正交设计优选丁香酚滴丸的制备工艺*

杜卓，叶泉英，林洁诚，邝翠琼，莫玉芳，余小姚，李海仪，郭嘉亮

(1.佛山科学技术学院医学院药学系，佛山 528000；2.广东省佛山市第一人民医院药学部，佛山 528000)

中药材丁香是桃金娘科植物丁香树的干燥花蕾，丁香花蕾被水蒸汽蒸馏出无色或淡黄色挥发油即为丁香油。丁香油主要活性成分为丁香酚[1]，具有抗氧化、抗缺氧、抗血栓形成、镇痛等多方面作用[2-6]。冠心病是由冠状动脉粥样硬化使血管腔阻塞，导致心肌缺血缺氧而引起的临床常见心脏疾病[7]。丁香酚具有针对冠心病的抗血栓止痛等药理活性，可将其制备成快速释放的丁香酚滴丸[8]。本研究通过正交设计优选抗冠心病丁香酚滴丸的最佳制备工艺，并对滴丸产品的外观性状、质量差异度、丁香酚含量等进行评价，为进一步开展药理药效实验奠定较好的制剂研究基础。

1 试剂与仪器

单硬脂酸甘油酯(国药集团化学试剂有限公司，批号：20171218)；Polyethylene glycol 4000(PEG4000，广东光华化学厂有限公司，批号：20090420)；Polyethylene glycol 6000(PEG6000，广州市医药公司化学试剂玻璃仪器批发部，批号：990825)；丁香酚(国药集团化学试剂有限公司，批号：20180622，含量：≥98.5%)；无水乙醇(分析纯，广东光华科技股份有限公司，批号：2016220)，80%乙醇(用无水乙醇制备)；二甲基硅油(国药集团化学试剂有限公司，批号：20181010)；液体石蜡(广州化学试剂厂，化学纯，批号：200304043)；轻质液体石蜡(江西德成制药有限公司，批号：050801)。

Panasonic制冰机[松下冷链(大连)有限公司，SIM-F140AY65-PC型，编号：850021]；Tankpro纯水机(浙江铭泉水暖设备有限公司，RO-2236P型，编号：1101003150)；eppendorf移液枪(德国艾尔德股份公司)；电子天平[感量：0.1 mg，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司，AL204型]；电热恒温水浴锅(上海一恒科学仪器有限公司，HWS-12)；片剂硬度仪(上海黄海药检仪器有限公司，YPD-30A型)；片剂脆碎度测定仪(上海黄海药检仪器有限公司，CJY-300D型)；医用低温箱(中科美菱低温科技股份有限公司，编号：170833520)；医用冷藏箱(中科美菱低温科技股份有限公司，编号：170834423)

2 方法与结果

2.1制备方法 将以处方配比的基质置于75 ℃水浴中加热至基质熔化，再加入处方量的丁香酚，搅拌均匀。将所得药液以正交实验安排表中所示药液温度在水浴中保温，用1000 μL移液器吸取药液后，以每分钟30滴的滴速滴入冷凝液。待滴丸冷凝静置后收集药丸并沥干。用滤纸吸去滴丸表面冷凝液，药丸自然晾干，过夜即得丁香酚滴丸。

2.2实验条件筛选方法 根据预实验数据，采用80 ℃药液温度，13 cm冷凝液下落距离，6 cm药液滴距作为实验条件。依次进行无药物的基质筛选，药物含量的初步筛选，添加药物基质筛选，冷凝液筛选，冷凝温度筛选。

2.2.1基质筛选方法 水溶性基质：以1：0，2：1，1：1，1：2，1：3，1：4，0：1的比例混合PEG4000和PEG6000作为基质[9]。非水溶性基质：以单硬脂酸甘油酯为基质，单因素改变基量制备滴丸。以二甲基硅油为冷凝液，5 ℃为冷凝温度，将基质的总量固定为2.4 g，调整各个基质的用量，结果见表1。

表1 不加丁香酚的基质用量筛选情况

处方编号8是使用单硬脂酸甘油酯作为基质，基质冷凝速度极快。滴制过程中已有部分基质凝固，且滴入后浮于冷凝液的表面不沉降，无法形成滴丸。处方编号5，6，7这3个处方制备的丁香油滴丸圆整度较差，而处方编号1，2，3三个处方制备滴丸硬度不足。综合考虑选择处方编号4基质配比(PEG4000：PEG6000=1：2)进行下一步药物含量的初步筛选。

