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D-最优混料设计优选新疆一枝蒿滴丸处方



全 文 :[5] Hiroyuki F,Ryo K,Sachiho N,et al.Efficacy of montelukast,a
leukotriene receptor antagonist,for the treatment of dymenor-
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[收稿日期]2013-10-15
[基金项目]江西省学位与研究生教育教学改革项目(编号:JXYJG-2012-080);江西省高等学校教学改革研究课题(编号:JXJG-12-9-9);江西
省普通本科高校卓越人才培养计划项目;江西中医药大学学位与研究生教育教学改革项目(编号:JXYJG-2012-080);江西中医学院教学改革
研究项目(编号:jzjg2011-15) [作者简介]张丽华,女,硕士研究生,研究方向:生物药剂学,E-mail:zlh0418@foxmail.com [通讯作者]关志
宇,男,博士,副教授,研究方向:药物新制剂与生物药剂学,电话:0791-87118645,E-mail:adlaiguan@gmail.com
D-最优混料设计优选新疆一枝蒿滴丸处方
张丽华,关志宇,陈丽华,杨明,刘婧,陈冠宜  (江西中医药大学药学院,江西 南昌,330004)
[摘要] 目的:应用D-最优混料设计优选新疆一枝蒿滴丸处方。方法:以浸膏、PEG4000、PEG6000的配比为考察因素,以丸
重变异系数、溶散时限、外观为评价指标,采用D-最优混料设计优选新疆一枝蒿滴丸处方。结果:浸膏、PEG4000和PEG
6000最优处方配比为14.0%∶12.0%∶74.0%。结论:优化处方所制备的滴丸具有良好的制剂学重复性;D-最优混料设计可用
于新疆一枝蒿滴丸处方的优化。
[关键词] 新疆一枝蒿;D-最优混料设计;滴丸
[中图分类号]R943 [文献标识码]A [文章编号]1001-5213(2014)11-0877-04 DOI:10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2014.11.06
Optimization of the formulations of Artemisia rupestria dropping pil using D-optimal mixture
design
ZHANG Li-hua,GUAN Zhi-yu,CHEN Li-hua,YANG Ming,LIU Jing,CHEN Guan-yi(Colege of Pharmacy,
Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine,Jiangxi Nanchang 330004,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To optimize the formulations of Artemisia rupestria dropping pil using D-optimal mixture design.
METHODS Taking the drug loading,the amounts of PEG4000 and PEG6000 as investigation factors,and weight coefficient
of variation,dissolution time,appearance(spherical degree,color,hardness)as assessment index,D-optimal mixture design was
applied to optimize the formulation of Artemisia rupestria dropping pil.RESULTS The results showed the optimized propor-
tioning was drug∶PEG4000∶PEG6000 of 14.0%∶12.0%∶74.0%.CONCLUSION Preparing the dropping pils with optimized
prescription has good pharmaceutic reproducibility.To optimize prescription of Artemisia rupestria dropping pil with D-opti-
mal mixture experimental design is feasible.
KEY WORDS:Artemisia rupestria;D-optimal mixture design;dropping pils
  新疆一枝蒿(Artemisia rupestris L.)为菊科蒿 属植物,是新疆维吾尔族传统常用药物[1-3]。文献报
