（醫(yī)學課件）藥物透皮給藥系統(tǒng)

1、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)研究進展,1,第一節(jié) 概述,經(jīng)皮給藥系統(tǒng)(transdermal drug delivery systems, TDDS)又稱經(jīng)皮傳遞系統(tǒng)。系指藥物以一定的速率透過皮膚，經(jīng)毛細血管吸收進入全身血液循環(huán)（體循環(huán)）并達到有效治療濃度，最終產(chǎn)生療效的一類系統(tǒng)。 廣義上，經(jīng)皮給藥系統(tǒng)包括軟膏、硬膏、貼劑以及凝膠劑、涂劑和氣霧劑。通常情況下，TDS專指起全身治療作用的透皮吸收貼劑，國內(nèi)稱之為貼片。,2,一、TDDS 的特點,優(yōu)點： 可避免口服給藥可能發(fā)生的肝首過效應(yīng)及胃腸滅活； 可維持恒定的最佳血藥濃度或生理效應(yīng)，減少胃腸給藥的副作用； 延長有效作用時間，減少用藥次數(shù)；,3,一、TDDS 的

2、發(fā)展與特點,優(yōu)點： 通過改變給藥面積調(diào)節(jié)給藥劑量，減少個體差異，且患者可以自主用藥，也可以隨時停止用藥。 適用于嬰兒、老人或因嘔吐不宜口服藥物以及長期用藥的病人。,4,第二節(jié) 藥物的經(jīng)皮轉(zhuǎn)運及影響因素,藥物經(jīng)皮轉(zhuǎn)運途徑 影響藥物經(jīng)皮吸收的因素,5,一、藥物的經(jīng)皮轉(zhuǎn)運途徑,1、透過角質(zhì)層和表皮進入真皮，擴散到毛細血管，轉(zhuǎn)移到體循環(huán)，是藥物透過皮膚吸收主要途徑。 2、通過毛囊、皮脂腺和汗腺等附屬器官吸收。對于離子型藥物及水溶性大分子 ，是主要的吸收途徑,6,二、影響藥物經(jīng)皮吸收的因素,皮膚的生理構(gòu)造 藥物的理化性質(zhì) 經(jīng)皮給藥系統(tǒng),7,三、影響藥物經(jīng)皮吸收的因素,皮膚的生理構(gòu)造 應(yīng)用部位 病變皮膚

3、皮膚的溫度 皮膚的水合程度 “貯庫”效應(yīng),8,三、影響藥物經(jīng)皮吸收的因素,藥物的理化性質(zhì) 分子大?。盒∮?000 脂溶性及分配系數(shù)：油水分配系數(shù)適中 藥物的化學結(jié)構(gòu)：氫鍵不超過兩個 熔點：熔點低的易透過皮膚,9,三、影響藥物經(jīng)皮吸收的因素,經(jīng)皮給藥系統(tǒng) 根據(jù)藥物的pKa值，通過改變經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的處方組 成，調(diào)節(jié)經(jīng)皮給藥系統(tǒng)介質(zhì)的pH，或選用與離子型藥物 電荷相反的物質(zhì)作為介質(zhì)或載體形成電中性的離子對， 增加非離子型的比例，提高藥物在角質(zhì)層的滲透。此 外，也可在處方中使用透皮吸收促進劑提高藥物的皮膚 通透性，促進經(jīng)皮吸收。,10,第三節(jié) 經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的設(shè)計與生產(chǎn),藥物的選擇 經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的類型

4、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的組成及材料 經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的制備工藝,11,一、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)藥物的選擇,經(jīng)皮給藥系統(tǒng)具有緩釋和控釋的特點，適合于一些生物半衰期短、治療指數(shù)小的藥物。 大部分藥物通過皮膚的滲透性低，只適合于劑量小、藥理作用強的藥物。 作為經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的藥物應(yīng)該對皮膚沒有刺激性，不產(chǎn)生過敏反應(yīng)。 高熔點藥物的透皮速度小，宜選擇低熔點的藥物。 藥物的溶解度應(yīng)適宜，通常藥物在油及水中的溶解度均應(yīng)大于1mg/ml，且油水分配系數(shù)適中。藥物分子量應(yīng)小于1000。,12,二、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的類型,膜控釋型 骨架型 黏膠型骨架系統(tǒng) 均質(zhì)骨架系統(tǒng) 微孔骨架系統(tǒng) 微貯庫型,13,(一)膜控釋型 膜控釋型TDDS(mem

