徐剛 胡朝奇蕪湖先聲中人藥業(yè)有限公司，安徽蕪湖241080

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化氟尿嘧啶植入劑制劑工藝研究

徐剛 胡朝奇
蕪湖先聲中人藥業(yè)有限公司，安徽蕪湖241080

目的采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)化氟尿嘧啶植入劑的制劑工藝。方法以原料藥粒度、混合轉(zhuǎn)速、混合時(shí)間、上沖壓力、下沖壓力、干燥溫度作為試驗(yàn)因素，采用紫外分光光度法測(cè)定氟尿嘧啶含量，運(yùn)用正交試驗(yàn)方法對(duì)制劑工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以氟尿嘧啶植入劑含量測(cè)定結(jié)果和制劑時(shí)間作為指標(biāo)，進(jìn)行氟尿嘧啶植入劑制劑工藝優(yōu)化研究。結(jié)果優(yōu)化工藝：原料藥粒度120目，混合轉(zhuǎn)速500 r/min，混合時(shí)間為30 min，上沖壓力7.0 mPa，下沖壓力5.0 mPa，干燥溫度60℃。結(jié)論優(yōu)化后工藝穩(wěn)定、可靠，可有效縮短制劑時(shí)間，且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無顯著影響，并可提高生產(chǎn)效率。

正交試驗(yàn)曰氟尿嘧啶植入劑曰工藝優(yōu)化

氟尿嘧啶植入劑（商品名：中人氟安）是由我國自主研發(fā)的一種抗腫瘤植入劑新藥［1-2］，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。氟尿嘧啶植入劑通過在腫瘤病灶部位局部給藥，一方面可有效提高病灶部位局部血藥濃度，另一方面可有效改善全身化療給患者帶來的嚴(yán)重不良反應(yīng)，目前在臨床上主要用于腸癌、惡性腹腔積液、肺癌等惡性腫瘤的治療［3］，具有理想的治療效果。但是植入劑是一種新型的劑型，其制劑工藝較為復(fù)雜，在通常情況下，產(chǎn)品的制劑時(shí)間較長，嚴(yán)重影響產(chǎn)品在市場(chǎng)上的推廣及應(yīng)用，因此本研究采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)植入劑制劑過程中常見的幾個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，觀察其產(chǎn)品生產(chǎn)效率及制劑時(shí)間。

1 儀器與試劑

Evolution300紫外分光光度計(jì)（美國Thermo公司）、AB265-S電子天平（上海精科天美貿(mào)易有限公司）、FD115烘箱（德國Binder公司）、IT-09B恒溫磁力攪拌器（上海一恒科技有限公司）、高速粉碎機(jī)HX-400A（浙江省永康市溪岸五金藥具廠）。

氟尿嘧啶（精華制藥集團(tuán)南通有限公司，批號(hào)：FLU131001）、硅橡膠（上海橡膠制品有限公司，批號(hào)：2014-03）、環(huán)己烷（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)：20130401）、鹽酸（北京化工廠，批號(hào)：20131019），水為蒸餾水。

2 方法與結(jié)果

2.1 考察指標(biāo)與方法

2.1.1 氟尿嘧啶含量測(cè)定依據(jù)氟尿嘧啶植入劑國家藥品標(biāo)準(zhǔn)WS1-（X-103）-2005Z進(jìn)行氟尿嘧啶的含量測(cè)定。

精密稱取氟尿嘧啶植入劑適量（相當(dāng)于氟尿嘧啶20 mg），至于乳缽中，將顆粒研碎，加鹽酸溶液（9→1000）2～3滴潤濕，充分研磨，再加上述鹽酸溶液2 mL研磨后，將溶液轉(zhuǎn)移至100 mL量瓶中，殘?jiān)^續(xù)使用，上述鹽酸溶液70 mL分次研磨，最后全部轉(zhuǎn)移至量瓶中，將量瓶置水浴中加熱20 min，放冷，用上述鹽酸溶液稀釋至刻度，搖勻，濾過，精密量取續(xù)濾液5 mL，置100 mL量瓶中，用上述鹽酸溶液稀釋至刻度，搖勻，照分光光度法，在265 nm的波長處測(cè)定吸光度，按C4H3FN2O2的吸收系數(shù)為552計(jì)算［4］，即得。

