宣痹凝胶剂提取纯化及成型工艺研究*

王景红，郑金凤，夏 坤，聂其霞，朱立国△

(1.中国中医科学院望京医院，北京 100102;2.中国中医科学院中药研究所，北京 100700)

宣痹凝胶剂提取纯化及成型工艺研究*

王景红1，郑金凤1，夏 坤1，聂其霞2，朱立国1△

(1.中国中医科学院望京医院，北京 100102;2.中国中医科学院中药研究所，北京 100700)

目的:优选宣痹凝胶最佳的提取纯化及成型工艺。方法:采用水蒸汽蒸馏法，以挥发油的提取量为指标，考察提取时间、药材浸泡与否与加水量对宣痹方中花椒等药材挥发油提取率的影响。以正丁醇提取物的含量为指标，选取加水量、提取时间和提取次数为考察因素，采用正交试验法优选宣痹方中威灵仙等药材的水提取工艺。以正丁醇提取物的含量为指标，选取醇沉体积分数和浸膏相对密度为考察因素，优选醇沉工艺。以凝胶制剂的外观、涂展性、黏度等为考核指标，筛选凝胶基质的种类、用量、含药凝胶的制备方法。结果:挥发油提取工艺为花椒等药材采用水蒸汽蒸馏法，药材不浸泡，加水6倍量，提取8 h。优选的水提工艺为威灵仙等药材加水12倍量，提取4次，每次1.5 h。优选的醇沉工艺为水提取液浓缩至相对密度1.15～1.20 g·mL-1，加入乙醇至含醇量为80%，冷处静置过夜。以卡波姆-980为基质，三乙醇胺为中和剂，氮酮为吸收促进剂，制备的宣痹凝胶剂质地均匀细腻，涂展性好，性质稳定。结论:优化的提取纯化及成型工艺科学合理、可行。

宣痹凝胶;正丁醇提取物;正交试验;提取工艺;成型工艺

宣痹方是基于大量临床经验基础上由中国中医科学院首席研究员朱立国教授总结而成。本课题拟在前期已注册为院内制剂宣痹洗剂药学、临床、毒理学研究的基础上，对传统洗剂进行剂型改革，进行成药性研究，拟将其制备为新型外用剂型凝胶剂。中药凝胶剂可以较长时间地与作用部位紧密黏附，有较好的生物黏附性，既具有中药传统外用制剂所缺的一些优势，又可容纳中药复方的极细药粉、提取物等，适合中药复方制剂的生产现状，便于推广应用［1］。宣痹方由威灵仙、花椒、伸筋草、海桐皮等12味中药组成，具有散寒除湿、活血止痛作用。临床主要用于膝关节骨性关节炎(Knee Osteoarthritis，KOA)的治疗，改善关节部位血液循环，促使炎性物质吸收，延缓关节软骨的退变，最终起到改善患者临床症状、延缓病程的功效。方中花椒、细辛等5味药材含有挥发性成分，故宜先进行挥发油提取工艺优选，药渣与其他药材合并水煎煮。以正丁醇提取物含量为指标优选威灵仙等其他7味的水提工艺和醇沉工艺。以凝胶制剂的外观、涂展性、黏度等为考核指标，筛选凝胶基质的种类、用量、含药凝胶的制备方法。

1 仪器与试药

电子分析天平(PL602-L，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);电热恒温水浴锅(DFD-700，天津泰斯特仪器有限公司);真空干燥箱(ZD79-B，北京兴争仪器设备厂);威灵仙、花椒等药材购于北京盛世龙药业有限公司。

2 方法与结果

2.1 挥发油提取工艺的考察

称取花椒、细辛等药材216 g至圆底烧瓶中，采用水蒸汽蒸馏法提取挥发油，以挥发油的提取量为指标，单因素考察提取时间、药材浸泡与否和加水量的影响。

2.1.1 挥发油的提取工艺 药材中加入数倍量水及沸石，连接挥发油测定器与回流冷凝管，自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分，并溢流入烧瓶时为止，加热至沸腾，调整温度保持微沸数小时后停止加热，静置片刻，读取油层体积，收集挥发油，计算挥发油提取率。挥发油提取率(mL/ 100 g)=挥发油体积/药材质量。

2.1.2 提取时间对挥发油出油量的影响 表1显示，称取药材按照“2.1.1”项下方法药材加水6倍量，未浸泡，提取挥发油，每1 h读取1次挥发油体积，直至出油量不再增加，收集挥发油。

