红霉素眼膏含量均匀度与流变性能检测及灌装工艺优化

本网编辑 2026-11-11

为建立红霉素眼膏含量均匀度检测方法，考察其流变性能并优化灌装工艺，本文采用高效液相色谱（HPLC）法测定红霉素含量，并以 A+2.2S 为含量均匀度的判定指标；采用旋转流变仪测定不同剪切速率和温度下的黏度变化；以灌装速度、灌装温度、回吸量为考察因素，以装量差异合格率和含量均匀度为评价指标，采用 L9（34）正交试验优化工艺。

为建立红霉素眼膏含量均匀度检测方法，考察其流变性能并优化灌装工艺，本文采用高效液相色谱（HPLC）法测定红霉素含量，并以 A+2.2S 为含量均匀度的判定指标；采用旋转流变仪测定不同剪切速率和温度下的黏度变化；以灌装速度、灌装温度、回吸量为考察因素，以装量差异合格率和含量均匀度为评价指标，采用 L₉（3⁴）正交试验优化工艺。结果显示，红霉素在 10 ～ 100 μg/mL 范围内线性良好（r=0.9998），平均回收率为 99.2%，相对标准偏差（RSD）为 0.86% ；3 批样品的 A+2.2S分别为 6.1、4.9、7.7，均符合规定；该眼膏为假塑性流体，其黏度随剪切速率增大和温度升高而降低；最优工艺为灌装速度 40 支 /min、灌装温度 45℃、回吸量 0.3 g，验证试验装量差异合格率为 99.3%，A+2.2S 为 4.2。所建方法准确可靠，流变学研究可为灌装工艺提供依据，优化工艺稳定可行。

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1.1

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引言

红霉素眼膏是临床常用的大环内酯类抗生素眼用制剂，用于治疗沙眼、结膜炎、睑缘炎等眼科疾病 ^[1] 。含量均匀度是评价小剂量制剂质量的重要指标。红霉素眼膏每支装量仅 2 g 、主药含量 0.5% ，因基质占比大，混合不均易导致含量差异 ^[2] 。流变学特性是半固体制剂的关键物理属性，直接影响制备、灌装、涂布和药物释放 ^[3] 。红霉素眼膏以凡士林、液状石蜡、羊毛脂为基质，属非牛顿流体，其黏度随剪切速率、温度变化而改变。灌装精度直接影响装量差异和含量均匀度，而流变性能是决定灌装工艺参数的重要因素 ^[4] 。目前红霉素眼膏研究多集中于含量测定，对其流变性能与灌装工艺相关性的系统研究较少。天然高分子材料如中国生漆同样具有非牛顿流体特征和剪切稀化行为，其流变学研究方法对半固体制剂具有借鉴意义 ^[5] 。本研究建立了红霉素眼膏含量均匀度的 HPLC 检测方法，系统考察其流变性能，揭示流变特性与灌装工艺的内在联系，并通过正交试验优化灌装工艺参数，为提升产品质量和生产过程控制水平提供参考。

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试验部分

2.1

仪器与试药

本试验研究所用仪器、对照品、样品及试剂如下。

● 仪器：Agilent 1260 型高效液相色谱仪（美国安捷伦公司）；MCR 302 型旋转流变仪（奥地利安东帕公司）；YGZ 型全自动膏体灌装机；FA2004 型电子分析天平；HH-S 型恒温水浴锅；KH-300DE 型数控超声波清洗器。

● 试药：红霉素对照品（中国食品药品检定研究院，批号 130307-202017，纯度 94.2%，含量按纯度折算）；红霉素眼膏（某制药有限公司，批号 20240301、20240302、20240303，规格 0.5%）；红霉素原料药（批号 20240201）；凡士林、液状石蜡、羊毛脂均为药用级；乙腈为色谱纯，磷酸二氢钾、三乙胺等为分析纯，水为超纯水。

2.2

含量均匀度测定方法

采用高效液相色谱法测定红霉素眼膏的含量均匀度，色谱条件、溶液配制、方法学考察及样品测定操作如下。

● 色谱条件：Agilent ZORBAX SB-C₁₈ 柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相为 0.1 mol/L 磷酸二氢钾溶液（以三乙胺调节 pH 至 7.0）- 乙腈（40:60）；流速 1.0 mL/min ；检测波长 215 nm ；柱温 30℃ ；进样量 20 μL。

● 对照品溶液：精密称取红霉素对照品约 25 mg（按纯度折算），置 50 mL 量瓶中，加流动相溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。

● 供试品溶液：取本品 1 支，将内容物全部挤入分液漏斗中，精密称定内容物重量，加石油醚 20 mL 振摇使基质溶解，用磷酸盐缓冲液（pH 7.0）提取 4 次，每次 20 mL，合并提取液置 100 mL 量瓶中，稀释至刻度，摇匀，经 0.45 μm 滤膜过滤，取续滤液即得。

