不同祖师麻提取物对后交联凝胶贴膏基质的性能影响

万玲娟，付文芮，曾庆祥，魏舒畅，冯晓莉，刘晓霞，侯昕阳

甘肃中医药大学 甘肃省中药制药工艺工程研究中心，甘肃 兰州 730000

在中药贴膏剂的开发过程中，基质决定着制剂的性能和分类，因此中药贴膏基质的研究一直是该领域的研究热点。凝胶贴膏在继承了传统黑膏药载药量大优点的同时也克服了橡胶膏的过敏性和刺激性，由于与皮肤相容性好、可反复揭贴，该剂型近年来受到了广泛关注[1-2]。但目前凝胶贴膏基质在生产过程中，普遍存在着工艺复杂、交联速度及程度难以控制的问题[3-4]。后交联型凝胶贴膏基质是本课题组创建的一种新型基质平台，该基质由于配方中不含水分，交联反应发生于贴膏贴于皮肤之后，可有效解决凝胶贴膏生产时的交联速度问题。在保留凝胶膏剂基质特点的同时，还具有制剂稳定性好、工艺简单等优点。目前，祖师麻有黑膏药和橡胶膏2 种剂型，但黑膏药含有对人体有害的铅元素[5]，橡胶膏过敏问题一直无法解决[6]。课题组前期将后交联型凝胶贴膏基质用于祖师麻凝胶贴膏的开发，得到的后交联型凝胶贴膏具有良好的黏附性、稳定性和释药性[7-9]。

由于在后交联型祖师麻凝胶贴膏的开发过程中祖师麻的提取工艺确定，因此其提取物的理化性质一定、载药量一定。为了进一步提高后交联型凝胶贴膏基质的适用性，使其能在中药提取物理化性质不同、含药量不同的情况下仍具有很好的适用性，本实验开展了后交联型凝胶基质的适用性研究。鉴于贴膏用中药一般为乙醇提取，而乙醇浓度对中药提取物（浸膏或流浸膏）的理化性质及出膏率起决定性作用，因此，本实验通过改变乙醇体积分数提取祖师麻药材，得到一组理化性质不同的提取物，再以该组提取物为模型药物，考察后交联型凝胶基质的黏弹性及释药性随药物理化性质及载药量变化而变化的情况，并找出改善基质性能的方法，本实验研究结果可为提高后交联凝胶贴膏基质的适用性及为该新型基质用于不同中药的开发提供有价值的参考。

1 仪器与材料

1.1 仪器

Waters e2695 型高效液相色谱仪，美国沃特世公司；DHC-6TD 型透皮扩散仪、DSC-800 型自动取样控制器，美国LOGAN 公司；LC-XTG-1000 型连续式热熔胶涂布贴合试验机，上海立芩机械设备有限公司；NH-1D 型实验捏合机，南通福斯特机械制造有限公司；MCR302 型高级流变仪，奥地利安东帕有限公司；YRT-3 型熔点仪，天津精拓仪器公司；C610M 型智能电子拉力机、CYZ-C 型初粘测定仪，济南兰光机电技术有限公司；Testo206 型pH 计，德国德图公司。

1.2 材料

聚维酮K90（PVP K90），批号18528456P0，德国巴斯夫化工集团有限公司；卡波姆940，批号20190502，广州康乔汉普药业有限公司，聚乙二醇400（PEG400，批号20180601）、丙二醇（批号20180510），江西益普生药业有限公司；无水乙醇，批号20220301，天津大茂化学试剂厂。祖师麻甲素对照品，批号110900-200405，质量分数以98.8%计，中国食品药品检定研究院。祖师麻药材购于兰州黄河药材市场，经甘肃中医药大学药学院魏舒畅教授鉴定为瑞香科瑞香属植物黄瑞香DaphnegiraldiiNitsche 的干燥根皮及茎皮。

2 方法与结果

2.1 祖师麻流浸膏的制备

称取祖师麻药材适量，用10 倍量不同体积分数乙醇（75%～95%，间距5%）渗漉提取，体积流量1 mL/min，将渗漉液浓缩至同一密度（1.08～1.11 g/mL）得到5 组不同体积分数（75%、80%、85%、90%、95%）乙醇渗漉提取的祖师麻流浸膏（D1～D5）。

