Nghiên cứu bào chế viên piroxicam có sinh khả dụng cao

1

MỞ ĐẦU

Nhóm kháng viêm không steroid (NSAID) được sử dụng rộng rãi từ trước đến
nay trong điều trò bệnh đau lưng, viêm khớp mãn tính, viêm đa khớp, đau sau
chấn thương, thống kinh… Tuy nhiên, các tác động không mong muốn trên hệ
tràng vò là trở ngại lớn nhất cho việc sử dụng nhóm NSAID trong thời gian dài,
đặc biệt trên bệnh nhân lớn tuổi. Mặc dù các tác dụng phụ này không trầm trọng
nhưng lại làm giảm sự tuân trò của bệnh nhân.

Một thuốc giảm đau-kháng viêm lý tưởng phải có thời gian tác động nhanh
nhưng lại kéo dài, tuy nhiên, các thuốc NSAID tác động nhanh thì có thời gian
bán thải ngắn và ngược lại. Nhược điểm cố hữu này có nguyên nhân phần lớn là
do tính tan trong nước thấp do các hoạt chất ở dạng kết tinh. Để làm tăng độ tan,
một phương pháp làm giảm tối đa kích thước của dạng kết tinh đã được phát
minh: kỹ thuật chủ thể-khách thể (host-guest).

Piroxicam--cyclodextrin (PBC) là thuốc NSAID đầu tiên áp dụng kỹ thuật chủ
thể-khách thể cho phép từng phân tử piroxicam phóng thích vào trong niêm mạc
dạ dày-ruột, thay vì ở dạng tinh thể kém tan. Trong PBC, piroxicam (khách thể)
được gắn vào phân tử -cyclodextrin (chủ thể) là một oligosaccharid vòng, tạo
thành một phức hợp có độ tan cao hơn so với dạng tiểu phân hay tinh thể. Tính
tan trong nước được cải thiện sẽ có tác dụng giảm đau-kháng viêm nhanh và
mạnh hơn. Thời gian tiếp xúc niêm mạc dạ dày ít đi nên nguy cơ gây kích ứng
cũng giảm hẳn.


2

Dạng bào chế chứa piroxicam đã được sản xuất tại nhiều xí nghiệp dược phẩm

Việt Nam nhưng hầu hết đều ở dạng viên nang cứng. Gần đây trên thò trường
dược phẩm Việt Nam xuất hiện biệt dược BREXIN (Chiesi Farmaceutici S.p.A,
Ý) dạng viên nén chứa hoạt chất PBC với giá thành khá cao. Đề tài: “Nghiên
cứu bào chế viên piroxicam có sinh khả dụng cao” được tiến hành nhằm nghiên
cứu phương pháp tạo phức hợp piroxicam--cyclodextrin, từ đó xây dựng công
thức viên piroxicam có sinh khả dụng in vitro cao, giá thành rẻ phù hợp với điều
kiện nghiên cứu trong nước.

Mục tiêu tổng quát của đề tài sẽ được cụ thể hoá qua các mục tiêu nhỏ sau:

-

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp tạo phức hợp PBC
khác nhau trên mức độ làm tăng độ hoà tan của hoạt chất piroxicam.

-

Lựa chọn phương pháp tạo phức hợp tối ưu, nâng cấp quy mô điều chế phức.

-

Thiết kế mô hình và tối ưu hoá công thức điều chế viên chứa phức hợp PBC.

-

Đánh giá khả năng phóng thích in vitro so với sản phẩm đối chiếu.

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. THUỐC KHÁNG VIÊM KHÔNG STEROID

Viêm được xem là một phản ứng phức tạp của cơ thể khi bò tổn thương, biểu
hiện bên ngoài là sưng, nóng, đỏ, đau… Trên quan điểm sinh lý bệnh học, viêm
là một đáp ứng bảo vệ nhằm đưa cơ thể trở lại tình trạng trước khi bò tổn thương


3

để duy trì hằng đònh nội môi. Trong phản ứng viêm bao giờ cũng có 4 hiện tượng
cùng tồn tại và liên quan chặt chẽ với nhau: rối loạn tuần hoàn, rối loạn chuyển
hoá, tổn thương tổ chức và tăng sinh tế bào [2], [5].

Để điều trò viêm, người ta thường dùng hai nhóm thuốc chính sau:
-

Thuốc kháng viêm steroid

-

Thuốc kháng viêm không steroid

Ngoài ra còn dùng một số men kháng viêm và sử dụng thuốc kháng histamin
trong trường hợp viêm do dò ứng.

