星點設計-響應面法優化布地奈德緩釋片處方

任遠志，張 濤，黃 華，劉秀潔，周勁松（1.重慶醫科大學藥劑學研究室，重慶 400016；.福安藥業集團重慶禮邦藥物開發有限公司，重慶 40111）

星點設計-響應面法優化布地奈德緩釋片處方

任遠志1＊，張 濤2，黃 華1#，劉秀潔2，周勁松2（1.重慶醫科大學藥劑學研究室，重慶 400016；2.福安藥業集團重慶禮邦藥物開發有限公司，重慶 401121）

目的：優化布地奈德緩釋片處方。方法：以2、4、8 h的累積釋放度為考察指標，采用星點設計-響應面法優化布地奈德緩釋片處方中羥丙基纖維素L（HPC-L）用量、大豆磷脂用量、填充劑（固定總量200 mg）乳糖-微晶纖維素質量比，并進行驗證。比較所制緩釋片與原研制劑在pH 7.2、7.0、6.8的磷酸鹽緩沖液中的釋藥行為。結果：最優處方為布地奈德9 mg、HPC-L 46.49 mg、大豆磷脂9.23 mg、填充劑乳糖-微晶纖維素質量比為1∶2.9；所制緩釋片在2、4、8 h的累積釋放度分別為21.9%、50.1%、99.5%，與預測值（22.0%、50.0%、98.5%）的相對誤差分別為0.45%、0.20%、1.02%（n＝3），與原研制劑的累積釋放度比較相似因子f2均大于50。結論：成功制得布地奈德緩釋片，其釋藥行為與原研制劑相似。

布地奈德；緩釋片；星點設計-響應面法；處方篩選

潰瘍性結腸炎（Ulcerative colitis，UC）是一種發病原因及致病機制至今尚未明確的慢性炎癥性疾病，其發病率和患病率都呈明顯增加趨勢，尤其是在發展中國家，嚴重影響了人們的生活質量[1]。布地奈德緩釋片作為一種新型糖皮質激素，由意大利Santarus公司開發，2013年首次在美國批準上市，用于輕、中度活動性潰瘍性結腸炎的緩解治療，療效和安全性均較好[2]。但是此類新型制劑價格昂貴，臨床應用受限，若能成功開發原研制劑的可替代品，不失為一種治療UC的新選擇。原研專利采用了熱熔擠出技術[3]，本實驗直接采用濕法制粒，并對處方進行了優化，優化后的處方與原研制劑進行了體外一致性評價，以期為產品的后續開發奠定基礎。

1 材料

1.1 儀器

YD-35智能片劑硬度儀和RC12A溶出試驗儀（天津市天大天發科技有限公司）；Mini G濕法混合制粒機（深圳市信宜特科技有限公司）。

1.2 藥品與試劑

布地奈德緩釋片（原研制劑，意大利Santarus公司，批號：417615，規格：每片9 mg）；布地奈德原料藥（湖北葛店人福藥業有限責任公司，批號：BD151101，純度：99.4%）；微晶纖維素、硬脂酸鎂、二氧化硅（安徽山河藥用輔料股份有限公司，批號：140707、150101、150211）；甲基丙烯酸共聚物A型（尤特奇L100）、B型（尤特奇S100）（上海昌為醫藥輔料技術有限公司，批號：B140403001、B140705004）；大豆磷脂（上海太偉藥業有限公司，批號：20150403）；檸檬酸三乙酯（蚌埠豐原涂山制藥有限公司，批號：140731）；二氧化鈦（湖南九典制藥有限公司，批號：F24150701）；羥丙基纖維素L（HPC-L）、羥丙基纖維素M（HPC-M）（日本曹達株式會社，批號：NCG-2911、NCH-0801）；其余試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 布地奈德緩釋片的制備

