權(quán)起元,陳飛,王本歡,楊曉玲,楊秀娟,王智勇,李碩,2,3*(. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué),蘭州730000;2. 甘肅省高校中(藏)藥化學(xué)與質(zhì)量研究省級重點實驗室,蘭州 730000;3. 甘肅省中藥質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)研究重點實驗室培育基地,蘭州 730000;. 甘肅省中藥現(xiàn)代制藥工程研究院有限公司,蘭州 730000)
便秘是臨床上常見的胃腸道功能紊亂性疾病,我國成人慢傳輸型便秘(slow transit constipation,STC)占整個便秘患者的15%~42%[1-5]。仝小林院士基于“態(tài)靶同調(diào)”辨理念[6-9],認(rèn)為STC的主要病因病機(jī)是氣血津液虧虛、腸燥失運,結(jié)合臨床實踐總結(jié)出由黃芪、當(dāng)歸、肉蓯蓉、火麻仁組成的益氣活血通便方,針對年老體弱、產(chǎn)后、久病引起的氣血虧虛,腸道濡潤失司的STC人群,有明顯的補(bǔ)氣養(yǎng)血、潤腸通便作用,臨床治療效果顯著。
益氣活血通便組方臨床劑型為湯劑,存在服用口感差,服用量大,難以保存、運輸?shù)葐栴}。為了更好地服務(wù)于患者,本課題組運用傳統(tǒng)煎藥方法,結(jié)合現(xiàn)代中藥顆粒劑制備技術(shù)對該組方進(jìn)行顆粒劑制備,以期獲得一種服用、攜帶方便的中藥顆粒。本試驗以輔料配比、干燥溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)、乙醇用量、輔料與浸膏用量比例進(jìn)行單因素考察,在單因素試驗的基礎(chǔ)上,選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)、輔料配比(糊精∶可溶性淀粉)、輔料與浸膏用量比例為考察對象,以吸濕率、成型率、溶化時間、休止角作為考察指標(biāo),結(jié)合星點設(shè)計-響應(yīng)面法和CRITIC法,研究益氣活血通便顆粒的最佳成型工藝,為其臨床應(yīng)用及制劑生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。
EX224ZH型電子分析天平、EX2202ZE電子天平(奧豪斯儀器常州有限公司);DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司);HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠);16目尼龍篩(孔徑1.25 mm)、1號及5號藥典標(biāo)準(zhǔn)篩(上海寶藍(lán)試驗儀器制造有限公司)。
黃芪(批號:20220402)、當(dāng)歸(批號:20220203)、肉蓯蓉(批號:21080601)、火麻仁(批號:22032802)飲片由甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院提供,經(jīng)甘肅中醫(yī)藥大學(xué)王明偉副教授鑒定分別來源于豆科植物蒙古黃芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao的根、傘形科植物當(dāng)歸Angelica sinensis(Oliv.)Diels的干燥根、列當(dāng)科植物肉蓯蓉Cistanche deserticolaY.C.Ma的干燥帶鱗葉的肉質(zhì)莖、??浦参锎舐镃annabis sativaL.的干燥成熟果實。
糊精(批號:20191101B,曲阜市藥用輔料有限公司);可溶性淀粉(批號:20201115)、無水乙醇(批號:20210301)、硫酸銨(批號:20180623)(天津市大茂化學(xué)試劑廠);益氣活血通便處方浸膏(自制)。
依據(jù)處方配伍,分別精密稱取黃芪15 g、當(dāng)歸15 g、肉蓯蓉18 g、火麻仁30 g,加適量蒸餾水浸泡后,熱回流裝置密閉提取,將提取液趁熱用紗布濾過,即得煎煮液。合并煎煮液,65℃減壓濃縮至相對密度在1.21左右的浸膏,即得。
采用濕法制粒的方法,精密稱取益氣活血通便處方浸膏和輔料,輔料按“等量遞增法”充分混勻,再逐次適量加入浸膏,并加入適量乙醇,制軟材,過16目篩制粒,60℃常壓干燥1 h,整粒,即得。
采用雙篩分法測定[10]。取所制的益氣活血通便顆粒,質(zhì)量記為M,依次通過一號和五號篩,收集通過一號篩但未通過五號篩的顆粒,質(zhì)量記為M1,按照公式(1)計算成型率。
參照《中國藥典》2020年版(四部)通則(9103)“藥物引濕性試驗指導(dǎo)原則”[10],取恒重干燥后的稱量瓶(外徑為50 mm,高為15 mm),于試驗前24 h置于(25±1)℃的恒溫干燥器內(nèi),底部放置硫酸銨飽和溶液,稱重記為M1。取益氣活血通便顆適量,平鋪于稱量瓶底部,顆粒厚度約1 mm,稱重記為M2。打開瓶塞,將稱量瓶置于上述恒溫恒濕條件下24 h。蓋好瓶塞,稱重記為M3。按照公式(2)計算吸濕率。
