.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
----------------------

MAI THANH DIỆN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN MICRO
TÍCH HỢP TỪ CÁC TIỂU PHÂN NANO
MANG THUỐC KHÁNG LAO ISONIAZID
PHÂN PHỐI TRỰC TIẾP ĐẾN PHỔI

LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC

Hồ Chí Minh – Năm 2019

.

BỘ Y TẾ


.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-------------------------

MAI THANH DIỆN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN MICRO

TÍCH HỢP TỪ CÁC TIỂU PHÂN NANO
MANG THUỐC KHÁNG LAO ISONIAZID
PHÂN PHỐI TRỰC TIẾP ĐẾN PHỔI

Ngành: Công nghệ dược phẩm – Bào chế thuốc
Mã số: 8720202

Luận văn Thạc sỹ Dược học
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Đình Duy

Hồ Chí Minh – Năm 2019

.

BỘ Y TẾ


.

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.
Học viên

Mai Thanh Diện

i
.



.

TĨM TẮT
Mục đích: Điều chế được các tiểu phân micro mang các tiểu phân nano chứa INH
phân phối trực tiếp đến phối với những đặc tính phù hợp.
Phương pháp nghiên cứu
Tối ưu hóa cơng thức điều chế tiểu phân nano chứa INH, sử dụng phần mềm Design
– Expert, mơ hình thực nghiệm Taguchi L9, với 4 biến số độc lập (nồng độ INH, dung
môi hữu cơ, tỉ lệ INH:PLGA và nồng độ PVA). Xác định công thức tối ưu bằng phân
tích phương sai và phân tích sự ảnh hưởng của các biến độc lập tới các biến phụ thuộc.
Sử dụng công thức tối ưu để nghiên cứu cải thiện hiệu suất bắt giữ (EE) và khả năng
tải thuốc (DL), sử dụng HP-β- cyclodextrin, gelatin và chitosan. Khảo sát khả năng
phóng thích, xác định cơ chế phóng thích của hệ tiểu phân nano.
Điều chế tiểu phân Trojan bằng phương pháp phun sấy. Các công thức phun sấy được
khảo sát các đặc tính như: hình thể học, XRD, IR, DSC, khả năng phóng thích và đặc
tính khí động học.
Kết quả và bàn luận
Phần mềm Design-Expert đề xuất công thức tối ưu với chỉ số mong muốn 0,95 và các
thông số sau: nồng độ INH 1%, tỉ lệ INH:PLGA = 1:2,5, dung môi hữu cơ là EA và
nồng độ PVA 0,5%. Thực nghiệm kiểm chứng (n = 3) cho thấy sự phù hợp với giá trị
dự đoán của phần mềm.
Gelatin cải thiện đáng kể EE, công thức 15 với gelatin 150 bloom nồng độ 9% cho
EE tốt nhất, đạt 26,5 ± 2,5%.
Các công thức đều cho khả năng phóng thích INH tốt và tn theo mơ hình Higuchi.
Q trình phun sấy tạo tiểu phân Trojan có hiệu suất thấp, tiểu phân xốp, hình ảnh
SEM cho thấy các tiểu phân nano trên bề mặt Trojan. Công thức với nồng độ leucin
1,6 g/l cho các đặc tính khí động học phù hợp để phân phối thuốc tới phổi. Phổ nhiễu
xạ tia X, phổ DSC và phổ IR cho thấy sự tương tác giữa INH với các thành phần
trong công thức và INH tồn tại ở trạng thái vơ định hình.

Kết luận: Nghiên cứu điều chế được tiểu phân Trojan mang INH với các đặc tính lí
hóa và đặc tính khí động học phù hợp, là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu cải tiến.
ii
.


.

ABSTRACT
Purpose: Prepare microparticles with nanoparticles containing INH distributed
directly to the lungs with appropriate properties.
Methods
Optimize the formula for preparing nanoparticles containing INH, using Design Expert software, the experimental model of Taguchi L9, with 4 independent variables
(INH concentration, type of organic solvent, INH:PLGA ratio and PVA
concentrations). Determine the optimal formula by analyzing variance and analyzing
the effect of independent variables on the dependent variables.
Optimal formulation is used to improve the entrapment efficiency (EE) and drug
loading (DL), with the addition of HP-β-cyclodextrin, gelatin and chitosan.
Investigate the ability to release, determine the release mechanism of nanoparticles.
Preparation of Trojan particles by spray-drying method. Spray-drying formulas were
investigated for features such as: geometry, XRD, IR, DSC, drug release capacity and
aerodynamic properties.
Results and discussion
Design-Expert software proposes an optimal formula with a desirability value was
0.95 and the following parameters: INH concentration of 1%, INH:PLGA ratio = 1:
2.5, PLGA solvent is EA and 0.5% PVA. Experimental verification (n = 3) showed
the conformity with the predicted value of the software.
Gelatin significantly improved EE, formula 15 with gelatin 150 bloom
concentration 9% showed best EE, reached 26,5 ± 2.5%.
All formulations has an INH release good and follows the Higuchi model.

Spray drying process created Trojan particles with low performance, porous particles;
SEM images showed nanoparticles on the surface of Trojan. Formulations with leucin
concentrations of 1.6 g/l, showed appropriate aerodynamic properties for drug
delivery into the lungs. According to X-ray diffraction spectrum, DSC spectrum and
IR spectrum, we can realize the interaction between INH and the components in the
formula and INH exists in an amorphous state.
iii
.


.

Conclusion: The study has prepared the INH-carrying Trojan particles with
appropriate physicochemical and aerodynamic properties, which is the basis for
further improvement researchs.

iv
.


.

