響應面設計優化野菊花泡騰片的制備工藝

鄭彩美*，王育婷，黃華花，張娜，王琛，浦益瓊

1. 廈門醫學院緩控釋制劑研究中心，廈門醫學院藥學系（廈門 361023）；

2. 上海中醫藥大學教學實驗中心，上海中醫藥大學中藥學院（上海 201203）

野菊花為菊科植物野菊（Chrysanthemum indicumL.）的干燥頭狀花序，性微寒，味苦、辛，歸肝、心經，具有清熱解毒、瀉火平肝的效用[1]*。野菊花野生資源十分豐富，廣泛分布于我國東北、華北、華中、華東及西南地區[2]*。現代研究表明，野菊花具有抗病原微生物[3]*、降血壓[4]*、降血脂[5]*、保肝[6]*、抗衰老[7]*等藥理作用。作為藥食兩用的常見中草藥，其藥理作用廣泛，不良反應較少，深受群眾喜愛，發展前景較廣闊。目前，鮮見關于野菊花泡騰片的研究報道，因此以單因素試驗考察為基礎，再經響應面試驗優化獲得野菊花泡騰片的最佳處方組成，為拓寬野菊花制劑品種提供新的思路和重要參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

野菊花提取物（成都德思特生物技術有限公司）；DL-酒石酸、微晶纖維素（麥克林）；甜菊糖苷（源葉生物）；碳酸氫鈉、聚乙二醇6000（西隴科學）。

1.2 儀器與設備

BS224S電子天平[賽多利斯科學儀器（北京）有限公司]；TDP型單沖壓片機（上海天祥·健臺制藥機械有限公司）；YD-35智能片劑硬度儀、FT-2000AE脆碎度檢查儀（天津市天大天發科技有限公司）；PB-10數顯酸度計（德國Sartorius公司）；DH40EB除濕機（珠海格力電器股份有限公司）。

1.3 工藝流程

野菊花提取物+微晶纖維素+酒石酸+碳酸氫鈉+甜菊糖苷+PEG6000→粉碎→過篩（0180 mm）→混勻→壓片

1.4 綜合評分的計算

崩解時限（5 min）是評價泡騰片質量的重要指標，掩蓋野菊花提取物的苦味，改善泡騰片的口感亦是關鍵問題。綜上，響應面試驗以崩解時限和口感評分作為野菊花泡騰片的評價指標，并以權重8∶2進行綜合評分的計算。

崩解時限評分方法：設定試驗組中崩解用時最短的為10分，每增加1 s減0.04分，具體計算公式見式（1）：

式中：Y為崩解時限折算分；t為崩解時間，s；t＇為試驗組中用時最短崩解時間，s。

口感評分方法：選定6名有口感評價經驗的人員組成評價小組，通過盲法試驗對不同處方的野菊花泡騰片進行評分，滿分5分。口感評價具體指標如表1所示。

表1 口感評價指標

綜上，綜合評分計算公式見式（2）：

1.5 單因素試驗

1.5.1 野菊花提取物添加量的考察

固定酒石酸-碳酸氫鈉質量比1∶2（占比40%）、甜菊糖苷添加量4%、PEG6000添加量1.5%，以填充劑微晶纖維素維持片重，采用直接混合壓片法進行壓片，考察野菊花提取物添加量為5%，10%，15%，20%和30%時制備的野菊花泡騰片對壓片效果及泡騰片外觀的影響。

