左金胃漂浮-生物粘附小丸的制备配方研究＊

许 锋，王洛临，王 淳

（1. 广东食品药品职业学院实验实训中心 广州 510520；2. 广东省中医药工程技术研究院 广州 510095）

左金胃漂浮-生物粘附小丸的制备配方研究＊

许 锋1＊＊，王洛临2，王 淳1

（1. 广东食品药品职业学院实验实训中心 广州 510520；2. 广东省中医药工程技术研究院 广州 510095）

目的：本研究旨在优选左金胃漂浮-生物粘附小丸的制剂配方。方法：实验以盐酸小檗碱释放度为考察指标，采用星点设计优选左金胃漂浮-生物粘附小丸丸芯的处方组成，以丸芯的圆整度和收率为评价指标，利用正交试验优化挤出滚圆法制备丸芯的工艺参数，丸芯用卡波姆和碳酸氢钠的混合溶液包衣。结果：以羟丙甲纤维素（HPMC K4M）为骨架材料，微晶纤维素（MCC PH301）为成球材料和崩解剂，碳酸氢钠为助漂材料；以挤出速度30 r·min-1，滚圆速度800 r·min-1和滚圆时间20 min制备丸芯，包衣后的左金胃漂浮-生物粘附小丸均能在0.1 mol·L-1的盐酸溶液中，在1 min内起漂，10 h持续漂浮率约80%，生物粘附率83.7%-86.8%，主要成分盐酸小檗碱在12 h的累积释放率＞90%。结论：左金胃漂浮-生物粘附小丸的累积释放率较高，且在胃内的停留时间延长，制剂配方稳定可靠，为左金丸新剂型的开发和应用提供借鉴。

左金丸 胃漂浮 生物粘附 小丸 制剂配方

左金丸出自《丹溪心法》，为传统名方，由黄连和吴茱萸照6：1的比例组成，具有泄火疏肝、和胃止痛之功效，疗效确切。临床常使用左金丸治疗由幽门螺杆菌引起的胃炎、消化性溃疡等[1-3]。左金胃漂浮-生物粘附小丸是在左金丸处方基础上根据流体动力学平衡控释系统原理设计的，服用后在胃内环境中与胃壁黏膜产生生物粘附，同时在胃液作用下体积膨胀形成凝胶，使其表观密度小于胃内容物密度（约1.004 g·cm-3），从而在胃液中呈漂浮状态[4]，延长药物在胃内滞留时间，使释出的药物在胃部或缓缓经过十二指肠时有充分的局部作用或吸收时间，有利于充分发挥药效，提高生物利用度。

1 实验动物

雄性SD大鼠体质量250±20 g，购自广东省医学实验动物中心，动物生产许可证号SCXK（粤）2003-0002，动物使用许可证号SYXK（粤）2010-0059。

2 仪器与试药

HJ-400-P型挤出滚圆制丸机（重庆荣凯机械制造有限公司）；RC-806型智能溶出试验仪（天津市天大天发科技有限公司）；UV-2550型紫外-可见分光光度计（日本Shimadzu公司）； BY400型糖衣机（江苏泰兴制药机械设备厂）。

左金丸提取物（自制）；盐酸小檗碱对照品，含量86.8%（中国食品药品检定研究院，批号：110713-200911）；卡波姆934（广州杰辅贸易有限公司）；羟丙甲纤维素HPMC K100M、E5和K4M（上海卡乐康包衣技术有限公司）；微晶纤维素MCC PH101、PH102和PH301（日本旭化成公司）；盐酸、甲醇等为分析纯。

3 方法和结果

3.1 丸芯制备

按处方分别称取过80目筛的提取物和辅料，混匀，用水作润湿剂不断捏合，制成软材。经挤出机筛板（孔径1.2 mm）挤成直径相同、光滑致密的条状物；打开滚圆机，选择转速，将条状物料置高速旋转的滚圆机内，直至颗粒滚制成丸；取出适度干燥，筛分，过20-30目筛即可。

