王 健,張壯麗,楊海燕,李逢春,朱瀟瀟,顧寧寧,吳 娟,張興德
(1.河南省食品藥品檢驗(yàn)所,鄭州 450018;2.河南省醫(yī)藥科學(xué)研究院,鄭州 450052;3.南京中醫(yī)藥大學(xué),南京 210023)
艾附暖宮丸處方是由艾葉(炭)、醋香附、制吳茱萸、肉桂、當(dāng)歸、川芎、白芍(酒炒)、生地、炙黃芪和續(xù)斷10味藥組成[1];具有理氣養(yǎng)血、暖宮調(diào)經(jīng)的功效;用于血虛氣滯、下焦虛寒所致的月經(jīng)不調(diào)、痛經(jīng)、腰膝酸痛等癥[2]。艾附暖宮丸具有服用量大、不易于儲(chǔ)存等缺點(diǎn),故保持艾附暖宮丸藥味和劑量配比不變,將其研制成軟膠囊,旨在減少藥物服用量,提高穩(wěn)定性。
本實(shí)驗(yàn)依據(jù)處方中不同藥物特點(diǎn),將部分含有揮發(fā)油成分的藥材單獨(dú)提取,繼而水提、醇提,以保證各有效成分的穩(wěn)定性,且對(duì)軟膠囊內(nèi)容物和囊皮進(jìn)行優(yōu)選,為生產(chǎn)制備艾附暖宮軟膠囊提供參考。
1.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 YWJ100-II型全自動(dòng)軟膠囊機(jī)(北京鑫航成科技發(fā)展有限公司);控溫型膠囊化膠平面供膠桶(北京鑫航成科技發(fā)展有限公司);DZF-1真空干燥機(jī)(北京永光明醫(yī)療儀器有限公司);揮發(fā)油提取器(南京化學(xué)試劑有限公司);電熱套(南京科爾儀器實(shí)驗(yàn)有限公司);數(shù)顯恒溫水浴鍋(上海江星儀器有限公司);電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏儀器設(shè)備有限公司);JML-100膠體磨(鄭州玉祥機(jī)械設(shè)備有限公司)。
1.2 實(shí)驗(yàn)材料 處方藥材[艾葉(炭)、香附(醋制)、吳茱萸(制)、肉桂、當(dāng)歸、川芎、白芍(酒炒)、生地、黃芪(蜜炙)、續(xù)斷]、蜂蠟(北京同仁堂蜂業(yè)有限公司,批號(hào):20150202)、大豆油(江西益普生藥業(yè)有限公司)、PEG400(上海凌峰化學(xué)試劑有限公司,批號(hào):20140821)、明膠(羅塞洛明膠有限公司,批號(hào):2006444)、甘油(浙江遂昌惠康藥業(yè)有限公司)、羥苯乙酯(湖南爾康制藥股份有限公司)、液體石蠟(成都華邑藥用輔料制造有限責(zé)任公司,批號(hào):20160401)、純凈水。
2.1 提取物的制備工藝
2.1.1 揮發(fā)油的提取 稱取處方量的醋香附、制吳茱萸、肉桂、當(dāng)歸、川芎粉碎為粗粉,水蒸汽蒸餾法提取,收集提取器中水上層的揮發(fā)油,下層乳化部分加入少量氯化鈉攪拌后收集下層油滴,得總揮發(fā)油。將水煎液過濾,得濾渣1和濾液1[3-7]。
2.1.2 水溶部位的提取 稱取處方量的艾葉炭、白芍、生地、黃芪、續(xù)斷,加水煎煮,過濾,得濾渣2和濾液2。將濾液1和濾液2混合,常壓加熱濃縮后真空干燥,得浸膏1[8-10]。
2.1.3 醇溶部位提取 將濾渣1與濾渣2混合,晾干,用50%乙醇提取,提取液回收乙醇,所得稠膏常壓加熱濃縮后真空干燥,得浸膏2。
2.1.4 提取物的處理 將浸膏1和浸膏2混合,粉碎成細(xì)粉,備用。總揮發(fā)油另器保存。
2.2 內(nèi)容物評(píng)價(jià)指標(biāo)與優(yōu)選(單因素考察)
2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確立
2.2.1.1 均勻性 取藥粉和各種輔料混合并攪拌,使其呈混懸液狀,觀察藥液是否混合均勻,有無氣泡或結(jié)塊現(xiàn)象,以及揮發(fā)油在介質(zhì)中的分散狀況。并對(duì)內(nèi)容物的不同部位取樣進(jìn)行含量測(cè)定,進(jìn)而判斷藥物與基質(zhì)是否混懸均勻,10分為滿分,分別計(jì)分[11]。