Các thuốc kháng viêm không steroid (Nonsteroidal Antiinflammatory DrugsNSAIDs) là các thuốc thuộc các nhóm hoá học khác nhau có tác động kháng
viêm tương tự các steroid, nhưng ít có tác động phụ trên giảm đau, ức chế hô hấp
hay gây nghiện. Chúng được sử dụng rộng rãi trong điều trò các bệnh và triệu
chứn g viêm, đau như viêm khớp, thống phong, thống kinh và đau đầu. Ngoài ra
nhóm này cũng có tác động giảm đau và hạ nhiệt. NSAIDs ức chế hoạt tính men
cyclooxygenase (COX), từ đó làm giảm sự tổng hợp prostaglandin, leukotrien và

thromboxan. Đây là men thường gặp xúc tác bước khởi đầu trong quá trình tổng
hợp prostanoid. Prostanoid là các acid béo có 20 carbon, có các nội vòng carbon
5 hay 6 cạnh như prostaglandin, acid prostanoic, prostacyclin, và thromboxan;
dẫn xuất của acid arachidonic. Các phản ứng hay quá trình tổng hợp các
prostanoid có liên quan đến các biến đổi trong tiến trình bệnh học như phản ứng
viêm, cầm máu, huyết khối, bảo vệ tế bào, loét, và các tiến triển khác của bệnh
thận. Như vậy, NSAIDs, một chất ức chế không chọn lọc cyclooxygenases (cả
hai men cyclooxygenase-1 và cyclooxygenase-2) có thể có lợi cũng như có hại
đến nhiều loại bệnh tật ở người. Nồng độ prostanoid thấp ở dạ dày có thể gây


4

loét, chảy máu và thủng dạ dày. Các chất ức chế chọn lọc trên COX-2 như
oxicam, meloxicam, và coxibs (celecoxib, rofecoxib, valdecoxib, parecoxib và
etoricoxib) không có tác dụng trên COX-1.

Các thuốc NSAIDs có thể được phân loại theo cơ chế tác động như sau:

NSAIDs ức chế không chuyên biệt:
-

Nhóm acid aryl-carboxylic: aspirin, acid mefenamic…

-

Nhóm acid aryl và heteroaryl acetic: diclofenac, indomethacin…

-

Nhóm acid aryl và heteroaryl propionic: ibuprofen, naproxen…

-

Nhóm mang tính acid do có chức enol: phenylbutazon, piroxicam…

NSAIDs ức chế chuyên biệt COX-2:
-

Nhóm sulfonanilid: nimesulid, flosulid…

-

Nhóm vicinal diaryl heterocyl: celecoxib, rofecoxib, valdecoxib, etoricoxib…

1.2. TƯ LIỆU VỀ PIROXICAM

1.2.1. TÍNH CHẤT LÝ HÓA

-

Tên khoa học: 4-Hydroxy-2-methyl-N-2-pyridinyl-2H-1,2-benzothiazine-3carboxamide 1,1-dioxide.

-

Công thức phân tử: C15H13N3O4S


5

OH

O
NH

N

N
S
O

O

CH3

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của piroxicam

-

Khối lượng phân tử: 331,4

-

Điểm chảy: 198-200 oC

-

Tính chất hoá lý: Bột kết tinh trắng hay vàng nhạt, thực tế không tan trong
nước, tan trong methylen chlorid, tan nhẹ trong ethanol [1], [12], [41],[42].

-

Độc tính: LD50 đường uống trên chuột: 360 mg/ kg.

-

Tính đa hình: Px tồn tại dưới hai dạng đa hình (hình lập phương và hình lá
kim) và một dạng monohydrat [36], [37].

1.2.2. PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM
Các phương pháp và tiêu chuẩn kiểm nghiệm của nguyên liệu Px và
dạng viên nén, viên nang chứa Px đã được mô tả trong các chuyên luận
của dược điển Việt Nam III (2002), dược điển Anh BP 2002 và dược điển
Mỹ USP 28 [1],[12],[42].

1.2.3. TÍNH CHẤT DƯC LÝ

1.2.3.1. Dược động học


6

Px được hấp thu tốt theo đường uống. Mức độ và tốc độ hấp thu không bò
ảnh hưởng bởi thức ăn hay các muối kháng acid. Khi dùng thuốc hàng
ngày, nồng độ trong huyết tương gia tăng trong vòng 5 đến 7 ngày để
đạt đến trạng thái ổn đònh. Nồng độ ổn đònh này không tăng lên khi tiếp
tục dùng thuốc đều đặn hàng ngày. Thời gian bán thải t1/2 của Px là 40,8
giờ. Px liên kết với protein huyết thanh ở tỉ lệ 99% và được bài tiết qua
sữa mẹ. Dưới 5% liều dùng hàng ngày được đào thải dưới dạng không bò
biến đổi qua nước tiểu và qua phân. Tiến trình chuyển hoá bao gồm đầu

tiên là hydroxyl hoá nhân pyridin của nhánh bên, tiếp theo là liên hợp với
acid glucuronic và sau cùng là đào thải qua nước tiểu [6].

1.2.3.2. Chỉ đònh
Điều trò các triệu chứng đau và các bệnh viêm khớp (viêm khớp dạng
thấp, viêm xương khớp) và các chứng bệnh về cơ-xương (viêm gân, viêm
bao khớp, đau sau chấn thương); đau sau phẫu thuật, đau kinh nguyên
phát [6].

1.2.3.3. Chống chỉ đònh

Không dùng Px cho người quá mẫn cảm với thuốc này và người có rối
loạn đường tiêu hóa, viêm dạ dày, khó tiêu, rối loạn nặng về gan thận,
suy tim nặng, tăng huyết áp, rối loạn về máu hoặc tạng chảy máu.
Không được dùng Px cho bệnh nhân đã gặp phản ứng (như hen, viêm


7

mũi và mày đay) với acid acetylsalicylic hoặc với các NSAID khác.
Chống chỉ đònh dùng Px khi mang thai hoặc nghi có thai, trong thời ký
cho con bú và ở trẻ em [6].

