Nghiên cứu đặc tính và đánh giá in vitro in situ gel nhỏ mắt chứa tobramycin 0,3

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

HỒ THỊ THUỲ DƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ ĐÁNH GIÁ
IN VIVO IN - SITU GEL NHỎ MẮT
CHỨA TOBRAMYCIN 0,3%
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2019


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

HỒ THỊ THUỲ DƯƠNG
MÃ SINH VIÊN: 1401117

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH VÀ ĐÁNH GIÁ
IN VIVO IN - SITU GEL NHỎ MẮT
CHỨA TOBRAMYCIN 0,3%
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:
TS: Phạm Bảo Tùng
Nơi thực hiện:
1.Bộ môn bào chế
2.Bộ môn Hoá phân tích - Độc chất

HÀ NỘI – 2019

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới:
TS. Phạm Bảo Tùng
Thầy là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình, giúp đỡ, động viên kịp
thời lúc tôi gặp khó khăn, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong suốt thời gian tôi thực
hiện đề tài khoá luận tốt nghiệp đại học.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến TS. Nguyễn Thị Mai Anh, Th.S. Nguyễn Cảnh
Hưng, PGS. TS Vũ Đặng Hoàng đã tạo điều kiện và hướng dẫn tôi hoàn thiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên Bộ môn Bào Chế cũng
như Bộ môn Hoá phân tích – Độc chất, Bộ môn Y học cơ sở đã tạo cho tôi điều kiện
được sử dụng máy móc, thiết bị và hướng dẫn tôi trong quá trình thực nghiệm tại bộ
môn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu Nhà trường cùng toàn
thể thầy cô các bộ môn và cán bộ các phòng ban trường Đại học Dược Hà Nội đã tận
tình dạy dỗ, giúp đỡ tôi trong những năm tháng học tập tại trường.
Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè,
các bạn cùng thực nghiệm ở Bộ môn Bào Chế đã luôn đồng hành, chia sẻ vui buồn, giúp
đỡ và động viên tinh thần để tôi tiếp tục và hoàn thành khoá luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 05 năm 2019

Sinh viên
Hồ Thị Thuỳ Dương


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ ...............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .........................................................................................2
1.1. Vài nét về dược chất tobramycin: .........................................................................2
1.1.1. Cấu trúc hoá học và đặc tính ..........................................................................2
1.1.2. Một số chế phẩm nhãn khoa chứa tobramycin: .............................................4
1.2. Mắt và sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt .............................................................4
1.2.1. Mắt .................................................................................................................4
1.2.2. Sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt ..................................................................5
1.3. Đôi nét về dung dịch in - situ gel nhỏ mắt:...........................................................8
1.3.1. Định nghĩa in - situ gel nhỏ mắt:....................................................................8
1.3.2. Tá dược tạo in - situ gel: ................................................................................9
1.3.3. Đặc tính của hệ in - situ gel: ........................................................................12
1.3.4. Một số nghiên cứu về dung dịch in - situ gel nhỏ mắt: ................................13
1.4. Đánh giá in vitro, in vivo dung dịch thuốc nhỏ mắt............................................14
1.4.1. Đánh giá in vivo: ..........................................................................................14
1.4.2. Thử nghiệm giải phóng in vitro: ..................................................................15
1.4.3. Một số nghiên cứu đánh giá in vitro, in vivo thuốc nhỏ mắt. ......................16
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................18
2.1. Nguyên liệu, thiết bị: ..........................................................................................18
2.1.1. Nguyên liệu: .................................................................................................18
2.1.2. Thiết bị: ........................................................................................................18
2.1.3. Động vật nghiên cứu: ...................................................................................19


2.2. Nội dung nghiên cứu...........................................................................................19
2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................19
2.3.1. Bào chế in - situ gel nhỏ mắt tobramycin 0,3% ...........................................19
2.3.2. Xây dựng phương pháp định lượng tobramycin ..........................................23
2.3.3. Đánh giá một số đặc tính của dung dịch nhỏ mắt in - situ gel chứa tobramycin
0,3% .......................................................................................................................23

2.3.4. Đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro so sánh với chế phẩm dung
dịch thuốc nhỏ mắt Tobrex® trên thị trường ..........................................................26
2.3.5. Đánh giá khả năng giải phóng dược chất ex vivo qua giác mạc thỏ ............27
2.3.6. Đánh giá sơ bộ khả năng lưu giữ dược chất in vivo trên mắt thỏ ................29
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................31
3.1. Xây dựng phương pháp định lượng tobramycin: ................................................31
3.2. Kết quả đánh giá đặc tính của dung dịch nhỏ mắt in - situ gel tobramycin 0,3%
....................................................................................................................................32
3.2.1. Đánh giá đặc tính vật lý ...............................................................................32
3.2.2. Đánh giá đặc tính lưu biến của dung dịch in - situ gel tobramycin 0,3% ....33
3.3. Kết quả đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro so sánh với chế phẩm
Tobrex® trên thị trường ..............................................................................................36
3.4. Kết quả đánh giá khả năng giải phóng ex vivo qua giác mạc thỏ. ......................38
3.5. Đánh giá sơ bộ khả năng lưu giữ in vivo trên mắt thỏ ........................................40
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....……………………………………..………………43
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CPFX

Ciprofloxacin

DĐVN

Dược điển Việt Nam

DĐVN V

Dược điển Việt Nam V

HPLC

Sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao

HPMC

Hydroxypropyl methyl cellulose

LCST

Nhiệt độ bắt đầu có sự chuyển thể sol – gel (Lower Critical
Solution Temperature)

LVR

Vùng đàn hổi nhớt tuyến tính (Linear Vicoelastic Region)

SKD

Sinh khả dụng

STF

Dung dịch nước mắt nhân tạo (Simulated Tear Fluid)

STT

Số thứ tự

USP

Dược điển Mỹ (United States Pharmacopoeia)

UV - Vis

Phổ tử ngoại- khả kiến (Ultraviolet – Visible)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số dung dịch nhỏ mắt chứa tobramycin...................................................4
Bảng 1.2. Một số polyme dùng trong nhãn khoa [46] .....................................................9
Bảng 2.1. Nguyên liệu và hoá chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu ......................18
Bảng 2.2. Thiết bị sử dụng trong quá trình nghiên cứu .................................................19
Bảng 2.3. Công thức bào chế in – situ gel nhỏ mắt tobramycin 0,3% [6] ....................20
Bảng 3.1.: Kết quả đo mật độ quang của dãy chuẩn ở bước sóng 396 nm ...................31
Bảng 3.2. pH của dung dịch in – situ gel tobramycin 0,3% ..........................................32
Bảng 3.3 Hàm lượng dược chất của dung dịch in – situ gel tobramycin 0,3% .............32
Bảng 3.4. Bảng so sánh phần trăm dược chất giải phóng của dung dịch in – situ gel
tobramycin 0,3% và dung dịch Tobrex® 0,3% qua màng thẩm tích. ............................36
Bảng 3.5. Bảng so sánh phần trăm dược chất giải phóng của dung dịch in – situ gel
tobramycin 0,3% và dung dịch Tobrex® 0,3% qua giác mạc thỏ. .................................38
Bảng 3.6. Đánh giá sơ bộ khả năng lưu giữ dược chất trên mắt thỏ .............................41


