BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
Dương Thị Hồng Ánh
NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
HỆ TIỂU PHÂN NANO NHẰM TĂNG
SINH KHẢ DỤNG CỦA CURCUMIN
DÙNG THEO ĐƯỜNG UỐNG
Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc
Mã số: 62720402
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC
Hà Nội, năm 2017
Công trình được hoàn thành tại
- Bộ môn Bào chế, Trường Đại học Dược Hà Nội
- Bộ môn Công nghiệp Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội
- Trung tâm Tương đương sinh học, Viện Kiểm nghiệm thuốc
Trung ương
- Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương
- Khoa hóa học, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học
Quốc gia Hà Nội
- Viện tiên tiến Khoa học và công nghệ, Đại học Bách khoa
Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
TS. Nguyễn Trần Linh
PGS.TS. Nguyễn Văn Long
Phản biện 1:…………………………………………………………...
………………………………………………………………………...
Phản biện 2:…………………………………………………………...
………………………………………………………………………...
Phản biện 3:…………………………………………………………...
………………………………………………………………………...
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường
họp tại…………………………………………………………………
Vào hồi…….. giờ………ngày……….tháng…….năm………………
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam
Thư viện trường Đại học Dược Hà Nội
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ANOVA AUC BCS : Analysis of variance (Phân tích phương sai) : The area under the curve (Diện tích dưới đường cong) : Biopharmaceutics Classification System (Hệ thống phân loại Sinh dược học)
: Maximum concentration (Nồng độ thuốc tối đa) : Carboxy methylcellulose : Cremophor RH40 : Curcumin : Dược chất : European Medicines Agency Cmax CMC Cre CUR DC EMA (Cơ quan quản lý thuốc Châu Âu) FDA : Food and Drug Administration (Cơ quan quản lý thuốc thực phẩm)
: Glibenclamid : Giá trị trung bình : High Performance Liquid Chromatography GBC GTTB HPLC (Sắc ký lỏng hiệu năng cao)
Internal standard (Chất chuẩn nội)
: High quality control (Mẫu kiểm tra nồng độ cao) : : Kích thước tiểu phân : Kích thước tiểu phân trung bình : Khối lượng/khối lượng : Khối lượng/thể tích : Liquid chromatography-Mass spectrometry HQC IS KTTP KTTPTB kl/kl kl/tt LC-MS (Sắc ký lỏng khối phổ) LC-MS/MS : Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (Sắc ký lỏng khối phổ/khối phổ) LLOQ : Lower Limit of Quantification (Giới hạn định lượng dưới)
: Low quality control (Mẫu kiểm tra nồng độ thấp) : Least Significant Difference Test (Kiểm định sự khác LQC LSD nhau có ý nghĩa thống kê tối thiểu)
MF MQC : Matrix factor (Hệ số ảnh hưởng của nền mẫu) : Medium quality control (Mẫu kiểm tra nồng độ trung bình)
MRT Na CMC PDI PEG P-gp PLGA Pol PVA PVP RSD SD SE SEM : Mean residence time (Thời gian lưu thuốc trung bình) : Natri carboxy methylcellulose : Polydispersity index (Chỉ số đa phân tán) : Polyethylen glycol : P-glycoprotein : Poly (acid lactic co-glycolic) : Poloxame : Alcol polyvinic : Poly vinylpyrolidon : Relative standard deviation (Độ lệch chuẩn tương đối) : Standard deviation (Độ lệch chuẩn) : Standard error (Sai số chuẩn) : Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét)
: Sinh khả dụng : Supplement quality control (Mẫu kiểm tra bổ sung) : Tert-butyl methylether : Tetrahydrocurcumin : Time of maximum plasma drug concentration SKD SQC TBME THC Tmax (Thời gian đạt nồng độ thuốc tối đa)
TPGS tt/tt t1/2 tR Tw ULOQ : D-alpha-tocopheryl poly (ethylen glycol) succinat 1000 : Thể tích/thể tích : Thời gian bán thải : Thời gian lưu : Tween : Upper Limit of Quantification (Giới hạn định lượng trên) US-FDA : The United States-Food and Drug Administration (Cơ quan quản lý thực phẩm và thuốc Mỹ)
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của luận án
Curcumin là một thành phần hoạt tính có trong thân rễ một số loài
nghệ, đặc biệt là Nghệ vàng (Curcuma longa L.). Hợp chất này có
nhiều tác dụng dược lý nhưng ít tan và bị chuyển hóa, thải trừ nhanh
khi dùng đường uống.
Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã đề cập đến một số
biện pháp cải thiện sinh khả dụng của curcumin dùng đường uống
theo nhiều hướng: tăng độ tan và độ hòa tan của curcumin hoặc làm
giảm chuyển hóa, thải trừ của curcumin. Để đạt được những mục tiêu
trên, curcumin có thể được bào chế dưới dạng hệ phân tán rắn, hệ
nano tinh thể, hệ tiểu phân nano polyme, hệ tiểu phân nano lipid rắn,
hệ micel chất diện hoạt, hệ tự nhũ hóa, phức hợp phospholipid,
liposome… Trong số các biện pháp trên, bào chế dưới dạng hệ tiểu
phân nano được coi là biện pháp làm tăng độ tan và độ hòa tan của
curcumin, hướng tới cải thiện sinh khả dụng đường uống của
curcumin một cách hiệu quả. Hệ tiểu phân nano có thể dễ dàng ứng
dụng vào các dạng thuốc rắn dùng đường uống.
Tại Việt Nam, một số chế phẩm chứa nano curcumin trên thị
trường đang được quảng cáo quá mức cần thiết. Trong đó, các đặc
tính của tiểu phân nano và khả năng hấp thu của curcumin vẫn còn
nhiều vấn đề chưa rõ ràng. Do đó, việc tiến hành một nghiên cứu bào
chế hệ tiểu phân nano mang tính khoa học, trong đó đánh giá được
khả năng hấp thu của curcumin dùng đường uống là vấn đề cấp thiết.
Mục tiêu của luận án
- Xây dựng được công thức và quy trình bào chế hệ tiểu phân
nano chứa curcumin.
1
- Đánh giá được sinh khả dụng của hệ tiểu phân nano
curcumin trên chuột thí nghiệm.
Những đóng góp mới của luận án
- Đã nghiên cứu xây dựng được công thức và quy trình bào
chế hệ tiểu phân nano curcumin bằng phương pháp giảm kích thước
tiểu phân sử dụng kỹ thuật nghiền bi siêu mịn kết hợp với đồng nhất
hóa nhờ lực phân cắt lớn. Phương pháp bào chế đơn giản, dễ dàng áp
dụng, có thể ứng dụng trong điều kiện thực tiễn ở Việt Nam.