2.1.1 片芯的制備 將處方量的布地奈德、硬脂酸鎂（過80目篩）、微晶纖維素，內加HPC-M與乳糖混合均勻，加入濕法制粒機中；將大豆磷脂加入適量乙醇中溶解，加入到濕法制粒機中，再加適量純化水制軟材，制粒，干燥，整粒；外加HPC-L、二氧化硅、硬脂酸鎂，混勻，壓片。

2.1.2 腸溶包衣片的制備 將尤特奇L100和尤特奇S100溶于乙醇中，加入處方量檸檬酸三乙酯，攪拌均勻，再加入二氧化鈦和滑石粉攪拌均勻后過80目篩，即得腸溶包衣液。采用高效包衣機以此腸溶包衣液對“2.1.1”項下制備的片芯進行包衣，制得布地奈德緩釋片。

2.2 布地奈德的含量測定

2.2.1 色譜條件 色譜柱：Thermo ODS C18（150 mm× 4.6 mm，3.0 μm）；流動相：乙腈-pH 3.2磷酸鹽緩沖液（37∶63）；流速：1.0 mL/min；柱溫：30℃；檢測波長：240 nm；進樣量：20 μL。

2.2.2 方法學考察 按方法學相關方法進行考察時發現，由于布地奈德為異構體，10 min后色譜出現雙峰，輔料對其測定無干擾。布地奈德峰面積（A）與質量濃度（c）的回歸方程為A＝40 217.65c+1 952.34（r＝0.999 9），檢測質量濃度的線性范圍為1.812～9.060 μg/mL；精密度的RSD為0.09%（n＝6）；高、中、低水平布地奈德溶液的回收率分別為100.74%、99.65%、100.16%（RSD＝0.32%、0.13%、0.40%，n＝3）；穩定性的RSD為1.21%（n＝7）。色譜圖見圖1。

圖1 高效液相色譜圖Fig 1 HPLC chromatograms

2.3 釋放度的測定

參照2015年版《中國藥典》（四部）腸溶制劑釋放度測定方法[4]進行釋放度測定。

2.3.1 酸性介質 為了證明本品在胃中沒有釋放、腸溶衣膜完整，本試驗以500 mL含5%鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚的pH 1.0的鹽酸溶液為釋放介質，轉速為100 r/min，溫度為（37±0.5）℃。于2 h取樣5 mL，過濾，棄去初濾液，取續濾液注入液相色譜儀，檢測釋放度。

2.3.2 中性、弱堿性介質 在“2.3.1”項下試驗基礎上，將酸性介質更換掉，以1 000 mL含5%鯨蠟硬脂醇聚氧乙烯醚的pH 7.2、7.0、6.8的磷酸鹽緩沖液為釋放介質，轉速為100 r/min，溫度為（37±0.5）℃。分別于2、4、8 h取樣5 mL（同時補加等量釋放介質），過濾，棄去初濾液，取續濾液注入液相色譜儀，檢測釋放度。

2.4 處方優化

前期單因素試驗結果表明，緩釋基質HPC-L、大豆磷脂、填充劑（乳糖-微晶纖維素質量比）為影響釋放度的主要因素。本文采用星點設計-響應面法，以HPC-L用量（X1）、大豆磷脂用量（X2）以及填充劑（固定總量200 mg）乳糖-微晶纖維素質量比（X3）為因素，設定其范圍分別為X1：36～61 mg，X2：5～15 mg，X3：1∶4～1∶2，制備規格為9 mg的布地奈德緩釋片。根據星點設計原理，各因素設置5個水平，用代碼值±α、±1、0來表示。對于3因素的星點設計α＝1.682，以中性、弱堿性介質中2、4、8 h的累積釋放度（Q2h、Q4h、Q8h）為指標進行處方優化。星點設計因素與水平見表1，設計與結果見表2。

