星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法在阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片處方優(yōu)化中的應(yīng)用

王 樂，陳 晶，薛 娜，邊虹錚，楊 欣

(河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥工程系，河北 石家莊 050026)

口服脈沖給藥系統(tǒng)適用于支氣管哮喘、心血管疾病、關(guān)節(jié)僵硬等具有晝夜節(jié)律性疾病，服用后可經(jīng)過預(yù)定時(shí)滯后在疾病治療所需時(shí)間釋放藥物，提高患者用藥的順應(yīng)性和藥效，減少不良反應(yīng)[1-4]。星點(diǎn)設(shè)計(jì)是近年來藥學(xué)工作者采用較多的優(yōu)化方法，與傳統(tǒng)的正交等設(shè)計(jì)法相比，具有方法簡便、擬合數(shù)據(jù)預(yù)測性好等優(yōu)點(diǎn)[5-7]。阿魏酸哌嗪(piperazine ferulate)，3-甲氧基-4-羥基桂皮酸哌嗪，系從川芎中提取分離出的阿魏酸與哌嗪成鹽得到的，臨床上可用于腦梗死、冠心病等心血管疾病的治療[8]。本文以阿魏酸哌嗪為模型藥物，采用薄膜包衣技術(shù)制備脈沖釋藥片，通過星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化其處方，實(shí)現(xiàn)在疾病發(fā)作的最佳時(shí)間釋放藥物。

1 材料與方法

1.1 材料：阿魏酸哌嗪(武漢銀河化工有限公司，批號090801，純度99.1%)，微晶纖維素(德國JRS公司)，乳糖(德國Meggle公司)，羧甲基淀粉鈉(sodium carboxymethyl starch,CMS-Na，臺灣永日化學(xué)工業(yè)股份有限公司)，聚乙烯吡咯烷酮(polyvinglpyrrolidone,PVP K30，美國ISP公司)，乙基纖維素(ethyl cellulose,EC 10cp,泰安瑞泰纖維素公司)，檸檬酸三乙酯(triethyl citrate,TEC，蚌埠豐原醫(yī)藥科技公司)，PEG6000(上海高南化工廠)。

1.2 儀器：薄膜包衣設(shè)備(自制)；D-800型智能溶出試驗(yàn)儀(天津大學(xué)無線電廠)；UV-2450紫外可見分光光度計(jì)(日本島津)；TDP 單沖式壓片機(jī)(上海第一制藥機(jī)械廠)。

1.3 方法

1.3.1 脈沖釋藥片的制備

1.3.1.1 片芯的制備：將阿魏酸哌嗪與乳糖、微晶纖維素、羧甲基淀粉鈉等按處方比例混合均勻，用10%PVP K30的95%乙醇溶液作為黏合劑制備軟材，過18目篩制粒，55℃干燥2h，過18目篩整粒，加入1%硬脂酸鎂，混勻后壓制成硬度為6kg、每片含阿魏酸哌嗪100mg，片質(zhì)量為250mg。

1.3.1.2 包衣片的制備：使用80%乙醇將EC溶解后配成濃度為5%的溶液，并加入少量PEG6000、滑石粉和TEC。包衣液中各成分含量如下，EC為5%，PEG6000為6%(按EC用量計(jì))，滑石粉25%(按EC用量計(jì))，TEC為10%(按EC用量計(jì))。包衣過程中，包衣鍋轉(zhuǎn)速為20r/min，包衣液流速3mL/min，片床溫度控制在39～41℃，進(jìn)風(fēng)溫度為62～64℃，出風(fēng)溫度為30～32℃。

1.3.2 體外釋放度的測定方法

1.3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立：精密稱取阿魏酸哌嗪，用新鮮脫氣純化水為介質(zhì)，配制濃度分別為0.001 2、0.002 4、0.003 6、0.004 8、0.006 0、0.007 2g/L的溶液，在310nm處測定吸收度，經(jīng)線性回歸后標(biāo)準(zhǔn)曲線為A=100.29C+0.021，r=0.999 8，表明吸收度與濃度之間線性關(guān)系良好。

1.3.2.2 體外釋放度測定：取脈沖釋藥片照中國藥典2010年版附錄XC第一法操作[9]，以1 000mL新鮮脫氣純化水為溶出介質(zhì)，溫度為(37.0±0.5)℃，轉(zhuǎn)速為50r/min。于規(guī)定時(shí)間取樣后經(jīng)0.45μm微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液經(jīng)稀釋后在310nm波長處測定吸收度，計(jì)算藥物累積釋放度。以藥物累積釋放度達(dá)到10%的時(shí)間作為藥物釋放的時(shí)滯。

