Design－Expert響應面法優選無糖型乳康顆粒成型工藝

劉 勇，呂慧鋒，張 瓊，張煥娣

（1.陜西省藥品技術審核查驗中心，陜西 西安718865；2.西安千禾藥業股份有限公司，陜西 西安710075）

乳康顆粒由牡蠣、瓜蔞、海藻、黃芪、天冬、夏枯草、三棱、玄參、白術、莪術、丹參、乳香、沒藥、浙貝母、雞內金（炒）15味藥材組方，具有疏肝解郁、理氣止痛、活血破瘀、消積化痰、軟堅散結、補氣健脾功效[1]，主要用于治療女性乳腺增生[2]。現行批準工藝中，將雞內金、浙貝母、乳香、沒藥粉碎成細粉，其余11味中藥加水煎煮，濾過，濾液濃縮后醇沉，靜置濾過，濾液濃縮，再加入上述藥粉，混勻，減壓干燥，粉碎成細粉，然后加入適量乳糖、蔗糖，制成顆粒[1]。該制劑為有糖型顆粒，制粒過程中加入了大量蔗糖，不符合現代女性和特殊人群的健康及用藥需求，使臨床應用受到限制。本研究中參考文獻[3－4]，以顆粒的成型性、溶化性、流動性、吸濕性為評價指標，篩選了無糖型乳康顆粒使用輔料的品種、用量配比及最佳成型工藝。現報道如下。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

HLSG220B型濕法混合制粒機（遼寧祥安制藥機械有限公司）；YK－160型搖擺顆粒機（江蘇瑰寶集團有限公司）；TG－Z－A－Ⅲ型熱風循環烘箱（常州市震華干燥設備有限公司）；ZS－515型旋振篩（天津世紀茂源機械有限公司）；AT201型電子天平（Mettler Toledo公司，精度為十萬分之一）；標準藥典篩（浙江上虞市道墟張興紗篩廠）。

1.2 試藥

干膏粉（自制）；乳糖（荷蘭FrieslandCampinaDMVB.V.公司）；微晶纖維素、糊精、可溶性淀粉（湖州展望藥業有限公司）；甘露醇（北京奧博星生物技術有限責任公司）；羧甲基纖維素鈉（安徽山河輔料有限公司）；乙醇（河南新鄉先鋒醫藥新材料有限公司）；乳康顆粒為實驗室自制。

2 方法與結果

2.1 干膏粉制備[1]

取樣品處方量藥材，將雞內金、浙貝母、乳香、沒藥粉碎成細粉，其余11味藥材加水煎煮2次，每次加12倍量水，煎煮2 h，合并煎液，濾過，濾液濃縮至相對密度為1.10～1.20（60℃）；加入乙醇使含醇量達70%，靜置24 h，濾過，濾液濃縮至相對密度為1.30～1.35（60℃）；加入上述藥粉，混勻，減壓干燥（真空度0.060～0.085 MPa，干燥溫度60～65℃，干燥時間15～17 h），干膏粉碎成細粉，備用。

2.2 輔料篩選

乳康顆粒為中藥復方顆粒，且處方中含有膠質藥材乳香、沒藥，吸濕性較強，若輔料選擇不當或配制比例不當均可影響產品質量和效期，故吸濕性較小的無糖型輔料為首選。無糖型顆粒劑常用填充劑主要有糊精、可溶性淀粉、乳糖、微晶纖維素、甘露醇、羧甲基纖維素鈉等，其中以甘露醇、乳糖、糊精的抗濕性最佳，故初步選用甘露醇、乳糖、糊精3種輔料，設計不同的制劑處方，進一步篩選最佳的配比和用量。

2.3 輔料種類篩選

取甘露醇、乳糖、糊精3種輔料，按干膏粉與輔料1∶2的比例，分別稱取各種輔料，加入干膏粉中混勻，用70%乙醇制軟材，過16目篩制成濕顆粒，觀察并記錄制粒情況，將濕顆粒平鋪于烘盤，厚度為2 cm，于60℃干燥3 h，以其成型性、流動性、吸濕性、溶化性為評價指標，篩選最優輔料及制劑比例。綜合指標評價結果見表1。