1.2.3.4. Tác dụng ngoại ý

Tác dụng ngoại ý hay gặp nhất là rối loạn tiêu hóa (buồn nôn, đau thượng vò, táo
bón, tiêu chảy). Các tác dụng ngoại ý khác là dấu hiệu quá mẫn cảm (phát ban),
nhức đầu, chóng mặt, mệt mỏi, thay đổi chỉ số huyết học, tăng BUN [6].

1.2.3.5. Liều lượng và cách dùng

Liều bắt đầu hay duy trì là liều đơn 20 mg mỗi ngày. Có thể dùng 10 mg
hai lần mỗi ngày. Đối với người già, nếu thấy cần thiết có thể giảm liều
và giới hạn liệu trình điều trò. Không nên dùng Px với liều cao hơn 20 mg
do nguy cơ gia tăng tác dụng ngoại ý trên đường tiêu hoá [6].

1.3. SINH KHẢ DỤNG CỦA THUỐC

1.3.1. KHÁI NIỆM


8

Sinh khả dụng (SKD) là đặc tính của dạng thuốc chỉ tốc độ và mức độ hay tỉ lệ
(%) của thành phần có hoạt tính hay chuyển hóa có hoạt tính được hấp thu vào
tuần hoàn chung và sẳn sàng ở nơi tác động [4].

SKD của một dạng thuốc có thể được xác đònh bằng phương pháp trực tiếp hoặc
gián tiếp. Sự lựa chọn phương pháp tùy thuộc vào mục tiêu nghiên cứu, khả
năng phân tích thuốc trong dòch sinh học, đặc tính dược lực của thuốc, đường sử
dụng và bản chất dạng thuốc…
Các phương pháp xác đònh SKD của một thuốc thường gặp:

-

Phương pháp đo nồng độ thuốc trong huyết tương.

-

Phương pháp đo lượng thuốc bài tiết trong nước tiểu (hoặc trong các dòch bài
tiết khác).

-

Phương pháp đo phản ứng dược lực cấp.

-

Phương pháp đánh giá lâm sàng.

-

Phương pháp đo sự phóng thích thuốc in vitro.

Tùy theo yêu cầu, sự đánh giá SKD của một chế phẩm có thể ở 2 mức độ: in
vitro và in vivo.

1.3.2. ĐÁNH GIÁ SINH KHẢ DỤNG IN VITRO

Nhằm khảo sát khả năng giải phóng và hòa tan dược chất ngoài cơ thể, thử
nghiệm in vitro được thực hiện trong các trường hợp:


9

-

Nghiên cứu lựa chọn tá dược để xây dựng công thức bào chế.

-

Theo dõi sự ổn đònh về chất lượng thuốc (so sánh với mẫu đăng ký).

-

Bảo đảm sự đồng nhất giữa các lô mẻ (so sánh với mẫu đăng ký).

-

So sánh sơ bộ các dạng chế phẩm khác nhau (so sánh các chế phẩm).

-

Xác đònh tương đương in vitro giữa thuốc generic và thuốc đối chiếu.

Thử nghiệm in vitro được lựa chọn phổ biến hiện nay là thử nghiệm độ
hòa tan (dissolution test). Thử nghiệm này dùng để đánh giá tốc độ và
mức độ giải phóng dược chất từ các dạng thuốc rắn như viên nén, viên
bao, nang thuốc, cốm, các dạng phóng thích kéo dài…Trong thử nghiệm
độ hòa tan, các điều kiện môi trường được thiết lập sao cho gần với điều
kiện trong cơ thể (nhiệt độ, môi trường pH, tốc độ khuấy…) để giảm đến
mức tối thiểu sự khác biệt giữa thử in vitro và quá trình thực sự trong cơ
thể [4].

So sánh độ hoà tan

Tính tương tự trong biểu đồ hoà tan được sử dụng để kiểm soát quá trình sản
xuất, làm bằng chứng đảm bảo chất lượng sản phẩm cũng như dùng để đánh giá
tương đương sinh học in vitro giữa hai công thức thuốc thử và thuốc đối chiếu.
Đường biểu diễn độ hoà tan có thể được đánh giá tương tự nhau trên tổng thể
hay tại từng thời điểm lấy mẫu. Phương pháp so sánh độ hoà tan bằng cách dùng

mô hình độc lập sẽ sử dụng hai yếu tố là yếu tố khác biệt (f1) và yếu tố tương tự
(f2) [24], [43].


10

Yếu tố khác biệt (f1) tính toán phần trăm khác nhau giữa hai đường biểu diễn độ
hoà tan tại mỗi thời điểm và là một phép đo sai số tương đối giữa hai đường biểu
diễn:
t


f1 

Rt  Tt

i 1



(1.1.)

x 100

t

R

t

i1

Yếu tố tương tự (f2) là biến đổi sang dạng logarit của nghòch đảo tổng bình
phương sai số và là phép đo sự tương tự nhau trong phần trăm hoà tan giữa hai
đường biểu diễn:

f2


 50 x log 



1
1  n


t

 R t

 Tt

i 1

2








 0 ,5


x 100 


(1.2.)

trong đó:
n:

số thời điểm

Rt : độ hoà tan của thuốc đối chiếu tại thời điểm t
Tt: độ hoà tan của thuốc thử tại thời điểm t

Thông thường, giá trò f1 lên đến 15 (0 < f1 < 15) chứng tỏ hai đường biểu diễn độ
hoà tan không khác nhau và giá trò f2 lớn hơn 50 (50 < f2 < 100) đã đủ đảm bảo
sự tương tự nhau của hai đường biểu diễn độ hoà tan của hai chế phẩm.

