星點設(shè)計-效應(yīng)面法在阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片處方優(yōu)化中的應(yīng)用

王 樂，陳 晶，薛 娜，邊虹錚，楊 欣

(河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥工程系，河北 石家莊 050026)

口服脈沖給藥系統(tǒng)適用于支氣管哮喘、心血管疾病、關(guān)節(jié)僵硬等具有晝夜節(jié)律性疾病，服用后可經(jīng)過預(yù)定時滯后在疾病治療所需時間釋放藥物，提高患者用藥的順應(yīng)性和藥效，減少不良反應(yīng)[1-4]。星點設(shè)計是近年來藥學(xué)工作者采用較多的優(yōu)化方法，與傳統(tǒng)的正交等設(shè)計法相比，具有方法簡便、擬合數(shù)據(jù)預(yù)測性好等優(yōu)點[5-7]。阿魏酸哌嗪(piperazine ferulate)，3-甲氧基-4-羥基桂皮酸哌嗪，系從川芎中提取分離出的阿魏酸與哌嗪成鹽得到的，臨床上可用于腦梗死、冠心病等心血管疾病的治療[8]。本文以阿魏酸哌嗪為模型藥物，采用薄膜包衣技術(shù)制備脈沖釋藥片，通過星點設(shè)計-效應(yīng)面法優(yōu)化其處方，實現(xiàn)在疾病發(fā)作的最佳時間釋放藥物。

1 材料與方法

1.1 材料：阿魏酸哌嗪(武漢銀河化工有限公司，批號090801，純度99.1%)，微晶纖維素(德國JRS公司)，乳糖(德國Meggle公司)，羧甲基淀粉鈉(sodium carboxymethyl starch,CMS-Na，臺灣永日化學(xué)工業(yè)股份有限公司)，聚乙烯吡咯烷酮(polyvinglpyrrolidone,PVP K30，美國ISP公司)，乙基纖維素(ethyl cellulose,EC 10cp,泰安瑞泰纖維素公司)，檸檬酸三乙酯(triethyl citrate,TEC，蚌埠豐原醫(yī)藥科技公司)，PEG6000(上海高南化工廠)。

1.2 儀器：薄膜包衣設(shè)備(自制)；D-800型智能溶出試驗儀(天津大學(xué)無線電廠)；UV-2450紫外可見分光光度計(日本島津)；TDP 單沖式壓片機(jī)(上海第一制藥機(jī)械廠)。

1.3 方法

1.3.1 脈沖釋藥片的制備

1.3.1.1 片芯的制備：將阿魏酸哌嗪與乳糖、微晶纖維素、羧甲基淀粉鈉等按處方比例混合均勻，用10%PVP K30的95%乙醇溶液作為黏合劑制備軟材，過18目篩制粒，55℃干燥2h，過18目篩整粒，加入1%硬脂酸鎂，混勻后壓制成硬度為6kg、每片含阿魏酸哌嗪100mg，片質(zhì)量為250mg。

1.3.1.2 包衣片的制備：使用80%乙醇將EC溶解后配成濃度為5%的溶液，并加入少量PEG6000、滑石粉和TEC。包衣液中各成分含量如下，EC為5%，PEG6000為6%(按EC用量計)，滑石粉25%(按EC用量計)，TEC為10%(按EC用量計)。包衣過程中，包衣鍋轉(zhuǎn)速為20r/min，包衣液流速3mL/min，片床溫度控制在39～41℃，進(jìn)風(fēng)溫度為62～64℃，出風(fēng)溫度為30～32℃。

1.3.2 體外釋放度的測定方法

1.3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立：精密稱取阿魏酸哌嗪，用新鮮脫氣純化水為介質(zhì)，配制濃度分別為0.001 2、0.002 4、0.003 6、0.004 8、0.006 0、0.007 2g/L的溶液，在310nm處測定吸收度，經(jīng)線性回歸后標(biāo)準(zhǔn)曲線為A=100.29C+0.021，r=0.999 8，表明吸收度與濃度之間線性關(guān)系良好。

1.3.2.2 體外釋放度測定：取脈沖釋藥片照中國藥典2010年版附錄XC第一法操作[9]，以1 000mL新鮮脫氣純化水為溶出介質(zhì)，溫度為(37.0±0.5)℃，轉(zhuǎn)速為50r/min。于規(guī)定時間取樣后經(jīng)0.45μm微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液經(jīng)稀釋后在310nm波長處測定吸收度，計算藥物累積釋放度。以藥物累積釋放度達(dá)到10%的時間作為藥物釋放的時滯。

