Tài liệu điều chế gel meloxicam có tính thấm cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC Y DƢỢC TP HỒ CHÍ MINH ----------------- Nguyễn Yên Hà ĐIỀU CHẾ GEL MELOXICAM CÓ TÍNH THẤM CAO Luận văn Thạc sĩ Dƣợc học Thành phố Hồ Chí Minh – 2017 BỘ Y TẾ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC Y DƢỢC TP HỒ CHÍ MINH ----------------- BỘ Y TẾ Nguyễn Yên Hà ĐIỀU CHẾ GEL MELOXICAM CÓ TÍNH THẤM CAO Chuyên ngành: Công nghệ dƣợc phẩm và bào chế Mã số: 60.72.04.02 Luận văn Thạc sĩ Dƣợc học NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. HUỲNH VĂN HÓA Thành phố Hồ Chí Minh – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nguyễn Yên Hà TÓM TẮT Luận văn thạc sĩ – Khóa: 2015 – 2017 Chuyên ngành: Công nghệ dƣợc phẩm và bào chế – Mã số: 60.72.04.02 ĐIỀU CHẾ GEL MELOXICAM CÓ TÍNH THẤM CAO NGUYỄN YÊN HÀ Ngƣời hƣớng dẫn: PGS. TS. HUỲNH VĂN HÓA Đặt vấn đề Meloxicam (MLX) là thuốc thuộc nhóm kháng viêm không steroid (NSAID) có tác dụng ức chế chọn lọc trên cyclo-oxygenase-2 (COX-2), cho tác dụng giảm đau, kháng viêm mạnh và đƣợc sử dụng rộng rãi trong các bệnh về khớp. Với nhiều tính chất hóa lý phù hợp cho phép thuốc thấm qua da nhƣ khối lƣợng phân tử thấp, kém phân cực, điểm chảy thấp và liều điều trị thấp, dạng phân phối thuốc qua da của MLX đƣợc xem nhƣ một đƣờng sử dụng mới trong điều trị các bệnh về khớp. Tuy nhiên, độ tan kém của MLX (0,012 mg/ml) lại ảnh hƣởng đến sinh khả dụng của thuốc. Trong nghiên cứu này, MLX đƣợc tạo hệ phân tán rắn (HPT) với hydroxyl β- cyclodextrine (HPβCD) nhằm làm tăng độ tan và khả năng giải phóng hoạt chất. Phƣơng pháp nghiên cứu Xây dựng và thẩm định quy trình định lƣợng MLX trong hệ phân tán rắn và trong chế phẩm gel. Quy trình định lƣợng đƣợc thẩm định về độ đặc hiệu, tính tuyến tính, độ chính xác và độ đúng. Các HPT rắn của MLX đƣợc khảo sát với β- cyclodextrine (βCD), HPβCD (tỉ lệ mol 1:1, 1:2), PVP K30 (1:3, 1:5, 1:7) và PEG 4000 (1:5, 1:7, 1:9). Áp dụng phƣơng pháp nghiền ƣớt và phƣơng pháp đun chảy dung môi. Đánh giá HPT rắn dựa trên độ tan, độ hòa tan, phổ IR và phổ DSC. Xây dựng các công thức gel MLX 0,5% khác nhau. Khảo sát trên 4 tá dƣợc tạo gel là carbopol 934, carbopol 940, hydroxymethylcellulose (HPMC) E6 và HPMC E15. Dựa vào khả năng giải phóng hoạt chất qua màng cellulose acetat (CA) và màng CA bão hòa isopropyl myristat (CA-IPM), các công thức gel đƣợc thăm dò để tìm ra phối hợp có tính thấm cao nhất. Menthol cũng đƣợc thăm dò nhằm gia tăng tính thấm qua màng của MLX. Thử tính kích ứng của gel MLX 0,5 % trên da thỏ. Đánh giá hoạt tính kháng viêm của gel trên mô hình chân chuột, so sánh với gel Fastum (ketoprofen 2,5%). Kết quả Quy trình định lƣợng MLX trong HPT rắn và trong gel bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thu UV – Vis ở bƣớc sóng 364 nm đƣợc thẩm định và đạt tính đặc hiệu, tính tuyến tính, độ chính xác và độ đúng. HPT rắn MLX-HPβCD (1:1) cải thiện độ tan (tăng 137 lần) và độ hòa tan (tăng 4 lần sau 60 phút) của MLX. Trên phổ IR và DSC cho thấy có sự tƣơng tác giữa MLX và HPβCD. Đánh giá khả năng giải phóng MLX qua màng CA và màng CA-IPM, chứng minh đƣợc HPMC E15 cho khả năng phóng thích hoạt chất tốt hơn carbopol 934 và carbopol 940; menthol 0,06% không cải thiện khả năng phóng thích hoạt chất nhƣng đƣợc sử dụng nhƣ là tác nhân tạo mùi thơm cho gel. Thử tính kích ứng trên da thỏ cho thấy gel MLX 0,5 % không gây kích ứng trên da lành. Đánh giá hoạt tính kháng viêm cho thấy gel MLX 0,5 % có tác dụng kháng viêm nhanh và mạnh hơn gel ketoprofen 2,5 % (Fastum® Gel). Kết luận Công thức gel MLX 0,5 % đã đƣợc nghiên cứu trong đó HPβCD giúp cải thiện độ tan và tính thấm của MLX. HPMC E15 (5%) cho khả năng giải phóng MLX qua màng tốt, thích hợp làm tá dƣợc tạo gel. Gel không gây kích ứng và có tính kháng viêm tốt. Từ khóa: HPT rắn MLX-HPβCD, gel meloxicam 0,5%, tính thấm cao, hydroxymethylcellulose E6 ABSTRACT Master’s thesis – Academic course: 2015 – 2017 Speciality: Pharmaceutical technology and Pharmaceutics Speciality code: 60.72.04.02 FORMULATION OF GEL MELOXICAM 0,5% WITH HIGHL