復方黃芪膠囊處方優化及質量評價

莫諾蘭， 趙 穎， 郭子右， 劉玉娟， 李 鑫， 梅 凱， 李婷婷， 吳 清

(北京中醫藥大學中藥學院，北京 102488)

隨著人們生活水平的改善，高脂血癥發病率逐年提高[1]，它是一種全身脂代謝異常疾病[2]，患者?；加蟹逝諿3]和多種相關并發癥[4]，臨床上大多使用他汀類藥物[5]進行治療，但長期服用會有肌肉毒性和肝臟毒性[6]。因此，研發出安全有效的降血脂藥物具有重要臨床意義。

復方黃芪方是臨床輔助治療高脂血癥的經驗方，由黃芪、酒大黃等中藥組成，本方臨床用法為水煎煮口服，存在穩定性差、服用不便、難以質量控制等問題，故擬將其開發成膠囊劑。課題組前期已確定復方黃芪方提取純化工藝[7]，而本實驗將采用D-optimal試驗設計解決輔料配比問題，得到最優處方，該方法以盡可能少的實驗次數獲得盡可能全面的處方配比[8]，具有簡便、高效、準確等優點，在處方優化設計中應用較廣泛[9]，最后對成品顆粒和膠囊進行質量評價，以期為復方黃芪膠囊后續研發生產提供依據。

1 材料

Thermo Ultimate 3000型高效液相色譜儀、Ultimate型可變波長檢測器(美國賽默飛世爾科技公司)；Waters e2695型高效液相色譜儀、Waters 2424型蒸發光散射檢測器(美國Waters公司)；ZF-1型三用紫外分析儀(上海寶山顧村光電儀器廠)。

浸膏粉(自制)。酒大黃(批號20180508，北京本草方源藥業有限公司，生品經北京中醫藥大學中藥學院劉春生教授鑒定為蓼科植物唐古特大黃RheumtanguticumMaxim.ex Balf.的干燥根和根莖，炮制品符合2015年版《中國藥典》標準)。氯化鈉(批號20170305)、乳糖(批號20180112)、淀粉(批號20170725)、氯化鉀(批號20151015)、氯化鎂(批號20151128)、硝酸鉀(批號20160524)、碳酸鉀(批號20151022)、溴化鈉(批號20160113)(北京化工廠)；糊精(批號20170702)、二氧化硅(批號170710)(安徽山河藥用輔料股份有限公司)；微晶纖維素(批號20180402，湖州菱湖新望化學有限公司)；空心膠囊(批號1809，上海紅星膠丸有限公司)。95%藥用乙醇(北京高華偉業食品添加劑有限公司)；其他試劑均為分析純；水為去離子水。

2 方法與結果

2.1 復方黃芪膠囊制備 酒大黃單獨粉碎成細粉，黃芪等其余藥材加12倍量水煎煮3次，每次1 h，濾過，合并濾液，減壓濃縮至0.1 g/mL(生藥量)，常溫下加入3 g/L殼聚糖，400 r/min攪拌10 min，靜置24 h，4 000 r/min離心20 min，取上清液，減壓干燥(60～80 ℃)。干浸膏粉碎過80目篩，與處方量酒大黃粉和適宜輔料混合均勻，以95%乙醇為潤濕劑制軟材，過18號篩制粒，60 ℃下干燥1.5 h，整粒，裝0號膠囊，即得。

2.2 輔料用量確定 根據臨床處方每日用藥量、出膏率、酒大黃出粉率、填充0號膠囊所需用量，得出可填充輔料用量約為整體處方粉末的20%。

2.3 處方優化

2.3.1 輔料種類篩選 選擇乳糖、糊精、可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅作為輔料，考察它們分別與復方黃芪方粉末混合后的吸濕性和流動性，配伍處方見表1。

表1 配伍處方

2.3.1.1 吸濕性能研究 將底部盛有飽和氯化鈉溶液的干燥器放入25 ℃恒溫箱中平衡48 h，使干燥器內相對濕度為75%，取表1中配伍處方粉末各約2 g，精密稱定，置于干燥至恒重的扁形稱量瓶底部，厚度約為2 mm，將扁形稱量瓶(蓋打開)放入底部盛有飽和氯化鈉溶液的干燥器中，于2、4、8、12、24、48、60、72、96、120 h稱定質量，計算吸濕率，公式為吸濕率=[(吸濕后粉末質量-吸濕前粉末質量)/吸濕前粉末質量]×100%。以吸濕率為縱坐標，吸濕時間為橫坐標繪圖，見圖1。