5、brane-moderated type TDDS)主要由背襯層、藥物貯庫、控釋膜、粘膠層和防粘層五部分組成。 在此系統(tǒng)中，藥物貯庫黏附在背襯層上，另一面覆蓋控釋膜，貯庫中藥物分子通過控釋膜釋放。 控釋膜的外層涂有壓敏膠，以幫助貼片粘附于皮膚。壓敏膠中也可加入藥物作為負荷劑量，使藥物能夠較快達到治療的血藥水平。,14,(二)粘膠分散型,粘膠分散型TDDS(adhesive dispersion type TDDS)的藥庫層及控釋層均由壓敏膠組成，藥物分散或溶解在壓敏膠中成為藥物貯庫，均勻涂布在背襯層上。藥物的釋放也由壓敏膠控制。,15,(三)均質(zhì)骨架系統(tǒng),此系統(tǒng)中固體藥物均勻分散在親水性或疏水

6、性聚合物骨架中，然后將這種含藥聚合物模塑成一個具有一定表面積和厚度的含藥圓片，把這種含藥的聚合物圓片粘貼到一個藥物不透性的塑料背襯及閉合性鋁箔上。構(gòu)成給藥系統(tǒng),16,(四)微孔骨架系統(tǒng),此系統(tǒng)由背襯材料、含藥微孔骨架、壓敏膠層、保護層組成，基本結(jié)構(gòu)是一個內(nèi)浸藥物的多孔性骨架材料。 微孔骨架的材料可以是聚氨、聚氯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、PVA、纖維酯類、環(huán)氧樹脂、交聯(lián)PVP等。,17,(五)微貯庫型,微貯庫型TDDS（microreservoirtype TDDS）兼具膜控制型和骨架型的特點。其一般制備方法是先把藥物分散在水溶性聚合物（如PEG）的水溶液中，再將該混懸液均勻分散在疏水性聚合物中，在

7、高切變機械力下，使之形成微小的球形液滴，然后迅速交聯(lián)疏水聚合物分子使之成為穩(wěn)定的包含有球型液滴藥庫的分散系統(tǒng)，將此系統(tǒng)制成一定面積及厚度的藥膜，置于粘膠層中心，加防粘層即得。,18,三、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的組成及材料,背襯層 主體部分 骨架材料 控釋膜材料 壓敏膠 保護層,19,背襯層,無滲透性背襯層在系統(tǒng)中發(fā)揮一定強度的支撐作用，保護系統(tǒng)免受外界物質(zhì)侵入，防止藥物流失或皮膚水分蒸發(fā)，以提高藥物滲透。 常用透明或有色的鋁箔、聚丙烯、聚乙烯類、聚對苯二甲酸二乙酯（PET）等材料，也經(jīng)常采用這些材料的復(fù)合膜。,20,主體部分,藥庫與骨架系統(tǒng) 控釋膜 黏膠層,21,藥庫與骨架系統(tǒng),骨架材料的作用是貯存藥物

8、和控制藥物釋放。 常用材料中，水不溶性聚合物有硅橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚異丁烯、醋酸纖維素等。親水性聚合物包括天然的多糖類化合物如梧桐膠、海藻酸；合成聚合物如聚丙酰胺、聚乙烯醇等。,22,控釋材料,控釋膜分為均質(zhì)膜與微孔膜兩種?？蒯屇た刂扑幬锏尼尫潘俣?。 用于均質(zhì)膜的主要是硅橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物；用于微孔膜的主要是聚丙烯。,23,壓敏膠,壓敏膠 （pressure sensitive adhesive，PSA）是指那些在輕微壓力下即可實現(xiàn)粘貼同時又容易剝離的一類膠粘材料。起著保證釋藥面與皮膚緊密接觸以及兼作藥物貯庫或載體材料。 良好的壓敏膠必須滿足： 初粘力粘合力內(nèi)聚力粘基力。 常

