Xây dựng công thức thuốc nhỏ mắt chứa hệ phân tán nano Cyclosporine A

Chia sẻ: Bigates Bigates | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này nhằm mục đích cải thiện nhược điểm về sinh khả dụng kém của Cyclosporine A (CsA) trong thuốc nhỏ mắt nhờ vào hệ phân tán nano. Tổng cộng 68 công thức được xây dựng với tỷ lệ dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt khác nhau dựa trên giản đồ ba pha để xác định vùng vi tự nhũ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng công thức thuốc nhỏ mắt chứa hệ phân tán nano Cyclosporine A

XÂY DỰNG CÔNG THỨC THUỐC NHỎ MẮT CHỨA HỆ PHÂN TÁN NANO CYCLOSPORINE A Võ Thị Huỳnh Như Khoa Dược, Trường Đại học Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh GVHD: ThS.DS. Huỳnh Nguyễn Anh Khoa TÓM TẮT Nghiên cứu này nhằm mục đích cải thiện nhược điểm về sinh khả dụng kém của Cyclosporine A (CsA) trong thuốc nhỏ mắt nhờ vào hệ phân tán nano. Tổng cộng 68 công thức được xây dựng với tỷ lệ dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt khác nhau dựa trên giản đồ ba pha để xác định vùng vi tự nhũ. 8 mẫu được lựa chọn để kiểm tra các đặc điểm lý hóa tính bao gồm cảm quan, kích thước hạt và phân bố kích thước hạt. Kết quả lựa chọn được công thức chứa Vitamin E - polysorbate 80 - PEG 400 (3:6:1 kl/kl/kl) khi phân tán vào nước tạo nhũ tương không tách pha cũng như không có sự thay đổi về kích thước tiểu phân sau 7 ngày quan sát. Thành phần của thuốc nhỏ mắt nano gồm CsA 0.05%, vitamin E 0.5%, polysorbate 80 1.0%, polyethylen glycol 400 0.1667%, glycerol 2.2%, benzalkonium chloride 0.01%, hệ đệm phosphate pH 7.4 trong nước cất vừa đủ 100 mL vừa đạt tính đẳng trương vừa có kích thước tiểu phân trung bình dưới 50 nm theo kiểu phân bố hẹp 1 đỉnh. Từ khóa: cyclosporine A, nhũ tương nano, nhũ tương nano tự nhũ hóa. 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong các thuốc có tác dụng ức chế miễn dịch, kháng viêm được chỉ định điều trị khô mắt, thì Cyclosporine A (CsA) được cho là có tiềm năng nhất nhờ vào khả năng làm giảm sự sản sinh các cytokine gây viêm b i các tế bào lympho T. Tuy nhiên, CsA có khối lượng phân tử lớn, bản tính kỵ nước nên khả năng hòa tan trong nước rất kém (20-30 µg/mL) [1]. Điều này có thể khắc phục bằng việc ứng dụng hệ phân tán nhũ tương nano làm hệ thống phân phối thuốc. Ư thế vượt trội của nhũ tương nano mang thuốc so với hệ mang thuốc truyền thống nằm kích thước nhỏ, dao động từ 10-100 nm, và diện tích bề mặt tiếp xúc với biểu mô giác mạc trên mắt lớn sẽ giúp tăng tính tan và tính thấm của CsA [2], [3]. Có thể tạo ra nhũ tương với phân bố kích thước giọt cỡ nanomet bằng nhiều cách như khuếch tán dung môi, kỹ thuật đồng nhất hóa dưới áp suất cao hoặc phương pháp đảo pha … [4]. Phương pháp tạo nhũ tương nano thông qua trung gian hệ tự nhũ nano (SNEDDS) cho thấy có tính khả thi cao vì không cần đ i hỏi máy móc thiết bị chuyên dụng để chia nhỏ tiểu phân phân tán [5]. Vì các lẽ trên, nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng một hệ tự nhũ nano (SNEDDS), sau đó phân tán vào môi trường nước để tạo ra thuốc nhỏ mắt dạng nhũ tương nano, giúp cải thiện sinh khả dụng của CsA trên mắt. 735
