中药成膜剂的制备及其性能试验

冯世德，武 瑞

（1.黑龙江八一农垦大学理学院，黑龙江 大庆163319；2.黑龙江八一农垦大学理学院动物科技学院，黑龙江 大庆163319）

自20世纪40年代，膜剂被作为一种新的剂型提出来，并在之后的几年中迅速地发展起来，如工业、医药业及食品业等。［1］随着科学技术的发展，成膜剂的组方、工艺的选择及优化已经是成熟的技术。但目前在兽药领域关于膜剂的研究甚少，还属于初级阶段。特别是对膜质量标准定位还是模糊不清，据2010年药典［2］对膜剂质量要求记载基本都是立足于药物本身，而无关于膜性能的研究标准。膜的性能不但影响药物的疗效，而且影响皮肤正常功能的发挥［3］，所以其也应是成膜质量标准研究中不可缺少的一部分。本试验旨在研制一种新型的中药成膜剂，及对该成膜剂膜的性能进行研究，制定其膜的质量标准，为此类兽药制剂的研究提供依据。

1 试验材料

1.1 试验药品 中药溶液（由蒲公英、金银花、青皮、牛蒡子、当归、连翘、瓜蒌组成，通过水提醇沉提取，最后浓缩得到生药浓度为1g／mL的中药液）；脱皮剂（取硫化钠8g，加入40mL乙醇溶解，再加入蒸馏水至100mL）；甘油购自天津市百世化工有限公司；吐温－80购自天津市瑞金特化学药品有限公司；羧甲基纤维素购自沈阳市华东试剂厂；氮酮、PVA（聚乙烯醇）均购自国药集团化学试剂有限公司；无水CaCl2、NaNO2购自天津市永大化学试剂有限公司。

1.2 试验仪器 ACCULAB型电子分析天平，沈阳市龙腾电子称量有限公司；DRP－9272型电热恒温培养箱，上海森信实验仪器有限公司；DK－S12型电热恒温水浴锅，上海森信实验仪器有限公司；20分尺型游标卡尺，上海量具刃具厂；DJ1C增力电动搅拌器，江苏环保仪器厂；SC－279CA型冷藏柜，青岛海尔电冰柜有限公司。

1.3 试验动物及处置 3～4个月伊丽莎白兔2只，均购自长春生物制品研究所。将兔两侧腹部用脱毛剂进行脱毛，观察24h后无损伤即可使用。

1.4 离体兔皮制备 用脱毛剂将兔腹部进行脱毛，12h之后，观察兔皮是否有损伤，如有损伤不可使用；若完好，则将兔子处死，取兔腹部皮，将皮下脂肪去除干净，用生理盐水洗净，浸泡在生理盐水中存放于4℃冰箱中，需在24h内使用。

2 试验方法

2.1 中药成膜剂制备组方优化

2.1.1 聚乙烯醇（PVA）浓度的筛选 分别量取1 g、2g、3g、4g和5g的PVA五组，置于5个锥形瓶内，并分别加入100mL中药充分搅拌，放置48h使充分溶胀，95℃水浴锅中搅拌使其完全溶解，将溶液用40目钢塞过滤，向滤液中加入4.33mL氮酮，搅拌均匀即可。抽取2mL溶液，均匀涂抹于3×4 cm2兔腹部，记录每组成膜时间并对外观质量（见表1）进行评分。评分标准＝（30－成膜时间）＋外观质量，设PVA的最适浓度为A。

表1 外观质量评分标准

2.1.2 吐温－80用量范围的选择 量取由2.1.1得出浓度为A的PVA中药液3组，每组50mL，依次加入0.5mL、0.75mL和1.0mL的吐温－80，放置40℃水浴锅中搅拌均匀，待常温时，加入4.33 mL氮酮，搅拌均匀即可。抽取2mL溶液，均匀涂抹于3×4cm2兔腹部，记录每组成膜时间与外观质量进行评分，选取吐温－80的用量为BmL。再量取PVA复方中药液分为4组，每组50mL，依次加入吐温－80（B－0.10）mL、（B－0.05）mL、（B＋0.05）mL和（B＋0.10）mL，处理同上，记录每组成膜时间与外观质量进行评分。评分标准＝（30－成膜时间）＋外观质量，设评分最高组吐温－80用量为CmL。

