Nghiên cứu bào chế và đánh giá sinh khả dụng hỗn dịch nano piroxicam dùng cho nhãn khoa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

**********

NGUYỄN THỊ MAI ANH

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ

SINH KHẢ DỤNG HỖN DỊCH NANO PIROXICAM

DÙNG CHO NHÃN KHOA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

**********

NGUYỄN THỊ MAI ANH

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ

SINH KHẢ DỤNG HỖN DỊCH NANO PIROXICAM

DÙNG CHO NHÃN KHOA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

à S : 62.72.04.02

gười hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Long

PGS TS. Trịnh Văn Lẩu

HÀ NỘI 2014

i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

PGS. TS. Nguyễn Văn Long

PGS. TS. Trịnh Văn Lẩu

Những người thày đã nhiệt tình hướng dẫn và hết lòng giúp đỡ tôi trong

thời gian làm luận án vừa qua.

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới GS. TS. Võ Xuân Minh,

PGS. TS. Nguyễn Đăng Hòa, PGS. TS. Phạm Thị Minh Huệ,

TS. Nguyễn Trần Linh cùng toàn thể các thày, cô giáo, kỹ thuật viên bộ môn

Bào chế, ộ môn Dược lực ộ môn ông nghiệp ược đã nhiệt tình giúp đỡ,

tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn:

Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương

Trung tâm Kiểm nghiệm và nghiên cứu dược quân đội

Đã nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn thành những nội dung thực nghiệm trong

quá trình học tập và nghiên cứu khoa học.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nh trường,

PGS. TS. Nguyễn Thanh Bình, cùng các chuyên iên phòng Đ o tạo

sau đại học đã quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình công tác, học tập và

nghiên cứu.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình ạn bè

đã luôn ở ên, giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi

hoàn thành luận án.

Hà Nội, ng y 10 tháng 9 năm 2013

Nguyễn Thị Mai Anh

ii

LỜI CAM ĐOAN

ôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được

ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Nguyễn Thị Mai Anh

iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

AUC : Area under the curve (Diện tích ưới đường cong)

BP : British Pharmacopoeia (Dược điển Anh)

Cmax : Maximum concentration (Nồng độ thuốc tối đa)

Na2EDTA : Dinatri edetat

FDA : Food and Drug Administration ( ơ quan quản lý thuốc – thực phẩm)

HPLC : High performance liquid chromatography

(Sắc ký lỏng hiệu năng cao)

HPMC : Hydroxypropyl methyl cellulose

HQC : High quality control sample (Mẫu kiểm chứng nồng độ cao)

KTTP : Kích thước tiểu phân

L.A.F : Laminnar flow B n th i khí ô khuẩn

LLOQ : Lower limit of quantification (Giới hạn định lượng ưới)

LQC : Low quality control sample (Mẫu kiểm chứng nồng độ thấp)

MQC

MRT

PDI

:

:

Middle quality control sample (Mẫu kiểm chứng nồng độ trung ình)

Mean residence time (Thời gian lưu thuốc trung ình

Poly dispersity index ( h số đa phân tán)

PEG : Polyoxyethylen glycol

PLGA : Poly(lactic-co-glycolic acid)

PVA : Alcol polyvinic

PVP

Px

:

:

Polyvinyl pyrolidon K.30

Piroxicam

RSD : Relative standard deviation (Độ lệch chuẩn tương đối)

SD : Standard deviation (Độ lệch chuẩn)

SEM : Scanning electron microscope (Kính hiển i điện tử quét)

USP : The United States Pharmacopoeia (Dược điển Mỹ)

Tmax : Maximum time (Thời gian đạt nồng độ thuốc tối đa)

TEM : Transmission electron microscope (Kính hiển i điện tử truyền qua)

iv

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN........................................................................... 3

1.1. PIROXICAM 3

1.1.1. ông thức.......................................................................................... 3

1.1.2. ột số đặc điểm................................................................................ 3

1.1.3. ác dụng, chỉ định............................................................................. 4

1.1.4. ác dạng bào chế có trên thị trường ................................................. 4

1.2. CÔNG NGH A R C 4

1.2.1. Vài nét về hệ nano............................................................................. 4

1.2.2. u, nhược điểm của dạng thuốc nano .............................................. 6

1.2.3. Một số chế phẩm thuốc nano trên thị trường.................................. 14

1.3. HỖN DỊCH NANO ỨNG DỤNG TRONG BÀO CH THU C 15

1.3.1. Khái niệm về hỗn dịch nano ........................................................... 15

1.3.2. Phân loại hỗn dịch nano.................................................................. 15

1.3.3. Độ ổn định vật lý của hỗn dịch nano .............................................. 15

