星点设计-响应面法优化布地奈德缓释片处方

任远志，张 涛，黄 华，刘秀洁，周劲松（1.重庆医科大学药剂学研究室，重庆 400016；.福安药业集团重庆礼邦药物开发有限公司，重庆 40111）

星点设计-响应面法优化布地奈德缓释片处方

任远志1＊，张 涛2，黄 华1#，刘秀洁2，周劲松2（1.重庆医科大学药剂学研究室，重庆 400016；2.福安药业集团重庆礼邦药物开发有限公司，重庆 401121）

目的：优化布地奈德缓释片处方。方法：以2、4、8 h的累积释放度为考察指标，采用星点设计-响应面法优化布地奈德缓释片处方中羟丙基纤维素L（HPC-L）用量、大豆磷脂用量、填充剂（固定总量200 mg）乳糖-微晶纤维素质量比，并进行验证。比较所制缓释片与原研制剂在pH 7.2、7.0、6.8的磷酸盐缓冲液中的释药行为。结果：最优处方为布地奈德9 mg、HPC-L 46.49 mg、大豆磷脂9.23 mg、填充剂乳糖-微晶纤维素质量比为1∶2.9；所制缓释片在2、4、8 h的累积释放度分别为21.9%、50.1%、99.5%，与预测值（22.0%、50.0%、98.5%）的相对误差分别为0.45%、0.20%、1.02%（n＝3），与原研制剂的累积释放度比较相似因子f2均大于50。结论：成功制得布地奈德缓释片，其释药行为与原研制剂相似。

布地奈德；缓释片；星点设计-响应面法；处方筛选

溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis，UC）是一种发病原因及致病机制至今尚未明确的慢性炎症性疾病，其发病率和患病率都呈明显增加趋势，尤其是在发展中国家，严重影响了人们的生活质量[1]。布地奈德缓释片作为一种新型糖皮质激素，由意大利Santarus公司开发，2013年首次在美国批准上市，用于轻、中度活动性溃疡性结肠炎的缓解治疗，疗效和安全性均较好[2]。但是此类新型制剂价格昂贵，临床应用受限，若能成功开发原研制剂的可替代品，不失为一种治疗UC的新选择。原研专利采用了热熔挤出技术[3]，本实验直接采用湿法制粒，并对处方进行了优化，优化后的处方与原研制剂进行了体外一致性评价，以期为产品的后续开发奠定基础。

1 材料

1.1 仪器

YD-35智能片剂硬度仪和RC12A溶出试验仪（天津市天大天发科技有限公司）；Mini G湿法混合制粒机（深圳市信宜特科技有限公司）。

1.2 药品与试剂

布地奈德缓释片（原研制剂，意大利Santarus公司，批号：417615，规格：每片9 mg）；布地奈德原料药（湖北葛店人福药业有限责任公司，批号：BD151101，纯度：99.4%）；微晶纤维素、硬脂酸镁、二氧化硅（安徽山河药用辅料股份有限公司，批号：140707、150101、150211）；甲基丙烯酸共聚物A型（尤特奇L100）、B型（尤特奇S100）（上海昌为医药辅料技术有限公司，批号：B140403001、B140705004）；大豆磷脂（上海太伟药业有限公司，批号：20150403）；柠檬酸三乙酯（蚌埠丰原涂山制药有限公司，批号：140731）；二氧化钛（湖南九典制药有限公司，批号：F24150701）；羟丙基纤维素L（HPC-L）、羟丙基纤维素M（HPC-M）（日本曹达株式会社，批号：NCG-2911、NCH-0801）；其余试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 布地奈德缓释片的制备

2.1.1 片芯的制备 将处方量的布地奈德、硬脂酸镁（过80目筛）、微晶纤维素，内加HPC-M与乳糖混合均匀，加入湿法制粒机中；将大豆磷脂加入适量乙醇中溶解，加入到湿法制粒机中，再加适量纯化水制软材，制粒，干燥，整粒；外加HPC-L、二氧化硅、硬脂酸镁，混匀，压片。

2.1.2 肠溶包衣片的制备 将尤特奇L100和尤特奇S100溶于乙醇中，加入处方量柠檬酸三乙酯，搅拌均匀，再加入二氧化钛和滑石粉搅拌均匀后过80目筛，即得肠溶包衣液。采用高效包衣机以此肠溶包衣液对“2.1.1”项下制备的片芯进行包衣，制得布地奈德缓释片。

2.2 布地奈德的含量测定

2.2.1 色谱条件 色谱柱：Thermo ODS C18（150 mm× 4.6 mm，3.0 μm）；流动相：乙腈-pH 3.2磷酸盐缓冲液（37∶63）；流速：1.0 mL/min；柱温：30℃；检测波长：240 nm；进样量：20 μL。

