Nghiên cứu bào chế viên Ciprofloxacin 500 mg phóng thích kéo dài

Nghiên cứu Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 B - Khoa học Dược 144 NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VIÊN CIPROFLOXACIN 500 MG PHÓNG THÍCH KÉO DÀI Nguyễn Thiện Hải*, Nguyễn Thị Tuyết Mai* TÓM TẮT Mở đầu: Nhiễm trùng tiết niệu là bệnh thường gặp trong cộng đồng và để lại nhiều biến chứng nguy hiểm. Ciprofloxacin (CIP) thường được chỉ định điều trị bệnh nhiễm trùng này. Dạng viên CIP phóng thích kéo dài (PTKD) giúp kiểm soát sự phóng thích và duy trì nồng độ CIP trong nước tiểu, giảm khả năng đề kháng, nâng cao hiệu quả trị liệu. Mục tiêu của đề tài là bào chế viên CIP 500 mg PTKD có độ giải phóng hoạt chất (GPHC) đạt tiêu chuẩn USP 40 hoặc tương đương thuốc đối chiếu Cipro® XR 500 mg (Bayer). Phương pháp nghiên cứu: Xây dựng công thức và qui trình bào chế viên CIP 500 mg PTKD cấu trúc khung xốp có độ GPHC đạt tiêu chuẩn USP 40. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở, nâng lô 8000 viên, đánh giá viên theo tiêu chuẩn xây dựng. Đánh giá tương đương hòa tan và động học phóng thích so với viên đối chiếu. Sơ bộ đánh giá độ ổn định của sản phẩm. Hàm lượng CIP trong các thử nghiệm được định lượng bằng phương pháp UV-Vis (độ GPHC) và phương pháp HPLC (chế phẩm). Kết quả: Viên CIP 500 mg PTKD được bào chế thành công ở qui mô 8000 viên bằng phương pháp xát hạt ướt với tá dược tạo khung matrix là hypromellose K750 tỷ lệ 2%. Viên đạt tiêu chuẩn cơ sở đã xây dựng. Độ GPHC sau 30, 60 và 120 phút trong môi trường pH 1,2 lần lượt là 42,8; 67,7 và 87,99% đạt tiêu chuẩn USP 40 (Test 2 và Test 3), trong môi trường pH 6,5 là 53,65%; 83,67% và 90,69% đạt tiêu chuẩn USP 40 (Test 1). Viên nghiên cứu có động học phóng thích tuân theo động học phóng thích Korsmeyer - Peppas và tương đương hòa tan với thuốc đối chiếu với f2 trong 3 môi trường pH 1,2; pH 4,5 và pH 6,8 lần lượt là 74, 71, 79. Viên ổn định sau 3 tháng bảo quản. Phương pháp UV-Vis và HPLC định lượng CIP trong các thử nghiệm được thẩm định đạt yêu cầu qui trình phân tích. Kết luận: Viên CIP 500 mg PTKD đã được bào chế thành công với cỡ lô 8000 viên có độ GPHC đạt tiêu chuẩn USP 40. Quy trình bào chế cho thấy có sự lặp lại, có thể nâng lên quy mô lớn và có nhiều triển vọng ứng dụng vào thực tiễn. Từ khóa: ciprofloxacin, phóng thích kéo dài, sinh khả dụng, động học phóng thích ABSTRACT FORMULATION OF CIPROFLOXACIN 500 MG EXTENDED-RELEASE TABLETS Nguyen Thien Hai, Nguyen Thi Tuyet Mai * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Vol. 24 - No. 3 - 2020: 144 - 153 Introduction: Urinary tract infections (UTIs) are a severe public health problem. They can cause many dangerous complications such as kidney failure and hypertension. Ciprofloxacin (CIP) is an antibiotic usually indicated to treat UTIs. However, the immediate – release oral products has some problems of a fluctuate concentration and resulted in increase the drug-resistant of bacteria and lower therapeutic effect. The extended- release CIP products can control CIP release that maintained the concentration in the urine and improved the therapeutic effect. The aim of this study is to formulate CIP 500 mg extended – release tablets which the drug release profile met USP 40 specification or was equivalent to Cipro® XR 500 mg (Bayer). *Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: PGS.TS. Nguyễn Thiện Hải ĐT: 0905352679 Email: nthai@ump.edu.vn Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 Nghiên cứu B - Khoa học Dược 145 Methods: Retardants were investigated to formulate 500 mg CIP extended release matrix tablets which the drug release profile met USP 40 specification. From which, the studied tablets preparation was scaled up to 8000 units, evaluated the release kinetics, dissolution profiles and compared with the reference product. Finally, stability of the product was primarily tested. UV - Vis and HPLC method was used to determine CIP in the dissolution test and the products respectively. Results: The 500 mg CIP extended release tablets were successfully prepared in a batch size of 8000 units by wet granulation method using hypromellose K750 in ratio of 2% as a retardant. The manufacturing process showed the