强肾三金颗粒剂的成型工艺研究

胡永恒,易爱玲,李慧贤,杨 希,杜 光

(1．湖北科技学院医学部药学院,湖北 咸宁 437100;2．武汉市黄陂区人民医院药学部;3.武汉市黄陂区横店街中心卫生院;4．华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部)

强肾三金颗粒是在中医理论指导下,由淫羊藿、西洋参、枸杞子、巴戟天、肉苁蓉、桑葚、川芎、锁阳、莲子、女贞子10味药材组成,分别从抗疲劳、增强免疫力、抗氧化、耐缺氧、兴奋神经、激活内分泌等不同途径达到延缓衰老、增强性功能的作用[1]。该方经长期临床应用,对男性阳痿、早泄等性功能障碍疾病,女性骨质疏松症有较好的疗效。由于本方日服剂量较大,且汤剂携带使用不方便,患者依从性较差。为方便临床用药,将其开发成院内制剂,为临床用药提供依据。提取工艺研究则通过正交试验法优选[2-4],以药液的干膏率作为评价指标。通过优选工艺能够保障临床使用的中药制剂安全有效[5-7]。颗粒剂能够克服传统水煎剂易霉变、不易储存的缺点,具有携带、服用方便、剂量准确的优势[8]。

1 资料与方法

1.1 仪器、设备及药品

HYDJ20L智能小型全自动中药煎煮机(天津华延园机械有限公司),DHG-905385-Ⅲ电热恒温鼓风干燥箱(上海新苗医疗器械制造有限公司),JA2003电子天平(上海越平科学仪器有限公司),标准检验筛(浙江上虞五四纱筛厂),淫羊藿(江西百仁有限公司,批号:201201),巴戟天(安徽劲道有限公司,批号:210401),枸杞子(大连大仁堂有限公司,批号:200402),西洋参(江西百仁有限公司,批号:210502),桑椹子(安徽劲道有限公司,批号:210101),莲子(安徽人民中药有限公司,批号:210101),川穹(大连大仁堂有限公司,批号:200902),锁阳(大连大仁堂有限公司,批号:200601),肉苁蓉(安徽劲道有限公司,批号:201101),女贞子(安徽桐花堂有限公司,批号:20210101)。所有中药经华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部杜光主任药师鉴定,均符合《中华人民共和国药典》2020年版一部相关项下规定。

淀粉(河南华瑞生物科技有限公司,批号:211026)、糊精(河南正宏药用辅料股份有限公司,批号:210905)、乳糖(浙江一诺生物科技有限公司,批号:20210904)、微晶纤维素(湖州市菱湖新望化学有限公司,批号:210906)、无水乙醇(天津市常宁精细化工有限公司,批号:201008)。

1.2 提取工艺的研究

1.2.1 干膏率的计算

精密称定处方量药材重量,记为m药材,通过中药煎药机提取所得供试品提取液200mL。精密量取20mL,分别置于已恒重的蒸发皿(W1)中,水浴蒸干至无流动性,于105°C烘箱中干燥至重量无变化,称重(W2)。干膏率(%)=[(W2-W1)×200mL]/(m药材×20mL)×100%

1.2.2 正交实验优选水提工艺

为贴合临床实际,使用多功能煎药机以水煎法提取其有效成分,通过正交试验对提取工艺进行优选,中药材提取存在溶质-溶液交换的过程,需要考察溶液用量,即加水量。浸泡时间、提取时间以及提取次数也会影响有效物质提取率。为取得最好的干膏制备方法,考察这4个因素,设计L9(34)正交试验表,见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.3 成型工艺的研究

