洪国君,邹纯才,鄢海燕
(皖南医学院药学院,安徽芜湖 241002)
瓜蒌为葫芦科植物栝楼的果实。秋末果实变为淡黄时采收,悬挂通风处阴干。栝楼生于山坡、草丛、林缘半阴处,主产山东、河南、河北。果实含三萜皂甙、氨基酸、糖类、有机酸;种子含油酸、亚油酸及甾醇类化合物。瓜蒌用于胸癖症的治疗始见于汉代名医张仲景所著的《金匮要略》〔1〕。瓜蒌片(国药准字Z31020173)由瓜蒌子65份与瓜蒌皮35份混合,水提浓缩制成浸膏,加辅料,制粒,压片,包糖衣后制得。具宽胸、理气之功效,用于冠心病胸闷、心绞痛〔2〕。课题组前期进行了瓜蒌片制备过程中提取溶剂的优化及瓜蒌皮与瓜蒌子最佳配比的考察〔3-4〕。鉴于滴丸是用固体或液体药物与适当物质(一般称为基质)加热熔化混匀后,滴入不相混溶的冷凝液中、收缩冷凝而制成的小丸状制剂,它汲取现代剂型之所长,具速效、高效等优点,在治疗心血管疾病的中成药中应用最为广泛,且未见有关瓜蒌滴丸的报道,故本课题采用水提醇沉法制得的瓜蒌提取物为主要成分制备瓜蒌滴丸,并对滴丸的制备工艺采用正交设计法进行优选〔5-7〕,同时采用合理的可量化指标对结果进行分析,以期为瓜蒌滴丸的制备工艺和生产条件提供相关的参考和借鉴作用。
1.1 实验材料 瓜蒌提取物〔8〕(由课题组自制,批号:20170401);PEG 4000(天津福晨化学试剂厂,批号:20151007);PEG 6000(天津福晨化学试剂厂,批号:20150712);二甲基硅油(山东莱州市森达化工厂,批号:20140105);无水乙醇(分析纯,无锡展望化工试剂有限公司,批号:151122)。
1.2 实验仪器 DWJ-2000S5型滴丸机(烟台百药泰中药科技发展有限公司);FA2004型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司);定重砝码(上海越平科学仪器有限公司);78X-2型四用测定仪(上海黄海药检仪器有限公司);ZB-1D型智能崩解仪(天大天发科技有限公司)。
2.1 滴丸制备工艺单因素试验 课题组在借鉴文献〔7〕条件基础上,分别考察药物与基质质量配比(1:0.5)、(1:1.0)、(1:1.5)、(1:2.0)、(1:2.5);基质(PEG 4000:PEG 6000)质量比例(1:1)、(1:3)、(1:5)、(1:7)、(1:9);滴速10、20、30、40、50 d∕min;滴距7、10、13、16、19 cm。
2.1.1 药物与基质混合比例的考察 滴制温度为药液80℃、冷凝液6℃,滴头内径2 mm、壁厚0.5 mm下进行实验〔7〕。分别对药物与基质质量配比(1:0.5)、(1:1.0)、(1:1.5)、(1:2.0)、(1:2.5)进行考察,其他单因素先选择中间条件基质比1:5,滴速30 d∕min,滴距13 cm。硬度的评价:取滴丸10粒,分别置于4 N砝码下受压1 min,然后在固定焦距下拍照后上传至电脑,再用管理软件计算机辅助设计(Management Software Computer Aided Design,MS-CAD)软件量取照片中受压前后滴丸直径R与滴丸表面积S,计算滴丸受压前后(S R2)与π的相对变化值的平均值y前和y后,最终将y后∕y前的比值h作为硬度评价的指标。圆整度的评价:取滴丸10粒,先在固定焦距下对滴丸拍照,再将照片上传至电脑后,用MS-CAD软件绘图法量取滴丸的直径R和表面积S,来计算S R2与π的相对变化值的平均值r作为圆整度评价的指标,每粒滴丸量取3次,取30次量取结果的平均值r作为圆整度的评价指标。终评指标=h+r,终评指标得分最高者为最优。见表1。
表1 药物与基质配比考察