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Tobramycin ..................................................................2
Hình 1.2. Cấu tạo của mắt ...............................................................................................5

Hình 1.3. Cấu tạo giác mạc .............................................................................................6
Hình 1.4. Sơ đồ biểu diễn cấu trúc của các dẫn xuất poloxamer [16]. ..........................10
Hình 1.5. Sơ đồ biểu diễn cơ chế tạo gel của Poloxamer 407 [21], [42]. .....................10
Hình 1.6. Cơ chế tạo gel của hệ nhạy cảm với pH [42]. ...............................................11
Hình 1.7. Cơ chế tạo gel của natri alginat [20] .............................................................11
Hình 2.1 : Sơ đồ các bước trình tự bào chế dung dịch nhỏ mắt in – situ gel ................22
Hình 2.2. Giác mác sau khi bóc được sử dụng để thử giải phóng trên hệ thống đánh giá
giải phóng thuốc qua màng Hanson Research...............................................................29
Hình 3.1.Đồ thị biếu diễn mối tương quan giữa mật độ quang và nồng độ tobramycin
.......................................................................................................................................31
Hình 3.2. Khảo sát vùng LVR ở 1 Hz của in – situ gel .................................................33
Hình 3.3. Khảo sát tần số dao động ở mức độ biến dạng trượt 0,1% ............................33
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi G′ và G″ theo nhiệt độ .....................................34
Hình 3.5. Đường cong độ nhớt và ứng suất trượt theo tốc độ trượt tại 10°C, 35°C .....35
Hình 3.6. Đồ thị so sánh phần trăm dược chất giải phóng của dung dịch in – situ gel
tobramycin 0,3% và dung dịch Tobrex® 0,3%. .............................................................37
Hình 3.7. Đồ thị so sánh phần trăm dược chất giải phóng của dung dịch in – situ gel
tobramycin 0,3% và dung dịch Tobrex® 0,3% qua giác mạc thỏ. ................................38
Hình 3.8. Đồ thị so sánh phần trăm dược chất giải phóng của dung dịch in – situ gel
0,3% và dung dịch Tobrex® qua màng thẩm tích và giác mạc thỏ................................39
Hình 3.9. Đánh giá sơ bộ độ đặc hiệu của phương pháp định tính tobramycin ............40
Hình 3.10. Đánh giá sơ bộ độ nhạy của phương pháp định tính tobramycin ................40


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thực tế lâm sàng, các bệnh lý ở mắt rất đa dạng, phức tạp và để có được
hiệu quả điều trị cao thì dạng dùng tại chỗ là lựa chọn ưu tiên. Để đạt được nồng độ
dược chất tối ưu tại đích, các chế phẩm thuốc nhỏ mắt cần phải có khả năng bám dính,
lưu giữ dược chất trên niêm mạc mắt. Tuy nhiên, điều này là khó khăn vì thuốc nhỏ mắt
nhanh chóng bị loại bỏ do cấu tạo và các cơ chế bảo vệ của mắt làm giảm SKD. Một

trong những phương pháp để cải thiện SKD của thuốc nhỏ mắt là sử dụng “hệ tạo gel
tại chỗ” gọi là in – situ gel với nhiều ưu điểm như làm tăng thời gian lưu giữ dược chất
ở mắt, ổn định, kỹ thuật bào chế đơn giản,…đã và đang được nghiên cứu và đưa vào sản
xuất.
Tobramycin là một kháng sinh phổ rộng, thuộc nhóm aminoglycosid có tác dụng
diệt khuẩn, do đặc tính hấp thu rất ít qua đường tiêu hoá nên tobramycin được dùng phổ
biến nhất dưới dạng thuốc tiêm và dùng tại chỗ để điều trị hoặc phòng nhiễm khuẩn ở
mắt. Hiện nay, có rất nhiều chế phẩm thuốc nhỏ mắt với nhiều loại dược chất khác nhau,
với nhóm kháng sinh, tobramycin là một trong những chất được sử dụng phổ biến.
Với mục đích nghiên cứu làm tăng SKD của thuốc nhỏ mắt chứa tobramycin
bằng cách tăng thời gian lưu giữ của dược chất trên bề mặt niêm mạc mắt, tiếp nối đề
tài “Nghiên cứu bào chế in - situ gel nhỏ mắt tobramycin 0,3%” [6], chúng tôi tiếp tục
khảo sát đặc tính lưu biến của hệ in – situ gel, nghiên cứu áp dụng mô hình in vitro, in
vivo trên động vật đánh giá khả năng lưu giữ dược chất, trong khuôn khổ khoá luận tốt
nghiệp dược sĩ đại học, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu đặc tính và đánh giá in vivo in – situ gel nhỏ mắt chứa tobramycin
0,3%” với hai mục tiêu sau:
Một là, Đánh giá được một số đặc tính của dung dịch in – situ gel nhỏ mắt
tobramycin 0,3%.
Hai là, Đánh giá được in vitro, in vivo dung dịch in – situ gel nhỏ mắt tobramycin
0,3% trên động vật.

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Vài nét về dược chất tobramycin:
Tobramycin là một kháng sinh nhóm aminoglycosid, gọi tắt là aminosid có cấu
trúc heterosid: “Genin-O-Ose” với phần genin là dẫn xuất 2-deoxystreptamin liên kết
glycosid vào các vị trí 4,6 và phần đường là D-glucosamin-3, có nguồn gốc từ môi

trường nuôi cấy Streptomyces tenebrarius hoặc bán tổng hợp từ kanamycin B [2].
1.1.1. Cấu trúc hoá học và đặc tính
Tobramycin có tên khác là Nebcin với tên khoa học là 4-O-(3-Amino-3deoxy-α-D-glucopyranosyl)-2-deoxy-6-O-(2,6-diamino-2,3,6-trideoxy-α-D-ribohexopyranosyl)-L-streptamin. Công thức phân tử là C18H37N5O9 với khối lượng 467,5
g/mol. Công thức cấu tạo biểu diễn ở hình 1.1.

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Tobramycin
Đặc tính lý hoá: Tobramycin là bột kết tinh màu trắng hoặc trắng ngà, không mùi
hoặc có mùi khó chịu, có tính hút ẩm [3], [18].Trong cấu trúc có phần đường nên
tobramycin thân nước, dễ tan trong nước (1/1,5), ít tan trong methanol, rất khó tan trong
ethanol 96% (1/2000), thực tế không tan trong ether [3], [18]. Do công thức cấu tạo
không có hệ nối đôi liên hợp và nhóm chức điển hình nên tobramycin không hấp thụ
UV ở bước sóng trên 220 nm, không có phổ IR đặc trưng. Cấu trúc phân tử có nhiều
nhóm amin nên tobramycin có tính base, có thể tạo muối với acid, trong đó muối sulfat
dễ tan trong nước hơn cả, bền ở pH gần trung tính, ngay cả khi đun sôi và bị thuỷ phân
chậm trong pH acid, kèm giảm hiệu lực kháng khuẩn. Tobramycin có tính chất chung
của kháng sinh nhóm aminosid, tạo phức màu tím với ninhydrin dùng để định tính sơ
bộ [2].
2