9、用常用的壓敏膠材料包括聚硅氧烷壓敏膠、丙烯酸類壓敏膠、聚異丁烯壓敏膠。,24,保護層,保護層的作用是指防止膠黏層的粘連，使用前撕去使釋放藥物。 一般選用自由能低的塑料薄膜。如聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、硅化聚氧乙烯、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙酯(PET)等。,25,四、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的制備工藝,經(jīng)皮給藥系統(tǒng)根據(jù)其類型與組成有不同的制備方法，主要分三種類型：涂膜復(fù)合工藝、充填熱合工藝及骨架粘合工藝。,26,第四節(jié)經(jīng)皮給藥制劑的研究與評價,體外研究 體內(nèi)研究 體外評價 體內(nèi)評價,27,一、體外研究,皮膚的選擇 用人的皮膚進行體外滲透研究無疑是最佳選 擇，因人的皮膚不易獲得，因此常用動物皮膚

10、或 人工合成膜代替。雖然不同種屬的動物皮膚其滲 透能力有差異，但如作為實驗研究，國內(nèi)大部分 仍然選擇使用方便、易于獲得的大鼠皮膚,28,一、體外研究,離體皮膚的制備 研究中所用皮膚應(yīng)盡可能使新鮮解離皮膚，從尸體上剝離的皮膚應(yīng)在12h以內(nèi)進行，如不立即用于試驗，可真空包裝后置于-20以下保存?zhèn)溆谩?動物處死后去毛，剝離皮膚，立即以生理鹽水淋洗，除去脂肪層，置于4的生理鹽水中保存?zhèn)溆谩?29,一、體外研究,試驗裝置 立式擴散池 水平式擴散池 流通擴散池,30,改良Franz擴散池,31,立式擴散池,立式擴散池的典型例子是改良Franz擴散 池，該裝置由上下兩個杯狀磨口玻璃容器對 合而成，皮膚樣本夾

11、于兩室之間，用鐵夾固 定。上室為供給室，下室為接受室。 該裝置主要用于貼劑、軟膏的體外滲透 性的比較研究。,32,Vilia-Chien擴散池,33,水平式擴散池,水平式擴散池的典型例子是Vilia-Chien擴散池，該裝置由兩個對稱的玻璃半室組成，每個半室均有恒溫水夾套，每室均有磁力攪拌子。皮膚固定在兩室之間，鐵夾固定。 該裝置很適合研究液體介質(zhì)中成分的經(jīng)皮擴散而不受重力的影響。,34,流通擴散池,35,流通擴散池,流通擴散池由兩個不銹鋼半室疊合而成，皮膚樣本固定在兩個半室之間，用螺絲釘固定。另配有一玻璃貯藏液管，采用恒流蠕動泵從貯藏液管向接受室定量輸入接受液（如4ml/h），由另一側(cè)管流出

12、。 這種裝置可較好地模擬藥物經(jīng)皮滲透的實際過程。,36,一、體外研究,接受液的選擇 藥物通過皮膚角質(zhì)層后，一般迅速被真皮中毛細血管移除，所以使用的接受介質(zhì)應(yīng)保證物質(zhì)漏槽條件以模擬這一生理現(xiàn)象。 常用的接受介質(zhì)是生理鹽水和等滲磷酸鹽緩沖液。,37,二、體內(nèi)研究,經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的體內(nèi)研究可在動物或人體上進行。 動物在體經(jīng)皮吸收一般方法是：選擇合適的用藥部位，通常采用動物的腹部和背部，去毛后將TDS貼于適宜的部位，然后間隔一定時間采集血樣或尿樣分析測定。 在人體進行經(jīng)皮吸收的研究是最直接的方法，但人體研究應(yīng)在離體研究和動物在體研究的基礎(chǔ)上進行。具體方法是：取一定劑量的TDS貼在適宜的部位，然后在一定的

