盧芳 井月娥 任燕冬 張淑香 劉樹(shù)民

摘要：目的 采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面優(yōu)化法優(yōu)化復(fù)方拜顫停片劑的處方。方法 分別以微晶纖維素（MCC）、交聯(lián)羧甲基纖維素鈉（cCMC-Na）、微粉硅膠及硬脂酸鎂的用量百分比為考察因素，崩解時(shí)間及吸濕率為指標(biāo)，用線性方程和二次多項(xiàng)式描述崩解時(shí)間及吸濕率與4個(gè)影響因素之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，根據(jù)最佳數(shù)學(xué)模型描繪效應(yīng)面，選擇最佳處方，并進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。結(jié)果 崩解時(shí)間及吸濕率與4個(gè)因素間的關(guān)系均不能用線性方程描述，而用二次多項(xiàng)式擬合時(shí)，相關(guān)系數(shù)分別為0.837 9和0.923 1，具有較高的可信度。優(yōu)選的最佳處方為30.60%MCC、10%cCMC-Na、0.30%微粉硅膠、0.10%硬脂酸鎂。最佳處方崩解時(shí)限及吸濕率的理論值與預(yù)測(cè)值偏差均在5%以?xún)?nèi)。結(jié)論 所建立的模型預(yù)測(cè)性良好，應(yīng)用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法能夠精準(zhǔn)地優(yōu)化復(fù)方拜顫停片劑的處方。

關(guān)鍵詞：拜顫停片；星點(diǎn)設(shè)計(jì)；效應(yīng)面法

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.07.022

中圖分類(lèi)號(hào)：R283.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5304（2016）07-0087-05

Optimization of Prescription of Baichanting Tablets by Central Composite Design-Response Surface Methodology LU Fang1， JING Yue-e1， REN Yan-dong2， ZHANG Shu-xiang1， LIU Shu-min3 （1. Heilongjiang University of Chinese Medicine， Harbin 150040， China； 2. Jiamusi Medical College， Jiamusi 150400， China； 3. Center for Safety Evaluation of Drugs， Heilongjiang University of Chinese Medicine， Harbin 150040， China）

Abstract： Objective To optimize the prescription of Baichanting Tablets by the central composite design-response surface methodology. Methods The doses of MCC， cCMC-Na， SiO2， and magnesium stearate were set as investigation factors； disintegration time and moisture rate were set as indexes. Linear equation quadratic polynomial described mathematic relationship of disintegration time and moisture rate with other four influence factors. Response surface was described according to the optimal mathematic models； the optimal prescription was chosen； predictive analysis was conducted. Results The relationship of disintegration time and moisture rate with other four influence factors could not be described by linear equation. When quadratic polynomial matching was used， correlation coefficients were 0.837 9 and 0.923 1， with relatively high reliability. Optimal prescription contained 30.6%MCC， 10%cCMC-Na， 0.30%SiO2， and 0.10% magnesium stearate. The theoretical value and predicted value deviations of the disintegration time limit and moisture absorption rate were within 5%. Conclusion The predictability of the established model is good. Application of central composite design-response surface methodology can precisely optimize the prescription of Baichanting Tablets.

Key words： Baichanting Tablets； central composite design； response surface methodology

帕金森?。≒arkinson's disease，PD），是一種慢性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，其臨床癥狀除震顫、肌肉僵

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金（81303249）

通訊作者：劉樹(shù)民，E-mail：keji-liu@163.com

直、運(yùn)動(dòng)遲緩等運(yùn)動(dòng)癥狀外，通常伴有精神、認(rèn)知或睡眠障礙等非運(yùn)動(dòng)癥狀。目前對(duì)于該病的治療普遍以多巴胺制劑為主，但只能改善患者的臨床癥狀而不能阻止疾病的進(jìn)程[1]，且長(zhǎng)期服用會(huì)出現(xiàn)一系列不良反應(yīng)。因而開(kāi)發(fā)創(chuàng)新中藥保護(hù)制劑尤為重要。本課題組選擇平肝熄風(fēng)[2-3]、補(bǔ)益肝腎[4]、補(bǔ)血養(yǎng)肝[5]的3味中藥材自組復(fù)方并命名為拜顫停，經(jīng)前期藥效學(xué)研究，該復(fù)方可明顯提高1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）誘導(dǎo)的帕金森小鼠腦內(nèi)多巴胺含量并改善其運(yùn)動(dòng)癥狀[6]，故將此中藥復(fù)方制成服用方便、質(zhì)量穩(wěn)定的片劑，本研究對(duì)該片劑處方進(jìn)行優(yōu)化。

在前期單因素考察中，已確定了處方的基本組成。鑒于廣泛使用的正交和均勻設(shè)計(jì)是基于線性模型，存在預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度不高的弊端，本試驗(yàn)在處方優(yōu)化過(guò)程中，為提高效率和科學(xué)性，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面優(yōu)化法[7]，即以三維效應(yīng)面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及非線性方程擬合來(lái)優(yōu)化復(fù)方拜顫停片劑處方中輔料的用量。

