Ảnh hưởng của chất tăng thấm lên tính thấm của Scopolamin qua da chuột

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 74 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT TĂNG THẤM LÊN TÍNH THẤM CỦA SCOPOLAMIN QUA DA CHUỘT Vũ Thị Huỳnh Hân*, Lê Quan Nghiệm*, Lê Hậu*, Nguyễn Thiện Hải*, Hà Thị Hằng Nga* TÓM TẮT Mục tiêu: Nghiên cứu này nhằm khảo sát tính thấm của scopolamin hydrobromid qua da chuột với tác động của một số chất tăng thấm, để lựa chọn các chất tăng thấm thích hợp có thể cải thiện khả năng thấm của scopolamin hydrobromid làm cơ sở chọn lựa chất tăng thấm cho nghiên cứu dạng thuốc dán. Phương pháp: Ảnh hưởng của các chất tăng thấm qua da chuột đã được khảo sát bằng cách cho dung dịch bão hoà của scopolamin hydrobromid chất tăng thấm tiếp xúc với da chuột trong tế bào Franz. Các chất tăng thấm được khảo sát gồm nhóm thân nước (sulfoxid, alcol, ether) và nhóm thân dầu (hydrocarbon, acid béo, ester). Lượng scopolamin hydrobromid thấm qua da chuột theo thời gian được định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. Kết quả: Các chất tăng thấm thân nước (DMSO, methyl butanol, octanol, hexanol, decanol, transcutol P) có khuynh hướng gia tăng tính thấm của scopolamin hyrobromid hơn các chất tăng thấm thân dầu (dầu khoáng, acid oleic, isopropyl myristat). Trong đó DMSO tạo dung dịch bão hòa với hàm lượng scopolamin hydrobromid 252233,93 μg/ml cao nhất, thấm qua da chuột nhiều nhất 28,17μg/cm2/giờ với tiềm thời thích hợp 5,76 giờ. Kết luận: Kết quả ảnh hưởng của các chất tăng thấm đến tốc độ thấm scopolamin hydrobromid qua da chuột giảm dần theo thứ tự: DMSO, methyl butanol, hexanol, transcutol P, decanol, octanol, lauroglycol 90, dodecanol, propanediol, isopropyl myristat, PEG, acid oleic, dầu khoáng. Từ khoá: Scopolamin hydrobormid, chất tăng thấm ABSTRACT ENHANCERMENT EFFECTS IN THE PERMEATION OF SCOPOLAMINE HYDROBROMIDE THROUGH RAT SKINS Vu Thi Huynh Han, Le Quan Nghiem, Le Hau, Nguyen Thien Hai, Ha Thi Hang Nga * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 15 - Supplement of No 1 - 2011: 74 - 79 Objectives: This research aim was to study the permeation of scopolamine hydrobromide through rat skins with the impact of enhancer, from which the most appropriate enhancer would be considered and chosen to enhance the ability of permeation of scopolamine hydrobromide and to be function as a fundamental for the study of drug-in-adhesive patch (DIA- patch). Methods: The effect of enhancer through rat skins has been in a survey by the rubbing the saturated solution of scopolamine hydrobromide in enhancer were evaluated using Franz diffusion cell fitted with excised rat skin. The enhancers surveyed were involved hydrophylic groups (sulfoxide, alcohols, ethers) and lipophylic groups (hydrocarbons, fatty acids, esters). The amount of scopolamine hydrobromide permeated through rat skins per time was determined by validated HPLC method. Results: Among experimented enhancers, the hydrophylic enhancers (Dimethyl sulfoxide (DMSO), methyl butanol, octanol, hexanol, decanol, transcutol P) had a tendency to increase the permeation of *Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Tác giả liên hệ: ThS. Vũ Thị Huỳnh Hân ĐT: 0913816832 Email: huynhhancmc.vuthi@gmail.