黃益穗，鐘文嘉，葉秀群

（廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣東 廣州 510405）

升清降濁膠囊為廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的院內(nèi)中藥制劑，原方主要由黃芪、虎杖、土茯苓、槐花、益母草等中藥組成，具有活血化瘀、益氣升清、通腑降濁的功效[1]。該制劑在臨床上使用30余年，證實(shí)了其良好的療效性及安全性[2-4]。中藥干法制粒技術(shù)是指將干膏粉與適宜輔料（如糊精、硬脂酸鎂、滑石粉等），通過(guò)干法制粒機(jī)輪輥施加一定壓力壓成條帶狀，再破碎、整粒成所需顆粒。這種制粒工藝，與傳統(tǒng)濕法制粒不同，不需要添加適量的乙醇作為潤(rùn)濕劑，也不需要干燥受熱，可有效防止熱不穩(wěn)定、水不穩(wěn)定成分的損失，還能提高制得顆粒的穩(wěn)定性[5]。查閱中藥制劑的干法制粒文獻(xiàn)顯示，參芪婦康顆粒[6]、溫腎壯骨顆粒[7]、抗甲方顆粒[8]、芪白平肺顆粒[9]等顆粒劑的成型工藝具有穩(wěn)定、可靠的干法制粒工藝參數(shù)。目前，中藥膠囊劑的干法制粒工藝研究甚少，本試驗(yàn)以升清降濁膠囊為研究對(duì)象，選取顆粒的一次成型率（Y1）作為考察指標(biāo)，采用Box-Behnken響應(yīng)面法篩選出最優(yōu)工藝參數(shù)，以期大批量生產(chǎn)該制劑品種，為中藥膠囊劑的干法制粒技術(shù)提供參考。

1 儀器與試藥

1.1 主要儀器LGS150型干法制粒機(jī)（北京新龍立科技有限公司）；CH-200型槽式混合機(jī)、YK160型搖擺顆粒機(jī)（江陰瑰寶科技有限公司）；FL120型一步制粒機(jī)（常州一步干燥設(shè)備有限公司）；NJP-1200C-2型全自動(dòng)膠囊充填機(jī)（慈溪市天順機(jī)械設(shè)備有限公司）；QCP129型膠囊拋光機(jī)（青島百精金檢技術(shù)有限公司）；MS603S型天平、HB43-S型鹵素水分測(cè)定儀（瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司）。

1.2 試藥黃芪（批號(hào)：2012004）、虎杖（批號(hào)：2104001）、土茯苓（批號(hào)：2007001）、槐花（批號(hào)：2012001）、益母草（批號(hào)：2104001），中藥飲片均購(gòu)自嶺南中藥飲片有限公司；0#空心膠囊（批號(hào)：X61401）購(gòu)自廣東開(kāi)平金億膠囊有限公司；95%藥用乙醇（批號(hào)：20200301）購(gòu)自廣東省廣寧縣順寧葡萄糖藥業(yè)有限公司；藥用滑石粉（批號(hào)：2011046）購(gòu)自桂林桂廣滑石開(kāi)發(fā)有限公司；藥用硬脂酸鎂（批號(hào)：20201109）購(gòu)自貴州省桐梓縣彩王輔料有限公司。

2 方法與結(jié)果

2.1 干法制粒工藝參數(shù)的設(shè)定

2.1.1 干膏粉的制備 黃芪、虎杖、土茯苓、槐花、益母草等中藥飲片進(jìn)行干燥、粉碎、過(guò)篩備用，標(biāo)記為（1）；黃芪、虎杖、益母草、槐花等剩余藥材經(jīng)二次提取，濃縮成浸膏，標(biāo)記為（2）。將藥材粉（1）與浸膏（2）混合均勻、干燥、粉碎、過(guò)100目振蕩篩，最后總混，獲得的干膏粉分成每份10 kg備用，上述工序由廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院制劑中心提取生產(chǎn)組和粉碎生產(chǎn)組共同完成。