·778·中国医院药学杂志2014年6月第34卷第11期Chin Hosp Pharm J,Jun 2014,Vol 34,No.11
道,新疆一枝蒿全草含有黄酮类、倍半萜酮酸类、多
糖、氨基酸、挥发油等成分[4-6]。其具有抗炎、抗肿
瘤、抗过敏、活血、保肝、解蛇毒等作用,主要产于新
疆维吾尔族自治区,欧洲亦有分布。
滴丸具有吸收迅速、生物利用度高;设备简单,
工艺条件易于控制,生产效率高;药物受热时间短,
制剂质量稳定等诸多优点。本文采用D-最优混料
设计[7-9]实验方法制备新疆一枝蒿速释滴丸[10-11],旨
在为制剂产业化提供实验依据,同时也为混料设计
实验方法在药学配方研究中的应用提供参考。
1 材料
滴丸制备装置(自制);智能溶出仪(天大天发有
限公司,RCZ-1A);螺旋测微仪(上海实验仪器厂);
FA2004N电子天平(上海精密科学仪器有限公司);
HH-4数显恒温水浴锅(国华电器有限公司);YD-
1A片剂硬度测试仪(天津市光学仪器厂);UV759
紫外-可见分光光度计(上海精科);真空干燥箱(上
海一恒科技仪器有限公司)。新疆一枝蒿采自新疆
阿尔泰山地区,经江西中医学院诸小兰教授鉴定为
正品药材;PEG4000(批号20030915)、PEG6000
(批号20030915)为天津市大茂化学试剂;液体石蜡
(天 津 市 恒 兴 化 学 试 剂 制 造 有 限 公 司,批 号
20130325),其他试剂为分析纯,纯化水自制。
2 方法与结果
2.1 新疆一枝蒿干浸膏的制备 药材适当剪碎,称
量后加水适量,浸泡30 min,回流煎煮提取2次(12
倍水,每次1.5 h)挤压滤渣,将提取液合并,静置过
夜,过滤,浓缩,40℃减压干燥,得干浸膏,粉碎,密
封干燥备用。
2.2 新疆一枝蒿滴丸的制备方法 按照处方组成,
精密称取各成分,将新疆一枝蒿提取物加入熔融的
PEG混合基质中,搅拌溶解,保持温度为80℃,调
节滴制速度,滴距为4 cm,滴入长度为70 cm,装有
液体石蜡的冷凝柱中,冷凝柱上部温度为20℃,下
部温度为3℃。冷凝收缩后,取出小丸并除去表面的
冷却液,风干,即得。
2.3 评价指标与评价方法[12-13]
2.3.1 丸重变异系数 采用标准差衡量丸重变异
系数。每组取20粒样品精密称重,依据下列公式计
算标准差:
计算公式为:RSD=


t=1
(Wi-W)
n-槡 1
  式中,Wi为滴丸重量,W为每组20粒滴丸的平
均重量。RSD小说明滴丸丸重均匀,反之丸重离散
程度较大。
2.3.2 溶散时限 在水域温度为37℃条件下,每
组取滴丸样品6粒,置于溶出仪内,按照中国药典
2010年版溶出度测定法第二法进行操作,搅桨转速
为50 r·min-1,溶出介质为纯化水,滴丸接触溶出介
质时即开始计时。测量每组样品溶散时限并计算平
均值。
2.3.3 外观 外观评价指标包括硬度、色泽和圆整
度,每项满分为10分,共计30分。硬度采用片剂硬
度测试仪测试,所得结果按比例转化为10分制度,
以各组滴丸最大平均硬度为10分,以最小者为0
分;每组样品的色泽和圆整度采用7名评判人员评
价,结果取平均值。
2.4 3种组分比例范围的确定 经预试验,确定采
用PEG4000和PEG6000混合基质,经过考察确定
各种组分在表1范围内时,熔融混合液的稠度适中,
药物溶解效果较好,所制备滴丸易于成型,且硬度适
中,应用混料设计试验在该范围内优化处方组成,比
较干浸膏(X1)、PEG4000(X2)和PEG6000(X3)的
不同比例处方(X1%+X2%+X3%=100%)对滴
丸的硬度、圆整度、脱尾情况及溶散时限等的影响。
表1 各组分含量考察范围设置表
Tab 1 The range of content of each component
组成 范围/%
载药量 (X1) 10.00≤X1≤15.00
PEG4000(X2) 7.73≤X2≤22.50
PEG6000(X3) 62.50≤X3≤82.27
2.5 试验设计方案 依据混料设计方法,安排实
验,设定载药量、PEG4000、PEG6000所占比例。
以丸重变异系数(Y1)、溶散时限(Y2)、外观(Y3)为
评价指标进行评价。试验安排与结果见表2。
表2 试验设计方案与结果
Tab 2 Results and experimental design
编号 X1/% X2/% X3/% Y1(RSD) Y2/s  Y3/分
1  12.152  15.595  72.253  0.076  335  24.0
2  10.000  19.383  70.617  0.085  355  23.5
3  15.000  10.957  74.043  0.056  348  23.0
4  10.000  7.730  82.270  0.076  403  18.0
5  10.000  12.589  77.411  0.083  384  25.0
6  10.000  22.500  67.500  0.057  334  22.5
