Tài liệu Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano artemether với chất mang ethylcellulose

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -----  ------ NGUYỄN THỊ VINH NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN NANO ARTEMETHER VỚI CHẤT MANG ETHYLCELLULOSE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2020 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -----  ------ NGUYỄN THỊ VINH MÃ SINH VIÊN: 1501553 NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN NANO ARTEMETHER VỚI CHẤT MANG ETHYLCELLULOSE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS. Võ Quốc Ánh Nơi thực hiện: 1. Viện Công nghệ Dược Phẩm Quốc Gia 2. Bộ môn Bào chế HÀ NỘI - 2020 HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành nhất và sâu sắc tới TS. Võ Quốc Ánh, người thầy giàu kinh nghiệm và đầy nhiệt huyết, đã hướng dẫn, định hướng và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi thực hiện khóa luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn tới GS.TS. Nguyễn Ngọc Chiến, ThS. Lê Thiện Giáp đã hướng dẫn, giúp đỡ cũng như động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên, các bạn sinh viên nghiên cứu khoa học và làm khóa luận tốt nghiệp thuộc Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia, Bộ môn Vật lý – Hóa lý, Bộ môn Công nghiệp Dược, Bộ môn Bào chế đã tạo điều kiện về thiết bị, máy móc, hóa chất, giúp đỡ tôi trong quá trình làm thực nghiệm. Tôi xin phép cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Phòng Đào tạo và các Phòng ban khác, các thầy cô và cán bộ nhân viên trường Đại học Dược Hà Nội đã đào tạo và giúp đỡ tôi trong suốt 5 năm học tại trường. Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn đặc biệt đến gia đình và bạn bè tôi, những người luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quãng thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua. Hà Nội, ngày 19 tháng 6 năm 2020 Sinh viên Nguyễn Thị Vinh MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................2 1.1. Thông tin về artemether ......................................................................................2 1.1.1. Công thức cấu tạo .........................................................................................2 1.1.2. Tính chất lý hóa ............................................................................................2 1.1.3. Độ ổn định ....................................................................................................2 1.1.4. Đặc điểm dược động học theo đường uống ..................................................2 1.1.5. Tác dụng dược lý của artemether .................................................................3 1.1.6. Các chế phẩm trên thị trường .......................................................................4 1.2. Thông tin về ethylcellulose (EC) ........................................................................5 1.2.1. Tính chất .......................................................................................................5 1.2.2. Mục đích sử dụng .........................................................................................5 1.3. Vài nét về nano polyme ......................................................................................6 1.3.1. Đặc điểm của nano polyme...........................................................................6 1.3.2. Phân loại nano polyme..................................................................................7 1.3.3. Một số phương pháp bào chế tiểu phân nano polyme ..................................8 1.3.4. Ưu nhược điểm và ứng dụng của nano polyme ............................................9 1.4. Một số nghiên cứu liên quan .............................................................................10 1.4.1. Một số nghiên cứu về artemether ...............................................................10 1.4.2. Một số nghiên cứu sử dụng EC làm chất mang nano .................................11 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................13 2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................13 2.1.1. Nguyên vật liệu ...........................................................................................13 2.1.2. Thiết bị ........................................................................................................14 2.2. Nội dung nghiên cứu .........................................................................................15 2.