基于星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化沙棘宮愈凝膠輔料配方?

胡宗苗，鄧穎穎，姚東風(fēng)，馬 麗，張恩戶△

1 兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所，陜西 西安 710065；2 西安漢城婦產(chǎn)醫(yī)院；3 陜西中醫(yī)藥大學(xué)

沙棘宮愈凝膠是由已上市中成藥——復(fù)方沙棘籽油栓二次開發(fā)的組分中藥，由苦參堿、蛇床子素、沙棘籽油組成，擬用于宮頸內(nèi)瘤樣病變和宮頸糜爛［1］。筆者采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化沙棘宮愈凝膠成型輔料（卡波姆-940、羥丙基-β-環(huán)糊精、甘油、三乙醇胺）的配比，進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝。

1 儀器與試劑

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器UltiMate3000-高效液相色譜儀（上海儀新科學(xué)儀器有限公司）；TDL-80-2B 型離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；KQ-50E 型超聲儀（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試藥與試劑沙棘籽油（陜西海天制藥有限公司，批號：15125058）；苦參堿（陜西樂博生化科技有限公司，純度≥98.0%，批號：KSJ160101）；蛇床子素（陜西航空一六八生物工程有限公司，純度≥98.0%，批號：C15H1603）；苦參堿對照品（中國食品藥品檢定研究院提供，純度≥99.8%，批號：110805-200508）；卡波姆-940（廣州康喬漢普藥業(yè)有限，批號：20150801）；三乙醇胺（天津市天力化學(xué)試劑有限公司，批號：20160213）；羥丙基-β-環(huán)糊精（山東新大生物科技有限公司，批號：150301）；甘油（天津市天力化學(xué)試劑有限公司，批號：20160308）；其他試劑均為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 沙棘宮愈凝膠制備工藝取處方量的卡波姆-940，均勻撒入定量蒸餾水中，置4℃冰箱中過夜，使其完全溶脹，然后加入三乙醇胺，攪拌，形成透明半固體，即為凝膠基質(zhì)［2］，備用。稱取沙棘籽油5 g、苦參堿1 g、蛇床子素20 mg（用少量無水乙醇溶解）與處方量的甘油、HP-β-CD 水溶液（預(yù)先加1.33 倍純化水，加熱攪拌使溶解）于稱重的研缽中混合均勻。加入卡波姆-940 凝膠基質(zhì)，順時(shí)針研磨混勻，加水調(diào)節(jié)至凝膠量100 g，充分?jǐn)嚢璩尚停吹谩?/p>

2.2 星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化沙棘宮愈凝膠輔料的配比在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定以卡波姆-940、三乙醇胺、HP-β-CD 及甘油用量（%）為因素，應(yīng)用軟件建立因素水平編碼表。見表1。

表1 星點(diǎn)設(shè)計(jì)因素水平編碼

2.3 沙棘宮愈凝膠樣品制備取表1 各輔料配比用量，按上述工藝制備沙棘宮愈凝膠樣品，以外觀性狀、成型性、離心穩(wěn)定性、冷凍穩(wěn)定性及高溫穩(wěn)定性的評分歸一化值為效應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，并對結(jié)果進(jìn)行擬合分析［3］。依據(jù)文獻(xiàn)［4-5］和表2 對樣品進(jìn)行考察和評分。見表2。

表2 凝膠劑考察指標(biāo)及評分標(biāo)準(zhǔn)

2.4 星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化處方采用Design-Exper 8.0 軟件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，按表2 記錄指標(biāo)評分。將結(jié)果用Hassan方法dmax=（yi-ymin）/（ymax-ymin）分別進(jìn)行歸一處理［6］，計(jì)算各指標(biāo)的歸一值，再按公式OD=（d1×d2×d3×d4×d5）1/5 計(jì)算5 個(gè) 歸 一值的幾何平均值，得到總評歸一值OD，其中25～30次實(shí)驗(yàn)用于考察模型誤差的重復(fù)試驗(yàn)。見表3。

2.4.1 響應(yīng)面分析響應(yīng)面分析根據(jù)所得回歸方程進(jìn)行響應(yīng)面分析，表明各影響因素優(yōu)化范圍為：A 0.89%～1.1%、B 0.22%～0.28%、C 5.97%～7%、D 8.88%～11.1%。見圖1—2。