2.2 祖师麻贴膏的制备

准确称取处方量的PVP K90 和卡波姆940 等以等量递增法混匀，得固体组分；取处方量的PEG 400、丙二醇与5 组不同祖师麻流浸膏混匀，得理化性质不同的液体组分，设定捏合机温度及转速，将固体与液体组分在捏合机混合均匀后，经涂布制成含药贴膏（S1～S5，表1）。

表1 5 组贴膏中祖师麻的乙醇渗漉提取体积分数Table 1 Extraction volume fraction by ethanol percolation of DGC in five groups of plaster

2.3 祖师麻流浸膏理化性质测定

2.3.1 出膏率测定 准确称取“2.1”项下5 组流浸膏适量，每组3 份，置已干燥至恒定质量的蒸发皿中，于60 ℃真空干燥箱中恒温减压干燥24 h，移至干燥器中，冷却30 min 后迅速精密称定质量，计算出膏率。

2.3.2 软化点测定 取“2.3.1”项各干燥品适量，研成细粉后加入少量到毛细管中，设定预置温度为60 ℃，升温速率3.0 ℃/min，观察变化并记录开始收缩软化的温度，即为软化点。

2.3.3 pH 值测定 准确称取各流浸膏适量，用纯水稀释至一定体积后用pH 计测定其pH 值。

2.3.4 测定结果 理化性质测定结果如表2 所示，流浸膏出膏率及pH 值随乙醇渗漉体积分数的升高而降低，软化点则随之升高。乙醇体积分数较低时，提取出的水溶性杂质较多，导致出膏率高；软化点是中药制剂原料的固有属性，用来表征物料的固-液转变临界温度，软化点会影响药物与基质的混合均匀程度，从而影响制剂质量，中药提取物软化点过低时会导致制剂难以成型[10]；适宜的pH 值在一定程度上也可以改善制剂的稳定性。

表2 祖师麻流浸膏理化性质测定结果 (±s, n = 3)Table 2 Determination of physicochemical properties of DGC liquid extract (±s, n = 3)

样品 出膏率/% 软化点/℃ pH 值D1 26.15±0.89 69.60±1.08 5.45±0.11 D2 24.70±2.20 80.00±2.38 5.21±0.11 D3 22.87±1.17 96.40±0.92 4.78±0.53 D4 19.14±0.99 110.70±1.76 4.46±0.13 D5 11.13±0.84 126.40±2.22 4.09±0.51

2.4 贴膏黏附力测试[11]

按照《中国药典》2020 年版四部通则，在测试前先将样品除去保护层，在（25±1）℃、相对湿度（50±5）%的恒温恒湿箱中放置2 h。

2.4.1 初黏力测试 采用滚球斜坡停止法，取含不同药物贴膏各3 片，除去保护层，调整倾斜板与水平面呈15°角，将贴膏黏性面向上，下端位于倾斜板水平下线位置，背衬固定在倾斜板上，依次将不同质量的钢球自斜面顶端自由落下，记录可粘住的钢球号数及滚动距离。

2.4.2 剥离强度测定 除去贴膏盖衬，将其固定在试验板上，使二者平整贴合，用2 000 g 重压辊在样品上来回滚压3 次，以确保粘接处无气泡，将贴膏对折180°，把贴膏自由端和试验板分别上、下夹持于试验机上，设定速度（300±10）mm/min，测定剥离强度。

2.4.3 黏附力测定结果 初黏力测试得到5 组贴膏均能粘住的小球号数是10 号，以10 号小球在斜面上滚动到同一距离所用时间为参考，得到黏附力最大的是S1 样品；剥离强度最大的是S5 样品，测定结果见表3。

表3 黏附力测定结果 (±s, n = 3)Table 3 Results of adhesion test (±s, n = 3)

表3 黏附力测定结果 (±s, n = 3)Table 3 Results of adhesion test (±s, n = 3)

含药贴膏 初黏力/s 剥离强度/(kN·m-1)S1 48.00±1.20 0.691±0.220 S2 47.00±1.24 0.682±1.180 S3 45.00±3.42 0.654±1.150 S4 40.00±2.50 0.855±0.470 S5 31.00±1.88 0.924±1.010

2.5 含药胶料的流变学特性[7-8,12]

