Hệ thống BCS (Biopharmaceutics Classification System – BCS)

Nguyên tắc cơ bản:

BCS phân loại thuốc thành bốn nhóm dựa trên hai yếu tố chính: độ tan và độ thấm.

• Độ tan: Được định nghĩa là lượng thuốc hòa tan trong môi trường nước ở pH sinh lý (pH 1.2 – 6.8) để tạo ra dung dịch có nồng độ bằng nồng độ thuốc tối đa trong ruột non sau khi uống liều điều trị. Một thuốc được coi là tan tốt nếu liều điều trị cao nhất hòa tan trong 250 ml hoặc ít hơn môi trường nước ở pH từ 1.2 đến 6.8.
• Độ thấm: Được định nghĩa là tốc độ thuốc đi qua màng sinh học. Một thuốc được coi là thấm tốt nếu mức độ hấp thu qua ruột đạt ít nhất 90% liều dùng. Thông thường, độ thấm được xác định thông qua các nghiên cứu *in vivo* trên người hoặc động vật, hoặc thông qua các mô hình *in vitro* sử dụng tế bào biểu mô ruột.

Bốn nhóm BCS:

Dựa trên độ tan và độ thấm, BCS phân loại thuốc thành bốn nhóm như sau:

Ứng dụng của BCS:

Hệ thống BCS có nhiều ứng dụng quan trọng trong phát triển và đánh giá thuốc, bao gồm:

• Phát triển dạng bào chế: BCS giúp xác định các chiến lược bào chế phù hợp để cải thiện sinh khả dụng của thuốc, đặc biệt là đối với các thuốc thuộc Nhóm II và IV. Ví dụ, đối với thuốc Nhóm II (tan kém, thấm tốt), các kỹ thuật như giảm kích thước hạt, sử dụng chất hoạt động bề mặt, và tạo phức hợp có thể được sử dụng để tăng độ tan. Đối với thuốc Nhóm III, các chiến lược có thể bao gồm sử dụng các chất xâm nhập hoặc tăng diện tích bề mặt hấp thu.
• Đánh giá tương đương sinh học (BE): BCS được sử dụng để miễn trừ các nghiên cứu BE *in vivo* tốn kém và mất thời gian cho các thuốc Nhóm I, nếu đáp ứng một số tiêu chí nhất định. Việc miễn trừ này dựa trên giả định rằng thuốc tan tốt và thấm tốt sẽ hấp thu nhanh chóng và hoàn toàn, và do đó, các khác biệt nhỏ trong dạng bào chế sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến sinh khả dụng. Điều này giúp giảm chi phí và thời gian phát triển thuốc generic.
• Dự đoán hấp thu thuốc: BCS cung cấp thông tin hữu ích về khả năng hấp thu của thuốc qua đường uống. Các thuốc thuộc Nhóm I thường có sinh khả dụng đường uống cao, trong khi các thuốc thuộc Nhóm IV có sinh khả dụng thấp và khó dự đoán. Việc hiểu biết về nhóm BCS của một thuốc giúp định hướng các nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng.

Hạn chế của BCS:

Mặc dù BCS là một công cụ hữu ích, nó cũng có một số hạn chế:

• BCS không tính đến các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hấp thu thuốc, chẳng hạn như chuyển hóa ở ruột, vận chuyển thuốc, và tương tác thuốc-thực phẩm. Ví dụ, hiệu ứng thức ăn có thể ảnh hưởng đáng kể đến sinh khả dụng của một số thuốc, bất kể nhóm BCS của chúng.
• Việc phân loại thuốc vào một nhóm BCS cụ thể có thể phụ thuộc vào các yếu tố như pH của môi trường hòa tan và phương pháp được sử dụng để xác định độ tan và độ thấm. Sự biến đổi trong các điều kiện thí nghiệm có thể dẫn đến sự phân loại khác nhau.

Kết luận:

BCS là một hệ thống phân loại hữu ích giúp hiểu và dự đoán hấp thu thuốc qua đường uống. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển dạng bào chế, đánh giá tương đương sinh học, và đưa ra các quyết định liên quan đến đường dùng thuốc. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng BCS chỉ là một công cụ và cần được sử dụng kết hợp với các thông tin khác để đánh giá đầy đủ khả năng sinh khả dụng của thuốc.

Các yếu tố ảnh hưởng đến phân loại BCS:

Việc phân loại một loại thuốc vào một nhóm BCS cụ thể có thể không phải là tuyệt đối và có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm:

• pH: Độ tan của thuốc có thể thay đổi đáng kể theo pH của môi trường. Một số thuốc có thể tan tốt ở pH thấp (dạ dày) nhưng lại tan kém ở pH cao hơn (ruột non). Ví dụ, các thuốc có tính base yếu thường tan tốt hơn ở pH acid của dạ dày.
• Dạng tinh thể: Các dạng tinh thể khác nhau của cùng một loại thuốc có thể có độ tan khác nhau. Dạng vô định hình thường có độ tan cao hơn dạng tinh thể.
• Kích thước hạt: Kích thước hạt nhỏ hơn thường dẫn đến độ tan cao hơn do diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn. Nguyên tắc này được ứng dụng trong việc bào chế các dạng thuốc nano.
• Chất hoạt động bề mặt: Sự hiện diện của chất hoạt động bề mặt có thể làm tăng độ tan của thuốc bằng cách giảm sức căng bề mặt.
• Tương tác thuốc-tá dược: Tá dược được sử dụng trong dạng bào chế có thể ảnh hưởng đến cả độ tan và độ thấm của thuốc. Một số tá dược có thể làm tăng độ tan, trong khi những tá dược khác có thể ức chế hấp thu.

