Nghiên cứu bào chế viên nén chứa Metronidazol 250 mg nổi trong dạ dày

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 58 NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VIÊN NÉN CHỨA METRONIDAZOL 250 mg NỔI TRONG DẠ DÀY Nguyễn Hoài Thanh Tâm*, Lê Thị Thu Vân*, Lê Hậu* TÓM TẮT Mục tiêu: Metronidazol là kháng sinh trong các phác đồ điều trị viêm loét dạ dày để diệt trừ vi khuẩn Helicobacter pylori. Vi khuẩn này định vị chủ yếu ở niêm mạc dạ dày, đề tài nghiên cứu bào chế metronidazol dưới dạng viên nổi nhằm kéo dài thời gian thuốc lưu tại dạ dày để tăng hiệu quả điều trị. Phương pháp nghiên cứu: Viên được bào chế bằng phương pháp xát hạt ướt, viên nổi nhờ khí CO2 tạo ra từ NaHCO3. Các tá dược tạo khung bắt giữ khí đã nghiên cứu gồm gôm xanthan, HPMC K4M, HPMC K100M. Thử nghiệm hòa tan được thực hiện trong môi trường 500 ml HCl 0,1 N, thiết bị cánh khuấy, tốc độ 50 vòng/phút, nhiệt độ 37±0,5 0C. Metronidazol trong dịch hòa tan được định lượng bằng phương pháp quang phổ tử ngoại. Hiệu quả nổi của viên được đánh giá bằng thời gian nổi trong HCl 0,1 N. Hàm lượng metronidazol trong viên được xác định bằng phương pháp HPLC. Kết quả: Đã thực hiện bào chế 12 công thức với các loại và tỉ lệ polyme khác nhau. Gôm xanthan, HPMC K4M và HPMC K100M được dùng riêng hoặc phối hợp để làm chất tạo gel bắt giữ khí carbonic tạo cơ chế nổi cho viên. Kết quả đánh giá độ nổi và hòa tan cho thấy HPMC cho viên có tiềm thời ngắn và giải phóng hoạt chất nhanh hơn viên dùng gôm xanthan, các viên đều nổi trong môi trường thử hòa tan hơn 8 giờ. Qui trình định lượng metronidazol bằng HPLC đã được xây dựng và thẩm định để định lượng metronidazol trong chế phẩm. Kết luận: Đã nghiên cứu bào chế được viên nổi metronidazol. Sản phẩm chứa HPMC K4M (15%) có tiềm thời 12 giây và chứa HPMC K100M (10%) có tiềm thời 15 giây. Sản phẩm của cả 2 công thức đều nổi trong HCl 0,1N trong ít nhất 8 giờ và phóng thích hơn 80% hoạt chất sau 8 giờ. Từ khóa: Metronidazol, viên nổi ABSTRACT PREPARATION OF GASTRORETENTIVE FLOATING TABLET CONTAINING METRONIDAZOLE 250 MG Nguyen Hoai Thanh Tam, Le Thi Thu Van, Le Hau * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 58 - 62 Objectives: Metronidazole is widely used for eradication Helicobacter pylori in duodenal and gastric ulcers. This bacterium locates in mucous gastric. Hence prolongation the gastric retention of dosage form may offer numerous advantages to improve bioavailability and therapeutic efficacy of the active ingredients. Gastroretentive Floating Drug Delivery Systems (GRFDDS) can significantly prolong the gastric residence time of drugs for several hours. The aim of this project is to formulate floating tablets with Metronidazole for Helicobacter pylori eradication. Methods: Tablets were prepared by wet granulation process. NaHCO3 was used as gas–generating excipient. Xanthan gum, HPMC K4M and HPMC K100M were used to form matrix. PVP in IPA (10%) was used as binder. The blend was then compressed into tablets having average weight of 500 mg with 10 mm round * Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: DS Nguyễn Hoài Thanh Tâm - ĐT: 0917862349 - Email: thanhtam0317@gmail.