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阿弗他溃疡(RAU)又称为复发性口腔溃疡,其发病率高,约占口腔黏膜病的20%[1],发病人群主要是青壮年,女性居多,春、冬季发病率较高[2]。表现为口腔黏膜反复发作的溃疡,呈假膜覆盖的凹陷面,中间为白色炎症,边缘红肿。目前病因病机尚不明确[3],被广泛接受的诱发因素有气候环境、食物营养、心理精神和免疫因素等[4],研究发现口腔溃疡的发病可能与口腔微生物密切相关[5],可通过纠正口腔菌群平衡达到加速愈合、控制炎症、抑制复发。经过前期研究,选用硫酸新霉素,针对口腔菌群中异常增多的G−菌;克霉唑对引起口腔黏膜疾病的白念珠菌针对性强;选用不发生双硫仑反应的奥硝唑作为抗厌氧菌药物;达克罗宁作为局麻药,黏膜穿透性强,局麻时间长;采用冰片作为创口收敛剂,兼具抗炎、消肿、改善气味的功能;甘草次酸作为抗炎剂,与糖皮质激素相比长期使用副作用较低。以上6种成分之间无配伍禁忌,其中硫酸新霉素和克霉唑口服均不吸收,安全性高[4]。采用物理凝聚法分散水不溶性成分,通过溶剂浇铸法制备膜剂[6-9]。本课题采用层次分析法结合单因素考察对不同成膜材料的黏附时间、溶蚀时间等9项考察指标综合评分,优选出最合适的成膜材料;采用层次分析与正交试验相结合,优选成膜材料的最佳配比,兼顾使用舒适性和生产适用性的同时,重点筛选出黏附性好且缓释时间较长的成膜材料配比。
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AE240精密电子天平(瑞士METTLER公司);磁力搅拌器(宁波市鄞州群安实验仪器有限公司);托盘天平(福州天平仪器厂);DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);水浴恒温振荡器(上海智城分析仪器制造有限公司);OS2O-Pro型搅拌器(北京大龙试验仪器有限公司);拉力测试仪(和晟仪器科技有限公司);游标卡尺(上海台海工量具有限公司)。
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聚乙烯醇1788(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:20170318);羧甲基纤维素钠(国药集团化学试剂有限公司,批号:20180412);海藻酸钠(国药集团化学试剂有限公司,批号:20190810);羟丙基纤维素(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:20170415);羟丙甲基纤维素钠(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:20170318);明胶(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:20180517);水胶体敷料(康维德医疗用品有限公司,批号:9F04020)。硫酸新霉素(南京都莱生物技术有限公司,批号:20180312);克霉唑(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:20170518);奥硝唑(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:20180522);盐酸达克罗宁(苏州裕元生物科技有限公司,批号:20170215);甘草次酸(天津希恩思生化科技有限公司);冰片(亳州寿言斋健康科技有限公司,批号:20191021)。
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取聚乙烯醇1788(PVA-1788)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、海藻酸钠(SA)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、明胶(GEL)各3 g置于60 ml水中搅拌1 h,然后加热至60 ℃,搅拌至完全溶解得成膜材料凝胶,采用溶剂浇铸法铺展于培养皿中,置60 ℃烘箱烘干。从外观、拉伸性能、厚度、成膜时间、脱模效果、溶胀系数、溶蚀时间、黏附力和黏附时间9个方面进行评价。
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膜剂成品外观评价标准:①气泡:无气泡得5分;少量气泡,易除去,得4分;少量气泡,经1 h静置可除去,得3分;需大于1 h静置、抽真空、离心等方法才能将气泡除去,得2分;采用各种方法处理后膜剂中仍存在大量气泡得1分;气泡较多,干燥后无法成完整膜剂得0分。②颜色:无色透明得5分;半透明得4分;半透明且带有黄色或其他较浅颜色得3分;半透明且有絮状、颗粒状纹路得2分;呈不透明颜色,且有絮状、颗粒状纹路得1分;外观颜色较深、纹理较多、不透明得0分。③柔软度:柔软、不卷曲得5分;柔软稍有卷曲得4分;反向卷曲后缓慢恢复原来形状得3分;膜较硬,卷曲后快速恢复原来形状得2分;卷曲可能碎裂,得1分;硬度较大无法制得膜剂得0分。从表1和图1可知,PVA-1788和HPC颜色透明,气泡较少,柔软度较好,外观较其他材料好。
表 1 成膜材料的外观评价
成膜材料 气泡 颜色 柔软度 总评分
(分)性状 评分
(分)性状 评分
(分)性状 评分
(分)PVA-1788 无 5 透明 5 很柔软 5 15 HPC 无 5 透明 5 很柔软 5 15 HPMC 无 5 透明 5 厚、硬 2 12 MC 大量 2 白色 4 较硬 3 9 SA 少量 4 黄色 2 厚、硬 2 8 CMC-Na 少量 4 白色 5 很柔软 5 14 GEL 无 5 淡黄色 4 厚、硬 2 11 注:PVA-1788:聚乙烯醇1788;HPC:羟丙基纤维素;HPMC:羟丙甲基纤维素;MC:甲基纤维素;SA:海藻酸钠;CMC-Na:羧甲基纤维素钠;GEL:明胶 -
取各实验组膜剂1片(2 cm×1 cm),利用拉力测试仪测量各实验组膜剂的拉伸长度与断点力,通过拉伸长度/断点力的比值判断拉伸性能,数值越大,可拉伸距离越大,膜剂拉断所需力相对越小,与口腔黏膜贴敷时顺应性越高。以拉伸长度/断点力比值的最大值作为100%,采用归一化法对其他各组进行评价,各实验组测定3次求平均值。结果见表2,PVA-1788的拉伸性能明显优于其他材料。
表 2 成膜材料的拉伸性能评价
成膜材料 拉伸长度
(l/mm)断点力
(f/kg)拉伸长度/
断点力评分
(分)PVA-1788 24.24 2.137 11.34 100 HPC 4.935 1.644 3.002 26.47 HPMC 0.925 4.063 0.227 0.020 MC 2.180 7.443 0.293 0.026 SA 2.638 4.566 0.578 0.051 CMC-Na 2.611 7.772 0.336 0.030 GEL 0.436 2.056 0.212 0.019 -
分别从各实验组中选取10片膜剂,用游标卡尺测量总厚度,计算每片膜剂的平均厚度,取平均厚度的倒数,以最大值作为100%,用归一化法对其他各实验组膜剂进行评分。由表3可知,制备的膜剂中,HPC厚度最薄,MC最厚,其余各组差异较小,膜剂越薄口腔黏膜舒适性越好。
表 3 各试验组成膜材料的厚度、成膜时间和脱膜效果
成膜材料 膜剂厚度 成膜时间 脱膜效果 测定值
(l/mm)评分
