通脈無(wú)蔗糖顆粒成型工藝的優(yōu)化

王 萍，許 剛，王宇鶴，張瑞瑞，廖予菲

（1.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院 醫(yī)藥學(xué)院，陜西 西安 712046；2.陜西省中藥綠色制造技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西西安 712046；3.陜西步長(zhǎng)制藥有限公司，陜西 西安 710075；4. 西藏民族大學(xué)附屬醫(yī)院，陜西 咸陽(yáng) 712082）

通脈顆粒載于衛(wèi)生部頒《藥品標(biāo)準(zhǔn)中藥成方制劑》（第4 冊(cè)），由丹參、川芎、葛根3 味藥材組成，具有活血通脈之效，臨床上主要用于缺血性心腦血管疾病、動(dòng)脈硬化、腦血栓、腦缺血、冠心病、心絞痛等癥的治療。隨著社會(huì)的發(fā)展以及人們飲食結(jié)構(gòu)的改變，越來(lái)越多的人患有高血糖癥，而通脈顆粒原方是以蔗糖為輔料制成的顆粒，嚴(yán)重限制了其臨床應(yīng)用范圍。為此，本試驗(yàn)擬采用不含蔗糖的稀釋劑制備通脈無(wú)蔗糖顆粒劑。

不同輔料的配比會(huì)嚴(yán)重影響顆粒劑的質(zhì)量，而混料試驗(yàn)是通過實(shí)物試驗(yàn)，考察各種混料成分與試驗(yàn)指標(biāo)之間的關(guān)系，具有多目標(biāo)同步化、試驗(yàn)次數(shù)少、參數(shù)預(yù)測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于藥品輔料配比問題的處理[1-4]。

本試驗(yàn)采用Design Expert 8.0.6 試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件，應(yīng)用D-optimal 混料設(shè)計(jì)，以成型率、休止角、溶化率及成型顆粒吸濕性的綜合評(píng)分OD值為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化通脈顆粒的輔料組成，并在最佳輔料組成的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化其成型工藝，為該方的工業(yè)生產(chǎn)提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

BT125D 型電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器 （北京）有限公司]；智能型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海瑯軒實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；FT-104B 型休止角測(cè)定儀（寧波瑞柯偉業(yè)儀器有限公司）；標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩（浙江上虞市道墟五四儀器沙篩廠）。

1.2 材料

丹參（批號(hào)：210102）、葛根（批號(hào)：200902）、川芎（批號(hào)：201102）均購(gòu)自亳州市豪門中藥飲片有限公司，并由陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院生藥教研室雷國(guó)蓮教授鑒定，均符合2020 年版《中國(guó)藥典》規(guī)定?？扇苄缘矸郏ㄅ?hào)：20200610，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司）；糊精（批號(hào)：20201105，天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠）；甘露醇（批號(hào)：20200115，天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠）；微晶纖維素（批號(hào)：20210827，成都市科龍化工試劑廠）；乳糖（分析純，批號(hào)：20200514，天津紅巖試劑廠）。

2 方法與結(jié)果

2.1 通脈浸膏粉的制備

按處方比例稱取丹參、葛根、川芎飲片，加13倍量水，提取3 次，每次70 min，濾過、合并提取液，濃縮，減壓干燥（65℃），粉碎，過80 目篩，即得。

2.2 顆粒的制備

取浸膏粉適量，加入相應(yīng)輔料，加潤(rùn)濕劑制軟材，過16 目篩擠壓制粒，于60℃干燥3h，整粒，得通脈顆粒。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.3.1 成型率 本試驗(yàn)雙篩分法[5]進(jìn)行顆粒成型率考察，即收集能通過1 號(hào)篩和不能通過5 號(hào)篩的顆粒為合格顆粒，計(jì)算成型率。重復(fù)操作測(cè)定3 次，取平均值。成型率（%） = （合格顆粒質(zhì)量/樣品質(zhì)量）× 100%。

2.3.2 溶化率的測(cè)定 參照2020 年版《中國(guó)藥典》及文獻(xiàn)報(bào)道[6]，取“2.2”項(xiàng)下的顆粒5 g，精密稱定，加100 mL 熱水，震蕩5 min，離心 15 min，全部溶化，吸取上清液25 mL，置干燥恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干，殘?jiān)?105 ℃干燥至恒重，并稱定重量，計(jì)算溶化率。平行測(cè)定3 次，取平均值。溶化率（%）=（溶化顆粒質(zhì)量/樣品質(zhì)量）×100%

2.3.3 休止角的測(cè)定 取“2.2”項(xiàng)下的顆粒，置休止角測(cè)定儀中（圓盤直徑2R= 10 cm），記錄圓錐體高度（H），依據(jù)公式計(jì)算休止角α。重復(fù)操作測(cè)定3 次，取平均值。α（°）=arctan（H/R）