表1 星點設計因素與水平Tab 1 Factors and levels of central composite design

2.4.1 模型擬合 根據表2結果，采用Design-Expert 8.0統計軟件，分別以Q2h、Q4h、Q8h為指標對各因素進行線性、交互項和二項式回歸分析。根據相關系數R2盡可能大和P盡可能小作為判定標準[5]，得最佳擬合模型：Q2h＝ 22.23+3.12X1－4.31X2+0.5X3+0.16X1X2+0.96X1X3+ 0.81X2X3－0.3X12－1.61X22－1.61X32（R2＝0.931 5，P＝0.000 1）；Q4h＝48.82+5.91X1－12.8X2+1.14X3（R2＝0.777 3，P＜0.000 1）；Q8h＝98.13+2.5X1－7.52X2+1.24X3+ 6.15X1X2－1.65X1X3+1.83X2X3－0.54X12－4.47X22－1.62X32（R2＝0.925 3，P＝0.000 2）。模型方差分析結果顯示，X3在3個模型中的P值均大于0.05，而X1、X2的P值均小于0.05，表明X1、X2對釋放度具有顯著影響。

2.4.2 響應面優化 繪制了X1、X2與累積釋放度的響應面圖（X3設置為中心點），結果見圖2。

圖2 X1、X2與Q的響應面圖Fig 2 Response surface diagrams of X1，X2and Q

根據擬合方程和圖2結果，對比前期試驗中片芯和緩釋片釋放度差別，現擬定Q2h、Q4h、Q8h的目標值分別為22.0%、50.0%、90%～100%。繪制X1、X2優化的等高線圖見圖3。

圖3 X1、X2優化的等高線圖Fig 3 Contour chart of optimized X1and X2

由圖3可知，中間長條帶區域為最優區域，由此確定最優處方為布地奈德9 mg，HPC-L用量（X1）為46.49 mg，大豆磷脂用量（X2）為9.23 mg，填充劑（固定總量200 mg）乳糖-微晶纖維素質量比（X3）為1∶2.9。

2.4.3 驗證試驗 按最優處方制備3批布地奈德緩釋片片芯，分別考察其在弱堿性介質（pH 7.2磷酸鹽緩沖液）中的釋放度，計算相對誤差[（預測值－實測平均值）/預測值×100%]，結果見表3。

表3 驗證試驗結果Tab 3 Results of verification test

2.5 布地奈德緩釋片的體外釋放度測定

按最優處方制備3批布地奈德緩釋片片芯后，按“2.1.2”項下方法進行包衣，考察包衣片在酸性介質和中性、弱堿性介質中的釋放度，并與原研制劑進行比較。結果發現，自制制劑與原研制劑在酸性介質中的釋放度均為0，表明自制制劑抗酸能力好，能夠防止藥物在胃中釋放；二者在中性、弱堿性介質中的釋放曲線見圖4。

圖4 自制制劑與原研制劑在中性、弱堿性介質中的釋放曲線Fig 4 Release curves of self-made preparation and original preparation in neutral，weakly alkaline medium

由圖4可知，在pH 7.2、7.0、6.8磷酸鹽緩沖液中，對自制制劑與原研制劑的Q2h、Q4h、Q8h進行比較，結果相似因子f2分別為71、78、56，均大于50，表明2條曲線具有相似性，由此表明自制制劑與原研制劑具有等效性。

3 討論

本文通過最常用的濕法制粒技術，對布地奈德緩釋片進行處方優化，與原研熱熔擠出技術比較，工藝更加簡單，常規設備即可滿足制備需求。

近年來，藥品質量源于設計（Quality by design，QbD）的理念已逐漸被整個工業界所認可并實施[6]，因此本文采用數學及統計學于一體的方法對處方優化進行試驗設計。常用的試驗設計方法有正交設計、均勻設計和星點設計-響應面法[7]，前兩者雖然試驗次數少，但是精密度不夠、預測性較差，而析因設計試驗次數較多、試驗周期較長。綜合比較之下，本試驗選擇了星點設計-響應面法對布地奈德緩釋片的處方進行優化，該方法具有精密度高、預測性好、實驗次數少的特點。

