全 文 ：制剂与质量
中心复合设计法优化秋水仙碱双层片处方的研究
何元田1, 2 , 刘 文2 , 刘 姹1 , 杨大坚1 * ,周 伟1
( 1 深圳市中药药学及分子药理学研究重点实验室, 广东 深圳 518057; 2 贵阳中医学院, 贵州 贵阳 550002)
摘 要:目的 制备秋水仙碱双层片, 考察片芯组分对体外释药行为的影响, 对片芯处方进行优化。方法 采用相
似因子法评价释药曲线的相似性,经单因素考察确定影响体外释药行为的主要因素, 利用中心复合设计优化片芯
处方。结果 片芯缓释层中 H PMC k15、PEO700对秋水仙碱双层片的体外释药行为有显著影响。依据最优处方
制备的控释片在 1~ 12 h 内呈良好的缓释释放特征, 12 h 累积释药率达到 90%以上。结论 本方法适用于秋水仙
碱双层片的处方优选。
关键词:秋水仙碱; 双层片;相似因子; 中心复合设计
中图分类号: R284 2; R286. 02 文献标识码: A 文章编号: 02532670( 2010) 05071004
Formulation optimization of colchicines doublelayer tablet by central composite design
HE Yuant ian1, 2 , LIU Wen2 , L IU Cha1 , YANG Dajian1 , ZHOU Wei1
( 1 Stat e Key Labor ator y of Chinese Medicine and Mo lecular Pharmaco log y & Inst itute of Modern Chinese Medicine,
H ong Kong Po ly technic Univ ersity , Shenzhen 518057, China; 2 Guiyang Colleg e of T raditional
Chinese Medicine, Guiyang 550002, China)
Abstract: Objective To investigate the opt imal formulation and drug release profile of colchicine double
layer tablets Methods T he key inf luencing factors and opt imal fo rmulation w ere studied based on the cu
mulat ive drug r elease r ate at dif ferent t ime points and homogenous factor ( f 2 ) and opt im ization of the for
mulat ion by central composite design Results T he drug release pro file in v it ro was inf luenced by amount
of HPMC k15 and PEO700 The opt imal in v it ro drug release prof ile presented ex tendedrelease character
significant ly w ithin 1- 12 h, and drug r eleased at 12 h reached more than 90% Conclusion T he method
is suitable to opt imize the formulat ion of co lchicine doublelayer tablets
Key words: colchicine; doublelay er tablet ; homogenous factor; cent ral composite design
秋水仙碱( colchicine)于 1763 年应用于治疗痛
风,迄今为止仍是较难替代的临床治疗急性痛风发
作期特效药[ 1] , 其突出优点是秋水仙碱能够迅速有
效地平息痛风急性发作时导致的疼痛和关节肿胀,
但对血液中尿酸并无影响。近年临床将其用于家族
地中海热、Bechet氏病、肝硬化、复发性心包炎等疾
病也取得了良好疗效 [ 2]。秋水仙碱在大鼠各肠段均
有不同程度吸收 [ 3] ,但秋水仙碱口服治疗指数范围
