正交法優(yōu)化腎茶提取工藝和滴丸制劑工藝

黃天卓，丁薇娜，張琳杰，鄭浩然，何鑫磊

(美倫醫(yī)藥集團有限公司，天津 北辰 300403)

腎茶(Clerodendranthus spicatus (Thunb.) C. Y. Wu)又稱貓須草、貓須公、腎草，是唇形科，腎茶屬多年生草本植物。腎茶具有抗炎鎮(zhèn)痛、抗菌、抗氧化、利尿的作用，其還對肝臟腎臟有一定的保護作用[1]。滴丸生物利用度高，工藝條件易于控制，質(zhì)量穩(wěn)定，劑量準確，受熱時間短，易氧化及具揮發(fā)性度的藥物溶于基質(zhì)后，可增加其穩(wěn)定性。目前還沒有腎茶提取物的制劑，因此此研究可以填補市場上這一塊的空缺，為此進行了腎茶提取工藝的優(yōu)化和滴丸制劑工藝的優(yōu)化。

1 實驗儀器與物料

1.1 儀器

恒溫水浴鍋HH-6(金壇區(qū)西城新瑞儀器廠)、多功能滴丸實驗機(煙臺康達爾藥業(yè)有限公司)、島津液相CTO-20A(SHIMADZU CORPORATION)。

1.2 物料

腎茶20180612(河北百合中藥飲片有限公司)、PEG4000 PO20190401(山東瑞生藥用輔料有限公司)、PEG6000 PL20190403(山東瑞生藥用輔料有限公司)、硬脂酸鎂181026(陜西正一藥用輔料有限公司)、硬脂酸181101(陜西正一藥用輔料有限公司)、二甲基硅油20190905(江西益普生藥業(yè)有限公司)、大豆油20170326(山東瑞生藥用輔料有限公司)、液體石蠟171101(吉化江城油脂化工)。

2 方法與結(jié)果

2.1 腎茶提取工藝

2.1.1 腎茶的提取方案

腎茶滴丸是根據(jù)腎茶袋泡茶[2]改良而來。原工藝只用溫水浸泡有效物質(zhì)浸出量太低，由于檢測指標為水溶性的迷迭香酸和醇溶性的熊果酸，故此研究對提取溶劑、料液比、提取溫度、提取時間等單因素考察的基礎上進行了L9(34)正交試驗，優(yōu)選腎茶滴丸的最佳提取工藝，并對結(jié)果進行驗證，最后再驗證最佳提取次數(shù)。

2.2 腎茶提取工藝單因素試驗

2.2.1 提取溶劑

稱取適量腎茶藥材于具塞錐形瓶中，分別加入15倍量水、30%乙醇、50%乙醇、65%乙醇、80%乙醇、95%乙醇，90℃下提取2h，提取兩次，過濾，合并兩次濾液并定容，過0.45μm微孔濾膜，進行高效液相色譜儀檢測，按內(nèi)控質(zhì)量標準草案項下迷迭香酸檢測方法測定迷迭香酸含量，計算迷迭香酸百分含量；同法按內(nèi)控質(zhì)量標準草案項下熊果酸檢測方法測定熊果酸含量，計算其中熊果酸百分含量，結(jié)果見表1。

表1 溶劑對腎茶提取工藝的影響

隨著乙醇含量的增加，迷迭香酸和熊果酸含量升高，乙醇含量65%以上時，隨著乙醇含量增加，迷迭香酸含量下降，熊果酸含量增加。由于迷迭香酸醇溶性不高，熊果酸不溶于水，65%乙醇提取時迷迭香酸和熊果酸總量最高，因此選擇50%、65%、80%乙醇為正交試驗溶劑。

2.2.2 料液比

稱取適量腎茶藥材于具塞錐形瓶中，分別按料液比為1∶8、1∶10、1∶12、1∶15、1∶20、1∶25加入65%乙醇溶液，85℃下提取2h，提取兩次，過濾，合并兩次濾液并定容，過0.45μm微孔濾膜，進行高效液相色譜儀檢測，進樣量20μL，按內(nèi)控質(zhì)量標準草案項下迷迭香酸檢測方法測定迷迭香酸含量，計算迷迭香酸百分含量；同法按質(zhì)量標準草案項下熊果酸檢測方法測定熊果酸含量，計算其中熊果酸百分含量，結(jié)果見表2。

