Nghiên cứu dược động học của viên nang nano-sparfloxacin và viên nén sparfloxacin

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 343 NGHIÊN CỨU DƯỢC ĐỘNG HỌC CỦA VIÊN NANG NANO - SPARFLOXACIN VÀ VIÊN NÉN SPARFLOXACIN Bùi Thị Hương Quỳnh*, Nguyễn Tuấn Dũng*, Alyautdin RN** TÓM TẮT Đặt vấn đề - Mục tiêu nghiên cứu: Với mục đích chứng minh tác dụng kéo dài của dạng thuốc nano- sparfloxacin, chúng tôi tiến hành nghiên cứu và so sánh dược động học của dạng thuốc viên chứa sparfloxacin và viên nang có chứa sparfloxacin trong cấu trúc nano (nano-sparfloxacin) từ Poly (D,L-lactide-co-glycolide). Đối tượng – Phương pháp nghiên cứu: Viên nang chứa nano-sparfloxacin được sản xuất trong phòng thí nghiệm ChemRar, Liên Bang Nga; viên nén chứa sparfloxacin do công ty Dr Reddy’s cung cấp. Nghiên cứu tiến hành trên thỏ đực thí nghiệm giống Shinshilla. Quy trình xác đinh nồng độ sparfloxacin trong máu được xây dựng và thẩm định bằng kỹ thuật HPLC Water X Tera MS, cột C18. Kết quả: Điều kiện sắc ký: Xây dựng được quy trình định lượng sparfloxacin trong huyết tương bằng phương pháp HPLC với điều kiện sắc ký như sau: Cột C18 (3x50 mm; 5µm); pha động gồm acetonitril và dung dịch đệm pH 3,0 có nồng độ natri dihydrophosphat 0,025M (20:80); tốc độ dòng 1,0 ml/phút; đầu dò UV đặt ở 297 nm. Quy trình định lượng đạt chỉ tiêu đánh giá về độ chính xác, tính đặc hiệu, giới hạn định lượng đạt 80,0 ng/ml. Xác định được các thông số dược động học của từng dạng thuốc nghiên cứu và chứng minh tác dụng kéo dài của dạng viên nang chứa nano-sparfloxacin. Kết luận: Viên nang chứa hạt nano-sparfloxacin tác dụng kéo dài hơn dạng thuốc viên. Vì vậy sử dụng thuốc dạng nano có thể làm giảm liều sử dụng, giảm tác dụng phụ của các thuốc kháng sinh và chống lao. Từ khóa: sparfloxacin, nano-sparfloxacin, dược động học, HPLC. ABSTRACT PHARMACOKYNETIC STUDY OF CAPSULES WITH NANOSOMAL FORMULATION AND TABLETS WITH FREE FORMULATION OF SPARFLOXACIN Bui Thi Huong Quynh, Nguyen Tuan Dung, Alyautdin RN * Y Hoc TP. Ho Chi Minh* Vol. 15 - Supplement of No 1 - 2011: 343 - 347 Introduction-Aims: In order to prove the prolonged effect of nanosomal formulation of sparfloxacin, we compared the pharmacokinetics of the nanosomal formulation of sparfloxacin (nano-sparfloxacin) based on Poly (D,L-lactide-co-glycolide) in capsules and its free formulation in tablets. Subjects and methods: Capsules of nano-sparfloxacin were supplied by ChemRar, Russia; and tablets Sparfloxacin by Dr. Reddy's Laboratories Ltd. Drugs were tested in male rabbit Shinshilla. Sparfloxacin in serum was determined by HPLC Water X Tera MS, and C18 column. Results: A Standardized HPLC method was developed for quantitative determination of sparfloxacin in serum of rabbits with following chromatographic conditions: Water X Tera MS C18 (3x50 mm; 5µm); eluent – a mixture of acetonitrile and 0,025M phosphate buffer pH 3,0 (20:80); flow rate of 1 ml/min; UV-detector at 297 nm. The procedure met all requirements of quantitative method validation such as precision, specificity, and limit of quantification – 80,0 ng/ml. Pharmacokinetic parameters of each drug formulation were determined and the prolonged effect of capsules with nano-sparfloxacin was proved. * Bộ môn Dược lâm sàng – Khoa Dược – ĐH Y Dược