2.1.3 甘油用量范围的选择 量取由2.1.1得出浓度为A的PVA中药液5组，每组50mL，依次加入吐温－80CmL，放置40℃水浴锅中搅拌均匀，再依次加入0mL、2.5mL、5mL、7.5mL和10mL的甘油，再次放入40℃水浴锅中搅拌均匀，待常温时，加入4.33mL氮酮，搅拌均匀即可。抽取2mL溶液，均匀涂抹于3×4cm2兔腹部，记录每组成膜时间与外观质量进行评分，选取甘油的用量为D mL。再量取PVA中药液分为4组，每组50mL，依次加入吐温－80CmL，放置40℃水浴锅中搅拌均匀，再依次加入甘油（D－1.5）mL、（D－1.0）mL、（D－0.5）mL和（D＋0.5）mL，处理同上，记录每组成膜时间与外观质量进行评分。评分标准＝（30－成膜时间）＋外观质量，设评分最高组甘油用量为E mL。

2.1.4 羧甲基纤维素钠浓度范围的选择 由试验2.1.1～2.1.3得出的试验结果配制溶液分为5组，每组50mL，将溶液放于55℃水浴锅中预热，分别加入1.7%、1.8%、1.9%、2.0%和2.1%用无水乙醇浸润的羧甲基纤维素钠，充分搅拌直至完全溶解。抽取2mL溶液，均匀涂抹于3×4cm2兔腹部，记录每组成膜时间与外观质量进行评分，评分标准＝（30－成膜时间）＋外观质量。

2.1.5 正交试验选择最优组方 本试验选取L9（3）3正交试验表，以成膜时间与外观质量为评分标准，对吐温－80、甘油及羧甲基纤维素钠3个因素进行筛选，正交试验因素与水平见表2按正交试验获得3因素最适用量。

表2 正交试验因素与水平

2.2 中药成膜剂膜性能研究

2.2.1 膜粘附力的测定 按照以上试验结果配制3组中药成膜剂，每组取样3次，分别将9组药液均匀涂在3×4cm2兔腹部。成膜之后，将靠近腹内侧一端膜掀起大约0.5cm左右，用夹子夹住下方，夹子上系一塑料袋，用点滴管将水匀速滴入塑料袋中，直到膜破裂为止，记录重量。

2.2.2 膜透气性试验 将中药成膜剂均匀涂抹在6×6cm2兔腹部，待完全成膜后，整张取下，选取厚度达到0.1μm～0.2μm之间的膜进行试验。将无水CaCl25g放入自制透气装置中，用药膜将瓶口封住。放入RH≥65%（放入饱和NaNO2水），温度37℃的恒温箱中。每1h称量1次，记录重量变化。透气装置随着时间重量而发生变化的速率，反映了水蒸气在药物膜中的透过速率。以时间为横坐标，质量变化为纵坐标，绘制直线获得斜率。从直线的斜率可求出薄膜的透气量：

式中：S为直线的斜率；A为试样的测试面积。

2.2.3 中药液紫外吸收波长的选择 将中药液用0.9%生理盐水稀释，使生药浓度达到25mg／mL，注入比色皿中，用0.9%生理盐水做空白对照，在400～470nm波长范围内扫描吸收光谱，并绘制紫外吸收光谱图，选择最大吸收波长。

2.2.4 线性关系的考察 将中药液用0.9%生理盐水稀释，分别配制生药浓度为25mg／mL、20mg／mL、15mg／mL、10mg／mL、5mg／mL和0mg／mL中药溶液。在418nm处测定吸收值，以吸收值为纵坐标，生药浓度为横坐标绘制标准曲线。

2.2.5 膜释药性试验 自制释药装置，用生理盐水填充皮下内环境，将装置放置37℃水浴锅中，在兔皮表面3×4cm2面积上均匀涂2mL药液，每隔0.5h在取药口抽取5mL液体，再抽取5mL生理盐水补充。将抽出液注入比色皿中，于418nm处进行紫外扫描，根据2.2.4中得到的线性方程进行计算得到释药浓度。

3 结果与分析

3.1 中药成膜剂制备组方优化结果

3.1.1 中药成膜剂组方筛选用量范围结果 通过单因素对成膜时间及外观质量的影响，得出当PVA浓度为5%时，成膜性、完整性好，且综合评分最高。按照相同的评分标准得出吐温－80最适用量范围1.4%～1.6%；甘油最适用量范围6%～8%，羧甲基纤维素钠最适用量范围1.9%～2.1%。

3.1.2 正交试验选择最优组方结果 由表3可知第5组试验综合评分最高。经正交试验助手Ⅱ直观分析可见，因素c对试验结果的影响较大，因素b次之，各因素的最优组合初步确定为a2b2c3，即按体积分数甘油占7%、吐温－80占1.5%及羧甲基纤维素钠占2.1%。