2.1.2 制劑時(shí)間測(cè)定分別記錄每一項(xiàng)生產(chǎn)工序所需時(shí)間，以各生產(chǎn)工序所需的時(shí)間總和作為制劑時(shí)間，制劑時(shí)間以h計(jì)。

2.2 制劑工藝的初步優(yōu)化

2.2.1 因素水平表對(duì)原制劑工藝流程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，原料藥粒度、原輔料混合轉(zhuǎn)速、混合時(shí)間、上沖壓力、下沖壓力、干燥溫度為影響制劑成型的幾個(gè)關(guān)鍵影響因素，選用L8（27）正交試驗(yàn)表對(duì)影響因素進(jìn)行初步優(yōu)化。因素水平見表1。

表1 L8（27）正交試驗(yàn)因素水平

2.2.2 方法與結(jié)果按照1000個(gè)制劑單位稱取原輔料，依據(jù)因素水平表的工藝參數(shù)依次制備成品，分別按照“2.1.1”和“2.1.2”項(xiàng)下方法依次測(cè)定每份成品中氟尿嘧啶的含量及制劑時(shí)間。由表2、3可知，因素C、D、E（即混合時(shí)間、上沖壓力及下沖壓力）對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果無顯著影響，故在進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)過程中，采用單因素分析對(duì)上述因素進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)；因素A、B、F（即原料藥粒度、混合轉(zhuǎn)速及干燥溫度）對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果影響顯著，故在進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)過程中，采用L9（34）正交試驗(yàn)表對(duì)上述因素進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)［5］；同時(shí)初步確定優(yōu)化制劑工藝為：A2B2C1D1E1F1，即原料藥粒度100目，混合轉(zhuǎn)速500 r/min，混合時(shí)間為30 min，上沖壓力7.0 mPa，下沖壓力6.0 mPa，干燥溫度60℃。

表2 L8（27）正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果綜合評(píng)價(jià)的方差分析

2.3 制劑工藝進(jìn)一步優(yōu)化

2.3.1 原輔料混合時(shí)間優(yōu)化依據(jù)“初步優(yōu)化制劑工藝”，分別在原輔料混合時(shí)間20、30、40 min條件下制備3批樣品，以氟尿嘧啶含量、制劑時(shí)間作為指標(biāo)，采用單因素分析進(jìn)行原輔料混合時(shí)間的優(yōu)化。由表4可知，原輔料混合時(shí)間為40 min時(shí)，氟尿嘧啶的含量最高，但是制劑時(shí)間較長；原輔料混合時(shí)間為30 min時(shí)，氟尿嘧啶含量與40 min無顯著性差異，且制劑時(shí)間較短，因此綜合分析，故選擇30 min作為最優(yōu)原輔料混合時(shí)間。

表4 最優(yōu)原輔料混合時(shí)間單因素分析結(jié)果

2.3.2 上沖壓力優(yōu)化依據(jù)“初步優(yōu)化制劑工藝”，分別在上沖壓力5.0、7.0、9.0 mPa條件下制備3批樣品，以氟尿嘧啶含量、制劑時(shí)間作為指標(biāo)，采用單因素分析進(jìn)行上沖壓力的優(yōu)化。由表5可知，在3種壓力條件下，氟尿嘧啶的含量無顯著差異，隨著沖壓的加大可以縮短制劑時(shí)間，但是過大沖壓會(huì)加速?zèng)_頭的損耗，因此綜合分析，故選擇7.0 mPa作為最優(yōu)上沖壓力。

表5 最優(yōu)上沖壓力單因素分析結(jié)果

2.3.3 下沖壓力優(yōu)化依據(jù)“初步優(yōu)化制劑工藝”，分別在下沖壓力5.0、6.0、7.0 mPa條件下制備3批樣品，以氟尿嘧啶含量、制劑時(shí)間作為指標(biāo)，采用單因素分析進(jìn)行下沖壓力的優(yōu)化。由表6可知，在3種壓力條件下，氟尿嘧啶的含量和制劑時(shí)間均無顯著差異，因此從實(shí)際生產(chǎn)成本、效率角度考慮，選擇5.0 mPa作為最優(yōu)下沖壓力。