Tp.HCM. ** Bộ môn Dược Lý – Khoa Dược – Học viện Y khoa Moscow. Tác giả liên lạc: TS. Bùi Thị Hương Quỳnh ĐT: 0912261353. Email: huongquynhtn@gmail.com Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 344 Conclusion: Capsules with nano-sparfloxacin showed a prolonged effect, therefore, suggesting that the nanosomal formulation may help reduce the frequency of dose administration and the toxicity of antimicrobial and antitubercular drugs. Keywords: sparfloxacin, nano-sparfloxacin, pharmacokinetic, HPLC. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay một trong những hướng nghiên cứu điều trị các bệnh nhiễm khuẩn nội bào là sử dụng hệ vận chuyển thuốc dạng nano, được sản xuất từ những polymer tự nhiên, dung hợp với cơ thể. Những hạt nano có thể vận chuyển thuốc chính xác tới các đại thực bào. Khi được đưa vào máu các hạt nano mang thuốc sẽ lập lại đường đi của vi khuẩn, tức là bị bao bọc bởi các đại thực bào và các monocyte. Trong tế bào, hạt nano dưới tác dụng của các enzyme nội bào giải phóng các dược chất, vì thế các dược chất này đạt nồng độ cao trong tế bào và tăng khả năng tiêu diệt vi khuẩn(3). Các nghiên cứu trên thế giới gần đây đã chứng minh hệ vận chuyển thuốc dùng hạt nano làm tăng tác dụng điều trị, làm giảm liều và tác dụng phụ của các thuốc kháng sinh, kháng lao truyền thống (isoniazid, rifampicin). Fluoroquinolon là nhóm thuốc được sử dụng rộng rãi và hiệu quả hiện nay trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn và lao do vấn đề kháng thuốc còn chưa phổ biến với nhóm kháng sinh này(2). Nghiên cứu dạng thuốc nano của sparfloxacin là hướng nghiên cứu mới, với mục tiêu tăng tác dụng kéo dài và giảm tác dụng phụ của thuốc. Đề tài này được thực hiện nhằm nghiên cứu tính chất dược động học của dạng thuốc nano thu được và so sánh với dạng thuốc viên sparfloxacin. ĐỐI TƯỢNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Viên nang chứa nano-sparfloxacin tương đương với 400 mg sparfloxacin do phòng thí nghiệm ChemRar cung cấp (Số 091008). Viên nén bao phim Sparflo chứa 200mg sparfloxacin do công ty Dr. Reddy's Laboratories Ltd sản xuất (Số 011913/01, hạn dùng 2010). Thỏ đực thí nghiệm giống Shinshilla. Hóa chất, dung môi Natridihydrophosphat, acid phosphoric, ethylacetate đạt tiêu chuẩn phân tích (Merck, Đức), acetonitril đạt tiêu chuẩn dùng trong sắc ký (Merck, Đức) Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng 12 thỏ đực thí nghiệm giống Shinshilla có trọng lượng 2,7-3,1 kg. Thỏ được nuôi trong điều kiện thường (ăn, uống), chiếu sáng tự nhiên. 12h trước khi bắt đầu thí nghiệm, ngừng cho thỏ ăn, nhưng vẫn để uống bình thường. Thỏ được chia làm 2 nhóm, Nhóm 1 – gồm 6 con, dùng 1 viên nang nano- sparfloxacin 400 mg, Nhóm 2 – gồm 6 con, dùng 2 viên nén sparfloxacin loại 200mg. Thuốc được đưa vào dạ dày thỏ một lần với dụng cụ hỗ trợ và liều 400mg thuốc (1 viên nang hoặc 2 viên nén). Lấy máu thỏ được tiến hành trước khi dùng thuốc và sau 0,5, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 36 và 48 giờ sau khi dùng thuốc. Máu được lấy từ tĩnh mạch vành tai thỏ, cho vào ống nghiệm chứa heparin. Huyết tương được lọc ra bằng phương pháp ly tâm, dùng máy ly tâm Beckman J-6B tốc độ 5000 vòng/phút. Mẫu huyết tương được xử lý theo sơ đồ sau: Lấy khoảng 0,5 ml huyết tương thêm