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................15 2.3.1. Phương pháp bào chế tiểu phân nano artemether – ethylcellulose (ARTMEC) ........................................................................................................................15 2.3.2. Phương pháp định lượng ............................................................................16 2.3.3. Phương pháp đánh giá đặc tính lý hóa của tiểu phân nano ARTM-EC .....18 2.3.4. Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng artemether in vitro ................20 2.3.5. Phương pháp đánh giá độ ổn định của hỗn dịch nano trong điều kiện bảo quản .......................................................................................................................22 2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu thống kê ...........................................................22 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...............................23 3.1. Kết quả thẩm định một số chỉ tiêu phương pháp định lượng HPLC ................23 3.1.1. Độ đặc hiệu .................................................................................................23 3.1.2. Độ tuyến tính ..............................................................................................23 3.1.3. Độ ổn định hệ thống ...................................................................................24 3.2. Xây dựng công thức bào chế tiểu phân ARTM-EC ..........................................24 3.2.1. Khảo sát tỉ lệ dược chất/polyme .................................................................24 3.2.2. Khảo sát tỉ lệ pha dầu/pha nước..................................................................25 3.2.3. Khảo sát loại chất diện hoạt ........................................................................26 3.2.4. Khảo sát tỉ lệ chất diện hoạt ........................................................................27 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số quy trình ...............................................29 3.3.1. Ảnh hưởng của công suất siêu âm ..............................................................29 3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm ...............................................................29 3.4. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano ARTM-EC ................................31 3.4.1. Kích thước tiểu phân và phân bố kích thước tiểu phân ..............................31 3.4.2. Thế zeta .......................................................................................................32 3.4.3. Hiệu suất nano hóa và tỉ lệ dược chất nano ................................................32 3.4.4. Ảnh SEM ....................................................................................................32 3.4.5. Phổ FT-IR ...................................................................................................33 3.4.6. Phân tích nhiệt vi sai (DSC) .......................................................................34 3.4.7. Kết quả thử giải phóng in vitro của artemether trong hỗn dịch nano .........34 3.5. Độ ổn định của hỗn dịch nano trong điều kiện bảo quản..................................36 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .......................................................................................37 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ACN Acetonitril ARTM-EC Nano artemether-ethylcellulose DC Dược chất DĐVN Dược điển Việt Nam DSC Phân tích nhiệt vi sai (Differential scanning calorimetry) DHA Dihydroartemisinin EC Ethylcellulose EE Hiệu suất nano hóa (Encapsulation efficiency) FT-IR Phổ hồng ngoại chuyển dạng Fourier (Fourier transform infrared spectroscopy) HHVL Hỗn hợp vật lý HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid chromatography) kDa Kilodalton kcps Số lượng photon được phát hiện trong 1 