- Đã xây dựng được mô hình đánh giá SKD của bột phun sấy
chứa hệ tiểu phân nano curcumin dùng đường uống trên chuột thí
nghiệm. Mô hình đánh giá này khả thi và có thể áp dụng cho các
nghiên cứu đánh giá SKD đường uống của hệ tiểu phân nano. Phương
pháp đánh giá SKD dựa trên việc định lượng đồng thời chất gốc
curcumin và chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin trong huyết tương
chuột bằng kỹ thuật LC-MS/MS lần đầu tiên được xây dựng và thẩm
định tại Việt Nam. Kết quả của phương pháp phân tích có thể ứng
dụng trong các nghiên cứu dược động học của curcumin trên động vật
thí nghiệm, tạo tiền đề cho các nghiên cứu dược động học của
curcumin trên người. Dựa trên kết quả thực nghiệm của mô hình này,
có thể kết luận hệ tiểu phân nano bào chế được đã cải thiện sinh khả
dụng đường uống của curcumin do làm tăng độ tan, tốc độ hòa tan và
tính thấm của curcumin. Đồng thời, nghiên cứu đã xác định được
hằng số tốc độ chuyển hóa của chất gốc curcumin sang chất chuyển
hóa tetrahydrocurcumin trên chuột thí nghiệm dựa trên mô hình dược
động học quần thể một ngăn có chuyển hóa. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 150 trang không kể tài liệu tham khảo và phụ lục,
66 bảng, 36 hình, 115 tài liệu tham khảo. Bố cục gồm: Đặt vấn đề (1
2
trang); Tổng quan (29 trang); Nguyên liệu, trang thiết bị, nội dung và
phương pháp nghiên cứu (25 trang); Kết quả nghiên cứu (66 trang);
Bàn luận (28 trang); Kết luận và đề xuất (1 trang); Danh mục các
công trình đã công bố liên quan đến luận án (1 trang); Tài liệu tham
khảo (13 trang); Phụ lục (56 trang).
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. CURCUMIN
1.1.1. Nguồn gốc
Curcumin có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp.
1.1.2. Công thức
Công thức phân tử: C21H20O6 Khối lượng phân tử: 368,38
Tên khoa học: 1,7-bis (4–
hydroxy– 3-methoxyphenyl) -
1,6– heptadien-3,5-dion
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của curcumin 1.1.3. Tính chất lý hóa
Đặc tính vật lý: bột kết tinh hoặc vô định hình màu vàng, ít tan
trong nước, tan một phần trong methanol, tan tốt trong aceton,
dimethylsulfoxid, ethanol.
Đặc tính hóa học: tính acid, pKa của curcumin lần lượt là 7,8, 8,5
và 9,0.
1.1.4. Độ ổn định
Curcumin kém ổn định trong môi trường kiềm và không bền khi
tiếp xúc với ánh sáng.
1.1.5. Định tính và định lượng
Curcumin có thể được định tính bằng phương pháp sắc ký lớp
mỏng dựa theo chuyên luận “Curcuminoids” của Dược điển Mỹ USP
3
39 hoặc HPLC. Hàm lượng curcumin trong các chế phẩm được xác
định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis hoặc HPLC.
1.1.6. Tác dụng dược lý
Curcumin có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm, chống ung
bướu, hỗ trợ điều trị bệnh ung thư, thần kinh, tim mạch, bệnh phổi...
1.1.7. Sinh khả dụng
Sinh khả dụng của curcumin thấp do ít tan, tốc độ hòa tan chậm,
bị phân hủy trong môi trường sinh lý của hệ thống dạ dày ruột, tốc
độ chuyển hóa và thải trừ nhanh. Sản phẩm của quá trình chuyển hóa
có thể là tetrahydrocurcumin và một số dạng liên hợp glucuronid,
sulfat của curcumin và tetrahydrocurrumin.
1.2. MỘT SỐ BIỆN PHÁP CẢI THIỆN SINH KHẢ DỤNG CỦA
CURCUMIN DÙNG ĐƯỜNG UỐNG
1.2.1. Biện pháp làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan của curcumin
Để cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan của curcumin, các công trình
nghiên cứu đã đề cập đến các biện pháp bào chế hệ nano tinh thể, hệ
phân tán rắn, hệ micel, hệ vi nhũ tương, nhũ tương nano, hệ tự nhũ
hóa hoặc dạng liên hợp.
1.2.2. Biện pháp làm giảm chuyển hóa và thải trừ của curcumin
Với mục đích làm giảm chuyển hóa và thải trừ của curcumin có
thể bào chế hệ nano chứa chất mang nhằm cải thiện độ ổn định, kéo
dài thời gian lưu trong đường tiêu hóa và giảm sự thải trừ nhanh khỏi
cơ thể. Một số hệ nano chứa chất mang được nghiên cứu để cải thiện
SKD của curcumin như hệ nano polyme, hệ nano lipid, phức hợp
phospholipid, liposome, hệ tiểu phân nano cubosome. Ngoài ra, việc
phối hợp curcumin với các chất ức chế chuyển hóa như piperin,
quercetin hoặc silibinin cũng là một giải pháp làm giảm chuyển hóa
4
curcumin. Nguyên nhân do các chất này ức chế không hoạt tính quá
trình glucuronid ở gan và ruột.
1.3. MỘT SỐ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU SINH KHẢ DỤNG
CỦA CURCUMIN
Để đánh giá SKD in vitro của curcumin, có thể sử dụng phương
pháp đánh giá giải phóng trực tiếp trong môi trường, đánh giá giải
phóng qua túi thẩm tích hoặc đánh giá tính thấm qua màng tế bào
Caco-2. Một số nghiên cứu về SKD của curcumin sử dụng phương
pháp nghiên cứu ex vivo để đánh giá hấp thu của curcumin trên ruột
cô lập hoặc dùng mô hình in situ để nghiên cứu cơ thế thấm hoặc
khuếch tán qua màng tế bào ruột. Ngoài ra, SKD đường uống của hệ
tiểu phân nano được đánh giá sử dụng mô hình nghiên cứu in vivo
bằng cách định lượng nồng độ thuốc trong huyết tương chuột nhắt
sau khi uống. Đây cũng là phương pháp được chọn để đánh giá SKD
của hệ tiểu phân nano chứa curcumin.
Chương 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
2.1.1. Nguyên vật liệu
Nguyên liệu, hóa chất, tá dược sử dụng trong nghiên cứu đạt tiêu
chuẩn DĐVN IV, BP, USP, tinh khiết phân tích hoặc dùng cho
HPLC và LC-MS/MS.
2.1.2. Thiết bị
Sử dụng các thiết bị bào chế và đánh giá thường quy như: máy
nghiền bi Retsch MM200, thiết bị đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt
lớn Unidrive X1000, máy phun sấy Buchi mini spray dryer B-191,
máy đo kích thước tiểu phân và xác định phân bố kích thước tiểu
phân Zetasizer Nano ZS90 Malvern, thiết bị quét nhiệt vi sai DSC
5
131, Setaram Instrumentation, thiết bị quét phổ nhiễu xạ tia X D8
Advance, Bruker axs, thiết bị thử độ hòa tan Erweka-DT, máy sắc ký
lỏng hiệu năng cao Agilent HPLC 1260, máy sắc ký lỏng Acquity
UPLC H-Class, kết hợp khối phổ Xevo TQD, Waters.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm: Thẩm định phương
pháp định lượng; Nghiên cứu tiền công thức; Nghiên cứu bào chế và
đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano curcumin; Nghiên
cứu ảnh hưởng khi nâng quy mô bào chế đến đặc tính của hệ tiểu
phân nano curcumin; Dự thảo tiêu chuẩn cơ sở và theo dõi độ ổn
định của hệ tiểu phân nano curcumin; Đánh giá SKD của hệ tiểu
phân nano curcumin trên chuột thí nghiệm.
