莲心总碱是从中药莲子心Nelumbinis Plumula中提取的有效成分^[1]，其中主要含莲心碱、异莲心碱和甲基莲心碱，具有降压、抗心律失常、降低血清总胆固醇、清除自由基等多种生理活性，但由于其水溶性差、生物半衰期短，限制了其在临床上的应用^[2-3]。渗透泵型控释片以渗透压为驱动力控制药物的释放^[4-5]，其释药行为不受环境pH值、胃肠蠕动等因素影响；可最大限度地避免或减小血药浓度波动，延长药物在体内的作用时间。但莲心总碱水溶性差，其溶解性不能满足制备渗透泵片的要求。本课题组前期研究中选用水溶性载体材料PVP-K30将莲心总碱制备成固体分散体，改善了莲心总碱的溶出性能^[6]。本实验将莲心总碱固体分散体制备成渗透泵控释片，使其在体内平稳释放，延长作用时间，提高临床疗效，为莲心总碱的开发应用提供实验依据，为渗透泵型控释片的研发提供参考。

1 仪器与材料

XRD系列FZG-1真空干燥箱，南京诺威干燥设备厂；CP11型电子分析天平，上海奥豪斯公司；DF-101S型磁力搅拌器，巩义市予华公司；ZRS-8G型溶出仪，天津大学无线电厂；小型包衣锅、片剂硬度计，上海黄海药检仪器有限公司；THP型花篮式压片机，上海天和制药机械有限公司。

莲心总碱，质量分数＞80%，莲心碱占比≥50%，自制；莲心碱对照品，HPLC质量分数≥98%，批号20121122，上海源叶生物科技有限公司；NaCl、KCl，西陇化工股份有限公司；乳糖、淀粉、蔗糖、甘露醇、硬脂酸镁、滑石粉、聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP-K30）、醋酸纤维素（CA）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、PEG400，国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇、丙酮，湖南汇虹试剂有限公司；95%乙醇、异丙醇等均为分析纯，蒸馏水（脱气）。

2 方法与结果 2.1 莲心总碱定量测定方法 2.1.1 对照品溶液的制备

精密称取恒定质量莲心碱对照品10 mg，置100 mL量瓶中，甲醇定容，摇匀，即得0.1 g/L的对照品溶液。

2.1.2 供试品溶液的制备

取10片莲心总碱渗透泵控释片，除去衣膜，研细，称相当于莲心总碱50 mg的细粉，20 mL甲醇溶解，过0.45 μm滤膜，加入100 mL量瓶内，甲醇定容，震荡摇匀，即得。

2.1.3 线性关系考察

在200～700 nm进行全波长扫描，结果显示在282 nm处包合物中莲心碱及莲心碱对照品均有最大吸收。精密吸取0.1 g/L对照品溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL置10 mL量瓶内，加甲醇至刻度。以甲醇为空白，于282 nm测定各点的吸光度（A）值。以质量浓度为横坐标（X），A值为纵坐标（Y），得回归方程Y=14.04 X+0.005 6，R²=0.999 4，表明莲心碱在10～60 mg/L线性关系良好。

2.1.4 精密度试验

精密吸取供试品溶液2.0 mL按“2.1.3”项下操作，平行6次，测定A值并计算得RSD为0.503%，表明仪器精密度良好。

2.1.5 稳定性试验

取星点设计试验中10号试验样品按“2.1.2”项方法制备供试品溶液，精密吸取供试品溶液2.0 mL按“2.1.3”项下方法操作，分别在0、2、4、6、8、10、12 h取样于282 nm处测定A值，经计算得RSD为1.26%，表明供试品溶液在12 h内稳定性良好。

2.1.6 重复性试验

取星点设计试验中10号试验样品6份，按“2.1.2”项方法平行制备供试品溶液，按“2.1.3”项下方法操作测定A值，计算莲心总碱量并计算得RSD值为1.05%，表明该方法重复性好。

