双活风湿凝胶贴膏基质处方的优化

季文莹 刘效栓 李季文 毕映燕 胡茹英 刘欣钰

(1.甘肃中医药大学, 甘肃 兰州730000;

2.甘肃省中医院, 甘肃 兰州730050)

双活风湿凝胶贴膏处方源于甘肃省中医院协定处方,原方为传统中药洗剂,主要组方药材包括羌活、独活、红花、防风、荆芥等,临床用于祛风止痛、散寒除湿,疗效显著,但传统方剂使用不方便,药液在皮肤表面保留时间短,大大地限制了疗效和使用范围。为增加双活风湿方吸收及作用持续时间,增强对风湿寒性关节痛的疗效,本实验拟将其制成一种质量可控、使用方便、顺应性好的凝胶贴膏[1⁃4],并采用Box⁃Behnken 响应面法进行优化,以期为进一步相关开发奠定基础。

1.1 仪器 BLD⁃200N 电子剥离试验机、CZY⁃2S 持黏力测试仪、初黏力测试仪(济南兰光机电技术有限公司);
AR522CN 电子天平[奥豪斯仪器(上海)有限公司]。

1.2 试剂与药物 聚丙烯酸钠(NP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、乙二胺四乙酸(EDTA,批号20170619)、苯甲酸钠(批号20200801)、甘油(批号20200302)、高岭土(批号20190416)(天津市大茂化学试剂厂);
酒石酸(天津市凯信化学工业有限公司);
甘羟铝(批号20160201,陕西太白山制药有限责任公司)。

2.1 凝胶贴膏制备 按最优辅料配比(浸膏粉、NP、甘羟铝、PVP、酒石酸、高岭土、甘油、苯甲酸钠、EDTA 比例4∶5.5∶0.2∶1.5∶0.2∶1∶35∶0.1∶0.05),称取NP、甘羟铝、高岭土分散到甘油中,搅拌均匀,作为甘油相;
酒石酸、苯甲酸钠、EDTA、PVP 溶解到适量蒸馏水中,作为水相,将水相加入到甘油相中充分搅拌,待交联完全后加入处方量浸膏粉,搅匀,涂布,静置,即得。

2.2 评价指标检测

2.2.1 初黏力 采用滚球斜坡停止法[5]测定。将凝胶贴膏背衬用双面胶固定在倾斜板(倾斜角15°)上,上端位于倾斜板的水平线下位置,黏性面向上,沿斜面方向的长度为5 cm,钢球起始位置与供试品上端距离为1 cm,将钢球自斜面自由落下,记录能粘住钢球的最大球号。

2.2.2 持黏力 将凝胶贴膏黏性面粘贴于试验板与加载板中部不锈钢板(长125 mm,宽125 mm,厚2 mm)表面,2 000 g 压辊来回滚压3次,在钢板上粘贴后室温放置30 min,固定于试验架上,垂直放置,沿其长度方向悬挂280 g 砝码,记录滑移直至脱落的时间。

2.2.3 剥离强度 采用180°剥离强度试验法[5]测定。将凝胶贴膏用双面胶固定在不锈钢板(长125 mm,宽50 mm,厚2 mm)上,黏性面与洁净的聚酯薄膜粘接,2 000 g压辊来回滚压3次,粘贴后室温放置30 min,记录电子剥离试验机示数。

2.2.4 综合评分 对凝胶贴膏的均匀性、涂展性、渗布程度、皮肤追随性、膜残留进行感官评分[6⁃8],标准见表1。

表1 感官评分标准

2.3 单因素试验 选择NP(3.50、4.25、5、5.75、6.5 g)、PVP(1、2、3、4、5 g)、甘羟铝(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g)、EDTA(0.025、0.05、0.075、0.1、0.125 g)、甘 油(20、25、30、35、40 g)用量进行单因素试验。

2.4 Box⁃Behnken 响应面法 按“2.1”项下方法制备凝胶贴膏,在单因素试验基础上,选择聚丙烯酸钠(A)、聚乙烯吡咯烷酮(B)、甘羟铝(C)、甘油(D)用量作为影响因素,初黏力、持黏力、剥离强度的综合评分作为评价指标,采用Box⁃Behnken 响应面法进行优化,因素水平见表2,结果见表3。

