宣痹凝膠劑提取純化及成型工藝研究*

王景紅，鄭金鳳，夏 坤，聶其霞，朱立國△

(1.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院，北京 100102;2.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所，北京 100700)

宣痹凝膠劑提取純化及成型工藝研究*

王景紅1，鄭金鳳1，夏 坤1，聶其霞2，朱立國1△

(1.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院，北京 100102;2.中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所，北京 100700)

目的:優(yōu)選宣痹凝膠最佳的提取純化及成型工藝。方法:采用水蒸汽蒸餾法，以揮發(fā)油的提取量為指標(biāo)，考察提取時間、藥材浸泡與否與加水量對宣痹方中花椒等藥材揮發(fā)油提取率的影響。以正丁醇提取物的含量為指標(biāo)，選取加水量、提取時間和提取次數(shù)為考察因素，采用正交試驗法優(yōu)選宣痹方中威靈仙等藥材的水提取工藝。以正丁醇提取物的含量為指標(biāo)，選取醇沉體積分數(shù)和浸膏相對密度為考察因素，優(yōu)選醇沉工藝。以凝膠制劑的外觀、涂展性、黏度等為考核指標(biāo)，篩選凝膠基質(zhì)的種類、用量、含藥凝膠的制備方法。結(jié)果:揮發(fā)油提取工藝為花椒等藥材采用水蒸汽蒸餾法，藥材不浸泡，加水6倍量，提取8 h。優(yōu)選的水提工藝為威靈仙等藥材加水12倍量，提取4次，每次1.5 h。優(yōu)選的醇沉工藝為水提取液濃縮至相對密度1.15～1.20 g·mL-1，加入乙醇至含醇量為80%，冷處靜置過夜。以卡波姆-980為基質(zhì)，三乙醇胺為中和劑，氮酮為吸收促進劑，制備的宣痹凝膠劑質(zhì)地均勻細膩，涂展性好，性質(zhì)穩(wěn)定。結(jié)論:優(yōu)化的提取純化及成型工藝科學(xué)合理、可行。

宣痹凝膠;正丁醇提取物;正交試驗;提取工藝;成型工藝

宣痹方是基于大量臨床經(jīng)驗基礎(chǔ)上由中國中醫(yī)科學(xué)院首席研究員朱立國教授總結(jié)而成。本課題擬在前期已注冊為院內(nèi)制劑宣痹洗劑藥學(xué)、臨床、毒理學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)洗劑進行劑型改革，進行成藥性研究，擬將其制備為新型外用劑型凝膠劑。中藥凝膠劑可以較長時間地與作用部位緊密黏附，有較好的生物黏附性，既具有中藥傳統(tǒng)外用制劑所缺的一些優(yōu)勢，又可容納中藥復(fù)方的極細藥粉、提取物等，適合中藥復(fù)方制劑的生產(chǎn)現(xiàn)狀，便于推廣應(yīng)用［1］。宣痹方由威靈仙、花椒、伸筋草、海桐皮等12味中藥組成，具有散寒除濕、活血止痛作用。臨床主要用于膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(Knee Osteoarthritis，KOA)的治療，改善關(guān)節(jié)部位血液循環(huán)，促使炎性物質(zhì)吸收，延緩關(guān)節(jié)軟骨的退變，最終起到改善患者臨床癥狀、延緩病程的功效。方中花椒、細辛等5味藥材含有揮發(fā)性成分，故宜先進行揮發(fā)油提取工藝優(yōu)選，藥渣與其他藥材合并水煎煮。以正丁醇提取物含量為指標(biāo)優(yōu)選威靈仙等其他7味的水提工藝和醇沉工藝。以凝膠制劑的外觀、涂展性、黏度等為考核指標(biāo)，篩選凝膠基質(zhì)的種類、用量、含藥凝膠的制備方法。