表6 最優(yōu)下沖壓力單因素分析結(jié)果

2.3.4 原料藥粒度、混合轉(zhuǎn)速及干燥溫度的優(yōu)化采用L9（34）正交試驗(yàn)表對(duì)原料藥粒度、混合轉(zhuǎn)速及干燥溫度進(jìn)行優(yōu)化，因素水平見表7，試驗(yàn)安排及直觀分析結(jié)果見表8，方差分析結(jié)果見表9。因素A（原料藥粒度）和因素B（混合轉(zhuǎn)速）對(duì)氟尿嘧啶植入劑的含量和制劑時(shí)間具有顯著性影響（P＜0.05），因素F（干燥溫度）對(duì)氟尿嘧啶植入劑的含量和制劑時(shí)間無顯著性影響，結(jié)合直觀分析結(jié)果，得出最優(yōu)工藝為A3B2F1，即原料藥粒度120目，混合轉(zhuǎn)速為500 r/min，干燥溫度為60℃。

表7L9（34）正交試驗(yàn)因素水平

表8L9（34）正交試驗(yàn)直觀分析結(jié)果

表9 正交試驗(yàn)結(jié)果綜合評(píng)價(jià)的方差分析

2.4 驗(yàn)證性試驗(yàn)

依據(jù)優(yōu)化出的最優(yōu)制劑工藝，分別制備3批氟尿嘧啶植入劑樣品，依次進(jìn)行氟尿嘧啶含量及制劑時(shí)間的測(cè)定，以考察工藝的穩(wěn)定性及可靠性。驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果見表10。3批產(chǎn)品的含量及制劑時(shí)間的RSD值均＜3%，說明工藝穩(wěn)定可靠。

表10 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果

2.5 最終優(yōu)化工藝結(jié)果

氟尿嘧啶植入劑優(yōu)化改進(jìn)工藝為原料藥粒度120目，混合轉(zhuǎn)速500 r/min，混合時(shí)間為30 min，上沖壓力7.0 mPa，下沖壓力5.0 mPa，干燥溫度60℃，且工藝穩(wěn)定、可靠。

2.6 工藝優(yōu)化前后含量及制劑時(shí)間比較

分別按照優(yōu)化前工藝和優(yōu)化后工藝制備8批產(chǎn)品（1000個(gè)制劑單位），比較工藝優(yōu)化前后各批產(chǎn)品的氟尿嘧啶含量和制劑時(shí)間，結(jié)果顯示，原工藝與優(yōu)化工藝含量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），原工藝與優(yōu)化工藝制劑時(shí)間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表11。

表11 工藝優(yōu)化前后含量及制劑時(shí)間比較（x±s）

3 討論

近年來，隨著人們生活方式的改變和環(huán)境污染的加劇，惡性腫瘤的發(fā)病率呈逐年遞增趨勢(shì)，化療是目前臨床上治療惡性腫瘤的常用治療手段［6-7］，患者在接受放療、手術(shù)根除術(shù)后，合理地使用化療藥物，可以有效控制惡性腫瘤的再復(fù)發(fā)，對(duì)于提高患者腫瘤治療的整體效果具有重要意義。氟尿嘧啶是臨床上常用的一種化療藥物，其通過在人體細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化生成氟尿嘧啶脫氧核苷酸，進(jìn)而阻斷胸苷酸的合成，干擾腫瘤細(xì)胞DNA的合成［8］，從而達(dá)到抑制腫瘤的作用。傳統(tǒng)的氟尿嘧啶劑型主要是注射劑，其雖可以發(fā)揮一定的抗腫瘤作用，但是存在較多的弊端，主要有以下幾個(gè)方面。①全身給藥：注射液通常為全身給藥，對(duì)全身細(xì)胞均會(huì)產(chǎn)生一定的抑制作用，全身不良反應(yīng)較為明顯；②半衰期較短：氟尿嘧啶通常在人體內(nèi)4 h就會(huì)消失，從而造成一次給藥劑量較大［9］，進(jìn)一步加重不良反應(yīng)；③靶器官部位血藥濃度較低：全身給藥無法保證靶器官部位能夠獲得有效的血藥濃度，從而造成治療效果不是十分理想。