挥发油出油量随提取时间的延长逐渐增加，提取8 h后油量增加的幅度缓慢，结合生产实际，挥发油的提取时间定为8 h。

2.1.3 浸泡对挥发油出油量的影响 表2显示，按照“2.1.1”项下方法称取药材2份，1份室温浸泡过夜，1份未浸泡，分别加水6倍量提取8 h，每1 h读取1次挥发油的体积，直至油量不再增加，收集挥发油并计算挥发油的提取率。8 h出油量未浸泡大于浸泡药材提取，浸泡与否对挥发油的提取率影响不大，为简化工艺，挥发油的提取工艺定为药材不浸泡直接提取挥发油。

2.1.4 加水量对挥发油出油量的影响 按照“2.1.1”项下方法，称取药材3份，分别加入6、8、10倍量水，提取8 h，每1 h读取1次挥发油的体积，收集挥发油，计算挥发油的提取率。

不同的加水倍量8 h的出油量影响不大，故挥发油的提取工艺定为加水6倍量。

2.2 水提取工艺的研究

2.2.1 水提取条件的考察 表1显示，以水为溶剂进行提取，选择煎煮次数、煎煮时间、加水量3个因素，每个因素设计3个水平，按照正交试验L9(34)表进行试验，以正丁醇浸出物的含量为指标进行工艺的考察，选择最优工艺。

表1 因素水平表

2.2.2 水提取工艺 威灵仙、伸筋草、海桐皮等药材加水煎煮提取、滤过，合并滤液浓缩至稠膏，进行真空干燥后得干浸膏，称重计算出膏率。

正丁醇提取物含量测定:取干浸膏，精密称取3 g置于锥形瓶中，准确加入95%乙醇40 mL，超声30 min滤过，准确吸取续滤液20 mL移至分液漏斗中，用水饱和正丁醇振摇提取4次，每次30 mL，合并正丁醇液，用正丁醇饱和的水洗涤3次，每次10 mL。正丁醇液置于干燥至恒重的蒸发皿中，水浴蒸干，105℃干燥3 h，置于干燥器中冷却30 min，迅速精密称定质量，用干燥品计算正丁醇提取物含量。

2.2.3 正交实验数据

表2 正交试验结果

表2显示，对结果进行方差分析，因C因素离差平方和小于D列空白项的离差平方和，故2项合并作为误差项。

表3 方差分析表

表3显示，A因素对结果有显著性影响，B、C因素无显著性影响。根据直观分析和生产实际考虑，选定最佳工艺条件定为A3B3C2，即加水煎煮4次，每次1.5 h，加水12倍量。影响提取效果的因素依次为A＞B＞C，其中提取次数和提取时间影响显著，加水倍量对提取效果影响较小。因A、B因素最佳工艺条件为A3B3，理论上存在提取次数和提取时间增加可获得更好结果的可能，故选提取次数4次、5次，提取时间1.5～2 h，加水倍量固定为12倍量进行验证试验。

表3显示，提取次数和提取时间增加对结果无明显影响，最终水提工艺确定为提取次数4次，每次1.5 h，加水倍量12倍。

2.3 醇沉工艺考察

表4显示，为保证凝胶质量需对水提物醇沉精制，以去除不溶性杂质。按处方称取药物，提取挥发油后母液兑入其余药材水提后滤液，均分为9份，按表7提取至对应相对密度后，加入乙醇至对应的醇沉浓度，充分混合均匀，静置冷藏12 h以上滤过，滤液回收乙醇后再继续浓缩至稠膏，真空干燥后得干浸膏，以正丁醇浸出物为指标进行考察。

表4 醇沉工艺条件考察(mg/g)［例(%)］

表5 方差分析表

表5显示，浓缩程度和乙醇浓度对结果均有显著性影响，最佳醇沉工艺为药液浓缩至相对密度为1.15 g，醇沉浓度为80%。

宣痹方提取纯化工艺确定为花椒、细辛等药材水蒸汽蒸馏法提取挥发油，加水6倍量，提取时间为8 h，收集挥发油，母液备用。其余威灵仙、伸筋草等药材加水12倍煎煮4次，每次1.5 h滤过。滤液与提油母液合并，浓缩至浸膏相对密度为1.15(50℃测)，加入95%乙醇一定量使醇沉体积分数达80%，放置过夜、抽滤，滤液浓缩至一定程度稠膏。