表2 料液比對腎茶提取工藝的影響

隨著料液比的增加，迷迭香酸及熊果酸含量逐步增加，當料液比達到1∶20時，迷迭香酸含量達到最大值，熊果酸含量也較高，而隨著料液比的增加，迷迭香酸及熊果酸的含量增長緩慢。綜合考慮，選擇1∶15、1∶20、1∶25乙醇為正交試驗料液比。

2.2.3 提取溫度

表3 提取溫度對腎茶滴丸提取工藝的影響

稱取適量腎茶藥材于具塞錐形瓶中，加入15倍量65%乙醇溶液，分別在20℃、40℃、55℃、70℃、85℃、100℃下提取，提取兩次，每次2h，過濾，合并兩次濾液并定容，過0.45μm微孔濾膜，進行高效液相色譜儀檢測，進樣量20μL，按質(zhì)量標準草案項下迷迭香酸檢測方法測定迷迭香酸含量，計算迷迭香酸百分含量；同法按質(zhì)量標準草案項下熊果酸檢測方法測定熊果酸含量，計算其中熊果酸百分含量，結(jié)果見表3。

隨著提取溫度升高，迷迭香酸含量和熊果酸含量隨之升高，迷迭香酸和熊果酸含量不斷增加，在溫度達到100℃后有下降趨勢，推測可能是沸騰劇烈，導致部分藥材貼在壁上無法被提取液浸潤。綜合考慮，腎茶的提取溫度定為微沸溫度85℃，因此不列入正交試驗。

2.2.4 提取時間

稱取適量腎茶藥材于具塞錐形瓶中，加入15倍量65%乙醇溶液，85℃下分別提取0.5,1,1.5,2,2.5,3h，提取兩次，過濾，合并兩次濾液并定容，過0.45μm微孔濾膜，進行高效液相色譜儀檢測，進樣量20μL，按質(zhì)量標準草案項下迷迭香酸檢測方法測定迷迭香酸含量，計算迷迭香酸百分含量；同法按質(zhì)量標準草案項下熊果酸檢測方法測定熊果酸含量，計算其中熊果酸百分含量，結(jié)果見表4。

表4 提取時間對腎茶滴丸提取工藝的影響

隨著提取時間的增加，迷迭香酸及熊果酸含量逐步增加，提取時間達到1.5h后，含量增長減緩，而且提取時間過長也會增加成本，因此選擇1h、1.5h、2h為正交試驗提取時間。

2.3 腎茶提取工藝正交試驗

2.3.1 正交試驗設計

為了充分提取腎茶藥材的主要有效成分，同時節(jié)約原材料、縮短生產(chǎn)周期、降低成本，對提取工藝中的乙醇濃度、料液比、提取時間用正交實驗法進行優(yōu)選。其因素水平見表5。

表5 料液比對腎茶滴丸提取工藝的影響

2.3.2 正交試驗

稱取適量腎茶藥材于具塞錐形瓶中，按下表進行提取，提取兩次，過濾，合并兩次濾液并定容，過0.45μm微孔濾膜，取續(xù)濾液20μL注入高效液相色譜儀，按質(zhì)量標準草案項下迷迭香酸檢測方法測定迷迭香酸含量，計算迷迭香酸百分含量；同時取續(xù)濾液0.1mL于具塞試管，按質(zhì)量標準草案項下熊果酸檢測方法測定熊果酸含量，計算其中熊果酸百分含量；綜合考慮，總含量/%=迷迭香酸百分含量+熊果酸百分含量，結(jié)果見表6。

表6 提取正交試驗結(jié)果

表6(續(xù))

