响应面设计优化野菊花泡腾片的制备工艺

郑彩美*，王育婷，黄华花，张娜，王琛，浦益琼

1. 厦门医学院缓控释制剂研究中心，厦门医学院药学系（厦门 361023）；

2. 上海中医药大学教学实验中心，上海中医药大学中药学院（上海 201203）

野菊花为菊科植物野菊（Chrysanthemum indicumL.）的干燥头状花序，性微寒，味苦、辛，归肝、心经，具有清热解毒、泻火平肝的效用[1]*。野菊花野生资源十分丰富，广泛分布于我国东北、华北、华中、华东及西南地区[2]*。现代研究表明，野菊花具有抗病原微生物[3]*、降血压[4]*、降血脂[5]*、保肝[6]*、抗衰老[7]*等药理作用。作为药食两用的常见中草药，其药理作用广泛，不良反应较少，深受群众喜爱，发展前景较广阔。目前，鲜见关于野菊花泡腾片的研究报道，因此以单因素试验考察为基础，再经响应面试验优化获得野菊花泡腾片的最佳处方组成，为拓宽野菊花制剂品种提供新的思路和重要参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

野菊花提取物（成都德思特生物技术有限公司）；DL-酒石酸、微晶纤维素（麦克林）；甜菊糖苷（源叶生物）；碳酸氢钠、聚乙二醇6000（西陇科学）。

1.2 仪器与设备

BS224S电子天平[赛多利斯科学仪器（北京）有限公司]；TDP型单冲压片机（上海天祥·健台制药机械有限公司）；YD-35智能片剂硬度仪、FT-2000AE脆碎度检查仪（天津市天大天发科技有限公司）；PB-10数显酸度计（德国Sartorius公司）；DH40EB除湿机（珠海格力电器股份有限公司）。

1.3 工艺流程

野菊花提取物+微晶纤维素+酒石酸+碳酸氢钠+甜菊糖苷+PEG6000→粉碎→过筛（0180 mm）→混匀→压片

1.4 综合评分的计算

崩解时限（5 min）是评价泡腾片质量的重要指标，掩盖野菊花提取物的苦味，改善泡腾片的口感亦是关键问题。综上，响应面试验以崩解时限和口感评分作为野菊花泡腾片的评价指标，并以权重8∶2进行综合评分的计算。

崩解时限评分方法：设定试验组中崩解用时最短的为10分，每增加1 s减0.04分，具体计算公式见式（1）：

式中：Y为崩解时限折算分；t为崩解时间，s；t＇为试验组中用时最短崩解时间，s。

口感评分方法：选定6名有口感评价经验的人员组成评价小组，通过盲法试验对不同处方的野菊花泡腾片进行评分，满分5分。口感评价具体指标如表1所示。

表1 口感评价指标

综上，综合评分计算公式见式（2）：

1.5 单因素试验

1.5.1 野菊花提取物添加量的考察

固定酒石酸-碳酸氢钠质量比1∶2（占比40%）、甜菊糖苷添加量4%、PEG6000添加量1.5%，以填充剂微晶纤维素维持片重，采用直接混合压片法进行压片，考察野菊花提取物添加量为5%，10%，15%，20%和30%时制备的野菊花泡腾片对压片效果及泡腾片外观的影响。

1.5.2 泡腾崩解剂酸碱比例的考察

固定其他组分及用量，考察酒石酸与碳酸氢钠质量比为2∶1，1∶1.5，1∶1，1∶2和1∶2.5时制备的野菊花泡腾片对崩解时限、溶液pH及溶液外观的影响。

1.5.3 泡腾崩解剂添加量的考察

固定其他组分及用量，考察泡腾崩解剂添加量为25%，30%，35%，40%和45%时制备的野菊花泡腾片对崩解时限的影响。

1.5.4 甜菊糖苷添加量的考察

固定其他组分及用量，考察甜菊糖苷添加量为1%，2%，3%，4%和5%时制备的野菊花泡腾片对口感评分的影响。

1.5.5 PEG6000添加量的考察

固定其他组分及用量，考察PEG6000添加量为0.5%，1%，1.5%，2%和2.5%时制备的野菊花泡腾片对其重量差异及崩解时限的影响。

1.6 响应面设计优化试验

以单因素试验考察结果为基础，确定因素与水平，并以综合评分作为响应值，进行响应面试验优化。

1.7 数据处理

利用Design Expert 8.0.6软件对试验数据进行回归拟合。

1.8 工艺验证与质量评价

按最佳工艺条件制备三批野菊花泡腾片，按照2020年版《中国药典》四部通则对其进行质量评价。

1.8.1 外观检查

采用肉眼观察法，观察片剂外观是否完整光洁。

1.8.2 重量差异测定

按2020年版《中国药典》四部通则重量差异检查法（通则0101）进行检查，并计算20片片剂重量的SRSD值。

1.8.3 pH测定

取1片泡腾片，置于100 mL 20 ℃蒸馏水中，待完全崩解后用数显酸度计测定溶液pH。

1.8.4 硬度及脆碎度测定

采用智能片剂硬度仪进行片剂硬度检查。

按2020年版《中国药典》四部通则片剂脆碎度检查法（通则0923）检查，并根据式（3）计算减失质量。

1.8.5 崩解时限测定

按2020年版《中国药典》四部通则项下崩解时限检查法（通则0921）进行检查，记录从加入泡腾片至溶液不再有气体逸出的时间间隔即为崩解时间，按此法重复测定6片，取平均值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 野菊花提取物添加量的确定