1.4. CYCLODEXTRIN


11

1.4.1. NGUỒN GỐC, ĐẶC ĐIỂM

Cyclodextrin (CD) là nhóm sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên được tạo thành
từ sự phân huỷ cellulose bởi vi khuẩn. Các oligosaccharid vòng này bao gồm các
đơn vò -D-glucopyranose liên kết với nhau bằng cầu nối (-1,4), có khoang bên
trong thân dầu và mặt ngoài thân nước. Sự liên kết của các đơn vò glucopyranose
làm cho CD có dạng hình nón cụt [22], [31].
Đặc điểm của các CD thiên nhiên được tóm tắt trong Bảng 1.1.

Bảng 1.1. Đặc điểm của các CD thiên nhiên

Loại

Số đơn vò

Đường kính khoang(Ǻ)

Khối lượng phân tử

Độ tan (g/100 ml)

-CD

6

4,7-5,3

972

14,5

-CD

7

6,0-6,5

1135

1,85

-CD

8

7,5-8,3

1297

23,2

Độ tan trong nước của các CD thiên nhiên thường rất thấp, nguyên nhân là do
các cầu nối hydrogen liên phân tử khá mạnh ở trạng thái kết tinh. Khi thay thế
bất kỳ các nhóm hydroxyl tạo cầu nối hydrogen bằng một nhóm khác, thậm chí
bằng nhóm chức methoxy không phân cực, cũng sẽ cải thiện rất nhiều độ tan
[30], [40]. Các dẫn chất CD được ưa chuộng trong ngành dược bao gồm dẫn chất
hydroxypropyl của - và -cyclodextrin, -cyclodextrin methyl hoá ngẫu nhiên,
sulfobutylether -cyclodextrin, glucosyl--cyclodextrin (Hình 1.2.).


12

Hình 1.2. Cấu trúc của một vài CD phổ biến

Cyclodextrin

R = H hay

-cyclodextrin

-H

2-Hydroxypropyl--cyclodextrin

-CH2CHOHCH3

Sulfobutylether -cyclodextrin muối natri

-(CH2)4SO3-Na+

-cyclodextrin methyl hoá ngẫu nhiên

-CH3

Branched -cyclodextrin

nhóm glucosyl hay maltosyl

Các CD đều là dạng phân tử lớn (khối lượng phân tử từ 1000 đến trên 2000
Daltons) và thân nước với một lượng đáng kể các nhóm cho và nhận H+, do vậy
không được hấp thu ở hệ tràng vò khi ở dạng không đổi. Cấu trúc mạch vòng của
CD kháng lại sự thủy phân của -amylase, - amylase và bò thủy phân kém

trong ruột non của người nhưng được lên men bằng hệ vi khuẩn ruột kết. Ít hơn
1% CD được hấp thụ không ảnh hưởng bởi ruột non và chúng được thải trong
nước tiểu [7].


13

1.4.2. ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC

Có thể thấy rất nhiều hiệu quả đã đạt được khi ứng dụng CD trong nghiên cứu
phát triển thuốc [16]:

Hiệu quả trên độ tan và hoà tan của thuốc

CD đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ tan và/hoặc độ hoà tan của
các thuốc kém tan trong nước bằng cách tạo phức hay hệ phân tán rắn. Đối với
các thuốc có phân tử lượng không thích hợp để tạo phức, CD đóng vai trò là một
chất mang thân nước. CD cũng được xem là chất làm tăng tốc độ phóng thích
một số hoạt chất từ khung matrix (naproxen, ketoprofen, theophyllin..).

Hiệu quả trên sinh khả dụng của thuốc

CD cải thiện SKD của các thuốc không tan bằng cách làm tăng độ tan, độ hoà
tan và/hoặc tính thấm của thuốc. CD làm tăng tính thấm của các thuốc thân dầu,
không tan trong nước bằng cách làm cho thuốc hiện diện tại bề mặt của các
hàng rào sinh học như da, màng nhầy hay giác mạc, từ đó thuốc đi vào trong
màng mà không gây phá vỡ các lớp lipid màng. Đối với các thuốc tan trong
nước, CD làm tăng tính thấm bằng cách tác động trực tiếp lên màng (hoá lỏng
và làm lõm màng) và gia tăng sự hấp thu và /hoặc SKD của thuốc.

14

Hiệu quả trên tính an toàn của thuốc

Bằng cách làm tăng độ tan của thuốc, CD giúp tăng hiệu quả trò liệu nên làm
giảm độc tính của thuốc do chỉ sử dụng ở liều thấp nhất. Các độc tính có liên
quan đến sự kết tinh lại của các thuốc kém tan trong dạng thuốc tiêm có thể
được giảm thiểu bằng cách tạo phức hợp thuốc-CD dễ tan. Ngoài ra, CD kết hợp
với thuốc ở mức độ phân tử nên hạn chế được sự tiếp xúc trực tiếp của thuốc với
màng sinh học, do đó làm giảm tác dụng không mong muốn (giảm lượng thuốc
đi vào các tế bào của các mô không phải là mô đích) và sự kích ứng tại chỗ mà
không ảnh hưởng đến hiệu quả trò liệu.