Phương pháp phân tích: Một số phương pháp phân tích như sắc ký lớp mỏng
(TLC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) đã được quy định trong các dược điển BP
2013, USP 40, DĐVN V để định tính và định lượng tobramycin. Tobramycin chủ yếu
được định lượng bằng phương pháp vi sinh xác định hoạt lực kháng sinh được quy định
trong DĐVN V, tuy nhiên phương pháp này tiến hành mất nhiều thời gian và độ chính
xác không cao. Do tobramycin không hấp thụ UV và không có phổ IR đặc trưng nên các
phương pháp phân tích hoá học và hoá lý gặp nhiều khó khăn. Các phương pháp định
lượng tobramycin bằng HPLC cần phải tạo dẫn chất trước hoặc sau cột như trong Dược
điển Mỹ USP 40, DĐVN V, quy trình tạo các dẫn chất này rất phức tạp, tiến hành khó
khăn. Một số phương pháp định lượng tobramycin bằng đo quang phổ hấp thụ UV-Vis

đã được nghiên cứu. Shantier, S. và các cộng sự (2011) đã nghiên cứu đánh giá phương
pháp định lượng tobramycin trong các chế phẩm bằng cách tạo phức với acid ascorbic
tạo ra sản phẩm có màu với cực đại hấp thụ ở bước sóng 390nm và 532nm [44]. Một
phương pháp định lượng các aminoglycosid bằng cách tạo phức với acid picric hoặc 2,4
– dinitrophenol đã được nghiên cứu [39]. Vanilin có chứa nhóm aldehyd trong công
thức cấu tạo, nhóm aldehyd này ngưng tụ với nhóm amin bậc 1 trong phần đường
glucosamin của tobramycin tạo dẫn chất imin có khả năng hấp thụ UV – Vis. Do đó có
thể xác định hàm lượng tobramycin thông qua định lượng dẫn chất imin này [37].
Cơ chế, tác dụng: Tobramycin là kháng sinh nhóm aminoglycosid phổ rộng, cơ
chế tác dụng chính xác chưa biết đầy đủ, nhưng có thể thuốc ức chế tổng hợp protein ở
các vi khuẩn nhạy cảm bằng cách gắn không thuận nghịch với các tiểu đơn vị 30S và
50S của ribosom vi khuẩn [4]. Thuốc tác dụng trên hầu hết các vi khuẩn Gram (-), với
trực khuẩn mủ xanh hiệu lực cao hơn Gentamicin, trên vi khuẩn Gram (+) nhạy cảm với
tụ cầu vàng, không tác dụng trên nhiều chủng liên cầu [2]. Trong nhãn khoa, tobramycin
có thể dùng dưới dạng thuốc nước hay mỡ tra mắt 0,3% cho những bệnh nhiễm khuẩn
ở mắt, tobramycin tra mắt được chỉ định trong điều trị các nhiễm khuẩn mắt do các
chủng nhạy cảm: Viêm mi mắt, viêm kết mạc, viêm túi lệ,…[4]
Liều dùng trong nhãn khoa: Thuốc mỡ tobramycin tra mắt: tra vào kết mạc một
dải thuốc mỡ (khoảng 1,25 cm), mỗi ngày 2 - 3 lần khi bị nhiễm khuẩn nhẹ và vừa hoặc
cách 3 - 4 giờ tra một lần cho đến khi bệnh có chuyển biến, (sau đó giảm số lần tra trước
khi ngừng thuốc) khi bị nhiễm khuẩn nặng. Trẻ em  2 tháng tuổi: giống như liều người
3


lớn. Dung dịch tobramycin tra mắt: Tra 1 giọt vào kết mạc, 4 giờ một lần khi bị nhiễm
khuẩn nhẹ và vừa. Với nhiễm khuẩn nặng, tra vào kết mạc 1 giọt, cứ 1 giờ một lần, tiếp
tục điều trị cho tới khi đỡ, sau đó giảm số lần tra. Trẻ em  2 tháng tuổi: giống như liều
người lớn [4]
1.1.2. Một số chế phẩm nhãn khoa chứa tobramycin:
Tobramycin được sử dụng trong nhãn khoa được sử dụng dưới dạng đơn độc

hoặc phối hợp với một số dược chất khác.
Bảng 1.1. Một số dung dịch nhỏ mắt chứa tobramycin
Loại chế phẩm

Hàm lượng dược chất

Tên biệt dược

Chế phẩm đơn

Tobramycin 0,3%

Tobradico

độc

Tobramycin 0,3%

Tobrex

Tobramycin 0,3% và dexamethason 0,1%

Tobradex

Tobramycin 0,3% và dexamethason 0,1%

Dex-Tobrin (hỗn

Chế phẩm phối
hợp

dịch)
Tobramycin 0,3% và betamethason 0,1%

Tobeta

1.2. Mắt và sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt
1.2.1. Mắt
Mắt là một giác quan hết sức quan trọng của người được cấu tạo bởi một hệ thống
quang – sinh học rất nhạy cảm. Mắt có cấu tạo khá phức tạp, gồm ba phần chính [5]:
- Nhãn cầu: Nhãn cầu có hình một khối cầu, được cấu tạo bởi ba lớp từ ngoài vào
trong gồm lớp xơ, lớp mạch và lớp võng mạc.
- Các môi trường trong suốt của mắt từ trước ra sau gồm thuỷ dịch, thuỷ tinh thể
và thuỷ tinh dịch.
- Các bộ phận phụ thuộc của mắt gồm các bộ phận bảo vệ mắt (ổ mắt, mi mắt và
bộ phận tiết nước mắt) và bộ phận vận chuyển nhãn cầu (các cơ vận động).
Các bộ phận của mắt được chia làm hai phần là tiền phòng và hậu phòng. Tiền
phòng gồm 1/3 phía trước của mắt, chứa giác mạc, kết mạc, mống mắt, thuỷ dịch, con
ngươi (đồng tử), thể mi và thuỷ tinh thể. Hậu phòng gồm 2/3 phía sau của mắt, chứa
thuỷ tinh dịch, võng mạc, lớp xơ, lớp mạch, màng cứng và thần kinh thị giác (hình
1.2.) [7].
4


Kết mạc

Hình 1.2. Cấu tạo của mắt
Mắt có thể mắc nhiều loại bệnh ở các tổ chức, vị trí khác nhau do nhiều nguyên
nhân, cùng với thực tế đó, nhiều chế phẩm với các dạng bào chế, đường dùng khác nhau
như dùng thuốc toàn thân, dùng thuốc bằng cách tiêm trực tiếp vào các tổ chức bị bệnh,

