基于星點設計-效應面法優化沙棘宮愈凝膠輔料配方?

胡宗苗，鄧穎穎，姚東風，馬 麗，張恩戶△

1 兵器工業衛生研究所，陜西 西安 710065；2 西安漢城婦產醫院；3 陜西中醫藥大學

沙棘宮愈凝膠是由已上市中成藥——復方沙棘籽油栓二次開發的組分中藥，由苦參堿、蛇床子素、沙棘籽油組成，擬用于宮頸內瘤樣病變和宮頸糜爛［1］。筆者采用星點設計-效應面法優化沙棘宮愈凝膠成型輔料（卡波姆-940、羥丙基-β-環糊精、甘油、三乙醇胺）的配比，進一步優化制備工藝。

1 儀器與試劑

1.1 實驗儀器UltiMate3000-高效液相色譜儀（上海儀新科學儀器有限公司）；TDL-80-2B 型離心機（上海安亭科學儀器廠）；KQ-50E 型超聲儀（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試藥與試劑沙棘籽油（陜西海天制藥有限公司，批號：15125058）；苦參堿（陜西樂博生化科技有限公司，純度≥98.0%，批號：KSJ160101）；蛇床子素（陜西航空一六八生物工程有限公司，純度≥98.0%，批號：C15H1603）；苦參堿對照品（中國食品藥品檢定研究院提供，純度≥99.8%，批號：110805-200508）；卡波姆-940（廣州康喬漢普藥業有限，批號：20150801）；三乙醇胺（天津市天力化學試劑有限公司，批號：20160213）；羥丙基-β-環糊精（山東新大生物科技有限公司，批號：150301）；甘油（天津市天力化學試劑有限公司，批號：20160308）；其他試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 沙棘宮愈凝膠制備工藝取處方量的卡波姆-940，均勻撒入定量蒸餾水中，置4℃冰箱中過夜，使其完全溶脹，然后加入三乙醇胺，攪拌，形成透明半固體，即為凝膠基質［2］，備用。稱取沙棘籽油5 g、苦參堿1 g、蛇床子素20 mg（用少量無水乙醇溶解）與處方量的甘油、HP-β-CD 水溶液（預先加1.33 倍純化水，加熱攪拌使溶解）于稱重的研缽中混合均勻。加入卡波姆-940 凝膠基質，順時針研磨混勻，加水調節至凝膠量100 g，充分攪拌成型，即得。

2.2 星點設計-效應面法優化沙棘宮愈凝膠輔料的配比在預實驗的基礎上，確定以卡波姆-940、三乙醇胺、HP-β-CD 及甘油用量（%）為因素，應用軟件建立因素水平編碼表。見表1。

表1 星點設計因素水平編碼

2.3 沙棘宮愈凝膠樣品制備取表1 各輔料配比用量，按上述工藝制備沙棘宮愈凝膠樣品，以外觀性狀、成型性、離心穩定性、冷凍穩定性及高溫穩定性的評分歸一化值為效應進行優化實驗，并對結果進行擬合分析［3］。依據文獻［4-5］和表2 對樣品進行考察和評分。見表2。

表2 凝膠劑考察指標及評分標準

2.4 星點設計-效應面法優化處方采用Design-Exper 8.0 軟件設計實驗，按表2 記錄指標評分。將結果用Hassan方法dmax=（yi-ymin）/（ymax-ymin）分別進行歸一處理［6］，計算各指標的歸一值，再按公式OD=（d1×d2×d3×d4×d5）1/5 計算5 個 歸 一值的幾何平均值，得到總評歸一值OD，其中25～30次實驗用于考察模型誤差的重復試驗。見表3。

2.4.1 響應面分析響應面分析根據所得回歸方程進行響應面分析，表明各影響因素優化范圍為：A 0.89%～1.1%、B 0.22%～0.28%、C 5.97%～7%、D 8.88%～11.1%。見圖1—2。