2.1.2 干膏粉水分的測(cè)定 使用梅特勒-托利多HB43-S鹵素水分測(cè)定儀測(cè)定，測(cè)得干膏粉含水量為4.28%。

2.1.3 單因素試驗(yàn)

2.1.3.1 壓輥間隙（mm） 取“2.1.1”項(xiàng)獲得的升清降濁膠囊干膏粉5份，每份10 kg，設(shè)置壓輥油壓為130 bar，送料轉(zhuǎn)速為100 r/min，壓輥轉(zhuǎn)速為17 r/min，將壓輥間隙設(shè)置為0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mm不同參數(shù)水平，分別加入干膏粉10 kg進(jìn)行干法制粒。結(jié)果表明壓輥間隙為1.2 mm時(shí)，Y1的值最大，故選定壓輥間隙為1.2 mm。（見(jiàn)圖1A）

2.1.3.2 壓輥油壓（bar） 設(shè)置壓輥間隙為1.2 mm，送料轉(zhuǎn)速為100 r/min，壓輥轉(zhuǎn)速為17 r/min，將壓輥油壓設(shè)置為90、110、130、150、170 bar不同參數(shù)水平，分別加入干膏粉10 kg進(jìn)行干法制粒。結(jié)果表明壓輥間隙為150 bar時(shí)，Y1的值最大，故選定壓輥油壓為150 bar。（見(jiàn)圖1B）

2.1.3.3 送料轉(zhuǎn)速（r/min） 設(shè)置壓輥間隙為1.2 mm，壓輥油壓為150 bar，壓輥轉(zhuǎn)速為17 r/min，將送料轉(zhuǎn)速設(shè)置為55、70、85、100、115 r/min，分別加入干膏粉10 kg進(jìn)行干法制粒。結(jié)果表明送料轉(zhuǎn)速為85 r/min時(shí)，Y1的值最大，故選定送料轉(zhuǎn)速為85 r/min。（見(jiàn)圖1C）

2.1.3.4 壓輥轉(zhuǎn)速（r/min） 設(shè)置壓輥間隙為1.2 mm，壓輥油壓為150 bar，送料轉(zhuǎn)速為85 r/min，將壓輥轉(zhuǎn)速設(shè)置為14、17、20、23、25 r/min，分別加入干膏粉10 kg進(jìn)行干法制粒。結(jié)果表明壓輥轉(zhuǎn)速為20 r/min時(shí)，Y1的值最大，故選定壓輥轉(zhuǎn)速為20 r/min。（見(jiàn)圖1D）

2.1.4 Box-Behnken響應(yīng)面法因素水平設(shè)計(jì) 選擇顆粒的一次成型率（Y1）作為響應(yīng)值，選取壓輥間隙（A）、壓輥油壓（B）、送料轉(zhuǎn)速（C）、壓輥轉(zhuǎn)速（D）作為考察因素，結(jié)合圖1的單因素試驗(yàn)結(jié)果，分別選取顆粒的一次成型率（Y1）獲得最大的3個(gè)值時(shí)相對(duì)應(yīng)的3個(gè)參數(shù)值作為不同考察因素的3個(gè)水平，分別用-1、0、1標(biāo)記，見(jiàn)表1。

圖1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

表1 Box-Behnken響應(yīng)面法因素水平設(shè)定

2.1.5 試驗(yàn)方案和結(jié)果分析 使用Design-Expert 8.0.6 Trial軟件，采用Box-Behnken原理，進(jìn)行4因素3水平的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。（見(jiàn)表2）

按照表2設(shè)定的方案依次進(jìn)行干法制粒，將每個(gè)編號(hào)獲得的所有顆粒進(jìn)行單獨(dú)稱(chēng)重，記為m1，啟動(dòng)振蕩篩，將每個(gè)編號(hào)能通過(guò)14目篩網(wǎng)但不能通過(guò)60目篩的顆粒單獨(dú)進(jìn)行稱(chēng)重，記為m2，參照公式顆粒一次成型率Y1=m2/m1×100%，計(jì)算（Y1）值。將每個(gè)試驗(yàn)號(hào)獲得的（Y1）值輸入Design-Expert 8.0.6 Trial軟件統(tǒng)計(jì)分析，獲得的結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 響應(yīng)面法試驗(yàn)方案