3.2 含量测定

3.2.1 线性关系考察

精密称取干燥至恒重的盐酸小檗碱对照品28.6 mg，至50 mL量瓶中，加甲醇溶解并定容，作为对照品贮备液，备用。精密量取该贮备液0.5、1、2、3、4、5 mL，分别置于50 mL量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀，在347 nm处测定吸光度。以盐酸小檗碱质量浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制标准曲线，经回归分析，得回归方程Y=0.032 91X+ 0.002 75，r=0.999 8，表明盐酸小檗碱质量浓度在5.72-57.20 μg·mL-1范围内呈现良好的线性关系。

3.2.2 含量测定方法

取适量左金胃漂浮-生物粘附小丸，充分研细，精密称取一定量粉末（约相当于盐酸小檗碱30 mg）至50 mL量瓶中；加入适量人工胃液，超声溶解后，以人工胃液定容。溶液用0.8 μm微孔滤膜滤过，精密量取续滤液2 mL，分别置50 mL量瓶中，加人工胃液稀释至刻度，摇匀，于347 nm波长处测定吸光度，根据回归方程计算左金胃漂浮-生物粘附小丸中盐酸小檗碱的含量。

3.3 质量评价指标

3.3.1 圆整度

采用平面临界稳定法测定，即取20颗小丸置玻璃板上，轻轻抬起玻璃板一端，测量在小丸开始滚动前倾斜平面与水平面所形成的夹角，此角即为平面临界角。测定小丸的平面临界角可以反映小丸圆整情况，平面临界角越小，圆整度越好。

3.3.2 持续漂浮百分率

方法测定其体外持续漂浮10 h的漂浮百分率，即取20颗小丸浸入人工胃液900 mL中，每隔一段时间观察其漂浮情况，计算漂浮百分率。

3.3.3 累积释放度

采用2010年版《中国药典》（二部）XD项下释放度测定法第一法测定释放度。人工胃液为介质，水浴温度为37±0.5℃，转速为100 r·min-1。取左金胃漂浮-生物粘附小丸适量，至于转篮中，分别于0.5、1、2、4、6、12 h时取样10 mL，立即以0.8 μm微孔滤膜滤过，收集续滤液，并补充同体积等温度的介质。将各释放液按照“3.2”项下方法计算盐酸小檗碱含量，并用以下公式计算不同时间点的累积

释放度（Q）[5]：，Cn为第n个时间点溶出介质中药物的质量浓度；Ci为第n-1个时间点溶出介质中药物的质量浓度；Vi为取样体积；V为溶出介质的总体积；W为小丸的质量；D为小丸中药物的质量分数。

3.3.4 生物粘附率

取雄性SD大鼠的胃，处理后切成2 cm×2 cm大小，固定在载玻片上，放置包衣小丸100 mg，转移至含有饱和盐水的密闭容器中，润湿水化20 min后取出。载玻片倾斜45°放置，用0.1 mol·L-1盐酸在20 mL·min-1速度下淋洗5 min。取下大鼠胃壁上剩余的小丸，烘干后称重，计算生物粘附率（即剩余小丸量与投料量之比）。

3.4 丸芯处方因素研究

3.4.1 不同组方的选择[5-7]

固定载药量40%，选取4组处方。处方①：HPMC K4M 25%、MCC PH301 20%、十六醇5%、NaHCO310%；处方②：HPMC K4M 25%、MCC PH301 25%、NaHCO310%；处方③：HPMC K4M 22.2%、卡波姆2.8%、MCC PH301 30%、NaHCO35%；处方④：HPMC K4M 22.2%、CMC-Na 2.8%、十六醇25%、PEG6000 10%。照“3.1”项下方法，在挤出速度30 r·min-1、滚圆速度800 r·min-1、滚圆时间20 min条件下制备丸芯。取1 g置于0.1 mol·L-1盐酸中测定起漂时间和10 h持续漂浮百分率，结果见表1。