dùng thuốc tại chỗ được sử dụng để điều trị các bệnh về mắt, trong đó dùng thuốc tại
chỗ là đường dùng phổ biến nhất do thuận tiện, dễ sử dụng, người bệnh tuân thủ điều
trị, hơn nữa, dược chất tập trung chủ yếu ở mắt và chỉ một phần rất nhỏ hấp thu vào tuần
hoàn máu nên hạn chế được nhiều tác dụng không mong muốn của thuốc.
Các bệnh lý về mắt thường được điều trị bằng các dung dịch nước như thuốc nhỏ
mắt, dạng bào chế này chiếm 90% trong các chế phẩm nhãn khoa, chủ yếu là do kỹ thuật
bào chế, thành phần công thức đơn giản và việc tuân thủ điều trị của bệnh nhân [7].
1.2.2. Sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt
1.2.2.1. Một số đặc điểm sinh lý của mắt liên quan đến SKD của thuốc nhỏ mắt
Thuốc nhỏ mắt chủ yếu được sử dụng tại chỗ để điều trị nhiễm trùng mắt bên
ngoài như viêm kết mạc, viêm bờ mi, viêm giác mạc hoặc các bệnh nội nhãn như bệnh
tăng nhãn áp, bệnh tăng nhãn áp tăng sinh, hoại tử võng mạc cấp tính, viêm võng mạc
cấp tính,…[17]. Tuy nhiên do cấu tạo và các cơ chế bảo vệ của mắt, một lượng thuốc bị
loại bỏ nhanh chóng khỏi bề mặt mắt và chỉ một phần nhỏ thuốc được hấp thụ vào mắt,
kết quả là giảm sinh khả dụng của thuốc, điều này ảnh hưởng đến việc tăng liều của
thuốc nhỏ mắt, có thể gây ra tác dụng không mong muốn ở mắt [27].
Rào cản đầu tiên phải vượt qua đối với các loại thuốc nhỏ mắt là màng nước mắt.
Nước mắt được tiết ra từ tuyến nước mắt, đóng vai trò chính trong việc duy trì chức
5


năng mắt bình thường, nước mắt của người khỏe mạnh bao gồm nước, chất điện giải,
lipid, protein, glucose và chất nhầy với thể tích khoảng 7 µl. Nước mắt tạo thành một
lớp mỏng bao phủ, hydrat hóa và bảo vệ bề mặt mắt, cũng như cải thiện chất lượng của
hình ảnh võng mạc bằng cách làm phẳng các bất thường trên bề mặt tế bào. Màng nước
mắt bao gồm ba lớp: lớp lipid ngoài cùng (độ dày 0,1 µm), lớp nước ở giữa (độ dày 7 –
10 µm) và lớp nhầy trong cùng (độ dày 0,2 µm) [7]. Màng nước mắt là dung dịch đệm
(pH ∼ 7,2 - 7,5) có thời gian phục hồi nhanh từ 2 - 3 phút và hầu hết các thuốc nhỏ mắt
dạng dung dịch bị rửa sạch trong vòng 15 - 30 giây đầu tiên khi nhỏ vào mắt, dẫn đến
SKD kém (< 5 %) [10]. Khi dùng thuốc, nước mắt liên tục tiết ra làm mất và pha loãng

nồng độ dược chất, một phần dược chất còn lại bị trôi vào ống mũi – lệ theo dịch nước
mắt, làm giảm gradient nồng độ dược chất, làm giảm tốc độ và mức độ khuếch tán dược
chất qua giác mạc [1]. Ngoài ra, bề mặt mắt được làm sạch định kỳ bởi phản xạ nháy
mắt, trung bình số lần nháy mắt trong 1 phút khoảng 20 – 30 lần. Những đặc điểm cấu
tạo và yếu tố sinh lý này làm giảm thời gian tiếp xúc của dược chất với bề mặt giác mạc
và kết mạc [20]. Các rào cản khác nằm ở giác mạc, kết mạc và màng cứng.

Hình 1.3. Cấu tạo giác mạc
Giác mạc cấu tạo bởi các lớp: lớp biểu mô, lớp nội mạc (nội mô), lớp đệm, lớp
Bowman và lớp Descemet (hình 1.3). Hàng rào biểu mô giác mạc thân lipid, kiểm soát
một cách chọn lọc sự di chuyển của thuốc ở mắt (đặc biệt là các hợp chất ưa nước), trong
khi lớp nền và lớp nội mạc giác mạc ít kiểm soát hơn [29]. Lớp đệm bao gồm collagen
hydrat và keratocyt như một hệ thống phức tạp với các tế bào xen kẽ, thân nước, cấu
trúc sinh học này có thể hoạt động như một rào cản đối với các loại thuốc thân dầu cao.
Những lớp màng này cũng cung cấp các kênh chọn lọc cho các dược chất và đại phân
6


tử ưa nước, đồng thời kiểm soát sự di chuyển của chúng đến tiền phòng. Trên thực tế,
các liên kết của tế bào lớp nội mô giác mạc lỏng lẻo dẫn đến sự đi qua của các đại phân
tử giữa lớp đệm và thuỷ dịch [24]. Nhìn chung, thuốc dùng tại chỗ khuếch tán vào thuỷ
dịch và đến tiền phòng sau khi vượt qua hàng rào giác mạc, nhưng các dược chất này
không đến được võng mạc và thủy tinh thể ở đúng liều điều trị [22].
Kết mạc với diện tích gấp 5 – 6 lần giác mạc khoảng 16 cm2 và giàu mạch máu,
đồng thời có tính thấm tốt với nhiều dược chất tạo điều kiện hấp thu dược chất, tuy nhiên
lượng dược chất hấp thu qua kết mạc chủ yếu đi vào tuần hoàn chung và gây ra các tác
dụng không mong muốn. Do đó trừ trường hợp đích tác dụng là kết mạc, sự hấp thu
thuốc qua kết mạc xem như là yếu tố làm giảm sinh khả dụng [1], [28].
Màng cứng có vai trò duy trì hình dạng của nhãn cầu, có khả năng chống lại các
lực bên trong và bên ngoài, bảo vệ nhãn cầu. Về cơ bản, màng cứng bao gồm các sợi

collagen và glycoprotein liên kết với nhau tạo thành một hệ thống ngoại bào phức tạp.
Cấu trúc này cho thấy tính thấm của màng với các dược chất tương đương với lớp đệm
của giác mạc nghĩa là các chất ưa nước dễ thấm vào. Tuy nhiên, kích thước, cấu trúc và
điện tích của phân tử thuốc có ảnh hưởng đến sự thẩm thấu của chúng qua lớp này. Màng
cứng có các glycoprotein tích điện âm nên dễ thấm các phân tử nhỏ và tích điện âm, các
phân tử tích điện dương khuếch tán và gắn với các glycoprotein nên khó thấm hơn [45].
1.2.2.2. Một số biện pháp làm tăng SKD của thuốc nhỏ mắt
Để cải thiện SKD của thuốc nhỏ mắt, đã có nhiều biện pháp được nghiên cứu và
ứng dụng.
1)
-

Kéo dài thời gian lưu thuốc ở vùng trước giác mạc:
Hạn chế gây kích ứng mắt: khi thuốc nhỏ mắt gây kích ứng thì mắt sẽ tăng phản

xạ chớp mắt và tăng tiết nước mắt để pha loãng và loại bỏ thuốc ra khỏi mắt, do đó cần
điều chỉnh pH của thuốc nhỏ mắt gần với pH sinh lý (pH 7,4), điều chỉnh thuốc nhỏ mắt
đẳng trương với dịch nước mắt bằng cách thêm các chất đẳng trương [1].
-

Tăng độ nhớt của thuốc nhỏ mắt: độ nhớt của thuốc nhỏ mắt tăng làm giảm sự

rửa trôi dược chất của dịch nước mắt, làm chậm quá trình rút dung dịch thuốc qua ống
mũi – lệ từ đó làm tăng thời gian lưu giữ dược chất trên giác mạc [1], [7]. Tuy nhiên nếu
độ nhớt cao quá sẽ gây kích ứng mắt và gây phản tác dụng. Một số polyme tan trong

