小儿消积止咳颗粒制粒方式变更研究

Study on the change of granulation mode of Xiaoer Xiaoji Zhike granule

摘要

通过对小儿消积止咳颗粒浸膏干燥条件、辅料种类、制粒条件的筛选，优选出干法制粒的最佳条件.通过Box - Behnken优选出小儿消积止咳颗粒浸膏的干燥条件，采用指纹图谱对比来保证浸膏干燥前后药效物质基础的一致性.以溶化性、成型性、吸湿率、流动性为考察指标筛选辅料种类及用量，最后通过Box - Behnken筛选最佳成型工艺.干燥条件为履带速度100 mm/min、干燥温度82 ℃、上料速度1.9 L/h.原辅料配比为干粉∶麦芽糊精∶三氯蔗糖∶硬脂酸镁 = （1.28～1.30）∶（0.70～0.72）∶0.1‰∶1‰.制粒工艺为压片频率3 r/min，送料频率6 Hz，滚轮压力4 MPa.成型工艺稳定可行，为车间大生产提供数据支持、制剂的工艺变更提供理论支持.

Abstract

By screening the drying conditions， excipient types， and granulation parameters of Xiaoer Xiaoji Zhike Granules， the optimal conditions for dry granulation were determined. The Box - Behnken design was employed to optimize the drying conditions for the granule extract， and fingerprint analysis was used to ensure the consistency of pharmacologically active components before and after drying. The excipient type and dosage were selected based on evaluation indicators such as solubility， formability， hygroscopicity， and flowability. Finally， the optimal granulation process was determined using the Box - Behnken design. The optimal drying conditions were a conveyor speed of 100 mm/min， drying temperature of 82 ℃， and feeding speed of 1.9 L/h. The ratio of raw material to excipients was dry powder∶maltodextrin∶sucralose∶magnesium stearate = （1.28 ~ 1.30）∶（0.70 ~ 0.72）∶0.1‰∶1‰. The granulation parameters were a tableting frequency of 3 r/min， feeding frequency of 6 Hz， and roller pressure of 4 MPa. The granulation process is stable and feasible， providing data support for large - scale production and theoretical support for process modifications in pharmaceutical preparation.

Graphical abstract

关键词

小儿消积止咳颗粒 / Box - Behnken设计 / 干法制粒 / 指纹图谱 / 质量分数测定

Key words

Xiaoer Xiaoji Zhike Granules / Box - Behnken design / dry granulation / fingerprint / quality content determination

小儿消积止咳口服液收载于《中国药典》2020年版第一部，小儿消积止咳颗粒由其口服液变更而来，由炒山楂、槟榔、枳实等中药组成，具有清热肃肺，消积止咳之功效.临床上常用于小儿饮食积滞、痰热蕴肺所致的咳嗽、夜间加重、喉间痰鸣、腹胀、口臭^［1］，是鲁南厚普有限公司生产的独家品种.

本品制粒方式原为湿法制粒，但由于湿法制粒需要采用浸膏以及辅料制软材，制粒，对湿颗粒进行干燥，工序繁琐，工时较长，且辅料用量较大，生产效率不高，中间体存放易受到污染.因此，本文以期通过将干法制粒代替湿法制粒的方式来解决此问题.

干法制粒相比于湿法制粒的优点是不需要水及其他有机溶剂，且干法制粒过程环保、无废气排放、能减少环境污染，省去制软材和颗粒干燥工序.且辅料用量少、工艺简便、生产效率较高、节省能源、可有效降低生产成本^［2］.此外，干法制粒的中间体更易贮存和运输，同时还降低被细菌污染的可能性.故本文采用Box - Behnken设计、指纹图谱、质量分数测定的方法对浸膏干燥、辅料筛选、制剂成型部分进行相应研究，为制粒方式变更奠定基础，也为院内制剂的剂型变更，已上市中药制剂方式变更提供参考.

1 仪器与供试药品

1.1 仪器

GL1 - 25系列干法制粒机（江苏张家港市开创机械制造有限公司）；DHG - 9240A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏仪器设备有限公司）；万分之一Mettler - Toledo电子天平（型号：XSR204/A）；十万分之一Mettler - Toledo电子天平（型号：XS105Du）；标准分样筛（浙江上虞市道墟仪器筛具厂）；真空带式干燥机（温州市金榜轻工业机械有限公司）；多功能提取罐（JB - C - 19 - 0595，温州市金榜轻工业机械有限公司）；Agilent 1100高效液相色谱仪，VWD检测器；恒温恒湿箱KBF720（德国Binder）；智能粉体特性测试仪BT - 1001（丹东百特仪器有限公司）.