2 結(jié) 果

2.1 星點(diǎn)設(shè)計(jì)：在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)[10]上，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)對片芯中CMS-Na用量(X1，mg)和包衣層厚度(X2，%)進(jìn)行2因素5水平的優(yōu)化，見表1。按照所設(shè)計(jì)的處方制備脈沖釋藥片并測定體外釋放度，以釋藥時(shí)滯作為考察指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

表1 星點(diǎn)設(shè)計(jì)的考察因素水平及實(shí)際物理量Table 1 Levels of independent variables and their physical forms

表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Experimental design and results

2.2 方程擬合：采用Design Expert 7.1軟件，以釋藥時(shí)滯為因變量Y，CMS-Na用量、包衣層厚度為因變量X1、X2分別進(jìn)行多元線性回歸和二次多項(xiàng)式回歸。擬合后的多元線性方程為Y=2.810-0.483X1+1.242X2(r=0.951 0，P<0.000 1)；二次多項(xiàng)式方程為Y=18.342-0.704X1-3.718X2-0.001X12+0.379X22+0.042X1X2(r=0.992 2，P<0.000 1)。二次多項(xiàng)式由于擬合系數(shù)更高，因此更適合對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化分析。

3.3 處方優(yōu)化及預(yù)測性評價(jià)：采用Design Expert 7.1軟件，對上述擬合的二次多項(xiàng)式繪制二維等高線圖和三維效應(yīng)面圖，結(jié)果見圖1，2。

圖1 釋藥時(shí)滯與CMS-Na用量、包衣層厚度的二維等高線圖

Figure1Two-dimensionalcontoursmapsoflagtimeinvitrowithamountofsodiumcarboxymethylstarchandweightofcoatinglayer

圖2 釋藥時(shí)滯與CMS-Na用量、包衣層厚度的三維效應(yīng)面圖

Figure2Three-dimensionalresponsesurfaceoflagtimeinvitrowithamountofsodiumcarboxymethylstarchandweightofcoatinglayer

考慮到阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片用來治療心腦血管疾病，而此類疾病發(fā)作具有晝夜節(jié)律性，在凌晨發(fā)作頻率較高，因此控制脈沖釋藥片在口服5～6h后釋放藥物可更好的發(fā)揮藥物的療效。為考察擬合后的二次多項(xiàng)式對試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測的準(zhǔn)確性，在圖1時(shí)滯為5～6h的優(yōu)選區(qū)域內(nèi)選擇4個(gè)處方點(diǎn)，分別為處方1-X1為7，X2為5；處方2-1為9，X2為6；處方3-X1為11，X2為6.5；處方4-X1為13，X2為7。每個(gè)處方均制備三批樣品，分別測定其體外釋放時(shí)滯，并以偏差表示預(yù)測時(shí)滯與實(shí)測時(shí)滯的偏離程度，結(jié)果見表3。偏差=[預(yù)測時(shí)滯-實(shí)測時(shí)滯)/預(yù)測時(shí)滯]×100%。

Batch No.Predicted lag time(h)Observed lag time(h) Bias(%)15.725.62±0.11-2.00±1.2225.535.48±0.15-3.20±3.6235.335.30±0.1-0.57±3.4545.395.48±0.122.03±1.55

由結(jié)果可知，所選4個(gè)處方實(shí)測時(shí)滯與預(yù)測時(shí)滯的偏差在±3.2%以內(nèi)，說明本文擬合的二次多項(xiàng)式方程可較好的描述因變量與自變量之間的關(guān)系，預(yù)測性良好。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)采用優(yōu)良性能的崩解劑及水不溶性包衣材料制備了阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片。脈沖片經(jīng)口服后，水分會通過包衣層中致孔劑形成的孔道逐漸滲透進(jìn)入片芯，使片芯內(nèi)崩解劑膨脹，直至將包衣層脹破，釋放藥物。在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文通過星點(diǎn)設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)學(xué)方程的擬合，在優(yōu)選處方范圍內(nèi)預(yù)測時(shí)滯與實(shí)測預(yù)測時(shí)滯接近，表明該方程對實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的預(yù)測性，可用于阿魏酸哌嗪脈沖釋藥片處方的優(yōu)化。

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