表3 正交试验表及结果

3.2 中药成膜剂膜性能的研究结果

3.2.1 膜粘附力测定试验结果 粘附力的大小决定了药物的吸收，以及药物的作用时间［4］。该中药成膜剂膜粘附力的范围在144.71g～204.68g之间，可知该药的吸收和作用时间都较长。结果见表4。

表4 中药成膜剂膜粘附力的大小

3.2.2 膜透气性试验结果 透气装置随着时间的变化重量发生变化的速率，反映了水蒸气在药物膜中的透过速率。以时间为横坐标，质量变化为纵坐标，所得标准曲线如图1所示。线性回归方程式为y＝0.005x－0.0017，R2＝0.968，时间在0h～4h内具有良好的线性关系。根据线性回归方程得到直线斜率为0.005。由斜率与透气量的计算公式得出膜的透气量在7.92g／h·m2～8.46g／h·m2之间，结果见表5。

3.2.3 中药液紫外吸收波长的选择结果 利用紫外吸收光谱对中药溶液进行定性分析，将中药溶液在400～470nm波长范围内进行扫描，发现随着中药溶液生药浓度的不同，紫外吸收图谱形状一致，均在波长为418nm处出现最大吸收峰。中药溶液的紫外吸收图谱如图2所示，因此选择418nm为该药的检测波长。

图1 透气性试验质量变化与时间的标准曲线

表5 透气性试验

图2 中药溶液紫外扫描图谱

3.2.4 线性关系的考察结果 根据以上试验结果，故选取紫外波长在418nm处测定不同浓度中药溶液的吸光度。以中药液的生药浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线如图3所示。线性回归方程为y＝0.0942x－0.3161，R2＝0.9544。浓度在5g／mL～25g／mL范围内具有良好的线性关系。

图3 中药液的生药浓度与吸光度的标准曲线

3.2.5 释药性试验结果 应用中药溶液生药浓度标准曲线对该药成膜剂的释药性进行测定。随着时间的增加释药量逐渐增加，但在330min之后该中药释药量达到平衡。测定结果如图4所示。

图4 膜释药性试验

4 讨论

4.1 中药成膜剂制备组方优化 中药成膜剂的成膜材料首选聚乙烯醇（PVA），PVA成膜性能如抗拉强度、柔软性、吸湿性和溶水性最好，而且无毒、无副作用，已经被广泛用于生物医用材料［5］。为了保证膜的质量、稳定性及舒适性，还需向成膜材料中加入增塑剂－甘油、表面活性剂－吐温－80及抗氧化剂等添加剂。据最新资料显示，含有黄酮类的中药也具有强抗氧化的能力，并且呈明显的量效关系［6］。而本中药提取液中正含有此类物质，从而减少了此类添加剂的使用。

4.2 膜性能的研究 Schroeder等［7］通过试验证明，无论是溶液的抗拉强度、断裂伸长率等机械性能指标与皮肤的亲和力之间的相关性，还是水蒸汽透过性与体内外相关性都不好，所以目前对膜性能的研究应以在活体皮肤上进行的考察结果为标准。李得堂［8］在离体皮肤冷冻保存对LJM中芍药苷经皮渗透行为的影响的试验中表明，离体皮肤冷冻保存应该在24h内使用，否则离体皮肤的透皮速率和增渗倍数都有所增加，使得药物释药性试验结果受到影响。

［1］崔福德.药剂学［M］.北京：中国医药科技出版社，2008：157－160.

［2］国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部拟增修订附录）附录Ⅳ：1［S］.2010年版，北京：化学工业出版社，2010.

［3］刘建芳.吕慧英，侯艳宁.涂膜剂的研究进展［J］.国医院药学杂志，2010，30（4）：325－327.

［4］孙黎，范玉玲，乔喜芹.体外粘附力测定方法的研究［J］.黑龙江医药，2005，18（6）：434－435.

［5］万四华.环保型改性聚乙烯醇载药膜的制备及其性能研究［D］.武汉：华中农业大学，2007.

［6］Yang Ping，Kong Xiang Zhen.Synthesis and biological evaluation of 8－substituted and deglucuronidated scutellarin and baicalin analogues as antioxidant responsive element activators［J］.Science China Chemistry，2011，54（10）：1565－1575.

［7］Schroeder I，Franke P，Schaefer U，et al.Development andcharacterization of film forming polymeric solutions for skindrug delivery［J］.Eur J Pharm Biopharm，2007，65（1）：111－121.

［8］李得堂.中药经皮给药制剂疗筋涂膜剂的研制［D］.广州：广州中医药大学，2009.