2.1.7 加样回收率试验

取星点设计试验中10号试验样品9份（每份称取相当于莲心总碱25 mg的细粉），均分为3组，各组分别精密加入高、中、低质量浓度（0.08、0.10、0.12 mg/mL）的莲心碱对照品溶液5 mL，按“2.1.2”项方法制备供试品溶液，并按“2.1.3”项方法操作，测定A值，计算莲心总碱量并计算得其平均回收率为99.42%，RSD为0.708%，说明该法符合回收率要求。

2.2 莲心总碱固体分散体渗透泵控释片的制备 2.2.1 固体分散体制备

本课题组前期研究结果表明^[7]，莲心总碱与PVP-K30以1:1采用溶剂法制备，增溶效果最佳。称取PVP-K30和原料药各1 g，加甲醇15 mL超声10 min（100 W，20 kHz）溶解，混合，磁力搅拌（100 r/min）0.5 h，挥干溶剂，干燥（40 ℃），粉碎，过80目筛，即得。

2.2.2 片芯制备

将莲心总碱固体分散体、填充剂和促渗剂分别研细，过80目筛。取5 g填充剂和6 g促渗剂与10 g莲心总碱固体分散体，混匀，加5% PVP/乙醇制软材，制粒（20目），干燥2 h，整粒（18目），加1%硬脂酸镁，混匀，压片，即得片芯。

2.2.3 包衣工艺

取2 g CA^[8]加入至丙酮-异丙醇（100:3）的混合液中，超声10 min溶解（100 W，20 kHz），加0.5 g增塑剂DBP、1.5 g致孔剂PEG400，在高速匀质机下搅拌均匀，脱气，即得包衣液。本实验以片芯标记法，以包衣外观、包衣率作为包衣操作的主要评价指标，经预试验确定了各项包衣参数如下：设定温度40 ℃，包衣锅转速30 r/min，喷雾体积流量2 mL/min，至增重达预期，通热空气30 min。将包衣好的渗透泵片置45 ℃烘箱中老化12 h，即得。

2.3 释放度的测定

按《中国药典》2015年版四部附录中（0931）释放度测定法第二法桨法。溶出条件：900 mL脱气蒸馏水，（37.0±0.5）℃，转速100 r/min，取样时间2、4、6、8、10、12 h；取样量5 mL（同时立即补充等量等温溶出介质），过0.45 μm滤膜，取适量稀释，在紫外282 nm处，分别测定其A值，按回归方程计算制剂的累积释放度。

V₁=900 mL，V₂=5 mL，C_i为第i个取样点莲心碱质量浓度（mg/mL），M为溶质莲心总碱的质量（mg）

2.4 处方单因素考察 2.4.1 片芯填充剂的选择

选择乳糖、淀粉和蔗糖为填充剂，按“2.2”项下制备莲心碱固体分散体渗透泵控释片，考察不同填充剂对莲心总碱释放的影响，以f₂相似因子判定。

其中T_t与R_t分别代表受试、参比制剂在时间点t的累积释放度，n代表测试时间点数

f₂的值的范围为0≤f₂≤100，当50≤f₂≤100时，可判定两释放曲线的各检测点平均值差值＜10%，两制剂释放度没有明显的差异。结果显示蔗糖-乳糖释药行为相似（f₂=66.3），淀粉-蔗糖（f₂=55.2）和乳糖-淀粉（f₂=47.5）释药行为不相似。由图 1可知，淀粉作填充剂时，2～4 h药物存在突释；蔗糖后期释药不完全，故选用乳糖作为片芯填充剂。

2.4.2 片芯促渗剂的选择

常用的促渗剂有NaCl、甘露醇、KCl等。固定片芯其他组分用量不变，单片剂量分别加入150 mg NaCl、KCl和甘露醇作为促渗剂，按“2.2”项下制备莲心总碱渗透泵控释片，考察3种促渗剂对莲心总碱释放的影响，以f₂相似因子进行结果判定。结果显示，甘露醇、NaCl及KCl的释药曲线间f₂均＜50，表明3种不同促渗剂对渗透泵片释药行为影响显著，由图 2可知，NaCl作促渗剂对药物的释放的促进作用明显优于KCl与甘露醇，且释药稳定、12 h释药完全，故NaCl为莲心总碱渗透泵片最佳促渗剂。