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 59 standard concave punches. The punched tablets were of 40-60 N hardness. Dissolution studies were performed in 500 ml of HCl 0,1N using the paddle method, at 50 rpm and 37 ºC. The concentration of metronidazol was obtained by measuring its absorbance at 277 nm in a ultraviolet spectrophotometer. HPLC was used to determine the amount of metronidazol in tablet. Results: The development and validation of HPLC and ultraviolet spectrophotometer methods showed that they could be used to determine metronidazol. Release rate of metronidazol in HPMC-based matrix was higher than that of xanthan gum-based matrix. Lag time of HPMC-based tablet was shorter than that of xanthan gum- based tablet. Combination of xanthan gum and HPMC did not improve drug release. The evaluation of 13 formulations with 3 above mentioned polymers showed that tablet containing either HPMC K4M at 15% or HPMC K100M at 10% could release over 80% of drug after 8 hour and lag time was in seconds. Conclusions: Gastroretentive floating drug delivery systems with metronidazol was successfully formulated. It was found that with 10% of NaHCO3, the content of HPMC K4M and HPMC K100M should be 15% and 10% of tablet weight, respectively. The release rate of resultant tablets was in range of 12 – 15 seconds. Key words: Metronidazole, floating tablet. ĐẶT VẤN ĐỀ Loét dạ dày-tá tràng là một bệnh phổ biến trên thế giới, chiếm khoảng 10% dân số. Trong đó Helicobacter pylori (HP) được ghi nhận là nguyên nhân chính dẫn tới loét dạ dày-tá tràng (70% bệnh nhân loét dạ dày, 90% bệnh nhân loét tá tràng có sự hiện diện của vi khuẩn này ở niêm mạc dạ dày), ung thư biểu mô tuyến và lympho dạ dày. Do vậy, việc điều trị tiệt trừ HP giúp giải quyết triệt để nhiều trường hợp loét dạ dày-tá tràng, phòng ngừa tiên phát nguy cơ loét và ung thư dạ dày. Tuy nhiên, các phác đồ điều trị HP với các dạng thuốc qui ước đôi khi hiệu quả không cao do HP cư trú chủ yếu ở dạ dày, viên nén qui ước thường nhanh chóng xuống ruột để hấp thu vào máu nên giảm hiệu quả tiệt trừ HP. Sử dụng một dạng bào chế lưu được trong dạ dày thời gian dài sẽ giúp giải quyết được vấn đề trên. Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu bào chế viên nổi có thời gian lưu dài trong dạ dày chứa metronidazol 250 mg, nhằm tăng hiệu quả điều trị của metronidazol - một trong những kháng sinh thường dùng trong các phác đồ diệt trừ HP. VẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên vật liệu Metronidazol, hydroxy propyl methyl cellulose (HPMC), gôm xanthan, natri hydrocarbonat, lactose, polyvinyl pyrolidon (PVP), isopropyl alcol (IPA); các hóa chất khác đều đạt tiêu chuẩn dược dụng hoặc tiêu chuẩn phân tích. Trang thiết bị Các thiết bị chủ yếu dùng trong nghiên cứu gồm máy dập viên xoay tròn (CJB – 3B – 27), máy thử độ hòa tan (Pharmatest type PTW S3C), máy đo độ cứng (Erweka TBH 30), máy quang phổ UV-Vis (Shimadzu UV1601PC), máy HPLC (Dionex), máy đo pH (Metrohm). Phương pháp nghiên cứu Phương pháp bào chế Viên nén nổi được bào chế bằng phương pháp xát hạt ướt: metronidazol, lactose, natrihydro carbonat, polyme được trộn đều trong 15 phút, hỗn hợp được làm ẩm và xát hạt với dung dịch PVP 10% trong IPA qua rây 1,2 mm, sấy 40oC trong 2 giờ, sửa hạt qua rây 0,8 mm, thêm aerosil và magie stearat, trộn đều trong 10 phút. Hạt được nén thành viên hai mặt khum, đường kính 10 mm. Viên được đánh giá về tiềm thời (lag time- thời gian để viên nổi lên hoàn toàn) và thời gian nổi (floating time- thời gian viên nổi được) khi tiếp xúc với dung dịch HCl 0,1 N. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 60 Phương pháp thử độ hòa tan Viên được thử trong 500 ml dung dịch HCl 0,1 N, với thiết bị kiểu cánh khuấy tốc độ 50 vòng/phút. Nhiệt độ môi trường được duy trì ở 37± 0,5 oC. Mẫu được lấy cách mỗi giờ trong thời gian 8 giờ. Lượng metronidazol phóng thích được xác định bằng phương pháp quang phổ UV ở bước sóng hấp thu cực đại 277 nm. Phương pháp định lượng metronidazol trong viên Hàm lượng metronidazol trong viên được xác định bằng phương pháp HPLC với pha động gồm methanol:nước (20:80), cột C18 RP (Knauer 125-4), tốc độ dòng 1ml/phút, thể tích tiêm mẫu 20 μl, đầu dò UV, bước sóng phát hiện 254 nm. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Định lượng metronidazol trong dịch thử độ hòa tan bằng phương pháp UV Kết quả thẩm định phương pháp quang phổ định lượng metronidazol trong dịch thử hòa tan cho thấy có sự tương quan tuyến tính rõ giữa nồng độ metronidazol và độ hấp thu trong khoảng nồng độ 1-25 µg/ml, với phương trình hồi qui là yˆ = 0,0364x + 0,0028. Kết quả khảo sát trên mẫu giả định cho thấy các tá dược có trong công thức không ảnh hưởng đến độ hấp thu của metronidazol ở bước sóng 277 nm. Độ đúng của phương pháp đã được xác định với tỉ lệ phục hồi trong khoảng 80-110%. Định lượng viên nén metronidazol bằng phương pháp HPLC Với các điều kiện sắc ký đã chọn, pic của metronidazol có thời gian lưu khoảng 4,4 phút, hệ số bất đối 1,12 và không trùng với các pic có trong mẫu phân tích (hình 1, 2, và 3). Tính tương thích hệ thống được thể hiện bởi độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của thời gian lưu và diện tich pic của metronidazol lần lượt là 0,18% và 1,25% (n=6). Tương quan giữa diện tích pic và nồng độ metronidazol trong khoảng nồng độ 10-500 µg/ml thể hiện bởi phương trình hồi qui yˆ =0,2362x - 0,0838. Độ lặp lại (n=6) thể hiện bởi RSD là 1,45%. Tỉ lệ phục hồi (n=3) ở 3 mức thêm chuẩn đạt trong khoảng 98,20 -101,82% chứng tỏ phương pháp đạt độ đúng. 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 -15 0 20 40 60 80 100 METRO #2 [modified by Administrator] TRANG 2 UV_VIS_2 mAU min 1 - 1.602 WVL:254 nm Hình 1. Sắc kí đồ mẫu trắng 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 -15 0 20 40 60 80 100 METRO #3 [modified by Administrator] METRO UV_VIS_2 mAU min 1 - 1.651 2 - METRO - 4.486 WVL:254 nm Hình 2. Sắc kí đồ metronidazol chuẩn 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 -15 0 20 40 60 80 100 METRO #5 [modified by Administrator] M10 UV_VIS_2 mAU min 1 - 1.655 2 - METRO - 4.479 3 - 5.338 WVL:254 nm Hình 3. Sắc kí đồ metronidazol trong mẫu thử Nghiên cứu bào chế viên nén nổi chứa metronidazol Các công thức viên nổi với các loại polymer khác nhau được trình bày trong bảng 1. Kết quả thử độ phóng thích hoạt chất (PTHC) cho thấy gôm xanthan với tỉ lệ 3% (CT1) chưa tạo được viên nổi phù hợp. Ở tỉ lệ 5% (CT2) sự PTHC đạt gần 80% (bảng 2). Bảng 1: Các công thức viên nén nổi metronidazol 250 mg. Thành phần Lượng trong 1 viên (mg) CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 CT9 CT10 CT11 CT12 Metronidazol 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 Gôm xanthan 15 25 50 100 - - - - - - 50 25 HPMC K4M - - - - 50 75 100 - - - 50 - Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 61 Thành phần Lượng trong 1 viên (mg) CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 CT9 CT10 CT11 CT12 HPMC K100M - - - - - - - 50 75 100 - 25 NaHCO3 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Lactose 176 166 141 91 141 116 91 141 116 91 91 141 PVP 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Aerosil 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Magie stearat 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Tổng 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 Kết quả thử độ phóng thích hoạt chất của viên nén nổi metronidazol 250 mg Bảng 2: Kết quả phóng thích hoạt chất sau 8 giờ của các sản