vào 2,5 ml ethylacetate, lắc đều trên máy lắc trong vòng 15 phút và quay ly tâm 10 phút tốc độ 5000 vòng/phút. Phần dung môi hữu cơ được cho bay hơi cách thủy ở nhiệt độ 70 độ C, lượng chất khô được pha với 0,1 ml dung dịch pha động. Dùng bơm tiêm dành cho sắc ký lỏng “Reodyne”, mẫu 7125 bơm 50 µl dung dịch thu được vào cột sắc ký. Xác định nồng độ sparfloxacin trong mẫu huyết tương được tiến hành theo phương pháp HPLC đảo pha. Lựa chọn pH và thành phần pha Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 345 động(1,4) được căn cứ vào tính chất axit-base của sparfloxacin, là chất lưỡng tính do chứa cả nhóm chức có tính axit (carboxyl) và nhóm chức có tính base (amin bậc hai). Phải lựa chọn pH pha động để thuốc có duy nhất một dạng ion hóa, làm tăng độ chính xác của sắc ký. Điểm đẳng điện của sparfloxacin ở pH 7,0. Vì có khuyến cáo không nên dùng pha động có pH trên 8,0 cho sắc ký này, nên chúng tôi quyết định dùng môi trường axit. Ở điều kiện pH 3,0, toàn bộ sparfloxacin chuyển sang dạng cation. Nên trong nghiên cứu dùng pha động với pH 3,0. Điều kiện tiến hành sắc ký: Cột sắc ký Water X Tera MS C18 (3x50 mm; 5µm); pha động gồm acetonitril và dung dịch đệm pH 3,0 có nồng độ natri dihydrophosphat 0,025M (20:80); tốc độ dòng 1,0 ml/phút; đầu dò UV đặt ở 297 nm, trùng với bước sóng hấp thu cực đại của sparfloxacin; thể tích một lần tiêm mẫu là 50 µm. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết quả đo nồng độ sparfloxacin trong huyết tương theo thời gian (bảng 1) là cơ sở dựng đồ thị dược động học của dạng thuốc viên nang nano-sparfloxacin và viên nén sparfloxacin. Đặc điểm dược động học của từng dạng thuốc nghiên cứu được trình bày trên hình 1. Bảng 1. Biến đổi nồng độ sparfloxacin trong huyết tương (µg/ml) theo thời gian, sau khi cho thỏ dùng dạng thuốc viên nén sparfloxacin và viên nang nano-sparfloxacin liều 400 mg Thời gian sau khi sử dụng thuốc, giờ №№ 0.5 1 2 4 6 8 10 12 24 36 48 Viên nén sparfloxacin 1 13.19 20.61 26.75 27.54 25.48 23.27 21.22 19.35 11.12 6.38 3.67 2 13.62 22.37 25.89 29.93 27.13 25.93 23.19 20.81 13.07 7.82 4.43 3 12.51 22.25 26.65 27.22 24.08 20.72 20.62 18.96 10.24 6.73 3.21 4 11.84 19.34 27.86 30.30 27.42 26.87 23.99 21.97 12.91 7.21 4.71 5 17.06 23.21 28.46 29.42 24.39 22.45 21.44 18.85 10.82 6.17 3.01 6 10.97 16.65 23.29 24.14 21.96 19.10 17.28 15.31 7.19 3.03 1.70 М 13.20 20.74 26.48 28.09 25.08 23.06 21.29 19.21 10.89 6.22 3.46 SD 2.12 2.44 1.81 2.31 2.05 2.98 2.34 2.26 2.14 1.67 1.09 Viên nang nano-sparfloxacin 7 3.38 6.44 8.92 11.01 15.13 18.41 19.90 17.39 14.45 12.77 7.33 8 3.49 6.99 8.63 11.97 15.92 21.18 22.42 19.61 16.99 15.64 8.86 9 3.21 6.95 8.88 10.89 14.47 18.94 20.26 17.27 13.31 13.46 6.42 10 3.04 6.04 9.29 12.12 16.06 22.58 23.41 21.99 16.78 14.42 9.42 11 4.37 7.25 10.49 11.77 14.61 18.81 19.27 16.71 14.07 12.34 6.02 12 2.81 5.20 7.76 9.66 13.46 14.53 16.15 13.92 10.35 9.46 5.40 М 3.38 6.48 9.00 11.24 14.94 19.08 20.24 17.82 14.33 13.02 7.24 SD 0.54 0.76 0.89 0.92 0.98 2.75 2.55 2.74 2.45 2.11 1.61 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 346 Hình 1. Đặc điểm dược động học – phụ thuộc nồng độ sparfloxacin theo thời gian sau khi cho thỏ dùng dạng thuốc viên nang nano-sparfloxacin và viên nén sparfloxacin liều 400 mg. Bảng 2. Thông số dược