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2023-11-15 15:13:09

药物递送之微针技术简介

1. 微针

微针(MicroneedlesMN)是一种新型的物理促透技术,由多个微米级的细小针尖以阵列的方式连接在基座上组成,针体一般高10-2000微米、宽10-50微米。微针的长度、大小和形状可根据治疗的需求进行个体化设计。微针能定向穿过角质层,产生微米尺寸的机械通道,将药物直接置于表皮或上部真皮层,不用通过角质层即可参与微循环,发挥药理反应。

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微针递送药物时将活性成分装载于微针阵列中,药物与皮下组织液之间的浓度梯度形成驱动力,致使药物缓慢释放进入体内,除了具有经皮递送系统的优势外,还有如下优势:

(1)透皮吸收速率稳定;

(2)控制微针长度可避免触及毛细血管和神经末梢,降低或消除疼痛感;

(3)给药方式便捷,可自行使用。

 

2.经皮药物递送系统

2.1 定义和特点

透皮药物递送系统(Transdermal Drug Delivery SystemTDDS)是指药物经皮肤给药进入体循环产生全身或局部治疗作用的给药系统,因其安全有效被广泛应用于临床。药物透过皮肤角质层,实现局部治疗效果;或透过角质层后继续通过表皮层和真皮层,药物经毛细血管进入体循环实现全身治疗

TDDS具有独特的优势:

(1)避免首过效应;

(2)无需针头给药,不产生疼痛感,给药方便,改善患者顺应性;

(3)降低药物酶解的概率,保持药物较高的活性;

(4)能长时间维持稳定的血药浓度,保证稳定的药效,提高安全性。

皮肤角质层是限制透皮给药系统应用的最大屏障,大部分药物难以透过角质层。可经皮递送的药物必须满足以下条件:相对分子质量不得高于500;高活性,低剂量可发挥药理作用;氢键供体小于5个,氢键受体少于10个;油水分配系数适中。这些条件限制了该给药系统的适用范围,只有亲脂性和低分子量药物能够透皮吸收,而例如多肽类、蛋白类这类大分子药物却无法经皮递送。

2.2 皮肤组织

人体皮肤组织由角质层、活性表皮层和真皮层三部分组成。

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角质层(Stratum corneum)位于皮肤最外层,厚度约为15~20 µm,由致密的角质细胞组成。角质层细胞内充满密集平行的角蛋白张力细丝,浸埋在无定形物质中,其中富含组氨酸的蛋白质,细胞膜内附有一层厚约12nm的不溶性蛋白质,使细胞膜增厚而坚固,是药物分子透皮有效传输的最大屏障。

表皮层(Epidermis)位于角质层之下,共有五层,厚度约为50~100 µm,含有免疫活性细胞和少量的神经组织,不含有血管,是皮肤吸收重要的途径。表皮层的主要作用就是屏障功能,如对机械性损伤、物理性损伤、化学性损伤的防护,能防御微生物的入侵,同时防止营养物质流失。

真皮层(Dermis)位于表皮层之下,其下便是皮下组织。真皮层含有成纤维细胞,肥大细胞,组织细胞,淋巴细胞及少量真树皮突状细胞,噬黑素细胞,朗格汉斯细胞,还有血管、神经、皮脂腺、汗腺、毛囊等。真皮层的作用是使皮肤富有延展性和弹性,且能保护真皮组织整个毛状组织里面的毛细血管、腺体以及各种物质,能形成离子通道,用于吸收水分和营养物质,所以真皮层也是人体的储水库和营养物质代谢交换场所之一。

 

2.3 促渗技术

皮肤特定的生理结构在保护人体的同时也限制了药物的经皮递送,降低角质层阻力,增加皮肤通透性是药物经皮递送的常用方法

为了促进药物透皮吸收,基于不同的促渗透机制开发了多种物理和化学促透方法。化学方法是利用化学促渗剂来改变皮肤生理特性,对紧密的脂质排列进行破坏,增加角质层的药物渗透量。物理方法是利用物理手段来改变角质层的物理状态和生理特性来提高药物的透皮量。

随着药物递送技术的发展,如脂质体、胶束、乳剂等新型制剂也被用于药物经皮递送。这些新型递送技术能在一定程度上能提高药物经皮递送效率,通过延长药物局部滞留时间来改善疗效,但由于皮肤这道天然屏障的存在,新型药物递送技术仍不能从本质上提高药物透皮递送的效率。目前常用的技术仍是辅助治疗手段,例如电穿孔、超声导入、离子电渗导入、磁场导入、热致孔导入和激光导入等。

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