BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ NIOSOME CHỨA CLINDAMYCIN PHOSPHATE

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC HƠI PHA ĐẢO

1. Tóm tắt (Abstract)

Nghiên cứu được thực hiện nhằm bào chế và đánh giá hệ dẫn thuốc niosome chứa clindamycin phosphate, với mục tiêu tăng hiệu quả điều trị thông qua việc tăng khả năng thấm thuốc qua da và giảm các tác dụng không mong muốn.

Niosome là hệ túi nhỏ được hình thành từ các chất diện hoạt không ion hóa. Trong nghiên cứu này, các ester của sorbitan (Span) đóng vai trò là thành phần chính tạo vesicle khi được hydrat hóa trong môi trường nước. Cholesterol được sử dụng nhằm tăng độ ổn định và độ cứng của màng vesicle.

Các công thức niosome được chuẩn bị bằng cách thay đổi loại chất diện hoạt và tỷ lệ giữa chất diện hoạt với cholesterol. Clindamycin phosphate là một kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong điều trị mụn trứng cá. Dạng dùng đường uống có nguy cơ gây viêm đại tràng do pseudomonas colitis, trong khi dạng dùng tại chỗ có thể gây kích ứng, phát ban và ngứa; đồng thời sinh khả dụng tại chỗ còn hạn chế.

Do đó, nghiên cứu hướng tới việc tạo hệ niosome chứa clindamycin phosphate nhằm cải thiện sự phân phối thuốc qua da, trong đó hàm lượng cholesterol được thay đổi để khảo sát ảnh hưởng đến đặc tính của hệ.

Niosome được bào chế bằng phương pháp bốc hơi pha đảo (reverse-phase evaporation method, REV), sử dụng Span 60 làm chất diện hoạt. Tính tương thích giữa thuốc và tá dược được đánh giá bằng phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR) và phân tích nhiệt vi sai (differential scanning calorimetry, DSC). Không phát hiện tương tác đáng kể giữa thuốc và tá dược qua hai phương pháp này.

Các hệ niosome tiếp tục được đánh giá về hàm lượng thuốc, hiệu suất bao gói và khả năng giải phóng thuốc in vitro. Trong các công thức, CLP-3 được tác giả xác định là công thức có đặc tính giải phóng phù hợp nhất. Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét (scanning electron microscopy, SEM) cho thấy các niosome có dạng cầu và bề mặt có lỗ xốp.

Hệ niosome chứa clindamycin phosphate có tiềm năng tạo dạng thuốc giải phóng có kiểm soát, qua đó có thể cải thiện việc đưa thuốc đến da và khả năng tuân thủ điều trị.

2. Giới thiệu

Trong những thập kỷ gần đây, việc phát triển hệ phân phối thuốc mới (novel drug delivery system, NDDS) nhận được nhiều sự quan tâm. Một hệ phân phối thuốc lý tưởng cần đáp ứng hai yêu cầu cơ bản: thứ nhất, thuốc được giải phóng với tốc độ phù hợp với nhu cầu của cơ thể trong suốt thời gian điều trị; ngoài ra, hoạt chất phải được đưa đến đúng vị trí cần phát huy tác dụng.

Các dạng thuốc thông thường, kể cả một số dạng giải phóng kéo dài, chưa thể đáp ứng hoàn toàn những yêu cầu này. Vì vậy, nhiều hệ dẫn thuốc mới đã được nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu quả phân phối hoạt chất.

Niosome là các vesicle dạng lớp (lamellar vesicle) có kích thước vi mô, được hình thành từ các chất diện hoạt không ion hóa, trong đó các chất diện hoạt có nguồn gốc từ alkyl hoặc dialkyl polyglycerol ether được nhắc đến như những thành phần thường sử dụng. Khi phối hợp với cholesterol và hydrat hóa trong môi trường nước, các chất diện hoạt có khả năng tự tổ chức thành cấu trúc màng kép tạo nên vesicle.

Các hệ vesicle như liposome và niosome được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm mỹ phẩm và chăm sóc da, do có khả năng tăng độ ổn định của hoạt chất được bao gói; cải thiện sinh khả dụng của những thành phần hấp thu kém; tăng khả năng thấm qua da.