2.2.1.2 流動(dòng)性 室溫下觀察,取藥液,使其沿與水平面呈45°的玻璃棒流下,以流下物呈“團(tuán)塊狀”、“點(diǎn)滴狀”、“線狀”、“均勻線狀”等分別計(jì)分,10 分為滿分[11]。
2.2.1.3 沉降體積比 取相同體積的混懸液放入相同規(guī)格的量筒中,混合均勻靜置24 h,觀察有無沉降,記錄液面的初始高度和最終高度,計(jì)算沉降體積比,沉降體積比越接近1,說明藥液越穩(wěn)定[11]。
2.2.2 內(nèi)容物配制方法 取處方量的分散介質(zhì)與助懸劑,80℃加熱至完全熔化,混勻冷卻,加入處方量過120目篩浸膏粉,放入均質(zhì)機(jī)上均質(zhì)10 min,即得。
以膏粉與輔料的混合物的均勻性(30%)、流動(dòng)性(30%)、沉降體積比(40%)為指標(biāo),分別打分,同一樣本中各指標(biāo)貢獻(xiàn)值相加,即為該樣本的綜合評(píng)分,如第 2 份樣品綜合評(píng)分=(6.0/8.0)×30+(8.0/8.0)×30+(0.72/0.95)×40=82.82 分。
2.2.3 內(nèi)容物處方篩選
2.2.3.1 分散介質(zhì)的選擇 軟膠囊要求內(nèi)容物為可以囊化的溶液或混懸液,具有一定的流動(dòng)性和良好的物理穩(wěn)定性。根據(jù)軟膠囊生產(chǎn)常用輔料,選用大豆油、液體石蠟、聚乙二醇400 3種分散介質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分。結(jié)果如表1。
表1 分散介質(zhì)篩選Tab.1 Screening of dispersive media
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,3種分散介質(zhì)中,大豆油作為分散介質(zhì)制備的內(nèi)容物均勻性和流動(dòng)性均較好,且價(jià)格低廉,因此將其定為分散介質(zhì)。
2.2.3.2 助懸劑篩選 為保證藥粉均勻分散,長(zhǎng)期儲(chǔ)存不分層,常加入助懸劑保證混懸液穩(wěn)定,軟膠囊制備過程中常選擇蜂蠟作為助懸劑,用量少毒性小[12]。
2.2.3.3 大豆油用量考察 分別取不同量大豆油,按“2.2.2”項(xiàng)處理,加入處方量蜂蠟和120目浸膏粉,結(jié)果見表2,以膏粉兩倍量的大豆油,制得的內(nèi)容物均勻穩(wěn)定,流動(dòng)性好,狀態(tài)最佳[13-14]。
表2 大豆油用量考察Tab.2 Study on the amount of soybean oil
2.2.3.4 助懸劑用量考察 分別取不同量蜂蠟,按“2.2.2”項(xiàng)處理,加入處方量大豆油及120目浸膏粉,結(jié)果見表3,以蜂蠟∶膏粉1∶15的比例助懸效果最佳,制得的內(nèi)容物均勻穩(wěn)定,流動(dòng)性好。
表3 助懸劑用量考察Tab.3 Investigation on the dosage of suspending agent
2.2.3.5 藥粉粒度考察 分別取不同粒度的藥粉,按“2.2.2”項(xiàng)處理,加入處方量大豆油和蜂蠟,結(jié)果見表4,以120目粒度內(nèi)容物狀態(tài)最佳,即制得的內(nèi)容物均勻穩(wěn)定,流動(dòng)性好。
表4 膏粉粒度考察Tab.4 Investigation on the particle size of paste powder
2.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化制備工藝
