Nghiên cứu xây dựng công thức in situ gel diclonenac nhỏ mắt

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI



NGUYỄN THANH HÀ


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG
CÔNG THỨC IN SITU GEL
DICLOFENAC NHỎ MẮT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ







HÀ NỘI – 2014
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI




NGUYỄN THANH HÀ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG
CÔNG THỨC IN SITU GEL
DICLOFENAC NHỎ MẮT


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:





Nơi thực hiện:




HÀ NỘI - 2014

1. DS. Vũ Ngọc Mai
2. DS. Đỗ Thị Kim Oanh
Bộ môn Bào chế
LỜI CẢM ƠN
Với tất cả lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin gửi tới:
DS. Vũ Ngọc Mai
DS. Đỗ Thị Kim Oanh
là những người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới TS. Vũ Thị Thu Giang. Các cô đã dành

nhiều thời gian và tâm huyết tận tình chỉ bảo, quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian làm khóa luận.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, anh chị kỹ thuật viên trong bộ
môn Bào chế, bộ môn Vật lý- Hóa lý đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
thực hiện khóa luận này.
Nhân dịp này tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu cùng toàn thể
các thầy cô giáo trường Đại học Dược Hà Nội đã dạy dỗ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi trong thời gian tôi học tập tại trường.
Và cuối cùng là lời cảm ơn tôi gửi tới gia đình và bạn bè đã động viên, giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận.
Do thời gian làm thực nghiệm cũng như kiến thức của bản thân có hạn, khóa
luận này còn có nhiều thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô,
bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn.




Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2014
Sinh viên
Nguyễn Thanh Hà
MỤC LỤC
Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ và đồ thị
ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………………1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 2
1.1. Thông tin về dược chất natri diclofenac. 2
1.1.1. Công thức cấu tạo. 2
1.1.2. Đặc tính lý hóa. 2
1.1.3. Thông tin về độ ổn định của natri diclofenac. 3

1.1.4. Thông tin về tính thấm của natri diclofenac. 3
1.1.5. Thuốc nhỏ mắt chứa natri diclofenac 4
1.2. Thuốc nhỏ mắt 5
1.2.1. Định nghĩa 5
1.2.2. Sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt 5
1.3. Dung dịch in situ gel 6
1.3.1. Khái niệm 6
1.3.2. Phân loại 6
1.3.3. Các hệ tạo gel in situ và một số nghiên cứu về dung dịch in situ gel
dùng cho nhãn khoa 7
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15
2.1. Nguyên liệu, thiết bị 15
2.1.1. Nguyên liệu 15
2.1.2. Thiết bị 15
2.1.3. Động vật thí nghiệm 16
2.2. Nội dung nghiên cứu 16
2.3. Phương pháp nghiên cứu 16
2.3.1. Phương pháp bào chế dung dịch nhỏ mắt in situ gel 16
2.3.2. Đánh giá một số đặc tính vật lý của dung dịch nhỏ mắt in situ gel 17
2.3.3. Đánh giá một số đặc tính tạo gel của dung dịch nhỏ mắt in situ gel 17
2.3.4. Phương pháp thử kết dính sinh học 19
2.3.5. Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro 21
2.3.6. Phương pháp định lượng 22
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 25
1.1. Xây dựng đường chuẩn 25
1.2. Xác định công thức bào chế cơ bản 26
1.2.1. Lựa chọn thành phần 26
1.2.2. Khảo sát tỉ lệ các thành phần 27
1.3. Đánh giá một số đặc tính vật lý của dung dịch nhỏ mắt in situ gel 32
1.3.1. Hình thức 32

1.3.2. pH 32
1.4. Đánh giá một số đặc tính tạo gel của dung dịch in situ gel 33
1.4.1. Nhiệt độ tạo gel 33
1.4.2. Khả năng tạo gel 33
1.4.3. Độ nhớt 35
1.4.4. Khả năng chảy lỏng 36
1.5. Đánh giá khả năng kết dính sinh học của dung dịch in situ gel 37
1.6. Đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro 38
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 43
Phụ lục
Tài liệu tham khảo







DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

PF127 Poloxamer P407
PF68 Poloxamer P188
NaDC Natri diclofenac
DIG Dung dịch in situ gel
Fa-x:y:z Công thức Fa với tỷ lệ PF127, PF68, Carbopol lần lượt là x,y,z%
Fa-x:y Công thức Fa với tỷ lệ PF127, PF68 lần lượt là x,y%
Fa-z Công thức Fa với tỷ lệ Carbopol là z%
HPMC Hydroxypropylmethyl cellulose
HPC Hydroxypropyl cellulose
PVA Polyvinyl alcol

NaCMC Natri carboxymethyl cellulose
MC Methyl cellulose
STF Dung dịch nước mắt nhân tạo (Simulated Tear Fluid)



DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
1.1 Độ tan của NaDC trong nước 2
1.2 Phân loại các hệ tạo gel in situ 6
2.3 Nguyên liệu sử dụng trong quá trình thực nghiệm 15
3.4 Sự phụ thuộc giữa diện tích pic và nồng độ NaDC 25
3.5 Thành phần công thức lựa chọn tỷ lệ PF127: PF68 28
3.6
Nhiệt độ tạo gel, khả năng tạo gel và khả năng chảy lỏng của
các công thức khảo sát tỷ lệ poloxamer
29
3.7 Thành phần công thức nghiên cứu 31
3.8 pH của các DIG khảo sát ở 25± 1
o
C 32
3.9 Kết quả đánh giá một số đặc tính tạo gel của DIG 34
3.10 Kết quả đo độ nhớt 35
3.11 Kết quả thử kết dính sinh học 37
3.12 Kết quả tỷ lệ dược chất giải phóng từ DIG trong 6 giờ 39