2.4 制备成型工艺研究

2.4.1 凝胶制备工艺 空白凝胶制备:一是先将卡波姆用少量水、乙醇、甘油等将其润湿，避免粉尘飞扬，搅拌均匀后逐步加水搅拌，使其充分溶胀。含药凝胶的制备方法:称取卡波姆适量，加入10%甘油润湿搅拌均匀，加入50%的水完全溶胀后得空白凝胶。将药液加入空白凝胶中，使其均匀分散后加入三乙醇胺调节pH值，搅拌均匀即得。

2.4.2 卡波姆型号的选择 卡波姆是亲水性凝胶中最常用的基质，对酸、碱、醇都有一定的耐受性，具有良好的生物相容性，对皮肤没有刺激性。本试验选择卡波姆不同型号制成空白凝胶、含药凝胶进行比较确定卡波姆的型号(见表5)。

按2.4.1项下方法制备空白凝胶及含药凝胶。以凝胶的黏性、涂展性、成型性等优选辅料卡波姆的型号。卡波姆-940、卡波姆-980、卡波姆-974均可以形成均匀细腻、黏度适中、涂展性、成形性好的凝胶。参考文献选择卡波姆-940、卡波姆-980为本试验凝胶基质，由于卡波姆-980是卡波姆-940的升级品种，选择卡波姆-980为凝胶基质(见表6)。

表6 空白凝胶基质成形性考察

表7 含药凝胶基质成形性考察

2.4.3 卡波姆用量及载药量考察 表7显示，称取卡波姆-980适量，浓度分别为 0.5%、1%、1.5%、2%，3%，按2.4.1项下制备方法，制备空白凝胶后加入药液得含药凝胶。结果显示，3%卡波姆的浓度，提取物干浸膏粉的极限载药量为25%，但形成的凝胶过于黏稠，2%卡波姆的浓度最多可加入提取物干浸膏粉量为23%;0.5%和1%的卡波姆浓度制备的含药凝胶外观、黏性最为适宜，但是载药量较少。最终选择1.5%的卡波姆浓度，提取物干浸膏粉的量可以达到20%。

2.4.4 成型工艺 称取1.5%的卡波姆-980，加入10%的甘油润湿，加入50%的水搅拌，使其充分溶胀，加入水提醇沉后药液稠膏，搅拌均匀。另将水蒸汽蒸馏法得到的挥发油、氮酮3%、羟苯乙酯溶于适量的乙醇中使其溶解，将其加入药液中，搅拌均匀，加入三乙醇胺适量至pH为中性，既得宣痹凝胶制剂。

3 讨论

膝关节骨关节炎是一种由多种原因所致的慢性退行性关节病变。其发病机制尚不清楚，一般认为与衰老、创伤、炎症、肥胖、代谢障碍和遗传等因素有关［3-5］。中医治疗该病具有缓解症状、改善功能、远期效果好等优势。大多数膝关节骨关节炎患者通过手法、中药及练功等中医综合疗法均能获得满意效果，既能减少化学药品的毒副作用，又能有效防止长期制动导致股四头肌萎缩。这些方法具有操作简便、效果满意、复发率低等优点，深为病人所接受，其中中药外治膝骨性关节炎是最常用的中医特色疗法［6-8］。宣痹凝胶剂原方临床应用为水煎煮后热敷于患处治疗膝关节骨性关节炎，为方便患者使用，拟将其开发为凝胶制剂。方中花椒等药材含有挥发性成分，故采用水蒸汽蒸馏法提取挥发油，其他药材采用水提醇沉工艺。

中药醇沉的影响因素主要有醇沉体积分数、浸膏密度、乙醇用量、药液温度、加醇方式、醇沉时间等，实际生产中醇沉体积分数和浸膏密度对醇沉效果影响较大，故选择二者作为水提液醇沉工艺的工艺参数，采用双因素方差分析，以正丁醇提取物含量为指标进行优选。在醇沉过程中应将乙醇慢慢加入到浓缩药液中，边加边快速搅伴药液，以避免局部醇浓度过高造成有效成分被包裹损失，加乙醇时药液的温度不宜过高，以防乙醇挥发。沉淀液注意要密闭冷藏，防止乙醇挥发，促进析出沉淀的沉降。