stability and the repeatability. The dissolution profiles of the product met USP 40 specification and equaled to the reference product. The drug release kinetics followed Korsmeyer - Peppas equation in both pH 1,2 and pH 4,5 dissolution media. The final products packed in PVDC – Alu blisters were stable for 3 months under long term and accelerate storage conditions. Validation of analytical procedures of UV-Vis and HPLC method for determining CIP in the dissolution test and the products respectively met requirements for analytical application. Conclusion: The 500 mg CIP extended – release tablets were successfully prepared in the batch size of 8000 units with the dissolution profiles were complied with USP 40 specification. The manufacturing process showed the repeatability, the ability of scaling – up in a large batch size and can be applied in practicality. Keywords: ciprofloxacin, extended - release, bioavailability, release kinetics ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh nhiễm trùng tiết niệu là bệnh thường gặp trong cộng đồng, trong bệnh viện, ảnh hưởng đến 150 triệu người trên thế giới mỗi năm. Việc chẩn đoán và điều trị chậm trễ bệnh viêm nhiễm đường tiết niệu sẽ để lại biến chứng nặng như sẹo thận vĩnh viễn, cao huyết áp và suy thận mạn bất phục hồi(1). Ciprofloxacin (CIP) là kháng sinh phổ rộng, thường được chỉ định cho các bệnh viêm đường tiết niệu trên và dưới(2,3). Tuy nhiên, dạng thuốc CIP phóng thích tức thời có sinh khả dụng khoảng 70%, chủ yếu hấp thu ở phần trên của đường tiêu hóa đến hỗng tràng(4), thường dùng 2 lần trong ngày do đó nồng độ thuốc tại nơi trị liệu dao động, làm gia tăng vi khuẩn kháng thuốc, gây tác dụng phụ và thất bại trong trị liệu. Dạng thuốc CIP phóng thích kéo dài (PTKD) đã được nghiên cứu nhiều trong thời gian gần đây với thời gian phóng thích hoạt chất được kiểm soát trong 2 giờ nhằm duy trì nồng độ ổn định trong nước tiểu suốt 24 giờ giúp nâng cao hiệu quả trị liệu, chỉ cần dùng liều một lần trong ngày(5), giảm tác dụng phụ như buồn nôn và tiêu chảy(6). Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu bào chế viên CIP 500 mg PTKD có độ giải phóng hoạt chất (GPHC) đạt tiêu chuẩn USP 40 hoặc tương đương thuốc đối chiếu Cipro® XR 500 mg (Bayer). ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng, nguyên vật liệu – Trang thiết bị Đối tượng, nguyên vật liệu Ciprofloxacin hydroclorid (Hiran/Ấn Độ - USP 41), viên đối chiếu Cipro XR 500 mg Bayer/Đức, HPMC (K100 LVCR, K4M CR, K15M CR, K100M CR - The Dow Chemical/Mỹ), HPMC K750 PRM, HPC-L và HPC-M (Ashland/Mỹ), Eudragit (RL PO, RS PO - Evonik Industries AG/Đức), Carpobol 940 (Lubrizol/Hàn Quốc), Retardlac (Meggle Wesserburg/Đức); Compritol 888 (Gattefosse SAS/Pháp) và các dung môi, tá dược, hoá chất cần thiết khác đạt tiêu chuẩn dược dụng hoặc nhà sản xuất. Trang thiết bị Cân phân tích, cân sấy ẩm (Sartorius/Đức), máy dập viên tâm sai (Korsch/Đức), máy dập viên xoay tròn (Shanghai Tianxiang & Chentai/Trung Quốc), máy trộn cao tốc (Kybaco/Việt Nam), máy đo độ hòa tan (Pharmatest/Đức); Máy quang phổ UV-Vis (Pharmacia Biotech/Anh), máy HPLC (Water/Mỹ), máy bao phim (Zhejiang Xiaolun/Trung Quốc) và các trang thiết bị cần thiết khác. Nghiên cứu Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 B - Khoa học Dược 146 Phương pháp nghiên cứu Xây dựng công thức và qui trình bào chế viên CIP 500 mg PTKD có độ GPHC đạt tiêu chuẩn USP 40. Khảo sát độ tan của CIP.HCl Độ tan của CIP.HCl trong môi trường pH 1,2; 4,5 và 6,8 được khảo sát bằng phương pháp bão hòa ở nhiệt độ 25 C. Cho một lượng thừa CIP.HCl vào ống nghiệm chứa 10 ml môi trường khảo sát. Đậy kín, lắc bằng máy lắc ngang trong 24 giờ. Mẫu thu được lọc qua màng lọc 0,45 m, pha loãng đến nồng độ thích hợp, định lượng bằng phương pháp UV so với dung dịch chuẩn. Khảo sát viên đối chiếu làm cơ sở cho viên nghiên cứu Thu thập viên đối chiếu, khảo sát cảm quan, khối lượng, kích thước, độ cứng, độ GPHC. Độ GPHC thực hiện theo tiêu chuẩn USP 40(7) (Bảng 1). Bảng 1. Tiêu chuẩn thử GPHC của viên CIP 500 mg PTKD Thông số Test 1 Test 2 Test 3 Cánh khuấy-tốc độ 50 v/ph 50 v/ph Môi trường-900 ml Acetat pH 4,5 HCl 0,1 N HCl 0,1 N Thời điểm (phút) % Hoạt chất CIP phóng thích 30 42 - 62 40 - 65 37 - 