2.4.3 促渗剂用量对药物莲心总碱释放的影响

固定片芯其他组分用量不变，单片剂量分别加入100、150、200 mg的NaCl，用乳糖调节片质量，按“2.2”项下制备莲心总碱渗透泵控释片，探究NaCl用量对莲心总碱释放的影响，以f₂相似因子判定。结果显示100～150 mg（f₂=61.2）和150～200 mg（f₂=68.9）释药行为相似，100～200 mg（f₂=48.5）释药行为不相似，说明NaCl用量对释药有很大影响。由图 3可知，在100 mg时，莲心总碱释放不完全且速率小，2～6 h时，前期突释，150 mg时，药物释放良好。故单片NaCl用量为150 mg。

2.4.4 增塑剂用量对药物莲心总碱释放的影响

在参考文献报道^[9]及预试验的基础上，选用DBP作为包衣膜增塑剂，并考察其用量。结果发现，释药速率随DBP的增加而降低，原因是DBP为疏水性物质，用量增加会减少水透过衣膜，降低莲心总碱释放速率，但DBP的用量过少会导致包衣膜韧性不够而出现破裂。固定包衣液处方，向包衣溶剂中分别加相当于CA 15%、30%、45%的DBP，考察DBP用量对释放的影响，以f₂相似因子判定。结果DBP 15%～30%（f₂=81.6）和30%～45%（f₂=51.8）释药行为相似，15%～45%（f₂=39.7）释药行为不相似。图 4说明增塑剂用量可影响莲心总碱释放，释放度随用量增加而降低，45%用量导致前期释放过度、后期释放不完全，考虑到30%用量释药曲线平稳更接近零级释放，故选择DBP的用量为包衣液的30%。

2.4.5 致孔剂用量对药物莲心总碱释放的影响

传统的渗透泵片制剂，常采用包衣膜机械致孔的方法来制备释药孔，该方法技术落后，不适用于大生产。本实验将采用在包衣液中加入水溶性致孔剂的方法替代机械打孔，简单方便，释药平稳。在预试验的基础上，以PEG400作致孔剂，考察其用量，固定其他不变，在包衣溶剂中加入相当于CA质量45%、90%、135%的PEG400，考察致孔剂的量对释放的影响。结果显示，致孔剂用量组间释药曲线均不相似（f₂＜50），表明不同致孔剂用量对药物释放有显著影响。由图 5可知，随PEG400用量增加，莲心总碱释放度和释药速率相应增大，原因是微孔数目增加使药物释放速率加快，135%用量组渗透泵片前期突释严重，45%用量组12 h累积释放不完全，考虑到渗透泵片零级释放的特征，故选用致孔剂用量为90%。

2.4.6 包衣膜厚度对药物莲心总碱释放的影响

固定其他因素，以包衣增重计膜厚度，片芯分别增重2%、4%、6%，考察膜厚度对莲心总碱释放的影响，以f₂相似因子判定。结果显示，不同包衣增重组间释药曲线均不相似（f₂＜50），表明不同包衣膜厚度对药物释放有显著影响。图 6说明释药速率及12 h累积释放度随包衣膜厚度增加而降低。故包衣膜厚度以片芯增重2%较好。

2.5 星点设计-效应面法优化莲心总碱固体分散体渗透泵控释片处方 2.5.1 星点试验设计

预试验及单因素试验结果表明，促渗剂NaCl的用量、致孔剂PEG400的用量、包衣增重是影响莲心总碱渗透泵控释片释放的主要因素。设定变量NaCl用量（X₁）、PEG400用量（X₂）、包衣增重（X₃），以莲心总碱微孔渗透泵片在2、6、12 h的累积释放度（Y₂、Y₆、Y₁₂）为评价指标进行3因素5水平（-α、-1、0、+1、+α）的星点-效应面法设计（α=1.682）。在预试验的结果上确定100＜X₁＜200 mg/片，60%＜X₂＜120%，2%＜X₃＜6%。因素水平及代码见表 1，实验安排及结果见表 1。