Hiệu quả trên độ ổn đònh của thuốc

CD có thể cải thiện độ ổn đònh của các thuốc nhạy cảm với các phản ứng
dehydrat hoá, thủy phân, oxy hoá và phân huỷ bởi ánh sáng, do vậy làm tăng
tuổi thọ của thuốc. CD làm tăng độ ổn đònh bằng cách ngăn chặn sự tương tác
của thuốc với chất dẫn và/hoặc ức chế sự sinh chuyển hoá thuốc tại vò trí hấp
thu. Trong phức hợp, CD che chở các thuốc kém bền dưới dạng phân tử và như
vậy cách ly chúng khỏi các tiến trình phân huỷ.

Các CD thiên nhiên đã được phát hiện cách đây trên 100 năm, nhưng
gần đây chỉ có các CD tinh khiết mới được sử dụng làm tá dược [40].
Hiện nay chỉ có khoảng 30 biệt dược khác nhau có chứa CD được lưu
hành trên thò trường, chủ yếu là ở các nước Mỹ, Nhật Bản và Châu u.
Một số biệt dược thông dụng được trình bày trong Bảng 1.2. [30]

15

Bảng 1.2.

Một vài chế phẩm tiêu biểu trên thò trường có chứa CD

Hoạt chất

Dạng bào chế

Biệt dược

Công ty

Alprostadil (PGE1)

Tiêm IV

Prostavastin

Ono (Nhật)

Cefotiam hexetil HCl

Viên nén

Pansporin T

Takeda (NHật)

Benexate HCl

Viên nang

Ulgut

T.K. Sangyou (Nhật )

Dexamethasone

Thuốc mỡ

Glymesason

Fujinaga (Nhật)

Nicotine

Viên ngậm

Nicorette

Pharmacia (Thụy Điển)

Nitroglycerin

Viên ngậm

Nitropen

Nihon Kayaku (Nhật)

Piroxicam

Viên nén

Brexin

Chiesi (Ý)

Tiaprofenic acid

Viên nén

Surgamyl

Roussel-Maestrelli (Ý)

Cisapride

Viên đặt

Propulsid

Janssen (Bỉ)

Indomethacin

Thuốc nhỏ mắt

Indocid

Chauvin (Pháp)

Itraconazole

Uống và IV

Sporanox

Janssen (Bỉ)

Mitomycin

Dung dòch IV

Mitozytrex

SuperGen (Mỹ)

MitoExtra

Novartis (Thụy Só)

-cyclodextrin

- cyclodextrin

2-hydroxypropyl cyclodextrin

-cyclodextrin methyl
hoá ngẫu nhiên
17-Oestradiol

Khí dung mũi

Aerodiol

Servier (Pháp)

Chloramphenicol

Thuốc nhỏ mắt

Clorocil

Oftalder (Bồ Đào Nha)


16

1.4.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ PHỨC HP THUỐC-CD

Có nhiều phương pháp khác nhau để tạo phức hợp thuốc-CD, trong đó cần lựa
chọn và tối ưu hoá lượng nước, mức độ và thời gian trộn, nhiệt độ, mức độ và
thời gian gia nhiệt thích hợp cho từng hoạt chất [39].

-

Phương pháp đồng kết tủa (Co-precipitation): CD được hoà tan trong nước,

khuấy đều, thêm hoạt chất vào. Gia nhiệt có thể làm tăng độ tan của CD lên
20% nếu hoạt chất chòu được nhiệt. Dung dòch thuốc-CD được khuấy đều cho
đến khi nguội và tuả hình thành. Tủa có thể được tách ra bằng cách lắng gạn,
ly tâm hay lọc và rửa.

-

Phương pháp tạo bùn nhão (Slurry complexation): CD được cho vào nước, ở tỉ
lệ chất rắn chiếm 50–60% hỗn hợp và khuấy đều. Pha nước sẽ được bão hoà
bằng CD trong dung dòch. Phân tử hoạt chất sẽ tạo phức với CD và phức tạo
thành sẽ bão hoà pha nước nên kết tinh hay kết tủa lại.

-

Phương pháp tạo bột nhão (Paste complexation hay Kneading method): Một
lượng nước được cho vào hoạt chất để tạo bột nhão, sau đó trộn đều hỗn hợp
với CD bằng chày và cối. Phức tạo thành đem sấy khô và tán thành bột mòn.

-

Phương pháp hãm (Damp mixing): Hoạt chất và CD được trộn kỹ và cho vào
một thiết bò hàn kín lại sau khi thêm một ít nước. Hỗn hợp được gia nhiệt đến
100 oC, lấy ra và sấy khô.

-

Phương pháp đùn (Extrusion): CD, hoạt chất và nước được trộn đều trước khi
cho vào máy đùn hạt. Phức tạo thành có thể để khô tự nhiên hay cho vào tủ
sấy. Các chất nhạy với nhiệt có thể bò phân hủy.

