Đánh Giá In Vitro Và In Vivo Của Thuốc Giải Phóng Tại Đại Tràng

nhau để đạt được khả năng kiểm soát giải phóng theo yêu cầu của dạng thuốc [70]. Trong một số trường hợp, tá dược siêu rã được cho vào thành phần màng bao chứa Eudragit S để màng bao bị phá vỡ nhanh sau thời gian Tlag [80]. Bên cạnh đó các polyme acrylic còn được phối hợp với các polyme không tan trong nước không nhạy cảm pH như ethyl celulose với mục đích làm chậm lại quá trình giải phóng dược chất [22], [55]. Ngoài ra, bề dày màng bao cũng là yếu tố quan trọng liên quan đến việc kiểm soát giải phóng dược chất. Trong một nghiên cứu cụ thể, Akhgari và các cộng sự đã tiến hành bao film đối với pellet indomethacin. Thành phần màng bao có hỗn hợp Eudragit S100: Eudragit L100 hòa tan trong hỗn hợp dung môi isopropyl alcohol: nước, triethyl citrat (TEC) và talc. Kết quả nghiên cứu in vitro cho thấy màng bao được lựa chọn với bề dày 20%, tỷ lệ Eudragit S100: Eudragit L100 = 4:1, cho thấy khả năng kiểm soát giải phóng tại đại tràng [16]. Minh N.U. Nguyen và cộng sự đã chứng minh rằng có kết hợp polyme tan ở pH nhất định là Kollicoat MAE 100P với zein trong màng bao pellet prednisolon giải phóng tại đại tràng. Kollicoat MAE 100P là một polyme liên hợp của acid methacrylic và ethyl acrylat tỉ lệ 1:1 mang điện tích âm, tan ở pH > 5,5. Zein là một protein không tan trong nước, mang điện tích dương. Thử nghiệm hòa tan in vitro ở điều kiện môi trường pH 1,2 trong 2 giờ, tiếp theo trong môi trường pH 4,6 trong 2 giờ, sau đó thay bằng môi trường pH 6,8 trong 1 giờ và cuối cùng trong môi trường pH 7,4 trong 2 giờ cho thấy pellet bao film chỉ sử dụng zein trong thành phần màng bao thì khả năng kiểm soát giải phóng trong môi trường pH 1,2 rất kém, khoảng 30% dược chất đã giải phóng sau 3 giờ. Tương tự, pellet bao film chỉ sử dụng Kollicoat MAE 100P thì gần như dược chất giải phóng ở đoạn đầu đường tiêu hóa. Cụ thể, sau 4 giờ ở môi trường pH 4,6 dược chất giải phóng khoảng 10 % và sau 5 giờ ở pH 6,8 dược chất đã giải phóng gần như hoàn toàn. Khi kết hợp zein và Kollicoat MAE 100P ở tỉ lệ thích hợp (4:6) thì pellet bao film giải phóng khoảng 10 % dược chất sau 5 giờ và giải phóng phần lớn dược chất sau 7 giờ [65]. Qua đó, có thể thấy sự kết hợp giữa polyme mang điện tích âm có độ tan phụ thuộc pH như Kollicoat MAE 100P và zein mang điện tích dương giúp màng bao bền vững hơn, phù hợp với bào chế thuốc giải phóng tại đại tràng

Bên cạnh các polyme bao tan ở ruột, các polyme tan trong acid cũng được coi như là những nguyên liệu tiềm năng để thiết kế hệ giải phóng tại đại tràng. Các nghiên cứu đã cho thấy là pH đại tràng giảm mạnh trên những bệnh nhân mắc viêm đại tràng (pH đại tràng ở người khỏe mạnh khoảng 6,4 - 7,0, trong khi ở những bệnh nhân viêm đại tràng, pH đại tràng giảm xuống còn khoảng 2,3 - 4,7). Vì vậy các polyme tan trong acid như Eudragit E được đưa vào thành phần màng bao của các dạng thuốc giải phóng tại đại tràng. Leopold và các cộng sự đã tiến hành bao viên nén mini chứa dexamethason với Eudragit E. Kết quả đánh giá giải phóng cho thấy trong môi trường pH 2,0; 4,0; 5,0 lớp màng bao bị hòa tan nhanh chóng trong khi đó, ở môi trường pH 6,8, lớp màng bao trương nở, thấm nước và bị ăn mòn dần, quá trình giải phóng dược chất diễn ra sau một khoảng thời gian tiềm tàng khoảng 5 - 6 giờ [54].

