川芎祛瘢痕霜基质处方的优化

郝慧汇，康 希，曲 彤，周 欣，杨荣平∗

（1.成都中医药大学药学院，四川 成都 611137；2.陕西中医药大学药学院，陕西 西安 712046；3.西南大学药学院，重庆 400715）

瘢痕是机体组织受损后以结缔组织替代的不完全组织修复，并改变外观和功能的病理性组织，以成纤维细胞异常增殖、胶原等细胞外基质沉积为组织学特征［1］。增生性瘢痕多发于伤及真皮的创伤，亦见于较深的创伤和手术切口，其发病率高，影响因素多，尚无理想疗法［2］。中医药关于防治增生性瘢痕的研究历史悠久，有确切临床疗效，在《医心方》 《普济方》 《太平圣惠方》 《圣济总录》 中均有记载［3-4］。

川芎是伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiongHort.的干燥根茎［5］，其性温味辛，善走窜，有活血行气、祛风止痛、行气开郁之功效，含有挥发油、川芎内酯、阿魏酸等，药理作用包括扩张血管、抗血栓、抗炎、抗增殖等［6］，还能抑制氨酸酶活性，减少黑色素形成［7-8］。现有研究显示，川芎挥发油具有抗菌活性，并能抑制哺乳动物细胞中DNA损伤和细胞凋亡［9-10］。

D-最优混料设计方法是将D-最优化设计应用于混料试验中，有试验次数少、参数预测精度高、多目标同步优化、信息量充分的特点［11］。课题组前期优选川芎挥发油用量，本实验在此基础上进一步筛选基质处方乳化类型，并通过该设计优化各成分比例，确定最优基质处方。

1 材料

YP20002 电子天平（上海佑科仪器仪表有限公司）；DT-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器（郑州科丰仪器设备有限公司）；T18 digital 数显型高速分散均质机（广州艾卡仪器设备有限公司）；HHS-21-4 电热恒温水浴锅（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；AXLC1820-2 超纯水机（重庆阿修罗科技发展有限公司）；Nano-ZS 激光粒度仪（英国马尔文公司）；BDC-268WGM 电冰箱（合肥美的电冰箱有限公司）；DHG-9140A 电热恒温鼓风干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）；PHS-3E PH 计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；TGL-16G 高速离心机（上海安亭科学仪器厂）。

川芎油（江西空松天然药用油有限公司）；白凡士林（20170701，湖南尔康制药股份有限公司）；液体石蜡（018120101，成都科 隆化学 品有限公司）；丙三醇（20180914，广东光华科技股份有限公司）；单硬脂酸甘油酯（S12771215）、硬质鲸蜡醇（C16～ C18混合醇，D44006115）、鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚-6（乳化剂O-6，S12306125）、鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚-20（乳化剂O-20，S12306115）、1，2-丙二醇（294101115）、D-海藻糖（I94111118）、透明质酸钠（I95201431）、辛癸酸甘油酯（GTCC 045003118）、棕榈酸异丙酯（EHP 045019115）、肉豆蔻酸异丙酯（IPM 045002115）购自山东优索化工科技有限公司。

2 方法与结果

2.1 基质类型筛选 通过参考书籍［12-13］结合预实验，确定雪花膏、冷霜、润肤霜作为乳化体基质，每种选择不同配方或比例（表1）进行考察，结果见表2。

由此可知，1、2 号O／W 型雪花膏基质外观膏体均匀，但细腻度不够，吸收缓慢，稳定性不理想；3、4 号冷霜基质外观膏体细腻，但触感油腻，耐热实验结果不理想；O／W型润肤露基质各方面性质良好，尤其是6 号基质，不仅外观均匀细腻，质地柔软轻薄，易涂展吸收，离心稳定性好，而且耐寒耐高温，pH 值也符合要求。因此，选择6号O／W 型基质为本品的乳化基质。

表1 乳化体基质配方

2.2 载药量筛选 根据前期细胞实验结果、受用者可接受用量、川芎挥发油在油相中的溶解度，选择0.50%作为膏霜目标载药量。

2.3 膏霜制备 将处方中油相、水相成分分别置于80 ℃水浴中加热溶解，持续30 min 至混合完全，将水相缓慢加到油相中，恒温80 ℃下高速分散 5 min（转速5 000 r／min），继续缓慢搅拌冷却至室温，即得［12-13］。