Clindamycin phosphate là một kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong điều trị mụn trứng cá. Việc sử dụng clindamycin theo đường uống có thể liên quan đến các biến cố trên đường tiêu hóa, trong khi dạng dùng tại chỗ có thể gây kích ứng; phát ban; ngứa. Khả năng sinh khả dụng tại chỗ của thuốc còn hạn chế. Vì vậy, nghiên cứu đặt vấn đề sử dụng niosome làm hệ mang clindamycin phosphate, với kỳ vọng cải thiện sự phân phối thuốc qua da. Span 60 được lựa chọn làm chất diện hoạt. Span 60 được sử dụng phổ biến trong nhiều hệ dẫn thuốc mới do có khả năng hỗ trợ độ tan của một số thuốc ít tan và kiểm soát sự giải phóng thuốc thông qua quá trình giải phóng chậm.

3. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

3.1. Nguyên liệu

Clindamycin phosphate, Span 60, chloroform, methanol và n-propanol được sử dụng trong nghiên cứu.

Chloroform và methanol tạo hệ dung môi hữu cơ dùng trong phương pháp bốc hơi pha đảo.

3.2. Nghiên cứu tiền công thức

Nghiên cứu tiền công thức được thực hiện nhằm xác định một số đặc tính lý hóa của hoạt chất trước khi tiến hành phát triển công thức. Các nội dung được khảo sát gồm: độ tan; nhiệt độ nóng chảy; hệ số phân bố; tương tác giữa thuốc và tá dược.

Xác định bước sóng hấp thu cực đại: 10 mg clindamycin phosphate được hòa tan trong nước cất và pha loãng thích hợp. Phổ hấp thu được ghi trong khoảng 200–400 nm. Bước sóng hấp thu cực đại của clindamycin phosphate được xác định là 210 nm. Bước sóng này sau đó được sử dụng trong các phép định lượng bằng UV–Vis.

Tương tác thuốc–tá dược được đánh giá bằng FTIR và DSC:

Phân tích FTIR: FTIR được sử dụng để nhận diện các nhóm chức đặc trưng của hoạt chất và đánh giá khả năng xảy ra tương tác giữa thuốc với tá dược. Sử dụng kỹ thuật viên KBr. Mẫu được phân tích trong vùng số sóng 4000–400 cm⁻¹ với độ phân giải được báo cáo là 400 cm⁻¹. Phổ của clindamycin phosphate tinh khiết và hỗn hợp thuốc–Span 60 được so sánh để phát hiện những thay đổi đáng kể trong các đỉnh đặc trưng.

Phân tích DSC: được sử dụng để khảo sát đặc tính nhiệt củaclindamycin phosphate và hỗn hợp thuốc–tá dược. Khoảng 10 mg mẫu được gia nhiệt trong chén nhôm với tốc độ 10°C/phút, từ 30°C đến 300°C. Kết quả DSC được sử dụng cùng với FTIR để đánh giá khả năng tương tác giữa hoạt chất và tá dược.

3.3. Bào chế niosome bằng phương pháp bốc hơi pha đảo

Clindamycin phosphate, Span 60 và cholesterol được hòa tan trong hỗn hợp chloroform:methanol (2:1) để tạo dung dịch trong. Thành phần được mô tả gồm 100 mg clindamycin phosphate, 15 mg Span 60, 10 mg cholesterol, 20 mL chloroform và 5 mL methanol. Dung dịch được chuyển vào bình cầu của máy cô quay và cô dưới áp suất 20–25 mmHg ở 60 ± 2°C, tốc độ 100 vòng/phút, để tạo màng khô đồng nhất. Sau khi trở về nhiệt độ phòng, màng được hydrat hóa bằng 20 mL nước cất ở 60 ± 2°C, với tốc độ quay 50 vòng/phút. Hỗn dịch niosome sau đó được bảo quản trong bình kín ở điều kiện lạnh.

Các công thức khảo sát:

Công thức	Tỷ lệ mol thuốc : Span 60 : cholesterol
CLP-1	1:1:1
CLP-2	1:2:1
CLP-3	1:3:1
CLP-4	1:4:1
CLP-5	1:5:1

 

3.4. Đánh giá hàm lượng thuốc và hiệu suất bao gói

Hàm lượng thuốc: được xác định sau khi phá vỡ vesicle bằng n-propanol 50%, pha loãng thích hợp và định lượng ở 210 nm. Đối với hiệu suất bao gói, mẫu niosome được ly tâm ở 15.000 vòng/phút trong 60 phút tại 4°C để tách thuốc chưa bao gói; thuốc tự do trong dịch nổi được định lượng bằng UV–Vis.