由实验数据可知,药物:基质=1:1.5(g∕g)时终评指标得分最高,故选择药物与基质配比为1:1.5。2.1.2 基质种类的考察 目前,PEG4000和PEG6000两种水溶性基质是滴丸制备最常用的基质,为了使药物有较大的载药量同时具备一定的硬度,以药物与基质的质量比为1:1.5,滴制温度为药液80℃、冷凝液6℃,滴头内径2 mm、壁厚0.5 mm;其他单因素选择中间条件滴距13 cm,滴速30 d∕min进行实验。初步实验表明,PEG 4000含量高可提高滴丸的内聚力,但是硬度反而会减小,滴丸不易成型或成型性不好;若PEG 6000含量高则可增大滴丸的硬度,但是含量过高不仅黏度大导致拖尾,还因滴丸内聚力不足容易脆碎。为此在实验中将二者混合使用并以硬度、圆整度等作为评价指标,考察二者的合适比例。
2.1.3 基质配比的考察 根据“2.1.1”的实验结果可确定以药物与基质配比为1:1.5,调整基质PEG 4000与PEG 6000的比例分别为(1:1)、(1:3)、(1:5)、(1:7)、(1:9),其他单因素选择中间条件滴距13 cm,滴速30 d∕min进行实验,制备滴丸。见表2。实验结果表明,随着基质比例增大,滴丸的硬度、圆整度等作为评价指标越好。
表2 基质混合比例考察
由实验数据可知,虽1:7和1:9的终评指标得分较高,但在后续试验中发现PEG 6000含量过大,滴丸硬度较大,滴制时黏度大易导致拖尾和粘连,还会导致滴丸易脆碎,故最终选用1:5作为基质配比。2.1.4 冷凝液的选择 以药物与基质的质量配比为1:1.5,基质质量配比PEG 4000:PEG 6000=1:5,分别以液体石蜡和二甲基硅油作为滴丸机的冷凝液,其他条件同“2.1.1”,制备滴丸,观察其拖尾以及粘连情况。结果发现,以二甲基硅油为冷凝剂拖尾(滴丸在滴制过程中由于滴制条件的不同导致滴制出来的滴丸带有尾状后端)与粘连(在冷凝液中因重量差异导致两粒或两粒以上的滴丸粘在一起,冷却后形成不规则状滴丸)情况(见图1~2)明显比以液体石蜡为冷凝液制备的滴丸少。故最终确定冷凝液为二甲基硅油。
图1 拖尾
图2 粘连
2.1.5 滴速的考察 在前期实验的基础上,选定药物与基质质量配比为1:1.5,基质质量比为1:5,分别调整滴速为10、20、30、40、50 d∕min,其他单因素选择中间条件滴距为13 cm制备滴丸。见表3。
表3 滴速考察
从表3的实验结果发现滴速对硬度和圆整度影响较小,故补充实验选用丸重差异来对其作出优化选择。
从实验数据可知,若滴丸下降速度过快,获得的初始动能就会过大,撞击二甲基硅油表面的力量也更大,滴丸容易成扁平状,而且会出现子母丸情况,使其丸重差异更加明显。另外丸重与滴制的速度成反比,滴速越快则丸重差异会越大;反之,滴丸下降速度过慢,则液滴在滴口处停留时间较长,滴丸偏重,丸重差异也较大。且当滴速超过40 d∕min时拖尾和粘连现象明显增加。见表4。根据实验结果,滴速宜选择为30 d∕min。
表4 滴速对成型的影响
2.1.6 滴距的考察 在前期实验的基础上,选定药基比为1:1.5,基质比1:5,滴速30 d∕min,分别调整滴距为7、10、13、16、19 cm,制备滴丸。见表5。
表5 滴距对成型的影响
由实验数据可知,当滴距大于10 cm以后,圆整度开始逐渐降低,故最佳滴距应暂选为10 cm。
2.2 确定瓜蒌滴丸制备条件的单因素 根据单因素试验结果,选择药物与基质质量配比、基质(PEG 4000:PEG 6000)质量配比、滴速和滴距4个主要因素进行正交实验,分别以药物与基质质量配比为1:1.5,基质(PEG 4000:PEG 6000)质量比1:5,滴速30 d∕min,滴距10 cm为0水平来设计正交优化实验〔5-7〕,从而科学地研究这4个因素的交叉作用对瓜蒌滴丸制备工艺的影响,表6即为各因素水平表。选择L(934)正交实验表进行实验设计。表7为实验结果,表8为极差分析表,表9为方差分析表。
表6 正交实验因素水平表