PERMEABILITY NGUYEN YEN HA Supervisors: HUYNH VAN HOA Introduction Meloxicam (MLX) is a preferential inhibitor of cyclooxygenase -2 that demonstrates analgesic and anti-inflammatory activity. As a potent nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID), it is widely used in the treatment of rheumatoid arthritis, osteoarthritis and other joint diseases. Meloxicam also possesses appropriate physiochemical properties for potential transdermal delivery such as low molecular weight, low polarity, low melting point and low daily therapeutic dose. Therefore, the transdermal drug delivery has been considered as an additional route for meloxicam administration. But the low solubility of MLX (0,012 mg / ml) affected its bioavailability. In this study, the solubility of MLX and its release rate though the synthetic membranes were enhanced by preparing the solid dispersions with hydroxyl β- cyclodextrine (HPβCD). Methods -. The quantitative procedure of MLX in the solid dispersion as well as in gel was established and validated. in terms of specificity, linearity, precision and accuracy. - Solid dispersions of MLX were prepared with β-cyclodextrin (βCD), HPβCD in 1:1 and 1:2 molar ratios, with polyvinyl pyrrolidone in weight ratios of 1:1, 1:3 and 1:5 using kneading method. The solid dispersions of MLX with PEG 4000 were prepared in weight ratios of 1:5, 1:7 and 1:9 using melting solvent method. Then these dispersions were evaluated in terms of solubility, dissolution rate and IR spectrum and DSC. -. Different formulations of gel MLX 0,5% were prepared with carbopol 934, carbopol 940, hydroxymethylcellulose (HPMC) E6 and HPMC E15 in different ratios. These formulations were evaluated about the permeability (release rate) of MLX through CA membrane and CA one saturated with IPM. The ratio of menthol was investigated in order to enhance more the permeability of MLX. -. MLX gel was tested for irritation on rabbit skin and for the anti-inflammatory activity by using carrageenan-induced paw edema model on Swisss albino rat. Results The MLX in solid dispersion and in gel were determined by UV- Vis quantitative procedure at 364 nm and was successfully validated in terms of specificity, linearity, precision and accuracy. The MLX-HPβCD (1:1) solid dispersion improved the solubility (increased 137 times) and dissolution rate (increased about 4 times after 60 minutes) of MLX. The IR and DSC spectrum of MLX and its solid dispersion showed the interaction between MLX and this excipient. The gel MLX 0,5% containing MLX-HPβCD (1:1) dispersion and HPMC E15 showed the highest MLX release rate. Menthol 0,06% did not more enhance this rate but used as an odour agent, The gel MLX 0,5% studied showed a more rapid anti-inflammatory effect than one caused by Fastum® Gel and there was not skin irritation observed. Conclusion The formulation of gel MLX 0,5% was studied in which HPβCD improved the solubility and the permeability of MLX through CA membrane. HPMC E15 (5%) showed the highest MLX release rate and was appropriately used as gelant agent. Keywords: Meloxicam- hydroxy β-cyclodextrin solid dispersion, gel MLX 0,5%, high permeability, hydroxymethylcellulose E6 iii MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. V DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. VI DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... VIII ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 3 1.1. ĐẠI CƢƠNG VỀ MELOXICAM .................................................................... 3 1.2. DA VÀ SỰ HẤP THU THUỐC QUA DA ....................................................... 5 1.3. TỔNG QUAN VỀ GEL .................................................................................... 9 1.4. CYCLODEXTRIN VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG ............................................. 10 1.5. CÁC PHƢƠNG PHÁP TẠO HỆ PHÂN TÁN RẮN VỚI HPΒCD VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ TẠO THÀNH HỆ PHÂN TÁN RẮN ...................................................... 