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Thẩm định phương pháp định lượng
2.3.1.1. Thẩm định phương pháp định lượng curcumin bằng
quang phổ hấp thụ UV-Vis: Xác định bước sóng cực đại hấp thụ,
xây dựng đường chuẩn biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ và
nồng độ curcumin.
2.3.1.2. Thẩm định phương pháp định lượng curcumin bằng sắc
ký lỏng hiệu năng cao
Phương pháp HPLC được lựa chọn với các điều kiện sắc ký: cột
sắc ký AQ – C18 250 x 4,6 mm, hạt nhồi 5 µm. Pha động:
acetonitril: dung dịch acid acetic 2% (kl/tt) (58:42), lọc qua màng lọc
kích thước lỗ lọc 0,45 µm. Tốc độ dòng: 1,5 ml/phút. Thể tích tiêm
mẫu: 20 µl. Detector UV-Vis phát hiện ở bước sóng 430 nm.
Thẩm định phương pháp định lượng curcumin dựa trên các chỉ
tiêu: tính thích hợp, tính chọn lọc-độ đặc hiệu, khoảng tuyến tính, độ
đúng và độ chính xác.
6
2.3.1.3. Thẩm định phương pháp định lượng đồng thời curcumin
và chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin trong huyết tương chuột
Xử lý mẫu: Thêm 10 l dung dịch chuẩn nội (glibenclamid) vào
ống nghiệm chứa 100 l huyết tương. Chiết bằng dung môi tert-butyl
methyl ether (TBME). Ly tâm, lấy lớp dịch trong phía trên. Cô bay
hơi dung môi và hòa tan cắn trong 100 l pha động. Định lượng
CUR và THC bằng phương pháp LC-MS/MS.
Quy trình thẩm định phương pháp định lượng: tiến hành theo
hướng dẫn của FDA và EMA dựa trên các tiêu chí: độ thích hợp, độ
đặc hiệu-chọn lọc, khoảng tuyến tính, giới hạn định lượng dưới, độ
đúng, độ lặp lại, tỷ lệ thu hồi, ảnh hưởng của nền mẫu, nhiễm chéo
và độ ổn định. 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu tiền công thức (Preformulation)
2.3.2.1. Nghiên cứu tính chất của dược chất
a. Đánh giá hình thái và kích thước tiểu phân: sử dụng kính hiển vi
điện tử quét
b. Xác định kích thước tiểu phân trung bình và khoảng phân bố kích
thước tiểu phân: sử dụng thiết bị Mastersizer 3000E
c. Phương pháp xác định diện tích bề mặt và độ xốp: dựa trên sự
hấp phụ khí nitrogen theo thuyết hấp phụ Brunauer-Emmet-Teller
d. Phương pháp nhiễu xạ tia X
e. Phương pháp giản đồ nhiệt vi sai
f. Phương pháp đo phổ hồng ngoại
g. Phương pháp định lượng
Hàm lượng curcumin trong nguyên liệu được định lượng bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis hoặc HPLC.
h. Phương pháp đánh giá độ tan của curcumin
7
Phân tán vào mỗi bình nón có nút mài khoảng 0,1 g curcumin
trong 100 ml nước tinh khiết. Khuấy từ liên tục trong 24 giờ tại nhiệt độ 25 ± 2oC. Hút dung dịch thử, lọc qua màng lọc kích thước lỗ lọc 5 µm, ly tâm 10 phút với tốc độ 12000 vòng/phút, lấy phần dịch trong,
lọc 2 lần qua màng lọc cellulose acetat kích thước lỗ lọc 0,2 µm.
Định lượng curcumin bằng phương pháp LC-MS/MS.
i. Phương pháp đánh giá độ hòa tan của curcumin
Sử dụng thiết bị cánh khuấy với tốc độ quay 100 vòng/phút, môi
trường hòa tan 900 ml nước chứa 0,2% Tween 80, nhiệt độ 37 ± 0,5oC, khối lượng mẫu thử tương ứng với 5,0 mg curcumin.
Sau các khoảng thời gian 10, 20, 30, 40, 50 và 60 phút, lấy
khoảng 10 ml dung dịch thử, ly tâm 5 phút với tốc độ 12000
vòng/phút. Phần dịch trong được định lượng curcumin bằng phương
pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis ở bước sóng 427 nm. Sau khi đo
quang, rót toàn bộ phần cắn và phần dịch ly tâm vào cốc thử độ hòa
tan.
2.3.2.2. Nghiên cứu độ ổn định hóa học của curcumin ở trạng thái
rắn
Các mẫu nguyên liệu curcumin được đóng trong lọ thủy tinh ở
trạng thái lọ mở hoặc đóng nắp và theo dõi ở các điều kiện khắc
nhiệt: điều kiện ẩm và nhiệt trong 14 ngày (độ ẩm 75 ± 5%, nhiệt độ 40 ± 2oC); điều kiện độ ẩm cao 90%, nhiệt độ phòng trong 7 ngày; điều kiện nhiệt khô 60oC trong 7 ngày và tác động cơ học bằng cách nghiền bi inox 6 giờ. Đánh giá thay đổi hình thức bên ngoài bằng
cảm quan và xác định lại hàm lượng curcumin bằng phương pháp
HPLC.
8
2.3.2.3. Nghiên cứu tương tác dược chất-tá dược
Phối hợp dược chất và một trong các tá dược Tween 80, Tween
60, Cremophor RH40, Poloxame 188, PVP, PVA, manitol,
Trehalose, lactose, CMC, Na CMC và nước theo tỷ lệ nhất định để
tạo bột nhão hoặc hỗn hợp vật lý và đóng vào các lọ thủy tinh. Bảo quản ở nhiệt độ 40 ± 2oC và độ ẩm 75 ± 5% trong 1 tháng, ở trạng thái lọ mở và đóng nắp (đậy nút cao su, chụp nắp nhôm). Sau thời
gian theo dõi, đánh giá thay đổi về hình thức và hàm lượng curcumin
bằng phương pháp HPLC.
