香菊片制備工藝的優(yōu)化

韓立柱劉帝呈胡坤霞汪蕓蘭唐志書宋 逍

（陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，陜西 咸陽(yáng)712046）

質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（QbD）理念是由美國(guó)FDA 于21 世紀(jì)初提出的應(yīng)用于藥品管理的一種新觀念，在藥品監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用［1］，主要是通過對(duì)藥品處方的工藝設(shè)計(jì)來(lái)確定影響藥品關(guān)鍵質(zhì)量屬性和關(guān)鍵工藝參數(shù)，并通過控制關(guān)鍵工藝參數(shù)的范圍以達(dá)到保障藥品安全、有效、質(zhì)量可控的目的［2］。根據(jù)QbD 理念的要求，藥品質(zhì)量應(yīng)從研發(fā)開始時(shí)便把控，從輔料種類、工藝路線、工藝參數(shù)、物料控制等多個(gè)方面進(jìn)行研究，在此過程中記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)并加以分析，最終確定藥品最佳處方組成和制備工藝［3］，目前該理念已經(jīng)逐漸應(yīng)用于一些傳統(tǒng)劑型的制備工藝優(yōu)化和處方組成的篩選中。

香菊片由化香樹果序、夏枯草、野菊花、黃芪、辛夷、防風(fēng)、白芷、甘草、川芎組成，是應(yīng)用于耳鼻喉科的純中藥制劑［4?5］，具有抗過敏、抗炎、鎮(zhèn)痛效果，對(duì)急性、慢性鼻竇炎、鼻炎療效良好［6?8］，但傳統(tǒng)制法并未過多考慮不同輔料以其用量對(duì)成片質(zhì)量的影響。因此，本實(shí)驗(yàn)將QbD 理念應(yīng)用于香菊片生產(chǎn)過程中，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以期為相關(guān)中藥處方片劑的制備工藝提供參考。

1 材料

1.1 儀器 UltiMate 3000 高效液相色譜儀（美國(guó)賽默飛世爾科技公司）；BSA224S 電子天平［萬(wàn)分之一，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司］；ZP?10 旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)（上海天和制藥機(jī)械有限公司）；YPD?200C 片劑硬度儀（上海黃海藥檢儀器有限公司）；FT?2000AE 脆碎度檢查儀（天津市天大天發(fā)科技有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京科偉永鑫實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備廠）。

1.2 試劑與藥物 糊精（天津大茂化學(xué)試劑廠，批號(hào)20181101）；淀粉（天津北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司，批號(hào)20190220）；微晶纖維素（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)20190404）；α?乳糖（批號(hào)20160829）、蔗糖（批號(hào)20190116）（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；羧甲基纖維素鈉（CMC?Na，天津市天力化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)20190308）；羧甲基淀粉鈉（CMS?Na，山東優(yōu)索化工科技有限公司，批號(hào)20181107）。

2 方法與結(jié)果

2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是質(zhì)量管理的主要內(nèi)容，包括識(shí)別、分析與評(píng)價(jià)［9］，本實(shí)驗(yàn)通過繪制魚骨圖來(lái)對(duì)香菊片制片過程中的影響因素進(jìn)行相關(guān)分析，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)情況，將影響其成型以及成型后質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)因素分為工藝因素、處方因素、環(huán)境因素，結(jié)果見圖1。應(yīng)用失效模式及效應(yīng)分析（FMEA）對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)因素作進(jìn)一步分析，從失效后的嚴(yán)重程度（S）、失效發(fā)生的可能性程度（P）、失效的可檢測(cè)性（D）來(lái)評(píng)估，每個(gè)指標(biāo)分值為1～4分［10］，根據(jù)評(píng)估結(jié)果計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先系數(shù)（RPN，S×P×D），結(jié)果見表1，RPN 不超過8 表明該風(fēng)險(xiǎn)因素影響較小，9～16 其影響中等，17 以上其影響較大。

圖1 香菊片風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估魚骨圖Fig.1 Fishbone diagram for risk assessment of Xiangju Tablets

表1 風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)估結(jié)果Tab.1 Results of risk factor evaluation