2.3.4 吸濕率的測(cè)定 參考文獻(xiàn)報(bào)道[7]，取“2.2”項(xiàng)下干燥恒重的顆粒適量，精密稱定，將其置于恒重的扁形稱量瓶中，攤開至厚度約為2 mm，于相對(duì)濕度為75%的干燥器（裝有飽和NaCl 溶液的干燥器）中放置48 h，稱重，計(jì)算吸濕率。平行測(cè)定3 次，取平均值。吸濕率（%）＝（吸濕后樣品質(zhì)量-吸濕前樣品質(zhì)量）/吸濕前樣品質(zhì)量× 100%。

2.3.5 綜合評(píng)分OD本次試驗(yàn)采用最小-最大標(biāo)準(zhǔn)化法將成型率、溶化率、休止角和吸濕率指標(biāo)轉(zhuǎn)換成為0-1 的“歸一值”，各指標(biāo)“歸一值”求幾何平均數(shù)，得總評(píng)“歸一值”（OD）[8-11]，計(jì)算公式為：OD= （d1d2d3…dk）1/k（其中k 為指標(biāo)數(shù)，d為指標(biāo)歸一值）。

采用Hassan 方法對(duì)取值越大越好的指標(biāo)（成型率和溶化率）或越小越好的指標(biāo)（休止角和吸濕率）的指標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換后計(jì)算最小值dmin、dmax，計(jì)算公式為：dmin=（Ymax-Yi）/（Ymax-Ymin）、dmax= （Yi-Ymin）/（Ymax-Ymin），式中Ymax和Ymin分別為指標(biāo)最大值與最小值，Yi為指標(biāo) i 實(shí)測(cè)值，i 為指標(biāo)數(shù)。

2.4 稀釋劑種類的選擇

取通脈浸膏粉適量，分別與可溶性淀粉、糊精、甘露醇、微晶纖維素、乳糖混合，制軟材，制顆粒，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇輔料，結(jié)果見表1。

表1 稀釋劑種類的選擇Tab. 1 Selection of diluent types

由表1 可知，糊精的吸濕率較高，微晶纖維素的流動(dòng)性較差，且用糊精和微晶纖維素為輔料制備的顆粒溶化率較差，有大量沉淀，故本試驗(yàn)研究不選擇這兩種輔料制備顆粒。雖然可溶性淀粉為輔料制備的顆粒成型率較高，但可溶性淀粉輔料制備顆粒吸濕率較高，不利于顆粒劑的保存；乳糖和甘露醇為輔料制備的顆粒其成型率和溶化率均較好，但休止角均超過30°，不如可溶性淀粉。由此可知，選擇單一輔料很難滿足顆粒制備需求，因而選擇乳糖、甘露醇、可溶性淀粉混合輔料制備。

2.5 混合稀釋劑配比設(shè)計(jì)

2.5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果 本試驗(yàn)采用D-Optimal方法，以乳糖、甘露醇、可溶性淀粉在混合稀釋劑中所占比例為影響因素，以成型率、休止角、溶化率及成型顆粒吸濕性的綜合評(píng)分OD為指標(biāo)，根據(jù)前期單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Design-Expert 軟件優(yōu)選混合稀釋劑的最佳配比。因素水平表及結(jié)果見表2、3。

表2 因素水平表Tab. 2 Factor and levels

對(duì)表3 中試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用Design-Expert 8.0.6 軟件，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)模型擬合與回歸分析，結(jié)果軟件建議采用二次模型，擬合回歸方程為：

表3 D-最優(yōu)混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Tab. 3 D-optimal test design and results

由方程可知，二次項(xiàng)回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小依次為AC＞AB＞BC，說(shuō)明AC交互作用對(duì)OD影響最大，BC交互作用對(duì)OD影響最小。

2.5.2 方差分析 對(duì)表3 中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，得到方差分析結(jié)果見表4，響應(yīng)面分析圖見圖1。

圖1 因素交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig. 1 Response surface diagram and contour diagram of each factor interaction

表4 方差分析表Tab. 4 Response variance analysis results

由分析結(jié)果可知，模型的P= 0.001 ＜ 0.05，表明該模型具有顯著性；失擬項(xiàng)P= 0.428 ＞ 0.05，說(shuō)明模型擬合實(shí)際程度較高，可以用來(lái)預(yù)測(cè)成型顆粒的綜合評(píng)分值；交互因素AB和AC的P值均小于0.01，說(shuō)明對(duì)OD影響有顯著性，曲面變化較陡，BC的P＞0.05，曲面變化較緩，說(shuō)明兩者的交互作用影響較小。由此得到的最優(yōu)配比為乳糖占比為43.811%，甘露醇占比為30%，可溶性淀粉占比26.189%，OD為0.664 7?？紤]生產(chǎn)的操作性，調(diào)整乳糖占比為44%，甘露醇占比為30%，可溶性淀粉占比26%。

