Khóa luận Nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa berberin

69 trang thiennha21 18/04/2022 4701

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa berberin", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_nghien_cuu_bao_che_he_phan_tan_ran_chua_berberin.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa berberin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC  ĐINH THỊ LINH HUỆ NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ PHÂN TÁN RẮN CHỨA BERBERIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC Hà Nội – 2021
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC  ĐINH THỊ LINH HUỆ NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ PHÂN TÁN RẮN CHỨA BERBERIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC KHÓA: QH.2016.Y Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Huyền Hà Nội – 2021
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành nhất đến: ThS. Nguyễn Thị Huyền (giảng viên bộ môn Bào chế và Công nghệ Dược phẩm, Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội) Là người cô giàu kinh nghiệm và đầy nhiệt huyết đã luôn tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Văn Khanh và các thầy cô thuộc bộ môn Bào chế và Công nghệ Dược phẩm đã tạo điều kiện về thiết bị, máy móc trong quá trình nghiên cứu. Nhân đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, các phòng ban, các thầy cô giáo trường Đại học Y Dược đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu, luôn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân – những người đã luôn đồng hành cùng tôi, giúp đỡ tôi trong học tập và cuộc sống. Trong quá trình thực hiện khóa luận còn nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 13 tháng 06 năm 2021 Sinh viên Đinh Thị Linh Huệ
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT β-CD : Beta cyclodextrin CDH : Chất diện hoạt Cmax : Nồng độ thuốc tối đa (Maximum concentration) DC : Dược chất DĐVN : Dược điển Việt Nam HHVL : Hỗn hợp vật lý HPMC : Hydroxypropyl methylcellulose HPTR : Hệ phân tán rắn PEG : Polyethylen glycol PVP : Polyvinyl pyrolidon SKD Sinh khả dụng TT Thuốc thử UV-VIS : Tử ngoại khả kiến (Ultraviolet Visible) λmax Bước sóng tại đỉnh hấp thụ cực đại
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN 2 1.1. Tổng quan về berberin 2 1.1.1. Công thức hóa học và tính chất vật lý 2 1.1.2. Tác dụng dược lý 3 1.1.3. Dược động học 4 1.1.4. Một số chế phẩm trên thị trường 4 1.2. Hệ phân tán rắn 5 1.2.1. Khái niệm hệ phân tán rắn 5 1.2.2. Phân loại hệ phân tán rắn 5 1.2.3. Cơ chế làm tăng độ hòa tan của hệ phân tán rắn 6 1.2.4. Ưu nhược điểm của HPTR 6 1.2.4. Chất mang trong hệ phân tán rắn 6 1.2.5. Các phương pháp bào chế hệ phân tán rắn 8 1.2.6. Phương pháp đánh giá 9 1.3. Một số nghiên cứu về HPTR berberin 11 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị, đối tượng nghiên cứu 12 2.1.1. Nguyên vật liệu 12 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ 12 2.2. Phương pháp nghiên cứu 14 2.2.1. Phương pháp bào chế hệ phân tán rắn 14
2.2.2. Phương pháp bào chế hỗn hợp vật lý 15 2.2.3. Phương pháp đánh giá hệ phân tán rắn 16 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu 19 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1. Kết quả định lượng berberin bằng phương pháp đo quang 20 3.1.1. Xác định đỉnh cực đại hấp thụ của berberin 20 3.1.2. Đường chuẩn định lượng berberin bằng phương pháp đo quang 20 3.2. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin nguyên liệu 21 3.3. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo phương pháp nghiền 22 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của các chất mang 22 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất/chất mang β-cyclodextrin 25 3.4. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo phương pháp đun chảy 26 3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của các chất mang 26 3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất/chất mang PEG 4000 29 3.5. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo phương pháp dung môi 31 3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của các chất mang 31 3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất/chất mang β-cyclodextrin 32 3.6. Lựa chọn phương pháp để bào chế hệ phân tán rắn 34 3.7. Khảo sát tỷ lệ chất diện hoạt dùng trong hệ phân tán rắn berberin 37 3.8. Đánh giá một số đặc tính của hệ phân tán rắn berberin 39 CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN 46 4.1. Sử dụng hệ phân tán rắn để tăng độ hòa tan 46 4.2. Lựa chọn phương pháp dung môi để bào chế hệ phân tán rắn 46 4.3. Về sử dụng chất mang trong phương pháp dung môi 47 4.4. Về ảnh hưởng của chất diện hoạt trong hệ phân tán rắn 48 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
5.1. KẾT LUẬN 49 5.2. KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Một số chế phẩm chứa berberin clorid trên thị trường . 5 Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu . 12 Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu . 13 Bảng 2.3. Các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm 13 Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang theo nồng độ của berberin tại bước sóng 351 nm 20 Bảng 3.2. Độ hòa tan của bột berberin nguyên liệu 21 Bảng 3.3. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau 23 Bảng 3.4. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau. 23 Bảng 3.5. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau 25 Bảng 3.6. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ chất mang β- cyclodextrin khác nhau 25 Bảng 3.7. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau và công thức hỗn hợp vật lý 27 Bảng 3.8. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng chất mang khác nhau và hỗn hợp vật lý 27 Bảng 3.9. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau 29 Bảng 3.10. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ chất mang PEG 4000 khác nhau 29 Bảng 3.11. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau và HHVL 31 Bảng 3.12. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR với chất mang khác nhau và hỗn hợp vật lý 31 Bảng 3.13. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang β-cyclodextrin khác nhau 33 Bảng 3.14. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang β-cyclodextrin khác nhau 33 Bảng 3.15. Công thức HPTR berberin bào chế theo các phương pháp khác nhau 35 Bảng 3.16. Độ tan của HPTR berberin bào chế theo các phương pháp khác nhau 35 Bảng 3.17. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ Tween 80 khác nhau 37
Bảng 3.18. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ Tween 80 khác nhau 37 Bảng 3. 19. Thành phần công thức HPTR berberin 39 Bảng 3.20. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR berberin 39
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Công thức hóa học của berberin clorid 2 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của berberin theo nồng độ tại bước sóng 351 nm 20 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của bột berberin nguyên liệu 22 Hình 3.3. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau phương pháp nghiền. 24 Hình 3.4. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang β- cyclodextrin khác nhau 26 Hình 3.5. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau 28 Hình 3.6. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang PEG 4000 khác nhau 30 Hình 3.7. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR với chất mang khác nhau và hỗn hợp vật lý 32 Hình 3.8. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang β- cyclodextrin khác nhau 34 Hình 3.9. Đồ thị hòa tan của berberin từ HPTR được bào chế theo các phương pháp khác nhau 36 Hình 3.10. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ Tween 80 khác nhau 38 Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của HPTR berberin 40 Hình 3.12. Phân tích nhiệt vi sai của berberin, β-CD và HPTR berberin 41 Hình 3.13. Phổ hồng ngoại của berberin nguyên liệu 42 Hình 3.14. Phổ hồng ngoại của β-CD 42 Hình 3.15. Phổ hồng ngoại của HPTR berberin 43 Hình 3.16. Phổ nhiễu xạ tia X của berberin 44 Hình 3.17. Phổ nhiễu xạ tia X của HPTR berberin 44
ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, bên cạnh việc sử dụng các dược chất có nguồn gốc hóa tổng hợp, các nhà khoa học ngày càng quan tâm tới các hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên. Berberin là một alcaloid thuộc nhóm isoquinolin, có trong rễ, thân rễ, vỏ của những cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis, Coptis [13]. Các loài cây này đã được sử dụng hơn 2500 năm trong nền y học của Ấn Độ và Trung Quốc với mục đích chủ yếu điều trị các bệnh nhiễm khuẩn đường tiêu hóa [10]. Berberin (BBR) đang được nghiên cứu như một loại thuốc tiềm năng trong điều trị bệnh tiểu đường, tăng lipid máu và ung thư [29]. Tuy nhiên, berberin có sinh khả dụng thấp (dưới 5%, sinh khả dụng tuyệt đối của BBR chỉ khoảng 0,36% [34]) do tính thấm qua màng kém. Có nhiều biện pháp đã được sử dụng để làm tăng độ tan và sinh khả dụng của berberin như tạo phức với β- cyclodextrin, tạo hệ phân tán rắn, dung dịch micell, bào chế dạng nano, [29]. Trong đó hệ phân tán rắn đã và đang được nghiên cứu mang lại kết quả tốt, là giải pháp có nhiều tiềm năng do phương pháp bào chế đơn giản, giúp tăng cường độ hòa tan cũng như khắc phục được những hạn chế của các phương pháp trước đây. Trong hệ phân tán rắn, trạng thái của dược chất được thay đổi từ kết tinh sang vô định hình, kích thước tiểu phân được giảm đến mức độ rất mịn, sự có mặt của chất mang thân nước làm tăng tính thấm ướt do đó mà cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất [23]. Vì vậy, với mong muốn cải thiện độ hòa tan của berberin, chúng tôi thực hiên đề tài “Nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa berberin” với hai mục tiêu sau: 1. Khảo sát được sự ảnh hưởng của chất mang tới độ hoà tan của berberin trong hệ phân tán rắn. 2. Xây dựng được công thức bào chế HPTR chứa berberin. 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về berberin Berberin là một là một alcaloid thuộc nhóm isoquinolin, được chiết xuất từ rễ và vỏ thân của các cây thuốc thuộc chi Hydrastis, Berberis, và nhiều loài thực vật khác [11]. Trong thực hành lâm sàng, berberin clorid, berberin sulfat là dạng muối thường được sử dụng của berberin [8]. 1.1.1. Công thức hóa học và tính chất vật lý Hình 1.1. Công thức hóa học của berberin clorid Công thức phân tử: C20H18NO4Cl.2H2O Tên khoa học: 5,6-dihydro-8,9-dimethoxy-1,3-dioxa-6a-azoniaindeno(5,6a) anthracen clorid dihydrat [3]. Tính chất vật lý: Bột kết tinh màu vàng, không mùi, có vị đắng [8]. Berberin clorid có nhiệt độ nóng chảy là 191-192oC [28]. Độ tan: Dạng base tan chậm trong nước, tan ít trong ethanol, khó tan trong ether. Berberin tan ở tỉ lệ 2 mg/mL trong nước [29], tan tốt hơn trong nước nóng, tan trong ethanol, hầu như không tan trong chloroform và ether. Độ tan trong nước của berberin phụ thuộc vào pH, độ tan cao nhất của berberin clorid khi pH xấp xỉ 7 [3]. 2