1.3.1 稀释剂筛选实验方法

淀粉和糊精是传统的稀释剂,淀粉性质稳定,是颗粒剂中最常用的辅料,因其流动性及压缩成型性较差,常与糊精按一定比例作为稀释剂添加[9]。糊精是将水解的淀粉在干燥状态下经加热改性制得的聚合物,具有较强的聚集结块趋势。糊精与淀粉互补的性质在制备颗粒剂中得到广泛应用,用这两种辅料制备的颗粒成型率高,不影响主药的性质,且两种辅料的价格便宜[10]。但此两种辅料都存在不易溶于冷水的特点,在冲泡时容易出现分层。乳糖易溶于水,性质稳定,用乳糖制得的颗粒能够较快的在水中溶解,且溶液清澈透明,因其无吸湿性,不与主药反应的特点在药用辅料中逐渐普及[11]。微晶纤维素(MCC)具有较好的结合力和可压性,常与粉末进行直接压片,具有一定的崩解性。由于清膏含水量较大,经预实验确定将药液浓缩至密度为1.20～1.30g/mL的稠膏,稀释剂质量为稠膏体积的2倍以上时可以进行初步的湿法制粒。以制粒的难易程度、成型率、休止角、堆密度、溶化性和吸湿性为考察指标,对淀粉、糊精、乳糖、MCC 4种稀释剂进行综合评价。

1.3.2 湿法制粒

将药材按最优生产工艺提取,采取湿法制粒将药液浓缩至密度为1.20～1.21g/mL的清膏(常温下),分为4份。每份辅料中过筛100目筛3次。按照清膏∶辅料=1∶2的比例,每20mL药液分别加入40g淀粉、40g糊精、40g乳糖、40gMCC,用85%乙醇制成软材,以14目筛制颗粒,70℃干燥烘干,整粒即得供试品颗粒。

1.3.3 成型率测定

精密称量干燥好的供试品颗粒记为m1,通过一号筛(10目),收集过筛的颗粒,再次通过五号筛(80目),收集不能通过五号筛的颗粒,精密称量记为m2,并计算成型率。成型率(%)=m2/m1×100%。

1.3.4 堆密度测定

取适量供试品颗粒倒入干燥的量筒中,采用轻敲法将量筒中的颗粒振实至固定的体积,记录为V,将量筒中的颗粒倒出精密称量,记录为W,堆密度=W/V。堆密度用于测量颗粒间的粒子空隙及单个颗粒的真体积。堆密度越大,表示颗粒间粒子空隙越小。

1.3.5 休止角测定

将玻璃漏斗固定于垂直桌面上方2～3cm处,记高度为h,取适量颗粒沿玻璃漏斗倒入水平桌面上,直至底部颗粒堆的最上端触到玻璃漏斗下缘,量出颗粒堆圆锥底部的半径为r,休止角=tan-1h/r。休止角用于检测颗粒的流动性,当休止角值为31°～37°,流动性介于好与较好[12]。

1.3.6 吸湿率测定

精密称量供试品颗粒2.00g置于干燥至恒重的玻璃称量瓶中,保证玻璃称量瓶底部颗粒平均高度>2mm,取下盖子,放置于装有饱和氯化钠(NaCl)溶液的玻璃干燥器内,恒温恒湿条件下24h后称重,计算吸湿率。

1.3.7 颗粒剂正交试验设计

采用正交试验对制粒工艺进行优化,选择药液密度、药液辅料比例以及乙醇含量作为考察因素,另设一组空白组,设计L9(34)正交试验表。正交试验因素水平见表2。按照1.3.3与1.3.6项测定其成型率和吸湿率,综合评分=(成型率/成型率最大值)×0.7+(吸湿率最小值/吸湿率)×0.3。