(分)时间
(t/min)评分
(分)面积
(s/cm2)评分
(分)PVA-1788 0.13 76.92 240 60.0 54.0 100 HPC 0.10 100.00 330 42.9 43.2 80 HPMC 0.11 90.91 143 100.0 54.0 100 MC 0.15 66.67 258 55.7 54.0 100 SA 0.11 90.91 195 72.9 54.0 100 CMC-Na 0.12 83.33 255 55.7 54.0 100 GEL 0.12 83.33 238 60.0 27.0 50 -
对各实验组的成膜时间进行测定,取成膜时间的倒数,以倒数的最大值为100%,用归一化法对其他成膜材料进行评分,成膜时间短,有利于提高生产效率,结果见表3。
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以剥离最大面积的膜的面积占培养皿(半径4.3 cm)的百分比作为评判标准,以完全脱模为100%。结果见表3,PVA-1788、HPMC、MC、SA、CMC-Na可以直接撕取完整膜剂,脱模较容易。
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称取0.4 g氯化钠、0.795 g氯化钙、0.4 g氯化钾、1.0 g尿素、0.78 g磷酸钠、0.005 g硫化钠,加热水400 ml溶解,放冷后转移至1000 ml容量瓶中,用纯化水稀释至刻度,用氢氧化钠调节pH至6.8,即得人工唾液。取各试验组膜剂1片(1 cm×1 cm),称量记为m,将膜剂放入培养皿中称重记为W0。将膜剂润湿黏附于培养皿中,加入人工唾液[10-11],分别在10、30、60、120、240 min时,倒去人工唾液,称量培养皿加膜剂的质量Wi。计算公式如下:溶胀系数=(Wi−W0)/m×100%;每组平行3次,求各时间点溶胀系数的平均值,以各组溶胀系数最大的值作为100%,用归一化法对其他各组进行评分。由表4中结果可知,CMC-Na溶胀系数最大。
表 4 成膜材料的溶胀系数
成膜材料 溶胀系数(%) 评分
(分)10 min 30 min 60 min 120 min 240 min 480 min PVA-1788 396 429 549* 312 0 — 18.35 HPC 731 936* 806 447 0 — 31.28 HPMC 641 1028* 579 10 0 — 34.36 MC 811 884 1170 1456* 1660 1528 55.48 SA 1489 2468* 2232 283 0 — 82.49 CMC-Na 1023 1670 2262 2849 2992* 2357 100 GEL 622 548 553 759* 627 0 25.37 注:*表示各试验组最大溶胀系数,—表示溶蚀殆尽,实验终止。 -
取1片膜剂(1 cm×1 cm)称重记为m,称取2 ml EP管称重记为n。将膜剂润湿黏贴在EP管下缘。在EP管中加入2 ml人工唾液,在37 ℃恒温振荡器中以100 r/min振荡10 min,倒出液体,称重记为W0,然后重新加入2 ml纯化水并恒温振荡20 min,如此重复10次,于各时间点倒出管内液体后称重,依次记为Wi。以相邻时间点重量差异计算溶蚀速率,公式如下:溶蚀速率=[(Wi−Wi−1)/20(W0−m−n)]×100%。以各组溶蚀时间最大值作为100%,用归一化法对其他各组进行评分。结果见表5,MC溶蚀时间较长,在200 min内未出现明显溶蚀减重,溶蚀系数出现负数是由于溶胀增重略大于溶蚀损失,这将阻碍药效成分随着膜剂溶蚀的释放。CMC-Na溶蚀速率较小,其溶蚀时间可长达180 min,缓释性能显著优于其他成膜材料,较适合制备缓释膜剂。
表 5 成膜材料的溶蚀系数
成膜材料 连续时间点的平均溶蚀百分率(%) 溶蚀时间
(t/min)每分钟溶
蚀速率(%)评分
(分)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PVA-1788 24.62 36.92 20.00 18.46 0.00 — — — — — 80 1.25 40 HPC 37.50 24.04 38.46 0.00 — — — — — — 60 1.67 30 HPMC 54.55 45.45 0.00 — — — — — — — 40 2.5 20 MC 0.00 −12.26 0.94 −6.60 −2.83 0.00 −3.77 6.60 −3.77 7.55 200 −0.07 100 SA 49.07 50.93 0.00 — — — — — — — 40 2.5 20 CMC-Na −17.71 −2.21 4.79 15.46 26.19 37.14 20.88 14.20 1.26 0.00 180 0.56 90 GEL 100.0 0.00 — — — — — — — — 20 5.0 10 注:“—”代表溶蚀殆尽,实验终止。 -
黏附膜剂黏附力测定[10]:取两块同样大小的橡皮,分别固定于天平托盘上及玻璃板下方,调节高度和重量使上下橡皮相互接触时天平平衡。取膜剂(1 cm×1 cm)预先用人工唾液润湿,黏于下橡皮表面,将上橡皮与膜剂接触,天平空托盘加50 g砝码使上下橡皮自然按压膜剂90 s,移去50 g砝码,在下橡皮固定的托盘里依次加入重量逐渐增加的砝码,以5 s内上、下橡皮分离为标准,所加砝码的重量即为黏附力。将各组黏附力最大值作为100%,用归一化法对其他各组进行评分。由表6可知,MC的黏附力最好,其次是PVA-1788。
表 6 成膜材料的黏附时间
成膜材料 黏附力 黏附时间 称重
(m/g)评分
(分)时间
(t/min)评分
(分)PVA-1788 121 88.97 100 100 HPC 100 73.53 60 60 HPMC 40 29.41 50 50 MC 136 100 85 85 SA 119 87.5 80 80 CMC-Na 90 66.18 38 38 GEL 6.7 0.05 5 5 -
取水胶体敷料(2 cm×2 cm)粘贴于500 ml烧杯内侧,用人工唾液润湿膜剂(1 cm×1 cm),将膜剂按压在水胶体敷料上约20 s,在膜剂表面覆盖一层1 cm×1 cm薄塑料膜用以降低溶蚀对黏附时间的干扰,在烧杯中加入人工唾液,液面没过膜剂。在恒温37 ℃,150 r/min搅拌,于300 min内监测黏附时间[12],各组试验组取3片计算平均值。将各组黏附时间的最大值作为100%,用归一化法对其他各组进行评分。由表6可知,PVA-1788的黏附时间最长,可达100 min。
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根据“2.1”项下9个考察指标对缓释膜剂的贡献度,设计两两比较矩阵,见表7。
表 7 各目标按照两两比较重要程度建立指标层矩阵
指标 外观 厚度 拉伸
性能脱模
效果成膜
时间黏附
时间黏附
力溶胀
系数溶蚀
速度外观 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 厚度 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 拉伸性能 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 脱模效果 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 成膜时间 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 黏附时间 2 2 2 2 2 1 1 0.5 0.5 黏附力 2 2 2 2 2 1 1 0.5 0.5 溶胀系数 3 3 3 3 3 2 2 1 1 溶蚀速度 4 4 4 4 4 2 2 1 1 -