1.1.2. Tác dụng dƣợc lý Berberin có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng đối với các vi sinh vật đường ruột như: vi khuẩn (tụ cầu, liên cầu khuẩn), thể protozoal, vi nấm, nấm candida, nấm men, ký sinh trùng gây bệnh đường ruột [1,3]. Berberin có tác dụng chống viêm bằng cách ức chế trực tiếp protein hoạt hóa 1 (AP1) một yếu tố phiên mã quan trọng trong quá trình viêm [24]. Với tác dụng hạ sốt, chống tiêu chảy và chống viêm, berberin được sử dụng trong điều trị tiêu chảy, hội chứng lỵ cho hiệu quả điều trị tốt [13]. Berberin còn có tác dụng điều trị các bệnh nhiễm trùng đường ruột bằng cách ức chế sự tăng sinh của vi khuẩn Helicobacter pylori [28]. Khi dùng berberin không ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của hệ sinh vật đường ruột, có thể phối hợp với một số kháng sinh để hạn chế tác dụng không mong muốn đối với vi sinh vật đường ruột [11]. Hiện nay, berberin được nghiên cứu cho thấy tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 thông qua kích thích hoạt hóa adenosine monophosphate và hoạt hóa protein kinase [25]. Berberin là một tác nhân giảm cholesterol mới, cơ chế hoạt động khác biệt so với nhóm statin [22]. Berberin đã được chứng minh có tác dụng tốt trên nhiều bệnh tim mạch như huyết áp, chống loạn nhịp, tăng co bóp tim, giảm sức cản ngoại vi và huyết áp, phòng ngừa huyết khối tĩnh mạch [15]. Ngoài ra, berberin có khả năng bảo vệ các tế bào thần kinh chống lại các rối loạn thoái hóa thần kinh thông qua nhiều cơ chế: ngăn ngừa tổn thương não và tăng cường nhận thức trực tiếp trong não, làm giảm các yếu tố nguy cơ như rối loạn chức năng trao đổi chất và các bệnh tim mạch, thận và gan [38]. Trong quá trình thiếu máu não, berberin chống apoptosis, bảo vệ chống lại tổn thương tế bào thần kinh, cải thiện tuần hoàn máu não [47]. Berberin có thể ức chế và phòng ngừa bệnh Alzheimer chủ yếu thông qua cả hai con đường ức chế acetylcholine sterat và beta amyloid, giúp cải thiện được tình trạng suy giảm trí nhớ [47]. Hoạt tính chống trầm cảm của berberin thông qua điều khiển các amin sinh học của não như: norepinephrin, serotonin, và dopamin, các thụ thể oxyd, và/hoặc thụ thể sigma [6]. 3
BBR còn có tác dụng chống ung thư bằng cách chống lại sự tăng sinh, phát triển, hình thành mạch và di căn của nhiều loại khối u, bao gồm ung thư miệng, ung thư thực quản, ung thư tuyến tụy, ung thư biểu mô dạ dày, ung thư trực tràng, ung thư ruột kết, ung thư gan, ung thư phổi, ung thư biểu mô vòm họng, ung thư vú, ung thư cổ tử cung, ung thư buồng trứng, ung thư bàng quang, ung thư tuyến tiền liệt và u ác tính [19]. Berberin chống lại u nguyên bào thần kinh thông qua việc ức chế hình thành tế bào ung thư, gây độc tính khối u [33]. Với hoạt tính chống ung thư tiềm năng và độ an toàn cao trong sử dụng, Berberin đang là tác nhân chống ung thư khá triển vọng và tiềm năng [42]. 1.1.3. Dƣợc động học Berberin thường được sử dụng qua đường uống đặc biệt là điều trị các bệnh mãn tính. Sinh khả dụng đường uống của thuốc phụ thuộc vào tỷ lệ và mức độ hòa tan của thuốc trong dịch tiêu hóa, tính thấm qua màng sinh học của nó. Quá trình hấp thu thuốc xảy ra chủ yếu ở ruột non [9]. Một số nghiên cứu cho thấy sinh khả dụng của berberin rất thấp (<5%) do hoạt động sinh học của Pglycoprotein ở ruột [34]. Sự chuyển hóa của berberin trong cơ thể có liên quan đến cấu tạo hóa học của nó. Berberin liên kết dễ dàng với protein huyết tương, nên ảnh hưởng đến phân bố và mức độ hoạt động của thuốc [47]. Các nghiên cứu trên động vật chỉ ra rằng berberin được chuyển hóa qua gan và thải trừ qua mật, nước tiểu và phân [31,41]. Đồng thời, một số nghiên cứu khác lại cho thấy thuốc có thể bị bài tiết ở thận [9]. 1.1.4. Một số chế phẩm trên thị trƣờng Các chế phẩm chứa berberin trên thị trường đều sử dụng dạng muối berberin clorid và phần lớn trong số đó được bào chế dạng viên dùng đường uống: viên nén, viên nang, viên nén bao phim, viên nén bao đường với hàm lượng 10mg, 25mg, 50mg, 100mg/viên. Berberin thường dùng đơn độc hoặc có thể thêm một số thành phần khác như mộc hương, ba chẽ, [2] 4
Bảng 1.1. Một số chế phẩm chứa berberin clorid trên thị trường Hàm Tên biệt dƣợc Dạng bào chế Nhà sản xuất lƣợng Công ty cổ phần Dược trung Berberin 50mg 50 mg Viên nén ương 3 Công ty cổ phần Dược TW Antesik 50 mg Viên nang MEDIPLANTEX Công ty cổ phần Dược phẩm Berzecin 100 mg Viên nang cứng Hà Tây Công ty cổ phần Dược phẩm Berberal 10mg Viên bao đường 2/9 Nadyphar Công ty TNHH sản xuất Berberin 25 mg Viên nén bao phim thương mại dược phẩm NIC 1.2. Hệ phân tán rắn 1.2.1. Khái niệm hệ phân tán rắn Hệ phân tán rắn được nghiên cứu đầu tiên bởi Sekiguchi và Obi vào năm 1961, đến năm 1971 Chiou và Riegelman định nghĩa: “Hệ phân tán rắn là hệ phân tán một hay nhiều dược chất trong chất mang rắn được chế tạo bằng phương pháp đun chảy, dung môi hay đun chảy - dung môi” [14]. Trong đó, dược chất ít tan được hòa tan hay phân tán trong một hỗn hợp chất mang trơ thân nước. Cốt thân nước và dược chất có thể ở dạng kết tinh hay vô định hình. HPTR được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu và chế phẩm trên thị trường hiện nay với mục đích làm tăng độ tan, độ ổn định, che dấu mùi vị hay kiểm soát giải phóng dược chất nhằm làm tăng sinh khả dụng của thuốc [12,32]. 1.2.2. Phân loại hệ phân tán rắn Căn cứ vào cấu trúc lý hóa, HPTR được phân thành: - Hỗn hợp eutecti đơn giản. - Dung dịch rắn có dược chất được phân tán ở mức độ phân tử trong chất mang. - Dược chất tồn tại kết tủa vô định hình trong chất mang kết tinh. - Cấu trúc kép của cả dung dịch lẫn hỗn dịch rắn. - Phức hợp giữa dược chất và chất mang. - Sự kết hợp của các loại trên [16]. 5
1.2.3. Cơ chế làm tăng độ hòa tan của hệ phân tán rắn HPTR làm tăng sinh khả dụng cho dược chất ít tan bằng cách làm tăng tốc độ, mức độ hòa tan theo cơ chế: Giảm kích thước hạt: HPTR hòa tan và giải phóng dược chất ở dạng các hạt keo mịn làm tăng diện tích bề mặt dẫn đến tăng tốc độ hòa tan dược chất. Dược chất ở trạng thái vô định hình: Dược chất ở dạng vô định hình có độ tan cao hơn. Năng lượng cần thiết để phá vỡ mạng tinh thể ở dạng vô định hình trong quá trình hòa tan là không đáng kể. Các hạt có độ xốp cao: Sự gia tăng độ xốp của các hạt làm tăng tốc độ giải phóng dược chất. Làm tăng mức độ thấm môi trường hòa tan nhờ sự có mặt của chất mang thân nước đặc biệt khi trong HPTR có sử dụng chất diện hoạt [16]. 1.2.4. Ƣu nhƣợc điểm của HPTR Ưu điểm HPTR cải thiện độ tan của dược chất ít tan, làm tăng độ tan của dược chất qua cơ chế giảm kích thước tiểu phân, tăng tính thấm, tồn tại ở dạng vô định hình, từ đó tăng tính thấm qua màng sinh học và tăng sinh khả dụng [45]. Nhược điểm HPTR có bề mặt xốp, không ổn định làm cho dược chất dễ chuyển từ trạng thái vô định hình về kết tinh làm giảm độ tan [45]. 1.2.4. Chất mang trong hệ phân tán rắn 1.2.4.1. Yêu cầu của chất mang Yêu cầu của chất mang phụ thuộc vào mục đích sử dụng của HPTR: Dễ tan trong nước và dịch tiêu hóa. Không độc, trơ về mặt dược lý. Có khả năng làm tăng độ tan và tốc độ tan của dược chất ít tan. 6
Tạo được HPTR có độ ổn định cao trong quá trình bảo quản, phù hợp với dạng thuốc dự kiến. Thích hợp với phương pháp bào chế và dạng bào chế: chất mang sử dụng trong phương pháp đun chảy phải có nhiệt độ nóng chảy thấp và bền vững về mặt nhiệt động học, còn chất mang sử dụng trong phương pháp dung môi phải dễ tan trong dung môi hòa tan và dễ loại dung môi ngay cả khi dung dịch có độ nhớt cao [20]. 1.2.4.2. Một số chất mang sử dụng trong HPTR Polyethylen glycol (PEG) Các PEG với khối lượng phân tử khác nhau như PEG 3000, PEG 4000, PEG 6000, được dùng rất phổ biến làm chất mang trong HPTR của nhiều dược chất ít tan. PEG bền về mặt lý hóa, ít bị ảnh hưởng bởi vi khuẩn nấm mốc, không độc, có khả năng cải thiện tính thấm ướt cho dược chất [37]. Các loại PEG đều có nhiệt độ nóng chảy dưới 65oC và ổn định về mặt nhiệt động học nên thích hợp để điều chế HPTR bằng phương pháp đun chảy [46]. Polyvinyl pyrolidon (PVP) PVP được dùng thông dụng trong sản xuất dược phẩm như PVP K15, PVP K30, PVP K60, PVP K90 với chỉ số K biểu thị khối lượng phân tử trung bình của PVP. Các PVP có điểm chảy cao (275oC) và bị phân hủy ở nhiệt độ này, nhưng PVP lại hòa tan tốt trong nước và nhiều dung môi hữu cơ nên thích hợp dùng làm chất mang trong HPTR bào chế bằng phương pháp dung môi. Tương tự PEG, PVP có thể cải thiện khả năng thấm ướt của dược chất ít tan nhưng có nhược điểm là hút ẩm mạnh [37]. Các loại đƣờng Dễ tan trong nước và ít/không độc với cơ thể người. Đa số đường có nhiệt độ nóng chảy cao và tan kém trong hầu hết các dung môi hữu cơ nên khó sử dụng phương pháp đun chảy và dung môi [32]. Các đường hay dùng như manitol, fructose, lactose và đặc biệt là β-cyclodextrin. β-cyclodextrin có khả năng tạo thành phức chất lồng làm tăng độ tan cho dược chất ít tan. Hiện nay β-cyclodextrin và dẫn chất hydroxyl propyl β-cyclodextrin được nghiên cứu ứng dụng nhiều [26]. 7
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) HPMC là hỗn hợp của methyl và hydroxypropyl cellulose, trong đó 16,5-30% các nhóm hydroxyl được methyl hóa và 4-32% là dẫn xuất với các nhóm hydroxypropyl. Các HPMC hầu hết đều hòa tan được trong nước, hỗn hợp ethanol với diclometan và methanol với diclometan [26]. Các chất này có khả năng cải thiện độ hòa tan của các dược chất ít tan ngay cả với tỷ lệ chất mang thấp [6]. 1.2.5. Các phƣơng pháp bào chế hệ phân tán rắn Dựa vào tính chất hóa lý của dược chất và chất mang mà chọn phương pháp bào chế phù hợp. Một số phương pháp phổ biến thường được sử dụng: 1.2.5.1. Phương pháp nghiền Đối tượng áp dụng Dược chất không tan trong dung môi và chất mang, không bền ở nhiệt độ cao, chất mang có thể tan trong dung môi. Cách tiến hành Trộn dược chất và chất mang với một lượng tối thiểu chất lỏng thích hợp (có thể là nước), nghiền trộn trong một thời gian dài bằng chày cối hoặc máy nghiền, thu được khối bột nhão. Khối bột nhão sẽ được làm khô, sau đó đem nghiền hoặc rây thu được hạt có kích thước thích hợp [7]. Ưu điểm chính: Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, tiết kiệm chi phí vì không phụ thuộc nhiều vào thiết bị. 1.2.5.2. Phương pháp đun chảy Đối tượng áp dụng Chỉ áp dụng cho dược chất bền với nhiệt và chất mang có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (PEG 4000, PEG 6000, urê ). Dược chất và chất mang ở nhiệt độ nóng chảy cao cũng có thể áp dụng khi sử dụng đồng chất mang. Cách tiến hành Phối hợp dược chất vào chất mang đã đun chảy ở nhiệt độ thích hợp (thường ở nhiệt độ cao hơn điểm chảy hỗn hợp eutectic của chúng), khuấy trộn đến khi dược chất 8