7


nước làm tăng độ nhớt thường dùng gồm polyvinyl alcol (PVA), methyl cellulose (MC),

hydroxypropyl methylcellulose (HPMC),…[7].
-

Sử dụng các chất kết dính sinh học tạo gel với các cơ chế khác nhau làm tăng

thời gian lưu giữ dược chất trên giác mạc như poloxamer, chitosan, carbopol, gôm
gellan,…[7].
-

Nghiên cứu bào chế thuốc dạng hỗn dịch nhỏ mắt, thuốc mỡ, gel và các hệ đưa

thuốc mới như in – situ gel, hỗn dịch nano, nhũ tương micro, nhũ tương nano, liposome,
cubosome,… [7].
2) Làm tăng tính thấm của giác mạc với dược chất:
-

Thêm các chất tăng cường tính thấm gồm các chất diện hoạt, chất tạo phức với

ion Ca2+ ,… Chất diện hoạt làm giảm sức căng bề mặt giúp thuốc phân tán nhanh hơn
vào màng nước mắt, làm tăng tính thấm của dược chất qua giác mạc, giúp dược chất dễ
khuếch tácn qua giác mạc hơn do làm mất tính nguyên vẹn của biểu mô giác mạc [1].
Các chất tạo phức với ion Ca2+ như dinatri edetat,… làm thay đổi tính thấm của biểu mô
giác mạc bằng cách tương tác và mở rộng khe các tế bào biểu mô giác mạc, do đó làm
tăng tính thấm của dược chất qua giác mạc [1], [12]. Các chất sát khuẩn có tính diện
hoạt như benzakonium clorid (0,005%), cetylpyridin clorid,… thường được sử dụng
trong nhãn khoa.
1.3. Đôi nét về dung dịch in - situ gel nhỏ mắt:
1.3.1. Định nghĩa in - situ gel nhỏ mắt:
In – situ gel là dung dịch cao phân tử của các polyme, có đặc tính chuyển thể solgel một cách thuận nghịch [9], [20] dưới tác động của các tác nhân bao gồm tác nhân
vật lý (nhiệt độ, ánh sáng), tác nhân hoá học (tương tác ion, pH, dung môi) và tác nhân

sinh học (enzym, các phân tử sinh học khác) trong đó 3 tác nhân kích hoạt chính là nhiệt
độ, pH và tương tác ion [9], [11], [26].
In - situ gel nhỏ mắt là dạng bào chế khi bảo quản ở nhiệt độ thấp tồn tại ở thể
sol, sau khi tiếp xúc với giác mạc chuyển sang thể gel dưới tác động của các điều kiện
sinh lý tại chỗ như nhiệt độ, pH và thành phần điện giải [43].
Hệ in – situ gel với đặc tính chuyển thể sol – gel thuận nghịch được ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực trong đó có nhãn khoa, việc nghiên cứu bào chế thuốc nhỏ mắt in
– situ gel giúp cải thiện đáng kể sinh khả dụng của thuốc, giảm liều dùng so với dung
8


dịch thuốc nhỏ mắt thông thường, khi tạo gel nhớt trước giác mạc không làm mờ, giảm
tầm nhìn, khó chịu như thuốc mỡ, phương pháp bào chế đơn giản hơn so với các dạng
bào chế mới như hỗn dịch nano, nhũ tương nano, liposome,…[20], [12].
1.3.2. Tá dược tạo in - situ gel:
Đặc tính chuyển thể sol – gel thuận nghịch của hệ in – situ gel do nhiều cơ chế
khác nhau phụ thuộc vào bản chất của loại polyme sử dụng.
Các polyme được sử dụng nhiều nhất trong nhãn khoa được trình bày trong
bảng 1.3 dưới đây:
Bảng 1.2. Một số polyme dùng trong nhãn khoa [46]
Nguồn gốc

Loại polyme

Tự nhiên

Anion

Tự nhiên

Anion

Tự nhiên

Cation

Carbomer

Tổng hợp

Anion

Poloxamer

Tổng hợp

Không ion hoá

Tự nhiên

Không ion hoá

Tự nhiên

Không ion hoá

Polyme

Tác nhân kích
thích

Gôm Gellan

Tương tác ion

Natri alginat
Chitosan

HPMC

pH

Nhiệt độ

Xyloglucan
Cơ chế tạo gel:
 Hệ nhạy cảm với nhiệt độ:

Sự chuyển thể sol – gel chủ yếu do khả năng hoà tan khác nhau ở các nhiệt độ
khác nhau của các polyme tạo gel. Ở nhiệt độ dưới nhiệt độ chuyển thể sol – gel (LCST),
liên kết hydro giữa nhóm ưa nước trên bề mặt phân tử polyme và phân tử nước làm tăng
sự hoà tan của chuỗi polyme do đó hệ tồn tại ở dạng dung dịch. Ở nhiệt độ cao hơn
LCST, các liên kết hydro bị phá vỡ, thay vào đó các tương tác polyme – polyme và nước
– nước chiếm ưu thế hơn, do các phân tử polyme hoà tan bị khử nước đột ngột và chuyển
sang cấu trúc kỵ nước hơn, dung dịch chuyển thành dạng gel [9].
Poloxamer là một copolyme triblock loại ABA, (tên thương mại là Pluronics),
được tạo thành từ một khối polypropylen oxid (PPO) kỵ nước giữa hai chuỗi polyethylen
oxid ưa nước (PEO). Poloxamer 407 (P407) đã được nghiên cứu rộng rãi như một vật
liệu sinh học tiềm năng nhờ khả năng hòa tan, độc tính thấp, đặc tính giải phóng thuốc
9

và khả năng tương thích với nhiều phân tử và tá dược, tạo được hệ in – situ gel nhạy
cảm với nhiệt [21].
Cấu trúc không gian của Poloxamer được biểu diễn ở hình 1.4
Ethylen oxid Propylen oxid

Ethylen oxid

Khối thân nước Khối thân dầu Khối thân nước
Hình 1.4. Sơ đồ biểu diễn cấu trúc của các dẫn xuất poloxamer [16].
Cơ chế tạo gel của Poloxamer P407 được thể hiện ở hình 1.5.
Khối PPO
Nhiệt độ tăng

Nhiệt độ tăng
Sự gel hoá

Sự hình
thành micell
Khối PPE

Hình 1.5. Sơ đồ biểu diễn cơ chế tạo gel của Poloxamer 407 [21], [42].
 Hệ nhạy cảm với pH
Các polyme chuyển dạng sol – gel tuỳ thuộc vào mức độ ion hoá và hoà tan trong
nước khi pH thay đổi. Do các nhóm ion (acid hoặc base) trên bề mặt phân tử polyme có
thể cho hoặc nhận điện tử để đáp ứng với sự thay đổi pH. Khi pH môi trường tăng, mức
độ trương nở của các polyme chứa các nhóm acid yếu (anion) tăng lên, polyme phồng
lên do lực đẩy tĩnh điện của các nhóm tích điện âm, đưa các phân tử thuốc ra môi trường
(hình 1.6.) [12].