13、時間采集血樣或尿樣，用靈敏的分析方法予以測定。,38,三、體外評價,經(jīng)皮給藥制劑的體外評價主要包括含量測定、體外釋放度檢查及粘貼性能檢查等。此外中國藥典2010年版二部附錄透皮貼劑部分另有重量差異、面積差異及含量均勻度測定等質(zhì)量控制指標。,39,四、體內(nèi)評價,經(jīng)皮吸收制劑的體內(nèi)評價主要是測定經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的生物利用度。經(jīng)皮給藥制劑的生物利用度的測定方法有血藥法，尿藥法和血藥加尿藥法。,40,第五節(jié)經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的新進展,以加入經(jīng)皮滲透促進劑的促滲技術(shù) 以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù) 以改變藥物經(jīng)皮吸收方法的促滲技術(shù),41,一、經(jīng)皮滲透促進劑,有機溶劑類 脂肪酸、脂肪醇類 氮酮類化合物 吡咯酮類衍

14、生物 亞砜類 表面活性劑 中藥揮發(fā)油,42,1、有機溶劑類,包括乙醇、丙二醇、丙三醇、聚乙二醇（低分子量）、乙酸乙酯、丁醇、異丙醇。這類低級醇在經(jīng)皮給藥制劑中經(jīng)常用作溶劑，溶解藥物，同時溶脹角質(zhì)層中的類脂，從而具有一定的促滲作用。 其中，丙二醇的促滲作用相對較強，無論是單獨使用，還是與其他促滲劑混合使用，都能起到一定的效果。本類促滲劑的缺點是用量大，有揮發(fā)性和刺激性。,43,2、脂肪酸、脂肪醇類,脂肪酸類化合物，如油酸具有類似角質(zhì)層類脂的結(jié)構(gòu)，容易進入脂質(zhì)雙分子層，增加脂質(zhì)流動性。此外，油酸對陽離子型藥物具有獨特的促進效果，它能與這類藥物形成離子對結(jié)合而進入皮膚。類似的還有亞油酸、肉豆蔻酸以及

15、它們的酯。 脂肪醇與短鏈醇相比，具有與角質(zhì)層類脂相似的長鏈結(jié)構(gòu)，增加皮膚角質(zhì)層類脂的流動性，其用量較短鏈醇少。,44,3、氮酮類化合物,月桂氮卓酮（laurocapam），也稱Azone。Azone能夠擴大角質(zhì)層中的細胞間孔隙，提高通過細胞間隙的水溶性藥物的透過量，促進溶解在低級醇當中的脂溶性藥物的透過。 Azone不僅對小分子藥物有滲透作用，對蛋白質(zhì)類、多肽類藥物也有促進作用。此外，Azone與其他促進劑合用常有更佳效果，如與丙二醇、油酸等都可配伍使用。,45,3、氮酮類化合物,對親水性藥物的吸收促進作用強于親脂性藥物。 透皮作用具有濃度依賴性，有效濃度常在1%6%左右。 Azone起效較為

16、緩慢，藥物透過皮膚的時滯從2小時到10小時不等，但一旦發(fā)生作用，則能持續(xù)多日，這可能是Azone自身在角質(zhì)層中蓄積的結(jié)果。,46,4、吡咯酮類衍生物,吡咯酮類衍生物包括吡咯酮（NP），N甲基吡咯酮（1NMP）等。吡咯酮及其衍生物具有廣泛的促滲作用。在低濃度時吡咯酮類選擇性進入角質(zhì)蛋白，在高濃度時影響脂質(zhì)層流動性和促進藥物分配。對極性、半極性化合物的透皮均有效果，但有一定刺激性。,47,5、亞砜類,(1) DMSO 吸收促進機理：對藥物的增溶作用及其對角質(zhì)層脂質(zhì)相互作用。 缺點：具有皮膚刺激性和惡臭。 (2)癸基甲基亞砜（DCMS ） 是一種新的促進劑，其促滲作用沒有濃度依賴性，在低濃度時有較強