2.2 片劑制備

2.2.1 浸膏 將9 味中藥按處方比例加水煎煮2次，濾液合并，0.2 μm 陶瓷膜微濾、超濾，50 ℃下將其濃縮成浸膏，減壓干燥，粉碎，即得，密封保存。

2.2.2 素片 以每片片重0.30 g 為標(biāo)準(zhǔn)，采用濕法制粒法制備。將主藥置于研缽中研細(xì)，過80 目篩，稀釋劑過篩后通過等量遞增法加到主藥中繼續(xù)研磨，使其均勻混合，加入足夠黏合劑后手動(dòng)制備軟材，16 目篩網(wǎng)制粒，將顆粒置于60 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干，14 目篩整粒，加入潤(rùn)滑劑（80目），壓片，即得。

2.3 處方工藝篩選

2.3.1 稀釋劑種類 本實(shí)驗(yàn)選擇淀粉、糊精、乳糖、微晶纖維素作為稀釋劑，將提取出來(lái)的主藥在研缽中研細(xì)，加入過80 目篩的稀釋劑繼續(xù)研磨，使其均勻混合，加入一定量黏合劑制軟材，16 目篩制粒，60 ℃下烘干，14 目篩整粒，稱定質(zhì)量，加入同一潤(rùn)滑劑壓片，考察顆粒成型率、吸濕率、流動(dòng)性、片劑成型性，結(jié)果見表2。由此可知，乳糖稀釋時(shí)顆粒成型率好，壓片后片面光潔無(wú)粉末，故確定其作為稀釋劑。

表2 稀釋劑種類考察結(jié)果Tab.2 Results of diluent type investigation

2.3.2 黏合劑種類 本實(shí)驗(yàn)選擇水、10%淀粉漿、70%乙醇、50% 蔗糖溶液、2% CMC?Na 溶液作為黏合劑，主藥在研缽中研細(xì)后與同一稀釋劑均勻混合，加入黏合劑制軟材，16 目篩制粒，烘干，14 目篩整粒，同一潤(rùn)滑劑壓片，考察制軟材難易程度、顆粒成型情況、壓片效果，結(jié)果見表3。由此可知，70%乙醇黏合時(shí)顆粒緊密，成型性好，壓片后藥片無(wú)缺損，故確定其作為黏合劑。

表3 黏合劑種類考察結(jié)果Tab.3 Results of binder type investigation

2.3.3 潤(rùn)滑劑比例篩選 本實(shí)驗(yàn)選擇硬脂酸鎂、滑石粉混合物作為潤(rùn)滑劑，前者具有良好的附著性、潤(rùn)滑性、抗粘附性，但助流性不理想，故選擇與助流性較好的后者合用，兩者比例通常為1∶6～1∶7，用量為0.5%～2%。本實(shí)驗(yàn)選擇用量為1%，將滑石粉、硬脂酸鎂按1∶6、1∶7 比例混合后與顆粒混勻壓片，固定漏斗法測(cè)定休止角，發(fā)現(xiàn)比例為1∶6 時(shí)顆粒流動(dòng)性更好，休止角為27.72°，壓片后片劑外觀光潔，硬度為4.15 kg／cm2，崩解時(shí)限為6 min，故確定其作為潤(rùn)滑劑比例。

2.4 關(guān)鍵質(zhì)量屬性、關(guān)鍵工藝參數(shù)確定 基于香菊片制備工藝風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及特性，結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮當(dāng)前條件下所有可控的、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能造成影響的因素。最終確定，稀釋劑用量、黏合劑用量、潤(rùn)滑劑用量為關(guān)鍵工藝參數(shù)，片劑成型率、硬度、有效成分含量為關(guān)鍵質(zhì)量屬性。

2.5 含量測(cè)定 參考文獻(xiàn)［11］報(bào)道。

2.5.1 色譜條件 十八烷基硅烷鍵合硅膠色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相甲醇?0.035%磷酸（5∶95）；體積流量1.0 mL／min；柱溫30 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)270 nm；進(jìn)樣量10 μL。

2.5.2 對(duì)照品溶液制備 精密稱取沒食子酸對(duì)照品7.80 mg，置于50 mL 量瓶中，50%甲醇溶解稀釋至刻度，輕微振蕩搖勻，即得（質(zhì)量濃度為0.156 mg／mL）。

2.5.3 供試品溶液制備 取素片10 片，研細(xì)，精密稱取1.5 g 粉末至錐形瓶中，50% 甲醇溶解，40 ℃下超聲（360 W、50 Hz）處理60 min 后取出，室溫下放冷，濾過，置于25 mL 量瓶中，50%甲醇定容至刻度，輕輕搖勻，即得。

