中藥成膜劑的制備及其性能試驗(yàn)

馮世德，武 瑞

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院，黑龍江 大慶163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，黑龍江 大慶163319）

自20世紀(jì)40年代，膜劑被作為一種新的劑型提出來，并在之后的幾年中迅速地發(fā)展起來，如工業(yè)、醫(yī)藥業(yè)及食品業(yè)等。［1］隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，成膜劑的組方、工藝的選擇及優(yōu)化已經(jīng)是成熟的技術(shù)。但目前在獸藥領(lǐng)域關(guān)于膜劑的研究甚少，還屬于初級(jí)階段。特別是對(duì)膜質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定位還是模糊不清，據(jù)2010年藥典［2］對(duì)膜劑質(zhì)量要求記載基本都是立足于藥物本身，而無關(guān)于膜性能的研究標(biāo)準(zhǔn)。膜的性能不但影響藥物的療效，而且影響皮膚正常功能的發(fā)揮［3］，所以其也應(yīng)是成膜質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中不可缺少的一部分。本試驗(yàn)旨在研制一種新型的中藥成膜劑，及對(duì)該成膜劑膜的性能進(jìn)行研究，制定其膜的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為此類獸藥制劑的研究提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)藥品 中藥溶液（由蒲公英、金銀花、青皮、牛蒡子、當(dāng)歸、連翹、瓜蔞組成，通過水提醇沉提取，最后濃縮得到生藥濃度為1g／mL的中藥液）；脫皮劑（取硫化鈉8g，加入40mL乙醇溶解，再加入蒸餾水至100mL）；甘油購自天津市百世化工有限公司；吐溫－80購自天津市瑞金特化學(xué)藥品有限公司；羧甲基纖維素購自沈陽市華東試劑廠；氮酮、PVA（聚乙烯醇）均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；無水CaCl2、NaNO2購自天津市永大化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器 ACCULAB型電子分析天平，沈陽市龍騰電子稱量有限公司；DRP－9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；DK－S12型電熱恒溫水浴鍋，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；20分尺型游標(biāo)卡尺，上海量具刃具廠；DJ1C增力電動(dòng)攪拌器，江蘇環(huán)保儀器廠；SC－279CA型冷藏柜，青島海爾電冰柜有限公司。

1.3 試驗(yàn)動(dòng)物及處置 3～4個(gè)月伊麗莎白兔2只，均購自長春生物制品研究所。將兔兩側(cè)腹部用脫毛劑進(jìn)行脫毛，觀察24h后無損傷即可使用。

1.4 離體兔皮制備 用脫毛劑將兔腹部進(jìn)行脫毛，12h之后，觀察兔皮是否有損傷，如有損傷不可使用；若完好，則將兔子處死，取兔腹部皮，將皮下脂肪去除干凈，用生理鹽水洗凈，浸泡在生理鹽水中存放于4℃冰箱中，需在24h內(nèi)使用。

2 試驗(yàn)方法

2.1 中藥成膜劑制備組方優(yōu)化

2.1.1 聚乙烯醇（PVA）濃度的篩選 分別量取1 g、2g、3g、4g和5g的PVA五組，置于5個(gè)錐形瓶內(nèi)，并分別加入100mL中藥充分?jǐn)嚢?，放?8h使充分溶脹，95℃水浴鍋中攪拌使其完全溶解，將溶液用40目鋼塞過濾，向?yàn)V液中加入4.33mL氮酮，攪拌均勻即可。抽取2mL溶液，均勻涂抹于3×4 cm2兔腹部，記錄每組成膜時(shí)間并對(duì)外觀質(zhì)量（見表1）進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)＝（30－成膜時(shí)間）＋外觀質(zhì)量，設(shè)PVA的最適濃度為A。

表1 外觀質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.1.2 吐溫－80用量范圍的選擇 量取由2.1.1得出濃度為A的PVA中藥液3組，每組50mL，依次加入0.5mL、0.75mL和1.0mL的吐溫－80，放置40℃水浴鍋中攪拌均勻，待常溫時(shí)，加入4.33 mL氮酮，攪拌均勻即可。抽取2mL溶液，均勻涂抹于3×4cm2兔腹部，記錄每組成膜時(shí)間與外觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，選取吐溫－80的用量為BmL。再量取PVA復(fù)方中藥液分為4組，每組50mL，依次加入吐溫－80（B－0.10）mL、（B－0.05）mL、（B＋0.05）mL和（B＋0.10）mL，處理同上，記錄每組成膜時(shí)間與外觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)＝（30－成膜時(shí)間）＋外觀質(zhì)量，設(shè)評(píng)分最高組吐溫－80用量為CmL。