57 60 62 - 87 ≥ 60 55 - 75 120 ≥ 80 ≥ 80 ≥ 80 Phương pháp định lượng UV 277 nm 276 nm 350 nm Đánh giá tương đương hòa tan và động học phóng thích hoạt chất (PTHC) trong các môi trường pH 1,2; pH 4,5 và pH 6,8 với thời điểm lấy mẫu ở 15, 30, 60, 90 và 120 phút. Rút 10 ml mẫu, lọc qua lọc 0,45 µm, pha loãng 100 lần và định lượng bằng quang phổ UV-Vis tại đỉnh hấp thu cực đại. Tiến hành trên 6 hoặc 12 viên tùy điều kiện, lấy giá trị trung bình có tính lũy tiến. Sử dụng phần mềm DDSolver version 1.0 để xác định mô hình động học PTHC mẫu đối chiếu theo thời gian. Các mô hình được khảo sát là bậc không, bậc một, Higuchi, Hixson – Crowell và Korsmeyer – Peppas. Xác định mô hình phù hợp dựa vào giá trị R2 (càng lớn càng phù hợp) và/ hoặc giá trị Akaike Information Criterion (AIC - càng nhỏ càng phù hợp). Xây dựng công thức (CT) và quy trình bào chế viên ciprofloxacin 500 mg PTKD Viên CIP PTKD được điều chế bằng phương pháp xát hạt ướt với các tá dược tạo khung xốp kiểm soát sự PTHC như HPMC, HPC, gôm xanthan, carbopol, Eudragit RS/RL PO (khung thân nước); Compritol 888 (khung sơ nước). Qui trình bào chế cỡ lô 200 viên tiến hành như sau: CIP.HCl trộn đều với tá dược độn microcrystalline cellulose (MCC) qua rây 40 mesh, sau đó tạo cốm ướt qua rây 2,0 mm với tá dược dính là dung dịch chứa PVP K30 và acid tartaric. Sấy cốm ướt ở nhiệt độ 65 °C đến độ ẩm dưới 2,0%. Sửa hạt qua lưới 1,0 mm thu được cốm khô. Trộn đồng lượng cốm khô với tá dược PTKD khảo sát qua rây 20 mesh sau đó trộn hoàn tất với magiesi stearat, colloidal silicon dioxid đã qua rây 80 mesh rồi đem dập viên khối lượng 800 mg với chày oval 18,9 x 9 (mm x mm), độ cứng 100 - 130 N. Chọn CT đạt yêu cầu, tiến hành nâng lô 1000 viên, bao phim chống ẩm với thành phần dịch bao gồm 5,3% HPMC 6cps, 0,6% PEG 400, 0,2% PEG 6000, 0,3% talc, 0,5% TiO2, dung môi cồn nước vừa đủ. Thông số qui trình bao với tốc độ nồi 6 - 10 vòng phút, đường kính lỗ phun 1,0 mm, nhiệt độ gió vào 45 – 50 oC , nhiệt độ bao viên 30 – 32 oC, tốc độ phun dịch 20 ml/ phút, áp suất khí phun 2,5 bar. Đánh giá tính chất cốm về độ ẩm, tốc độ chảy, phân bố cỡ hạt. Đánh giá tính chất viên qua cảm quan, độ cứng, độ mài mòn, ĐĐKL, GPHC, hàm lượng. Hàm lượng CIP.HCl trong viên được định lượng bằng phương pháp HPLC. Định lượng CIP.HCl trong các thử nghiệm Trong thử nghiệm độ tan, độ GPHC, hàm lượng CIP.HCL trong các môi trường được định lượng bằng phương pháp UV-Vis tại bước sóng cực đại 276 nm. Định lượng CIP.HCl trong chế phẩm bằng phương pháp HPLC dựa theo tiêu chuẩn USP 40 với điều kiện sắc ký sử dụng cột L1 (4,6 mm x 25 mm; 5 µm), nhiệt độ cột 30 C, tốc độ dòng 1,5 mL/phút, thể tích tiêm 10 µL, Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 Nghiên cứu B - Khoa học Dược 147 đầu dò UV với bước sóng hấp thu cực đại 278 nm, pha động acetonitril và đệm acid phosphoric (2,9 mL/1000 ml) pH 3,0 (chỉnh bằng trimethylamin) với tỷ lệ 135:865. Cả hai quy trình định lượng đều được thẩm định và đạt yêu cầu quy trình phân tích (không trình bày dữ liệu) được dùng để định lượng CIP.HCl trong các thử nghiệm Nâng cở lô 8000 viên, đánh giá viên theo tiêu chuẩn cơ sở, kết hợp đánh giá tương đương hòa tan so với chế phẩm đối chiếu. Sơ bộ đánh giá độ ổn định Bào chế 3 lô liên tiếp cỡ lô 8000 viên theo qui trình đã xây dựng từ lô 1000 viên. Đánh giá viên theo tiêu chuẩn xây dựng. Đánh giá tương đương hòa tan so với viên đối chiếu ở 3 môi trường pH 1,2, pH 4,5 và pH 6,8 thông qua hệ số tương đồng f2. Đánh giá động học phóng thích của viên nghiên cứu. Sơ bộ đánh giá độ ổn định sản phẩm thực hiện trên 01 lô trong hai điều kiện dài hạn (nhiệt độ 30 ± 2 oC, độ ẩm 75 ± 5% RH) thời điểm lấy mẫu 0, 3 tháng và lão hóa cấp tốc (nhiệt độ 30 ± 2 oC, độ ẩm 75 ± 5% RH) thời điểm lấy mẫu 0, 1, 3 tháng. KẾT QUẢ Xây dựng CT và qui trình bào chế viên CIP 500 mg PTKD có độ GPHC đạt USP 40. Khảo sát độ tan của CIP.HCl và đánh giá tính chất viên đối chiếu Kết quả ở Bảng 2 cho thấy CIP.HCl tan nhiều nhất ở môi trường đệm acetat pH 4,5 và ít tan ở môi trường đệm phosphat pH 6,8. Độ GPHC của viên đối chiếu đạt cả 3 test của USP 40. Khả năng GPHC môi trường HCl pH 1,2 thấp hơn pH 4,5 và thấp nhất ở môi trường pH 6,8. Điều này phù hợp với kết quả độ tan CIP.HCl trong các môi