易曉霞 劉志友 崔虹 黃海軍 付萍 謝曉
【摘 要】目的:優(yōu)選改良型正骨靈活血止痛膏成型工藝。方法:基于Box–Behnken響應(yīng)面法,以蜂蠟用量、混合溫度、料液比為影響因素,以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法與客觀物理參數(shù)法的綜合評分為評價(jià)指標(biāo),在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,考察各因素對綜合評分的影響,優(yōu)選最佳的成型工藝條件。結(jié)果:蜂蠟用量為1.9%,混合溫度為81 ℃,料液比為2.5∶1 g/mL。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果綜合評分RSD為0.86%。結(jié)論:優(yōu)選得到的改良型正骨靈活血止痛膏成型工藝穩(wěn)定可行。
【關(guān)鍵詞】改良型正骨靈活血止痛膏;成型工藝;Box–Behnken響應(yīng)面法
【中圖分類號】
R283.6 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號】1007-8517(2024)06-0037-06
DOI:10.3969/j.issn.1007-8517.2024.06.zgmzmjyyzz202406009
Optimization of the Molding Process of Modified Zhengguling Huoxue Zhitong Black
Plaster by Box-Behnken Response Surface Methodology
YI Xiaoxia LIU Zhiyou CUI Hong HUANG Haijun FU Ping XIE Xiao
Chongqing Three Gorges Medical College Affiliated Hospital of traditional Chinese Medicine,Chongqing 404000,China
Abstract:Objective To optimize the molding process of modified Zhengguling Huoxue Zhitong black plaster.Methods Based on Box-Behnken response surface method,the amount of beeswax、the mixing temperature、solid-liquid ratio were evaluated as the influencing factors,the comprehensive score of traditional empirical identification method and objective physical parameter method were evaluated as the evaluation index,on the basis of single factor test ,the influence of various factors on the comprehensive score was investigated,and the best molding process conditions were optimized.Results The amount of beeswax was 1.9%,the mixing temperature was 81 ℃,the solid-liquid ratio was 2.5∶1 g/mL.The RSD of the verification test results were 0.86%.Conclusion The optimized molding process of modified Zhengguling Huoxue Zhitong black plaster is stable and feasible.
Key words:The Modified Zhengguling Huoxue Zhitong Black Plaster; Molding Process; Box-Behnken Response Surface Method