2.2.4.1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)及結(jié)果 為確定艾附暖宮軟膠囊的最佳處方配比,根據(jù)Box-Behnken的中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上選取藥物與基質(zhì)配比(A)、助懸劑與藥物配比(B)、藥粉粒徑(C)為自變量,內(nèi)容物綜合評(píng)分(Y)為響應(yīng)值,通過Design-Expert 8.0軟件進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理,建立數(shù)學(xué)模型,確定最佳處方配比。響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表見表5,Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表6,回歸模型的方差分析見表7。
表5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表Tab.5 Box-Behnken experimental factor level table
表6 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.6 Box-Behnken experimental design and results
通過Design-Expert 8.0軟件進(jìn)行回歸分析,得到各因素與內(nèi)容物綜合評(píng)分之間的多元二次回歸方程:Y=88.41-0.78A+3.27B+2.34C+1.61AB-0.35AC-0.5BC-5.21A2-4.77B2-4.22C2
由表7可看出,實(shí)驗(yàn)中模型具有顯著性(P<0.000 1)。回歸方程中各因素與響應(yīng)值關(guān)系顯著(R2=0.984 0),說明響應(yīng)值的變化有98.4%來源于所選變量,且實(shí)驗(yàn)所建立的擬合方程中一次項(xiàng)B、C及二次項(xiàng) A2、B2、C2與模型具有極顯著差異(P<0.01),失擬項(xiàng)P=0.143 7不具有顯著性,表明方程對(duì)實(shí)驗(yàn)的擬合程度較好,該模型可預(yù)測(cè)內(nèi)容物最佳制備條件。
從擬合方程可看出藥物與基質(zhì)配比(A)對(duì)內(nèi)容物有負(fù)影響,助懸劑與藥物配比(B)及藥粉粒度(C)對(duì)內(nèi)容物呈正影響,三者對(duì)內(nèi)容物的影響程度為B>C>A,其中助懸劑用量和藥粉粒度對(duì)內(nèi)容物的影響極顯著。
表7 回歸模型的方差分析Tab.7 Variance analysis of regression model
2.2.4.2 因素交互作用 對(duì)軟膠囊內(nèi)容物綜合評(píng)分有影響的3個(gè)因素的交互作用進(jìn)行分析,分別得到各因素的交互作用關(guān)系的響應(yīng)面和等高線圖,見圖1-3。
由圖1所示,A和B的改變都會(huì)使內(nèi)容物綜合評(píng)分呈現(xiàn)平緩的坡形變化,等高線呈橢圓形,說明兩者都對(duì)內(nèi)容物的綜合評(píng)分有一定的影響。當(dāng)A或B確定時(shí),A的坡度明顯平緩于B的坡度,短軸在A的等高線上,說明B對(duì)內(nèi)容物綜合評(píng)分的影響大于A。相比于圖2、圖3,圖1的等高線分布更趨向于橢圓,說明A、B之間的相互作用對(duì)內(nèi)容物評(píng)分的影響顯著。而圖2、圖3中的等高線接近圓形,說明基質(zhì)用量與膏粉粒度及助懸劑用量與藥粉粒度的交互作用不顯著。