2.3.3. Bào chế hệ tiểu phân nano
2.3.3.1. Phương pháp bào chế
Bào chế hỗn dịch nano curcumin
Quy trình A (áp dụng với mẻ 1 g)
Ngâm trương nở hoặc hòa tan polyme trong 25 ml nước tạo dung
dịch. Nghiền mịn curcumin bằng thiết bị nghiền bi inox, kích thước
bi 20 mm, mỗi mẻ 1 g trong một buồng nghiền, thời gian nghiền 60
phút ở tần số 25 Hz. Phối hợp chất diện hoạt và nghiền ướt tạo hỗn
dịch đặc bằng chày cối, thời gian nghiền 15 phút. Kéo từ từ hỗn dịch
đặc bằng dung dịch polyme để tạo hỗn dịch curcumin. Đồng nhất
hóa hỗn dịch nhờ lực phân cắt lớn với tốc độ 18000 vòng/phút trong thời gian 15 phút tạo hỗn dịch nano. Quy trình B (áp dụng với mẻ 5 g)
Hòa tan polyme trong 10 ml nước nóng tạo dung dịch. Phối hợp
với chất diện hoạt. Nghiền mịn curcumin bằng thiết bị nghiền bi
inox, kích thước bi 20 mm, mỗi mẻ 5 g trong một buồng nghiền, thời
gian nghiền 60 phút ở tần số 15 hoặc 30 Hz. Phối hợp chất diện hoạt
và dung dịch polyme, nghiền ướt bằng buồng nghiền chứa 25 g bi
zirconi oxyd, kích thước bi 0,65 hoặc 0,8 mm, mỗi buồng nghiền
9
chứa 5 g DC, tần số nghiền 30 Hz. Pha loãng hỗn dịch đặc bằng 100
ml nước tinh khiết. Lọc loại bi qua rây 300. Đồng nhất hóa hỗn dịch
nhờ lực phân cắt lớn với tốc độ 18000 vòng/phút trong thời gian 60
phút tạo hỗn dịch nano.
Bào chế hệ tiểu phân nano curcumin dạng bột phun sấy
Đối với mẻ 1 g, tiến hành phun sấy hỗn dịch nano. Đối với mẻ 5
g, hòa tan chất mang thân nước vào 15 ml nước còn lại, phối hợp với
hỗn dịch nano và tiến hành phun sấy với các thông số: nhiệt độ đầu vào 96oC, tốc độ cấp dịch 2 ml/phút và tỷ lệ thông gió 99%. 2.3.3.2. Kiểm soát các thông số trong quá trình bào chế
Nghiên cứu được tiến hành với 3 mẻ liên tiếp ở quy mô 5 g/mẻ,
khảo sát ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật trọng yếu như thời
gian và tần số nghiền trong giai đoạn nghiền khô và nghiền ướt, tốc
độ và thời gian khuấy trong giai đoạn đồng nhất hóa.
2.3.3.3. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano
curcumin
Hệ tiểu phân nano curcumin được đánh giá hình thái, diện tích bề
mặt, độ xốp, phổ nhiễu xạ tia X, quét nhiệt vi sai, phổ hồng ngoại,
hàm lượng curcumin, độ tan và độ hòa tan tương tự như đối với
nguyên liệu curcumin. Kích thước tiểu phân trung bình, hệ số đa
phân tán, thế Zeta được xác định bằng thiết bị Zetasizer ZS90
Malvern. Mất khối lượng do làm khô được xác định bằng cân xác
định mất khối lượng do làm khô. Xác định khối lượng riêng biểu
kiến và hiệu suất của quá trình bào chế.
2.3.3.4. Phương pháp thiết kế thí nghiệm, đánh giá ảnh hưởng của
thành phần công thức, thông số quy trình và tối ưu hóa
Sử dụng phần mềm MODDE 8.0, FormRules 2.0 và INForm 3.1.
10
2.3.3.5. Phương pháp phân tích thống kê
Sử dụng phần mềm thống kê SPSS (IBM SPSS Statistics 20).
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu độ ổn định
Việc khảo sát độ ổn định được thực hiện dựa theo quy định của
ASEAN với một số điều chỉnh. Đối tượng thử là 3 mẻ bột phun sấy
chứa nano curcumin được đóng vào nang số 1 bằng cách cân thủ
công, không dùng tá dược độn, ép vỉ nhôm-nhôm và đựng trong hộp
giấy. Hàm lượng curcumin trong một nang là 40 mg. Mẫu được bảo quản ở điều kiện phòng thí nghiệm (15-35oC, 60-90%) hoặc lão hóa cấp tốc (40 ± 2oC, 75 ± 5%). Sau mỗi 3, 6 và 9 tháng, lấy mẫu bột phun sấy từ các viên nang và đánh giá các chỉ tiêu: hình thái tiểu
phân, KTTPTB, PDI, nhiễu xạ tia X, hàm lượng curcumin so với ban
đầu, mất khối lượng do làm khô và độ hòa tan.
2.3.5. Phương pháp đánh giá sinh khả dụng in vivo trên chuột thí
nghiệm
Chuẩn bị hai nhóm chuột, mỗi nhóm 78 chuột có khối lượng 20-
35 g, trong đó nhóm 1 uống hỗn dịch quy ước và nhóm 2 uống hỗn
dịch nano. Chuột được cho uống thuốc bằng bơm tiêm có kim đầu tù
với thể tích hỗn dịch được hiệu chỉnh theo khối lượng từng chuột.
Mỗi chuột chỉ lấy máu một lần tại một thời điểm và mỗi thời điểm
lấy máu trên 6 chuột. Máu được lấy từ vùng tĩnh mạch hốc mắt chuột
và cho vào ống nghiệm chứa 10 l chất chống đông heparin. Ly tâm
và tách lấy phần huyết tương. Xử lý mẫu và phân tích CUR và THC
bằng phương pháp LC-MS/MS.
Các thông số dược động học được tính toán theo phương pháp
không dựa trên mô hình ngăn, lấy mẫu “rải rác” (sparse sampling),
sử dụng phần mềm Phoenix WinNonLin 7.0 và dựa trên mô hình
11
dược động học quần thể một ngăn có chuyển hóa, sử dụng phần mềm
Phoenix NLME 7.0.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. KẾT QUẢ THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG
3.1.1. Kết quả khảo sát phương pháp định lượng curcumin bằng
quang phổ hấp thụ UV-Vis
Kết quả khảo sát cho thấy: có sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ
quang và nồng độ curcumin tại bước sóng 427 nm trong khoảng
nồng độ đã khảo sát với hệ số tương quan r ≈ 1. Như vậy, trong
trường hợp nhằm sơ bộ xác định độ hòa tan, có thể sử dụng phương
pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis để định lượng curcumin trong mẫu
nghiên cứu.
3.1.2. Kết quả khảo sát thẩm định phương pháp định lượng
curcumin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
Kết quả thẩm định phương pháp định lượng curcumin bằng
HPLC cho thấy phương pháp có tính thích hợp và độ đặc hiệu đối
với curcumin. Trong khoảng nồng độ khảo sát có tương quan tuyến
tính giữa diện tích pic và nồng độ curcumin. Kết quả khảo sát cho
thấy phương pháp có độ đúng cao với phần trăm tìm lại nằm trong
khoảng 98,0-102,0%, RSD nhỏ hơn 2%. Đồng thời, độ chính xác với
RSD nhỏ hơn 2%. Như vậy, có thể sử dụng phương pháp HPLC
trong phân tích hàm lượng curcumin và nghiên cứu độ ổn định của
chế phẩm chứa curcumin.
3.1.3. Kết quả thẩm định phương pháp định lượng đồng thời
curcumin và chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin trong huyết
tương chuột
Trong huyết tương chuột, phương pháp định lượng đồng thời
curcumin và chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin bằng LC-MS/MS
12
có độ thích hợp, độ đặc hiệu-chọn lọc, khoảng tuyến tính (0,5-500
ng/ml), giới hạn định lượng dưới, độ đúng, độ lặp lại, tỷ lệ thu hồi,
ảnh hưởng của nền mẫu, nhiễm chéo và độ ổn định đáp ứng các yêu
cầu của một phương pháp phân tích dùng trong sinh học.