黑膏藥是我國中藥制劑中的一種傳統(tǒng)劑型,其應(yīng)用迄今為止已經(jīng)約有兩千年的歷史[1],在外治法中治療肌膚紅腫、癰疽、瘡瘍和跌打損傷、風(fēng)濕痹痛等方面具有獨(dú)特的療效[2]。正骨靈活血止痛膏處方來自三峽庫區(qū)名老中醫(yī)萬瑤仙的祖?zhèn)髅胤剑怯扇橄?、沒藥、生地黃、當(dāng)歸等組成的黑膏藥,具有活血化瘀、消腫止痛之效,用于急、慢性閉合性軟組織損傷、勞損等疾病,取得了很好的療效[3]。本課題立足傳統(tǒng)醫(yī)藥的守正創(chuàng)新,以傳統(tǒng)用藥經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo),面向中藥復(fù)方制劑開發(fā)研究需要,精準(zhǔn)鎖定正骨靈活血止痛膏原工藝存在的不足之處進(jìn)行工藝改良。為了克服原工藝單一油提對有效成分提取不完全的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)水提工藝和油提工藝相結(jié)合的方法,避免水溶性有效成分損失。如何將水提清膏與油提稠膏兩者混溶成型是亟待解決的難題,影響成型工藝的關(guān)鍵因素有蜂蠟用量、水提清膏與油提稠膏的混合溫度和水提清膏料液比。響應(yīng)面法用于多因素影響的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更為科學(xué)、合理[4]。故在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,以傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法和客觀物理參數(shù)法相結(jié)合的綜合評分為評價(jià)指標(biāo),選用Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)選改良型黑膏藥成型工藝,以期為后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。
1 儀器與試藥
1.1 儀器 數(shù)顯溫度計(jì)(江蘇林工電氣有限公司);HH-4型恒溫水浴鍋(江蘇金壇市中大儀器廠);DHG-9030A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);攤凃機(jī)、JR-32型手動(dòng)沖壓機(jī)(臺州北美機(jī)械制造有限公司);LA 114 型電子天平(常熟市百靈天平儀器有限公司);HR-2806E型瀝青軟化點(diǎn)測定儀(滄州華屹試驗(yàn)儀器有限公司);HG-810型初粘性測試儀(東莞市華國精密儀器有限公司);持黏力實(shí)驗(yàn)板(濟(jì)南阿爾法電子設(shè)備有限公司);80-2型離心沉淀機(jī)(姜堰市新康醫(yī)療器械有限公司),CQ-6型超聲波清洗器(上海滬超超聲波儀器有限公司)。
1.2 試藥 生地黃(批號:21101),當(dāng)歸(批號:210801-01),山楂(批號:210802-01),黃柏(批號:211201-01),紅花(批號:211201-03),地榆(批號:211201-02),赤芍(批號:201201-04)、乳香(批號:211101),沒藥(批號:211201),海螵蛸(批號:211101-05)及黃丹(批號:220101),蜂蠟(批號:220701)均由重慶泰爾森制藥有限公司提供,經(jīng)重慶三峽醫(yī)藥高等專科學(xué)校附屬中醫(yī)院劉志友主任中藥師鑒定為正品。黃柏對照藥材(批號:121510-201807),芍藥苷(批號:110736-202246)購自中國食品藥品檢定研究院。硅膠GF254預(yù)制板(批號:020230102,煙臺江友硅膠開發(fā)有限公司生產(chǎn)),正骨靈活血止痛膏由重慶三峽醫(yī)藥高等專科學(xué)校附屬中醫(yī)院制劑室生產(chǎn),檢驗(yàn)合格。
2 方法與結(jié)果
2.1 改良型黑膏藥的制備
2.2.1 前期試驗(yàn)確定的提取工藝 稱取生地黃、當(dāng)歸、山楂、黃柏、紅花、地榆、赤芍共360 g,加10倍量水浸泡1.5 h,提取1 h,提取1次,濾過,濾液濃縮至清膏,量取體積,計(jì)算水提清膏料液比。藥渣80 ℃烘干6 h,備用。稱取乳香、沒藥、海螵蛸共360 g,與備用藥渣一同置于裝有植物油2500 g的鍋內(nèi)油炸15 min,炸至焦枯而不炭化(油溫220 ℃),去渣,濾過。藥油煉制20 min,煉至滴水成珠(油溫320 ℃)。藥油離火(油溫不低于280 ℃),不斷攪拌,緩緩篩入黃丹(炒干,水分<10%)1250 g,攪勻,收膏,即得油提稠膏。如圖1所示。
