粉体改性技术是指通过物理、化学或物理化学的方法，有目的地改善粉体理化性质，以提高其使用功能的一项技术，目前应用领域较广泛[1-4]。将粉体改性技术导入中药固体制剂，构建全新的制药技术，对于中药现代化及产品的二次开发有重要的现实意义。
参苓白术散出自《太平惠民和剂局方》，由人参、白术、茯苓、山药、白扁豆、莲子、薏苡仁、砂仁、桔梗、甘草10味药粉碎成细粉，过筛，混匀制得，是治疗脾虚湿盛病症的经典方[5-7]。现也用于治疗溃疡性结肠炎、变应性鼻炎、皮肤病、肾病等内、外科疾病及术后调护，一方多用，疗效可观[8-10]。方中含有菌类、根茎类、果实类药材，粉末质地、表面特性有较大差异，故不易混合均匀。制剂中砂仁主要药理活性成分为挥发性成分，研细后比表面积增大，易氧化变质，在储存过程中易散失[11]，影响临床疗效。白术味苦，甘草虽然含有大量甘草甜素，但特殊的口感不被大多数人接受，影响了制剂的口服顺应性。本研究借鉴中药粉体改性中的微粒设计技术，制备一技多效的复合粒子，以期解决参苓白术散在混合、储存及顺应性等方面的问题。
11仪器与试药1.1仪器
QE-高速万能粉碎机，浙江屹立工贸有限公司；TYM-8L细胞级超微粉碎机，济南天宇专用设备有限公司；DHG-电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；S激光粒度仪、BEL-SORPMini全自动比表面积和孔隙分析仪，日本Microtrac公司；VEGA3扫描电子显微镜（SEM），泰思肯贸易（上海）有限公司；DSA-光学接触角测定仪，德国Kreuss公司；YP-5T多功能压片机，上海减压器厂有限公司；X-RSYDmax-3b型粉末衍射仪，日本理学公司；BP-S电子分析天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；DSCF1Phoenix差示扫描量热仪，德国Netzsch公司；TENSOR-27傅里叶变换红外光谱仪，德国布鲁克公司；BT-粉体综合特性测定仪，丹东百特仪器有限公司。
1.2试药
人参（批号）、麸炒白术（批号）、茯苓（批号）、山药（批号）、莲子饮片（批号）、炒白扁豆（批号）、麸炒薏苡仁（批号）、砂仁（批号）、桔梗（批号）、甘草（批号）购自陕西兴盛德药业有限责任公司，经陕西中医药大学生药教研室颜永刚教授鉴定分别为五加科人参属植物人参PanaxginsengC.A.Mey.的干燥根；菊科苍术属植物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根茎；多孔菌科茯苓属真菌茯苓Poriacocos(Schw.)Wolf的干燥菌核；薯蓣科薯蓣属植物薯蓣DioscoreaoppositaThunb.的干燥根茎；睡莲科莲属植物莲NelumbonuciferaGaertn.的干燥成熟种子；豆科扁豆属植物扁豆DolichoslablabL.的干燥成熟种子；禾本科薏苡属植物薏苡Coixlacryma-jobiL.var.ma-yuen(Roman.)Stapf的干燥成熟种仁；姜科豆蔻属植物阳春砂AmomumvillosumLour.的干燥成熟果实；桔梗科桔梗属植物桔梗Platycodongrandiflorum(Jacq.)A.DC.的干燥根；以及豆科甘草属植物甘草GlycyrrhizauralensisFisch.的干燥根。
2方法与结果2.1参苓白术散处方饮片粉体学性质研究
2.1.1样品制备取人参等饮片，置于高速万能粉碎机中粉碎，过3号筛，即得各药材粗粉。以粗粉作为初始物料，取g置于细胞级超微粉碎机中粉碎（内部温度?5℃，介质填充率80%，振幅5.5mm），间隔时间取样，置于干燥器中密封保存。同时，制备各饮片细粉（过6号筛），保存备用。
2.1.2粒径测定取样品适量，在激光粒度仪干法测试项下进行测定，记录各样品累计粒度分布达到10%、50%、90%所对应的粒径（即d10、d50、d90）。并以d90（Y）对粉碎时间（X）建立一元二次回归方程，计算相关系数（r2）及最小粒径时的粉碎时间，结果见表1。