Có thể nhận thấy, ưu điểm của hệ phụ thuộc pH là dễ dàng lựa chọn polyme phù hợp với mục đích bào chế. Tuy nhiên, nhược điểm của hệ là pH dạ dày, ruột non thay đổi nhiều với từng cá thể và các trường hợp bệnh lý, vì vậy tính đặc hiệu của hệ giảm.

1.2.3.2. Hệ phụ thuộc thời gian

Là hệ phổ biến nhất và có khả năng ứng dụng cao trong điều trị. Hệ giải phóng tại đại tràng phụ thuộc thời gian dựa trên thời gian vận chuyển của thuốc qua các phần khác nhau của đường tiêu hóa. Có thể phân loại hệ kiểm soát thời gian như sau:

Hệ có màng bao nứt vỡ (rupturable coating layer): Thành phần màng bao thường sử dụng các polyme bền trong môi trường tiêu hóa. Khi uống thuốc, nước từ môi trường tiêu hóa sẽ thấm dần qua màng bao đi vào bên trong làm thay đổi áp lực bên trong nhân gây vỡ màng bao bên ngoài. Áp lực gây vỡ màng thường sử dụng tá dược sủi bọt, tá dược trương nở hoặc tạo áp suất thẩm thấu. Dựa vào nguyên lý này, các nhà bào chế đã tạo ra thuốc có nhân chứa hỗn hợp acid citric và natri bicarbonat và màng bao ethyl cellulose (EC). EC là một tá dược không tan trong nước, độ tan không phụ thuộc pH. Sau khi uống thuốc, màng bao EC sẽ cho nước thấm qua và vào nhân, tạo môi trường phản ứng giữa acid citric và natri bicarbonate hình thành CO2 làm phá vỡ màng bao bên ngoài khi nồng độ CO2 đạt tới mức nhất định [31].

Hệ màng bao bị ăn mòn bề mặt (surface erosion): Ăn mòn bề mặt là một quá trình không đồng nhất, trong đó sự phân hủy của polyme chỉ xảy ra ở bề mặt và tốc độ tỷ lệ với diện tích bề mặt. Sự giải phóng thuốc trong các hệ ăn mòn bề mặt thường tương quan với tốc độ xói mòn có thể dự đoán được. Hệ này được ứng dụng nhiều trong bào chế. Quá trình ăn mòn bắt đầu từ bên ngoài và tiến dần vào bên trong. Trong hầu hết các trường hợp, bề dày màng bao càng lớn thì thời gian ăn mòn càng lâu và các polyme ưa nước phân hủy nhanh hơn so với các tá dược kỵ nước [31].

Hệ màng bao bị ăn mòn hàng loạt (bulk erosion): là màng bao bị ăn mòn đồng nhất trong toàn bộ màng bao, chỉ kích thước của thuốc là không đổi trong hầu hết các trường hợp. Thuốc được giải phóng theo ba giai đoạn: giải phóng bùng phát khỏi bề mặt, giải phóng khỏi sự phân hủy ban đầu của polyme, và giải phóng thuốc còn lại trong quá trình ăn mòn hoàn toàn của polyme [31].

Trong một nghiên cứu cụ thể, Maroni và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu giải phóng của hệ phân phối insulin tại đại tràng phụ thuộc thời gian. Dược chất được đưa vào trong viên nén, sau đó được bao 2 lớp: một lớp HPMC và một lớp bằng polyme bao kháng dịch vị. Sau khi thuốc đi qua dạ dày và đến ruột non, lớp bao kháng dịch vị bị hòa tan, lớp HPMC hút nước, trương nở và bị bào mòn dần. Tốc độ bào mòn của lớp HPMC phụ thuộc vào bề dày của màng bao và khối lượng phân tử của HPMC [61].

1.2.3.3. Hệ giải phóng nhờ vi sinh vật đại tràng

Hệ vi sinh vật đại tràng lấy năng lượng để sống nhờ quá trình lên men cơ chất. Trong quá trình lên men này, con đường chuyển hóa chính của vi sinh vật là phản ứng oxy hóa khử và phản ứng thủy phân. Do những enzym này chỉ có mặt ở đại tràng nên có thể sử dụng các polyme bị phân giải bởi vi khuẩn để đưa thuốc đến đại tràng. Các polyme vẫn nguyên vẹn và không giải phóng dược chất khi qua dạ dày và ruột non. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với dịch đại tràng, do hoạt động của các vi sinh vật, các polyme bị phân giải dẫn đến giải phóng hoạt chất [56]. Do đặc tính bị phân hủy sinh học, các polysacarid hay được dùng làm chất mang hoặc tạo màng bao trong dạng thuốc tác dụng tại đích đại tràng. Một số polysaccarid thường được dùng như: chitosan, pectin, chondroitin sulfat, cyclodextrin, dextran, gôm guar, inulin và amylose [98]. Tuy nhiên, hệ giải phóng nhờ vi sinh vật đại tràng có thể bị thay đổi

phụ thuộc chế độ ăn uống và bệnh lý. Các enzym trong đại tràng thường phân rã thuốc chậm, dẫn đến sinh khả dụng của thuốc giảm [58].

