基于软材特征物理性质、制备工艺及成型质量相关规律的中药丸剂设计原理研究

As the traditional dosage form of Chinese medicine, Pill has many advantages, but it lacks basic theory of prescription and process optimization. Study on the Expert System of Chinese medicine pill has not been published, the research and production of pill is more dependent on empirical models. The evaluating method of the physical properties of wetting mass has been built and the breakthrough progress of the study on the characteristic physical properties has been gained in our early research. On the basis of further research of the characteristic physical properties of wetting mass, this subject will focus on the correlation of pill formability, preparation process and the characteristic physical properties of wetting mass. Then the correlation of the characteristic physical properties of wetting mass and the physical properties of raw material will be also studied. Finally , taking the characteristic physical properties of the wetting mass as the core , the foundation database and the related rule of pill design for Chinese medicine will be established. The research will fill the blank of the pill design theory of Chinese medicine and lay a foundation for the research of the Expert System and the standard, digital production of Chinese medicine pill. The research thinking will provide a new research mode for other dosage forms of Chinese medicine.

丸剂作为中医用药的传统剂型，具有诸多优势，但缺乏系统的处方、工艺优化的基础理论，更未有中药丸剂专家系统的研究报道，其制剂成型研究和生产更多依赖于经验模式。课题组前期研究采用物性测定仪对中药丸剂软材的物理性质进行了系统的表征，并用主成分分析法或逐步判别法分别探索了与挤出滚圆法及挤出搓圆法制备丸剂成型质量密切相关的关键参数即软材的特征物理性质，已获得了突破性进展。本课题在完善软材的特征物理性质研究的基础上，采用析因设计及神经网络模型，研究丸剂成型质量与制剂工艺、软材特征物理性质的相关性，同时研究软材的特征物理性质与制剂原料、辅料物理性质的相关性；最终建立以软材特征物理性质为核心的中药丸剂设计的基础数据库及相关规律。该研究内容填补了中药丸剂剂型设计理论的空白，并为中药丸剂专家系统研究及丸剂的标准化、数字化生产奠定基础；其研究思路为中药制剂其它剂型的处方、工艺设计提供了新的研究模式。

本课题引入物性测试仪，表征软材的物理性质，并考察了中药、西药、不同辅料、不同载药量、不同加水量下的软材物理性质及挤出滚圆/搓圆结果，探索挤出滚圆/搓圆法制备丸剂的成型规律，并根据此规律探索丸剂的成型机理。.1、量化了丸剂软材的表征方法。采用TA对软材物理性质进行测试，具有较好的准确度、灵敏度和可区分度，能够较好表征制剂软材的Ha、Ad、Sp、Co、Ch和Re等特征物理性质。当执行触发力为1500 g的质构曲线解析法时得到数据的相对标准偏差小于10 %，各特征物理性质随着加水量的增加，其变化趋势与理论结果相符。同种物料在不同加水量时各特征物理性质的RSD 值较小，精密度较高，不同物料在相同加水量时各特征物理性质结果有较大差异。.2、筛选了软材特征物理性质，并建立了软材特征物理性质与挤出工艺、滚圆/搓圆工艺及其丸剂质量的相关性。例如在挤出滚圆法中，选用微晶纤维素为成球剂，以 1 种一水乳糖、3 种羟丙基甲基纤维素、19 种包含根、茎、花、果实、种子、全草等用药部位的中药及 2 个中药复方作为模型药物，在不同加水量和不同载药量下，以挤出滚圆法进行软材和微丸的制备。采用主成分分析法、相关性分析法及决策树分类分析法对数据进行分析。实验结果显示，硬度与弹性之比作为一级分类标准，粘附性作为二级分类标准，可将软材挤出状态划分为 4 类，分类正确率为95.54 %。另一方面，硬度与弹性之比作为一级分类标准，咀嚼性作为二级分类标准，回复性作为三级分类标准，可将滚圆后微丸形态分为 5 种，相应的可将软材划分为 5 类，分类正确率为95.83 %。.3、探索了制剂原料物理属性对挤出物物理特性及丸剂成型性的影响。例如在挤出滚圆中，模型药物乳糖的粒径会显著性影响挤出物的Ha、Ad、Sp及Ch等性质，从而影响微丸的得率、圆整度、松密度及微丸的粒径。随着处方中乳糖粒径的增大，挤出物的Ha和Ad显著增大，而Sp、Co、Ch及Re均表现出了先增大后减小的趋势。.本研究建立了以软材特征物理性质为核心的中药丸剂设计的基础数据库及相关规律，结果显示可通过评价软材的特征物理性质预测滚圆/搓圆的成型性，为复杂而昂贵的处方前研究（处方筛选和优化）提供了依据，降低了成本。本课题从软材物理性质方面对滚圆/搓圆法制备丸剂的机理进行了研究，为软材物理改性，制备高载药量中药微丸和丸剂专家系统的建立奠定了基础。