绞股蓝皂苷微丸的制备工艺

赵梦娜，缪怡烨，喻樊,3，刘岐

（1.盐城师范学院药学院，江苏盐城 224051）（2.江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室，江苏盐城224002）（3.南京工业大学化工学院，江苏南京 210000）（4.扬州大学医学院，江苏扬州 225001）

绞股蓝为葫芦科绞股蓝属多年生草质藤本植物[1]，其皂苷（Gypenoside）是属于达玛脂烷醇类皂苷，其结构中有甾体母核，为四环三萜类甾体衍生物，因其分子量较大，故为无色或是白色无定形的粉末。绞股蓝皂苷通过直接的细胞毒的作用能够抑制肿瘤细胞的生长繁殖；还能够强化人体内的超氧化物-歧化酶（SOD）的活性和降低脂质过氧化物（LPO）含量，阻止细胞衰老。另外，绞股蓝皂苷还具有降血脂及抑制肥胖的作用，皂苷本身能抑制脂肪细胞产生游离的脂肪酸以及合成中性脂肪，同时也能够阻止肠道吸收脂肪和蔗糖、防止肝脏组织过氧化作用[2]。因绞股蓝内含有多种与人参皂苷类似的成分，故绞股蓝皂苷还具有强壮补益、促进代谢旺盛、提高耐力和应激能力的作用。

微丸是是一种新型的制剂，直径为0.5～2.5 mm 的球形或者是类球形的颗粒，属于多单元口服制剂，单次给药量可高达几十甚至几百颗，优于片剂、丸剂等固体制剂。与单剂量型给药系统相比释药更稳定[3]，在胃肠道中自由分散、最大限度地增加药物吸收、减少血药波动和减少潜在的副作用，从而提高药物的生物利用度[4]；并且还具有生产工艺简洁、载药量大、脆碎度小、流动性好等优点。现在市面上未见绞股蓝皂苷微丸。

微丸的制备方法有很多种，如挤出滚圆法、离心造粒法、流化床制粒法及包衣锅制备法等[5]，用挤出滚圆法制备的载药微丸的药物含量分布均匀，粒径分布窄。本课题以碳酸钙、微晶纤维素、淀粉浆为辅料，采用挤出滚圆法制备空白微丸，采用流化床包衣将绞股蓝喷于空白微丸上，制备出绞股蓝皂苷微丸，利用红外光谱、电子显微镜、X-射线粉末衍射等方法对其进行表征。

1 材料与方法

1.1 原料

绞股蓝皂苷，西安小草植物科技有限责任公司；玉米淀粉（批号：2016032601），广饶丽枫生物科技有限公司；碳酸钙（批号：070601），宜兴市第二化学试剂厂；微晶纤维素（批号：20130802），国药集团化学试剂有限公司；其他试剂为分析纯等。

1.2 主要仪器设备

Mini 型流化制粒包衣机，深圳市信宜特科技有限公司；E-50 挤出制粒机、R-250 离心滚圆机，重庆英格制药设备制造有限公司；CS-2 脆碎度测试仪，天津市国铭医药设备有限公司；傅里叶变换红外光谱仪，德国布鲁克光谱仪器公司；电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；三目生物显微镜XSP-8C，上海严丰精密仪器有限公司；休止角测定仪，宁波瑞柯伟业仪器有限公司；Lambda950 紫外分光光度计，美国PE 公司。

1.3 溶液配制

绞股蓝皂苷对照品溶液：精密称取20 mg 绞股蓝皂苷对照品，将其溶于10 mL 甲醇中，即可制得2 mg/mL 的对照品溶液。

绞股蓝皂苷供试品溶液：将微丸研细，精密称取0.5 g 至锥形瓶中，精密加入甲醇25 mL 称重，超声处理（300 W，50 Hz）20 min，放冷，再称重，后用甲醇补足损失溶液，滤过，弃去初滤液后，精密吸取滤液100 μL，置于具塞试管中，水浴蒸去甲醇，分别精密加入5%的香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL 与高氯酸0.8 mL 摇匀；密塞；置60 ℃水浴中加热15 min 左右，后立即用流水冷却至室温，精密加入冰乙酸5 mL 摇匀即得。