圖1 配比處方粉末吸濕率

由此可知，吸濕率依次為空白混合粉>糊精>乳糖>二氧化硅>可溶性淀粉>微晶纖維素；吸濕120 h后空白處方幾乎完全液化，表明需加入一定量稀釋劑來改善其吸濕性，從而保證終產品外觀完整性及質量穩定性，其中二氧化硅、可溶性淀粉、微晶纖維素效果較好。

2.3.1.2 流動性能研究 采用固定漏斗法測定表1中配伍處方粉末休止角[10]。將3只漏斗串聯，最低漏斗的下口距水平放置坐標紙1.5 cm(H)處，將粉末沿漏斗壁倒入最上層漏斗中，直到最下面漏斗形成的藥粉圓錐體尖端接觸到漏斗下口為止，由坐標紙測出圓錐體底部半徑(R)，計算休止角α，公式為α=arctan(H/R)。結果，休止角依次為空白混合粉(51.08°)>乳糖(50.22°)>糊精(49.62°)=可溶性淀粉(49.62°)>微晶纖維素(49.32°)>二氧化硅(47.09°)，表明輔料能改善空白處方流動性，以二氧化硅改善效果最好；但其休止角均>40°，流動性較差，表明單一輔料不能滿足生產要求，故后續采用D-optimal試驗設計篩選混合輔料。

2.4 D-optimal試驗設計 綜合前期單因素試驗結果，選擇可溶性淀粉(A)、微晶纖維素(B)、二氧化硅(C)用量作為影響因素，吸濕率、休止角作為評價指標。前期預實驗顯示，在輔料總量為1的情況下，混合輔料優選范圍為可溶性淀粉用量40%～60%，微晶纖維素用量40%～60%，二氧化硅用量0～20%。采用Design-Expert 11.0軟件進行D-optimal試驗設計，根據擬合模型回歸系數方差最小化、回歸模型預測精度最高的原則組成16個模擬處方，結果見表2。

表2 試驗設計與結果

采用Design-Expert 11.0軟件進行方差分析，結果見表3。由此可知，可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅以不同比例混合時，對吸濕率、休止角均有顯著影響(P<0.05)。采用最小-最大標準化法[正向指標(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，負向指標(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)]進行數據標準化處理，以解決數據趨同化和量綱問題，然后進行權重分析。由于處方吸濕性強會使膠囊吸潮性強[11]，對最終產品影響更大，故以其為主要指標，權重系數為0.6；休止角會影響膠囊裝量差異和大生產工藝，作為次要指標，權重系數為0.4。對各指標測定結果進行模型擬合與回歸分析，以失擬閾值、復相關系數、調整復相關系數、預測復相關系數為綜合指標，判斷并選取最佳回歸模型，結果見表2，方差分析見表3，擬合方程分析見表4。

表4 擬合方程分析

由表4可知，對于吸濕率，軟件建議線性模型或特殊四次模型，其中后者擬合度更高，更能體現吸濕率的變化趨勢；對于休止角，軟件建議二次模型；對于綜合評分，軟件建議特殊四次模型；各指標模型失擬閾值均>0.05，為非小概率事件，所得方程與實際擬合中非正常誤差所占比例小，可信度高；所有模型復相關系數在0.6～1.0之間，表明方程擬合度較高。

各評價指標擬合方程分別為吸濕率Y=5.60A+5.09B+7.06C+1.13AB-0.15AC-0.72BC-177.89A2BC+86.21AB2C+59.19ABC2(P=0.003 3)、休止角Y=45.76A+47.18B+45.54C+1.79AB-10.32AC-11.76BC(P=0.038 7)、綜合評分Y=59.23A+67.35B+20.85C-46.13AB+71.97AC+98.75BC+9 229.06A2BC-4 350.23AB2C-3 448.84ABC2(P=0.030 9)，可知P均<0.05，表明模型合理可信。

各輔料對吸濕率、流動性、綜合評分的影響分別見圖2～4，各評價指標的中間基準值均為A=0.467，B=0.467，C=0.067；三線交匯點為評價指標的中間基準值，表示各因素對其影響程度相同，對應橫坐標的0點處；橫坐標0點向左均為負值，代表中間基準點減去坐標數的各因素值，而向右均為正值，代表中間基準點加上坐標數的各因素值；縱坐標為指標值，單位同各指標單位。

注：A、B、C分別為可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅用量。

由圖2可知，各輔料對吸濕率均有明顯影響，而且不呈線性關系，在基準量之下時，B對吸濕率有消極影響，而A、C有積極影響，并且C比A曲線更陡，表明其抗吸濕性更好；在基準量之上時，A對吸濕率有消極影響，必須在一個恰當的值才能有效降低吸濕率，B有積極影響，而C呈現緩慢的拋物線，有消極影響，并且劑量增加時吸濕變強。由圖3可知，各輔料對流動性均有顯著影響，A、B與休止角呈正相關，而且用量越大，流動性越差，以后者更明顯；在基準量之下時，C與休止角呈負相關，并且用量越大，流動性越好，而在基準量之上時與其呈負相關，并且用量越大，流動性越差。由圖4可知，各輔料對綜合評分均有顯著影響，在基準量之下時，B、C均會使綜合評分降低，而A則可其升高；在基準量之上時，B會使綜合評分升高，A恰好相反，C則呈現整體負相關趨勢，但用量增加到一定值后該趨勢變緩。

