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透皮吸收测试中透皮吸收与经皮给药系统黏附力的关系研究分析

三方检测单位 2023-06-02

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透皮吸收与黏附力是经皮给药系统(TDDS)的核心性能指标,前者决定药物渗透皮肤的效率,后者影响制剂与皮肤的贴合稳定性。在透皮吸收测试中,二者并非独立——黏附力不足会导致制剂脱落、药物接触不充分;药物成分或释放过程又可能改变黏附层结构,削弱黏附性能。深入研究两者的相互作用,是优化TDDS设计、保障临床疗效的关键,也是药剂学研究的重要方向。

透皮吸收的核心机制与评价指标

透皮吸收是药物通过皮肤角质层、活性表皮进入血液循环的过程,角质层的脂质双分子层是亲脂性药物的主要渗透路径,亲水性药物则依赖毛囊、汗腺等水性通道。评价指标包括稳态渗透速率(Jss)、累积渗透量(Qn)和滞后时间(tlag),直接反映药物渗透的效率与持续性。

Franz扩散池是透皮吸收测试的常用设备:皮肤样本固定于供给室与接收室之间,供给室加待测制剂,接收室加缓冲液,定时取样测药物浓度。例如水杨酸,5%浓度时轻度溶胀角质层脂质,Jss达8μg/cm²/h;10%浓度过度破坏脂质层,Jss短暂升至15μg/cm²/h,但后续因皮肤炎症急剧下降。

滞后时间(tlag)是药物从制剂到达皮肤循环的延迟时间,若制剂与皮肤贴合不紧密,tlag会显著延长——如某维生素C贴剂,初黏力不足时tlag从30分钟延长至60分钟,导致起效时间推迟。

经皮给药系统黏附力的定义与分类

黏附力是制剂与皮肤的结合力,由压敏胶(PSA)的物理化学性质决定,分为初黏力、持黏力和剥离黏附力三类。初黏力是瞬间黏附能力,反映“易贴性”;持黏力是持续外力下的保持能力,反映“持久贴敷性”;剥离黏附力是剥离时的力,反映“易剥离性”。

初黏力用滚球法测试:钢球从黏附面滚下,停止距离越短初黏力越强。如某退热贴初黏力要求滚球距离≤15cm,若达到8cm,贴敷1分钟即可紧密贴合;若为20cm,易出现气泡,药物无法快速接触皮肤。

持黏力用悬挂砝码法:贴剂下端挂砝码,脱落时间越长持黏力越强。芬太尼贴剂需持黏72小时,若缩短至24小时,药物无法持续释放,会导致镇痛中断。

剥离黏附力用180°剥离法:力过大(>0.5N/cm)会损伤皮肤,过小易脱落。儿童贴剂通常控制在0.1-0.3N/cm,避免损伤幼嫩皮肤。

黏附力对透皮吸收的直接调控作用

黏附力是透皮吸收的前提,三类黏附力从不同阶段影响吸收效率。初黏力不足会导致制剂初期脱落,无法形成有效接触——如某维生素C贴剂初黏力差(滚球距离20cm),tlag延长至45分钟,Jss下降30%。

持黏力决定药物释放的“时间窗”:硝酸甘油贴剂持黏需≥24小时,若降至12小时,夜间脱落会导致清晨心绞痛发作,因硝酸甘油半衰期短,无法维持血药浓度。

剥离黏附力影响皮肤屏障完整性:某中药贴剂剥离力0.6N/cm,患者贴24小时后皮肤红斑,后续3天透皮速率下降50%,因炎症增厚角质层。

透皮成分对黏附力的反向影响

药物及载体成分会改变压敏胶结构,削弱黏附力。亲脂性药物如睾酮,浓度超5%时溶解丙烯酸酯压敏胶的亲脂单体,导致Tg从25℃降至15℃,初黏力下降(滚球距离从8cm升至12cm),持黏力从72小时缩至24小时。

亲水性药物如盐酸苯海拉明,浓度10%时吸收水分,使聚异丁烯压敏胶含水率从2%升至10%,剥离力从0.4N/cm降至0.1N/cm,出汗时易脱落。

挥发性成分如薄荷油,其薄荷醇会破坏压敏胶的范德华力,初黏力从6cm升至18cm(几乎失黏)。需添加松香甘油酯等增黏树脂,弥补黏附力损失。

测试条件的干扰与控制

测试条件(温度、湿度、皮肤模型)会干扰两者关系。温度从25℃升至32℃(皮肤温度),角质层脂质流动性增加,Jss提升50%;同时压敏胶Tg下降,初黏力升20%,持黏力降10%。若测试条件不一致,会误判黏附力为吸收增加的唯一原因。

湿度从40%升至70%,皮肤含水率从10%升至20%,亲水性药物Jss升80%;但压敏胶吸水,初黏力降30%,持黏力降40%。如某苦参碱贴剂,湿度70%时Jss升,但持黏从48小时缩至12小时,需控制湿度一致。

皮肤模型选择也重要:新鲜猪皮接近人体,但油脂含量高,会使初黏力升15%;人工皮肤一致性好,但无法模拟炎症,可能低估黏附力的负面影响。

制剂设计中的平衡策略案例

布洛芬贴剂初始用丙烯酸酯压敏胶,5%布洛芬,初黏12cm(符合),持黏48小时(需72),Jss7μg/cm²/h(需10)。替换为硅酮压敏胶(持黏更强),加1%氮酮(促透),调整后初黏10cm,持黏72小时,Jss12μg/cm²/h——硅酮与氮酮相容,未破坏黏附力。

辣椒素镇痛贴剂:辣椒素刺激皮肤,剥离力需低(<0.5N/cm)。选低剥离力聚异丁烯压敏胶,加2%PVP保湿,剥离力降至0.3N/cm,同时PVP软化角质层,Jss从5升至8μg/cm²/h。

中药复方贴剂(含川芎挥发油):挥发油降低黏附力,用β-环糊精包封,挥发油释放从24小时减慢至72小时,既保留促透作用(Jss从6升至9),又恢复初黏力(从18cm至10cm),持黏从24小时至60小时。

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