樸金凝膠的制劑工藝研究

唐家琪，崔春利，2*，劉 航，蔡熙雯，田王琪，孫彬濤，王 妍，尹嘉泰

(1.陜西中醫藥大學，咸陽 712046；2.陜西省中藥基礎與新藥研究重點實驗室，咸陽 712046；3.陜西中醫藥大學附屬醫院，咸陽 712000)

樸金方為多年臨床治療齲齒的經驗方，基于心火偏旺、濕濁阻滯，選用厚樸、郁金和五倍子3味中藥，共奏活血降火、燥濕消痰的功效。本研究以中藥提取物為制劑的主要成分，減少生物膜的總量或特定病原體的水平以抑制致齲微生物。原湯劑內服后臨床療效較好，但存在煎煮、攜帶、使用不便、易酸敗變質的缺點，且維持時間短、順應性差。為更好的利用該處方，本研究將其研制成使用方便、療效穩定的凝膠劑，將原胃腸道給藥途徑改為口腔黏膜給藥。此研究對于今后治療齲齒的中藥制劑開發奠定了基礎[1-7]。

1 儀器與試藥

1.1儀器 CP4102型電子天平(奧豪斯儀器常州有限公司)；D4型遠紅外磁熱爐(米技電子電器有限公司)；MARS Ⅲ型流變儀(Thermo Fisher公司)；YC-1800實驗型噴霧干燥機(上海雅程儀器設備有限公司)； Agilent 1260型液相色譜儀(美國安捷倫科技公司)；KQ-400KDE型超聲波清洗器(昆山超聲儀器有限公司)； UPR-I-20L型純水機(四川優普超純科技有限公司)。

1.2試藥 厚樸、郁金和五倍子，均購自陜西興盛德中藥飲片責任公司，批號分別為20170601、20190401、20170501；厚樸酚與和厚樸酚，均購自中國食品藥品檢定研究院，批號分別為110729-201513、110730-201313；卡波姆-980、卡波姆-940和卡波姆-934，均購自重慶義久生物科技有限公司，批號分別為20190927、20180314、20181019；甘油(山東瑞生藥輔料有限公司，批號20841003)；羧甲基纖維素鈉、羥丙甲纖維素和吐溫-80，均購自天津市恒興化學試劑有限公司；丙二醇、乳酸和三乙醇胺，均購自天津市天力化學試劑有限公司，均為藥用級輔料；甲醇為色譜純，其余試劑為分析純。

2 方法與結果

2.1醇提工藝的研究

2.1.1色譜條件與系統適用性 色譜柱：NacaLai tesque(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相：甲醇-水(78∶22)；檢測波長：294 nm；流速：1.0 mL·min-1；柱溫：30 ℃。進樣量：10 μL。見圖1。

圖1 HPLC圖

2.1.2對照品溶液的制備 分別取厚樸酚、和厚樸酚對照品適量，精密稱定，加甲醇制成質量濃度為0.088 mg·mL-1的厚樸酚溶液及0.064 mg·mL-1的和厚樸酚溶液，搖勻，即得。

2.1.3供試品溶液的制備 取郁金67.5 g，厚樸67.5 g和五倍子45.01 g，粉碎，過3號篩，稱取粗粉約4 g，精密稱定，按照設計的正交表(見表1)加入相應倍量及相應體積分數的乙醇，采用相應提取方法進行提取，過濾提取液，濃縮，加甲醇定容至25 mL量瓶中，即得。

表1 厚樸醇提工藝正交實驗因素與水平 (n=3)

2.1.4標準曲線的建立 取2.1.2項下制備的溶液，配制成不同質量濃度的對照品溶液，精密量取10 μL注入液相色譜儀檢測，記錄峰面積，以峰面積積分值為縱坐標(y)，以不同質量濃度為橫坐標(x)進行線性回歸，得到回歸方程為：厚樸酚：y1=1 715.575 6x1+9.298 4,相關系數r1=0.999 9；和厚樸酚：y2=1 820.436 1x2-2.193 6,相關系數r2=0.999 9。

