消肿止痛颗粒的制备

闫治攀，王雪梅，毕映燕，李喜香，张 鹏

（甘肃省中医院，甘肃兰州 730000）

消肿止痛合剂是甘肃省中医院院内制剂（甘药制字Z04000844），由赤芍、当归、甘草、水蛭、三七等12 味药材组成，功效活血消肿、行气止痛，用于跌打损伤早期、伤部肿胀、疼痛等症状，经十几年临床应用，已成为医院治疗跌打损伤的畅销产品。为了扩大剂型，本实验依据院内制剂注册相关文件规定制备消肿止痛颗粒。

为了使制剂自身某些特性指标在一定意义上达到最优，处方中辅料配比正成为药剂科研和生产中的常见问题。混料设计是通过合理的实验安排考察产品自身性能与产品中各成分配比之间的关系，从而得到最佳处方组合，其中D-最优混料设计较为常见，其模型拟合程度好，预测精度高，具有多目标同步优化、信息量充分、试验次数少、参数预测精度高的特点［1-2］。因此，本实验结合甘肃省中医院科研制剂中心的实际生产情况，在辅料预筛选的基础上采用D-最优混料设计，以颗粒成型率、吸湿率、溶化率、休止角为评价指标，对药辅比、辅料种类和用量进行考察以优化消肿止痛颗粒制备工艺，并采用颗粒物理指纹图谱评价工艺参数的可靠性，以期为该制剂的实际批量生产提供参考。

1 材料

1.1 仪器 AR124CM 电子天平［0.01、0.1 mg，奥豪斯仪器（上海） 有限公司］；比重计（江苏盛创自动化仪表有限公司）；药典标准检验筛（浙江上虞市华丰五金仪器有限公司）；DZF-6090 真空干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）；LRHS-101BLH 恒温恒湿试验箱（上海林频仪器股份有限公司）；500-2 多功能粉碎机（郑州艾克斯机械设备有限公司）；摇摆式制粒机（常州一步干燥设备有限公司）；ZXFD-A5140 全自动新型鼓风干燥箱（上海智城分析仪器制造有限公司）。

1.2 试剂与药物 赤芍、当归、甘草、水蛭、三七等药材均购自兰州安泰堂中药饮片有限公司，经甘肃省药品检定研究院宋平顺主任药师鉴定为正品，均符合2015 年版《中国药典》 一部各药材项下相关规定。蔗糖、淀粉、糊精、甘露醇、乳糖、微晶纤维素均购自兰州普生药品有限责任公司，符合药品辅料标准；其他试剂均为分析纯；水为超纯水。

2 方法与结果

2.1 颗粒制备 按处方比例称取除三七、水蛭以外其他10 味中药饮片，置于提取罐中，加水提取2 次，第1 次加10 倍量水提取2 h，第2 次加8 倍量水提取1.5 h，滤过，合并煎液，转移到减压浓缩罐中，浓缩至相对密度为1.10 的清膏，冷却至室温，加95%乙醇使含醇量达到60%，静置24 h，取上清液至减压浓缩罐中减压回收乙醇，浓缩至相对密度为1.25 （80 ℃） 的稠膏。加入相应辅料、占中药稠浸膏质量25% 的三七、水蛭混合细粉（以下简称“混合药粉”），混合后制软材，过18目筛挤压制粒，于60 ℃下烘干4 h，整粒，即得。

2.2 指标测定

2.2.1 成型率 按照2015 年版《中国药典》 四部0104 颗粒剂项下粒度检查法（0982 第二法双筛分法）［3］进行测定。定义能通过1 号筛、不能通过5 号筛的颗粒为合格颗粒，计算成型率，公式为成型率＝ （合格颗粒质量／颗粒总质量） ×100%。