1 儀器與試藥

ZP-5旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)（廣州市旭朗機(jī)械有限公司），ZBS-6G智能崩解試驗(yàn)儀（天津大學(xué)無(wú)線電廠），78X-Z型片劑四用測(cè)定儀（上海黃海藥檢儀器廠），恒溫恒濕箱BSC-150（上海博弈實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）。

微晶纖維素（MCC），天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；交聯(lián)羧甲基纖維素鈉（cCMC-Na）、微粉硅膠，安徽山河藥用輔料股份有限公司；硬脂酸鎂，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；食用酒精，望奎縣春燕消毒液制造有限公司。

2 方法與結(jié)果

2.1 拜顫停素片的制備

藥粉、輔料分別過(guò)100目篩，然后按處方比例稱(chēng)量，混合均勻，加入適量70%食用乙醇制軟材，20目篩制粒，60 ℃干燥，20目篩整粒，外加助流劑微粉硅膠和潤(rùn)滑劑硬脂酸鎂，混勻，壓制成硬度均為7～8 kg的片劑。

2.2 崩解時(shí)限的測(cè)定

按照2010年版《中華人民共和國(guó)藥典》（一部）附錄 ⅫA崩解時(shí)限檢查法進(jìn)行。篩孔內(nèi)徑為2 mm，加擋板，往返頻率為平均30次/min。燒杯內(nèi)介質(zhì)為（37±1）℃的蒸餾水。

2.3 吸濕率的測(cè)定

先測(cè)量干燥具塞稱(chēng)量瓶質(zhì)量（m1），再將藥片置于稱(chēng)量瓶?jī)?nèi)并稱(chēng)量質(zhì)量（m2），取下稱(chēng)量瓶塞，將稱(chēng)量瓶與藥片置于相對(duì)濕度92%、溫度25 ℃的恒溫恒濕箱中24 h[8]，取出，將稱(chēng)量瓶、藥片及瓶塞共同稱(chēng)定質(zhì)量（m3），計(jì)算吸濕率。吸濕率（%）=（m3-m2）÷（m2-m1）×100%?？梢悦黠@觀察到不同處方的藥片吸濕狀態(tài)有很大差別，吸濕率大的處方藥片呈現(xiàn)黏度大、顏色深、高度膨脹狀態(tài)。對(duì)于吸濕率較大的處方必須進(jìn)行密封保存或?qū)⑺仄M(jìn)行包衣，以保證藥片的穩(wěn)定性。

2.4 因素與水平的確定

首先采用單因素考察法對(duì)填充劑、崩解劑、助流劑、潤(rùn)滑劑進(jìn)行篩選，見(jiàn)表1。確定基本輔料為MCC、cCMC-Na、微粉硅膠、硬脂酸鎂，且崩解劑為內(nèi)加的方式，同時(shí)確定了各自的百分比范圍。根據(jù)星點(diǎn)設(shè)計(jì)原理，以MCC、cCMC-Na、微粉硅膠及硬脂酸鎂的用量百分比分別為獨(dú)立因素A、B、C、D，共設(shè)五水平，包括中心點(diǎn)、析因設(shè)計(jì)點(diǎn)、極值點(diǎn)。真實(shí)值和代碼值見(jiàn)表2。

2.6 模型擬合及方差分析

采用Design Expert 8.0.6軟件，以評(píng)價(jià)指標(biāo)崩解時(shí)限（Y1）、吸濕率（Y2）分別對(duì)A、B、C、D各因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸（ModelⅠ）和二次多項(xiàng)式（ModelⅡ）擬合，得到回歸模型：

ModelⅠ：

Y1=15.44+0.94A-0.24B-0.25C+0.27D（r2=0.521 3，P=0.000 8）

Y2=7.39-0.18A-0.081B-0.23C+0.15D（r2=0.391 0，P=0.012 0）

ModelⅡ：

Y1=15.57+0.94A-0.24B-0.25C+0.27D+0.091AB+0.30AC-0.62AD-0.25BC-0.35BD+0.43CD+0.073A2+0.016B2-0.24C2（r2=0.837 9，P=0.000 4）

Y2=7.17-0.18A-0.081B-0.23C+0.15D-0.10AB-0.020AC+0.11AD+0.32BD-0.064CD+0.17A2-0.095B2+0.083C2+0.12D2（r2=0.923 1，P<0.000 1）

由以上擬合方程的r2和P值可見(jiàn)，采用二項(xiàng)式方程擬合效果較好。效應(yīng)面模型對(duì)Y1和Y2的方差分析結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

由表4可知，F(xiàn)值為6.36表明二項(xiàng)式Y(jié)1模型顯著，只有0.04%的幾率導(dǎo)致產(chǎn)生噪音。P<0.05表明模型是顯著的，在這種情況下，A、AD、CD都是模型的顯著項(xiàng)；P>0.1表明模型不顯著。