2.2.2 成型工藝 以油提稠膏重量計(jì),稱取一定比例的蜂蠟(A),加入到熔融的油提稠膏,混勻。保持一定的混合溫度(B),再加入一定料液比(C)的水提清膏,混勻成型。取膏熔化,用攤凃機(jī)滴注在裱背材料上,稱取一定重量,覆蓋隔離膜,用手動(dòng)沖壓機(jī)壓制成圓形,即得。
2.2 綜合評分標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1 傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法 參照《中華人民共和國藥典》2020版四部通則0186膏藥項(xiàng)下[5]黑膏藥應(yīng)烏黑,無紅斑。膏體應(yīng)油潤細(xì)膩、光亮、老嫩適度,攤涂均勻、無飛邊缺口,加溫后能粘貼于皮膚上且不移動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)將從軟硬度、移動(dòng)性、殘留性、刺激性這些方面來考察。評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。選擇3位經(jīng)驗(yàn)豐富的中藥專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法評分,取平均值。
2.2.2 客觀物理參數(shù)法
2.2.2.1 軟化點(diǎn) 參照《中華人民共和國藥典》2020版四部通則2102 膏藥軟化點(diǎn)測定法項(xiàng)下[5],讀取鋼球剛觸及下支撐板表面時(shí)的溫度,求每組2份供試品平均值,作為軟化點(diǎn)。
2.2.2.2 初黏力 參照《中華人民共和國藥典》2020版四部通0952 黏附力測定法項(xiàng)下[5],將供試品背襯固定于與水平面成30°的膠帶初粘性試驗(yàn)機(jī)上,鋼球自斜面自由落下,記錄供試品能粘住最大球號鋼球的直徑D(dm)和位移的距離S(m),計(jì)算初黏力N[6],N=10.354D3+1.035D3/S(設(shè)鋼球比重為 7.8 g/cm-3,重力加速度為 9.8 m/s-2),求每組3份供試品平均值,作為初黏力。
2.2.2.3 持黏力 參照2020版《中華人民共和國藥典》四部通則0952 黏附力測定法項(xiàng)下[5],將供試品粘性面貼于試驗(yàn)板,垂直放置,沿供試品長度方向懸掛500 g的砝碼,記錄供試品滑移直至脫落的時(shí)間,求每組3份供試品平均值,作為持黏力。
2.2.3 綜合評分標(biāo)準(zhǔn) 傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法評分=(軟硬度得分/最大軟硬度得分)×20+(移動(dòng)性得分/最大移動(dòng)性得分)×20+(殘留性得分/最大殘留性得分)×20+(刺激性得分/最大刺激性得分)×40??陀^物理參數(shù)法評分=(軟化點(diǎn)/最大軟化點(diǎn))×40+(初黏力/最大初黏力)×30+(持黏力/最長持黏力)×30。為了更客觀地評價(jià),綜合評分R1=傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法評分×40%+客觀物理參數(shù)法評分×60%。
2.3 單因素試驗(yàn)
2.3.1 蜂蠟用量的影響 選擇蜂蠟用量為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%,料液比為2∶1 g/mL,混合溫度為70 ℃,按“2.1”項(xiàng)制備,“2.2”項(xiàng)綜合評分,結(jié)果如圖2所示。確定響應(yīng)面考察蜂蠟用量影響因素的范圍[7]為1.5%~2.5%。
2.3.2 混合溫度的影響 選擇混合溫度為40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃、120 ℃,蜂蠟用量為1.5%,料液比為2∶1 g/mL,按“2.1”項(xiàng)制備,“2.2”項(xiàng)綜合評分。結(jié)果如圖3所示。確定響應(yīng)面考察混合溫度影響因素的范圍為60~100 ℃。
2.3.3 料液比的影響 選擇料液比為1∶1 g/mL、1.5∶1 g/mL、2∶1 g/mL、2.5∶1 g/mL、3∶1 g/mL,蜂蠟用量為1.5%,混合溫度為70 ℃,按“2.1”項(xiàng)制備,“2.2”項(xiàng)綜合評分,結(jié)果如圖4所示。確定響應(yīng)面考察料液比影響因素的范圍為2∶1~3∶1 g/mL。