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình Tên hình Trang
1.1 Cấu trúc của poloxamer 7
1.2
Sơ đồ minh họa sự hình thành gel của PF127 khi tăng nhiệt
độ
8
1.3 Cơ chế tạo gel của hệ nhạy cảm với pH 10
1.4 Cơ chế tạo gel do ion hóa 12
2.5 Mô hình thiết bị đo lực kết dính sinh học 19
2.6 Thiết bị thử kết dính sinh học tự chế tạo 20
3.7
Đồ thị biểu diễn dự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ
NaDC và diện tích pic
25
3.8
Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của PF127 và PF68 tới nhiệt độ
tạo gel
28
3.9
Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt của các DIG có nồng
độ poloxamer PF127:PF68 bằng 19:8% và 20:11% theo
nhiệt độ
36
3.10

Đồ thị so sánh lực kết dính sinh học của các công thức có
cùng nồng độ PF127:PF68 bằng 18:11% và 20:11%
38
3.11
Đồ thị so sánh tỷ lệ dược chất giải phóng của các DIG F7,
F8 và F9 có cùng nồng độ PF127: PF68 bằng 19:10% và
nồng độ Carbopol lần lượt là 0; 0,1; 0,2%
40
3.12
Đồ thị so sánh tỷ lệ dược chất giải phóng của các DIG F2,
F8, F20 có cùng nồng độ Carbopol 0,1% và nồng độ PF127:
PF68 lần lượt là 18:11; 19:10; 20:11%
41




1


ĐẶT VẤN ĐỀ
Sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt quy ước thường rất thấp (chỉ khoảng từ 1-
3%), do cơ chế bảo vệ của hệ thống nước mắt và cấu tạo phức tạp của mắt, dẫn đến
hiệu quả điều trị không được như mong muốn. Nhiều hệ đưa thuốc đã được nghiên
cứu để cải thiện vấn đề này như: thuốc mỡ, gel, hỗn dịch, màng nhãn khoa, hệ
nano…Trong đó có dạng “gel có thể nhỏ giọt”, gọi là “in situ gel”, với ưu điểm dễ
dàng nhỏ giọt khi sử dụng và chuyển thành gel nhớt trước giác mạc, tăng sinh khả
dụng thông qua kéo dài thời gian lưu thuốc ở mắt. Đồng thời nó không gây khó chịu
cho người sử dụng như thuốc mỡ, màng nhãn khoa; có độ ổn định vật lý cao hơn và
đồng đều phân liều hơn hỗn dịch; phương pháp bào chế đơn giản hơn so với hệ

nano.
Natri diclofenac thuộc nhóm thuốc chống viêm giảm đau không steroid
(NSAIDs), sử dụng cho mắt có tác dụng ngăn chặn co đồng tử xảy ra trong quá
trình phẫu thuật lấy thủy tinh thể, giảm viêm và đau mắt trong tổn thương biểu mô
giác mạc sau một số phẫu thuật can thiệp khác. Hiện nay trên thị trường mới chỉ có
dạng dung dịch nhỏ mắt 0,1% (biệt dược Voltaren Ophtha), thuốc có thời gian tác
dụng ngắn, người bệnh phải dùng ít nhất 4-5 lần một ngày.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế và góp phần khắc phục những hạn chế của các
dạng thuốc nhỏ mắt thông thường chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây
dựng công thức in situ gel diclofenac nhỏ mắt” với mục tiêu:
1. Nghiên cứu, bào chế được dung dịch nhỏ mắt in situ gel chứa natri diclofenac.
2. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố trong công thức bào chế đến các chỉ tiêu
chất lượng của dung dịch in situ gel.







2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Thông tin về dược chất natri diclofenac
1.1.1. Công thức cấu tạo


Tên khoa học: Natri 2-[(2,6-
diclorophenyl)amino]benzen acetat.

Công thức phân tử: C
14
H
10
Cl
2
NNaO
2
.
Khối lượng phân tử: 318,14 [4]


1.1.2. Đặc tính lý hóa.
Tính chất vật lý.
- Cảm quan: tinh thể hay bột kết tinh trắng hay hơi vàng, dễ hút ẩm [4].
- Độ tan: dễ tan trong methanol, tan trong ethanol 96
o
, hơi tan trong nước và
trong acid acetic băng, khó tan trong aceton, thực tế không tan trong ete [4]. Độ tan
của NaDC trong nước thay đổi theo nhiệt độ, dung môi và pH môi trường hòa tan
[5], [19]. Độ tan trong nước của NaDC thay đổi theo pH môi trường, được thể hiện
trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Độ tan của NaDC trong nước.
pH Độ tan (mg/mL)
1,2-3,0 <0,004
4,0 0,021
5,0 0,086
6,0 0,590
7,0 1,870
7,5 1,690

- Nhiệt độ nóng chảy: 283-285
o
C [4].
- Hệ số phân bố n-octanol/đệm phosphat pH 7,2: 13,4 [3].
- Dung dịch NaDC trong methanol và dung dịch đệm phosphat pH 7,2 có hấp
phụ tử ngoại cực đại ở bước sóng lần lượt là 283 nm và 276 nm [24].