采用多條釋放曲線的自制制劑與原研制劑對比研究，是目前仿制制劑與原研制劑一致性評價的常用方法[8]。本文通過星點設計-響應面法對布地奈德緩釋片進行處方優化，并與原研制劑進行3種不同介質中的釋放曲線對比研究發現，自制制劑與原研制劑的釋放行為相似因子f2均大于50，表明本試驗所建立的模型具有較好的預測能力，星點設計-響應面法可較好地運用于該制劑的處方設計。

[1] FDA.Approved drug products label[EB/OL].[2016-05-15].https：//www.fda.gov/downloads/Drugs/DevelopmentApprovalProcess/UCM071436.pdf.

[2]R·維拉，M·帕德拉尼，M·阿加尼.控制釋放與掩蔽味道的口服藥物組合物，意大利：CN1355693[P].2002-06-26.

[3] 陳鋒，嚴常開.治療潰瘍性結腸炎藥物的最新進展[J].世界華人消化雜志，2016，24（12）：1840-1845.

[4] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：四部[S].2015

年版.北京：中國醫藥科技出版社，2015：通則122-123.

[5] 高凱，鐘昌茂，鄺少軼.星點設計-效應面法優化復方氯

雷偽麻緩釋片的緩釋片芯處方[J].中國藥房，2014，25（37）：3499-3501.

[6] 張小飛，邢傳峰，果秋婷.基于質量源于設計（QbD）理念優化穿心蓮內酯固體脂質納米粒[J].中草藥，2015，46（2）：194-200.

[7] 施昶，沈詩偲，黃海飛，等.星點設計-效應面優化法在處方篩選和優化中的應用[J].機電信息，2014（32）：41-46.

[8] 謝沐風.解讀“口服固體制劑仿制藥一致性評價技術手段：多條溶出曲線”[J].中國醫藥工業雜志，2013，44（4）：411-414.

（編輯：鄒麗娟）

Formulation Optimization of Budesonide Sustained-release Tablet by Central Composite Design-response Surface Method

REN Yuanzhi1，ZHANG Tao2，HUANG Hua1，LIU Xiujie2，ZHOU Jingsong2（1.Pharmaceutics Laboratory，Chongqing Medical University，Chongqing 400016，China；2.Chongqing Lybon Pharm-tech Co.，Ltd.，Fuan Pharmaceutical Group，Chongqing 401121，China）

OBJECTIVE：To optimize the formulation of Budesonide sustained-release tablet.METHODS：Using the cumulative releases in 2，4，8 h as investigation indexes，central composite design-response surface method was used to optimize the amount of hydroxypropylcellulose L（HPC-L），amount of soybean phosphatides，and filler（fixed total 200 mg）lactose-microcrystalline cellulose mass ratio in the formulation of Budesonide sustained-release tablet，and the verification test was conducted. The release behaviors of prepared sustained-release tablet and original preparation in pH 7.2，7.0，6.8 phosphate buffer were com-pared.RESULTS：The optimal formulation was as follow as budesonide of 9 mg，HPC-L of 46.49 mg，soybean phosphatides of 9.23 mg，filler lactose-microcrystalline cellulose mass ratio of 1∶2.9；the cumulative releases in 2，4，8 h were 21.9%，50.1%，99.5%，the relative errors with predicted values（22.0%，50.0%，98.5%）were 0.45%，0.20%，1.02%（n＝3），respectively. Compared with cumulative release of original preparation，the f2was higher than 50.CONCLUSIONS：Budesonide sustained-release tablet is successfully prepared，which shows similar release behavior to original preparations.

Budesonide；Sustained-release tablet；Central composite design-response surface method；Formulation screening

R944.4；Q577

A

1001-0408（2017）10-1395-04

2016-07-07

2016-09-01）

＊碩士研究生。研究方向：藥劑學。電話：023-86502492。E-mail：413949346@qq.com

#通信作者：教授。研究方向：藥物新劑型與新技術。電話：023-86502492。E-mail：huangh6001@163.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.10.27