động học của sparfloxacin sau khi cho thỏ dùng dạng viên nang nano-sparfloxacin và viên nén sparfloxacin với liều 400 mg № Tmax Cmax AUC(0→48) T1/2 kel Cl MRT Vd Сmax /AUC(0→48) Viên nén sparfloxacin М 4 28.09 617.48 14.52 0.048 0.595 15.84 12.20 0.046 SD - 2.31 88.81 1.83 0.007 0.121 1.04 0.72 0.004 Viên nang nano-sparloxacin М 10 20.24* 647.25 29.23** 0.024* 0.432 22.11 ** 17.97* 0.031 SD - 2.55 95.69 2.72 0.002 0.086 0.43 2.40 0.001 * - Khác biệt thống kê (* - р ≤0,05; ** - р≤0,01). Dựa vào đồ thị dược động học thu được, tính được các thông số dược động học cho từng dạng thuốc, kết quả được trình bày trong bảng 2. Kết quả cho thấy, sparfloxacin dạng viên nén hấp thu nhanh hơn qua đường tiêu hóa. Thời gian đạt nồng độ đỉnh trong máu của dạng viên nén là 4h, trong khi dạng viên nang là 10h với nồng độ đỉnh tương ứng là 28,09±2,31 µg/ml và 20,24±2,55 µg/ml (khác biệt có tính thống kê p≤0,05). Chu kỳ bán thải T1/2 tăng 2 lần sau khi dùng viên nang (29,23±2,72 giờ) so với dùng viên nén (14,52±1,83 giờ), khác biệt có tính thống kê (р≤0,01), thời gian lưu thuốc trung bình MRT sau khi dùng viên nang là 22,11±0,43 giờ so với MRT sau khi dùng viên nén là 15,84±1,04 giờ (MRT khác biệt có tính thống kê р≤0,01) vì thế thuốc sau khi dùng viên nang sẽ chậm bị thải trừ hơn và tồn tại trong máu lâu hơn. Thể tích phân bố Vd sau khi dùng viên nang 17,97±2,40 l cao hơn sau khi dùng viên nén 12,20±0,72 l, có tính chất thống kê, vì thế thuốc sẽ phân bố tới tế bào và mô nhiều hơn sau khi dùng dạng viên nang nano-sparfloxacin. Trong khi đó diện tích dưới đường cong AUC(0→48) đối với cả hai dạng thuốc không khác biệt có tính thống kê, sinh khả dụng tương đối là 104%. Vì vậy dạng viên nang nano-sparfloxacin có sinh khả dụng tương đương với dạng thuốc viên sparfloxacin. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 347 KẾT LUẬN Tóm lại, dùng viên nang chứa nano-sparfloxacin làm tăng thời gian tồn tại của thuốc trong máu, tăng phân bố thuốc tới các mô và tế bào, vì thế sẽ cho tác dụng kéo dài hơn dạng thuốc viên nén thông thường. Trong tương lai, việc sử dụng thuốc dạng nano có thể làm giảm liều sử dụng, giãn khoảng cách liều và làm giảm tác dụng phụ của các thuốc kháng sinh và chống lao. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Cao S.X., Zhang J.Y., Ji X.M., and Liu H.M. Quantitative analysis of sparfloxacin injection by high performance liquid chromatography. // Se Pu – 2001. – Vol.19(5). – P: 454-456. 2. Jeong YI, Na HS, Seo DH, Kim DG, Lee HC Jang MK, Nang Sk, Roh SH, Kim SI, and Nah JW. Ciprofloxacin-encapsulated poly (dl lactde-co-glycolide) nanoparticles and its antibacterial activity. // Int J Pharm. – 2008 Mar. – Vol. 352 (1- 2). – P.317-323. 3. Klose D., Siepmann F., Elkharraz K., Krenzlin S., Siepmann J. How porosity and size affect the drug release mechanisms from PLGA-based microparticles. // International Journal of Pharmaceutics. – 2006. – Vol.314. – P. 198-206. 4. Srinivas N., Narasu L., Shankar B.P., and Mullangi R. Development and validation of a HPLC method for simultaneous quantitation of gatifloxacin, sparfloxacin and moxifloxacin using levofloxacin as internal standard in human plasma: application to a clinical pharmacokinetic study.// Biomed. Chromatogr. – 2008. – Vol. 22(11). – P: 1288- 1295.