由表1可知，处方②效果较好，即选择HPMC K4M、MCC PH301和NaHCO3进行星点设计。

表1 组方组成对丸芯质量的影响（，n=3）

表1 组方组成对丸芯质量的影响（，n=3）

3.4.2 星点设计

选择NaHCO3质量分数（X1/%）、HPMC质量分数（X2/%）和MCC质量分数（X3/%）为考察因素，其范围是X1：5%-20%、X2：10%-25%、X3：15%-40%。根据星点设计的原理，每个因素设置5水平，以小丸的圆整度（Y1）、10 h持续漂浮百分率（Y2）以及在2、6、12 h的累积释放度（分别用Q2、Q6、Q12表示）为评价指标。通过Design Expert 8.0设计生成20组处方，制备小丸后对实验结果进行分析，因素及水平见表2。

3.4.3 模型拟合、效应面优化与预测

以小丸的圆整度、10 h持续漂浮百分率以及在2、6、12 h的累积释放度作为评价指标，使用Design Expert 8.0对各考察因素进行多元线性回归和二次多项式拟合并以相关系数（r）作为判断标准。根据最优拟合方程，用软件分别绘制因素X1、X2、X3对各评价指标的效应面和等高线图后通过等高线重叠，得到考察因素（即X1、X2、X3）的优化区域，即最佳处方区域，在最佳处方区域内选定一个处方，制备小丸并以实验所测得的圆整度、10 h持续漂浮百分率以及在2、6、12 h的累积释放度对预测值进行相关性分析。

表2 星点设计因素及水平表/%

表3 实验设计及结果

3.4.4 结果

星点设计实验结果见表3，采用Design Expert 8.0对考察因素和评价指标进行不同模型拟合，考虑本品系胃漂浮与生物粘附协同作用的小丸制剂，要求其圆整度小于15°即可，10 h漂浮百分率不小于75%；为了考察小丸的释放是否存在突释现象、是否具有缓释特性以及释放是否完全，故将小丸释药过程中3个时间点的累积释药百分率分别界定为：2 h为15%-30%，6 h为50%-70%，12 h为80%以上[6-11]。

3.4.4.1 多元线性回归拟合结果

统计分析显示，评价指标与考察因素间多元线性回归拟合结果如下：

Y1=20.555-0.215X1+0.193X2-0.307X3，r=0.462 1，P＞0.05；

Y2=-28.986-0.225X1+3.666X2-0.004X3，r= 0.575 9，P＞0.05；

Q2=49.475+0.392X1-1.290X2+0.093X3，r=0.360 0，P＞0.05；

Q6=53.530-0.152X1+0.288X2+0.780X3，r=0.367 2，P＞0.05；

Q12=67.372-0.399X1+0.689X2+0.686X3，r=0.532 8，P＞0.05。

3.4.4.2 二次多项式拟合结果

二次多项式拟合结果如下：

Y1=-10.714-2.149X1+4.118X2+0.654X3+ 0.159X1X2+0.024X1X3+0.016X2X3-0.060X12-0.182X22-0.028X32，r=0.939 1，P＜0.05；

Y2=-217.801+12.724X1+10.406X2+3.753X3+ 0.300X1X2-0.100X1X3-0.500X2X3-0.618X12+ 0.093X22+ 0.114X32，r=0.913 1，P＜0.05；

Q2=-249.892+6.764X1+21.899X2+5.439X3-0.113X1X2+0.174X1X3-0.050X2X3-0.367X12-0.583X22-0.121X32，r=0.960 2，P＜0.05；

Q6=-229.170+11.108X1+20.832X2+4.310X3-0.235X1X2+0.108X1X3+0.038X2X3-0.404X12-0.533X22-0.101X32，r=0.944 4，P＜0.05；

Q12=-74.562+3.400X1+14.406X2+1.115X3-0.346X1X2+0.195X1X3+0.032X2X3-0.124X12-0.293X22-0.062X32，r=0.990 1，P＜0.05。

通过各效应面等高线图的重合叠加，根据自变量最优预测范围，选取较优处方条件为碳酸氢钠质量分数为13.90%，羟丙甲基纤维素质量分数为21.78%，微晶纤维素质量分数为20.28%。

3.5 丸芯制备工艺优化

预试验表明制丸工艺的主要影响因素有挤出转速（A）、滚圆转速（B）和滚圆时间（C），因此选用3因素3水平照L9（34）正交表设计试验方案，采用“3.4”项下得到的优化处方组成制备丸芯，以圆整度（p）、收率（f）为评价指标，优化工艺条件。考虑到本品圆整度须小于25°，收率应大于50%，故以f-2p的结果为综合评分，进行评价。正交试验分析见表5，方差分析见表6。