顆粒的一次成型率Y1（%）范圍為37.2%～52.9%，雖然采用干法制粒獲得的顆粒一次成型率Y1（%）整體偏低，但是將LGS150干法制粒機(jī)的物料出料口連接上廠(chǎng)家配備的雙層振蕩篩（上層14目篩網(wǎng)，下層60目篩網(wǎng)），除了能獲得合格顆粒（能通過(guò)14目篩網(wǎng)但不能通過(guò)60目篩），還可以將不合格顆粒（能分別通過(guò)14目篩和60目篩）通過(guò)真空上料，再次進(jìn)行干法制粒，該裝置不需要人為干預(yù)就能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，明顯提高了生產(chǎn)效率，因此有必要篩選出一次成型率Y1（%）高的工藝參數(shù)。

該預(yù)測(cè)模型P〈0.01且失擬項(xiàng)P〉0.05，證實(shí)該模型對(duì)真實(shí)情況的模擬較為準(zhǔn)確[10-12]，該預(yù)測(cè)模型可以用于升清降濁膠囊工藝參數(shù)的優(yōu)化。4個(gè)考察因素對(duì)顆粒的一次成型率（Y1）的影響程度為B〉A(chǔ)〉D〉C。壓輥油壓、壓輥間隙、壓輥轉(zhuǎn)速對(duì)響應(yīng)值的影響明顯（P〈0.01），說(shuō)明其對(duì)顆粒的一次成型率（Y1）的影響具極明顯；送料轉(zhuǎn)速對(duì)Y1的影響P〈0.05，說(shuō)明其對(duì)顆粒的一次成型率（Y1）具顯著性。二次項(xiàng)中，A2、B2、C2、D2均為極其顯著項(xiàng)，表明4個(gè)考察因素與響應(yīng)面值之間并非單純的線(xiàn)性關(guān)系，該模型整體具有極顯著性（P〈0.000 1）[13]。對(duì)表3的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行多元二次回歸擬合分析，獲得回歸方程如下：Y1=51.32-1.60A-2.23B+0.83C+1.55D+1.10AB+0.50AC+2.90AD-0.15BC-0.53BD-0.18CD-1.86A2-2.65B2-5.80C2-5.23D2（R2=0.960 5），CV=2.72%（〈10%），表明該試驗(yàn)的真實(shí)度和可信度較高[14]，能夠?qū)φ鎸?shí)的情況進(jìn)行模擬表達(dá)，可使用該方程模擬真實(shí)的試驗(yàn)點(diǎn)，計(jì)算出Y1最大值時(shí)，考察因素A、B、C、D的對(duì)應(yīng)值。參照上述回歸方程，分別繪制各因素水平與相應(yīng)響應(yīng)值的交互作用曲面圖，見(jiàn)圖2。

表3 響應(yīng)面法統(tǒng)計(jì)結(jié)果

續(xù)表3：

圖2 各因素交互作用的響應(yīng)面圖

使用軟件Design-Expert 8.0.6 Trial進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲得最優(yōu)的組合為壓輥間隙1.11 mm，壓輥油壓160.8 bar，送料轉(zhuǎn)速84.3 r/min，壓輥轉(zhuǎn)速19.9 r/min；該模型預(yù)測(cè)最大的顆粒一次成型率（Y1）為52.4%，由于LGS150型干法制粒機(jī)壓輥間隙設(shè)置最多保留到小數(shù)點(diǎn)后一位，壓輥油壓、送料轉(zhuǎn)速、壓輥轉(zhuǎn)速設(shè)置只能為整數(shù)，故將最優(yōu)工藝參數(shù)設(shè)置為壓輥間隙（A）1.1 mm，壓輥油壓（B）161 bar，送料轉(zhuǎn)速（C）84 r/min，壓輥轉(zhuǎn)速（D）20 r/min。

