羟丙甲纤维素空心胶囊的功能性指标研究

田兰

【摘要】目的评价羟丙甲纤维素和明胶空心胶囊的功能性指标。方法  通过测定脆碎性、锁合力、机械强度、透气性、崩解性等五项功能性指标，将羟丙甲纤维素与明胶空心胶囊进行对比。结果 羟丙甲纤维素均优越于明胶成分的空心胶囊。结论  五项指标考察中羟丙甲纤维素空心胶囊均相对明胶材质优越，文中建立的功能性研究参数可以作为评价羟丙甲纤维素空心胶囊优越性的方法。

【关键词】羟丙甲纤维素；空心胶囊；明胶

目前空心胶囊主流市场为明胶成分，但明胶空心胶囊在脆碎性、锁合力、机械强度等五项主要评审指标上都有一定的缺陷,我们本文的主要目的就是摸索一种新的胶囊主要成分，可以替代明胶，使各项指标均更优越，但本论文的不足之处为，各项数据均是建立在实验室小样基础上，没有批量生产后的评价数据，但但从实验室数据来看，羟丙甲纤维素为主要成分的胶囊各项指标均很优越。

1 实验试剂和仪器

1.1 实验试剂

   本篇论文中应用到化学试剂及生产厂家见表1–1。

表1–1实验所用的试剂

中文名	规格	生产厂家
无水葡萄糖	AR	国药集团
维生素C	AR	国药集团
硫酸	AR	国药集团

1.2 实验仪器

名称	型号	产地或厂商
电子天平	ME204E/02	梅特勒
恒温水浴锅	DK-S26	上海精宏实验设备公司
真空泵	SHZ-ⅢB	临海市谭氏真空设备公司
千分表	0.001mm	哈尔滨量具厂
质构仪	TMS-Pilot	FTC
旋转粘度计	DV2TLVTJ0	BROOKFIELD
恒温循环水槽	HX-101	北京长流科学仪器有限公司
刮膜器	KTQ-Ⅱ	上海普申化工机械有限公司
稳定性试验箱	LHH-250GSD-UV	上海一恒科学仪器有限公司
稳定性试验箱	LHH-500SD	上海一恒科学仪器有限公司
智能溶出仪	ZRS-8GD	天津市天大天发
紫外分光光度计	Cary60	安捷伦

2 实验方法

2.1脆碎度

于娜等[1]报道的测试方法。取两种不同成分的空心胶囊五十粒，放在厚度为两厘米的木板上。然后再将重量为一百克的砝码从二十厘米的高度，自由下落在胶囊上，认真仔细观察胶囊是否会有破裂的现象，记录破裂数量（以n计）。计算脆碎率。

2.2 锁合力

参照汤钥等[2]报道的方法，用质构仪进行相关测试。仪器的探头直径定为十二毫米，测试参数要求设置为：触发力确定为0.1N，速度为每分钟十毫米，位移为五毫米。取羟丙甲纤维素空心胶囊，观察图谱中位移在2毫米-5毫米之内的完整峰的最大峰值为胶囊锁合时所需的力。取明胶空心胶囊作为对比，用同样的方法测试。

2.3 机械强度

    包括抗拉强度和穿刺强度，参照Cole ET[3]报道的方法进行。

2.3.1 抗拉强度

抗拉强度Rm计算公式为：

式中：Rm----抗拉强度，MPa；

F-------拉伸力峰值，N；

δ----胶片厚度，mm；

L1----胶片宽度，mm；

2.3.2 穿刺强度

    穿刺强度R 计算公式为：

    式中：R-----穿刺强度，N/mm；

          F-----穿刺力峰值，N；

          δ-----胶片中心处厚度，mm。

2.4 透气性

2.4.1 水蒸气透过

先准备好无水葡萄糖0.3克，然后在恒温干燥箱中设定105℃[4]干燥，备用。填充到羟丙甲纤维素胶囊中，再进一步放置，将试验箱参数设定为：温度40℃，相对湿度75%。进行稳定性试验，然后分别选取六个时间点，分别在第5、10、15、20、25、30天取出，精密称取。取明胶空心胶囊作为对比，用同样的方法测试。对比两种材质的此项参数。

2.4.2 氧气透过

  先准备好维生素C粉末0.20g，填充到羟丙甲纤维素胶囊中，锁紧，同2.4.1稳定性试验条件。然后分别选取七个时间点，分别在第0、1、2、3、4、5、6月份取出，用浓度为0.005 mol/L的硫酸溶液溶解后，分别测定此吸光度（紫外分光光度法）。取明胶空心胶囊同法测试。比较此参数。