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix
BẢNG DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ..............................................x
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................3
1.1. Bệnh lao và hóa trị liệu hiện nay ........................................................................3
1.2. Isoniazid .............................................................................................................7

1.3. Hệ thống phân phối thuốc đến phổi trong điều trị lao ........................................9
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................19
2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị ...............................................................................19
2.2. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................22
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................36
3.1. Tối ưu hóa công thức hệ tiểu phân nano PLGA chứa INH ..............................36
3.2. Cải thiện hiệu suất bắt giữ và khả năng tải thuốc của tiêu phân nano .............41
3.3. Khảo sát sự phóng thích hoạt chất của hệ tiểu phân ........................................43
3.4. Kết quả điều chế tiểu phân Trojan mang tiểu phân nano chứa INH ................47
3.5. Khảo sát tính chất khí động học của bột khơ hít ..............................................50
3.6. Khảo sát khả năng phóng thích tiểu phân nano, IR, XRD và DSC của tiểu
phân Trojan ..............................................................................................................51
3.7. Khảo sát khả năng phóng thích của INH của tiểu phân nano trong Trojan .....54
CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN ........................................................................................57
4.1. Tối ưu hóa cơng thức hệ tiểu phân nano PLGA chứa INH ..............................57
4.2. Cải thiện hiệu suất bắt giữ và khả năng tải thuốc của tiêu phân nano .............59
4.3. Khảo sát sự phóng thích hoạt chất của hệ tiểu phân ........................................60
4.4. Kết quả điều chế tiểu phân trojan mang tiểu phân nano chứa INH .................61
4.5. Khảo sát tính chất khí động học của bột khơ hít ..............................................62
4.6. Khảo sát khả năng phóng thích tiểu phân nano, IR, XRD và DSC của tiểu
phân Trojan ..............................................................................................................62
v
.


.

4.7. Khảo sát khả năng phóng thích của INH trong mẫu Trojan .............................63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................


vi
.


.

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các quốc gia thuộc ba nhóm có nhiều gánh nặng về bệnh lao (TB), bệnh
lao đa đề kháng (MDR-TB), bệnh lao đồng thời nhiễm HIV (TB/HIV) ....................5
Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của Isoniazid .................................................................7
Hình 1.3. Ví dụ dạng cấu trúc của tiểu phân nano PLGA [19] ................................. 11
Hình 1.4. Cấu tạo của tiểu phân Trojan.....................................................................13
Hình 1.5. Các giai đoạn phóng thích hoạt chất của tiểu phân Trojan .......................13
Hình 1.6. Mối liên quan giữa kích thước tiểu phân và sự lắng đọng tại phổi ...........14
Hình 1.7. Mơ hình dụng cụ Andersen Cascade Impactor (a) và ống hít (b) .............15
Hình 1.8. Cơ chế hoạt động của dụng cụ Andersen Cascade Impactor ....................16
Hình 2.9. Quy trình điều chế tiểu phân nano mang INH ..........................................23
Hình 2.10. Quy trình điều chế tiểu phân nano nhằm cải tiến hiệu suất bắt giữ ........29
Hình 2.11. Quy trình nâng cấp cỡ lơ điều chế tiểu phân nano PLGA mang INH .....31
Hình 2.12. Quy trình điều chế tiểu phân micro tích hợp tiểu phân nano tải INH .....33
Hình 3.13. Ảnh hưởng của các biến số độc lập đến kích thước tiểu phân ................37
Hình 3.14. Ảnh hưởng của các biến số độc lập đến PDI ..........................................38
Hình 3.15. Ảnh hưởng của các biến số độc lập đến thế zeta ....................................39
Hình 3.16. Sự tương quan giữa giá trị dự đoán và giá trị thực tế của các biến phụ
thuộc Y1, Y2 và Y3 .....................................................................................................40
Hình 3.17. % INH phóng thích theo thời gian của các cơng thức 14, 15, 16, 18 .....43
Hình 3.18. Hình chụp TEM của tiểu phân nano PLGA cơng thức 15 ......................46
Hình 3.19. Hình chụp SEM của CT0 ........................................................................48
Hình 3.20. Hình chụp SEM 4 cơng thức phun sấy ...................................................49

Hình 3.21. Tổng hợp khảo sát tính chất khí động học của các cơng thức ................50
Hình 3.22. Hình chụp TEM của tiểu phân Trojan .....................................................51
Hình 3.23. XRD của bột khơ hít mang INH, INH tinh thể và mẫu trộn vật lý .........52
Hình 3.24. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) của mẫu bột phun sấy, INH tinh
khiết và mẫu trộn vật lý.............................................................................................53
Hình 3.25. Giản đồ nhiệt vi sai của INH và bột Trojan ............................................54
vii
.


.

Hình 3.26. Kết quả %INH phóng thích mẫu bột khơ hít và cơng thức nano ............55
Hình 3.27. Đồ thị các phương trình động học mẫu bột khơ hít ................................56

viii
.