2.2.2 吸湿率 取“2.2.1”项下合格颗粒2 g，置于已在25 ℃恒温干燥器（下部放置NaCl 饱和溶液） 中饱和24 h 的称量瓶中，敞口置于上述恒温恒湿条件下，吸湿平衡后称定质量，计算吸湿率，公式为吸湿率＝ ［（颗粒吸湿后质量-颗粒吸湿前质量） ／颗粒吸湿前质量］×100%。

2.2.3 溶化性 按照2015 年版《中国药典》 四部0 104 颗粒剂项下粒度检查法（0982 第二法双筛分法）［4］进行测定。取“2.1”项下颗粒10 g，加200 mL 热水搅拌5 min，要求应全部溶化（允许有轻微浑浊）［3］。取50 mL 搅拌均匀的药液，高速离心10 min 后精密吸取上清液20 mL，置于已恒重的蒸发皿中，水浴蒸干，残渣于60 ℃下减压干燥至恒重，称定质量，计算溶化率，公式为溶化率＝（溶化颗粒质量／颗粒质量） ×100%。

2.2.4 休止角 采用固定漏斗法进行测定。将漏斗固定于铁架台上，下方水平放置1 张坐标纸，使漏斗口与坐标纸之间保持2.0 cm 高度（h），沿漏斗壁缓慢倒入“2.2.1”项下合格颗粒，直到坐标纸上形成颗粒圆锥体的尖端接触到漏斗口为止，测定圆锥体底部半径 （r），计算休止角θ，公式为θ＝arctan （h／r）。

2.2.5 水分 取“2.1”项下颗粒，按2015 年版《中国药典》 四部0832 水分测定法项下第三法（减压干燥法）［3］进行测定。

2.2.6 松密度 取 “2.2.1”项下合格颗粒100.0 g，缓慢加入250 mL 干燥量筒中，轻轻抹平表面，读取体积，计算松密度。

2.2.7 振实密度 将盛有“2.2.1”项下合格颗粒的量筒在厚橡胶垫上振击，直至体积不再减少为止，读取体积，计算振实密度。

2.2.8 豪斯纳比 公式为豪斯纳比＝振实密度／松密度。

2.2.9 相对均齐度指数 参考文献［5-6］报道。将“2.1”项下颗粒依次过24、50、65、120、150、200 目标准检验筛，振荡5 min，记录每个筛网截留的颗粒质量。取平均孔径603、303、188、108、83 μm 筛网截留的颗粒，计算相对均齐度指数，公式为相对均齐度指数＝Fm／ ［100 ＋（dmdm-1）Fm-1＋（dm＋1-dm）Fm＋1＋（dm-dm-2）Fm-2＋（dm＋2-dm）Fm＋2＋…＋（dm＋n-dm）Fm＋n］，其中Fm为粒径在多数范围的粉末占比，Fm＋1为多数粒径范围上一层筛网截留的粉末占比，Fm-1为多数粒径范围下一层筛网截留的粉末占比，n为确定的粒径范围数，dm为多数粒径范围粉末的平均粒径，dm＋1为多数粒径范围上一层筛网截留粉末的平均粒径，dm-1为多数粒径范围下一层筛网截留粉末的平均粒径。

2.3 药辅比考察 参考文献［7］报道。取稠浸膏适量，加入不同用量蔗糖、淀粉、糊精、甘露醇、乳糖、微晶纤维素6 种辅料及混合药粉，观察软材情况，结果见表1。

表1 药辅比考察结果Tab.1 Results of drug-excipient ratio investigation

由此可知，稠浸膏与1.4 倍微晶纤维素混合后软材可达到制粒要求，增至1.6 倍时也可顺利过筛制粒，但有少许细粉出现；与1.6 倍蔗糖、糊精、甘露醇混合后软材情况大致相同，均可满足制粒要求，而当三者用量增至1.8 倍时虽也可顺利过筛制粒，但有少许细粉出现；与1.6 倍淀粉、乳糖混合后软材稍黏，虽可过筛制粒，但颗粒大多呈长条状，而当两者用量增至1.8 倍时上述现象有明显改观。因此，确定稠浸膏与辅料的比例为1∶1.6。