1.3. ĐÁNH GIÁ IN VITRO VÀ IN VIVO CỦA THUỐC GIẢI PHÓNG TẠI ĐẠI TRÀNG

Thuốc được đánh giá in vitro và in vivo trên chó thí nghiệm như sau:

1.3.1. Đánh giá giải phóng in vitro

Thời gian T10 và T80 là thời gian tương ứng để 10 % và 80 % dược chất giải phóng khỏi dạng thuốc. Trong đó, thời gian T10 là quan trọng nhất vì đây chính là thời gian tiềm tàng (Tlag) của hệ, đặc trưng cho thuốc giải phóng tại đại tràng [30]. Thời gian T10 và T80 thường được đánh giá bằng thử nghiệm hòa tan in vitro. Dựa vào số liệu hòa tan, có thể tiến hành khớp mô hình động học giải phóng, từ đó tìm ra mô hình động học giải phóng phù hợp nhất. Tính T10 và T80 dựa vào mô hình động học phù hợp tìm được.

Mô hình giải phóng in vitro

Để đánh giá khả năng kiểm soát giải phóng của thuốc giải phóng tại đại tràng, các nghiên cứu thường sử dụng phương pháp thử hòa tan in vitro. Dưới đây là một số mô hình thử hòa tan đã được sử dụng:

Bảng 1.2. Một số mô hình thử hòa tan áp dụng cho hệ giải phóng tại đại tràng

STT

Tác giả

Điều kiện môi trường thử

He Wei và cộng sự

(2008) [45].

- Thuốc thử: Pellet bao chứa 5-fluorouracil

- Thiết bị giỏ quay, tốc độ 100 vòng/phút

- 150ml dung dịch HCl 0,1M (pH 1,2) trong 2 giờ đầu

- Bổ sung 50ml Na3PO4 0,2M (pH 6,8) trong 3 giờ tiếp theo.

- Thêm dịch đại tràng chuột cống 4% có sục CO2 liên tục

thử trong 19 giờ.

Vũ Bình Dương và

- Thuốc thử: Viên nén bao chứa berberin

- Thiết bị cánh khuấy, tốc độ 100 vòng/phút

- Dung dịch HCl pH 1,0 trong 2 giờ đầu

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 299 trang tài liệu này.

cộng sự

(2010) [10].

- Đệm phosphat pH 7,4 trong 3 giờ tiếp theo

- Đệm phosphat pH 7,4 có bổ sung 25% dịch đại tràng lợn, sục CO2 liên tục thử trong 15 giờ tiếp theo.

Vivek Ranjan Sinha (2003)

[106].

- Thuốc thử: Viên nén bao film chứa indomethacin

- Thiết bị giỏ quay, tốc độ 75 vòng/phút

- 750 ml dung dịch HCl 0,1N pH 1,2 trong 2 giờ

- 900 ml đệm phosphat pH 6,8 trong 22 giờ tiếp theo.

Anil Chaudhary (2010) [13].

- Thuốc thử: Viên nén indomethacin

- Thiết bị cánh khuấy, tốc độ 50 vòng/phút

- 900 ml dung dịch HCl pH 1,2 trong 2 giờ đầu

- 900 ml đệm phosphat pH 7,4 trong 3 giờ tiếp theo

- 900 ml đệm phosphat pH 6,8 trong 19 giờ tiếp theo.

Yassin và

cộng sự

(2010) [111].

- Thuốc thử: Viên nén bao chứa 5-fluorouracil

- Thiết bị giỏ quay, tốc độ 50 - 80 vòng/phút

- 750 ml HCl pH 1,2 trong 2 giờ đầu

- Đệm phosphat pH 7,2 trong 4 giờ tiếp theo

- 100ml đệm phosphat 7,0 có dịch đại tràng chuột cống 3% trong môi trường khí NO2.

Jenita và cộng sự (2010)

[50].