● 方法学考察：精密量取对照品溶液适量，用流动相稀释制成质量浓度分别为 10 μg/mL、20 μg/mL、40 μg/mL、60 μg/mL、80 μg/mL、100 μg/mL 的系列溶液，进样测定，以峰面积（Y）对质量浓度（X）进行线性回归；采用加样回收法，取空白眼膏基质约 2 g，精密称定，共 9 份，分别加入相当于标示量的 80%、100%、120% 的红霉素对照品（每个浓度 3 份），按供试品溶液制备方法处理并测定，计算回收率；考察精密度、稳定性及耐用性（流速 ±0.1 mL/min、柱温±2℃）。

● 含量均匀度测定：取本品 10 支，分别精密称定内容物重量，按供试品溶液制备方法测定每支含量；以标示量为 100% 计算每支的相对含量 X_i，再计算均值X̄、标准差 S 及标示量与均值之差的绝对值A。按《中国药典》2020 年版四部通则 0941 判定：若A+2.2S ≤ L，则判为符合规定；若 A+S>L，则判为不符合规定；若 A+2.2S>L 且 A+S ≤ L，则应另取供试品 20 支复试。单剂量包装的眼用半固体制剂限度L=20.0，本研究采用更严格的企业内控限度 L=15.0开展工艺评价。

2.3

流变性能检测方法

采用旋转流变仪，选用平行板夹具（直径 25 mm，板间距 1 mm），分别进行以下测试^[6]。

● 稳态剪切扫描：取待测样品适量，均匀涂布于夹具板上，刮去多余样品，待温度平衡 5 min 后，在 25℃条件下，测定剪切速率从 0.1 s^-1 增至 100 s^-1 范围内的黏度变化，记录流动曲线。

● 温度扫描：在固定剪切速率 10 s-1 条件下，测定温度从 20℃升至 50℃（升温速率 2℃ /min）过程中的黏度变化，考察温度对流变性能的影响。

● 触变性考察：在 25℃条件下，先以低剪切速率（0.1 s^-1）剪切 60 s，然后以高剪切速率（100 s^-1）剪切60 s，再回到低剪切速率（0.1 s^-1）剪切 60 s，记录黏度随时间的变化，考察样品的触变恢复性能。

2.4

灌装工艺参数优化

试验方法：在预试验基础上，选取灌装速度（A）、灌装温度（B）、回吸量（C）为主要影响因素，每个因素设置 3 个水平，以装量差异合格率（权重 0.6）和含量均匀度指标 A+2.2S（权重 0.4）为综合评价指标，采用 L₉（3⁴）正交表安排试验，因素水平见表 1。

表 2 样品含量均匀度测定结果（n=10）

按处方量配制红霉素眼膏，按正交试验设定的参数进行灌装，每组试验灌装 100 支，按《中国药典》 2020年版眼膏剂项下规定检查装量差异，计算装量差异合格率；同时随机抽取 10 支测定含量均匀度。综合评分按下式计算。

综合评分 =装量差异合格率 (%) × 0.6+[1-(A+2.2S)/15] × 100 × 0.4 （ 1 ）

式中，A+2.2S 值越小表示含量均匀度越好，15.0为本研究采用的内控限度 L 值。

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结果与讨论

3.1

含量均匀度方法学验证

按照相关要求开展含量均匀度检测方法学验证，各项考察结果如下。

● 专属性：取空白基质按供试品溶液制备方法处理，进样测定，结果表明，在红霉素主峰位置无干扰峰出现，辅料不影响主药测定，方法专属性良好。

● 线性关系：回归方程为 Y=23.654X+12.876，r=0.9998，表明红霉素在质量浓度 10 ～ 100 μg/mL 范围内线性关系良好。

● 精密度与稳定性：取同一对照品溶液连续进样 6次，峰面积的 RSD 为 0.52%，仪器精密度良好；取同一供试品溶液，分别于 0 h、2 h、4 h、6 h、8 h、12 h。进样测定，峰面积的 RSD 为 0.78% ，表明供试品溶液在 12 h 内稳定。耐用性考察中，流速 ± 0.1 mL/min 、柱温 ± 2 ℃条件下主峰面积 RSD 均小于 2.0% ，表明方法耐用性良好。

● 回收率：采用加样回收法，分别加入相当于标示量的 80% 、 100% 、 120% 的红霉素对照品，每个浓度 3 份。结果表明，平均回收率为 99.2% ， RSD 为 0.86% （ n=9 ），方法准确度良好。