1.3.4. Thành phần hỗn dịch nano.............................................................. 18

1.3.5. Kỹ thuật bào chế hỗn dịch nano...................................................... 21

1.4. THU C NHÃN KHOA BÀO CH TỪ H NANO 25

1.4.1. Đặc điểm sinh lý liên quan đến hấp thu thuốc ở mắt...................... 25

1.4.2. Thuốc tác dụng tại mắt bào chế từ hệ nano .................................... 26

1.4.3. Đánh giá tác dụng của thuốc nano trên mắt.................................... 28

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................... 35

2.1. LI I Ị 35

2.1.1. guyên liệu..................................................................................... 35

v

2.1.2. Thiết bị ............................................................................................ 36

2.2. Ơ Á I Ứ 37

2.2.1. hương pháp bào chế piroxicam nano............................................ 37

2.2.2. hương pháp đánh giá hệ tiểu phân nano ....................................... 40

2.2.3. hương pháp bào chế hỗn dịch nhỏ mắt chứa piroxicam nano...... 44

2.2.4. hương pháp theo dõi độ ổn định ................................................... 45

2.2.5. hương pháp đánh giá sinh khả dụng hỗn dịch nano ..................... 45

2.3. Ơ SỞ I Ứ 50

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU................................................. 51

3.1. BÀO CH PIROXICAM NANO TINH THỂ 51

3.1.1. Nghiên cứu bào chế piroxicam nano tinh thể ................................. 51

3.1.2. Đánh giá một số đặc tính của piroxicam nano tinh thể .................. 63

3.2. BÀO CH PIROXICAM NANO POLYME 67

3.2.1. ghiên cứu bào chế piroxicam nano polyme ................................. 67

3.2.2. Đánh giá một số đặc tính hệ tiểu phân piroxicam nano polyme.... 80

3.2.3. Độ ổn định của piroxicam nano polyme đông khô......................... 84

3.3. BÀO CH HỖN DỊCH NANO PIROXICAM 0,5%

DÙNG CHO NHÃN KHOA 89

3.3.1. Nghiên cứu lựa chọn thành phần hỗn dịch nano piroxicam ........... 89

3.3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tính thấm của piroxicam.. 94

3.3.3. Quy trình bào chế hỗn dịch nhỏ mắt chứa piroxicam nano............ 99

3.3.4. heo dõi độ ổn định của hỗn dịch nano piroxicam ..................... 101

3.4. ĐÁ IÁ SI K Ả DỤNG HỖN DỊCH

ỨA IR I A A R 101

3.4.1. Thẩm định phương pháp định lượng piroxicam trong thủy dịch . 101

3.4.2. Đánh giá sinh khả dụng của hỗn dịch nano piroxicam................. 110

CHƯƠNG IV. BÀN LUẬN ........................................................................ 115

vi

4.1. VỀ PIROXICAM 115

4.2. VỀ KỸ THUẬT BÀO CH PIROXICAM NANO 116

4.2.1. ôi trường phân tán...................................................................... 117

4.2.2. ung môi hòa tan dược chất......................................................... 118

4.2.3. Chất mang Eudragit ...................................................................... 120

4.2.4. Chất diện hoạt ............................................................................... 122

4.2.5. Chất chống tạo bọt ........................................................................ 123

4.2.6. á dược tạo khung trong đông khô............................................... 124

4.2.7. Nhiệt độ......................................................................................... 126

4.2. . Điều kiện khuấy trộn..................................................................... 127

4.2.9. Kỹ thuật bốc hơi dung môi ........................................................... 128

4.3. VỀ H TIỂU PHÂN NANO PIROXICAM 129

4.4. Ề Ỗ Ị A Ù Ã K A 131

4.5. Ề ĐÁ IÁ SI K Ả Ụ ỦA Ỗ Ị A 134

4.5.1. hương pháp đánh giá sinh khả dụng ........................................... 134

4.5.2. Quy trình đánh giá sinh khả dụng................................................. 137

4.6. ĐỊ ỚNG PHÁT TRIỂN CÁC K T QUẢ NGHIÊN CỨU 140

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ........................................................................ 141

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.................................................................... 143

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH V , Đ THỊ

Hình 1. 1. Hiện tượng kết tinh lại ................................................................... 16

ình 1. 2. ô hình lớp điện kép xung quanh tiểu phân tích điện. ................. 16