trường khảo sát. Do vậy, động học phóng thích của viên đối chiếu ở các môi trường hòa tan pH 1,2 và pH 4,5 được khảo sát với phần mềm DDSolver version 1.0 (Bảng 3). Bảng 2. Kết quả độ tan CIP.HCl, tính chất và độ GPHC của viên đối chiếu trong các môi trường pH 1,2; pH 4,5 và pH 6,8 (TB ± SD, n = 12) Tính chất Kết quả % TB hoạt chất phóng thích (n = 12) Cảm quan Viên bao phim hình oval, màu trắng, một mặt khắc “BAYER”, mặt kia là “C500 QD” Thời gian (phút) pH 1,2 (Test 2 và Test 3) pH 4,5 (Test 1) pH 6,8 30p: 40 – 65/ 37 - 57 60p:  60 / 55 - 75 120p:  80 30p: 42 – 62 60p: 62 - 87 120p:  80 KLTB (n = 20) 785 ± 4 mg Kích thước 8 mm x 19 mm 15 24,38 ± 1,90 35,13 ± 1,66 30,56 ± 1,33 Độ cứng 121 - 135 N 30 43,35 ± 1,48 50,06 ± 1,17 38,99 ± 1,20 Độ ẩm 2,58% 60 65,47 ± 1,87 67,94 ± 1,20 41,55 ± 0,98 Định tính Đúng 90 74,92 ± 2,00 77,52 ± 1,26 41,34 ± 0,96 Định lượng 99,80% 120 86,52 ± 1,57 88,56 ± 0,96 41,64 ± 0,94 Độ tan CIP.HCL (mg/ml) (n = 3) 3,46 ± 0,04 20,12 ± 0,04 0,25 ± 0,01 Bảng 3. Kết quả khảo sát động học viên đối chiếu trong môi trường pH 1,2 và 4,5. pH Giá trị Bậc không Bậc một Higuchi Hixson Crowell Korsmeyer Peppas Giá trị n 1,2 AIC 36,0058 18,9460 22,5741 26,5304 23,5319 0,539 R2 0,6338 0,9858 0,9747 0,9426 0,9796 4,5 AIC 38,7740 27,1983 21,6346 31,6227 13,4602 0,426 R2 0,1404 0,9120 0,9702 0,7914 0,9937 Kết quả ở Bảng 3 cho thấy sự PTHC của viên đối chiếu trong môi trường pH 1,2 phù hợp với động học phóng thích bậc một (giá trị R2 (0,9858) lớn nhất và giá trị AIC (18,9460) nhỏ nhất) trong khi ở pH 4,5 phù hợp với mô hình Korsmeyer – Peppas (giá trị R2 (0,9937) cao nhất và giá trị AIC (13,4602) thấp nhất). Viên hòa tan theo phương thức bào mòn. Mô hình PTHC của viên đối chiếu có khác nhau khi pH của môi trường thay đổi. Phương trình PTHC viên đối chiếu ở 2 môi trường pH 1,2 và pH 4,5 lần lượt là F = 100 x [1-e(-0.017*t)] (%) và F = 11,595 x t0,426 (%). Nghiên cứu Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 B - Khoa học Dược 148 Lựa chọn môi trường thử nghiệm độ GPHC ở pH 1,2 cho quá trình nghiên cứu bào chế viên CIP 500 mg PTKD bởi có sự GPHC thay đổi theo thời gian, mô phỏng môi trường dạ dày cũng là nơi thuốc đến đầu tiên trong hệ thống đường tiêu hóa. Xây dựng công thức và quy trình bào chế viên ciprofloxacin 500 mg PTKD Kết quả từ Bảng 4 và Bảng 5 cho thấy khi sử dụng các tá dược PTKD tạo khung kiểm soát sự PTHC là HPMC, HPC với các độ nhớt và tỷ lệ khác nhau, có sự khác biệt về khả năng kiểm soát GPHC. Các polymer HPMC K15M, HPMC K4M, HPMC K100 LVCR, HPC - L và HPC - M ở nồng độ 10% tương ứng lần lượt với các CT F11, F12, F13, F17 và F18 cho độ GPHC thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn USP 40. Do đó tiếp tục khảo sát ở nồng độ thấp hơn (tăng khả năng GPHC) với HPMC K100 LVCR (2%/ viên - F14), HPMC K750 (5%/ viên - F15 và 2%/viên - F16). Các CT F5, F7, F8, F16 tương ứng lần lượt với tá dược PTKD Eudragit RS PO (20%/viên), Eudragit RL PO (20%/viên), Compritol 888 ATO (10%/viên) và HPMC K 750 (2%/ viên) đạt tiêu chuẩn USP 40 (Test 2), được tiếp tục kiểm tra GPHC ở môi trường đệm acetat pH 4,5 (Test 1). Kết quả thể hiện ở Bảng 6 cho thấy CT F16 tương đương độ hòa tan với viên đối chiếu ở pH 4,5 (f2 = 54). Bảng 4. Kết quả xây dựng công thức và tính chất viên ciprofloxacin 500 mg PTKD (1) STT Thành phần Tỷ lệ % trong công thức F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 1 CIP.HCl 73,6 73,6 73,6 73,6 69,3 73,6 69,3 73,6 73,6 2 MCC 9,1 6,1 17,1 4,1 3,4 4,1 3,4 4,1 4,1 3 PVP K30 2,0 20 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 4 Acid tartaric 2,0 20 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 5 Retardlac 10,0 - - - - - - - - 6 Xanthan gum - 10,0 - - - - - - - 7 Carbopol 940 - - 10,0 - - - - - - 8 Eudragit RS PO - - - 15,0 20,0 - - - - 9 Eudragit RL PO - - - - - 15,0 20,0 - - 10 Compritol 888 - - - - - - - 10,0 15,0 11 Magiesi stearat 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 12 Aerosil 200 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 13 Nước vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ 14 KLTB (mg) 799,7 802,1 799,5 802,3 800,5 802,3 800,0 798,9 800,2 15 ĐĐKL (%) ± 3 ± 4 ± 4 ± 2 ± 3 ± 2 ± 3 ± 3 ± 3 16 Độ cứng (N) 126-140 129-153 126-138 108-119 