離體豬皮膠帶剝離實驗：親脂性制劑影響與方案選擇

在皮膚藥代動力學研究中，膠帶剝離法（tape stripping）是評估藥物經皮滲透行為的核心工具。通過定量分析每片膠帶上剝離的角質細胞（corneocytes），可精準計算藥物在角質層（stratum corneum, SC）中的滲透深度與分布。然而，實驗方案的細節(jié)（如制劑類型、膠帶粘性控制）可能顯著影響結果可靠性。本文系統(tǒng)解析親脂性制劑對膠帶剝離實驗的干擾機制，并提出兩種經驗證的實驗操作方案，為藥廠研發(fā)人員提供實驗設計參考。

研究背景：膠帶剝離法的價值與挑戰(zhàn)

膠帶剝離法通過逐層剝離皮膚表面的角質層，結合定量分析技術，成為體外皮膚藥代動力學研究的 “金標準"。其核心價值在于：

·       可直接測定藥物在角質層中的分布與滲透深度，關聯(lián)體外模型與在體生物利用度；

·       支持局部給藥制劑的生物等效性評價（如乳膏、軟膏、微乳液等半固體制劑）。

要實現可靠分析，精準量化每片膠帶剝離的角質細胞量是關鍵。目前主流方法包括：

·       重量法：通過膠帶重量差計算角質層量，但靈敏度低；

·       蛋白測定法（如 microBCA 法）：通過角質蛋白含量間接量化，準確性高但操作繁瑣；

·       近紅外密度法（NIR）：基于角質細胞對近紅外光的吸收特性快速定量，無需復雜前處理，可同步與 HPLC 聯(lián)用分析藥物含量，近年應用廣泛。

（Labodorf 850C皮膚角質測量儀）

制劑成分的潛在干擾的問題

NIR 法雖高效，但原理依賴光強度變化（角質細胞對光的散射、反射和衍射的綜合作用）。若制劑中含親脂性成分（如油脂、蠟質），可能干擾光信號，導致角質細胞量計算偏差。此外，親脂性制劑可能殘留于皮膚表面，破壞膠帶粘性，導致前期膠帶無法有效粘附角質層，進一步影響結果。

為此，本研究聚焦兩大關鍵問題：

NIR 法在親脂性制劑存在時是否仍可靠？

如何優(yōu)化膠帶剝離方案，消除親脂性制劑對膠帶粘性的干擾？

實驗設計：材料、方案與檢測方法

1. 材料與制劑

·       皮膚模型：豬耳皮膚（人體皮膚替代模型，屏障功能與角質層結構相似），經冷凍保存（-18℃，≤6 個月），實驗前解凍并保留軟骨以避免收縮。

·       膠帶：角質剝離膠帶（面積～4.0cm2），確保粘附力一致性。

·       模型藥物：氟氫可的松醋酸酯（FA，脂溶性藥物）、雙氯芬酸鈉（DS，水溶性藥物），均以 0.5%（w/w）濃度加入制劑。

·       制劑類型（按親脂性遞增排序）：

① 微乳液（ME）：含卵磷脂、異丙醇、肉豆蔻酸異丙酯（IPM），親脂性較低；

② 水包油乳膏（WO 乳膏，Ultrabas®）：含 30% 水、凡士林、液體石蠟，親脂性中等；

③ 無水軟膏（Ultralip®）：含固體石蠟、凡士林、微晶蠟，無水分，親脂性最高。

2. 實驗方案

為評估制劑對膠帶粘性的影響，設計兩種對比方案，核心差異在于是否去除皮膚表面過量制劑，具體如下表：

3. 檢測方法

·       皮膚角質細胞量化：同步采用 NIR 法（850 皮膚角質量測試儀）與 microBCA 法（測定角質蛋白含量），對比兩種方法的一致性。

·       藥物含量測定：HPLC 法（FA 檢測波長 240nm，DS 為 230nm），計算藥物在角質層中的累積量與滲透深度。

發(fā)現：親脂性制劑的影響與方案驗證

1. NIR 法的可靠性驗證

對比 NIR 與 microBCA 法對同一批膠帶的檢測結果（a 為近紅外 NIR 法，b 為 microBCA 法）發(fā)現：

·       兩種方法測得的角質細胞量變化趨勢一致，尤其在親脂性制劑存在時，數據無顯著差異（P>0.05）；

·       結論：NIR 法不受親脂性制劑干擾，可可靠用于角質細胞量化，且操作更高效（單次檢測僅需數秒，支持高通量實驗）。

2.       “預剝離帶" 數量與制劑親脂性的關聯(lián)

實驗觀察到，制劑親脂性越高，膠帶初始粘性受影響越大，所需預剝離帶數量越多：

·       微乳液（ME）：僅需 1-2 條預剝離帶（非粘附膠帶），后續(xù)膠帶即可有效粘附角質層；

·       WO 乳膏：需 7-8 條預剝離帶；

·       無水軟膏：需 7-8 條預剝離帶（與 WO 乳膏一致，因兩者殘留表面的脂類成分均較多）。

原因分析：親脂性成分（如凡士林、石蠟）在皮膚表面形成脂質膜，阻礙膠帶與角質層的物理結合，導致前期膠帶無法有效粘附。只有當預剝離帶逐步清除表面殘留脂質后，膠帶才能與角質層接觸。

結論與實操建議

1. 結論

·       NIR 法可靠性確認：在親脂性制劑存在時，NIR 法與 microBCA 法結果一致，可作為快速量化角質細胞的方法；

·       親脂性與膠帶粘性的關聯(lián)：制劑親脂性越高，表面殘留越多，需更多預剝離帶清除，否則會導致前期膠帶粘附失效；

·       方案推薦：

① 方案 A（去除過量制劑）：適用于大多數常規(guī)實驗，操作簡單，結果穩(wěn)定，無預剝離帶干擾；

② 方案 B2（保留過量制劑但排除預剝離帶）：適用于研究藥物在 “制劑殘留 - 角質層" 中的分配規(guī)律，需額外記錄有效粘附的膠帶編號。

2. 藥物研發(fā)實操建議

·       方法選擇：優(yōu)先采用 NIR 法，搭配 HPLC 同步分析藥物與角質細胞量，大幅提升實驗效率；

·       制劑分類處理：

·       對于親脂性低的制劑（如微乳液、O/W 乳膏），可靈活選擇方案 A 或 B2；

·       對于高親脂性制劑（如無水軟膏、W/O 乳膏），必須采用方案 A 或 B2，不要使用 B1；

·       實驗記錄要點：

·       記錄預剝離帶數量（尤其方案 B），作為制劑親脂性的間接指標；

·       同步測定皮膚屏障完整性（如經皮水分流失值，TEWL 值 <20g/m2/h 為合格），避免皮膚損傷影響結果。

精準的實驗方案是可靠數據的前提，選擇適配制劑特性的膠帶剝離方法，才能為藥物研發(fā)提供真正有價值的參考。

參考文獻

【1】Alberti et al., 2001 I. Alberti, Y.N. Kalia, A. Naik, R.H. Guy Assessment and prediction of the cutaneous bioavailability of topical terbinafine, in vivo, in man. Pharm. Res., 10 (2001), pp. 1472-1475

【2】Nagelreiter C, et al. Importance of a suitable working protocol for tape stripping experiments on porcine ear skin: Influence of lipophilic formulations and strip adhesion impairment. Int J Pharm. 2015;491(1-2):162-169.

【3】Franzen et al., 2012 L. Franzen, M. Windbergs, S. Hansen Assessment of near-infrared densitometry for in situ determination of the total stratum corneum thickness on pig skin: influence of storage time