表1 綜合指標評價結果Tab.1 Evaluation results of comprehensive indicators

成型性：按2015年版《中國藥典（四部）》通則0982第二法雙篩分法進行測定[5]。將制備好的顆粒先過1號篩，再過5號篩，收集能通過1號篩但不能通過5號篩的顆粒并稱定質量。按公式計算成型率。

成型率（%）＝過篩后顆粒質量／過篩前顆粒質量×100%

流動性：采用固定漏斗法測定，取已知半徑(r)的表面皿，在背面中心處劃上標記，將漏斗豎直固定于水平桌面的支架上，漏斗下端對準表面皿的中心，取合格顆粒，自漏斗上方自然流下，當漏斗下方形成的顆粒椎體邊緣與表面皿邊緣重合后即停止，測量錐體高度(h)，顆粒流動性用休止角(α)評價（α＝Arctanh／r）。

吸濕性：將3種配方制得的顆粒于105℃干燥至恒重，分別取1.0 g，精密稱定，將其平鋪入3個已恒重的稱量瓶中，精密稱定，再將其放入有KNO3過飽合溶液的干燥器中（相對濕度為92.5%），并打開稱量瓶蓋，48 h后稱定質量[6]，共測定3次，計算平均吸濕率。

吸濕率＝（吸濕后顆粒質量－吸濕前顆粒質量）／吸濕前顆粒質量×100%

溶化性：取樣品1 g，精密稱定，放入干燥至恒重的50 mL離心管中，加入25 mL沸水，攪拌、振蕩5 min，離心，棄上清液，殘渣于105℃烘箱中烘干至恒重，取出。稱定干燥后殘渣的質量，計算溶化率。

溶化率＝溶化顆粒質量／顆粒質量×100%

綜合評分及結果分析[7]：因處方中有生藥粉直接入藥且所選輔料為可溶性輔料，故其溶化性受生藥粉的影響較大，輔料和制粒用乙醇雖對溶化性有一定影響，但非主要因素。因此，綜合評價中各指標權重系數分別按成型率30、流動性30、吸濕率30、溶化率10進行分配，綜合評分(分)＝成型率×30＋（1－α／90°）×30＋（1－吸濕率）×30＋溶化率×10。由表1可知，乳糖－甘露醇（1∶1）的綜合評分最高，故選用乳糖－甘露醇（1∶1）混合輔料作為成型輔料。

2.4 成型工藝優化

2.4.1 單因素試驗

干膏粉與輔料用量配比（X1）：根據綜合指標評價結果選擇干膏粉與乳糖－甘露醇（1∶1）的混合輔料之比分別為1∶1.0，1∶1.5，1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0進行制粒，觀察制粒過程中的制粒情況，并測定成型性、流動性、吸濕性和溶化性4個關鍵指標，比較綜合評分，篩選最優干膏粉與輔料用量配比。結果見表2。可見，干膏粉與輔料用量配比在1∶1.5～1∶2.5范圍內綜合評分差異不大，均可滿足生產工藝及檢測標準要求。

表2 不同干膏粉與輔料用量配比制粒與綜合評分Tab.2 Granulation of different dosage ratios of dry paste powder and excipients and the results of comprehensive score

乙醇體積分數（X2）：選擇干膏粉與乳糖－甘露醇（1∶1）的混合輔料為1∶2.0，乙醇體積分數分別為50%，60%，70%，80%，90%，95%進行制粒，觀察制粒過程中的制粒情況，并測定成型性、流動性、吸濕性和溶化性4個關鍵指標，比較綜合評分，篩選最佳乙醇體積分數范圍。結果見表3。可見，乙醇體積分數在70%～90%便于制粒，可滿足生產工藝及檢測標準要求。

表3 不同乙醇體積分數制粒情況與綜合評分Tab.3 Granules prepared with different ethanol volume fractions and their comprehensive scores

