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科翔说 第三讲—药物经皮促渗策略及析因

科翔说 第三讲—药物经皮促渗策略及析因


药物经皮促渗策略及析因


药物经皮渗透与透皮制剂和皮肤局部制剂的安全性和有效性密切相关,也是评价皮肤吸收制剂CQAs的重要内容之一。TTS核心技术之一,就是在保证皮肤安全性的前提下,提高药物经皮渗透的能力,以达到有效的治疗浓度要求。那么影响药物经皮渗透的因素有哪些呢?我们知道,一方面药物经皮吸收与药物分子性质,比如分子量(M.W.),logP,熔点,氢键能力等有关【1】,同时,也与皮肤的种类、厚度、角质化程度、水合状况等密不可分。不过,如果我们能从药物经皮渗透动力学过程【2】和热力学状态【3】进行深入分析和理解影响药物经皮吸收的各种因素,那么对我们制定药物的经皮促渗策略更有帮助,下面,我们就这个问题和大家一起聊聊。

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首先,药物经皮吸收速率与药物从基质中释放速率和经皮渗透速率都有关,由于通常情况下,药物从基质中的释放速率远大于药物经皮的渗透速率,因此药物释放对药物经皮吸收的影响常常被忽略,其实药物经皮渗透速率,尤其在透皮给药的后期(药物释放量>50%wt),药物的渗透行为会明显受到药物释放影响,药物在载药基质中扩散系数越低,药物经皮渗透速率的衰减就会越明显,我们通常可以用下面的公式对药物经皮吸收速率进行表示:

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  在这里,Ft,Fr和Fp别代表药物经皮吸收速率、释放速率和渗透速率。


另外,药物在皮肤表面的浓度,也就是药物在角质层中的溶解性是影响药物经皮吸收速率的另一个重要原因【2】,我们在进行体外实验时,经常会发现一种现象,对某一种药物制剂进行处方优化时,不同处方中药物的经皮渗透量差异明显,但这些处方中药物经皮渗透的时间延迟Td却是相似的,这就说明药物经皮渗透性提高是由于提高了药物在皮肤中的溶解性导致的。

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皮肤中药物溶解性影响药物经皮渗透速率


再次,由于角质层提供了皮肤对药物80%以上的扩散屏障阻力,提高药物在角质层中的扩散速率是提高药物经皮渗透的另一个重要手段,其渗透动力学特征是明显缩短药物的经皮渗透时间延迟。尽管肉豆蔻酸异丙脂(IPM)对药物的促渗作用是多方面的,但IPM往往可以通过提高药物在皮肤中扩散性达到提高药物经皮吸收速率的目的。

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      皮肤中药物扩散性影响药物经皮渗透速率


最后,改善药物在角质层与活性表皮之间的分配系数,比如弱酸或弱碱性药物,在一定的溶液中可以通过色散力形成离子对,在角质层中展示亲脂性,当离子对到达角质层和活性表皮界面迅速解离后进入活性表皮,比如甘草次酸和三乙胺形成的离子对,使甘草次酸经皮渗透性提高了八十多倍【3】

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皮肤中药物形成离子对影响药物经皮渗透速率

提高药物经皮渗透需要通过多种技术手段才能实现,最有效的策略是采取可以发挥协同效应(synergistic effect)或者叫乘积效应(product effect)的多重技术方案,而发挥协同效应的前提是找到针对上述不同因素促渗方法,比如增加溶解性的同时提高扩散系数,增加皮肤表面浓度的同时,提高角质层和活性表皮的分配等等,这样的促渗策略,既可以避免针对某一个因素多重作用可能引起的皮肤损伤,同时促渗效果更佳!


参考文献

1、陈晓瑾 胡允功 梁文权 四种药物经皮渗透性能预测 中国现代应用药学杂志 200901 26(1)

2、AnikaHaq   MarkChandler   BozenaMichniak-Kohnab

Solubility-physicochemical-thermodynamic theory of penetration enhancer mechanism of action IJP

2020.02.15

3、Jiajia Hao Yuming Sun Qing Wang   Effect and mechanism of penetration enhancement of organic base and alcohol on Glycyrrhetinic acid in vitro IJP 399(2010)102-108

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