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       【摘要】 
       目的优化磷酸川芎嗪鼻用pH敏感型原位凝胶的制备工艺。方法采用星点设计法考察卡波姆和羟丙基甲基纤维素的用量对制备工艺的影响，以黏度和5 h的药物释放量作为考察指标，对结果进行线性方程和二次多项式方程拟合，效应面法选取最佳工艺条件进行预测分析。结果从复相关系数上看，各指标二项式拟合方程均优于多元线性回归方程，优选的最佳条件为卡波姆的用量为0.55 %，羟丙基甲基纤维素的用量为1.4 %。结论星点设计-效应面法适用于磷酸川芎嗪鼻用pH敏感型原位凝胶的工艺优化，所建立的数学模型预测性良好。
       【关键词】  星点设计-效应面法； 磷酸川芎嗪； pH敏感； 原位凝胶； 卡波姆； 羟丙基甲基纤维素
       Prescription Optimization of Ligustrazine Phosphate pH-sensitive in Situ Gel in Nasal
       
       LIU Hongwei, YAN Yilin,ZHOU Liling
        
       （Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangdong Guangzhou 510006,China; Changsha Medical University, Hunan Changsha 410219;Guangdong Food and Drug Vocational College, Guangdong Guangzhou 510520, China）
       Abstract：ObjectiveTo optimize the process of Ligustrazine Phosphate pH-sensitive in situ gels in nasal process.MethodsCentral composite design was used to observe the effect of the amount of carbopol and HPMC on preparation process with of viscosity and 5 h drug release as indicators, the results of linear equations and quadratic polynomial equation fitting, response surface method to select the optimum conditions for predictive analysis.ResultsAccording to multiple correlation coefficient, the indicators were better than the binomial equation fitting multiple linear regression equation, the best conditions for the optimization was the amount of carbopol 0.55%, the amount of HPMC 1.4 %.ConclusionThe central composite design and response surface method are useful for the optimization of preparing Ligustrazine phosphate pH-sensitive in situ gel in nasal．The estimation of the established model is good．
       Key words：CCD-RSM;  Iigustrazine phosphate;  PH-sensitive;  In situ gel;  Carbopol;  HPMC
       
       川芎嗪是伞形科植物川芎的主要成分之一，对缺血性脑血管病的急性期、恢复期及其后遗症，如脑供血不足、脑血栓形成、脑栓塞、脑动脉硬化等均有较好疗效。目前上市的有磷酸盐的片剂和盐酸盐的注射剂。本课题组曾研制了磷酸川芎嗪纳米脂质体喷雾剂，给药方便且快速进入脑部发挥疗效，但缺点是药物在鼻腔中的滞留时间较短，疗效不持久。
       
       原位凝胶 (in situ ge1)是指以溶液状态给药后立即在用药部位发生相转变，形成的非化学交联的半固体制剂［1］。其形成机制是利用高分子材料对外界刺激的响应，使聚合物在生理条件下发生分散状态或构象的可逆变化，完成由溶液向凝胶的转化过程，具有与用药部位特别是黏膜组织亲和力强、滞留时间长、良好的控制释药性能等优点。这种特殊的凝胶可分为温度、离子强度或pH敏感等类型。
       
       星点设计-效应面优化法(CCD-RSM)，是一种多元非线性拟合的实验设计方法，根据非线性数学模型描绘效应面优选条件，故而模型具有精度高，预测性较好的特点。因此，本研究采用此法优选磷酸川芎嗪鼻用pH敏感型原位凝胶的处方。
       1   仪器与试药
         