很窄(血药浓度为 0 5~ 3 ng/ mL) [ 4] ,不良反应发生
率高,因此本实验将其研制成速/缓双层片, 预期能
更好地发挥疗效的同时减小血药浓度波动、改善患
者用药顺应性, 同时也能为机体提供平衡持久有效
的血药浓度,减少给药次数。
1 材料与仪器
1 1 材料: 秋水仙碱(云南版纳药业有限责任公司,
批号 060110, 质量分数 98 3%) , HPMC ( HPMC
Methocel k15M , 美国 Dow 公司) , PEO700 ( POL
YOX WSR303,美国 Dow 公司) ,乳糖( WYNDALE
SUPERTAB,新西兰乳糖有限公司) , 微晶纤维素
( Ar icel PH102,上海卡乐康公司) , 包衣材料(欧巴
代 !85G, 上海卡乐康公司)。其他辅料均为药用
级,乙醇等为分析纯。
1 2 仪器: TDP 单冲压片机(上海天祥健台制药机
械有限公司) , BY200型糖衣机(江苏泰州第三制药
710 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 5 期 2010 年 5 月
收稿日期: 20090911 基金项目:深圳市科技计划项目( 2D200609180044B)作者简介:何元田( 1976 ∀ ) ,男,湖南永州人,硕士研究生,主要从事药品生产管理与新药研发工作。
T el : ( 0755)26737179 Email: heyuant ian@ 163 com
* 通讯作者 杨大坚 T el: ( 0755) 26737136 Email: bcyangdj@ inpolyu edu hk
机械厂) , ZRS ∀ 8G型智能溶出仪(天津大学无线电
厂) , Agilent 高效液相色谱仪 ( G1322A Degasser,
G1311A Quatpump, G1313A ALS, G1316A TCC,
G1315B DAD,美国 Agilent 公司)。
2 方法与结果
2 1 秋水仙碱双层片的制备: 秋水仙碱原料药过
80目筛,各辅料过 80目筛。将 20%原料药与处方
量的淀粉、碳酸钙、羧甲基淀粉钠混合均匀, 用 75%
乙醇制软材,过 20目筛制粒, 干燥、整粒后加适量硬
脂酸镁,得速释颗粒。另将 80%秋水仙碱原料与缓
释辅料混合均匀,用 95%乙醇制粒, 于 50 # 烘干,
20目筛整粒,加入硬脂酸镁混合均匀,得缓释颗粒。
将缓释颗粒用 7 mm 浅弧型冲预压, 再倒入速释颗
粒压制成双层片, 压力为 70~ 90 N, 所得双层片包
胃溶型防潮薄膜衣。
2 2 释放度及检测方法的建立
2 2 1 体外释放度的测定: 取本品, 照∃中国药典%
2005年版二部附录 XD第三法测定释放度,以去离
子水 200 mL 为释放介质,转速为 100 r/ min。
2 2 2 色谱条件:流动相为甲醇水( 47 5 & 52 5) ;
检测波长为 245 nm ;体积流量为 1 0 mL/ m in;柱温
为 30 # 。保留时间约为 9 6 m in,分离度> 1 5。
2 2 3 标准曲线的制备:精密称取秋水仙碱对照品
10 12 mg, 置于 100 mL 量瓶中, 用水超声溶解, 加
水至刻度, 得贮备液。分别取贮备液 1、2、4、8、20
mL,至 100 mL 量瓶中, 加蒸馏水至刻度, 摇匀, 测
定。以质量浓度对峰面积回归, 得回归方程: Y =
87 700 0 X - 3 880 0( r= 1 000)。结果表明秋水
仙碱在 1~ 20 g / mL 线性关系良好。
2 2 4 回收率试验:称取对照品与辅料按处方比例
混合, 80%、100%、120%各 3份。进样分析,测得值
除以加入值。其平均回收率为 98 89%, RSD 为
018%。
2 3 秋水仙碱双层片速释层处方筛选:速释层以片
芯的外观、硬度以及片子的崩解度为考察指标。要
求片芯表面光洁,硬度在 60 N 以上,崩解时限在1~
3 m in。在此分别对淀粉、可压性淀粉、糊精、碳酸钙、
硫酸钙、微晶纤维素、乳糖、交联 PVP,羧甲基淀粉钠
等辅料及其搭配比例进行考察, 结果以 49%淀粉、
49%碳酸钙、2%羧甲基淀粉钠用 75%乙醇制粒最为
合适,辅料经济易得, 所制颗粒均匀, 硬度适宜,片芯
表面光洁,硬度较好,崩解在 1 5 min左右完成。
2 4 缓释层处方因素对释放度的影响: 经预实验,