表2 正交试验因素水平表

2 结 果

2.1 提取工艺正交试验结果

结果见表3。直观分析显示,影响干膏率的各因素主次顺序为D>C>A>B,其中,提取次数的影响最大,其次是提取时间。由结果可知,加水倍数因素水平上,均值K3(126.76)最大,加入12倍量的水最为合适。浸泡时间方面,均值K2(128.00)最大,浸泡1.5h为最优方案。提取时间因素方面,均值K2(128.65)最大,提取1.5h效果最好。提取次数因素方面,均值K3(144.71)最大,煎煮3次为最优方案。因此,最佳提取工艺为A3B2C2D3。在实际生产中,需考虑效率和成本问题,选取最优的方案需考虑对评价指标有显著性影响的因素,因此,最终方案为A3B1C2D3。取处方量药材,加12倍水,浸泡1h,煎煮1.5h,提取3次,浓缩至规定体积即得。

表3 正交试验结果

2.2 最优提取工艺验证

为贴合工业大生产,投料应大于200g,因此,按2倍处方量称取3份药材,每份约为262g,根据最佳提取工艺A3B1C2D3进行提取,结果见表4。三组药材中干膏率平均值为51.52%,RSD为0.77%,表明该最佳提取工艺有较好的稳定性和准确度。

表4 验证试验结果

2.3 颗粒剂辅料预实验结果

实验结果见表5,糊精的成型率较好,但制备出的颗粒存在较多细粉;淀粉制软材容易,但制备出的颗粒存在较大的吸湿性;MCC常用于片剂的制备,崩解性与抗吸附性较强,成型效果不佳;乳糖的吸湿情况最好,但单独制软材较困难,且乳糖价格较高。综合考虑成型率与吸湿率,选择糊精和乳糖组成的混合辅料作为稀释剂。

表5 湿法制粒所得颗粒各项检查指标结果

2.4 混合辅料比例的优选

取处方量药材按最优工艺提取3份,浓缩密度为1.26～1.28g/mL的清膏。按比例称精密称量糊精、乳糖,等量递增法混匀,85%乙醇喷洒润湿制软材,以14目筛制颗粒,筛入304不锈钢烤盘中,于70℃烘箱中干燥3h,整粒,冷却后测定其成型率与吸湿率,辅料配比及测定结果见表6。辅料配比为1∶1时成型率最佳,但存在较大颗粒无法过筛,且制粒过程中出现的粘网情况相较于1.5∶1时更多,因此,选用1.5∶1的辅料配比进行正交试验。

表6 辅料配比及测定结果

2.5 颗粒剂正交试验结果

颗粒剂成型工艺正交试验结果见表7,由结果可知,药液密度因素水平上,均值K3(93.810)最大,药液密度为1.28～1.30g/mL最为合适。稠膏辅料比例方面,均值K1(94.810)最大,稠膏辅料比例为1∶2时为最优方案。乙醇含量因素方面,均值K2(94.510)最大,当乙醇含量为85%时为最佳。根据实验结果来看,最佳成型工艺为A3B1C2,但成型率为B>C>A(表8),吸湿率为B>A>C(表9),综合分析各因素影响为B>C>A(表10),由结果可知,稠膏辅料比越小,成型率越小,药液不能将多余的辅料结合导致细粉过多;稠膏辅料比例越大,吸湿率越大,乳糖的用量相对减少,药液稠膏的吸湿性强,导致吸湿率整体上升。为了保证较高的成型率和较低的吸湿率,应将药液浓缩至较高浓度,减少水分,同时减少辅料用量,以保证较高的成型率,喷洒含量较高的乙醇作为润湿剂,不仅可以减少颗粒的粘性,还能够促进颗粒水分蒸发,有利于快速成型。

表7 正交试验结果

表8 成型率的方差分析

表9 吸湿率的方差分析

表10 综合评分的方差分析

2.6 成型工艺的验证

按照上述成型工艺进行颗粒的制备,即首先按照最佳提取工艺提取药液,将药液浓缩至常温(25℃)下密度为1.28～1.30g/mL的稠膏,备用。将糊精、乳糖烘干后过100目筛备用。按照等量递增的方式加入77.6g乳糖(药液体积的80%)以及116.4g糊精(药液体积的120%)中,搅拌5～10min制成混合辅料。缓慢加入97g药液混匀制软材,均匀喷洒85%浓度乙醇混匀后制粒,70℃烘干3h,整粒。制备3批颗粒验证其成型率、休止角、堆密度与吸湿率,结果见表11。

