樸金凝膠的制劑工藝研究

唐家琪，崔春利，2*，劉 航，蔡熙雯，田王琪，孫彬濤，王 妍，尹嘉泰

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)，咸陽(yáng) 712046；2.陜西省中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，咸陽(yáng) 712046；3.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，咸陽(yáng) 712000)

樸金方為多年臨床治療齲齒的經(jīng)驗(yàn)方，基于心火偏旺、濕濁阻滯，選用厚樸、郁金和五倍子3味中藥，共奏活血降火、燥濕消痰的功效。本研究以中藥提取物為制劑的主要成分，減少生物膜的總量或特定病原體的水平以抑制致齲微生物。原湯劑內(nèi)服后臨床療效較好，但存在煎煮、攜帶、使用不便、易酸敗變質(zhì)的缺點(diǎn)，且維持時(shí)間短、順應(yīng)性差。為更好的利用該處方，本研究將其研制成使用方便、療效穩(wěn)定的凝膠劑，將原胃腸道給藥途徑改為口腔黏膜給藥。此研究對(duì)于今后治療齲齒的中藥制劑開發(fā)奠定了基礎(chǔ)[1-7]。

1 儀器與試藥

1.1儀器 CP4102型電子天平(奧豪斯儀器常州有限公司)；D4型遠(yuǎn)紅外磁熱爐(米技電子電器有限公司)；MARS Ⅲ型流變儀(Thermo Fisher公司)；YC-1800實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)(上海雅程儀器設(shè)備有限公司)； Agilent 1260型液相色譜儀(美國(guó)安捷倫科技公司)；KQ-400KDE型超聲波清洗器(昆山超聲儀器有限公司)； UPR-I-20L型純水機(jī)(四川優(yōu)普超純科技有限公司)。

1.2試藥 厚樸、郁金和五倍子，均購(gòu)自陜西興盛德中藥飲片責(zé)任公司，批號(hào)分別為20170601、20190401、20170501；厚樸酚與和厚樸酚，均購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院，批號(hào)分別為110729-201513、110730-201313；卡波姆-980、卡波姆-940和卡波姆-934，均購(gòu)自重慶義久生物科技有限公司，批號(hào)分別為20190927、20180314、20181019；甘油(山東瑞生藥輔料有限公司，批號(hào)20841003)；羧甲基纖維素鈉、羥丙甲纖維素和吐溫-80，均購(gòu)自天津市恒興化學(xué)試劑有限公司；丙二醇、乳酸和三乙醇胺，均購(gòu)自天津市天力化學(xué)試劑有限公司，均為藥用級(jí)輔料；甲醇為色譜純，其余試劑為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1醇提工藝的研究

2.1.1色譜條件與系統(tǒng)適用性 色譜柱：NacaLai tesque(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動(dòng)相：甲醇-水(78∶22)；檢測(cè)波長(zhǎng)：294 nm；流速：1.0 mL·min-1；柱溫：30 ℃。進(jìn)樣量：10 μL。見圖1。

圖1 HPLC圖

2.1.2對(duì)照品溶液的制備 分別取厚樸酚、和厚樸酚對(duì)照品適量，精密稱定，加甲醇制成質(zhì)量濃度為0.088 mg·mL-1的厚樸酚溶液及0.064 mg·mL-1的和厚樸酚溶液，搖勻，即得。

2.1.3供試品溶液的制備 取郁金67.5 g，厚樸67.5 g和五倍子45.01 g，粉碎，過(guò)3號(hào)篩，稱取粗粉約4 g，精密稱定，按照設(shè)計(jì)的正交表(見表1)加入相應(yīng)倍量及相應(yīng)體積分?jǐn)?shù)的乙醇，采用相應(yīng)提取方法進(jìn)行提取，過(guò)濾提取液，濃縮，加甲醇定容至25 mL量瓶中，即得。

表1 厚樸醇提工藝正交實(shí)驗(yàn)因素與水平 (n=3)

2.1.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 取2.1.2項(xiàng)下制備的溶液，配制成不同質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液，精密量取10 μL注入液相色譜儀檢測(cè)，記錄峰面積，以峰面積積分值為縱坐標(biāo)(y)，以不同質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x)進(jìn)行線性回歸，得到回歸方程為：厚樸酚：y1=1 715.575 6x1+9.298 4,相關(guān)系數(shù)r1=0.999 9；和厚樸酚：y2=1 820.436 1x2-2.193 6,相關(guān)系數(shù)r2=0.999 9。