药材在粉碎过程中，粒子粒径呈“快粉碎-慢粉碎-粉碎平衡-逆粉碎”4个阶段的变化[12-14]，其中d90与粉碎时间相关性良好，通过拟合曲线可以计算出理想状态下各饮片的最小粉碎粒径。但砂仁中富含挥发油，粉碎过程中易损失，因此微粒设计中预将其放置在复合粒子的中心位置，防止挥发性成分挥散，故未对砂仁进行超微粉碎。
因人参、茯苓、白术为方中君药；山药为臣药，药食两用；甘草粉性和纤维性较强，且在方中用量较大，故本研究以这5味药材为代表，进行粉体学性质研究，探讨影响制剂理化性质变化的主要因素。
2.1.3流动性测定采用粉体特性测定仪测定药材粉末流动性。取适量待测物料至筛子上，开启振动筛使样品落下形成锥形，测定休止角，结果见图1。
从结果可以看出，人参、白术、山药随粒子粒径的减小，休止角增大，流动性变差；甘草经超微粉碎后流动性得到改善，其中达粉碎极限（45min粒子）时休止角最小；白术超微粉休止角虽大于细粉，但随粉碎时间的延长，流动性得到改善，可能是粉碎过程中逐步形成了“固体乳化”结构[15]，增加了颗粒球形度，改善了流动性。
2.1.4润湿性测定测样前将待测粉体压制成片（每片0.3g，硬度不高于N）。采用光学接触角测定仪测定其接触角：以水为测试液，每次测定时测定液体积3μL，背光值30cd/m2，放大倍数0。结果如表2所示，粉体的润湿性对粉体在液体中的分散、混合、溶解等行为具有重要的意义[16]，固体的润湿性可以用接触角表示，接触角越小，润湿性越好。在压力一致的情况下，随着粉碎时间的增加，人参、白术、山药粒子的接触角逐渐增大，且达粉碎极限的粒子与细粉接触角间有显著性差异，而白术在粉碎过程中，油性成分迁移至粒子表面，改变了表面化学组成，使得粉碎40min粒子接触角减小；茯苓随粉碎时间的增加，润湿性得到显著改善，可能是因为粉碎破坏了菌丝相互缠绕的致密结构，促使了可溶性单糖的生成，改善了润湿性[17]。
2.1.5吸湿性测定在已恒定质量的扁称量瓶底部放入一定质量的样品（厚约3mm），敞口放置于相对湿度为75%的干燥器中。于2、4、8、12、24、48h称定质量，计算累积吸湿率。采用SPSS19.0对累积吸湿曲线进行双指数模型的拟合[18-19]，其表达式为F＝F∞－ae?k1t－be?k2t，其中F为累积吸湿率，F∞为平衡吸湿率，k1为表面吸湿速率常数，k2为扩散速率常数，a、b均为模型参数，累积吸湿率＝(吸湿后样品质量－吸湿前样品质量)/吸湿前样品质量，结果见表2。由上述测定结果可知，甘草粉碎45min和60min的粒子平衡吸湿率和表面吸湿速率较高。说明在粉碎过程中，物料表面性质随粒径减小发生了变化，呈现出不同的扩散行为及吸湿速率。
2.1.6比表面积及孔隙率测定精密称取适量待测粉末于样品管中，脱气处理后置于全自动比表面积及孔隙度测定仪中检测，记录各样品比表面积及孔径大小，结果如表3所示，人参、白术、茯苓、山药、甘草达粉碎极限时粒子的比表面积最大。继续粉碎，各参数基本保持不变或稍有降低，即粒子由于静电作用开始团聚，小粒子聚集在大颗粒表面，堵塞孔隙，使总孔体积降低。
2.1.7指标综合分析将平衡吸湿率作为吸湿性评价指标，休止角作为流动性评价指标，接触角作为润湿性评价指标，连同粒子粒径（d90）及比表面积归一化处理，对5种代表药材的细粉及不同粒径超微粉作综合分析，考察超微粉碎工艺对粒子基础物理性质的影响，结果如图2所示，粉碎过程中，各物料粉体学性质变化程度不同。物料在粉碎过程中，粒子大小、分子间隙等微观性质发生了改变，进一步影响到流动性、润湿性、吸湿性等宏观制剂学性质的改变。除茯苓、甘草部分粒子具有特殊物理性质外，其余粒子的流动性、润湿性、吸湿性虽有所下降，但都在良好的制剂学性质范围内，故后续微粒设计中将粒径作为主要因素对物料进行分组。
2.2参苓白术散粉体改性工艺研究