圖1 因素A、B、C、D對OD值三維效應面的影響

2.4.2 模型擬合與方差分析以卡波姆-940、三乙醇胺、HP-β-CD 及甘油用量為自變量，外觀性狀、成型性、離心穩定性、冷凍穩定性及高溫穩定性的“總評歸一值”OD 為因變量，采用Design-Exper8.0 軟件對表3 的數據進行多元線性回歸、二項式及三項式擬合回歸分析，并以擬合優度（r）和置信度（P）作為模型判定標準。擬合方程如下：R1=0.96+0.11×A+9.833E-003×B+0.058×C-0.029×D-3.625E-003×A×B-0.014×A×C-0.020×A×D-0.050×B×C+0.052×B×D+0.033×C×D-0.21×A2-0.035×B2-0.11×C2-0.073×D2（R2=0.898），采用ANOVA 分析效應面的回歸參數，方差分析結果見表4。整體模型達到極顯著水平（P＜0.0001），模型的相關系數R2=0.8980，說明方程的因變量與自變量之間整體模型比較顯著，方法可靠。由二項式擬合方程可知，A、C、A2、C2、D2對OD值均有顯著的影響，影響OD 值的因素主次順序為卡波姆-940%（A）＞HP-β-CD%（C）＞甘油（D）＞三乙醇胺（B）。見表4。

表3 星點效應面實驗設計與指標測定結果

表4 模型方差分析

2.5 驗證試驗按照最優處方制備3 批樣品，各個評價指標的均值與二項式方程預測值相比較。各偏差均小于5%，表明所建立的數學模型具有良好的預測性。其中OD的實測值為0.96，模型方程預測值為0.931，偏差為3.11%，表明該模型可靠，用此方法優化的工藝具有可行性。最后確定沙棘宮愈凝膠輔料配比為：卡波姆-9401%、HP-β-CD 6.5%、甘油10%、三乙醇胺0.25%。見表5。

表5 3批樣品最佳處方驗證試驗（n=3）

圖2 因素A、B、C、D對OD值等高線的影響

3 討論

根據前期預實驗結果，最終確定卡波姆-940為凝膠的基質，其能夠生物黏附于陰道或子宮黏膜，使藥物不易滲出，另外其在體內能生物降解，無殘留和毒副作用；適宜的黏度可使凝膠與陰道緊密接觸，甘油不僅可以防止凝膠劑發生失水現象，同時也增加了凝膠劑的穩定性，最終確定甘油為凝膠的保濕劑；卡波姆-940 在水中溶脹后會形成渾濁的酸性溶液，需加入堿性pH 調節劑，通過單因素考察，優選出了三乙醇胺；羥丙基-β-環糊精是β-環糊精的親水性衍生物，其水溶性好，熱穩定性高，通過單因素考察，最終確定其為凝膠的增溶劑。沙棘宮愈凝膠是復方沙棘籽油栓二次開發的組分中藥，葉海娜等［7］指出藥物量對空白凝膠的黏度和穩定性有一定影響，藥物加入的越多，凝膠的穩定性可能會降低。而本文采用的是復方沙棘籽油栓主要3 味中藥有效部位的有效成分，從而減少給藥量，增加沙棘宮愈凝膠的穩定性。

星點設計-效應面法是一種集數學與統計學于一體的新型實驗設計方法［8］。與正交設計相比，避免了簡單的線性設計，能充分考慮各因素的相互作用，具有實驗次數少，精密度高等優點，適用于多因素、多水平的試驗。本研究選用外觀性狀、成型性、離心穩定性、冷凍穩定性及高溫穩定性為評價指標，采用星點設計-效應面法優化沙棘宮愈凝膠處方輔料的配比。沙棘宮愈凝膠是一種組分中藥新藥，是名優中成藥-復方沙棘籽油栓的再次技術升級，能夠解決組分中藥研究中的有效部位富集的問題。對于提高中醫藥防治婦女重大和常見病，促進我省沙棘、苦參資源的利用具有現實意義。