表5 正交试验分析

方差分析表明，滚圆时间及滚圆速度对丸芯性质有显著影响，挤出转速则无显著影响。结合直观分析结果，可见各因素对丸芯性质影响程度为C＞B＞A，最优工艺条件为A2B2C3，即挤出速度30 r·min-1，滚圆转速800 r·min-1，滚圆时间20 min。

3.6 工艺验证

照优化处方及工艺条件制备3批丸芯，考察其粉体学性质，并测定其在0.1 mol·L-1盐酸中的起漂时间和10 h持续漂浮百分率，结果见表7。

结果表明，优化丸芯的圆整度均较好，硬度适宜，粒度分布较窄，漂浮性能良好，回收率均在80%以上，可进一步进行包衣。

3.7 包衣小丸 的制备

预试验得到的包衣液配制方法为：搅拌下向蒸馏水中缓慢加入卡波姆934和碳酸氢钠（10：1）的混合物，加毕再搅拌约30 min，使包衣液浓度为0.4%。将优化丸芯置滚转包衣锅中，控制滚转速度为20 r·min-1、吹风温度为45℃，制备包衣增重为4%的小丸。

将包衣小丸用显微镜进行观察，并测量粒径，除以放大倍数得到包衣小丸粒径，计数500个以上，根据公式dav=Σ nd/Σ n计算得包衣小丸算数平均粒径为969 μm。根据测定，3批包衣小丸的圆整度均小于30°，流动性较好[12]。

3.8 体外释放度试验

3.8.1 标准曲线的绘制

精密称取干燥至恒重的小檗碱对照品28.6 mg，置于50 mL量瓶中，加甲醇溶解并定容，作为对照品贮备液。精密量取0.5、1、2、3、4、5 mL，分别置50 mL量瓶中，加甲醇定容，摇匀，在347 nm处测定吸光度（A）[3]。以浓度（c）为横坐标，A值为纵坐标，进行线性分析，得回归方程A=0.032 91c+0.002 75，r=0.999 8，表明小檗碱浓度在5.72-57.20 g·mL-1范围内与吸光度线性关系良好。

3.8.2 累积释放度试验

采用中国药典2010年版（二部）XD第一法。以0.1 mol·L-1盐酸为介质，在37±0.5℃、转速100 r·min-1下试验。取包衣小丸适量，置转篮中，分别于0.5、1、2、4、6和12 h时取样10 mL（立即补充同温等量介质），经0.8 μm微孔滤膜过滤，取续滤液在347 nm处测定吸光度，由标准曲线计算浓度，并计算各采样点点的累积释放率（Q）。结果见图1。可见，3批包衣小丸的体外释放情况较类似，2 h时累积释放20%左右，6 h释放60%左右，12 h时累积释放达90%以上，表明小丸的制备工艺合格且效果稳定。

表6 综合评分方差分析

3.8.3 包衣小丸的释药机制

由图1可见，小丸中小檗碱的释放具有缓释特性。分别用零级、一级、Higuchi、Hixson-Crowell 和Ritger-Peppas模型对3批小丸中小檗碱的平均释放数据进行拟合，所得方程及相关参数见表8。

由Ritger-Peppas方程可知，包衣小丸中小檗碱的释放机制为骨架溶蚀作用，这与使用HPMC亲水凝胶骨架材料相吻合。

3.9 包衣小丸的体外漂浮和粘附试验

取包衣小丸1 g浸入900 mL 0.1 mol·L-1的盐酸中，记录其全部起漂所需的时间，并每隔一段时间观察其漂浮情况，10 h后将漂浮的小丸捞起，烘干后称重，计算漂浮百分率。结果见表9。

取雄性SD大鼠的胃，处理后切成2 cm×2 cm，固定在载玻片上，放置包衣小丸100 mg，转移至含有饱和盐水的密闭容器中，润湿水化20 min后取出。载玻片倾斜45°放置，用0.1 mol·L-1盐酸在20 mL·min-1速度下淋洗5 min。取大鼠胃壁上剩余的小丸，烘干后称重，计算生物粘附率（即剩余小丸量与投料量之比）。结果见表9。