3


Tính chất hóa học:
NaDC là dẫn chất của anilin, chứa nhóm amin bậc 2 nên dễ bị oxy hóa [3].
1.1.3. Thông tin về độ ổn định của natri diclofenac.
Natri diclofenac có nhóm chức amin dễ bị oxy hoá, có nhóm phenyl acetat dễ
bị thuỷ phân đặc biệt dưới tác động của lực cơ học, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng. Tuy
nhiên nếu tồn tại ở dạng rắn thì tương đối ổn định. Nóng chảy ở 280ºC, kèm theo sự
phân huỷ [3].
Ahuja và các cộng sự đã đánh giá độ ổn định của các dung dịch nhỏ mắt
trong nước của NaDC. Các công thức bào chế được bảo quản ở trong lọ thủy tinh
màu và khô, tiệt khuẩn bằng nhiệt ẩm ở 15 ppm trong 20 phút. Kết quả cho thấy,
sau bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 12 tháng hoặc lão hóa cấp tốc trong 6 tháng,
dung dịch NaDC 0,1% trong nước ở pH 7,4 hàm lượng NaDC còn lại đạt trên 90%;
dung dịch NaDC trong nước ở pH thấp có vẩn đục [9].
Sankar và cộng sự đã nghiên cứu độ ổn định của NaDC trong gel nhỏ mắt
chứa NaDC, HPMC, NaCMC và MC, propylen glycol, benzalkonium clorid và đệm
phosphat pH 7,2. Gel được khử trùng bằng nồi hấp ở 15 ppm, 121
o
C trong 20 phút;
bảo quản ở điều kiện nhiệt độ khác nhau 25 -28

o
C. Kết quả cho thấy sau 6 tuần hàm
lượng NaDC còn lại đạt 95% [38].
1.1.4. Thông tin về tính thấm của natri diclofenac.
Ahuja và các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố trong công thức
đến tính thấm của dung dịch nhỏ mắt NaDC trên giác mạc. Kết quả cho thấy: khi
tăng pH từ 6,0 đến 8,0 khả năng thấm của NaDC giảm, khi nồng độ dược chất giảm
từ 0,10 xuống 0,05% ảnh hưởng đến tính thấm không rõ ràng, khi nồng độ dược
chất tăng từ 0,10 đến 0,15% tốc độ thấm giảm. Các chất bảo quản cũng ảnh hưởng
đến mức độ thấm của NaDC: natri metabisulfit, dinatri edetat, methyl và propyl
paraben có tác dụng làm tăng đáng kể tính thấm của NaDC, acid sorbic làm giảm
trong khi benzalkonium clorid không ảnh hưởng đến tính thấm của NaDC. Các chất
làm tăng độ nhớt cũng ảnh hưởng đến khả năng thấm của NaDC theo thứ tự sau:
HPMC > MC > PVA > HPC trọng lượng phân tử thấp [8].

4


1.1.5. Thuốc nhỏ mắt chứa natri diclofenac
Trên thị trường, thuốc nhỏ mắt chứa natri diclofenac mới chỉ có dạng dung
dịch 0,1%. Trong đó, biệt dược Voltaren Ophtha (Novartis – Thụy Sĩ) đã báo cáo về
các đặc điểm dược lực học, dược động học và liều dùng như sau [6]:
1.1.5.1. Đặc điểm dược lực học
Diclofenac thuộc nhóm thuốc chống viêm giảm đau không steroid (NSAIDs),
có tác dụng ức chế tổng hợp prostaglandin rõ rệt, tác dụng giảm đau chống viêm
mạnh.
Các thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh diclofenac có khả năng ngăn chặn co
đồng tử xảy ra trong quá trình lấy thủy tinh thể đục, có tác dụng làm giảm viêm và
đau mắt trong tổn thương biểu mô giác mạc sau một số phẫu thuật can thiệp khác.
Và không thấy dấu hiệu cho thấy diclofenac có tác dụng phụ ngăn cản quá trình

lành vết thương.
1.1.5.2. Đặc điểm dược động học
Thử nghiệm trên thỏ (đánh dấu bằng
14
C) cho thấy diclofenac đạt nồng độ tối
đa trong giác mạc và kết mạc vào thời điểm 30 phút sau khi nhỏ. Thuốc được thải
trừ nhanh và hoàn toàn ra khỏi cơ thể sau 6 giờ.
Ở người, khả năng diclofenac ngấm vào tiền phòng đã được xác nhận và
không phát hiện thấy diclofenac trong huyết tương.
1.1.5.3. Liều dùng
 Người lớn và người già:
Phẫu thuật về mắt và biến chứng: trước phẫu thuật 3 giờ nhỏ 5 lần, 1 giọt/lần;
sau phẫu thuật: ngay sau phẫu thuật nhỏ 1 giọt, lặp lại 3 lần trong ngày phẫu thuật,
các ngày sau nhỏ 3-5 lần cho đến khi đạt hiệu quả.
Điều trị giảm đau và khó chịu; viêm sau chấn thương: cứ 4-6 giờ nhỏ 1
giọt/lần.
Đau do phẫu thuật: 1-2 giọt/1 giờ trước phẫu thuật, 1-2 giọt/15 phút sau phẫu
thuật, trong 3 ngày sau: cứ 4-6 giờ nhỏ 1 giọt/lần cho tới khi đạt hiệu quả.
 Trẻ em: chưa có nghiên cứu được công bố.

5


1.2. Thuốc nhỏ mắt
1.2.1. Định nghĩa
Thuốc nhỏ mắt là dung dịch nước, dung dịch dầu hoặc hỗn dịch vô khuẩn của
một hay nhiều hoạt chất, dùng để nhỏ vào mắt. Chế phẩm cũng có thể được bào chế
dưới dạng khô (bột, bột đông khô, viên nén) vô khuẩn, được hòa tan hoặc phân tán
vào một chất lỏng vô khuẩn thích hợp khi dùng [4].
1.2.2. Sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt.

