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Optimized formulation of diammonium glycyrrhizinate sustained-release tablet by BOX-Behnken design

Box-Behnken中心组合设计优化甘草酸二铵缓释片的处方



全 文 :·1486· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月
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Box—Behnken中心组合设计优化甘草酸二铵缓释片的处方
马伟,尹莉芳。,周建平,赵存婕
(中国药科大学药学院,江苏南京 210009)
摘要:目的考察甘草酸二铵缓释片的制备工艺,并对其体外释药机制进行研究。方法采用羟丙基甲基纤维素
(HPMCk4m)、山箭酸甘油酯为骨架材料,制备甘草酸二铵缓释片I使用Box—Behnken中心组合设计试验方案,借助
试验设计软件DesignExpert绘制响应面曲线图.筛选适合的处方;并通过方程拟合探讨释药机制。结果按预测
处方制备的缓释片,在2、4、8、12h的体外累积释放率均值分别为32.55%、49.94%、73.88%、97.89%。对其体外释
药曲线进行模型拟合.结果表明药物的释放机制为扩散和骨架溶蚀二者的协同作用。结论 验证试验证实了预测
处方与实际处方之间具有较好的拟合度,Box—Behnken中心组合设计可以应用于甘草酸二铵缓释片处方的筛选。
关键词:甘草酸二铵I缓释片;Box—Behnken中心组合设计
中图分类号:R286.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)10—1486—05
Optimizedformulationofdiammoniumglycyrrhizinatesust ined—releasetablet
byBOX—Behnkendesign
MAWei,YINLi—fang,ZHOUJian—ping,ZHAOCun—jie
(CollegeofPharmacy,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)
Abstract:ObjectiveToinvestigatethepreparationtech iqueandoptimalformulationofdiammoni—
amglycyrrhizinatesust ined—releasetabl tandstudythereleasemechanismofdiammoniumglycyrrhizi—
natereleasefromthetablet.MethodsUsingHPMCk4m.Compritol888asskeletonmaterialtoprepare
thediammoniumglycyrrhizinatesustained—releasetablet.TooptimizetheformulationsbyB x—Behnken
design,anduseDesignExpertprogramforstatisticalanalysisofexperimentalresults.Releasemechanism
ofdiammoniumglycyrrhizinatefromsustainedreleasetabletsWaSestablishedbyequationfitting.Results
Theaverageccumulatereleaseratesofdiammoniumglycyrrhizinatesust ined—releasetabletsin2,4,8.
and12hwere32.55%,49.94%,73.88%,and97.89%.Andthereleaseofdiammoniumglycyrrhizinate
couldbecontrolledbydiffusionassociatedwitherosion.ConclusionBox—BehnkendesigncouldbeSUC—
cessfullysedtooptimizethesustained—releasetabletofdiammoniumglycyrrhizinate.
Keywords:diammoniumglycyrrhizinate;sustained—releasetablets;Box—B hnkendesign
甘草酸二铵(diammoniumglycyrrhizinate)是
在甘草的有效成分及其衍生物的基础上研究的第三
代产品,lI缶床应用多年,除在治疗病毒性肝炎方面取
得显著疗效外,还被广泛应用于临床各个领域,治疗
多种疾病和理化因素引起的肝脏损伤。由于肝炎需
要长期治疗,而目前市场上的甘草酸二铵注射剂和
胶囊剂用药次数频繁,患者用药不便,且血药浓度波
动较大,因此将甘草酸二铵制备成为持续24h释药
的缓释制剂可以提高患者的顺应性,降低药物不良
反应。响应曲面优化设计法(responsesurface
收稿日期:2007—12-07
作者简介:马伟(1981一),男,内蒙古包头市人.中国药科大学药剂学专业硕士研究生,从事药物新剂型与新技术的研究。
L。realI:Xmgmwe163.corn
-通讯作者尹莉芳Tel:(025)85391080E—mail:lifangyin@hotmail.corn