và chất mang trộn lẫn với nhau ở trạng thái chảy lỏng tạo thành dung dịch trong suốt. Làm nguội nhanh trong nước đá, đồng thời khuấy trộn liên tục cho đến khi hệ đông rắn lại tạo thành HPTR. Khối rắn được để ổn định một thời gian, sau đó được phân chia tới kích thước xác định [4, 26]. Ưu điểm chính: đơn giản và kinh tế. 1.2.5.3. Phương pháp dung môi Đối tượng áp dụng Dược chất kém bền với nhiệt, đồng tan hoặc không đồng tan với chất mang; Chất mang có điểm nóng chảy cao như PVP, polysaccharid, Dung môi: có khả năng hòa tan cao, ít độc, không dễ cháy. Cách tiến hành Dược chất và chất mang được hòa tan trong một lượng dung môi trơ hoặc hỗn hợp dung môi trơ tối thiểu. Dung môi sau khi hòa tan dược chất và chất mang sẽ được loại bỏ bằng một số cách: bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm bằng máy cô quay hoặc tủ sấy chân không ở nhiệt độ thấp; phun sấy ở nhiệt độ thích hợp hay loại dung môi bằng phương pháp đông khô. Cuối cùng phân chia hạt tới kích thước xác định bằng rây, nghiền. Ưu điểm chính: có thể tránh được sự phân hủy do nhiệt của dược chất và chất mang do đó có thể chọn một dung môi chung có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với nhiệt độ chảy của chất mang [7]. 1.2.6. Phƣơng pháp đánh giá 1.2.6.1. Phân tích nhiệt vi sai (DSC) Phương pháp phân tích nhiệt vi sai được dùng phổ biến trong nghiên cứu vật lý chất rắn, khoa học vật liệu và hóa học. Đối với hệ phân tán rắn, phương pháp này giúp xác định dược chất ở trạng thái tinh thể hay vô định hình và xác định cấu trúc HPTR là dung dịch rắn hay hệ phân tán thông qua việc đo dòng nhiệt là tỏa ra (hoặc thu vào) khi so mẫu với một mẫu chuẩn. Tuy nhiên nếu tỷ lệ kết tinh dưới 2% thì thường không phát hiện được bằng phân tích nhiệt vi sai [14]. 9
1.2.6.2. Quang phổ hồng ngoại (IR) Quang phổ hồng ngoại cung cấp thông tin về cấu trúc và cấu tạo phân tử ở trạng thái rắn bằng cách nghiên cứu sự chuyển động của các nguyên tử trong phân tử. Dược chất trong HPTR khi so sánh phổ hồng ngoại với dược chất tinh khiết thì có thể chỉ ra được sự tương tác giữa dược chất và tá dược trong HPTR [40]. 1.2.6.3. Nhiễu xạ tia X Mạng tinh thể của một chất được cấu tạo từ nguyên tử hay ion phân bố đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định. Chiếu một chùm tia X vào mặt tinh thể thì khi đó mặt tinh thể sẽ đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ. Mức độ kết tinh của mẫu được thể hiện qua các pic được ghi trên phổ nhiễu xạ. Do tính đặc hiệu của các pic, có thể phân biệt được tinh thể trong mẫu là của hoạt chất hay chất mang. Như vậy, cho dù chất mang ở dạng vô định hình hay kết tinh thì vẫn có thể xác định được trạng thái kết tinh của hoạt chất. Tuy nhiên, tỷ lệ kết tinh dưới 5-10% thường không phát hiện được bằng phổ nhiễu xạ tia X [40]. 1.2.6.4. Thử độ hòa tan Độ hòa tan là tiêu chí quan trọng để đánh giá phương pháp bào chế HPTR. Dữ liệu độ hòa tan tuy không chứng minh được sự hình thành nên HPTR, nhưng nó chỉ ra mối quan hệ về trạng thái vật lý, sự phân bố dược chất trong chất mang ở mức độ phân tử, tương tác giữa dược chất và tá dược cũng như đặc tính của chất mang. Khi mục đích của việc chế tạo HPTR để cải thiện độ hòa tan của dược chất, kết quả về độ hòa tan hiển nhiên là tiêu chí quan trọng hàng đầu khi đánh giá sự thành công của phương pháp áp dụng. So sánh khả năng hòa tan của dược chất từ HPTR và nguyên liệu tinh khiết chứng minh HPTR có làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất hay không [2]. Ngoài những phương pháp kể trên còn có một số phương pháp đánh giá HPTR như: đo nhiệt hòa tan và nhiệt độ nóng chảy để tính sự thay đổi entropy hay soi kính hiển vi phân cực, kính hiển vi điện tử quét, [14]. 10
1.3. Một số nghiên cứu về HPTR berberin Để cải thiện nhược điểm độ tan kém, hấp thu kém của berberin, rất nhiều nghiên cứu đã được tiến hành nhằm tạo ra HPTR berberin. Khóa luận này chỉ giới thiệu tóm tắt một số nghiên cứu. Năm 2014, Zhenhai Zhang, Yan Chen và các cộng sự đã tiến hành bào chế hệ phân tán rắn của phức hợp berberinphospholipid (BPC) / Dαtocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS 1000) / SiO₂. HPTR được điều chế bằng kỹ thuật bay hơi dung môi đơn giản. BPC được sử dụng để cải thiện khả năng hòa tan của berberin và SiO2 được sử dụng để cải thiện khả năng phân tán của HPTR, TPGS 1000 là chất mang cải thiện độ hòa tan của BPC và là chất ức chế Pglycoprotein (Pgp) để tăng cường sự hấp thụ đường ruột của berberin. Kết quả: Nghiên cứu in vitro cho thấy tỷ lệ hòa tan của HPTR berberinphospholipid / TPGS 1000 / SiO2 là gấp 2,674 lần BPC. Các nghiên cứu tưới máu đường ruột cho thấy sự hấp thụ berberin trong BPC đã tăng gần 1,42 lần so với Berberin. Nghiên cứu dược động học cho thấy cải tiến đáng kể trong Cmax và AUC₀→t của berberinphospholipid, HPTR berberinphospholipid / TPGS 1000 / SiO₂. Tất cả những kết quả này chỉ ra rằng HPTR berberinphospholipid / TPGS 1000 / SiO₂ có thể là một dạng bào chế thuốc đầy triển vọng để cải thiện sinh khả dụng đường uống của các chất tương tự Berberin. Đặc biệt, hệ phân tán rắn này có thể được thực hiện bằng một phương pháp đơn giản và có tính khả thi mạnh mẽ trong công nghiệp hóa [27]. Năm 2017, Shuang Guo, Guanhua Wang và các cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn berberin hydrochlorid và Eudragit S100. HPTR được điều chế bằng phương pháp bay hơi dung môi sử dụng Eudragit S100 làm chất mang. Kết quả: Tỷ lệ thuốc và polymer được tối ưu hóa thành 1:4. Hydrochlorid berberin và Eudragit S100 tạo thành một phức hợp mới ở dạng vô định hình, các nghiên cứu cho thấy HPTR ít độc với tế bào. Các tác giả kết luận rằng HPTR cải thiện sinh khả dụng của hydrochlorid berberin, cung cấp cơ sở để berberin hydrochlorid trở thành một loại thuốc tiềm năng trong phòng ngừa ung thư ruột kết [18]. 11
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị, đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1. Nguyên vật liệu Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu STT Tên nguyên liệu, hóa chất Nguồn gốc Tiêu chuẩn 1 Berberin clorid Việt Nam DĐVN V 2 PVP K30 Trung Quốc NSX 3 PEG 3000 Trung Quốc NSX 4 PEG 4000 Trung Quốc NSX 5 HPMC Trung Quốc NSX 6 HPMC E6 Trung Quốc NSX 7 HPMC E15 Trung Quốc NSX 8 HPMC K4M Trung Quốc NSX 9 Lactose Trung Quốc NSX 10 β-cyclodextrin Trung Quốc NSX 11 Tween 80 Mỹ NSX 12 Ethanol Trung Quốc NSX 13 Nước cất Việt Nam DĐVN V 14 Kali dihydrophotphat (KH2PO4) Trung Quốc NSX 15 Natri hydroxid (NaOH) Trung Quốc NSX 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ 12
Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu STT Tên thiết bị Xuất xứ 1 Cân kỹ thuật Ohaus Mỹ 2 Cân phân tích Quintix Sartorius Đức 3 Máy phun sấy YC-015 Shanghai Pilotech Trung Quốc 4 Tủ sấy Memmert Đức 5 Máy siêu âm S60H Elma Đức Máy thử độ hòa tan 708-DS Dissolution 6 Mỹ Apparatus Agilent Technologies 7 Máy đo pH Hach sensION+ PH3 Trung Quốc 8 Máy đo quang UV-2600 Shimadzu Nhật Bản 9 Máy đo hàm ẩm MB45 Switzerland Máy đo phổ hồng ngoại IR Cary 630 FTIR 10 Mỹ Agilent Technologies 11 Máy phân tích nhiệt quét vi sai DSC LINSEIS Đức 12 Máy đo phổ nhiễu xạ tia X D8 Advance, Brucker Đức Bảng 2.3. Các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm STT Tên dụng cụ STT Tên dụng cụ 1 Cốc thủy tinh 7 Pipet 2 Đũa thủy tinh 8 Phễu 3 Ống nghiệm 9 Rây các cỡ 4 Bình định mức 10 Màng lọc cellulose acetat 0,45 µm 5 Bình hút ẩm silicagel 11 Ống đong 6 Chày cối 13
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phƣơng pháp bào chế hệ phân tán rắn Có rất nhiều phương pháp để bào chế HPTR chứa berberin. Mỗi phương pháp lại áp dụng với các chất mang và kỹ thuật khác nhau. Trong nghiên cứu này, HPTR sử dụng các chất mang là HPMC E6, HPMC, HPMC K4M, lactose, PEG 4000, PEG 3000, β-CD, PVP K30 và được bào chế theo các phương pháp thích hợp như sau: 2.2.1.1. Phương pháp nghiền Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng phương pháp nghiền. Khảo sát bào chế HPTR với chất mang là HPMC E6, HPMC, HPMC K4M, Lactose, PEG 3000, PEG 4000, β-cyclodextrin. Tiến hành: Cân berberin và chất mang theo tỷ lệ đã chọn. Trộn đều berberin và chất mang theo nguyên tắc đồng lượng, thêm 1 lượng Ethanol 96% đủ làm ẩm hỗn hợp bột rồi nghiền kỹ bằng chày cối để thu được khối bột nhão. Sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 40 – 50 C. Để ổn định và làm khô sản phẩm trong bình hút ẩm 24 giờ. Nghiền nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355, bảo quản trong bình hút ẩm. 2.2.1.2. Phương pháp đun chảy Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng phương pháp đun chảy. Khảo sát bào chế HPTR với chất mang là PEG 4000, PEG 3000. Tiến hành: Cân berberin và chất mang theo tỷ lệ thích hợp. Đun chất mang trên nồi cách thủy cho nóng chảy hoàn toàn, thêm berberin vào, khuấy liên tục cho đến khi tạo thành dung dịch trong suốt. Làm lạnh ngay bằng nước đá, khuấy trộn liên tục cho đến khi dung dịch đông rắn lại. Để ổn định và làm khô sản phẩm trong bình hút ẩm 24 giờ. Nghiền nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355. Bảo quản HPTR trong bình hút ẩm. 2.2.1.3. Phương pháp dung môi Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng phương pháp dung môi. Khảo sát bào chế HPTR với chất mang là PVP K30, HPMC E6, HPMC E15, β-cyclodextrin. Ethanol 50% được lựa chọn làm dung môi. Dung môi được làm bay hơi bằng thiết bị phun sấy và HPTR thu được dưới dạng bột. 14
Tiến hành: Cân berberin và chất mang theo tỷ lệ thích hợp, sau đó hòa tan hỗn hợp berberin và chất mang vào một lượng ethanol 50% theo tỷ lệ 1/25 (g/ml), siêu âm ở 60ºC cho tới khi tan hết. Làm khô: Loại dung môi bằng thiết bị phun sấy với các thông số máy: Nhiệt độ khí đầu vào 140oC, nhiệt độ khí đầu ra 80oC, áp lực súng phun 3.5 atm, tốc độ phun dịch 1200 ml/giờ, tốc độ thổi khí 800 lít/giờ. Thu sản phẩm, để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ. Bảo quản sản phẩm trong lọ thủy tinh được đậy kín ở nhiệt độ thường và đặt trong bình hút ẩm. Phương pháp xác định hiệu suất phun sấy Hiệu suất quá trình phun sấy (H) được đánh giá dựa trên phần trăm khối lượng sản phẩm thu được so với tổng lượng chất rắn trong công thức hỗn dịch đem đi phun sấy ban đầu. Hiệu suất phun sấy được tính theo công thức: H (%) = x 100 Trong đó: H: hiệu suất quá trình phun sấy (%). m: khối lượng sản phẩm thu được (g). m1: khối lượng berberin trong công thức hỗn dịch phun sấy (g). m2: khối lượng chất mang trong công thức hỗn dịch phun sấy (g). 2.2.2. Phƣơng pháp bào chế hỗn hợp vật lý Bào chế hỗn hợp bột gồm berberin và các chất mang với các tỷ lệ: berberin/chất mang là 1:5, được thực hiện theo các bước như sau: Tiến hành: Nghiền nhỏ chất mang thành bột mịn, sau đó rây qua rây 355. Cân dược chất và chất mang, nghiền trộn dược chất và chất mang trong chày cối sạch thành hỗn hợp bột kép theo nguyên tắc trộn đồng lượng. Để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ và bảo quản trong lọ thủy tinh kín, đặt trong bình hút ẩm. Hỗn hợp vật lý được dùng để so sánh khả năng giải phóng berberin trong các mẫu HPTR. 15
