正交試驗(yàn)法優(yōu)選大蒜油滴丸制備工藝

周振華，王文淵

(永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 永州 425100)

大蒜是一種保健價(jià)值較高的植物，具有營(yíng)養(yǎng)豐富、生物活性廣等優(yōu)點(diǎn)，大蒜在中國(guó)已有數(shù)千年的藥用歷史[1]?，F(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大蒜的活性成分主要為大蒜油，大蒜油對(duì)心血管系統(tǒng)疾病有明顯的預(yù)防和治療作用，可以通過降低血清、肝、主動(dòng)脈的膽固醇或甘油三酯，并通過抗血脂升高、降低血液黏稠度、抗血小板聚集等藥理作用減緩動(dòng)脈粥狀硬化病變的發(fā)生與發(fā)展[2-3]，明顯減少冠心病的再梗率及病死率，對(duì)心絞痛患者給予大蒜油治療，總有效率可達(dá)82%。

目前國(guó)內(nèi)外已上市的大蒜油制劑有大蒜油軟膠囊和大蒜油注射液，可分別通過口服和注射給藥[4-5]。大蒜油軟膠囊是目前上市的主要大蒜油制劑，但在將大蒜油制成軟膠囊時(shí)需高溫加熱，易引起大蒜油中主要活性成分——大蒜素降解而被破壞，同時(shí)軟膠囊以油為溶劑，油膩性太強(qiáng)，患者服用后對(duì)胃腸道有較大刺激性。將大蒜油制成注射劑，通過注射給藥，存在給藥不便、對(duì)血管刺激性強(qiáng)等缺陷，且大蒜油難溶于水，將其制成注射劑時(shí)需加入增溶劑，增溶劑的使用可導(dǎo)致大蒜油的安全性下降。滴丸是由藥物與基質(zhì)加熱熔化后，滴入不相混溶的冷卻液中，收縮冷凝成丸的一種固體劑型。滴丸劑是一種新型速效制劑，具有療效好、副用作小等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于將天然植物藥中油性成分(如揮發(fā)油)分散在基質(zhì)中制成滴丸[6]。因此本研究擬采用正交試驗(yàn)法確定大蒜油滴丸的制備工藝。

1 材料與儀器

1.1 試劑

大蒜油(自制，含量80.8%)；PEG4000、6000(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)有限公司)；二甲基硅油(湖南虹匯試劑有限責(zé)任公司，純度99.0%)；液體石蠟(南京金悅化工公司，藥用級(jí))。

1.2 儀器

DW-2型小型滴丸機(jī)(泰州市金泰制藥機(jī)械有限公司)；JA-2603型電子分析天平(上海市安亭電子儀器廠)；LB-24D型智能崩解儀(上海市黃海藥檢儀器股份有限公司)。

2 方法與結(jié)果

2.1 基質(zhì)初選

滴丸基質(zhì)的基本要求是不與藥物發(fā)生反應(yīng)、不破壞藥物的療效，目前我國(guó)滴丸最常用的基質(zhì)為聚乙二醇類(PEG)，該類基質(zhì)具有水溶性，本身化學(xué)穩(wěn)定性好、熔點(diǎn)低，極易與藥物熔融形成固體分散體，易成型，并對(duì)藥物有助溶作用，是制備難溶性藥物滴丸的最佳基質(zhì)。大蒜油本身難溶于水，且易揮發(fā)，對(duì)熱敏感，故選擇PEG為基質(zhì)。而目前市場(chǎng)常用的PEG主要有PEG4000和PEG6000兩類，通過研究發(fā)現(xiàn)，PEG4000作為基質(zhì)時(shí)，滴丸易成型，但是硬度較低，且由于大蒜油具有一定的黏性，制備的滴丸易發(fā)軟、發(fā)黏。PEG6000作為基質(zhì)時(shí)，滴丸較圓整、硬度高，但表面微孔多，可塑性差。因此將PEG4000和PEG6000一起合用，通過正交試驗(yàn)來確定二者的混合比例，以調(diào)整滴丸的硬度和柔韌性，提高滴丸質(zhì)量。

2.2 藥物與基質(zhì)配比初選

本研究選擇PEG4000和 PEG6000為基質(zhì)，分別按藥物和基質(zhì)配比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7進(jìn)行試驗(yàn)。通過考察滴丸滴制難度、外觀質(zhì)量、硬度和丸重差異等來進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見表1。

表1 藥物與基質(zhì)配比

由表1可知，藥物量越大，滴制速度越慢，硬度越差；基質(zhì)量越大，滴制速度越快，形狀越接近圓球形，但會(huì)影響到滴丸載藥量和硬度。綜合來看，當(dāng)藥物與基質(zhì)的配比為1∶4～1∶6時(shí)，基質(zhì)與藥物相容性較好，滴制方便，所得滴丸外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，硬度適宜，丸重差異較小。

2.3 冷凝劑的選擇

滴丸用冷凝劑必須惰性，不得與藥物和基質(zhì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，常用液體石蠟、二甲基硅油或二者的混合物作為冷凝劑。本試驗(yàn)選擇液體石蠟和二甲基硅油進(jìn)行考察，結(jié)果表明，采用液體石蠟作為冷凝劑制備的滴丸，圓整度好、表面光滑、沉降速度適宜。采用二甲基硅油作為冷凝劑制備的滴丸，圓整度差、拖尾嚴(yán)重、沉降速度較慢，最終本試驗(yàn)選擇液體石蠟作為冷凝劑。