绞股蓝皂苷包衣悬浮液：取3 g 绞股蓝皂苷溶于200 mL 纯化水中。

人工胃液：取4.5 mL 浓盐酸溶于500 mL 纯水中即可得pH 1.2 的人工胃液。

物理混合物：取1.2 g 碳酸钙、0.3 g 微晶纤维素和0.1 g 绞股蓝皂苷于研钵混匀。

1.4 标准曲线的绘制

分别精密量取上述对照品溶液0、30、60、90、120、150 μL，在550 nm 的波长处测定吸光度，以取样量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出绞股蓝皂苷的紫外吸收标准曲线，其标准曲线方程为y=1.9658x-0.0004，R=0.9983。

1.5 空白微丸的制备

分别称取微晶纤维素12.5 g 和碳酸钙50 g，混匀后加入淀粉浆捏合，制成软材。经挤出机的筛板（孔径为0.8 mm）挤出直径相同且光滑致密的细条状物，选择适当的滚圆频率，将挤出物置于高速旋转的滚圆机内，制成微丸。然后经60 ℃干燥，过筛，以24～50目之间的微丸进行分析评价。

1.6 绞股蓝皂苷微丸的制备[6]

将微丸干燥24 h 后进行流化床上药包衣，调节喷气压力为0.1 MPa，进风温度设为75 ℃，物料温度为40 ℃，风机转速为700 r/min；打开蠕动泵，将绞股蓝皂苷缓释包衣液连续喷至空白丸芯表面，使包衣液充分包裹在微丸表面，设置流化床的流速为4 mL/min。喷液结束后，维持原有温度继续流化10 min，将所得微丸进行干燥处理即得绞股蓝皂苷微丸。

1.7 粉体学性质的测定

1.7.1 粒度分布

将微丸放置于一套标准的药筛上层，手动摇荡药筛振荡5 min 左右，后称量每层药筛上微丸的质量，计算出每层药筛上的微丸所占总质量的百分比，并画出累积粒度分布图。

1.7.2 微丸得率计算

将制备的微丸称量计总重（m），分别通过10、24、50、65、80 目标准筛，测定50 目筛上的微丸质量（mi），计算各筛上的得率（D）。

1.7.3 休止角(Angle of repose)测定

采用休止角测定仪来测定微丸的休止角。将空白微丸倒入漏斗中，使其在重力的作用下做自由落体运动，空白微丸落到表面皿中形成圆锥体，测量空白微丸的锥形高度h 和微丸在表面皿中的半径r，按下式计算，θ即为休止角。

1.7.4 堆密度（Tapdensity）测定

称取20 g 微丸缓缓通过玻璃漏斗倾倒至一量筒内，测出微丸的松容积即可计算微丸的堆密度，平行测定3 次取其平均值。

1.7.5 脆碎度（Friability）测定[7]

采用CS-2 脆碎度测试仪测定脆碎度，称取微丸（m1）置于CS-2 脆碎度仪中，25 r/min 旋转4 min，将物料过筛，称量筛下的微丸质量（m2），计算脆碎度（Fr）。

1.7.6 圆整度（Sphericity or roundness）测定

取至少300 个微丸，采用生物显微镜XSP-8C 测量微丸的圆整度。

1.8 微丸的表征

1.8.1 扫描电子显微镜法（SEM）[8]

选取完整的整丸和半丸、溶出3 h 后的包衣微丸，固定于样品板上，利用喷金仪在样品表面真空镀膜，然后将其固定于样品槽内，设定工作电压为15.0 V 进行拍摄。

1.8.2 FT-IR 测定[9]

分别对绞股蓝微丸粉末、空白微丸粉末、绞股蓝原药、微晶纤维素辅料、碳酸钙辅料和物理混合物进行测定。波数范围为400～4000 cm-1，分辨率为4 cm-1，记录数据，利用Origin Lab 8.0 软件进行作图。

1.8.3 X-射线粉末衍射法（XRD）分析

对辅料、原料药、空白微丸、药物微丸、物理混合物分别进行X 衍射测定。扫描方式：定性，步进扫描；管压/管流：40 kV/30 mA；扫描速度：2 °/min，步长为0.02°（2θ）；靶：Cu 靶；扫描范围：（2θ）10°～80°。