2.1.6 最優(yōu)工藝的驗(yàn)證[15]為驗(yàn)證最優(yōu)工藝參數(shù)的可操作性，設(shè)定最優(yōu)工藝參數(shù)重復(fù)制粒3次，然后過(guò)篩、稱(chēng)重，計(jì)算顆粒的一次成型率（Y1）。結(jié)果顯示，3批次顆粒的一次成型率（Y1）分別為51.9%、53.1%、53.4%，均值為52.8%，RSD為1.50%。結(jié)果表明，最優(yōu)工藝參數(shù)制粒、顆粒的一次成型率（Y1）和響應(yīng)面擬合方程結(jié)果相當(dāng)，證實(shí)了此次工藝優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 顆粒的性狀考察和填充效果分析

2.2.1 工藝的設(shè)定 取干膏粉60 kg，啟動(dòng)LGS150型干法制粒機(jī)，采用最優(yōu)工藝參數(shù)壓輥間隙（A）1.1 mm，壓輥油壓（B）161 bar，送料轉(zhuǎn)速（C）84 r/min，壓輥轉(zhuǎn)速（D）20 r/min進(jìn)行干法制粒，收集能通過(guò)14目篩但不能通過(guò)60網(wǎng)篩的顆粒，將獲得的合格的顆粒進(jìn)行總混（添加合格的顆?？傎|(zhì)量2%的滑石粉和1%的硬脂酸鎂），備用；另取干膏粉60 kg進(jìn)行濕法制粒，加入92%的乙醇8 kg作為潤(rùn)濕劑制軟材，搖擺篩擠出制粒，一步制粒機(jī)干燥，烘干至顆粒含水量4%～6%，收集能通過(guò)14目篩但不能通過(guò)60網(wǎng)篩的顆粒，將獲得的合格的顆粒進(jìn)行總混（添加合格的顆?？傎|(zhì)量2%的滑石粉和1%的硬脂酸鎂），備用。

2.2.2 制粒效果分析 干法制粒制得顆粒粒度飽滿(mǎn)、均勻，色澤均一，整體顏色偏淺；濕法制粒制得顆粒粗顆粒較少，色澤均一，整體顏色偏深。（見(jiàn)圖2）與濕法制粒比較，干法制粒制得顆粒粒度更為均勻飽滿(mǎn)、美觀性更好，但由于制粒過(guò)程未添加潤(rùn)濕劑，顏色偏淺，顆粒易“掉粉”，導(dǎo)致粉塵偏大。濕法制粒制得顆粒穩(wěn)定性較好，不易“掉粉”，由于該品種干膏粉的黏性較大，使用較低濃度的乙醇制軟材會(huì)導(dǎo)致擠出困難，堵塞篩網(wǎng)；使用較高濃度的乙醇制軟材雖然解決了擠出困難問(wèn)題，又難于獲得粒度飽滿(mǎn)、均勻的顆粒。綜上所述，升清降濁膠囊使用干法制粒能減少輔料的加入，且操作更加簡(jiǎn)便，因此使用干法制粒會(huì)更加適合。

圖3 干法制粒和濕法制粒效果圖

2.2.3 顆粒的流動(dòng)性測(cè)定 閱讀相關(guān)文獻(xiàn)[16-17]，使用固定漏斗法，取水平坐標(biāo)紙放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上，將鐵架臺(tái)串聯(lián)3只相同規(guī)格的漏斗，最下面的漏斗口距水平坐標(biāo)紙約2 cm，緩緩將顆粒從最上面漏斗倒入，待顆粒堆尖剛好觸碰到最下面的漏斗口時(shí)，停止倒入顆粒。根據(jù)公式tanα=h/r（h為顆粒堆的高度，r為顆粒堆的半徑）計(jì)算休止角（α），試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取均值。兩種制粒方式獲得的顆粒休止角測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)果表明，兩種工藝制得的顆粒流動(dòng)性較好，均能滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求（α〈40°）[18-19]。