1.2.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt.
Sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt thường rất thấp (chỉ từ 1-3%). Nguyên nhân
do bên cạnh các yếu tố thông thường ảnh hưởng đến sinh khả dụng như: đặc tính lý
hóa của dược chất, pH của chế phẩm, mức độ đẳng trương với dịch nước mắt,…, thì
cấu tạo sinh lý đặc biệt gồm các lớp thân dầu và thân nước đan xen và cơ chế bảo vệ
của hệ thống nước mắt là yếu tố quan trọng làm giảm sinh khả dụng của thuốc nhỏ
mắt [16], [35].
1.2.2.2. Các biện pháp cải thiện sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt.
Một số biện pháp cải thiện sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt quy ước [1], [2]:
- Kéo dài thời gian lưu thuốc ở vùng trước giác mạc: thêm chất kết dính sinh
học, chất làm tăng độ nhớt, bào chế thuốc dưới dạng hỗn dịch, dạng gel, thuốc
mỡ,
- Tăng tính thấm của giác mạc với dược chất: chất diện hoạt (Tween 80,
Cremophor), tạo ra các tiền thuốc, tạo phức chelat với ion calci (natri edetat).
- Hiện nay dạng dung dịch nhỏ mắt in situ gel với đặc điểm là tồn tại ở dạng
dung dịch ở điều kiện bảo quản và chuyển sang dạng gel trong điều kiện sinh lý ở
mắt, đang được nghiên cứu nhiều với kỳ vọng tăng sinh khả dụng của dung dịch
thuốc nhỏ mắt quy ước và khắc phục được một số nhược điểm của những dạng bào
chế khác dành cho nhãn khoa [7], [12] :
DIG tạo gel nhớt trước giác mạc, hạn chế rửa trôi dược chất, kéo dài thời
gian lưu thuốc ở mắt, tăng sinh khả dụng và hiệu lực điều trị, đồng thời giảm số lần
sử dụng cho người bệnh so với dung dịch nhỏ mắt quy ước.

6


DIG là dung dịch dược chất, đảm bảo đồng đều phân liều hơn và hạn chế
nhược điểm kém ổn định vật lý của hỗn dịch.
DIG không làm mờ, giảm tầm nhìn và khó chịu như thuốc mỡ.
DIG sử dụng nhỏ giọt như thuốc nhỏ mắt thông thường không gây khó khăn

khi dùng như màng đặt nhãn khoa, khắc phục được nhược điểm giải phóng dược
chất không hằng định của hệ màng đặt theo cơ chế mài mòn.
DIG có phương pháp bào chế đơn giản, ổn định hơn các dạng bào chế mới
như nhũ tương nano, hỗn dịch nano, liposom,…
1.3. Dung dịch in situ gel
1.3.1. Khái niệm
Dung dịch in situ gel là dung dịch cao phân tử của các polyme, có đặc tính
chuyển thể sol-gel một cách thuận nghịch [2]. Sự tạo gel có thể được kích hoạt bởi
các tác nhân như nhiệt độ, ion, pH, tác động của dung môi hay của tia UV [10],
[11].
Dung dịch nhỏ mắt in situ gel có thể nhỏ giọt vào mắt như dung dịch và
chuyển sang dạng gel nhớt đàn hồi dưới tác động của các điều kiện sinh lý ở mắt
như: thay đổi nhiệt độ, pH và thay đổi thành phần điện giải [10], [11], [12].
1.3.2. Phân loại
Cơ chế tạo gel của dung dịch in situ gel được quyết định bởi loại polyme được
sử dụng, mỗi loại polyme tạo gel dưới tác động của các yếu tố nhất định, được chia
thành 3 nhóm như trong bảng 1.2.
Bảng 1.2: Phân loại các hệ tạo gel in situ [34]
STT Tác nhân kích thích Polyme tạo gel
1
Nhiệt độ
Chitosan, Pluronics, tetronics, xyloglucans,
hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC)
2
pH
Chitosan, cellulose acetate phtalat (CAP),
Carbopol, polymethacrilic acid (PMMA),
polyethylen glycol (PEG),
3
Tương tác ion Gelrite, gellan, acid hyaluronic, alginat.

7


1.3.3. Các hệ tạo gel in situ và một số nghiên cứu về dung dịch in situ gel dùng
cho nhãn khoa
1.3.3.1. Hệ tạo gel nhạy cảm với nhiệt độ
* Cơ chế
Hệ in situ gel nhạy cảm với nhiệt độ bị kích hoạt bởi sự thay đổi nhiệt độ môi
trường và là hệ được nghiên cứu nhiều nhất [36]. Sự chuyển thể sol - gel xảy ra chủ
yếu do khả năng hòa tan khác nhau ở những nhiệt độ khác nhau của các polyme tạo
gel. Ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bắt đầu xảy ra sự chuyển thể sol-gel (LCST), liên
kết hydro giữa các nhóm ưu nước ở trên bề mặt polyme và phân tử nước làm tăng
sự hòa tan của các chuỗi polyme và hệ tồn tại ở dạng dung dịch. Khi nhiệt độ cao
hơn LCST, các liên kết hydro bị phá vỡ, tương tác polyme - polyme và nước - nước
chiếm ưu thế hơn, do các đại phân tử hòa tan bị khử nước đột ngột và chuyển sang
cấu trúc kỵ nước hơn, dung dịch chuyển thành dạng gel [20], [32].
* Một số polyme thường dùng
POLOXAMER
Poloxamer (tên thương mại: Pluronics) là những chất hoạt động bề mặt không
ion hóa tan được trong nước có cấu trúc gồm một chuỗi poly (propylen oxide) kỵ
nước ở giữa và bao quanh bởi hai chuỗi poly (ethylen oxide) ưa nước (PEO-PPO-
PEO).