Tất cả các polyme nhạy cảm với pH có chứa các nhóm axid hoặc nhóm cơ bản
có thể nhận hoặc cho các proton để đáp ứng với những thay đổi của pH môi trường [42].
Carbopol là poly(acid acrylic) có trọng lượng phân tử lớn, là một trong những polyme
được sử dụng rộng rãi trong nhãn khoa để tăng khả năng lưu giữ của dược chất lên bề
mặt giác mạc theo cơ chế nhạy cảm với pH.
10


Hình 1.6. Cơ chế tạo gel của hệ nhạy cảm với pH [42].
 Hệ nhạy cảm với tương tác ion
Các polyme chuyển dạng sol – gel do sự có mặt của các ion trong nước mắt như
Ca2+, Na+, Mg+ …Nồng độ ion của nước mắt là một tiêu chí chính cho phép phản ứng
giữa các chuỗi polyme và ion dẫn đến thay đổi về hình dạng polyme tạo một mạng lưới
ba chiều và hình thành gel hoá [23].
Alginat là một trong các loại chuỗi polysaccharid anion được chiết tách từ loài
tảo nâu Phaeophyta, bao gồm hai gốc uronic là acid α – L – guluronic (G) và acid β – D
– mannuronic (M) nối với nhau bằng liên kết 1 – 4 – glycosid [47], Alginat có tính ưa
nước, tương thính sinh học cao, rẻ tiền và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực,
là tá dược được dùng phổ biến nhất trong hệ nhạy cảm với tương tác ion. Alginat có khả
năng tạo gel với các ion kim loại như Ca2+, Ba2+ ,…sự tạo gel được giải thích theo mô
hình vỉ trứng (hình 1.7.). Bình thường, trong dung dịch alginat tồn tại block M là các
dải hẹp, block G là các dải gấp khúc. Khi có mặt ion kim loại đa hoá trị ở nồng độ thích
hợp thì xảy ra sự gel hoá. Các phân tử alginat sắp xếp lại song song nhau, các phần gấp
khúc tạo thành khoảng không gian trống giống như chỗ đặt trứng, các ion Ca2+ khớp vào
các khoảng trống tạo nên mạng lưới không gian ba chiều [38].

Hình 1.7. Cơ chế tạo gel của natri alginat [20]
11

1.3.3. Đặc tính của hệ in - situ gel:
1.3.3.1. Tính chất cơ học
Độ bền gel, khả năng kết dính sinh học của hệ được đánh giá bằng máy phân tích
cấu trúc nguyên tắc cấu trúc như một lực kế. Trước khi sử dụng, các thông số này của
hệ cần đảm bảo đủ thấp để có thể nhỏ giọt và phân bố đều trên bề mặt mắt. Sau khi tạo
gel độ bền gel và khả năng bám dính liên quan chặt chẽ đến việc kéo dài thời gian lưu
giữ dược chất tại vị trí sử dụng [20].
1.3.3.2. Đặc tính lưu biến
Lưu biến học là một thông số quan trọng khi nghiên cứu hệ in – situ gel. Đầu tiên,
hệ ở trạng thái lỏng trước khi dùng phải đủ để làm cho nó có thể lan rộng và thấm đều
như thuốc nhỏ mắt thông thường. Thứ hai, trạng thái gel, liên quan chặt chẽ đến sự giải
phóng bền vững của thuốc, phải thể hiện các tính chất cần thiết liên quan về cả độ nhớt
và độ đàn hồi. Do đó, nguyên tắc chính của hệ in – situ gel liên quan trực tiếp đến lưu
biến học của chúng, cả trước và sau khi dùng [20].
Tính chất lưu biến: độ nhớt (thuộc tính chảy lỏng, khả năng trơn trượt) và thuộc
tính đàn hồi (sự biến dạng, khả năng tái ổn định cấu trúc). Một chất lỏng lý tưởng sẽ
chảy và tuân theo định luật Newton về chất lỏng, nhiều loại nguyên liệu có thể biểu hiện
như một chất lỏng ở điều kiện này nhưng biểu hiện như một chất rắn đàn hồi điều kiện
khác được gọi là các chất có tính đàn hồi nhớt [36]. Các polyme sử dụng để bào chế hệ
in – situ gel có thuộc tính đàn hồi nhớt. Nhớt kế mao quản có thể sử dụng để nghiên cứu
độ nhớt và tính chất lưu biến của pha lỏng, cho phép đo độ nhớt chính xác nhưng chỉ áp
dụng cho chất lỏng Newton, thiết bị này cho phép đo độ nhớt của các công thức chất
lỏng dưới 30 cP. Ngoài giá trị này, các công thức hệ in – situ gel sử dụng thiết bị quay
là phù hợp hơn [13]. Hệ in – situ gel cần có tính chất trượt mỏng (shear – thinning) tức
có độ nhớt giảm khi tốc độ trượt tăng. Bề mặt mắt phải chịu tốc độ cắt cao (4250 - 28
500 s-1) khi nháy mắt và tốc độ cắt giảm xuống thấp (0,03 s-1) giữa các lần nháy mắt
[51]. Độ nhớt của hệ in – situ gel khi ở dạng dung dịch nên từ 5 đến 1000 mPa.s và từ
50 – 50000 mPa.s khi tạo gel [12], phạm vi tốt nhất của độ nhớt đối với thuốc nhỏ mắt
sử dụng các chất lỏng phi Newton nên dưới 400 mPa.s để tránh gây kích ứng cho mắt
[52]. Do đó, vật liệu có tính chất trượt mỏng phù hợp với các điều kiện sinh lý này của

mắt và tránh sự khó chịu hoặc kích ứng cho mắt [32]. Mô-đun đàn hồi (G′) và mô-đun
12


nhớt (G″) mô tả rõ về thuộc tính đàn hồi nhớt của hệ in – situ gel, khi G″ > G′ hệ tồn tại
ở dạng dung dịch, khi G′ > G″ hệ tồn tại ở dạng gel. Nhiệt độ chuyển hoá sol – gel được
xác định là thời điểm độ nhớt tăng đột ngột khi sử dụng nhớt kế mao quản, là thời điểm
G′ = G″ khi sử dụng máy đo lưu biến quay [20].
1.3.4. Một số nghiên cứu về dung dịch in - situ gel nhỏ mắt:
Lin H. R. và cộng sự (2004) đã nghiên cứu các phương pháp dựa trên alginat và
Pluronic, là hệ in – situ gel để cung cấp pilocarpin sử dụng trong nhãn khoa. Sau khi
đánh giá các đặc tính lưu biến, giải phóng in vitro cũng như đáp ứng dược lý in vivo của
các dung dịch polyme gồm alginat, dung dịch Pluronic và dung dịch alginat/Pluronic
thu được nồng độ tối ưu của dung dịch alginat cho các hệ in – situ gel là 2% (kl/kl), đối
với dung dịch Pluronic là 14% (kl /kl). Dung dịch hỗn hợp polyme gồm 0,1% alginat và
14% Pluronic có sự gia tăng đáng kể về độ bền gel trong điều kiện sinh lý, thực nghiệm
cho thấy hỗn hợp gel này cũng chảy lỏng tự do ở pH 4.0 và 25°C. Cả nghiên cứu in vitro
và in vivo đều chỉ ra rằng dung dịch alginat/Pluronic lưu giữ pilocarpin tốt hơn so với
các dạng bào chế chứa alginat hoặc Pluronic đơn thuần. Kết quả nghiên cứu chứng tỏ
hỗn hợp alginat/Pluronic có thể sử dụng như một hệ in – situ gel làm tăng sinh khả dụng
ở mắt [30].
Liposome kết hợp in – situ gel: Công thức dựa trên gel và liposome có chứa
ciprofloxacin (CPFX) được phát triển bởi Budai và cộng sự (2007) để giảm thiểu sự pha
loãng do liposome bị phá vỡ trong túi kết mạc. Các polyme kết dính sinh học như
poly(vinyl alcol) và các dẫn xuất của axid polymethacrylic được sử dụng để điều chế
gel, lecithin và α-L-dipalmithoylphosphatidyl cholin cung cấp chất mang cho thuốc vào
liposome.Việc đưa CPFX vào liposome kéo dài quá trình giải phóng in vitro của chất
kháng khuẩn từ túi liposome. Nhờ việc sử dụng hệ liposome, có thể đạt nồng độ thuốc
tại đích cao hơn với thời gian tiếp xúc kéo dài, do đó sinh khả dụng ở mắt có thể được
cải thiện [19].