2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá hệ phân tán rắn 2.2.3.1. Hình thức Đánh giá hình thức bằng cảm quan: tiến hành quan sát màu sắc, độ đều màu, kết cấu của sản phẩm. 2.2.3.2. Đánh giá tính chất của HPTR a. Đánh giá tương tác dược chất – tá dược Hai phương pháp phân tích nhiệt vi sai và phương pháp quang phổ hồng ngoại đánh giá dựa vào sự thay đổi phổ của hỗn hợp dược chất - tá dược so với dược chất tinh khiết để xác định tương tác giữa dược chất và tá dược. Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DSC) Để nghiên cứu sự thay đổi trạng thái tinh thể trước và sau khi bào chế, điểm nóng chảy của HPTR berberin được so sánh với điểm nóng chảy của berberin nguyên liệu. Các điểm nóng chảy này được xác định bằng phương pháp đo nhiệt vi sai DSC. Tiến hành: Cân khối lượng mẫu chính xác khoảng 10-20 mg vào một đĩa nhôm. Quét nhiệt độ từ 40-250ºC tốc độ gia nhiệt 10ºC/phút, theo dõi máy và đọc kết quả. Phương pháp quang phổ hồng ngoại IR Lấy khoảng 5-10 mg mẫu thử đặt trực tiếp lên mặt kim cương. Tiến hành quét phổ trên máy hồng ngoại biến đổi FTIR với dải bước sóng 4000-400 cm-1, độ phân giải 0,4cm-1, theo dõi máy và đọc kết quả. b. Đánh giá mức độ kết tinh bằng phổ nhiễu xạ tia X Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X có thể xác định được cấu trúc hóa lý của HPTR theo nguyên tắc: Khi chiếu chùm tia X qua, mạng tinh thể cấu tạo từ nguyên tử hay ion đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt. Dải nhiễu xạ được ghi lại bằng một máy đếm. Trên nhiễu xạ đồ, các đỉnh nhiễu xạ được thể hiện bằng một pic có cường độ xác định tương ứng với góc giữa tia tới và tia nhiễu xạ. Phần kết tinh cho ra các pic nhọn và hẹp trong khi phần vô định hình lại là một pic rộng. 16
Tiến hành: Mẫu bột mịn cần phân tích được đưa vào thiết bị nhận tia X với các điều kiện cụ thể như sau: Quét mẫu từ góc 5º - 50º với tốc độ quét 0,03/0,8 giây. Phép đo được tiến hành ở nhiệt độ 25ºC. Mức độ và cường độ pic trong phổ thể hiện mức độ kết tinh của berberin trong hệ phân tán rắn. 2.2.3.3. Định lượng berberin bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS Xác định bước sóng hấp thụ cực đại của berberin Cân chính xác khoảng 25 mg berberin cho vào bình định mức 100 ml. Thêm khoảng 80 ml ethanol tuyệt đối, siêu âm cho tan hoàn toàn, thêm ethanol vừa đủ đến vạch 100ml. Hút chính xác 10 ml dung dịch trên cho vào bình định mức 100 ml pha loãng bằng methanol và thu được dung dịch chuẩn gốc. Pha loãng dung dịch chuẩn gốc thu được dung dịch chuẩn có nồng độ 10 µg/ml. Mẫu trắng: Dung dịch ethanol. Tiến hành quét phổ của dung dịch chuẩn trong dải bước sóng từ 800-200 nm với mẫu trắng là ethanol. Xác định bước sóng tại đỉnh hấp thụ cực đại (λmax). Bước sóng này được sử dụng trong nghiên cứu tiếp theo. Định lượng berberin bằng phương pháp đo quang Xây dựng đường chuẩn sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ berberin với tiêu chí đường chuẩn tuyến tính trong khoảng độ hấp thụ quang từ 0,2 đến 0,8 và R2 > 0,995. Sau khi xác định được cực đại hấp thụ của berberin, sử dụng phương pháp đo quang UV - VIS để định lượng berberin. Mẫu chuẩn: Từ dung dịch chuẩn gốc, pha loãng thành các dung dịch có nồng độ lần lượt là 2,5 µg/ml; 5 µg/ml; 7,5 µg/ml; 10 µg/ml; 12,5 µg/ml trong ethanol. Mẫu trắng: Dung dịch ethanol. Mẫu thử: Mẫu thử đem lọc qua màng cellulose acetat 0,45 µm và đo ở cực đại hấp thụ. Trong trường hợp nếu dung dịch thử có nồng độ thấp, nằm ngoài khoảng thì tiến hành phương pháp thêm chuẩn để được nồng độ dung dịch thử trong khoảng tuyến tính 2,5 đến 12,5 µg/ml. 17
Tiến hành đo độ hấp thụ quang (A) của các dung dịch chuẩn đã pha ở trên với bước sóng λmax. Từ các giá trị A thu được tương ứng với từng nồng độ của các dung dịch chuẩn, xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm, vẽ đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa mật độ quang và nồng độ berberin. 2.2.3.4. Đánh giá độ hòa tan in vitro của berberin nguyên liệu và berberin trong HPTR. Độ hòa tan của berberin nguyên liệu và HPTR berberin được xác định bằng phép thử độ hòa tan với các điều kiện cụ thể như sau: Thiết bị: máy cánh khuấy, tốc độ quay 100 ± 2 vòng/phút. Môi trường hòa tan: 900 ml dung dịch đệm phosphat pH=6,8 (pha theo Dược điển Việt Nam V). Nhiệt độ môi trường hòa tan: 37oC ± 0,5oC. Khối lượng mẫu thử: cân một lượng mẫu là bột berberin nguyên liệu hoặc HPTR tương ứng với 100 mg berberin. Tiến hành: Vận hành máy, cho môi trường hòa tan vào cốc và đợi nhiệt độ môi trường đạt 37ºC ± 0,5ºC. Cho mẫu thử vào cốc. Sau các khoảng thời gian 5, 10, 15, 30, 60 phút hút mẫu đem định lượng. Mỗi lần hút 10 ml dung dịch thử sau đó bổ sung ngay 10 ml dung dịch đệm vào cốc thử độ hòa tan; dung dịch thử vừa hút ra được lọc qua màng cellulose acetat 0,45 µm rồi đem định lượng bằng phương pháp đo quang. Hàm lượng berberin đã hòa tan ở lần thứ n được tính theo công thức như sau: C = C + ∑ x C (µg/ml) n n0 t0 Trong đó: Cn: nồng độ berberin đã hiệu chỉnh ở lần hút thứ n (µg/ml). Cn0: nồng độ berberin định lượng được ở lần hút thứ n (µg/ml). V0: thể tích dịch hòa tan đã hút (ml). V: thể tích môi trường hòa tan (ml). 18
2.2.3.5. Mất khối lượng do làm khô Sản phẩm được đo trên máy Ohaus (Mỹ) theo phương pháp mất khối lượng do làm khô theo DĐVN V. Tiến hành: Cân chính xác khoảng 1 g mẫu trên mặt đĩa của thiết bị, dàn đều mẫu ra mặt đĩa, đậy nắp và chạy máy. Nhiệt độ đo ở 100ºC, kết quả hiển thị trên máy. Đọc và ghi lại kết quả, đo 3 lần để lấy kết quả trung bình. 2.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu Các kết quả thu được sẽ được xử lý thống kê với sự hỗ trợ của phần mềm Excel 2010 và được trình bày dưới dạng TB hoặc TB ± SD với TB là giá trị trung bình và SD là độ lệch chuẩn. 19
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả định lƣợng berberin bằng phƣơng pháp đo quang 3.1.1. Xác định đỉnh cực đại hấp thụ của berberin Quét phổ hấp thụ quang của dung dịch Berberin chuẩn có nồng độ 10 µg/ml ở bước sóng từ 800 nm đến 200 nm. Kết quả cho thấy dung dịch Berberin chuẩn nồng độ 10 µg/ml có đỉnh cực đại hấp thụ quang ở bước sóng 351 nm. Hình ảnh phổ hấp thụ của dung dịch berberin 10 μg/ml được thể hiện trong phụ lục 1. Do đó các nghiên cứu định lượng tiếp theo sẽ được tiến hành bằng phương pháp đo quang UV – VIS ở bước sóng 351 nm. 3.1.2. Đƣờng chuẩn định lƣợng berberin bằng phƣơng pháp đo quang Tiến hành pha các dung dịch chuẩn berberin clorid có nồng độ lần lượt là 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5µg/ml và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 351 nm, kết quả thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.1. Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang theo nồng độ của berberin tại bước sóng 351 nm Nồng độ (µg/ml) 2,5 5 7,5 10 12,5 Độ hấp thụ 0,156 0,353 0,527 0,702 0,876 quang (Abs) 1 ) y = 0.0716x - 0.0139 0.8 R² = 0.9994 0.6 0.4 0.2 Độhấp thụquang (Abs 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Nồng độ Berberin (µg/ml) Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của berberin theo nồng độ tại bước sóng 351 nm 20
Nhận xét: Giá trị R2 = 0,9994 ( > 0,995), cho thấy có sự phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ dung dịch berberin trong khoảng từ 2,5 µg/ml đến 12,5 µg/ml. Phương trình biểu diễn sự tương quan giữa độ hấp thụ quang với nồng độ là: y = 0,0716 x - 0,0139 Trong đó, y là độ hấp thụ quang (đơn vị Abs), x là nồng độ berberin (đơn vị µg/ml). Do đó, nồng độ berberin trong mẫu thử có thể được xác định dựa vào phương trình tuyến tính vừa xây dựng được. 3.2. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin nguyên liệu Đánh giá độ hòa tan của berberin nguyên liệu ở dạng bột đã nghiền mịn trong môi trường đệm phosphat pH 6,8 như mô tả ở mục 2.2.3.4. Kết quả thí nghiệm được trình bày như trong bảng 3.2 và hình 3.2. Bảng 3.2. Độ hòa tan của bột berberin nguyên liệu Thời gian (phút) % berberin hòa tan 5 9,78 10 18,99 15 23,77 30 25,39 60 28,11 21
30 25 20 15 NL 10 Tỷ Tỷ berberin hòalệ (%)tan 5 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của bột berberin nguyên liệu Nhận xét: Berberin nguyên liệu hòa tan chậm trong môi trường đệm phosphat pH 6,8. Độ hòa tan thấp: sau 5 phút hòa tan được 9,78% và sau 60 phút hòa tan được 28,11% so với lượng ban đầu. Từ phút 15 đến phút 60 độ hòa tan của berberin không tăng đáng kể, điều này cho thấy berberin tan tương đối ít trong môi trường đệm phosphat pH 6,8. Để tăng độ hòa tan của berberin, có thể bào chế HPTR berberin với các chất mang thân nước để cải thiện khả năng thấm ướt môi trường. 3.3. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo phƣơng pháp nghiền 3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các chất mang HPTR chứa berberin được bào chế theo phương pháp nghiền như mô tả ở mục 2.2.1.1, hỗn hợp vật lý được bào chế theo phương pháp như mô tả ở mục 2.2.2. Trong đó tỷ lệ dược chất/chất mang là 1:5. Các mẫu được bào chế với một số chất mang thân nước: HPMC E6, HPMC K4M, HPMC, lactose, PEG 4000, PEG 3000, β-cyclodextrin được trình bày trong bảng 3.3. Tỷ lệ berberin hòa tan của các mẫu được trình bày trong bảng 3.4 và hình 3.3. 22
Bảng 3.3. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 HHVL Berberin (g) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 HPMC E6 (g) 5,0 - - - - - - - HPMC K4M (g) - 5,0 - - - - - - HPMC (g) - - 5,0 - - - - - Lactose (g) - - - 5,0 - - - - PEG 4000 (g) - - - - 5,0 - - 5,0 PEG 3000 (g) - - - - - 5,0 - - β-cyclodextrin (g) - - - - - - 5,0 - Ethanol 96% vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ - Bảng 3.4. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau. Thời % berberin hòa tan gian (phút) N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 HHVL 5 29,90 23,73 27,30 59,58 59,66 53,15 65,02 24,15 10 37,57 30,45 40,29 61,07 62,01 60,26 67,36 26,47 15 49,47 33,75 48,61 63,45 63,10 60,30 68,88 27,53 30 60,23 39,18 60,80 64,37 64,66 61,83 70,77 28,36 60 62,34 50,46 70,37 66,22 65,77 62,68 72,91 29,80 23
80 70 N1 60 N2 50 N3 40 N4 30 N5 20 N6 Tỷ Tỷ berberin hòalệ (%)tan N7 10 HHVL 0 0 10 20 30 40 50 60 NL Thời gian (phút) Hình 3.3. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau phương pháp nghiền. Nhận xét: Từ kết quả và đồ thị hòa tan của HPTR berberin được bào chế bằng phương pháp nghiền cho thấy: Tất cả các mẫu HPTR với chất mang khác nhau đều làm tăng mức độ và tốc độ hòa tan của berberin so với berberin nguyên liệu gấp 1,8 - 2,6 lần và cao hơn so với hỗn hợp vật lý 1,69 - 2,45 lần sau 60 phút thử nghiệm. Đặc biệt là tốc độ hòa tan của berberin được cải thiện đáng kể ngay sau 5 phút ban đầu (thể hiện ở độ dốc của đường cong hòa tan theo thời gian). So sánh với mức độ và tốc độ hòa tan của berberin nguyên liệu thì mức độ và tốc độ hòa tan của berberin từ các HPTR tăng lên có sự khác nhau theo các chất mang khác nhau. HPTR tan tốt nhất khi chất mang là β-cyclodextrin, đạt 65% ngay sau 5 phút và 72,9% sau 60 phút. Sau đó đến các chất mang HPMC, lactose, PEG 4000, PEG 3000 và HPMC E6. HPTR chứa chất mang HPMC K4M tan kém nhất, chỉ tan 23,7% sau 5 phút và 50,5% sau 60 phút hòa tan. Kết luận: Từ các kết quả thu được cho thấy HPTR berberin bào chế bằng phương pháp nghiền sử dụng chất mang β-cyclodextrin có khả năng hòa tan tốt nhất. Do đó β-cyclodextrin được lựa chọn sử dụng trong nghiên cứu tiếp theo. 24