13 1.6. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN ĐỘ TAN VÀ TÍNH THẤM CỦA MELOXICAM ...................................................................................................... 14 1.7. CÁC PHƢƠNG PHÁP THỬ TÍNH KÍCH ỨNG CỦA THUỐC DÙNG NGOÀI DA ........................................................................................................... 17 1.8. CÁC PHƢƠNG PHÁP GÂY VIÊM THỰC NGHIỆM ................................... 17 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................... 19 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 19 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................... 20 2.2.1. Xây dựng và thẩm định qui trình định lƣợng meloxicam trong phép thử độ hòa tan và trong chế phẩm bằng phƣơng pháp UV –Vis ............................ 20 2.2.2. Nghiên cứu bào chế gel meloxicam 0,5 % có tính thấm cao ................. 26 2.2.3. Đánh giá khả năng kháng viêm và tính kích ứng của chế phẩm ............ 31 iv CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................................. 36 3.1. XÂY DỰNG VÀ THẨM ĐỊNH QUI TRÌNH ĐỊNH LƢỢNG MELOXICAM TRONG PHÉP THỬ ĐỘ HÒA TAN VÀ TRONG CHẾ PHẨM BẰNG PHƢƠNG PHÁP UV – VIS ................................................................................................... 36 3.1.1. Xây dựng và thẩm định qui trình định lƣợng meloxicam trong phép thử độ hòa tan bằng phƣơng pháp UV – Vis......................................................... 36 3.1.2. Xây dựng và thẩm định qui trình định lƣợng meloxicam trong chế phẩm bằng phƣơng pháp UV – Vis.......................................................................... 39 3.1.3. Kiểm nghiệm meloxicam nguyên liệu .................................................. 43 3.2. NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ GEL MELOXICAM CÓ TÍNH THẤM CAO ...... 45 3.2.1. Điều chế hệ phân tán rắn của meloxicam với các tá dƣợc khảo sát ....... 45 3.2.2. Nghiên cứu bào chế gel meloxicam 0,5 % có tính thấm cao ................. 50 3.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG VIÊM VÀ TÍNH KÍCH ỨNG CỦA CHẾ PHẨM ................................................................................................................... 64 3.3.1. So sánh khả năng kháng viêm của chế phẩm với thuốc đối chiếu ......... 64 3.3.2. Thử tính kích ứng của chế phẩm trên da thỏ ......................................... 70 CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN .................................................................................... 72 4.1. PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƢỢNG MELOXICAM .............. 72 4.2. NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ GEL MELOXICAM CÓ TÍNH THẤM CAO ...... 72 4.3. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG VIÊM VÀ TÍNH KÍCH ỨNG CỦA CHẾ PHẨM ................................................................................................................... 76 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... PHỤ LỤC v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ tắt Chữ nguyên nghĩa 1 BCS Biopharmaceutical Classification System Hệ thống phân loại sinh dƣợc 2 CA Cellulose acetat Cellulose acetat 3 CA-IPM Cellulose acetat – isopropyl miristat Màng cellulose acetat bão hòa isopropyl myristat 4 CD Cyclodextrin Cyclodextrin 5 COX Cyclo-oxygenase Cyclo-oxygenase 6 HPβCD Hydroxypropyl-βCyclodextrin Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin 7 HPLC High performance liquid chromatography Sắc ký lỏng hiệu năng cao 8 MLX Meloxicam Meloxicam 9 NSAID Nonsteroidal antiinflammatory drugs Thuốc kháng viêm không steroid 10 PEG Polyethylen glycol Polyethylen glycol 11 PG Propylen glycol Propylen glycol 12 PVP Polyvinyl pyrrolidone Polyvinyl pyrrolidone 13 RSD The relative standard deviation Độ lệch chuẩn tƣơng đối 14 TEA Triethanolamin Triethanolamin 15 UV Ultraviolet Tử ngoại vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Độ tan của MLX trong một số dung môi ở 25 oC [30] ............................. 