110-118 118-134 99-113 106-116 115-128 17 Bề dày (mm) 6,33-6,36 6,17-6,23 6,54-6,56 6,41-6,45 6,39-6,44 6,45-6,52 6,42-6,48 6,33-6,38 6,37-6,40 18 Mài mòn (%) 0,3 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 19 GPHC (pH 1,2) % TB hoạt chất phóng thích (n = 6) 30p : 40 - 65% 34,16 15,93 9,34 85,79 42,64 99,97 50,97 48,91 35,63 60p :  60% 50,96 22,24 22,06 97,18 72,14 - 81,18 92,05 64,21 120p:  80% 69,95 33,86 34,79 100,46 98,10 - 99,83 100,88 94,41 20 Định lượng (%) 98,5 100,8 100,1 99,9 99,4 100,4 99,4 99,1 99,3 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 Nghiên cứu B - Khoa học Dược 149 Bảng 5. Kết quả xây dựng công thức và tính chất viên ciprofloxacin 500 mg PTKD (2) STT Thành phần Tỷ lệ % trong công thức F10 F11 F12 F13 F14 F15 F16 F17 F18 1 CIP 73,6 73,6 73,6 73,6 73,6 73,6 73,6 73,6 73,6 2 MCC 14,1 9,1 9,1 9,1 17,1 14,1 17,1 9,1 9,1 3 PVP K30 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 4 Acid tartaric 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 5 HPMC K100M CR 5,0 - - - - - - - - 6 HPMC K15M CR - 10,0 - - - - - - - 7 HPMC K4M CR - - 10,0 - - - - - - 8 HPMC K100 LVCR - - - 10,0 2,0 - - - - 9 HPMC K750 PRM - - - - - 5,0 2,0 - - 10 HPC – L - - - - - - - 10,0 - 11 HPC – M - - - - - - - - 10,0 12 Magiesi stearat 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 13 Aerosil 200 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 14 Nước vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ vđ 15 KLTB (mg) 799,7 800,4 801,0 799,7 800,8 801,4 799,5 801,5 800,2 16 ĐĐKL (%) ± 3 ± 3 ± 2 ± 3 ± 4 ± 3 ± 3 ± 3 ± 3 17 Độ cứng (N) 121-130 112-125 120-135 106-115 120-134 129-142 123-129 130-142 100-113 18 Bề dày (mm) 6,33-6,40 6,33-6,36 6,33-6,36 6,41-6,45 6,29-6,44 6,33-6,41 6,35-6,42 6,38-6,42 6,33-6,36 19 Mài mòn (%) 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 20 GPHC (pH 1,2) % TB hoạt chất phóng thích (n = 6) 30p:40 - 65% 12,84 12,55 11,35 11,64 33,30 20,50 43,58 23,52 27,23 60p: 60% 20,68 23,95 21,63 21,51 44,85 42,47 69,54 35,40 39,20 120p: 80% 33,72 38,74 34,56 38,79 64,05 68,48 91,92 47,81 51,65 21 Định lượng (%) 99,8 99,5 100,2 98,9 99,6 98,8 99,7 100,5 98,7 Bảng 6. Kết quả GPHC CT F5, F7, F8, F16 và viên đối chiếu ở môi trường pH 4,5 và pH 1,2 Công thức % Hoạt chất phóng thích f2 30 phút 60 phút 120 phút Viên đối chiếu 50,06 ± 1,17 67,94 ± 1,20 88,56 ± 0,96 - F5 73,40 ± 3,24 98,06 ± 1,98 99,13 ± 1,56 32 F7 73,48 ± 2,89 93,32 ± 2,51 99,31 ± 1,35 34 F8 72,69 ± 3,57 94,90 ± 2,67 99,19 ± 1,85 34 F16 60,23 ± 1,84 76,70 ± 1,48 93,91 ± 1,32 54 USP40 (Test 1) pH 4,5 42 - 62 62 - 87 > 80 USP 40 (Test 2) pH 1,2 40 - 65 > 60 > 80 Kết quả nâng cỡ lô lên 1000 viên của 3 lô (FM1, FM2 và FM3) được trình bày trong Bảng 7. Phân tích phương sai một yếu tố cho độ GPHC của viên nhân cho các giá trị F ở các thời điểm 30 phút, 60 phút, 120 phút lần lượt là 0,94; 1,10; 1,56 đều nhỏ hơn Fc = 3,68 nên độ GPHC viên nhân của 3 lô FM1, FM2, FM3 khác nhau không có ý nghĩa. Tiến hành bao phim chống ẩm cho công thức FM1 với thành phần dịch bao HPMC 5,3%, PEG 6000 0,8%, talc 0,3%, titan dioxid 0,5%, cồn 96% 91,1% và nước 2%, tỷ lệ lớp bao 2% (FM1b). Kết quả độ GPHC của viên bao phim ở thời điểm 30 phút có giảm hơn so với của viên nhân tại cùng thời điểm do bị ảnh hưởng thời gian chờ rã lớp bao phim. Ở các thời điểm 60 phút và 120 phút thì sự chênh lệch độ GPHC giữa viên nhân và viên bao phim không quá lớn. Đối chiếu theo tiêu chuẩn độ hòa tan của USP 40 (test 2), viên bao phim đạt tiêu chuẩn đề ra. Như vậy, quá trình bao phim không ảnh hưởng đến khả năng PTHC của viên nghiên cứu. Nghiên cứu Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 B - Khoa học Dược 150 Bảng 7. Các thông số và tính chất của viên nhân (FM1, FM2, FM3) và viên bao (FM1b) Quá trình TT Thông số / tiêu chí FM1 FM2 FM3 FM1b Pha chế 1 Thời gian sấy (phút) 17 18 18 2 Độ ẩm cốm sau sấy (IR 80°C, %) 1,54 1,34 1,45 3 Thời gian trộn hoàn tất (phút) 2 2 2 4 Tốc độ chảy (g/s) 5,5 5,4 5,6 5 Độ ẩm cốm hoàn tất (IR 80 °C, %) 1,63 1,48 1,67 6 Đồng đều hàm lượng (CV, %) 0,83 0,97 0,73 Dập viên 1 Tốc độ máy (vòng/phút) 18 18 18 2 KLTB viên nhân (mg) 801 ± 6 801 ± 6 798 ± 6 3 ĐĐKL (%) ± 2 ± 2 ± 2 4 Độ cứng (N) 107-129 104-130 108-131 5 Bề dày (mm) 6,29-6,35 