通脈丸多指標溶出評價研究

趙新紅，康冰亞，陳天朝*

（1.承德醫(yī)學院附屬醫(yī)院 藥學部，河北 承德 067000；2.河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院 藥學部，河南 鄭州 450000）

通脈丸由黃芪、兩頭尖、制馬錢子、丹參等多味中藥組成，現(xiàn)為河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院院內(nèi)制劑，用于治療血栓閉塞性脈管炎、動脈硬化閉塞癥、風寒濕痹、四肢痙攣等肢體缺血性疾病。目前，對通脈丸研究主要集中在指標成分含量測定[1-3]、急性毒性試驗[4-5]、物料性質(zhì)對溶出影響[6]、溶出度評價等方面[7]。本研究以通脈丸中竹節(jié)香附素A、總黃酮、阿魏酸、芍藥苷、丹酚酸B、橙皮苷在以超純水為溶出介質(zhì)的溶出率為研究載體，根據(jù)指標成分在處方中的地位及藥理作用不同，嘗試將層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）與矩陣實驗室（Matrix Laboratory，Matlab）軟件相結合，通過編寫Matlab 語言程序來計算各指標成分權重系數(shù)及隨機一致性比率CR，并初步探討通脈丸釋藥機制，旨在更加全面、科學、整體地進行通脈丸溶出綜合評價，也為進行層次分析法數(shù)據(jù)處理提供參考依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

竹節(jié)香附素 A 對照品（批號：201808）、芍藥苷對照品（批號：201804）、橙皮苷對照品（批號：201804）均購于四川維克奇生物科技有限公司，質(zhì)量分數(shù)均≥98%；阿魏酸對照品（批號：110773-201811）、丹酚酸B 對照品（批號：111562-201806）、蘆丁對照品（批號：100080-201806）均購于中國食品藥品檢定研究院，純度均為100%；通脈丸（劑型：蜜丸，批號：180810，規(guī)格：每袋5 g，河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院制劑室制備）。甲醇、乙腈、磷酸（色譜純，迪馬公司）；水為自制超純水，其余試劑均為分析純。

1.2 主要儀器設備

Waters e2695 型高效液相色譜儀（美國Waters 公司）；ZRS-8C 型智能溶出試驗儀（天津大學無線電廠）；TU-1800PC 型紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；GP225D 型十萬分之一分析天平（德國Sartorius 公司）；HK250 型超聲波過濾器（上?？茖С晝x器有限公司）。

2 方法和結果

2.1 層次分析法確定指標成分權重系數(shù)

層次分析法（AHP）是將人的思維過程層次化、數(shù)量化，是定性和定量相結合的決策分析方法[8]，其主要步驟包括明確分析對象、建立層次分析結構模型、構造判斷矩陣、判斷矩陣的一致性檢驗、分析得出權重系數(shù)。

2.1.1 明確分析對象 以通脈丸中竹節(jié)香附素A、總黃酮、阿魏酸、芍藥苷、丹酚酸B、橙皮苷等6 種指標成分在超純水中的累積溶出率為研究載體（該試驗研究另文發(fā)表）。

2.1.2 建立層次分析結構模型 在明確分析對象后，通過分析指標成分在通脈丸處方中君臣佐使配伍關系及各組分藥理作用不同，建立通脈丸多指標溶出綜合評價層次結構模型，結果見圖1。

圖1 通脈丸多指標溶出綜合評價層次結構模型Fig. 1 Multi-index dissolution comprehensive evaluation hierarchical model of Tongmai pill

2.1.3 構造判斷矩陣 構造判斷矩陣是依據(jù)標度法對同一水平的所有指標開展兩兩相對重要性判斷比較，并對判斷結局開展量化，形成判斷矩陣[9]。本研究采用Saaty 等提出的9 級比例標尺[10]，進行指標成分相對重要性兩兩比較，評價尺度見表1。