3 Bảng 2.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu ...................................................... 19 Bảng 2.2. Trang thiết bị, dụng cụ dùng trong nghiên cứu ....................................... 20 Bảng 2.3. Mức độ phản ứng trên da thỏ ................................................................. 34 Bảng 2.4. Phân loại đáp ứng sự kích ứng trên da thỏ ............................................. 35 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tá dƣợc trên kết quả định lƣợng MLX trong phép thử độ hòa tan ...................................................................................... 37 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát tính tuyến tính............................................................. 38 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát độ chính xác ............................................................... 38 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát độ đúng ....................................................................... 39 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tá dƣợc trên kết quả định lƣợng MLX . 40 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát tính tuyến tính............................................................. 41 Bảng 3.7. Kết quả khảo sát độ chính xác ............................................................... 42 Bảng 3.8. Thông số sắc ký độ đúng ....................................................................... 43 Bảng 3.9. Kết quả định lƣợng MLX nguyên liệu ................................................... 44 Bảng 3.10. Độ tan của MLX nguyên liệu và MLX trong các hệ phân tán rắn......... 45 Bảng 3.11. Độ hòa tan của MLX nguyên liệu và MLX trong các hệ phân tán rắn .. 46 Bảng 3.12. Kết quả đo độ ẩm các phối hợp điều chế .............................................. 50 Bảng 3.13. Kết quả đo độ tan của các phối hợp điều chế........................................ 50 Bảng 3.14. Tỉ lệ phần trăm IPM đƣợc giữ lại trên màng CA .................................. 51 Bảng 3.15. Các công thức lựa chọn hệ phân tán rắn ............................................... 51 Bảng 3.16. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA của các công thức A1-A5 ......... 52 Bảng 3.17. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA-IPM của các công thức A1-A5 . 52 Bảng 3.18. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA, CA-IPM của công thức A1, A252 Bảng 3.19. Công thức khảo sát tá dƣợc tạo gel ...................................................... 54 Bảng 3.20. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA của các công thức A6-A8 ......... 55 Bảng 3.21. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA-IPM của các công thức A6-A8 . 55 vii Bảng 3.22. Công thức lựa chọn tỉ lệ tá dƣợc HPMC E15 và TEA .......................... 56 Bảng 3.23. Kết quả khảo sát pH và độ dàn mỏng của các công thức A8-A12 ........ 56 Bảng 3.24. Công thức khảo sát hợp chất terpen ..................................................... 57 Bảng 3.25. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA-IPM khi thêm menthol/ thymol 58 Bảng 3.26. Công thức khảo sát với PEG 400 ......................................................... 59 Bảng 3.27. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA-IPM của các công thức A17-A20 .............................................................................................................................. 59 Bảng 3.28. Tỉ lệ MLX phóng thích qua màng CA-IPM của 3 lần điều chế............. 61 Bảng 3.28. Kết quả khảo sát pH và độ dàn mỏng của 3 lần điều chế ...................... 62 Bảng 3.30. Kết quả thể tích chân chuột (ml) của lô trắng ....................................... 64 Bảng 3.31. Kết quả thể tích chân chuột (ml) của lô chứng ..................................... 65 Bảng 3.32. Kết quả thể tích chân chuột (ml) của lô thử .......................................... 65 Bảng 3.33. Kết quả thể tích chân chuột (ml) của lô đối chiếu................................. 