.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phác đồ điều trị lao cho người trường thành mới mắc ...............................6
Bảng 1.2. Tiểu phân nano tải thuốc kháng lao đã được nghiên cứu .........................10
Bảng 2.3. Bảng thơng số kích thước tiểu phân Trojan tại từng đĩa...........................15
Bảng 2.4. Danh mục nguyên vật liệu cần sử dụng ....................................................19
Bảng 2.5. Danh mục thiết bị sử dụng ........................................................................20
Bảng 2.6. Thiết kế thực nghiệm theo mơ hình Taguchi L9.......................................26
Bảng 2.7. Các công thức nhằm cải thiện hiệu suất bắt giữ của hệ tiểu phân nano
mang INH ..................................................................................................................28

Bảng 2.8. Hướng dẫn tính khối lượng tích lũy của bột .............................................35
Bảng 3.9. Mơ hình thực nghiệm Taguchi L9 ............................................................36
Bảng 3.10. Kết quả phân tích phương sai .................................................................37
Bảng 3.11. Kết quả đo các mẫu được chọn sau khi thử tối ưu..................................41
Bảng 3.12. Các công thức cải thiện hiệu suất bắt giữ của hệ tiểu phân nano mang
INH ............................................................................................................................42
Bảng 3.13. Kích thước và PDI hệ tiểu phân của 1 số công thức cải thiện EE, DL ..42
Bảng 3.14. % INH phóng thích của 4 cơng thức thử nghiệm (n=3) .........................44
Bảng 3.15. R2 dữ liệu phóng thích INH cơng thức 14, 15, 16 và 18 ........................45
Bảng 3.16. Bảng thống kê các thông số của các công thức 14, 15, 16 và 18 ...........45
Bảng 3.17. Kết quả điều chế lặp lại công thức 15 ....................................................46
Bảng 3.18. So sánh các thơng số giữa quy trình gốc và quy trình nâng cấp ............47
Bảng 3.19. Nồng độ các chất phun sấy tạo tiểu phân Trojan ....................................47
Bảng 3.20. Hiệu suất phun sấy tạo tiểu phân Trojan ................................................48
Bảng 3.21. Giá trị đặc tính khí động học của các cơng thức bột khơ hít ..................50
Bảng 3.22. Kết quả phóng thích của mẫu bột khơ hít ...............................................55

ix
.


.

BẢNG DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết tắt

Chữ nguyên


Ý nghĩa

1

AF

Alveolar fraction

2

Da

Dalton

3

DCM

Dichloromethan

4

DL

Delivery loading

5

DPPC


6

DSC

7

EA

Ethyl acetat

8

EE

Encapsulation efficiency

9

ETB

Ethambutol

10

FPF

Fine particle fraction

Phần hạt mịn


11

FI-IR

Fourrier Transformation

Phổ hồng ngoại biến đổi

InfraRed

Fourrier

12

GSD

13

HA

Hyaluronic acid

14

INH

Isoniazid

15


LPPs

Large porous particles

16

MAN

Manitol

17

Phần hạt đi đến phế nang

Khả năng tải thuốc

1,2-dipalmitoyl-snglycero-3-phosphocholine
Differential scanning
calorimetry

Geometric standard
deviation

Mass median aerodynamic

MMAD

diameter

Hiệu suất bắt giữ


Độ lệch chuẩn hình học

Tiểu phân xốp lớn
Đường kính khí động học
tương ứng khối lượng trung
bình

18

MWCO

Molecular weight cut off

19

N/D

Nước/Dầu

20

N/D/N

Nước/Dầu/Nước
x
.

Phân tích nhiệt quét vi sai


Chọn lọc khối lượng phân tử


.

21

PBS

Phosphate buffer saline

22

PDI

Polydispertion index

23

PLGA

24

PVA

Polyvinyl alcolhol

25

PZA


Pyzarinamid

26

RIF

Rifampicin

27

SEM

28

SM

29

TEM

30

Trojan

Trojan

31

XRD


X-ray diffraction

Nhiễu xạ tia X

32

UV

Ultra violet

Tử ngoại

Chỉ số phân tán

Poly (lactide-co-glycolide
acid)

Scanning Electron
Microscopy

Kính hiển vi điện tử quét

Streptomycin
Transmission Electron

Kính hiển vi điện tử truyền

Microscopy


qua
Tiểu phân micro tích hợp các
tiểu phân nano

xi
.


.

MỞ ĐẦU
Bệnh lao là một trong những thảm họa lớn nhất trong suốt chiều dài lịch sử nhân loại.
Sự hiểu biết về sinh bệnh học của bệnh lao bắt đầu với công việc của Laophec đầu
thế kỷ XIX, phát triển bằng chứng minh sự lây nhiễm của vi khuẩn lao bởi Jean
Antoine Villemin năm 1865 và sự xác định của trực khuẩn lao với tên khoa học
Mycobacterium tuberculosis là tác nhân bệnh lý của Robert Koch vào năm 1882 [34].
Hiện nay, bệnh lao vẫn là một vấn đề lớn trong cộng đồng, đặc biệt tại các quốc gia
đang phát triển. Theo WHO, năm 2017, có khoảng 10 triệu ca mắc mới và 1,6 triệu
người chết do lao, trong đó có 0,3 triệu người nhiễm HIV, chủ yếu tập trung ở một số
quốc gia đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia… khiến cho thế giới
phải chi ra 3,5 tỷ đơ la Mỹ cho phịng và trị bệnh. Tỉ lệ vi khuẩn lao đa kháng thuốc
cũng gia tăng nhanh chóng, với khoảng 558.000 ca năm 2017, ảnh hưởng lớn đến
việc điều trị bệnh lao [4], [ 12], [ 37].
Để điều trị lao, không dùng đơn lẻ các thuốc trị lao mà dùng thuốc theo phác đồ. Các
phác đồ điều trị bệnh lao thường kéo dài 6 – 9 tháng, sau đó duy trì tới 1 – 2 năm và
có thể lên tới 36 tháng. Đây là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng
khơng tn thủ phác đồ điều trị, dẫn đến tình trạng đa đề kháng [10].
Isoniazid (INH) là một trong những thuốc kháng lao quan trọng, được kết hợp với
các thuốc khác trong hầu hết các phác đồ trị lao hiện nay. INH có hiệu quả tốt và ít
độc tính, ít tác dụng phụ hơn một số thuốc kháng lao khác như aminosalicylic acid,