确定以 HPMCk15为骨架材料, PEO700为阻滞剂,
微晶纤维素与乳糖为填充剂。以此作为基本处方进
行单因素考察。
考察方法是分别测定各因素中不同水平相应处
方片剂在 1、2、4、6、8、10、12 h 的累积释放度, 每两
个水平相比较, 计算 f 2 (相似因子值) , 旨在确定具
有较大影响、需进一步优化的因素。f 2 计算方法见
如下公式。
f 2= 50lg 1+
1
n
∋n
i= 1
w t( R t - T t ) 2
- 0 5 ( 100
n 指溶出的时间点, R t 和 T t 分别为参比和供试制剂在 t 时
间点的累积溶出度, W t 为权重系数(本实验中为 1)。
2 4 1 不同骨架材料对释放的影响:阻滞材料与填
充剂不变, 分别以 HPMCk15、CMCNa、微晶纤维
素( EC)、海藻酸钠为骨架材料,考察各种骨架材料
对体外释放的影响。结果 f 2 分别为 49 69、43 70、
32 99、33 6( n= 7)。由图 1看出,除HPMCk15外,
其他骨架材料释放过快,不能满足 12 h释放要求。
图 1 不同骨架材料对药物释放的影响
Fig 1 Effect of various skeleton materials on drug release
2 4 2 骨架材料用量对释放的影响:固定处方中阻
滞材料与工艺, 变化 HPMCk15用量, 以填充剂调
节处方总量,以此考察不同用量的 HPMCK15对释
放的影响。结果见图 2, f 2 依次为 50 27、53 82、
37 60。表明不同用量的骨架材料对药物释放有较
大影响。
图 2 不同 HPMCk15 用量对药物释放的影响
Fig 2 Effect of various HPMCk15 amount on drug release
2 4 3 阻滞材料用量对释放的影响:固定各处方主
药的量,固定骨架材料用量,以乳糖和微晶纤维素为
填充剂,以此考察不同用量的 PEO700对释放的影
响。结果见图3, f 2依次为59 3、53 19、45 70。表
711中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 5 期 2010 年 5 月
图 3 不同 PEO700用量对药物释放的影响
Fig 3 Effect of various PEO700 amount on drug release
明不同用量的 PEO700对药物释放有一定影响。
2 4 4 填充剂对释放的影响: 固定各处方主药用
量,固定骨架材料及阻滞剂用量。分别以微晶纤维
素 30% ,微晶纤维素 15% + 乳糖 15% ,乳糖 30%进
行搭配, 结果见图 4, f 2 依次为 73 15、80 78、
66 58。表明乳糖与微晶纤维素不同比例搭配对释
放有一点影响, 微晶纤维素比乳糖释放稍快, 但影响
非常小。
图 4 不同填充剂对药物释放的影响
Fig 4 Effect of various bulking agents on drug release
2 4 5 不同黏合剂对释放的影响:处方不变,分别以
4%EC乙醇液, 95%乙醇液, 4% PVPK30乙醇液为黏
合剂进行制粒。结果见图 5。其 f 2 分别为 78 52、
8038、76 76。可以看出, 用以上 3种不同黏合剂对
双层片体外释放影响很小。3条曲线也极为相似。
图 5 不同黏合剂对药物释放的影响
Fig 5 Effect of various adhesive on drug release
2 4 6 缓速比例对释放的影响: 固定工艺, 分别制
成主药速、缓释层比例为 2& 8与 3& 7的双层片, 进
行释药曲线考察, 结果见图 6。根据相关文献与动
物体内预试,确定以速、缓层 2 & 8各时间点释放较
为合理。
图 6 不同缓、速释比例对药物释放的影响
Fig 6 Ef fect of various delayed and controlled
ratios on drug release
2 5 中心复合设计法优化缓释层处方
2 5 1 优化设计与处理: 单因素考察结果表明,在
试验考察的范围内, 片芯中 HPMCk15、PEO700对
秋水仙碱双层片的体外释药行为均有较大影响。将
以上两个关键因素分别设置 5个水平以中心复合设
计法对处方进行优化, 共有 13 个组合, 每个组合是
一个处方,按照制备工艺制备双层片,以中心复合设