對正交試驗結(jié)果進行方差分析，結(jié)果如下：

表7 提取正交試驗方差分析

從正交試驗結(jié)果可以看出，3個因素對腎茶滴丸提取工藝的影響程度為：乙醇含量>提取時間>料液比，乙醇含量對正交試驗結(jié)果的影響極顯著，提取時間和料液比的影響不顯著，并且影響程度相近。理論上最佳組合為A2B3C3，即理論最佳工藝條件為：乙醇濃度65%，料液比為1∶25，提取時間2h，但由于提取時間和料液比對總含量的影響并不顯著，綜合成本考慮最佳工藝條件定為：乙醇濃度65%，料液比為1∶15，提取時間2h。

2.4 腎茶提取工藝驗證及提取次數(shù)的確定

2.4.1 提取工藝驗證

稱取適量腎茶藥材于平底燒瓶中，按工藝條件乙醇濃度65%，料液比為1∶10，提取時間2h進行提取，90℃下提取150min，提取兩次，過濾，合并兩次濾液并定容，過0.45μm微孔濾膜，高效液相色譜儀設置進樣量20μL，按質(zhì)量標準草案項下熊果酸、迷迭香酸檢測方法測定迷迭香酸含量，計算熊果酸、迷迭香酸含量；綜合考慮，總含量/%=迷迭香酸含量+熊果酸含量，結(jié)果見表8。

表8 提取正交試驗結(jié)果驗證

驗證試驗結(jié)果可知，按最優(yōu)工藝進行提取后，迷迭香酸含量平均值為0.3406%，熊果酸含量平均值為0.1697%，總含量0.5103%，均高于正交試驗中其它各組數(shù)據(jù)，達到了優(yōu)化的目的，該工藝穩(wěn)定可行。

2.4.2 提取次數(shù)確定

稱取適量腎茶藥材于5個平底燒瓶中，按最優(yōu)工藝A2B1C2進行提取，分別提取1次、2次，3次，4次，5次，收集提取液，過濾，量取體積，過0.45μm微孔濾膜，高效液相色譜儀設置進樣量20μL，按內(nèi)控質(zhì)量標準草案項下迷迭香酸與熊果酸檢測方法測定迷迭香酸與熊果酸含量，結(jié)果見表9。

表9 提取次數(shù)的確定

由結(jié)果可以看出，經(jīng)過兩次提取后，第2、3、4、5次提取液中迷迭香酸及熊果酸含量相近，因此確定腎茶滴丸提取次數(shù)為2次。

2.3 腎茶滴丸制備工藝

采用熔融法制備腎茶滴丸，使腎茶浸膏粉達到高度分散狀態(tài)，提高腎茶滴丸中有效成分的溶出。聚乙二醇-4000和聚乙二醇-6000為水溶性載體材料，當與溶出介質(zhì)接觸時，藥物隨著水溶性載體的溶解而迅速溶出，能提高腎茶滴丸的溶解度和溶出速率。

2.3.1 腎茶滴丸制備工藝方案

以溶散時限、硬度、圓整度等為指標并綜合考慮，首先對基質(zhì)的選擇、冷凝劑的選擇、藥物與基質(zhì)配比的選擇、助懸劑的選擇、藥液溫度的選擇、滴距的選擇等進行單因素考察，在此基礎上進行L9(34)正交試驗，優(yōu)選腎茶滴丸的最佳制備工藝，并對結(jié)果進行驗證。其中：