1.2 供试药品

预胶化淀粉（山东聊城阿华制药股份有限公司，批号：20200714）；糊精（山东聊城阿华制药股份有限公司，批号：20200414）；乳糖（USA，批号：B590000365）；糊精（潍坊盛泰药业有限公司，批号：202002012）；麦芽糊精（长岭吉隆生物药业有限公司，批号：130201001）；乳糖（荷兰戴维林，批号：103ZM39）；硬脂酸镁（山东聊城阿华制药股份有限公司，批号：20200601）；三氯蔗糖（江苏阿尔法高科药业有限公司，批号：20210301）；甲醇为色谱纯（默克；批号：I1097707024）；柚皮苷对照品（中国食品药品检定研究院；批号：110727 - 201809；纯度：91.7%）；水为重蒸馏水（实验室自制）；Agilent ZORBAX SB C₁₈色谱柱（4.6 mm × 250 mm，5 µm）；

2 实验方法

2.1 指纹图谱色谱方法

2.1.1 色谱条件

参照文献［3］的方法，采用Kromasil 100 - 5 - C₁₈（4.6 mm × 250 mm，5 μm）色谱柱，乙腈（A） - 体积分数0.1%的磷酸溶液（B）为流动相，梯度洗脱（0～40 min，体积分数2%（A）→体积分数30%的（A）；40～50 min，体积分数30%的（A）→体积分数40%的（A）；50～51 min，体积分数40%的（A）→ 体积分数2%的（A）；51～60 min，体积分数2%的（A），进样量10 μL，柱温30 ℃，检测波长203 nm.

2.1.2 供试品溶液的制备

精密称定浸膏样品及干粉样品（干粉按浸膏折干率折算）适量，分别置于具塞锥形瓶中.加入为80%的甲醇50 mL.经250 W/40 kHz超声处理30 min后，冷却至室温，滤纸滤过，涡旋振荡混匀后，滤液转入容量瓶，80%的甲醇定容至刻度，过0.22 μm微孔滤膜，取滤液作为供试品溶液.

2.1.3 精密度试验

取供试品，按“2.1.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1.1”项下色谱条件连续进样６次，记录色谱图.

2.1.4 稳定性试验

取供试品，按“2.1.2”项下方法制备供试品溶液，分别于0、3、6、9、12、18和24 h，按“2.1.1”项下色谱条件测定，记录色谱图.

2.1.5 重复性试验

取供试品，按“2.1.2”项下方法制备６份供试品溶液，按“2.1.1”项下色谱条件测定，记录色谱图.

2.2 质量分数测定色谱方法

2.2.1 色谱条件

Agilent ZORBAX SB C₁₈色谱柱（4.6 mm × 250 mm，5 µm）；流动相为体积分数35%的甲醇水溶液；检测波长为283 nm；流速0.8 mL/min；柱温为40 ℃.

2.2.2 供试品溶液的制备

制备方法同“2.1.2供试品溶液的制备”.

2.2.3 对照品溶液的制备

精密称取柚皮苷对照品，加甲醇配制成质量浓度为0.501 mg/mL的溶液，摇匀备用.

2.2.4 专属性试验

取“2.2.3”项下对照品溶液、“2.2.2”项下供试品溶液，按照“2.2.1”项下色谱条件分别进样，记录色谱图.

2.2.5 线性关系考察

精密量取“2.2.3”项下对照品溶液，分别精密量取1、2、3、4和5 mL，置于25 mL容量瓶中，以体积分数50%的甲醇水稀释至刻度，充分摇匀后进样，按照“2.2.1”项下色谱条件分别进样，测定峰面积.以对照品进样为横坐标，测得的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线.所得回归方程为Y = 1.901 2 × 10⁸X －3 .329 5 × 10⁴，相关系数R = 1.000 0，表明柚皮苷进样质量浓度在0.020 0～0.100 2 mg/mL范围内具有良好的线性关系.

2.2.6 精密度试验

取供试品，按“2.2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.2.1”项下色谱条件连续进样６次，记录色谱图.

2.2.7 稳定性试验

取同一供试品溶液，分别于配制后0、2、4、6、8 h，按照“2.2.1”项下色谱条件分别进样，记录色谱图.