Hình 1.1: Cấu trúc của poloxamer [34].
Chúng có thể ở các dạng lỏng, nhão hay rắn tương ứng với khối lượng phân tử
và tỷ lệ EO:PO lần lượt từ 1100-1400 và từ 1:9-8:2 [34], [37]. Trong đó, poloxamer
P407 hay được sử dụng nhất trong công nghiệp bào chế. Nó tạo được gel trong suốt

8

và không màu. Các poloxamer nói chung được ghi nhận là dung nạp tốt và không
gây hại đến giác mạc thỏ và chuột kể cả với nồng độ khá cao (25-30%) [15].
Ở các nồng độ 20% và cao hơn, dung dịch trong nước của nó có dạng lỏng ở
nhiệt độ thấp (<15
o
C) và chuyển dần sang dạng gel bán rắn có độ nhớt cao khi tăng
dần nhiệt độ. Ở nhiệt độ thấp, poloxamer ở dạng các tiểu đơn vị micell, có cấu trúc
gồm phần kỵ nước (PO) ở trung tâm, bao quanh bởi các chuỗi ưa nước (EO). Liên
kết hydro giữa EO và phân tử nước làm tăng sự hòa tan của polyme, các micell tồn
tại ở dạng tự do trong dung dịch. Khi nhiệt độ tăng lên, liên kết hydro bị phá hủy,
liên kết polyme-polyme giữa các micell tăng lên, chúng tập hợp lại với nhau và tạo
thành các mạng lưới liên kết ngang, làm tăng độ nhớt (hình 1.2) [21].

Hình 1.2. Sơ đồ minh họa sự hình thành gel của PF127 khi tăng nhiệt độ [18].
Nghiên cứu về DIG sử dụng poloxamer:
Rathapon Asasutjari và cộng sự đã nghiên cứu công thức dung dịch nhỏ mắt in
situ gel natri diclofenac sử dụng tá dược tạo gel là poloxamer P407, P188 và
Carbopol 940 làm tăng độ nhớt. Nghiên cứu chỉ ra rằng công thức có nồng độ 3
polyme lần lượt là 20:11:0,1% có nhiệt đô tạo gel 32,6 ± 1,1
o
C và thử nghiệm in
vivo trên thỏ thu được kết quả: nồng độ NaDC tối đa trong thủy dịch (C
max
) khi nhỏ
DIG cao hơn 2,2 lần khi nhỏ dung dịch nhỏ mắt. Dung dịch nhỏ mắt sau 6 giờ
không xác định được nồng độ của NaDC trong thủy dịch, in situ gel duy trì nồng độ
NaDC trong thủy dịch ít nhất 12 giờ [10].
Yong qian và các cộng sự đã phát triển công thức dung dịch nhỏ mắt in situ

gel của methazolamid, sử dụng kết hợp 2 poloxamer PF127 và PF68. Chọn ra được
công thức tối ưu chứa 21% PF127 và 10% PF68, tỷ lệ dược chất giải phóng sau 1

9


giờ là 44,90%, sau 6 giờ là 86,63%. So sánh tác dụng làm giảm áp lực nội nhãn với
AZOPT
®
(hỗn dịch nhỏ mắt brinzolamid 1%) cho thấy, trong 1,5 giờ đầu tiên, tác
dụng của AZOPT
®
tốt hơn so với công thức nghiên cứu, sau đó, tác dụng của công
thức nghiên cứu lại tốt hơn và kéo dài đến 12 giờ sau khi nhỏ thuốc, trong khi tác
dụng của AZOPT
®
chỉ trong hơn 8 giờ [31].
Dẫn chất của cellulose: MC và HPMC
Cellulose là một polysaccarid không tan trong nước. Một số dẫn chất như MC
và HPMC tạo ra bằng cách alkyl hóa cellulose có đặc tính tạo gel in situ ở nồng độ
thấp (1-10%). Dung dịch MC chuyển thành dạng gel đục trong khoảng từ 40-50
o
C,
HPMC trong khoảng từ 75-90
o
C. Nhiệt độ chuyển pha này có thể thấp hơn nhờ
những thay đổi về vật lý hay hóa học. Ví dụ, NaCl làm giảm nhiệt độ tạo gel của
dung dịch MC xuống từ 32-34
o
C. Tương tự, khi giảm số nhóm thế hydroxy propyl

của HPMC, nhiệt độ tạo gel của nó giảm còn khoảng 40
o
C [26].
Nghiên cứu về DIG sử dụng MC:
Bhowmik M. và các cộng sự đã nghiên cứu sự tạo gel và giải phóng thuốc in
vitro của DIG ketorolac tromethamin nhạy cảm nhiệt chứa MC. Kết quả chỉ ra rằng
dung dịch in situ gel 1% MC và 5-7% NaCl có nhiệt độ tạo gel dưới 37
o
C và tỷ lệ
giải phóng thuốc trên 5 giờ đạt 100% [11].
XYLOGLUCAN
Xyloglucan là một polyme tự nhiên có nguồn gốc từ hạt me. Nó có cấu trúc
gồm một chuỗi β-(1-4)-glucose với nhánh α -(1-6)-xylose được thay thế một phần
bằng β -(1-2)-galactoxylose. Xyloglucan ít khi thể hiện đặc tính chuyển pha. Khi ít
nhất 35% galactose bị thủy phân bởi β-galactosidase thì đặc tính tạo gel in situ mới
xuất hiện. Nhiệt độ chuyển thể sol-gel của xyloglucan giảm từ 40
o
C xuống 5
o
C
tương ứng với tỷ lệ galactose bị thủy phân tăng từ 35-58% [7].
Nghiên cứu về DIG sử dụng xyloglucan:
Burgalassi S. và các cộng sự đã đánh giá nồng độ timolol trong nước mắt, giác
mạc, cơ mống mi mắt, thủy dịch, huyết tương và tác dụng làm giảm áp lực nội nhãn
của công thức chứa 2% xyloglucan. So sánh dược động học với thuốc nhỏ mắt chứa

