
trường thay đổi. Phương trnh PTHC viên đối
chiếu ở 2 môi trường pH 1,2 và pH 4,5 lần lượt
là F = 100 x [1-e(-0.017*t)] (%) và F = 11,595 x t0,426 (%).
Nghiên cứu
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020
148
La chọn môi trường thử nghim độ GPHC ở
pH 1,2 cho quá trình nghiên cứu bào chế viên
CIP 500 mg PTKD bởi có s GPHC thay đổi
theo thời gian, mô phỏng môi trường dạ dày
cng là nơi thuốc đến đầu tiên trong h thống
đường tiêu hóa.
Xây dựng công thức v quy trnh bo ch viên
ciprofloxacin 500 mg PTKD
Kết qu t Bng 4 và Bng 5 cho thấy khi sử
dụng các tá dược PTKD tạo khung kiểm soát s
PTHC là HPMC, HPC với các độ nhớt và t l
khác nhau, có s khác bit về kh năng kiểm
soát GPHC. Các polymer HPMC K15M, HPMC
K4M, HPMC K100 LVCR, HPC - L và HPC - M ở
nồng độ 10% tương ứng lần lượt với các CT
F11, F12, F13, F17 và F18 cho độ GPHC thấp
hơn nhiều so với tiêu chuẩn USP 40. Do đó tiếp
tục kho sát ở nồng độ thấp hơn (tăng kh năng
GPHC) với HPMC K100 LVCR (2%/ viên - F14),
HPMC K750 (5%/ viên - F15 và 2%/viên - F16).
Các CT F5, F7, F8, F16 tương ứng lần lượt với
tá dược PTKD Eudragit RS PO (20%/viên),
Eudragit RL PO (20%/viên), Compritol 888
ATO (10%/viên) và HPMC K 750 (2%/ viên)
đạt tiêu chuẩn USP 40 (Test 2), được tiếp tục
kiểm tra GPHC ở môi trường đm acetat pH
4,5 (Test 1). Kết qu thể hin ở Bng 6 cho thấy
CT F16 tương đương độ hòa tan với viên đối
chiếu ở pH 4,5 (f2 = 54).
Bng 4. Kết qu xây dng công thc v tnh cht viên ciprofloxacin 500 mg PTKD (1)
STT
Thnh phn
T l % trong công thc
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
1
CIP.HCl
73,6
73,6
73,6
73,6
69,3
73,6
69,3
73,6
73,6
2
MCC
9,1
6,1
17,1
4,1
3,4
4,1
3,4
4,1
4,1
3
PVP K30
2,0
20
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
4
Acid tartaric
2,0
20
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
5
Retardlac
10,0
-
-
-
-
-
-
-
-
6
Xanthan gum
-
10,0
-
-
-
-
-
-
-
7
Carbopol 940
-
-
10,0
-
-
-
-
-
-
8
Eudragit RS PO
-
-
-
15,0
20,0
-
-
-
-
9
Eudragit RL PO
-
-
-
-
-
15,0
20,0
-
-
10
Compritol 888
-
-
-
-
-
-
-
10,0
15,0
11
Magiesi stearat
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
12
Aerosil 200
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
13
Nước
vđ
vđ
vđ
vđ
vđ
vđ
vđ
vđ
vđ
14
KLTB (mg)
799,7
802,1
799,5
802,3
800,5
802,3
800,0
798,9
800,2
15
ĐĐKL (%)
± 3
± 4
± 4
± 2
± 3
± 2
± 3
± 3
± 3
16
Đ cứng (N)
126-140
129-153
126-138
108-119
110-118
118-134
99-113
106-116
115-128
17
Bề dày (mm)
6,33-6,36
6,17-6,23
6,54-6,56
6,41-6,45
6,39-6,44
6,45-6,52
6,42-6,48
6,33-6,38
6,37-6,40
18
Mài mòn (%)
0,3
0,1
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,3
0,3
19
GPHC (pH 1,2)
% TB hot cht phóng thích (n = 6)
30p : 40 - 65%
34,16
15,93
9,34
85,79
42,64
99,97
50,97
48,91
35,63
60p : 60%
50,96
22,24
22,06
97,18
72,14
-
81,18
92,05
64,21
120p: 80%
69,95
33,86
34,79
100,46
98,10
-
99,83
100,88
94,41
20
Đnh lưng (%)
98,5
100,8
100,1
99,9
99,4
100,4
99,4
99,1
99,3