2.2.2药物含量百分比初步筛选方法 药物丁香酚占总量的百分比设置为5%～50%六个梯度，筛选数据结果见表2。

表2 丁香酚不同含量的初步筛选情况

由表2可知：加入丁香酚后基质黏度下降且所制备滴丸硬度下降，拟提高PEG6000所占比例，以便在丁香酚10%含量的制备滴丸能有较好圆整度及硬度。采用丁香酚含量10%，选择表1中处方4，5，6，7进行添加药物的基质筛选，实验表明：增加PEG6000比例而所得滴丸硬度仍较小，且PEG4000：PEG6000比例为1：4时滴丸成型开始降低。故丁香酚含量应控制在10%以下，即选择表1中处方4，5，6，且丁香酚含量控制为5%，进行添加药物基质筛选，结果见表3。

表3 添加丁香酚(5%)后基质用量筛选情况

由表3可知：处方4，5所制滴丸均能得到好圆整度，并且处方5所得滴丸硬度较大。因此选择丁香酚5%含量，且基质PEG4000：PEG6000配比为1：3时制成滴丸为较佳比例。

2.2.3冷凝液筛选方法 以PEG4000：PEG6000为1：3，丁香酚含量为5%待滴，以二甲基硅油、液体石蜡、轻质液体石蜡为冷凝液分别制备滴丸，进行不同冷凝液筛选，结果见表4。

表4 冷凝液筛选情况

由表4结果可知，3种冷凝液所制备滴丸硬度无明显差异，而以液体石蜡为冷凝液所得滴丸的圆整度最好且无拖尾，沉降速度合适，故选择液体石蜡为丁香酚滴丸的冷凝液。

2.2.4冷凝温度筛选方法 以液体石蜡为冷凝液，选择3，5 ，7 ℃为冷凝液温度[10]，采用单因素法筛选冷凝液温度。结果见表5。

表5 冷凝温度筛选情况

由表5结果可知，冷凝温度在3 ℃和5 ℃时滴丸成型好，故以3 ℃～5 ℃为冷凝温度。

2.3正交实验筛选制备工艺的方法 采用L9(34)正交实验设计[10-11]方法，选择药物占总量的百分比、药液温度、冷凝液的下落距离、药液滴距4个因素。优选这些因素最佳水平。以滴丸的圆整度、质量差异和硬度大小为指标，对滴丸的制备工艺进行筛选。因素水平见表6、正交试验安排见表7。

表6 正交实验因素水平表

正交实验中将滴丸成形情况、滴丸重量差异及硬度的大小，综合得分作为评价标准。

滴丸成形情况评分[10]标准为：有气孔(1分)、有拖尾(2分)、椭圆形或扁圆形(3分)、表面粗糙不光洁(4分)、圆整度良好(5分)。共分成5个级别，分数越高即表明滴丸的成形圆整度的情况越好。

表7 滴丸制备正交实验安排表

质量差异评分标准：由于正交制备滴丸的质量差异均未超出2015年版《中华人民共和国药典》对滴丸的质量差异规定，故质量差异的评分以相对标准偏差(Relative standard deviation，RSD) 值为标准。RSD值越小，即差异越小，即分数越高。正交制备滴丸质量差异的具体值见表8。

表8 不同工艺丁香酚滴丸质量差异和硬度大小

质量差异设置总分为5分，即质量差异RSD在2%以下评为5分，2%～3%评为4分，3%～4%评为3分，4%～5%评为2分，5%以上评为1分。硬度大小评分标准：正交制备滴丸硬度大小的具体值见表8。

硬度大小设置总分为5分，即硬度大小以2.0 kg及以上评为5分，1.7～1.9 kg评为4分，1.4～1.6 kg评为3分，1.1～1.3 kg评为2分，1.0 kg及以下评为1分。