Hiệu suất bao gói (Entrapment efficiency, EE): 1 mL hỗn dịch niosome được pha loãng bằng nước cất thành 10 mL, sau đó ly tâm ở 15.000 vòng/phút trong 60 phút ở nhiệt độ 4°C. Mục đích là tách niosome khỏi lượng thuốc chưa được bao gói. Nồng độ thuốc tự do trong phần dịch nổi được xác định bằng UV–Vis ở 210 nm. Từ đó tính hiệu suất bao gói của niosome.

3.5. Nghiên cứu giải phóng thuốc in vitro

Khả năng giải phóng clindamycin phosphate từ niosome được đánh giá bằng môi trường nước cất 900 mL, sử dụng thiết bị hòa tan USP type I. Lượng niosome tương đương 100 mg clindamycin phosphate được đưa vào giỏ.

Điều kiện thử: tốc độ quay: 52 vòng/phút; nhiệt độ: 37 ± 0,5°C; lấy mẫu tại các thời điểm xác định; mỗi lần lấy 5 mL, sau đó bổ sung lại bằng môi trường mới; định lượng thuốc bằng UV–Vis ở 210 nm.

3.6. Phân tích động học giải phóng

Dữ liệu được phân tích bằng các mô hình zero-order, first-order, Higuchi và Korsmeyer–Peppas. Hệ số R² được dùng để so sánh mức độ phù hợp của các mô hình; hệ số n của Korsmeyer–Peppas được dùng để diễn giải cơ chế giải phóng.

3.7. Phân tích hình thái bằng SEM

Hình thái và kích thước niosome được khảo sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Một giọt hệ niosome được đặt lên giá kính, làm khô trong không khí, sau đó phủ Au/Pd bằng thiết bị bay hơi chân không. Mẫu được quan sát ở điện thế gia tốc 15 hoặc 20 kV.

3.8. Nghiên cứu độ ổn định

Công thức được theo dõi về đặc điểm vật lý, hàm lượng thuốc và đặc tính giải phóng. Phần phương pháp mô tả các điều kiện 4–8°C, 25 ± 2°C và 40 ± 2°C/75 ± 5% RH trong 6 tháng.

3.9. Tối ưu hóa các biến quá trình

Ảnh hưởng của thời gian hydrat hóa được khảo sát ở 30, 45, 60, 75 và 90 phút. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm được khảo sát ở 0, 5, 10, 15 và 20 phút. Hiệu suất bao gói và đặc điểm vesicle được dùng để đánh giá.

4. Kết quả và bàn luận

4.1. Đặc tính tiền công thức và tương thích thuốc–tá dược

Clindamycin phosphate được mô tả là bột kết tinh màu trắng hoặc gần trắng. Hoạt chất tan tốt trong nước; rất ít tan trong ethanol; thực tế không tan trong dichloromethane. Nhiệt độ nóng chảy được xác định khoảng 114°C, phù hợp với giá trị được báo cáo trong tài liệu mà tác giả tham khảo. Bước sóng hấp thu cực đại trong nước là 210 nm.

Phổ FTIR của clindamycin phosphate tinh khiết và mẫu chứa thuốc/Span 60 không cho thấy thay đổi đáng kể về các tín hiệu đặc trưng. DSC cũng không cho thấy bằng chứng về tương tác đáng kể giữa thuốc và tá dược. Clindamycin phosphate tương thích với Span 60 trong điều kiện nghiên cứu.

Biểu đồ nhiệt DSC của Clindamycin phosphate

 

 

 

Biểu đồ nhiệt DSC của thuốc tải niosome có span 60 (CLP-3)

4.2. Hàm lượng thuốc và hiệu suất bao gói

Công thức	Drug content (% w/w)	EE (%)
CLP-1	55,02	68,25
CLP-2	58,25	69,56
CLP-3	59,02	70,25
CLP-4	70,25	72,52
CLP-5	71,02	74,25

Hàm lượng thuốc và EE đều có xu hướng tăng khi tăng lượng Span 60 trong dãy công thức khảo sát. CLP-5 có EE cao nhất (74,25%), trong khi CLP-3 được lựa chọn dựa trên tổng thể đặc tính giải phóng.

