Оценка на ефектите на различни процеси на сушене и ексципиенти върху хигроскопичността на Scutellariae Radix и екстракти от Coptidis Rhizoma въз основа на спектър на физически пръстови отпечатъци Ⅱ
Sep 02, 2024
Фиг. 3 Диаграма на разпределение на натоварването при анализ на PCA модел
Фиг. 4 Таблица с резултати от анализа на PCA модела
2.2.6 PLS чифт прах H
12-те параметъра на физическото свойство бяха стандартизирани и използвани като независими променливи, а H на праха беше използван като зависима променлива за анализ на PLS модела. Значението на променливата за проекцията (VIP) на прахообразните свойства на прахообразния екстракт върху неговата хигроскопичност е показано на Фигура 5. Ако стойността на VIP е по-голяма от 1, независимата променлива има значително влияние върху зависимата променлива. Проучването установи, че обхватът, ширината, SSA, D50, Dc, Da, H и HR имат значително влияние върху H, което отразявастабилност на прахообразния материал. Dc, span и SSA са съответно индексът на натрупване, равномерност и морфология на повърхността. Следователно, в процес на производство,хигроскопичност на екстракта на прахможе да се подобри чрез индикатори за параметри катостабилност, еднородност и повърхностна морфология на прахообразния материал.
Кликнете за повече подробности
2.3 Изследване на влиянието на ексципиентите върху хигроскопичността на екстракта на прах
Химическият състав на праха от екстракт от традиционната китайска медицина е сложен, съдържа много силно хигроскопични съставки като захар и нишесте. Той е силно вискозен и лесно абсорбира влагата, което затруднява последващия процес на формоване на подготовка. Може да се извлече чрез оптимизиране на процеса на сушене. Рафинирането премахва неефективните хигроскопични съставки и добавя влагоустойчиви спомагателни материали за намаляване на хигроскопичността. Експериментът избра 5 обичайни ексципиента в твърди препарати като лактоза, -циклодекстрин, декстрин, микрокристална целулоза и прежелатинизирано нишесте и смила и смесва екстракта на прах и ексципиентите в съотношение 1:1 за приготвяне на смес от фармацевтични ексципиенти. А методът на „наименование на традиционната китайска медицина – метод на сушене – тип ексципиенти“ беше използван за кодиране, за да се проучи въздействието му върху хигроскопичността.
2.3.1 Конструиране на динамична двуизмерна технология за характеризиране на хигроскопичност
Времето се използва като независима променлива за характеризиране на динамичния процес на абсорбция на влага на CMEs при нормална температура и налягане, а след това кривата скорост на абсорбция на влага – време се монтира с математически модел за извличане на параметри, представящи характеристиките на кривата. От количеството абсорбция на влага и скоростта на абсорбция на влага 2 Две перспективи едновременно описват динамичния процес на абсорбция на влага, образувайки двуизмерна класификационна система [17]. Изследванията показват, че CME отговарят на двойно-експоненциалния модел и кинетичния модел от първи ред [18]. Кинетичният модел от първи ред беше избран за напасване на експеримента, за да се получи равновесната скорост на абсорбция на влага (F∞), полуравновесното време на абсорбция на влага (t1/2) и кинетични константи от първи ред. (k) и началната скорост на абсорбция на влага (K 0), изчерпателно описваща целия динамичен процес на абсорбция на влага. Кинетичният модел от първи ред и разширението на Тейлър са показани съответно във формули (11) и (12), а връзката между показателите е показана във формули (13) и (14).