17

-

Phương pháp trộn khô (Dry mixing): Một vài hoạt chất có thể được tạo phức
bằng cách trộn đơn giản với CD.

-

Phương pháp đồng bay hơi (Co-evaporating): Cho CD và hoạt chất vào trong
nước hoặc dung dòch ethanol 50%, khuấy cho đến khi hoà tan hoàn toàn và
bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm ở 40-45 oC. Sản phẩm được đem nghiền
và rây qua cỡ rây thích hợp.

-

Phương pháp đông khô (Freeze-drying): Hoà tan CD vào trong nước, thêm
hoạt chất. Hỗn dòch được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 48 giờ. Lọc qua màng
0,45 m để loại phần hoạt chất không tan. Lấy dung dòch thu được đem đi
đông khô. Sản phẩm rắn được rây qua cỡ rây thích hợp, để trong tủ sấy 45 oC
trong 48 giờ.

-

Phương pháp sấy phun sương (Spray-drying): Hoạt chất được hoà tan trong
dung dòch ethanol 96 %, CD được hoà tan trong nước. Hỗn hợp hai dung dòch
được trộn đều bằng siêu âm trong 20 phút. Dung dòch thu được sẽ trong suốt
và được sấy phun sương.

1.4.4. -CYCLODEXTRIN

1.4.4.1. Cấu trúc và đặc điểm lý hoá

CD có ít hơn 6 đơn vò glucopyranose không thể hình thành được do có sự cản trở
về mặt không gian, trong khi đó các đồng đẳng có 9 hay nhiều hơn đơn vò sẽ rất
khó tinh khiết hoá. Kích thước khoang của -CD không đủ lớn cho nhiều thuốc
và -CD thì lại có giá thành cao. -CD được sử rộng rãi nhất trong ngành dược
do giá thành rẻ, dễ kiếm và đặc biệt thích hợp với phần lớn các loại thuốc. Cấu


18

trúc gồm 7 đơn vò -D-glucopyranose của -cyclodextrin được xem là cấu trúc
lập thể lý tưởng nhất. Phân tử β-cyclodextrin có cấu trúc hình nón cụt, có cực ưa
nước phía ngoài và cực kỵ nước phía trong. Đặc tính này có được là do sự phân
bố không gian của các nhóm hydroxyl (-OH). Các nhóm –OH thứ cấp trên C2 và
C3 và nhóm –OH sơ cấp nằm bên ngoài tạo nên đặc tính ưa nước phía ngoài của
β-CD. Phía trong cấu trúc nón cụt của β-CD, bề mặt kỵ nước được hình thành từ
các hydro của C3 và C5 cũng như của liên kết kiểu ether trong liên kết Oglycosid. [7], [22].

Nhóm -OH của C2 trong một đơn vò -D–glucopyranose có thể tạo cầu nối hydro
với nhóm -OH của C3 của đơn vò bên cạnh. Trong phân tử -CD, các cầu nối nội
phân tử này hình thành một vòng đai liên lục làm cho cấu trúc phân tử khá cứng
chắc, là nguyên nhân làm cho CD này có độ tan kém nhất [40].

Tính chất lý hoá cơ bản của -CD được trình bày trong Bảng 1.3.

Bảng 1.3. Đặc tính lý hoá của -CD [7]
Đặc tính

Giá trò

Số đơn vò α-D-glucopyranose

7

Khối lượng phân tử

1135
o

Độ tan trong nước ở 20 C (g/100 mL)

1,85

pKa

12,2

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

255-265

Hàm ẩm (%)

14

Đường kính khoang trong (Ǻ )

6,2

Đường kính ngoài (nm)

1,53

Chiều cao (nm)

0,79


19

-CD hiện nay được xem là một nguyên liệu về cơ bản không độc và không kích
ứng, được cho phép ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm dạng uống, mỹ phẩm
ở nhiều quốc gia. -CD đã được mô tả trong các chuyên luận ở dược điển Mỹ
(USP/NF), Châu u (Ph.Eur) và Nhật (JP) [7], [27].

-CD không thích hợp cho sử dụng đường tiêm vì độc tính đối với thận
(nephrotoxicity). Cơ chế của độc tính thận này không hoàn toàn rõ nhưng có vẻ
như là kết quả của việc tích lũy của hoặc tinh thể -CD hoặc phức chất -CDcholesterol không tan. Liều tối đa dùng bằng đường uống là 5 mg/ kg/ ngày [7].

1.4.4.2. Cơ chế hình thành phức hợp thuốc--cyclodextrin

Khả năng tạo thành phức hợp chủ thể-khách thể giữa -CD và phân tử
thuốc tuỳ thuộc vào hai yếu tố [27]:

-

tương ứng về kích thước của thuốc và khoang giữa của -CD

-

tương tác nhiệt lực học giữa -CD, thuốc và dung môi

Dựa vào kích thùc khoang giữa, -CD thích hợp tạo phức với các thuốc
có cấu trúc nhân thơm hoặc dò vòng. Trong dung dòch nước, khoang của
-CD không phân cực và bò chiếm giữ bởi các phân tử nước tạo tương tác
phân cực-không phân cực không có lợi về mặt năng lượng. Do đó tương
tác này sẽ được thay thế bằng phân tử thuốc (khách thể) ít phân cực hơn
nước. -CD hoà tan là chủ thể và một phần của lực đẩy tạo phức là sự


20

thay thế các phân tử nước có năng lượng cao bằng các phân tử khách
thể phù hợp (Hình 1.3.)[40].