2.4 膏霜基质评价 膏霜的基质评价指标主要包括肤感评价和物理性质及稳定性评价，采取加权综合评分法［12-15］。根据预实验可知，膏霜肤感对使用者非常重要，但主观性较强，故将其总权重系数设为40%，并分为8 项指标，每项5%；物理性质、稳定性作为客观因素，两者差别较显著，故设其总权重为60%，并分为5 项指标，每项12%，满分100 分，总分越高，膏霜性能越好。

表2 乳化体基质参数

2.4.1 肤感

每个指标项目评分被分为5 档，分别占该项分数的100%（膏霜在此方面非常优秀，完全符合护肤品在此方面的要求）、80%（膏霜在此方面优秀，比较符合护肤品在此方面的要求）、60%（膏霜在此方面合格，勉强符合护肤品在此方面的要求）、40%（膏霜在此方面一般，不太符合护肤品在此方面的要求）、20%（膏霜在此方面不会，难以符合护肤品在此方面的要求）、0（霜膏表示完全不符合此项要求）。本实验选择30 名试用者，根据其使用感受的真实感觉进行评价打分，取平均值，具体评价项目如下。

拾取度是指膏霜使用时，用手指从容器中挑起膏体的难易程度。

细腻性是指膏霜在涂抹时是否柔滑，还是会感受到明显粗糙的颗粒感。

涂展性是指膏霜在涂抹过程中是否容易铺展，还是会出现不易溶、产生白条或搓泥现象。

清爽度是指膏霜使用时，是否清润舒适，还是有明显油腻感。

光泽度是指膏霜使用时，是否有光亮、健康的感觉。滋润效果是指膏霜使用时，是否能赋予皮肤滋润感。吸收效果是指膏霜使用时，是否能渗透入皮肤，并产生营养肌肤的效果。

接受度是指膏霜使用时和使用后，是否能承受其颜色、触感、气味等，还是会造成明显不舒适。

2.4.2 物理性质、稳定性 物理性质、稳定性评价应严格遵守乳膏剂、护肤品相关质量要求［11］，需全部符合。

2.4.2.1 pH 值 称取样品1 份（精确到0.1 g），加去离子水9 份，加热至40 ℃，不断搅拌至均匀，冷却至室温，作为待测溶液。将校正后的电极插入待测溶液中，启动搅拌器，待酸度计读数稳定1 min 后，停搅拌器，直接从仪器上读出pH 值，测试2 次，误差范围±0.1，取平均值。健康皮肤pH 值在4.5～6.5 之间，属弱酸性，故膏霜pH 也以弱酸性为佳，本实验也规定该范围内为合格。结果，合格占该项分数的100%，不合格计为0。

2.4.2.2 平均粒径 37 ℃下本品用水稀释（1∶1 000），室温下测定平均粒径。结果，“＜1 μm”占该项分数的100%，“1～5 μm”占该项分数的50%，“＞5 μm”计为0。

2.4.2.3 离心稳定性 指将霜膏装入离心管约2／3 高度并装实，放入（38±1）℃恒温箱中保温1 h后，立即移入离心机，4 000 r／min 离心30 min 后取出，观察其变化。结果，“无变化”占该项分数的100%，“基质变粗”占该项分数的50%，“渗出或分层”计为0。

2.4.2.4 耐热实验 将膏霜倒入2 支20 mm×120 mm试管中，高度约为80 mm，塞上干净软木塞，置于（48±2）℃恒温箱中24 h 后取出，恢复室温，与另一试管中的膏霜进行对比。结果，“无变化”占该项分数的100%，“基质变粗”占该项分数的50%，“渗出或分层”计为0。

2.4.2.5 耐寒实验 将膏霜倒入两支20 mm×120 mm 试管中，高度约为80 mm，塞上干净软木塞，置于（4±2）℃冰箱中24 h 后取出，恢复室温，与另一试管中的膏霜进行对比。结果，“无变化”占该项分数的100%，“基质变粗”占该项分数的50%，“渗出或分层”计为0。

