Оцінка впливу різних процесів сушіння та допоміжних речовин на гігроскопічність екстрактів Scutellariae Radix і Coptidis Rhizoma на основі фізичного спектру відбитків пальців Ⅱ

Рис. 3 Діаграма дисперсії навантаження аналізу моделі PCA

Рис. 4 Діаграма показників аналізу моделі PCA

2.2.6 PLS пара порошку H

12 параметрів фізичних властивостей були стандартизовані та використані як незалежні змінні, а H порошку використовувався як залежна змінна для аналізу моделі PLS. Важливість змінної для проекції (VIP) порошкоподібних властивостей порошку екстракту на його гігроскопічність показана на малюнку 5. Якщо значення VIP більше 1, незалежна змінна має значний вплив на залежну змінну. Дослідження показало, що розмах, ширина, SSA, D50, Dc, Da, H і HR мають значний вплив на H, що відображаєстійкість порошку матеріалу. Dc, span і SSA відповідно є індексом накопичення, однорідності та морфології поверхні. Таким чином, в процесі виробництва,гігроскопічність порошку екстрактуможна покращити за допомогою індикаторів параметрів, таких якстабільністьоднорідність і морфологія поверхні порошку матеріалу.

Екстракт цистанчі

Натисніть, щоб дізнатися більше

2.3 Дослідження впливу допоміжних речовин на гігроскопічність порошку екстракту

Хімічний склад порошку екстракту традиційної китайської медицини складний, містить багато високогігроскопічних інгредієнтів, таких як цукор і крохмаль. Він має високу в'язкість і легко вбирає вологу, що ускладнює подальший процес підготовки до формування. Його можна видобути шляхом оптимізації процесу сушіння. Рафінування видаляє неефективні гігроскопічні інгредієнти та додає вологостійкі допоміжні матеріали для зменшення гігроскопічності. Експеримент відібрав 5 звичайних допоміжних речовин у твердих препаратах, таких як лактоза, -циклодекстрин, декстрин, мікрокристалічна целюлоза та прежелатинізований крохмаль, а також подрібнив і змішав порошок екстракту та допоміжні речовини у співвідношенні 1:1 для приготування фармацевтичної суміші допоміжних речовин. І метод «назва традиційної китайської медицини-метод сушіння-тип допоміжних речовин» був використаний для кодування для вивчення його впливу на гігроскопічність.

2.3.1 Побудова технології динамічної двовимірної характеристики гігроскопічності

Час використовується як незалежна змінна для характеристики динамічного процесу поглинання вологи CME за нормальної температури та тиску, а потім крива поглинання вологи від часу доповнюється математичною моделлю для отримання параметрів, що представляють характеристики кривої. Від величини поглинання вологи та швидкості поглинання вологи 2 Дві точки зору одночасно описують динамічний процес поглинання вологи, утворюючи двовимірну систему класифікації [17]. Дослідження показують, що CME відповідають двоекспоненціальній моделі та кінетичній моделі першого порядку [18]. Кінетичну модель першого порядку було обрано для підгонки експерименту, щоб отримати рівноважну швидкість поглинання вологи (F∞), напіврівноважний час поглинання вологи (t1/2) і кінетичні константи першого порядку. (k) і початкова швидкість поглинання вологи (K0), що всебічно описує весь динамічний процес поглинання вологи. Кінетична модель першого порядку та розклад Тейлора наведені у формулах (11) та (12) відповідно, а зв’язок між показниками – у формулах (13) та (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)

Серед них F∞ являє собою рівноважну швидкість поглинання вологи CME, яка відображає загальну кількість поглинання вологи. Чим менше t1/2, тим швидше CME досягають рівноваги, і це також є показником сили гігроскопічності. Таким чином, F∞ і t1/2 поєднуються з двома кутами повного поглинання вологи та швидкістю поглинання вологи, щоб разом відобразити силу гігроскопічності. F∞ і t1/2 поєднуються для побудови двовимірної системи координат. За характеристиками гігроскопічності КМЕ вибрано F∞ =15%, 1/t1/2=0.05 h−1 є координатним центром, а порошки поділяються на 4 категорії відповідно до їх гігроскопічна поведінка: ① Велика рівноважна здатність до поглинання вологи та швидка швидкість поглинання вологи; ② Велика рівноважна здатність до поглинання вологи та повільна швидкість поглинання вологи; ③ Балансова здатність поглинання вологи невелика, а швидкість поглинання вологи повільна; ④Баланс поглинання вологи невеликий, а швидкість поглинання вологи висока.