10


timolol Droptimol

®
và Timoptic
®
XE (DIG sử dụng gellan làm tác nhân tạo gel).
Thấy rằng công thức sử dụng xyloglucan có kết quả tốt hơn so với Droptimol
®
(diện
tích dưới đường cong AUC gấp 1,8 lần và nồng độ thuốc cao nhất trong thủy dịch
C
max
gấp 1,61 lần) và tương đương với Timoptic
®
XE [13].
Miyazaki và các cộng sự đã nghiên cứu công thức dung dịch nhỏ mắt in situ
gel của pilocarpin hydrochlorid sử dụng tá dược tạo gel xyloglucan. Kết quả cho
thấy công thức chứa 2% xyloglucan duy trì gel ở mắt trong hơn 6 giờ khi nhỏ vào
mắt thỏ [25].
1.3.3.2. Hệ tạo gel do thay đổi pH
* Cơ chế
Các polyme nhạy cảm với pH chuyển từ dạng dung dịch sang dạng gel do pH
làm thay đổi mức độ ion hóa và độ tan trong nước của chúng. Tất cả các polyme
nhạy cảm với pH đều có các nhóm ion (acid hay base) có thể cho hoặc nhận điện tử
khi pH môi trường thay đổi. Khi pH môi trường tăng, sự trương nở của các polyme
tăng lên nếu trong phân tử polyme có các nhóm có tính acid yếu, và giảm đi khi có
các nhóm có tính base yếu [33].

Hình 1.3: Cơ chế tạo gel của hệ nhạy cảm với pH [34].
* Một số polyme thường dùng
CHITOSAN
Chitosan là một polyme cation, có bản chất là polysaccarid, sản phẩm của

phản ứng deacetyl hoá một phần chitin. Chitosan có độc tính thấp, tương tác sinh
học tốt và có khả năng phân hủy sinh học. Chitosan ít tan trong nước, ethanol 95%

11


và dung môi hữu cơ khác, tan nhanh trong các dung dịch acid (acid acetic). Vì các
nhóm amin của polyme bị proton hoá tạo dạng muối RNH
3
+
tan trong nước. Độ tan
của chitosan phụ thuộc vào mức độ deacetyl hoá và chịu ảnh hưởng lớn của việc
thêm các chất điện ly vào dung dịch. Ở pH nhỏ hơn 6,2 chitosan tồn tại trong nước
dưới dạng dung dịch. Ở pH lớn hơn 6,2 xảy ra sự trung hòa làm chitosan chuyển
thành dạng gel ngậm nước giống như tủa [28].
Nghiên cứu về DIG sử dụng chitosan:
Varshosaz và các cộng sự đã nghiên cứu DIG ciprofloxacin sử dụng các
chitosan có phân tử lượng khác nhau kết hợp với poloxamer. Nghiên cứu đã chỉ ra
rằng với cùng nồng độ PF127 15%, khi tăng nồng độ chitosan từ 0,1-0,3% hoặc
khối lượng phân tử chitosan tăng từ thấp đến cao, tỷ lệ dược chất giải phóng in vitro
giảm. DIG chứa 15% PF127 và 0,1% chitosan phân tử lượng thấp có đường kính
vùng ức chế Pseudomonas aueroginosa (48 mm) và Staphylococcus aureus (48
mm) lớn hơn so với dung dịch nhỏ mắt ciprofloxacin quy ước (32 và 31 mm) [40].
CARBOPOL
Carbopol là một poly(acid acrylic) phân tử lượng lớn được sử dụng rộng rãi
trong nhãn khoa để tăng thời gian lưu của thuốc trước giác mạc. Carbopol 934 là
một polyme tổng hợp gồm 62% nhóm carboxyl, với khối lượng phân tử lớn được
tạo bởi các đơn vị lặp lại acid acrylic liên kết với allyl sucrose hoặc allyl ether của
pentaerythritol. Carbopol là một polyme có độ nhớt phụ thuộc vào pH, nó ở dạng
dung dịch trong môi trường acid nhưng tạo gel nhớt trong môi trường pH kiềm.

Carbopol tương đối bền, không bị ảnh hưởng bởi sự biến đổi của nhiệt độ, chất oxy
hoá, có thể kháng lại sự phát triển của vi khuẩn. Ở nồng độ gel 0,5%, Carbopol
934P có độ nhớt 29400 cP – 39400 cP [28].
Nghiên cứu về DIG sử dụng Carbopol:
Wu C, Qi H, Chen W nghiên cứu bào chế DIG puerarin sử dụng polyme tạo
gel là Carbopol 980 và HPMC với nồng độ 0,1 và 0,4%, tạo gel ở điều kiện sinh lý,
làm tăng độ nhớt, giải phóng dược chất trong 8 giờ, thời gian thuốc đạt nồng độ tối