采用固定漏斗法測定[11]。將漏斗固定于水平放置的白紙上方,使漏斗下口與白紙的距離為H,將益氣活血通便顆粒緩慢地沿漏斗壁倒入,直至漏斗下方形成的圓錐體接觸到漏斗下口時停止,測量圓錐體底部的直徑R。則tanα=2H/R,α即為休止角。重復(fù)測定3次,求平均值。
參照《中國藥典》2020年版(四部)顆粒劑(0104)中可溶顆粒溶化性檢查[10]。稱取益氣活血通便顆粒約10 g,加入80℃熱水200 mL,攪拌,直至顆粒全部溶化,記錄溶化時間。
對各指標(biāo)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值處理,對于越大越好的指標(biāo)(如成型率)采用公式[12]:標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(%)=(實測值-最小值)/(最大值-最小值)×100%。
對于越小越好的指標(biāo)(如吸濕率、溶化時間、休止角)采用公式:標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(%)=(最大值-實測值)/(最大值-最小值)×100%。
數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SPSS數(shù)據(jù)格式,通過數(shù)據(jù)分析平臺SPSSAU輸入數(shù)據(jù),選擇功能欄“綜合評價”,選用方法“CRITIC權(quán)重”,即可獲得各項考察指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。
根據(jù)“2.7”項下獲得的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和權(quán)重系數(shù),綜合評分等于對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重系數(shù)乘以各考察指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù),總和相加即得[13]。
2.9.1 輔料配比對益氣活血通便顆粒影響 稱取約10 g益氣活血通便處方浸膏,選擇輔料為糊精與可溶性淀粉,比例為1∶1、3∶1、5∶1、7∶1、9∶1進(jìn)行考察,設(shè)定輔料與浸膏比例為2.5∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%,乙醇用量為浸膏與輔料的比重為10%,干燥溫度為60℃,干燥時間為1 h。分別以吸濕率、成型率、休止角、溶化時間作為評價指標(biāo),計算綜合評分作為最終評價指標(biāo)。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,得到成型率、休止角、吸濕率、溶化時間的權(quán)重分別為20.83%、24.07%、32.63%、22.47%。當(dāng)糊精與可溶性淀粉比例為5∶1時,所制顆粒成型率為93.24%,休止角為41.98 °,吸濕率為14.58%,溶化時間為24 s,綜合評分為58.87(見表1)。因此選擇糊精與可溶性淀粉的比例為5∶1。
表1 輔料配比對益氣活血通便顆粒影響Tab 1 Effect of excipients ratio on Yiqi Huoxue Tongbian granules
2.9.2 輔料與浸膏用量比例對益氣活血通便顆粒影響 稱取約10 g益氣活血通便處方浸膏,選擇輔料與浸膏比例為2∶1、2.5∶1、3∶1、3.5∶1、4∶1,糊精與可溶性淀粉比例為5∶1,其他條件不變。以所制顆粒的吸濕率、成型率、溶化時間、休止角作為評價指標(biāo)。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,得到成型率、休止角、吸濕率、溶化時間的權(quán)重為39.61%、20.57%、23.78%、16.04%。當(dāng)浸膏與輔料比例為1∶3時,所制顆粒成型率為94.45%,休止角為41.02°,吸濕率為13.25%,溶化時間為22 s,綜合評分為71.85(見表2)。故選取浸膏與輔料比1∶3為最佳比例。
表2 輔料與浸膏用量比例對益氣活血通便顆粒影響Tab 2 Effect of the ratio of extract to excipients on Yiqi Huoxue Tongbian granules