2.5.4 線性關(guān)系考察 精密吸取同體積對(duì)照品溶液，50%甲醇逐倍稀釋后，在“2.5.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定，以峰面積為縱坐標(biāo)（Y），進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)（X）進(jìn)行回歸，得方程為Y＝18.932X－0.054 9（R2＝0.999 8），在0.24～1.56 μg／mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。色譜圖見圖2。

圖2 沒食子酸HPLC 色譜圖Fig.2 HPLC chromatograms of gallic acid

2.6 Box?Behnken 響應(yīng)面法優(yōu)化 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以乳糖用量（A）、70% 乙醇用量（B）、硬脂酸鎂、滑石粉混合物用量（C）為影響因素，沒食子酸含量（Y1）、成型率（Y2）、硬度（Y3）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，Box?Behnken 響應(yīng)面法優(yōu)化制備工藝［12?13］，結(jié)果見表4。

通過Design?Expert 10.0 軟件對(duì)表4 數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得方程分別為Y1＝－0.626＋0.042 5A＋0.057 2B＋1.157C－ 0.000 969A2－ 0.004 10B2－0.353C2－0.000 353AB－0.005 30AC－0.009 1BC、Y2＝－ 0.061＋0.017 79A＋0.064 0B＋0.971C－0.000 477A2－0.003 83B2－0.296 9C2＋0.000 675AB－0.000 06AC－0.027 08BC、Y3＝－14.98＋0.401A＋1.710B＋17.06C－0.009 37A2－0.118 4B2－4.82C2＋0.008 87AB－0.060 2AC－0.471BC，方差分析見表5。

表4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Tab.4 Design and results of tests

表5 方差分析Tab.5 Analysis of variance

由此可知，3個(gè)方程P＜0.05，失擬值P＞0.05，表明模型顯著，誤差和未知因素影響小，能很好地反映各因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系，適用性良好；方程Y1中因素A、A2、C2有顯著影響（P＜0.05），AB、AC、BC無(wú)顯著影響（P＞0.05），影響程度依次為A＞B＞C；方程Y2中因素A2、B2、C2、BC有顯著影響（P＜0.05），AB、AC無(wú)顯著影響（P＞0.05），影響程度依次為A＞B＞C；方程Y3中A2、B2、C2、BC有顯著影響（P＜0.05），AB、AC無(wú)顯著影響（P＞0.05），影響程度依次為A＞B＞C。

響應(yīng)面分析見圖3～5。由圖3 可知，AB、AC、BC的交互作用影響較小，與方差分析一致；由圖4 可知，成型率隨硬脂酸鎂、滑石粉混合物用量增加呈先升后降的趨勢(shì)，響應(yīng)面陡峭，其原因可能是兩者都是以固態(tài)加入，壓片時(shí)用量過多或過少均會(huì)導(dǎo)致松片或粘沖，從而影響成型率；由圖5 可知，70%乙醇用量有顯著影響，響應(yīng)面陡峭，其原因可能是粘合劑加入量對(duì)藥材粉末粘合程度影響不同，壓片時(shí)片劑硬度會(huì)有明顯變化。采用Design?Expert 10.0 軟件進(jìn)行分析，確定最優(yōu)工藝為乳糖用量19.29 g，70%乙醇用量5 mL，硬脂酸鎂、滑石粉混合物用量1.41%。

圖3 沒食子酸含量響應(yīng)面圖Fig.3 Response surface plots for gallic acid content

圖4 成型率響應(yīng)面圖Fig.4 Response surface plots for molding rate

圖5 硬度響應(yīng)面圖Fig.5 Response surface plots for hardness

通過Design?Expert 10.0 軟件建立設(shè)計(jì)空間，設(shè)定Y1＞90%，Y2＞95%，Y33～5.5，置信水平α ＝0.05，結(jié)果采用Overlay plot 可視化，見圖6。由此可知，乳糖用量為A1～A2（14.95～21.75 g），70%乙醇用量為B1～B2（3.16～6.42 mL）；當(dāng)硬脂酸鎂、滑石粉混合物用量為1.41% 時(shí)，能達(dá)到?jīng)]食子酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.63～0.74 mg／g、成型率大于95%、硬度3～5.5 kg／cm2的目標(biāo)要求。

圖6 香菊片設(shè)計(jì)空間Fig.6 Design space of Xiangju Tablets

根據(jù)Box?Behnken 響應(yīng)面法、設(shè)計(jì)空間結(jié)果，確定主藥、乳糖、70%乙醇用量比例為5∶19∶5，16 目藥篩制粒，60 ℃下烘干，14 目藥篩整粒，硬脂酸鎂、滑石粉混合物比例為1∶ 6，用量為1.41%，混勻后壓制成片。