phẩm nghiên cứu Thời gian (giờ) % metronidazol phóng thích CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 CT9 CT10 CT11 CT12 4 100,06 8 71,2 52,71 47,33 98,37 82,23 72,04 80,46 64,66 68,92 60,51 62,14 Viên chứa polyme là HPMC phóng thích hoạt chất nhanh hơn so với viên chứa gôm xanthan. Do độ nhớt cao, viên chứa HPMC K100M PTHC chậm hơn so với K4M. Tốc độ PTHC giữa các viên chứa HPMC K100M ở các tỉ lệ 15% và 20% khác nhau không đáng kể, có thể ở tỷ lệ 15% HPMCK100M đã tạo được khung bền vững nhất nên khi tăng thêm polyme không làm chậm hơn nữa tốc độ PTHC. Các công thức phối hợp polyme (CT11, CT12) không cải thiện được khả năng phóng thích hoạt chất, metronidazol chỉ phóng thích khoảng 60% sau 8 giờ. Kết quả thử độ nổi của viên nén metronidazol 250 mg Bảng 3. Kết quả thử độ nổi của các viên nghiên cứu CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 CT9 CT10 CT11 CT12 Tiềm thời (giây), (n=6) 100 40 37 34 30 12 7 15 20 8 78 43 Thời gian nổi (giờ) 4 >8 >8 >8 >8 >8 >8 >8 >8 >8 >8 >8 Kết quả thử độ nổi cho thấy viên dùng HPMC nổi nhanh hơn so với viên dùng gôm xanthan do HPMC tạo gel nhanh hơn so với gôm xanthan. Tỉ lệ polyme HPMC càng cao viên nổi càng nhanh. Tuy nhiên với gôm xanthan sự khác biệt về tiềm thời giữa các công thức không đáng kể. Các viên phối hợp Xanthan và HPMC có tiềm thời là trung bình cộng của viên chỉ chứa HPMC hoặc gôm xanthan. Viên chứa HPMC bị bào mòn nhanh chóng hơn so với viên chứa gôm xanthan chứng tỏ khung gôm xanthan bền vững hơn và thời gian nổi của viên dùng gôm xanthan sẽ được duy trì lâu hơn. KẾT LUẬN Viên nổi trong dạ dày chứa metronidazol 250 mg đã được bào chế theo cơ chế tạo ra khí CO2, và các polyme trương nở nhanh trong nước tạo khung bắt giữ khí là gôm xanthan và HPMC. Đã xác định được các công thức phù hợp 2 yêu cầu: viên nổi hơn 8 giờ và giải phóng hơn 80% hoạt chất sau 8 giờ. Trong đó, viên chứa HPMC K4M với tỉ lệ 15% có tiềm thời 12 giây, có thể nổi và phóng thích trên 80% metronidazol sau 8 giờ; viên chứa HPMC K100M với tỉ lệ 10% có tiềm thời 15 giây, thời gian nổi và độ phóng thích hoạt chất cũng tương đương viên chứa HPMC K4M với tỉ lệ 15%. Viên chứa gôm xanthan tỉ lệ 5%, dù chỉ phóng thích hoạt chất đạt khoảng 70% Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 62 nhưng tạo được khung gel có tính nguyên vẹn được duy trì lâu hơn, do đó gôm xanthan cũng là tá dược phù hợp để có thể nghiên cứu tiếp tục cho viên nén nổi theo cơ chế bắt giữ khí carbonic. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hetangi R, Vishnu P, Moin M (2010), “Floating drug delivery system: Innovative approach of gastroretentive”, Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res., 4 (3), 183-190. 2. Mayavanshi AV, Gajjar SS (2008), “Floating drug delivery systems to increase gastric retention of drugs: A Review”, Research J. Pharm. and Tech., 1(4), 345-348. 3. Patil JM, Hirlekar RS, Gide PS, Kadam VJ, (2005), “Trends in floating drug delivery systems”, J. Sci. Ind. Res., 65 (1), 11-21. 4. Praveen N, Sheefali M, Deeppika S, (2010), “Floating system: A novel approach towards gastroretentive drug delivery system”, Int. J. Pharm. Sci. 2 (3), 2-7. 5. Shah SH, Patel JK, Patel NV, (2009), “Stomach Specific Floating Drug Delivery System: A Review”, Int. J. Pharm. Res.. 1 (3), 623-633. 6. Shweta A, Javed A, Alka A, Roop KK, Sanjula B (2005), “Floating Drug Delivery Systems: A Review”, AAPS PharmSciTech, 6 (3), 47. Ngày nhận bài báo: 12.12.2012 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 23.12.2012 Ngày bài báo được đăng: 10.03.2014