ình 1. 3. ô hình đánh giá khả năng thấm của dược chất qua giác mạc

bằng phương pháp vi thẩm tích .................................................. 32

ình 3. 1. Hiện tượng kết tụ tiểu phân piroxicam nano tinh thể .................... 55

ình 3. 2. Hình ảnh tiểu phân piroxicam nano sau khi đông khô .................. 56

ình 3. 3. hân bố KTTP piroxicam nano tinh thể ........................................ 59

ình 3. 4. hân bố KTTP piroxicam nano tinh thể

(sử dụng natri desoxycholat) ...................................................... 61

ình 3. 5. Hình ảnh hệ nano piroxicam qua kính hiển vi điện tử quét........... 63

ình 3. 6. Phổ nhiễu xạ tia X của piroxicam nguyên liệu .............................. 64

ình 3.7. Phổ nhiễu xạ tia X của piroxicam nano tinh thể ............................. 64

ình 3. . Đ thị biểu diễn độ hòa tan của piroxicam nano tinh thể .............. 66

ình 3. . Hình ảnh tiểu phân piroxicam qua kính hiển vi điện tử quét (SEM)

..................................................................................................... 80

ình 3. 10. Hình ảnh tiểu phân piroxicam nano polyme

qua kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)................................ 81

ình 3. 11. hổ nhiễu xạ tia X của các mẫu nghiên cứu ............................... 82

ình 3. 12. Đ thị biểu diễn độ hòa tan của piroxicam nano polyme và

nguyên liệu.................................................................................. 83

ình 3. 13. Hình ảnh tiểu phân piroxicam nano polyme sau 1 năm

bảo quản ở điều kiện thực (TEM).............................................. 87

ình 3. 14. hổ nhiễu xạ tia X của piroxicam nano polyme đông khô

sau 1 năm bảo quản ở điều kiện thực.......................................... 87

ình 3. 15. Đ thị biểu diễn độ hòa tan của piroxicam nano polyme

sau bào chế và sau 1 năm bảo quản ở điều kiện thực ................. 89

viii

ình 3. 16. Đánh giá khả năng thấm của piroxicam qua màng thẩm tích...... 95

ình 3. 17. Ảnh hưởng của độ nhớt đến tính thấm của piroxicam

qua giác mạc mắt thỏ .................................................................. 96

ình 3. 1 . Ảnh hưởng của kích thước tiểu phân đến tính thấm piroxicam

qua giác mạc mắt thỏ .................................................................. 97

ình 3. 1 . Ảnh hưởng của chất diện hoạt tới tính thấm của piroxicam

qua giác mạc mắt thỏ .................................................................. 98

ình 3. 20. Ảnh hưởng của Tween 80 và Na2E A đến tính thấm piroxicam

qua giác mạc mắt thỏ .................................................................. 98

ình 3. 21. Sơ đ quy trình bào chế môi trường phân tán của hỗn dịch ........ 99

ình 3. 22. Sơ đ quy trình bào chế bột đông khô vô khuẩn

chứa piroxicam nano polyme.................................................... 100

ình 3. 23. Sắc ký đ của thủy dịch mẫu trắng ............................................ 102

ình 3. 24. Sắc ký đ của mẫu chứa piroxicam trong thủy dịch,

n ng độ 200 ng/ml ................................................................... 102

ình 3. 25. Đ thị biểu diễn mối tương quan giữa n ng độ piroxicam

trong thủy dịch và diện tích pic ................................................ 104

ình 3. 26. Đ thị biểu diễn mức độ thấm của piroxicam

qua giác mạc mắt thỏ ................................................................ 112

ình 3. 27. Đ thị so sánh mức độ thấm piroxicam qua giác mạc mắt thỏ

từ hỗn dịch nano polyme và hỗn dịch nano tinh thể................. 114

ix

DANH MỤC CÁC BẢNG, BI U

ảng 1. 1. ột số chất ổn định sử dụng trong hỗn dịch nano tinh thể........... 18

ảng 1. 2. ột số công trình nghiên cứu bào chế hỗn dịch nano

bằng phương pháp nhũ hóa và bốc hơi dung môi......................... 23

ảng 1. 3. ột số nghiên cứu về tính thấm của hỗn dịch nano trên giác mạc

động vật đã bóc tách (ex vivo) .................................................... 29

ảng 1. 4. ột số đặc điểm giải phẫu, sinh lý của mắt người và mắt thỏ...... 30

ảng 2. 1. guyên liệu sử dụng trong nghiên cứu ......................................... 35