66 Bảng 3.34. Kết quả thể tích chân chuột (ml) trung bình ......................................... 66 Bảng 3.35. Kết quả độ phù chân chuột (%) lô trắng ............................................... 67 Bảng 3.36. Kết quả độ phù chân chuột (%) lô chứng ............................................. 67 Bảng 3.37. Kết quả độ phù chân chuột (%) lô thử .................................................. 68 Bảng 3.38. Kết quả độ phù chân chuột (%) lô đối chứng ....................................... 68 Bảng 3.39. Kết quả độ phù chân chuột (%) trung bình ........................................... 69 Bảng 3.40. Giá trị P giữa các lô trong quá trình thử nghiệm................................... 70 Bảng 3.41. Kết quả thử tính kích ứng trên da thỏ ................................................... 71 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Công thức cấu tạo của MLX ................................................................... 3 Hình 1.2. Cấu trúc lớp sừng của da [9] .................................................................... 5 Hình 1.3. Cấu trúc các lớp của da [18] ..................................................................... 6 Hình 1.4. Con đƣờng hấp thu và thẩm thấu qua da [25] ........................................... 7 Hình 1.5. Cấu trúc hóa học của các cyclodextrin ................................................... 11 Hình 2.1. Vị trí đặt mẫu trên da thỏ ....................................................................... 34 Hình 3.1. Phổ hấp thu UV – Vis của MLX trong các dung dịch ............................. 36 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự tƣơng quan giữa nồng độ và độ hấp thu của MLX ... 38 Hình 3.3. Phổ hấp thu của MLX trong các mẫu khác nhau .................................... 40 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự tƣơng quan giữa nồng độ và độ hấp thu của MLX ... 41 Hình 3.5. Phổ UV – Vis của MLX nguyên liệu và MLX chuẩn ............................. 44 Hình 3.6. Độ tan MLX nguyên liệu và MLX trong các hệ phân tán rắn ................. 46 Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của MLX nguyên liệu và ............................. 47 Hình 3.8. Phổ hồng ngoại của MLX nguyên liệu (A), βCD (B), MLX-βCD (C), HPβCD (D), MLX-HPβCD (E), PVP K30 (F), MLX-PVP K30 (G), PEG 4000 (H), MLX-PEG4000 (I) ................................................................................................ 48 Hình 3.9. Phổ DSC của MLX nguyên liệu (A) và hệ MLX-HPβCD (E) ................ 49 Hình 3.10. Sơ đồ điều chế gel MLX 0,5 % ............................................................ 61 Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn độ phù chân chuột (%) theo thời gian ......................... 69 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thuốc kháng viêm không steroid (Nonsteroidal anti-inflammatory drugs hay còn gọi tắt là NSAID) đã đƣợc sử dụng rộng rãi trong điều trị viêm khớp dạng thấp và các bệnh khác có liên quan nhờ tác dụng giảm đau, kháng viêm hiệu quả. Tuy nhiên, nhóm thuốc này cũng kèm theo nhiều tác dụng phụ khi dùng bằng đƣờng uống, điển hình là tác dụng trên ống tiêu hóa, dù đã sử dụng thuốc ở liều thấp. Trên thực tế, các bệnh về khớp thƣờng diễn ra cục bộ tại các vị trí gần với bề mặt cơ thể. Dạng bôi ngoài da của NSAID cho phép thuốc đến vị trí viêm và cho tác dụng tại chỗ, giúp làm giảm các ảnh hƣởng có hại lên hệ tiêu hóa. Để đạt đƣợc hiệu quả điều trị cao, thuốc cần phải vƣợt qua những rào cản của da để đến đƣợc nơi tác động. Meloxicam (MLX) là thuốc thuộc nhóm NSAID có tác dụng ức chế chọn lọc trên cyclo-oxygenase-2 (COX-2), cho tác dụng giảm đau, kháng viêm mạnh và đƣợc sử dụng rộng rãi trong các bệnh về khớp. Mặc dù có tác dụng chọn lọc cao trên COX-2, MLX vẫn thể hiện tác dụng phụ trên đƣờng tiêu hóa khi sử dụng bằng đƣờng uống (khoảng 10 – 20 %) [17]. Với liều dùng 15 mg/ ngày, đã có các báo cáo từng ca về trƣờng hợp viêm kết tràng thiếu máu cục bộ ở bệnh nhân [30]. MLX là một dƣợc chất thuộc hệ thống phân loại sinh dƣợc BCS (Biopharmaceutical Classification System) nhóm