2.9.3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對益氣活血通便顆粒影響由于藥材浸膏含糖類成分較多,黏性較大,用水作為潤濕劑制粒成型率低、質(zhì)硬,故不選用水作為潤濕劑,在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,確定以乙醇作為潤濕劑。稱取約10 g益氣活血通便處方浸膏,輔料與浸膏比例為3∶1,糊精與可溶性淀粉比例為5∶1,選用體積分?jǐn)?shù)10%、30%、50%、70%、90%的乙醇作為潤濕劑,其余條件不變。以顆粒的吸濕率、成型率、溶化時間作為考察指標(biāo),計算綜合評分作為最終評價指標(biāo)。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,得到成型率、吸濕率、溶化時間的權(quán)重為25.58%、38.11%、36.31%。當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%時,所制顆粒成型率為93.71%,吸濕率為14.04%,溶化時間為45 s,綜合評分為58.14(見表3)。因此制備益氣活血通便顆粒的潤濕劑最佳體積分?jǐn)?shù)為50%。
表3 乙醇體積分?jǐn)?shù)對益氣活血通便顆粒影響Tab 3 Effect of ethanol volume fraction on Yiqi Huoxue Tongbian granules
2.9.4 乙醇用量對益氣活血通便顆粒影響 稱取約10 g益氣活血通便處方稠浸膏,輔料與浸膏比例為3∶1,糊精與可溶性淀粉比例為5∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%,加入占浸膏與輔料比重5%、10%、15%、20%、25%的乙醇,其他條件不變。以所制顆粒的吸濕率、成型率、溶化時間進(jìn)行測定作為評價指標(biāo),計算綜合評分作為最終評價指標(biāo)。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,得到成型率、吸濕率、溶化時間的權(quán)重為50.68%、24.37%、24.96%。當(dāng)乙醇用量為浸膏與輔料比重的15%時,所制顆粒成型率為94.83%,吸濕率為12.35%,溶化時間為51 s,綜合評分為54.63(見表4)。選取用量為浸膏與輔料比重的15%的乙醇作為最佳潤濕劑用量。
表4 乙醇用量對益氣活血通便顆粒影響Tab 4 Effect of ethanol consumption on Yiqi Huoxue Tongbian granules
2.9.5 干燥溫度對益氣活血通便顆粒影響 稱取約10 g益氣活血通便處方稠浸膏,輔料與浸膏比例為3∶1,輔料配比糊精與可溶性淀粉比例為5∶1,乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%,乙醇用量為浸膏與輔料比重的15%,干燥溫度分別為60、80、100、120、140℃,干燥時間為1 h。以所制得顆粒的吸濕率、成型率、溶化時間進(jìn)行測定作為評價指標(biāo),計算綜合評分作為最終評價指標(biāo)。將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,得到成型率、吸濕率、溶化時間的權(quán)重為38.53%、35.29%、26.18%。當(dāng)干燥溫度為60℃時,所制顆粒成型率為93.07%,吸濕率為12.96%,溶化時間為70 s,綜合評分為66.09(見表5)。所以選取60℃作為益氣活血通便顆粒成型工藝的最佳干燥溫度。
表5 干燥溫度對益氣活血通便顆粒影響Tab 5 Effect of drying temperature survey on Yiqi Huoxue Tongbian granules
在單因素試驗的基礎(chǔ)上,選擇乙醇體積分?jǐn)?shù)、輔料配比(糊精∶可溶性淀粉)、輔料與浸膏用量比例作為影響益氣活血通便顆粒質(zhì)量的主要因素,以吸濕率、成型率、溶化時間、休止角作為考察指標(biāo),運用CRITIC法確定各指標(biāo)權(quán)重系數(shù),計算綜合評分作為最終評價指標(biāo)。運用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行三因素五水平的星點設(shè)計,因素水平見表6,試驗設(shè)計及各指標(biāo)測量結(jié)果見表7。按照“2.7”項下計算方法對考察指標(biāo)吸濕率、成型率、溶化時間、休止角的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值處理,獲得各考察指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。通過SPSSAU數(shù)據(jù)分析平臺運用CRITIC法處理獲得各指標(biāo)權(quán)重系數(shù),結(jié)果得到成型率、休止角、吸濕率、溶化時間的權(quán)重為19.80%、26.54%、33.10%、20.55%。最后通過“2.8”項下方法計算綜合評分。
表6 因素水平Tab 6 Factor and level
表7 星點設(shè)計及各指標(biāo)檢測結(jié)果Tab 7 Design of star points and test results of various indicators