2.5D-最优混料设计［11，16-20］预实验以市场现有的霜膏处方常用比例为基础，单因素试验优化各因素用量范围，结果见表3。

2.6 模型拟合 通过Design-expert 8.0.6 软件进行D-最优混料设计，结果见表4。以评价总分为自变量，因素A～F用量为因变量进行模型，方差分析见表5。

优化后，拟合方程为OD 值＝1 119.93A+117.63B-814.87C+221.08D-8 550.02E+94.58F-1 132.86AB+128.47AC-1 377.95AD+7 436.65AE-1 294.48AF+1 280.24BC-96.94BD+9 895.66BE-94.92BF+717.82CD+10 298.01CE+1 047.23CF+8 449.32DE-167.60DF+9 132.23EF。表5 显示，二次式拟合P值最小（＜0.000 1），表明模型具有高度显著性；失拟项P＞0.05，表明模型拟合度良好；复相关系数R2＝0.986 5，表明总分变异中有98.65%是由变量A～F引起的，预测性良好。

表3 因素水平

表4 试验设计与结果

表5 方差分析

2.7 响应面分析 预实验发现，当合成油相（B）与复配乳化剂（C）比例发生变化时，对评价总分影响较大，本实验方差分析也印证了这一点，故两者为主要影响因素［20］。通过Design-Expert8.0.6 软件绘制等高线图、三维曲面图，结果见图1。

从图1a 中优选出各变量因素范围分别为A0.043～0.059、B0.098～0.175、C0.052～0.093，图1b 中分别为B0.101～0.132、C0.055～0.087、D0.073～0.085，图1c 中分别为B0.113～0.145、C0.070～0.082、E0.037～0.045，图1 d 中分别 为B0.102～0.124、C0.038～0.085、F0.608～0.725。根据以上筛选范围并结合实际，确定最优基质处方为烃类油相用量5.00 g，合成油相用量12.00 g，复配乳化剂用量8.00 g，保湿剂用量7.50 g，仿生剂用量4.00 g，水用量63.00 g。

2.8 验证试验 按“2.7”项下优化基质处方进行5 次验证试验，所得膏霜呈乳白色半固体，质地细腻轻盈，方便拾取涂展，易于吸收，莹润保湿，有轻微可接受的川芎气味，OD 值分别为99.2 分、98.7 分、100 分、97 分、99.5分，RSD 为1.17%，与预测值（99.76 分）的偏差分别为-0.6%、-1.1%、0.2%、-2.8%、-0.3%，平均-0.9%，表明基质处方稳定，重复性好。

图1 各因素响应面图

3 讨论

本实验选用O／W 型乳剂作为基础基质，具有细腻轻薄、清爽润泽、易于涂抹吸收的特点。但乳剂是一种热力学不稳定的多相分散体系，其稳定性容易受多方面因素的影响，其中油相、水相、乳化剂为其形成的3 种必要组分，三者种类和比例均对其稳定性有着至关重要的影响。本实验所需优化的乳膏基质处方因素繁多复杂，可将其分类归纳为烃类油相、合成油相、复配乳化剂、水相保湿剂、仿生剂、水6 种，若采用单因素试验或正交试验，均会暴露出试验次数多、参数预测精度低、信息遗漏等缺点，无法对其同时进行全面、立体地筛选。

混料设计是一种受特殊条件约束的回归设计，已在冶金、化工、食品、农林等各领域研究中得到广泛应用，在中医药领域遇到配比优化的问题也常使用此方法［16］。D-最优混料设计是一种将D-最优化设计运用于混料设计的设计方法，可实现多目标同步优化，不仅试验次数少，而且具有信息的全面性和预测的准确性，非常适合优化霜膏基质，同时可避免多因素之间的相互交叉干扰现象，优化得到的处方基质稳定，膏霜外观、肤感、稳定性均可达到最优水平［17-19］。因此，本实验采用该方法筛选出川芎祛瘢痕霜基质处方，并对其进行验证。