II và có nhiều tính chất hóa lý phù hợp cho phép thuốc thấm qua da nhƣ trọng lƣợng phân tử thấp, kém phân cực, điểm chảy thấp và liều điều trị thấp. Do đó dạng phân phối thuốc qua da của MLX đƣợc xem nhƣ một đƣờng sử dụng mới trong điều trị các bệnh về khớp. MLX thực tế không tan trong nƣớc (0,012 mg/ ml) [36], đây là một cản trở lớn đối với sinh khả dụng của thuốc. Nhiều nghiên cứu đã đƣợc thực hiện nhằm tìm ra phƣơng pháp giúp tăng độ tan cũng nhƣ tăng khả năng thẩm thấu qua da của MLX [16, 25], các sản phẩm nghiên cứu ở dạng dùng ngoài da của MLX đƣợc thử tác dụng kháng viêm trên chân chuột đối chiếu với gel piroxicam và gel ketoprofen, cho thấy kết quả khả quan [12, 24]. Mở đầu 2 Đề tài “Điều chế gel meloxicam có tính thấm cao” đƣợc thực hiện với mục tiêu cải thiện độ tan và tính thấm của MLX nhờ vào các tá dƣợc tạo hệ phân tán rắn thích hợp; từ đó, điều chế gel MLX 0,5% có tính thấm cao. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu tổng quát Điều chế MLX dƣới dạng gel có tính thấm cao. Mục tiêu cụ thể 1. Xây dựng và thẩm định quy trình định lƣợng MLX trong phép thử độ hòa tan và trong chế phẩm gel 2. Điều chế gel MLX 0,5 % có tính thấm cao 3. Đánh giá hoạt tính kháng viêm và tính kích ứng của chế phẩm Mở đầu 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẠI CƢƠNG VỀ MELOXICAM Công thức hoá học: C14H13N3O4S2 ; M = 351,40 g/ mol Danh pháp: 4 – hydroxyl – 2 – methyl – N – (5-methyl-1,3-thiazol-2-yl) – 2H – 1,2 – benzothiazin – 3 – carboxamid – 1,1 – di-oxyd Hình 1.1. Công thức cấu tạo của MLX 1.1.1. Tính chất vật lý - Bột màu vàng nhạt. Nhiệt độ nóng chảy: 254 oC và pKa = 4,08 (trong nƣớc). - Không tan trong nƣớc (độ tan: 0,012 mg/ ml ở 25 oC) và rất khó tan trong glycerin, methanol và ethanol. Tan trong dimethylformamid. MLX là một dƣợc chất khó tan, thuộc hệ thống phân loại sinh dƣợc BCS (Biopharmaceutical Classification System) nhóm II. Bảng 1.1. Độ tan của MLX trong một số dung môi ở 25 oC [30] Dung môi Độ tan (mg/ ml) Nƣớc 0,012 Glycerin 0,138 Ethanol 0,354 Methanol 0,382 Propylen glycol 0,307 Tổng quan 4 1.1.2. Dƣợc lực, dƣợc động học MLX có tác động ức chế tổng hợp prostaglandin, chất trung gian có vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của quá trình viêm, sốt, đau [36]. Mức độ ức chế COX-1 của MLX phụ thuộc vào liều dùng (7,5 mg/ ngày ít gây tai biến hơn liều 15 mg/ ngày) và sự khác nhau giữa các ngƣời bệnh. Nồng độ trong huyết tƣơng tỉ lệ với liều dùng: sau khi uống 7,5 mg và 15 mg, nồng độ trung bình trong huyết tƣơng đƣơc ghi nhận tƣơng ứng từ 0,4 đến 1 mg/ l và từ 0,8 đến 2 mg/ l (Cmin và Cmax ở tình trạng cân bằng). MLX gắn vào albumin trên 99%, khuếch tán tốt vào dịch khớp. MLX đạt nồng độ đỉnh trong huyết tƣơng sau 6 giờ [36]. Hoạt chất chuyển hoá hầu nhƣ hoàn toàn ở gan với sự xúc tác chủ yếu của CYP2C. Các chất chuyển hóa thải trừ chủ yếu qua nƣớc tiểu. Thời gian bán thải khoảng 20 giờ. Không cần điều chỉnh liều MLX với ngƣời giảm nhẹ chức năng gan hoặc thận [34]. 1.1.3. Các phƣơng pháp định tính và định lƣợng meloxicam Phƣơng pháp định tính Theo DĐVN IV, MLX nguyên liệu đƣợc định tính bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thu tử ngoại – khả kiến (UV – Vis). Trong methanol, MLX cho cực đại hấp thu ở bƣớc sóng 354 nm. MLX trong viên nén đƣợc định tính bằng phƣơng pháp sắc ký lớp mỏng và sắc ký lỏng [2]. Áp dụng vào nghiên cứu, phƣơng pháp quang phổ UV – Vis đƣợc ứng dụng để định tính MLX nguyên liệu; tuy nhiên đề tài nghiên cứu điều chế gel MLX có nhiều tá dƣợc ảnh hƣởng đến phổ hấp thu UV – Vis trong khoảng bƣớc sóng 200 – 400 nm nên MLX trong chế phẩm gel đƣợc định tính bằng phƣơng pháp sắc ký lớp mỏng. Phƣơng pháp định lƣợng Theo DĐVN IV, MLX nguyên liệu đƣợc định lƣợng bằng phƣơng pháp chuẩn độ điện thế trong môi trƣờng khan. MLX ở dạng bào chế viên nén đƣợc định lƣợng bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [2]. Tổng quan 5 MLX ở dạng bào chế gel đƣợc định lƣợng bằng phƣơng pháp UV – Vis và HPLC. Đối với phƣơng pháp UV – Vis, dung dịch MLX có thể đƣợc pha trong nhiều hệ đệm có pH khác