6,28-6,34 6,28-6,35 6 Mài mòn (%) 0,25 0,21 0,25 7 Độ GPHC (%) (n = 6) 30 phút 45,50±1,74 46,17±1,65 44,82±1,74 42,91±1,49 60 phút 71,72±1,45 70,53±1,84 71,89±1,92 69,26±2,16 120 phút 90,84±0,77 89,88±1,17 90,71±1,09 89,63±1,12 8 Định lượng (%) 99,5 99,8 99,7 99,8 Nâng cở lô 8000 viên, đánh giá viên theo tiêu chuẩn cơ sở, kết hợp đánh giá tương đương hòa tan so với chế phẩm đối chiếu. Sơ bộ đánh giá độ ổn định lô FL1 Kết quả nâng cỡ lô lên 8000 viên của 3 lô (FL1, FL2 và FL3) được trình bày trong Bảng 8, bảng 9. Phân tích phương sai một yếu tố cho độ GPHC của viên nhân cho các giá trị F ở các thời điểm 30 phút, 60 phút, 120 phút lần lượt là 0,66; 0,55; 0,16 đều nhỏ hơn Fc = 3,68 nên độ GPHC viên nhân của 3 lô FL1, FL2, FL3 khác nhau không có ý nghĩa. Qui trình bào chế có sự ổn định, lặp lại. Viên nghiên cứu cỡ lô 8000 viên đạt các chỉ tiểu đề ra chứng tỏ quá trình nâng lô thành công. Kết quả đánh giá tương đương hòa tan so với viên đối chiếu được trình bày trong bảng 10 cho thấy hệ số tương đồng f2 trong 3 môi trường pH 1,2; pH4,5 và pH 6,8 lần lượt là 74; 71 và 79 > 50 nên viên nghiên cứu tương đương hòa tan với viên đối chiếu. Bảng 8. Các thông số trong qui trình bào chế viên CIP 500 mg PTKD lô 8000 viên (3 lô) Quá trình STT Thông số FL1 FL2 FL3 Pha chế 1 Thời gian trộn khô (phút) / Tốc độ máy (vòng/phút) 5 / 1400 5 / 1400 5 / 1400 2 Thời gian trộn ướt (phút) / Tốc độ máy (vòng/phút) 2 / 1400 2 / 1400 2 / 1400 3 Lưới sửa hạt (mm) 2,0 2,0 2,0 4 Nhiệt độ sấy (C) / Thời gian sấy (phút) 65 / 124 65 / 130 65 / 125 5 Thời gian trộn hoàn tất (phút) / Tốc độ máy (vòng/phút) 8 / 25 8 / 25 8 / 25 6 Lưới xát hạt (mm) 1,0 1,0 1,0 Dập viên 1 Tốc độ dập viên (vòng/phút) 18 18 18 Bao phim 1 Tốc độ nồi (vòng/phút) 6 – 8 6 – 8 6 – 8 2 Nhiệt độ viên (C) 30 - 32 30 - 32 30 - 32 3 Tốc độ dịch bao (ml/phút) 20 20 20 4 Áp suất khí (bars) 2,5 2,5 2,5 5 Nhiệt độ sấy viên (C) / Thời gian sấy (phút) 40 / 5 40 / 5 40 / 5 6 Tăng lớp bao phim (%) 2,0 2,1 2,0 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 Nghiên cứu B - Khoa học Dược 151 Bảng 9. Kết quả tính chất viên CIP 500 mg PTKD lô 8000 viên (3 lô FL1, FL2 và FL3) TT Chỉ tiêu Viên nhân Viên bao FL1 FL2 FL3 FL1 FL2 FL3 1 Cảm quan* Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt 2 Định tính Đúng Đúng Đúng Đúng Đúng Đúng 3 KLTB (mg) 801 ± 6 800 ± 5 801 ± 6 816 ± 6 815 ± 5 716 ± 6 4 ĐĐKL (± 2 %) Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt 5 Độ cứng (N) 104 – 125 102 –131 105 –128 - - - 6 Bề dày (mm) 6,32 – 6,41 6,36 – 6,40 6,32 – 6,38 6,33 – 6,39 6,35 – 6,40 6,35 – 6,40 7 Độ GPHC (%) (n = 6) 30 phút 44,70 ± 1,63 44,32 ± 1,28 45,40 ± 1,94 42,86 ± 1,25 42,80 ± 1,27 43,22 ± 1,01 60 phút 71,27 ± 1,39 71,81 ± 1,23 72,02 ± 1,21 67,71 ± 1,56 67,79 ± 1,15 68,84 ± 1,19 120 phút 91,36 ± 1,28 90,98 ± 1,12 91,05 ± 1,32 87,99 ± 1,04 88,78 ± 0,85 88,14 ± 0.89 8 Định lượng (%) 100,1 99,8 100,5 99,4 99,2 99,5 *: Viên hình oval, màu trắng hoặc hơi vàng, một mặt có chữ “P”, một mặt trơn, cạnh và thành viên lành lặn Bảng 10. Kết quả đánh giá tương đương hòa tan của viên nghiên cứu và viên đối chiếu Thời gian (phút) % TB hoạt chất phóng thích (n = 12) pH 1,2 pH 4,5 pH 6,8 Viên nghiên cứu Viên đối chiếu Viên nghiên cứu Viên đối chiếu Viên nghiên cứu Viên đối chiếu 15 30,69 ± 1,54 24,38 ± 1,90 32,77 ± 1,41 35,13 ± 1,66 25,36 ± 1,32 30,56 ± 1,33 30 42,86 ± 1,25 43,35 ± 1,48 53,65 ± 1,55 50,06 ± 1,17 39,74 ± 1,25 38,99 ± 1,20 60 67,71 ± 1,56 65,47 ± 1,87 69,88 ± 1,09 67,94 ± 1,20 41,15 ± 1,25 41,55 ± 0,98 90 74,24 ± 1,31 74,92 ± 2,00 83,67 ± 1,11 77,52 ± 1,26 41,91 ± 0,87 41,34 ± 0,96 120 87,99 ± 1,04 86,52 ± 1,57 90,69 ± 1,16 88,56 ± 0,96 42,10 ± 0,88 41,64 ± 0,94 Hệ số f2 74 71 79 Bảng 11. Kết quả khảo sát động học viên nghiên cứu trong môi trường pH 1,2 và 4,5 pH Giá trị Bậc không Bậc một Higuchi Hixson - Crowell Korsmeyer - Peppas Giá trị n 1,2 AIC 37,0264 24,5122 19,9946 29,2153 21,7152 0,494 R2 0,4936 0,9579 0,9825 0,8929 0,9835 4,5 AIC 39,0078 23,4040 22,9955 29,6529 22,3657 0,444 R2 0,2497 0,9660 0,9687 0,8837 0,9812 Kết quả từ Bảng 11 cho thấy sự PTHC của viên nghiên cứu trong môi trường pH 1,2 tuân theo mô hình động học Korsmeyer – Peppas hơn so với các động học phóng thích khác vì có giá trị R2 (0,9835) cao