2.5 崩解性

先准备好0.25克阿莫西林粉末，取上述同样胶囊，填充进去，锁紧，然后进行溶出试验，溶出仪设备设定好预先试验的条件参数。然后分别选取八个时间点，分别在第3、5、8、10、15、20、30、45分钟取样，测试阿莫西林内容物的溶出量（紫外分光光度法）。取明胶空心胶囊同法测试。比较此参数优越性。

3 实验结果与讨论

3.1脆碎度实验结果

    依据水分变化图，羟丙甲纤维素和明胶两种不同材料的胶囊，温度选取范围25℃±2℃，相对湿度选为范围10%±5%，保存5天，相对湿度比较干燥，水份相对应逐步减少。通过观察，在第3天的时候，明胶空心胶囊的水份已低于百分之十二点五，而纤维素胶囊则在第5天，才低于3.0%（为标准下限值）[5]；同时脆碎率方面，明胶胶囊也明显不如羟丙甲纤维素胶囊，充分可以说明羟丙甲纤维素比明胶适合那些易吸湿药物的充填。

3.2 锁合力实验结果

根据上述实验结果，两种不同材料胶囊的锁合力分别为：羟丙甲纤维素胶囊7.44N、明胶胶囊7.07N，那么也很明显的得出结论为：羟丙甲纤维素胶囊在锁合力此项指标上也优越于明胶胶囊。

3.3 机械强度实验结果

3.3.1 抗拉强度

      测试结果经过计算，见表1-3。

   表1-3 抗拉强度实验结果

样品	拉伸力峰值F /N	胶片厚度δ /mm	胶片宽度L1 /mm	/MPa
纤维素胶囊	39.27	0.089	10	44.12
明胶胶囊	100.67	0.109	10	92.36

3.3.2 穿刺强度

     测试结果经过计算，见表1-4。

表1-4 穿刺强度实验结果

样品	穿刺力峰值F /N	胶片厚度δ /mm	/N/mm
纤维素胶囊	16.76	90	0.19
明胶胶囊	25.10	103	0.24

3.4 透气性实验结果   

    根据水蒸气透过、氧气透过实验结果，非常明显表明羟丙甲纤维素胶囊在阻隔水蒸气方面以及阻隔氧气方面的性能均较明胶胶囊好，与李峰报道一致[6]。

3.5 崩解性实验结果

    根据溶出实验结果，在前8分钟的试验时间内，明胶胶囊比羟丙甲纤维素胶囊的溶出量高，但在8分钟之后的时间内，纤维素胶囊的溶出量就明显超过明胶胶囊，在15分钟时达到85%以上，较快完成药物的溶出要求。由此项数据可以得出结论为：羟丙甲纤维素胶囊充填的药物溶出速度更快，溶出度更优。

当前胶囊市场上，明胶胶囊占较大，价格有优势，但从本试验各项指标和数据分析，羟丙甲纤维素胶囊在上述几个参数指标明显明优越于明胶胶囊。本实验各项数据经过多次实验论证，但有待于上市后进一步考证，还需要从以下方面进一步进行研究：（1）本论文由于受填充内容物（药物）品种单一限制，没有很全面评估所有药物填充后的相容性研究数据，尤其是一些特殊药物品种的影响，后续要完善补充此项内容。（2）虽然各项指标，从实验室得出来的均优越于明胶空心胶囊，但缺乏一致性评价工作，所以也不能很客观的完全评价肯定，替代明胶后的药物有效性还有待于进一步论证。（3）上面提到的本论文的不足之处为，各项数据均是建立在实验室小样基础上，没有批量生产后的评价数据，所以稳定性、重复性等有关指标就不能得到很好保证，有待于批量生产进一步论证。

参考文献

[1] 于娜,孙会敏,杨锐,金少鸿. 功能性辅料的发展和应用[J]. 中国药事,2013,27(6):628-634.

[2]汤钥,朱家璧,甘莉.HPMC胶囊壳对干粉吸人剂性能的影响[J].中国药科大学学报,2004,35(l)32.

[3]Cole ET，Scott RA,Connor AL,et al.Enteric coated HPMC capsule designed to achieve intestinal[J].Int J Pharm,2002,231(1):83.

[4]张小菊,姜发堂. 植物硬空心胶囊成型工艺研究[J]. 食品科技,2008,12:60-62.

[5]孙会敏,杨锐, 张朝阳,闫中天,宋晓松. 2015年版《中国药典》提升药用辅料科学标准体系强化我国药品质量[J]. 中国药学杂志,2015,50(15):1353-1358.

[6] 李峰. 我国羟丙基甲基纤维素的生产及应用前景[J]. 精细与专用化学品,1999,19:14-16.