氟尿嘧啶植入劑通過使用高分子材料作為釋藥骨架，從而發(fā)揮緩釋作用，其在惡性腫瘤治療中具有如下優(yōu)勢(shì)。①局部給藥：氟尿嘧啶植入劑可在手術(shù)過程中局部給藥或針對(duì)腫瘤瘤體進(jìn)行給藥，有效避免了全身給藥給患者帶來的副作用，提高了化療的安全性［10-11］；②緩釋作用：以高分子材料作為釋藥骨架，保證了氟尿嘧啶可以在腫瘤病灶部位緩慢釋放，從而發(fā)揮持久的抗腫瘤作用；③靶器官部位血藥濃度較高：氟尿嘧啶植入劑通過在靶器官部位局部給藥，有效保證了靶器官的血藥濃度［12］，從而可取得理想的治療效果。氟尿嘧啶植入劑以優(yōu)異的治療效果和較少的副作用，具有良好的市場(chǎng)前景。但是氟尿嘧啶植入劑的制劑工藝較為繁瑣、復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長，難以滿足市場(chǎng)的廣泛需求，因此，如何有效提高氟尿嘧啶植入劑的生產(chǎn)效率，對(duì)于保證氟尿嘧啶植入劑的供應(yīng)和惡性腫瘤疾病的治療均具有重要意義。

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種多因素多水平的研究方法，其可通過從全面試驗(yàn)中選取有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)［13-15］，獲得科學(xué)、合理的最優(yōu)試驗(yàn)結(jié)果。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種高效、經(jīng)濟(jì)、快速的試驗(yàn)方法，目前在工業(yè)生產(chǎn)中被較為廣泛地應(yīng)用［16-19］。傳統(tǒng)的工藝優(yōu)化試驗(yàn)，通常先進(jìn)行單因素分析，再進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主要存在以下幾個(gè)弊端：①由于工藝參數(shù)較多，每個(gè)參數(shù)均進(jìn)行單因素分析，前期工藝摸索工作量較大［20］；②單因素分析工藝參數(shù)的選擇存在一定的主觀經(jīng)驗(yàn)性［21-22］。本研究通過采用二次正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先通過采用L8（27）正交試驗(yàn)對(duì)可能影響產(chǎn)品質(zhì)量和制劑時(shí)間的因素進(jìn)行初篩，有顯著影響的因素進(jìn)行進(jìn)一步L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化改進(jìn)，無顯著性因素進(jìn)行單因素分析，從而有效減少了前期工藝摸索的工作量，而且保證了整個(gè)工藝優(yōu)化的合理性和科學(xué)性；同時(shí)對(duì)比工藝優(yōu)化前后產(chǎn)品的含量和制劑時(shí)間發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化前后產(chǎn)品含量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是優(yōu)化后制劑時(shí)間明顯短于優(yōu)化前，說明優(yōu)化后的工藝在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步縮短了制劑時(shí)間，從而可有效降低人力成本，對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)一步推向市場(chǎng)具有積極的作用。

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Optimization of processing technology for Fluorouracil Implants by orthogonal test

XU GangHU Chaoqi
Wuhu Simcere Sino-implant Pharmaceutical Co.Ltd.,Anhui Province,Wuhu241080,China

ObjectiveTo develop the optimum process of Fluorouracil Implants by orthogonal test.MethodsThe raw material particle size,mixing speed,mixing time,pressure of upper punch,pressure of low punch and drying temperature were used as factors.The content of Fluorouracil was detected by using UV spectrophotometer.Preparation process parameters were optimized by using orthogonal test.The content determinate results and preparation time of Fluorouracil Implants were used as indexes.Optimum process study of Fluorouracil Implants was implemented.ResultsThe optimum process:granularity of raw material size was 120 mu,mixing speed was 500 r/min,mixing time was 30 min, pressure of upper punch was 7.0 mPa,pressure of low punch was 5.0 mPa,drying temperature was 60℃.ConclusionThe optimum process of Fluorouracil Implants is stable and reliable.It reduces process time effectively and has no significant effect on product quality.It improves production efficiency.

Orthogonal test;Fluorouracil Implants;Process optimization

R965

A

1673-7210（2015）07（a）-0019-05

2015-04-05本文編輯：李亞聰）

安徽省蕪湖市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013hm43）。

徐剛（1971.10-），男，碩士；研究方向：藥物制劑和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。

胡朝奇（1987.2-），男，碩士；研究方向：藥物制劑和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。