Рис. 6 Гігроскопічні криві зразків Scutellariae Radix при різних методах сушіння та суміші ліків

Рис. 7 Гігроскопічні криві зразків Coptidis Rhizoma з різними методами сушіння та лікарською сумішшю

2.3.3 Результати двовимірної характеристики гігроскопічності CME та сумішей лікарських засобів і допоміжних речовин

Кінетичну модель першого порядку використовували для підгонки гігроскопічних кривих кожного CME та його сумішей з різними допоміжними речовинами, а аналіз проводили відповідно до встановленого методу двовимірної характеристики. Дослідження показало, що зразки трьох методів сушіння порошку екстракту шлемника належали до другої категорії з великим рівноважним поглинанням вологи та повільним рівнем поглинання вологи. Більшість лікарсько-допоміжних сумішей належали до третьої категорії, з різними F∞ і t1/2, малим рівноважним вологопоглинанням і повільною швидкістю вологопоглинання. Серед них рівноважне поглинання вологи сумішшю ліків і допоміжних речовин зразка щитників, висушених при атмосферному тиску, і -циклодекстрину було найменшим, а швидкість поглинання вологи сумішшю ліків і допоміжних речовин зразка щитників, висушених під атмосферним тиском, і -циклодекстрину була найменшою. . Після додавання допоміжних речовин покращилася його гігроскопічність;

Порошок екстракту Coptis chinensis під атмосферним тиском і розпиленням належали до другої категорії, а його суміші ліків і допоміжних речовин належали до третьої категорії. Серед них найменше рівноважне вологопоглинання мала суміш препарат-допоміжна речовина вакуумного зразка Coptis chinensis і лактози, а найменшу швидкість вологопоглинання мала суміш лікарсько-допоміжної речовини вакуумного зразка Coptis chinensis і -циклодекстрину. Результати показані на малюнку 8. Циклодекстрин має очевидні переваги у зниженні рівноважного поглинання вологи Coptis chinensis і Scutellaria baicalensis і знижує швидкість їх поглинання вологи. Через наявність порожнинної структури допоміжні матеріали та порошок екстракту повністю подрібнюються та змішуються, а частина порошку екстракту потрапляє в порожнину, утворюючи частки, загорнуті на поверхню, що робить частинки (D50) більшими, розрив між частинками коефіцієнт (Ie) зменшується, а SSA з повітрям зменшується, тим самим зменшуючи гігроскопічність матеріалу. Вторинне визначення індексу суміші лікарсько-допоміжної речовини також підтверджує це. Лактоза може значно зменшити рівноважне поглинання вологи висушеним у вакуумі порошком екстракту Coptis chinensis, можливо, тому, що він сам по собі не є гігроскопічним. Коли його подрібнюють з порошком екстракту, дрібні частинки допоміжного матеріалу будуть прилипати до поверхні екстракту, зменшуючи площу контакту з навколишнім середовищем і зменшуючи рівноважне поглинання вологи.

2.3.3 Результати двовимірної характеристики гігроскопічності CME та сумішей лікарських засобів і допоміжних речовин

Кінетичну модель першого порядку використовували для підгонки гігроскопічних кривих кожного CME та його сумішей з різними допоміжними речовинами, а аналіз проводили відповідно до встановленого методу двовимірної характеристики. Дослідження показало, що зразки трьох методів сушіння порошку екстракту Scutellaria належали до другої категорії з великим рівноважним поглинанням вологи та повільним рівнем поглинання вологи. Більшість лікарсько-допоміжних сумішей належали до третьої категорії з різними F∞ і t1/2, малим рівноважним вологопоглинанням і повільною швидкістю вологопоглинання. Серед них рівноважне поглинання вологи сумішшю ліків і допоміжних речовин зразка Scutellaria, висушеного при атмосферному тиску, і -циклодекстрину було найменшим, а швидкість поглинання вологи сумішшю ліків і допоміжних речовин зразка Scutellaria, висушеного під атмосферним тиском, і -циклодекстрину була найменшою. . Після додавання допоміжних речовин покращилася його гігроскопічність;