根据各指标对比的优先矩阵(表3)及公式(1)计算初始权重系数Wi′:
$$ \mathrm{W}_{t}'=\sqrt{\mathrm{a}_{1} \times \mathrm{a}_{2} \times \mathrm{a}_{3} \cdots \mathrm{a}_{m}} \text{} $$ (1) 式中m为受检验层次目标数,a1~am为矩阵两两比较的评分,经计算各指标成分初始权重系数分别为:W1′=0.65042、W2′=0.65042、W3′=0.65042、W4′=0.65042、W5′=0.65042、W6′=1.25992、W7′=1.25992、W8′=2.14765、W9′=2.51984。
按照公式(2)计算归一化权重系数Wi,
$${\rm{W}}_i= \displaystyle\frac{{\rm{W}}_i'}{\sum\limits_{j=1}^{m}}{{\rm{W}}_i'}$$ (2) 得各指标成分权重系数W1=0.06230、W2=0.06230、W3=0.06230、W4=0.06230、W5=0.06230、W6=0.12069、W7=0.12069、W8=0.20572、W9=0.24138。
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CR为随机一致性比率,定义CR=CI/RI作为衡量所得权重系数是否合理的指标,一致性指标CI=(λmax−m)/(m−1),式中m为次级目标数,矩阵的最大特征根
$\lambda_{m=x}=1 / m {\sum\limits_{j=1}^{m}}\left[{\sum\limits_{j=1}^{m}}\left(a_{j j} \times W_{j}\right)+W_{j}\right]$ ,当矩阵阶数=9时,平均随机一致性指标RI=1.45。经计算λmax=9.0153;则CI=(λmax−m)/(m−1)=0.00192;CR=CI/RI=0.00192/1.45=0.00132;CR<0.1则表明9项指标优先比较矩阵满足一致性要求,故所得权重系数有效,结果具有一致性。 -
根据单因素考察所得出的评分(表1~6),结合层次分析法权重系数,对成膜材料性能进行综合评分,其中,CMC-Na和PVA-1788综合评分最高,分别为87.45和64.49。详见表8。
表 8 成膜材料综合评分结果
成膜材料 外观 厚度 拉伸性能 成膜时间 脱模效果 黏附时间 黏附力 溶胀系数 溶蚀速度 评分
(分)PVA-1788 6.23 4.79 6.23 3.70 6.23 12.10 10.74 3.77 10.73 64.49 HPC 6.23 6.23 1.65 2.69 4.98 7.24 8.87 6.44 8.05 52.38 HPMC 4.98 5.66 0.125 6.23 6.23 5.98 3.55 7.07 5.36 45.19 MC 3.74 4.15 0.161 3.45 6.23 9.20 10.56 11.42 0.00 48.90 SA 3.32 5.66 0.317 4.55 6.23 4.37 7.99 16.97 5.36 54.78 CMC-Na 5.82 5.19 0.185 3.48 6.23 9.77 12.07 20.57 24.14 87.45 GEL 4.57 5.19 0.117 3.74 3.12 0.57 0.595 5.222 2.68 25.80 通过单因素考察各种成膜材料,筛选出CMC-Na和PVA-1788,两种膜剂基质各有优点。CMC-Na溶胀系数大、溶蚀时间长,可改善其他基质较快溶解的缺点。PVA-1788黏附力大、黏附时间长,是良好的黏附性材料,可改善膜剂外观和柔软度,提高成膜效率和成品率。
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采用物理凝聚法结合溶剂浇铸法设计膜剂制备工艺如下:取1.56 g的PVA-1788加入12.5 ml水,以300 r/min搅拌30 min,后加热至60 ℃搅拌至完全溶解,得PVA-1788凝胶。取4.68 g的CMC-Na加入117 ml水,以800 r/min在45 ℃下搅拌至完全溶解,得CMC-Na凝胶。将两种凝胶搅拌混合均匀,作为溶液①;分别取硫酸新霉素、盐酸达克罗宁、甘草次酸,分别加入40 ml水溶解,作为溶液②;取克霉唑、奥硝唑与冰片加入30 ml无水乙醇搅拌至溶解,作为溶液③;将溶液②、③缓慢加入45 ℃溶液①中,边加边以1 000 r/min搅拌,得质地均匀的含药混悬凝胶,静置消泡。
取凝胶16 g,浇铸铺展于半径为4.3 cm的培养皿中。取一份立即放置于烘箱中60 ℃干燥5 h;另取一份凝胶放置4 ℃冰箱12 h后转移至烘箱中60 ℃干燥5 h。待完全干燥后,将膜剂分割成2 cm×1 cm 小片,即得口腔膜剂,结果见图2。物理凝聚法制备的凝胶趁热烘干制得膜剂表面为乳白色不透明,颜色均匀。而物理凝聚法制备的凝胶经低温放置12 h制得膜剂烘干后可看到颗粒较小的沉淀,说明在低温下放置时间过长可能形成较大结晶,影响膜剂质量,趁热烘干可抑制水不溶性药物的析出。
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在筛选出CMC-Na和PVA-1788作为成膜材料的基础上配伍一定比例甘油作为增塑剂,可提高膜剂的柔软度和脱膜效果,用量为成膜材料质量的0.5%~2%。按“2.3”方法制备膜剂进行正交试验,正交试验因素水平表见表9。
表 9 正交试验因素水平表
水平 A因素PVA-1788
用量(m/g)B因素CMC-Na
用量(m/g)C因素甘油
用量(%)1 1 1 0.5 2 2 2 1 3 3 3 2 -
以外观、厚度、拉伸性能、脱膜效果、成膜时间、溶胀系数、溶蚀速率、黏附时间、黏附力9个方面为评价指标,按照单因素考察的试验方法,结合“2.2.2”项下层次分析法各考察指标的权重系数计算综合评分(表10),通过方差分析(表11)和直观分析(表12)优选膜剂成膜材料的最佳比例。
表 10 正交试验综合评分结果
组别 外观 厚度 拉伸性能 成膜时间 脱模效果 黏附时间 黏附力 溶胀系数 溶蚀速度 综合评分