2.2.4.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果 通過Design-Expert軟件分析,模擬得出包埋率最高的優(yōu)化組合為A=1∶2.24、B=1∶16.62、C=125.13,即藥物與基質(zhì)配比 1∶2.24、助懸劑與藥物配比1∶16.62、藥粉粒徑125.13目時(shí),制備的內(nèi)容物綜合評(píng)分最高為89.252 9。為了實(shí)際操作的便利,將最佳工藝條件修正為藥物與基質(zhì)配比1∶2.2、助懸劑與藥物配比 1∶16、藥粉粒徑 120 目,進(jìn)行3次重復(fù)性實(shí)驗(yàn),將3次測(cè)定的微膠囊效率取平均值,結(jié)果為(88.55±0.89),預(yù)測(cè)值與實(shí)際值接近,響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果可靠。利用響應(yīng)面優(yōu)化艾附暖宮軟膠囊內(nèi)容物工藝是可行的。2.3 囊殼處方優(yōu)選 軟膠囊囊殼的主要原料為明膠和水,常加入甘油作為增塑劑,三者比例通常為,明膠∶甘油∶水=1∶0.4~0.6∶1,為防止霉變,常加入 0.1%羥苯乙酯、尼泊金乙酯等作為抑菌劑。
圖1 Y=(A,B)交互作用響應(yīng)面與等高線圖Fig.1 Y=(A,B)Interaction response surface and contour map
圖2 Y=(A,C)交互作用響應(yīng)面與等高線圖Fig.2 Y=(A,C)Interaction response surface and contour map
圖3 Y=(B,C)交互作用響應(yīng)面與等高線圖Fig.3 Y=(B,C)Interaction response surface and contour map
2.3.1 膠皮的制備工藝
2.3.1.1 膠皮處方篩選 根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)5個(gè)囊皮配方進(jìn)行比較,見表8。按設(shè)計(jì)配方,取處方量的甘油和水,在化膠罐中加熱攪拌,當(dāng)溫度升高至85℃時(shí)投入處方量的明膠溶脹,不斷攪拌3~5 h至溶脹完全,60℃靜置4 h后,真空壓力泵排氣泡,保溫,制備膠皮。
表8 膠皮處方篩選Tab.8 Prescription screening of capsule shell
2.3.1.2 膠皮質(zhì)量考察結(jié)果 觀測(cè)所制成的膠皮性狀,拉伸一定程度看其彈性,并分別用智能崩解儀測(cè)定膠皮的溶解時(shí)間。當(dāng)甘油用量為明膠用量的40%時(shí),所制得的膠皮彈性較好,膠皮成型較好,強(qiáng)度適中;當(dāng)甘油用量小于明膠用量的40%時(shí),所制得的膠皮較脆,缺乏彈性;當(dāng)甘油用量大于明膠用量的40%時(shí),所制得的膠皮較軟,強(qiáng)度差,成型不好。當(dāng)甘油用量為明膠用量的40%時(shí),制得的膠皮溶解也較快。因此,確定膠皮的處方配比為:明膠∶甘油∶水=1∶0.4∶1。見表 9。
表9 膠皮質(zhì)量考察結(jié)果Tab.9 Quality investigation result of capsule shell
2.3.2 溫度篩選 制備過程中的膠盒溫度、噴體溫度及制冷溫度均會(huì)影響膠皮質(zhì)量,室溫25℃,室內(nèi)濕度為60%RH條件下控制膠盒溫度50~60℃、噴體溫度35~37℃,制冷溫度為16~18℃,制得膠皮性狀最佳,易于制劑成型。
2.4 軟膠囊制備工藝 按明膠∶甘油∶水=1∶0.4∶1的比例,取處方量的甘油、水和羥苯乙酯(0.1%),在化膠罐中加熱攪拌,當(dāng)溫度升高至85℃時(shí)投入處方量的明膠溶脹,不斷攪拌3~5 h至溶脹完全,60℃靜置4 h,-0.08 Mp,真空脫氣 30 min。內(nèi)容物按“2.2.3.5”項(xiàng)優(yōu)選比例,按照“2.2.2”項(xiàng)的方法配制,加入揮發(fā)油,混勻,過兩遍膠體磨后,均質(zhì)10 min,置于軟膠囊機(jī)中,打開電源,調(diào)整工藝參數(shù):膠盒溫度:55℃,噴體溫度36℃,制冷溫度17℃,滾輪轉(zhuǎn)速0.5 r/min,模具轉(zhuǎn)速1.5 r/min,調(diào)整兩邊膠皮厚度0.7~0.9 mm,待機(jī)器狀態(tài)穩(wěn)定后,壓制軟膠囊,將制備好的軟膠囊轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)籠,并開啟風(fēng)機(jī)及轉(zhuǎn)籠,讓其冷卻、干燥,即得成品。