万方数据
中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月·1487·
methodology)是一种优化试验条件的数学统计方
法。传统的单变量优化试验存在不考虑各因子之间
交互作用的不足,虽然全因子试验可以解决这一问
题,但费时费力。而响应曲面优化设计法试验设计不
仅可以建立连续变量曲面模型,对影响生物过程的
因子及其交互作用进行评价,确定最佳水平范围,而
且所需的试验组数相对较少,可节省人力物力n]。本
实验借助试验设计软件DesignExpert(version
7.0.3),采用Box—Behnken中心组合设计,对甘草
酸二铵缓释片处方中各辅料的用量对体外累积释放
率的影响进行了研究,通过对实验数据的拟合,可
求出各因素的最佳值,确定甘草酸二铵缓释片的处方。
1仪器与试剂
TDP型单冲压片机(上海天祥健台制药机械有
限公司);UV一9100紫外可见分光光度计(北京瑞
利分析仪器公司);RCZ一8A溶出试验仪(天津大学
精密仪器厂)。
甘草酸二铵原料药(西安富杰生物技术有限公
司);烟酰胺(上海百灵威);乳糖(德国美剂乐股份有
限公司);羟丙基甲基纤维素(HPMCk4m、k15m、
k100m)(上海卡乐康包衣技术有限公司);山蔷酸甘
油酯(Compritol888)、羧甲基纤维素钠(CMC—
Na)、硬脂酸镁(上海运宏辅料有限公司);海藻酸
钠(HVCR)(国际特品有限公司)。
2方法与结果
2.1甘草酸二铵缓释片的制备:采用湿法制粒,称
取处方量主药和辅料,混匀,以85%乙醇为润湿剂,
20目筛制粒,60℃干燥,18目筛整粒,加入硬脂酸
镁混匀,选取12mm的冲头压制成片。
2.2测定方法
2.2.1对照品溶液的制备:精密称取烟酰胺对照品
约20mg,置于100mL量瓶中,加水溶解,并加至刻
度。精密量取1mL置于10mL量瓶中,加水稀释至
刻度,即得。
2.2.2供试品溶液的制备:取甘草酸二铵缓释片
10片,研细,精密称取细粉适量(约相当于甘草酸二
铵40rag),置于100mL量瓶中,加水适量,超声溶
解,冷却后加水稀释至刻度,滤过。精密量取续滤液
1mL置于10mL量瓶中,加水稀释至刻度,即得。
2.2.3测定及计算:照《中国药典>)2005年版二部
附录ⅣA紫外一可见分光光度法,于261nm波长处
测定对照品溶液的吸光度,252nm的波长处测定供
试品溶液的吸光度,计算甘草酸二铵缓释片中甘草
酸二铵的质量分数[甘草酸二铵的质量分数=(供
试品溶液的吸光度/对照品溶液的吸光度)×烟酰胺
对照品的实际称样量/甘草酸二铵缓释片粉末的实
际称样量×1.8983。
2.3释放度的测定:取甘草酸二铵缓释片样品,依
照《中国药典)>2005年版附录体外释放度试验方法
第一法转篮法测定,溶出介质为1000mL脱气蒸馏
水,温度为(37.5土0.5)℃,转速为100r/min。于指
定时间点取样10mL,同时立刻补充同温同体积介
质 滤过后,取续滤液3mL置于10mL量瓶中,加
水稀释至刻度,于252nm处测定吸光度;配制烟酰
胺对照品溶液,并于261nm处测定吸光度值,计算
不同时间的累积释放率[累积释放率=溶出液的吸
光度/烟酰胺对照品溶液的吸光度×(烟酰胺对照品
的实际称样量/缓释片的标示量)]。
2.4缓释材料的单因素考察:采用单因素考察法对
各种辅料的控释能力进行考察。分别选用型号为
HPMCk4m、HPMCk15m、HPMCk100m羟丙基甲
基纤维素,山蓊酸甘油酯,羧甲基纤维素钠,海藻酸
钠为控释材料,处方以100片计:甘草酸二铵22.5
g、缓释材料15g、乳糖6g、硬脂酸镁0.5g,制备甘
草酸二铵缓释片,分别于1、2、4、6、8、12h取样,测
定,计算累计释放率,结果见表1。可以看出3个黏
度的HPMC的控释能力都较强,初期释药都较慢,
且释药速度与黏度成反比;而山蓊酸甘油酯、羧甲基
纤维素钠和海藻酸钠的控释能力非常弱,基本都在
4h的时候药物完全释放。
衷1单因素试验结果(席一6)
Fig.1Resultofmonofactorialest(万=6)
累积释放率/%
骨架材料——1—h———2—h——i—h———6—h——i—h——百h4 8 12
HPMCk4m 10.19
HPMCk15m 9.92
HPMCk100m8.04
山茄酸甘油醇 50.65
羧甲基纤维素钠33.65
海藻酸钠41.98
18.0930.8443.7856.7981.04
16.8229.1240.5452.5275.17
13.0322.6831.6139.3155.58
73.3297.19100.84100.58100.03
62.3795.43100.0299.9799.63
73.57101.Z2101.05100.78100.26
本研究希望甘草酸二铵缓释片能够24h给药1
次,因此确定甘草酸二铵缓释片累积释放度2h的
目标值为20%~40%,4h为40%~60%,8h为
60%~80%,12h为大于85%。单因素试验中,以高
黏度的HPMC为阻滞剂制备的甘草酸二铵缓释片
释放度都较期望值低,因此选择控释能力相对较弱
的HPMCk4m为骨架材料,加入一定量的山蓊酸
甘油酯、羧甲基纤维素钠或海藻酸钠调节缓释片的