(分)1 5.40 6.23 1.58 5.19 4.36 12.07 9.06 12.45 17.24 73.58 2 5.40 6.23 3.50 5.19 3.74 12.07 10.56 14.92 17.24 78.85 3 4.98 6.23 2.63 5.56 3.74 4.83 11.31 20.57 24.14 83.99 4 5.82 6.23 6.23 5.99 3.12 3.22 8.30 7.77 20.69 67.37 5 5.40 6.23 2.44 4.58 6.23 12.07 8.30 11.48 24.14 80.87 6 4.15 5.19 0.67 5.66 3.74 12.07 12.07 16.05 20.69 80.29 7 5.82 6.23 4.36 5.77 6.23 12.07 6.03 7.46 20.69 74.66 8 6.23 5.19 0.58 5.37 4.98 12.07 9.05 9.99 20.69 74.16 9 5.39 6.23 0.96 6.23 4.36 12.07 5.28 9.95 24.14 74.61 表 11 正交试验综合评分方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 P PVA-1788用量(m/g) 0.003 2 3.000 19.000 >0.05 CMC-Na用量(m/g) 0.009 2 9.000 19.000 >0.05 甘油用量(%) 0.006 2 6.000 19.000 >0.05 误差 0.00 2 表 12 正交试验综合评分直观分析
序号 A因素PVA-
1788用量(m/g)B因素CMC-Na
用量(m/g)C因素甘油
用量(%)综合评分
(分)1 1 1 1 73.58 2 1 2 2 78.85 3 1 3 3 83.99 4 2 1 2 67.37 5 2 2 3 80.87 6 2 3 1 80.29 7 3 1 3 74.66 8 3 2 1 74.159 9 3 3 2 74.61 K1 0.850* 0.781 0.816 K2 0.821 0.838 0.798 K3 0.804 0.855* 0.861* R 0.046 0.074 0.063 注:*表示各因素最优水平条件 从正交试验方差结果显示,PVA-1788用量、CMC-Na用量、甘油用量对综合评分的贡献无显著性差异,三者用量配比需通过直观分析结果进行合理分配,正交试验直观分析显示,CMC-Na用量对综合评分影响较大,其次是甘油的用量,PVA-1788用量对综合评分影响较小。最优条件为A1B3C3,即最佳配比为:PVA-1788与CMC-Na的比例为1∶3,甘油用量为成膜材料用量的2%,与正交试验第3组试验条件一致,综合评分为83.99。
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按照“2.4.2”项下最优配比制备口腔溃疡缓释膜剂(D),依次进行外观评价、厚度、拉伸性能、溶胀速率、溶蚀速率、黏附力和黏附时间的测定,方法见“2.1”项下,并与市售复方庆大霉素膜(A)、复方氯己定地塞米松膜(B)及某医院院内制剂(C)进行对比,结果见表13,外观情况见图3。
表 13 自制膜剂与市售膜剂在不同考察项目的比较
考察项目 复方庆大霉素膜(A) 复方氯己定地塞米松膜(B) 某医院院内制剂(C) 自制膜剂(D) 气泡 无 无 较多 无 颜色 浅蓝 黄色 浅黄色 白色 柔软度 很柔软 很柔软 较硬 软硬
适中平均拉伸长度(l/mm) 18.844 7.010 0.998 3.443 平均断点力(f/kg) 0.472 1.513 1.190 1.306 平均厚度(l/mm) 0.110 0.120 0.180 0.130 最大溶胀系数(%) 492.5 539.0 1898.1 1939.6 溶蚀时间(t/min) 60.0 60.0 140.0 120.0 黏附力(m/g) 40.0 45.0 5.0 55.0 黏附时间(t/min) 17.3 20.7 53.3 101.7 -
以往对制剂进行研究一般仅以其中1~2种考察指标对制剂的性能进行评价,而考察指标的重要程度则常以主观设定权重,这样评价一种制剂性能的优劣不仅不全面,而且受到主观因素影响较大,往往评价重点考察指标的同时无法兼顾一般的考察指标。正如本课题筛选成膜材料需根据膜剂制备目标综合考察外观、厚度、拉伸性能、成膜时间、脱膜效果、黏附力、黏附时间、溶胀系数和溶蚀时间9个方面的考察指标,面对种类繁多、重要程度各不相同的考察指标,再采用以往的主观评价显得逻辑混乱且无说服力。因此,本课题采用单因素考察结合层次分析法,通过建立指标层不同指标两两比较矩阵,将不同重要性的指标进行统计学处理,得出科学合理的权重系数,以降低主观因素引起的误差,使评价更加全面、合理、客观。通过成膜材料单因素考察可知PVA-1788的弹性、拉伸性能、黏附力和黏附时间优于其他成膜材料,CNC-Na能使得膜剂吸水溶胀逐渐转变成凝胶状,提高膜剂的溶蚀时间。在单因素考察的基础上,设计正交试验,筛选出成膜材料的最佳配比为PVA-1788:CNC-Na为3∶1,并加入两者用量2%的甘油。
物理凝聚法是将分子或离子状态分散的药物溶液加入另一种分散介质中凝聚形成混悬液的方法,可制得10 μm以下的微粒。本试验将不溶于水的克霉唑、奥硝唑和冰片溶于无水乙醇中,在高速搅拌下缓慢加入水溶液中,使药物快速分散成极小的微粒,再利用成膜材料水凝胶的高黏度,抑制结晶增大和沉淀,并采用溶剂浇铸法迅速铺展和干燥,在药物微粒在尚未形成较大结晶前即完成膜剂的干燥,使不溶性药物均匀嵌入膜剂中。
自制膜剂为白色,外观均匀,无气泡,弹性适中,质地柔软,厚度较薄,气味清香,口味微甜,患者顺应性高,在口腔内使用舒适性好。市售复方氯己定地塞米松膜色素含量过高,溶蚀较快,使用后口感较差,对口腔有严重染色现象。市售复方庆大霉素膜具有较大的柔软度和拉伸长度,在实际使用中发现过于柔软,在口腔中易发生皱缩和折叠,在口腔粘贴过程中失败率较高。此外市售两种膜剂的黏附时间和溶蚀时间均较短,实际使用时无法起到长效缓释的作用。某医院院内制剂成膜材料为CMC-Na,因此具有较大的溶胀系数和较长的溶蚀时间,具有良好的缓释作用。单纯使用CMC-Na也存在一些缺陷,如气泡较多、拉伸性能较差、厚度较大、质地较硬等,其中最大的缺陷是CMC-Na初始黏附性较差,在试验过程中初始贴敷成功率较低,极易掉落,需要较长时间吸水溶胀形成凝胶后,才具有一定黏附性。本试验自制膜剂采用PVA-1788与CMC-Na配伍,使膜剂同时具备了较长的黏附时间和溶蚀时间,从黏附和缓释两方面确保膜剂对溃疡创面的滞留,改善了膜剂的外观、柔软度和拉伸性能,起到长效物理隔离和治疗作用。
Study on preparation technology of long-acting sustained-release oral ulcer membrane based on analytic hierarchy process and orthogonal design
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摘要:
目的 研制具有较长的黏附时间与溶蚀时间的缓释膜剂,同市售口腔溃疡膜进行比较。 方法 对该膜剂以黏附力、黏附时间、溶胀系数、溶蚀时间等作为考察指标,采用单因素考察与层次分析法相结合,对成膜材料进行筛选;考察处方中克霉唑、奥硝唑和冰片的分散方法,防止药物沉淀析出;采用正交试验与层次分析法相结合的方法对羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚乙烯醇-1788(PVA-1788)及甘油的用量进行优化;并与市售产品进行比较。 结果 通过单因素考察和正交试验,优选出辅料最佳配比为CMC-Na∶PVA-1788∶甘油(3∶1∶0.08);采用物理凝聚法对水不溶成分克霉唑、奥硝唑和冰片分散效果良好;采用最优方法制备膜剂,黏附力为102 g,黏附时间为55 min,最大溶胀系数为1 939.52%,平均溶蚀时间为110 min,外观呈现白色,表面无气泡且柔软,有一定弹性,在60 ℃成膜时间为300 min,脱模效果较好可完全撕取,厚度适中。 结论 本方法制备的口腔溃疡膜外观良好,使用舒适,黏附力强,具有较长的黏附时间和溶蚀时间,可长时间滞留于溃疡面形成物理隔离,并在溶蚀的过程中缓慢释放药物,对口腔溃疡起到长效止痛、抗菌、消炎和促愈合的作用。 Abstract:Objective To prepare a sustained-release membrane with longer adhesion time and dissolution time, and compare it with the commercially available oral ulcer membrane. Method Adhesion strength, adhesion time, swelling coefficient, dissolution time, etc. were used as the inspection indicators, and a combination of single factor inspection and analytic hierarchy process were used to screen the membrane -forming materials. The dispersion method of clotrimazole, ornidazole and borneol were investigated to prevent the drug from seed out. The method of combining orthogonal experiment and analytic hierarchy process were used to optimize the dosage of CMC-Na, PVA-1788 and glycerin; and the commercial products were compared. Results Through single-factor investigation and orthogonal experiment, the optimal ratio of excipients was selected as CMC-Na∶PVA-1788∶glycerol (3∶1∶0.08). The water-insoluble component clotrimazole, ornidazole and borneol were treated by precipitation in liquid with good effect. The best method was used to prepare the membrane. The adhesion strength was 102 g. The adhesion time was 55 min. The swelling coefficient was 1 939.52. The average dissolution time was 110 min. The appearance was white and the surface was free of bubbles, soft and elastic. The membrane forming time at 60 ℃ was 300 min and the demolding effect was better which could be completely peeled off with moderate thickness. Conclusion The oral ulcer membrane developed in this method has good appearance, comfortable use, strong adhesion, long adhesion time and dissolution time, and could stay on the ulcer surface for a long time to form physical isolation, and slowly release the drug during the dissolution process, which could play the role of long-term pain relief, antibacterial, anti-inflammatory and promote healing effects on oral ulcers. -
药用植物中的次生代谢物是中药药效物质的主要来源,已知的植物次生代谢物生物合成途径有乙酸-丙二酸途径、异戊二烯途径、莽草酸途径等[1],探究植物生物合成的调控因素不仅能提升药材的品质,也为中药有效成分体外合成的工业化提供可能。
植物昼夜节律钟是植物体内应对光照、温度等外界因素随昼夜节律性改变而进化出的一套适应机制[2],对植物生长发育具有不可或缺的作用。大量研究表明,如黄酮类化合物合成的相关结构基因表达,也具有明显的昼夜节律性特点,受昼夜节律钟调控[3-4]。昼夜节律钟的核心部分中央振荡器是MYB蛋白LHY(late elongated hypocotyl)、CCA1(circadian clock associated 1)和伪应答调控蛋白家族(PRRs,pseudo-response regulators)组成,对维持植物昼夜节律的稳定至关重要[5-6]。
PRRs基因都带有2个保守的结构域,氨基端的响应接受结构域(receiver-like domain,RLD),其结构上与磷酸接受域相似,羧基端带有的CCT(Constans/Constans-like/TOC1)结构域,这2个结构域被一个保守程度不高的“可变域”所分隔[7-9]。目前研究发现在CO、CO-like以及TOC1基因中也有带此类结构域,对于植物开花进程有着重要作用[10-11]。
研究表明PRRs家族基因具有增加植物抗逆性,影响植物生物量的积累[12-14],以及调控花发育及衰老等作用[15]。目前对模式植物中PRRs基因的研究较多,如在拟南芥以及水稻中的PRRs基因证明具有调控开花周期的作用[17],但药用植物中PRRs基因的研究则罕见报道。
中药红花(Carthami flos)是菊科植物红花(Carthamus tinctorius L.)的干燥花,有活血化瘀的功效。研究表明,红花主要药效物质为黄酮类化合物,如羟基红花黄色素A(HSYA)、红花素、槲皮素、山奈酚、野黄芩苷[18]等,目前已有对红花黄酮类化合物生物合成的关键基因查尔酮合酶、查尔酮异构酶、糖基转移酶等多种研究[19-20],但调控红花中黄酮类化合物生物合成途径的基因未完全明确。验证昼夜节律钟调控红花中黄酮类化合物的生物合成对提升红花品质意义重大。
本研究依据前期红花转录组数据库基因注释筛选昼夜节律相关基因,并与红花黄酮类化合物的积累量进行相关分析,得到具有调控红花黄酮类化合物生物合成功能的昼夜节律基因,通过qPCR、液质联用(UHPLC-MS)等方法以期阐释PRRs基因的特征与功能,为进一步研究昼夜节律钟调控红花黄酮类化合物的生物合成积累资料。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