2.1.5正交實驗優選醇提工藝 本處方中厚樸所含厚樸酚、和厚樸酚為主要成分，根據預實驗的考察結果，乙醇提取工藝中乙醇體積分數(A)、提取方法(B)、乙醇用量(C)等因素直接影響浸出物及有效成分的溶出。以A、B和C為3個影響因素，采用高效液相色譜法(HPLC)測定提取物中有效成分厚樸酚與和厚樸酚的含量，并作為評價指標，按照L9(34)正交表安排實驗，見表2和表3。

表2 處方醇提工藝正交實驗結果 (n=9)

表3 方差分析結果 (提取工藝)

由表2和表3可知，各因素對厚樸酚、和厚樸酚影響各不相同，從大工業生產和節能降耗等方面綜合考慮，最終確定最佳提取工藝為A3B2C3，即每次加12倍量體積分數為80%的乙醇回流提取2次，每次2 h[8]。

2.1.6驗證實驗 按照2.1.5項下正交實驗所得配方，共稱取3份，按照優選的提取工藝進行實驗，實驗結果表明，3批樣品的RSD值為1.35%，可知該制備工藝穩定可行。

2.2制劑成型工藝研究

2.2.1凝膠評價方法 《中國藥典》2020年版一部規定凝膠劑應均勻、細膩，在常溫下保持膠狀，不干涸或液化。參照文獻[9-11]以凝膠劑外觀性狀、涂展性、黏度、穩定性和離心度為考察指標，每個項目滿分為100分，每個項目所占的加權比例為1∶1∶1∶1∶1，計算加權總分并作為凝膠劑的評價指標，同時增加失水率指標，評價此凝膠劑。見表4。

表4 評分標準

2.2.2基質優選 對凝膠劑常用的基質卡波姆、羧甲基纖維素鈉、羥丙甲纖維素等進行初步篩選。

卡波姆凝膠的制備：以卡波姆為基質，取純凈水3份，每份30 g，分別加入卡波姆-980、卡波姆-940、卡波姆-934，各1.5 g，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調節pH值至7.5，再熟化12 h,加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，研勻，再加入三乙醇胺，調節pH值至7.5。分別與上述不同型號卡波姆混合，緩慢加入并快速攪拌，加水至總量為100 g，充分研勻，即得。

羧甲基纖維素鈉凝膠的制備：以羧甲基纖維素鈉為基質，取純凈水30 g，加入羧甲基纖維素鈉1.5 g，研勻，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，充分研勻，放置30 min，加入乳酸調節pH值至4.0，加水至總量為100 g，充分研勻，即得。

羥丙甲纖維素凝膠的制備：以羥丙甲纖維素為基質，取純凈水30 g，加入羥丙甲纖維素1.5 g，研勻，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，充分研勻，放置30 min，加入乳酸調節pH值至4.0，加水至總量為100 g，充分研勻，即得。

以上樣品成型情況分別以表4的評分標準、黏度進行打分。結果顯示，卡波姆-980、卡波姆-940、卡波姆-934、羥甲基纖維素鈉和羥丙甲纖維素得分分別為82、72、75、56、62分。卡波姆-980相對評分最高，且其表面光滑有光澤、平整且易于涂布，穩定性較好，外觀變化不明顯，故選擇卡波姆-980為該凝膠的基質。

2.2.3保濕劑種類優選 分別稱取卡波姆-980 1.5 g，平行4份，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調節pH值至7.5，熟化12 h，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min,分別不加保濕劑、加甘油10 g、甘油-丙二醇(1∶1)和丙二醇攪拌均勻后，再加入三乙醇胺，調節pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪勻，即得。