Mối quan hệ giữa BCS và sinh khả dụng:

Như đã đề cập trước đó, BCS có mối liên hệ chặt chẽ với sinh khả dụng của thuốc uống. Sinh khả dụng (F) có thể được biểu diễn bằng phương trình sau:

$F = F_a \times F_g \times F_h$

Trong đó:

• $F_a$: Phần thuốc hòa tan trong dịch dạ dày ruột.
• $F_g$: Phần thuốc không bị chuyển hóa tại đường tiêu hóa (ví dụ: bởi các enzym hoặc hệ vi khuẩn đường ruột).
• $F_h$: Phần thuốc hấp thu qua màng ruột.

Đối với thuốc Nhóm I (tan tốt, thấm tốt), $F_a$ và $F_h$ thường gần bằng 1, do đó sinh khả dụng chủ yếu bị ảnh hưởng bởi $F_g$. Đối với thuốc Nhóm II (tan kém, thấm tốt), $F_a$ là yếu tố hạn chế sinh khả dụng. Đối với thuốc Nhóm III (tan tốt, thấm kém), $F_h$ là yếu tố hạn chế sinh khả dụng. Cuối cùng, đối với thuốc Nhóm IV (tan kém, thấm kém), cả $F_a$ và $F_h$ đều góp phần làm giảm sinh khả dụng, khiến việc phát triển dạng bào chế cho nhóm thuốc này trở nên thách thức nhất.

BCS và phát triển thuốc:

BCS được coi là một công cụ quan trọng trong quá trình phát triển thuốc, đặc biệt là trong giai đoạn tiền lâm sàng và lâm sàng sớm. Nó giúp các nhà khoa học bào chế lựa chọn chiến lược bào chế phù hợp, tối ưu hóa sinh khả dụng và giảm thiểu rủi ro trong quá trình phát triển. BCS cũng có thể được sử dụng để hỗ trợ các quyết định liên quan đến lựa chọn đường dùng thuốc.

Các câu hỏi thường gặp về BCS:

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về BCS và câu trả lời tương ứng:

Làm thế nào để xác định độ tan và độ thấm của một thuốc trong thực tế?

Độ tan được xác định bằng cách đo lượng thuốc hòa tan trong một thể tích nhất định của môi trường nước ở các pH khác nhau, thường là từ 1.2 đến 6.8. Độ thấm thường được đánh giá bằng các mô hình *in vitro*, chẳng hạn như sử dụng các dòng tế bào Caco-2 hoặc mô ruột non được phân lập. Các phương pháp khác bao gồm nghiên cứu thấm qua da và phương pháp túi lọc.

<dt>BCS có thể được sử dụng để dự đoán sinh khả dụng tuyệt đối hay chỉ sinh khả dụng tương đối?</dt>
<dd>BCS chủ yếu được sử dụng để dự đoán sinh khả dụng tương đối, tức là so sánh sinh khả dụng của một dạng bào chế thử nghiệm với một dạng bào chế đối chiếu. Tuy nhiên, đối với thuốc Nhóm I, BCS cũng có thể cung cấp một số thông tin về sinh khả dụng tuyệt đối, vì các thuốc này thường được hấp thu gần như hoàn toàn.</dd>

<dt>Có những hạn chế nào của việc sử dụng BCS trong phát triển thuốc?</dt>
<dd>Mặc dù BCS là một công cụ hữu ích, nhưng nó cũng có một số hạn chế:
    

        
Đơn giản hóa: BCS chỉ xem xét độ tan và độ thấm, bỏ qua các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hấp thu thuốc, chẳng hạn như vận chuyển thuốc qua màng ruột.
        
Phân loại *in vitro*: Việc phân loại BCS dựa trên các nghiên cứu *in vitro*, không phải lúc nào cũng phản ánh chính xác các điều kiện *in vivo* phức tạp.
        
Tính biến đổi giữa các cá thể: Sự hấp thu thuốc có thể khác nhau đáng kể giữa các cá thể do sự khác biệt về sinh lý và di truyền.
    
</dd>
<dt>Tương lai của BCS trong lĩnh vực dược phẩm là gì?</dt>
<dd>BCS có tiềm năng được phát triển và ứng dụng rộng rãi hơn trong tương lai, bao gồm:
    

        
Phát triển BCS dựa trên sinh lý (PBBM): Kết hợp BCS với các mô hình dược động học dựa trên sinh lý (PBPK) để dự đoán chính xác hơn sự hấp thu và phân bố thuốc trong cơ thể.
        
Ứng dụng trong y học cá thể hóa: Sử dụng BCS để lựa chọn dạng bào chế và đường dùng thuốc tối ưu cho từng bệnh nhân.
        
Mở rộng ứng dụng cho các đường dùng khác: Điều chỉnh BCS cho phù hợp với các đường dùng thuốc khác, chẳng hạn như thuốc hít và thuốc qua da.
    
 Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển BCS sẽ giúp cải thiện khả năng dự đoán sinh khả dụng của thuốc và tối ưu hóa việc phát triển và sử dụng thuốc.
</dd>