17、的促滲效果。用量較少，對極性藥物的促進能力大于非極性藥物。,48,6、表面活性劑,表面活性劑自身可以滲入皮膚并可能與皮膚成分相互作用，改變皮膚透過性質(zhì)。 非離子型主要增加角質(zhì)層類脂流動性，刺激性小，透過促進效果也最差，可能是由于臨界膠團濃度(CMC)較低，藥物容易被增溶在膠束中而較少釋放有關(guān)。 離子型與皮膚的相互作用較強，但連續(xù)應(yīng)用后會引起紅腫、干燥或粗糙化。,49,7、中藥揮發(fā)油,揮發(fā)油在一些傳統(tǒng)外用制劑中作為皮膚刺激藥早有應(yīng)用，如薄荷油，桉葉油，松節(jié)油等。這些揮發(fā)油作用于皮膚后可不同程度改變皮膚的理化性質(zhì)及正常生理結(jié)構(gòu)，且能夠刺激皮下毛細血管的血液循環(huán)，從而增加藥物的通透性。其優(yōu)點是起效快

18、，副作用小。其毒性一般弱于人工合成品。,50,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),脂質(zhì)體透皮促滲透技術(shù) 傳遞體透皮促透技術(shù) 醇質(zhì)體透皮技術(shù) 非離子囊泡透皮技術(shù) 固體脂質(zhì)納米粒透皮技術(shù) 環(huán)糊精包封透皮技術(shù) 微乳透皮技術(shù),51,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),1、脂質(zhì)體透皮促滲透技術(shù) 脂質(zhì)體是由磷脂等類脂形成的雙分子層結(jié)構(gòu)的微型小囊，粒徑在20-3500nm之間。它由脂質(zhì)雙分子層膜包封而成的中空球狀體，又稱為脂質(zhì)雙層膜小泡，這種特性使其非常容易穿透皮膚角質(zhì)層。理論上講，若將分子直徑為100-300nm的藥物包封于脂質(zhì)體中，便能順利透過皮膚。,52,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),2、

19、 傳遞體透皮促透技術(shù) 傳遞體能通過傳遞體膜的高度自身變形并以滲透壓差為驅(qū)動力，高效地穿過比自身小數(shù)倍的孔道的類脂質(zhì)集體。一般來說，其粒徑比脂質(zhì)體小，約90-500nm，能穿過孔徑為其本身1/5-1/10的小孔，透過率和透過量幾乎與純水相當。傳遞體藥物的皮膚透過率可以高達80%以上，含有藥物的傳遞體不僅能穿透皮膚，而且進入血液后，能直接到達靶器官和組織。,53,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),3、醇質(zhì)體透皮技術(shù) 醇質(zhì)體是一種新型的具有囊泡結(jié)構(gòu)的經(jīng)皮給藥載體,含有高濃度低分子量的醇,如乙醇、丙二醇、異丙醇等。醇質(zhì)體能促進藥物透過皮膚,并由毛細血管進入人體循環(huán),其機制可能是乙醇一方面改變了角質(zhì)

20、層脂質(zhì)分子的緊密排列,增強了脂質(zhì)流動性,使藥物易于穿透;另一方面增強了含醇脂質(zhì)體膜的柔性和流動性，使含醇脂質(zhì)體在傳遞過程中可發(fā)生變形，透過紊亂的角質(zhì)層，增強了滲透能力。,54,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),4、非離子囊泡透皮技術(shù) 囊泡（Vesicles）是具有衣架式的表面活性劑在水中形成的分子有序組合體，呈球形或橢圓形?？梢杂脕戆H水性藥物，又可以用來包裹親脂性藥物。在透皮吸收機制上與脂質(zhì)體相類似。在脂質(zhì)體用于藥物載體方面取得很大進展的同時，天然磷脂易氧化變質(zhì)、易泄漏、價格昂貴等問題引起人們重視。與磷脂相比，非離子表面活性劑化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，具有不易氧化變質(zhì)、來源廣、可選擇性好、價廉