3.3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ dƣợc chất/chất mang β-cyclodextrin Sau khi lựa chọn được chất mang β-cyclodextrin, tiến hành khảo sát tỷ lệ dược chất/chất mang ảnh hưởng tới độ hòa tan của HPTR berberin qua một số mẫu. Các mẫu được bào chế với tỷ lệ dược chất/chất mang khác nhau được trình bày trong bảng 3.5. Tỷ lệ berberin hòa tan được trình bày ở bảng 3.6 và hình 3.4. Bảng 3.5. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau Tỷ lệ (1 : 1) (1 : 3) (1 : 5) (1 : 7) (1 : 9) HHVL DC/CM Berberin (g) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 5,0 β-CD (g) 1,0 3,0 5,0 7,0 9,0 (1 : 5) Ethanol vđ vđ vđ vđ vđ - 96% Bảng 3.6. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ chất mang β- cyclodextrin khác nhau Thời % berberin hòa tan gian (phút) (1:1) (1 : 3) (1 : 5) (1 : 7) (1 : 9) HHVL 5 66,50 64,75 64,62 68,49 67,86 39,78 10 68,02 65,89 67,66 69,79 70,11 41,98 15 71,93 67,75 69,06 71,10 71,55 43,12 30 73,26 69,03 71,65 72,54 73,22 45,19 60 74,83 71,51 73,31 73,98 74,55 46,28 25
80 70 60 (1:1) 50 (1 : 3) 40 (1 : 5) 30 (1 : 7) 20 (1 : 9) HHVL Tỷ lệ berberin Tỷ berberin lệ hòa tan (%) 10 0 NL 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.4. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang β- cyclodextrin khác nhau Nhận xét: Từ kết quả và đồ thị hòa tan của HPTR berberin với chất mang β-cyclodextrin ở các tỷ lệ khác nhau cho thấy: Tất cả các mẫu HPTR với chất mang β-cyclodextrin ở tỷ lệ khác nhau đều làm tăng độ hòa tan của berberin so với nguyên liệu lên 2,5 - 2,66 lần và cao hơn 1,55 - 1,62 lần so với hỗn hợp vật lý sau 60 phút thử nghiệm. Có thể thấy, giá trị độ hòa tan của berberin ở các tỷ lệ chất mang khác nhau là gần như tương đương. Do đó, để tối ưu khả năng mang dược chất, chọn tỷ lệ berberin/β-CD là 1:1 để bào chế HPTR berberin bằng phương pháp nghiền. Kết luận: Lựa chọn tỷ lệ berberin/β-CD là 1:1 để bào chế HPTR berberin bằng phương pháp nghiền trong nghiên cứu tiếp theo. 3.4. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo phƣơng pháp đun chảy 3.4.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các chất mang Hệ phân tán rắn berberin được bào chế cùng các chất mang là polymer thân nước PEG 4000, PEG 3000 với tỷ lệ dược chất/chất mang là 1:5 được trình bày ở bảng 3.7. Bào chế HPTR theo phương pháp đun chảy như mô tả trong mục 2.2.1.2 và hỗn 26
hợp vật lý như mô tả ở mục 2.2.2. Kết quả độ hòa tan của các mẫu HPTR được trình bày ở bảng 3.8 và hình 3.5. Bảng 3.7. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau và công thức hỗn hợp vật lý Tỷ lệ DC/CM N8 N9 HHVL Berberin (g) 1,0 1,0 1,0 PEG 4000 (g) 5,0 - - PEG 3000 (g) - 5,0 5,0 Bảng 3.8. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng chất mang khác nhau và hỗn hợp vật lý % berberin hòa tan Thời gian (phút) N8 N9 HHVL 5 58,37 55,00 30,15 10 59,14 56,40 32,41 15 60,26 56,72 33,53 30 62,30 58,13 34,36 60 66,77 58,86 35,80 27
80 70 60 50 N9 40 N8 30 HHVL 20 NL Tỷ lệ Tỷ lệ berberin hòatan (%) 10 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.5. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau Nhận xét: Độ hòa tan của berberin từ HPTR và HHVL đều tăng lên so với berberin nguyên liệu. HPTR berberin cho thấy sự cải thiện độ tan hơn so với HHVL do trạng thái của dược chất một phần chuyển từ trạng thái kết tinh sang dạng vô định hình. Kết quả thí nghiệm cho thấy khi bào chế HPTR berberin bằng phương pháp đun chảy làm tăng mức độ và tốc độ hòa tan berberin khoảng từ 2,09 - 2,38 lần sau 60 phút thí nghiệm so với berberin nguyên liệu. Đặc biệt là tốc độ hòa tan của berberin được cải thiện đáng kể ngay sau 5 phút ban đầu (thể hiện ở độ dốc của đường cong hòa tan theo thời gian). Với cùng một tỷ lệ công thức, độ hòa tan của berberin trong HPTR với các chất mang có sự khác nhau. Khả năng hòa tan của berberin với chất mang là PEG 4000 tốt hơn khi sử dụng chất mang PEG 3000. Do vậy, lựa chọn chất mang PEG 4000 để bào chế HPTR theo phương pháp đun chảy. Kết luận: Từ các kết quả thu được cho thấy HPTR berberin bào chế bằng phương pháp đun chảy sử dụng chất mang PEG 4000 có khả năng hòa tan tốt nhất. Do đó PEG 4000 được lựa chọn sử dụng trong nghiên cứu tiếp theo. 28
3.4.2. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ dƣợc chất/chất mang PEG 4000 Sau khi lựa chọn được chất mang PEG 4000, tiến hành khảo sát tỷ lệ dược chất/chất mang ảnh hưởng tới độ hòa tan của HPTR berberin qua một số mẫu. Các mẫu được bào chế với tỷ lệ dược chất/chất mang khác nhau được trình bày trong bảng 3.9. Tỷ lệ berberin hòa tan được trình bày ở bảng 3.10 và hình 3.6. Bảng 3.9. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau Tỷ lệ DC/CM (1 : 1) (1 : 3) (1 : 5) (1 : 7) (1 : 9) HHVL Berberin (g) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 5,0 PEG 4000 (g) 1,0 3,0 5,0 7,0 9,0 (1 : 5) Bảng 3.10. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ chất mang PEG 4000 khác nhau Thời % berberin hòa tan gian (phút) (1:1) (1 : 3) (1 : 5) (1 : 7) (1 : 9) HHVL 5 42,02 53,63 59,33 57,19 47,96 30,39 10 44,89 55,28 59,92 62,02 51,52 33,80 15 49,25 54,77 60,56 62,39 55,93 34,86 30 52,29 57,34 62,86 66,21 60,87 36,63 60 57,50 58,55 67,08 69,76 65,60 37,10 29
80 70 60 (1:1) 50 (1 : 3) 40 (1 : 5) 30 (1 : 7) (1 : 9) 20 HHVL Tỷ lệ Tỷ lệ berberin hòatan (%) 10 NL 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.6. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang PEG 4000 khác nhau Nhận xét: Từ kết quả và đồ thị hòa tan của HPTR berberin với chất mang PEG 4000 cho thấy: HPTR berberin với chất mang PEG 4000 ở các tỷ lệ khác nhau đều làm tăng mức độ và tốc độ hòa tan của berberin gấp 2,08 - 2,48 lần so với berberin nguyên liệu và cao hơn 1,58 - 1,88 lần so với hỗn hợp vật lý sau 60 phút thử nghiệm. Đặc biệt là tốc độ hòa tan của berberin được cải thiện đáng kể ngay sau 5 phút ban đầu (thể hiện ở độ dốc của đường cong hòa tan theo thời gian). Có thể thấy, khi tăng tỷ lệ chất mang thì độ hòa tan của berberin theo thời gian cũng tăng lên, giá trị độ hòa tan của berberin đạt cao nhất sau 60 phút với chất mang PEG 4000 ở tỷ lệ 1 : 7, cao hơn 2,48 lần so với độ hòa tan của berberin nguyên liệu trong cùng thời điểm. Với tỷ lệ chất mang là 1:9, độ hòa tan của berberin lại giảm so với tỷ lệ 1:5 và 1:7. Kết luận: Lựa chọn tỷ lệ berberin/PEG 4000 là 1:7 để bào chế HPTR berberin bằng phương pháp đun chảy trong nghiên cứu tiếp theo. 30
3.5. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo phƣơng pháp dung môi 3.5.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các chất mang Hệ phân tán rắn của berberin được bào chế cùng một số chất mang thân nước: PVP K30, HPMC E6, HPMC E15, β-cyclodextrin với tỷ lệ dược chất/chất mang là 1:5 được trình bày ở bảng 3.11. Bào chế HPTR theo phương pháp phun sấy và hỗn hợp vật lý như phương pháp mô tả trong mục 2.2.1.3 và mục 2.2.2. Kết quả thử độ hòa tan của các mẫu HPTR được trình bày ở bảng 3.12 và hình 3.7. Bảng 3.11. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau và HHVL N10 N11 N12 N13 HHVL Berberin(g) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 PVP K30 (g) 5,0 - - - - HPMC E6 (g) - 5,0 - - 5,0 HPMC E15 (g) - - 5,0 - - β-cyclodextrin (g) - - - 5,0 - Ethanol 50% (ml) 150 150 150 150 - Bảng 3.12. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR với chất mang khác nhau và hỗn hợp vật lý Thời % berberin hòa tan gian (phút) HHVL N10 N11 N12 N13 5 29,54 33,64 66,12 66,97 83,07 10 35,55 44,91 67,93 71,87 84,39 15 37,61 49,23 71,60 74,29 85,71 30 41,49 57,02 74,57 80,51 87,03 60 44,09 66,02 83,84 85,53 88,37 31
100 90 80 70 HHVL 60 N10 50 N11 40 N12 30 20 N13 Tỷ lệ Tỷ lệ berberin hòatan (%) 10 NL 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.7. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR với chất mang khác nhau và hỗn hợp vật lý Nhận xét: Kết quả thí nghiệm cho thấy khi bào chế HPTR berberin bằng phương pháp phun sấy làm tăng mức độ và tốc độ hòa tan berberin khoảng từ 2,35 - 3,14 lần sau 60 phút thí nghiệm so với berberin nguyên liệu. Độ hòa tan của berberin cải thiện đáng kể ở thời điểm sau 5 phút, tỷ lệ phần trăm hòa tan ở HPTR hơn berberin nguyên liệu khoảng 7-9 lần (chất mang PVP K30 chỉ hơn 3 lần). Với cùng một tỷ lệ công thức, độ hòa tan của berberin với các chất mang có sự khác nhau. HPTR chứa chất mang β-cyclodextrin tan tốt nhất, sau 5 phút tan 83,07% và sau 60 phút tan 88,37%. Sau đó đến các chất mang HPMC E6 và HPMC E15. HPTR chứa chất mang PVP K30 tan kém nhất, chỉ tan 33,64% sau 5 phút và 66,02% sau 60 phút hòa tan. Kết luận: Từ các kết quả thu được cho thấy HPTR berberin bào chế bằng phương pháp dung môi sử dụng chất mang β-cyclodextrin có khả năng hòa tan tốt nhất. Do đó β-cyclodextrin được lựa chọn sử dụng trong nghiên cứu tiếp theo. 3.5.2. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ dƣợc chất/chất mang β-cyclodextrin Sau khi lựa chọn được chất mang β-cyclodextrin, tiến hành khảo sát tỷ lệ dược chất/chất mang ảnh hưởng tới độ hòa tan của HPTR berberin qua một số mẫu. Các mẫu 32
được bào chế với tỷ lệ dược chất/chất mang khác nhau được trình bày trong bảng 3.13. Tỷ lệ berberin hòa tan được trình bày ở bảng 3.14 và hình 3.8. Bảng 3.13. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang β-cyclodextrin khác nhau Tỷ lệ DC/CM HHVL (1 : 1) (1 : 3) (1 : 5) (1 : 7) (1 : 9) Berberin (g) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 5,0 β-cyclodextrin (g) 1,0 3,0 5,0 7,0 9,0 (1:5) Ethanol 50% (ml) - 50 100 150 200 250 Bảng 3.14. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang β-cyclodextrin khác nhau Thời % berberin hòa tan gian (phút) (1:1) (1:3) (1:5) (1:7) (1:9) HHVL 5 80,95 75,09 83,62 81,88 81,75 39,78 10 83,30 82,85 84,08 83,65 84,35 41,98 15 85,09 83,81 86,36 86,60 86,15 43,12 30 88,83 84,88 87,86 88,06 88,55 45,19 60 89,64 86,31 88,03 90,22 90,37 46,28 33
