李 輝 高榕波 張吉梅 孫明爽

1.山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)藥學(xué)院，山東 泰安 271016； 2.蘇州大學(xué)藥學(xué)院，江蘇 蘇州 215325

布洛芬的作用機(jī)制是通過對環(huán)氧酶的抑制而減少前列腺素的合成，并通過下丘腦體溫調(diào)節(jié)中心而發(fā)揮解熱作用[1]。已有研究表明，由于布洛芬的消除相半衰期較短(約2 h)，每日需服藥3～4次[2]。為了減少給藥次數(shù)，方便患者，國外從20世紀(jì)80年代開始研制布洛芬緩釋/控釋制劑，既有效地提高了療效,又減輕了胃腸道副作用[3]，而且每日只需服藥1～2次。本研究擬采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)——效應(yīng)面法[4-5]，以1小時(shí)、6小時(shí)和12小時(shí)累積釋放度為效應(yīng)值，對釋放度影響較大的布洛芬含量和乙基纖維素(ethyl cellulose, EC)與聚乙烯吡咯酮(PVP K30)的比值這兩個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化，使最終得到的布洛芬緩釋片具有較好的釋放行為。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1儀器

單沖壓片機(jī)、高效液相色譜儀、垂熔玻璃漏斗、溶出儀、分析天平、超聲清洗器。

1.1.2材料

布洛芬、PVP K30、EC、滑石粉、十二烷基硫酸鈉(SDS)、甲醇(色譜純)、磷酸。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1布洛芬緩釋片的制備及釋放度考察

采用粉末直接壓片法[6]制備布洛芬骨架緩釋片[9]。分別將布洛芬原料、EC、PVP K30、滑石粉過80目篩備用，將處方量的上述物料按研磨混合法混合后壓片。

采用《中國藥典》(2015年版)第四部溶出度與釋放度測定法中的第二法即漿法測定布洛芬緩釋片的釋放度。試驗(yàn)條件如下：釋放介質(zhì)為3% SDS水溶液，轉(zhuǎn)速為100 r/min，取樣時(shí)間為1 h, 6 h, 12 h，每次取樣后及時(shí)補(bǔ)充新鮮的釋放介質(zhì)。采用高效液相色譜法[7]測定不同時(shí)間介質(zhì)中的布洛芬濃度并計(jì)算累積釋放度，色譜條件為：流動相：甲醇∶0.03%磷酸水溶液=8∶2，檢測波長：222 nm，檢測溫度：室溫，進(jìn)樣量：20 μL。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用Design--expert 8.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

1.2.2星點(diǎn)設(shè)計(jì)——效應(yīng)面法優(yōu)化布洛芬緩釋片的處方

打開Design-expert 8.0，選擇效應(yīng)面法中的中心組合設(shè)計(jì)(central composite design)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)[8]，以EC∶PVP K30的比例(EC vers PVP)和布洛芬的含量(IB content)為2因素，分別考察5個(gè)水平：±α、0、±1。其中EC vers PVP的﹢1和-1分別對應(yīng)的實(shí)際值為0.9和0.45，IB content的+1和-1分別對應(yīng)的實(shí)際值為0.5和0.1?？疾斓男?yīng)值為1小時(shí)累積釋放度(Q1)，6小時(shí)累積釋放度(Q6)和12小時(shí)累積釋放度(Q12)，生成實(shí)驗(yàn)方案。

按照軟件生成的處方制備布洛芬緩釋片并考察其在不同時(shí)間的累積釋放度[9]，填入表格，進(jìn)行模型擬合分析，并優(yōu)化布洛芬緩釋片處方，優(yōu)化目標(biāo)：Q1為10.00%，Q6為60.00%，Q12為98.00%，按軟件給出的處方再次制備布洛芬緩釋片，考察其釋放行為，并與軟件預(yù)測值進(jìn)行比較。

2 結(jié) 果

2.1 星點(diǎn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案及釋放度結(jié)果

將EC vers PVP的﹢1和-1分別對應(yīng)實(shí)際值0.9和0.45，IB content的+1和-1分別對應(yīng)實(shí)際值0.5和0.1輸入Design-expert 8.0，軟件生成的試驗(yàn)方案及相應(yīng)的累積釋放度見表1。

表1 星點(diǎn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果(代碼值)

2.2 模型擬合與顯著性分析

根據(jù)表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，用Design-Expert 8.0進(jìn)行分析，分別對Q1、Q6和Q12的結(jié)果進(jìn)行模型擬合，結(jié)果表明3個(gè)效應(yīng)值與2因素均符合二因素交互模型，對結(jié)果進(jìn)行ANOVA方差分析，具體見表2。

表2 2FI模型參數(shù)

表2的結(jié)果表明Q1、Q6、Q12采用2FI模型擬合的F值均顯著，表明模型顯著；失擬值P>0.05，表明失擬不顯著，說明該模型擬合良好；3個(gè)結(jié)果的“Adeq Precision”都大于4，一般認(rèn)為該值大于4即為信號充足，結(jié)果可信。綜上所述，2FI模型可以用于指導(dǎo)當(dāng)前處方設(shè)計(jì)。