2.2.8 重复性试验

取供试品6份，按照“2.2.2”项下规定的方法制备供试品溶液，按照“2.2.1”项下色谱条件分别进样，并进行独立测定.

2.2.9 回收率试验

精密量取“2.2.3”项下的对照品溶液，分别精密吸取6份各2 mL，置于锥形瓶中，挥干溶剂后，精密称取样品6份，每份0.15 g，按照“2.2.2”项下的方法制备供试品溶液，并按照“2.2.1”项下色谱条件分别进样，测定.

2.3 浸膏干燥条件筛选

2.3.1 Box - Behnken实验

以履带速度、干燥温度、上料速度为自变量，干粉水质量分数为因变量，设计Box - Behnken实验，筛选出最佳的带式干燥条件.

2.3.2 指纹图谱比对及质量分数测定

参照文献［3］的方法，将指纹图谱比对及指标性成分的质量分数测定，作为衡量药效物质基础的指标.

2.3.3 水质量分数测定

参照文献［1］的方法，将具塞玻璃称量瓶烘至恒重，加入3 g左右待测物，105 ℃下烘至恒重，计算水质量分数.

2.4 辅料筛选

2.4.1 成型率、溶化性测定

参照文献［1］的方法，按下述方法操作测定成型率和溶化性.将颗粒依次通过1号和5号筛，收集能通过1号筛但不能通过5号筛的颗粒，称定重量按照公式（1）计算成型率.

成型率 = 通过1号筛但不能通过5号筛的颗粒质量/颗粒总质量 × 100%.（1）

取一袋小儿消积止咳颗粒，加热水200 mL，搅拌5 min，立即观察颗粒的溶化情况，颗粒应全部溶化或轻微浑浊，记录样品的溶化性.

2.4.2 流动性测定

参照文献［4 - 5］的方法，根据粉体粒度测定仪操作规程，测定颗粒的休止角，确定颗粒的流动性是否适合大生产.

2.4.3 水质量分数测定

参照文献［1］的方法，将具塞玻璃称量瓶置于烘箱中，于105 ℃烘干至恒重，加入约3 g待测样品，再次置于105 ℃烘干至恒重，计算样品的水质量分数.

2.4.4 吸湿曲线及临界相对湿度的测定

参照文献［6 - 9］的方法，将不同湿度的饱和盐溶液在25 ℃条件下恒温平衡24 h.取具塞玻璃称量瓶，敞口置于已平衡的不同湿度饱和盐溶液中，继续平衡24 h.将由不同辅料制备的颗粒样品烘干至恒重备用.随后，对饱和平衡后的具塞玻璃称量瓶进行精确称重，加入已恒重的颗粒样品后敞口放置于对应湿度的饱和盐溶液环境中.分别于0、1、2、4、6、8、10、24、36、48、60和72 h等不同时间点测量吸湿后的重量变化，并计算吸湿率，绘制吸湿曲线直至达到吸湿平衡状态.以湿度为横坐标，吸湿率为纵坐标绘制曲线图.通过选取正数第2个数据点和倒数第2个数据点作为基准点绘制切线，2条切线交点的横坐标即为临界相对湿度.

2.4.5 辅料配比及矫味剂筛选

因中药复方制剂本身不易成型且具有特殊的气味，为改善中药复方制剂的成型性及特殊气味，故对成型辅料及矫味剂做了筛选.

2.5 干法制粒条件筛选

选择滚轮压力、压片频率、送料频率作为自变量，一次出粒率为因变量，设计Box - Behnken实验，筛选出最佳的制粒工艺.

3 结果

3.1 指纹图谱色谱结果

3.1.1 精密度试验

计算得到各共有峰相对保留时间相对标准偏差（RSD）均小于0.1%，相对峰面积RSD均小于2.8%，表明所用仪器精密度良好.

3.1.2 稳定性试验

结果各共有峰相对保留时间RSD均小于0.1%，相对峰面积RSD均小于2.4%，表明供试品溶液在24 h内基本稳定.

3.1.3 重复性试验

结果各共有峰相对保留时间RSD均小于0.1%，相对峰面积RSD均小于2.2%，表明建立方法的重复性良好.

3.2 质量分数测定色谱方法

3.2.1 专属性试验

结果色谱峰分离良好，该方法专属性良好.

3.2.2 线性关系考察

所得回归方程为Y = 1.901 2 × 10⁸X － 3.329 5 × 10⁴，相关系数R = 1.000 0，表明柚皮苷进样质量浓度在0.020 0～0.100 2 mg/mL范围内具有良好的线性关系

3.2.3 精密度试验

峰面积RSD为0.455%，表明仪器精密度良好.