100 90 80 70 (1:1) 60 (1:3) 50 (1:5) 40 (1:7) 30 (1:9) 20 NL Tỷ lệ Tỷ lệ berberin hòatan (%) 10 HHVL 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.8. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang β- cyclodextrin khác nhau Nhận xét: Từ kết quả và đồ thị hòa tan của HPTR berberin được bào chế với chất mang là β-cyclodextrin ở các tỷ lệ khác nhau cho thấy: Tất cả các mẫu HPTR với chất mang β- CD ở tỷ lệ khác nhau đều làm tăng độ hòa tan của berberin so với độ hòa tan của berberin nguyên liệu từ 3 - 3,2 lần sau 60 phút thử nghiệm. Các mẫu HPTR berberin với chất mang β-CD ở các tỷ lệ khác nhau đều có độ hòa tan không khác nhau nhiều. Để tối ưu hóa khả năng mang dược chất, chọn tỷ lệ 1:1 để bào chế HPTR berberin bằng phương pháp dung môi. Kết luận: Lựa chọn tỷ lệ berberin/β-CD là 1:1 để bào chế HPTR berberin bằng phương pháp dung môi trong nghiên cứu tiếp theo. 3.6. Lựa chọn phƣơng pháp để bào chế hệ phân tán rắn Sau khi khảo sát ảnh hưởng của loại và tỷ lệ chất mang sử dụng để bào chế HPTR berberin bằng các phương pháp ở trên, lựa chọn các chất mang và tỷ lệ chất mang như công thức trong bảng 3.15. Kết quả độ hòa tan của các HPTR như bảng 3.16 và hình 3.9. 34
Bảng 3.15. Công thức HPTR berberin bào chế theo các phương pháp khác nhau Phƣơng pháp HHVL Nghiền Đun chảy Dung môi Nguyên liệu Berberin (g) 2,0 2,0 2,0 2,0 10,0 2,0 2,0 β-CD (g) - (1:5) (1:1) (1:1) 14,0 PEG 4000 (g) - - - (1:7) Ethanol 96% (ml) - vđ - - Ethanol 50% (ml) - - - 50 Bảng 3.16. Độ tan của HPTR berberin bào chế theo các phương pháp khác nhau Thời gian % berberin hòa tan (phút) HHVL Nghiền Đun chảy Dung môi 5 39,18 66,26 57,96 81,89 10 42,66 67,32 62,82 83,62 15 43,01 71,06 63,56 85,82 30 45,86 73,12 66,82 88,11 60 46,53 75,12 70,83 89,08 35
100 90 80 70 60 HHVL 50 Nghiền 40 Đun chảy 30 Dung môi 20 NL Tỷ lệ Tỷ lệ berberin hòatan (%) 10 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.9. Đồ thị hòa tan của berberin từ HPTR được bào chế theo các phương pháp khác nhau Nhận xét: Kết quả cho thấy khi bào chế HPTR chứa berberin bằng các phương pháp khác nhau đều làm tăng mức độ và tốc độ hòa tan của berberin khoảng từ 2,5 - 3,2 lần sau 60 phút thí nghiệm so với berberin nguyên liệu, đặc biệt là tốc độ hòa tan của berberin được cải thiện đáng kể ngay sau 5 phút ban đầu (thể hiện ở độ dốc của đường cong hòa tan theo thời gian). Độ hòa tan của berberin từ các HPTR và HHVL đều tăng lên là do berberin được phân tán hoặc hòa tan hoặc trộn lẫn vào chất mang rắn thân nước, làm tăng tỷ trọng của HPTR berberin và tăng khả năng thấm ướt môi trường hòa tan. Hơn nữa, trong HPTR berberin ở trạng thái kết tinh có thể chuyển sang trạng thái vô định hình (một phần) nên làm tăng độ hòa tan của hoạt chất theo thời gian. So sánh với berberin nguyên liệu thì độ hòa tan của berberin từ các HPTR tăng lên có sự khác nhau theo các phương pháp bào chế khác nhau. HPTR bào chế theo phương pháp dung môi có độ tan tốt nhất (89,08% sau 60 phút), sau đó đến phương pháp nghiền, HPTR bào chế theo phương pháp đun chảy có độ hòa tan thấp nhất (70,83% sau 60 phút hòa tan). Điều này có thể do các phương pháp này có lượng berberin kết tinh chuyển sang trạng thái vô định hình khác nhau, độ hòa tan của HPTR tỷ lệ thuận với tỷ lệ tinh thể chuyển dạng sang vô định hình. 36
Kết luận: Từ các kết quả thu được, lựa chọn phương pháp dung môi với tỷ lệ berberin/β-CD là 1:1 để bào chế HPTR chứa berberin. 3.7. Khảo sát tỷ lệ chất diện hoạt dùng trong hệ phân tán rắn berberin Tween 80 là chất diện hoạt không ion hóa, so với các chất diện hoạt thường sử dụng khác như Poloxame 188 hay Natri lauryl sulfat thì Tween 80 ít khả năng gây ra độc tính nên quyết định lựa chọn Tween 80 cho công thức bào chế HPTR. Từ hoạt chất berberin, chất mang β-CD và chất diện hoạt Tween 80 bào chế các mẫu HPTR với tỷ lệ Tween 80/Berberin là 5%; 10% và 15% theo phương pháp dung môi (như phần 2.2.1.3). Công thức bào chế với tỷ lệ berberin/ β-CD = 1:1 được trình bày như bảng 3.17. Kết quả độ hòa tan của các HPTR như bảng 3.18 và hình 3.10. Bảng 3.17. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ Tween 80 khác nhau N14 N15 N16 HHVL Berberin (g) 2,0 2,0 2,0 2,0 β-CD (g) 2,0 2,0 2,0 2,0 Tween 80 (g) 0,05 0,1 0,15 - Ethanol 50% 100 100 100 - (ml) Bảng 3.18. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ Tween 80 khác nhau Thời gian % berberin hòa tan (phút) N14 N15 N16 HHVL 5 84,74 80,65 82,05 39,67 10 86,52 84,72 84,14 41,89 15 88,91 86,97 86,81 43,02 30 91,04 87,58 87,76 45,23 60 93,70 90,35 91,85 46,32 37
100 90 80 70 60 N14 50 N15 40 N16 30 HHVL 20 NL Tỷ lệ Tỷ lệ berberin hòatan (%) 10 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.10. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ Tween 80 khác nhau Nhận xét: Từ kết quả và đồ thị hòa tan của HPTR berberin được bào chế với các tỷ lệ chất diện hoạt Tween 80 khác nhau cho thấy: Với bất kỳ tỷ lệ nào của chất diện hoạt Tween 80, các mẫu HPTR đều cho thấy sự tăng độ hòa tan đáng kể so với độ hòa tan của berberin nguyên liệu từ ngay sau 5 phút và 10 phút thử độ hòa tan. HPTR sử dụng CDH có độ tan tốt hơn HPTR không có CDH: sau 5 phút độ hòa tan của HPTR không có CDH là 81,89% và sau 60 phút là 89,08%; trong khi đó HPTR chứa CDH với tỷ lệ Tween 80/berberin là 5% thì độ hòa tan của HPTR berberin sau 5 phút đạt 84,7% và sau 60 phút đạt 93,7%, gấp hơn 9 lần so với berberin nguyên liệu. Đồng thời trong cả quá trình hòa tan, tỷ lệ Tween 80/berberin là 5% cho độ hòa tan lớn hơn so với hai mẫu tỷ lệ còn lại là 10% và 15%, tuy nhiên sự lớn hơn này là không nhiều. Do vậy để cải thiện độ hòa tan của berberin và hạn chế độc tính, lựa chọn Tween 80 với tỉ lệ 5% so với berberin để bào chế HPTR. Kết luận: Từ các kết quả trên, xây dựng được công thức bào chế HPTR chứa berberin bằng phương pháp dung môi với tỷ lệ các thành phần: berberin/β-CD là 1:1 và Tween 80 là 5% so với dược chất. 38
3.8. Đánh giá một số đặc tính của hệ phân tán rắn berberin Bào chế công thức HPTR berberin vừa xác định với các thành phần thể hiện trong bảng 3.19 theo phương pháp dung môi mô tả ở phần 2.2.1.3, tiến hành đánh giá các chỉ tiêu của HPTR berberin tạo thành như mô tả ở phần 2.2.3. Bảng 3. 19. Thành phần công thức HPTR berberin Thành phần Khối lƣợng (g) Berberin(g) 10 β-CD (g) 10 Tween 80 0,5 Ethanol 50% 500 Hình thức: HPTR dạng bột có màu vàng đậm, bột kết cấu mịn, tơi xốp. Hình ảnh HPTR berberin được trình bày trong phụ lục 3. Độ hòa tan in vitro. Tỷ lệ berberin hòa tan được trình bày ở bảng 3.20 và hình 3.11. Bảng 3.20. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR berberin % berberin hòa tan Thời gian (phút) HPTR berberin HHVL Nguyên liệu 5 86,66 38,77 9,78 10 87,45 41,92 18,99 15 89,28 43,26 23,77 30 91,52 45,28 25,39 60 93,95 46,36 28,11 39
100 90 80 70 60 50 HPTR 40 HHVL 30 NL 20 Tỷ Tỷ berberin hòalệ (%)tan 10 0 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của HPTR berberin Nhận xét: Từ kết quả và đồ thị hòa tan cho thấy HPTR đã cải thiện đáng kể độ hòa tan của berberin: độ hòa tan sau 5 phút là 86,66%; gấp 8,86 lần berberin nguyên liệu; sau 60 phút độ hòa tan của HPTR là 93,95%; cao hơn 3,3 lần so với berberin nguyên liệu tại cùng thời điểm. Hàm ẩm: HPTR berberin có hàm ẩm là 2,36% Hiệu suất quá trình phun sấy: 59,24% ± 1,12% 40
Phân tích nhiệt vi sai (DSC) Để tìm hiểu sâu hơn về cấu trúc của HPTR, tiến hành phân tích nhiệt vi sai, kết quả được trình bày ở hình 3.12. Hình 3.12. Phân tích nhiệt vi sai của berberin, β-CD và HPTR berberin Nhận xét: Từ hình ảnh phổ phân tích nhiệt thu được có thể thấy: Ở dạng nguyên liệu, berberin cho pic thu nhiệt ở 130,08oC và 196,74oC tương đương với nhiệt độ nóng chảy của berberin; giản đồ DSC của berberin nguyên liệu có có pic tỏa nhiệt ở 224,49 oC tương ứng với nhiệt độ kết tinh của dược chất. Chất mang β-CD có pic thu nhiệt ở 117,54 oC. Giản đồ DSC của HPTR berberin có điểm thu nhiệt ở 77,88oC có thể do nước chưa bay hơi hết và điểm tỏa nhiệt tại 227,24oC. Nhận thấy ở phổ DSC của HPTR có sự biến mất hoàn toàn pic thu nhiệt của cả berberin và β-CD cho thấy đã có sự tương tác ở mức độ nào đó giữa berberin và chất mang, thể hiện sự thay đổi rõ rệt một số tính chất vật lý của berberin như nhiệt độ nóng chảy, quá trình nóng chảy, Như vậy, có thể giải thích sự tăng độ hòa tan của HPTR berberin là do có sự biến đổi về trạng thái thù hình và tạo phức với chất mang. Phổ hồng ngoại (IR) 41
Hình 3.13. Phổ hồng ngoại của berberin nguyên liệu Hình 3.14. Phổ hồng ngoại của β-CD 42
Hình 3.15. Phổ hồng ngoại của HPTR berberin Nhận xét: Phổ hồng ngoại của berberin nguyên liệu thể hiện các độ hấp thụ đặc trưng ở các bước sóng 2844, 1635, 1569 và 1506 cm-1. Trong khi phổ FTIR của β-CD thể hiện một cấu trúc không có các pic sắc nét rõ ràng. Từ kết quả, có thể thấy pic ở bước sóng 2844 cm-1 trong phổ của berberin nguyên liệu đã biến mất trong phổ của HPTR. Ngoài ra, các pic đặc trưng khác của dược chất nằm trong khoảng bước sóng 2000–1500 cm-1 đã bị giảm cường độ, và/hoặc thể hiện sự thay đổi phổ IR trong HPTR. Điều này cho thấy sự tương tác rõ ràng giữa dược chất và chất mang trong HPTR berberin. 43
Phân tích nhiễu xạ tia X LinhYD Berberin nguyen lieu 2000 1900 1800 1700 1600 1500 d=9.719 d=3.497 1400 1300 1200 d=10.325 1100 1000 900 Lin (Cps) Lin 800 700 d=6.833 d=5.449 d=3.616 600 d=6.046 d=3.397 500 d=4.353 d=3.239 d=6.324 400 d=7.608 d=12.389 d=4.237 d=3.335 d=2.785 d=2.949 300 d=3.085 d=5.126 d=4.098 d=3.936 d=3.744 d=2.833 d=15.855 d=2.685 d=2.190 d=2.127 d=4.606 d=1.931 d=2.336 200 d=1.995 100 0 2 10 20 30 40 50 2-Theta - Scale File: LinhYD Berberin nguyen lieu.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 50.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.0 Hình 3.16. Phổ nhiễu xạ tia X của berberin LinhYD HPTR Berberin 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 Lin (Cps) Lin 800 700 600 500 d=3.508 400 d=4.767 d=6.868 300 200 100 0 2 10 20 30 40 50 2-Theta - Scale File: LinhYD HPTR Berberin.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 50.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - Hình 3.17. Phổ nhiễu xạ tia X của HPTR berberin Nhận xét: Phổ nhiễu xạ tia X của berberin có nhiều pic nhiễu xạ cho thấy berberin tồn tại ở trạng thái kết tinh. Trong khi đó biên độ các pic trong phổ nhiễu xạ tia X ở HPTR giảm 44
đi rõ rệt, số pic ít và độ cao pic thấp chứng tỏ mức độ berberin kết tinh trong HPTR giảm, cũng có nghĩa là berberin tồn tại chủ yếu ở trạng thái vô định hình. Như vậy, có thể giải thích cơ chế làm tăng độ hòa tan của HPTR là do giảm tỷ lệ berberin kết tinh, tăng tỷ lệ vô định hình. Kết luận: Dựa vào các kết quả thu được, có thể thấy HPTR đã bào chế giúp cải thiện tốt khả năng hòa tan của berberin do có sự biến đổi về trạng thái thù hình và tạo phức với chất mang. Từ đó chúng tôi đưa ra công thức hệ phân tán rắn chứa berberin là: Thành phần Khối lƣợng (g) Berberin (g) 10 β-cyclodextrin (g) 10 Tween 80 (g) 0,5 Ethanol (ml) 500 45
CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN 4.1. Sử dụng hệ phân tán rắn để tăng độ hòa tan Cùng với sự phát triển của công nghệ bào chế, việc cải thiện độ hòa tan cho các dược chất ít tan vẫn đang là vấn đề được nghiên cứu rộng rãi. Trong đó sử dụng HPTR để cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan là biện pháp được áp dụng từ lâu. Từ các nghiên cứu gần đây cho thấy, bào chế HPTR là một trong những xu hướng nổi bật hiện nay nhằm mục đích cuối cùng là cải thiện SKD của dược chất có vấn đề về SKD như các dược chất thuộc nhóm III trong bảng hệ thống phân loại sinh dược học [21,35,44]. Trong khi một số các kỹ thuật cải thiện độ tan khác đòi hỏi phải có máy móc kỹ thuật cao mới có thể áp dụng được thì HPTR có thể sử dụng các kỹ thuật đơn giản như phương pháp nghiền, phương pháp đun chảy để chế tạo và tiểu phân thu được có kích thước nhỏ, tăng thấm ướt, tăng độ xốp trong hỗn hợp và đặc biệt là chuyển tinh thể hoạt chất từ dạng tinh thể sang dạng vô định hình có độ tan lớn hơn. Tính đến thời điểm hiện tại, HPTR đã có nhiều bước phát triển với nhiều phương pháp bào chế nhằm nâng cao hơn nữa khả năng cải thiện độ tan và độ hòa tan của các hợp chất khó tan cũng như tăng độ ổn định của HPTR [44]. Trong nghiên cứu này, các chất mang được sử dụng để bào chế HPTR berberin gồm HPMC E6, HPMC K4M, HPMC, HPMC E15, lactose, PEG 3000, PEG 4000, βcyclodextrin, PVP K30 đều là các polyme thân nước có vai trò làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan cho berberin. Qua khảo sát, berberin nguyên liệu chỉ tan 28% sau 60 phút thử độ hòa tan, cần thiết phải tăng độ tan của berbein để tăng sinh khả dụng của nó. Với công thức HPTR, berberin đã cải thiện đáng kể độ tan và độ hòa tan cả về mức độ lẫn tốc độ. 4.2. Lựa chọn phƣơng pháp dung môi để bào chế hệ phân tán rắn Một số phương pháp thường dùng để bào chế HPTR: phương pháp gia nhiệt như đun chảy, đùn nóng chảy; phương pháp dung môi như phun sấy, đông khô, cô quay ; phương pháp dùng chất lỏng siêu tới hạn; phương pháp nghiền; tạo phức Mỗi một phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Vì vậy, tùy vào đặc tính hóa lý của dược chất và chất mang cũng như dạng bào chế sẽ ứng dụng dược chất mà lựa chọn phương pháp phù hợp nhất. 46
Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng các phương pháp: phương pháp đun chảy, phương pháp dung môi và phương pháp nghiền. Sau đó đánh giá các HPTR này dựa trên hàm lượng berberin giải phóng, nhận thấy: HPTR có mức độ và tốc độ giải phóng hoạt chất giảm dần theo thứ tự: phương pháp dung môi > phương pháp nghiền > phương pháp đun chảy. Như vậy, HPTR bào chế bằng phương pháp dung môi rồi phun sấy cho kết quả tốt nhất. Do vậy, dung môi - phun sấy là phương pháp được lựa chọn để bào chế HPTR trong các nghiên cứu của đề tài. Phương pháp dung môi - phun sấy được áp dụng trong nghiên cứu này vì những ưu điểm mà phương pháp mang lại: giúp cải thiện độ hòa tan của dược chất tốt nhất, tránh sự biến tính của dược chất và chất mang khi phải tiếp xúc lâu với nhiệt độ cao như trong phương pháp đun chảy. Ngoài ra, bột phun sấy có kích thước tiểu phân bé, độ xốp cao cũng là yếu tố làm tăng độ hòa tan của dược chất [37, 43]. Tuy hiệu suất của phương pháp dung môi - phun sấy thấp hơn so với những phương pháp dung môi khác, nhưng kỹ thuật phun sấy được đánh giá cao hơn do có thể dễ dàng điều chỉnh thông số để thu được sản phẩm với đặc tính mong muốn cũng như mở rộng được quy mô bào chế [17]. 4.3. Về sử dụng chất mang trong phƣơng pháp dung môi Với phương pháp dung môi - phun sấy, qua khảo sát sơ bộ nhận thấy phương pháp này khi sử dụng β-CD làm chất mang, bào chế được HPTR berberin có khả năng cải thiện độ hòa tan tốt nhất so với các chất mang khác. Điều này là do β-CD có hình dạng phân tử giống như một khối rỗng chóp cụt và khoảng không gian ở giữa hình chóp đó là trung tâm thân dầu với mật độ điện tử cao, phần bên ngoài là các nhóm hydroxyl của các đơn vị đường trong cấu trúc bậc 1 và 2. Phân tử cyclodextrin có phần bên ngoài thân nước, phần lõi thân dầu nên có thể liên kết với hợp chất ít tan trong nước theo kiểu liên kết cộng hợp không đồng hóa trị để tạo dạng phức hợp dược chất - cyclodextrin bền vững. Phức mới hình thành có đặc tính thân nước vì vậy cải thiện được độ tan và tốc độ hòa tan của nhiều dược chất ít tan [30]. Đặc trưng quan trọng nhất của β-CD là có khả năng tạo thành phức chất lồng vào nhau ở trạng thái dung dịch và rắn (loại chủ thể - khách thể) với một phạm vi rất rộng của các chất thân dầu dạng rắn, lỏng, khí bằng hiện tượng tạo phức phân tử, phức được hình thành do có sự phù hợp giữa kích thước phân tử khách và lỗ hổng của vòng β-CD. Không có liên kết cộng hóa trị hay liên kết mới nào được hình thành trong quá trình tạo phức [30]. Cho tới nay 47
đã có nhiều nghiên cứu sử dụng β-CD là chất mang để bào chế HPTR cải thiện độ tan và độ hòa tan của một số dược chất ít tan như: celecoxib [36], domperidon [39], indomethacin [6], Bên cạnh đó, năm 2013 Ye Zhang và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng tăng cường của β-cyclodextrin đối với sự hấp thu ở ruột của berberin hydrochlorid. Kết quả chỉ ra rằng 1,3-benzodioxole của berberin hydrochlorid đã được đưa vào khoang của β- CD để tạo thành một phức hợp có tốc độ hòa tan cao hơn berberin tự do trong thử nghiệm in vitro. Sự hấp thu ở ruột của phức hợp ở chuột cao hơn đáng kể so với thuốc tự do do tác dụng tăng khả năng hòa tan và tác động ức chế Pgp của β-cyclodextrin. Cơ chế ức chế của β-CD trên Pgp đã được chứng minh bằng cách điều chỉnh hoạt động Pgp ATPase, mức mRNA Pgp và sự biểu hiện Pgp. Điều này cũng gợi ý rằng phức hợp của β-cyclodextrin với berberin giúp tăng sinh khả dụng ở ruột của thuốc [48]. 4.4. Về ảnh hƣởng của chất diện hoạt trong hệ phân tán rắn Chất diện hoạt có vai trò làm tăng khả năng thấm ướt bề mặt tiểu phân, do vậy ngày nay xu hướng sử dụng CDH vào bào chế HPTR ngày càng tăng. Ngoài ra, chất diện hoạt còn giúp HPTR ổn định hơn, tránh sự tái kết kinh dẫn tới giảm độ hòa tan [45]. Tuy nhiên vai trò của các CDH khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến khả năng hòa tan của hoạt chất ít tan. Trong nghiên cứu này, Tween 80 được lựa chọn do có độc tính thấp hơn các chất diện hoạt khác. Ngoài ra, Tween 80 là chất diện hoạt làm giảm sức căng bề mặt nên không tác động nhiều đến mối liên kết giữa phức hợp β-CD và berberin nên không ảnh hưởng đến độ hòa tan của HPTR. Có thể thấy, CDH giúp cải thiện độ hòa tan của HPTR theo cơ chế chất mang là chủ yếu hơn là vai trò tăng khả năng diện hoạt thông thường. Với công thức HPTR chúng tôi đưa ra, độ hòa tan của berberin được cải thiện đáng kể. Khi berbein nguyên liệu cho kết quả thử độ hòa tan sau 1 giờ chỉ đạt 28,11% thì lượng berberin hòa tan từ HPTR đạt 86,66% chỉ sau 5 phút và 93,95% sau 1 giờ, tức là tăng gấp hơn 3 lần so với berberin nguyên liệu. 48
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN Qua quá trình thực nghiệm đã thu được một số kết quả như sau: 1) Nghiên cứu đã khảo sát được sự ảnh hưởng của chất mang tới độ hoà tan của berberin trong hệ phân tán rắn, cụ thể là: Khi bào chế HPTR berberin bằng phương pháp nghiền, tất cả các mẫu HPTR với chất mang khác nhau đều làm tăng độ hòa tan của berberin gấp 1,8 - 2,6 lần so với berberin nguyên liệu. HPTR với chất mang HPMC K4M cho kết quả độ hòa tan kém nhất, HPTR với chất mang β-cyclodextrin cho kết quả độ hòa tan tốt nhất. Trong đó tỷ lệ DC/ β-CD là 1:1 cho độ hòa tan tốt. Khi bào chế HPTR berberin bằng phương pháp đun chảy, tất cả các mẫu HPTR với chất mang khác nhau đều làm tăng độ hòa tan của berberin từ 2,1 - 2,4 lần sau 60 phút so với berberin nguyên liệu. HPTR chứa chất mang PEG 4000 tan tốt hơn chất mang PEG 3000. Tỷ lệ DC/PEG 4000 là 1:7 cho độ hòa tan tốt nhất. Khi bào chế HPTR berberin bằng phương pháp dung môi, tất cả các mẫu HPTR với chất mang khác nhau đều làm tăng độ hòa tan của berberin từ 2,4 - 3,1 lần sau 60 phút so với berberin nguyên liệu. HPTR với chất mang PVP K30 cho kết quả độ hòa tan kém nhất, HPTR với chất mang β-cyclodextrin cho kết quả độ hòa tan tốt nhất. Trong đó tỷ lệ DC/ β-CD là 1:1 cho độ hòa tan tốt. 2) Nghiên cứu đã xây dựng được công thức bào chế HPTR chứa berberin bằng phương pháp dung môi với khả năng hòa tan dược chất tốt, độ tan sau 5 phút đạt 86,66% và sau 60 phút đạt 93,95%; gấp 3,3 lần berberin nguyên liệu. Công thức bào chế HPTR chứa berberin là: Berberin 10 g β-cyclodextrin 10 g Tween 80 0,5 g Ethanol 500 ml 49
5.2. KIẾN NGHỊ Để tiếp tục hoàn thiện đề tài nghiên cứu, chúng tôi xin có một số đề xuất sau: 1. Tối ưu hóa công thức và một số thông số kỹ thuật của quá trình bào chế hệ phân tán rắn berberin bằng phương pháp dung môi. 2. Đánh giá độ ổn định của HPTR tối ưu bào chế được. 3. Nghiên cứu ứng dụng vào dạng bào chế cụ thể như viên nén, viên nang, 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Bộ Y Tế (2018), Dược điển Việt Nam V, Chuyên luận Berberin clorid, NXB Y học, tập 1. [2] Trần Trịnh Công (2015), Nghiên cứu bào chế và đánh giá sinh kia dụng viên nang traconazol, Luận án tiến sĩ dược học, Đại học Dược Hà Nội. [3] Đồng Quang Huy (2014), Nghiên cứu chiết xuất berberin từ vàng đắng bằng dung dịch kiềm, Luận văn thạc sĩ dược học, Đại học Dược Hà Nội. [4] Đỗ Tất Lợi (1999), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học, pp. 189 - 191. [5] Nguyễn Văn Long (1993), "Một số vấn đề về hệ phân tán rắn và ứng dụng trong các dạng thuốc", Tạp chí dược học 6, pp. 10-14. [6] Vũ Thị Lưu Ly (2006), Nghiên cứu hệ phân tán rắn của Indomethacin với β- cyclodextrin,ứng dụng vào dạng thuốc nang cứng, Luận văn thạc sỹ dược học, Đại học Dược Hà Nội. [7] Phan Thị Phượng (2016), Nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn berberin để cải thiện độ hòa tan của viên nén, Luận văn thạc sĩ dược học, Đại học Dược Hà Nội. [8] Nguyễn Thị Kim Thanh (2008), Định lượng berberin nguyên liệu bằng phương pháp tạo cặp ion chiết - đo quang, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Đại học Dược Hà Nội. [9] Nguyễn Thị Thơi (2018), Nghiên cứu tạo vi nang alginat chứa berberin, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Đại học Dược Hà Nội. TÀI LIỆU TIẾNG ANH [10] Affuso Flora et al. (2010), "Cardiovascular and metabolic effects of Berberine", World journal of cardiology. 2 (4), pp. 71. [11] Battu Sunil Kumar et al. (2010), "Physicochemical characterization of berberine chloride: a perspective in the development of a solution dosage form for oral delivery", Aaps Pharmscitech. 11 (3), pp. 1466-1475. [12] Bhatnagar Punit et al. (2014), "Solid dispersion in pharmaceutical drug development: from basics to clinical applications", Current drug delivery. 11 (2), pp. 155-171. [13] Birdsall Timothy C (1997), "Berberine: Therapeutic potential of alkaloid found in several medicinal plants", Altern. Med. Rev. 2, pp. 94-103. [14] Chiou Win Loung et al. (1971), "Pharmaceutical applications of solid dispersion systems", Journal of pharmaceutical sciences. 60 (9), pp. 1281-1302. [15] Chun YT et al. (1979), "A biochemical study on the hypotensive effect of berberine in rats", General Pharmacology: The Vascular System. 10 (3), pp. 177-182.