综合得分：以滴丸成型情况，硬度差异，质量差异三者评分相加的总分作为综合得分。结果见表9，方差分析见表10。

由表9和表10可知：在本正交实验设定各因素水平中，影响制作滴丸的最大因素为冷凝液的下落距离，其次为药物占总量的百分比、药液温度，而药液滴距对滴丸制作影响最小。四个因素的极差值R：冷凝液的下落距离>药物占总量的百分比>药液温度>药液滴距。各因素对滴丸制作影响顺序为：C>A>B>D。在不考虑因素间的交互作用情况下，综合工艺筛选制作丁香酚滴丸的最优工艺为A3B2C3D2。即药物占总量的百分比为2.5%，药液温度为80 ℃，冷凝液下落距离为18 cm，药液滴距为6 cm。

2.4质量评价方法

2.4.1最优工艺制备供试品 按以上优选出工艺来制备丁香酚滴丸，精密称取滴丸基质19.5 070 g(PEG4000：PEG6000=1：3)置于75 ℃中水浴加热至熔化。加入0.5 004 g丁香酚混匀后，置于80 ℃水浴中，用1000 μL移液枪移取药液。以6 cm的药液滴距滴入5 ℃的冷凝液，冷凝液下落距离为18 cm。待滴丸冷凝静置后，收集滴丸沥干。用滤纸吸去滴丸表面的冷凝液，滴丸自然晾干一晚，即得供试品丁香酚滴丸1000粒。

2.4.2外观检查 由最优工艺所制备的丁香酚滴丸外观完整光洁，硬度适宜且一致，有良好的圆整度，无拖尾或气孔，符合《中华人民共和国药典》2015年版对滴丸的外观要求。

2.4.3质量差异检查 从最优工艺所制备的丁香酚滴丸中随机取20粒。精密称定总质量，求得平均丸重，然后精确称重每粒滴丸，计算RSD值。

实验结果：20粒丁香酚滴丸总重量为0.2 938 g，平均粒重为0.01 469 g，RSD为2.71%。根据《中华人民共和国药典》2015年版对低于0.03 g滴丸质量差异限度要求(±15%)，最佳工艺制备丁香酚滴丸的质量差异符合《中华人民共和国药典》2015年版的要求。

2.4.4硬度检查及脆碎度检查 从最佳工艺制备丁香酚滴丸中随机取6粒，使用片剂硬度测试仪分别测定每丸硬度。

实验结果：该滴丸硬度平均值为2.0 kg，RSD值为2.63%，故该滴丸硬度差异小。

从最优处方制备的丁香酚滴丸中随机取3份(每份10粒)，精密称每份总重。使用片剂脆碎度仪测定每份滴丸的脆碎度：设置脆碎度测试参数为100 r·(4 min)-1进行，待测定结束转动后，再取出未破损的滴丸精密称重。平行测定3份。实验结果：用片剂脆碎度仪测试丁香酚滴丸，3份测试样品减重均为零。

3 讨论

在滴丸基质筛选实验中，若基质较为黏稠则滴制获得滴丸的成型情况较差。不添加丁香酚的空白基质即便满足滴丸成型的硬度及圆整度，再加入丁香酚则出现药液黏稠状态明显降低。虽药液的黏度下降有利于改善滴丸成型，但所制得的含药滴丸的硬度显著下降。制备丁香酚滴丸药物含量应控制在10%以下，故正交实验中设置2.5%、5%、7.5%三个水平。

升高温度能使滴丸基质的黏度降低，有利提高滴丸圆整度。而主药丁香酚具有挥发性和易氧化性，高温对丁香酚损耗量就大，故不宜采用升温方式降低药液黏度。在制备滴丸过程中，可采用先将空白基质加热到规定温度，而后再加入丁香酚方法缩短药液受热时间，从而减少药物损失。

表9 滴丸工艺筛选正交实验结果

表10 综合得分方差分析表

制备滴丸中曾采用加冰块的冰水浴方式控制冷凝液温度，发现冰水浴温度下降较慢，且长时间控制3℃～5 ℃困难。改为提前将冷凝液放置冷藏柜过夜，滴制时再临时取出使用，这样不仅使用方便，且保持低温的时间较长。

在《中华人民共和国药典》2015年版中对滴丸剂没有规定硬度和脆碎度，而实际生产运输及贮存滴丸中，硬度和脆碎度对保证临床用药准确性等方面均有重要的指导意义。本研究采用片剂硬度测试仪与片剂脆碎度测定仪测试最佳工艺下制得的滴丸，测得滴丸的硬度数值RSD值小且滴丸的脆碎度为零。这将为下一步开展丁香酚滴丸的药理药效实验奠定较好制剂学基础。