Порошок екстракту Coptis chinensis під атмосферним тиском і розпиленням належали до другої категорії, а його суміші ліків і допоміжних речовин належали до третьої категорії. Серед них найменше рівноважне вологопоглинання мала суміш препарат-допоміжна речовина вакуумного зразка Coptis chinensis і лактози, а найменшу швидкість вологопоглинання мала суміш лікарсько-допоміжної речовини вакуумного зразка Coptis chinensis і -циклодекстрину. Результати показані на малюнку 8. Циклодекстрин має очевидні переваги у зниженні рівноважного поглинання вологи Coptis chinensis і Scutellaria baicalensis і знижує швидкість їх поглинання вологи. Завдяки наявності порожнинної структури допоміжні речовини та порошок екстракту повністю подрібнюються та змішуються, а частина порошку екстракту потрапляє в порожнину, утворюючи покриті поверхнею частинки, що робить частинки (D50) більшими, коефіцієнт зазору між частинками ( Тобто) зменшується, і SSA з повітрям зменшується, тим самим зменшуючи гігроскопічність матеріалу. Визначення вторинного індексу суміші ліків і допоміжних речовин також підтверджує це. Лактоза може значно зменшити рівноважне поглинання вологи висушеного у вакуумі порошку екстракту Coptis chinensis. Це може бути тому, що він сам по собі не має гігроскопічності. При спільному подрібненні з порошком екстракту дрібні частинки допоміжної речовини будуть прилипати до поверхні екстракту, зменшуючи площу контакту з навколишнім середовищем і зменшуючи рівноважне поглинання вологи.

3 Обговорення

Технологія покращення гігроскопічності екстрактів китайської медицини поділяється на модифікацію допоміжної речовини та модифікацію процесу. Різні методи сушіння належать до модифікації процесу, а використання слабо гігроскопічних допоміжних речовин для змішування або спільного подрібнення ліків і допоміжних речовин, покриття частинок, грануляція, інкапсуляція та покриття є модифікаціями допоміжних речовин [19]. У цьому експерименті в якості об’єктів дослідження використовували порошки екстракту, отримані різними способами сушіння Scutellaria baicalensis і Coptis chinensis. Фізичні відбитки пальців і матриці подібності кожного зразка були встановлені з 12 фізичними параметрами, що відповідають 5 основним показникам, щоб оцінити відмінності у впливі різних методів сушіння на порошок.

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 градусів, і плинність була поганою. Дослідження показали, що розмір частинок порошку є найважливішим фактором у визначенні його властивостей порошку. Адсорбція, розчинність, текучість, однорідність і стисливість порошку екстракту китайської медицини відповідно змінюватимуться [20]. Значення HR і H, що представляють стабільність трьох методів сушіння, великі, а гігроскопічність висока. Гігроскопічний механізм може бути пов’язаний з хімічним складом або кристалічним перетворенням порошку екстракту китайської медицини [21].

Експеримент показав, що текучість і стабільність порошку екстракту Scutellaria baicalensis були трохи гіршими, ніж у Coptis chinensis. Основна відмінність між ними полягала в тому, що поглинання вологи порошком екстракту Scutellaria baicalensis було більш очевидним під час процесу зберігання, а тенденція до агломерації та розчинення була серйозною. Фізичний спектр відбитків пальців виявив, що подібність зразків Scutellaria baicalensis, висушених при нормальному тиску, була невисокою, тоді як подібність сушіння під вакуумом і розпиленням була вищою, тоді як подібність зразків Coptis chinensis, висушених при нормальному тиску, вакуумі та сушіння розпиленням, була вищою. Це може бути пов’язано з відмінностями у фізичних і хімічних властивостях Scutellaria baicalensis і Coptis chinensis. Основними хімічними компонентами Scutellaria baicalensis є флавоноїди, терпеноїдні сполуки та полісахариди. Порошок екстракту висушували та подрібнювали, отримуючи порошкові індикатори, такі як SSA та span lignans. Гігроскопічність основних компонентів була дещо кращою, ніж у Scutellaria baicalensis. Результати індикаторів вторинного порошку D50, IC, Ie та SSA також підтвердили, що порошок екстракту Coptis chinensis був стабільним та однорідним, з трохи кращим ефектом захисту від вологи. Процес підготовки не порушив структурну стабільність, і фізичні відбитки кожного процесу були дуже схожими [22]. Гігроскопічність КМЕ та сумішей лікарсько-допоміжних речовин характеризували за встановленим методом двовимірної характеристики. Кожен CME та суміш лікарського засобу та допоміжної речовини класифікували відповідно до його гігроскопічної поведінки. Більшість порошків екстракту Scutellaria baicalensis і Coptis chinensis належали до другої категорії з великою рівноважною гігроскопічною ємністю та повільною швидкістю гігроскопічності. Після додавання допоміжних речовин, подрібнення та змішування більшість сумішей ліків і допоміжних речовин належали до третьої категорії з малою рівноважною гігроскопічною ємністю та повільною швидкістю гігроскопічності. - циклодекстрин і лактоза мали найбільш значний вплив. Додавання різних вологостійких допоміжних речовин змінило б різною мірою площу контакту між частинками порошку екстракту та зовнішнім середовищем, зменшивши поглинання води. Основні фізичні властивості порошків CME та змішаних порошків з допоміжними речовинами, такі як розмір частинок, пористість і питома площа поверхні, є ключовими факторами, що впливають на F∞ і t1/2, і корелюють з параметрами динамічної двовимірної характеристики гігроскопічності. [23]. Аналіз моделі PCA виявив, що внески в головний компонент 1 були більшими для IH, HR, H, Da, Dc і розміру частинок D50. Частина кластеризації також показала сильну кореляцію між собою, яка сильно корелювала зі стабільністю, укладанням і однорідністю порошкового матеріалу. У процесі виробництва твердих препаратів зниження рівноважного вологопоглинання матеріалів і контроль швидкості вологопоглинання є одним із ключових для забезпечення якості препаратів. Конкретні допоміжні речовини можуть бути перевірені відповідно до класифікації поведінки поглинання вологи, щоб ефективно запобігти явищу поглинання вологи препаратами традиційної китайської медицини.