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 75 scopolamine hyrobromide more than the lipophylic ones (mineral oil, acid oleic, isopropyl myristat), in which DMSO generated saturated solution with the highest amount of scopolamine hydrobromide (252233.93 μg/ml) with the most target flux of scopolamine for rat skin is (28.17μg/cm2/hour) in the most suitable lag time (5.76 hours). Conclusion: The results of the enhancing effects to a level of permeation of scopolamine hydrobromide through rat skins have declined gradually, DMSO, methyl butanol, hexanol, transcutol P, decanol, octanol, lauroglycol 90, dodecanol, propanediol, isopropyl myristate, PEG, acid oleic, mineral oil respectively. Key words: Scopolamine hydrobromide, enhancer. ĐẶT VẤN ĐỀ Scopolamin là alcaloid kháng muscarin, có tác dụng lên thần kinh trung ương và ngoại biên. Scopolamin được dùng để ức chế thần kinh trung ương làm giảm trạng thái căng thẳng, lo âu và gây ngủ ở liều cao. Thuốc có tác dụng ức chế receptor muscarin ở hệ tiền đình phân nhánh đến trung tâm nôn, nên được dùng riêng rẽ hoặc phối hợp với các thuốc kháng histamin để làm thuốc trị nôn do di chuyển. Gần đây các dạng thuốc dán hấp thu qua da chứa hoạt chất scopolamin đã được dùng để trị nôn do di chuyển. Để đạt được hiệu quả trị chống nôn cho thuốc dán chứa scopolamin hydrobromid, cần phải phối hợp chất tăng thấm phù hợp vào dạng thuốc dán để giúp thuốc thấm tốt qua da lành lặn(2). Nghiên cứu này được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của các chất tăng thấm trên khả năng thấm qua da chuột của scopolamin hydrobromid, để lựa chọn các chất tăng thấm thích hợp có thể cải thiện khả năng thấm của scopolamin hydrobromid (SH) làm cơ sở cho nghiên cứu xây dựng công thức thuốc dán scopolamin. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thiết bị và nguyên liệu Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao (Knauer), bơm 1000, đầu dò UV, cột Knauer ZC 81 (25 cm x 4,6 cm), máy siêu âm, máy tế bào khuếch tán (Franz), máy khuấy từ, máy bão ôn, máy vortex. Scopolamin hydrobromid đạt tiêu chuẩn dược dụng, methyl sulfoxid, và các hóa chất khác đạt tiêu chuẩn phân tích, methanol và triethylamin loại dùng cho sắc ký lỏng hiệu năng cao. Phương pháp nghiên cứu - Xử lý da chuột: Chuột cống trắng 230 ± 20 g, được giết chết bằng ete trong hộp kín. Chuột sau khi chết được cạo sạch lông trên lưng. Cắt da lưng chuột, loại bỏ lớp mỡ dưới da, dùng giấy thấm ép để loại hết máu(3,5) - Định lượng: Dung dịch SH bão hòa trong các chất tăng thấm được cho vào khoang chứa mẫu (donor) của tế bào khuếch tán Franz, khoang nhận chứa dung dịch đệm phosphat đẳng trương pH 7,4. Tế bào khuếch tán có diện tích tiếp xúc là 3,14 cm2, thể tích khoang nhận là 15,5 ml. Lượng SH khuếch tán qua da chuột (được đặt giữa khoang chứa mẫu và khoang nhận) được xác định tại các thời điểm 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24 giờ được định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao với các điều kiện sau: Cột: KNAUER ZC 81, kích thước: 25 cm x 4,6 mm Nhiệt độ cột: nhiệt độ phòng Pha động: Methanol: đệm phosphate 30 mM (45:55), pH 7 chỉnh bằng triethylamin Tốc độ dòng: 1 ml/ phút Detector: UV-Vis, bước sóng 215 nm. Thể tích tiêm mẫu: 100 μl Lượng scopolamin hydrobromid thấm qua da trong một đơn vị diện tích ở thời điểm xác định được tính bởi công thức: AP: Lượng scopolamin hydrobromid thấm qua da trong một đơn vị diện tích (mcg/cm2); CT: Nồng độ scopolamin hydrobromid (mcg/ml); Vcell: Thể tích khoang nhận; Scell: Diện tích màng khuếch tán Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 76 Vẽ đồ thị tương quan giữa lượng scopolamin hydrobromid thấm qua da (AP) và thời gian. Chọn khoảng tuyến tính trên đồ thị, tức là trong khoảng thời gian này AP (y) và thời gian (x) tuyến tính hay hệ số tương quan R lớn hơn 0,95; khi đó tốc độ thấm thuốc qua da (flux) là hằng định. Dựa vào đồ thị, hệ số góc của đoạn thẳng tuyến tính là tốc độ thấm flux (Js) và thời điểm (x) mà đoạn thẳng tuyến tính cắt trục hoành là tiềm thời. Khả năng tăng thấm của 13 chất được khảo sát gồm: dimethyl sulfoxid (DMSO); dầu khoáng; polyethylen glycol (PEG); 