乙醇用量（X3）：選擇干膏粉與乳糖－甘露醇（1∶1）的混合輔料為1∶2.0，乙醇體積分數為70%，乙醇用量分別為混合粉的6%，8%，10%，12%，14%，16%進行制粒，觀察制粒過程中的制粒情況，并測定成型性、流動性、吸濕性和溶化性4個關鍵指標，比較綜合評分，篩選最佳乙醇用量。結果見表4。可見，乙醇用量在10%～14%便于制粒，可滿足生產工藝及檢測標準要求。2.4.2 Design－Expert響應面法優化工藝

表4 不同乙醇用量制粒情況與綜合評分Tab.4 Granules prepared with different ethanol dosage and their comprehensive scores

在單因素試驗基礎上進行三因素三水平設計，詳見表5。采用Design－Expert 8.0.6軟件，以干膏粉與輔料用量配比（X1）、乙醇體積分數（X2）、乙醇用量（X3）3個因素為自變量，以顆粒成型性（Y1）、溶化性（Y2）、吸濕性（Y2）、流動性（Y4）的綜合評分(Y)為響應值進行模型擬合。結果見表6。

表5 響應面試驗因素水平表Tab.5 Factors and levels of the response surface test

表6 響應面試驗設計及結果Tab.6 Design and results of the response surface test

利用Design－Expert 8.0.6軟件處理數據，擬合得到響應值Y與自變量X1，X2，X3之間的二次多元回歸模 型 方 程Y＝72.09－6.14X1－9.07X2＋2.49X3－11.59X1X2＋13.57X1X3＋5.59X2X3＋0.74X12－6.69X22－10.66X32，對上述回歸模型進行方差分析。結果見表7。

由表7可知，乙醇體積分數對響應值的影響最大，干膏粉與輔料用量配比次之，且乙醇用量對響應值的影響是非線性的[8]。由方差分析結果可知，該模型擬合程度較好，試驗誤差小，且模型的殘差可能是由隨機誤差所產生。模型能較好地反映干膏粉與輔料用量配比、乙醇體積分數、乙醇用量與綜合指標評分之間的變化關系，能用于無糖型乳康顆粒的成型工藝分析和預測。

圖1各影響因素交互作用的三維響應面圖A．Dry paste powder to excipient ratio－ethanol volume fraction B．Dry paste powder to excipient ratio－ethanol dosage C．Ethanol volume fractionethanol dosageFig．1 Three dimensional response surface diagram of interaction of various influencing factors

按所得模型繪制干膏粉與輔料用量配比、乙醇體積分數、乙醇用量對無糖型乳康顆粒成型工藝影響的3D響應面圖，結果見圖1。響應面圖中曲線越陡，表明該因素對Y值的影響越大。由圖1可知，乙醇體積分數對綜合指標評分的影響最大，干膏粉與輔料用量配比次之，乙醇用量最小，與表7方差分析結果一致。根據試驗分析結果，計算并預測二次回歸方程，結果無糖型乳康顆粒的最佳成型工藝為干膏粉與輔料用量配比1∶1.5（m∶m），乙醇體積分數70.94%，乙醇用量為混合藥粉的12.94%。

表7 二次多元回歸模型方差分析結果Tab.7 Results of the ANOVA of quadratic multiple regression model

2.6 工藝驗證

根據最優工藝篩選結果，結合實際情況，將無糖型乳康顆粒的最終成型工藝調整為干膏粉與輔料用量配比1∶1.5（m∶m），乙醇體積分數70.94%，乙醇用量為混合藥粉的12.94%。根據各因素優選的結果進行3組平行驗證試驗，結果綜合指標評分的平均值為82.13分，RSD為0.26%。測定結果穩定，偏差不大，表明該試驗結果合理、可靠。

3 討論

本研究中在原有輔料的基礎上選擇甘露醇替換原輔料蔗糖，并以顆粒的成型性、溶化性、流動性及吸濕性為評價指標，篩選出無糖型乳康顆粒的最佳成型工藝，即乳糖與甘露醇配比為1∶1，干膏粉與輔料用量配比為1∶1.5（m∶m），乙醇體積分數為70.94%，乙醇用量為混合藥粉的12.94%，優化后的工藝穩定、可靠，所制得的顆粒外觀粒度及流動性均較好，吸濕性小，溶化性佳，可用于無糖型乳康顆粒的生產。