2.4 辅料种类考察 参考文献［3］报道的方法，按“2.3”项下药辅比称取蔗糖、淀粉、糊精、甘露醇、乳糖、微晶纤维素，与混合药粉混匀，平行加到同质量稠浸膏中制软材，过10 目筛挤压制粒，60 ℃下干燥4 h，过1、5 号筛整粒，收集2 种型号筛之间的颗粒，观察制粒情况，计算成型率和吸湿率，结果见表2。

由此可知，各辅料成型性依次为蔗糖＞糊精＞淀粉＞乳糖＞甘露醇＞微晶纤维素，抗吸湿能力依次为甘露醇＞乳糖＞微晶纤维素＞蔗糖＞糊精＞淀粉，溶化性除淀粉、微晶纤维素外均合格。虽然甘露醇在吸湿率、溶化性方面具有一定优势，但因其在制软材过程中容易出现硬块、难以混匀而不予考虑。基于制粒情况、颗粒特性、经济性方面，选择蔗糖、糊精、乳糖作为初选辅料进行下一步试验。

表2 辅料种类考察结果Tab.2 Results of excipient kind investigation

2.5D-最优混料设计 在“2.4”项下结果的基础上采用D-最优混料设计［8］，以蔗糖（A）、糊精（B）、乳糖（C） 在混合辅料中所占比例为影响因素，成型率、溶化率、吸湿率、休止角为评价指标来优化配比。

参考文献［9］报道的方法，上述4 个指标均标准化为0～1 之间的“归一值”，再计算其几何平均数作为总评 “归一值”（OD），公式为OD＝（d1d2…dk）1／k，其中d为指标归一值，k为指标数。对取值越小越好、越大越好的指标，采用Hassan 法进行数学转换后分别计算其最小值dmin、最大值dmax，公式为dmin＝（Ymax-Yi）／（Ymax-Ymin）、dmax＝ （Yi-Ymin） ／ （Ymax-Ymin），其中Ymax为指标最大值，Ymin为指标最小值，Yi为指标i测定值，i为指标数。因素水平见表3，结果见表4～5。

表3 因素水平Tab.3 Factors and levels

通过Design-expert 8.0 软件［8］进行二次多项回归拟合，得方程为OD＝-0.392 45A-5.919 75B-2.168 08C＋13.051 94AB＋7.139 19AC-2.906 55BC（r＝0.908 5），方差分析见表6。

表4 试验设计与结果（Ⅰ）Tab.4 Design and results of tests （Ⅰ）

由此可知，模型P＝0.001 5＜0.01，表明模型可用于预测响应值；失拟项P＝0.603 1＞0.05，表明模型与各因素的拟合程度较好；因素AB、AC的P＜0.05，表明蔗糖与糊精或乳糖联用时存在显著交互作用，以前者更明显；因素BC的P＞0.05，表明糊精与乳糖之间的交互作用不显著。响应面分析见图1，得到最优配比为蔗糖占比72.2%，糊精占比27.8%，乳糖无，OD值为0.6906。

2.6 干燥温度、干燥时间考察 消肿止痛颗粒中含有水蛭，为了防止高温干燥对其活性物质造成损失［10］，本实验采用低温干燥，考察颗粒在60 ℃烘箱中常压干燥1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 h 后的含水量，测得其数值分别为10.47%、8.56%、4.17%、2.10%、1.46%。甘肃省中医院科研制剂中心检验标准操作规程要求，颗粒中间品含水量应控制在3.0%以内，故确定干燥时间为4.0 h。

