新药研发
均匀设计法在中药研究中应用广泛
2006-01-07 10:40  点击:675

  20世纪70年代,我国数学家方开泰和王元将数论方法用于多因素、多水平试验的设计,创造出一种新的试验设计方法--均匀设计法。近年来,均匀设计法在中药制剂的提取工艺、成型工艺等方面的应用迅速增加,并开始运用于方剂、药物配伍的研究。专家指出,均匀设计法对经方进行研究,有助于深入认识"方证",进一步加深对中医理、法、方、药的理解。

均匀设计法将试验有关因素的各水平数均匀分散在实验范围内,使每一个试验点都有更好的代表性,减少了实验次数,且实验结果可用计算机处理,在寻找最佳实验条件、最佳配比等方面是选择优化条件的有力工具,因而大量运用于中药制剂的提取工艺、成型工艺的研究中。近年来科研人员又将其引入方剂和药物配伍研究。研究显示,对一些传统方剂的配伍分析结果与均匀设计的分析结果一致。均匀设计法可作为一种筛选研究手段,用于中药的现代化研究;运用均匀设计法对经方进行研究,把其所对应的"证"作为考察指标,有助于深入认识"方证"的科学内涵。

单味中药提取工艺研究中--日渐深入

均匀设计法在单味中药的提取工艺研究中应用最为广泛。卫生部中日友好医院采用均匀设计安排实验,以三七总皂苷的含量作为考察指标,考察了提取时间、提取次数、乙醇浓度、乙醇用量、三七粒度等5个因素对三七总皂苷提取率的影响,优选出合理提取工艺。他们还在优选大黄蒽醌类成分的提取工艺研究中,以具有泻热通便、促进肠蠕动作用的大黄结合蒽醌类成分含量为指标,考察提取时间、提取次数、乙醇浓度、乙醇用量、大黄粒度5个因素,得出了最佳提取条件。第二军医大学附属长海医院和中国药科大学的科研人员在研制大黄清胃冲剂时,为达到提高活性成分浸出,降低致泻成分含量的目的,以大黄游离蒽醌为指标,选取浸渍溶剂、浸渍时间、回流溶剂及回流时间进行考察,结果最佳工艺条件为70%乙醇浸渍14小时,回流提取80分钟。此外,优选侧柏叶中槲皮苷的提取纯化工艺的研究、优化黄柏提取工艺的研究、优化鱼腥草口服液制备工艺的研究、优化怀菊花总黄酮提取工艺的研究中,均应用了此方法。

复方制剂提取工艺研究中--方兴未艾

运用复方辨证施治是中医临床实践的特色之一,复方也是中成药的主要形式。科研人员采用均匀设计法优化四君子汤的提取工艺条件,考察乙醇浓度及用量、浸泡时间和回流时间5个因素,以人参总皂苷和总多糖含量为指标,按U7(76)表安排试验,结果认为以乙醇浓度10%、溶剂用量为药材量的13倍,浸泡时间14小时,回流时间2小时的工艺条件为佳。第二军医大学科研员建立用超临界流体萃取(SFE)技术和毛细管气相色谱(CGC)在线联用技术测定中成药补脾益肠丸中的有效成分补骨脂素和异补骨脂素含量的方法,用均匀设计法考察了SFE最佳条件,并用CGC法进行测定。湖南中医学院科研人员对抗痴呆胶囊醇提工艺进行研究,以丹参酮A的含量为考察指标,按U7(76)表安排试验,选取浸泡时间、乙醇用量、乙醇浓度、提取时间、提取次数5个因素,得出其最佳提取工艺。此外,还有对鼻炎康软膏的浸膏提取工艺优选、对复方人参制剂的提取工艺优化中,均应用了均匀设计法。