Nhũ tương nano (Nano emulsified - NE) in – situ gel là hệ thống phân phối thuốc
nhãn khoa đã được sử dụng rộng rãi do các ưu điểm của nó như giải phóng thuốc liên
tục vào giác mạc, tính thấm cao hơn, vào các lớp của cấu trúc mắt sâu hơn cũng như dễ
dàng khử trùng. Ammar và cộng sự (2010) đã chuẩn bị và đánh giá hệ in – situ gel
dorzolamid hydrochlorid có chứa nano emulsified để điều trị bệnh tăng nhãn áp với thời
13


gian lưu giữ kéo dài và sinh khả dụng cao hơn. Công thức tối ưu hóa chứa triacetin
(7,8%), poloxamer 407 (13,65%), poloxamer 188 (3,41%), miranol C2M (4,55%) và
nước (70,59%). Nghiên cứu in vivo trên thỏ trắng cho thấy sinh khả dụng tốt hơn, tác
dụng nhanh hơn và hiệu quả kéo dài hơn so với dung dịch thuốc. Nghiên cứu này cho
thấy sự vượt trội của hệ in – situ gel NE so với dung dịch thuốc nhỏ mắt thông thường
sử dụng trong nhãn khoa [14].
1.4. Đánh giá in vitro, in vivo dung dịch thuốc nhỏ mắt
Tiến hành nghiên cứu dược phẩm thì thử nghiệm in vitro, in vivo là không thể
thiếu. Đối với nghiên cứu thuốc nhỏ mắt, mắt thỏ trắng là mô hình thử nghiệm in vivo
phổ biến nhất được sử dụng [20], một số trường hợp ngoại lệ sử dụng động vật khác (ví
dụ: giác mạc chuột được sử dụng để đánh giá in vivo thuốc nhỏ mắt in – situ gel ketotifen
fumarat [53]). Thỏ có đôi mắt to với giải phẫu được mô tả chi tiết và đặc điểm sinh lý
làm cho chúng trở thành một lựa chọn hợp lý. Hơn nữa, chúng dễ kiếm, dễ xử lý và
tương đối rẻ tiền. Tuy nhiên, giải phẫu của mắt thỏ khác với mắt người. Sự xuất hiện
của màng tế bào (mí mắt thứ ba), túi kết mạc lớn hơn, giác mạc mỏng hơn và bề mặt
mắt tương đối lớn hơn có thể gây ra sai lệch so với mắt người. Ngoài ra, việc sản xuất
nước mắt thấp hơn, tần số nhấp nháy và độ nhạy hấp hơn có thể dẫn đến thời gian lưu
giữ lâu hơn của các hệ in – situ gel ở bề mặt mắt thỏ so với mắt người [25]. Vì vậy, việc
so sánh với mắt người nên được thực hiện một cách thận trọng.
1.4.1. Đánh giá in vivo:
 Đánh giá thời gian lưu in vivo của hệ in – situ gel: xạ hình gamma là phương
pháp được mô tả nhiều nhất để nghiên cứu thời gian lưu của các hệ in – situ gel trong

nhãn khoa [48]. Kỹ thuật xạ hình Gamma là một phương pháp được thiết lập tốt để kiểm
tra các dạng bào chế ở mắt in vivo vì nó đã được mô tả trong cả mô hình động vật và
con người [50].
 Thử nghiệm độc tính trên mắt thỏ:
Trong lịch sử, thử nghiệm Draize là thử nghiệm độc tính ở mắt đầu tiên được
chính thức phê duyệt [49]. Thử nghiệm Draize đã bị chỉ trích vì nhiều lý do [35], những
chỉ trích chính là việc thấm các sản phẩm có khả năng gây đau đớn trong mắt của động
vật có vú không được chấp nhận từ góc độ đạo đức. Ngoài ra, thử nghiệm Draize còn
gây tranh cãi vì thể tích thấm (0,1 ml) quá lớn và mô hình động vật không phù hợp. Thỏ
14


có mí mắt thứ ba và thiếu kênh Shlemm với chức năng chính là loại bỏ dịch tiết. Việc
thấm sản phẩm vào kết mạc, thay vì ở trung tâm giác mạc cũng không phù hợp, dữ liệu
thu được từ thử nghiệm Draize rất khác nhau vì điểm tổn thương là chủ quan và phụ
thuộc vào số lượng động vật được sử dụng [41]. Thử nghiệm Draize phổ biến và vẫn là
một điểm tham chiếu cho đánh giá khả năng kích ứng của dược chất [8]. Do đó, nhiều
nghiên cứu liên quan đến hệ in – situ gel xác định độc tính ở mắt đã sử dụng thử nghiệm
Draize [31], [40]. Một thử nghiệm đã được phát triển là thử nghiệm đo thị lực khối lượng
thấp (LVET) [34] dựa trên khái niệm tương tự như thử nghiệm Draize, bao gồm các
điều chỉnh sinh học để đánh giá độc tính ở mắt tốt hơn [41]. Sử dụng một thể tích nhỏ
hơn (0,01 ml) của sản phẩm được thấm vào giữa giác mạc và mí mắt không được giữ
kín, cho phép sản phẩm lan rộng trên bề mặt mắt. Tuy nhiên, thử nghiệm này vẫn yêu
cầu sử dụng động vật và do đó, các thử nghiệm in vitro và/hoặc ex vivo đã được phát
triển.
Các thử nghiệm ex vivo trên giác mạc mắt thỏ hoặc mắt bò cũng đã được phát
triển. Độ mờ đục của giác mạc và tính thấm đối với kích ứng/ăn mòn mắt được sử dụng
để xác định độ mờ và tính thấm của giác mạc bò sau khi xử lý bằng chất thử. Sản phẩm
càng gây khó chịu, sẽ càng gây ra nhiều thay đổi khi làm mờ, dẫn đến giảm độ dày giác
mạc [11].

