通脉丸多指标溶出评价研究

赵新红，康冰亚，陈天朝*

（1.承德医学院附属医院 药学部，河北 承德 067000；2.河南中医药大学第一附属医院 药学部，河南 郑州 450000）

通脉丸由黄芪、两头尖、制马钱子、丹参等多味中药组成，现为河南中医药大学第一附属医院院内制剂，用于治疗血栓闭塞性脉管炎、动脉硬化闭塞症、风寒湿痹、四肢痉挛等肢体缺血性疾病。目前，对通脉丸研究主要集中在指标成分含量测定[1-3]、急性毒性试验[4-5]、物料性质对溶出影响[6]、溶出度评价等方面[7]。本研究以通脉丸中竹节香附素A、总黄酮、阿魏酸、芍药苷、丹酚酸B、橙皮苷在以超纯水为溶出介质的溶出率为研究载体，根据指标成分在处方中的地位及药理作用不同，尝试将层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）与矩阵实验室（Matrix Laboratory，Matlab）软件相结合，通过编写Matlab 语言程序来计算各指标成分权重系数及随机一致性比率CR，并初步探讨通脉丸释药机制，旨在更加全面、科学、整体地进行通脉丸溶出综合评价，也为进行层次分析法数据处理提供参考依据。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

竹节香附素 A 对照品（批号：201808）、芍药苷对照品（批号：201804）、橙皮苷对照品（批号：201804）均购于四川维克奇生物科技有限公司，质量分数均≥98%；阿魏酸对照品（批号：110773-201811）、丹酚酸B 对照品（批号：111562-201806）、芦丁对照品（批号：100080-201806）均购于中国食品药品检定研究院，纯度均为100%；通脉丸（剂型：蜜丸，批号：180810，规格：每袋5 g，河南中医药大学第一附属医院制剂室制备）。甲醇、乙腈、磷酸（色谱纯，迪马公司）；水为自制超纯水，其余试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器设备

Waters e2695 型高效液相色谱仪（美国Waters 公司）；ZRS-8C 型智能溶出试验仪（天津大学无线电厂）；TU-1800PC 型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；GP225D 型十万分之一分析天平（德国Sartorius 公司）；HK250 型超声波过滤器（上海科导超声仪器有限公司）。

2 方法和结果

2.1 层次分析法确定指标成分权重系数

层次分析法（AHP）是将人的思维过程层次化、数量化，是定性和定量相结合的决策分析方法[8]，其主要步骤包括明确分析对象、建立层次分析结构模型、构造判断矩阵、判断矩阵的一致性检验、分析得出权重系数。

2.1.1 明确分析对象 以通脉丸中竹节香附素A、总黄酮、阿魏酸、芍药苷、丹酚酸B、橙皮苷等6 种指标成分在超纯水中的累积溶出率为研究载体（该试验研究另文发表）。

2.1.2 建立层次分析结构模型 在明确分析对象后，通过分析指标成分在通脉丸处方中君臣佐使配伍关系及各组分药理作用不同，建立通脉丸多指标溶出综合评价层次结构模型，结果见图1。

图1 通脉丸多指标溶出综合评价层次结构模型Fig. 1 Multi-index dissolution comprehensive evaluation hierarchical model of Tongmai pill

2.1.3 构造判断矩阵 构造判断矩阵是依据标度法对同一水平的所有指标开展两两相对重要性判断比较，并对判断结局开展量化，形成判断矩阵[9]。本研究采用Saaty 等提出的9 级比例标尺[10]，进行指标成分相对重要性两两比较，评价尺度见表1。

表1 层次分析法评价尺度表Tab. 1 Evaluation scale table of analytic hierarchy process

选择专家咨询方法，对指标成分之间相对重要性进行两两比较，通过对专家反馈的指标成分重要程度比较结果进行加权平均，完成构造成对比较判断优先矩阵，结果见表2。

表2 6 项指标成分成对比较判断优先矩阵Tab. 2 Pairwise comparison of 6 index components judgment priority matrix

2.1.4 Matlab 软件计算权重系数并实现判断矩阵的一致性检验 Matlab 软件是起源于线性代数中的数字运算与应用，是给予矩阵的运算工具，具有强大的数学运算能力[11]，其计算权重系数及实现一致性检验的具体流程，见图2。

图2 Matlab 实现层次分析法程序流程图Fig. 2 The program flow chart of analytic hierarchy process by matlab

在Matlab 软件中，计算矩阵A 的特征值和特征向量的函数是eig （A）[11]，根据已经确定的指标成分成对比较判断优先矩阵，通过编写Matlab 语言程序来计算指标成分的权重系数，并实现判断矩阵的一致性检验，具体程序代码如下：

将上述代码输入Matlab R2014a 软件中，计算得到通脉丸溶出液中竹节香附素A、总黄酮、阿魏酸、芍药苷、丹酚酸B、橙皮苷等6 项指标成分的权重系数分别为0.258 9、0.258 9、0.135 7、0.135 7、0.135 7、0.075 0。随机一致性比率CR = 0.002 2 ＜0.10，说明各指标成分的权重系数计算有效、结果合理，可以用于通脉丸多指标溶出综合评价。

