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给药途径大盘点之经皮给药篇

药渡 | 医药研发大数据综合信息服务平台 2022/11/24 15:38

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概述

理想的药物递送系统应具有与非肠道给药剂型相当的生物利用度,并且对患者来说,应与口服固体剂型一样方便和易于使用。近年来经皮给药作为一种非侵入性给药方法越来越受到人们的关注。经皮给药易于儿科和老年患者使用,避免了口服药物由于吸收和代谢问题而引起的某些生物利用度问题。尽管有许多优点,但皮肤的生理特性对给药构成了障碍,今天我们就一起来了解一些有关于经皮给药的知识。

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经皮给药优势及缺点

与口服药物相比,经皮给药具有许多优点,例如 可以避免首过代谢,保护敏感药物免受胃肠道恶劣条件的影响,并允许药物持续释放,从而保持更均匀的血药浓度, 而且经皮贴片可以安全、方便的给儿童和老年人使用,可提高老年及婴幼儿患者的依从性。

尽管经皮给药有很多优点,但它同样具有自己的缺点。 经皮给药的最大障碍是皮肤本身 :经皮给药中的药物想要被吸收到体循环中,必须首先穿透皮肤层。皮肤的分层生理结构是经皮给药的主要屏障,只有具有特定物理化学性质的药物才能通过皮肤进入血浆。用于透皮给药的药物最好分子量小于500 Da,log P在1~3之间,这类药物相对更容易透过皮肤。

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图1 皮肤层结构

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化学方法增强皮肤透过性的技术手段

1 使用渗透增强剂

使用渗透增强剂是比较常用的改变皮肤屏障特性的化学手段。渗透增强剂是已经被研究过的能够促进药物分子在皮肤上透过的物质,它们通过各种机制实现其作用,如破坏脂质双分子层、与细胞膜蛋白相互作用、与细胞间蛋白相互作用、影响药物的分配系数等。下表为一些渗透增强剂及其作用机制:

表1 渗透增强剂及作用机制

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2 囊泡

囊泡是最有希望渗透角质层的化学方法之一,它们可以提高药物的生物利用度。囊泡是由一个或多个双层结构组成的高度有序的组装体,它们是可以通过靶向特定部位提高药物生物利用度并且降低毒性。此外,药物不稳定、溶解性差、快速降解等问题通常都可以通过将药物加入到囊泡中来缓解。囊泡可以装载亲水性、亲脂性和两亲性药物,以实现经皮给药。

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图2 不同类型囊泡载体

3 纳米乳液

纳米乳液由油相、水相、表面活性剂以及助表面活性剂组成。与其他经皮给药系统相比,纳米乳液作为药物递送系统要更为有效。这是因为 纳米乳液具有出色的润湿性、液滴尺寸小(10-100nm)、比表面积大、低界面张力等优点,从而确保与皮肤紧密接触 。此外,纳米乳液还具有许多其他益处,例如高增溶能力和物理稳定性、易于制备、生产所需能量少、生物利用度提高、吸收更好等。

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图3 纳米乳液类型

4 固体分散体

固体分散体可以提高水溶性差的药物的生物利用度,常用的制备方法有喷雾干燥、冷冻干燥以及热熔挤出。药物形成无定型固体分散体后,其溶解速率加快,在皮肤表面形成过饱和溶液,导致较高的药物浓度梯度,从而促进药物的渗透。

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物理方法增强皮肤透过性的技术手段

1 电技术

由于角质层的特性,传统的依赖于药物分子被动扩散到皮肤方法较难用于递送大分子药物,例如多肽以及蛋白质。为了增加药物通过皮肤,可以利用物理技术破坏角质层,这样许多大分子药物就可以通过皮肤进行递送。与化学方法相比,物理方法能更好地控制药物递送,缩短给药时间。

两种常用的 技术包括电穿孔和离子电渗疗法 该技术在皮肤细胞上施加高强度的电脉冲导致角质层的脂质膜重排,从而允许药物穿过皮肤扩散。脉冲参数如持续时间、数量、形状以及场强影响着皮肤渗透性。电穿孔法对皮肤是安全的,但电穿孔装置的复杂性限制了其的使用,与离子电渗疗法相比,它的应用较少。

2 微针

利用微针穿透小面积角质层,可将药物通过微针所创建的孔道,递送至一定的皮肤深度,从而直接被真皮层的毛细血管所吸收,而角质层是透皮吸收的重要影响因素,所以微针技术促透效果明显。

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总结

经皮给药由于是非侵入性的,与口服、注射剂相比,透皮给药系统避免首过效应、提高并维持血药浓度、降低胃肠道刺激、消除不良反应、增加患者依从性等优点极为显著,所以目前越来越受欢迎,但是也仍然存在一些需要解决的问题,如提高药物经皮肤的渗透性、微针的安全性以及相关法规的完善性等。期待随着科技发展,给药能够有更多的新方法。

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