表11 制备工艺验证结果

试验结果表明,通过正交试验优选出的制备工艺就有较高的成型率以及较低的吸湿率。休止角<40°,颗粒具有较好的流动性。堆密度较小,说明颗粒间的空隙大,颗粒形状良好。

2.7 颗粒质量标准

根据《中药配方颗粒质量控制与标准制定技术要求》,规定本品颗粒剂:①性状:深棕色颗粒,气微,味微甜。②溶化性:取颗粒10g,加热水100mL,搅拌5min,颗粒全部溶化。③粒度:照粒度和粒度分布测定法测定,不能通过一号筛和能通过五号筛的总和为2%,符合标准。④水分:按照水分测定法测定,水分为7%,符合标准。⑤微生物限度:非单体成分制成的颗粒剂,照非无菌产品微生物限度检查,符合规定。

3 讨 论

强肾三金方在临床上应用已有30余年,全方具有补肾壮阳、益精填髓、强壮筋骨作用,配伍合理,组方科学。在制剂过程中常采用煎煮法对其有效成分进行提取,制成汤剂供患者服用。本研究通过正交试验最大限度的优化了水提取工艺,有效保证了中药制剂的药效,通过研究完善了强肾三金颗粒的提取工艺和成型工艺,保障强肾三金剂量准确,质量稳定。

本研究在经验方的基础上对其剂型进行转化,为开发中药制剂新剂型奠定基础。通过实验过程,提示医院中药验方可通过正交试验优选最佳提取工艺,有效控制中药汤剂的治疗效果。有研究表明[13],使用通过正交试验优化得到的工艺(加12倍水,浸泡0.5h,煎1.5h,提取3次)制备淫羊藿配方颗粒,得到干膏率均大于或接近于正交试验表中的最大值。

中药颗粒剂同西药颗粒剂有着本质上的不同,中药颗粒剂所含有的化学成分复杂,理化性质更是受到多方面因素的影响,例如本方中含有桑葚、枸杞子、莲子、女贞子等较多的果实类药材,所提取出来的药液就含有较多的杂质,醇沉法虽然能去除大部分的杂质,但有效成分的含量在醇沉过程中也有一定量的损失,不仅药理作用会受到潜在的影响,醇沉过程也有悖中医传统验方水提煎药的原则。因此,在制粒过程中,可将药液浓缩至稠膏状,以减少辅料的用量,使得药效能够在规定的颗粒质量内,减少颗粒的装量,提高患者的依从性。在制粒过程中,可均匀喷洒高浓度食用级别的乙醇,降低颗粒的粘性,帮助颗粒成型。

由于中药组方成分的复杂性,使用一种辅料时往往不能达到较好的效果,因此,常采用多种辅料不同配比的方法以达到改善颗粒成型性与吸湿性的目的。颗粒的成型性关乎到颗粒的质量,成型率低的颗粒其辅料无法对药物起到保护和包埋的作用,影响其他药剂学指标以及药物作用效果。吸湿率高的药物对其制备过程中及储存过程中环境湿度的要求也更高,颗粒一旦稀释溶化就无法正常使用。实验结果显示,单一辅料并不能改善强肾三金颗粒的药剂学指标,通过选择成型率高的糊精以及吸湿率低的乳糖综合配比,能得到较好的颗粒。通过正交试验优选出的制粒工艺,具有成型率高、吸湿率低、溶化度好、制粒简单、味道良好、方便经济的特点。

综上所述,本研究为强肾三金验方新制剂的申报和研究提供了合理科学、实际可行的实验依据,同时也为汤剂转化为颗粒制剂提取工艺做了规范化尝试,为医院中药验方中中药材的提取工艺和成型工艺研究提供参考。