万方数据
·1488· 中草焉ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月
释药行为。进行预试验,结果发现当HPMCk4m与
海藻酸钠合用,压片时经常出现裂片现象;与羧甲基
纤维素钠合用压片,片子表面不光滑;与山药酸甘油
酯合用压片,压出的片子表面光滑,压力适中,故选
用HPMCk4m和山蓊酸甘油酯作为甘草酸二铵缓
释片的骨架材料。
2.5甘草酸二铵缓释片处方优化的试验设计[2~6]:
本试验欲通过考察甘草酸二铵缓释片不同时间点的
累积释放率来确定缓释片的处方,因此,选取2、4、
8、12h的累积释放率作为响应值,甘草酸二铵缓释
片中两种骨架材料HPMCk4m和山蓊酸甘油酯的
用量及填充剂乳糖的用量为自变量,分别以A、B和
C代表,每个自变量的低、中、高试验水平编码分别
为一1、0、1,见表2。其中真实值与编码值的关系为:
A=(HMPCk4m用量一80)/40;B=(山蓊酸甘油
酯用量一150)/50;C=(乳糖用量一60)/40。
裹2 Box—Behnken设计因素水平及编码
Table2 Levelandcodeofvariablescho en
forBox—Behnkendesign
该模型通过最小二乘法拟合得到二次多项方
^ n n ^
程:Y=co+∑aixi+∑b.xi.27,。其中y为预测响应
t=1 ,≤1
值,即各时间点累积释放率的预测值;xi和巧为自
变量编码值:c。为常数项;ai为线性系数;6i,为二次
项系数;行为因子数,本试验中为3。按照Box—
Behnken试验设计的统计学要求,中心点取3组试
验,对方程中各项回归系数需要15组试验进行回归
拟合,结果见表3。
利用DesignExpert软件,对表3中个时间点累
积释放率数据进行模型拟合,获得个时间点释放度
相对于HMPCk4m、山蓊酸甘油酯和乳糖用量的二
衰3 Box—Behnken设计试验结果的实测值
Table3 Box-Behnkendesigmatdxalong
withtestvalues
次多项回归方程:Y:h=36.95—19.21A一1. 0B+
1.24C(尺一0.9298;P<0.0001);Y‘h=57.72—
25.13A一0.81B+1.83C(R=0.9433;P<
0.0001);Y8h=69.52—19.67A一3 05B+
0.18C一5.51AB+1.77AC一0.94BC+3.31A2+
9.3882+5.98C2(R=0.9857lP=0.0023);Y12h=
86.69—12.24A一5.63B+0.013C一8.86AB+
1.56AC+0.40BC一3.85A2+8.60B2+1.26C2
(尺=0.9603;P=0.0255)。相应曲面图见图1。
通过F检验,4组回归模型的P值均小于0.05,
尺均大于0.9,表明拟合情况良好,回归方程的代表
性较好,能准确地预测实际情况。
2.6甘草酸二铵缓释片的处方优化及验证:以缓释
片累积释放度目标值2h20%~40%,4h 0%~
60%,8h60%~80%,12h为大于85%为限度,绘
制重叠等高线图,得到能够同时满足上述条件的区
图I 2h(I)、4h(I)、8h(I)、12h(Ⅳ)累积释放率的相应曲面图
Fig.1Responsesurfaceplototaccumulatereleaseratein2(I),4(I),8(_),and12(Ⅳ)h