2.2.1分类混合粉碎依据制造微纳米环境，产生足够数量的非共价键及氢键，促使自组装系统的生成，是中药微粒设计的基础，通过对药材粉末粉体学性质的研究，将难粉碎药材甘草、茯苓、白术，含挥发性成分药材砂仁作为核粒子；易粉碎药材山药、人参、桔梗、莲子、白扁豆作为壳粒子，制备“壳-核”包覆型复合粒子，旨在减少挥发性成分散失的同时，解决白术、甘草口感不佳的问题。
2.2.2混合粉碎试验按处方比例称取药材粗粉，置于超微粉碎机中，于?5℃下粉碎50min，间歇取样，测定粒子粒径，建立d90（Y）-时间（X）的回归方程，结果见表4，以确定壳、核粒子成型的粉碎时间。结果表明，粉碎时间越长，粒子粒径越小，粉碎时间与物料d90间相关性良好。根据机械法制备“壳-核”模型复合粒子成型条件：核粒子粒径最好在μm以下，否则容易破碎；核、壳粒子粒径比应在10∶1以上，最小不能低于5∶1[20]。故设置壳粒子粉碎45min左右后直接加入核粒子。
2.3复合终点的确定
2.3.1复合粒子粒径测定分别称取构成壳、核粒子的干燥药材粗粉，将壳粒子粗粉投入超微粉碎机中，于?5℃粉碎45min后加入核粒子，混合粉碎，于第0、3、6、9min取样，测定粒径，见表5。
壳粒子粉碎45min后粒径达到27μm，与预测值相近，加入核粒子粉碎3min，d90增加至μm，即0～3min，壳粒子在高剪切与强破碎的环境下，表面效应已上升为主要影响因素，通过“净化作用”迅速“粘附”在核粒子表面，即复合粒子在粉碎过程中自组装成型[21-22]。随着粉碎时间的延长，d90减小幅度显著，成型粒子被破坏。因此，复合时间不宜过长，3min左右为宜。
2.3.2复合粒子接触角测定为进一步明确复合时间，探究其表面结构是否改变，对壳粒子（45min）、复合3min、复合6min、复合9min的粒子按“2.1.4”项下方法测定接触角，如表5所示，复合3min与复合6min粒子的接触角在壳粒子与核粒子之间，而复合9min粒子接触角大于核粒子，可能是复合结构被破坏，2种粒子无序排列所致。即复合时间应控制在3～6min。
2.4复合粒子制备工艺正交设计优化试验
综合上述测定结果，复合粒子的制备工艺为将壳粒子粗粉于?5℃超微粉碎45min后加入核粒子粗粉，复合粉碎3min，即得。通过单因素试验对影响粉碎的相关因素进行了筛选，最后确定粉碎温度、粉碎时间、复合时间作为综合试验的考察因素。
采用L9(34)正交试验优化复合粒子制备工艺，以接触角、人参皂苷Rb1和乙酸龙脑酯含量均匀度为指标进行综合评分，对粉碎温度（A）、粉碎时间（B）、复合时间（C）进行考察，正交试验因素水平及试验结果见表6。
采用综合评分法对优化过程中的粒子进行评价，拟定接触角与含量均匀性权重系数各为0.5，综合评分计算公式为Y＝50%×θ＋50%×（50%×RSDRb1＋50%×RSD乙）。综合评分前，需对测定结果进行无量纲化处理。
接触角无量纲化处理：θ＝(θmax－θmin)/(θx－θ壳)
含量均匀性无量纲化处理：RSD＝(RSDmax－RSDx)/(RSDmax－RSDmin)
含量均匀性中人参皂苷Rb1和乙酸龙脑酯的权重各占50%，建立相应方法学，计算取样中评价指标的含量，取样方法参考《药品抽样指导原则》[23]。
由直观分析（表6）和方差分析（表7）可知，极差R：A＞C＞B，即粉碎温度对结果有极显著影响，复合时间对结果有显著影响，粉碎时间影响最小；综合分析可得实验的最佳因素水平为A3C2B2（?10℃，壳粒子粉碎45min，复合粉碎4min），本研究对最佳工艺进行验证试验，结果各项指标均符合要求，即制备工艺稳定可行。
2.5复合粒子粉体学性质的评价
2.5.1样品制备
（1）复合粒子：按处方比例称取适量人参、山药、莲子、白扁豆、薏苡仁、桔梗粗粉（过3号筛）投入超微粉碎机中，于?10℃粉碎45min后加入白术、茯苓、砂仁、甘草粗粉继续粉碎4min，即得。
（2）壳粒子：取适量干燥的人参、山药、莲子、白扁豆、薏苡仁、桔梗粗粉（过3号筛）于?10℃超微粉碎45min，即得。
（3）核粒子：取适量干燥的白术、茯苓、砂仁、甘草粗粉于?10℃超微粉碎4min，即得。