capreomycin, ethionamid. Do vậy, nó được sử dụng kết hợp với các thuốc kháng lao
khác để điều trị lao kể cả lao đa kháng thuốc. Ngồi ra, INH cịn dùng để phịng ngừa
lao khi dùng đơn trị liệu [2], [ 4].
Một hướng điều trị mới được đề xuất là đưa thuốc vào cơ thể trực tiếp tới phổi theo
đường hơ hấp thay vì đường uống hoặc tiêm. Cụ thể là nghiên cứu dạng bột khơ xơng
hít phân phối thuốc dạng khí dung để điều trị lao phổi. Trong đó dạng bột thuốc gồm
những hạt micro tích hợp từ các tiểu phân nano mang thuốc kháng lao phân phối trực
tiếp đến phổi được quan tâm phát triển. Khi các hạt bột kích thước micro được phân
phối tới phế nang phổi thì các tiểu phân nano mang thuốc trị lao được phóng thích và
1
.


.

được thực bào bởi các đại thực bào, từ đó thuận lợi cho việc đưa thuốc trực tiếp vào
trong các tế bào nhiễm lao, giúp tăng nồng độ thuốc tại mô bệnh, cải thiện hiệu quả
điều trị, giảm đi độc tính và tăng khả năng tuân thủ cho bệnh nhân. Điều chế tiểu
phân micro mang tiểu phân nano chứa INH là 1 trong các phương án cải tiến việc
điều trị sử dụng INH.
Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu điều chế tiểu phân micro tích hợp từ các tiểu phân nano mang thuốc
kháng lao Isoniazid (INH), có thể phân phối thuốc trực tiếp đến phổi hiệu quả.
Mục tiêu cụ thể
- Điều chế được tiểu phân nano PLGA chứa INH với các đặc tính phù hợp về: phân
bố kích thước tiểu phân, thể zeta, hiệu suất bắt giữ, khả năng phóng thích.
- Điều chế được tiểu phân micro tích hợp từ các tiểu phân nano chứa INH và khảo sát
được các đặc tính của tiểu phân micro điều chế được.

2

.


.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Bệnh lao và hóa trị liệu hiện nay
Bệnh lao, có nguồn gốc từ Đơng Phi, là một căn bệnh, một tai họa lớn từ thời cổ đại.
Nó có nguồn gốc từ vi khuẩn Mycobacterium ulcerans xuất hiện 150 triệu năm trước.
Vào 5000 năm trước, thư tịch Ai Cập cổ đại đã lần đầu nhắc đến nó. Các văn tự cổ
của Hi Lạp, Nam Mỹ cũng ghi nhận về căn bệnh này. Nó ảnh hưởng đến sức khỏe
con người trong suốt chiều dài lịch sử, với liên tiếp các đợt dịch xảy ra. Bệnh lao khó
điều trị đến mức nó được coi là một trong nan y tứ chứng “phong, lao, cổ, lại”. Hiện
nay, cùng với bùng nổ mạnh mẽ của HIV-AIDS, khả năng miễn dịch của con người
bị suy giảm nghiêm trọng, dẫn đến tỉ lệ người bị lao tiềm ẩn chuyển thành bệnh lao
tăng cao, gây nhiều khó khăn trong kiểm sốt bệnh lao [1].
Bệnh lao là bệnh phức tạp chủ yếu do vi khuẩn lao có tên khoa học Mycobacterium
tuberculosis gây nên. Mycobacterium tuberculosis là một trong 7 lồi Mycobacterium
có thể gây bệnh ở người, bao gồm Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum,
Mycobacterium microti, Mycobacterium caprae, Mycobacterium pinnipedii,
Mycobacterium canetii, Mycobacterium mungi. Vi khuẩn lao có kích thước 3 – 5 µm,
khơng có lơng, hai đầu trịn, thân có hạt. Chúng thường đứng riêng lẻ hay thành từng
nhóm trên tiêu bản nhuộm Ziehl – Neelsen [4], [ 12].
Trực khuẩn lao vào cơ thể thông qua nhiều con đường khác nhau, song qua đường hô
hấp là phổ biến nhất [2], [ 4]. Bệnh nhân lao phổi khi ho, hắt hơi hoặc khi nói chuyện
sẽ tạo ra các hạt đờm rất nhỏ có chứa trực khuẩn lao lơ lửng trong khơng khí, phân
tán xung quanh người bệnh, người lành hít phải các hạt này khi hơ hấp có thể bị lây
nhiễm. Ngồi ra, bệnh lao cịn có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua đường tiêu hóa
(gây lao ruột), đường da, đường niêm mạc (gây lao mắt) song những con đường này
ít phổ biến. Vi khuẩn cũng có thể lây nhiễm sang thai nhi bằng đường máu qua tĩnh

mạch rốn nếu mẹ bị lao cấp tính (như lao kê) hoặc qua nước ối (khi chuyển dạ), nhưng
những con đường này càng ít gặp. Tại đường hơ hấp, khi trực khuẩn lao theo đường
hô hấp trên và cuống phổi vào phế nang phổi, các tế bào bảo vệ, chủ yếu là đại thực
bào, được huy động tới để tiêu diệt chúng. Sự tương tác giữa vi khuẩn với đại thực
3
.