3.2. NGHIÊN CỨU TIỀN CÔNG THỨC
3.2.1. Kết quả nghiên cứu tính chất của dược chất
Curcumin có KTTPTB ban đầu khá lớn (18,07 ± 1,34 m),
khoảng phân bố KTTP rộng (Span 2,404 ± 0,453), tồn tại ở trạng thái
kết tinh với mật độ và cường độ pic trên phổ nhiễu xạ tia X lớn, ít tan
trong nước (0,17 ± 0,04 g/ml) và độ hòa tan kém. Do đó, để cải
thiện SKD của curcumin, có thể sử dụng biện pháp cải thiện độ tan
và độ hòa tan bằng kỹ thuật bào chế hệ tiểu phân nano.
3.2.2. Kết quả nghiên cứu độ ổn định hóa học của dược chất ở
trạng thái rắn
Trong các điều kiện khắc nghiệt về nhiệt khô và tác động cơ học
bằng cách nghiền bi inox, hình thức và hàm lượng curcumin còn lại
sau thời gian theo dõi 1 tháng không có sự thay đổi đáng kể. Tuy
nhiên, trong điều kiện độ ẩm cao, curcumin dễ bị hút ẩm.
3.2.3. Kết quả nghiên cứu tương tác dược chất-tá dược
Trong điều kiện tiến hành thực nghiệm, sau 1 tháng theo dõi,
chưa có tương kỵ nào giữa DC và tá dược Tween 80, Tween 60,
Cremophor RH40, Poloxame 188, PVP, PVA, manitol, Trehalose,
lactose, CMC và Na CMC.
3.3. NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TIỂU PHÂN NANO
3.3.1. Xây dựng công thức bào chế hỗn dịch nano curcumin
Hỗn dịch nano curcumin được bào chế với thành phần curcumin 1
g, sử dụng các chất diện hoạt khác nhau bao gồm Tween 80, Tween
60, Cremophor RH40 và Poloxame 188 với tỷ lệ khối lượng chất
13
diện hoạt/curcumin là 10%. Hỗn dịch nano sử dụng Tween 80 với tỷ
lệ khối lượng Tween 80/curcumin là 10% được chọn vì có có
KTTPTB nhỏ nhất (269,0 ± 34,57 nm), PDI 0,34 ± 0,09. Kết quả
khảo sát các mẫu hỗn dịch nano bào chế với tỷ lệ Tween
80/curcumin khác nhau cho thấy, tỷ lệ Tween 80/curcumin được
khảo sát trong khoảng từ 5-15%. Hỗn dịch nano curcumin được tiến
hành bào chế phối hợp với các polyme thân nước khác nhau như
PVP, Na CMC hoặc PVA. Kết quả đánh giá KTTPTB cho thấy: hỗn
dịch nano sử dụng Na CMC có KTTPTB cao hơn so với hai mẫu sử
dụng PVP và PVA. Nghiên cứu đã lựa chọn PVP trong thành phần
hỗn dịch với tỷ lệ khối lượng PVP được khảo sát trong khoảng từ 10-
100% so với khối lượng curcumin.
3.3.2. Xác định một số thông số trong quy trình bào chế hỗn dịch
nano
Kết quả khảo sát đã lựa chọn tốc độ đồng nhất hóa 18000
vòng/phút trong thời gian 15 phút.
3.3.3. Xác định một số thông số trong quy trình bào chế bột phun
sấy chứa nano
Nhiệt độ khí vào được khảo sát trong khoảng 70-100oC và tốc độ
phun dịch được khảo sát trong khoảng 1-5 ml/phút.
3.3.4. Đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố thuộc về công thức
và thông số trong quy trình bào chế đến đặc tính của tiểu phân
nano
3.3.4.1. Thiết kế thí nghiệm
Sử dụng phần mềm MODDE 8.0 để thiết kế thí nghiệm theo thiết
kế hợp tử tại tâm, với 4 biến đầu vào (tỷ lệ Tween 80/curcumin 5-
15%, tỷ lệ PVP/curcumin 10-100%, tốc độ phun dịch 1-5 ml/phút, nhiệt độ khí vào 70-100oC) và các biến đầu ra bao gồm: hiệu suất,
14
KTTPTB, PDI, phần trăm curcumin hòa tan tại các thời điểm 10, 20,
30, 40, 50 và 60 phút. Kết quả thiết kế thí nghiệm cho 23 thí nghiệm
và 3 thí nghiệm bổ sung.
3.3.4.2. Phân tích các yếu tố thuộc về công thức và thông số trong
quy trình bào chế ảnh hưởng đến đặc tính của hệ tiểu phân nano
Mối quan hệ nhân quả giữa các biến độc lập (tỷ lệ Tween
80/curcumin, tỷ lệ PVP/curcumin, nhiệt độ khí vào và tốc độ phun
dịch) và các biến phụ thuộc (hiệu suất, KTTPTB, PDI và độ hòa tan)
được xử lý bằng phần mềm FormRules 2.0. Nếu nhiệt độ khí vào cao trên 88oC, tăng tỷ lệ Tween 80/curcumin trên 10%, KTTPTB của hệ tiểu phân nano curcumin có xu hướng giảm dần. Khi tăng đồng thời
tỷ lệ khối lượng Tween 80 và PVP so với curcumin, hệ số đa phân
tán giảm. Khi tỷ lệ Tween 80/curcumin trên 10%, nếu tỷ lệ
PVP/curcumin trên 60%, phần trăm curcumin hòa tan sau 10 phút tăng mạnh. Khi nhiệt độ khí vào thấp (từ 70 đến 82oC), tốc độ phun dịch ảnh hưởng không đáng kể đến hiệu suất quá trình phun sấy. Nếu nhiệt độ khí vào cao (trên 82oC), nếu tốc độ phun dịch tăng từ 1,8 đến 3 ml/phút, hiệu suất quá trình phun sấy tăng. Do vậy, khi tiến
hành phun sấy, cần lựa chọn nhiệt độ khí vào tương đối cao và tốc độ
phun dịch vừa phải (2-3 ml/phút).
3.3.5. Tối ưu hóa công thức và một số thông số trong quy trình
bào chế
Qua kết quả xử lý của phần mềm INForm 3.1, công thức tối ưu
được lựa chọn với các thành phần gồm curcumin 1,00 g, Tween 80
0,12 g, PVP K30 0,75 g và nước tinh khiết 25 ml. Các thông số được lựa chọn từ phần mềm tối ưu hóa bao gồm: nhiệt độ khí vào 96oC và tốc độ phun dịch 2 ml/phút.
15
Hệ tiểu phân nano curcumin bào chế theo công thức tối ưu có
KTTPTB 223,1 ± 3,5 nm và PDI 0,326 ± 0,045. Hiệu suất 62,75%,
mất khối lượng do làm khô 11,43%. Bột phun sấy chứa nano
curcumin có độ hòa tan được cải thiện rõ rệt so với nguyên liệu ban
đầu.