2.5.2外观形态及微观结构取少量复合3min及复合6min粒子经喷金处理后置于扫描电镜下，观察高倍镜下粒子表面的微观结构，结果如图3所示，壳粒子粉碎45min后以粒径为5～25μm的块状粒子形态存在，核粒子呈深褐色，粒径约为μm，复合粒子质地疏松，表面颜色与壳粒子颜色更为接近。在00倍的视野下，可见大颗粒外表面附着有一层粒径20μm左右的微小粒子，即“壳-核”型复合粒子成型良好。
2.5.3复合粒子红外测定按1∶取待测样品与干燥的KBr适量，在玛瑙研钵中研细混匀，压片，测定样品的红外谱图。如图4所示，复合粒子的IR光谱图与壳粒子谱图比较接近，与核粒子在特征区有较明显的差异。复合粒子中有壳粒子、、cm?1的特征峰，而无核粒子、cm?1特征峰，表明壳粒子与复合粒子的表面成分具有较好的相似性，即“壳-核”包覆模型成型较好。
2.5.4复合粒子XRD分析称取一定量样品于测样槽中，在5°～85°范围内扫描，Cu靶，Kα射线，电压40kV，电流40mA。记录图谱并分析粉末特征，结果如图5所示。各粉末的衍射谱几何拓扑形状相似，主要为非晶物质叠加的弥散峰，但特征锐峰的数量和强度不同，这些差异主要由少量晶体成分所贡献，以此来反映各粉末特征[24]。其中特征峰强度：核粒子＞复合粒子＞壳粒子。复合粒子和壳粒子衍射特征相近，表明复合粒子与壳粒子粉体学性质相似，表明壳粒子较好的包覆在核粒子表面，制备工艺可行。
2.5.5复合粒子接触角测定按“2.1.4”项下测试方法评价壳粒子、核粒子、复合粒子接触角，分别为29.23°、32.21°、30.12°。复合粒子接触角介于壳粒子和核粒子之间且接近壳粒子，即复合粒子能表现出一定壳粒子的表面性质，与SEM、IR、XRD等测试结果一致。
2.5.6结构稳定性测试为了评价复合粒子的稳定性，本研究模拟了制剂在储藏运输过程中可能受到的撞击与振荡。试验选取载玻片上1cm2的区域作为试验区域，贴上导电胶后划分为3×3的小格，将适量粒子设计散粉末均匀散在导电胶上，将载玻片夹在塑料板上，通过恒温振荡器依次进行零频率（0r/min）、低频率（20r/min）、中频率（50r/min）、高频率（r/min）干预，每次干预后，在显微镜下观察。采用Matlab7.0统计每个位置的像素值，结果如图6所示。用红-蓝颜色阶梯变化反映纵向形成高度，将粒子表面凹凸形态映射为曲面图，复合粒子经低频振荡干预后，像素组成与未处理前相似，粒子表面形态没有发生显著改变，即复合粒子可保证日常环境下的结构稳定性，增加振荡频率与强度，发现像素组成逐步偏向*色，说明复合粒子是药物微粒间依靠分子间力形成的软包覆结构，即成型过程中保持物质基础不改变。
3讨论
本研究在“药辅合一”思想指导下[25-27]，以单味药的粉体学性质为出发点，构建具有相似性质的组分单元，找出在制备过程中影响整个处方粉体学性质的关键点，避免了复方多参数，不易监控带来的困难，克服了单纯更改辅料种类及用量研究模式的不足，验证了粉体改性在中药固体制剂的适应性。
同时通过XRD、IR、显微成像等材料科学评价方法，多途径，多角度确定复合工艺的进行时间，评价复合粒子表面特性，为复合粒子粉碎过程中的成型性提供了科学依据，并通过对处方饮片粉体学性质的研究，制定复合粒子制备工艺，从微观设计改善了宏观性质，表明了粉体改性技术在中药散剂中的适宜性，有助于推动中药传统固体制剂的二次开发升级。但无论是前期对单味药材粉体粒子粉碎规律的探究还是后期复合粒子的制备，都是在低温振动磨中进行，制备过程中涉及到的工艺也仅是通过控制投料组合、投料顺序和粉碎时间建立复合粒子的成型条件，方法和设备较为单一，后期将通过在复合粒子成型过程中嵌合套用一些新的物理改性手段，选用新的改性设备，拓展中药粉体改性适用范围，完善改性机制的研究。
参考文献（略）
来源：杨艳君，李婧琳，王媚，邹俊波，张小飞，史亚*，周晓，刘琳，贾晓斌，石心红．粉体改性技术在中药制剂中的应用研究——以参苓白术散为例[J].中草药,,51(15):-.
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