圖1 因素A、B、C、D對OD值三維效應(yīng)面的影響

2.4.2 模型擬合與方差分析以卡波姆-940、三乙醇胺、HP-β-CD 及甘油用量為自變量，外觀性狀、成型性、離心穩(wěn)定性、冷凍穩(wěn)定性及高溫穩(wěn)定性的“總評歸一值”O(jiān)D 為因變量，采用Design-Exper8.0 軟件對表3 的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸、二項(xiàng)式及三項(xiàng)式擬合回歸分析，并以擬合優(yōu)度（r）和置信度（P）作為模型判定標(biāo)準(zhǔn)。擬合方程如下：R1=0.96+0.11×A+9.833E-003×B+0.058×C-0.029×D-3.625E-003×A×B-0.014×A×C-0.020×A×D-0.050×B×C+0.052×B×D+0.033×C×D-0.21×A2-0.035×B2-0.11×C2-0.073×D2（R2=0.898），采用ANOVA 分析效應(yīng)面的回歸參數(shù)，方差分析結(jié)果見表4。整體模型達(dá)到極顯著水平（P＜0.0001），模型的相關(guān)系數(shù)R2=0.8980，說明方程的因變量與自變量之間整體模型比較顯著，方法可靠。由二項(xiàng)式擬合方程可知，A、C、A2、C2、D2對OD值均有顯著的影響，影響OD 值的因素主次順序?yàn)榭ú?940%（A）＞HP-β-CD%（C）＞甘油（D）＞三乙醇胺（B）。見表4。

表3 星點(diǎn)效應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與指標(biāo)測定結(jié)果

表4 模型方差分析

2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)按照最優(yōu)處方制備3 批樣品，各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的均值與二項(xiàng)式方程預(yù)測值相比較。各偏差均小于5%，表明所建立的數(shù)學(xué)模型具有良好的預(yù)測性。其中OD的實(shí)測值為0.96，模型方程預(yù)測值為0.931，偏差為3.11%，表明該模型可靠，用此方法優(yōu)化的工藝具有可行性。最后確定沙棘宮愈凝膠輔料配比為：卡波姆-9401%、HP-β-CD 6.5%、甘油10%、三乙醇胺0.25%。見表5。

表5 3批樣品最佳處方驗(yàn)證試驗(yàn)（n=3）

圖2 因素A、B、C、D對OD值等高線的影響

3 討論

根據(jù)前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終確定卡波姆-940為凝膠的基質(zhì)，其能夠生物黏附于陰道或子宮黏膜，使藥物不易滲出，另外其在體內(nèi)能生物降解，無殘留和毒副作用；適宜的黏度可使凝膠與陰道緊密接觸，甘油不僅可以防止凝膠劑發(fā)生失水現(xiàn)象，同時(shí)也增加了凝膠劑的穩(wěn)定性，最終確定甘油為凝膠的保濕劑；卡波姆-940 在水中溶脹后會形成渾濁的酸性溶液，需加入堿性pH 調(diào)節(jié)劑，通過單因素考察，優(yōu)選出了三乙醇胺；羥丙基-β-環(huán)糊精是β-環(huán)糊精的親水性衍生物，其水溶性好，熱穩(wěn)定性高，通過單因素考察，最終確定其為凝膠的增溶劑。沙棘宮愈凝膠是復(fù)方沙棘籽油栓二次開發(fā)的組分中藥，葉海娜等［7］指出藥物量對空白凝膠的黏度和穩(wěn)定性有一定影響，藥物加入的越多，凝膠的穩(wěn)定性可能會降低。而本文采用的是復(fù)方沙棘籽油栓主要3 味中藥有效部位的有效成分，從而減少給藥量，增加沙棘宮愈凝膠的穩(wěn)定性。

星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法是一種集數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)于一體的新型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法［8］。與正交設(shè)計(jì)相比，避免了簡單的線性設(shè)計(jì)，能充分考慮各因素的相互作用，具有實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，精密度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于多因素、多水平的試驗(yàn)。本研究選用外觀性狀、成型性、離心穩(wěn)定性、冷凍穩(wěn)定性及高溫穩(wěn)定性為評價(jià)指標(biāo)，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化沙棘宮愈凝膠處方輔料的配比。沙棘宮愈凝膠是一種組分中藥新藥，是名優(yōu)中成藥-復(fù)方沙棘籽油栓的再次技術(shù)升級，能夠解決組分中藥研究中的有效部位富集的問題。對于提高中醫(yī)藥防治婦女重大和常見病，促進(jìn)我省沙棘、苦參資源的利用具有現(xiàn)實(shí)意義。