表5 试验设计与结果（Ⅱ）Tab.5 Design and results of tests （Ⅱ）

表6 方差分析Tab.6 Analysis of variance

2.7 验证试验 根据上述结果，得到最优工艺为取适量稠浸膏［相对密度1.25 （80 ℃）］，加入1.6 倍混合辅料（蔗糖与糊精比例72.2∶27.8）和0.25 倍混合药粉，混合后制软材，过18 目筛挤压制粒，60 ℃下烘干4 h，整粒，即得。为了验证所建模型的可靠性，按上述优化工艺进行3 批验证试验，结果见表7，可知工艺稳定，重复性好。

2.8 物理指纹图谱建立

2.8.1 物理属性确定 根据颗粒物理性质，将其属性分为均一性、堆积性、流动性、稳定性，作为物理指纹图谱一级物理指标；筛选出相对均齐度指数、松密度、振实密度、豪斯纳比、休止角、水分、吸湿率，作为物理指纹图谱二级物理指标。

2.8.2 物理指标的标准化转换 取5 批颗粒，测定“2.8.1”项下二级物理指标。为了消除各物理指标数值量级差异和量纲的影响，将实测值转化为同一尺度，即0～10，具体转换方法［5，11］见表8。

图1 各因素响应面图Fig.1 Response surface plots for various factors

表7 验证试验结果（n＝3）Tab.7 Results of verification tests （n＝3）

表8 二级物理指标的标准化转换Tab.8 Standardized transformation of secondary physical indices

2.8.3 建立方法和评价 将“2.7”项下优化工艺放大10 倍，制备5 批样品 （批号20190301、20190302、20190303、20190304、20190305），按“2.8.2”项下方法测定二级物理指标，并对其数值进行标准化转换，结果见表9。以转换值为指标绘制雷达图，作为各批样品的物理指纹图谱；以转换值的平均值为指标绘制雷达图，作为对照颗粒的物理指纹图谱，结果见图2。通过SPSS 17.0 软件中的夹角余弦分析法比较各批样品之间的相似度［12］，发现均在0.99 以上，与对照颗粒比较时也均大于0.99，表明各批样品物理性质差异不大。

表9 二级物理指标的测定值与转换值Tab.9 Determined values and transformed values for secondary physical indices

3 讨论

图2 5 批样品物理指纹图谱Fig.2 Physical fingerprints for five batches of samples

本实验在院内制剂消肿止痛合剂提取、醇沉、浓缩工艺不变的前提下，将其剂型改为颗粒剂，再通过将药材稠浸膏直接与辅料混合来制软材和制粒，该方法操作简便，省去了药材浸膏粉制粒过程中干燥、粉碎等单元操作，从而降低生产成本。预实验发现，醇沉后浸膏黏度不大，足以满足制粒要求，但其相对密度对颗粒的成型率、服用量等均有较大影响，若相对密度过小，则需要增加辅料用量，导致颗粒单次服用量、生产成本上升；若相对密度过大，不但提高了浓缩难度，同时它与辅料很难混合均匀，从而影响颗粒成型率，最终确定为1.25 （80 ℃）。

在颗粒制备过程中，单一辅料不能满足其多种要求，如内包装、贮存，以及使用过程中的成型性、流动性、吸湿性、溶化性等［13-14］。本实验选用混合辅料，以与颗粒相关的粉体学性质为评价指标，发现蔗糖、糊精、乳糖在改善消肿止痛颗粒成型率、溶化性、吸湿率方面较其他辅料均具有一定的优势，以蔗糖更明显，同时它在处方中也能起到矫味作用，但在药辅比固定的情况下其制得软材的黏度大于糊精和乳糖，故又采用混料设计对上述3种辅料配比进行优化。结果显示，当蔗糖、糊精用量比例为72.2∶27.8 时，单用蔗糖黏度偏大、单用糊精黏度不足的现象得到明显改善，同时可保证颗粒成型率等其他粉体学性质。经验证试验与物理指纹图谱的综合分析，可知5 批样品相似度均高于0.99，表明所筛选的成型工艺稳定可行，符合实际生产要求。