21、等優(yōu)點。因此在藥物輸送領(lǐng)域，囊泡成為近幾年國內(nèi)外研究的熱點,55,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),5、固體脂質(zhì)納米粒透皮技術(shù) 固體脂質(zhì)納米粒(Solid lipid nanoparticles，SLN) 是指粒徑在101000 nm，以固態(tài)天然或合成的類脂如卵磷脂、三酰甘油等為載體，將藥物包裹或夾嵌于類脂核中制成的固體膠粒給藥系統(tǒng)，以毒性低、生物相容性好、生物可降解的固態(tài)天然或合成的類脂為載體，將藥物吸附或包裹于脂質(zhì)膜中制成的新一代納米粒給藥系統(tǒng)。,56,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),6、環(huán)糊精包封透皮技術(shù) 環(huán)糊精用于透皮吸收制劑時能改善藥物的透皮吸收性，控制藥物的釋放速度。水溶

22、性環(huán)糊精可以促進難溶性藥物從疏水性基質(zhì)釋放，提高親水性軟膏藥物在水相中的溶解度，從而促進藥物釋放。 常用2-羥丙基-環(huán)糊精，2，6-二甲基-環(huán)糊精，二甲氧基-環(huán)糊精以及-環(huán)糊精等。,57,二、以改變藥物物理特性為主的促滲技術(shù),7、微乳透皮技術(shù) 微乳(micro emulsion，ME)是水、油、表面活性劑和助表面活性劑按適當?shù)谋壤旌?，自發(fā)形成的各向同性、透明、熱力學穩(wěn)定的分散體系。 微乳作為經(jīng)皮給藥載體，促進藥物的經(jīng)皮滲透，一般機制如下：微乳可顯著增加難溶性藥物的溶解度，在皮膚兩側(cè)快速形成較高的濃度梯度，從而大大提高藥物的透皮速率，縮短時滯；微乳能增加角質(zhì)層脂質(zhì)雙層流動性。 作為經(jīng)皮藥物載體

23、，微乳具有很多優(yōu)點，但由于微乳體系粘度低，流動性強，作為透皮藥物載體使用起來有其不便。目前，許多研究者提出了微乳凝膠的概念。,58,三、以改變藥物經(jīng)皮吸收方法的促滲技術(shù),離子導入 電致孔（electroporation，EP） 超聲波技術(shù) 激光法 微針法 無針注射系統(tǒng),59,三、以改變藥物經(jīng)皮吸收方法的促滲技術(shù),1、離子導入 離子導入技術(shù)（iontophoresis）是利用電流將離子型藥物經(jīng)由電極定位導入皮膚或粘膜，進入局部組織或血液循環(huán)的一種生物物理方法。一些不解離藥物如果能在溶液中形成帶電膠體粒子（如吸附或離子膠團增溶）亦可采用這一技術(shù)給藥。 目前離子導入經(jīng)皮給藥研究的熱點之一是將離子導入與促滲劑或其它物理促滲作用合用增加透皮吸收，降低離子導入的電流。,60,三、以改變藥物經(jīng)皮吸收方法的促滲技術(shù),2、電致孔（electroporation，EP） 當于脂質(zhì)雙分子層或細胞膜上施加高壓脈沖電場時，可使之產(chǎn)生暫時性的水性通道，從而增加脂質(zhì)或細胞膜的通透性。 現(xiàn)在EP的促滲透理論是：應(yīng)用短電脈沖改變了類脂質(zhì)分子的定向而使分子有序排列，形成新通道而增加滲透性。脈沖電場結(jié)束時，類脂質(zhì)重新恢復(fù)其原先的無序定向，從而關(guān)閉通道。,61,三、以改變藥物經(jīng)皮吸收方法的促滲技術(shù),2、電致孔（electropo