2.1.5正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)選醇提工藝 本處方中厚樸所含厚樸酚、和厚樸酚為主要成分，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的考察結(jié)果，乙醇提取工藝中乙醇體積分?jǐn)?shù)(A)、提取方法(B)、乙醇用量(C)等因素直接影響浸出物及有效成分的溶出。以A、B和C為3個(gè)影響因素，采用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定提取物中有效成分厚樸酚與和厚樸酚的含量，并作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，按照L9(34)正交表安排實(shí)驗(yàn)，見表2和表3。

表2 處方醇提工藝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (n=9)

表3 方差分析結(jié)果 (提取工藝)

由表2和表3可知，各因素對(duì)厚樸酚、和厚樸酚影響各不相同，從大工業(yè)生產(chǎn)和節(jié)能降耗等方面綜合考慮，最終確定最佳提取工藝為A3B2C3，即每次加12倍量體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇回流提取2次，每次2 h[8]。

2.1.6驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 按照2.1.5項(xiàng)下正交實(shí)驗(yàn)所得配方，共稱取3份，按照優(yōu)選的提取工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3批樣品的RSD值為1.35%，可知該制備工藝穩(wěn)定可行。

2.2制劑成型工藝研究

2.2.1凝膠評(píng)價(jià)方法 《中國(guó)藥典》2020年版一部規(guī)定凝膠劑應(yīng)均勻、細(xì)膩，在常溫下保持膠狀，不干涸或液化。參照文獻(xiàn)[9-11]以凝膠劑外觀性狀、涂展性、黏度、穩(wěn)定性和離心度為考察指標(biāo)，每個(gè)項(xiàng)目滿分為100分，每個(gè)項(xiàng)目所占的加權(quán)比例為1∶1∶1∶1∶1，計(jì)算加權(quán)總分并作為凝膠劑的評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)增加失水率指標(biāo)，評(píng)價(jià)此凝膠劑。見表4。

表4 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2基質(zhì)優(yōu)選 對(duì)凝膠劑常用的基質(zhì)卡波姆、羧甲基纖維素鈉、羥丙甲纖維素等進(jìn)行初步篩選。

卡波姆凝膠的制備：以卡波姆為基質(zhì)，取純凈水3份，每份30 g，分別加入卡波姆-980、卡波姆-940、卡波姆-934，各1.5 g，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值至7.5，再熟化12 h,加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，研勻，再加入三乙醇胺，調(diào)節(jié)pH值至7.5。分別與上述不同型號(hào)卡波姆混合，緩慢加入并快速攪拌，加水至總量為100 g，充分研勻，即得。

羧甲基纖維素鈉凝膠的制備：以羧甲基纖維素鈉為基質(zhì)，取純凈水30 g，加入羧甲基纖維素鈉1.5 g，研勻，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，充分研勻，放置30 min，加入乳酸調(diào)節(jié)pH值至4.0，加水至總量為100 g，充分研勻，即得。

羥丙甲纖維素凝膠的制備：以羥丙甲纖維素為基質(zhì)，取純凈水30 g，加入羥丙甲纖維素1.5 g，研勻，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，充分研勻，放置30 min，加入乳酸調(diào)節(jié)pH值至4.0，加水至總量為100 g，充分研勻，即得。

以上樣品成型情況分別以表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、黏度進(jìn)行打分。結(jié)果顯示，卡波姆-980、卡波姆-940、卡波姆-934、羥甲基纖維素鈉和羥丙甲纖維素得分分別為82、72、75、56、62分?？ú?980相對(duì)評(píng)分最高，且其表面光滑有光澤、平整且易于涂布，穩(wěn)定性較好，外觀變化不明顯，故選擇卡波姆-980為該凝膠的基質(zhì)。

2.2.3保濕劑種類優(yōu)選 分別稱取卡波姆-980 1.5 g，平行4份，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值至7.5，熟化12 h，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min,分別不加保濕劑、加甘油10 g、甘油-丙二醇(1∶1)和丙二醇攪拌均勻后，再加入三乙醇胺，調(diào)節(jié)pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪勻，即得。

以表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、終點(diǎn)失水率、黏度進(jìn)行打分，考察保濕劑種類，結(jié)果見表5。

表5 保濕劑得分結(jié)果

由表5可知，甘油組、甘油-丙二醇(1∶1)組失水率較接近，均低于丙二醇組，同時(shí)甘油組的終點(diǎn)失水率低于甘油-丙二醇(1∶1)組。因此以甘油為保濕劑。