.

bào làm một số vi khuẩn lao bị chết. Nhưng một số trực khuẩn lao không bị tiêu diệt,
tiếp tục phát triển và nhân lên trong đại thực bào, tạo các nốt sần. Trong đa số trường
hợp, tổn thương có thể tự khỏi và khơng có biểu hiện lâm sàng. Đây là giai đoạn lao
tiềm ẩn [4]. Khi hệ miễn dịch suy yếu, những nốt sần này vỡ ra, trực khuẩn lao được
phóng thích sẽ theo bạch huyết và dịng máu đến các bộ phận khác của cơ thể. Những
nơi mà bệnh lao thường phát triển bao gồm não, thanh quản, hạch bạch huyết, xương
sống, thận và đặc biệt là phổi. Nếu trực khuẩn lao xâm nhập vào máu và lan tỏa khắp
cơ thể, chúng tạo ra vô số ổ nhiễm, trường hợp này gọi là lao kê và có tiên lượng
nặng. Trong vòng 2 – 12 tuần, khi trực khuẩn lao tiếp tục phát triển trong phổi, đại
thực bào thực bào chúng. Giai đoạn này dương tính trong phản ứng da với
Tuberculine. Trực khuẩn lao được giữ trong vỏ cứng. Chúng có thể tồn tại ở thể ngủ
bên trong đại thực bào trong nang trong nhiều năm. Ở một vài người, trực khuẩn lao
vượt qua hệ thống miễn dịch và nhân lên rất nhanh, kết quả là từ nhiễm lao chuyển
sang bệnh lao. Người bệnh lao thường truyền và phát tán vi khuẩn cho người khác.
Quá trình chuyển từ nhiễm lao sang bệnh lao có thể ngay lập tức hoặc sau nhiều năm
nhiễm lao. Dịch cơ thể hoặc những mơ tại vị trí bệnh nên được thu thập cho việc phết
tìm trực khuẩn kháng cồn và kháng acid và ni cấy. Kết quả cấy dương tính giúp
xác định chẩn đoán bệnh lao. Bệnh nhân lao phổi thường bị ho và X quang phổi bất
thường và có thể lây nhiễm [12].
Hiện nay, việc điều trị lao không chỉ là trị khỏi bệnh lao mà gồm nhiều mục địch khác

nhau, gồm: chữa khỏi bệnh lao, ngăn ngừa tái phát bệnh lao, giảm thiểu nguy cơ tử
vong và các biến chứng, phòng chống nguy cơ lây nhiễm cho cộng đồng và tránh xảy
ra tình trạng đa kháng thuốc. Lúc này, các phác đồ điều trị lao được sử dụng thay vì
sử dụng các thuốc trị lao riêng lẻ. Nhìn chung, trong các phác đồ, đều thực hiện theo
các nguyên tắc sau: phối hợp các thuốc chống lao, dùng thuốc đúng liều, dùng thuốc
đều đặn và dùng thuốc đủ thời gian theo 2 giai đoạn tấn cơng và duy trì. Theo khuyến
nghị của Tổ chức Y tế thế giới (2011), việc điều trị lao và những trường hợp kháng
thuốc đòi hỏi sự kết hợp của phác đồ đa thuốc trong thời gian dài. Giai đoạn đầu tiên,
giai đoạn tấn công, bao gồm sự kết hợp của 3 hay nhiều hơn những thuốc chống lao
4
.


.

với ít nhất 2 thuốc kháng lao thiết yếu, dùng hàng ngày. Ở giai đoạn này, phần lớn
các vi khuẩn lao bị tiêu diệt, triệu chứng diễn tiến tích cực và bệnh nhân không lây
cho người khác. Giai đoạn thứ hai, giai đoạn duy trì, là sự kết hợp 2 hoặc 3 thuốc để
diệt hết các trực khuẩn lao trong tổn thương, tránh tái phát. Giai đoạn tấn công thường
kéo dài 6 – 9 tháng, sau đó điều trị duy trì tới 1 – 2 năm và có thể lên tới 36 tháng.
Với thời gian dài như thế, kèm theo rất nhiều tác dụng phụ của thuốc kháng lao, các
chức năng của gan và thận bị quá tải vì các tác động tích lũy của thuốc. Sử dụng thuốc
kéo dài cũng dẫn đến tình trạng kém tuân thủ ở bệnh nhân mắc bệnh lao, gây ra đa đề
kháng, tình trạng này càng nghiêm trọng hơn với sự phát triển của HIV/AIDS. Tỉ lệ
mắc bệnh lao và đa đề kháng chủ yếu tập trung ở các nước đang phát triển, thể hiện
ở hình 1.1 [37].

Hình 1.1. Các quốc gia thuộc ba nhóm có nhiều gánh nặng về bệnh lao (TB), bệnh
lao đa đề kháng (MDR-TB), bệnh lao đồng thời nhiễm HIV (TB/HIV) [37]
Hiện tại, thuốc kháng lao thiết yếu gồm 5 hoạt chất: isoniazid (INH), rifampicin (RIF),

pyrazinamid (PZA), ethambutol (ETB) và streptomycin (SM). Thuốc kháng lao thuộc
nhóm II gồm: ethionamid (ETH) hay prothionamide, kanamycin (KM) hoặc amikacin
(AMK), terizidone/cycloserin (CS), capreomycin (CAP), viomycin và para amino
salicylic acid (PAS) [31]. Các thuốc nhóm II dùng khi điều trị các thuốc kháng lao
5
.