3.4. NGHIÊN CỨU NÂNG QUY MÔ BÀO CHẾ VÀ DỰ KIẾN
TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG
3.4.1. Xây dựng công thức bào chế tiểu phân nano curcumin ở
quy mô 5 gam/mẻ
Hỗn dịch nano được bào chế với tỷ lệ các thành phần tương tự mẻ
1 g nhưng bổ sung thêm chất mang manitol với tỷ lệ 50% về khối
lượng so với curcumin.
3.4.2. Khảo sát các thông số trọng yếu, giai đoạn trọng yếu trong
quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin quy mô 5 g/mẻ
Bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, khảo sát ảnh hưởng của các
thông số trọng yếu. Kết quả nghiên cứu lựa chọn được tần số nghiền
khô của thiết bị nghiền bi là 30Hz và thời gian nghiền 6 giờ
(KTTPTB 8,79 ± 0,22 µm, Span 2,6 ± 0,2) trong buồng nghiền bi
inox; quá trình nghiền ướt với bi zirconi oxyd kích thước 0,8 mm,
thời gian 4 giờ ở tần số 30 Hz (KTTPTB 0,96 ± 0,11 µm, Span 2,67
± 0,26) và giai đoạn đồng nhất hóa được tiến hành với tốc độ đồng
nhất hóa 18000 vòng/phút trong 60 phút (KTTPTB 381,3 ± 22,4 nm,
PDI 0,437 ± 0,033).
3.4.3. Đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano curcumin
quy mô 5 g/mẻ
3.4.3.1. Hình thái học tiểu phân nano
Các tinh thể curcumin phân tán vào trong cấu trúc hình cầu của
PVP, tinh thể manitol tồn tại hỗn độn hoặc bám dính trên bề mặt tiểu
16
phân PVP (hình 3.19f). Sau khi rửa loại tá dược, KTTPTB của nano
curcumin khoảng 300-500 nm và không có sự xuất hiện của tinh thể
Hình 3.19f. Hình ảnh tiểu phân nano curcumin phun sấy
với các cạnh sắc và rõ như mẫu nguyên liệu ban đầu (hình 3.20).
Hình 3.20. Hình ảnh tiểu phân nano curcumin sau khi rửa loại tá dược
3.4.3.2. Kích thước tiểu phân và hệ số đa phân tán
KTTPTB và PDI của 3 mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin lần
lượt là: mẻ 1: KTTPTB 336,7 ± 18,6 nm, PDI 0,387 ± 0,032; mẻ 2:
KTTPTB 359,5 ± 17,8 nm, PDI 0,416 ± 0,040; mẻ 3: KTTPTB 385,8
± 22,4 nm, PDI 0,336 ± 0,027.
3.4.3.3. Diện tích bề mặt và độ xốp: Không xác định được
1 3 0 0
1 2 0 0
1 1 0 0
3.4.3.4. Phổ nhiễu xạ tia X và giản đồ quét nhiệt vi sai
)
1 0 0 0
9 0 0
W m
CUR
8 0 0
) s p C
( t ệ i
i
7 0 0
( n L
6 0 0
Mẫu trắng
5 0 0
4 0 0
h n g n ò D
3 0 0
2 0 0
Bột PS chứa nano
1 0 0
0
2
1 0
2 0
3 0
4 0
2 - T h e ta - S c a l e F i l e : N a n o . r a w - T y p e : 2 T h /T h lo c k e d - S t a rt : 1 .0 1 3 ° - E n d : 4 9 . 8 6 5 ° - S t e p : 0 . 0 3 0 ° - S t e p t im e : 0 . 3 s - T e m p . : 2 5 ° C ( R o o m ) - T i m e S t a r t e d : 1 2 s - Y + 3 5 . 0 m m - F i le : H o n g A n h M a u t r a n g .r a w - T y p e : 2 T h / T h lo c k e d - S t a r t : 1 . 0 0 0 ° - E n d : 4 9 . 9 9 0 ° - S t e p : 0 . 0 3 0 ° - S t e p t im e : 0 . 3 s - T e m p . : 2 5 ° C ( Y + 7 0 . 0 m m - F i le : N g u y e n l ie u C u rc u m i n . r a w - T y p e : 2 T h / T h lo c k e d - S t a r t : 1 . 0 0 0 ° - E n d : 6 4 . 9 3 0 ° - S t e p : 0 . 0 3 0 ° - S t e p t im e : 0 .3 s - T e m p .: 2 5 °
Góc nhiễu xạ 2- (o) Hình 3.21. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu curcumin, mẫu trắng phun sấy và bột phun sấy chứa nano curcumin
Nhiệt độ (oC) Hình 3.22. Giản đồ nhiệt vi sai của curcumin, một số tá dược và bột phun sấy chứa nano curcumin
17
Mẫu nano curcumin có mật độ, cường độ pic đã giảm đi đáng kể
so với mẫu nguyên liệu ban đầu (hình 3.21) và enthalpy nóng chảy
của mẫu nano curcumin giảm xuống (hình 3.22), chứng tỏ mẫu nano
curcumin đã chuyển một phần sang trạng thái vô định hình. 3.4.3.5. Phổ hồng ngoại của hệ tiểu phân nano
Phổ hồng ngoại của hệ tiểu phân nano cho thấy có sự thay đổi về dao động hóa trị O-H tại số sóng 3502,73 cm-1, có thể do tương tác bởi liên kết hydro nội phân tử giữa curcumin và PVP.
3.4.3.6. Hiệu suất, mất khối lượng do làm khô và khối lượng riêng
biểu kiến
Ba mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin có hiệu suất đạt trên
60,0%; khối lượng riêng biểu kiến lần lượt là 0,329 ± 0,024, 0,350 ±
0,017 và 0,345 ± 0,009 g/ml; mất khối lượng do làm làm khô của 3
mẻ lần lượt là 9,35, 8,87 và 9,67%.
3.4.3.7. Hàm lượng curcumin
Hàm lượng curcumin trong 3 mẻ bột phun sấy chứa nano
curcumin xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis lần
lượt là 42,29 ± 0,36, 41,49 ± 0,42, 41,62 ± 0,19%. Hàm lượng
curcumin của 3 mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin được xác định
bằng phương pháp HPLC lần lượt là 42,36 ± 0,24, 42,24 ± 0,13 và
41,82 ± 0,27%.
3.4.3.8. Độ tan
Độ tan của curcumin từ 3 mẻ bột phun sấy chứa nano curcumin
lần lượt là 1,96 ± 0,08, 1,91 ± 0,12 và 1,98 ± 0,10 µg/ml.
