體外皮膚角質(zhì)滲透實驗在皮質(zhì)類固醇制劑開發(fā)中的作用

在皮膚科臨床實踐中，為滿足患者個體化治療需求，醫(yī)護人員常將含皮質(zhì)類固醇的外用乳膏與中性基質(zhì)稀釋后使用。這一操作雖已普及多年，但其有效性和滲透行為卻始終缺乏系統(tǒng)研究，導(dǎo)致臨床效果難以預(yù)測。近期來自奧地利維也納大學(xué) “皮膚給藥系統(tǒng)表征及相關(guān)機制" 研究平臺的 C. Nagelreiter研究團隊發(fā)表于《International Journal of Pharmaceutics》的一項研究，以醋酸氟氫可的松為模型藥物，系統(tǒng)探究了藥物含量、半固體載體類型及流變學(xué)性質(zhì)對皮膚滲透的影響，為局部起效外用制劑研發(fā)提供了重要參考。

研究背景：局部類固醇稀釋的臨床痛點

皮質(zhì)類固醇是治療炎癥性皮膚病的基石，但其外用制劑的效力需根據(jù)患者病情調(diào)整。在歐洲，臨床常通過稀釋高濃度類固醇乳膏實現(xiàn)個體化給藥，然而藥物滲透效率與稀釋比例并非簡單線性關(guān)系。既往研究表明，將皮質(zhì)類固醇制劑稀釋至 50%，皮膚對藥物的吸收量未必同步下降 50%（Mitriaikina & Müller-Goymann, 2009）。這種 “非比例性" 源于載體性質(zhì)（如藥物溶解度、基質(zhì)組成）與藥物本身的相互作用，但其具體機制尚未明確。

此外，稀釋操作可能增加制劑被微生物污染的風險，進一步影響療效（Busse, 1978）。因此，明確載體類型、藥物濃度與經(jīng)皮滲透的關(guān)聯(lián)，對優(yōu)化局部類固醇制劑的研發(fā)與臨床應(yīng)用具有重要意義。

實驗設(shè)計：三維度分析透皮滲透過程

研究對象與材料

· 模型藥物：醋酸氟氫可的松（脂溶性，log P=2.72±0.57），常用于評估局部制劑的經(jīng)皮滲透能力。

· 載體類型：選取奧地利臨床常用的 3 種工業(yè)乳膏基質(zhì)及 1 種自制半固體制劑：

· W/O 乳膏（含 30% 水，對應(yīng) Ultrabas®）：以凡士林、液體石蠟為油相，含脫水山梨醇倍半油酸酯等乳化劑。

· O/W 乳膏（含 70% 水，對應(yīng) Ultrasicc®）：以硬脂醇、聚乙二醇硬脂酸酯為乳化劑，含水溶性防腐劑。

· 兩親性乳膏（含 40% 水，對應(yīng) Ultraphil®）：兼具親水和親脂成分，含甘油酯與聚氧乙烯醚類乳化劑。

· 自制制劑 A：基于蔗糖硬脂酸酯的 O/W 型制劑（含 70% 水），具有優(yōu)效皮膚相容性。

· 藥物濃度：將醋酸氟氫可的松分別以 0.25%、0.5%、0.75%、1%（w/w）的濃度摻入上述載體。

實驗方法

研究采用兩種經(jīng)典體外模型結(jié)合流變學(xué)分析，全面評估制劑的經(jīng)皮滲透特性：

· Franz 擴散池體外透皮實驗：以豬腹部皮膚為模型（與人類皮膚形態(tài)和滲透性相似），測定 24 小時內(nèi)藥物透過皮膚進入接收液的累積量，評估藥物透皮效率。

· 體外皮膚角質(zhì)滲透實驗：以豬耳皮膚為模型，實驗前使用Aquaflux經(jīng)皮水分流失測量儀（Biox Systems）確認皮膚屏障完整性，將 2 mg/cm2 的相應(yīng)制劑涂抹于皮膚上，孵育 1 小時后，開始通過膠帶逐層剝離角質(zhì)層，結(jié)合近紅外光密度法的850C皮膚角質(zhì)量測試儀定量分析藥物在皮膚各層的深度分布，更貼合實際體內(nèi)給藥場景。每條膠帶所去除的角質(zhì)細胞量可通過公式 m=A/0.41 以 μg/cm2 計算。假設(shè)角質(zhì)層的平均密度為 1 g/cm3（Anderson 和 Cassidy，1973），該平均質(zhì)量對應(yīng)的角質(zhì)層平均厚度為 8.47±2.19 μm。這一計算得出的角質(zhì)層厚度用于后續(xù)計算。

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· 流變學(xué)表征：使用旋轉(zhuǎn)流變儀測定制劑的粘度、儲能模量（G'）和損耗模量（G''），評估其物理穩(wěn)定性與應(yīng)用性能。

研究發(fā)現(xiàn)：載體類型主導(dǎo)經(jīng)皮滲透，濃度影響有限

發(fā)現(xiàn) 1：藥物濃度對滲透的影響：非比例性顯著

· 擴散池透皮實驗：僅 W/O 乳膏中藥物滲透量隨濃度升高呈微弱增加（1% 濃度組顯著高于低濃度組），而 O/W 和兩親性乳膏中，不同濃度的藥物滲透量無統(tǒng)計學(xué)差異。例如，O/W 乳膏中 0.25% 與 1% 濃度組的 24 小時累積滲透量幾乎一致，表明濃度升高未必提升透皮效率。