从表2可知，随着野菊花提取物添加量的增加，泡腾片制备过程的黏冲现象逐渐加剧。当野菊花提取物粉末添加量为5%及10%时，无黏冲现象发生，可制得完整、光洁的片剂；其添加量增加至15%时开始稍黏冲，但可制得完整片剂；而当其添加量为20%和30%时，黏冲加剧，制得的泡腾片外观不完整。综合考虑压片效果及片剂外观，处方中野菊花提取物添加量为10%适宜。

表2 野菊花提取物添加量的试验结果

2.1.2 泡腾崩解剂酸碱比例的确定

选择酒石酸-碳酸氢钠质量比2∶1，1∶1和1∶2三个比例进行试验，结果显示当酒石酸-碳酸氢钠质量比为1∶2时，溶液分散状态良好，pH为酸性，崩解时限效果较佳，故选择1∶1.5和1∶2.5比例继续考察，结果如表3所示。通过综合考察不同酸碱比例对崩解时限、溶液pH、溶液外观三项指标的影响，最终选定酒石酸-碳酸氢钠质量比1∶1.5，1∶2和1∶2.5三个水平进行Box-Behnken设计。

表3 泡腾崩解剂酸碱比例的试验结果

2.1.3 泡腾崩解剂添加量的确定

由表4可知：当崩解时间最短时，泡腾崩解剂添加量为30%，故选定泡腾崩解剂添加量25%，30%和35%三个水平进行Box-Behnken设计。

表4 泡腾崩解剂添加量的试验结果

2.1.4 甜菊糖苷添加量的确定

通过盲法试验得出的口感评价结果见表5。甜菊糖苷添加量在4%时野菊花泡腾片口感评分最高，因此选择甜菊糖苷添加量3%，4%和5%三个水平进行Box-Behnken设计。

表5 甜菊糖苷添加量的试验结果

2.1.5 PEG6000添加量的确定

由表6可知：片重波动随着PEG6000添加量的增加而有所改善，但崩解时限也相应延长。综上，确定处方中PEG6000添加量1.0%较适宜。

表6 PEG6000添加量的试验结果

2.2 响应面试验优化结果与分析

2.2.1 响应面试验设计

在单因素试验结果的基础上，选定泡腾崩解剂酸碱比例（A）、泡腾崩解剂添加量（B）以及甜菊糖苷添加量（C）三因素三水平，如表7所示。

表7 响应面试验的因素水平表

以单因素考察结果为基础，选择响应面Box-Bohnken试验进行优化设计，设计方案及试验结果见表8和表9。

表8 Box-Bohnken试验设计及结果

表9 折算后的评价指标得分及综合评分 单位：分

2.2.2 回归模型的建立与方差分析

运用Design Expert 8.0.6软件对试验结果（表6）进行响应面回归分析，以综合评分（Y）为响应值，得到关于泡腾崩解剂酸碱比例（A）、泡腾崩解剂添加量（B）和甜菊糖苷添加量（C）的拟合方程：Y=7.37+6.15A-2.93B+1.10C-4.13AB-11.83AC+1.14BC-17.60A2*-3.86B2*-2.17C2*。对该模型进行方差分析，结果见表10。

由表10可知：模型F=7.09，P=0.008 6＜0.01，表明该回归模型差异极显著，失拟项F=5.06，P=0.075＞0.05，失拟项不显著，R2*=0.901 1，表明该模型拟合程度好，三元二次回归方程适合用于检验结果。由方差分析中的F值及P值可知，3个因素对野菊花泡腾片综合评分的影响顺序为泡腾崩解剂酸碱比例（A）＞泡腾崩解剂添加量（B）＞甜菊糖苷添加量（C）。根据方差分析表明：影响极显著（P＜0.01）的有一次项A和B；影响显著（P＜0.05）的有二次项A2*、交叉项AC；影响不显著（P＞0.05）的有一次项C、二次项B2*和C2*、交叉项AB和BC。舍去不显著项可得到优化模型方程：Y=7.37+6.15A-2.93B-11.83AC-17.60A2*。综上分析，该响应面模型准确有效，可靠性好，可用于野菊花泡腾片制备工艺的预测。

表10 回归模型的显著性检验及方差分析

2.2.3 交互效应分析

运用Design Expert 8.0.6软件绘制出不同因素对于综合评分的三维曲线图及等高线图，以获得三个因素的交互作用对综合评分的影响。结果表明，交叉项AC之间的交互作用对综合评分的影响显著，与方差分析的结论一致，结果见图1。

图1 交互效应图

2.2.4 确定最佳工艺条件与结果验证

运用Design Expert 8.0.6软件分析得到野菊花泡腾片的最佳配方：泡腾崩解剂酸碱比例（即酒石酸-碳酸氢钠质量比）1∶2，泡腾崩解剂添加量25%，甜菊糖苷添加量5%。为检验所得制备工艺的可行性，按最佳处方制备三批产品用以试验验证。结果显示野菊花泡腾片的综合评分平均值为8.328分，结果与预测值8.464分接近，且各项质量评价指标均符合《中国药典》要求。结果表明，采用响应面法优化的野菊花泡腾片的最佳处方有较高的可靠性和可行性。

3 结论

研究经响应面试验优化获得野菊花泡腾片最佳处方组成：野菊花提取物10%，微晶纤维素59%，酒石酸8.33%，碳酸氢钠16.67%，甜菊糖苷5%，PEG6000 1%。在该条件下，野菊花泡腾片的综合评分平均值为8.328分，与预测值8.464分基本相符，说明响应面法优化的野菊花泡腾片的处方工艺准确可靠。制得野菊花泡腾片均符合药典标准，该制备工艺操作简单，质量可控，可为后续野菊花泡腾片的研究开发提供重要参考依据。

野菊花为药食同源，将其制成泡腾片既丰富野菊花制剂种类，又方便使用，具有广阔的发展前景。后期可对野菊花泡腾片的药效、质量标准等开展进一步的研究。