植物材料:云南巍山红花品系(编号ZHH0119),种植于海军军医大学药学院温室,温室条件:恒温25 ℃,昼夜节律为16 h光照/8 h黑暗。仪器与试剂:荧光qPCR仪:ABI7500;Phanta Max Master Mix高保真酶,Trans Top green qPCR super mix,Trans one-step cDNA synthesis super mix逆转录试剂盒(北京全式金公司);Meitler Toledo电子天平(十万分之一量程);高效液相色谱仪:Agilent1290 Infinty LC system; 质谱仪:Agilent 6538 Accurate Mass。
1.2 红花总RNA的提取与cDNA第一链的合成
取用新鲜红花的花冠,根、茎、叶约100 mg研磨成粉。依据Plant Zol说明书提取总RNA,并用紫外分光光度计测定总RNA浓度与质量,样品的A260/A280在1.9~2.1之内可认为符合后续实验要求。将其作为模板逆转录合成cDNA第一链,−20 ℃保存备用。
1.3 红花PRRs基因的筛选与克隆
基于红花转录组数据库,结合基因注释筛选出昼夜节律相关基因,通过红花花冠表达谱获取表达量,与红花代谢组数据库中不同花期黄酮类化合物的积累量进行Pearson分析,获取与黄酮类化合物积累量相关系数r≥0.7的昼夜节律基因进行生物信息学分析,设计引物(表1)进行克隆。PCR产物进行凝胶电泳,回收含有目的条带的凝胶,连接载体后转化大肠杆菌感受态细胞,LBA平板培养,挑取阳性克隆送至上海生工生物工程有限公司测序。
表 1 全长克隆引物引物名称 引物序列 PRR1-F ACCTCAAGGGCCACTGGTTC PRR1-R GTAACAAAAGACTTTCTGAA 1.4 红花PRR1生物信息学分析
在NCBI网站用BLAST在线分析红花PRR1全长序列以及编码蛋白的氨基酸序列进行比对以及同源性分析;在ExPASy在线工具SOMPA得出所编码蛋白的二级结构特征;通过Swiss-Model同源建模预测蛋白三级结构;在ClustalX 2.1软件对其编码蛋白的氨基酸序列与同源蛋白的氨基酸序列进行多重比对分析;使用相邻节点算法(Neighbor-Joining)构建系统进化树,自展分析法(Bootstrap analysis)进行1 000次重复验证进化树可靠性。
1.5 红花PRR1基因表达分布特征分析
以红花根、茎、叶、花4个部位;花冠开花前3 d(Ⅰ期)、开花1 d(Ⅱ期)、开花3 d(Ⅲ期)、开花5 d(Ⅳ期)4个时期[12]以及1 d中8个时间点(6:00、9:00、12:00、15:00、18:00、21:00、0:00、3:00)的花冠第一链cDNA为模板,设计RT-qPCR引物,以Ct60s(KJ634810)作为内参基因,进行qPCR实验,每个样品设3个复孔。
1.6 红花中黄酮类化合物含量测定
取红花Ⅲ期单日内4个时间点(9:00、12:00、15:00、21:00)的花冠烘干至恒重,精密称取5.00 mg置1.5 ml离心管,再加入精密量取的1 ml 60%甲醇,室温放置12 h后超声处理40 min,12 000 r/min,10 min离心取上清液,UHPLC-MS在正、负离子模式下进行检测(表2),参比离子:正离子模式为121.050 9,922.009 8;负离子模式为119.036 3,966.000 7,数据采集与分析使用Agilent MassHunter Analysis4.0软件。以柚皮素、芹菜素、槲皮素、HSYA、山奈酚、红花素、山奈酚-3-O-葡萄糖苷以及野黄芩素为对照品。
表 2 UHPLC-MS分析方法色谱条件 质谱条件 色谱柱:Agilent ZORBAX C18(3.5 μm,2.1 mm ×100 mm) 毛细管电压:3.5 kV 流动相:A:0.1%甲酸-水,B:乙腈 锥孔电压:60 V 流速:0.4 ml/min 离子源温度:350 ℃ 柱温:40 ℃ 碎裂电压:120 V 进样量:0.4 ml 采集范围:50~1 100 m/z 梯度洗脱:0 min,5%B; 4 min,20%B;
6 min, 21% B; 9 min, 26% B; 11 min, 40% B; 15 min, 80% B; 17 min, 95% B1.7 红花PRR1蛋白互作体系研究
1.7.1 红花PRR1蛋白互作网络预测
使用STRING数据库对CtPRR1基因进行蛋白互作网络分析,可信区间设置为0.4。利用Python下的networkX将互作基因进行可视化。
1.7.2 红花酵母双杂cDNA文库构建
将红花cDNA均一化处理得到红花酵母双杂cDNA文库,与载体PGADT7进行同源克隆,产物转化大肠杆菌感受态细胞,涂布LBA平板,37 ℃培养过夜,挑取单克隆菌落进行菌液PCR验证
1.7.3 红花PRR1载体构建与酵母转化
根据PRR1 ORF设计同源引物引入BamHI、XhoI酶切位点。PCR产物经电泳后回收,连接酶切载体pGBKT7转入大肠杆菌,测序验证后完成pGBKT7-PRR1 bait载体的构建。
将pGBKT7-PRR1bait质粒通过PEG/LiAc法转化酵母感受态细胞,涂布SD平板,28 ℃培养,挑取单克隆进行菌液PCR鉴定。将阳性单克隆酵母菌液划线涂布含有X-α-gal和Aba的平板。
1.7.4 酵母双杂文库筛选红花PRR1互作蛋白
将酵母感受态细胞、载体DNA、红花酵母双杂cDNA文库质粒按共转法混合处理后均匀涂布于SD/-His/-Trp/-Ura三缺平板培养,挑取单克隆转移至含有X-α-gal的SD/-His/-Trp/-Ura培养基,扩增阳性质粒用于测序以及酵母双杂验证。
1.8 统计分析
实验结果经SPSS19.0软件处理,计量资料统一表示为(
${{\bar x}} \pm {{s}}$ ),组间比较采用ANOVA分析,以P<0.05为差异具有统计学意义。2. 实验结果
2.1 红花昼夜节律相关基因的筛选
基于红花花冠转录组数据库的基因注释,检索出PRR1、PRR2、ELF3、FT、PHYB、GI、ZTL7个昼夜节律基因,将其在花冠不同时期的表达量与红花代谢组数据库中柚皮素、HYSA、苯丙氨酸、山奈酚-3-O-葡萄糖苷、芹菜素、槲皮苷、野黄芩素、槲皮素-3-葡萄糖苷7个化合物含量进行PEARSON相关性分析,如图1所示,PRR1与红花中主要黄酮类成分的积累量具有良好的相关性(r≥0.7)。
2.2 红花PRR1基因全长克隆与生物信息学分析
在红花全长转录组数据库中得到的PRR1基因全长序列3 201 bp,ORF FINDER结果显示开放阅读框1 549~2 814 bp,编码421个氨基酸,命名为CtPRR1(GenBank登录号:MW492035),将全长序列进行BLAST,系统发育进化树分析如图2A,CtPRR1氨基酸序列与水稻(Oryza sativa L.)OsPRR73氨基酸序列(A2XFB7.2)同源性最高。Prot-param分析PRR1基因所编码的蛋白质分子式C1900H3039N611O653S15,分子量为45 300,理论pI=8.52,对PRR蛋白质三维结构预测如图2B,Prot Scale分析表明预测PRR1蛋白为亲水性蛋白,无信号肽属非分泌蛋白;蛋白跨膜性分析预测PRR不含有跨膜区域,为非跨膜蛋白。
2.3 CtPRR1基因在红花中的表达特征
qPCR结果表明(图3A)在红花不同部位中,CtPRR1基因在花中的表达量最高,且与根、茎、叶都有显著性差异(P<0.05),对红花花冠Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期的CtPRR1基因的表达情况进行分析,CtPRR1在Ⅰ期花冠中表达含量最低;Ⅱ期表达水平略有上升,与Ⅰ期无显著性差异;Ⅲ期花冠中表达量明显上升,相比Ⅰ,Ⅱ期具有显著性差异,Ⅳ期花冠中的CtPRR1基因表达水平略微下降(图3B),表明CtPRR1基因在Ⅲ期花冠中转录水平最高,CtPRR1在不同时间表达量的变化与红花黄酮类化合物积累量的变化相符[22]。对红花8个时间点的花冠CtPRR1表达量分析发现CtPRR1表达量在日间6:00至18:00逐渐升高,18:00达峰值,晚间21:00至2:00逐渐下降,3:00最低,表达水平在白天与夜晚两个连续的时间周期内呈现昼夜节律性(图3C)。