Ft＝F∞(1－e−kt) (11)
Ft＝F∞[kt－2!/(kt)2+3!/(kt)
3－…＋(−N)!/(−Kt)(N 12)
K0=F∞k (13)
T1/2＝ln2/k (14)
Сред тях F∞ представлява равновесната степен на абсорбция на влага на CMEs, която отразява общото количество абсорбция на влага. Колкото по-малък е t1/2, толкова по-бързо CME достигат равновесие и също така е индикатор за силата на хигроскопичността. Следователно F∞ и t1/2 се комбинират с двата ъгъла на обща абсорбция на влага и скорост на абсорбция на влага, за да отразяват съвместно силата на хигроскопичност. F∞ и t1/2 се комбинират за изграждане на двумерна координатна система. Съгласно характеристиките на хигроскопичността на CMEs, F∞ е избран =15%, 1/t1/2=0.05 h−1 е координатният център и праховете са разделени на 4 категории според техните хигроскопично поведение: ① Голям равновесен капацитет за абсорбиране на влага и бърза скорост на абсорбиране на влага; ② Голям равновесен капацитет за абсорбиране на влага и бавна скорост на абсорбиране на влага; ③ Капацитетът на балансирана абсорбция на влага е малък и скоростта на абсорбция на влага е бавна; ④Балансираният капацитет за абсорбиране на влага е малък и скоростта на абсорбиране на влага е бърза.
Фиг. 6 Хигроскопични криви на проби от Scutellariae Radix с различни методи на сушене и лекарствена смес
Фиг. 7 Хигроскопични криви на проби от Coptidis Rhizoma с различни методи на сушене и лекарствена смес
2.3.3 Резултати от двумерно характеризиране на хигроскопичност на CMEs и смеси лекарство-ексципиент
Използван е кинетичният модел от първи ред за напасване на хигроскопичните криви на всеки CME и неговите смеси с различни ексципиенти и анализът е извършен съгласно установения двуизмерен метод за характеризиране. Проучването установи, че пробите от трите метода на сушене на измервания екстракт от скутелария на прах принадлежат към втората категория, с голяма равновесна абсорбция на влага и бавна скорост на абсорбция на влага. Повечето от смесите лекарство-ексципиент принадлежат към третата категория, с различни F∞ и t1/2, малка равновесна абсорбция на влага и бавна скорост на абсорбция на влага. Сред тях, равновесната абсорбция на влага на сместа лекарство-ексципиент от пробата от скутелария, изсушена при атмосферно налягане и -циклодекстрин, е най-малка, а степента на абсорбция на влага на сместа лекарство-ексципиент от пробата от скутелария, изсушена под вакуум и -циклодекстрин, е най-малка . След добавяне на ексципиенти, неговата хигроскопичност се подобрява;
Праховете от атмосферно налягане и екстракт от спрей на Coptis chinensis принадлежат към втората категория, а неговите смеси лекарство-помощни вещества принадлежат към третата категория. Сред тях, сместа лекарство-ексципиент от вакуумната проба от Coptis chinensis и лактозата има най-малката равновесна абсорбция на влага, а сместа лекарство-ексципиент от вакуумната проба от Coptis chinensis и -циклодекстрин има най-малката степен на абсорбция на влага. Резултатите са показани на Фигура 8. -циклодекстринът има очевидни предимства при намаляване на равновесната абсорбция на влага от Coptis chinensis и Scutellaria baicalensis и намаляване на тяхната скорост на абсорбция на влага. Поради съществуването на структурата на кухината, спомагателните материали и екстрактът на прах са напълно смлени и смесени и част от екстракта на прах навлиза в кухината, образувайки повърхностно обвити частици, което прави частиците (D50) по-големи, празнината на частиците съотношението (Ie) намалява и SSA с въздух намалява, като по този начин се намалява хигроскопичността на материала. Вторичното определяне на индекса на сместа лекарство-ексципиент също допълнително го потвърждава. Лактозата може значително да намали равновесната абсорбция на влага на прах от екстракт от Coptis chinensis, изсушен във вакуум, което може да се дължи на факта, че самият той няма хигроскопичност. Когато се смила с екстракта на прах, фините частици от спомагателния материал ще се придържат към повърхността на екстракта, намалявайки контактната площ с околната среда и намалявайки равновесната абсорбция на влага.