3.2.4 稳定性试验

峰面积RSD为0.812%，结果表明供试品溶液在8 h内稳定.

3.2.5 重复性试验

根据测定结果计算其质量分数，所得平均值为29.982 0 mg/g，RSD为1.007%.

3.2.6 回收率试验

结果表明，柚皮苷的平均回收率为99.29%，RSD为1.155%.

3.3 浸膏干燥条件筛选结果

3.3.1 Box - Behnken实验设计及结果

通过查阅文献［10 - 13］，选择履带速度、干燥温度、上料速度作为自变量，以水质量分数为因变量，采用Design Expert 8.0.6.1软件中Box - Behnken试验的3因素3水平设计法，共设定17组试验点，因素水平见表、试验设计及结果见表1～3及图1.通过单因素考察，确定设计因素水平范围为，履带速度（A）80～120 mm/min；干燥温度（B）80～90 ℃；上料速度（C）1～3 L/h.优选出真空带式干燥机干燥浸膏的最佳干燥条件，为后续工作奠定基础.

采用Design Expert 8.0.6.1统计软件对回归模型进行数据分析，干粉的水质量分数受温度等影响具有显著性差异，由表2可看出，水分实际值与预测值很接近，模型适用性较高.由表3可看出，模型的F值为452.12，P < 0.01意味着该模型是显著的.失拟项为3.45，P > 0.05，不显著，表明该方程对实验拟合情况好，该方程可用于对真空带式干燥机最佳条件进行预测.信噪比为69.137，表明该模型可用.变异系数为1.53%，表明该实验有较好的可靠性.综上所述，拟合得到的模型能很好地解释响应值的变化，可以利用此回归方程模型来预测真空带式干燥机干燥浸膏的最佳工艺.

回归方程：水分 = 47.37125 - 3.2687 × 10^-1 × A - 7.6425 × 10^-1 × B + 6.183 75 × C - 2.475 × 10^-3 × AB - 4.125 × 10^-3 × AC - 6.1 × 10^-2 × BC + 3.1 × 10^-3 × A² + 6.1 × 10^-3 × B² - 2.5 × 10^-3 × C².

3.3.2 指纹图谱比对及质量分数测定结果

图2为浸膏干燥前后指纹图谱、相似度大于0.95，图3为浸膏和干粉中指标性成分柚皮苷质量分数图，质量分数分别为34.495 0和33.027 9 mg/g，指标性成分柚皮苷质量分数基本无影响，二者表明干燥前后物质基础不变，筛选工艺可用于浸膏的干燥.

根据回归方程，得到最佳真空带式干燥机条件履带速度为99.05 mm/min、干燥温度为81.75 ℃、上料速度为1.88 L/h.考虑到实际操作的可行性，设定履带速度为100 mm/min、干燥温度为82 ℃、上料速度为1.9 L/h.连续三批中试生产，在上述条件下进行验证，干粉水分分别为4.86%、5.01%、4.92%，与预测值4.86%接近，表明该工艺稳定可行.

3批验证批浸膏和干粉指纹图谱相似度大于0.95，且浸膏和干粉中柚皮苷质量分数分别为35.087 9、34.029 8、34.935和32.516 2、32.895、32.621 3 mg/g，质量分数测定结果基本一致，结果见图4～5，表明此干燥条件可用于小儿消积止咳颗粒的浸膏干燥.

3.4 小儿消积止咳颗粒制成型工艺筛选结果

3.4.1 颗粒成型率及溶化性筛选结果

由表4可知，麦芽糊精、糊精、可溶性淀粉成型性高、溶化性好，口感较好，本试验选择这3种辅料进行接下来的考察.

3.4.2 颗粒流动性测定结果

根据表5结果可知，糊精颗粒、麦芽糊精颗粒和可溶性淀粉颗粒3者的休止角（α）相差不大，且都小于40°，都具有较好的流动性，符合大生产要求.

3.4.3 颗粒水质量分数测定结果

由表6可知，辅料的加入对制剂的水质量分数均有所降低，均符合规定，其中麦芽糊精的效果最好.