3.4.3.9. Độ hòa tan
Độ hòa tan của curcumin từ 3 mẻ bột phun sấy chứa nano
curcumin lần lượt: mẻ 1 (10 phút: 63,8 ± 2,4%, 20 phút: 78,8 ± 2,6%,
30 phút: 83,2 ± 1,7%, 40 phút: 93,5 ± 1,9%, 50 phút: 97,1 ± 0,8% và
18
60 phút: 100,7 ± 1,0%), mẻ 2 (10 phút: 66,4 ± 1,8%, 20 phút: 76,9 ±
1,5%, 30 phút: 82,4 ± 0,9%, 40 phút: 89,6 ± 1,5%, 50 phút: 98,1 ±
1,3% và 60 phút: 100,2 ± 2,2%), mẻ 3 (10 phút: 68,1 ± 1,7%, 20
phút: 75,8 ± 2,0%, 30 phút: 93,6 ± 0,9%, 40 phút: 97,3 ± 1,6%, 50
phút: 99,8 ± 2,1% và 60 phút: 102,7 ± 1,6%).
3.4.4. Dự kiến tiêu chuẩn chất lượng
Bột phun sấy chứa nano curcumin ở dạng bột màu vàng, tơi xốp,
KTTPTB nhỏ hơn 500 nm, PDI nhỏ hơn 0,55, mất khối lượng do
làm khô không quá 12,0%, khối lượng riêng biểu kiến lớn hơn 0,250
g/ml, định tính (sắc ký đồ có pic của curcumin), hàm lượng curcumin
trong bột phun sấy khoảng 40,00-43,50%, độ hòa tan lớn hơn 95,0%
sau 60 phút.
3.5. THEO DÕI ĐỘ ỔN ĐỊNH
Sau 9 tháng ở điều kiện thực và 6 tháng ở điều kiện lão hóa cấp
tốc, hệ tiểu phân nano chứa curcumin vẫn giữ nguyên cấu trúc trong
đó curcumin phân tán bên trong polyme PVP. Đặc tính kết tinh, mất
khối lượng do làm khô và độ hòa tan hầu như không thay đổi.
KTTPTB, hàm lượng curcumin có thay đổi nhưng vẫn nằm trong
giới hạn cho phép.
3.6. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SINH KHẢ DỤNG
3.6.1. So sánh sinh khả dụng của hỗn dịch quy ước và hỗn dịch
nano curcumin
Đồ thị biểu diễn nồng độ CUR trong huyết tương theo thời gian
của hai nhóm chuột được trình bày ở hình 3.26.
Sử dụng phần mềm Phoenix WinNonLin 7.0, tính toán các thông
số dược động học không dựa trên mô hình ngăn, kết quả thu được
trình bày ở bảng 3.52.
19
Hỗn dịch quy ước
Hỗn dịch nano
50
) l
g n o r t
40 30
m / g n ( g n ơ ư t t ế y u h
R U C ộ đ g n ồ N
20 10
0
100
300
400
500
0
200 Thời gian (phút)
Hình 3.26. Đường cong nồng độ curcumin-thời gian của nhóm chuột
uống hỗn dịch quy ước và hỗn dịch nano
Bảng 3.52. Một số thông số dược động học trên chuột uống hỗn dịch
quy ước và hỗn dịch nano tính toán không dựa trên mô hình ngăn Hỗn dịch nano 0,003 20 37,6 2,3 Hỗn dịch quy ước 0,003 25 2,6 0,4
326,4 21,3 2874,4 118,2
Ghi chú: - Do việc lấy mẫu máu chuột là “rải rác” (sparse sampling) nên giá trị SE không được tính
toán với một số thông số DĐH
- Chỉ xác định AUC0240 phút do tại thời điểm 360 phút đối với hỗn dịch quy ước, nồng độ
CUR trong huyết tương rất thấp Kết quả thu được ở bảng 3.52 cho thấy: dạng hỗn dịch nano có
Thông số z (phút-1) Tmax (phút) Cmax (ng/ml) SE Cmax AUC0240 phút (ng/ml.phút) SE AUC0240 phút MRT (phút) 107,2 101,7
giá trị Cmax cao gấp 14,5 lần, AUC0240 phút cao gấp 8,8 lần so với hỗn dịch quy ước. Như vậy, hỗn dịch nano bào chế từ hệ tiểu phân nano
cải thiện SKD của curcumin so với hỗn dịch quy ước.
20
3.6.2. Xác định các thông số dược động học của chất gốc
curcumin và chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin trên chuột
sau khi uống hỗn dịch nano curcumin
Đối với nhóm chuột uống hỗn dịch quy ước, nồng độ chất chuyển
hóa THC rất thấp và hầu hết đều dưới nồng độ LLOQ (0,5 ng/ml). Vì
vậy, nghiên cứu chỉ xác định các thông số dược động học của CUR
và chất chuyển hóa THC trên nhóm chuột uống hỗn dịch nano. Các
thông số dược động học được tính toán và xử lý thống kê dựa trên
mô hình một ngăn có chuyển hóa với hiệp biến khối lượng chuột ảnh
hưởng đến thể tích phân bố, hằng số tốc độ hấp thu và hằng số tốc độ
thải trừ. Kết quả đánh giá một số thông số dược động học cho thấy: hằng số tốc độ hấp thu của chất gốc (Ka) 65,2 phút-1, thể tích phân bố của chất gốc (V) 49885,4 ml, hằng số tốc độ chuyển hóa từ chất gốc sang chất chuyển hóa (Km) 0,00007 phút-1, hằng số tốc độ thải trừ của chất gốc (Ke) 0,003 phút-1, thể tích phân bố của chất chuyển hóa (Vm) 42,3 ml và hằng số tốc độ thải trừ của chất chuyển hóa (Kem) 36,3 phút-1.
Chương 4. BÀN LUẬN
4.1. VỀ HỆ TIỂU PHÂN NANO CHỨA CURCUMIN
Curcumin là một DC ít tan thuộc nhóm IV trong hệ thống phân
loại sinh dược học, có SKD thấp do ít tan và bị chuyển hóa, thải trừ
nhanh. Trong nghiên cứu này, hệ tiểu phân nano bào chế được bằng
phương pháp giảm kích thước tiểu phân sử dụng kỹ thuật nghiền bi
siêu mịn kết hợp với đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt lớn. Đây là
phương pháp đơn giản, khả thi, có thể ứng dụng vào thực tế sản xuất.
Hệ tiểu phân nano thu được có thể tồn tại một phần ở trạng thái kết
tinh với KTTP giảm xuống dưới 500 nm. Với đặc điểm này, hệ tiểu
phân nano có thể cải thiện độ tan và độ hòa tan của curcumin.
21
4.2. VỀ BÀO CHẾ HỆ TIỂU PHÂN NANO CURCUMIN
Trong quy trình bào chế hệ tiểu phân nano trình bày trong nghiên
cứu, chất diện hoạt được nghiền ướt trực tiếp cùng với DC. Vì vậy,
chất diện hoạt tập trung ở bề mặt phân cách pha cao. Kết quả thực
nghiệm cho thấy sự có mặt của chất diện hoạt làm giảm đáng kể
KTTP do làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha rắn-lỏng. Ngoài
ra, chất diện hoạt cũng có thể tạo micel làm tăng độ tan và tăng tính
thấm qua đường tiêu hóa. Tuy nhiên, Tween 80 tạo ra lớp hấp phụ
mỏng trên bề mặt tiểu phân. Vì vậy, trong nghiên cứu này, Tween 80
được phối hợp với một polyme thân nước PVP. Đồng thời, manitol
được chọn là chất mang thêm vào công thức hỗn dịch trước phun sấy
để tạo độ tơi xốp, thuận lợi cho việc đưa vào các dạng bào chế.
