box-behnken响应面设计法优化阴道泡腾片处方组成

box-behnken响应面设计法优化阴道泡腾片处方组成

bohsk试验设计方法是响应面上的一种设计方法，它可以提供多个因素、三个级别的实验设计和分析。该方法使用方便,而且预测实验结果接近实际实验结果,因此被广泛的应用于药学试验研究中。复方酮替泡腾片是我室新近开发研究的阴道用复方泡腾制剂,该制剂的主要成分是酮康唑和替硝唑,用于治疗浅度及深度真菌感染,且局部使用可以避免口服给药可能引起的不良反应。本文通过Box-Behnken试验设计对复方酮替阴道片中的处方组成进行考察和优化,筛选出泡腾片的最佳处方组成并对该制剂进行相关质量标准考察,现报道如下。1仪器、试剂和试剂UV-1700紫外分光光度计(日本岛津公司);ZP-19冲旋转压片机(长沙中南制药机械厂);ZB-1D智能崩解仪(天津天大天发科技有限公司);酮康唑(南京白敬宇制药厂,含量≥99.0%,批号20080408);替硝唑(浙江苏泊尔药业,含量≥99.0%,批号20080710);PEG6000(国药集团化学试剂有限公司);泊洛沙姆188(F68,BASF);其他试剂均为分析纯。2方法和结果2.1标准曲线的绘制采用紫外双波长等吸收法对制剂中酮康唑和替硝唑进行测定,操作如下。精密称量酮康唑和替硝唑对照品适量(约100mg),用0.1mol·L-1盐酸溶液分别溶解并定容于100mL量瓶中,摇匀,得酮康唑和替硝唑储备液。精密吸取酮康唑和替硝唑储备液适量,用0.1mol·L-1盐酸溶液适当稀释后制成质量浓度约为20mg·L-1的酮康唑标准液(1)和替硝唑标准液(2),以及含有酮康唑和替硝唑药物的混合标准溶液(3)。以0.1mol·L-1盐酸溶液为空白对照,在200~400nm波长范围内对标准溶液(1)、(2)、(3)扫描,得到酮康唑和替硝唑及混合溶液的紫外吸收光谱,见图1。如图1所示,替硝唑标准液在317nm处具有最大紫外吸收,在此波长下,酮康唑几乎无吸收,对替硝唑测定无干扰,因此选用317nm作为替硝唑的测定波长。酮康唑在221nm处具有较大紫外吸收,而替硝唑在221nm和352nm处具有等吸收,为排除替硝唑的干扰选择352nm作为参比波长,选择221nm作为酮康唑的测定波长。辅料对测定无干扰。结果表明,混合药物标准液浓度为1~30mg·L-1时,线性关系良好,317nm处测定替硝唑的标准曲线为A=0.029C+0.0168,r=0.9995;221nm处测定酮康唑的标准曲线为A=0.456C-0.0742,r=0.9996;二者高、中、低浓度的平均回收率分别为(99.4±0.9)%和(100.2±0.7)%;测定精密度分别为0.62%和1.03%。结果符合方法学要求,可用于酮康唑和替硝唑相关测定。2.2次多项式拟合模型前期试验对泡腾剂中的相关辅料进行了单因素考察,结果表明泡腾崩解剂中柠檬酸与碳酸氢钠比例,表面活性剂F68和PEG6000用量对片剂的泡腾效果具有显著影响。因此,选择这3个因素作为Box-Behnken试验设计中的考察对象,以泡腾体积(mL)和泡腾维持时间(min)作为评价指标对制剂处方进行优化,设计表及实验结果见表1和表2。根据泡腾体积(mL)和泡腾维持时间(s)作为指标对影响因素进行多元线性和二次多项式数学模型拟合(多元线性拟合模型:Y=a1X1+a2X2+a3X3+d;二次多项式拟合模型:Y=a1X1+a2X2+a3X3+b1X1X2+b2X2X3+b3X1X3+c1X12+c2X22+c3X32+d)。