可扩大透皮递药系统用药范围的微针技术相关研究进展

尹云肖

生物医药、医疗器械、医疗服务

  • 2019-06-21
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自上世纪七十年代起,以贴剂为主要形式的透皮递药系统(TDDS)由于其易用性和安全性较好、无首过效应和肠胃刺激性、血药浓度比较平稳等优点,逐渐成为临床医学的研发热点。但由于机体皮肤的屏障作用,透皮递药系统对药物有着较高的选择性,所以早期的透皮递药系统(TDDS)存在着适应症范围的局限性,使得此类制剂陷入产品少但研发多的现状。皮肤是透皮给药的最大屏障,如何使药物不降低效果的情况下透皮进入机体循环系统成为新的研究热点,经过多年的发展,各种透皮给药的新型技术层出不穷,如:化学促渗剂、微针、激光、超声导入、离子导入以及纳米量级的递送载体等,极大的扩宽了透皮给药技术适应症的范围。本文重点介绍新型技术微针透皮递药系统种类及其应用研究进展。

摘要:自上世纪七十年代起,以贴剂为主要形式的透皮递药系统(TDDS)由于其易用性和安全性较好、无首过效应和肠胃刺激性、血药浓度比较平稳等优点,逐渐成为临床医学的研发热点。但由于机体皮肤的屏障作用,透皮递药系统对药物有着较高的选择性,所以早期的透皮递药系统(TDDS)存在着适应症范围的局限性,使得此类制剂陷入产品少但研发多的现状。皮肤是透皮给药的最大屏障,如何使药物不降低效果的情况下透皮进入机体循环系统成为新的研究热点,经过多年的发展,各种透皮给药的新型技术层出不穷,如:化学促渗剂、微针、激光、超声导入、离子导入以及纳米量级的递送载体等,极大的扩宽了透皮给药技术适应症的范围。本文重点介绍新型技术微针透皮递药系统种类及其应用研究进展。

微针透皮递药系统是利用微针穿透皮肤角质层形成微小孔道,微痛或无痛促进目标药物透皮进入机体循环系统的一种新型给药策略。新型的微针递药技术与早期的透皮制剂相比,可以较大范围的增加透皮递药适用的药品种类,明显的提高药物吸收的效率,极大的促进水溶性药物透皮吸收效果,使药物在机体内发挥更好的作用。

近年来,微针技术在透皮递药领域发展极其迅速,目前已有五大类用于不同种类药物的透皮递送的微针技术。

微针五种类型的概述

根据标准及其递送药物的方式不同,微针可以被分为实心微针、镀层微针、可溶微针、中空微针和相转化微针。现代临床一般采用多针组合的阵列形式来完成透皮给药过程,以增加递送的效率,达到药物的有效治疗浓度。图1为应用于透皮递药的不同类型微针阵列。

图1 应用于透皮递药的不同类型微针阵列

(资料来源:中国知网)

(1)实心微针

实心微针是最早微针技术的使用类型,递药过程为实体微针刺入皮肤后,在皮肤表面形成微米级别的通道,然后再将贴片药物敷在微针穿刺后的位置,使药物制剂经过皮肤管道进入循环系统,以达到投递药物的目的。由于微针的针体较小,在刺入皮肤时可能会发生断裂的现象,所以对微针材料的韧性和硬度都有很高的要求,工艺复杂且制造成本高。

(2)镀层微针

镀层微针是将溶于水的药物制剂放到实心微针表面,直接在微针透皮贴上形成一层药物薄膜。在镀层微针刺入皮肤之后,表面药物会随着的微针作用形成的皮肤通道进入循环系统,达到透皮递药目的,完成释药过程。

(3)可溶微针

可溶微针是以生物可降解的多糖或水溶性聚合物为原料制备而成的,将药物制剂包封在可溶微针体内,使用时,微针贴片在皮肤内保留一段时间以便针体溶解释放药物。

(4)中空微针

中空微针类似于小型的注射针头,刺进皮肤后在压力的驱动下将药物输送进入皮肤内,药物输送速度可调节、可间断、可持续给药。与其他类型的微针相比,中空微针最大的优点是目标药物可以准确、定量、主动的输送到皮肤体内,其劣势在于制造工艺要求较高。主要的制造方法包括深度X射线影印术、湿化学刻蚀技术、深度离子刻蚀反应和激光微加工。

(5)相转化微针

相转化微针是指微针与水作用,发生相的转变,并且利用这种转变达到投递药物目的的新型微针。相转化微针的优势在于通过与水发生反应释放出药物,避免了在皮层下沉积针体物质。

微针透皮递药系统的应用研究

使用微针辅助技术,克服了进入皮肤的屏障,不再需要对药物的溶解性、剂量和相对分子质量进行筛选,可以应用到大分子(抗体新药)、疫苗等广泛的药品种类,扩宽了透皮递药系统的适应症范围,促进其应用的进一步发展。

大分子化合物如蛋白质、多肽、多糖等通过传统透皮递药方式难以被机体吸收,但若通过微针辅助方式进行透皮递药,则可实现大分子药物无痛和控释给药。多肽药物多为水溶性药物,通过早期透皮给药系统难以穿过皮肤屏障,所以常用于微针透皮递药系统。

胰岛素作为糖尿病的主要治疗药物,现代临床给药的主要方式为使用胰岛素泵或多次注射胰岛素,两者均为入侵给药方式,使用不便且易发副作用,如造成感染和肌肉萎缩等。因此胰岛素类药物的非侵入式给药途径成为新的研究热点。

目前是市面上的疫苗绝大部分都是采用注射给药方式,注射接种虽然可靠有效,但是会产生大量的尖锐废物,给患者带来疼痛,所以必须要由专业的医护人员进行操作,存在一定的局限性。透皮给药系统正好可以解决这些问题,微针疫苗贴可以像创可贴一样贴在皮肤表面,根据目标药物的不同可选择相应的微针类型,微针刺入机体皮肤到达活性表皮层,释放疫苗到抗原递呈细胞引发免疫效应,且不会产生明显疼痛。经过多年的研究,微针辅助方式可以有效递送各种疫苗,包括减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗和DNA疫苗,详情请见表1。

表1 经微针进行疫苗经皮递送的相关研究

(资料来源:中国知网)

总结

现阶段,微针透皮给药系统的应用仍然存在一些问题,如难以精准递药、难以满足剂量要求、给药过程中药剂容易泄露、材料和制作成本较高等,但作为一种新型的给药透皮给药方式,微针技术在近几年迅速发展,并取得阶段性的成果,目前依旧是各个医药公司研究的热点方向,相信在未来一定可以研发出更好的微针透皮递药系统,解决上述所有的问题。

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