       Cary 50 probe 紫外可见分光光度计（Varian公司）； NDJ-7型旋转式黏度计（上海精密科学仪器有限公司）；MD34-14透析袋（北京经科宏达生物技术有限公司）；LC2000高效液相色谱仪（上海天美科学仪器有限公司）；TK-12A型透皮扩散试验仪（上海谐凯科技贸易有限公司）。磷酸川芎嗪（广东丽珠集团利民制药厂）；卡波姆（上海人民制药厂）；羟丙基甲基纤维素（河南天盛化学工业有限公司）；三乙醇胺（天津市大茂化学试剂厂）；其它试剂均为分析纯。
       2   方法与结果
       2.1  pH敏感型凝胶的制备取适量的卡波姆和HPMC分别配成不同浓度的溶液，放置24 h使其充分溶胀，分散均匀，再将两者混合均匀得到空白凝胶。含药凝胶的制备是将药物溶于蒸馏水后混入空白基质中，搅拌均匀后用三乙醇胺调节pH值至4.5～5.0左右即可。
       2.2  人工鼻液的配制［2］精密称取磷酸二氢钾13.6 g，加去离子水1L溶解，用0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液调pH至6.8。
       2.3   单因素考察
       2.3.1   用旋转黏度计测定黏度，当凝胶黏度达到5 Pa·s时，凝胶较稠，流动性下降，较易粘附于烧杯底部，因此，凝胶剂的黏度暂定为5 pa·s。
       2.3.2  参照文献［3］固定HPMC的用量为1 %，配制不同浓度的卡波姆溶液，照“2.1”项下的制备方法分别制得含药凝胶，用三乙醇胺调节pH值至5.0左右，然后用人工鼻液调pH值至6.5时测定其黏度。结果见表1。表1  1 %的HPMC溶液与不同含量的卡波姆溶液加入人工鼻液后的黏度（略）
       2.3.3  固定卡波姆的用量为0.5 %，配制不同浓度的HPMC溶液，照2.1的制备方法分别制得含药凝胶，用三乙醇胺调节pH值至5.0左右，然后用人工鼻液调pH值至6.5时测定其黏度。结果见表2。表2  0.5 %的卡波姆溶液与不同含量的HPMC溶液加入人工鼻液后的黏度（略）
       2.4   体外释放度实验
       2.4.1   磷酸川芎嗪的测定磷酸川芎嗪(TMPP)在295 nm波长处有最大吸收，而空白凝胶基质和人工鼻液在该波长下无紫外吸收，故选295 nm作为检测波长。标准曲线：Y= 17 450X + 34 866，R2 = 0.999。
       2.4.2   释放实验采用改良Franz扩散池，将透析膜装于供给池和接受池中间。在接收池中注满接受液，供给池中加入各处方制备的原位凝胶1 g，用石蜡密封供给池与接收池的接合部位，保持（33±0.5） ℃恒温水浴，磁力搅拌速度为（200±5） r·min-1，分别于不同间隔时间0.5，1 ，2，3 ，4 ，5 ，6 ，8 ，10 ，12 h取样，每次取样后均补加相同量的新鲜接受液并排除接受池中的气泡。样液用0.45 μm微孔滤膜过滤，取续滤液10 μl于高效液相色谱仪分析测定TMPP。计算各取样点介质中药物的累积释放量。结果见图1。
       2.5   星点设计-效应面优化法的试验设计分别制备不同浓度的卡波姆和HPMC空白凝胶，考察浓度与黏度和释放度的关系，根据单因素考察的结果，确定卡波姆和HPMC的浓度范围。根据星点设计的原理，各因素设置5个水平，用代码值±α，±1，0来表示，对于两因素的星点设计α=1.414。因素及水平见表3，具体实验方案安排见表4，按第4，5列设计处方并制备含药凝胶，以黏度和5 h的药物释放量作为考察指标。表3  考察因素各水平的代码值及实际操作物理量，表4  实验设计及黏度和5 h的药物释放量（略）
       结果发现，二次多项式模型的拟合结果优于多元线性模型，拟合优度（R2＞0.95）较好，反映出在卡波姆和HPMC共同作用下黏度和5 h的药物释放量的变化趋势，据此描绘了黏度和5 h的药物释放量对卡波姆和HPMC因素的三维效应面图和等高线图。结果见图2～3。
       由图可知，黏度随辅料用量的增加而增大，5 h的药物释放量则随辅料用量的增加而减小，而同一黏度和同一药物释放度下的卡波姆和HPMC的用量则是：随着卡波姆用量的增加，HPMC的用量减小，反之亦然。
       