1 儀器與試藥

電子分析天平(PL602-L，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司);電熱恒溫水浴鍋(DFD-700，天津泰斯特儀器有限公司);真空干燥箱(ZD79-B，北京興爭儀器設(shè)備廠);威靈仙、花椒等藥材購于北京盛世龍藥業(yè)有限公司。

2 方法與結(jié)果

2.1 揮發(fā)油提取工藝的考察

稱取花椒、細辛等藥材216 g至圓底燒瓶中，采用水蒸汽蒸餾法提取揮發(fā)油，以揮發(fā)油的提取量為指標(biāo)，單因素考察提取時間、藥材浸泡與否和加水量的影響。

2.1.1 揮發(fā)油的提取工藝 藥材中加入數(shù)倍量水及沸石，連接揮發(fā)油測定器與回流冷凝管，自冷凝管上端加水使充滿揮發(fā)油測定器的刻度部分，并溢流入燒瓶時為止，加熱至沸騰，調(diào)整溫度保持微沸數(shù)小時后停止加熱，靜置片刻，讀取油層體積，收集揮發(fā)油，計算揮發(fā)油提取率。揮發(fā)油提取率(mL/ 100 g)=揮發(fā)油體積/藥材質(zhì)量。

2.1.2 提取時間對揮發(fā)油出油量的影響 表1顯示，稱取藥材按照“2.1.1”項下方法藥材加水6倍量，未浸泡，提取揮發(fā)油，每1 h讀取1次揮發(fā)油體積，直至出油量不再增加，收集揮發(fā)油。

揮發(fā)油出油量隨提取時間的延長逐漸增加，提取8 h后油量增加的幅度緩慢，結(jié)合生產(chǎn)實際，揮發(fā)油的提取時間定為8 h。

2.1.3 浸泡對揮發(fā)油出油量的影響 表2顯示，按照“2.1.1”項下方法稱取藥材2份，1份室溫浸泡過夜，1份未浸泡，分別加水6倍量提取8 h，每1 h讀取1次揮發(fā)油的體積，直至油量不再增加，收集揮發(fā)油并計算揮發(fā)油的提取率。8 h出油量未浸泡大于浸泡藥材提取，浸泡與否對揮發(fā)油的提取率影響不大，為簡化工藝，揮發(fā)油的提取工藝定為藥材不浸泡直接提取揮發(fā)油。

2.1.4 加水量對揮發(fā)油出油量的影響 按照“2.1.1”項下方法，稱取藥材3份，分別加入6、8、10倍量水，提取8 h，每1 h讀取1次揮發(fā)油的體積，收集揮發(fā)油，計算揮發(fā)油的提取率。

不同的加水倍量8 h的出油量影響不大，故揮發(fā)油的提取工藝定為加水6倍量。

2.2 水提取工藝的研究

2.2.1 水提取條件的考察 表1顯示，以水為溶劑進行提取，選擇煎煮次數(shù)、煎煮時間、加水量3個因素，每個因素設(shè)計3個水平，按照正交試驗L9(34)表進行試驗，以正丁醇浸出物的含量為指標(biāo)進行工藝的考察，選擇最優(yōu)工藝。

表1 因素水平表

2.2.2 水提取工藝 威靈仙、伸筋草、海桐皮等藥材加水煎煮提取、濾過，合并濾液濃縮至稠膏，進行真空干燥后得干浸膏，稱重計算出膏率。

正丁醇提取物含量測定:取干浸膏，精密稱取3 g置于錐形瓶中，準確加入95%乙醇40 mL，超聲30 min濾過，準確吸取續(xù)濾液20 mL移至分液漏斗中，用水飽和正丁醇振搖提取4次，每次30 mL，合并正丁醇液，用正丁醇飽和的水洗滌3次，每次10 mL。正丁醇液置于干燥至恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干，105℃干燥3 h，置于干燥器中冷卻30 min，迅速精密稱定質(zhì)量，用干燥品計算正丁醇提取物含量。