从表8直观分析结果及表9方差分析结果可知,由于预试验选择条件较好,是以最终得到的滴丸硬度及圆整度都趋于成型,以硬度、圆整度的综合评分作为终评指标,药物与基质的比例、PEG 4000与PEG 6000的比例对最终滴丸的制备相对影响较大,对滴丸制备影响大小顺序依次为B>A>D>C,最佳工艺应为A(0)B(0)C(-1)D(-1),即:药物与基质配比为1:1.5(g∕g),PEG 4000:PEG 6000=1:5(g∕g),滴速为20 d∕min,滴距为7 cm。
表7 正交实验设计方案及结果
表8 极差分析表
表9 方差分析表
2.3 验证实验 按上述最佳制备工艺制备5批滴丸样品,每批随机选取32粒,测量指标时除去一个极大值和一个极小值,滴丸为黄色小丸,室温下质硬,圆整均匀,色泽一致,表面无冷凝液黏附。按《中华人民共和国药典》(2015年版)丸剂通则0108项下检查,测量丸重差异指标时除去一个极大值和一个极小值,取30粒计算取平均值;测量溶散时限指标时,随机选取同批制得的滴丸6粒,按照规定方法,放入0.42 mm的不锈钢筛网中进行检查,记录其溶散时间〔6〕。硬度及圆整度测量方法同“2.1.1”。见表10。
表10 工艺稳定性验证结果
由实验结果可知,经本次正交实验所确定的制备工艺可行,所制得的各批次滴丸的丸重差异、溶散时限均符合《中华人民共和国药典》(2015年版)要求,硬度及圆整度也符合使用标准。
经验证,在理论最佳条件下制作的滴丸满足试验的各项指标要求,故而可确定实验的实际最佳条件为药物与基质配比为1:1.5(g∕g),PEG 4000:PEG 6000=1:5(g∕g),滴速为20 d∕min,滴距为7 cm。
根据实验的数据和结果,最终确定为以药物与基质配比为1:1.5,以PEG 4000:PEG 6000=1:5为基质,滴距 7 cm,滴速 20 d∕min,滴制温度为药液80℃,二甲基硅油为冷凝液,冷凝液温度为6℃为滴丸成型的最佳工艺。但是在该工艺中,若采用1:1.5的药物与基质配比,会使实验动物每次给药量过大,可能在给药过程中导致胃肠道不适,甚至死亡,从而在试验中会降低实验动物的依从性,若用于临床,因每次服用粒数过多,也会降低病人的依从性,因此可适当增大载药量,且在实验中当载药量达到1:1时,制备的滴丸硬度、圆整度等也能够满足要求,对于临床用药方面依然可以有所改进。
对于溶散时限,《中华人民共和国药典》(2015年版)四部丸剂通则0108项下规定〔9〕,随机选取制得的滴丸6粒,按照规定方法,放入0.42 mm的不锈钢筛网中进行检查,30 min内应全部溶散,即滴丸如果能够在30 min内溶散完全就证明该滴丸溶散度是合格的,但对于不同的药物,溶散时限的好坏并不是以溶散快慢来表示的。在实验准备阶段对滴丸的溶散时限进行过预试验,即分别采用最大和最小的基质比例(PEG 4000:PEG 6000=1:9和1:1)以及最大和最小的药物与基质配比(1:0.5和1:2.5)制备滴丸,发现所制滴丸在30 min内均能全部溶散。所以,在后期的工艺考察指标中并未将溶散时限列入,而只是作为一项检验指标。
滴丸生产过程中产生的拖尾和黏连直接影响滴丸的内在质量,但本实验在参考文献〔7〕的基础上,避开了对拖尾和粘连较大的影响因素,使实验能够更加顺利地进行。
对于滴丸圆整度及硬度的评价,现大多数文献中采用手捏或用片剂硬度计测定〔10〕,采用手捏评价的指标难以进行量化;用片剂硬度计测定滴丸的硬度时,由于滴丸自身的黏性,滴丸往往不会破碎,不同硬度的滴丸都会被压成相同的扁状,因此也很难评价。本文通过用MS-CAD软件辅助的方法使数据量化,从而用更直接的方法来比较不同滴丸的硬度和圆整度,能够避免人为的主观误差,使评价结果更加客观、可靠,更具统计学意义。
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