2.2 计算6 种成分及综合评价指标的累积溶出率

累积溶出率是指通过测定一系列的时间点下各指标成分的溶出量，并与总溶出量比较得出的溶出百分率。具体计算公式如下：

在公式1 和2 中，Xn为溶出量，n 为取样次数；Cn为浓度mg/mL；D 为稀释倍数；V溶出介质为溶出介质的体积mL；V取样为取样体积mL；Qt为t 时刻累积溶出率。本研究选择溶出24 h 的溶出总量为100%，根据上述公式以及层次分析法计算的各指标成分的权重系数，应用Matlab 软件来计算6 种成分以及综合评价指标在不同取样时间下的累积溶出率，结果见表3。

表3 通脉丸6 种成分及综合评价指标累积溶出率（±s，n = 6，%）Tab. 3 The six and comprehensive evaluation index components cumulative dissolution rate of Tongmai pill （±s，n = 6，%）

表3 通脉丸6 种成分及综合评价指标累积溶出率（±s，n = 6，%）Tab. 3 The six and comprehensive evaluation index components cumulative dissolution rate of Tongmai pill （±s，n = 6，%）

取样时间/min 竹节香附素A 总黄酮 阿魏酸 丹酚酸B 芍药苷 橙皮苷 综合评价 2 16.34±0.17 9.56±0.26 26.19±2.12 26.75±2.19 27.16±2.10 26.13±0.31 11.21±1.15 5 40.52±0.28 13.81±2.18 60.11±1.27 63.55±2.21 59.90±1.68 56.75±0.84 20.03±1.56 10 54.52±0.52 18.13±1.69 79.32±1.76 88.11±1.84 83.29±1.66 73.64±1.54 30.06±1.33 20 60.14±0.79 20.99±1.52 86.37±1.86 92.72±1.99 88.77±1.89 82.13±2.53 36.73±1.80 30 61.08±0.45 21.39±0.81 87.22±2.03 93.39±1.14 90.31±2.68 86.35±1.51 43.02±1.56 40 67.30±1.00 22.15±0.84 89.74±1.58 91.51±1.69 92.74±1.56 90.43±2.12 46.34±3.85 60 68.22±0.95 25.41±0.59 90.19±2.08 94.07±1.96 93.36±1.92 91.67±1.64 54.49±2.84 120 72.34±1.32 27.75±0.67 92.56±1.49 94.93±1.62 94.08±1.90 93.20±1.58 64.17±2.46 240 82.15±1.77 28.82±1.44 98.00±2.02 97.11±1.86 97.80±1.58 97.14±1.61 71.27±1.55

2.3 通脉丸释药机制初步考察

选择1stOpt 软件以零级模型、一级模型、Higuchi 模型、Ritger-Peppas 模型对通脉丸溶出综合评价指标进行模型拟合，计算决定系数（Determining Coefficient，R2）、 残 差 平 方 和（Square sum of residuals，SSE）、 均 方 根 误 差（Root mean squared error，RMSE）[12-13]，拟合结果见表4。

表4 通脉丸的释药机制模型拟合结果Tab. 4 Fitting results of drug release mechanism model of Tongmai pill

由拟合结果可知，通脉丸释药模型的拟合接近程度为：Ritger-Peppas 模型＞一级模型＞ Higuchi 模型＞零级模型。根据n ≤0.43 时药物释放机制为Fick 扩散（Fickian Diffusion）[14]，可知通脉丸释药机制为Fick 扩散（n = 0.266 2 ＜0.43）。

3 讨论

综合评价是对多个指标进行总体评价的科学方法，往往会涉及多个因素或指标，不考虑指标权重系数的大小等同于认为所有的参评指标的重要性相同，这在大多数情况下往往是不符合实际的[15]。因此，确定评价指标的权重系数是综合评价的关键步骤之一。由于层次分析法是一种定性与定量相结合的系统化、层次化的分析方法，将人的思维条理化、层次化，在对评价指标主观判断的基础上，引入数学检验方法使之更加科学化。因此，本研究选择层次分析法来确定指标成分的权重系数，并在Matlab 软件上实现快速求解，可以避免复杂的运算过程，对于初次使用层次分析法计算权重系数的医药工作者来说，仅需要修改判断矩阵数值就可以实现。当然，层次分析法也存在仅限于评价指标不超过9 个、成对比较优先矩阵往往会受到专家主观判断影响等不足之处。

本研究得到通脉丸在240 min 时溶出率为（71.27 ±1.55）%（n = 6），这与普通化学制剂在取样时间为45 min 时溶出度要求不低于70%相比，从溶出角度来看，通脉丸应该属于缓释制剂。因此，选择零级模型、一级模型、Higuchi 模型、Ritger-Peppas 模型对进行模型拟合，结果Ritger-Peppas 模型拟合度最高，从n = 0.266 2 ＜0.43 来看，其释药机制属于Fick 扩散。由于通脉丸是由未经过提取处理的药物细粉，通过添加蜂蜜等赋形剂来制成的蜜丸，具有球形结构，在一定程度上，可以减缓药物成分特别是毒性成分的释放[如竹节香附素 A 在 60 min 时溶出率为（68.22±0.95）%]，从而降低药物毒性，达到“效缓而力专，效持而毒减”目的[16]，但其释药机制的具体原因尚不明确，仍需要进一步研究。

4 结论

本研究采用层次分析法并借助Matlab 软件对通脉丸溶出液中指标成分的权重系数进行计算，并对综合评价指标的释药机制进行初步考察，研究结果表明多指标成分定量结合层次分析法的综合评价方法简单可行、真实有效，可用于通脉丸指标成分溶出综合评价。同时，对通脉丸释药机制进行初步考察，结果符合Fick 扩散释药机制，具有一定的缓释特性，其缓释特性的具体原因有待下一步深入研究。