采用安东帕MCR302 流变仪，在温度（32.0±0.1）℃下测试，转子为平板PP25，夹具间距设定为1 mm。

2.5.1 振幅扫描 在应变为0.01%～100%，频率1 Hz 的条件下，对样品进行振幅扫描，确定样品的线性黏弹区（linear viscoelastic region，LVR）及复合模量（complex modulus，G*）值，LVR 即动态模量不随应变而变化的区域，LVR 越大，样品内部结构越稳定，抗变形能力及刚性越强。从图1 可以看出，不同流浸膏对胶料G*值有一定的影响，乙醇渗漉体积分数越高时，胶料的G*值越大，但5 组胶料的G*值均大于8.0 kPa，说明其均具有足够的抵抗切应变的能力，G*值具体测定结果见表4。

图1 胶料G＊随应变的变化曲线Fig.1 Curve of G＊ of adhesive with strain

表4 流变学测试综合评分结果Table 4 Results of comprehensive analysis of rheological test

2.5.2 频率扫描 在LVR 内，设定应变为1%，角频率（ω）为100～0.1 rad/s，对样品进行频率扫描得到黏性模量（viscosity modulus，G″）和弹性模量（elastic modulus，G′）在不同频率下的变化曲线（图2），表征样品在不同时间尺度下的强度特性，完全凝胶样品一般G′＞G″，且G′和G″无交点。从图2可以看出5 组样品均完全符合凝胶特性。G′值与初黏力负相关，低频下具有较低弹性模量的样品初黏力更高，G值与剥离强度负相关，为样品在高频（ω＝100 rad/s）与低频（ω＝0.1 rad/s）下弹性模量（G′）的比值，G′与G值可由频率扫描获得（表4）。

图2 胶料的频率扫描曲线Fig.2 Frequency sweep curve of the adhesive material

2.5.3 蠕变测试 根据振幅扫描确定的样品LVR，设定恒定剪切应力为200 Pa，施加应力时间为300 s，回复时间600 s，进行蠕变测试，得到蠕变柔量（Jt）。从图3 可以看出，样品受力发生形变，随着受力时间的延长，形变逐渐增大，撤去应力后，形变开始回复，说明样品具有较好的弹性性能。S5 样品形变最小，说明其具有较好的尺寸稳定性和负载能力。蠕变回复率（Jt%）可以反映样品形变后的回复程度，其值为回复的应变与最大应变的比值，Jt%越大，表示回复程度越好，Jt%值结果见表4。

图3 蠕变测试曲线Fig.3 Creep test curve

2.5.4 屈服应力（τ）测试τ是破坏凝胶三维网络结构并导致其流动所需的临界应力。τ能够反映凝胶三维结构的稳定性，τ越大，则样品抗剪切能力越强，在贮存过程中越稳定。设剪切应力范围为1～1 000 Pa，测定样品黏度随剪切应力的变化曲线（图4），得τ（表4）。

图4 τ 测试曲线Fig.4 τ test curve

2.6 指标成分的含量测定[13]

2.6.1 色谱条件 色谱柱为Waters Symmebry-C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为0.1%磷酸水溶液-乙腈，梯度洗脱：0～12 min，9%～19%乙腈；12～15 min，19%乙腈；15～30 min，19%～28%乙腈；体积流量1.0 mL/min；柱温35 ℃；检测波长327 nm；进样量10 μL；色谱图见图5。

图5 祖师麻甲素对照品溶液 (A) 和后交联祖师麻贴膏的体外释放接收液 (B) 的HPLC 图Fig.5 HPLC of daphnetin reference substance solution (A)and in vitro release acceptor solution (B) of the postcrosslinking DGC plaster

2.6.2 对照品溶液的制备 精密称取祖师麻甲素对照品适量，置25 mL 量瓶中，加85%甲醇溶解并定容，制成质量浓度为0.256 mg/mL 的对照品溶液。

2.6.3 供试品溶液的制备 在设定时间点取后交联祖师麻贴膏的体外释放接收液适量，用85%甲醇定容，摇匀，滤过，取续滤液，即得供试品溶液。

2.6.4 线性关系考察 精密吸取“2.6.2”项下的祖师麻甲素对照品溶液适量，稀释成质量浓度分别为0.512、1.024、2.560、5.120、10.240、12.800 μg/mL的对照品溶液，按“2.6.1”项下色谱条件吸取10 μL进行HPLC 测定。以质量浓度为横坐标（X），峰面积为纵坐标（Y）作线性回归曲线，得祖师麻甲素线性回归方程为Y＝22.169X＋2.260，r＝0.999 8，结果表明，祖师麻甲素在0.512～12.800 μg/mL 线性关系良好。