2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu CsA (Trung Quốc, tiêu chuẩn Dược điển Mỹ - USP 43), vitamin E (-tocopheryl acetate), Labrafac® PG (Trung Quốc, tiêu chuẩn c s ), Cremophor® RH 40, tween 80, polyethylen glycol 400, propylen glycol (Trung Quốc, tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V), nước tinh khiết (Hutech lab), NaOH, KH2PO4, benzalkonium chloride (Trung Quốc, tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V). Các hóa chất dùng trong phân tích đều đạt chuẩn phân tích cần thiết. 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Xây dựng giản đồ pha ba của hệ phân phối thuốc nano tự nhũ hóa (SNEDDS) Giản đồ ba pha gồm dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt được sử dụng để khảo sát công thức SNEDDS. Dầu sử dụng là Labrafac PG và vitamin E. Chất diện hoạt là tween 80, Cremophor® RH 40 và đồng diện hoạt là propylen glycol và polyethylen glycol. Các mẫu được trộn đều bằng cách khuấy từ, theo tỷ lệ khối lượng, để tạo thành hỗn hợp khoảng 1 g, sau đó pha loãng 100 lần với nước cất tinh khiết, ghi nhận cảm quan và trạng thái nhũ hóa của hệ để chọn ra các công thức tiềm năng. 2.2.2 Khảo sát độ tan của CsA trong SNEDDS Cho từ từ một lượng chính xác CsA vào 1g SNEDDS (có ghi nhận số liệu mỗi lần cân). Khuấy hỗn hợp bằng máy khuấy từ trong 2 giờ cho đến khi hoạt chất không còn khả năng tan trong hỗn hợp SNEDDS thì ngừng lại. Độ tan của CsA trong SNEDDS được tính theo tổng khối lượng CsA đã cho vào từ ban đầu đến lần cân ngay trước lần cuối cùng. 2.2.3 Thử nghiệm công thức môi trường phân tán SNEDDS Nước tinh khiết thí nghiệm 2.1.1 sẽ được thay thế bằng dung dịch đệm pH 7.4 để pha loãng SNEDDS được lựa chọn. Các thành phần của dung dịch đệm được lựa chọn bao gồm benzalkonium chloride 0.01%, Glycerin 2.2%, KH2PO4 0.68%, NaOH 0.15% và nước cất vừa đủ 100 ml. Sử dụng NaOH và HCl để điều chỉnh pH về 7.4. Mẫu được quan sát và ghi nhận cảm quan trong 7 ngày nhiệt độ 3-4 oC. 2.2.4 Khảo sát tính đẳng trương của các công thức nhũ tương nano Cắt các đoạn củ cà rốt có chiều dài 5 cm, đường kính 2 cm, khoét một đoạn dài 4 cm và đường kính 1,5 cm chính giữa tính từ trên xuống dưới tạo thành hình của một cốc hình trụ (cốc cà rốt) với thành và đá cốc đóng vai trò là một màng bán thấm (Hình 1a). Các cốc cà rốt được ngâm tối thiểu 4 giờ trong dung dịch NaCl 0.9% để ổn định áp suất thẩm thấu trước khi tiến hành thử nghiệm. Chính xác 3 ml dung dịch thử được cho vào cốc cà rốt đã đặt đứng sẵn trong một cốc thủy tinh 100 ml (Hình 1b). Dung dịch nước muối NaCl 0.9 % được cho vào phần không gian giữa cốc cà rốt và cốc thủy tinh sao cho ngang bằng với mực dung dịch thử bên trong. Sau 5 giờ để yên, toàn bộ chất lỏng bên trong cốc cà rốt được hút vào một ống đong 5 ml để ghi nhận mức thể tích mới. Nếu thể tích chất lỏng bên trong cốc cà rốt không đổi, ghi nhận kết quả dung dịch thử đẳng trương. Nếu thể tích chất lỏng bên trong cốc cà rốt lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với ban đầu tức là đã xảy hiện tượng nước di chuyển, ghi nhận dung dịch thử ư trương hoặc nhược trương tương ứng. Mức áp lực thẩm thấu của mẫu thử được so sánh với dãy mẫu chuẩn. Dãy mẫu chuẩn được chuẩn bị giống 736
mẫu thử nhưng thay dung dịch thử bằng các dung dịch NaCl 0.1%; 0.3%; 0.5%; 0.9%; 1.1%, 1.25%. (a) (b) Hình 1. (a) Mặt cắt của cốc cà rốt đóng vai trò như màng bán thấm; (b) Thí nghiệm khảo sát ơ bộ tính đẳng trương của các công thức nhũ tương nano Hình 2. Các vùng tạo nhũ tương nano của SNEDDS được khảo sát 3 KẾT QUẢ 3.1 Sàng lọc thành phần của SNEDDS theo giản đồ 3 pha Kết quả sàng lọc SNEDDS được thể hiện trên giản đồ 3 pha (Hình 2). Các công thức trong vùng tô đậm có khả năng phân tán vào nước tạo nhũ tương trong suốt hoặc trong có ánh xanh. Đâ là các công thức có khả năng cao tạo ra nhũ tương với các tiểu phân cỡ nano theo nghiên cứu của tác giả Febi S Kuruvila và cộng sự (2017) [5]. Từ đó có 8 công thức được lựa chọn để khảo sát phân bố kích thước tiểu phân (Bảng 1). 3.2 Tính chất 2 công thức tiềm năng Nhìn chung, các mẫu F3-F12 đều có tiểu phân nhỏ (đường kính 32 đến 39 nm) và phân bố hạt đồng đều (PI 0.08 đến 0.14), ổn định hơn so với các mẫu L1-L5. Trong đó F9 và L1 cho kích thước trung bình tiểu phân nhỏ nhất (26.2 và 26.0 nm) nên được lựa chọn để tải hoạt chất. Kết quả thử tải hoạt chất cho thấy cả 2 công thức đều có khả năng hòa tan hoàn toàn 18 mg CsA/100 mg SNEDDS. Tuy nhiên, với mục tiêu tạo ra thuốc nhỏ mắt có nồng độ 0.05%, tỷ lệ tải 0.3 mg CsA/100 mg SNEDDS được lựa chọn để thực hiện tiếp khảo sát. 737
Bảng 1. Các đặc điểm của nhũ tương tạo thành từ SNEDDS được lựa chọn khi phân tán vào nước cất Kích thước Công Phân bố hạt Thành phần trung bình Cảm quan thức (PI) (KTH) (nm) F3 35 Vit E: 50 Tw 80: 15 PEG 400 32,1 0.104 Trong ánh xanh F4 40 Vit E: 45 Tw 80: 15 PEG 400 39,2 0.012 Trong ánh xanh F9 30 Vit E: 60 Tw 80: 10 PEG 400 26,2 0.082 Trong F12 40 Vit E: 55 Tw 80: 05 PEG 400 33,6 0.140 Trong ánh xanh L1 30 Lab PG: 60 Tw 80: 10 PEG 400 26,0 0.155 Trong L2 35 Lab PG: 50 Tw 80: 15 PEG 400 82,2 0.262 Trong ánh xanh L3 35 Lab PG: 55 Tw 80: 10 PEG 400 124,4 0.269 Trong ánh xanh L5 40 Lab PG: 45 Tw 80: 15 PEG 400 162,9 0.326 Trong ánh xanh Chú thích: Vit E (vitamin E); Tw 80 (tween 80; Lab PG (Labrafac PG). Bảng 2. So sánh 2 công thức F9 (chứa pha dầu Vitamin E ) và L1 (chứa pha dầu