3.4.4 不同辅料制得颗粒的吸湿曲线及临界相对湿度结果

由图6可知其中麦芽糊精为辅料的制剂吸湿率最低.图7测定干粉颗粒、不加辅料颗粒、糊精颗粒、可溶性淀粉颗粒、麦芽糊精颗粒临界相对湿度分别为62.72%、63.37%、63.70%、64.12%和64.77%，各个辅料对干粉的临界相对湿度均有提升，其中麦芽糊精对干粉的临界相对湿度的提升最好.从成型性、溶化性、流动性和吸湿性的结果分析，选择麦芽糊精为辅料制剂效果最好.

3.4.5 辅料配比及矫味剂筛选结果

在干法制粒过程中，水提干粉因含有单糖、多糖等粘性成分，导致物料流动性不佳，易出现粘轮现象，从而影响制粒效率及颗粒质量^［14］.为解决这一问题，通过添加润滑剂进行优化，选用常用的硬脂酸镁作为润滑剂，并经考察确定其用量为1‰.此外，由于处方口感欠佳，可能降低患者的用药依从性，因此对矫味剂进行了筛选与用量优化，最终选定三氯蔗糖作为矫味剂，并确定其用量为0.1‰.

3.5 干法制粒Box - Behnken实验设计及结果

选择滚轮压力、压片频率、送料频率作为自变量，一次制粒出粒率为因变量.采用Design Expert 8.0.6.1软件Box - Behnken试验的3因素3水平设计法，共设定17组试验点.通过对压片频率、送料频率、滚轮压力进行单因素考察，确定设计因素水平范围为，压片频率（A）2～4 r/min；送料频率（B）4～8 Hz；滚轮压力（C）3～5 MPa，以颗粒的一次成型率作为指标，优选出干法制粒的最佳工艺.试验设计及结果见表7～9和图8.

采用Design Expert 8.0.6.1统计软件对回归模型进行数据分析，由表8～9可看出，该模型适用性较高，模型P < 0.01、失拟项P > 0.05，表明该模型显著、误差小、方程对实验拟合情况好.信噪比为17.529，表明该模型可靠性较好，可用于对制粒最佳条件进行预测.

回归方程：一次出粒率 = -255.83 + 53.53 × A + 29.28 × B + 83.58 × C + 0.40 × AB + 0.56 × AC + 0.23 × BC - 9.99 × A² - 2.70 × B^２ - 11.13 × C².

最佳制粒工艺：压片频率为2.90 r/min、送料频率5.79 Hz、滚轮压力3.89 MPa.考虑到实际操作的可行性，设定压片频率为3 r/min、送料频率为6 Hz、滚轮压力为4 MPa.取3批中试小儿消积止咳颗粒按干粉∶麦芽糊精∶三氯蔗糖∶硬脂酸镁 = （1.28～1.3）∶（0.7～0.72）∶0.1‰∶1‰的比例混合后，按上述条件下进行验证，一次出粒率为分别为67.21%、67.85%、69.36%，与预测值68.99%接近，表明该工艺稳定可行.

4 讨论与结语

根据国家药品监督管理局发布的相关文件^［15-16］，本文针对小儿消积止咳颗粒制粒方式的变更开展了以下研究.由于中药组方具有多成分、多靶点的特点，仅以某种单一成分的质量分数作为检测指标难以全面反映药品质量.因此，本文在对关键指标性成分的质量分数进行检测的基础上，引入了指纹图谱技术，实现了从整体到局部的全方位质量控制，从而考察带式干燥工艺对药效物质基础的影响，确保药品的安全性、有效性和质量可控性.然而，由于中药组方的复杂性，尽管指纹图谱技术相较于单一指标成分检测方法具有显著优势，但仍只能反映特定波长范围内的一类物质，无法涵盖整个组方的所有成分.为进一步推动中药现代化发展，未来可探索对药效物质基础进行分类研究、检测与控制，或开发更加全面的药品质量评价新方法，以进一步提升药品质量与安全性.

应《中国药典》四部的要求，本文对变更后的辅料进行了筛选，包括对颗粒的流动性、吸湿性、成型性等关键指标的系统研究，以实现对辅料的全面评估.为进一步探讨辅料对颗粒剂性能的影响，可深入研究辅料的水质量分数、自身结构等内在因素，并可通过颗粒剂包衣技术解决颗粒剂流动性差、吸湿性强等问题.综上所述，在药品变更过程中，应充分考虑变更的必要性、科学性与合理性，并对变更可能带来的影响进行全面研究与评估.

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基金资助

山东省重点研发计划（重大科技创新工程）(2021CXGC010508)

山东省新旧动能转换重大产业攻关项目(鲁动能办［2021］23号)