以表4的評分標準、終點失水率、黏度進行打分，考察保濕劑種類，結果見表5。

表5 保濕劑得分結果

由表5可知，甘油組、甘油-丙二醇(1∶1)組失水率較接近，均低于丙二醇組，同時甘油組的終點失水率低于甘油-丙二醇(1∶1)組。因此以甘油為保濕劑。

2.2.4卡波姆用量考察 分別稱取0.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8 g的卡波姆-980，加水30 g，溶脹12 h，加三乙醇胺調節pH值至7.5，熟化12 h，加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油10 g，再加入三乙醇胺，調節pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪拌均勻，即得凝膠。以表4的評分標準、黏度進行打分。結果見表6。

表6 基質用量得分結果

由表6可知,以1.2 g基質制得的凝膠劑表面光滑平整、透明、均勻細膩、易于涂布；經離心、低溫、熱恒溫實驗后，凝膠劑無分層且外觀變化不明顯。故初步選用1.2 g為基質用量。

2.2.5保濕劑用量優選 分別稱取基質1.2 g，平行4份，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調節pH值至7.5，熟化12 h，再加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，分別加入5、10、15、20 g的甘油攪拌均勻后，再加入三乙醇胺，調節pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪拌均勻即得。以表4的評分標準、黏度以及終點失水率進行打分，結果見表7。

表7 保濕劑用量得分結果

制得的各凝膠劑表面光滑平整、透明、均勻細膩、易于涂布；經離心、低溫、熱恒溫實驗后，凝膠劑無分層且外觀變化不明顯。由表7可知，當甘油用量為5 g時，黏度過小；當甘油用量為10、15、20 g時，黏度較接近；當甘油用量為10 g時，失水率過高；當甘油用量為5、15 g時，終點失水率較接近，但5 g黏度過小，故本凝膠劑中甘油用量確定為15 g。

2.2.6三乙醇胺用量考察 分別稱取基質1.2 g，平行7份，加水溶脹12 h，分別加入0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 g三乙醇胺，測定pH值，熟化12 h，再分別加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，加入甘油15 g，攪拌均勻，再分別加入 0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 g三乙醇胺，測定pH值，攪拌均勻后，加水至總量為100 g，攪拌均勻即得。以表4的評分標準、黏度進行打分，結果見表8。

表8 三乙醇胺用量得分結果

由表8可知，以1.6 g三乙醇胺制得的凝膠劑表面光滑平整、透明，均勻細膩、易于涂布；經離心、低溫、熱恒溫實驗后，凝膠劑無分層且外觀變化不明顯。故初步選用三乙醇胺的用量為1.6 g。

2.2.7正交優選凝膠劑基質配比 2.2.4項下平行實驗優選出來卡波姆的用量為1.2 g，再進一步以0.1 g為梯度，設置1.1、1.2、1.3 g的基質用量；2.2.5項下平行實驗優選出來甘油的用量為15 g，再進一步以1 g為梯度，設置14、15、16 g的甘油用量；2.2.6項下平行實驗優選出來三乙醇胺的用量為1.6 g，根據口腔環境，設置1.5、1.4、1.3 g三乙醇胺用量，以這些因素設置正交實驗因素水平，見表10。再根據表4的評分標準及黏度進行得分，見表11和表12。

表9 凝膠劑基質配比正交實驗因素與水平 (n=3)

表10 基質配比正交實驗結果 (n=9)

表11 方差分析結果 (樸金凝膠)

實驗結果表明，較優的制劑工藝為：卡波姆1.2 g靜置溶脹12 h，加入甘油15 g，攪拌均勻后加入三乙醇胺1.5 g，加水至總量為100 g，即得。制得的凝膠劑表面光滑平整、透明，均勻細膩、易于涂布；經離心、低溫、熱恒溫實驗后，凝膠劑無分層且外觀變化不明顯。