giây (kilo counts per second) kl/kl Khối lượng/ khối lượng KTTP Kích thước tiểu phân KTTPTB Kích thước tiểu phân trung bình LC Tỉ lệ dược chất nano (Loading capacity) mPa.s Millipascal-seconds NLC Hệ mang lipid cấu trúc nano PDI Chỉ số phân bố kích thước tiểu phân (Polydiversity index) PVA Polyvinyl alcol RSD Độ lệch chuẩn tương đối (Relative Standard Deviation) SEM Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope) SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation) TCCS Tiêu chuẩn cơ sở TB Trung bình DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số dạng bào chế trên thị trường của artemether ............................. 4 Bảng 1.2. Các thế hệ nano polyme .........................................................................7 Bảng 2.1. Nguyên liệu được sử dụng trong quá trình thực nghiệm. ....................13 Bảng 2.2. Thiết bị được sử dụng trong quá trình thực nghiệm. ........................... 14 Bảng 3.1. Mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ artemether..................23 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát độ ổn định của hệ thống ...........................................24 Bảng 3.3. Kết quả KTTPTB và PDI của các mẫu khảo sát tỉ lệ DC/polyme ......25 Bảng 3.4. Kết quả KTTPTB và PDI của các mẫu khảo sát tỉ lệ pha dầu/pha nước ...................................................................................................................... 26 Bảng 3.5. Kết quả KTTPTB và PDI của các mẫu khảo sát loại chất diện hoạt ...27 Bảng 3.6. Kết quả KTTPTB và PDI của các mẫu khảo sát tỉ lệ Acrysol – K140 28 Bảng 3.7. Kết quả KTTPTB và PDI của các mẫu khảo sát công suất siêu âm....29 Bảng 3.8. Kết quả KTTPTB và PDI của các mẫu khảo sát thời gian siêu âm .....30 Bảng 3.9. Công thức, phương pháp, quy trình bào chế tiểu phân nano ARTMEC ......................................................................................................................... 30 Bảng 3.10. Phần trăm artemether giải phóng từ hỗn dịch nano theo thời gian....35 Bảng 3.11. Theo dõi độ ổn định của mẫu nano ARTM-EC CT11 theo các tuần 36 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Công thức cấu tạo của artemether .......................................................... 2 Hình 1.2. Cấu tạo hóa học của EC .........................................................................5 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình bào chế hỗn dịch nano ARTM-EC ............................. 16 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ artemether .............................................................................................................23 Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ DC/polyme đến đặc tính của tiểu phân nano ARTM-EC ............................................................................................................25 Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha dầu/pha nước đến đặc tính tiểu phân nano ARTM-EC ............................................................................................................26 Hình 3.4. Ảnh hưởng của loại chất diện hoạt đến đặc tính của tiểu phân nano ARTM-EC ............................................................................................................27 Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ chất diện hoạt đến đặc tính của tiểu phân nano ARTM-EC ............................................................................................................28 Hình 3.6. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến đặc tính của tiểu phân nano ARTM-EC ............................................................................................................29 Hình 3.7. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến đặc tính của tiểu phân nano ARTM-EC ............................................................................................................30 Hình 3.8. Kết quả đo KTTPTB và PDI của tiểu phân nano ARTM-EC CT11 ...31 Hình 3.9. Hình ảnh chụp SEM của tiểu phân nano ARTM-EC CT11.................32 Hình 3.10. Phổ FT-IR của các mẫu ......................................................................33 Hình 3.11. Phổ DSC của các mẫu ........................................................................34 Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn tỉ lệ artemether giải phóng từ hỗn dịch nano theo thời gian ................................................................................................................35 ĐẶT VẤN ĐỀ Artemether là dẫn chất methyl ether của dihydroartemisinin, bán tổng hợp từ artemisinin, được chỉ định để điều trị sốt rét do tất cả các loại Plasmodium, kể cả sốt rét nặng do các chủng P. falciparum kháng nhiều loại thuốc [2]. Ngoài tác dụng chống sốt rét, artemether đã được chứng minh có tác dụng chống ung thư hiệu quả [14], [29]. Tác dụng trên khối u của artemether và một số dẫn chất khác của artemisinin (dihydroartemisinin, artesunat) nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu. Một số nghiên cứu đã chứng minh tác dụng của artemether trên các khối u như u thần kinh đệm C6, u tuyến yên [25], [30]. Artemether rất ít tan trong nước, sinh khả dụng thấp, thường gặp khó khăn trong việc bào chế các dạng thuốc [1]. Đã có nhiều nghiên cứu đưa ra các biện pháp làm giảm kích thước tiểu phân của artemether nhằm tăng độ tan, tăng sinh khả dụng của artemether như sử dụng hệ phân tán rắn, hệ tiểu phân nano, liposome [5], [6], [13]. Liposome và nano artemether không những cải thiện sinh khả dụng của dược chất mà còn tăng cường tác dụng của artemether trên khối u và giảm tác dụng không mong muốn của nó [6]. Để góp phần nâng cao chất lượng thuốc và phát triển dạng bào chế, tăng cường tác dụng chống ung thư, đề tài “Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano artemether với chất mang ethylcellulose” được thực hiện với hai mục tiêu: 1. Bào chế được tiểu phân nano chứa artemether với chất mang ethylcellulose. 2. Đánh giá được một số đặc tính lý hóa của tiểu phân nano bào chế được. 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Thông tin về artemether 1.1.1. Công thức cấu tạo CH3 H3C H O O O H O H H O CH3 Hình 1.1. Công thức cấu tạo của artemether Công thức phân tử: C16H26O5, khối lượng phân tử 298,4 [1]. Tên khoa học: (3R, 5aS, 6R, 8aS, 9R, 10S, 12R, 12aR) – decahydro – 10 – methoxy – 3, 6,9 – trimethyl – 3,12 – epoxy – 12H – pyrano[4.3 – j] – 1,2 – bezodioxepin [1]. 1.1.2. Tính chất lý hóa Artemether là dẫn chất methyl ether của dihydroartemisinin, bán tổng hợp từ artemisinin (được chiết xuất từ cây thanh hao hoa vàng), có dạng tinh thể hình kim hoặc bột kết tinh màu trắng, có vị đắng [1]. Rất ít tan trong nước (độ tan trong nước là 12,1 mg/l ở 25oC), tan trong ethanol, ethyl acetat, methanol, cloroform, rất dễ tan trong dicloromethan và aceton [1]. Trung tính, hệ số phân bố dầu/ nước logP = 3,48. Nhiệt độ nóng chảy: 86-90oC, năng suất quay cực: +168 đến +173 độ (nồng độ 10 mg/ml trong ethanol tuyệt đối) [1]. Phân loại sinh dược học: Nhóm 4 [13]. 1.1.3. Độ ổn định Artemether ổn định đến nhiệt độ 130oC [7]. Điều kiện bảo quản: bao gói kín, tránh ánh sáng, nhiệt độ mát. 1.1.4. Đặc điểm dược động học theo đường uống Artemether được hấp thu nhanh qua đường uống, thức ăn làm tăng hấp thu dược chất. Thuốc đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương trong vòng 2-3 giờ sau khi uống. Sinh khả dụng kém, khoảng 40%. Tỉ lệ artemether liên kết với protein huyết tương là 95%. Sau khi hấp thu vào máu, artemether dễ dàng phân bố vào các tổ chức, có thể qua nhau thai và hàng rào máu não. Artemether bị thủy phân nhanh trong cơ thể thành chất chuyển hóa có hoạt tính là dihydroartemisinin, rồi bị chuyển hóa tiếp thông qua enzym 2 cytochrom P450 CYP3A4 và thải trừ qua nước tiểu. Thời gian bán thải khoảng 1 giờ [2]. Cơ chế tác dụng chính của artemether là ức chế tổng hợp protein của kí sinh trùng. Artemether cũng như artemisinin ức chế chọn lọc, riêng biệt enzym PfATPase6 của ký sinh trùng. Cầu nối endoperoxid của sesquiterpen lacton trong phân tử artemether tạo phức chất với ion sắt (II) sinh ra gốc tự do có carbon trung tâm liên kết chọn lọc với PfATP6 [2]. 1.1.5. Tác dụng dược lý của artemether 1.1.5.1. Tác dụng điều trị bệnh sốt rét Artemether có 2 đồng phân quang học là α-artemether và β-artemether, 2 dạng này có tính chất vật lý và hóa học tương tự nhau, nhưng dạng β có hoạt tính trên kí sinh trùng sốt rét mạnh hơn dạng α. Artemether được chỉ định để điều trị sốt rét do tất cả các loại Plasmodium, kể cả sốt rét nặng do các chủng P. falciparum kháng nhiều loại thuốc [2]. 