2.3.3 Резултати от двумерно характеризиране на хигроскопичност на CMEs и смеси лекарство-ексципиент
Използван е кинетичният модел от първи ред за напасване на хигроскопичните криви на всеки CME и неговите смеси с различни ексципиенти и анализът е извършен съгласно установения двуизмерен метод за характеризиране. Проучването установи, че пробите от трите метода на сушене на измервания прах от екстракт от Scutellaria принадлежат към втората категория, с голяма равновесна абсорбция на влага и бавна скорост на абсорбция на влага. Повечето от смесите лекарство-ексципиент принадлежат към третата категория, с различни F∞ и t1/2, малка равновесна абсорбция на влага и бавна скорост на абсорбция на влага. Сред тях, равновесната абсорбция на влага на сместа лекарство-ексципиент от пробата Scutellaria, изсушена при атмосферно налягане и -циклодекстрин, е най-малка, а степента на абсорбция на влага на сместа лекарство-ексципиент от вакуумно изсушената проба Scutellaria и -циклодекстрин е най-малка . След добавяне на ексципиенти, неговата хигроскопичност се подобрява;
Праховете от атмосферно налягане и екстракт от спрей на Coptis chinensis принадлежат към втората категория, а неговите смеси лекарство-помощни вещества принадлежат към третата категория. Сред тях, сместа лекарство-ексципиент от вакуумната проба от Coptis chinensis и лактозата има най-малката равновесна абсорбция на влага, а сместа лекарство-ексципиент от вакуумната проба от Coptis chinensis и -циклодекстрин има най-малката степен на абсорбция на влага. Резултатите са показани на Фигура 8. -циклодекстринът има очевидни предимства при намаляване на равновесната абсорбция на влага от Coptis chinensis и Scutellaria baicalensis и намаляване на тяхната скорост на абсорбция на влага. Поради наличието на кухина структура, ексципиентите и екстрактът на прах са напълно смлени и смесени и част от екстракта на прах навлиза в кухината, образувайки частици с повърхностно покритие, което прави частиците (D50) по-големи, съотношението между частиците ( Т.е.) намалява и SSA с въздух намалява, като по този начин намалява хигроскопичността на материала. Вторичното определяне на индекса на сместа лекарство-ексципиент също допълнително потвърждава това. Лактозата може значително да намали равновесната абсорбция на влага на прах от екстракт от Coptis chinensis, изсушен под вакуум. Може да се дължи на факта, че самият той няма хигроскопичност. Когато се смила съвместно с екстракта на прах, фините частици ексципиент ще се придържат към повърхността на екстракта, намалявайки контактната площ с околната среда и намалявайки равновесната абсорбция на влага.
3 Дискусия
Технологията за подобряване на хигроскопичността на екстрактите от китайска медицина е разделена на модификация на ексципиента и модификация на процеса. Различните методи на сушене принадлежат към модификацията на процеса, а използването на слабо хигроскопични ексципиенти за смесване или съвместно смилане на лекарство-екципиент, покритие на частиците, гранулиране, капсулиране и покритие са модификации на ексципиента [19]. В този експеримент праховете от екстракти, получени чрез различни методи на сушене на Scutellaria baicalensis и Coptis chinensis, бяха използвани като обект на изследване. Физическите пръстови отпечатъци и матриците на сходство на всяка проба бяха установени с 12 физически параметъра, съответстващи на 5 основни индикатора, за да се оценят разликите в ефектите на различните методи на сушене върху праха.