1- dodecanol; 1,2-propanediol; 3- methyl -1- butanol; decanol; hexanol; 1-octanol; acid oleic; isopropyl myristat (IPM); propylen glycol monolaurat (lauroglycol); diethylen glycol monoethyl ether (Transcutol P). KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Kết quả khảo sát tính thấm qua da chuột của SH với các chất tăng thấm Đối với nhóm alcol Theo một vài nghiên cứu đã nhận thấy có sự tương quan giữa cấu trúc và tác dụng của các chất tăng thấm nhóm alcol(1). Ảnh hưởng của các chất tăng thấm thuộc nhóm alcol (gồm PEG, 1,2-propanediol, 3- methyl-1-butanol, hexanol, octanol, decanol, dodecanol) đối với sự thấm qua da chuột của SH ở bảng 1 và đồ thị sự tương quan giữa lượng SH thấm qua da và thời gian được thể hiện ở hình 1. Kết quả thử nghiệm cho thấy 3-methyl-1-butanol và hexanol có khuynh hướng làm tăng tính thấm của SH nhiều hơn so với các chất còn lại cùng nhóm alcol. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian (giờ) H àm lư ợn g s co po la m in th ấm q ua d a (µ g/ cm 2 ) Propanediol Methyl Butanol Hexanol Octanol Decanol Dodecanol PEG Hình 1. Đồ thị biểu diễn sự thấm của SH bão hòa trong chất tăng thấm nhóm alcol Bảng 1. Các thông số thấm của SH đối với chất tăng thấm nhóm alcol Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm qua da (mcg/cm2/giờ) Propanodiol 10,38 ± 0,59 3,43 ± 0,37 Methyl butanol 1,87 ± 0,80 14,11 ± 0,59 Hexanol 3,86 ± 0,40 10,97 ± 2,14 Octanol 3,28 ± 0,17 7,06 ± 2,07 Decanol 3,91 ± 1,04 7,16 ± 3,12 Dodecanol 3,72 ± 1,40 5,94 ± 5,45 PEG 5,71 ± 1,83 1,60 ± 2,12 Nhóm sulphoxid (DMSO) Kết quả khảo sát sự thấm của dung dịch SH bão hòa trong DMSO được trình bày ở bảng 2 và hình 2 thể hiện đồ thị sự tương quan giữa hàm lượng SH và thời gian. Dựa vào đồ thị, tại tiềm thời 5,76 giờ lượng scopolamin hydrobromid được thấm qua da hằng định với tốc độ thấm bằng 28,17 mcg/cm2/giờ. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 77 0 100 200 300 400 500 600 700 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian (giờ) H àm lư ợn g s co po la m in th ấm q ua da (µ g/ cm 2 ) Hình 2. Đồ thị biểu diễn sự thấm của SH bão hòa trong DMSO Bảng 2. Các thông số thấm của SH đối với chất tăng thấm DMSO Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm qua da (mcg/cm2/giờ) DMSO 6,55 ± 1,04 28,17 ± 31,18 Nhóm acid béo Chất tăng thấm thuộc nhóm acid béo được khảo sát là acid oleic. Kết quả khảo sát sự thấm của dung dịch SH bão hòa trong acid oleic được trình bày ở bảng 3, hình 3 thể hiện đồ thị sự tương quan giữa hàm lượng SH và thời gian. Tại tiềm thời 8,62 giờ lượng SH được thấm qua da hằng định với tốc độ thấm qua da bằng 0,78 mcg/cm2/giờ. Hình 3. Đồ thị biểu diễn sự thấm của SH bão hòa trong acid oleic Bảng 3. Các thông số thấm của SH đối với chất tăng thấm acid oleic Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm qua da (mcg/cm2/giờ) Acid oleic 8,94 ± 1,23 0,78 ± 0,28 Nhóm Ester Trong nhóm ester, lauroglycol làm tăng tính thấm rõ rệt so với isopropyl myristat. Đường biểu diễn lượng SH thấm qua da chuột được trình bày trong hình 4 và kết quả tính toán độ thấm được trình bày ở bảng 4. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 78 0 50 100 150 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian (giờ) H àm lư ợn g s co po la m in th ấm qu a da (µ g/ cm 2 ) Isopropyl myristat Lauroglycol 90 Hình 4. Đồ thị biểu diễn sự thấm của SH bão hòa trong nhóm ester Bảng 4. Các thông số thấm của SH đối với chất tăng thấm nhóm ester Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm qua da (mcg/cm2/giờ) Isopropyl myristat 10,16 ± 1,64 2,11 ± 1,98 Lauroglycol 3,14 ± 2,24 6,47 ± 2,89 Nhóm Ete (Transcutol P) Kết quả khảo sát sự thấm của dung dịch scopolamin hydrobromid bão hòa trong transcutol