2.5.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 根據(jù)優(yōu)選的最佳混合輔料配比，進(jìn)行3 批樣品驗(yàn)證，結(jié)果表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表Tab. 5 Results of verification tests

由表可知，各評(píng)價(jià)指標(biāo)RSD ＜ 3%，各指標(biāo)的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值接近，說(shuō)明預(yù)測(cè)的混合輔料配比合理可信。

2.6 濕顆粒制備工藝

2.6.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果 結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，以影響制粒工藝的因素輔藥比、潤(rùn)濕劑濃度（乙醇濃度）、潤(rùn)濕劑用量為自變量，以O(shè)D為響應(yīng)值，采用Box-Behnken 試驗(yàn)優(yōu)化其制備工藝，因素水平表見表6，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表6 因素水平表Tab. 6 Factor and levels

對(duì)表7 中試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用Design-Expert 8.0.6 軟件，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)模型擬合與回歸分析，擬合回歸方程為：

由方程可知，二次項(xiàng)回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小依次為BC＞AC＞AB，說(shuō)明BC交互作用對(duì)OD影響最大，AB交互作用對(duì)OD影響最小。

對(duì)表7 中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，得到方差分析結(jié)果見表8，響應(yīng)面分析圖見圖2。

圖2 因素交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig. 2 Response surface diagram and contour diagram of each factor interaction

表7 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Tab. 7 Design and results of tests

表8 方差分析表Tab. 8 Response variance analysis results

由方差分析表可知，模型的P= 0.008 ＜ 0.01，表明該模型具有極顯著性；失擬項(xiàng)P= 0.157 ＞ 0.05，說(shuō)明模型擬合實(shí)際程度較高，可以用來(lái)預(yù)測(cè)成型顆粒的綜合評(píng)分值；交互因素AB的P值小于0.01，說(shuō)明該交互因素對(duì)OD影響有顯著性，曲面變化較陡，而AC和BC的P＜ 0.05，曲面變化較緩，說(shuō)明兩者的交互作用影響較小。由此得到的最優(yōu)制備工藝參數(shù)為輔藥比為1.54，乙醇濃度為74.2%，潤(rùn)濕劑用量為39.07%，OD為0.923 2。考慮生產(chǎn)的操作性，調(diào)整輔藥比為1.54，乙醇濃度為74%，潤(rùn)濕劑用量為39%。

2.6.2 工藝驗(yàn)證 按照確定的最佳工藝參數(shù)，進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

由表9 可知，各評(píng)價(jià)指標(biāo)RSD ＜ 3%，各指標(biāo)的實(shí)測(cè)值為成型率91.98%，溶化率92.00%，休止角28.17°，吸濕率4.53%，與各指標(biāo)預(yù)測(cè)值的相對(duì)偏差依次為0.44%、1.55%、1.47%、2.26%，說(shuō)明預(yù)測(cè)的制備工藝合理可信。

表9 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表Tab. 9 Results of verification tests

3 討論

3.1 在前期試驗(yàn)研究過程中，發(fā)現(xiàn)通脈顆粒水提液的浸膏得率較高，若改變制備工藝增加精制操作降低出膏率，與原生產(chǎn)工藝不一致，勢(shì)必影響療效；若采用稠浸膏與輔料混合制顆粒，則在制備過程中制得軟材黏性大，不易制粒，故將制顆粒的方法確定為經(jīng)減壓干燥粉碎后的粉末濕法制粒，從而減少輔料的用量，提高患者的用藥依從性。

3.2 在對(duì)稀釋劑種類選擇考察時(shí)，發(fā)現(xiàn)單一的稀釋劑很難同時(shí)滿足成型率、溶化率、休止角和吸濕率等指標(biāo)的要求，這說(shuō)明需要選擇混合稀釋劑。為此，本試驗(yàn)首先對(duì)單一稀釋劑的種類進(jìn)行篩選，之后運(yùn)用D-optimal 混料設(shè)計(jì)對(duì)乳糖、甘露醇、可溶性淀粉的配比進(jìn)行優(yōu)化，最終確定了混合稀釋劑的配比為乳糖44%，甘露醇30%，可溶性淀粉26%。

4 結(jié)論

通過D-optimal 混料設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)合Box-Behnken響應(yīng)面法最終確定的通脈顆粒（無(wú)蔗糖）成型工藝稀釋劑乳糖∶甘露醇∶可溶性淀粉配比為0.44 ∶0.30 ∶0.26，主藥與稀釋劑的配比為1 ∶1.54，74%的乙醇用量為39%，所制得顆粒符合顆粒劑質(zhì)量要求，但輔料的改變是否會(huì)影響其質(zhì)量穩(wěn)定性還需進(jìn)一步研究。