- Thuốc thử: Viên nén bao chứa mesalamin

- Thiết bị giỏ quay, Tốc độ 100 vòng/phút

- 900 ml dung dịch HCl 0,1M trong 2 giờ đầu

- 900 ml pH 7,4 trong 3 giờ tiếp theo

- 100 ml pH 6,8 (4% dịch đại tràng chuột) trong 21 giờ.

Siew và cộng sự (2000)

[92].

- Thuốc thử: Pellet bao film chứa mesalamini

- Thiết bị cánh khuấy, tốc độ 100 vòng/phút

- Dung dịch HCl pH 1,2 trong 3 giờ đầu

- Đệm phosphat pH 7,2 trong 3 giờ tiếp theo

- 100 ml dịch đại tràng người 10% trong đệm pH 7,2, sục CO2.

Patel và cộng sự (2009)

[77].

- Thuốc thử: Viên nén mesalamin

- Tốc độ khuấy 100 vòng/phút

- 900 ml dung dịch HCl pH 1,2 trong 2 giờ đầu

- 900 ml đệm pH 7,4 trong 3 giờ tiếp theo100 ml dịch đại tràng chuột 19 giờ.

Min Han và cộng sự

(2008) [43].

- Thuốc thử: Viên nang chứa theophylin

- Thiết bị giỏ quay, tốc độ 100 vòng/phút

- 900 ml dung dịch HCl pH 1,2 trong 2 giờ đầu

- 900 ml đệm phosphat 6,8 trong 1 giờ tiếp theo

- 900 ml đệm phosphat 7,4 trong 2 giờ tiếp theo

- 900 ml đệm phosphat pH 6,8 chứa galactomannase (từ nấm Aspergillus Niger) 40UI/l trong 13 giờ.

Kumar (2010)

[53].

- Thuốc thử: Viên nén bao chứa fluticason

- Thiết bị giỏ quay, tốc độ 50 vòng/phút

- Dung dịch HCl pH 1,2 trong 2 giờ đầu

- Đệm phosphat pH 7,4 trong 3 giờ tiếp theo

- Đệm phosphat pH 6,8 chứa 0,05 UI chitosanase trong 19 giờ.

Samar A Afifi và cộng sự (2015) [86]

- Thuốc thử: Viên nén chứa indomethacin

- Thiết bị giỏ quay, tốc độ 50 vòng/phút

- 900 ml dung dịch HCl 0,1 N trong 2 giờ

- 900 ml dung dịch đệm phosphat pH 6,8 trong 10 giờ tiếp theo

Từ bảng trên ta thấy điều kiện thử hòa tan in vitro thường dùng của các nghiên cứu thuốc giải phóng tại đại tràng như sau: 2 giờ đầu ở môi trường dung dịch HCl 0,1 N; 3 giờ tiếp theo ở môi trường đệm phosphat pH 7,4 và các giờ tiếp theo ở môi trường đệm phosphat pH 6,8 có dịch đại tràng chuột. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa có sự thống nhất về điều kiện thử hòa tan giữa các nghiên cứu. Vì thế việc xây dựng điều kiện hòa tan phù hợp là rất cần thiết, để phản ánh chính xác sự vận chuyển của thuốc giải phóng tại đại tràng trong đường tiêu hóa.

1.3.2. Đánh giá in vivo

1.3.2.1. Đánh giá in vivo thuốc trong đường tiêu hóa bằng phương pháp hình ảnh Bằng phương pháp hình ảnh có thể đánh giá sự dịch chuyển của thuốc trong đường tiêu hóa. Có các phương pháp phân tích hình ảnh như X-quang, đo độ tắt Gamma, sử dụng các chất đánh dấu sinh học, tuy nhiên, phương pháp chụp X-quang thường được sử dụng do khá đơn giản, ít gây hại lên đối tượng nghiên cứu. Dựa trên hình ảnh thu được, kết hợp với độ hòa tan in vitro của thuốc, có thể xác định Tlag của thuốc trong ống tiêu hóa. Hình ảnh X-quang cũng có thể cho biết sự phù hợp của mô

hình thử nghiệm in vitro và sự giải phóng thuốc in vivo.

Nghiên cứu bằng hình ảnh X-quang được tiến hành bằng cách cho người tình nguyện hoặc động vật thí nghiệm uống thuốc có chất cản quang (BaSO4), sau đó tiến hành chụp X-quang tại các thời điểm khác nhau để đánh giá vị trí và quá trình giải phóng thuốc trong đường tiêu hóa.

