星點設計-效應面法在阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片處方優化中的應用

王 樂，陳 晶，薛 娜，邊虹錚，楊 欣

(河北化工醫藥職業技術學院制藥工程系，河北 石家莊 050026)

口服脈沖給藥系統適用于支氣管哮喘、心血管疾病、關節僵硬等具有晝夜節律性疾病，服用后可經過預定時滯后在疾病治療所需時間釋放藥物，提高患者用藥的順應性和藥效，減少不良反應[1-4]。星點設計是近年來藥學工作者采用較多的優化方法，與傳統的正交等設計法相比，具有方法簡便、擬合數據預測性好等優點[5-7]。阿魏酸哌嗪(piperazine ferulate)，3-甲氧基-4-羥基桂皮酸哌嗪，系從川芎中提取分離出的阿魏酸與哌嗪成鹽得到的，臨床上可用于腦梗死、冠心病等心血管疾病的治療[8]。本文以阿魏酸哌嗪為模型藥物，采用薄膜包衣技術制備脈沖釋藥片，通過星點設計-效應面法優化其處方，實現在疾病發作的最佳時間釋放藥物。

1 材料與方法

1.1 材料：阿魏酸哌嗪(武漢銀河化工有限公司，批號090801，純度99.1%)，微晶纖維素(德國JRS公司)，乳糖(德國Meggle公司)，羧甲基淀粉鈉(sodium carboxymethyl starch,CMS-Na，臺灣永日化學工業股份有限公司)，聚乙烯吡咯烷酮(polyvinglpyrrolidone,PVP K30，美國ISP公司)，乙基纖維素(ethyl cellulose,EC 10cp,泰安瑞泰纖維素公司)，檸檬酸三乙酯(triethyl citrate,TEC，蚌埠豐原醫藥科技公司)，PEG6000(上海高南化工廠)。

1.2 儀器：薄膜包衣設備(自制)；D-800型智能溶出試驗儀(天津大學無線電廠)；UV-2450紫外可見分光光度計(日本島津)；TDP 單沖式壓片機(上海第一制藥機械廠)。

1.3 方法

1.3.1 脈沖釋藥片的制備

1.3.1.1 片芯的制備：將阿魏酸哌嗪與乳糖、微晶纖維素、羧甲基淀粉鈉等按處方比例混合均勻，用10%PVP K30的95%乙醇溶液作為黏合劑制備軟材，過18目篩制粒，55℃干燥2h，過18目篩整粒，加入1%硬脂酸鎂，混勻后壓制成硬度為6kg、每片含阿魏酸哌嗪100mg，片質量為250mg。

1.3.1.2 包衣片的制備：使用80%乙醇將EC溶解后配成濃度為5%的溶液，并加入少量PEG6000、滑石粉和TEC。包衣液中各成分含量如下，EC為5%，PEG6000為6%(按EC用量計)，滑石粉25%(按EC用量計)，TEC為10%(按EC用量計)。包衣過程中，包衣鍋轉速為20r/min，包衣液流速3mL/min，片床溫度控制在39～41℃，進風溫度為62～64℃，出風溫度為30～32℃。

1.3.2 體外釋放度的測定方法

1.3.2.1 標準曲線的建立：精密稱取阿魏酸哌嗪，用新鮮脫氣純化水為介質，配制濃度分別為0.001 2、0.002 4、0.003 6、0.004 8、0.006 0、0.007 2g/L的溶液，在310nm處測定吸收度，經線性回歸后標準曲線為A=100.29C+0.021，r=0.999 8，表明吸收度與濃度之間線性關系良好。

1.3.2.2 體外釋放度測定：取脈沖釋藥片照中國藥典2010年版附錄XC第一法操作[9]，以1 000mL新鮮脫氣純化水為溶出介質，溫度為(37.0±0.5)℃，轉速為50r/min。于規定時間取樣后經0.45μm微孔濾膜濾過，取續濾液經稀釋后在310nm波長處測定吸收度，計算藥物累積釋放度。以藥物累積釋放度達到10%的時間作為藥物釋放的時滯。

2 結 果

2.1 星點設計：在預實驗的基礎[10]上，采用星點設計對片芯中CMS-Na用量(X1，mg)和包衣層厚度(X2，%)進行2因素5水平的優化，見表1。按照所設計的處方制備脈沖釋藥片并測定體外釋放度，以釋藥時滯作為考察指標，實驗設計及結果見表2。

表1 星點設計的考察因素水平及實際物理量Table 1 Levels of independent variables and their physical forms