Y1泡腾体积=6.87+1.11A+0.55B+1.66C(R2=0.8787)=5.4+1.11A+0.55B+1.66C+0.15AB+0.13AC+0.10BC+1.09A2+0.96B2+1.34C2(R2=0.9762)Y2泡腾时间=7.21+2.40A+1.91B+3.36C(R2=0.8266)=7.02+2.40A+1.91B+3.36C+2.05AB+0AC-0.92BC-0.13A2+1.3B2-0.87C2(R2=0.9755)根据方程可知,对于Y1(泡腾体积)和Y2(泡腾维持时间),二次多项式的拟合度要好于多元线性模型。回归方程中各变量对指标(响应值)影响的显著性,由F检验来判定,概率P(F>Fα)的值越小则相应变量的显著程度越高。由表4,5可以看出,泡腾剂比例(碳酸氢钠/柠檬酸,A)与F68用量(B)是影响泡腾体积和泡腾维持时间的主要因素,由于柠檬酸是多元有机酸,因此随着泡腾剂摩尔比的升高,泡腾体积显著增大,F68为非离子型表面活性剂,加入到泡腾片中起到稳泡剂的作用,随着加入量的增加,泡沫的维持时间显著延长。二者的回归方程也是高度显著的,相关系数R2=0.9762和0.9755说明响应值(泡腾体积和泡腾维持时间)来源于所选变量,即泡腾剂摩尔比、F68和PEG6000。因此,回归方程可以较好地描述各因素与响应值之间的真实关系,可以利用该回归方程确定最佳处方组成。2.3优化复方酮替阴道泡腾片的处方根据Design-Expert软件绘制不同影响因素对于响应值的三维曲线图,如图2,3所示。根据Box-Behnken响应面试验设计结果,并结合实际泡腾片的生产工艺,优化复方酮替阴道泡腾片的处方组成。优化600mg泡腾片每片处方为:泡腾剂100mg(碳酸氢钠∶柠檬酸=3∶1,摩尔比)F6815mg,PEG600010mg,酮康唑200mg,替硝唑200mg,硬脂酸镁15mg,微晶纤维素60mg。优化后处方理论泡腾体积和泡腾维持时间为8.93mL和10.75min。实际测得值为9.2mL和11.2min。2.4全粉末直接压片工艺原辅料(除硬脂酸镁外)混合过100目筛网2遍,按照处方量称取各种原辅料,加入规定量的硬脂酸镁,调节片重为600mg,采用全粉末直接压片工艺压片。片型为椭圆形异型片,压片压力为50MPa。所得泡腾片表面光洁,完整性好。2.5质量分析2.5.1不同的重量取本品20片,精密称定求出平均片重,并分别称定个片质量,每片质量为(600±22)mg,未发现片重超限,符合规定。2.5.2发泡量的测定取25mL带塞试管10只,加2mL纯化水,于(37±1)℃水浴中10min后取本品置于试管内,观察发泡量。结果均大于6mL,符合规定。2.5.3崩溃方案按照中国药典2005年版相关规定,对本品的崩解时限进行检查,所检片剂均在规定时间内崩解完全,符合规定。2.5.4测定项目及方法取自制复方泡腾片20片,精密称定,粉碎研磨。精密称取适量(约相当于酮康唑200mg,替硝唑200mg)置于100mL量瓶中,加入0.1mol·L-1盐酸溶液适量,超声5min,继续加入0.1mol·L-1盐酸溶液稀释至刻度,摇匀,过滤。精密吸取续滤液2mL,置于100mL量瓶中,加0.1mol·L-1盐酸溶液稀释至刻度,摇匀,分别在221,317,352nm处测定溶液吸光度,按照“2.1”项中方法计算酮康唑和替硝唑含量。测定结果见下表。2.6高温条件下,样品对光敏感试验的影响分别对本品进行了强光照射试验,高温试验和长期留样观察。结果表明随着照射时间的延长,片剂颜色逐渐加深,含量有所下降,说明本品对光敏感。样品在高温条件放置下会产生药物降解,而导致含量降低。样品在室温留样3个月后,样品外观良好,崩解时限和药物含量无明显变化,表明样品在室温条件下储存稳定。3制剂配方的优化Box-Behnken试验设计法对显著影响相应值的因素进行考察,并可以采用多种模型进行拟合,同时可以对具有显著影响的因素进行分析,从而预测出最优结果。本实验采用Box-Behnken设计法对制剂处方中的因素进行考察,预测结果与实际结果相差分别为3.0%和4.2%,表明各指标与理论值能够较好吻合,