表1 層次分析法評價尺度表Tab. 1 Evaluation scale table of analytic hierarchy process

選擇專家咨詢方法，對指標成分之間相對重要性進行兩兩比較，通過對專家反饋的指標成分重要程度比較結果進行加權平均，完成構造成對比較判斷優(yōu)先矩陣，結果見表2。

表2 6 項指標成分成對比較判斷優(yōu)先矩陣Tab. 2 Pairwise comparison of 6 index components judgment priority matrix

2.1.4 Matlab 軟件計算權重系數(shù)并實現(xiàn)判斷矩陣的一致性檢驗 Matlab 軟件是起源于線性代數(shù)中的數(shù)字運算與應用，是給予矩陣的運算工具，具有強大的數(shù)學運算能力[11]，其計算權重系數(shù)及實現(xiàn)一致性檢驗的具體流程，見圖2。

圖2 Matlab 實現(xiàn)層次分析法程序流程圖Fig. 2 The program flow chart of analytic hierarchy process by matlab

在Matlab 軟件中，計算矩陣A 的特征值和特征向量的函數(shù)是eig （A）[11]，根據(jù)已經(jīng)確定的指標成分成對比較判斷優(yōu)先矩陣，通過編寫Matlab 語言程序來計算指標成分的權重系數(shù)，并實現(xiàn)判斷矩陣的一致性檢驗，具體程序代碼如下：

將上述代碼輸入Matlab R2014a 軟件中，計算得到通脈丸溶出液中竹節(jié)香附素A、總黃酮、阿魏酸、芍藥苷、丹酚酸B、橙皮苷等6 項指標成分的權重系數(shù)分別為0.258 9、0.258 9、0.135 7、0.135 7、0.135 7、0.075 0。隨機一致性比率CR = 0.002 2 ＜0.10，說明各指標成分的權重系數(shù)計算有效、結果合理，可以用于通脈丸多指標溶出綜合評價。

2.2 計算6 種成分及綜合評價指標的累積溶出率

累積溶出率是指通過測定一系列的時間點下各指標成分的溶出量，并與總溶出量比較得出的溶出百分率。具體計算公式如下：

在公式1 和2 中，Xn為溶出量，n 為取樣次數(shù)；Cn為濃度mg/mL；D 為稀釋倍數(shù)；V溶出介質(zhì)為溶出介質(zhì)的體積mL；V取樣為取樣體積mL；Qt為t 時刻累積溶出率。本研究選擇溶出24 h 的溶出總量為100%，根據(jù)上述公式以及層次分析法計算的各指標成分的權重系數(shù)，應用Matlab 軟件來計算6 種成分以及綜合評價指標在不同取樣時間下的累積溶出率，結果見表3。

表3 通脈丸6 種成分及綜合評價指標累積溶出率（±s，n = 6，%）Tab. 3 The six and comprehensive evaluation index components cumulative dissolution rate of Tongmai pill （±s，n = 6，%）

表3 通脈丸6 種成分及綜合評價指標累積溶出率（±s，n = 6，%）Tab. 3 The six and comprehensive evaluation index components cumulative dissolution rate of Tongmai pill （±s，n = 6，%）

取樣時間/min 竹節(jié)香附素A 總黃酮 阿魏酸 丹酚酸B 芍藥苷 橙皮苷 綜合評價 2 16.34±0.17 9.56±0.26 26.19±2.12 26.75±2.19 27.16±2.10 26.13±0.31 11.21±1.15 5 40.52±0.28 13.81±2.18 60.11±1.27 63.55±2.21 59.90±1.68 56.75±0.84 20.03±1.56 10 54.52±0.52 18.13±1.69 79.32±1.76 88.11±1.84 83.29±1.66 73.64±1.54 30.06±1.33 20 60.14±0.79 20.99±1.52 86.37±1.86 92.72±1.99 88.77±1.89 82.13±2.53 36.73±1.80 30 61.08±0.45 21.39±0.81 87.22±2.03 93.39±1.14 90.31±2.68 86.35±1.51 43.02±1.56 40 67.30±1.00 22.15±0.84 89.74±1.58 91.51±1.69 92.74±1.56 90.43±2.12 46.34±3.85 60 68.22±0.95 25.41±0.59 90.19±2.08 94.07±1.96 93.36±1.92 91.67±1.64 54.49±2.84 120 72.34±1.32 27.75±0.67 92.56±1.49 94.93±1.62 94.08±1.90 93.20±1.58 64.17±2.46 240 82.15±1.77 28.82±1.44 98.00±2.02 97.11±1.86 97.80±1.58 97.14±1.61 71.27±1.55