Список літератури

[1] Ван Яцзе, Цзя Айлін, Тан Ченчен та ін. Дослідження впливу вологостійких допоміжних речовин і технології їх введення на гігроскопічність екстракту Scutellaria baicalensis [J]. Журнал традиційної китайської медицини, 2018, 29(8): 1874-1876.

[2] Ян Інь, Фен І, Сю Дешен та ін. Дослідження кореляції між процесом сушіння та фізичними властивостями екстрактів китайської медицини [J]. Китайський фармацевтичний журнал, 2008, 43(17):1295-1299.

[3] Wang Guangfa, Liang Xinli, Liao Zhenggen та ін. Вплив методу сушіння на властивості порошку екстрактів китайської медицини [J]. Китайська патентна медицина, 2010, 32(11): 1932-1935.

[4] Лі Юаньхуей, Ву Чженьфен, Ян Мін та ін. Стан дослідження впливу процесу приготування на фізичні властивості екстрактів китайської медицини [J]. Китайський журнал фармацевтичної промисловості, 2016, 47(9): 1143-1150.

[5] Zhan Juanjuan, Wu Zhenfeng, Shang Yue та ін. Аналіз поточного стану та існуючих проблем технології сушіння екстрактів китайської фітотерапії [J]. Китайська фітотерапія, 2017, 48(12): 2365-2370.

[6] Лю Чжиган, Лі Сюелінг, Лі Шаша та ін. Вплив звичайних фармацевтичних допоміжних речовин на гігроскопічність загальних флавоноїдів Ilex pubescens [J]. Китайський журнал експериментальної традиційної китайської медицини, 2014, 20(1): 24-27.

[7] Сунь Даокай, Фань Іцінь. Кореляція між характеристиками поверхні та гігроскопічністю порошку екстракту Achyranthes bidentata з різними допоміжними речовинами [J]. Китайська патентна медицина, 2018, 40(2): 326-330.

[8] Ян Цзін, Ван Луцюнь, Сюй Тяньян та ін. Вплив типів вологостійких допоміжних речовин та методів їх додавання на гігроскопічність екстракту женьшеню [J]. Китайська патентна медицина, 2020, 42(12): 3259-3263.

[9] Хуан Юпу, Ву Дачжан, Тан Юмей та ін. Оптимізація методу сушіння порошку екстракту суміші scutellaria baicalensis [J]. Китайська фармація, 2022, 33(22): 2748-2752.

[10] Ван Юй, Лі Сі, Фен Цзянань та ін. Оцінка процесу сушіння порошку екстракту супозиторіїв від геморою Bingpeng шляхом багатоіндексного визначення та фізичного спектру відбитків пальців [J]. Китайська патентна медицина, 2022, 44(11): 3632-3635.

[11] Ло Чжен, Ден Вень, Чжан Цяньлян та ін. Оптимізація процесу приготування порошку з розбитими стінками Angelica sinensis та оцінка фізичного спектру відбитків пальців [J]. Китайська фітотерапія, 2019, 50(24):5980-5987.

[12] Wang Shenghua, Qin Chunjuan, An Shuangfeng та ін. Дослідження кореляції між розчинністю та фізичними властивостями гранул китайської медицини, отриманих водною екстракцією та сухим гранулюванням [J]. Китайська фітотерапія, 2023, 54(5): 1439-1448.

[13] Китайська фармакопея [S]. Частина IV. 2020: 485.[14] Європейська фармакопея. Лікарські форми Монографії [S]. 2013: 346-348.

[15] Чжан Юхао, Ван Явен, Су Цзюньхуей та ін. Прогрес дослідження фізичних відбитків порошку китайської медицини [J]. Journal of Analysis and Testing, 2021, 40(1): 139-148.