       根据剂型的需要，希望获得黏度为5 pa·s的处方，并在此黏度下得到最大的药物释放量。由上述模型得到的方程并结合等高线图可知，当黏度为5 pa·s，5 h的药物释放量为27.5 μg·ml-1时，X1值的范围为0.5 %～0.6 %，所对应的X2值的范围为1.25 %～1.75 %，当选取X1范围的中间值0.55 %时，对应的X2值为1.4 %，考察预测值与实测值的偏差（见表5），可见两指标的偏差均小于5 %，建立的数学模型具有良好的预测效果。表5  预测值和实测值的比较（略）
       3  讨论
          
       效应面优化法（Response surface methodology，RSM）最早用于普通剂型处方的筛选［4］，实验设计有因子分析、基于单纯形的球面设计、星点设计（Central composite design，CCD）等。近年来新型给药系统处方筛选和工艺优化主要以星点设计-效应面优化法(CCD-RSM) 的应用较多，本课题根据星点设计所建立的数学模型描绘效应面，将各效应面的等高线进行重叠直接得到了较佳区域，直观方便地确定了较优处方。多个效应所选择的较佳条件通过叠加，可以进一步缩小较佳条件范围。若无重叠区时，可通过归一化［5］，求总评“归一值”的方法进行综合评价。
       
       凝胶体外释放度测定主要通过透析袋以两种方法测定［6，7］，即：漏槽法、转篮法。漏槽法取样时取出全部或部分释放介质，再补充等量释放介质，以达到漏槽条件。转篮法取样时取出部分介质，再补充等量释放介质。笔者运用漏槽法，取样时取出全部释放介质，再补充等量释放介质，Franz扩散池的透析温度选用人体鼻腔温度33 ℃。此外考察了人工鼻液Ⅰ［2］，人工鼻液Ⅱ［8］，林格氏液，生理盐水，30 %乙醇生理盐水等5种不同接受液对药物透过的影响。结果表明，人工鼻液Ⅰ中药物累积透过量多于人工鼻液Ⅱ；由于给药后动物鼻腔的复杂情况难以预测，另外考虑到制剂通过调节pH值后水溶性的磷酸川芎嗪有部分转化成脂溶性的川芎嗪，最后确定用30 %乙醇生理盐水作为此次试验的接受液。
       
       卡波姆(Carbopo1)属丙烯酸类聚合物，由丙烯酸与丙烯基蔗糖或丙烯基季戊四醇交联而成，后者兼作交联剂。它含大量羧基(约为56 %～68 %)，当pH值小于4时，羧基几乎不解离，聚合物在水中分散并溶胀，但不溶解，表现出很低的黏性。pH值为6～12时，卡波姆形成的凝胶黏度最大。低浓度的卡波姆形成澄明溶液，在浓度较大时，分子链相互缠结而形成具有一定强度和弹性的半透明状凝胶。由于形成稳定的凝胶所需酸性卡波姆的浓度较大，不易被中和且有刺激性，所以不适于单独用作原位凝胶的基质。减少卡波姆用量、改善原位胶凝能力的有效方法是引入另一种聚合物，作为增黏剂或具有其它胶凝机制的组分，笔者引入了羟丙基甲基纤维素，两者流变学特征类似，皆为塑性流体，在pH 4.0时为低黏度的流体，在pH 7.4时胶凝。释放度试验表明，两者均具有缓释作用。
       
       磷酸川芎嗪酸性较强，加入到卡波姆和羟丙基甲基纤维素的混合基质中后，pH从4.5转变成4以下，酸性明显增强，用于鼻腔局部给药的刺激性较大，鼻液难以中和。因此用少许三乙醇胺调节pH值至5.0左右。笔者根据星点设计优化得到的最佳工艺配比制备出磷酸川芎嗪凝胶，用于大鼠鼻腔给药，凝胶剂能迅速胶凝并很好地粘附在鼻腔内一定时间，不易被清除。
       【参考文献】
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