2.1.3 甘油用量范圍的選擇 量取由2.1.1得出濃度為A的PVA中藥液5組，每組50mL，依次加入吐溫－80CmL，放置40℃水浴鍋中攪拌均勻，再依次加入0mL、2.5mL、5mL、7.5mL和10mL的甘油，再次放入40℃水浴鍋中攪拌均勻，待常溫時(shí)，加入4.33mL氮酮，攪拌均勻即可。抽取2mL溶液，均勻涂抹于3×4cm2兔腹部，記錄每組成膜時(shí)間與外觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，選取甘油的用量為D mL。再量取PVA中藥液分為4組，每組50mL，依次加入吐溫－80CmL，放置40℃水浴鍋中攪拌均勻，再依次加入甘油（D－1.5）mL、（D－1.0）mL、（D－0.5）mL和（D＋0.5）mL，處理同上，記錄每組成膜時(shí)間與外觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)＝（30－成膜時(shí)間）＋外觀質(zhì)量，設(shè)評(píng)分最高組甘油用量為E mL。

2.1.4 羧甲基纖維素鈉濃度范圍的選擇 由試驗(yàn)2.1.1～2.1.3得出的試驗(yàn)結(jié)果配制溶液分為5組，每組50mL，將溶液放于55℃水浴鍋中預(yù)熱，分別加入1.7%、1.8%、1.9%、2.0%和2.1%用無水乙醇浸潤的羧甲基纖維素鈉，充分?jǐn)嚢柚敝镣耆芙?。抽?mL溶液，均勻涂抹于3×4cm2兔腹部，記錄每組成膜時(shí)間與外觀質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)＝（30－成膜時(shí)間）＋外觀質(zhì)量。

2.1.5 正交試驗(yàn)選擇最優(yōu)組方 本試驗(yàn)選取L9（3）3正交試驗(yàn)表，以成膜時(shí)間與外觀質(zhì)量為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)吐溫－80、甘油及羧甲基纖維素鈉3個(gè)因素進(jìn)行篩選，正交試驗(yàn)因素與水平見表2按正交試驗(yàn)獲得3因素最適用量。

表2 正交試驗(yàn)因素與水平

2.2 中藥成膜劑膜性能研究

2.2.1 膜粘附力的測定 按照以上試驗(yàn)結(jié)果配制3組中藥成膜劑，每組取樣3次，分別將9組藥液均勻涂在3×4cm2兔腹部。成膜之后，將靠近腹內(nèi)側(cè)一端膜掀起大約0.5cm左右，用夾子夾住下方，夾子上系一塑料袋，用點(diǎn)滴管將水勻速滴入塑料袋中，直到膜破裂為止，記錄重量。

2.2.2 膜透氣性試驗(yàn) 將中藥成膜劑均勻涂抹在6×6cm2兔腹部，待完全成膜后，整張取下，選取厚度達(dá)到0.1μm～0.2μm之間的膜進(jìn)行試驗(yàn)。將無水CaCl25g放入自制透氣裝置中，用藥膜將瓶口封住。放入RH≥65%（放入飽和NaNO2水），溫度37℃的恒溫箱中。每1h稱量1次，記錄重量變化。透氣裝置隨著時(shí)間重量而發(fā)生變化的速率，反映了水蒸氣在藥物膜中的透過速率。以時(shí)間為橫坐標(biāo)，質(zhì)量變化為縱坐標(biāo)，繪制直線獲得斜率。從直線的斜率可求出薄膜的透氣量：

式中：S為直線的斜率；A為試樣的測試面積。

2.2.3 中藥液紫外吸收波長的選擇 將中藥液用0.9%生理鹽水稀釋，使生藥濃度達(dá)到25mg／mL，注入比色皿中，用0.9%生理鹽水做空白對(duì)照，在400～470nm波長范圍內(nèi)掃描吸收光譜，并繪制紫外吸收光譜圖，選擇最大吸收波長。

2.2.4 線性關(guān)系的考察 將中藥液用0.9%生理鹽水稀釋，分別配制生藥濃度為25mg／mL、20mg／mL、15mg／mL、10mg／mL、5mg／mL和0mg／mL中藥溶液。在418nm處測定吸收值，以吸收值為縱坐標(biāo)，生藥濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2.5 膜釋藥性試驗(yàn) 自制釋藥裝置，用生理鹽水填充皮下內(nèi)環(huán)境，將裝置放置37℃水浴鍋中，在兔皮表面3×4cm2面積上均勻涂2mL藥液，每隔0.5h在取藥口抽取5mL液體，再抽取5mL生理鹽水補(bǔ)充。將抽出液注入比色皿中，于418nm處進(jìn)行紫外掃描，根據(jù)2.2.4中得到的線性方程進(jìn)行計(jì)算得到釋藥濃度。

3 結(jié)果與分析

3.1 中藥成膜劑制備組方優(yōu)化結(jié)果

3.1.1 中藥成膜劑組方篩選用量范圍結(jié)果 通過單因素對(duì)成膜時(shí)間及外觀質(zhì)量的影響，得出當(dāng)PVA濃度為5%時(shí)，成膜性、完整性好，且綜合評(píng)分最高。按照相同的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得出吐溫－80最適用量范圍1.4%～1.6%；甘油最適用量范圍6%～8%，羧甲基纖維素鈉最適用量范圍1.9%～2.1%。