nhau: với đệm phosphate pH 7,4 thì MLX cho đỉnh hấp thu ở bƣớc sóng 362 [32] hoặc 363 nm [40], với đệm phosphat pH 7,4 MLX định lƣợng ở đỉnh hấp thu 362 nm [32] và với đệm phosphate pH 6,8 định lƣợng ở đỉnh hấp thu 361 nm [6]. Đối với phƣơng pháp HPLC, khi dùng hệ dung môi methanol : nƣớc : acid phosphoric (69,9:30:0,1), bƣớc sóng phát hiện là 370 nm [16], khi dùng hệ dung môi 0,05 M diamonium phosphat : methanol (55:45), bƣớc sóng phát hiện là 365 nm [17]. Đề tài ứng dụng phƣơng pháp định lƣợng quang phổ UV – Vis để định lƣợng MLX trong phép thử độ hòa tan và MLX trong chế phẩm gel. 1.2. DA VÀ SỰ HẤP THU THUỐC QUA DA 1.2.1. Da Da là cơ quan lớn nhất của cơ thể, chiếm hơn 10% khối lƣợng cơ thể và là một cơ quan cho phép cơ thể tƣơng tác mật thiết hơn với môi trƣờng. Da bao gồm 4 lớp. Lớp sừng (SC) là lớp ngoài cùng của da (lớp biểu bì chết), tạo thành những rào cản chính cho sự khuếch tán hầu nhƣ tất cả các hợp chất. Nó bao gồm các tế bào chết, dẹt và giàu keratin, còn gọi là các tế bào sừng. Những tế bào dày đặc này đƣợc bao quanh bởi một hỗn hợp phức tạp của các lipid gian bào; cụ thể là: các ceramide, axit béo tự do, cholesterol và cholesterol sulfate. Gian bào là con đƣờng khuếch tán chiếm ƣu thế cho một phân tử đi qua lớp sừng [14, 25]. Hình 1.2. Cấu trúc lớp sừng của da [9] Tổng quan 6 Các lớp khác là lớp tế bào còn lại của lớp biểu bì (lớp biểu bì sống), lớp bì và mô dƣới da (hình 1.3). Các phần phụ liên quan bao gồm các nang lông, tuyến mồ hôi, tuyến bã nhờn, các mạch máu, các dây thần kinh, cơ, mô mỡ và móng. Ở ngƣời tổng số các phần phụ chỉ chiếm khoảng 0,1% diện tích da, do đó đƣờng hấp thu qua các phần phụ thƣờng không đáng kể. Về tổng quan, các chức năng của da có thể đƣợc phân loại nhƣ bảo vệ, duy trì cân bằng nội môi và xúc giác [19]. Da đƣợc biết đến nhƣ là một vị trí tiềm năng của hệ thống phân phối thuốc, có thể tránh các vấn đề về tiêu hóa, hiệu ứng pH, sự kết hợp với enzyme khử hoạt tính trong ống tiêu hóa, chuyển hóa lần đầu. Lớp biểu bì Lớp bì Lớp mô dƣới da Hình 1.3. Cấu trúc các lớp của da [19] 1.2.2. Sự khuếch tán thuốc qua da Các tiểu phân thuốc tiếp xúc với da nguyên vẹn sẽ thấm vào trong da theo 3 đƣờng chính: thấm xuyên trực tiếp qua thành tế bào, thấm theo các khe giữa các tế bào và thấm theo các bộ phận phụ (Hình 1.4). Trong đó, đƣờng thấm xuyên trực tiếp qua thành tế bào là chủ yếu và đóng vai trò quan trọng vì diện tích bề mặt của nó lớn hơn từ 100 – 1000 lần so với diện tích bề mặt của các phần phụ [3]. Lớp sừng là hàng rào ngăn cản chủ yếu sự xâm nhập của các chất từ bên ngoài vào da, do đó hầu nhƣ cản trở sự hấp thu thuốc. Các nhà bào chế thƣờng dùng chất làm tăng tính thấm qua da nhằm hạn chế hoặc loại bỏ tạm thời khả năng đối kháng của lớp sừng để sự hấp thu thuốc có tốc độ và mức độ cao hơn. Tổng quan 7 Thuốc kháng viêm cần thấm sâu và có tác dụng tại chỗ, đƣợc phân bố và khuếch tán vào trong lớp biểu bì sống qua ba giai đoạn. Đầu tiên dƣợc chất phóng thích và khuếch tán từ chất dẫn đến bề mặt da. Sau đó, dƣợc chất thấm qua lớp biểu bì hoặc các bộ phận phụ nhƣ nang lông, tuyến mồ hôi. Cuối cùng khuếch tán vào dƣới da và đến lớp biểu bì sống. Hình 1.4. Con đƣờng hấp thu và thẩm thấu qua da (I: đƣờng gian bào, II: đƣờng xuyên bào, III: qua tuyến nang) [25] Cơ chế vận chuyển thuốc qua da là sự khuếch tán thụ động, tuân theo định luật Fick. Vận tốc khuếch tán đƣợc tính theo phƣơng trình [3]: V= Trong đó: V: Tốc độ khuếch tán của hoạt chất D: hệ số khuếch tán của các phân tử thuốc trong màng K: hệ số phân bố của thuốc giữa màng và môi trƣờng khuếch tán S: diện tích màng (diện tích bề mặt lớp khuếch tán = diện tích da) dC: chênh lệch nồng độ giữa 2 bên màng (hai bên tổ chức da) dX: bề dày của màng khuếch tán (bề dày của da) Phƣơng trình vận tốc khuếch tán cho thấy yếu tố ảnh hƣởng trực tiếp đến sự hấp thu thuốc là hệ số khuếch tán và phân bố dƣợc chất. Hệ số khuếch tán thể hiện khả năng di chuyển của phân tử dƣợc chất từ vùng có nồng độ cao sang vùng nồng độ thấp, do đó quyết định khả năng thấm và hấp thu Tổng quan 8 thuốc qua da. Trong quá