Nghiên cứu khả năng tạo phức của risperidon và β-cyclodextrin

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 150 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA RISPERIDON VÀ β-CYCLODEXTRIN Trương Ngọc Tuyền*, Nguyễn Lý Huyền* TÓM TẮT Mục tiêu: Risperidon là thuốc chống loạn thần mới có nhiều ưu điểm hơn so với nhóm thuốc cũ. Tuy nhiên chất này khó tan và kém bền với ánh sáng làm ảnh hưởng đến sinh khả dụng. Việc tạo phức giữa risperidon với β-cyclodextrin sẽ cải thiện được các nhược điểm này. Phương pháp nghiên cứu: Có nhiều phương pháp để tạo phức giữa β-cyclodextrin với các chất như đồng kết tủa, đồng bay hơi hay tạo bột nhão, đối với risperidone thì phương pháp đồng kết tủa là thích hợp nhất. Kết quả: Bằng phương pháp đồng kết tủa đã tạo được phức hợp risperidon- β-cyclodextrin, phức tạo thành được chứng minh bằng các phương pháp hóa lý hiện đại. Kết luận: Có thể áp dụng phương pháp đồng kết tủa để sản xuất phức chất này trên quy mô lớn. Từ khóa: β-cyclodextrin, risperidon. ABSTRACT STUDY OF THE PREPARATION OF COMPLEX BETWEEN RISPERIDONE AND β-CYCLODEXTRIN Truong Ngoc Tuyen, Nguyen Ly Huyen * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 15 - Supplement of No 1 - 2011: 150 -154 Objectives: Risperidone is a new psychonosema with some advantages, risperidone is practically insolube in water and sensitive to light, so it affects on the its availability. The inclusion complex between risperidone and β- cyclodextrin is a solution to improve solubility and stability for risperidone. Method: There are some methods to prepare the inclusion complex with β-cyclodextrin such as coprecipitate, coevaporate or paste-forming. In case of risperidone, suitable method is coprecipitate. Result: The inclusion complex between risperidone and β-cyclodextrin was formed by coprecipitate method. The complex was proved by modern physio-chemico instruments. Conclusion: This coprecipitate method can be applied for large scale. Keywords: : β-cyclodextrin, risperidone. ĐẶT VẤN ĐỀ Risperidon là thuốc chống loạn thần mới thuộc nhóm dẫn xuất benzoxazol được chỉ định điều trị các dạng bệnh tâm thần phân liệt với nhiều ưu điểm vượt trội so với nhóm thuốc cũ như ít gây ức chế các hoạt động về vận động, giảm nguy cơ gây tác dụng phụ ngoại tháp và mở rộng tác động điều trị cho các triệu chứng âm tính và triệu chứng cảm xúc. Tuy nhiên hoạt chất này rất khó tan trong nước và kém bền với ánh sáng làm ảnh hưởng xấu đến việc bào chế các dạng thuốc cũng như sinh khả dụng của risperidon(4). Việc sử dụng cyclodextrin làm phức bao được xem như giải pháp hữu hiệu để cải thiện độ tan và tính bền của các chất mà không gây ra độc tính hay tác dụng phụ nào trong việc điều trị(1,3,5). Trong nghiên cứu này phức hợp risperidon- β-cyclodextrin được tạo ra bằng phương pháp đồng kết tủa(2) và chứng *Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS. Trương Ngọc Tuyền ĐT: 0903 33 06 04; Email: truongtuyen2001@yahoo.com Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 151 minh sự tạo thành bằng các phương pháp lý hoá thông dụng. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Nguyên liệu hoá chất Risperidon, β-cyclodextrin (β-CD) đạt tiêu chuẩn dược dụng, các hoá chất tinh khiết dùng cho HPLC. Phương pháp thực nghiệm Tạo phức hợp bằng phương pháp đồng kết tủa trong dung dịch đệm và nước cất Hòa tan β-cyclodextrin trong một lượng tối thiểu nước cất hoặc dung dịch đệm phosphat pH 10,5 ở nhiệt độ thường. Thêm 1 lượng risperidon thích hợp vào dung dịch trên. Đun nóng đến 50 oC. Lọc bỏ tủa, làm nguội và tiếp tục khuấy (lắc) trong tối thiểu 48 giờ, nhiệt độ thường, tốc độ lắc 200 vòng/ phút. Phức hợp được hình thành dưới dạng tủa rất mịn. Để lạnh 24 giờ để tủa tất cả phức hợp tạo thành, ly tâm trong 10 phút, rửa tủa bằng nước cất lạnh cho đến pH trung tính (nếu dùng dung dịch đệm), sấy khô sản phẩm ở nhiệt độ 50 oC trong 2 giờ sau đó cho vào bình hút ẩm. Đánh giá sự tạo phức bằng phân tích nhiệt vi sai Phân tích nhiệt vi sai (DSC: Differential scaning calorimetry) DSC được dùng để xác định mức độ tinh khiết của các dược chất. Phương pháp này dựa trên sự giảm cường độ đỉnh nội nhiệt và giảm nhiệt độ nóng chảy của các chất. Theo lý thuyết, khi điều chế phức hợp, trong phức có 3 thành phần: hoạt chất trong phức, hoạt chất tự do và β- cyclodextrin. Xem hoạt chất trong phức là tạp chất, chất này làm giảm nhiệt độ nóng chảy của hoạt chất dạng tự do và mở rộng đỉnh nội nhiệt. Phân tích phổ hồng ngoại Phân tích và đánh giá sự thay đổi của các đỉnh đặc hiệu của hoạt chất dạng nguyên liệu so với các đỉnh của hoạt chất chứa trong phức. Phân tích phổ cộng hưởng từ Tiến hành phân tích phổ cộng hưởng từ proton cho mẫu risperidon dạng phức bao và β- CD. So sánh sự dịch chuyển hóa học của H(3), H(5) của β-CD giữa 2 phổ đồ. Định lượng hoạt chất toàn phần và so sánh độ hoà tan Phương pháp định lượng : HPLC. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Bằng phương pháp đồng kết tủa trong môi trường đệm pH 10,5 và môi trường trung tính, đã tổng hợp lượng phức tương ứng với tỉ lệ 0,75 : 0,5. Phức chất dạng bột màu trắng mịn, 100 mg phức chất tan hoàn toàn trong 5ml nước cất. Kết quả phân tích nhiệt vi sai Phổ phân tích nhiệt của risperidon có một đỉnh nội nhiệt ở 172,89 oC tương ứng với nhiệt độ nóng chảy của risperidon. Phổ phân tích nhiệt của β-CD có vùng đỉnh nội nhiệt từ 68 oC đến 140,1oC tương ứng với quá trình dehydrat hóa (khoảng 12%) và đỉnh nội nhiệt nhỏ hơn ở 220 oC tương ứng với sự chuyển dạng thuận nghịch trong phân tử. Nhiệt độ nóng chảy của risperidon trong phức thay đổi rất nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của risperidon nguyên liệu, giảm đi rất nhiều và gần như biến mất hoàn toàn. Cường độ các đỉnh nội nhiệt của β-CD cũng giảm đáng kể. Kết quả thu được cho thấy có tương tác giữa risperidon và β-CD: phân tử risperidon bị bắt giữ trong khoang rỗng của β-CD, tạo thành phức bao risperidon-βCD. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 152 Hình 1. Giản đồ nhiệt vi sai của risperidon, β-CD và phức risperidon-βCD. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại Bảng 1 So sánh phổ IR của risperidon, β-CD và phức hợp risperidon-βCD. Nhóm chức CH3 C-N (bậc 3) Ar-O-Ar C-F Risperidon 2941 cm-1 1647,1 cm-1 1253 cm-1 1130 cm-1 Risperidon-βCD - - 1245,9 cm-1 - Phổ của phức risperidon-βCD cho thấy các dải của risperidon gần như bị che lấp bởi các dải mạnh và rộng của β-CD. Các đỉnh đặc trưng bị mất hoặc dịch chuyển và giảm cường độ chứng tỏ có tương tác giữa 2 chất để tạo phức hợp. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ So sánh phổ NMR proton của phức risperidon-βCD và β-CD chuẩn (Hình 2). Kết quả cho thấy độ chuyển dịch hóa học của H(3) và H(5) bị thay đổi về phía vùng từ trường thấp hơn chứng tỏ H(3) và H(5) đã bị giảm chắn như vậy có sự sắp xếp lại về cấu trúc không gian của các nguyên tử trong khoang của β-CD. Trên phổ có một số đỉnh của risperidon nhưng không rõ như vậy một phần phân tử risperidon đã đi vào khoang của CD chứng tỏ có sự hình thành phức hợp giữa risperidon và β- CD. Bảng 2. Sự dịch chuyển hóa học của H(3) và H(5) trong khoang β-CD của phức risperidon- βCD β-CD chuẩn Risperidon-βCDMẫu H(3) H(5) H(3) H(5) Độ dịch chuyển hóa học (ppm) 3,32 3,35 3,56 3,57 Kết quả định lượng Bằng phương pháp HPLC, cột C18 (25 cm x 4,6 mm, 5 µm), hệ dung môi : methanol : đệm amoni acetat 0,5% (9 :1), bước sóng phát hiện 278 nm, tốc độ dòng 1,5 ml/ phút, thể tích tiêm : 20 µl . Xác định hàm lượng risperidon trong phức tạo bởi phương pháp đồng kết tủa trong dung dịch đệm pH 10,5 là 9,84%. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 153 Hình 2. Phổ NMR của β–cyclodextrin và phức risperidon-βCD. Hình 3. Phổ đồ HPLC của β–cyclodextrin và phức risperidon-βCD ở bước sóng 278 nm. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 154 Kết quả thử nghiệm độ hòa tan Bảng 3. Độ hòa tan của risperidon nguyên liệu và risperidon trong phức ở những thời điểm nghiên cứu Độ hòa tan (%) Thời gian (phút) 1 3 5 7 10 15 Risperidon 19,78 34,71 50,65 53,62 57,24 57,46 Phức risperidon- βCD 32,42 41,66 53,18 58,90 62,17 71,19 Hình 2. Độ hòa tan của risperidon nguyên liệu và risperidon trong phức. Thử nghiệm độ hòa tan theo BP2007, dùng cánh khuấy. Độ hòa tan của risperidon nguyên liệu và risperidon chứa trong phức risperidon- βCD điều chế theo phương pháp đồng kết tủa trong đệm pH 10,5 tại các thời điểm sau 1, 3, 5, 7, 10 và 15 phút. Kết quả cho thấy độ hòa tan của phức risperidon-βCD có tăng so với risperidon nguyên liệu ở mọi thời điểm, đặc biệt là ở thời điểm đầu và cuối của thử nghiệm. Điều này chứng tỏ sự tạo phức có làm tăng khả năng hòa tan của risperidon. KẾT LUẬN Risperidon có khả năng tạo phức với β-CD cho phức hợp dễ tan trong nước hơn risperidon nguyên liệu đầu.Trong môi trường đệm pH 10,5 cho kết quả tạo phức tốt hơn do risperidon ở dạng phân tử trung hoà nên dễ đi vào khoang của β-CD và tạo liên kết bền vững. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dodziuk H. (2006). Cyclodextrin and their complexes. Wiley– VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, Germany, 381-415. 2. Hedges R.A. (1998). Industrial Application of Cyclodextrins. Chemical Reviews, 98, 2035-2044. 3. Loftsson T., Brewster M.E. (2007). Cyclodextrins as pharmaceutical solubilizers. Advanced drug delivery reviews, 59, 645-666.. 4. Martindale: The Complete Drug Reference, 35th edition. The Pharmaceutical Press, London, UK (2007). 5. Raymond C.R., Paul J.S., Siân C.O. (2006). The Handbook of Pharmaceutical Excipients, 5th edition. Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association, Washington DC, USA, 186-189.