12


đa trong thủy dịch T
max
gấp 1,76 lần và diện tích dưới đường cong AUC
0-8 giờ
gấp
2,17 lần so với dạng dung dịch quy ước [41].
Malik và cộng sự đã nghiên cứu bào chế DIG gatifloxacin chứa Carbopol 940
và HPMC làm tác nhân tạo gel nhạy cảm pH. DIG được tiệt khuẩn bằng nhiệt ẩm ở
121
o
C, 15psi trong 15 phút. Kết quả thử độ vô khuẩn trong môi trường thioglycolat
và thạch casein đậu tương cho thấy sau 7 ngày DIG không bị nhiễm vi sinh vật. Các
DIG có khả năng duy trì giải phóng dược chất in vitro, sau 8 giờ có trên 84%
gatifloxacin được giải phóng [23].
1.3.3.3. Hệ tạo gel do ion hóa.
* Cơ chế
Hệ tạo gel do ion hóa bị kích hoạt bởi sự có mặt của các ion có trong dịch
nước mắt như Na
+

, Ca
2+
, Mg
2+
. Các polyme được sử dụng là các polyme anion,
như: natri alginat, Gelrite, tamarind, gellan. Sự tạo gel xảy ra do tương tác ion giữa
các ion của polyme và các ion hóa trị 2 của nước mắt. Khi các polyme anion tiếp
xúc với các cation, chúng chuyển sang dạng gel có độ nhớt cao.

Hình 1.4: Cơ chế tạo gel do ion hóa [34].
* Một số polyme thường dùng
ALGINAT
Cấu tạo hóa học của alginat gồm 2 phần tử β-D-mannuronic (M) và α – L –
guluronic acid (G) liên kết với nhau bằng liên kết 1- 4 glucozid. Do bị thủy phân

13


một phần bởi acid, alginat có cả 2 thành phần: acid mannuronic, acid guluronic.
Alginat với lượng acid guluronic cao sẽ cải thiện đặc tính tạo gel và giảm được
lượng polyme sử dụng. Tương tác giữa phần tử G và các ion Ca
2+
làm cho alginat
tạo gel có cấu trúc 3 chiều bền vững. Các đặc tính của gel tạo thành như là độ bền
và độ xốp phụ thuộc vào tỷ lệ G:M, loại ion liên kết, nồng độ và độ nhớt của dung
dịch alginat ban đầu [26].
Nghiên cứu về DIG sử dụng alginat:
Liu và các cộng sự đã nghiên cứu DIG gatifloxacin sử dụng alginat là polyme
tạo gel. Kết quả chỉ ra rằng công thức gatifloxacin chứa 1% alginat và 2% HPMC
E50Lv có khả năng kéo dài giải phóng dược chất: tỷ lệ dược chất giải phóng in vitro

sau 0,5 giờ là 17,2%; sau 6 giờ là 80,0% trong khi dung dịch nhỏ mắt gatifloxacin
đối chiếu tỷ lệ dược chất giải phóng đạt hơn 90,0% chỉ sau chưa tới 0,5 giờ [22].
 Bên cạnh dành cho nhãn khoa thì các DIG còn được nghiên cứu cho đường
uống, đường tiêm hay cho mũi, âm đạo và trực tràng:
- Yuan và các cộng sự đã phát triển công thức dung dịch in situ gel đặt trực
tràng của nimesulid, sử dụng poloxamer P407. Kết quả nghiên cứu dược động học
trên trực tràng thỏ cho thấy, công thức nimesulid 2% chứa 18% PF127, 0,5% natri
alginat và 1,2% PEG 4000 có thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa trong huyết tương
T
max
=131,33 phút, nhanh hơn so với thuốc đạn thông thường (chứa 2% nimesulid và
98% glyceryl monostearat) (T
max
=274,18 phút). Và nồng độ thuốc cao nhất trong
huyết tương cũng cao hơn (26,69 và 16,21 µg/ mL) [42].
- Chaudhary và Verma đã nghiên cứu công thức dung dịch in situ gel chứa
acyclovir để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn virus herpes đường miệng, sử dụng
PF127 và Carbopol 934, HPMC làm tá dược tạo gel. Kết quả nghiên cứu khả năng
thấm in vitro của dược chất cho thấy, tất cả các công thức khảo sát đều có % dược
chất giải phóng tại các thời điểm 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 180 phút lớn hơn so
với dạng kem thương mại (công thức chứa 6g PF127 và 0,15g HPMC K100M trong
khoảng 42g chế phẩm có khoảng 35, 67, 90, 98% dược chất giải phóng tại các thời

14


điểm 30, 60, 90, 180 phút, so với dạng kem thương mại có % dược chất giải phóng
lần lượt là 21, 47, 69, 84%) [14].
- Nerella và các cộng sự đã nghiên cứu dung dịch in situ gel kết dính sinh học
đường mũi của natri montelukast. Kết quả đánh giá tính thấm in vitro của dược chất

qua niêm mạc mũi cừu cho thấy các công thức chứa 20% PF127 và 20% PF127 kết
hợp với 2% MC duy trì giải phóng thuốc trong 12 giờ, tương ứng có 83,75 và
88,33% dược chất giải phóng sau 12 giờ [27].
Mặc dù trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về dung dịch in situ gel, nhưng
trong nước các nghiên cứu vẫn rất hạn chế. Vì vậy chúng tôi thực hiện đề tài này
nhằm xây dựng và đánh giá công thức DIG natri diclofenac, trong đó sử dụng
poloxamer PF127 và PF68 là tác nhân tạo gel nhạy cảm nhiệt và Carbopol là
polyme kết dính sinh học.


