Labrafac) có tải hoạt chất (tỷ lệ 0,3 mg/100 mg SNEDDS) khi phân tán vào môi trường đệm pH 7.4 Công Kích thước Phân bố hạt (PI) Cảm quan thức trung bình (nm) Mới pha Sau 7 Mới pha Sau 7 Mới pha Sau 7 chế ngày chế ngày chế ngày F9 27.4 25.7 0.180 0.085 Trong ánh xanh Trong ánh xanh L1 117.9 129.6 0.479 0.319 Trong mờ ánh xanh Trắng sữa Hình 3. Thể tích của dung dịch thuốc so với dung dịch NaCl 0,9% Bảng 2 thể hiện kết quả so sánh nhũ tương tạo thành từ hai công thức F9 và L1 có tải hoạt chất (tỷ lệ tải 0,3 mg CsA/100 mg SNEDDS) khi phân tán vào môi trường đệm pH 7.4. F9 không có sự thay đổi kích thước hạt đáng kể, duy trì được cảm quan sau 7 ngày bảo quản nhiệt độ 3-4 oC. Ngược lại, mẫu L1, có sự chênh lệch đáng kể KTH trước và sau khi tải hoạt chất. Mẫu đã tải hoạt chất có phân bố không đồng đều (PI TB= 0.399), cảm quan của nhũ tương cũng thay đổi sau 7 ngày bảo quản nhiệt độ 3-4 oC. Vì vậy, F9 được lựa chọn làm công thức SNEDDS để pha chế thuốc nhỏ mắt. 738
3.3 Tính đắng trương của hệ phân tán nano tự nhũ hóa Sau 5 giờ, thể tích của dịch thuốc trong cốc cà rốt bằng với thể tích dung dịch ban đầu cho vào. Kết quả cũng xảy ra tương tự đối với mẫu chuẩn là dung dịch NaCl 0.9% (Hình 3). Kết luận, dịch thuốc thử nghiệm có áp suất thẩm thẩu tương đương dung dịch NaCl 0.9% nên không cần bổ sung tá dược đẳng trương hóa. 3.4 Công thức và quy trình pha chế thuốc nhỏ mắt Từ các khảo sát trên, công thức thuốc nhỏ mắt bao gồm các thành phần và tỷ lệ như sau: 0.05% CsA (hoạt chất); 0.5% vitamin E (pha dầu, hòa tan hoạt chất); 1% polysorbat 80 (chất diện hoạt); 0.1667% PEG 400; 0.01% benzalkonium chloride (chất bảo quản sát khuẩn); 2.2% glycerin (chất tăng độ nhớt); 0.68% KH2PO4; 0.15% NaOH pha trong nước tinh khiết. Hình 4. Quy trình điều chế thuốc nhỏ mắt CsA nano nhũ tương 4 BÀN LUẬN VÀ KẾT LUẬN Các thành phần chính của hệ phân tán nano có ảnh hư ng đến các đặc điểm của vi nhũ tương tạo thành như kích thước hạt, phân bố hạt, thời gian nhũ hóa và khả năng giải phóng hoạt chất [6]. Do đó việc lựa chọn các thành phần ban đầu của hệ cần dựa vào khả năng hòa tan hoạt chất và khả năng hình thành được nhũ tương nano. Dầu được lựa chọn trong nghiên cứu này là vitamin E và labrafac PG. Kết quả cho thấy, vitamin E có khả năng hòa tan tốt Cyclosporine A với tỷ lệ 0.3 mg CsA/100 mg SNEDDS, và tạo được hệ phân tán trong có ánh xanh đến trong suốt, nhũ tương ổn định sau 7 ngày bảo quản nhiệt độ tủ lạnh tốt hơn dầu labrafac PG. Chất diện hoạt dạng không ion hóa như polysorbate 80 được FDAs chấp thuận là những tá dược an toàn dùng cho mắt vì tính an toàn, ít độc tính, ít gây kích ứng mắt [7]. Thêm vào đó 739