3.1.2 正交試驗(yàn)選擇最優(yōu)組方結(jié)果 由表3可知第5組試驗(yàn)綜合評(píng)分最高。經(jīng)正交試驗(yàn)助手Ⅱ直觀分析可見，因素c對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響較大，因素b次之，各因素的最優(yōu)組合初步確定為a2b2c3，即按體積分?jǐn)?shù)甘油占7%、吐溫－80占1.5%及羧甲基纖維素鈉占2.1%。

表3 正交試驗(yàn)表及結(jié)果

3.2 中藥成膜劑膜性能的研究結(jié)果

3.2.1 膜粘附力測定試驗(yàn)結(jié)果 粘附力的大小決定了藥物的吸收，以及藥物的作用時(shí)間［4］。該中藥成膜劑膜粘附力的范圍在144.71g～204.68g之間，可知該藥的吸收和作用時(shí)間都較長。結(jié)果見表4。

表4 中藥成膜劑膜粘附力的大小

3.2.2 膜透氣性試驗(yàn)結(jié)果 透氣裝置隨著時(shí)間的變化重量發(fā)生變化的速率，反映了水蒸氣在藥物膜中的透過速率。以時(shí)間為橫坐標(biāo)，質(zhì)量變化為縱坐標(biāo)，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。線性回歸方程式為y＝0.005x－0.0017，R2＝0.968，時(shí)間在0h～4h內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。根據(jù)線性回歸方程得到直線斜率為0.005。由斜率與透氣量的計(jì)算公式得出膜的透氣量在7.92g／h·m2～8.46g／h·m2之間，結(jié)果見表5。

3.2.3 中藥液紫外吸收波長的選擇結(jié)果 利用紫外吸收光譜對(duì)中藥溶液進(jìn)行定性分析，將中藥溶液在400～470nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)隨著中藥溶液生藥濃度的不同，紫外吸收?qǐng)D譜形狀一致，均在波長為418nm處出現(xiàn)最大吸收峰。中藥溶液的紫外吸收?qǐng)D譜如圖2所示，因此選擇418nm為該藥的檢測波長。

圖1 透氣性試驗(yàn)質(zhì)量變化與時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)曲線

表5 透氣性試驗(yàn)

圖2 中藥溶液紫外掃描圖譜

3.2.4 線性關(guān)系的考察結(jié)果 根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，故選取紫外波長在418nm處測定不同濃度中藥溶液的吸光度。以中藥液的生藥濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示。線性回歸方程為y＝0.0942x－0.3161，R2＝0.9544。濃度在5g／mL～25g／mL范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。

圖3 中藥液的生藥濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2.5 釋藥性試驗(yàn)結(jié)果 應(yīng)用中藥溶液生藥濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)該藥成膜劑的釋藥性進(jìn)行測定。隨著時(shí)間的增加釋藥量逐漸增加，但在330min之后該中藥釋藥量達(dá)到平衡。測定結(jié)果如圖4所示。

圖4 膜釋藥性試驗(yàn)

4 討論

4.1 中藥成膜劑制備組方優(yōu)化 中藥成膜劑的成膜材料首選聚乙烯醇（PVA），PVA成膜性能如抗拉強(qiáng)度、柔軟性、吸濕性和溶水性最好，而且無毒、無副作用，已經(jīng)被廣泛用于生物醫(yī)用材料［5］。為了保證膜的質(zhì)量、穩(wěn)定性及舒適性，還需向成膜材料中加入增塑劑－甘油、表面活性劑－吐溫－80及抗氧化劑等添加劑。據(jù)最新資料顯示，含有黃酮類的中藥也具有強(qiáng)抗氧化的能力，并且呈明顯的量效關(guān)系［6］。而本中藥提取液中正含有此類物質(zhì)，從而減少了此類添加劑的使用。

4.2 膜性能的研究 Schroeder等［7］通過試驗(yàn)證明，無論是溶液的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率等機(jī)械性能指標(biāo)與皮膚的親和力之間的相關(guān)性，還是水蒸汽透過性與體內(nèi)外相關(guān)性都不好，所以目前對(duì)膜性能的研究應(yīng)以在活體皮膚上進(jìn)行的考察結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)。李得堂［8］在離體皮膚冷凍保存對(duì)LJM中芍藥苷經(jīng)皮滲透行為的影響的試驗(yàn)中表明，離體皮膚冷凍保存應(yīng)該在24h內(nèi)使用，否則離體皮膚的透皮速率和增滲倍數(shù)都有所增加，使得藥物釋藥性試驗(yàn)結(jié)果受到影響。

［1］崔福德.藥劑學(xué)［M］.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2008：157－160.

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