1.4.2. Thử nghiệm giải phóng in vitro:
Các tế bào khuếch tán Franz được sử dụng để đánh giá sự khuếch tán của một
hợp chất qua màng và ban đầu được thiết kế để sử dụng cho da [15]. Mẫu được thêm
vào buồng thử (chứa màng giải phòng), buồng chứa môi trường được làm đầy với môi
trường giải phóng và màng giải phóng được đặt lên trên để màng chỉ chạm vào bề mặt
của môi trường. Do đó, thuốc khuếch tán qua màng và nồng độ thuốc trong môi trường
giải phóng có thể được xác định. Trong nhãn khoa, nhiều tác giả đã điều chỉnh hệ thống
để phù hợp hơn với sinh lý mắt. Ví dụ, môi trường phân tán đã được thay thế bằng dung
dịch nước mắt nhân tạo và một số nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình ex vivo giác mạc
thay vì màng thẩm tích tổng hợp [53], [30]. Các tế bào khuếch tán Franz hoặc các thiết
bị được thiết kế tương tự như hệ thống đánh giá giải phóng thuốc qua màng Hanson
Research [33], [53] đã được sử dụng cho các hệ in – situ gel. Tuy nhiên, sự có mặt của
màng gây ra sự sai lệch lớn trong phép đo giải phóng thuốc. Có hai sự khuếch tán khác
15


nhau xảy ra trong mô hình này, đầu tiên, thuốc khuếch tán ra khỏi gel về phía màng.
Thứ hai, lượng thuốc có sẵn ở bề mặt của màng khuếch tán qua màng vào môi trường
giải phóng. Ở đây, chỉ có thông số khuếch tán đầu tiên có liên quan đến hệ in – situ gel,
thông số khuếch tán thứ hai phụ thuộc hoàn toàn vào thuốc và sự khuếch tán của thuốc
từ dịch nước mắt qua giác mạc. Hơn nữa, các hệ thống này không tính đến yếu tố pha
loãng của nước mắt vì công thức không tiếp xúc trực tiếp với STF.
1.4.3. Một số nghiên cứu đánh giá in vitro, in vivo thuốc nhỏ mắt.
Al Khateb, Kosai và cộng sự (2016) đã tiến hành nghiên cứu in – situ gel natri
fluorescein sử dụng tá dược tạo gel là Pluronic F127 và Pluronic F68. Nghiên cứu lưu
giữ thuốc in vitro trên bề mặt giác mạc bò bằng mô hình sử dụng phiến kính ở 37°C gắn
giác mạc, sau đó đưa 200µl mẫu thử lên giác mạc, dùng 200µl nước mắt nhân tạo rửa
giác mạc nhiều lần, sau mỗi lần rửa chụp ảnh, xử lý hình ảnh, quan sát hình ảnh và tiến
hành đối chứng với phiến kính không gắn giác mạc, kết quả thu được cho thấy hiệu quả
vượt trội của công thức chứa 20% (kl/tt) Pluronic F127 so với các công thức khác.

Nghiên cứu in vivo trên thỏ sử dụng mô hình thử kích ứng, định lượng dược chất thu
được sau mỗi lần lấy mẫu. Thỏ được đặt trong các hộp hạn chế, không làm ảnh hưởng
đến mắt và cử động mí mắt của chúng. Các mẫu thử đưa lên mắt của thỏ với lượng 70µl,
dùng tăm bông gạt nước mắt được lấy cẩn thận từ phần dưới của mắt thỏ ở 0, 5, 10, 15,
20, 25, 30, 40, 50 và 60 phút. Những tăm bông này được cân trước và sau khi lấy mẫu
để xác định trọng lượng của nước mắt được lấy mẫu, sau đó được ngâm trong 2 ml dung
dịch chứa 90% ethanol trong 1 giờ để chiết xuất fluorescein. Các chất chiết xuất được
ly tâm với tốc độ 8000 vòng/phút trong 10 phút, sau đó xử lý rồi tiến hành đo quang ở
bước sóng 490nm, kết quả thu được đã chứng minh hiệu suất lưu giữ thuốc của công
thức chứa 20% (kl/tt) Pluronic F127 tốt hơn so với Pluronic F68 [11].
Zhu và cộng sự (2008) đã tiến hành nghiên cứu in – situ gel ketotifen (KF) nhạy
cảm với tương tác ion sử dụng gôm gellan làm tá dược tạo gel. Nhóm nghiên cứu tiến
hành mô hình đánh giá giải phóng in vitro trên giác mạc thỏ và in vivo trên chuột cho
kết quả dung dịch in – situ gel kéo dài thời gian lưu của thuốc trên giác mạc thỏ so với
dung dịch nhỏ mắt cùng nồng độ trên thị trường. Sau khi thử giải phóng trong 24 giờ,
lần lượt phát hiện khoảng KF 78,4%, 66,2% và 57% tương ứng với các nồng độ 0,25%,
0,6% và 1,25% gôm gellan trong in – situ gel, trong khi trên 50% KF đã được hòa tan
16


trong môi trường phân tán từ dung dịch thuốc nhỏ mắt KF thông thường trong vòng 30
phút và gần 100% thuốc được giải phóng sau 2 giờ. Từ đánh giá in vitro chỉ ra rằng KF
được lưu giữ một cách bền vững trong in – situ gel [53].
S.Khan và cộng sự (2018) đã tiến hành nghiên cứu bào chế in – situ gel nhỏ mắt
chứa tobramycin sulfat sử dụng tá dược tạo gel poloxamer 407 và chitosan. Từ nghiên
cứu cho thấy công thức gồm 17% poloxamer (kl/tt) và 0,5% chitosan(kl/tt) tạo gel ở 32
± 1,5°C, khả năng thấm in vitro cao gấp hai lần so với dung dịch nhỏ mắt cùng nồng độ,
nồng độ tobramycin trong nước mắt cũng cao hơn đáng kể so với dung dịch nhỏ mắt đối
chiếu và không có kích ứng trên mắt thỏ khi tiến hành thử nghiệm in vivo theo mô hình
thử kích ứng [28].

Tiền đề là đề tài “Nghiên cứu bào chế in – situ gel nhỏ mắt tobramycin 0,3% “
đã nghiên cứu bào chế và đánh giá một số đặc tính vật lý, xác định nhiệt độ tạo gel, đánh
giá khả năng giải phóng dược chất in vitro qua màng thẩm tích, đánh giá sơ bộ khả năng
lưu giữ in vivo trên mắt thỏ của dung dịch in – situ gel tobramycin 0,3%, với tá dược tạo
gel thuộc hệ nhạy cảm với nhiệt độ là Poloxamer P407 và HPMC K4M. Kết quả thu
được cho thấy dung dịch in – situ gel có thành phần 15% Poloxamer (k/kl) và 6% HPMC
K4M (kl/kl) có các đặc tính phù hợp với thuốc nhỏ mắt, khả năng lưu giữ dược chất tốt
hơn dung dịch có cùng nồng độ [6]. Tuy nhiên, kết quả thu được còn chưa đánh giá đầy
đủ đặc tính lưu biến, sử dụng dung dịch đối chiếu tự bào chế, mô hình thử giải phóng in
vitro qua màng thẩm tích chưa phù hợp với sinh lý tại mắt, cũng như đánh giá khả năng
lưu giữ in vivo trên mắt thỏ với lượng ít. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiếp tục tiến hành khảo
sát nghiên cứu bào chế hoàn thiện công thức và đánh giá một số đặc tính, xây dựng và
tiến hành mô hình thử giải phóng in vitro qua giác mạc thỏ, đánh giá sơ bộ in vivo thuốc
nhỏ mắt in – situ gel chứa tobramycin trên mắt thỏ theo mô hình thử kích ứng với hai tá
dược tạo gel là poloxamer P407 và HPMC K4M .

17