2.4 滴速選擇

滴速主要影響滴丸的粘連度，滴丸的滴落速度過快，液滴易粘連成團(tuán)，不易成型；滴落速度過慢，則會(huì)增加滴丸的丸重差異，甚至形成條狀滴丸。在滿足滴丸質(zhì)量要求的情況下，盡可能提高滴速以滿足工業(yè)化生產(chǎn)需要。我們分別試驗(yàn)了20、40、60、80滴/min，觀察滴速對(duì)滴丸得率的影響，得率的計(jì)算方法：滴丸成型后，挑選并統(tǒng)計(jì)圓整光滑的滴丸，其數(shù)量除以全部滴丸數(shù)量即為得率(圖1)。由圖1可知，滴速越小，滴丸得率越大，但考慮工業(yè)化生產(chǎn)效率和成本，我們確定滴速為30滴/min。

圖1 滴速對(duì)滴丸得率的影響

2.5 滴距確定

研究表明，滴距也會(huì)影響滴丸的成型性，甚至可決定滴丸的圓整度[7]。滴距過短，冷卻速度加快，液滴不易收縮，導(dǎo)致滴丸圓整度較差；滴距過長(zhǎng)，冷卻速度減慢，液滴容易成扁形或變成小丸。最終在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本研究將滴丸機(jī)滴距控制在15 cm。

2.6 正交試驗(yàn)優(yōu)化當(dāng)歸滴丸工藝

2.6.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)研究報(bào)道[8]，本試驗(yàn)選擇對(duì)滴丸成型影響最大的4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)：藥物與基質(zhì)配比(A)、基質(zhì)種類(B)、滴制溫度(C)和冷凝溫度(D)，每個(gè)因素設(shè)計(jì)3個(gè)水平的試驗(yàn)方案。因素水平設(shè)計(jì)見表2。

表2 因素水平設(shè)計(jì)

2.6.2 正交試驗(yàn)及結(jié)果 將準(zhǔn)備好的基質(zhì)水浴加熱熔融，按照試驗(yàn)比例加入適宜大蒜油后立即攪拌均勻，試驗(yàn)溫度下倒入滴丸機(jī)中，采用30滴/min的滴速，滴入液體石蠟冷凝液中，冷卻、固化、成丸、取出、擦干，制得大蒜油滴丸，然后進(jìn)行最佳工藝考察。

按2015版《中國(guó)藥典》中相關(guān)規(guī)定[9]，滴丸劑的質(zhì)量評(píng)價(jià)包括外觀質(zhì)量、丸重差異和溶散時(shí)間。其中丸重差異由每一批樣品隨機(jī)選取20粒滴丸，逐個(gè)稱重、記錄，計(jì)算；外觀質(zhì)量包括滴丸的硬度、圓整度、色澤、有無粘連以及拖尾情況等5個(gè)方面，外觀質(zhì)量評(píng)分為各個(gè)指標(biāo)評(píng)分結(jié)果之和；最后再計(jì)算三項(xiàng)綜合評(píng)分。

綜合評(píng)分=(1-外觀質(zhì)量/最大外觀質(zhì)量)×30%+(溶散時(shí)間/最大溶散時(shí)間)×40%+(丸重差異/最大丸重差異)×30%，所得數(shù)值越小越好[10-11]。結(jié)果見表3、表4。

表4 方差分析結(jié)果

由表3、表4可知，滴丸成型的影響因素順序依次為A>C>B>D，其中藥物與基質(zhì)的配比(A)對(duì)滴丸成型影響最大(P<0.05)，其余因素影響較少，最佳工藝條件為A2B2C3D1。但基于工業(yè)化大生產(chǎn)成本和冷凝溫度對(duì)滴丸滴制無顯著性影響，故確定冷凝溫度為10 ℃。最終確定大蒜油滴丸制備最佳工藝條件為A2B2C3D2，即藥物與基質(zhì)配比1∶5、基質(zhì)為PEG6000∶PEG4000(1∶1)、滴制溫度為80 ℃、冷凝溫度為10 ℃。

2.7 驗(yàn)證試驗(yàn)

按照前面確定的最佳工藝條件，本研究制備了3批大蒜油滴丸進(jìn)行對(duì)照[12]。結(jié)果見表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

表5結(jié)果顯示，3批次滴丸外觀質(zhì)量良好，丸量差異和溶散時(shí)間合適，無顯著性差異，表明試驗(yàn)優(yōu)選的大蒜油滴丸制備工藝參數(shù)合理、工序簡(jiǎn)單、重復(fù)性良好。

3 結(jié)語

滴丸的成型和質(zhì)量受多種因素的影響，本研究在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)法，選取多指標(biāo)對(duì)滴制工藝進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。最終確定將藥物與基質(zhì)配比1∶5、基質(zhì)為PEG6000與PEG4000等比例混合物、滴制溫度80 ℃、冷凝溫度10 ℃、滴速30滴/min的大蒜油滴入液體石蠟冷凝液中，所制得的大蒜油滴丸丸重差異、溶散時(shí)間和外觀質(zhì)量均符合要求，表明該工藝條件可行性和重復(fù)性好。