nhất và giá trị AIC (21,7152) thấp. Mặc dù, kết quả cũng cho thấy viên nghiên cứu khi so sánh với mô hình Higuchi cho giá trị R2 (0,9825) lớn và giá trị AIC (19,9946) là nhỏ nhất; mô hình Higuchi cũng thường được sử dụng cho các viên matrix là polymer thân nước. Tuy nhiên, mô hình này được xây dựng dựa trên giả thuyết sự hòa tan và trương nở của matrix là không đáng kể(8). Viên nghiên cứu PTHC theo sự mài mòn, chưa phù hợp với giả thuyết trên nên sự PTHC của viên nghiên cứu tuân theo mô hình Kormeyer – Peppas trong môi trường pH 1,2. Trong môi trường pH 4,5, với giá trị R2 (0,9812) lớn nhất và giá trị AIC (22,3657) nhỏ nhất, viên nghiên cứu PTHC gần với mô hình Korsmeyer – Peppas nhất và tương tự với viên đối chiếu. Phương trình PTHC viên đối chiếu trong 2 môi trường pH 1,2 và pH 4,5 lần lượt là F = 8,322*t0,494 (%) và F = 11,166*t0,444 (%) với F là độ GPHC (%). Kết quả Bảng 12 cho thấy viên nghiên cứu lô FL1 qui mô 8000 viên được ép vỉ polymer – nhôm cho kết quả ổn định sau 3 tháng bảo quản ở hai điều kiện dài hạn và lão hóa cấp tốc ở vùng IVB. Nghiên cứu Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 B - Khoa học Dược 152 Bảng 12. Kết quả sơ bộ đánh giá độ ổn định lô FL1 theo 2 điều kiện dài hạn và lão hóa cấp tốc Chỉ tiêu đánh giá 0 tháng 1 tháng 3 tháng Dài hạn Lão hóa Dài hạn Lão hóa Dài hạn Lão hóa Cảm quan Đạt Đạt - Đạt Đạt Đạt Định tính Đúng Đúng - Đúng Đúng Đúng ĐĐKL (%) Đạt Đạt - Đạt Đạt Đạt GPHC (n = 6) USP Test 2 - 30 phút 40 – 65 % 42,86 - 42,27 45,52 42,60 - 60 phút ≥ 60 % 67,71 - 66,81 67,19 67,86 - 120 phút ≥ 80 % 87,99 - 87,33 87,65 87,09 Hàm lượng (%) Đạt (99,4) - Đạt (99,3) Đạt (99,5) Đạt (99,3) BÀN LUẬN Lựa chọn môi trường thử nghiệm độ GPHC Dựa vào kết quả độ tan của CIP trong 3 môi trường pH khảo sát, môi trường pH 1,2 được lựa chọn để đánh giá khả năng GPHC bởi khi thuốc được uống sẽ đến dạ dày đầu tiên và được lưu lại tại đây để từ từ GPHC. Quá trình hấp thu dược chất sau đó diễn ra ở phần ống tiêu hóa từ dạ dày đến hỗng tràng(4). Điều này cũng tương đồng với các nghiên cứu của các tác giả khác về viên CIP PTKD phần lớn sử dụng môi trường pH 1,2 để đánh giá khả năng GPHC từ các công thức nghiên cứu(9-12). Bên cạnh đó việc GPHC ở pH 4,5 cho thấy là một yếu tố quan trọng để thiết kế CT. Đây là pH mà CIP hòa tan cao nhất. Do vậy khả năng GPHC sẽ không ổn định nếu có sự thay đổi pH ở dạ dày do thức ăn hoặc uống lúc đói, viên có khả năng xuống khu vực pH này giải phóng nhanh dược chất, làm giảm hiệu quả trị liệu. Xây dựng CT và qui trình bào chế viên CIP 500 mg PTKD Phương pháp xát hạt ướt được lựa chọn để điều chế viên nhân CIP 500 mg PTKD có độ cứng cao, mài mòn thấp (< 0,3%), thích hợp cho bao phim. Điều này tương tự với các nghiên cứu của Swathy G. Panicker (2013)(12) và Md. Shozan Mondal (2015)(13). Với các nhóm tá dược PTKD, nhóm HPMC cho thấy khả năng kiểm soát tốt cho độ GPHC tương đương viên đối chiếu, không phụ thuộc vào độ nhớt. Điều này cũng tương tự với viên PTKD metformin hydrochlorid 500 mg bào chế bằng dập thẳng với hai tá dược K100M CR (độ nhớt cao) và HPMC K4M CR (độ nhớt thấp hơn) cho độ GPHC không khác nhau(14). Sự lựa chọn CT dựa theo khả năng hòa tan của viên còn đánh giá qua khả năng ổn định của viên ở đường tiêu hóa. Do đó, sử dụng HPMC có độ nhớt trung bình (HPMC K750) để vừa đảm bảo độ hòa tan in-vitro, vừa có khả năng ổn định dưới tác động co bóp của đường tiêu hóa. Về ảnh hưởng của độ cứng lên khả năng GPHC, trong bốn khuynh hướng tương quan giữa lực nén và độ GPHC(15), viên nghiên cứu thuộc mối tương quan tăng lực nén thì độ GPHC giảm và tiếp tục tăng nén thì độ GPHC tăng. Kết quả này tương tự như nghiên cứu của Levy và cs. (1997)(16) khi tăng lực nén lên gấp đôi làm tăng độ GPHC của acid salicylic. Về động học phóng thích, viên nghiên cứu PTHC theo cơ chế mòn dần và tuân theo mô hình Kormeyer - Peppas trong cả hai môi trường pH 1,2 và pH 4,5. Mô hình này tương đồng với viên đối chiếu ở pH 4,5 nhưng khác ở pH 1,2 (có thể do sự thay đổi về loại và lượng polymer sử dụng trong CT) tuy nhiên tương đồng với các nghiên cứu về viên PTKD CIP của Shanmuganathan Seetharaman (2014) (sử dụng gum Kondagogu và chitosan)(17) và của các tác giả khác cũng cho thấy sản phẩm phóng thích thuốc theo cơ chế khuếch tán – mài mòn(11,12,17). Công thức và qui trình bào chế ổn định, lặp lại, có thể nâng lô dễ dàng với các thiết bị thông dụng phổ biến hiện nay. Viên đạt tiêu chuẩn cơ sở, ổn định sau 3 tháng bảo quản ở 2 điều kiện dài hạn và lão hóa cấp tốc. Kết quả thu được cho thấy có triển vọng ứng dụng vào thực tiễn. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số 3 * 2020 Nghiên cứu B - Khoa học Dược 153 KẾT LUẬN Viên CIP 500 mg PTKD đã được bào chế thành công với cỡ lô 8000 viên có độ GPHC đạt tiêu chuẩn USP 40. Quy trình bào chế cho thấy có sự lặp lại, có thể nâng lên quy mô lớn và có nhiều triển vọng ứng dụng vào thực tiễn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Thị Mộng Hiệp (2014). Cập nhật về chẩn đoán và điều trị nhiễm khuẩn đường tiết niệu ở trẻ em. Y Học Thành Phố Hồ Chí Minh, 18(4):9. 2. Flores-Mireles AL, Walker JN, Caparon M, et al (2015). Urinary tract infections: epidemiology, mechanisms of infection and treatment options. Nat Rev Microbiol, 3(5):269:278. 3. Bộ Y tế (2009). Dược thư quốc gia Việt Nam, pp.725,727. Nhà Xuất Bản Y Học, Hà Nội, 4. Chen YC, Ho HO, Liu DZ, Siow WS, Sheu MT (2015). Swelling/floating capability and drug release characterizations of gastroretentive drug delivery system based on a combination of hydroxyethyl cellulose and sodium carboxymethyl cellulose, PLoS ONE, 10(1):1-17. 5. Talan DA, Naber KG, Palou J,Elkharrat D (2004). Extended- release ciprofloxacin (Cipro® XR) for treatment of urinary tract infections. International Journal of Antimicrobial Agents, 23(S1):54-66. 6. Fourcroy JL, Berner B,Chiang YK, Cramer M, et al (2005). Efficacy and safety of a novel once-daily extended-release ciprofloxacin tablet formulation for treatment of uncomplicated urinary tract infection in women. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 49(10): 4137–4143. 7. The United States Pharmacopeial Convention (2017). USP 40 - NF 35: The United States Pharmacopeia and National Formulary, pp.3433. The United States Pharmacopeial Convention, Rockville MD. 8. Dash S, Murthy PN, Nath L, Chowdury P (2010). Kinetic modeling on drug release from controled drug delivery systems. Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research, 67(3):217-223. 9. Panjiyar M (2014). Formulation and in-vitro evaluation of effervescent floating tablet of ciprofloxacin hydrochloride, International Journal of Pharmaceutical Research and Bio-Science, 3(1):359-369. 10. Mukhopadhyay S, Goswami L, Upadhyaya K, et al (2010). Formulation and evaluation of floating bioadhesive tablets of ciprofloxacin hydrochloride by direct compression technique. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 2(3):113-115. 11. Laila S, Haque T, Talukder MU, et al (2009). Development of glyceryl monostearate based ciprofloxacin hydrochloride sustained release matrix tablet: an in vitro study. Dhaka Univ J Pharm Sci 8(1):81-88. 12. Panicker SG, Nithyapriya K, John A, et al. (2013). Formulation and evaluation of once daily ciprofloxacin HCL extended release matrix tablet. Indo American Journal of Pharmaceutical Research, 3(2):1524 -1535. 13. Prasad AR, Ratna JV(2018). Development and validation of a simple UV-spectrophotometric method for the determination of ciprofloxacin HCl present in taste masked drug resin. Int J App Pharm, 10(3):37-41. 14. CRS (2005). Investigation of a directly compressible metformin HCl 500mg extended release formulation based on Hypromellose URL: https://www.colorcon.com/products- formulation/all-products/138-methocel-premium-cr/512-crs- 2005-direct-compression-metformin-hcl-er-formula-based-on- hypromellose (access on 15/05/2020). 15. Augsburger LL, Hoag SW (2008), Pharmaceutical dosage forms – tablets, V1, 3rd ed, pp.611-614. CRC Press, Boca Raton. 16. Parikh DM(1997). Handbook of pharmaceutical granulation technology, 1st ed, pp.478. Marcel Dekker, New York NY. 17. Seetharaman S, Balya H, Ahad HA (2014). Formulation and evaluation of sustained release matrix tablets of ciprofloxacin HCL using gum kondagogu and chitosan as matrix forming polymers. Int J Pharm Sci Rev Res, 24(1):115. Ngày nhận bài báo: 20/05/2020 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 20/06/2020 Ngày bài báo được đăng: 20/07/2020