1.5.2 泡騰崩解劑酸堿比例的考察

固定其他組分及用量，考察酒石酸與碳酸氫鈉質量比為2∶1，1∶1.5，1∶1，1∶2和1∶2.5時制備的野菊花泡騰片對崩解時限、溶液pH及溶液外觀的影響。

1.5.3 泡騰崩解劑添加量的考察

固定其他組分及用量，考察泡騰崩解劑添加量為25%，30%，35%，40%和45%時制備的野菊花泡騰片對崩解時限的影響。

1.5.4 甜菊糖苷添加量的考察

固定其他組分及用量，考察甜菊糖苷添加量為1%，2%，3%，4%和5%時制備的野菊花泡騰片對口感評分的影響。

1.5.5 PEG6000添加量的考察

固定其他組分及用量，考察PEG6000添加量為0.5%，1%，1.5%，2%和2.5%時制備的野菊花泡騰片對其重量差異及崩解時限的影響。

1.6 響應面設計優化試驗

以單因素試驗考察結果為基礎，確定因素與水平，并以綜合評分作為響應值，進行響應面試驗優化。

1.7 數據處理

利用Design Expert 8.0.6軟件對試驗數據進行回歸擬合。

1.8 工藝驗證與質量評價

按最佳工藝條件制備三批野菊花泡騰片，按照2020年版《中國藥典》四部通則對其進行質量評價。

1.8.1 外觀檢查

采用肉眼觀察法，觀察片劑外觀是否完整光潔。

1.8.2 重量差異測定

按2020年版《中國藥典》四部通則重量差異檢查法（通則0101）進行檢查，并計算20片片劑重量的SRSD值。

1.8.3 pH測定

取1片泡騰片，置于100 mL 20 ℃蒸餾水中，待完全崩解后用數顯酸度計測定溶液pH。

1.8.4 硬度及脆碎度測定

采用智能片劑硬度儀進行片劑硬度檢查。

按2020年版《中國藥典》四部通則片劑脆碎度檢查法（通則0923）檢查，并根據式（3）計算減失質量。

1.8.5 崩解時限測定

按2020年版《中國藥典》四部通則項下崩解時限檢查法（通則0921）進行檢查，記錄從加入泡騰片至溶液不再有氣體逸出的時間間隔即為崩解時間，按此法重復測定6片，取平均值。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 野菊花提取物添加量的確定

從表2可知，隨著野菊花提取物添加量的增加，泡騰片制備過程的黏沖現象逐漸加劇。當野菊花提取物粉末添加量為5%及10%時，無黏沖現象發生，可制得完整、光潔的片劑；其添加量增加至15%時開始稍黏沖，但可制得完整片劑；而當其添加量為20%和30%時，黏沖加劇，制得的泡騰片外觀不完整。綜合考慮壓片效果及片劑外觀，處方中野菊花提取物添加量為10%適宜。

表2 野菊花提取物添加量的試驗結果

2.1.2 泡騰崩解劑酸堿比例的確定

選擇酒石酸-碳酸氫鈉質量比2∶1，1∶1和1∶2三個比例進行試驗，結果顯示當酒石酸-碳酸氫鈉質量比為1∶2時，溶液分散狀態良好，pH為酸性，崩解時限效果較佳，故選擇1∶1.5和1∶2.5比例繼續考察，結果如表3所示。通過綜合考察不同酸堿比例對崩解時限、溶液pH、溶液外觀三項指標的影響，最終選定酒石酸-碳酸氫鈉質量比1∶1.5，1∶2和1∶2.5三個水平進行Box-Behnken設計。

表3 泡騰崩解劑酸堿比例的試驗結果

2.1.3 泡騰崩解劑添加量的確定

由表4可知：當崩解時間最短時，泡騰崩解劑添加量為30%，故選定泡騰崩解劑添加量25%，30%和35%三個水平進行Box-Behnken設計。

表4 泡騰崩解劑添加量的試驗結果

2.1.4 甜菊糖苷添加量的確定

通過盲法試驗得出的口感評價結果見表5。甜菊糖苷添加量在4%時野菊花泡騰片口感評分最高，因此選擇甜菊糖苷添加量3%，4%和5%三個水平進行Box-Behnken設計。