2.4 Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)
2.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素結(jié)果,選取蜂蠟用量(A)、混合溫度(B)、料液比(C)為考察對象,以綜合評分R1為響應(yīng)指標(biāo)。采用Design-Expert 11.0 設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)。見表2。按“2.1”項(xiàng)制備,“2.2”項(xiàng)綜合評分。結(jié)果見表3。
2.4.2 方差分析與模型擬合 對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合,得到二次多項(xiàng)式方程為Y=90.43-5.85A+1.88B+2.44C+3.13AB+3.14AC-3.93BC-11.48A2-9.58B2-7.36C2。方差分析見表4,模型極顯著(P<0.0001)。除了因素B不顯著(P>0.05),其余均達(dá)到顯著水平(P<0.05),表明方程擬合較好[8]。失擬項(xiàng)不顯著(P=0.8919>0.05),說明試驗(yàn)無明顯失擬因素存在[9]。R2=0.9743,表明相關(guān)性很強(qiáng);R2Adj=0.9412,表明模型可很好地解釋大部分因素變化引起的響應(yīng)值變化。精密值為16.0060,表明試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理,滿足檢驗(yàn)原則,置信度高,適應(yīng)性好[10]。三個(gè)因素對綜合評分的影響按主次順序?yàn)榉湎炗昧浚ˋ)>料液比(C)>混合溫度(B)。
2.4.3 響應(yīng)面優(yōu)化分析 由圖4看出,BC交互的等高線圖密集、呈橢圓形,響應(yīng)面圖最陡峭,交互作用最強(qiáng);AB、BC交互的等高線圖較密集、呈圓形,響應(yīng)面圖稍陡,交互作用較強(qiáng)[11]。所得的結(jié)論與方差分析結(jié)果一致。
2.4.4 最優(yōu)成型工藝參數(shù)的預(yù)測 最優(yōu)成型工藝參數(shù)為:蜂蠟用量為1.882%,混合溫度為80.757 ℃,料液比為2.553 g/mL,Y預(yù)測值為91.286。考慮實(shí)際可操作性,將最優(yōu)工藝修正參數(shù)為:蜂蠟用量為1.9%,混合溫度為81 ℃,料液比為 2.5∶1 g/mL。
2.4.5 驗(yàn)證試驗(yàn) 根據(jù)修正的最優(yōu)成型工藝制備3批樣品,照“2.2”項(xiàng)進(jìn)行綜合評分,作為Y實(shí)測值。3批樣品綜合評分RSD=0.86%<5%,重現(xiàn)性好,工藝穩(wěn)定。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果求算其偏差值[12],偏差(%)=(預(yù)測值-實(shí)測值)預(yù)測值×100%。結(jié)果見表5。平均偏差為1.23%,表明建立的模型具有較好的預(yù)測性,因而該最優(yōu)工藝參數(shù)可以作為改良型黑膏藥成型工藝。
2.5 離心穩(wěn)定性 為了考察水提清膏與油提稠膏混溶的穩(wěn)定性,參考乳劑的考察指標(biāo)[13],取3批樣品各5 g置于離心管中,以3.5×103r/min的轉(zhuǎn)速離心30 min。結(jié)果顯示,改良型正骨靈活血止痛膏無分層現(xiàn)象,穩(wěn)定性較好。
2.6 薄層色譜鑒別
2.6.1 黃柏 取10張改良型黑膏藥剪成小塊,加石油醚(30~60 ℃)140 mL,加熱回流6 h,樣品晾干,加甲醇20 mL,超聲處理40 min,濾過,濾液濃縮至2 mL,作為改良型黑膏藥供試品溶液。10張?jiān)诟嗨帲ㄖ瞥稍诟嗨幑┰嚻啡芤?。取不含黃柏的陰性對照品10張,同法制成陰性對照品溶液。另取黃柏對照藥材0.1 g,加甲醇20 mL同法制成對照藥材溶液。吸取上述4種溶液各2~5 μL,分別點(diǎn)于同一硅膠GF254薄層板上,以正丁醇-冰醋酸-水(7∶1∶2)為展開劑,展開,取出,晾干,置紫外光燈(365 nm)下檢視。供試品色譜中,改良型黑膏藥在與對照藥材色譜相應(yīng)的位置上,顯相同顏色的亮黃色斑點(diǎn),原黑膏藥在與對照藥材相應(yīng)的位置上,無相同顏色的斑點(diǎn),陰性對照無干擾。結(jié)果如圖6所示。