Mahmoud H. Othman và cộng sự (2020) đã tiến hành xác định sự di chuyển in vivo của viên nén 5-fluorouracil (5-FU) bao giải phóng tại đại tràng bằng phương pháp hình ảnh X-quang trên 3 người tình nguyện 27, 29 và 30 tuổi có trọng lượng cơ thể tương ứng 70, 72 và 80 kg. Bari sulfat được thêm vào nhân làm chất cản quang. Kết quả hình ảnh X-quang cho thấy hình ảnh viên hiện rõ sau 6 giờ uống thuốc và không phát hiện sau 7 giờ. Qua đó nghiên cứu có thể đánh giá được vị trí viên ở các đoạn của đường tiêu hóa [57]

1.3.2.2. Đánh giá sự hấp thu dược chất in vivo

Đánh giá sự hấp thu thuốc in vivo là thử nghiệm được thực hiện trên cơ thể sống. Trong giai đoạn sàng lọc, người ta có thể sơ bộ đánh giá hấp thu in vivo trên động vật thí nghiệm. Với đa số các thuốc, nồng độ hoạt chất trong máu có liên quan trực tiếp đến đáp ứng lâm sàng của thuốc hay hiệu quả điều trị của thuốc. Chỉ tiêu in vivo là các thông số đáp ứng sinh học của chế phẩm. Trong nghiên cứu sự hấp thu thuốc thường sử dụng các thông số dược động học như AUC, Cmax, Tmax, tốc độ hấp thu từ kết quả nghiên cứu in vivo [1], [9], [8], [44]. Đối với thuốc giải phóng tại đại tràng, giá trị AUC và Cmax thường thấp do thuốc ít giải phóng ở dạ dày và ruột non, là nơi xảy ra quá trình hấp thu chính của dược chất, nhưng giải phóng phần lớn ở đại

tràng, nơi dược chất ít được hấp thu vào máu. Do đó, Tmax thường đạt sau khi uống thuốc ít nhất 4 giờ. Trong nghiên cứu sự hấp thu dược chất in vivo, các dạng thuốc của mesalamin cần lựa chọn đối tượng thử, thiết kế nghiên cứu phù hợp. Việc định lượng mesalamin trong dịch sinh học chủ yếu sử dụng phương pháp HPLC hoặc LC- MS/MS [40], [76], [72].

Đối tượng thử thuốc

Nghiên cứu hấp thu in vivo tốt nhất là được đánh giá trên người tình nguyện (NTN) khỏe mạnh. Với các thuốc có độc tính cao, thuốc có nồng độ trong máu thấp hoặc khi thăm dò trong quá trình nghiên cứu phát triển sản phẩm, đánh giá hấp thu in vivo có thể được tiến hành trên động vật thí nghiệm. Trong các loài động vật, chó được xem là loài phù hợp hơn cả trong đánh giá hấp thu in vivo của thuốc uống vì đường tiêu hóa của chó tương đối giống của người. Trong trường hợp nghiên cứu sàng lọc các chế phẩm thuốc, có thể dùng thỏ, chó làm mô hình nghiên cứu [1].

Thiết kế nghiên cứu

Đánh giá hấp thu in vivo có thể thực hiện theo mô hình thiết kế đơn liều hoặc đa liều. Thời gian nghỉ giữa các lần thử thuốc liên tiếp phải đủ để thuốc dùng lần trước thải trừ hết khỏi cơ thể, thường gấp 10 lần thời gian bán thải của thuốc [8].

Trong đánh giá hấp thu in vivo, để hạn chế ảnh hưởng của yếu tố cá thể, thường thiết kế nghiên cứu chéo. Tuy nhiên, trong nghiên cứu thăm dò hoặc khảo sát hấp thu in vivo, có thể đánh giá trên một vài cá thể riêng biệt tùy điều kiện thực nghiệm [9], [44], [31].

Thời điểm lấy mẫu

Thiết kế thời điểm lấy mẫu sao cho có thể ước lượng được Cmax và bao phủ đường cong nồng độ thuốc trong huyết tương theo thời gian đủ để ước lượng chính xác mức độ hấp thu. Đường cong hấp thu phải thể hiện rõ pha hấp thu và pha thải trừ. Trong đó, nên có ít nhất 3 điểm trước khi đạt đỉnh Cmax, 4 – 5 điểm xung quanh đỉnh và 7 – 8 điểm trong pha thải trừ. Tổng số điểm lấy mẫu nên từ 12 – 18. Thời gian lấy mẫu phải kéo dài tới 3 – 5 lần thời gian bán thải của thuốc. Mẫu sau khi lấy phải được bảo quản ở nhiệt độ ≤ - 20oC cho tới khi phân tích [1], [8].

Phương pháp định lượng mesalamin trong huyết tương