2.5.2 试验结果及分析

对表 1结果借助9.0版Design-Expert统计分析，得到Y₂、Y₆、Y₁₂的响应面方差分析和二次回归方程的方差分析结果，见表 2。

2.5.3 方程拟合

借助9.0版Design-Expert，以莲心总碱累积释放度Y₂、Y₆、Y₁₂为指标，对各因素进行多元线性回归和二项式方程拟合。

多元线性回归方程：Y₂=22.91+1.74 X₁+2.57 X₂-0.98 X₃+0.39 X₁X₂+0.33 X₁X₃-1.67 X₂X₃-0.26 X₁²-1.50 X₂²-0.21 X₃²（R²=0.718 6）；Y₆=55.47+1.95 X₁+4.19 X₂-3.57 X₃-0.86 X₁X₂+0.14 X₁X₃-2.88 X₂X₃-1.78 X₁²+0.35 X₂²-0.58 X₃²（R²=0.615 3）；Y₁₂=92.62+3.13 X₁+4.09 X₂-4.78 X₃-2.28 X₁X₂-0.57 X₁X₃-2.48 X₂X₃-1.80 X₁²-2.09 X₂²-2.18 X₃²（R²=0.781 2）。

二项式拟合方程：Y₂=-55.424 06+0.042 337 X₁+1.196 17 X₂+6.043 67 X₃+6.663 14 X₁X₂+8.836 91 X₁X₃-0.078 782 X₂X₃-3.190 56 X₁²-5.039 109 X₂²-0.149 45 X₃²（R²=0.932 8）；Y₆=-74.722 59+0.800 62 X₁+0.819 61 X₂+11.886 99 X₃-1.732 37 X₁X₂+3.758 98 X₁X₃-0.135 78 X₂X₃-2.162 78 X₁²+1.041 148 X₂²-0.408 84 X₃² (R²=0.951 1)；Y₁₂=-161.287 73+1.166 93 X₁+2.527 38 X₂+21.245 99 X₃-4.611 25 X₁X₂-0.016 111 X₁X₃-0.116 94 X₂X₃-2.178 68 X₁²-7.052 151 X₂²-1.541 04 X₃²（R²=0.927 5）。

分析回归、拟合方程的R²可得，回归方程的R²均小于拟合方程。可见回归拟合度不佳，预测性差，故选择二项式模型为最佳拟合模型。

2.5.4 Y₂、Y₆、Y₁₂效应面分析

3D效应面仅能解释2因素和指标值的关系，故设定1个因素为中值，以Design-Expert 9.0版软件分别绘制其他2因素对渗透泵片2、6、12 h累积释放度Y₂、Y₆、Y₁₂的3维效应图。Y₂随NaCl用量增加而变大，随PEG400用量增加而提高，而包衣增重加大对Y₂有减小趋势，但不显著。Y₆随NaCl用量的增加而变大，随PEG400用量增加而提高，而随包衣增重的增大而略有减小。Y₁₂随NaCl用量增加而变大，随PEG400用量增加而提高，而随包衣增重的增大而显著减小。结果见图 7。

2.5.5 效应面优化和预测

根据渗透泵片满足零级释放的特性，设定莲心总碱渗透泵片2、6、12 h取样累积释放度应满足：Y₂ 20%～25%；Y₆ 50%～55%；Y₁₂＞90%。在满足12 h累积释放度最大化条件下，利用Design-Expert 9.0版软件优化处方，得到最优处方为NaCl用量为166.0 mg，PEG400用量为80.5%，包衣增重为3.5%。