万方数据
中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第10期2008年10月·1489·
域(图2)。
圈2处方优化的重叠辱■线圈
Fig.2Overlayplotofformulationoptimization
选择该区域中的一点,得到优化后的因素A的
水平为100mg,因素B的水平为115mg、因素C的
水平为90mg。按照优化后处方制备3批片剂,其体
外累计释放率结果见表4,由表4可知2、4、8、12h
的体外累积释放率预测值和实测值比较接近,试验
结果达到预期目标。可见实际测定结果与Box—
Behnken中心组合设计的预测结果与符合的很好。
2.7甘草酸二铵缓释片释药机制的研究[7]:以优选
的缓释片处方制备甘草酸二铵缓释片,进行试验,绘
制体外累积释放曲线,见图3。将体外释放结果用常
见的释放动力学模型进行拟合,寻找描述药物释放
的最佳模型。结果见表5。相关系数(r)越接近1,表
明拟合效果越好。
结果表明,采用以上各模型,释放度与时问均有
裹4优化处方评价指标的预测值和实测值
Table4 Predictedvaluesandtestvalue0
offormulationoptimization






‘,lI
田3甘草馥二铵缓释片优化处方的释药曲线钿=6)
Fig.3Releasecurveofoptimalformulationofdiammonium
glycyrrhizlnatesust inedreleasetablets(疗=6)
裹5缓释片中甘蕈麓二铵释药模型的拟合结果(一=6)
Table5 Model—fittingparametersforeleasing
ofdlammoniumglycyrrhlzinate
fromsustained—releasetablets(露=6)
较好的相关性。根据Ritger—Peppas方程,药物的溶
解性及制剂骨架的形状有关。对于圆柱形制荆,当
0.45<刀<0.89时,药物释放机制为非Fickian扩
散;当n0.89时为
骨架溶蚀。试验结果通过曲线的拟合可得,n值为
0.583,说明该药物的释放为非Fickian扩散,释放
机制为扩散和骨架溶蚀二者的协同作用。
3讨论
Box—Behnken中心组合设计是响应曲面优化设
计法中的一种,被广泛地应用于各种生化反应和微
生物发酵条件的优化中。本研究利用统计学方法建
立了HPMCk4m、山蓊酸甘油酯及乳糖的用量影响
甘草酸二铵缓释片各时间点累积释放率的二次多项
数学模型,通过对模型方程的3一D图及其等高线图
进行分析,获得了甘草酸二铵缓释片的优选处方。结
果表明采用Box—Behnken中心组合设计优化缓释
片的处方科学合理、快速有效。
通过单因素试验考察可知,高黏度的HPMC在
释放的初期控释能力较强,因此加入山蓊酸甘油酯
来调节药物的释放。但通过模型的检验所的结果显
示,HPMC的用量在各时间段对药物的释放都有显
著性的影响,而山蓊酸甘油酯的影响不论是在初期
还是后期都不如HPMCk4m显著。这可能是由于
山蓊酸甘油酯的疏水性使凝胶层强度、黏度尤其是
吸水速度降低,从而使骨架片对HPMCk4m的敏
感度加强;混合骨架中的蜡质部分则因释药孔道减
少及曲率增加而使山蓊酸甘油酯在混合骨架片中的
影响减弱的原因。
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无机陶瓷微滤膜纯化虫草粗多糖的研究
韩永萍h2
(1.北京联合大学生物化学工程学院.北京
,林强2
100023l.中国矿业大学,北京100083)
摘要:目的研究无机陶瓷微滤膜纯化虫草粗多糖溶液,确定操作工艺条件和有效清洗方法。方法主要考察膜
通量和膜通量恢复率。结果在60℃,pH7~8、0.3~O.4MPa压差操作条件下微滤虫草粗多糖溶液,多糖收率
较传统醇提工艺高出30%,同时可除去大部分不溶固体物和蛋白质胶体等大分子有机物杂质。采用80℃热水与
1%NaOH溶液交替清洗并伴有间歇、短时反冲洗,可使膜的清水通量恢复率达到90%以上。结论元机陶瓷微滤
膜纯化虫草粗多糖溶液工艺简单、可行。
关键词:冬虫夏草;多糖,无机陶瓷微滤膜;膜通量
中圈分类号tR286.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)10—1490—04
Purificationofroughcordycepspolysaccharidessolutionbyi organicceramic
micro—filtrationmembrane
HANYong—pin91”.LINQian92
(1.Bio-chemicalEngineeringCollegeofB ijingUnionU iversity,Beijing100023,ChinaI 2.ChinaUniversity