2.6.5 精密度试验 精密吸取“2.6.2”项下对照品溶液10 μL，重复进样6 次，计算得祖师麻甲素峰面积的RSD 为1.09%，结果表明仪器精密度良好。

2.6.6 稳定性实验 取祖师麻贴膏10 h 的体外释放接收液作为供试品溶液，分别于0、2、4、8、12、24 h 进样测定，结果祖师麻甲素峰面积的RSD 为1.77%，结果表明该供试品溶液在室温条件下24 h内稳定。

2.6.7 重复性试验 取同一祖师麻贴膏样品，按“2.6.3”项下方法制备6 组供试品溶液并测定祖师麻甲素含量，计算得祖师麻甲素质量浓度的RSD 为2.31%，结果表明该方法重复性良好。

2.6.8 加样回收率试验 取己测定祖师麻甲素质量浓度的接收液适量，分别精密加入接收液中50%、100%、150%的祖师麻甲素对照品，每个质量浓度平行制样3 份，按“2.6.1”项下色谱条件测定并计算加样回收率。所得各质量浓度的平均加样回收率分别为99.1%、98.9%、95.4%，RSD 分别为1.98%、2.04%、1.79%。

2.7 贴膏的体外释药性研究[14-15]

采用Franz 扩散池法，扩散池体积12 mL，面积1.767 cm2，接收液为pH 7.4 的PBS 溶液，超声30 min 排除气泡，磁力搅拌转速为600 r/min，温度32 ℃。将预处理的聚醚砜（PES）膜固定在扩散池与接收池之间。取已知祖师麻甲素含量的贴膏，将其紧密贴敷于扩散池的PES 膜上，分别于1、2、4、6、8、10 h 取样，取出接收液，同时补加同体积的新鲜接收液，将接收液用0.22 μm 微孔滤膜滤过，取续滤液测定祖师麻甲素含量，绘制释放曲线（图6），并对其释放行为分别进行零级、一级和Higuchi方程拟合，结果如表5 所示，5 组祖师麻贴膏中祖师麻甲素在10 h 内的累积释放率分别为68.52%、79.59%、81.43%、83.12%、85.36%，释放率规律均符合一级释放方程。

图6 5 组祖师麻贴膏中祖师麻甲素的累积释放曲线(±s, n = 10)Fig.6 Cumulative release curve of daphnetin in five groups of DGC plasters (±s, n = 10)

表5 5 组祖师麻贴膏中祖师麻甲素的体外释放动力学方程Table 5 Kinetic equations for in vitro release of daphnetin in five groups of DGC plasters

2.8 综合评分法评价基质性能

贴膏在使用时要有一定的初黏力来保证其在轻度按压时能与皮肤紧密贴合，在贴敷过程中要有一定的内聚力、抗变形能力及柔性来保持其原有形态，用后剥离时应有一定的剥离强度来保证其不残留于皮肤，贴膏的这些性能可通过流变学指标G′、G*、τ、Jt%和G值来反映，对各指标进行加权[16-17]，权重各占20%，加权后计算综合评分（Y）。

Y＝G*/12 691.4×0.2＋(1/G′)/0.000 65×0.2＋(1/G)/0.13×0.2＋τ/347×0.2＋Jt%/49.4×0.2。结果显示（表4），S5 样品综合评分最高，证明其黏弹性最好，除S2 外，其余样品评分均在0.8 分以上，说明后交联基质对5 组理化性质不同的祖师麻流浸膏具有较好的容纳能力。流变学测试与上述黏附力测试结果趋势基本吻合，醇提体积分数低时初黏力大，高时剥离强度大，乙醇渗漉提取体积分数高时对基质内聚力基本无影响，能够有效抵抗贴膏与被黏物表面的界面分离，表现为较高的剥离强度值。与传统的黏附力测试相比，能够量化表征基质黏附性的流变学技术更加准确客观。