1.1.5.2. Tác dụng trên khối u DHA, artesunat, và artemether là những thuốc chứa cầu nối endoperoxid được cấp phép sử dụng trong điều trị [8]. Các dẫn chất này của artemisinin có hoạt tính chống ung thư mạnh khi ở kích thước nano hoặc micro. Cho đến nay, artemether đã được chứng minh có chung đặc tính chống ung thư tương tự DHA và artesunat. Artemether và artesunat đã được sử dụng trong các liệu pháp điều trị ung thư cho thấy dung nạp tốt và không có tác dụng phụ đáng kể. DHA, artesunat và artemether có khả năng điều chỉnh gen và protein điều phối tín hiệu tăng trưởng, apoptosis, khả năng tăng sinh, tạo mạch và mô xâm lấn, di căn [6]. Gần đây, rất nhiều các nghiên cứu đã chứng minh rằng artemisinin và dẫn xuất của nó đặc biệt là artemether có tác dụng chống ung thư trên một số mô hình tế bào ung thư ở người. Khả năng chống ung thư của artemether so với các dẫn chất khác của artemisinin: DHA > artesunat > artemether [6]. Tác dụng điều trị u tuyến yên: Artemether được dùng bằng đường uống cho bệnh nhân trong khoảng thời gian 12 tháng, làm giảm mật độ khối u và triệu chứng lâm sàng, cải thiện chất lượng sống của bệnh nhân bị u tuyến yên [25]. Artemether được lựa chọn cho điều trị do dễ dàng qua được hàng rào máu não và có thời gian bán thải dài hơn [27]. 3 Tác dụng chống ung thư tốt trên u thần kinh đệm C6 và ngăn chặn sự phát triển của khối u: nghiên cứu trên chuột cho thấy artemether có tác dụng ức chế in vivo trên khối u trong mô hình u thần kinh đệm C6 phụ thuộc liều ở khoảng nồng độ được sử dụng. Kích thước khối u giảm rõ rệt trong các nhóm được điều trị bằng artemether so với nhóm không được điều trị. Artemether kìm hãm sự phát triển của khối u chủ yếu thông qua việc tạo ra antiangiogenesis [30]. Tác dụng trên khối u vú của chuột: thí nghiệm in vivo trên các chuột mang khối u cho thấy artemether có đặc tính gây độc tế bào và điều hòa miễn dịch. Liều thấp của artemether được cho rằng hiệu quả như cyclophosphamid trong việc loại bỏ các tế bào gây ung thư [10]. 1.1.5.3. Độc tính và tác dụng không mong muốn Ở liều cao có thể xảy ra đau bụng, buồn nôn, nôn, ỉa chảy và ù tai, nhưng chỉ thoáng qua. Chưa thấy có độc tính trên thần kinh ở người [2]. 1.1.6. Các chế phẩm trên thị trường Bảng 1.1. Một số dạng bào chế trên thị trường của artemether Dạng bào chế Tên biệt dược Nhà sản xuất Hàm lượng Dung dịch dầu tiêm ArteCare I.M Advacare 80 mg/ml bắp Megamether Schwitz Biotech Viên nén ArteCare, Artemether Advacare 50mg, 100mg Hỗn dịch uống ARTEMETHER Mandison 15 mg/5ml Newlystar 40mg SUSPENSION Viên đặt trực tràng Artemether Suppository Ngoài dạng đơn thành phần, còn có nhiều dạng bào chế kết hợp artemether và lumefantrin, như bột pha hỗn dịch (Jaslum), hỗn dịch uống (Livmether), viên nén (Coartem), viên nang (AMATEM), viên đặt trực tràng (ARTEGAL). 4 1.2. Thông tin về ethylcellulose (EC) 1.2.1. Tính chất Hình 1.2. Cấu tạo hóa học của EC Dạng bột màu trắng, không có vị. Nhiệt độ chuyển thể thủy tinh là 129-133oC [19]. Gần như không tan trong nước, glycerin, propylen glycol. Loại EC có ít hơn 46,5% nhóm ethoxy dễ tan trong cloroform, methyl acetat, trong khi đó loại EC có ≥ 46,5% nhóm ethoxy thì dễ tan trong cloroform, ethanol (95%), ethylacetat, methanol, toluen [19]. Các loại EC khác nhau (Ethocel Standard các loại 4, 7, 10, 20, 45,… Premium) khác nhau về độ dài của chuỗi polyme, độ nhớt và tốc độ hòa tan [28]. Loại EC sử dụng trong nghiên cứu này là Ethocel Standard 7 Premium, độ nhớt từ 6 – 8 mPa.s, có 48 – 49,5% nhóm ethoxy. EC bền, hút ẩm nhẹ. EC là ether cellulose không ion hóa, do đó độ tan không phụ thuộc vào pH [26]. EC là một chất tương thích sinh học, không phân hủy sinh học, kháng dịch vị, trong cơ thể tiêu hóa và phân hủy thành các sản phẩm không độc và dễ dàng được thải trừ [28]. EC được coi là an toàn (thuộc nhóm GRAS: Generally Recognized As Safe); có mặt trong “Danh sách các tá dược được chấp nhận của Canada”, sử dụng trong viên nang uống, hỗn dịch, viên nén, nhũ tương tại chỗ, thuốc đặt âm đạo hoặc thuốc nhỏ mắt. EC cũng được Châu Âu cho phép sử dụng trong các thuốc không dùng theo đường tiêm [28]. 