2.6.2 赤芍取10張改良型黑膏藥剪成小塊,加石油醚(30~60 ℃)140 mL,加熱回流6 h,樣品晾干,加乙醇20 mL,超聲處理30 min,濾過,濾液蒸干,殘?jiān)右掖? mL,作為改良型黑膏藥供試品溶液。取10張?jiān)诟嗨?,同法制成原黑膏藥供試品溶液。取不含赤芍的陰性對照?0張,同法制成陰性對照品溶液。另取芍藥苷對照品2 mg,加乙醇1 mL制成對照品溶液。吸取上述四種溶液各2 μL,分別點(diǎn)于同一硅膠GF254薄層板上,以三氯甲烷-乙酸乙酯-甲醇-甲酸(40∶5∶10∶0.2)為展開劑,展開,取出,晾干。噴以5%香草醛硫酸溶液,加熱至斑點(diǎn)顯色清晰[14],供試品色譜中,改良型黑膏藥在與對照品色譜相應(yīng)的位置上,顯相同顏色的藍(lán)紫色斑點(diǎn),原黑膏藥在與對照品相應(yīng)的位置上,無相同顏色的斑點(diǎn),陰性對照無干擾。結(jié)果如圖7所示。
3 討論
3.1 質(zhì)量控制 由于黑膏藥工藝的特殊性,上市品種少,國家藥品監(jiān)督管理局搜索“膏藥”有141個(gè)批準(zhǔn)文號,去重后發(fā)現(xiàn)僅有70個(gè)品種;醫(yī)療機(jī)構(gòu)、個(gè)體診所應(yīng)用多,質(zhì)量參差不齊,原因之一是缺乏全面反映黑膏藥質(zhì)量的客觀指標(biāo)和檢測方法[15]。傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別技術(shù)往往只掌握在老藥工手上,多以“拉之成絲而易斷,揉之黏手而不粘”來判斷老嫩程度,“貼之即粘,揭之即起”[16]來判斷黏附力,具有主觀性,單憑經(jīng)驗(yàn)不利于有效地傳承與推廣。藥典通則規(guī)定的軟化點(diǎn)只能反映黑膏藥的軟硬度,不足以反映其黏性、揭扯性,因此本試驗(yàn)增加了客觀指標(biāo)初黏力、持黏力的測定。采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)鑒別法與客觀物理參數(shù)法相結(jié)合之法,多維度地評價(jià)黑膏藥的質(zhì)量,才能優(yōu)選出最佳的成型工藝,以質(zhì)量促生產(chǎn)。
3.2 工藝優(yōu)化 為了減少或避免有效成分在高溫熬煉時(shí)損失,本實(shí)驗(yàn)根據(jù)藥物有效成分的理化性質(zhì)選擇將處方中部分中藥飲片先水提濃縮成清膏,再與油提稠膏混勻的方法。如直接混合,在生產(chǎn)或貯存過程中油水容易分層,加入助溶基質(zhì)可增加其穩(wěn)定性。前期從助溶基質(zhì)蜂蠟、羊毛脂、凡士林中,篩選出蜂蠟為成型工藝的助溶劑。加入蜂蠟的改良型黑膏藥油水混合較好,形成類似油包水乳霜[17]。不僅如此,蜂蠟還具有減“火毒”、增止痛之效及調(diào)節(jié)軟化點(diǎn)的作用。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蜂蠟熔點(diǎn)在62 ℃以上,熔化后在加入油提稠膏過程中,四周遇冷部分會凝固在容器上,造成用量偏差,解決之法是將蜂蠟粉碎成細(xì)粉后分散其中。在今后的研究中,應(yīng)注意蜂蠟對藥物釋放、吸收的影響。響應(yīng)面法有效地探索出各因素間相互之間的影響,進(jìn)行組合后得到高精度的回歸方程,預(yù)測出最優(yōu)成型工藝條件,并經(jīng)過驗(yàn)證。改良型黑膏藥綜合評分比原黑膏藥提高了27.71%。薄層色譜檢測結(jié)果顯示改良型黑膏藥在與對照品、對照藥材色譜相應(yīng)的位置上顯相同顏色斑點(diǎn),原黑膏藥無相同顏色斑點(diǎn),證實(shí)水提與油提相結(jié)合的改良工藝保留了水溶性有效成分,質(zhì)量有所提升。療效與質(zhì)量是否一致,對改良型正骨靈活血止痛膏成型工藝的優(yōu)化為后續(xù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立和臨床療效及安全性對比研究提供保障,為傳統(tǒng)黑膏藥的守正創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。
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(收稿日期:2023-06-28 編輯:陶希睿)