《中國(guó)藥典》規(guī)定艾附暖宮丸制法:將處方中10味中藥粉碎成細(xì)粉,過篩,加入處方量的煉蜜,制成大蜜丸或小蜜丸;用法用量:每次9 g,每日2~3次[1],服用量大與其使用原藥材有關(guān),考慮在原處方配比基礎(chǔ)上,去除非藥用部位,以減少服用量。為最大限度的保存有效成分,在確定處方成分后,對(duì)各藥材進(jìn)行文獻(xiàn)查閱,明確各藥材有效成分及其性質(zhì),從而方便設(shè)計(jì)工藝路線。艾附暖宮丸處方中醋香附、制吳茱萸、肉桂、當(dāng)歸、川芎5味藥材含有揮發(fā)油類有效成分,為避免處理過程中揮發(fā)油的損失,先將其中揮發(fā)油提取出來,再分別水提、醇提,將有效成分充分提取出來,以達(dá)到“去粗取精”的目的[15]。
軟膠囊劑是國(guó)內(nèi)近幾年來發(fā)展起來的新劑型,具有裝量準(zhǔn)確、生物利用度高、分散均勻、崩解后易于吸收、服用方便、外形美觀,患者易接受和使用等優(yōu)點(diǎn)[16],該劑型在中藥制劑中的應(yīng)用越來越受重視,其研究開發(fā)中藥軟膠囊已成為中藥新劑型研究的熱點(diǎn)[17]。
中藥軟膠囊在成型前內(nèi)容物要均勻穩(wěn)定,也要有一定的流動(dòng)性,因此本實(shí)驗(yàn)選擇均勻性、穩(wěn)定性、沉降體積比作為考察指標(biāo),通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)浸膏粉、大豆油、蜂蠟比例為1∶2.2∶6.25%,粒度為120目時(shí),制得的內(nèi)容物均勻穩(wěn)定,流動(dòng)性好,便于成型。
囊皮制備過程中,膠盒溫度、噴體溫度及制冷溫度均會(huì)影響膠皮質(zhì)量,膠盒溫度過高,膠液易附著膠盒干化,導(dǎo)致膠皮厚度不均甚至縱向開裂,溫度過低則膠液流出不暢,膠皮厚度不均,表面粗糙。噴體溫度過高,膠皮易溶斷,軟膠囊易變形粘連,溫度過低,內(nèi)容物易聚集結(jié)塊,堵塞噴頭;制冷溫度過高,膠液在滾輪上易流動(dòng),膠皮厚度不均,易堵塞制冷風(fēng)機(jī),溫度過低,膠皮過冷,水蒸氣易于膠皮表面液化,導(dǎo)致膠皮黏度增加,操作不便。膠盒溫度及制冷溫度對(duì)囊皮有較大影響,應(yīng)控制膠盒溫度50~60℃,制冷溫度為16~18℃,制冷溫度可以根據(jù)室溫適當(dāng)調(diào)整,但不可溫度不可低至滾輪出現(xiàn)水珠,否則膠皮黏性太大,不利于操作及成型;噴體溫度不僅影響膠皮質(zhì)量,對(duì)內(nèi)容物流動(dòng)性也有影響,為保證膠皮韌性佳,軟膠囊裝量均一,噴體溫度通常確定為35~37℃。
為考察工藝穩(wěn)定性,按實(shí)驗(yàn)優(yōu)選條件進(jìn)行了中試實(shí)驗(yàn),投入大豆油4.85 kg,蜂蠟138 g,浸膏粉2.21 kg,揮發(fā)油11 mL,膠體磨研磨20 min,內(nèi)容物呈深棕褐色;囊皮配料為明膠5 kg,甘油2 kg,水5 kg,羥苯乙酯12 g,約制備出軟膠囊9 000粒,成型率約90%。制備出的艾附暖宮軟膠囊裝量為0.8 g,按照中國(guó)藥典規(guī)定,裝量差異符合藥典規(guī)定,每粒裝有0.24 g浸膏粉,蜂蠟量為0.015 g,大豆油為0.526 4 g,揮發(fā)油含量為 0.75 μL,每粒相當(dāng)于生藥量為1.41 g,按艾附暖宮丸的用法用量規(guī)定,改良后的艾附暖宮軟膠囊用法用量為每次2粒,每日3次,相比于原丸劑,服用量大大減少。