ofMiningandTechnology,Beijing100083,China)
Abstract:ObjectiveToapplythemembranetechnologyforpurifyingroughcordycepspolysaccha—
ridessolution,theop imaloperationconditionandeffectivecleaningmethodwereresearched.Methods
Tomainlyanalyzethfluxofmembraneanditsrecovery.ResultsTheop imalexperimentoperationcon—
ditionobtainedis60℃,pHvalue7—8,andpressure0.3—0.4MPa,bywhichthepolysaccharidesrecov.
erywasabout30%,morethanbytraditionaleth nolextraction,andthemostimpuritiesas nfusibility
substancedproteincolloidetc.weretakenout.Moreover,thefluxofmembranerecoverycanbeabove
90%after80oCwaterand1%NaOHsolutionwasalternatelyus dtowasht efoulingmembraneund rin—
termittentlittleback—pulsing.ConclusionTheprocessofmembranetechnologypurifyingroughcordy—
cepspolysaccharidesissimplandfeasible.
Keywords:CordycepsI polysaccharidesI inorganicceramicro—filtrationmembrane;membraneflux
冬虫夏草作为我国传统名贵的珍稀药用植物,
是中医药三大补药之一。虫草多糖可活化巨噬细胞,
刺激抗体产生,具有增强人体免疫力、抗肿瘤及延缓
衰老等功效[1]。采用传统水煮醇沉工艺提取冬虫夏
草菌丝体中粗多糖的效率较低,其中固形物的量接
近70%,使用前还需要经过脱蛋白和乙醇分级沉淀
等工艺进一步纯化[2]。由于该过程中多糖的回收率
直接受乙醇体积分数的影响,在工艺设计中不仅需
要对提取液进行浓缩,还要考虑乙醇的回收,因此整
体工艺比较复杂,操作困难,多糖收率低且生产成本
高,生产环境较恶劣。微滤一超滤或纳滤组成的膜集
成系统具有能耗低、单级分离效率高、工艺简单、可
在室温或低温下操作,产品收率和质量分数均高于
传统的提取工艺,在中药澄清、发酵液纯化等生物产
品提取方面有着十分广阔的应用前景。然而,将该系
统用于虫草粗多糖纯化的关键问题在于有效解决膜
的污染和堵塞,尤其是系统前端微滤膜的污染和清
洗L3“]。为此,本实验考察了无机陶瓷微滤膜纯化虫
草粗多糖的过程,优化运行工艺参数,确定清洗方
案,预期为该工艺的工业化应用提供参考,同时也为
收稿日期:2007—12-04
基盒项目:北京市教委项目(KM200511417005)
作者简介:韩永萍(1971一).女,山东人.讲师.中国矿业大学在读博士.研究方向为天然产物提取马分离.
Tel:(010)67377485E—mail:hypyyt@163.corn

万方数据
Box-Behnken中心组合设计优化甘草酸二铵缓释片的处方
作者: 马伟, 尹莉芳, 周建平, 赵存婕, MA Wei, YIN Li-fang, ZHOU Jian-ping, ZHAO
Cun-jie
作者单位: 中国药科大学药学院,江苏,南京,210009
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(10)
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5. 李松龙.RU Ren-ping.上官盈盈.ZHUANG Hui-yao.LI Song-long.RU Ren-ping.SHANGGUAN Ying-ying.ZHUANG
Hui-yao 甘草酸二铵胃内滞留漂浮型缓释片兔体内的药动学[期刊论文]-中国医院药学杂志2008,28(13)

引证文献(1条)
1.郝吉福.房信胜.王建筑.郭丰广.孔志峰.彭新生 应用Box-Behnken实验设计优化水飞蓟素固体脂质纳米粒处方研
究[期刊论文]-中草药 2011(11)


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