2.4 红花中黄酮类化合物含量测定
UHPLC-MS检测黄酮类化合物在单日内不同时间的含量变化(图4),除柚皮素外的7个化合物在白天含量逐渐降低,而在晚间含量又升至较高的水平,柚皮素则相反在白天升高,晚间下降,但8个化合物含量变化也呈现昼夜节律性,与同时间点CtPRR1的表达量进行PEARSON分析得到红花素(r=−0.9485)、山奈酚(r=−0.9423)、野黄芩苷(r=−0.9504)、HSYA(r=−0.8372)、山奈酚-3-O-葡萄糖苷(r=−0.8792)、柚皮素(r=0.7415)、芹菜素(r=−0.6652)、槲皮素(r=−0.4876),目前研究认为柚皮素在红花黄酮类化合物生物合成途径的上游[20],而CtPRR1与柚皮素呈正相关,与其他化合物呈负相关,说明CtPRR1对整体黄酮类化合物生物合成具有负调控作用而导致柚皮素的积累量增多,进一步说明CtPRR1参与调控红花黄酮类化合物的合成。
2.5 CtPRR1蛋白互作研究
STRING数据库预测红花转录组数据库中CtPRR1的互作蛋白,获得互作蛋白TOC1、PIF3、COP1、ZTL、LHY、ELF4、ELF3、CCA1、GI、PRR5、GRP7、TIC、FKF1、RVE114个,互作关系网络如图5。与PRRs基因共同参与调控植物生长发育,调控植物次生代谢途径。由此获得了较为完善的红花昼夜节律核心元件系统,为进一步探索昼夜节律调控红花次生代谢的分子机制提供了依据。
通过酵母双杂实验发现,转入pGBKT7-PRR bait质粒的酵母细胞在28 ℃生长4 d后情况正常。带有pGBKT7-PRR bait载体的酵母细胞与构建的红花cDNA文库质粒共转后,28 ℃培养2 d后可以观察到蓝色菌斑出现,4 d后出现直径约2 mm的蓝色单克隆菌斑(图6),菌液PCR鉴定为阳性克隆。结果如表3所示,有2个热休克蛋白,3个AP2转录因子,热休克蛋白具有增强植物抗逆性的功能,AP2转录因子广泛参与植物生长发育,调控体内次生代谢。
表 3 酵母双杂筛选互作蛋白序号 蛋白家族名称 预测功能 1 热休克蛋白 广泛参与植物响应外界环境胁迫,生物合成以及生长发育相关的转录调控 2 热休克蛋白 3 AP2转录因子 4 AP2转录因子 5 AP2转录因子 3. 讨论
红花作为常用的活血化瘀中药,对其主要药效物质黄酮类化合物的生物合成途径及调控机制的研究越来越多[20],但目前红花黄酮类化合物生物合成途径及调控机制仍未阐明。
本研究首次克隆了一个PRRs家族基因CtPRR1,生物信息学分析表明其与水稻、拟南芥等其他物种中的PRRs家族基因序列高度相关,说明红花中的PRRs基因具有高度保守性。CtPRR1基因主要在花中表达且开花后第3天时表达量最高,与红花不同花期黄酮类化合物的累积规律一致,存在显著相关。我们认为,CtPRR1调控了红花黄酮类化合物的生物合成。进一步的研究发现,CtPRR1的单日表达量在日间逐渐升高,晚间逐渐下降;随着CtPRR1在单日表达量的升高,芹菜素、槲皮素、HSYA、山奈酚、红花素、山奈酚-3-O-葡萄糖苷以及野黄芩素积累量为白天逐渐降低,晚间逐渐升高。CtPRR1对红花这些黄酮类成分的昼夜节律性积累积起负调节作用;唯CtPRR1与柚皮素的积累量呈正相关,可能与柚皮素处于黄酮生物合成途径的较上游以及参与其他代谢过程并受到其他调控基因的影响有关。
PRRs与CCA1、LHY基因作为昼夜节律系统中的核心元件,对多种植物的昼夜节律钟输出途径中与黄酮合成结构酶基因具有相互作用[22-23],本研究发现红花CtPRR1可能受2个热休克蛋白,3个AP2转录因子的影响对黄酮化合物的积累起负调节作用,丰富了昼夜节律基因调控黄酮类化合物机制的研究资料。
本研究结果为深入研究红花昼夜节律基因对黄酮生物合成途径的调控机制提供了资料。下一步的工作,我们将采用基因过表达以及基因敲除技术结合代谢物分析,进一步验证CtPRR1调控红花黄酮类化合物生物合成的功能及调控网络,为阐明CtPRR1的功能提供重要依据。
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表 1 成膜材料的外观评价
成膜材料 气泡 颜色 柔软度 总评分
(分)性状 评分
(分)性状 评分
(分)性状 评分
(分)PVA-1788 无 5 透明 5 很柔软 5 15 HPC 无 5 透明 5 很柔软 5 15 HPMC 无 5 透明 5 厚、硬 2 12 MC 大量 2 白色 4 较硬 3 9 SA 少量 4 黄色 2 厚、硬 2 8 CMC-Na 少量 4 白色 5 很柔软 5 14 GEL 无 5 淡黄色 4 厚、硬 2 11 注:PVA-1788:聚乙烯醇1788;HPC:羟丙基纤维素;HPMC:羟丙甲基纤维素;MC:甲基纤维素;SA:海藻酸钠;CMC-Na:羧甲基纤维素钠;GEL:明胶 表 2 成膜材料的拉伸性能评价
成膜材料 拉伸长度
(l/mm)断点力
(f/kg)拉伸长度/
断点力评分
(分)PVA-1788 24.24 2.137 11.34 100 HPC 4.935 1.644 3.002 26.47 HPMC 0.925 4.063 0.227 0.020 MC 2.180 7.443 0.293 0.026 SA 2.638 4.566 0.578 0.051 CMC-Na 2.611 7.772 0.336 0.030 GEL 0.436 2.056 0.212 0.019 表 3 各试验组成膜材料的厚度、成膜时间和脱膜效果
成膜材料 膜剂厚度 成膜时间 脱膜效果 测定值
(l/mm)评分
(分)时间
(t/min)评分
(分)面积
(s/cm2)评分
(分)PVA-1788 0.13 76.92 240 60.0 54.0 100 HPC 0.10 100.00 330 42.9 43.2 80 HPMC 0.11 90.91 143 100.0 54.0 100 MC 0.15 66.67 258 55.7 54.0 100 SA 0.11 90.91 195 72.9 54.0 100 CMC-Na 0.12 83.33 255 55.7 54.0 100 GEL 0.12 83.33 238 60.0 27.0 50 表 4 成膜材料的溶胀系数
成膜材料 溶胀系数(%) 评分
(分)10 min 30 min 60 min 120 min 240 min 480 min PVA-1788 396 429 549* 312 0 — 18.35 HPC 731 936* 806 447 0 — 31.28 HPMC 641 1028* 579 10 0 — 34.36 MC 811 884 1170 1456* 1660 1528 55.48 SA 1489 2468* 2232 283 0 — 82.49 CMC-Na 1023 1670 2262 2849 2992* 2357 100 GEL 622 548 553 759* 627 0 25.37 注:*表示各试验组最大溶胀系数,—表示溶蚀殆尽,实验终止。 表 5 成膜材料的溶蚀系数