[16] Dhirendra K et al. (2009), "Solid dispersions: a review", Pakistan journal of pharmaceutical sciences. 22 (2). [17] Frizon Fernando et al. (2013), "Dissolution rate enhancement of loratadine in polyvinylpyrrolidone K-30 solid dispersions by solvent methods", Powder Technology. 235, pp. 532-539. [18] Guo Shuang et al. (2017), "Solid dispersion of berberine hydrochloride and Eudragit® S100: formulation, physicochemical characterization and cytotoxicity evaluation", Journal of Drug Delivery Science and Technology. 40, pp. 21-27. [19] Hu Siwang et al. (2019), "Preventive and therapeutic roles of berberine in gastrointestinal cancers", BioMed research international. 2019. [20] Kaur Jatinder et al. (2012), "Improvement of drug solubility using solid dispersion", Int J Pharm Pharm Sci. 4 (2), pp. 47-53. [21] Kawabata Yohei et al. (2011), "Formulation design for poorly water-soluble drugs based on biopharmaceutics classification system: basic approaches and practical applications", International journal of pharmaceutics. 420 (1), pp. 1- 10. [22] Kong Weijia et al. (2004), "Berberine is a novel cholesterol-lowering drug working through a unique mechanism distinct from statins", Nature medicine. 10 (12), pp. 1344-1351. [23] Kumar Shobhit et al. (2013), "Pharmaceutical solid dispersion technology: a strategy to improve dissolution of poorly water-soluble drugs", Recent patents on drug delivery & formulation. 7 (2), pp. 111-121. [24] Kuo Chi-Li et al. (2004), "The anti-inflammatory potential of berberine in vitro and in vivo", Cancer letters. 203 (2), pp. 127-137. [25] Lee Yun S et al. (2006), "Berberine, a natural plant product, activates AMP- activated protein kinase with beneficial metabolic effects in diabetic and insulin- resistant states", Diabetes. 55 (8), pp. 2256-2264. [26] Leuner Christian et al. (2000), "Improving drug solubility for oral delivery using solid dispersions", European journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 50 (1), pp. 47-60. [27] Li Jieping et al. (2018), "Self-nanoemulsifying system improves oral absorption and enhances anti-acute myeloid leukemia activity of berberine", Journal of nanobiotechnology. 16 (1), pp. 1-13. [28] Lin Yu-Hsin et al. (2015), "Berberine-loaded targeted nanoparticles as specific Helicobacter pylori eradication therapy: in vitro and in vivo study", Nanomedicine. 10 (1), pp. 57-71. [29] Liu Chang-Shun et al. (2016), "Research progress on berberine with a special focus on its oral bioavailability", Fitoterapia. 109, pp. 274-282. [30] Loftsson Thorsteinn et al. (2005), "Cyclodextrins in drug delivery", Expert opinion on drug delivery. 2 (2), pp. 335-351.
[31] Ma Jing‐Yi et al. (2013), "Excretion of berberine and its metabolites in oral administration in rats", Journal of pharmaceutical sciences. 102 (11), pp. 4181- 4192. [32] Mogal SA et al. (2012), "Solid dispersion technique for improving solubility of some poorly soluble drugs", Der Pharmacia Lettre. 4 (5), pp. 1574-1586. [33] Naveen CR et al. (2016), "Berberine induces neuronal differentiation through inhibition of cancer stemness and epithelial-mesenchymal transition in neuroblastoma cells", Phytomedicine. 23 (7), pp. 736-744. [34] Pan Guo‐yu et al. (2002), "The involvement of P‐glycoprotein in berberine absorption", Pharmacology & toxicology. 91 (4), pp. 193-197. [35] Pawar Anil (2012), "Novel techniques for solubility, dissolution rate and bioavailability enhancement of class II and IV drugs", Asian Journal of Biomedical and Pharmaceutical Sciences. 2 (13), pp. 9. [36] Rawat Swati et al. (2004), "Solubility enhancement of celecoxib using β- cyclodextrin inclusion complexes", European journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 57 (2), pp. 263-267. [37] Sharma Anshu et al. (2011), "Solid dispersion: A promising technique to enhance solubility of poorly water soluble drug", International Journal of Drug Delivery. 3 (2), pp. 149. [38] Shinjyo Noriko et al. (2020), "Berberine for prevention of dementia associated with diabetes and its comorbidities: A systematic review", Journal of integrative medicine. 18 (2), pp. 125-151. [39] Swami Gaurav et al. (2010), "Preparation and characterization of Domperidone- β-cyclodextrin complexes prepared by kneading method", International Journal of Advances in Pharmaceutical Sciences. 1 (1). [40] Swarbrick, James, et al. (2000), “Encyclopedia of Pharmaceutical Technologys Volume 20- Supplement 3”, CRC press. [41] Tsai Pi-Lo et al. (2002), "Simultaneous determination of berberine in rat blood, liver and bile using microdialysis coupled to high-performance liquid chromatography", Journal of Chromatography A. 961 (1), pp. 125-130. [42] V Diogo Catia et al. (2011), "Berberine as a promising safe anti-cancer agent-is there a role for mitochondria?", Current drug targets. 12 (6), pp. 850-859. [43] Vasconcelos Teofilo et al. (2007), "Solid dispersions as strategy to improve oral bioavailability of poor water soluble drugs", Drug discovery today. 12 (23-24), pp. 1068-1075. [44] Verma Surender et al. (2011), "Solid dispersion: a strategy for solubility enhancement", Int J Pharm Technol. 3, pp. 1062-1099. [45] Vo Chau Le-Ngoc et al. (2013), "Current trends and future perspectives of solid dispersions containing poorly water-soluble drugs", European journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 85 (3), pp. 799-813. [46] Wu Jui-Yu et al. (2012), "Thermal analysis and dissolution characteristics of nifedipine solid dispersions", Journal of Food and Drug Analysis. 20 (1).
[47] Ye Minzhong et al. (2009), "Neuropharmacological and pharmacokinetic properties of berberine: a review of recent research", Journal of Pharmacy and Pharmacology. 61 (7), pp. 831-837. [48] Zhang Ye et al. (2013), "Effects of β-cyclodextrin on the intestinal absorption of berberine hydrochloride, a P-glycoprotein substrate", International Journal of Biological Macromolecules. 59, pp. 363-371. WEBSITE [49] Cục quản lý dược, Ngân hàng dữ liệu ngành dược, ngày truy cập 27/05/2021.
PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: PHỔ HẤP THỤ UV-VIS PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH GIẢN ĐỒ NHIỆT VI SAI DSC PHỤ LỤC 3: HÌNH ẢNH HPTR BERBERIN PHUN SẤY
PHỤ LỤC 1: PHỔ HẤP THỤ UV-VIS Hình 1. Dãy phổ hấp thụ quang của dung dịch berberin chuẩn ở bước sóng từ 800 nm đến 200 nm
PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH GIẢN ĐỒ NHIỆT VI SAI DSC Figure: Experiment:LinhYD Berberin Crucible:Al 30 µl Atmosphere:Air DSC131 26/05/2021 Procedure: 30-300 oC 10C.min-1 (Zone 2) Mass (mg): 8.91 HeatFlow/mW Exo Peak :224.49 °C 10 Onset Point :217.38 °C Enthalpy /J/g : -29.00 (Exothermic effect) 5 0 Peak :84.88 °C -5 Peak :196.74 °C -10 Onset Point :180.16 °C Peak :130.08 °C Enthalpy /J/g : 147.62 (Endothermic effect) Onset Point :96.64 °C Enthalpy /J/g : 213.83 (Endothermic effect) -15 50 75 100 125 150 175 200 225 250 Furnace temperature/°C Hình 1. Hình ảnh giản đồ nhiệt vi sai của berberin nguyên liệu
Figure: Experiment:LinhYD Beta-Cyclodextrin Crucible:Al 30 µl Atmosphere:Air DSC131 21/05/2021 Procedure: 30-300 oC 10C.min-1 (Zone 2) Mass (mg): 22.1 HeatFlow/mW Exo 0 -10 -20 -30 Peak :117.54 °C Onset Point :78.85 °C Enthalpy /J/g : 366.07 (Endothermic effect) -40 50 75 100 125 150 175 200 225 250 Furnace temperature /°C Hình 2. Hình ảnh giản đồ nhiệt vi sai của β-CD Figure: Experiment:LinhYD HPTR Berberin Crucible:Al 30 µl Atmosphere:Air DSC131 21/05/2021 Procedure: 30-300 oC 10C.min-1 (Zone 2) Mass (mg): 9.33 HeatFlow/mW Exo 15 Peak :227.24 °C Onset Point :215.11 °C 10 Enthalpy /J/g : -75.29 (Exothermic effect) 5 0 -5 Peak :77.88 °C -10 Onset Point :47.37 °C Enthalpy /J/g : 158.61 (Endothermic effect) -15 50 75 100 125 150 175 200 225 250 Furnace temperature/°C Hình 3. Hình ảnh giản đồ nhiệt vi sai của HPTR berberin
PHỤ LỤC 3: HÌNH ẢNH HPTR BERBERIN PHUN SẤY Hình 4. HPTR berberin phun sấy