表4 顆粒的休止角測(cè)定結(jié)果

2.2.4 顆粒的堆密度測(cè)定 隨機(jī)抽取顆粒6 g（標(biāo)記為m），倒入10 mL量筒中，輕輕搖晃量筒至顆粒的填充體積不再變化時(shí)，記錄體積（標(biāo)記為V），計(jì)算堆密度=m/V（g/mL），試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取均值，見(jiàn)表5。升清降濁膠囊備案的生產(chǎn)批件使用0#空心膠囊作為載體，內(nèi)容物為0.5 g，結(jié)果表明，兩種制粒方式制得的顆粒均符合生產(chǎn)要求，也驗(yàn)證了選用0#空心膠囊作為該制劑品種載體的可行性。

表5 顆粒的堆密度測(cè)定結(jié)果

2.2.5 膠囊的填充效率分析 取“2.2.1”項(xiàng)工藝制得干法制粒顆粒50 kg和濕法制粒顆粒50 kg，使用全自動(dòng)膠囊充填機(jī)分別進(jìn)行填充，升清將濁膠囊生產(chǎn)批件要求，內(nèi)容物填充質(zhì)量為0.5 g，裝量差異為0.475～0.525 g，在保證裝量差異合格、穩(wěn)定的情況下，盡可能提高填充速度，計(jì)算兩種顆粒的填充效率。結(jié)果顯示濕法制粒顆粒填充用時(shí)為1.9 h，填充效率約為900粒/min；干法制粒填充用時(shí)為2.1 h，填充效率約為790粒/min。結(jié)果表明，干法制粒填充效率略低于濕法制粒，原因是干法制粒顆粒的粉塵偏大，填充過(guò)程中部分粉塵黏附在填充孔壁上，需定期清理粉塵，否則有可能導(dǎo)致空膠囊無(wú)法進(jìn)入填充孔或裝量差異偏大，從而影響了填充效率。

3 討 論

中藥干法制粒技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、輔料用量少、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)。由于制粒過(guò)程不需要添加潤(rùn)濕劑、也不需要干燥，中藥干法制粒技術(shù)特別適用于遇水不穩(wěn)定的藥物和熱不穩(wěn)定的藥物。本研究中升清降濁膠囊，采用傳統(tǒng)的濕法制粒，即便使用高濃度的乙醇作為潤(rùn)濕劑，制得軟材也容易吸潮變硬，導(dǎo)致過(guò)篩時(shí)，堵塞篩網(wǎng)或者打爛篩網(wǎng)，且加熱干燥過(guò)程容易出現(xiàn)顆粒粘連成團(tuán)，影響了后續(xù)整粒的工序，明顯降低了生產(chǎn)效率。因此，該品種特別適合使用干法制粒，干法制粒一次成型率雖然偏低，但可以將過(guò)篩后的細(xì)粉收集起來(lái)反復(fù)制粒，從而獲得較高的收得率。本研究獲得最優(yōu)干法制粒工藝參數(shù)后，進(jìn)行了3批次的驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果和響應(yīng)面擬合方程的結(jié)果相當(dāng)，證明篩選結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。此外，為了驗(yàn)證干法制粒顆粒的性狀、填充效率等是否符合生產(chǎn)要求，研究還增加了與濕法制粒進(jìn)行比較，以便更直觀地進(jìn)行分析。結(jié)果表明，干法制粒制得顆粒粒度飽滿(mǎn)、均一、美觀性好，且流動(dòng)性、堆密度均符合大批量生產(chǎn)要求。不足之處主要在于粉塵偏大，一定程度上降低了填充效率?？紤]到其制粒過(guò)程操作簡(jiǎn)便，機(jī)械化程度高，輔料用量少等優(yōu)點(diǎn)，升清將濁膠囊選用干法制粒具備可操作性，且更加適合，也為干法制粒技術(shù)在中藥膠囊劑的工業(yè)化生產(chǎn)、推廣提供了研究的思路。