2.10.1 模型擬合 運用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行多元線性回歸,得到回歸方程:綜合評分=76.94+3.29A+3.56B+2.47C-0.79AB-0.61AC-5.64BC-11.47A2-7.18B2-8.04C2。通過方差分析(見表8)顯示,失擬項P>0.05,說明方程擬合度較好[14],無失擬因素存在,所選的二次回歸模型適當(dāng);同時,回歸方程的顯著性檢驗P<0.0001,表明模型預(yù)測情況良好,與實際情況十分吻合[15]。A、B、C三因素對綜合評分的影響程度依次為 B>A>C[16]。表明輔料與浸膏用量比例、輔料配比和乙醇體積分?jǐn)?shù)均能顯著影響益氣活血通便顆粒的成型工藝,并且輔料配比、輔料與浸膏用量比例影響較大。
表8 響應(yīng)面二次模型方差分析Tab 8 ANOVA of the secondary model of the effect surface
2.10.2 響應(yīng)面分析 運用Design-Expert 8.0.6軟件,繪制綜合評分與輔料與浸膏用量比例、輔料配比(糊精∶可溶性淀粉)、乙醇體積分相交互的三維效應(yīng)面曲線圖(見圖1~3),由圖可知各因素對益氣活血通便顆粒的成型的影響都比較明顯,輔料配比(糊精∶可溶性淀粉)與乙醇體積分?jǐn)?shù)的重合面積最小,其交互作用最為顯著。通過疊加各個效應(yīng)面的較優(yōu)區(qū)域,篩選較優(yōu)取值范圍[17]。得到益氣活血通便顆粒成型工藝的最佳條件為:乙醇體積分?jǐn)?shù)為50.74%;輔料配比(糊精∶可溶性淀粉)為5.21∶1;輔料與浸膏用量比例為3.07∶1,預(yù)測綜合評分為77.56。
圖1 輔料與浸膏用量比例和輔料配比對綜合評分影響的交互作用Fig 1 Interaction between the proportion of excipients and extract dosage and the ratio of excipients on the comprehensive score
2.10.3 最佳成型工藝驗證試驗 由于考慮到實際生產(chǎn)過程的合理性和操作的可行性,確定益氣活血通便顆粒的最佳成型工藝為:乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%;輔料配比(糊精∶可溶性淀粉)為5∶1;輔料與浸膏用量比例為3∶1。為驗證模型可靠性,按上述最佳成型工藝進(jìn)行驗證試驗,共進(jìn)行3組平行試驗,結(jié)果見表9。結(jié)果顯示,3組平行試驗的平均綜合評分為76.28,與模型預(yù)測的綜合評分77.56相比,相對誤差1.65%,表明模型預(yù)測性良好,可靠穩(wěn)定。
表9 驗證試驗結(jié)果Tab 9 Verification tests
圖2 輔料與浸膏用量比例和乙醇體積分?jǐn)?shù)對綜合評分影響的交互作用Fig 2 Interaction of excipients with extract dosage ratio and ethanol volume fraction on the effect of comprehensive score
本研究中運用傳統(tǒng)煎藥方法進(jìn)行益氣活血通便組方合煎,制得浸膏,結(jié)合現(xiàn)代中藥顆粒劑制備方法,采用濕法制粒制備顆粒,研究穩(wěn)定可行的益氣活血通便顆粒最佳成型工藝。
圖3 輔料配比和乙醇體積分?jǐn)?shù)對綜合評分影響的交互作用Fig 3 Interaction of excipient ratio and ethanol volume fraction on the effect of comprehensive score
由于組方中含黃芪、當(dāng)歸兩味中藥,制備過程中發(fā)現(xiàn)水煎液中含多糖類成分較多,濃縮制備浸膏甜度適宜,無需再添加矯味劑,所制得的顆??诟羞m宜,氣味易于接受。益氣活血通便組方浸膏黏性較強(qiáng),故用乙醇作潤濕劑。糊精和淀粉價格低廉,是常用的輔料??扇苄缘矸叟c浸膏混合,黏連情況較嚴(yán)重,無法達(dá)到制粒要求;而糊精具有穩(wěn)定性好、溶解性好、黏性低、吸濕性低等優(yōu)點,故將兩種輔料混合使用。
星點設(shè)計-效應(yīng)面法在中藥制劑工藝優(yōu)化過程中運用廣泛,客觀賦值的CRITIC權(quán)重法適用于計算成型工藝中的吸濕率、成型率、溶化時間、休止角的權(quán)重賦值,可作為益氣活血通便顆粒的評價標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過星點設(shè)計-響應(yīng)面法結(jié)合CRITIC權(quán)重法,優(yōu)選益氣活血通便顆粒的最佳成型工藝,結(jié)果所建模型預(yù)測準(zhǔn)確,并且重復(fù)性較好,所制顆粒質(zhì)量穩(wěn)定,可用于益氣活血通便顆粒的生產(chǎn)。