用編碼值處理得到的最終方程為：

Q1h=14.77-5.50×A-1.00×B+1.39×A×B+2.49×A2-0.89×B2

Q6h=72.88-14.03×A-4.19×B+3.97×A×B+3.87×A2-7.97×B2

Q12h=101.7-6.63×A-1.28×B+3.06×A×B+0.26×A2-7.81×B2

2.3 效應(yīng)曲面分析

使用Design-Expert 8.0.6軟件，根據(jù)所擬合的二項(xiàng)式方程，分別以Q1、Q6、Q12為效應(yīng)值，EC vers PVP和IB content為2因素，繪制三維效應(yīng)面圖，結(jié)果見圖1、2、3。 從圖中可以看出，若固定B項(xiàng)EC vers PVP的值，當(dāng)A項(xiàng)IB content減少時(shí)，1 h和6 h累積釋放度不斷增加，12 h累積釋放度變大。而當(dāng)A項(xiàng)IB content不變時(shí)，改變B項(xiàng)EC vers PVP的值，1 h累積釋放度變化較小，6 h和12 h累積釋放度先變大后變小。由此可以看出與所得出的回歸方差擬合方程的分析結(jié)果相符，即在布洛芬緩釋片的初期釋放與布洛芬含量有關(guān)，隨著時(shí)間的推移，會逐漸受到A項(xiàng)IB content和B項(xiàng)EC vers PVP的影響，其中，B項(xiàng)EC vers PVP的影響會逐漸增大。

2.4 處方優(yōu)化及其驗(yàn)證試驗(yàn)

使用Design-Expert 8.0對IB content和EC vers PVP這兩項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化，目的使1小時(shí)的累積釋放度為10.00%，6小時(shí)的累積釋放度為60.00%，12小時(shí)的累積釋放度為98.00%，最終得到的處方如表3。

按照優(yōu)化后的處方，用前述的方法進(jìn)行壓片，溶出，檢測含量，計(jì)算釋放度，結(jié)果表明，釋放度的實(shí)際值與預(yù)測值相近，證明處方優(yōu)化成功，見表4。

圖1 1 h累積釋放度三維效應(yīng)面

圖2 6 h累積釋放度三維效應(yīng)面

圖3 12 h累積釋放度三維效應(yīng)面

表3 優(yōu)化處方及預(yù)測藥物累計(jì)的釋放量

表4 優(yōu)化參數(shù)及效應(yīng)值(Pred即預(yù)測值，Actl即實(shí)際值)

3 討 論

星點(diǎn)設(shè)計(jì)——效應(yīng)面法可通過對自變量和因變量進(jìn)行線性和非線性擬合來建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，再通過對數(shù)學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行分析來判斷模型是否符合要求，進(jìn)而建立3D模型，最后通過軟件的優(yōu)化程序?qū)?shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，具有實(shí)驗(yàn)次數(shù)少而精度高等特點(diǎn)，常被使用于藥學(xué)制劑工藝和處方篩選，它要求自變量必須是連續(xù)的且能夠被實(shí)驗(yàn)者自由控制。而布洛芬緩釋片在進(jìn)行溶出的過程中，其釋放度會受到藥物含量以及骨架材料與致孔劑比例的影響，且隨著時(shí)間的變化骨架材料與致孔劑比例的影響逐漸增大。因此本實(shí)驗(yàn)借助2因素5水平的星點(diǎn)設(shè)計(jì)——效應(yīng)面法對布洛芬緩釋片的處方進(jìn)行優(yōu)化，將得到的1小時(shí)、6小時(shí)和12小時(shí)累積釋放度為效應(yīng)值進(jìn)行二因素交互關(guān)系模型進(jìn)行非線性擬合，建立的數(shù)學(xué)模型相關(guān)性好，選取效應(yīng)面最佳取值區(qū)域的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行處方驗(yàn)證，該數(shù)據(jù)代入模型方程后得到的理論預(yù)測值和實(shí)測值偏差較小，證實(shí)所建模型預(yù)測較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明布洛芬的含量和乙基纖維素∶聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)對片劑的釋放度有較大的影響，因此本實(shí)驗(yàn)所采用的星點(diǎn)設(shè)計(jì)——效應(yīng)面法對布洛芬緩釋片處方的優(yōu)化，能達(dá)到多個(gè)效應(yīng)值同步優(yōu)化的目的。

最終確定布洛芬緩釋片的處方為：含布洛芬170 mg、乙基纖維素7 mg、PVP K30 21.00 mg、滑石粉2 mg。其中布洛芬為主藥，乙基纖維素為緩釋骨架材料，聚乙烯吡咯烷酮為致孔劑，滑石粉為潤滑劑。使用該處方制備的布洛芬緩釋片的累積溶出度為1小時(shí)10.54%，6小時(shí)61.63%，12小時(shí)100.75%，該片劑在第1個(gè)小時(shí)沒有突釋現(xiàn)象[10]，12個(gè)小時(shí)能夠釋放完全?？梢赃_(dá)到較好的緩釋作用，減少患者服藥次數(shù)，提高患者的依從性。