ảng 2. 2. Thành phần tá dược bào chế piroxicam nano tinh thể................... 37

ảng 2. 3. Thành phần tá dược bào chế piroxicam nano polyme................... 38

ảng 3. 1. Độ tan của piroxicam trong một số dung môi (n=5)..................... 51

ảng 3. 2. Thành phần tá dược bào chế piroxicam nano tinh thể................... 52

ảng 3. 3. Kích thước tiểu phân piroxicam

bào chế ở những điều kiện nhiệt độ khác nhau (n=5)................ 53

ảng 3. 4. Kích thước tiểu phân piroxicam bào chế với các thiết bị khuấy

khác nhau (n=5) .......................................................................... 54

ảng 3. 5. Đặc điểm của bánh đông khô piroxicam nano tinh thể (n=5)....... 56

ảng 3. 6. Kích thước tiểu phân piroxicam khi thay đổi tỷ lệ dung dịch A và

dung dịch B (n=5)....................................................................... 57

ảng 3. 7. N ng độ piroxicam bão hòa trong các dung dịch PVA tại 250C

(n=5)............................................................................................ 57

ảng 3. . Kích thước tiểu phân piroxicam khi thay đổi n ng độ dung dịch

PVA (n=5)................................................................................... 58

ảng 3. . Kích thước tiểu phân piroxicam khi sử dụng chất diện hoạt trong

dung dịch B (n=3)....................................................................... 60

ảng 3. 10. Kích thước tiểu phân piroxicam khi sử dụng natri desoxycholat

trong dung dịch A (n=3) ............................................................. 60

ảng 3. 11. Kích thước tiểu phân piroxicam khi bào chế với silicon (n=5)... 62

x

ảng 3. 12. Thành phần tá dược sử dụng trong bào chế

piroxicam nano tinh thể ............................................................. 62

ảng 3. 13. Thế Zeta của tiểu phân nano (n=5)............................................. 65

ảng 3. 14. Lượng piroxicam hòa tan trong môi trường (mg (n 5 ............ 66

ảng 3. 15. Hiện tượng sa lắng của các tiểu phân kích thước khác nhau (n=5)

..................................................................................................... 67

ảng 3. 16. Công thức bào chế piroxicam nano bằng phương pháp

nhũ hóa và bốc hơi dung môi...................................................... 68

ảng 3. 17. Các thành phần cơ bản trong bào chế hệ nano polyme ............... 68

ảng 3. 1 . Kích thước tiểu phân piroxicam

bào chế ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (n=5) ..................... 69

ảng 3. 1 . Tiểu phân piroxicam bào chế bằng các thiết bị khuấy khác nhau

(n=5)............................................................................................ 70

ảng 3. 20. Kích thước tiểu phân piroxicam

bào chế với thời gian khuấy khác nhau (n=5) ........................... 71

ảng 3. 21. Lượng piroxicam hao hụt khi thay đổi tốc độ ly tâm (n=5)........ 73

ảng 3. 22. Kích thước tiểu phân piroxicam trước và sau khi ly tâm (n=5) .. 73

ảng 3. 23. iểu phân piroxicam bào chế với Eudragit (n=5) ....................... 75

ảng 3. 24. Tiểu phân piroxicam bào chế với A

tại các n ng độ khác nhau (n=5)................................................ 77

ảng 3. 25. Tiểu phân piroxicam khi bào chế với chất diện hoạt (n= 5)........ 78

ảng 3. 26. Tiểu phân piroxicam khi bào chế với silicon (n=5) .................... 78

ảng 3. 27. Đặc điểm bột đông khô chứa piroxicam nano polyme (n=5)...... 79

ảng 3. 2 . Đặc điểm bột đông khô chứa piroxicam nano pyme

sau 6 tháng bảo quản ở điều kiện thực (n 5 .............................. 79

ảng 3. 2 . Thế Zeta của tiểu phân trong nước (n=5).................................... 82

ảng 3. 30. Lượng piroxicam hòa tan trong 00 ml môi trường (mg (n 5 83

xi

ảng 3. 31. iện tượng sa lắng của các tiểu phân piroxicam nano polyme

(n=5)............................................................................................ 84

ảng 3. 32. àm lượng piroxicam trong sản phẩm đông khô

sau thời gian bảo quản (n=3) ...................................................... 85

ảng 3. 33. Kích thước tiểu phân piroxicam nano polyme

sau thời gian bảo quản (n=3) ...................................................... 86