2.7 驗(yàn)證試驗(yàn)

2.7.1 沒食子酸含量 隨機(jī)取3 批片劑，每批2份，測(cè)得沒食子酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.72 mg／g，RSD 為1.52%，表明各批片劑之間該成分含量均一穩(wěn)定，制備工藝可靠。

2.7.2 成型率 統(tǒng)計(jì)3 批片劑中每批片數(shù)總量N1，觀察出現(xiàn)裂片、松片、掉粉、表面粗糙等現(xiàn)象的成品，其總數(shù)計(jì)為N2，計(jì)算成型率，公式為成型率＝［（N1－N2）／N1］×100%。結(jié)果，每批片劑成型率均大于95%，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.7.3 片重差異 根據(jù)2020年版《中國(guó)藥典》規(guī)定的重量差異檢查法，從3 批片劑中各取20 片，精密稱定總質(zhì)量，計(jì)算平均值，再單獨(dú)稱定質(zhì)量，計(jì)算其片重差異，范圍在－1.09%～1.86% 之間。結(jié)果，3 批片劑的片重差異均在規(guī)定的±5.0%范圍內(nèi)，符合相關(guān)要求。

2.7.4 硬度 從3 批片劑中任取6 片，采用硬度測(cè)試儀測(cè)定其徑向硬度，發(fā)現(xiàn)均在3～4.5 kg／cm2范圍內(nèi)，平均值約為3.9 kg／cm2，表明其硬度適宜。

2.7.5 脆碎度 從3 批片劑中取總片重為6.5 g左右的成品，除掉表面脫落的粉末，精密稱定總質(zhì)量，再將其依次放入脆碎度檢查儀圓筒中旋轉(zhuǎn)100次，除去表面細(xì)粉，精密稱定質(zhì)量，計(jì)算減失質(zhì)量。結(jié)果，3 批片劑減失質(zhì)量分別為0.29%、0.31%、0.23%，均未超過規(guī)定的1%，同時(shí)無(wú)斷裂、破碎出現(xiàn)，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.7.6 崩解時(shí)限 從3 批片劑中各取6 片，采用吊籃法進(jìn)行檢測(cè)，其間需在每管內(nèi)加入1 塊擋板。結(jié)果，所有片劑均在12 min 內(nèi)崩解，不超過15 min，符合在1 h 內(nèi)全部崩解的要求。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)將QbD 理念運(yùn)用到香菊片制備工藝中，篩選具有顯著性影響的因素，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)建立二次多項(xiàng)式回歸模型［14?15］，得到設(shè)計(jì)空間，確定最優(yōu)工藝，從而明確制備工藝參數(shù)與質(zhì)量屬性之間的關(guān)系。

片劑輔料組成和用量對(duì)其成型率、操作難度、崩解時(shí)限都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，本實(shí)驗(yàn)以成型性為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察不同稀釋劑、粘合劑、潤(rùn)滑劑對(duì)制片的影響，發(fā)現(xiàn)以70%乙醇為粘合劑制備的顆粒更緊密，成型性更好，壓片后無(wú)缺損，而水、淀粉漿粉末較多；在稀釋劑考察中，α?乳糖顆粒成型率為93.74%，優(yōu)于淀粉、糊精、微晶纖維素，吸濕率為1.42%。設(shè)計(jì)空間可直觀展示香菊片在制備過程中關(guān)鍵質(zhì)量屬性達(dá)到目標(biāo)要求時(shí)相應(yīng)關(guān)鍵工藝參數(shù)的設(shè)定值，結(jié)果乳糖用量14.95～21.75 g、乙醇用量3.16～6.42 mL 能滿足預(yù)定目標(biāo)。

4 結(jié)論

經(jīng)過QbD 理念優(yōu)化后，香菊片成型率、脆碎度、崩解時(shí)限等均符合2020年版《中國(guó)藥典》 要求。本實(shí)驗(yàn)將風(fēng)險(xiǎn)管理、關(guān)鍵工藝參數(shù)、關(guān)鍵質(zhì)量屬性、設(shè)計(jì)空間等與香菊片制備工藝優(yōu)化相結(jié)合，展現(xiàn)了研究的主動(dòng)性與設(shè)計(jì)的科學(xué)性［16］，以期在一定程度上控制該制劑質(zhì)量，提高其穩(wěn)定性，并為其他中藥復(fù)方片劑制備工藝的優(yōu)化提供參考。