2.2.2 方法学考察 按方法学相关方法进行考察时发现，由于布地奈德为异构体，10 min后色谱出现双峰，辅料对其测定无干扰。布地奈德峰面积（A）与质量浓度（c）的回归方程为A＝40 217.65c+1 952.34（r＝0.999 9），检测质量浓度的线性范围为1.812～9.060 μg/mL；精密度的RSD为0.09%（n＝6）；高、中、低水平布地奈德溶液的回收率分别为100.74%、99.65%、100.16%（RSD＝0.32%、0.13%、0.40%，n＝3）；稳定性的RSD为1.21%（n＝7）。色谱图见图1。

图1 高效液相色谱图Fig 1 HPLC chromatograms

2.3 释放度的测定

参照2015年版《中国药典》（四部）肠溶制剂释放度测定方法[4]进行释放度测定。

2.3.1 酸性介质 为了证明本品在胃中没有释放、肠溶衣膜完整，本试验以500 mL含5%鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚的pH 1.0的盐酸溶液为释放介质，转速为100 r/min，温度为（37±0.5）℃。于2 h取样5 mL，过滤，弃去初滤液，取续滤液注入液相色谱仪，检测释放度。

2.3.2 中性、弱碱性介质 在“2.3.1”项下试验基础上，将酸性介质更换掉，以1 000 mL含5%鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚的pH 7.2、7.0、6.8的磷酸盐缓冲液为释放介质，转速为100 r/min，温度为（37±0.5）℃。分别于2、4、8 h取样5 mL（同时补加等量释放介质），过滤，弃去初滤液，取续滤液注入液相色谱仪，检测释放度。

2.4 处方优化

前期单因素试验结果表明，缓释基质HPC-L、大豆磷脂、填充剂（乳糖-微晶纤维素质量比）为影响释放度的主要因素。本文采用星点设计-响应面法，以HPC-L用量（X1）、大豆磷脂用量（X2）以及填充剂（固定总量200 mg）乳糖-微晶纤维素质量比（X3）为因素，设定其范围分别为X1：36～61 mg，X2：5～15 mg，X3：1∶4～1∶2，制备规格为9 mg的布地奈德缓释片。根据星点设计原理，各因素设置5个水平，用代码值±α、±1、0来表示。对于3因素的星点设计α＝1.682，以中性、弱碱性介质中2、4、8 h的累积释放度（Q2h、Q4h、Q8h）为指标进行处方优化。星点设计因素与水平见表1，设计与结果见表2。

表1 星点设计因素与水平Tab 1 Factors and levels of central composite design

2.4.1 模型拟合 根据表2结果，采用Design-Expert 8.0统计软件，分别以Q2h、Q4h、Q8h为指标对各因素进行线性、交互项和二项式回归分析。根据相关系数R2尽可能大和P尽可能小作为判定标准[5]，得最佳拟合模型：Q2h＝ 22.23+3.12X1－4.31X2+0.5X3+0.16X1X2+0.96X1X3+ 0.81X2X3－0.3X12－1.61X22－1.61X32（R2＝0.931 5，P＝0.000 1）；Q4h＝48.82+5.91X1－12.8X2+1.14X3（R2＝0.777 3，P＜0.000 1）；Q8h＝98.13+2.5X1－7.52X2+1.24X3+ 6.15X1X2－1.65X1X3+1.83X2X3－0.54X12－4.47X22－1.62X32（R2＝0.925 3，P＝0.000 2）。模型方差分析结果显示，X3在3个模型中的P值均大于0.05，而X1、X2的P值均小于0.05，表明X1、X2对释放度具有显著影响。

2.4.2 响应面优化 绘制了X1、X2与累积释放度的响应面图（X3设置为中心点），结果见图2。

图2 X1、X2与Q的响应面图Fig 2 Response surface diagrams of X1，X2and Q

根据拟合方程和图2结果，对比前期试验中片芯和缓释片释放度差别，现拟定Q2h、Q4h、Q8h的目标值分别为22.0%、50.0%、90%～100%。绘制X1、X2优化的等高线图见图3。

图3 X1、X2优化的等高线图Fig 3 Contour chart of optimized X1and X2

由图3可知，中间长条带区域为最优区域，由此确定最优处方为布地奈德9 mg，HPC-L用量（X1）为46.49 mg，大豆磷脂用量（X2）为9.23 mg，填充剂（固定总量200 mg）乳糖-微晶纤维素质量比（X3）为1∶2.9。

2.4.3 验证试验 按最优处方制备3批布地奈德缓释片片芯，分别考察其在弱碱性介质（pH 7.2磷酸盐缓冲液）中的释放度，计算相对误差[（预测值－实测平均值）/预测值×100%]，结果见表3。

表3 验证试验结果Tab 3 Results of verification test

2.5 布地奈德缓释片的体外释放度测定

按最优处方制备3批布地奈德缓释片片芯后，按“2.1.2”项下方法进行包衣，考察包衣片在酸性介质和中性、弱碱性介质中的释放度，并与原研制剂进行比较。结果发现，自制制剂与原研制剂在酸性介质中的释放度均为0，表明自制制剂抗酸能力好，能够防止药物在胃中释放；二者在中性、弱碱性介质中的释放曲线见图4。

图4 自制制剂与原研制剂在中性、弱碱性介质中的释放曲线Fig 4 Release curves of self-made preparation and original preparation in neutral，weakly alkaline medium