ảng 3. 34. hế Zeta của tiểu phân piroxicam nano polyme

sau thời gian bảo quản (n 5 ...................................................... 86

ảng 3. 35. Lượng piroxicam hòa tan trong môi trường sau 1 năm bảo quản

(n=3)............................................................................................ 88

ảng 3. 36. So sánh piroxicam nano polyme và nano tinh thể...................... 90

ảng 3. 37. Ảnh hưởng của p môi trường phân tán đến độ ổn định

của hỗn dịch nano (n=5) ............................................................. 90

ảng 3. 3 . Độ ổn định của hỗn dịch nano trong các dung dịch đệm (n=5).. 92

ảng 3. 3 . Độ ổn định của hỗn dịch nano khi sử dụng các chất bảo quản

(n=5)............................................................................................ 93

ảng 3. 40. Kích thước tiểu phân piroxicam trong hỗn dịch

đ ng trương bằng manitol (n 5 ............................................... 94

ảng 3. 41. Kết quả theo dõi độ ổn định của hỗn dịch nano piroxicam (n=5)

................................................................................................... 101

ảng 3. 42. Ảnh hưởng của mẫu trắng tại thời điểm trùng với thời gian lưu

của piroxicam............................................................................ 103

ảng 3. 43. ương quan giữa n ng độ piroxicam trong thủy dịch

và diện tích pic (n=3)................................................................ 104

ảng 3. 44. N ng độ piroxicam trong các mẫu chuẩn

tính theo phương trình h i quy ................................................. 105

ảng 3. 45. ác định giới hạn định lượng dưới (LLOQ)............................. 106

ảng 3. 46 . Kết quả thẩm định độ đúng, độ lặp lại trong ngày ................... 107

xii

ảng 3. 47. Kết quả thẩm định độ lặp lại khác ngày ................................... 107

ảng 3. 4 . Độ ổn định của mẫu thủy dịch chứa dược chất

ở nhiệt độ phòng sau 5 giờ (n=3).............................................. 109

ảng 3. 4 . Độ ổn định của mẫu sau xử lý

bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ (n=3)......................... 110

ảng 3. 50. N ng độ piroxicam trong trong thủy dịch mắt thỏ

sau khi nhỏ thuốc 0,5 (n 6 .................................................. 112

ảng 3. 51. Một số thông số liên quan đến hấp thu thuốc qua giác mạc...... 113

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

ông nghệ nano ra đời từ những năm 60 của thế kỷ , nhanh chóng

phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng trong các ngành khoa học, liên quan

đến nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. hững sản phẩm từ nguyên liệu nano

được xem như đem lại cuộc cách mạng trong nền y học hiện đại do tạo ra

được những dạng bào chế mới, hệ dẫn thuốc mới với hiệu quả điều trị

vượt trội dựa trên những dược chất sẵn có [15], [41], [77].

Khi bào chế thuốc nhãn khoa, vấn đề sinh khả dụng luôn là thách thức

lớn đối với các nhà khoa học do tỷ lệ thuốc hấp thu thấp, thời gian lưu thuốc

trước giác mạc ngắn. hiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã công bố

rằng thuốc nhỏ mắt nano có thể khắc phục được cả hai nhược điểm trên do

những tính chất đặc biệt của tiểu phân liên quan đến khả năng hòa tan,

tính thấm và độ bám dính trên niêm mạc [17], [26], [38], [61].

iroxicam thuộc nhóm dược chất giảm đau chống viêm không steroid

có tác dụng chống viêm tốt, đặc biệt hiệu quả trong điều trị sau phẫu thuật ở

mắt. uy nhiên, do khả năng hòa tan k m và dễ bị rửa trôi bởi nước mắt nên

tỷ lệ dược chất thấm qua giác mạc không cao dẫn đến hiệu quả điều trị k m.

Để lµm t¨ng sinh kh¶ dông cña piroxicam vµ có thể tiến tới sản xuất

thuốc trong nước theo công nghệ nano, chúng tôi tiến hành đề tài

‘‘Nghiên cứu bµo chÕ vµ ®¸nh gi¸ sinh kh¶ dông hỗn dịch nano

piroxicam dùng cho nhãn khoa’’ với các mục tiêu chính sau:

1. B o ch được ro c n no qu h ng h ngh ệ .

2. B o ch được hỗn dịch chứ ro c n no dùng cho nhãn kho

qu h ng h ngh ệ .

3. Đánh g á được s nh khả dụng hỗn dịch chứ piroxicam nano

rên ắ hỏ.