7  15.000  22.500  62.500  0.065  342  23.0
8  15.000  18.168  66.832  0.066  332  24.5
9  15.000  22.500  62.500  0.066  334  21.5
10  13.081  7.730  79.189  0.050  332  19.0
11  10.000  22.500  67.500  0.053  336  22.8
12  15.000  15.458  69.542  0.065  332  27.5
13  12.995  21.555  65.450  0.064  324  20.0
14  13.081  7.730  79.189  0.052  328  19.5
15  10.000  7.730  82.270  0.076  407  18.5
16  12.152  15.595  72.253  0.070  320  22.5
2.6 数据回归与方程拟合[14-16] 应用统计学软件
分别对丸重变异系数、溶散时限、外观进行回归分
·878· 中国医院药学杂志2014年6月第34卷第11期Chin Hosp Pharm J,Jun 2014,Vol 34,No.11
析,结果见表3、表4、表5,拟合方程。
表3 RSD回归分析
Tab 3 Results of regression analysis for RSD
模型
连续
阈值
失拟
阈值
调整复相关
系数(R2)
预测复相关
系数(R2)
结论
线性模型 0.328 8 0.000 6  0.027 6 -0.365 8
二次模型 0.000 2 0.019 9  0.802 3  0.714 2 通过
特殊立方模型 0.156 1 0.023 6  0.826 5  0.667 8
表4 溶散时限回归分析
Tab 4 Results of regression analysis for dissolution time
模型
连续 
阈值 
失拟
阈值
调整复相关
系数(R2)
预测复相关
系数(R2)
结论
线性模型 0.014 9 0.001 8  0.396 0  0.183 8
二次模型 <0.000 1 0.172 3  0.923 8  0.851 1 通过
特殊立方模型 0.856 7 0.125 4  0.915 7  0.831 5
表5 外观回归分析
Tab 5 Results of regression analysis for appearance
模型
连续
阈值
失拟
阈值
调整复相关
系数(R2)
预测复相关
系数(R2)
结论
线性模型 0.175 4 0.002 5  0.117 2 -0.115 8
二次模型 0.000 4 0.066 5  0.801 4  0.640 4 通过
特殊立方模型 0.395 6 0.056 1  0.797 3  0.598 2
Y1=7.65 X1-0.49 X2-0.01 X3-0.12 X1X2-
0.13 X1X3+6.71 X2X3+1.01 X1X22-7.31E-0.04
X1X2(X1-X2)-5.434E-0.04 X1X3(X1-X3)+
2.69E-0.05 X2X3(X2-X3)
Y2=8 092.94 X1-255.34 X2+3.13 X3-139.56
X1X2-132.18 X1X3+2.76 X2X3+1.25 X1X22-
0.84 X1X2(X1-X2)-0.53 X1X3(X1-X3)+7.45
X2X3(X2-X3)
Y3=-3 361.47 X1+92.02 X2+7.84 X3+56.61
X1X2+56.15 X1X3-1.24 X2X3-0.51 X1X22+
0.30 X1X2(X1-X2)+0.25 X1X3(X1-X3)-5.23
X2X3(X2-X3)
将各因素的变化对评价指标的影响用等高线图
及响应面描述,如图1所示。
2.7 D-最优混料设计试验结果分析
2.7.1 直观分析 对图1进行分析。图1A显示,
载药量的增加降低了熔融混合液黏度,滴丸产品变
异系数减小,曲面凹陷区域的为优化区域。图1B
表明处方中PEG比例增加,减少载药量,有利于滴
丸迅速溶散。图1C表明该处方中载药量对外观影
响不大,PEG4000和PEG6000比例适当即可制备
较好外观的滴丸。综合以上评价指标,将各个优化
区域叠加,图1D表明,载药量在12.7%~15.0%之
间,PEG6000在73.0%~78.0%之间,滴丸丸重的
RSD<0.055,6 min内大部分药物可以完全溶散。
图1 RSD、溶散时限、外观平面等高线图、3D图以及三者影响叠加

Fig 1 The contour and3D graphs of RSD(A),dissolution time(B)
and appearance(C),and overlay plot(D)
PEG6000在75%~78%之间,PEG4000在9.75%