2.2.3 正交實驗數(shù)據(jù)

表2 正交試驗結(jié)果

表2顯示，對結(jié)果進行方差分析，因C因素離差平方和小于D列空白項的離差平方和，故2項合并作為誤差項。

表3 方差分析表

表3顯示，A因素對結(jié)果有顯著性影響，B、C因素?zé)o顯著性影響。根據(jù)直觀分析和生產(chǎn)實際考慮，選定最佳工藝條件定為A3B3C2，即加水煎煮4次，每次1.5 h，加水12倍量。影響提取效果的因素依次為A＞B＞C，其中提取次數(shù)和提取時間影響顯著，加水倍量對提取效果影響較小。因A、B因素最佳工藝條件為A3B3，理論上存在提取次數(shù)和提取時間增加可獲得更好結(jié)果的可能，故選提取次數(shù)4次、5次，提取時間1.5～2 h，加水倍量固定為12倍量進行驗證試驗。

表3顯示，提取次數(shù)和提取時間增加對結(jié)果無明顯影響，最終水提工藝確定為提取次數(shù)4次，每次1.5 h，加水倍量12倍。

2.3 醇沉工藝考察

表4顯示，為保證凝膠質(zhì)量需對水提物醇沉精制，以去除不溶性雜質(zhì)。按處方稱取藥物，提取揮發(fā)油后母液兌入其余藥材水提后濾液，均分為9份，按表7提取至對應(yīng)相對密度后，加入乙醇至對應(yīng)的醇沉濃度，充分混合均勻，靜置冷藏12 h以上濾過，濾液回收乙醇后再繼續(xù)濃縮至稠膏，真空干燥后得干浸膏，以正丁醇浸出物為指標(biāo)進行考察。

表4 醇沉工藝條件考察(mg/g)［例(%)］

表5 方差分析表

表5顯示，濃縮程度和乙醇濃度對結(jié)果均有顯著性影響，最佳醇沉工藝為藥液濃縮至相對密度為1.15 g，醇沉濃度為80%。

宣痹方提取純化工藝確定為花椒、細辛等藥材水蒸汽蒸餾法提取揮發(fā)油，加水6倍量，提取時間為8 h，收集揮發(fā)油，母液備用。其余威靈仙、伸筋草等藥材加水12倍煎煮4次，每次1.5 h濾過。濾液與提油母液合并，濃縮至浸膏相對密度為1.15(50℃測)，加入95%乙醇一定量使醇沉體積分數(shù)達80%，放置過夜、抽濾，濾液濃縮至一定程度稠膏。

2.4 制備成型工藝研究

2.4.1 凝膠制備工藝 空白凝膠制備:一是先將卡波姆用少量水、乙醇、甘油等將其潤濕，避免粉塵飛揚，攪拌均勻后逐步加水?dāng)嚢?，使其充分溶脹。含藥凝膠的制備方法:稱取卡波姆適量，加入10%甘油潤濕攪拌均勻，加入50%的水完全溶脹后得空白凝膠。將藥液加入空白凝膠中，使其均勻分散后加入三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值，攪拌均勻即得。

2.4.2 卡波姆型號的選擇 卡波姆是親水性凝膠中最常用的基質(zhì)，對酸、堿、醇都有一定的耐受性，具有良好的生物相容性，對皮膚沒有刺激性。本試驗選擇卡波姆不同型號制成空白凝膠、含藥凝膠進行比較確定卡波姆的型號(見表5)。

按2.4.1項下方法制備空白凝膠及含藥凝膠。以凝膠的黏性、涂展性、成型性等優(yōu)選輔料卡波姆的型號?？ú?940、卡波姆-980、卡波姆-974均可以形成均勻細膩、黏度適中、涂展性、成形性好的凝膠。參考文獻選擇卡波姆-940、卡波姆-980為本試驗?zāi)z基質(zhì)，由于卡波姆-980是卡波姆-940的升級品種，選擇卡波姆-980為凝膠基質(zhì)(見表6)。