2.9 Pearson 相关性分析

采用SPSS 24 软件，对祖师麻提取物出膏率、软化点、pH 值及5 个流变学指标进行皮尔逊相关性分析。结果（表6）表明，出膏率与胶料的G*及τ显著负相关；软化点与G*、G′及τ显著正相关，与G显著负相关；pH 值与G*、G′及τ显著负相关，与G显著正相关，3 者对Jt%及释药率的影响均无显著性，出膏率、软化点、pH 值与综合评分间的相关性分别为-0.922*、0.836、-0.835，综合评分与出膏率明显相关。这说明祖师麻提取物3 个理化性质对后交联基质的黏弹性及释药性有一定影响，但在75%～95%乙醇渗漉提取范围内，性能变化较为稳定可控，体现了后交联基质良好的载药能力。

表6 Pearson 相关性分析结果Table 6 Results of Pearson correlation analysis

3 讨论

后交联祖师麻凝胶贴膏中祖师麻提取物是以一定体积分数的乙醇渗漉提取所得[18-20]，祖师麻在乙醇渗漉体积分数不同时，得到的流浸膏理化性质之间也存在较大差异，当乙醇体积分数由75%增大到95%时，提取物出膏率及pH 值相应减小，而软化点则随之升高，这是由于较低的乙醇体积分数可提出较多的水溶性杂质，导致出膏率增大；而此时的提取物软化点较低，这可能是由于其黏度较大，受热时分子间相互作用变弱导致的；乙醇渗漉提取体积分数对提取物的酸碱性也有一定影响，体积分数低时pH 值较大，酸性较弱。本实验比较了75%～95%祖师麻乙醇渗漉流浸膏对后交联基质的性能影响，结果表明出膏率、软化点及pH 值对基质的G*、τ、G、G′有显著影响。出膏率较高时提取物黏度较大，将其加入到后交联基质中会使分子间的交联作用减弱，基质内聚力下降；软化点会影响药物与基质的混合均匀程度，从而影响贴膏的成型质量；后交联基质的交联速度和程度与基质pH 值密切相关，不同提取物的加入会改变基质的pH 值，对基质成型造成一定的影响。采用综合评分法对基质性能进行评价，发现综合评分仅与出膏率显著负相关，且评分结果相差不大，说明出膏率对基质性能影响较大，出膏率高会使基质复合模量及屈服应力下降，但同时基质初黏力会相应提高，因此综合评分差异不大。

祖师麻流浸膏的加入在一定程度上能改善后交联基质的黏弹性，这是因为药物分子填充在高分子链彼此缠绕形成的三维网孔中，使这种物理凝胶交联点位发生改变，从而降低胶料刚性，增加其柔性。较高的出膏率会限制高分子链形成凝胶的速度和程度，导致基质内聚力下降，具体表现为G*及τ下降，这可通过适当增加骨架剂含量来改善。凝胶骨架材料只有在酸性条件下才会发生交联形成具有稳定三维结构的化学凝胶[21]，因此凝胶体系应具有较好的酸性环境，本实验结果表明，乙醇渗漉提取体积分数越低时浸膏pH 值越大，但S1～S5 胶料的pH 值分别为4.86、4.85、4.83、4.81、4.73，整体波动不大，表明后交联基质具有一定的pH 缓冲能力，可在一定范围内维持基质的稳定性。

凝胶贴膏中药物经皮吸收首先要从基质脱离并扩散到皮肤表面，因此要求贴膏具有良好的药物释放性能。药物从基质中释放主要受基质三维网孔大小及交联点密度的影响，当乙醇提取体积分数为75%时，祖师麻甲素的释药率最低，这可能是因为该体积分数下流浸膏中含有大量除药效成分外的其他无效成分，这些成分导致浸膏在基质中分布不均匀，增大了骨架剂、交联剂以及药物分子之间的作用阻力，这种阻力使得贴膏出现局部交联现象，同时也减缓了药物从基质中的释放。随着乙醇渗漉提取体积分数的增大，祖师麻甲素释药率也相应增大，但质量体积分数大于80%时释药率变化不显著，表明后交联基质具有良好的载药能力。中药提取物以不同方式加入时也会对凝胶贴膏的成型质量产生不同程度的影响，本实验主要是以祖师麻不同体积分数的乙醇提取物为模型药物，研究了其对后交联凝胶基质的性能影响，对于其以药粉或药粉和浸膏同时加入的影响还有待于进一步研究。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突