3.2

样品含量均匀度测定结果

取 3 批红霉素眼膏样品，按所建立的方法测定含量均匀度，结果见表 2。3 批样品的 A+2.2S 值分别为 6.1、4.9、7.7，均小于本研究的内控限度 15.0，也低于《中国药典》2020 年版四部通则 0941 规定的眼用半固体制剂限度 20.0，符合规定，但数值仍有优化空间，提示混合和灌装过程可进一步改进，以提升均匀性。

表 2 样品含量均匀度测定结果（n=10）

3.3

流变性能分析

不同温度下红霉素眼膏的流变性能如图 1 所示。

图 1 不同温度下红霉素眼膏的流变曲线

● 稳态剪切流动特性：低剪切速率区（0.1 ～ 1 s^-1）黏度较高且变化小；随剪切速率增大（1 ～ 100 s^-1），黏度逐渐降低，呈典型剪切稀化行为，属假塑性流体。该特性有利于灌装和涂布：灌装时在泵剪切作用下黏度降低，便于精确灌装；涂布后剪切消失，黏度恢复，有利于延长药物在眼内的滞留时间^[7]。采用幂律方程 τ=Kγⁿ拟合，得 K=125.6 Pa · sⁿ、n=0.42 ；n<1，进一步证实其属假塑性流体。

● 温度对黏度的影响：30℃、40℃、50℃下流动曲线显示，温度升高时黏度整体下降，这是由于凡士林等基质分子间作用力减弱、网状结构松动所致。25℃低剪切黏度约 850 Pa · s，40 ℃降至约 380 Pa · s，50℃降至约 160 Pa · s。灌装时适当升温可降低黏度、提高灌装精度，但温度过高（>55℃）可能导致红霉素降解，故灌装温度宜控制在 40 ～ 50℃^[8]。

● 触变性分析：采用三阶段剪切试验考察触变性。结果显示，高剪切后回到低剪切，黏度在 30 s 内可恢复至初始值的 85% 以上，60 s 内基本完全恢复，表明该眼膏具有良好的触变恢复性能，有利于灌装后迅速恢复一定黏度，避免管口垂流现象，并保证在眼部使用时具有适宜的滞留性。

3.4

灌装工艺正交试验结果

正交试验结果见表 3。由极差分析可见，各因素影响程度依次为 C（回吸量）>A（灌装速度）>B（灌装温度），空列极差较小，试验误差可控。最优组合为A₂B₂C₂，即灌装速度 40 支 /min、灌装温度 45℃、回吸量 0.3 g。方差分析表明，回吸量（C）和灌装速度（A）的 F 值分别为 8.22 和 7.63，均接近 F_0.10(2,2)=9.00 的临界值，为影响较大的因素（未达 α=0.10 显著性水平）；温度（B）的 F 值为 3.35，影响较小。

表 3 正交试验安排与结果

回吸量过小（0.2 g）易产生拉丝滴漏，致装量偏多；过大（0.4 g）则易吸入空气，致装量不足；0.3 g可保证断丝干脆、无滴漏。速度过快（50 支 /min）时计量行程短、精度下降；过慢（30 支 /min）时效率低，且膏体停留时间长易分层；40 支 /min 兼顾精度与效率。45℃时膏体黏度适中、流动性好，且红霉素稳定性良好。

3.5

验证试验

按最优工艺 A2B2C2 进行 3 批验证试验，每批灌装1000 支。结果装量差异合格率分别为 99.2%、99.5%、99.3%，平均为 99.3% ；A+2.2S 分别为 4.1、4.3、4.2，平均 4.2，较优化前（平均 6.2）明显改善；装量控制在1.96 ～ 2.04 g，无拉丝滴漏；性状、鉴别、金属性异物、粒度等检查项均符合《中国药典》规定。上述结果表明，优化工艺稳定可靠，适合工业化大生产。

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结论

本研究建立了红霉素眼膏含量均匀度的 HPLC测定方法，经方法学验证（专属性、线性关系、精密度、稳定性、回收率和耐用性），结果表明该方法准确可靠，可用于质量控制。流变学研究表明，红霉素眼膏为假塑性流体，具有剪切稀化特性和良好的触变恢复性能，黏度随温度升高而降低，为灌装参数选择提供了理论依据。通过L_9（3⁴）正交试验确定最优工艺为灌装速度 40 支 /min、灌装温度 45℃、回吸量 0.3 g，验证试验装量差异合格率为 99.3%，A+2.2S 降至 4.2。与现有研究多聚焦于含量测定的情况相比，本研究将流变学理论与工艺优化相结合，为半固体制剂生产过程质量控制提供了参考。

参考文献

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文章内容来自陈灿宋军等，Pharma TEC制药业整理编辑，责任编辑:邵丽竹，审核人:何发

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