表6 空白凝膠基質(zhì)成形性考察

表7 含藥凝膠基質(zhì)成形性考察

2.4.3 卡波姆用量及載藥量考察 表7顯示，稱取卡波姆-980適量，濃度分別為 0.5%、1%、1.5%、2%，3%，按2.4.1項下制備方法，制備空白凝膠后加入藥液得含藥凝膠。結(jié)果顯示，3%卡波姆的濃度，提取物干浸膏粉的極限載藥量為25%，但形成的凝膠過于黏稠，2%卡波姆的濃度最多可加入提取物干浸膏粉量為23%;0.5%和1%的卡波姆濃度制備的含藥凝膠外觀、黏性最為適宜，但是載藥量較少。最終選擇1.5%的卡波姆濃度，提取物干浸膏粉的量可以達到20%。

2.4.4 成型工藝 稱取1.5%的卡波姆-980，加入10%的甘油潤濕，加入50%的水?dāng)嚢?，使其充分溶脹，加入水提醇沉后藥液稠膏，攪拌均勻。另將水蒸汽蒸餾法得到的揮發(fā)油、氮酮3%、羥苯乙酯溶于適量的乙醇中使其溶解，將其加入藥液中，攪拌均勻，加入三乙醇胺適量至pH為中性，既得宣痹凝膠制劑。

3 討論

膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是一種由多種原因所致的慢性退行性關(guān)節(jié)病變。其發(fā)病機制尚不清楚，一般認為與衰老、創(chuàng)傷、炎癥、肥胖、代謝障礙和遺傳等因素有關(guān)［3-5］。中醫(yī)治療該病具有緩解癥狀、改善功能、遠期效果好等優(yōu)勢。大多數(shù)膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者通過手法、中藥及練功等中醫(yī)綜合療法均能獲得滿意效果，既能減少化學(xué)藥品的毒副作用，又能有效防止長期制動導(dǎo)致股四頭肌萎縮。這些方法具有操作簡便、效果滿意、復(fù)發(fā)率低等優(yōu)點，深為病人所接受，其中中藥外治膝骨性關(guān)節(jié)炎是最常用的中醫(yī)特色療法［6-8］。宣痹凝膠劑原方臨床應(yīng)用為水煎煮后熱敷于患處治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎，為方便患者使用，擬將其開發(fā)為凝膠制劑。方中花椒等藥材含有揮發(fā)性成分，故采用水蒸汽蒸餾法提取揮發(fā)油，其他藥材采用水提醇沉工藝。

中藥醇沉的影響因素主要有醇沉體積分數(shù)、浸膏密度、乙醇用量、藥液溫度、加醇方式、醇沉?xí)r間等，實際生產(chǎn)中醇沉體積分數(shù)和浸膏密度對醇沉效果影響較大，故選擇二者作為水提液醇沉工藝的工藝參數(shù)，采用雙因素方差分析，以正丁醇提取物含量為指標(biāo)進行優(yōu)選。在醇沉過程中應(yīng)將乙醇慢慢加入到濃縮藥液中，邊加邊快速攪伴藥液，以避免局部醇濃度過高造成有效成分被包裹損失，加乙醇時藥液的溫度不宜過高，以防乙醇揮發(fā)。沉淀液注意要密閉冷藏，防止乙醇揮發(fā)，促進析出沉淀的沉降。

在凝膠制備過程中，卡波姆是常用的水溶性凝膠基質(zhì)，卡波姆940、980較常用的質(zhì)量分數(shù)為0.1%～3%。本實驗選用甘油作為保濕劑，可使卡波姆在水中溶脹的更好。處方中加入一定量的乙醇提高揮發(fā)油的溶解度，在一定程度上有抑菌和促滲的作用。藥物通過皮膚或黏膜的吸收而發(fā)揮療效，須具備分子量小、極性低等特點，大多數(shù)藥物不具備這些特性，因此常加入滲透促進劑以改善藥物的吸收。氮酮是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的透皮促進劑，也是被《中國藥典》收載的專用透皮吸收促進劑。它在較低的濃度下，就能達到良好的促吸收作用，而且具有無色無臭、對人體黏膜刺激性小的優(yōu)點。

［1］方和桂.適用于中藥外用的劑型——凝膠劑［J］.藥學(xué)專論，2002，11(8):25-26.