The stacking and stability of the extract powders dried at normal pressure and vacuum were good, which may be because they underwent crushing and sieving after drying. The secondary indicators Da and Dc related to density became larger in the preparation process, which reduced the contact area with the external environment, thereby reducing the moisture absorption and improving its stability. The uniformity and compressibility of the spray-dried extract powder were relatively ideal. The spray drying process atomized the Chinese medicine extract into extremely fine droplets, and at the same time, it was dried at high temperatures instantly. The particle size of the obtained extract powder was small and uniform. The secondary indicators of the compressibility of the extract powder had large porosity and specific surface area, which was conducive to the subsequent granulation, tableting and other preparation processes. At the same time, this also led to obvious moisture absorption of the extract powder and decreased stability. The fluidity indexes were all less than 5, and the secondary index repose angles were all >40 градуса и течливостта беше лоша. Проучванията показват, че размерът на частиците на праха е най-важният фактор при определяне на свойствата на праха. Адсорбцията, разтворимостта, течливостта, еднородността и свиваемостта на прахообразния екстракт от китайска медицина ще се променят съответно [20]. Стойностите на HR и H, представляващи стабилността на трите метода на сушене, са големи, а хигроскопичността е силна. Хигроскопичният механизъм може да е свързан с химичния състав или кристалната трансформация на прахообразния екстракт от китайската медицина [21].
Експериментът установи, че течливостта и стабилността на праха от екстракт от Scutellaria baicalensis са малко по-лоши от тези на Coptis chinensis. Основната разлика между двете е, че абсорбцията на влага от праха от екстракт от Scutellaria baicalensis е по-очевидна по време на процеса на съхранение и тенденцията на агломерация и разтваряне е сериозна. Физическият спектър на пръстови отпечатъци установява, че сходството на пробите от Scutellaria baicalensis, изсушени при нормално налягане, не е високо, докато сходството на вакуумно сушене и сушене чрез пулверизиране е по-високо, докато сходството на пробите на Coptis chinensis, изсушени при нормално налягане, вакуум и сушене чрез пулверизиране, е по-високо. Това може да се дължи на разликите във физичните и химичните свойства на Scutellaria baicalensis и Coptis chinensis. Основните химични компоненти на Scutellaria baicalensis са флавоноиди, терпеноидни съединения и полизахариди. Екстрактът на прах се изсушава и натрошава, което води до прахообразни индикатори като SSA и span lignans. Хигроскопичността на основните компоненти е малко по-добра от тази на Scutellaria baicalensis. Резултатите от индикаторите за вторичен прах D50, IC, Ie и SSA също потвърдиха, че екстрактът на Coptis chinensis на прах е стабилен и еднороден, с малко по-добър влагоустойчив ефект. Процесът на подготовка не разруши структурната стабилност и физическите отпечатъци на всеки процес бяха много сходни [22]. Хигроскопичността на CME и смесите лекарство-ексципиент се характеризира съгласно установения двуизмерен метод за характеризиране. Всеки CME и смес лекарство-ексципиент се класифицират според неговото хигроскопично поведение. Повечето от екстрактите на прах от Scutellaria baicalensis и Coptis chinensis принадлежат към втората категория, с голям равновесен хигроскопичен капацитет и бавна хигроскопична скорост. След добавяне на ексципиенти и смилане и смесване, повечето от смесите лекарство-ексципиент принадлежат към третата категория, с малък равновесен хигроскопичен капацитет и бавна хигроскопична скорост. - циклодекстринът и лактозата имат най-значими ефекти. Добавянето на различни влагоустойчиви ексципиенти би променило контактната площ между частиците на прахообразния екстракт и външната среда в различна степен, намалявайки абсорбцията на вода. Ключовите прахообразни физични свойства на CMEs и смесени прахове с ексципиенти, като размер на частиците, порьозност и специфична повърхност, са ключовите фактори, влияещи върху F∞ и t1/2, и са свързани с динамичните двуизмерни характеристики на параметрите на хигроскопичността [23]. Анализът на PCA модела установи, че приносът към основния компонент 1 е по-голям за IH, HR, H, Da, Dc и размер на частиците D50. Частта за групиране също показа силна корелация помежду си, която беше силно свързана със стабилността, подреждането и еднородността на прахообразния материал. В процеса на производство на твърди препарати, намаляването на равновесната абсорбция на влага от материалите и контролирането на степента на абсорбция на влага са един от ключовете за осигуряване на качеството на препаратите. Специфични ексципиенти могат да бъдат проверени според класификацията на поведението на абсорбция на влага, за да се предотврати ефективно явлението абсорбция на влага на препарати от традиционната китайска медицина.