Hình 1.3. Minh họa cơ chế kết hợp-giải kết hợp giữa chủ thể (-CD) và khách
thể (acid salicylic) [30]

Ngoài ra lực tạo thành phức hợp còn bao gồm tương tác tónh điện, tương tác van
der Waals, tương tác kỵ nước, cầu nối hydro…. Không có cầu nối hoá trò nào được
hình thành hay bò phá vỡ trong suốt quá trình tạo phức và phân tử thuốc trong
phức hợp nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng với các phân tử tự do trong dung
dòch. Tính chất lý hoá của phân tử thuốc trong phức hợp khác với các phân tử
thuốc tự do. Tương tự, tính chất lý hoá của CD tự do cũng sẽ khác với CD trong
phức hợp.

Sự giải kết hợp là một quá trình tương đối nhanh chóng, được xúc tiến

bằng một số lượng lớn các phân tử nước trong môi trường xung quanh.
Cân bằng động trong Hình 1.3. được dòch chuyển về phía bên trái. Trong
một môi trường năng động và có độ pha loãng cao như cơ thể người, các
phân tử khách thể (thuốc) khó có thể tìm thấy một chủ thể khác để tái


21

tạo thành phức hợp và do đó ở trạng thái tự do để sẵn sàng được hấp
thu [27].

1.5. PHỨC HP PIROXICAM--CYCLODEXTRIN
1.5.1. CƠ SỞ HÌNH THÀNH PHỨC HP
Px rất ít tan trong nước (0,003% trong dung dòch pH = 5 ở 37 0C), khả năng thấm
ướt bề mặt thấp (góc tiếp xúc 76o), mạng tinh thể bền vững (nhiệt độ nóng chảy
= 198-200 0C). Do có các đặc tính trên nên Px có tính thấm qua màng tốt nhưng
tốc độ hòa tan trong dòch tràng vò chậm, do đó làm chậm hấp thu và làm trì hoãn
tác động tức thời. Độ hòa tan chậm cũng là nguyên nhân gây ra tác dụng phụ
của thuốc (ví dụ kích ứng dạ dày) [11],[13], [14], [25].
Theo hệ thống xếp loại sinh dược học (Biopharmaceutics Classification SystemBCS), Px được xếp vào nhóm II (tính tan kém/ tính thấm cao) [30]. Một phương
pháp hữu hiệu để tránh các vấn đề có liên quan đến độ tan kém của Px là
phương pháp tạo phức với CD. Các nghiên cứu cận lâm sàng và lâm sàng cho
thấy phức hợp Px-CD có độ hấp thu qua đường uống nhanh và hiệu quả hơn so
với Px. Đặc biệt, sinh khả dụng của hoạt chất (tốc độ và mức độ hấp thu) trong 2
giờ đầu tăng rõ rệt. Tác động nhanh của phức hợp Px-CD đặc biệt hữu hiệu
trong giảm đau (đau răng, đau sau chấn thương, đau đầu, thống kinh) [21], [35],
[38]. Các kết quả có được là do thông qua việc tạo phức Px-CD ở dưới dạng vô
đònh hình bền vững. Dạng vô đònh hình có diện tích bề mặt lớn hơn, năng lượng
tạo mạng tinh thể thấp hơn nên làm tăng tính thấm và độ hòa tan của Px.

22

Do có nhiều tính chất phù hợp cả về đặc điểm lý hoá lẫn kinh tế, -CD
đã được lựa chọn để tạo thành phức hợp với piroxicam dưới tên gọi Px-CD (viết tắt là PBC). Phức hợp này đã được thương mại hoá dưới dạng
viên nén với biệt dược Brexin của hãng Chiesi Farmaceutici S.p.A (Ý).

1.5.2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ PHỨC HP PBC
Tỉ lệ mol phân tử giữa Px và CD trong phức hợp PBC đã được quan tâm nghiên
cứu từ những năm đầu thập kỷ 90 [37]. Tuy nhiên trong suốt một thời gian dài có
nhiều ý kiến khác nhau về tỉ lệ phối hợp này. Tỉ lệ mol Px: CD có thể là 1:1,
1:2, hay 1:2,5 [10], [45]. Năm 2004, bằng phương pháp ứng dụng kỹ thuật phân
tích sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân
(1H NRM ), Rozou S. và cộng sự đã tái xác nhận tỉ lệ mol phối hợp Px: -CD là
1: 2,5 [37]. Tỉ lệ này cũng được nhà sản xuất Chiesi farmaceutici S.p.A sử dụng
trong sản phẩm Brexin.
Có nhiều phương pháp tạo phức giữa Px và -CD. Ưu nhược điểm của các
phương pháp phổ biến nhất được trình bày trong Bảng 1.4. [7]
Bảng 1.4. Ưu nhược điểm của các phương pháp điều chế phức PBC
Phương pháp