2.3 通脈丸釋藥機制初步考察

選擇1stOpt 軟件以零級模型、一級模型、Higuchi 模型、Ritger-Peppas 模型對通脈丸溶出綜合評價指標進行模型擬合，計算決定系數(shù)（Determining Coefficient，R2）、 殘 差 平 方 和（Square sum of residuals，SSE）、 均 方 根 誤 差（Root mean squared error，RMSE）[12-13]，擬合結果見表4。

表4 通脈丸的釋藥機制模型擬合結果Tab. 4 Fitting results of drug release mechanism model of Tongmai pill

由擬合結果可知，通脈丸釋藥模型的擬合接近程度為：Ritger-Peppas 模型＞一級模型＞ Higuchi 模型＞零級模型。根據(jù)n ≤0.43 時藥物釋放機制為Fick 擴散（Fickian Diffusion）[14]，可知通脈丸釋藥機制為Fick 擴散（n = 0.266 2 ＜0.43）。

3 討論

綜合評價是對多個指標進行總體評價的科學方法，往往會涉及多個因素或指標，不考慮指標權重系數(shù)的大小等同于認為所有的參評指標的重要性相同，這在大多數(shù)情況下往往是不符合實際的[15]。因此，確定評價指標的權重系數(shù)是綜合評價的關鍵步驟之一。由于層次分析法是一種定性與定量相結合的系統(tǒng)化、層次化的分析方法，將人的思維條理化、層次化，在對評價指標主觀判斷的基礎上，引入數(shù)學檢驗方法使之更加科學化。因此，本研究選擇層次分析法來確定指標成分的權重系數(shù)，并在Matlab 軟件上實現(xiàn)快速求解，可以避免復雜的運算過程，對于初次使用層次分析法計算權重系數(shù)的醫(yī)藥工作者來說，僅需要修改判斷矩陣數(shù)值就可以實現(xiàn)。當然，層次分析法也存在僅限于評價指標不超過9 個、成對比較優(yōu)先矩陣往往會受到專家主觀判斷影響等不足之處。

本研究得到通脈丸在240 min 時溶出率為（71.27 ±1.55）%（n = 6），這與普通化學制劑在取樣時間為45 min 時溶出度要求不低于70%相比，從溶出角度來看，通脈丸應該屬于緩釋制劑。因此，選擇零級模型、一級模型、Higuchi 模型、Ritger-Peppas 模型對進行模型擬合，結果Ritger-Peppas 模型擬合度最高，從n = 0.266 2 ＜0.43 來看，其釋藥機制屬于Fick 擴散。由于通脈丸是由未經(jīng)過提取處理的藥物細粉，通過添加蜂蜜等賦形劑來制成的蜜丸，具有球形結構，在一定程度上，可以減緩藥物成分特別是毒性成分的釋放[如竹節(jié)香附素 A 在 60 min 時溶出率為（68.22±0.95）%]，從而降低藥物毒性，達到“效緩而力專，效持而毒減”目的[16]，但其釋藥機制的具體原因尚不明確，仍需要進一步研究。

4 結論

本研究采用層次分析法并借助Matlab 軟件對通脈丸溶出液中指標成分的權重系數(shù)進行計算，并對綜合評價指標的釋藥機制進行初步考察，研究結果表明多指標成分定量結合層次分析法的綜合評價方法簡單可行、真實有效，可用于通脈丸指標成分溶出綜合評價。同時，對通脈丸釋藥機制進行初步考察，結果符合Fick 擴散釋藥機制，具有一定的緩釋特性，其緩釋特性的具體原因有待下一步深入研究。