成膜材料 连续时间点的平均溶蚀百分率(%) 溶蚀时间
(t/min)每分钟溶
蚀速率(%)评分
(分)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PVA-1788 24.62 36.92 20.00 18.46 0.00 — — — — — 80 1.25 40 HPC 37.50 24.04 38.46 0.00 — — — — — — 60 1.67 30 HPMC 54.55 45.45 0.00 — — — — — — — 40 2.5 20 MC 0.00 −12.26 0.94 −6.60 −2.83 0.00 −3.77 6.60 −3.77 7.55 200 −0.07 100 SA 49.07 50.93 0.00 — — — — — — — 40 2.5 20 CMC-Na −17.71 −2.21 4.79 15.46 26.19 37.14 20.88 14.20 1.26 0.00 180 0.56 90 GEL 100.0 0.00 — — — — — — — — 20 5.0 10 注:“—”代表溶蚀殆尽,实验终止。 表 6 成膜材料的黏附时间
成膜材料 黏附力 黏附时间 称重
(m/g)评分
(分)时间
(t/min)评分
(分)PVA-1788 121 88.97 100 100 HPC 100 73.53 60 60 HPMC 40 29.41 50 50 MC 136 100 85 85 SA 119 87.5 80 80 CMC-Na 90 66.18 38 38 GEL 6.7 0.05 5 5 表 7 各目标按照两两比较重要程度建立指标层矩阵
指标 外观 厚度 拉伸
性能脱模
效果成膜
时间黏附
时间黏附
力溶胀
系数溶蚀
速度外观 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 厚度 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 拉伸性能 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 脱模效果 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 成膜时间 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.33 0.25 黏附时间 2 2 2 2 2 1 1 0.5 0.5 黏附力 2 2 2 2 2 1 1 0.5 0.5 溶胀系数 3 3 3 3 3 2 2 1 1 溶蚀速度 4 4 4 4 4 2 2 1 1 表 8 成膜材料综合评分结果
成膜材料 外观 厚度 拉伸性能 成膜时间 脱模效果 黏附时间 黏附力 溶胀系数 溶蚀速度 评分
(分)PVA-1788 6.23 4.79 6.23 3.70 6.23 12.10 10.74 3.77 10.73 64.49 HPC 6.23 6.23 1.65 2.69 4.98 7.24 8.87 6.44 8.05 52.38 HPMC 4.98 5.66 0.125 6.23 6.23 5.98 3.55 7.07 5.36 45.19 MC 3.74 4.15 0.161 3.45 6.23 9.20 10.56 11.42 0.00 48.90 SA 3.32 5.66 0.317 4.55 6.23 4.37 7.99 16.97 5.36 54.78 CMC-Na 5.82 5.19 0.185 3.48 6.23 9.77 12.07 20.57 24.14 87.45 GEL 4.57 5.19 0.117 3.74 3.12 0.57 0.595 5.222 2.68 25.80 表 9 正交试验因素水平表
水平 A因素PVA-1788
用量(m/g)B因素CMC-Na
用量(m/g)C因素甘油
用量(%)1 1 1 0.5 2 2 2 1 3 3 3 2 表 10 正交试验综合评分结果
组别 外观 厚度 拉伸性能 成膜时间 脱模效果 黏附时间 黏附力 溶胀系数 溶蚀速度 综合评分
(分)1 5.40 6.23 1.58 5.19 4.36 12.07 9.06 12.45 17.24 73.58 2 5.40 6.23 3.50 5.19 3.74 12.07 10.56 14.92 17.24 78.85 3 4.98 6.23 2.63 5.56 3.74 4.83 11.31 20.57 24.14 83.99 4 5.82 6.23 6.23 5.99 3.12 3.22 8.30 7.77 20.69 67.37 5 5.40 6.23 2.44 4.58 6.23 12.07 8.30 11.48 24.14 80.87 6 4.15 5.19 0.67 5.66 3.74 12.07 12.07 16.05 20.69 80.29 7 5.82 6.23 4.36 5.77 6.23 12.07 6.03 7.46 20.69 74.66 8 6.23 5.19 0.58 5.37 4.98 12.07 9.05 9.99 20.69 74.16 9 5.39 6.23 0.96 6.23 4.36 12.07 5.28 9.95 24.14 74.61 表 11 正交试验综合评分方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 P PVA-1788用量(m/g) 0.003 2 3.000 19.000 >0.05 CMC-Na用量(m/g) 0.009 2 9.000 19.000 >0.05 甘油用量(%) 0.006 2 6.000 19.000 >0.05 误差 0.00 2 表 12 正交试验综合评分直观分析
序号 A因素PVA-
1788用量(m/g)B因素CMC-Na
用量(m/g)C因素甘油
用量(%)综合评分
(分)1 1 1 1 73.58 2 1 2 2 78.85 3 1 3 3 83.99 4 2 1 2 67.37 5 2 2 3 80.87 6 2 3 1 80.29 7 3 1 3 74.66 8 3 2 1 74.159 9 3 3 2 74.61 K1 0.850* 0.781 0.816 K2 0.821 0.838 0.798 K3 0.804 0.855* 0.861* R 0.046 0.074 0.063 注:*表示各因素最优水平条件 表 13 自制膜剂与市售膜剂在不同考察项目的比较
考察项目 复方庆大霉素膜(A) 复方氯己定地塞米松膜(B) 某医院院内制剂(C) 自制膜剂(D) 气泡 无 无 较多 无 颜色 浅蓝 黄色 浅黄色 白色 柔软度 很柔软 很柔软 较硬 软硬
适中平均拉伸长度(l/mm) 18.844 7.010 0.998 3.443 平均断点力(f/kg) 0.472 1.513 1.190 1.306 平均厚度(l/mm) 0.110 0.120 0.180 0.130 最大溶胀系数(%) 492.5 539.0 1898.1 1939.6 溶蚀时间(t/min) 60.0 60.0 140.0 120.0 黏附力(m/g) 40.0 45.0 5.0 55.0 黏附时间(t/min) 17.3 20.7 53.3 101.7 -
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