15


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên liệu, thiết bị
2.1.1. Nguyên liệu
Bảng 2.3: Nguyên liệu sử dụng trong quá trình thực nghiệm
STT Tên nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn chất lượng
1
Natri diclofenac Trung Quốc Nhà sản xuất
2
Poloxamer P407 BASF (Đức) Nhà sản xuất
3
Poloxamer P188 BASF (Đức) Nhà sản xuất
4
Carbopol 934 Trung Quốc Nhà sản xuất
5
Chitosan Trung Quốc Nhà sản xuất
6
Kali dihydrophosphat Trung Quốc Tinh khiết phân tích
7
Dinatri hydrophosphat Trung Quốc Tinh khiết phân tích
8
Acid phosphoric Trung Quốc Tinh khiết phân tích
9
Natri phosphat Trung Quốc Tinh khiết phân tích
10
Natri hydroxyd Trung Quốc Tinh khiết phân tích
11
Natri clorid Trung Quốc Tinh khiết phân tích
12
Calci clorid Trung Quốc Tinh khiết phân tích
13
Natri hydrocarbonat Trung Quốc Tinh khiết phân tích

14
Acid acetic Trung quốc Tinh khiết phân tích
15
Methanol Baker (Mỹ) Dùng cho HPLC
16
Nước cất Việt Nam DĐVN IV

2.1.2. Thiết bị
+ Máy đo pH Eutech Instrument pH 510.
+ Thiết bị lọc nén Sartorius SM 16249.
+ Màng lọc cellulose acetat kích thước 0,2 µm; 0,45 µm.
+ Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao Aligent 1260 Infinite (Mỹ).
+ Hệ thống đánh giá giải phóng thuốc qua màng Hanson Research (Mỹ).
+ Bể siêu âm Ultrasonic LC_60H.
+ Nhớt kế Brookfield SA
®
(Mỹ).
+ Thiết bị thử kết dính sinh học: chế tạo từ cân Roberval.
+ Tủ lạnh.
+ Máy lọc nước PURELAB Classic UV, ELGA (Anh).

16


+ Cân phân tích, cân kỹ thuật, các dụng cụ thủy tinh khác,…
2.1.3. Động vật thí nghiệm
Thỏ trắng trưởng thành khỏe mạnh, có trọng lượng 2,0- 2,5 kg, được nuôi
dưỡng trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, có kiểm soát.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Lựa chọn và xác định tỉ lệ các thành phần để xây dựng công thức bào chế cơ

bản của DIG.
- Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố trong công thức bào chế đến các chỉ tiêu
chất lượng của dung dịch in situ gel: đặc tính vật lý, đặc tính tạo gel, khả năng kết
dính sinh học và khả năng giải phóng dược chất in vitro.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp bào chế dung dịch nhỏ mắt in situ gel
DIG được bào chế bằng phương pháp lạnh theo các bước sau (áp dụng cho
100g DIG):
 Đối với công thức sử dụng tá dược Carbopol
Bước 1: Pha 100 mL dung dịch đệm phosphat pH 6,0, lọc qua màng
cellulose acetat 0,45 µm.
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch polyme.
- Cho từ từ Carbopol 934 vào khoảng 60mL dung dịch đệm, để qua đêm cho
trương nở hoàn toàn.
- Cho tiếp từ từ PF127 và PF68 vào, khuấy từ liên tục trong 1 giờ, tốc độ
khoảng 100 vòng/ phút. Để ít nhất 24 giờ trong tủ lạnh (4
o
C) cho tan hoàn toàn.
- Tiệt khuẩn dung dịch bằng nhiệt ẩm ở 121
o
C trong 20 phút, để nguội và làm
lạnh đến 4
o
C.
Bước 3: Chuẩn bị dung dịch dược chất.
Hòa tan hoàn toàn dược chất vào khoảng 10mL dung dịch đệm, lọc tiệt khuẩn
bằng màng lọc cellulose acetat 0,2 µm.
Bước 4: Phối hợp 2 dung dịch trên, bổ sung dung dịch đệm đã lọc tiệt
khuẩn đủ khối lượng.

17


Bước 5: Đóng gói, dán nhãn, hoàn chỉnh sản phẩm.
 Đối với công thức sử dụng tá dược chitosan.
Bước 1: Pha 100 mL dung dịch đệm phosphat pH 7,4, lọc qua màng
cellulose acetat 0,45 µm.
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch polyme.
- Hòa tan hoàn toàn chitosan vào 5 mL dung dịch acid acetic 2%.
- Cho từ từ PF127 và PF68 vào khoảng 60mL dung dịch đệm, khuấy từ liên
tục trong 1 giờ, tốc độ khoảng 100 vòng/ phút. Để ít nhất 24 giờ trong tủ lạnh cho
tan hoàn toàn.
- Phối hợp từ từ 2 dung dịch trên, khuấy từ liên tục trong 1 giờ cho đồng nhất.
- Tiệt khuẩn dung dịch bằng nhiệt ẩm ở 121
o
C trong 20 phút, để nguội và làm
lạnh đến 4
o
C.
Bước 3: Chuẩn bị dung dịch dược chất.
Hòa tan hoàn toàn dược chất vào khoảng 5mL dung dịch đệm, lọc tiệt khuẩn
bằng màng lọc cellulose acetat 0,2 µm.
Bước 4: Phối hợp 2 dung dịch trên, bổ sung dung dịch đệm đã lọc tiệt
khuẩn đủ khối lượng.
Bước 5: Đóng gói, dán nhãn, hoàn chỉnh thành phẩm.
2.3.2. Đánh giá một số đặc tính vật lý của dung dịch nhỏ mắt in situ gel
2.3.2.1. Hình thức
Màu sắc, độ trong của các DIG được xác định bằng mắt thường trên nền đen
và trắng.
2.3.2.2. pH

Sử dụng máy đo pH, tiến hành đo ở nhiệt độ 25±1
o
C, đo 3 lần và lấy kết quả
trung bình.
Kết quả được biểu diễn dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn.
2.3.3. Đánh giá một số đặc tính tạo gel của dung dịch nhỏ mắt in situ gel
2.3.3.1. Đánh giá khả năng chảy lỏng