Ưu điểm

Nhược điểm

Trộn đơn thuần

Rất đơn giản, dễ mở rộng quy mô

Không chắc chắn

(Physical mixtures)

sản xuất

có sự tạo phức

Phương pháp nghiền ướt

Đơn giản, quy trình ngắn, chi phí

Sự tạo phức thấp

(Kneading)

thấp, dễ mở rộng quy mô sản xuất

Phương pháp phun sấy

Sự tạo phức cao. Kiểm soát được

Phương tiện phức

(Spray drying) hoặc

kích thước của phức chất tạo thành,

tạp, chi phí cao

23

Phương pháp đông khô

có thể sản xuất lớn

(Freeze drying)
Phương pháp đồng bay hơi

Thời gian dài, tạo

(Coevaporation)

phức dạng tinh thể
khó tan

1.5.3. PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM PHỨC HP PBC

1.5.3.1. Phương pháp đánh giá sự hình thành phức hợp

Có nhiều phương pháp được sử dụng để xác đònh sự tạo thành của phức hợp
PBC, trong đó phổ biến là [19], [20], [23],[26], 32], [34], [44]:

- Phương pháp nghiên cứu pha hoà tan được mô tả bởi Higuchi và Connors
(1965). Phương pháp này cho phép kiểm tra tác động của chất làm tăng độ
tan (-CD) trên chất sẽ được hoà tan (Px).
-

Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (Differential scanning calorimetry-DSC):
dựa vào sự xuất hiện của đỉnh nội nhiệt tương ứng của từng chất. Nếu có sự

tương tác tạo phức giữa Px và -CD thì trên nhiệt đồ của các phức sẽ thấy sự
biến mất hẳn hoặc giảm cường độ của đỉnh nội nhiệt của hoạt chất.

-

Quang phổ hồng ngoại (IR): Nếu có sự tương tác tạo phức giữa hoạt chất và
-CD thì trên phổ hồng ngoại của các phức sẽ thấy sự biến mất hoặc thay đổi
số sóng đỉnh đặc trưng của Px.

-

Phép nhiễu xạ tia X (X-ray diffractometry): Cho phép ghi nhận sự thay đổi
về trạng thái kết tinh của Px trước và sau khi tạo thành phức hợp.

-

So sánh độ tan và độ hoà tan của hoạt chất Px dạng nguyên liệu và Px trong
phức hợp PBC.


24

1.5.3.2. Phương pháp đònh lượng phức hợp PBC

Hiện nay, phương pháp kiểm nghiệm phức hợp PBC chưa được trình bày trong
chuyên luận của bất cứ dược điển nào. Tuy nhiên, có thể tìm thấy phương pháp
đònh lượng phức hợp PBC nguyên liệu, phức PBC trong dạng gel, dạng viên
nén… trong các công trình nghiên cứu được công bố gần đây [9], [15], [17], [18],
[19], [20], [23], [28], [29], [32], [37].

Đònh lượng Px trong phức hợp PBC

-

Phương pháp đo quang phổ tử ngoại UV: có thể dùng phương pháp quang
phổ đạo hàm bậc 0 hay bậc 1 trong môi trường đệm pH 7,4.

-

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC):
Cột : HP ODS hypersil (10 x 3,9 mm, 5 m)
Pha động: đệm phosphat pH 7: methanol (60:40, v/v)
Tốc độ dòng: 1 mL/ phút
Thể tích mẫu: 20 L
Detector: 254 nm

Thử nghiệm độ hoà tan

-

Thiết bò: máy thử độ hoà tan kiểu cánh khuấy

-

Môi trường: 500 mL đệm phosphat pH 7,4


25

-

Tốc độ khuấy: 50-100 vòng/ phút

-

Nhiệt độ: 37 ± 2 oC

-

Đònh lượng phần trăm hoà tan tại các thời điểm : phương pháp đo UV.

1.6. NGHIÊN CỨU CÔNG THỨC VỚI TR GIÚP VI TÍNH

Phát triển thuốc với sự trợ giúp vi tính (Computer-Aided Drug Development) là
một lónh vực mới xuất hiện trong ngành Dược trên thế giới vào thập niên vừa
qua, nổi bật nhất là sự áp dụng các phần mềm thông minh [3].

1.6.1. THIẾT KẾ CÔNG THỨC
Mô hình công thức: khảo sát các thành phần nguyên liệu trong công thức, đây là
loại mô hình có ràng buộc. Một công thức bào chế có thể được xem như một
“hỗn hợp” có n thành phần với tỷ lệ x 1, x2, ... và xn; x1 + x2 + ... + xn = 1 và 0  xi
 1. Không gian yếu tố được thiết kế như khoảng không gian bên trong của một
hình có n đỉnh và (n-1) chiều để biểu thò mọi khả năngï phối hợp; thí dụ: hỗn hợp
2 thành phần là đường thẳng, hỗn hợp 3 thành phần là hình tam giác đều, hỗn
hợp 4 thành phần là khối tứ diện. Các mô hình công thức thông dụng: Simplex
Lattice, Simplex Centroid...

Mô hình quy trình: xem xét các điều kiện tiến hành, đây là loại mô hình không
ràng buộc. Mô hình yếu tố đầy đủ có ưu điểm là cho phép sự khảo sát ảnh hưởng
của các yếu cũng như tương tác của chúng. Tuy nhiên mô hình yếu tố đầy đủ cần