1.2.2. Mục đích sử dụng Ethylcellulose được sử dụng rộng rãi trong các dạng bào chế dùng đường uống. Khi dùng để bao ngoài thì EC có thể điều chỉnh khả năng giải phóng của thuốc, che giấu vị 5 khó chịu, bảo vệ, cải thiện độ ổn định cho công thức thuốc, hoạt chất sẽ giải phóng nhờ việc khuếch tán từ từ qua màng [19]. EC tương đối an toàn, có thể được dùng cho cả mỹ phẩm và thực phẩm, nhìn chung không có độc tính hay gây phản ứng dị ứng. EC thường không ưu tiên dùng cho đường tiêm, do có thể gây độc cho thận [19]. EC được sử dụng để phát triển các dạng thuốc với mục tiêu chính là kiểm soát giải phóng. EC không tan trong nước, giảm khả năng thấm của nước vào cấu trúc hệ, kiểm soát lượng dược chất giải phóng, giải phóng thuốc kéo dài, vì vậy không cần phải uống nhiều liều trong ngày, do đó cải thiện được hiệu quả sử dụng thuốc. Đồng thời EC không có độc tính, ổn định trong điều kiện bảo quản, khả năng chịu nén tốt, nên rất thích hợp để thiết kế các dạng thuốc giải phóng kéo dài [28]. 1.3. Vài nét về nano polyme 1.3.1. Đặc điểm của nano polyme 1.3.1.1. Đặc điểm chung Nano polyme là các hệ mang thuốc sử dụng polyme làm giá mang dược chất, có cấu trúc dạng siêu vi nang hay siêu vi cầu. Cấu trúc siêu vi nang là cấu trúc nhân vỏ, còn cấu trúc siêu vi cầu là cấu trúc dạng cốt, trong đó dược chất phân tán đều trong siêu vi cầu [4]. Các polyme sử dụng để bào chế nano polyme: polyme tự nhiên (chitosan), polyme tổng hợp (acid poly lactic-co-glycolic – PLGA), polyme phân hủy sinh học (polycaprolacton – PCL, PLGA), hoặc tương thích sinh học (acid poly glycolic – PGA) [4]. Hiện nay các nghiên cứu chủ yếu sử dụng phương pháp đi từ các polyme có sẵn (các polyme phân hủy sinh học như PLGA, PLA, PCL,…, các dẫn xuất của cellulose như ethylcellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, các Eudragit) [3]. 1.3.1.2. Nano polyme dùng cho đường uống Các dạng thuốc chứa các tiểu phân nano dùng theo đường uống thường có sinh khả dụng tăng, ổn định, không phụ thuộc bữa ăn. Các tiểu phân nano còn có thể bảo vệ dược chất khỏi điều kiện bất lợi của đường tiêu hóa, do vậy làm giảm sự phân hủy dược chất. Các tiểu phân có kích thước dưới 200 nm có thể bị nội thực bào qua trung gian của clathrin [4]. Quá trình hấp thu thuốc qua đường tiêu hóa vào vòng tuần hoàn chung phụ thuộc nhiều yếu tố như KTTP, điện tích bề mặt, độ ổn định của tiểu phân nano, thời gian lưu 6 của tiểu phân nano tại vị trí hấp thu và các thành phần trong đường tiêu hóa. Để thuốc tạo ra được hiệu quả và thực hiện mục đích của nó thì thuốc cần đến được vị trí đích tác dụng, cần đi qua được các hàng rào sinh lý như các hàng rào của tế bào, thể dịch và màng nhầy. Do đó, việc dùng các tiểu phân nhỏ có kích thước nano có thể tăng cường việc đưa thuốc vào tế bào và khả năng ẩm bào, cũng như xâm nhập vào các khối u, tích lũy và giải phóng thuốc vào các khối u. Các yếu tố như KTTP, thế zeta, các phối tử hướng đích, thành phần công thức đóng vai trò quan trọng trong việc phân bố các tiểu phân nano trong cơ thể [4]. 1.3.2. Phân loại nano polyme Bảng 1.2. Các thế hệ nano polyme Đặc điểm Ưu điểm Thế hệ 1 Thế hệ 2 Thế hệ 3 - Không cải biến đặc - Bề mặt được cải biến - Sử dụng các tín hiệu tính bề mặt, thường có - Có thể lẩn tránh đại sinh học, vật lý, hóa tính sơ nước thực bào học trong môi trường - Không có khả năng - Có tính hướng đích đích để kích hoạt giải tránh thực bào thụ động phóng thuốc, nhằm đạt - Thời gian tuần hoàn được tác dụng tại đích ngắn tối ưu - Dễ thiết kế, bào chế; - So với thế hệ 1 thì - Tính ổn định cao - Có tính tương thích ổn định hơn, tăng thời - Hướng đích chủ sinh học gian tuần hoàn, tăng động tính hướng đích trong - Có khả năng chẩn các hệ sinh học đoán điều trị - Bào chế phức tạp Nhược - Không ổn định - Quá phụ thuộc vào điểm - Bị thanh thải bởi hệ hiệu ứng EPR thực bào đơn nhân - Tính hướng đích chủ - Tính hướng đích động không tối đa thấp 7 1.3.3. Một số phương pháp bào chế tiểu phân nano polyme 1.3.3.1. Phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi Nguyên tắc: Dung dịch polyme và dược chất được hòa tan trong pha dầu (methylen clorid, dicloromethan…), sau đó