4 讨论

由于本品处方中黄连提取物和吴茱萸提取物都具有一定的黏性，为降低小丸的内聚力，便于挤出的条形物料打断滚圆，加入一定量的碳酸氢钠为分散剂，并起到助漂作用。为保证小丸中有效成分的顺利溶出，在处方中使用了亲水凝胶材料HPMC，亦可作为黏合剂和崩解剂。滚转包衣工艺简单，衣膜均匀，释放稳定。使用卡波姆和碳酸氢钠的混合溶液进行包衣，一方面可增强小丸的生物粘附作用，另一方面还可增加小丸在胃液中的漂浮时间，从而延长小丸在胃内的停留时间。

表7 丸芯优化工艺的验证结果（，n=3）

表7 丸芯优化工艺的验证结果（，n=3）

结合胃漂浮制剂和生物粘附制剂的特点来制备起协同作用的缓释小丸是在中药制剂领域的初步尝试，对于需要长期服药的慢性疾病的治疗有着特殊意义。随着新工艺、新辅料的发展和应用，虽然体外粘附、起漂和释放性能均能满足基本要求，但如何改进体外胃漂浮和生物粘附的评定方法一直困扰着科研工作者，而且提高中药小丸制剂的载药量也存在一定的技术障碍，体内的胃漂浮和生物粘附如何评定等问题还有待进一步研究。

图1 3批包衣小丸的体外释放曲线（n=3）

表8 包衣小丸体外释放行为的模型拟合结果

表9 3批包衣小丸的体外胃漂浮和生物粘附性能（，n=3）

表9 3批包衣小丸的体外胃漂浮和生物粘附性能（，n=3）

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参考文献

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Study on Pharmaceutical Formulation of Zuo-Jin Gastric Floating-bioadhesive Pellets

Xu Feng1, Wang Luolin2, Wang Chun1
(1. Guangdong Food and Drug Vocational College Experimental and Training Center, Guangzhou 510520, China; 2. Guangdong Technology Institute of Traditional Chinese Medicine, Guangzhou 510095, China)

This study was aimed to screen out an optimum pharmaceutical formulation of Zuo-Jin (ZJ) gastric floating-bioadhesive pellets. The release degree of berberine hydrochloride was used as index. The central composite design (CCD) was applied in the pellet core optimization of the pharmaceutical formulation of ZJ gastric floating-bioadhesive pellets. Circularity and yield of the pellet core were used as evaluation indexes. Orthogonal test was used in the optimization of technological indexes of pellet core preparation. Mixed solution of carbopol and sodium bicarbonate was used as the coating of pellet core. The results showed that the framework material was HPMC K4M; MCC PH301 was used as the granulation material and disintegrating agent; sodium bicarbonatewas used as the floating assisted material. The extruding speed was 30 r·min-1. The spheronization speed was 800 r·min-1and the time was 20 min for the pellet core preparation. The ZJ gastric floating-bioadhesive pellets after coating can be floated in the 0.1 mol·L-1hydrochloric acid within 1 min. The 10-hour continuous floating rate was about 80%. The biological adhesion rate was 83.7%-86.8%. The 12-hour cumulative release rate of main component berberine hydrochloride was more than 90%. It was concluded that the cumulative release rate of ZJ gastric floating-bioadhesive pellets was relatively high. And its retention time in the stomach was prolonged. The pharmaceutical formulation was stable and reliable. It provided references for the development and application of new pharmaceutical formulations of ZJ pellets.

Zuo-Jin pellets, gastric floating, bioadhesive, pellets, pharmaceutical formulation

10.11842/wst.2016.01.020

R283

A

（责任编辑：朱黎婷 张志华，责任译审：王 晶）

2015-10-13

修回日期：2015-11-12

＊ 国家自然科学基金面上项目（30873369）：黄连、吴茱萸药对化学成分指纹图谱在药物吸收模型上的生物表达研究，负责人：涂瑶生。

＊＊ 通讯作者：许锋，讲师，主要研究方向：中药制剂研究。