剂型及炮制工艺研究中--优势渐显

第三军医大学成都军医学院科研人员以羟丙基甲基纤维素(HPMC)、可压性淀粉、微晶纤维素(MCC)为辅料,采用粉末直接压片法制备缓释骨架片,以均匀设计法进行处方的筛选,并考察体外溶出特性。结果发现HPMC用量越大,芦丁释放速率越慢。认为优化后最佳处方为芦丁100克、羟丙基甲基纤维素60克、可压性淀粉90克、MCC10克、硬酯酸镁适量。卫生部中日友好医院研究人员利用此法优选了大黄乙醇提取物制备颗粒剂的工艺。广州市第一人民医院和广州中医药大学科研人员优选出无糖颗粒剂的最佳工艺。贵阳中医学院研究人员利用U6(65)均匀设计表,以丸重差异、圆整度为测评指标,优选出咽立爽滴丸及米槁心乐滴丸的最佳滴制工艺条件。此外,还有科研人员对肉豆蔻炮制工艺进行研究,以止泻作用和急性毒性为指标,考察炮制温度、炮制时间两个因素,用U5(53)表安排试验,发现炮制不能有效地增强止泻作用。还有人用均匀设计法探索β2环糊精对参苏颗粒剂中紫苏挥发油包结工艺、确定中药巴布剂基质最佳配比等,都取得了满意的结果。

方剂及药物配伍研究中--初露峥嵘

对于含药物功效相似或功效不同的中药复方,用拆方研究的方法可能探明整体药效及作用机理,其中药物及有效组分的剂量配比问题是所有研究的出发点和基础。将药物分成多个剂量水平,即可运用均匀设计法进行研究。中国药科大学和南京中医药大学科研人员采用均匀设计法进行拆方研究,探讨当归芍药散治疗老年性痴呆的最佳配伍比例,结果表明在改善小鼠学习记忆障碍方面,当归和白芍为方中主要药物,归芍比约为1∶1.35时药效最佳。江西中医学院科研人员用均匀设计法分析大承气汤的配伍规律,发现大黄、芒硝和厚朴是其泻下作用的主要成分,枳实在诸多方面作用不强;大黄和厚朴可明显增加小鼠排便次数并明显提高大鼠大肠的推进速率;厚朴、芒硝可明显提高小鼠肠套叠的解除率;大黄、芒硝可明显减少小鼠有形粪便排出量,明显提高大鼠大肠推进速率,增加小鼠腹泻的数量,并明显扩张小鼠小肠容积。广州中医药大学科研人员观察厚朴丸中4味药不同剂量配比对番泻叶致小鼠腹泻的影响,将厚朴丸中的4味药分别提取出有效部位,以原处方的用量结合各味中药的实际提取率,按均匀设计法U7(74)表安排有关止泻实验,筛选出厚朴丸中各味药的理论最佳配比,认为选择合适的药效模型是筛选处方的前提,同时必须结合传统中医的用药理论,再有合适的数学方法处理分析结果,就能收到较为理想的结果。他们还以药物不同配比对小鼠腹腔毛细血管通透性的影响作为抗炎的指标,采用均匀设计法寻找出丹皮提取物、薄荷油两者之间的最佳配伍剂量。有科研人员应用均匀设计法与药效学相结合的方法(大鼠急性心肌缺血模型)对丹心痛中各味药(川芎、香附、冰片、丹皮酚)所占比例进行筛选,按U7(74)试验表安排实验,结果丹心痛中川芎、香附、冰片、丹皮酚的最佳配比为5∶1.7∶1.4∶4.4。

在以往正交设计时,为了实现"整齐可比性",每个因素的各水平必须重复,试验点必须足够多。在均匀设计法中,舍弃"整齐可比性",将有关因素的各水平数均匀分散在实验范围内,不但减少了实验次数,且实验结果可用计算机处理,通过回归方程以得出理论的最佳实验条件。当然,均匀设计法单纯从"均匀分散"性出发,由于没有考虑"整齐可比性"和试验点少,可能使试验结果的分析误差大、不稳定。因此,在选择使用表时,首先应考虑稳定性准则,让所选各列对应的设计矩阵的条件数量小;其次考虑优良性准则;第三考虑均匀性准则。若能很好地借鉴正交实验法的研究进展,特别是其内在因素、水平设定、指标选择、评分方法等方面的经验,就能充分发挥出均匀设计法的优势。

初步的研究证明,中医药理论的分析结果与均匀设计法的分析结果十分一致。均匀设计法可作为一种筛选研究手段,用于中药的现代化研究。用均匀设计法结合有关的药效学模型筛选药物之间的理论最佳配比,进行相应的研究,是中药新药开发的一个有利工具。