1.9 数据处理

用Excel 2010 以及Origin 8 软件对数据进行统计分析，所有试验均设置3 次平行样品，以平均值±标准差（Mean±SD）的形式表示。

2 结果与讨论

2.1 制备工艺参数

2.1.1 滚圆时间

将挤出频率固定为30 Hz，滚圆频率固定为50 Hz，分别测定滚圆时间为4、6、8 min 时所制备的空白微丸的圆整度。结果如表1 所示。

表1 滚圆时间对微丸圆整度的影响Table 1 Effect of spheronization time on pellet roundness

由表1 可知，在滚圆时间为4 min 时的圆整度最佳，因此在微丸制备的工艺过程中滚圆时间的最优条件为4 min。

2.1.2 挤出频率

将滚圆频率固定为50 Hz，滚圆时间固定为4 min，分别测定挤出频率为30、40、50、60 Hz 时所制备的空白微丸的圆整度。结果如表2 所示。

表2 挤出频率对微丸圆整度的影响Table 2 Effect of extrusion velocity on pellet roundness

由表2 可知，当挤出频率为30 Hz 时的圆整度最佳。挤出频率过快，挤出物料较疏松，表面粗糙呈鳞片状，并且温度升高现象严重，不利于物料性质的稳定，影响微丸的圆整度。此结果与吕志阳[10]所得结果一致。因此在微丸制备的工艺过程中挤出频率的最优条件为30 Hz。

2.1.3 滚圆频率

将挤出频率固定为30 Hz，滚圆时间固定为4 min，分别测定滚圆频率为20、30、40、50 Hz 时所制备的空白微丸的圆整度，结果如表3 所示。

表3 滚圆频率对微丸圆整度的影响Table 3 Effect of spheronization velocity on pellet roundness

当滚圆频率为20、30、40、50 Hz 时，圆整度情况分别为未成型、未成型、0.81±0.13、0.87±0.21，滚圆频率为50 Hz 时的圆整度最佳，滚圆频率越小，转盘提供的离心力和剪切力越小，条状软材不易切断，呈长条状或者是短圆柱状，圆整度下降，此结果与李丹[11]所得结果一致。因此在微丸制备的工艺过程中滚圆频率的最优条件为50 Hz。

2.2 绞股蓝皂苷载药微丸包衣工艺的筛选

采用流化床包衣技术对制备的空白微丸进行缓释包衣[12]。3 g 绞股蓝皂苷溶于200 mL 纯水。流化床包衣工艺：投料量为15～20 g，进风温度75 ℃，物料温度40 ℃，喷枪喷雾压力为0.1 Pa，蠕动泵流速为1.3 mL/min，风机转速为700 r/min；包衣增重20%。

2.3 微丸的质量评价方法

2.3.1 粒度分布

图1 空白微丸粒度分布Fig.1 Particle size distribution of blank pellets

图1 为累积粒度分布图，表明空白微丸粒度均匀。

2.3.2 微丸得率

按照公式计算微丸的得率为61.90%。

2.3.3 休止角

按公式计算可得休止角38.70°，流动性较好，能满足工业生产的需要。

2.3.4 堆密度

取20 g 微丸计算微丸的堆密度平行测定3 次，测得平均值为1.00 g/mL。

2.3.5 脆碎度

微丸物料的剥落趋势可用微丸的脆碎度来进行评价。通过计算微丸的脆碎度为0.90%。

2.3.6 圆整度

微丸的圆整度用于反映微丸成球的好坏程度，能直接反映药物在丸面的沉积和成型，从而影响到微丸的包衣质量。经测量，微丸的圆整度为0.80±0.17。

2.4 体外释放度的测定

为考察绞股蓝皂苷载药微丸的速释效果，采用体外释放度进行测定。称取适量的绞股蓝皂苷微丸，以100 mL pH 1.2 的人工胃液为释放介质[13]，设定温度37±0.5 ℃，转速为50 r/min，于第10、30、60、120、180 min 分别取样2 mL，同时补充等温等体积的新鲜介质，样品经染色处理后，在550 nm 处测定吸光度A，计算累积释放度为95.98%±8.92%。

图2 绞股蓝皂苷微丸的体外释放度曲线Fig.2 In vitro release curve

2.5 绞股蓝皂苷微丸的表征

2.5.1 绞股蓝皂苷扫描电镜

为了解绞股蓝皂苷载药微丸表面结构、载药层厚度以及比较微丸溶出前后的形态[14]，采用扫描电子显微镜进行测定，实验结果见下图3。

由图3 可知，绞股蓝皂苷载药微丸的表面相对光滑，而未包衣微丸表面粗糙。图b、图c，可见绞股蓝皂苷缓释微丸释放药物，且表面包衣层多有破坏；比较图c、图d 和图e，可以看出图d 中的包衣微丸表面的包衣层厚度，而图c 中未包衣的微丸表面粗糙并且没有包衣层。