2.2.4卡波姆用量考察 分別稱取0.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8 g的卡波姆-980，加水30 g，溶脹12 h，加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值至7.5，熟化12 h，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，再加入三乙醇胺，調(diào)節(jié)pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪拌均勻，即得凝膠。以表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、黏度進(jìn)行打分。結(jié)果見表6。

表6 基質(zhì)用量得分結(jié)果

由表6可知,以1.2 g基質(zhì)制得的凝膠劑表面光滑平整、透明、均勻細(xì)膩、易于涂布；經(jīng)離心、低溫、熱恒溫實(shí)驗(yàn)后，凝膠劑無(wú)分層且外觀變化不明顯。故初步選用1.2 g為基質(zhì)用量。

2.2.5保濕劑用量?jī)?yōu)選 分別稱取基質(zhì)1.2 g，平行4份，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值至7.5，熟化12 h，再加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，分別加入5、10、15、20 g的甘油攪拌均勻后，再加入三乙醇胺，調(diào)節(jié)pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪拌均勻即得。以表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、黏度以及終點(diǎn)失水率進(jìn)行打分，結(jié)果見表7。

表7 保濕劑用量得分結(jié)果

制得的各凝膠劑表面光滑平整、透明、均勻細(xì)膩、易于涂布；經(jīng)離心、低溫、熱恒溫實(shí)驗(yàn)后，凝膠劑無(wú)分層且外觀變化不明顯。由表7可知，當(dāng)甘油用量為5 g時(shí)，黏度過(guò)小；當(dāng)甘油用量為10、15、20 g時(shí)，黏度較接近；當(dāng)甘油用量為10 g時(shí)，失水率過(guò)高；當(dāng)甘油用量為5、15 g時(shí)，終點(diǎn)失水率較接近，但5 g黏度過(guò)小，故本凝膠劑中甘油用量確定為15 g。

2.2.6三乙醇胺用量考察 分別稱取基質(zhì)1.2 g，平行7份，加水溶脹12 h，分別加入0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 g三乙醇胺，測(cè)定pH值，熟化12 h，再分別加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油15 g，攪拌均勻，再分別加入 0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 g三乙醇胺，測(cè)定pH值，攪拌均勻后，加水至總量為100 g，攪拌均勻即得。以表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、黏度進(jìn)行打分，結(jié)果見表8。

表8 三乙醇胺用量得分結(jié)果

由表8可知，以1.6 g三乙醇胺制得的凝膠劑表面光滑平整、透明，均勻細(xì)膩、易于涂布；經(jīng)離心、低溫、熱恒溫實(shí)驗(yàn)后，凝膠劑無(wú)分層且外觀變化不明顯。故初步選用三乙醇胺的用量為1.6 g。

2.2.7正交優(yōu)選凝膠劑基質(zhì)配比 2.2.4項(xiàng)下平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出來(lái)卡波姆的用量為1.2 g，再進(jìn)一步以0.1 g為梯度，設(shè)置1.1、1.2、1.3 g的基質(zhì)用量；2.2.5項(xiàng)下平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出來(lái)甘油的用量為15 g，再進(jìn)一步以1 g為梯度，設(shè)置14、15、16 g的甘油用量；2.2.6項(xiàng)下平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出來(lái)三乙醇胺的用量為1.6 g，根據(jù)口腔環(huán)境，設(shè)置1.5、1.4、1.3 g三乙醇胺用量，以這些因素設(shè)置正交實(shí)驗(yàn)因素水平，見表10。再根據(jù)表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及黏度進(jìn)行得分，見表11和表12。

表9 凝膠劑基質(zhì)配比正交實(shí)驗(yàn)因素與水平 (n=3)

表10 基質(zhì)配比正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (n=9)

表11 方差分析結(jié)果 (樸金凝膠)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，較優(yōu)的制劑工藝為：卡波姆1.2 g靜置溶脹12 h，加入甘油15 g，攪拌均勻后加入三乙醇胺1.5 g，加水至總量為100 g，即得。制得的凝膠劑表面光滑平整、透明，均勻細(xì)膩、易于涂布；經(jīng)離心、低溫、熱恒溫實(shí)驗(yàn)后，凝膠劑無(wú)分層且外觀變化不明顯。