表5 甜菊糖苷添加量的試驗結果

2.1.5 PEG6000添加量的確定

由表6可知：片重波動隨著PEG6000添加量的增加而有所改善，但崩解時限也相應延長。綜上，確定處方中PEG6000添加量1.0%較適宜。

表6 PEG6000添加量的試驗結果

2.2 響應面試驗優化結果與分析

2.2.1 響應面試驗設計

在單因素試驗結果的基礎上，選定泡騰崩解劑酸堿比例（A）、泡騰崩解劑添加量（B）以及甜菊糖苷添加量（C）三因素三水平，如表7所示。

表7 響應面試驗的因素水平表

以單因素考察結果為基礎，選擇響應面Box-Bohnken試驗進行優化設計，設計方案及試驗結果見表8和表9。

表8 Box-Bohnken試驗設計及結果

表9 折算后的評價指標得分及綜合評分 單位：分

2.2.2 回歸模型的建立與方差分析

運用Design Expert 8.0.6軟件對試驗結果（表6）進行響應面回歸分析，以綜合評分（Y）為響應值，得到關于泡騰崩解劑酸堿比例（A）、泡騰崩解劑添加量（B）和甜菊糖苷添加量（C）的擬合方程：Y=7.37+6.15A-2.93B+1.10C-4.13AB-11.83AC+1.14BC-17.60A2*-3.86B2*-2.17C2*。對該模型進行方差分析，結果見表10。

由表10可知：模型F=7.09，P=0.008 6＜0.01，表明該回歸模型差異極顯著，失擬項F=5.06，P=0.075＞0.05，失擬項不顯著，R2*=0.901 1，表明該模型擬合程度好，三元二次回歸方程適合用于檢驗結果。由方差分析中的F值及P值可知，3個因素對野菊花泡騰片綜合評分的影響順序為泡騰崩解劑酸堿比例（A）＞泡騰崩解劑添加量（B）＞甜菊糖苷添加量（C）。根據方差分析表明：影響極顯著（P＜0.01）的有一次項A和B；影響顯著（P＜0.05）的有二次項A2*、交叉項AC；影響不顯著（P＞0.05）的有一次項C、二次項B2*和C2*、交叉項AB和BC。舍去不顯著項可得到優化模型方程：Y=7.37+6.15A-2.93B-11.83AC-17.60A2*。綜上分析，該響應面模型準確有效，可靠性好，可用于野菊花泡騰片制備工藝的預測。

表10 回歸模型的顯著性檢驗及方差分析

2.2.3 交互效應分析

運用Design Expert 8.0.6軟件繪制出不同因素對于綜合評分的三維曲線圖及等高線圖，以獲得三個因素的交互作用對綜合評分的影響。結果表明，交叉項AC之間的交互作用對綜合評分的影響顯著，與方差分析的結論一致，結果見圖1。

圖1 交互效應圖

2.2.4 確定最佳工藝條件與結果驗證

運用Design Expert 8.0.6軟件分析得到野菊花泡騰片的最佳配方：泡騰崩解劑酸堿比例（即酒石酸-碳酸氫鈉質量比）1∶2，泡騰崩解劑添加量25%，甜菊糖苷添加量5%。為檢驗所得制備工藝的可行性，按最佳處方制備三批產品用以試驗驗證。結果顯示野菊花泡騰片的綜合評分平均值為8.328分，結果與預測值8.464分接近，且各項質量評價指標均符合《中國藥典》要求。結果表明，采用響應面法優化的野菊花泡騰片的最佳處方有較高的可靠性和可行性。

3 結論

研究經響應面試驗優化獲得野菊花泡騰片最佳處方組成：野菊花提取物10%，微晶纖維素59%，酒石酸8.33%，碳酸氫鈉16.67%，甜菊糖苷5%，PEG6000 1%。在該條件下，野菊花泡騰片的綜合評分平均值為8.328分，與預測值8.464分基本相符，說明響應面法優化的野菊花泡騰片的處方工藝準確可靠。制得野菊花泡騰片均符合藥典標準，該制備工藝操作簡單，質量可控，可為后續野菊花泡騰片的研究開發提供重要參考依據。

野菊花為藥食同源，將其制成泡騰片既豐富野菊花制劑種類，又方便使用，具有廣闊的發展前景。后期可對野菊花泡騰片的藥效、質量標準等開展進一步的研究。