2.2.8載藥量的優選 分別稱取基質1.2 g，平行5份，加水溶脹12 h，加三乙醇胺調節pH值至7.5，熟化12 h,再加入吐溫-80 1.0 g，研磨30 min，分別加入3、4、5、6、7 g 的藥粉與15 g甘油混勻，分別加入上述5份基質攪拌均勻后，再加入三乙醇胺，調節pH值至7.5，加水至總量為100 g，攪拌均勻，即得。以表4的評分標準、黏度進行打分，結果見表12。

表12 載藥量得分結果

實驗結果表明，取卡波姆1.2 g靜置溶脹12 h，加入甘油15 g、藥粉5 g，攪拌均勻后加入三乙醇胺1.5 g，加水至總量為100 g，即得。制得的凝膠劑表面光滑平整、透明，均勻細膩、易于涂布；經離心、低溫、熱恒溫實驗后，凝膠劑無分層且外觀變化不明顯。

2.2.9驗證實驗 為進一步考察所優選制備工藝條件的可靠性及穩定性，按照所篩選出的基質處方和工藝制備3批凝膠，并對其進行綜合評分。結果綜合評分分別為89、90、93分，均≥89 分,表明該制備工藝合理，穩定性良好。

3 小結與討論

本實驗創新性地將天然中藥借用凝膠基質載體制備預防齲齒的新制劑，優選凝膠制劑工藝，擬研制成無毒性和不良反應的中藥現代制劑，用于預防齲齒病，保持牙齒的固有形態和功能，同時有利于去除牙結石，保持口氣清新。將處方制備為凝膠劑，一方面是因為需要將該處方研制成預防齲齒吻合牙床的劑型，且凝膠劑本身易塑形，方便貼合牙齒；另一方面是由于中藥凝膠劑是一種新型的外用制劑，具有使用方便、舒適、生物相容性好等多種優點。《中國藥典》2020年版一部制劑通則中規定，凝膠劑在常溫時應保持凝膠狀，不發生干涸或液化。

宓鶴鳴[12]曾針對中藥預防齲齒的60種生藥進行篩選，結果厚樸中的厚樸酚及和厚樸酚的抗菌活性最高，二者的最低抑菌濃度(MIC)也最低。且現行版《中國藥典》一部中將厚樸以厚樸酚與和厚樸酚的總量作為限量標準。本實驗以厚樸中厚樸酚與和厚樸酚的含量作為評價指標，采用 L9(34)正交實驗設計優化厚樸、郁金、五倍子等藥味的提取工藝；通過離心、低溫、熱恒溫等實驗及恒溫干燥失重法，以凝膠劑的外觀、涂展性、黏度(或黏稠度)和穩定性作為考察指標，同時結合pH值測定結果，通過單因素實驗考察和正交實驗設計，采用綜合評分篩選確定適宜可行的凝膠劑成型工藝條件[13]。在該實驗中，凝膠劑的得分影響更大，故采用權重為黏度∶得分=3∶7進行標準化數據處理。

本實驗對卡波姆-980、卡波姆-940、卡波姆-934所制成的凝膠劑性狀進行比較，發現以卡波姆-940、卡波姆-934作為基質時，未能制成理想狀態的凝膠劑；而以卡波姆-980作為基質時，可制成理想狀態凝膠制劑。以卡波姆-980為基質，甘油和丙二醇作為保濕劑制成的樸金凝膠劑，制備工藝簡單，制得的凝膠劑成品性狀穩定，符合《中國藥典》中的相關制劑要求，可以作為樸金凝膠劑的制劑工藝實驗依據。研究表明[14-15]，卡波姆基質加水溶脹前需先加入一定量的甘油與之混合，以防止卡波姆表面凝膠化，提高卡波姆浸潤溶脹速度，縮短其加水浸泡溶脹的時間；此外，甘油具有保濕作用，可使凝膠劑成品均勻、細膩，同時減少凝膠劑的黏性，使藥物更好地作用于病灶。