图3 微丸扫描电镜图片Fig.3 The SEM image of pellet

2.5.2 绞股蓝皂苷红外光谱分析

图4 红外光谱图Fig.4 The pattern of UV absorbance

对绞股蓝皂苷载药微丸进行红外表征（图4），绞股蓝皂苷（曲线A）在3406 cm-1是O-H 的伸缩振动峰，在1649 cm-1是C=C 的伸缩振动峰[15]，1649 cm-1处为H-OH 的变形振动，1457、1382 cm-1分别为H-C-H，H-O-C 的变形振动峰，1043 cm-1是C-O、C-C的伸缩峰，2935 cm-1为C-H 的伸缩振动峰[16]。微晶纤维素（曲线B）在3326、3421 cm-1的宽吸收峰为纤维素分子中O-H 基团的伸缩振动吸收峰，2857 cm-1处是C-H 的伸缩振动峰，1166 cm-1处是C-O 的不对称伸缩振动峰，1665 cm-1处是C-O 的伸缩振动峰，1374、1453 cm-1处是C-H 的弯曲振动吸收峰，1058 cm-1处是C-O的对称伸缩振动峰。碳酸钙（曲线C）在1795 cm-1处是C-O 伸缩振动峰，在1403 cm-1是C-O 反对称伸缩振动，在873 cm-1为碳酸钙的CO32-面外变形振动峰，在710 cm-1为O-C-O 的面内变形振动峰。空白微丸（曲线D）在873 cm-1处是碳酸钙的CO32-出现面外变形振动峰，在1795 cm-1出现的是碳酸钙的C-O 伸缩振动峰，在3341 cm-1处是纤维素分子中O-H 基团的伸缩振动吸收峰，1027 cm-1处是微晶纤维素的C-O的对称伸缩振动峰。物理混合物（曲线E）在873 cm-1处是碳酸钙的CO32-出现面外变形振动峰，在710 cm-1处的峰是碳酸钙的O-C-O 面内变形振动峰，1036 cm-1是绞股蓝皂苷的C-O、C-C 的伸缩峰，在3440 cm-1的为纤维素分子中O-H 基团的伸缩振动吸收峰。绞股蓝皂苷微丸（曲线F）在873 cm-1处是碳酸钙的CO32-出现面外变形振动峰，在710 cm-1处的是碳酸钙的O-C-O 面内变形振动峰，在1795 cm-1出现的是碳酸钙的C-O 伸缩振动峰，1156 cm-1处是微晶纤维素的C-O的不对称伸缩振动峰，1027 cm-1处是微晶纤维素C-O的对称伸缩振动峰，在3339 cm-1的为纤维素分子中O-H 基团的伸缩振动吸收峰，2906 cm-1为绞股蓝皂苷的C-H 伸缩振动峰。

2.5.3 绞股蓝皂苷X-射线粉末衍射法分析

图5 X 射线粉末衍射图谱Fig.5 Infrared spectra

X 射线粉末衍射法是指用特定波长的X 射线波长照射化合物后，得到一定量的衍射信息，既能用衍射图来表达，也能用衍射峰的衍射角及衍射强度的数据来表述。对绞股蓝皂苷载药微丸进行表征（图5），曲线A 在17 度附近呈现一钝衍射峰，表明绞股蓝皂苷为非晶体结构；曲线B 为碳酸钙，因其结晶性质，存在数个较强衍射峰，在30°处的衍射峰尤为明显；曲线C 也存在数个衍射峰，同样也是由于微晶纤维素的结晶体性质，在20°处的衍射峰尤为明显；曲线D、E、F 只出现了碳酸钙的衍射峰，因为制备的微丸及物理混合物以碳酸钙为主要辅料，故微晶纤维素和绞股蓝皂苷原料药的衍射峰几乎完全消失，表明绞股蓝皂苷均匀分布在微丸中。

3 结论

本文运用挤出滚圆法制备空白微丸，采用流化床底喷上药，通过单因素实验考察微丸圆整度的挤出频率、滚圆频率、滚圆时间对微丸圆整度的影响，得出最佳方案：挤出频率为30 Hz，滚圆频率为50 Hz，滚圆时间为4 min；采用流化床底喷上药包衣的工艺技术对微丸进行包衣。对载药微丸进行了粉体学、圆整度、释药等方面的评价，并对载药微丸进行了电镜、红外、X 射线粉末衍射等方面的表征，结果表明该微丸得率高，脆碎度低，圆整度好，适合工业化生产。