(1)溶散時限：按照《中國藥典》2015版第四部[3]通則0921項下崩解時限的方法進行，以溶散時限為指標，計分值見表10。

表10 滴丸溶散時限指標

(2) 硬度：記錄從實驗結(jié)果中隨機抽取的5粒滴丸的硬度平均值，計分值見表11。

表11 滴丸硬度指標

(3) 圓整度記錄從實驗結(jié)果中隨機抽取的5粒滴丸的圓整度平均值，計分值見表12。

表12 滴丸圓整度指標

綜合考慮各因素，以總分為指標考察各因素對腎茶滴丸制備工藝的影響。

總分=溶散時限得分+硬度得分+滴丸圓整度得分。

2.4 滴丸制備工藝單因素實驗

2.4.1 滴丸中基質(zhì)的配比

采用PEG4000 和PEG6000采用不同比例進行溶散滴制試驗，結(jié)果見表13。

表13 基質(zhì)的配比滴丸制備工藝的影響

根據(jù)制劑中藥物的性質(zhì)，選擇目前最為常用的水溶性基質(zhì)聚乙二醇類(PEG4000和PEG6000)，PEG無毒無味，內(nèi)聚力和分散力都有優(yōu)勢，是比較理想的滴丸基質(zhì)，試驗結(jié)果表明，PEG4000與PEG6000比例為7∶13時，腎茶浸膏粉能與基質(zhì)較好的結(jié)合，制得滴丸硬度適中，圓整度較好，溶散時限短，故選擇1∶4、7∶13、4∶1為正交試驗基質(zhì)比。

2.4.2 滴丸中冷凝劑的選擇

根據(jù)《中國藥典》對冷凝劑的要求，實驗選擇液體石蠟、二甲基硅油和大豆油三種溶劑作為冷凝劑。以滴丸的滴制情況，溶散時限、硬度及圓整度為考察指標，確定冷凝劑對滴丸制備工藝的影響，結(jié)果見表14。

表14 冷凝劑對滴丸制備工藝的影響

冷凝劑是制備滴丸的重要輔助劑，其密度和粘度直接影響藥液的沉降速度和滴丸的圓整度。選擇大豆油為冷凝劑時，滴丸沉降速度稍慢，下落后粘連，且滴丸呈扁圓形，圓整度較差；選擇二甲基硅油為冷凝劑時，滴丸沉降速度稍慢，偶有粘連，可能是因為二甲基硅油表面張力小，與藥液比重差大，黏滯大；選擇液體石蠟為冷凝劑時，滴丸沉降速度適中，下落后不粘連，且滴丸圓整度好，硬度適中，溶散時限短，故選擇液體石蠟為滴丸的冷凝劑。

2.4.3 滴丸中藥物與基質(zhì)配比的選擇

考察藥物與基質(zhì)比例對滴丸制備工藝的影響，結(jié)果見表15。

藥物浸膏粉(藥物)與基質(zhì)的比例值直接影響滴丸的質(zhì)量，其比例一般情況下為1∶1～1∶10，但如果載藥量過小，則不符合實際要求。結(jié)果表明，當藥物含量為50%時，化料容易出渣，藥液黏度大，不容易成形，滴制時容易堵滴頭；因此選擇20%、30%、40%作為正交試驗的載藥量。

表15 藥物與基質(zhì)的配比對滴丸制備工藝的影響

2.4.4 滴丸中助懸劑的選擇

根據(jù)滴丸生產(chǎn)工藝要求，對助懸劑進行了考察，結(jié)果見表16。

表16 助懸劑對滴丸制備工藝的影響

從實驗結(jié)果可以看出，硬脂酸和硬脂酸鎂對滴丸硬度、圓整度鴻潤溶散時限的影響較小。但對滴丸外觀影響較大，除添加3%硬脂酸鎂外，其余均可造成滴丸化料時出渣。故選擇3%硬脂酸鎂作為滴丸制劑所需助懸劑。

2.4.5 滴丸中藥液溫度的選擇

藥液溫度考察結(jié)果見表17。

表17 藥液溫度對滴丸制備工藝的影響

藥液溫度低則粘滯度大，滴丸易拖尾，丸型差，滴制困難，滴制速度慢，丸重增加，丸重差異大；溫度過高則藥液變稀，容易出渣，滴制口滴出的藥液呈線狀，常拖尾呈啞鈴狀或串珠狀而非滴丸，且溫度太高可能對主藥成分造成影響，故選擇藥液溫度80℃、90℃、100℃為正交試驗溫度。

2.4.6 滴丸中滴距的選擇

根據(jù)滴丸外形、規(guī)格的要求，在不同條件下對滴制情況進行了考察，其結(jié)果見表18。

滴制過程中，滴距過大，液滴會因重力作用被跌散而產(chǎn)生細粒，影響滴丸沉降速度，圓整度及丸重。同時，沉降速度增加，使得滴丸還未完全冷卻成就已沉降到底，可能造成硬度不夠及滴丸粘連現(xiàn)象。但滴距過小時，由于冷凝劑自身的表面張力作用，使得液滴漂浮在冷凝劑表面，不易沉降從而造成粘連。實驗結(jié)果表明，當?shù)尉酁? cm時，滴丸的成形性較好，綜合評分較高。

