Box-Behnken响应面分析法优化芎麻滴丸的制备工艺

刘成琳，夏清瑶，刘雪坤，边 东，武子敬

（通化师范学院·吉林通化·134002）

芎麻滴丸方源于《医宗金鉴》卷四十三的芎麻汤。芎麻汤由川芎和天麻两味中药按4∶1配伍比例组成[1]，主治风痰头痛、眩晕欲吐，为治疗偏头痛的经典方剂。偏头痛又名原发性血管神经头痛，是一种常见的慢性脑血管疾病[2]。芎麻滴丸是由芎麻汤配方经中药现代化制备工艺制备而成的中药复方现代制剂[3]。其主要有效成分为天麻素、阿魏酸和川芎嗪[4]。临床上主要用于治疗老年痴呆类型中的血管性痴呆（VD）[5]以及对不同缺血时脑组织氧化应激损伤的保护作用[1]。川芎为伞形科植物川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）的干燥根茎。其味辛，性温，归肝、胆、心包经，具有活血行气，祛风止痛的功效[6]。属活血止痛药，主产于中国西南地区。药理作用有镇痛、抗肿瘤、抗炎、抗脑缺血等[7]。天麻为兰科植物天麻（Gastrodia elata Bl.）的干燥块茎，其味甘，性平；归肝经。具有息风止痉，平抑肝阳，祛风通络的功效[8]，主要药用有效成分为天麻素。常应用于高血压、脑血管病等疾病的治疗[9]。

滴丸剂型为固体制剂，是药物与基质加热熔融后滴入冷凝液后制成的丸状制剂。具有起效快、疗效好、副作用小、质量稳定且易控制以及制备工艺简单等优点，可显著提高药物溶出速率和药物生物利用度并增加药物的稳定性[10]。滴丸的种类多样，如缓释滴丸、自微乳滴丸、结肠靶向滴丸、肠溶滴丸等[11]。Box-Behnken响应面分析法是由Box等提出，综合试验设计和数学建模的优化方法Box-Behnken响应面分析法能有效优化工艺参数，目前广泛应用于制药、化工、环境等领域[12-13]。

目前，芎麻方在临床上常用剂型以汤剂为主，但汤剂存在需现用现制，不易保存与携带，服用体积大等缺点。因此，为了使芎麻方能够更好地应用于临床中，本课题将芎麻方制备成滴丸剂。滴丸剂相比于汤剂对于芎麻方在临床应用中能够发挥更大的作用。本实验采用单因素法结合Box-Behnken响应面分析法优化芎麻滴丸的制备工艺，确定制备滴丸最佳制备工艺中的滴速、天麻与川芎配伍的比例以及药液温度。结果表面优化后的滴丸制备工艺稳定可行，可以代替现有的传统制备工艺。

1 实验仪器与材料

1.1 材料

川芎、天麻（购于通化医药大厦）；无水乙醇（天津市科密欧化学试剂有限公司）；聚乙二醇4000（天津市科密欧化学试剂有限公司）；聚乙二醇6000（天津市科密欧化学试剂有限公司）液体石蜡（天津市科密欧化学试剂有限公司）。

1.2 仪器

精密电子天平(天津天马恒基仪器有限公司)；循环水式真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；SG3300H超声波清洗器(上海冠特超声仪器有限公司)。

2 方法与结果

2.1 芎麻提取物的制备

称取川芎药材80 g、天麻药材20 g，置圆底烧瓶中，提取三次各2、1.5、1h，每次加70%乙醇10、8、6倍量，合并提取液减压浓缩，冷冻干燥，即得芎麻提取物。

2.2 Box-Behnken Design试验设计

根据上述单因素试验结果，以料液比（A）、药液温度（B）和滴速（C）为影响滴丸制备的三个因素，以制得滴丸的外观质量评价、丸重变异系数和溶散时限为考察指标运用Design-Expert 12软件分析数据，采用综合加权评定的方法计算OD值，OD=（外观质量评价×0.4/外观质量评价最高分+丸重变异系数最小值×0.3/丸重变异系数+溶散时限最小值×0.3/溶散时限）100%。不同条件下计算所得OD值越大，表明试验结果越精良，制备工艺越优。

2.3 滴丸工艺验证

按上述滴丸最佳制备工艺，制备3批，并对各响应指标进行检查。

2.4 Box-Behnken Design试验设计结果

Box-Behnken Design试验设计影响芎麻滴丸剂的因素和水平见表1、试验设计与计算结果见表2、回归模型方差分析见表3，效应曲面图见图1。影响滴丸剂质量的制备工艺因素基质与药物 比（A）、药液温度（B）和滴速（C）经回归拟合得到回归方程：Y（OD）=0.0001A+0.0001B+0.0129C+0.0001AB+0.0020AC+0.0598A2+0.0202B2+0.1305C2，R2=0.9982，P＜0.0001，

图1 各因素对滴丸制备的响应面图

表1 Box-Behnken Design试验设计因素水平表

表2 试验设计与结果

表3 方差分析

表明模型的差异性显著；失拟项P＞0.05失拟项不显著，说明该模型拟合度和可信度均有效，试验误差小，因此，可用此模型对影响滴丸制备工艺的因素料液比、药液温度和滴速进行分析和预测。

3 讨论

影响滴丸制备工艺的因素较多，如果在优化制备工艺时处处考虑，则会因试验次数过多而难以实施[14]。

因此，本实验首先通过单因素实验结果确定料液比、药液温度以及滴速为主要影响滴丸制备因素。

本文对芎麻滴丸的制备工艺进行了系统的研究后决定采用Box-Behnken响应面分析法优化芎麻滴丸的制备工艺。Box-Behnken响应面法将样本点进行试验后回归拟合建立因素与结果的多元二次方程及回归模型，得到工艺最优参数[15]。它能对影响因素进行快速且有效的优化，提高实验的准确性与可信度[16]。正交试验只能分析独立的试验点来筛选最优方案，响应面法可以连续分析试验的各水平来筛选最优方案[17]。因此，相比于正交试验法，响应面法能够得到更精确的工艺参数，筛选出最优工艺方案。

优化后的处方确认为：基质与药物比为4∶6∶1、药液温度为90℃、滴速为30 d/min。验证实验结果表明，芎麻滴丸的最佳成型工艺稳定可行，制备的芎麻滴丸大小均匀，形态圆整，药物起效快且质量稳定。

目前，对于芎麻滴丸制备工艺研究较少，研究主要集中在其芎麻方剂的化学成分、药理作用以及芎麻滴丸的临床应用。本实验通过应用Box-Behnken响应面分析法优化了芎麻滴丸的制备工艺，使优化后的制备工艺制备的芎麻滴丸相比于传统制备工艺制备的芎麻滴丸外观质量更高，丸重变异系数与溶散时限更小。

综上所述，本实验中的芎麻滴丸制备工艺的最优处方制得的芎麻滴丸各方面都优于传统制备工艺，可为今后芎麻滴丸应用规模化生产提供参考。