.

thiết yếu thất bại hoặc khi nhiễm lao đa kháng thuốc, những thuốc này ít hiệu quả,
độc tính cao và thường khơng sẵn có do giá thành cao. Gần đây có 2 thuốc mới là
bedaquilin và delanamid được chấp thuận để điều trị lao đa kháng thuốc song cũng
chưa được áp dụng phổ biến. Các thuốc quan trọng nhất trong điều trị lao vẫn là 5
thuốc kháng lao thiết yếu.
Hiện nay, chương trình chống lao quốc gia ở nước ta đang thực hiện chiến lược điều
trị lao do Tổ chức Y tế thế giới khuyến cáo là điều trị hoá trị liệu ngắn ngày có kiểm
sốt trực tiếp, viết tắt DOTS (Directly Observed Treatment Short – course) [1], [ 12].
Bảng 1.1. Phác đồ điều trị lao cho người trường thành mới mắc [12]
Giai đoạn tấn cơng – ít nhất 2 tháng

Dưới 50 kg

Trên 50 kg

RIF/INH/PZA/ETB

4 viên/ngày

5 viên/ngày


Dạng viên nén kết hợp 120/60/300/200mg
5 ngày trong tuần
Giai đoạn duy trì – ít nhất 4 tháng
RIF/INH
Dạng viên nén kết hợp 150/100 mg

3 viên/ngày

Dạng viên nén kết hợp 150/300 mg

2 viên/ngày

Nước ta đã và đang dùng công thức 2 SM-INH-RIF-PZA/ 6 INH-ETB để điều trị lao
mới phát hiện và công thức 2 SM-INH-RIF-PZA-ETB/ 1 INH-RIF-PZA-ETB/ 5
INH3-RIF3-ETB3 để điều trị lao thất bại hoặc tái phát. Công thức 2 INH-RIF-PZA/
4 INH-RIF được dùng điều trị lao trẻ em, nhưng đối với thể nặng có thể bổ sung thêm
S vào giai đoạn tấn công ban đầu [1].

*

Ghi chú: các thuốc trị lao đều được viết tắt. Mỗi cơng thức có hai giai đoạn. Con số đứng trước
mỗi giai đoạn là thời gian của giai đoạn đó và được tính bằng tháng. Con số đứng dưới và sau
thuốc là số lần dùng thuốc đó trong một tuần. Nếu khơng có con số nào đứng dưới và đứng sau một
thuốc thì thuốc đó được dùng điều trị hàng ngày. Các thuốc để lựa chọn dùng thay thế được biểu thị
bằng chữ cái ở trong các ngoặc đơn.
Dấu "/" phân cách các giai đoạn điều trị (giai đoạn điều trị tấn công ban đầu và giai đoạn điều trị
duy trì củng cố)
*


6
.


.

Dùng thuốc bằng đường uống dễ sử dụng, chi phí thấp. Tuy nhiên phải dùng liều cao
kéo dài mới có tác dụng diệt khuẩn tại vị trí tổn thương, do thuốc bị chuyển hóa qua
gan một phần. So với đường uống, đường tiêm và đường phổi có sinh khả dụng cao
hơn. Tuy nhiên đường tiêm gây đau và cần có sự hỗ trợ của nhân viên y tế. Phân phối
thuốc trực tiếp bằng đường phổi hiện nay đang được quan tâm phát triển [12].
1.2. Isoniazid
1.2.1. Tính chất lý hóa

Hình 1.2. Công thức cấu tạo của Isoniazid
Công thức phân tử: C6H7ON3
Phân tử lượng: 137,14
Tên khoa học: Isonicotinoylhydrazin
Tên khác: INH, Rimifon
Tính chất:
Lý tính:
Bột kết tinh trắng hay hơi có ánh vàng hoặc tinh thể không màu, không mùi, vị lúc
đầu hơi ngọt sau hơi đắng.
Dễ tan trong nước, khó tan trong ether và chloroform.
pH trong nước với nồng độ 1% là 5,5 – 6. Trong nước nồng độ 5%, pH bằng 6 – 8.
Nhiệt độ nóng chảy: 171,4 oC
Độ tan: 14% (trong nước tại 25 oC), 12,5% (trong nước tại 20 oC), 2% (trong alcohol
tại 25 oC), 0,1% (trong cloroform tại 25 oC).
Hóa tính:
Nhân pyridin khá bền vững, khi đốt INH với N2CO3 khan sẽ giải phóng pyridin cho

7
.


.

mùi đặc biệt.
INH tham gia phản ứng thế, phản ứng với các thuốc thử chung của alkaloid do trong
nhân có dị vịng N bậc ba.
N trong nhân có tính kiềm nên có thể tạo tủa với nhiều kim loại nặng (Fe, Cu, Zn,
Al). Nhóm hydrazid có tính khử mạnh có thể tham gia vao nhiều phản ứng khử.
1.2.2. Tác động dược lý
Isoniazid (INH) thường dùng dạng uống nhưng cũng dùng tiêm bắp. Thuốc hấp thu
qua đường tiêu hóa. Nồng độ cực đại trong huyết tương đạt được sau 1 đến 2 giờ
uống thuốc. Khoảng 75% thuốc thải trừ qua nước tiểu hầu hết dưới dạng đã chuyển
hóa.
INH có tác dụng chuyên biệt trong trị lao mặc dù nó cũng có một số tác dụng trên các
chủng vi khuẩn khác. INH là thuốc kháng khuẩn hay diệt khuẩn phụ thuộc vào nồng
độ thuốc, thể lao và sự tiếp nhận của cơ thể. INH là thuốc đầu tiên dùng để điều trị
M. tuberculosis, INH có hiệu quả và ít độc hơn các thuốc kháng lao khác như
aminosalicylic acid, capreomycin, ethionamid.
1.2.3. Cơ chế tác động
INH ức chế nhiều enzym. Trong tế bào Mycobacteria, INH cản trở tổng hợp acid
mycolic, phá vỡ sự tổng hợp của tế bào vi khuẩn. Tuy nhiên, tác động chính xác cịn
chưa rõ.
Sự đề kháng: khi sử dụng một mình sẽ xuất hiện các chủng lao đề kháng. Tỷ lệ vi
khuẩn lao đột biến kháng thuốc là 10-6. Không có sự đề kháng chéo giữa INH và các
thuốc kháng lao khác trừ ethionamid.
1.2.4. Chỉ định
INH được sử dụng trong tất cả các phác đồ điều trị bệnh lao. Ngoài ra, INH là thuốc

duy nhất được sử dụng trong việc dự phịng lao, sử dụng cho các nhóm đối tượng sau:
thường xuyên tiếp xúc với bệnh lao phổi AFB (+) chưa tiêm phịng BCG, nhiễm HIV
có test Mantoux (+), test Mantoux (+) đang được điều trị đặc biệt (thuốc giảm miễn
dịch, corticosteroid kéo dài...).