表2 因素水平

表3 试验设计与结果

2.5 信息熵赋权法 设有m个评价对象,n个评价指标,组成1 个评价指标系统,其原始指标的数据矩阵为X=(Xij)mn,建立原始数据矩阵,包括29 次试验所得的初黏力、持黏力、剥离强度[9⁃11]。

2.5.1 (Xij)mn建立 结果见X矩阵。

2.5.2Pij计算 转化原始评价矩阵为概率矩阵Pij,表示第j次实验在第i个评价指标下的概率,公式为Pij =(0≤Pi≤1),结果见P矩阵。

2.5.3Hi计算 公式为Hi =,k= 1/lnn,结果Hi=(0.982 4 0.967 6 0.973 3)。

2.5.4Wi计算 公式为Wi =(1- Hi)/,结果Wi=(0.229 6 0.422 5 0.347 9)。

2.5.5 综合评分计算 公式为综合评分Y=(Y1/Y1max×0.229 6+Y2/Y2max×0.422 5+Y3/Y3max×0.347 9)×100,结果见表3。

3.1 单因素试验 单因素试验[12]中,各辅料用量范围分别为NP 5.00~6.50 g(图1A)、PVP 1~3 g(图1B)、甘羟铝0.2~0.4 g(图1C)、甘油25~35 g(图1D)。

3.2 基质处方优化 通过Design⁃Expert 11.0 软件进行多元线性回归和二项式拟合,得方程为Y=-1 297.657 35+263.546 74A+82.624 83B+570.985 00C+26.805 57D+0.543 333AB+7.966 67AC- 1.503 33AD- 0.750 000BC-2.047 50BD- 12.650 00CD- 19.304 74A2- 4.615 17B2-491.141 67C2-0.129 007D2,方差分析见表4。由此可知,各因素影响程度依次为D>C>B>A,其中甘油用量(D)更显著(P<0.01);
方程有高度显著性(P<0.05),失拟项不显著(P>0.05);
判定系数R2=0.746 6,=0.493 2,表明方程拟合度良好,失拟项干扰小,可用于预测。

表4 方差分析

响应面分析见图2,得最优基质处方为NP 用量5.526 g,PVP 用量1.497 g,甘羟铝用量0.2 g,甘油用量35 g,初黏力为86.383,持黏力为73.794 s,剥离强度为52.987。

图2 各因素响应面图

为便于实际生产需求,将上述优,化基质处方修正为NP 用量5.5 g,PVP 用量1.5 g,甘羟铝用量0.2 g,甘油用量35 g,进行3 批验证试验,结果见表5。由此可知,初黏力、持黏力、剥离强度均与预测值接近,表明该处方具有较好的稳定性和重复性。

表5 验证试验结果(n=3)

基质的配方和比例以及基质原料的选择是凝胶贴膏成型的关键[13],直接影响着凝胶贴膏的成型质量,由于影响因素较多,故要进行多次摸索[14]。本研究以星点设计结合Box⁃Behnken 响应面法简化了筛选工序,不但试验次数少、精度高,而且考察了处方各基质原料之间的交互作用[15⁃16],结果发现NP、PVP、甘油及甘羟铝对凝胶贴膏的性能影响较大。

现有的凝胶贴膏评价指标如感官评价指标(包括均匀性、涂展性、稠度、皮肤追随性等)虽有一定指导意义,但存在主观因素大、个体差异、影响因素多等问题[17],制约了其发展。因此,本研究在感官评价的基础上增加了使用电子剥离试验机、持黏性测试仪和初黏性测试仪测定的剥离强度、持黏力及初黏力,而且剥离强度、持黏力及初黏力与使用者的感官评价直接相关,因此可以提高凝胶贴膏感官评价的可信度。此外,本研究通过信息熵赋权法,通过加权加和将多指标的试验结果转化为单指标[18],依据客观的实验数据,赋予各指标权重,能真实反映客观规律。

另外,搅拌速度、搅拌时间及涂布前放置时间对凝胶贴膏成品外观性状有较大影响,操作不当会产生大量气泡,在今后研究中应加以重视。

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