trình khuếch tán, dƣợc chất sẽ liên tục phân bố giữa tá dƣợc với lớp sừng, giữa lớp sừng với các lớp khác của da. Vì da có cấu tạo bởi nhiều lớp thân dầu và thân nƣớc xen kẽ nhau nên nếu dƣợc chất chỉ thân dầu hoặc thân nƣớc (hệ số phân bố khác xa 1) thì sẽ khó thấm qua da. Theo định luật Fick, tốc độ khuếch tán tỉ lệ thuận với hiệu số nồng độ dƣợc chất giữa hai bên màng da. Điều đó chứng tỏ để tăng tốc độ và lƣu lƣợng thuốc thấm qua da, trong màng tế bào cần tìm nồng độ dƣợc chất phù hợp và thƣờng khá cao để tạo chênh lệch nồng độ lớn [3]. Đề tài ứng dụng định luật Fick tăng tính thấm của MLX bằng cách tăng hệ số khuếch tán của các phân tử thuốc qua da nhờ sử dụng các chất tăng thấm nhƣ: alcol (ethanol, glycerin,…) và terpen (menthol, thymol,…). Tăng nồng độ dƣợc chất trên bề mặt da bằng cách tăng độ tan của MLX nhờ tạo hệ phân tán rắn. 1.2.3. Đánh giá khả năng phóng thích hoạt chất in vitro Phƣơng pháp khuếch tán qua màng đƣợc áp dụng rộng rãi với nhiều dƣợc chất và có thể sử dụng để đánh giá một cách khả định lƣợng mức độ và tốc độ giải phóng dƣợc chất. Trên cơ sở đó, có thể nghiên cứu thiết kế công thức đạt yêu cầu mong muốn. Tế bào loại đứng thẳng là dạng đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong số các loại tế bào khuếch tán do phù hợp với nhiều dƣợc chất và dễ dàng sử dụng. Tế bào loại nằm ngang có thể dùng để đánh giá khả năng phóng thích hoạt chất từ các dung dịch bão hòa hay khi có sự tích tụ chất rắn trên bề mặt màng, cũng nhƣ khảo sát tính thấm của các chất bay hơi. Tế bào khuếch tán thƣờng bằng thủy tinh, đôi khi bằng teflon hoặc kim loại không rỉ. Tế bào có hệ thống bơm mẫu phân tích tự động. Màng dùng cho phƣơng pháp này có thể là màng nhân tạo nhƣ cellophan, dẫn chất cellulose hay màng tự nhiên nhƣ da heo, da chuột hay da ngƣời. Trong đó, cấu tạo màng da chuột và da ngƣời giống nhau đều có màng chất béo bảo vệ bên ngoài lớp sừng. Tuy vậy, độ dày lớp sừng của da chuột (khoảng 40 µm) mỏng hơn da ngƣời (khoảng 90 µm). Vì vậy, lƣợng thuốc hấp thu qua da chuột sẽ nhiều hơn da ngƣời [19]. Tổng quan 9 Đối với các màng lỗ xốp (chẳng hạn nhƣ cellulose acetat) thì ứng dụng chính là để tối ƣu hóa công thức, kiểm soát chất lƣợng và so sánh sinh khả dụng giữa các chế phẩm vì loại màng này có thuộc tính cản trở rất kém, không mô phỏng đƣợc tính cản trở của da. Do đó, để mô phỏng đặc tính cản trở của da thì các màng xốp này thƣờng đƣợc phủ thêm 1 lớp lipid nhƣ isopropyl myristat, dodecanol hoặc hỗn hợp có thành phần tƣơng đồng với lớp sừng [16]. Môi trƣờng khuếch tán thƣờng là nƣớc cất, dung dịch đệm, dung môi hoặc hỗn hợp dung môi. Để định lƣợng dƣợc chất giải phóng trong từng khoảng thời gian, ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp quang phổ hoặc sắc ký lỏng hiệu năng cao [19]. 1.3. TỔNG QUAN VỀ GEL 1.3.1. Khái niệm chung Gel là dạng thuốc có thể chất mềm, dùng để bôi lên da và niêm mạc nhằm mục đích bảo vệ da và niêm mạc hoặc đƣa thuốc thấm qua da. Thành phần của gel gồm một hay nhiều hoạt chất đƣợc hòa tan hay phân tán đồng đều trong một tá dƣợc hoặc hỗn hợp tá dƣợc có thể chất lỏng đƣợc gel hóa nhờ tác nhân tạo gel thích hợp. Gel đƣợc phân thành 2 loại: gel thân dầu và gel thân nƣớc. Do gel thân nƣớc của MLX đã đƣợc chứng minh có khả năng phóng thích hoạt chất in vitro tốt hơn gel thân dầu [13], đề tài hƣớng đến điều chế gel thân nƣớc của MLX. Gel thân nƣớc trong thành phần bao gồm nƣớc, glycerin, propylen glycol (PG), các tá dƣợc tạo gel nhƣ polysaccarid, dẫn chất cellulose, polyme của acid acrylic,… Gel thân nƣớc có ƣu điểm là dễ hòa tan hoặc trộn đều với nƣớc và nhiều chất lỏng phân cực, giải phóng hoạt chất nhanh, nhất là đối với các chất dễ tan trong nƣớc; không cản trở hoạt động bình thƣờng của da, không trơn nhờn, dễ rửa sạch bằng nƣớc. Bên cạnh đó, gel thân nƣớc cũng có một số nhƣợc điểm nhƣ kém bền vững, dễ bị nấm mốc, vi khuẩn xâm nhập, dễ bị khô cứng trong quá trình bảo quản cũng nhƣ có khuynh hƣớng làm khô da. Mặc dù vậy, các nhƣợc điểm này có thể khắc phục đƣợc bằng cách sử dụng chất bảo quản, chất giữ ẩm [3]. Tổng quan