 

 

 

4.3. Giải phóng thuốc in vitro

Thời gian	CLP-1	CLP-2	CLP-3	CLP-4	CLP-5
2 h	6,22	9,987	9,34	17,34	5,33
4 h	14,25	28,25	17,34	31,09	10,55
8 h	25,14	41,35	29,56	57,76	19,00
14 h	30,56	48,23*	51,25	74,39	45,25
17 h	42,27	56,82	62,54	78,76	53,68
21 h	57,05*	65,86	79,54	83,05	65,29
24 h	75,50	82,79	91,25	89,56	86,25

CLP-3 đạt giá trị cao nhất ở thời điểm 24 giờ trong bảng dữ liệu của bài.

4.4. Động học giải phóng

Các giá trị R² được báo cáo:

Công thức	Zero-order R²	First-order R²	Higuchi R²	Korsmeyer–Peppas R²	n
CLP-1	0,90	0,86	0,867	0,77	1,09
CLP-2	0,93	0,866	0,877	0,82	1,09
CLP-3	0,96	0,88	0,92	0,91	1,011
CLP-4	0,97	0,91	0,953	0,93	1,012
CLP-5	0,99	0,98	0,977	0,95	1,27

R² của mô hình zero-order tăng dần từ CLP-1 đến CLP-5, đồng thời R² của Higuchi và Korsmeyer–Peppas cũng tăng. Đối với CLP-3, n ≈ 1,011 tương ứng với Case II transport, chứ không đơn thuần là khuếch tán Fick. Do đó, quá trình giải phóng có tính chất kiểm soát.

4.5. Hình thái SEM

SEM cho thấy niosome có dạng cầu, bề mặt thô và có các lỗ. Thuốc nằm trên bề mặt có thể góp phần vào pha giải phóng ban đầu, trong khi các lỗ trên vesicle có thể liên quan đến quá trình giải phóng thuốc.

Hình chụp kính hiển vi điện tử của niosome công thức CLP-3 có chứa span 60

4.6. Ảnh hưởng của thời gian hydrat hóa

Thời gian (phút)	EE (%)
30	31,06 ± 2,52
45	39,50 ± 1,15
60	65,20 ± 0,16
75	63,53 ± 1,50
90	61,27 ± 1,11

EE tăng mạnh từ 30 đến 60 phút, sau đó không tăng thêm. Ở 30 phút vesicle chưa hình thành đầy đủ và có xu hướng tạo aggregate; khi tăng thời gian hydrat hóa, vesicle hình cầu hình thành rõ hơn. Trong điều kiện khảo sát, 60 phút là thời điểm cho EE cao nhất.

4.7. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm

Thời gian (phút)	EE (%)
0	46,06 ± 0,124
5	51,13 ± 0,016
10	62,90 ± 0,040
15	57,20 ± 0,081
20	55,20 ± 1,11

EE tăng đến 10 phút rồi giảm khi kéo dài siêu âm. Tác giả cho rằng siêu âm quá 10 phút có thể làm tổn thương vesicle. 10 phút được báo cáo là điều kiện tạo vesicle tương đối đồng đều trong nghiên cứu.

5. Kết luận

Nghiên cứu cho thấy có thể bào chế niosome chứa clindamycin phosphate bằng phương pháp bốc hơi pha đảo, sử dụng Span 60 làm chất diện hoạt.

FTIR và DSC không cho thấy tương tác đáng kể giữa clindamycin phosphate và Span 60.

Năm công thức được đánh giá về hàm lượng thuốc, khả năng bao gói và giải phóng thuốc. Trong số đó, tác giả lựa chọn CLP-3 là công thức phù hợp dựa trên các đặc tính về drug content, EE và giải phóng kéo dài.

SEM cho thấy niosome có hình cầu và bề mặt có lỗ.

Đối với quá trình hydrat hóa, 60 phút cho EE cao nhất trong thí nghiệm. Đối với siêu âm, 10 phút cho EE cao nhất; kéo dài thời gian siêu âm làm giảm EE, được cho là do tổn thương vesicle.

Người dịch và tóm tắt: Nguyễn Sỹ Nguyên.

Dịch từ trang: https://jddtonline.info/index.php/jddt/article/view/2895?utm_source=chatgpt.com