在凝胶制备过程中，卡波姆是常用的水溶性凝胶基质，卡波姆940、980较常用的质量分数为0.1%～3%。本实验选用甘油作为保湿剂，可使卡波姆在水中溶胀的更好。处方中加入一定量的乙醇提高挥发油的溶解度，在一定程度上有抑菌和促渗的作用。药物通过皮肤或黏膜的吸收而发挥疗效，须具备分子量小、极性低等特点，大多数药物不具备这些特性，因此常加入渗透促进剂以改善药物的吸收。氮酮是目前国内应用最广泛的透皮促进剂，也是被《中国药典》收载的专用透皮吸收促进剂。它在较低的浓度下，就能达到良好的促吸收作用，而且具有无色无臭、对人体黏膜刺激性小的优点。

［1］方和桂.适用于中药外用的剂型——凝胶剂［J］.药学专论，2002，11(8):25-26.

［2］张会宗，袁子民，等.止咳平喘凝胶剂成型工艺研究［J］.中华中医药学刊，2013，31(2):335-336.

［3］鲍春德.老年骨性关节炎的诊治进展［J］.实用老年医学，2002，16(4):178-180

［4］于顺禄，李德达，李世民，等.骨性关节炎研究进展［J］.中国骨伤，2002，15(4):635.

［5］娄思权.骨关节炎的病理与发病因素［J］.中华骨科杂志，1996，16(1):56-59.

［6］邓兆智，何羿婷.中医外治膝骨性关节炎近况［J］.中医外治杂志，2002，4(2):34-35.

［7］李大刚，苏培基.中药熏洗疗法在骨伤科的应用及思考［J］.中医外治杂志，2007，4(2):50-52.

［8］周晨，等.中医外治膝关节骨关节炎研究进展［J］.中医外治杂志，2008，10(5):54-55.

Optimization of Extraction and Purification Technology for Xuanbi Fang and Preparation Study of Xuanbi Gel

WANG Jing-hong1，ZHENG Jin-fen1，XIA Kun1，NIE Qi-xia2，ZHU Li-guo1△
(1.The Chinese Academy of Sciences Wangjing Hospital of Traditional Chinese Medicine，Beijing 100102，China; 2.China Institute of Traditional Chinese Medicine Academy of Science，Beijing 100700，China)

Objective:To optimize extraction and purification technology of Xuanbi Fang and preparation Study of Xuanbi Gel.Method:Water distillation method was used to extract.Infusion or not，distillation time and the amount of water were set as factors，and the volume of volatile oil was set as index to examine the extraction technology of volatile oil from Zanthoxylum and so on.With yield of n-butyl alcohol extract as evaluation indexes，the amount of water，extraction time and extraction times were chosen as investigated factors，orthogonal design was used to optimize water extraction process of Clematis and six other Chinese herbal pieces from Xuanbi Fang.With yield of n-butyl alcohol extract as evaluation indexes，investigate factors of ethanol precipitation process for Xuanbi Fang，such as relative density of liquid and the concentration of ethanol.Using the appearance，spreading properties and viscosity as performance indicators，to select the matrix type and dosage，and the optimal preparation process route.Results:The optimized extraction technology of volatile oil was:adding 6-fold water，estracting for 6 h without infusion;optimum water extraction technology was: boiling 1.5 h with 12 times the amount of water，2 h per time;optimized alcohol precipitation process was:concentrated to relative density of 1.15-1.20，95%ethnoal was added to liquid contained ethanol of 80%，keeping the extraction in the refrigerator for one night.The preparation method of Xuanbi gel is simple easy to operate;the texture is uniform，fine and smooth，and spreading-well stable quality with Carbomer 980 as matrix，tarethanolamine as neutralizer，glycerol as humectants，and azone as absorption enhancer.Conclusion:The optimal extraction，purification process and preparation process of Xuanbi Gel is simple，stable and feasible.

Xuanbi Fang;orthogonal design;n-butyl alcohol extract;extraction technology;Molding technology

R944

:B

:1006-3250(2016)07-1111-04

2015-09-10

北京市中医药“十病十药”成药性研究项目(CYX2014-12)

王景红，主任药师，医学学士，从事药学的临床与研究。

△通讯作者:朱立国，主任医师，医学博士，博士研究生导师，从事中医骨伤的临床与研究，Tel:010-84739088，E-mail: zhlg95@yahoo.com.cn。