Референции
[1] Wang Yajie, Jia Ailing, Tang Chengcheng и др. Проучване на ефекта на влагоустойчивите ексципиенти и тяхната технология на включване върху хигроскопичността на екстракт от Scutellaria baicalensis [J]. Вестник за традиционна китайска медицина, 2018, 29(8): 1874-1876.
[2] Ян Ин, Фън И, Сю Дешенг и др. Проучване на връзката между процеса на сушене и физичните свойства на екстракти от китайска медицина [J]. Китайски вестник по фармация, 2008, 43(17): 1295-1299.
[3] Wang Guangfa, Liang Xinli, Liao Zhenggen и др. Ефект на метода на сушене върху прахообразните свойства на екстракти от китайска медицина [J]. Китайска патентна медицина, 2010, 32(11): 1932-1935.
[4] Li Yuanhui, Wu Zhenfeng, Yang Ming и др. Статут на изследване на ефекта от процеса на приготвяне върху физичните свойства на екстракти от китайска медицина [J]. Китайски вестник на фармацевтичната индустрия, 2016, 47 (9): 1143-1150.
[5] Zhan Juanjuan, Wu Zhenfeng, Shang Yue и др. Анализ на текущото състояние и съществуващите проблеми на технологията за сушене на екстракти от китайски билкови лекарства [J]. Китайска билкова медицина, 2017, 48 (12): 2365-2370.
[6] Liu Zhigang, Li Xueling, Li Shasha и др. Ефекти на обичайните фармацевтични ексципиенти върху хигроскопичността на общите флавоноиди на Ilex pubescens [J]. Китайски вестник за експериментална традиционна китайска медицина, 2014, 20 (1): 24-27.
[7] Сун Даокай, Фан Ицин. Корелация между повърхностните характеристики и хигроскопичността на прах от екстракт от Achyranthes bidentata с различни ексципиенти [J]. Китайска патентна медицина, 2018, 40 (2): 326-330.
[8] Yang Jing, Wang Louqun, Xu Tianyang и др. Ефекти на видовете влагоустойчиви ексципиенти и техните методи за добавяне върху хигроскопичността на екстракта от женшен [J]. Китайска патентна медицина, 2020 г., 42 (12): 3259-3263.
[9] Huang Yupu, Wu Dazhang, Tang Yumei и др. Оптимизиране на метода на сушене за съставен прах от екстракт от scutellaria baicalensis [J]. Китайска фармация, 2022, 33(22): 2748-2752.
[10] Wang Yu, Li Xi, Feng Jianan и др. Оценка на процеса на сушене на прах от екстракт от супозитории за хемороиди Bingpeng чрез многоиндексно определяне и физически спектър на пръстови отпечатъци [J]. Китайска патентна медицина, 2022 г., 44 (11): 3632-3635.
[11] Luo Zheng, Deng Wen, Zhang Qianliang и др. Оптимизиране на процеса на приготвяне на прах със счупени стени на Angelica sinensis и оценка на физически спектър от пръстови отпечатъци [J]. Китайска билкова медицина, 2019, 50 (24): 5980-5987.
[12] Wang Shenghua, Qin Chunjuan, An Shuangfeng и др. Проучване на връзката между разтворимостта и физичните свойства на гранули от китайска медицина, приготвени чрез водна екстракция и сухо гранулиране [J]. Китайска билкова медицина, 2023, 54(5): 1439-1448.
[13] Китайска фармакопея [S]. Част IV. 2020: 485.[14] Европейска фармакопея. Монографии на дозирани форми [S]. 2013: 346-348.
[15] Zhang Yuhao, Wang Yawen, Su Junhui и др. Напредък на изследванията на физически пръстов отпечатък на прах от китайска медицина [J]. Journal of Analysis and Testing, 2021, 40(1): 139-148.