2 結(jié) 果

2.1 星點設(shè)計：在預(yù)實驗的基礎(chǔ)[10]上，采用星點設(shè)計對片芯中CMS-Na用量(X1，mg)和包衣層厚度(X2，%)進(jìn)行2因素5水平的優(yōu)化，見表1。按照所設(shè)計的處方制備脈沖釋藥片并測定體外釋放度，以釋藥時滯作為考察指標(biāo)，實驗設(shè)計及結(jié)果見表2。

表1 星點設(shè)計的考察因素水平及實際物理量Table 1 Levels of independent variables and their physical forms

表2 實驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Experimental design and results

2.2 方程擬合：采用Design Expert 7.1軟件，以釋藥時滯為因變量Y，CMS-Na用量、包衣層厚度為因變量X1、X2分別進(jìn)行多元線性回歸和二次多項式回歸。擬合后的多元線性方程為Y=2.810-0.483X1+1.242X2(r=0.951 0，P<0.000 1)；二次多項式方程為Y=18.342-0.704X1-3.718X2-0.001X12+0.379X22+0.042X1X2(r=0.992 2，P<0.000 1)。二次多項式由于擬合系數(shù)更高，因此更適合對本實驗進(jìn)行優(yōu)化分析。

3.3 處方優(yōu)化及預(yù)測性評價：采用Design Expert 7.1軟件，對上述擬合的二次多項式繪制二維等高線圖和三維效應(yīng)面圖，結(jié)果見圖1，2。

圖1 釋藥時滯與CMS-Na用量、包衣層厚度的二維等高線圖

Figure1Two-dimensionalcontoursmapsoflagtimeinvitrowithamountofsodiumcarboxymethylstarchandweightofcoatinglayer

圖2 釋藥時滯與CMS-Na用量、包衣層厚度的三維效應(yīng)面圖

Figure2Three-dimensionalresponsesurfaceoflagtimeinvitrowithamountofsodiumcarboxymethylstarchandweightofcoatinglayer

考慮到阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片用來治療心腦血管疾病，而此類疾病發(fā)作具有晝夜節(jié)律性，在凌晨發(fā)作頻率較高，因此控制脈沖釋藥片在口服5～6h后釋放藥物可更好的發(fā)揮藥物的療效。為考察擬合后的二次多項式對試驗結(jié)果預(yù)測的準(zhǔn)確性，在圖1時滯為5～6h的優(yōu)選區(qū)域內(nèi)選擇4個處方點，分別為處方1-X1為7，X2為5；處方2-1為9，X2為6；處方3-X1為11，X2為6.5；處方4-X1為13，X2為7。每個處方均制備三批樣品，分別測定其體外釋放時滯，并以偏差表示預(yù)測時滯與實測時滯的偏離程度，結(jié)果見表3。偏差=[預(yù)測時滯-實測時滯)/預(yù)測時滯]×100%。

Batch No.Predicted lag time(h)Observed lag time(h) Bias(%)15.725.62±0.11-2.00±1.2225.535.48±0.15-3.20±3.6235.335.30±0.1-0.57±3.4545.395.48±0.122.03±1.55

由結(jié)果可知，所選4個處方實測時滯與預(yù)測時滯的偏差在±3.2%以內(nèi)，說明本文擬合的二次多項式方程可較好的描述因變量與自變量之間的關(guān)系，預(yù)測性良好。

3 討 論

本實驗采用優(yōu)良性能的崩解劑及水不溶性包衣材料制備了阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片。脈沖片經(jīng)口服后，水分會通過包衣層中致孔劑形成的孔道逐漸滲透進(jìn)入片芯，使片芯內(nèi)崩解劑膨脹，直至將包衣層脹破，釋放藥物。在預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，本文通過星點設(shè)計安排實驗并對實驗結(jié)果進(jìn)行了數(shù)學(xué)方程的擬合，在優(yōu)選處方范圍內(nèi)預(yù)測時滯與實測預(yù)測時滯接近，表明該方程對實驗結(jié)果具有較好的預(yù)測性，可用于阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片處方的優(yōu)化。

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