nhỏ giọt vào pha nước chứa chất diện hoạt dưới tác động của lực phân tán cơ học. Sau quá trình nhũ hóa ta thu được nhũ tương nano, sau đó dung môi hữu cơ được bốc hơi khỏi hệ nhờ nhiệt hoặc khuấy trộn liên tục, thu được hỗn dịch nano. Mỗi tiểu phân được hình thành từ một giọt pha dầu và kích thước tiểu phân phụ thuộc vào kích thước giọt pha dầu [4]. Trong phương pháp này, đặc tính nano tạo thành bị ảnh hưởng bởi các thông số của công thức như tỉ lệ polyme và dược chất, loại và lượng chất diện hoạt, hoặc các thông số của quy trình như thời gian và cường độ của quá trình đồng nhất hóa hoặc siêu âm, tốc độ bốc hơi dung môi [4]. 1.3.3.2. Phương pháp nhũ hóa khuếch tán dung môi Với phương pháp này, quá trình tạo thành nano đòi hỏi việc sử dụng ba pha là pha dầu, pha nước, và pha pha loãng. Với pha dầu, dược chất được hòa tan trong dung môi hữu cơ tan một phần trong nước (ethyl acetat, alcol benzylic…) được nhũ hóa vào pha nước chứa chất diện hoạt đã được bão hòa trước đó bằng dung môi hữu cơ. Nhũ tương tạo thành được phối hợp với một thể tích nước lớn hơn và được khuấy trộn nhẹ nhàng, dung môi khuếch tán từ giọt pha dầu vào môi trường, hình thành các tiểu phân nano polyme. Trong phương pháp này, kích thước tiểu phân có thể phụ thuộc vào một số yếu tố như lực chia cắt sử dụng trong quá trình nhũ hóa, thành phần hóa học của pha dầu, nồng độ polyme, tỉ lệ pha dầu, kích thước của giọt dầu trong nhũ tương chính [4]. 1.3.3.3. Phương pháp kết tủa do thay đổi dung môi Phương pháp kết tụ được thực hiện bằng cách sử dụng các hệ gồm ba thành phần cơ bản là polyme, dung môi để hòa tan polyme, dung môi không hòa tan được polyme. Dung môi hòa tan polyme thường là dung môi hữu cơ, trộn lẫn được với nước, và dễ dàng loại bỏ bằng cách bốc hơi (aceton hoặc hỗn hợp aceton-ethanol) [4]. 1.3.3.4. Phương pháp polyme hóa Phương pháp polyme hóa được xem như là quá trình polyme hóa kết tủa, trong đó một monome được polyme hóa khi có mặt một chất ổn định thích hợp trong môi trường phản ứng. Dung môi được chọn làm môi trường phản ứng phải là dung môi có khả năng 8 hòa tan đồng thời monome và các polyme dùng làm chất ổn định, trong khi đó không có khả năng hòa tan polyme tạo thành. Do vậy, quá trình polyme hóa thực chất là quá trình kết tủa polyme tạo thành khi kết hợp dung dịch đồng nhất của các monome với chất khởi đầu và chất gây phân tán [4]. 1.3.3.5. Các phương pháp khác - Phương pháp phun điện trường (electrospraying): Kỹ thuật phun điện trường “electrospraying” là phương pháp phun dưới dạng giọt mịn đối với một chất lỏng bằng cách tác động lực điện trường. - Tự hình thành (self-assembly): phương pháp này liên quan đến khả năng tự hình thành các tiểu phân nano có cấu trúc nhân - vỏ của các hợp chất lưỡng tính khi phân tán vào pha nước. - Phương pháp tạo liên kết chéo: phương pháp này liên quan đến việc tạo liên kết chéo giữa các đại phân tử có điện tích trái dấu, từ đó gây nên hiện tượng kết tụ của phức hợp tạo thành. - Tạo gel ion: phương pháp này liên quan đến việc chuyển tiếp từ pha lỏng sang dạng gel do tương tác ion xảy ra ở nhiệt độ phòng; thường sử dụng các polyme có khả năng phân hủy sinh học như gelatin, alginat, agarose. - Phun mù (aerosol flow reactor): phương pháp này gồm quy trình với hai bước, đầu tiên là quá trình phun mù dung dịch chứa dược chất và polyme, tiếp theo là làm khô các giọt dầu bằng cách bốc hơi dung môi. Quá trình phun mù dung dịch được thực hiện bằng thiết bị tạo giọt phun mù, quá trình làm khô có thể thực hiện trong buồng khí nóng thổi định hướng [4]. 1.3.4. Ưu nhược điểm và ứng dụng của nano polyme 1.3.4.1. Ưu điểm và ứng dụng của tiểu phân nano polyme trong dược phẩm - Kiểm soát giải phóng dược chất. - Tác dụng tại đích, tác dụng trên các tế bào ung thư. - Tăng cường độ ổn định của dược chất, bảo vệ dược chất và các phân tử dễ bị phân hủy như gen hay protein. - Giúp dược chất thấm qua các hàng rào sinh học như hàng rào máu não. - Tăng sinh khả dụng của thuốc. - Tăng hoạt tính, giảm tác dụng không mong muốn. - Kết hợp giữa điều trị và chẩn đoán hình ảnh [4]. 