表18 滴距對滴丸制備工藝的影響

2.5 滴丸制備工藝正交試驗

2.5.1 制備工藝正交試驗設計

通過單因素試驗可知，基質(zhì)配比、載藥量、藥液溫度等因素對腎茶滴丸制備工藝影響較大，因此采用正交試驗法對其進行優(yōu)選，因素水平表見表19。

表19 滴丸制劑因素水平表

2.5.2 正交試驗

取適量腎茶浸膏粉，按L9(34)正交表進行試驗，并滴入液體石蠟中，測定滴丸溶散時限、硬度、圓整度，結(jié)果見表20。

表20 滴丸制劑正交試驗結(jié)果

對正交試驗結(jié)果進行方差分析，結(jié)果見表21。

表21 制劑方差分析表

由正交試驗結(jié)果可知，影響滴丸成形的工藝的主要因素是藥液溫度，其次是基質(zhì)(PEG4000：PEG6000)，影響最小的是藥物載藥量，載藥量低藥效減弱，但載藥量過高化料時容易出現(xiàn)藥渣聚集堵住滴頭。方差分析結(jié)果表明，基質(zhì)(PEG4000：PEG6000)及藥液溫度對滴丸滴制工藝有顯著影響。綜合考慮，最中確定滴丸最佳制備工藝為A2B2C3。即基質(zhì)(PEG4000：PEG6000)為7∶13，載藥量為30%，藥液溫度為100℃。但考慮到化料出渣以及有效物質(zhì)熱穩(wěn)定性的問題，在條件允許的情況下，最終化料溫度定為90℃。

2.5.3 滴丸制備工藝正交結(jié)果驗證試驗

驗證滴丸制備工藝正交試驗結(jié)果，結(jié)果見表22。

表22 正交試驗結(jié)果驗證

按照最佳制備工藝值制得的滴丸圓整度好，硬度高，丸重，溶散時限均符合要求。色澤均勻，成丸率在90%左右。結(jié)果表明，該工藝條件作為滴丸的最佳制備工藝，穩(wěn)定可行。

3 討論與展望

腎茶袋泡茶用的是溫水浸泡，浸出物相比直接提取是相當少的，因此袋泡茶這一劑型大大限制了腎茶的藥效。腎茶用稀醇提取可以充分獲得其有效物質(zhì)，既有極性大的物質(zhì)又有極性小的物質(zhì)，但梯度分析方法不能很好地同時檢測迷迭香酸和熊果酸，因此可以對腎茶提取物和滴丸制劑中的標準物質(zhì)進行同步檢測的方法還有待研究，以期望能對腎茶提取物和腎茶滴丸制劑的質(zhì)量進行更好的控制。

腎茶針對的疾病一般都是慢性病，而滴丸這種制劑生物利用度高、質(zhì)量穩(wěn)定還可以添加控釋劑和緩釋劑，能充分發(fā)揮腎茶的功效。由于滴丸相對于其他劑型比如片劑等載藥量較低，因此劑量大的處方不適合制成滴丸制劑。目前大部分大生產(chǎn)用的滴丸機都是一體化的，簡便易控，易操作，操作人員的培訓效率高、成本低，對于藥企來說滴丸這一劑型是必備的劑型。

影響中藥滴丸制劑成型的因素非常多，內(nèi)在因素就是中藥提取物的物理性質(zhì)，水提物比較容易成型，而醇提物由于有很多油性物質(zhì)導致成型非常困難；外在因素有基質(zhì)種類和配比、化料溫度、滴距、丸重、冷卻劑種類和冷卻劑溫度[4]。研究人員應根據(jù)實際情況選擇合適的正交設計方法，確定最佳工藝，保證滴丸制劑安全、穩(wěn)定、有效和可控。