HLB của polysorbate 80 là 15 thích hợp để hình thành một nhũ tương nano [3]. Một chất diện hoạt khác cũng thường được sử dụng để tạo ra hệ phân tán nano là Cremophor® RH 40 với HLB = 14-16. Trong các kết quả khảo sát sàng lọc, polysorbate 80 với tỷ lệ 50-60% trong SNEDDS cho kích thước hạt nhỏ hơn so với Cremophor® RH40 khi phân tán vào nước. Do vậy, polysorbate 80 được chọn làm chất diện hoạt cho khảo sát tiếp. Các thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên về liều lượng đã chỉ ra rằng Cyclosporine A (CsA) dùng điều trị tại chỗ có hiệu quả nồng độ từ 0,05 đến 0,1% (w/v). Không có thêm lợi ích nào được quan sát thấy nồng độ CsA cao hơn [8]. Trong nghiên cứu này, Cyclosporine A được tải vào hệ với nồng độ 0,05%, hoạt chất được hòa tan tốt trong hệ SNEDDS với kích thước hạt đo được là 25,7 nm, phân bố hạt là 0.085, hệ duy trì được độ ổn định sau 7 ngày bảo quản nhiệt độ tủ lạnh. Nghiên cứu thành công xây dựng được công thức thuốc nhỏ mắt chứa hệ phân tán nano Cyclosporine A gồm Cyclosporine A 0,05%, vitamin E 0,5%, polysorbate 80 1%, PEG 400 0.166%, glycerin 2,2%, benzalkonium chloride 0,01%, hệ đệm phosphate pH 7,4 và nước cất tinh khiết vừa đủ 100 ml. Các tá dược đều có nồng độ nằm trong khoảng giới hạn khuyến cáo của FDA đối với chế phẩm sử dụng cho mắt. Quy trình điều chế được thực hiện đơn giản theo hướng pha chế hệ tự nhũ nano rồi phân tán vào môi trường nước để tạo thành dạng nhũ tương nano nhỏ mắt với kích thước tiểu phân phân tán vào khoảng 25-27 nm. Kết quả này cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển một sản phẩm thuốc nhỏ mắt CsA có sinh khả dụng cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Khan W., Aldouby Y.H., Avramoff A. và cộng sự. (2012). Cyclosporin nanosphere formulation for ophthalmic administration. Int J Pharm, 437(1–2), 275–276. [2] Tadros T., Izquierdo P., Esquena J. và cộng sự. (2004). Formation and stability of nano-emulsions. Advances in Colloid and Interface Science, 108–109, 303–318. [3] Kommuru T.R., Gurley B., Khan M.A. và cộng sự. (2001). Self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) of coenzyme Q10: formulation development and bioavailability assessment. Int J Pharm, 212(2), 233–246. [4] N.M.Đức và T.C.Trị (2010). Tiểu phân nano lipid. Tiểu phân nano, kỹ thuật bào chế, phân tích tính chất, ứng dụng trong ngành dược. Nhà xuất bản Y học. Chi nhánh Thành phố Hồ Chí Minh, 93–105. [5] Febi S Kuruvila* F.M. S. Kuppuswamy (2017). Solid self nanoemulsifying drug delivery system (snedds) development, applications and future perspective: A review. iajps, csk publications, 04(03). [6] Date A., Desai N., Dixit R. và cộng sự. (2010). Self-nanoemulsifying drug delivery systems: Formulation insights, applications and advances. Nanomedicine (London, England), 5, 1595–616. [7] Inactive Ingredient Search for Approved Drug Products. , accessed: 24/04/2021. [8] Agarwal P. và Rupenthal I.D. (2016). Modern approaches to the ocular delivery of cyclosporine A. Drug Discov Today, 21(6), 977–988. 740