［2］張會宗，袁子民，等.止咳平喘凝膠劑成型工藝研究［J］.中華中醫(yī)藥學(xué)刊，2013，31(2):335-336.

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［4］于順祿，李德達，李世民，等.骨性關(guān)節(jié)炎研究進展［J］.中國骨傷，2002，15(4):635.

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［7］李大剛，蘇培基.中藥熏洗療法在骨傷科的應(yīng)用及思考［J］.中醫(yī)外治雜志，2007，4(2):50-52.

［8］周晨，等.中醫(yī)外治膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎研究進展［J］.中醫(yī)外治雜志，2008，10(5):54-55.

Optimization of Extraction and Purification Technology for Xuanbi Fang and Preparation Study of Xuanbi Gel

WANG Jing-hong1，ZHENG Jin-fen1，XIA Kun1，NIE Qi-xia2，ZHU Li-guo1△
(1.The Chinese Academy of Sciences Wangjing Hospital of Traditional Chinese Medicine，Beijing 100102，China; 2.China Institute of Traditional Chinese Medicine Academy of Science，Beijing 100700，China)

Objective:To optimize extraction and purification technology of Xuanbi Fang and preparation Study of Xuanbi Gel.Method:Water distillation method was used to extract.Infusion or not，distillation time and the amount of water were set as factors，and the volume of volatile oil was set as index to examine the extraction technology of volatile oil from Zanthoxylum and so on.With yield of n-butyl alcohol extract as evaluation indexes，the amount of water，extraction time and extraction times were chosen as investigated factors，orthogonal design was used to optimize water extraction process of Clematis and six other Chinese herbal pieces from Xuanbi Fang.With yield of n-butyl alcohol extract as evaluation indexes，investigate factors of ethanol precipitation process for Xuanbi Fang，such as relative density of liquid and the concentration of ethanol.Using the appearance，spreading properties and viscosity as performance indicators，to select the matrix type and dosage，and the optimal preparation process route.Results:The optimized extraction technology of volatile oil was:adding 6-fold water，estracting for 6 h without infusion;optimum water extraction technology was: boiling 1.5 h with 12 times the amount of water，2 h per time;optimized alcohol precipitation process was:concentrated to relative density of 1.15-1.20，95%ethnoal was added to liquid contained ethanol of 80%，keeping the extraction in the refrigerator for one night.The preparation method of Xuanbi gel is simple easy to operate;the texture is uniform，fine and smooth，and spreading-well stable quality with Carbomer 980 as matrix，tarethanolamine as neutralizer，glycerol as humectants，and azone as absorption enhancer.Conclusion:The optimal extraction，purification process and preparation process of Xuanbi Gel is simple，stable and feasible.

Xuanbi Fang;orthogonal design;n-butyl alcohol extract;extraction technology;Molding technology

R944

:B

:1006-3250(2016)07-1111-04

2015-09-10

北京市中醫(yī)藥“十病十藥”成藥性研究項目(CYX2014-12)

王景紅，主任藥師，醫(yī)學(xué)學(xué)士，從事藥學(xué)的臨床與研究。

△通訊作者:朱立國，主任醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士，博士研究生導(dǎo)師，從事中醫(yī)骨傷的臨床與研究，Tel:010-84739088，E-mail: zhlg95@yahoo.com.cn。