P được trình bày ở bảng 5 và hình 5 thể hiện đồ thị sự tương quan giữa hàm lượng SH và thời gian. Dựa vào đồ thị, tại tiềm thời 9,12 giờ lượng SH được thấm qua da hằng định với tốc độ thấm qua da bằng 4,28 mcg/cm2/giờ. Hình 5. Đồ thị biểu diễn sự thấm của SH bão hòa trong transcutol P Bảng 5. Các thông số thấm của SH đối với chất tăng thấm transcutol P Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm qua da (mcg/cm2/giờ) Transcutol P 10,09 ± 1,82 4,27 ± 3,68 Nhóm hydrocarbon: Dầu khoáng Sau 3 lần thử nghiệm sự ảnh hưởng của dầu khoáng với sự thấm của SH, kết quả SH không thấm qua da đối với chất tăng thấm là dầu khoáng. Liên quan giữa tốc độ thấm qua da và nồng độ bão hòa: Bảng 6. Tổng kết các thông số thấm của SH bão hòa trong các chất tăng thấm (sắp xếp theo thứ tự giảm dần của tốc độ thấm) Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm (µg/cm2/giờ) Nồng độ bão hòa (mcg/ml) DMSO 5,76 28,17 252233,93 Methy butanol 1,77 14,11 2796,15 Hexanol 3,61 10,97 1780,76 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 79 Chất tăng thấm Tiềm thời (giờ) Tốc độ thấm (µg/cm2/giờ) Nồng độ bão hòa (mcg/ml) Transcutol P 4,28 9,12 14334,54 Decanol 3,62 7,16 484,16 Octanol 3,16 7,06 832,25 Lauroglycol 2,27 6,47 1722,91 Dodecanol 2,97 5,94 475,94 Propanediol 10,69 3,23 183412,86 Isopropyl myristat 9,50 2,12 28,92 PEG 4,34 1,58 15216,67 Acid oleic 7,91 0,67 Không hỗn hòa Dầu khoáng 0,00 0,00 Không hỗn hòa Nồng độ bão hòa của SH trong các chất tăng thấm thể hiện tính tan của nó. Có sự tương quan giữa tốc độ thấm qua da của SH với nồng độ bão hòa, khi nồng độ bão hòa của các chất tăng, chênh lệch nồng độ SH giữa khoang cho và khoang nhận lớn, do đó theo định luật của Fick tốc độ thấm của SH qua da tăng. Tuy nhiên trong một số trường hợp (như 1,2 - propanodiol và PEG), nồng độ bão hòa của SH trong các chất này cao hay độ tan của SH lớn nhưng tốc độ thấm qua da của SH không cao. Điều này có thể được giải thích như sau: độ tan của SH trong 1,2 – propanodiol và PEG do SH có sự liên kết mạnh với các chất tăng thấm làm giảm hoạt độ nhiệt động của SH nên tốc độ thấm qua da của SH giảm. KẾT LUẬN Các chất tăng thấm thân nước (DMSO, methyl butanol, octanol, hexanol, decanol, Transcutol P) có khuynh hướng gia tăng tính thấm của scopolamin hyrobromid hơn các chất tăng thấm thân dầu (Dầu khoáng, acid oleic, isopropyl myristat). Điều này trái ngược với sự nghiên cứu ảnh hưởng của các chất tăng thấm lên sự thấm qua da của scopolamin dạng base(4), kết quả của nghiên cứu này các chất tăng thấm thân dầu (như isopropyl myristat) có tác dụng gia tăng tính thấm của scopolamin hơn các chất tăng thấm thân nước. SH là một chất có tính thân nước thích hợp với các chất tăng thấm thân nước còn scopolamin dạng base có tính thân dầu hơn thì thích hợp với các chất tăng thấm thân dầu. Như vậy có tác dụng tăng tính thấm của hoạt chất thì các chất tăng thấm phải có tính thân dầu/nước phù hợp với hoạt chất đó. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Adrian C.W., Brian W.B. (2004), Penetration enhancers, Advanced Drug Deliver Reviews, 56: 603 - 618. 2. Chien Y.W. (1991), Novel Drug Delivery Systems, Second Edition Revised and Expanded, Marcel Dekker, 321 – 328. 3. Cho Y.J., Choi H.K. (1998), Enhancement of percutaneous absorption of ketoprofen: effect of vehicles and adhesive matrix, Intl. J. Pharm., 169: 95-104. 4. Jung J.Y., Kam S.H., Kim K.N., Chi S.C., Park E.S. (2003), Effect of Various Enhancers on Permeation of Scopolamin through Excised Rat Skin, J. Kor. Pharm. Sci., 33: 141 – 144. 5. Nguyễn Thiện Hải, Chi S.C. (2005), Investigation of the effect of vehicles on skin permeation of Benztropine, Proceeding of Pharma Indochina IV Conference, 363 -368.