8
.


.

1.2.5. Chống chỉ định
Chống chỉ định: Mẫn cảm với Isoniazid, viêm gan, suy gan nặng, viêm đa dây thần
kinh, động kinh.
Thận trọng: Suy gan, suy dinh dưỡng, nghiện rượu, suy thận mạn tính, đái tháo đường
và nhiễm HIV – cần uống phòng hàng ngày 10 mg pyridoxin do nguy cơ viêm dây
thần kinh ngoại biên, động kinh, tiền sử loạn thần, mang thai và cho con bú, loạn
chuyển hóa porphyrin.
1.2.6. Tác dụng khơng mong muốn
Rối loạn tiêu hóa bao gồm buồn nơn, nơn, ỉa chảy và đau, táo bón, khơ miệng.
Phản ứng tăng nhạy cảm bao gồm sốt, phát ban, đau khớp, ban đỏ đa dạng, ban xuất
huyết thường gặp trong những tuần đầu điều trị.
Bệnh lý thần kinh ngoại biên.
Rối loạn máu bao gồm mất bạch cầu hạt, thiếu máu tan máu.
Thiếu máu không tái tạo; viêm dây thần kinh thị giác, bệnh loạn thần độc, co giật,
viêm gan (đặc biệt là ở người trên 35 tuổi và người hay uống rượu) – phải ngừng
thuốc. Hội chứng giống luput ban đỏ tồn thân, pellagra, tăng phản xạ, khó tiểu tiện,
tăng đường huyết và to vú đàn ông.
1.3. Hệ thống phân phối thuốc đến phổi trong điều trị lao
1.3.1. Tiểu phân nano tải thuốc kháng lao.

Tiểu phân nano là các tiểu phân phân tán cấu tạo đa phân tử có kích thước từ 1 nm
đến 1000 nm. Tiểu phân nano mang thuốc thường được nghiên cứu nhằm cải thiện
độ hòa tan. Đặc biệt, chúng được dùng như một phương tiện vận chuyển chuyên biệt
đưa thuốc đến đích tác động, tránh việc thuốc bị phân bố khắp cơ thể làm giảm liều
trị liệu và gây độc tính. Dạng bào chế này thường được gọi là thuốc điều trị tại đích
và các tiểu phân phân tán được gọi là tiểu phân vận chuyển [1], [3]. Trong cơ thể các
tiểu phân nano tải thuốc thường được phóng thích theo các ngun tắc như khuếch
tán, trương nở, làm mòn.
Gần đây, nhiều nghiên cứu đang tập trung vào các tiểu phân nano có thể phân phối
bằng đường qua phổi, đặc biệt là dạng tiểu phân polyme, tiểu phân nano lipid rắn,
9
.


.

nano liposome, nano micel. Từ đó thấy được việc phân phối trực tiếp thuốc chống lao
đến phổi có những lợi điểm như: giảm độc tính, đạt nồng độ thuốc cao hơn tại vị trí
nhiễm trùng và khơng phải trải qua chuyển hóa lần đầu qua gan [1], [ 3]. Hiệu quả
của tiểu phân nano tải thuốc kháng lao phân phối đường hô hấp đến phổi đã được
chứng minh trong một số nghiên cứu về dược động học và hiệu quả kháng khuẩn thử
trên chuột lang. Một liều xơng hít của RMP, INH và PZA được nang hóa trong tiểu
phân nano poly(lactide-co-glycolide), viết tắt là PLGA, đã cho kết quả nồng độ thuốc
được duy trì trong huyết tương 6 đến 8 ngày và trong phổi đến 10 ngày. Tương tự,
xơng hít các tiểu phân nano đến chuột lang bị nhiễm trực khuẩn lao mỗi 10 ngày, sau
5 liều điều trị không có trực khuẩn lao nào được tìm thấy ở phổi trong khi dùng 46
liều thuốc đường uống hàng ngày mới đạt được hiệu quả điều trị tương đương. Ngoài
ra, biện pháp sử dụng lecithin và chitosan để bao lấy nhân dược chất cũng là một biện
pháp đang tập trung nghiên cứu [33]. Ngồi ra, các tiểu phân nano dạng xơng hít cịn
đạt nồng độ tải thuốc cao, bám dính vào tế bào niêm mạc tốt hơn, tăng cường phân

phối thuốc đến phổi. Hơn nữa, tiểu phân nano được hấp thu hiệu quả bởi các đại thực
bào nơi trực khuẩn lao cư trú, khi được điều chế bằng các nguyên vật liệu tương thích
sinh học và phân hủy sinh học như alginate, PLGA, gelatin hay những lipid rắn. Bảng
1.2 liệt kê một số tiểu phân nano tải thuốc kháng lao đã được nghiên cứu.
Bảng 1.2. Tiểu phân nano tải thuốc kháng lao đã được nghiên cứu
Thuốc
Công thức
Phương pháp điều chế
Rifampicin

PLGA

Phun khô

[6]

Isoniazid

Alginate

Gel hóa kiểm sốt bởi các

[40]

cation
Isoniazid

PLGA

Bay hơi dung mơi


[22]

Pyrazinamid

Alginate

Gel hóa kiểm sốt bởi các

[40]

cation
Pyrazinamid

PLGA

Bay hơi dung mơi

[13]

Capreomycin

Oleate, linolenate

Phun khơ bột nano

[5]

linoleate
10

.