~12%之间时外观的评价可以达到26分以上。
2.7.2 回归分析 选择并分别计算不同比例处方
各指标响应面理论值,并进行制剂与之比较。载药
量、PEG4000、PEG6000比例除选择最佳理论比例
外,还针对“直观分析”结果选择其他比例进行验证。
另外,为后续制剂生产中投料便于计算,还选择了各
成分的整数比例处方进行验证。处方比例和结果见
表6。
处方1和处方2(比例取整处方)为预测优选处
方,其滴丸制剂丸重离散程度小,溶散时限短,外观
较好;处方3和处方4为不同比例的非优处方,降低
了载药量,不同程度地改变了PEG4000和 PEG
6000比例,结果二者丸重差异加大,外观较差,尤其
·978·中国医院药学杂志2014年6月第34卷第11期Chin Hosp Pharm J,Jun 2014,Vol 34,No.11
是处方4有明显拖尾。试验结果和与直观分析结果
相一致,确定处方的最优比例为载药量14%、PEG
4000 12%、PEG6000 74%。经过对理论值与实际
值之间的比较,也表明该混料设计试验结果准确可
信。
表6 不同比例处方的理论值与实际值
Tab 6 Predicted and experimental values of different pro-
portion of prescription
编号 项目
载药量
/%
PEG
4000/%
PEG
6000/%
RSD
/%
溶散时
间/s
外观
/分
1 预测值 14.068 11.993 73.939 0.051 5 315.42 28.802
实测值 14.051 11.954 73.995 0.052 6 345.14 27.950
2 预测值 14.000 12.000 74.000 0.050 9 306.18 28.157
实测值 14.000 12.000 74.000 0.051 9 308.87 27.578
3 预测值 10.000 13.899 76.101 0.087 4 318.99 25.421
实测值 10.000 14.000 76.000 0.081 1 361.54 26.014
4 预测值 10.000 22.500 67.500 0.055 6 334.96 22.734
实测值 10.000 22.500 67.500 0.058 1 319.37 21.047
2.8 优化验证试验 对最优处方进行3批验证试
验,结果见表7。3批试验结果的丸重变异系数、溶
散时限和外观的 RSD 分别为3.19%,1.29%,
1.42%,表明该处方制剂稳定,重复性好。
表7 最优处方验证结果
Tab 7 Results of verification of optimal prescription
编号
载药量
/%
PEG
4000/%
PEG
6000/%
RSD
/%
溶散
时限
外观/分
1  14.000  12.000  74.000 0.051 9 308.87 27.578
2  14.000  12.000  74.000 0.048 7 309.26 28.041
3  14.000  12.000  74.000 0.050 6 316.03 27.259
2.9 新疆一支蒿浸膏与滴丸溶出液 UV扫描图谱
 分别取新疆一支蒿浸膏、滴丸适量,按照“2.3.2”
项下进行溶散操作20 min,取溶出液适量,过滤,滤
液在UV条件下自240~500 nm 范围内进行波长
扫描,结果见图2,可见制备滴丸前后,浸膏成分未
发生明显变化。
图2 浸膏(A)与滴丸溶出液(B)UV扫描图谱
Fig 2 The UV scanning spectrum of liquid extract(A)and fluid of
dripping pils dissolution(B)
3 讨论
在预试验中,比较了口径分别为2,3,4 mm的
滴头,结果表明当口径为3 mm时,药物的包裹效果
较好,圆整度较佳,丸重差异小;滴头口径为4 mm
时,易受到本药物处方熔融药液黏稠度的影响,因此
选择口径为3 mm的滴头。
本文采用多指标评价体系,以丸重差异、溶散时
限和外观评价滴丸处方配比,其中外观包括硬度、色
泽和圆整度3个方面,能够较全面的反应滴丸质量。
混料设计优化组成配比,已在医药、化工、食品、
农林、冶金等各领域的生产、研究中得到广泛应用。
在中医药领域,也常常遇到配比优化的问题,如复方
药效学研究、制剂学处方优化等。在制剂学研究中,
学者们往往期望或须要应用较少的辅料达到最佳的
制剂效果,而该试验设计方法即是在预定各组分总
量条件下优化配比比例,筛选最优方案,配合响应面
法则可以使试验结果更加直观,在今后的实践工作
中值得进一步推广。
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[收稿日期]2013-09-02
·088· 中国医院药学杂志2014年6月第34卷第11期Chin Hosp Pharm J,Jun 2014,Vol 34,No.11