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· 角質(zhì)層膠帶剝離實驗：所有載體中，藥物滲透深度隨濃度升高呈趨勢性增加（如 0.25% 的 W/O 乳膏從 6.08% 角質(zhì)層深度增至 1% 濃度的 30.19% 滲透深度），但高濃度組的標準差顯著增大，提示個體差異可能掩蓋濃度效應(yīng)。

結(jié)論：藥物濃度對滲透的影響受載體類型制約，且并非決定因素，與臨床觀察到的 “稀釋后效果不可預(yù)測" 現(xiàn)象一致。

發(fā)現(xiàn) 2：親水性載體滲透更優(yōu)

透皮效率：O/W 乳膏的 24 小時累積滲透量是 W/O 乳膏的 5 倍，兩親性乳膏與 O/W 乳膏效果接近。這與載體水含量密切相關(guān)：O/W 乳膏（70% 水）和制劑 A（70% 水）的親水性更強，可能通過促進皮膚水化提升藥物溶解度。

角質(zhì)層滲透深度：體外角質(zhì)膠帶剝離實驗顯示，O/W 和兩親性乳膏在各濃度下的藥物滲透深度均顯著高于 W/O 乳膏（如 0.75% 濃度時，O/W 乳膏滲透深度為 42.69%，W/O 乳膏僅 22.47%）。

藥物結(jié)晶狀態(tài)：顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，W/O 乳膏中藥物結(jié)晶最少，提示其對醋酸氟氫可的松的溶解度最高，但高溶解度并未轉(zhuǎn)化為高滲透效率，表明載體與皮膚的相互作用（如角質(zhì)層脂質(zhì)萃?。┛赡苁歉P(guān)鍵的因素。

發(fā)現(xiàn) 3：流變學(xué)性質(zhì)：與滲透行為無顯著關(guān)聯(lián)

粘度差異：W/O 和兩親性乳膏的粘度（140-200 Pa?s）顯著高于 O/W 乳膏和制劑 A（20-40 Pa?s），但高粘度并未阻礙藥物滲透（如兩親性乳膏滲透效果優(yōu)于 W/O）。

粘彈性：所有制劑均表現(xiàn)出 G' > G''（彈性主導(dǎo)），符合半固體制劑的應(yīng)用需求（如涂抹后不易流淌），但儲能模量與滲透效率無相關(guān)性。

結(jié)論：制劑的流變學(xué)性質(zhì)主要影響應(yīng)用便利性，而非藥物滲透能力，這與 “藥物以混懸態(tài)存在時，載體微觀結(jié)構(gòu)比宏觀粘度更重要" 的假設(shè)一致。

發(fā)現(xiàn) 4：體外角質(zhì)層滲透更靈敏捕捉制劑差異

研究團隊優(yōu)化了膠帶剝離實驗 SOP：通過 “預(yù)剝離" 去除皮膚表面殘留的乳膏基質(zhì)，僅分析與皮膚結(jié)合的膠帶數(shù)據(jù)，顯著提升了結(jié)果可靠性。與體外擴散池透皮實驗相比，體外角質(zhì)層滲透實驗?zāi)芨逦鷧^(qū)分不同載體的滲透差異（如 0.5% 濃度時，兩親性乳膏滲透深度顯著高于 W/O 乳膏），更適合評估半固體制劑的細微差異。

對制劑開發(fā)的啟示

載體選擇優(yōu)先于濃度調(diào)整：研究表明，O/W 和兩親性載體在促進藥物滲透上更具優(yōu)勢，提示研發(fā)局部類固醇制劑時，應(yīng)優(yōu)先優(yōu)化載體組成（如調(diào)整水含量、乳化劑類型），而非單純依賴濃度調(diào)節(jié)。

謹慎對待臨床稀釋操作：由于藥物滲透與濃度無嚴格比例關(guān)系，臨床稀釋需結(jié)合載體類型評估效果。例如，W/O 乳膏稀釋可能導(dǎo)致滲透量顯著下降，而 O/W 乳膏稀釋后的效果更穩(wěn)定。

推薦體外角質(zhì)層滲透實驗用于早期篩選：該方法比擴散池透皮實驗更靈敏，且與人體皮膚實驗相關(guān)性高（Klang et al., 2011），可作為制劑優(yōu)化階段的關(guān)鍵評估手段。

流變學(xué)性質(zhì)的優(yōu)化方向：雖不直接影響滲透，但低粘度制劑（如 O/W 型）更易涂抹，患者依從性更高，研發(fā)中可在保證穩(wěn)定性的前提下降低粘度。

局限性與未來方向

本研究仍存在體外模型的固有局限：豬耳皮膚與人類皮膚的角質(zhì)層厚度、脂質(zhì)組成存在差異，結(jié)果需經(jīng)體內(nèi)實驗驗證。未來研究可聚焦：

· 探索載體成分（如甘油酯、聚氧乙烯醚）與角質(zhì)層脂質(zhì)的相互作用機制；

· 開發(fā)高溶解度載體，減少藥物結(jié)晶對滲透的影響；

· 結(jié)合皮膚鏡等成像技術(shù)，可視化藥物在皮膚中的分布。

局部皮質(zhì)類固醇制劑的經(jīng)皮滲透是載體類型、藥物理化性質(zhì)及皮膚生理特征共同作用的結(jié)果。這項研究為研發(fā)人員提供了清晰指引：優(yōu)化載體組成比調(diào)整濃度更有效，而精準的體外評估方法（如角質(zhì)層滲透實驗）是制劑成功的關(guān)鍵。未來，結(jié)合材料科學(xué)與皮膚生物學(xué)的交叉研究，有望開發(fā)出更高效、更安全的個體化局部制劑。