由图4可知，在pH 7.2、7.0、6.8磷酸盐缓冲液中，对自制制剂与原研制剂的Q2h、Q4h、Q8h进行比较，结果相似因子f2分别为71、78、56，均大于50，表明2条曲线具有相似性，由此表明自制制剂与原研制剂具有等效性。

3 讨论

本文通过最常用的湿法制粒技术，对布地奈德缓释片进行处方优化，与原研热熔挤出技术比较，工艺更加简单，常规设备即可满足制备需求。

近年来，药品质量源于设计（Quality by design，QbD）的理念已逐渐被整个工业界所认可并实施[6]，因此本文采用数学及统计学于一体的方法对处方优化进行试验设计。常用的试验设计方法有正交设计、均匀设计和星点设计-响应面法[7]，前两者虽然试验次数少，但是精密度不够、预测性较差，而析因设计试验次数较多、试验周期较长。综合比较之下，本试验选择了星点设计-响应面法对布地奈德缓释片的处方进行优化，该方法具有精密度高、预测性好、实验次数少的特点。

采用多条释放曲线的自制制剂与原研制剂对比研究，是目前仿制制剂与原研制剂一致性评价的常用方法[8]。本文通过星点设计-响应面法对布地奈德缓释片进行处方优化，并与原研制剂进行3种不同介质中的释放曲线对比研究发现，自制制剂与原研制剂的释放行为相似因子f2均大于50，表明本试验所建立的模型具有较好的预测能力，星点设计-响应面法可较好地运用于该制剂的处方设计。

[1] FDA.Approved drug products label[EB/OL].[2016-05-15].https：//www.fda.gov/downloads/Drugs/DevelopmentApprovalProcess/UCM071436.pdf.

[2]R·维拉，M·帕德拉尼，M·阿加尼.控制释放与掩蔽味道的口服药物组合物，意大利：CN1355693[P].2002-06-26.

[3] 陈锋，严常开.治疗溃疡性结肠炎药物的最新进展[J].世界华人消化杂志，2016，24（12）：1840-1845.

[4] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：四部[S].2015

年版.北京：中国医药科技出版社，2015：通则122-123.

[5] 高凯，钟昌茂，邝少轶.星点设计-效应面法优化复方氯

雷伪麻缓释片的缓释片芯处方[J].中国药房，2014，25（37）：3499-3501.

[6] 张小飞，邢传峰，果秋婷.基于质量源于设计（QbD）理念优化穿心莲内酯固体脂质纳米粒[J].中草药，2015，46（2）：194-200.

[7] 施昶，沈诗偲，黄海飞，等.星点设计-效应面优化法在处方筛选和优化中的应用[J].机电信息，2014（32）：41-46.

[8] 谢沐风.解读“口服固体制剂仿制药一致性评价技术手段：多条溶出曲线”[J].中国医药工业杂志，2013，44（4）：411-414.

（编辑：邹丽娟）

Formulation Optimization of Budesonide Sustained-release Tablet by Central Composite Design-response Surface Method

REN Yuanzhi1，ZHANG Tao2，HUANG Hua1，LIU Xiujie2，ZHOU Jingsong2（1.Pharmaceutics Laboratory，Chongqing Medical University，Chongqing 400016，China；2.Chongqing Lybon Pharm-tech Co.，Ltd.，Fuan Pharmaceutical Group，Chongqing 401121，China）

OBJECTIVE：To optimize the formulation of Budesonide sustained-release tablet.METHODS：Using the cumulative releases in 2，4，8 h as investigation indexes，central composite design-response surface method was used to optimize the amount of hydroxypropylcellulose L（HPC-L），amount of soybean phosphatides，and filler（fixed total 200 mg）lactose-microcrystalline cellulose mass ratio in the formulation of Budesonide sustained-release tablet，and the verification test was conducted. The release behaviors of prepared sustained-release tablet and original preparation in pH 7.2，7.0，6.8 phosphate buffer were com-pared.RESULTS：The optimal formulation was as follow as budesonide of 9 mg，HPC-L of 46.49 mg，soybean phosphatides of 9.23 mg，filler lactose-microcrystalline cellulose mass ratio of 1∶2.9；the cumulative releases in 2，4，8 h were 21.9%，50.1%，99.5%，the relative errors with predicted values（22.0%，50.0%，98.5%）were 0.45%，0.20%，1.02%（n＝3），respectively. Compared with cumulative release of original preparation，the f2was higher than 50.CONCLUSIONS：Budesonide sustained-release tablet is successfully prepared，which shows similar release behavior to original preparations.

Budesonide；Sustained-release tablet；Central composite design-response surface method；Formulation screening

R944.4；Q577

A

1001-0408（2017）10-1395-04

2016-07-07

2016-09-01）

＊硕士研究生。研究方向：药剂学。电话：023-86502492。E-mail：413949346@qq.com

#通信作者：教授。研究方向：药物新剂型与新技术。电话：023-86502492。E-mail：huangh6001@163.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.10.27