9 1.3.4.2. Nhược điểm - Nano polyme nói chung: + Giá thành cao, trang thiết bị phức tạp, khó nâng quy mô. + Hiệu suất mang thuốc không cao, đặc biệt với các thuốc thân nước, protein. + Các thuốc thân nước nhanh chóng bị mất ra ngoài môi trường. + Độ ổn định lý hóa kém, khó bảo quản. + Có thể gây kích hoạt các phản ứng tự miễn và dị ứng. + Quá trình bào chế sử dụng các dung môi có thể gây độc [4]. - Hỗn dịch nano polyme: + Thể tích nước lớn, hàm lượng dược chất trong 1 đơn vị thể tích thấp. + Dễ nhiễm vi sinh vật. + Polyme có thể bị thủy phân trong quá trình bảo quản. + Dược chất bị mất dần hoạt tính. + Các tiểu phân nano có thể bị kết tụ, sa lắng. + Khó khăn trong quá trình phân liều. 1.4. Một số nghiên cứu liên quan 1.4.1. Một số nghiên cứu về artemether 1.4.1.1. Liposome artemether Năm 2015, Hai-Jun Chen và cộng sự đã bào chế liposome artemether bằng phương pháp hydrat hóa màng mỏng lipid để tăng khả năng chống ung thư. Hòa tan artemether, lecithin, cholesterol, vitamin E tỉ lệ 10:80:20:0,5 trong cloroform, sau đó bốc hơi tạo màng phim lipid, phim được hydrat hóa với đệm salin phosphat ở 30oC trong 2 giờ. Hỗn dịch thu được đem siêu âm đầu dò trong 10 phút để thu được liposome. Liposome này đem lọc qua màng lọc 0,2 µm. Kỹ thuật SEM cho thấy liposome hình cầu hoặc gần cầu với KTTP khoảng 150 nm. Hiệu suất nano hóa (EE) là 76,7% [6]. Năm 2014, Xiu-Ying Li và cộng sự đã bào chế liposome chứa artemether và paclitaxel (tỉ lệ mol của paclitaxel : artemether = 1:3). Liposome thu được có kích thước khoảng 100nm, PDI < 0,25, hiệu suất nano hóa EE > 80%. Liposome thu được dùng để nghiên cứu tác dụng chống khối u thần kinh đệm xâm lấn [14]. 1.4.1.2. Nano artemether Nano artemether được nghiên cứu và phát triển ngoài mục đích tăng sinh khả dụng của thuốc còn hướng đến tác dụng điều trị tại khối u. 10 Năm 2008, Medha Joshi và cộng sự đã bào chế ra hệ mang lipid cấu trúc nano (NLC) của artemether dùng cho đường tiêm. Pha dầu sử dụng glyceryl dilaurat và lipid lỏng (Capmul MCM), pha nước gồm Tween 80 và Solutol HS 15. Công thức thu được tiểu phân có kích thước 63 ± 28 nm, EE = 30 ± 2% [11]. Năm 2015, Moksha Laxmi và cộng sự đã bào chế nhũ tương nano artemether. Pha dầu gồm có artemether (80mg), Span 80 và dầu dừa. Pha nước gồm Tween 80, ethanol (5%) và nước. Pha dầu được phối hợp với pha nước sử dụng thiết bị siêu âm đầu dò thời gian 3 phút, công suất 40%, duy trì nhiệt độ lạnh trong quá trình nhũ hóa để thu được nhũ tương nano. Công thức tối ưu thu được tiểu phân có kích thước 79,0 ± 5,7 nm, PDI = 0,220 ± 0,05 và thế zeta là -15,54 ± 0,21 mV. Sinh khả dụng theo đường uống của thuốc từ nano nhũ tương tăng gấp 2,6 lần so với các thuốc thông thường [13]. Năm 2016, Syed Muhammad Hassan Shah và cộng sự đã bào chế nano tinh thể artemether, sử dụng phương pháp nghiền ướt. Công thức cuối cùng thu được tiểu phân có kích thước 161 ± 1,5 nm, PDI = 0,172 ± 0,01 [23]. Năm 2017, Khalifa Nasrin E. và cộng sự đã bào chế hỗn dịch nano artemether với EC, sử dụng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi. Pha dầu gồm có artemether (100mg), EC được hòa tan trong 5ml cloroform. Pha nước gồm có Tween 80 (0,15g) hòa tan trong nước. Pha dầu được nhỏ từng giọt vào pha nước, sử dụng thiết bị siêu âm đầu dò công suất 400W trong 1 phút thu được nhũ tương, bốc hơi dung môi trên máy khuấy từ 4 giờ thu được hỗn dịch nano artemether. Tiểu phân nano thu được có kích thước khoảng 230 nm, PDI khoảng 0,3. Kết quả thu được không những làm tăng độ tan của dược chất đồng thời giải phóng thuốc kéo dài (sau 24 giờ) [12]. 1.4.2. Một số nghiên cứu sử dụng EC làm chất mang nano Năm 2014, Porntip Pan-In và cộng sự đã nghiên cứu bào chế nano clarithromycin với EC để tăng cường loại bỏ vi khuẩn H. pylori, sử dụng phương pháp kết tủa do thay đổi dung môi. Clarithromycin với EC được dùng với tỉ lệ 1:3 được hòa tan trong aceton, và sau đó sử dụng nước để kết tủa các tiểu phân, thu được tiểu phân nano có kích thước 449 ± 12 nm, PDI = 0,403 ± 0,034. Thử nghiệm in vivo trên chuột cho thấy tiểu phân nano clarithromycin – EC loại vi khuẩn ra khỏi dạ dày tốt hơn dạng thuốc tự do [18]. Năm 2016, Salma E EL-Habashy và cộng sự đã bào chế tiểu phân nano piroxicam với EC để điều chỉnh khả năng giải phóng thuốc và giảm nguy cơ gây loét của piroxicam theo đường uống, sử dụng phương pháp bốc hơi dung môi. Tiểu phân nano thu được có 11