2.5.6 优化处方的验证

按最优处方进行压片、包衣，制备3批渗透泵片进行累积释放度测定。对验证实验数据和预测值进行分析，渗透泵控释片2、6、12 h累积释放度见图 8和表 3。分析图 8和表 3结果可知，Y₂、Y₆、Y₁₂的实际值与预测值相对误差（相对误差=|预测值-实测值|/预测值）均低于5%，可说明实验预测模型方程可较好地预测各因素和评价间的关系。3个批次验证处方释药曲线的R²分别为0.994 1、0.985 6、0.982 2，表明莲心总碱渗透泵片零级释放特性良好。

2.5.7 释药模型拟合

根据《中国药典》2015年版附录XIX D缓、控释制剂指导原则，借助Origin软件对莲心总碱渗透泵片药物释放曲线进行零级、一级和Higuchi模型拟合，阐明本制剂的释药机制。R²越大，则模型拟合度越高。结果见表 4。结果显示，零级释药模型的R²最大，说明莲心总碱渗透泵片体外溶出实验符合零级释放特征。

3 讨论

莲心总碱主要含莲心碱、异莲心碱和甲基莲心碱均为酚性双苄异喹啉生物碱，理化性质和生物活性相似。本实验以莲心碱为对照品，采用紫外分光光度法对莲心总碱固体分散体渗透泵控释片的体外释放度进行考察，操作简单，方法可行。

固体分散技术是将药物均匀分散在载体材料中形成固体分散体的新技术，药物以分子、无定型或微晶等高度分散状态存在于固体分散体中，同时药物周围的水溶性载体材料可促进药物与水的接触、润湿，因此固体分散体可提高药物的溶出速率。本课题组通过前期实验研究证明，以水溶性载体材料PVP-K30通过溶剂法制备的莲心总碱固体分散体，可显著改善莲心总碱的溶出性能^[6]。

累积释放度是缓控释制剂质量标准评价的的重要因素，目前常用的数据统计方法较多，其中f₂相似因子法因计算简单、结果可靠，作为评价药物体外释放曲线相似性的方法^[10-11]，已被欧盟EMEA和美国FDA的CDER收载并推荐使用。

渗透泵型控释片是利用渗透压原理制成，主要由药物、半透膜材料、渗透压活性物质和助推剂组成，渗透泵型控释片口服后胃肠道的水分通过半透膜进入片芯，使药物溶解，因渗透压活性物质使膜内溶液成为高渗溶液，从而使水分继续进入膜内，药物随水分子一起从释药小孔恒速释出^[12-13]。渗透泵的半透膜材料主要有CA和乙基纤维素（EC）等，据相关文献及预试验结果^[14-15]，在相同的成膜条件下，CA控释膜对药物的通透性为EC控释膜的10倍。且国产CA廉价易得，可制得理想恒速释药的渗透泵片，因此，本研究采用CA作为渗透泵片的半透膜材料。

在前期预试验的基础上，莲心总碱渗透泵片在不同的pH值溶液中释药行为没有显著性差异，根据《中国药典》2015年版对缓释、控释制剂指导原则“以脱气的新鲜纯化水为最佳释放介质”，故选择经济方便的纯化水作为溶出介质进行渗透泵片体外释放度的测定。

在药物制剂的处方和制剂工艺的筛选中，常需考察影响结果的多因素，并优化结果。当因素及水平较多时，常需要考虑采用次数较少、精度较高的试验设计优化方案。正交、均匀设计最为常用，基本能满足一般实验要求，但实验精度不高，最佳点的取值仅仅限定于试验所设定的水平值；不能很好地考察各因素之间的相互作用等。而近年来兴起的星点设计可以克服上述缺点。本研究是在充分的预实验基础上，采用星点设计-效应面法对莲心碱渗透泵控释片处方进行优化，通过处方验证实验表明，实测值与预测值趋势基本一致，所建立的数学模型有良好的预测性。所得处方制备的莲心总碱渗透泵片体外溶出实验符合零级释放特征，重现性较好，达到了优选处方工艺的目标。