注：A、B、C分別為可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅用量。

注：A、B、C分別為可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅用量。

圖5顯示，對于取值越大越好的綜合評分來說，各輔料用量都不是越大越好，而是在一定范圍內以一定比例組合才能達到最優；從效應面來看，各輔料之間具有顯著的交互作用，對吸濕性、休止角的影響具有加強或減弱效果。

注：A、B、C分別為可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅用量。

設定綜合評分的理想響應值為最大值，得到最優處方為可溶性淀粉、微晶纖維素、二氧化硅配比0.481 3∶0.418 7∶0.100 0，綜合評分為89.10分。再制備3批膠囊進行驗證試驗，結果見表5。由此可知，各評價指標實測值與預測值接近，表明模型可靠，可用于預測，但休止角仍大于40°，流動性改善程度不理想，故后續以95%乙醇為潤濕劑，通過濕法制粒裝膠囊，以期使流動性滿足生產要求。

表5 驗證試驗結果(n=3)

2.5 膠囊內容物性能評價

2.5.1 堆密度 取顆粒5.0 g(W)，置于25 mL量筒中，記錄體積，使其從固定的高度落下，重復振動50次后記錄體積(Vc)，平行3次，計算堆密度，公式為堆密度=W/Vc。結果，顆粒堆密度為0.46 g/mL，比較穩定，符合膠囊日服用量10粒的裝量要求。

2.5.2 臨界相對濕度 配制6種相對濕度的過飽和鹽溶液，置于干燥器中，室溫下密閉飽和24 h，使干燥器內部達到相應濕度(飽和溶液分別為MgCl2、K2CO3、NaBr、NaCl、KCl、KNO3，相對濕度分別為33.00%、42.76%、57.70%、75.28%、84.26%、92.48%、100.00%)。取約2 g顆粒，精密稱定，裝入已干燥至恒重扁形稱量瓶中，精密稱定質量，開蓋放于不同相對濕度干燥器中，放于25 ℃恒溫環境下，7 d后打開干燥器，精密稱定質量，計算吸濕率，再以相對濕度為橫坐標，吸濕率為縱坐標繪制吸濕曲線，結果見圖6。由此可知，顆粒臨界相對濕度約為75%，故在生產、包裝、貯存等環節中環境濕度應控制在75%以下，以確保最終產品穩定，防止吸濕變質。

圖6 膠囊吸濕曲線

2.6 膠囊質量評價 按照2020年版《中國藥典》四部通則0832、0103、0921進行測定。結果，膠囊含水量為5.1%，平均裝量為0.37 g，裝量差異為-2.5%～3.0%，在17 min內全部崩解，表明均符合相關規定。

3 討論

復方黃芪方中除了酒大黃以細粉入藥外，其余藥味均水提干燥為浸膏粉，故極易吸濕，導致膠囊變色、變軟甚至霉變，影響其質量[12]和臨床療效[13]。前期發現，酒大黃原粉能在一定程度上改善浸膏粉吸濕性，可代替一部分輔料，從而降低成本，節約原料?？紤]到復方黃芪方臨床服用量較大，同時酒大黃用量固定，可能無法完全替代輔料作用，故在保證每日服用量的基礎上降低服用次數，綜合考慮出膏率和出粉率，選擇0號膠囊裝載藥味。同時，根據每日服用量和膠囊裝量，確定藥輔比為4∶1。

研究表明，單一輔料無法完全滿足藥劑工藝生產要求，故混合輔料應運而生[14]。為了獲得符合生產要求、具有良好吸濕性和流動性的膠囊內容物，本實驗采用D-optimal試驗設計篩選混合輔料比例，并對處方進行優化，它是一種特殊類型的響應面設計試驗，常應用于藥理學、藥劑學、食品科技等領域[15]，特別適合將范圍不同的物質混合在一起，可在具有數學可能性區域中形成新的實驗區域，優化方案可減少需要評估的點數，能在減少運行次數的同時可靠地估計實驗區域中每個點的比例，與其他設計相比更節省原料和時間[16]。

綜上所述，本實驗得到了既能抗吸濕，又有良好流動性的混合輔料，所用的D-optimal試驗設計結果可靠，預測精度高，可為復方黃芪膠囊制備過程中成型輔料的篩選提供參考。