Trong quá trình nghiền khô curcumin, các thông số cần kiểm soát
là lượng DC đưa vào buồng nghiền, thời gian và tần số nghiền.
Lượng DC đưa vào buồng nghiền chiếm khoảng 60% thể tích buồng
nghiền. Lượng nguyên liệu quá lớn có thể tạo hiệu ứng “cái đệm”
cản trở quá trình nghiền. Ngược lại, quá ít nguyên liệu, hiệu suất
nghiền giảm và bề mặt buồng nghiền bị mài mòn. Về tần số nghiền,
nếu tần số nghiền thấp, nguyên liệu chỉ chịu tác động của lực mài
mòn của nguyên liệu vào buồng nghiền. Nếu tần số nghiền quá cao,
các bi bị ép mạnh vào thành buồng nghiền nên không có lực mài
mòn và va chạm.
Trong giai đoạn nghiền ướt, việc sử dụng hai loại bi kích thước
khác nhau trong nghiên cứu này (0,65 và 0,8 mm) không có sự khác
biệt rõ rệt về KTTP DC. Điều này có thể do hai loại bi kích thước
không khác nhau nhiều, hoặc do năng lượng động lực học tạo ra
trong quá trình nghiền ở cùng tần số xác định của bi kích thước lớn
(0,8 mm) cao hơn so với bi kích thước nhỏ (0,65 mm).
22
4.3. VỀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ TIỂU PHÂN NANO
Hệ tiểu phân nano tạo thành với các đặc tính về hình thái cấu trúc,
KTTPTB khoảng 300-500 nm, đặc tính kết tinh và độ hòa tan thích
hợp đưa vào dạng thuốc dùng đường uống với mục đích cải thiện
SKD của curcumin.
4.4. VỀ ĐỘ ỔN ĐỊNH
Kết quả của nghiên cứu cho thấy bột phun sấy chứa tiểu phân
nano curcumin đóng trong vỏ nang cứng, ép vỉ nhôm-nhôm, đựng
trong hộp giấy ổn định về mặt hình thái, kích thước tiểu phân, đặc
tính kết tinh, mất khối lượng do làm khô, hàm lượng và độ hòa tan
curcumin trong thời gian theo dõi ở hai điều kiện.
4.5. VỀ ĐÁNH GIÁ SINH KHẢ DỤNG CỦA HỆ TIỂU PHÂN
NANO CURCUMIN
Kết quả xác định nồng độ CUR và THC trong huyết tương chuột
đối với nhóm chuột uống hỗn dịch quy ước cho thấy cả nồng độ
CUR và THC đều thấp, chứng tỏ SKD của hỗn dịch quy ước thấp.
Khi bào chế dưới dạng tiểu phân nano, hấp thu curcumin được cải
thiện đáng kể do tăng độ tan, tốc độ hòa tan và tăng tính thấm. Đồng
thời, hằng số tốc độ chuyển hóa Km đã được xác định dựa trên mô hình dược động học quần thể một ngăn có chuyển hóa, chứng tỏ có
sự chuyển hóa thuận từ chất gốc curcumin sang THC.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
KẾT LUẬN 1. Về xây dựng công thức và quy trình bào chế hệ tiểu phân
nano curcumin
Đã bào chế được hệ tiểu phân nano curcumin 5 g/mẻ với công
thức bào chế: curcumin 5,00 g, Tween 80 0,60 g, PVP K30 3,75 g,
manitol 2,50 g và nước tinh khiết 125 ml.
23
Hỗn dịch nano được bào chế bằng phương pháp giảm kích thước
tiểu phân sử dụng kỹ thuật nghiền bi siêu mịn kết hợp với đồng nhất
hóa nhờ lực phân cắt lớn với các thông số: thời gian nghiền khô 6
giờ, tần số nghiền khô 30 Hz sử dụng buồng nghiền bi inox, thời gian
nghiền ướt 4 giờ, tần số nghiền ướt 30 Hz sử dụng buồng nghiền bi
zirconi oxyd 0,8 mm, đồng nhất hóa 18000 vòng/phút trong 60 phút.
Hỗn dịch nano được phun sấy với các thông số: nhiệt độ khí vào 96oC và tốc độ phun dịch 2 ml/phút để tạo hệ tiểu phân nano.
Hệ tiểu phân được duy trì ở dạng bột phun sấy với KTTPTB
khoảng 336,7 ± 18,6 nm và PDI 0,387 ± 0,032, trong đó curcumin
phân tán trong chất mang PVP. Tiểu phân nano tồn tại một phần ở
dạng kết tinh với tốc độ hòa tan cải thiện đáng kể so với nguyên liệu
ban đầu. Mất khối lượng do làm khô khoảng 9,35% và khối lượng
riêng biểu kiến khoảng 0,329 ± 0,024 g/ml.
Hệ tiểu phân nano nghiên cứu ổn định về hình thái, KTTP, đặc
tính kết tinh, mất khối lượng do làm khô, hàm lượng curcumin và độ
hòa tan curcumin trong 9 tháng ở điều kiện thực và 6 tháng ở điều
kiện lão hóa cấp tốc.
2. Về đánh giá sinh khả dụng của hệ tiểu phân nano
Việc đánh giá SKD của thuốc nghiên cứu trên chuột thí nghiệm
đã chứng tỏ hệ tiểu phân nano có khả năng cải thiện SKD của
curcumin. Kết quả nghiên cứu bước đầu này cũng chứng minh được
có sự chuyển hóa từ curcumin sang tetrahydrocurcumin trên chuột.
ĐỀ XUẤT
- Hoàn thiện quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, nâng
quy mô lô mẻ, hướng tới sản xuất nguyên liệu nano ứng dụng
trong các dạng bào chế.
- Đánh giá độ ổn định dài hạn của hệ tiểu phân nano curcumin.
24
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. Dương Thị Hồng Ánh, Nguyễn Đình Hà, Nguyễn Trần Linh
(2015), “Tối ưu hóa công thức và một số thông số trong quy
trình bào chế tiểu phân nano curcumin”, Tạp chí Nghiên cứu
Dược và thông tin thuốc, tập 6, số 2, trang 2-5.
2. Dương Thị Hồng Ánh, Thái Thị Hồng Anh, Nguyễn Văn
Long, Nguyễn Trần Linh (2016), “Nghiên cứu bào chế hệ tiểu
phân nano curcumin quy mô 5 gam/mẻ”, Tạp chí Nghiên cứu
Dược và thông tin thuốc, tập 7, số 6, trang 28-33.
3. Dương Thị Hồng Ánh, Hoàng Văn Đức, Lê Thị Thu Huyền,
Nguyễn Văn Long, Nguyễn Trần Linh (2017), “Nghiên cứu
xây dựng và thẩm định phương pháp LC-MS/MS định lượng
đồng thời curcumin và chất chuyển hóa tetrahydrocurcumin
trong huyết tương chuột”, Tạp chí Dược học, tập 57, số 492,
trang 50-52 và 73.