.

Trong phạm vi đề tài này, các tiểu phân nano tải INH sẽ được nghiên cứu điều chế
bằng phương pháp nhũ tương kép kết hợp bay hơi dung môi. Phương pháp này tạo
hệ nhũ tương N/D/N bền vững và bắt giữ hoạt chất tốt hơn nano nhũ tương N/D đơn
thuần. PLGA được hịa tan trong dung mơi hữu cơ, dễ dàng bay hơi. Ethyl acetat (EA)
hay dichloromethan (DCM) là các dung mơi thường được sử dụng. Hoạt chất được
hịa tan trong môi trường nước. Pha nước và pha dầu sẽ được phối trộn kèm khuấy
mạnh nhằm tạo ra nhũ tương N/D. Nhũ tương này được thêm vào dung dịch PVA
trong nước và khuấy trộn tạo nhũ tương kép N/D/N. Nhũ tương kép được bay hơi để
loại bỏ các dung môi hữu cơ. Hình 1.3 cho thấy cấu trúc của 1 tiểu phân nano PLGA
điển hình.

Hình 1.3. Ví dụ dạng cấu trúc của tiểu phân nano PLGA [19]
1.3.2. Tiểu phân micro tích hợp các tiểu phân nano tải thuốc kháng lao.
Tiểu phân xốp lớn (LPPs: Large porous particles) đặc trưng bởi kích thước hình học
trên 5 μm và tỉ trọng khoảng 0,1 g/cm3 hoặc ít hơn. Tiểu phân xốp lớn có ưu điểm là
đạt đường kính khí động học lý tưởng để lắng đọng ở phế nang, đạt được nồng độ
cao trong phổi. Tuy nhiên, do kích thước lớn nên chúng không được sự thực bào của
đại thực bào phế nang [2], nên không hiệu quả với vi khuẩn lao cư trú bên trong đại
thực bào [21], [ 28].
Nhược điểm của tiểu phân xốp lớn lại là ưu điểm của tiểu phân nano. Các hạt có kích
thước nano có ưu điểm khi lắng đọng các hạt nano hay các hạt “siêu mịn” thường vẫn
11
.



Bản quyền tài liệu thuộc về Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh.

ở trong dịch màng phổi cho đến khi bị hịa tan, thốt khỏi cơ chế làm sạch đường dẫn
khí, do đó sự lắng đọng của các tiểu phân nano mang thuốc trong phổi giúp phóng
thích và duy trì thuốc trong phổi, ngồi ra, tiểu phân nano cịn có thể đi sâu vào trong
phế nang nơi xảy ra sự tiêu trừ của đại thực bào. Tuy nhiên sự lắng đọng trong phổi
của các tiểu phân nano bị hạn chế nhiều bởi chúng bị thở ra khỏi phổi sau khi được
hít vào. Hơn nữa do kích thước nhỏ, các tiểu phân nano có thể sát nhập vào nhau,
khơng bền trong thời gian bảo quản khi ở dạng bột khô [28].
Để kết hợp ưu điểm và loại bỏ các nhược điểm của hệ tiểu phân nano và tiểu phân
xốp lớn, Tsapis và công sự (2002) đã đề xuất điều chế thuốc dưới dạng hạt micro tích
hợp các tiểu phân nano bên trong nó, cịn gọi là tiểu phân Trojan (Trojan particles)
[28]. Những hạt micro tích hợp từ các tiểu phân nano được điều chế bằng phương
pháp phun sấy gồm các tiểu phân nano kết hợp lại với nhau bằng lực Van der Waals
hoặc trong khung xốp có thêm vào các thành phần như polyme sinh học hoặc
phospholipid. Những hạt này có tính chất vật lý và phân phối giống như tiểu phân
xốp lớn, phân phối trực tiếp vào đại thực bào phế nang, sau đó những hạt nano được
tách ra và có thể được thực bào, và phóng thích thuốc có kiểm sốt đạt được hiệu quả
trị liệu cao [26].
Ohashi và cộng sự (2009) đã điều chế tiểu phân nano PLGA tải RIF tích hợp trong
tiểu phân micro mannitol (MAN) ((RIF/PLGA)/MAN) có đường kính trung bình lần
lượt là 213 nm và 3,2 μm. Xấp xỉ 7% tiểu phân micro này lắng ở tầng 6 – 7 của dụng
cụ phân tích đặc tính khí động học (Andersen Cascade Impactor), tương ứng với việc
có thể lắng đọng ở tiểu phế quản và phế nang phổi. Trong nghiên cứu in vivo ở chuột
về sự bắt giữ của đại thực bào phế nang đối với (RIF/PLGA)/MAN được đánh giá là
cao hơn tiểu phân micro MAN tải RIF hay PLGA tải RIF [12]. Kết quả này cho thấy
các tiểu phân Trojan đã đạt được sự phóng thích thuốc kéo dài trong dịch phổi và
trong đại thực bào bị nhiễm và có nồng độ cao hơn nồng độ tối thiểu có hiệu quả đối
với vi khuẩn. Từ đó, dạng thuốc này có thể được xem như là một liệu pháp điều trị
hiệu quả để giảm tần số dùng thuốc và thời gian điều trị lao [11].


12
.