由表5可知，F(xiàn)值為14.77表明二項(xiàng)式Y(jié)2模型顯著，產(chǎn)生噪音的幾率<0.01%。P<0.05表明模型是顯著的，在這種情況下，A、B、C、D、AB、AD、BD、A2、B2、C2、D2都是模型的顯著項(xiàng)。

2.7 效應(yīng)面分析

根據(jù)模型Ⅱ方程描繪因變量和自變量的二維等高線和三維效應(yīng)面，選取拜顫停片劑的最優(yōu)處方。由于效應(yīng)面圖為三維圖，只能表達(dá)含2個(gè)自變量的函數(shù)，故每次需固定其中2個(gè)自變量來(lái)考察因素對(duì)指標(biāo)的效應(yīng)。由圖可見(jiàn)，在因素C的整體變化范圍內(nèi)，Y1及Y2的效應(yīng)值幾乎在一個(gè)水平面上，故可知因素C對(duì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)最小，所以圖中只考察交互項(xiàng)AB、AD、BD分別對(duì)Y1、Y2的影響。利用Design Expert 8.0.6軟件描繪效應(yīng)面圖，見(jiàn)圖1、圖2。

由圖1可知，A在27.50%～36.50%之間時(shí)Y1逐漸增大，B在6.25%～8.75%之間對(duì)Y1的影響不大。20%以上的MCC即有一定的崩解作用，加之聯(lián)合cCMC-Na，崩解時(shí)限便可達(dá)到藥典的規(guī)定范圍。C項(xiàng)對(duì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)較小，D項(xiàng)在0.33%～0.66%之間時(shí)Y1逐漸增大，所以輔料的基本用量不需要過(guò)多，對(duì)縮短崩解時(shí)限益處也不明顯。如此分析圖2可知，Y2隨著A項(xiàng)含量的增加而減小，B項(xiàng)在6.25%～7.25%及7.75%～8.75%之間時(shí)Y2呈現(xiàn)不連續(xù)下降趨勢(shì)，C項(xiàng)在0.18%～0.25%之間時(shí)Y2下降，D項(xiàng)在0.33%～0.66%之間時(shí)Y2增加。由效應(yīng)面優(yōu)化的基本原理選取較佳處方區(qū)域回推至因素的取值范圍[9]，由軟件自動(dòng)優(yōu)化后得到最佳處方：MCC為30.60%，cCMC-Na為10%，微粉硅膠為0.3%，硬脂酸鎂為0.1%。

2.8 處方驗(yàn)證

按優(yōu)化出的處方制備3批復(fù)方拜顫停素片，按公式計(jì)算偏差。偏差=（預(yù)測(cè)值-實(shí)際值）÷預(yù)測(cè)值×100%，結(jié)果見(jiàn)表6。說(shuō)明所建的二項(xiàng)式模型具有很好的預(yù)測(cè)能力，應(yīng)用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法能科學(xué)夠精準(zhǔn)地優(yōu)化復(fù)方拜顫停片劑的處方。

3 討論

本試驗(yàn)采用四因素五水平的星點(diǎn)設(shè)計(jì)，在二水平析因設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加上極值點(diǎn)和中心點(diǎn)構(gòu)成。數(shù)據(jù)通過(guò)二次多項(xiàng)式模型進(jìn)行擬合獲得最佳方程，再描繪效應(yīng)對(duì)考察因素的效應(yīng)面，綜合分析等高線和效應(yīng)面區(qū)域選擇取值范圍即最佳條件。對(duì)于復(fù)雜的多因素試驗(yàn)，星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法能夠以最少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，篩選出最優(yōu)處方，科學(xué)合理、精準(zhǔn)度高。

通過(guò)驗(yàn)證結(jié)果可以看出，理論預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值比較吻合，相對(duì)偏差均在5%以?xún)?nèi)，證實(shí)所建立的數(shù)學(xué)模型具有較好的預(yù)測(cè)性。同時(shí)也可以確定，該處方下所制得的片劑崩解時(shí)限符合藥典規(guī)定，達(dá)到了優(yōu)選處方的目的，但素片的吸濕率過(guò)大，這是由于中藥材提取物的易吸濕性造成的，故在后期研究中會(huì)對(duì)片芯進(jìn)行包薄膜衣處理或者直接進(jìn)行真空密閉包裝。

目前臨床對(duì)PD主要以藥物治療為主，如左旋多巴及其復(fù)方制劑、DA受體激動(dòng)劑（α-二氫麥角隱亭）、單胺氧化酶抑制劑及兒茶酚胺-氧位-甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑、抗膽堿藥等，但現(xiàn)有的西藥都存在著不良反應(yīng)多、患者依從性差、價(jià)格高昂等弊端，因此，開(kāi)發(fā)安全有效、質(zhì)量穩(wěn)定、無(wú)毒副作用的中藥制劑意義重大。

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（收稿日期：2015-07-27）

（修回日期：2015-08-21；編輯：陳靜）