计排列进行 13个试验。分别测定 2、6、10 h 有效成
分的量。中心复合设计安排及结果见表 1和 2。
表 1 因素水平
Table 1 Factors and levels
水平 因 素
X1( HPMC用量) / % X2( PEO700用量) / %
- a 10 5
- 1 18 10
0 35 25
1 45 42
a 50 50
表 2 试验设计与结果
Table 2 Design and results of test
试验号 X1 X2 Y/ %
1 1 1 11 8
2 0 - a 32 5
3 - 1 1 23 8
4 1 - 1 18 9
5 0 0 9 5
6 0 0 8 5
7 - a 0 49 5
8 a 0 14 0
9 0 0 8 0
10 0 a 7 0
11 0 0 7 5
12 - 1 - 1 37 4
13 0 0 9 5
2 5 2 优化评价方法:缓释制剂的释放方法评价有
多种,本实验参照药典,结合本药的临床特点及本剂
型的特点(含 20%速释部分)采用综合评分法评分,
712 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 5 期 2010 年 5 月
以 2、6、10 h的累积释放量作为评价指标, 累计释放
度标准分别是 35% ~ 50% , 60% ~ 75%, 75% ~
95%。计算公式为 Y = | P2 - 40 | + | P6 - 65| +
| P10 - 85| ; P2、P6、P10分别为 2、6、10 h的累积释放
度。综合评分小者为优, 最小时最佳,理想值为 0。
2 6 结果:利用 SPSS软件对实验数据进行处理、拟
合得到二元线性回归方程 y= 50 952- 0 834 x 1-
0428 x 2 , R= 0 814( P< 0 05)。非线性二项式方程
y= 109 073 5 - 3 838 7 x 1 - 1 710 x 2 + 0 053 3
x 1x 2+ 0 048 7 x 1 2+ 0 020 8 x 2 2 , R= 0 948 1 ( P<
0 05)。根据上述方程, 可以清楚看出因素 x 1 对整
个处方的影响大于因素 x 2。为了比较直观看出优
化效果,本实验采用 o rigin软件绘出了极性等高图,
见图 7。
图 7 X1、X2对 Y的极性等高图(R: x1 , C:x2 )
Fig 7 Polar contaurs graph of X1 and X2 to Y
从图 7很容易看出, 图中黑色部分为 Y(综合评
分值)最小区域, X1 ( HPMCk15) 的取值范围约在
33% ~ 37%,而 X2( PEO700)的最优取值范围约在
36% ~ 39%。在此确定其中心值可以得到最优处
方,即 H PMCk15为 35%, PEO700为 45%。
以此优化处方制备 3 批双层缓释片, 缓释片的
释放度结果见表 3。
表 3 最优处方实测值与预测值
Table 3 Measured values and predicted values
of optimal formulation
批次 释放度/ %
2 h 6 h 10 h
实验值
Y Y
预测值
Y
偏差
1 39 8 66 1 86 2 2 5
2 40 3 65 8 86 6 2 7 3 3 2 502 0 798
3 39 2 66 6 87 3 4 7
中心复合设计优化处方的体外释放度研究结果
表明, 3批双层片在 2、6、10 h 的释放度均符合释放
标准。综合评分值仅存在很小偏差。
3 讨论
秋水仙碱微溶于水( 37 # 时在水中溶解度约为
15 4 mg/ mL,在 pH 值为6 8缓冲溶液中溶解度约为
13 4 mg/ mL) ,但由于口服剂量极小(每次 0 5 mg) ,
易达到漏槽条件。因此,本研究着重于解决速释层崩
解与释放速度及缓释层各时间点释放度,释放曲线及
12 h累积释放量等问题,制备秋水仙碱双层片。
在优化方面,国内广泛使用的实验设计方法有
正交设计与均匀设计法,虽然这两种方法次数较少,
但精度不够。因此,笔者采用中心复合设计法优化,
经多元回归得出模型方程, 并画出极性等高图, 获得
了一个优化处方, 该处方的药物释放能很好地符合
释放标准,证明本实验设计与模型功能有较强的预
测力。
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