2.2.8載藥量的優(yōu)選 分別稱取基質(zhì)1.2 g，平行5份，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值至7.5，熟化12 h,再加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，分別加入3、4、5、6、7 g 的藥粉與15 g甘油混勻，分別加入上述5份基質(zhì)攪拌均勻后，再加入三乙醇胺，調(diào)節(jié)pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪拌均勻，即得。以表4的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、黏度進(jìn)行打分，結(jié)果見表12。

表12 載藥量得分結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，取卡波姆1.2 g靜置溶脹12 h，加入甘油15 g、藥粉5 g，攪拌均勻后加入三乙醇胺1.5 g，加水至總量為100 g，即得。制得的凝膠劑表面光滑平整、透明，均勻細(xì)膩、易于涂布；經(jīng)離心、低溫、熱恒溫實(shí)驗(yàn)后，凝膠劑無(wú)分層且外觀變化不明顯。

2.2.9驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 為進(jìn)一步考察所優(yōu)選制備工藝條件的可靠性及穩(wěn)定性，按照所篩選出的基質(zhì)處方和工藝制備3批凝膠，并對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)分。結(jié)果綜合評(píng)分分別為89、90、93分，均≥89 分,表明該制備工藝合理，穩(wěn)定性良好。

3 小結(jié)與討論

本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性地將天然中藥借用凝膠基質(zhì)載體制備預(yù)防齲齒的新制劑，優(yōu)選凝膠制劑工藝，擬研制成無(wú)毒性和不良反應(yīng)的中藥現(xiàn)代制劑，用于預(yù)防齲齒病，保持牙齒的固有形態(tài)和功能，同時(shí)有利于去除牙結(jié)石，保持口氣清新。將處方制備為凝膠劑，一方面是因?yàn)樾枰獙⒃撎幏窖兄瞥深A(yù)防齲齒吻合牙床的劑型，且凝膠劑本身易塑形，方便貼合牙齒；另一方面是由于中藥凝膠劑是一種新型的外用制劑，具有使用方便、舒適、生物相容性好等多種優(yōu)點(diǎn)?！吨袊?guó)藥典》2020年版一部制劑通則中規(guī)定，凝膠劑在常溫時(shí)應(yīng)保持凝膠狀，不發(fā)生干涸或液化。

宓鶴鳴[12]曾針對(duì)中藥預(yù)防齲齒的60種生藥進(jìn)行篩選，結(jié)果厚樸中的厚樸酚及和厚樸酚的抗菌活性最高，二者的最低抑菌濃度(MIC)也最低。且現(xiàn)行版《中國(guó)藥典》一部中將厚樸以厚樸酚與和厚樸酚的總量作為限量標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)以厚樸中厚樸酚與和厚樸酚的含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化厚樸、郁金、五倍子等藥味的提取工藝；通過(guò)離心、低溫、熱恒溫等實(shí)驗(yàn)及恒溫干燥失重法，以凝膠劑的外觀、涂展性、黏度(或黏稠度)和穩(wěn)定性作為考察指標(biāo)，同時(shí)結(jié)合pH值測(cè)定結(jié)果，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用綜合評(píng)分篩選確定適宜可行的凝膠劑成型工藝條件[13]。在該實(shí)驗(yàn)中，凝膠劑的得分影響更大，故采用權(quán)重為黏度∶得分=3∶7進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)卡波姆-980、卡波姆-940、卡波姆-934所制成的凝膠劑性狀進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)以卡波姆-940、卡波姆-934作為基質(zhì)時(shí)，未能制成理想狀態(tài)的凝膠劑；而以卡波姆-980作為基質(zhì)時(shí)，可制成理想狀態(tài)凝膠制劑。以卡波姆-980為基質(zhì)，甘油和丙二醇作為保濕劑制成的樸金凝膠劑，制備工藝簡(jiǎn)單，制得的凝膠劑成品性狀穩(wěn)定，符合《中國(guó)藥典》中的相關(guān)制劑要求，可以作為樸金凝膠劑的制劑工藝實(shí)驗(yàn)依據(jù)。研究表明[14-15]，卡波姆基質(zhì)加水溶脹前需先加入一定量的甘油與之混合，以防止卡波姆表面凝膠化，提高卡波姆浸潤(rùn)溶脹速度，縮短其加水浸泡溶脹的時(shí)間；此外，甘油具有保濕作用，可使凝膠劑成品均勻、細(xì)膩，同時(shí)減少凝膠劑的黏性，使藥物更好地作用于病灶。