表2 實驗設計及結果Table 2 Experimental design and results

2.2 方程擬合：采用Design Expert 7.1軟件，以釋藥時滯為因變量Y，CMS-Na用量、包衣層厚度為因變量X1、X2分別進行多元線性回歸和二次多項式回歸。擬合后的多元線性方程為Y=2.810-0.483X1+1.242X2(r=0.951 0，P<0.000 1)；二次多項式方程為Y=18.342-0.704X1-3.718X2-0.001X12+0.379X22+0.042X1X2(r=0.992 2，P<0.000 1)。二次多項式由于擬合系數更高，因此更適合對本實驗進行優化分析。

3.3 處方優化及預測性評價：采用Design Expert 7.1軟件，對上述擬合的二次多項式繪制二維等高線圖和三維效應面圖，結果見圖1，2。

圖1 釋藥時滯與CMS-Na用量、包衣層厚度的二維等高線圖

Figure1Two-dimensionalcontoursmapsoflagtimeinvitrowithamountofsodiumcarboxymethylstarchandweightofcoatinglayer

圖2 釋藥時滯與CMS-Na用量、包衣層厚度的三維效應面圖

Figure2Three-dimensionalresponsesurfaceoflagtimeinvitrowithamountofsodiumcarboxymethylstarchandweightofcoatinglayer

考慮到阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片用來治療心腦血管疾病，而此類疾病發作具有晝夜節律性，在凌晨發作頻率較高，因此控制脈沖釋藥片在口服5～6h后釋放藥物可更好的發揮藥物的療效。為考察擬合后的二次多項式對試驗結果預測的準確性，在圖1時滯為5～6h的優選區域內選擇4個處方點，分別為處方1-X1為7，X2為5；處方2-1為9，X2為6；處方3-X1為11，X2為6.5；處方4-X1為13，X2為7。每個處方均制備三批樣品，分別測定其體外釋放時滯，并以偏差表示預測時滯與實測時滯的偏離程度，結果見表3。偏差=[預測時滯-實測時滯)/預測時滯]×100%。

Batch No.Predicted lag time(h)Observed lag time(h) Bias(%)15.725.62±0.11-2.00±1.2225.535.48±0.15-3.20±3.6235.335.30±0.1-0.57±3.4545.395.48±0.122.03±1.55

由結果可知，所選4個處方實測時滯與預測時滯的偏差在±3.2%以內，說明本文擬合的二次多項式方程可較好的描述因變量與自變量之間的關系，預測性良好。

3 討 論

本實驗采用優良性能的崩解劑及水不溶性包衣材料制備了阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片。脈沖片經口服后，水分會通過包衣層中致孔劑形成的孔道逐漸滲透進入片芯，使片芯內崩解劑膨脹，直至將包衣層脹破，釋放藥物。在預實驗的基礎上，本文通過星點設計安排實驗并對實驗結果進行了數學方程的擬合，在優選處方范圍內預測時滯與實測預測時滯接近，表明該方程對實驗結果具有較好的預測性，可用于阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片處方的優化。

[1] 孟建強,任麒,劉麗媛.時辰藥理學與多次脈沖給藥的應用[J].中國新藥與臨床雜志，2010,29(8):576-580.

[2] 周閨臣,鄒豪,鐘延強.三種自身觸發的脈沖給藥系統[J].第二軍醫大學學報，2010,31(7):782-786.

[3] 紀立偉,潘振華,陳桂蘭.口服脈沖式藥物輸送系統及國內研究進展[J].河北醫科大學學報,2001,22(5):313-315.

[5] 吳偉,崔光華.星點設計-效應面優化法及其在藥學中的應用[J].中草藥,2000,27(5):292-298.

[6] 劉艷杰,項榮武.星點設計效應面法在藥學試驗設計中的應用[J].中國現代應用藥學,2007,24(6):455-457.

[7] 王利勝,程龍,吳陽,等.星點設計-效應面法優化鹽酸普羅帕酮緩釋片處方[J].中國現代應用藥學,2012,29(11):998-1001.

[8] 郭玉麟，鐘三寶.阿魏酸哌嗪的合成及其藥理與臨床研究[J].華西藥學雜志，1987,2(1):52-54.

[9] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(二部)[M].北京：中國醫藥科技出版社，2010：附錄85-86.

[10] 王樂,陳晶,邊虹錚.阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片的制備及其體外釋藥影響因素考察[J].中國現代應用藥學,2012,29(4):342-345.