综述:皮肤和透皮大分子递送的突破能否克服现有障碍并革新未来疗法?

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1

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  本文综述了皮肤和透皮大分子递送领域的研究进展。阐述了传统递送方法的局限,介绍化学增强剂、机械方法和纳米技术等新策略。这些策略各有利弊,未来需优化以提升安全性和有效性,有望为疾病治疗带来新突破。

  

皮肤和透皮大分子递送的研究进展


在药物递送领域,通过皮肤递送大分子(如肽、蛋白质和核酸)成为了备受瞩目的研究方向。这些大分子具有高效性和靶向特异性,但它们的皮肤递送面临诸多挑战,如易被酶降解、膜通透性差等。传统的治疗策略存在局限性,而皮肤和透皮递送方法有望提高患者的依从性和治疗效果,因此探索创新的递送方法至关重要。

大分子经皮递送的传统方式


传统的经皮递送方法包含多种剂型,像凝胶、乳膏和软膏等。这些剂型有助于克服大分子药物经皮转运的困难,提高药物生物利用度,同时减少全身毒性,还能实现局部药物释放,提升治疗的安全性和患者的耐受性。例如,凝胶易于涂抹,能有效促进亲水性大分子的递送;软膏则能在皮肤表面形成保护层,便于脂溶性分子的吸收。然而,传统治疗方法也存在缺陷,比如难以有效递送高分子量的大分子,药物释放持续时间有限,部分患者还可能出现皮肤刺激或过敏反应。

大分子经皮递送的现状


当前,大分子经皮递送取得了显著进展,主要集中在化学增强剂和机械方法等方面。化学增强剂可提高药物的皮肤渗透性,但长期使用可能会刺激皮肤、破坏皮肤的天然保护层。例如,月桂氮卓酮及其衍生物、油酸等可能引发皮肤刺激和过敏反应。机械方法如离子导入、微针、超声辅助递送、无针喷射注射、激光辅助递送和电穿孔等,通过物理方式突破皮肤屏障,增强大分子的运输。不过,这些方法也存在局限性,如设备要求高、可能导致皮肤刺激等。此外,纳米技术在经皮递送中展现出巨大潜力,纳米载体(如纳米乳液、固体脂质纳米颗粒、脂质体等)能够保护大分子,提高其稳定性和皮肤渗透性,实现靶向和控释。

大分子经皮递送的局限性


尽管在大分子经皮递送方面已取得一定进展,但仍面临一些限制。稳定性是一个关键问题,大分子尤其是蛋白质和肽,对环境因素敏感,在储存和递送过程中容易变性或降解。此外,经皮递送系统对大分子的载药量有限,高剂量的大分子给药可能给患者带来不适。这些问题限制了大分子经皮递送的广泛应用和疗效。

辅助剂在大分子经皮递送中的作用


辅助剂在大分子经皮递送中起着重要作用,它不仅能促进药物渗透,还具有免疫调节功能。常见的辅助剂包括植物基辅助剂和化学渗透增强剂。植物基辅助剂(如萜烯、黄酮类化合物和精油)具有生物相容性和安全性,能破坏皮肤脂质结构,增强大分子扩散。化学渗透增强剂(如基于透明质酸(HA)的辅助剂)可改变皮肤结构,促进药物渗透,但需注意其安全性和潜在的皮肤刺激问题。

生物活性肽在经皮递送中的应用


生物活性肽因其能够有效穿透皮肤角质层,在透皮药物递送中具有广阔的应用前景。根据来源,生物活性肽可分为蛋白质衍生的细胞穿透肽(CPPs)、模型肽、嵌合 CPPs 和合成 CPPs;根据化学结构,可分为两亲性 CPPs、阳离子 CPPs 和疏水性 CPPs。这些肽通过不同机制促进药物渗透,如形成共价或非共价结合,增强皮肤穿透和细胞内靶向能力。例如,短合成肽(ACSSSPSKHCG)与胰岛素联合给药,可提高胰岛素的全身水平,降低血糖水平。

基于机械力的增强方法和机制


基于机械力的方法在增强大分子局部递送方面发挥着关键作用,主要包括离子导入、超声辅助递送、无针喷射注射、微针、激光辅助递送和电穿孔等技术。离子导入利用电流推动药物分子进入皮肤,通过电排斥和电渗作用增强药物运输,与化学渗透增强剂联合使用可显著提高药物吸收。超声辅助递送利用低频超声暂时破坏皮肤屏障,促进药物吸收,还可用于脉冲式药物释放和伤口愈合治疗。无针喷射注射具有无痛、快速给药等优点,在疫苗和胰岛素递送等方面有广泛应用前景。微针通过在皮肤表面形成微通道,提高药物递送效率,可实现疫苗、胰岛素等药物的经皮递送,且具有多种应用形式。激光辅助递送利用激光的直接消融、光机械波和光热效应,增强大分子的经皮递送。电穿孔通过施加高电压电脉冲,暂时增加皮肤的通透性,促进大分子运输,在癌症治疗和基因电转移等方面有重要应用。

联合疗法和纳米系统在经皮递送中的应用


研究人员探索了多种机械技术的联合应用,以增强大分子的经皮递送。例如,将离子导入与微针结合的贴片,可精确控制疫苗分子的递送,诱导更强的免疫反应;无针喷射注射与电穿孔联合使用,可显著提高 DNA 疫苗的转染效率和免疫反应。纳米系统(如纳米乳液、纳米颗粒、脂质体、纳米胶束等)在经皮递送中具有独特优势,能够提高药物的稳定性、生物利用度和皮肤渗透性,实现靶向和控释,为大分子经皮递送提供了创新解决方案。

结论与展望


皮肤和透皮大分子递送既面临挑战,也充满机遇。目前的研究进展为克服这些挑战提供了多种策略,但仍需进一步优化这些方法,提高其安全性和有效性。未来的研究应关注大规模生产的可扩展性和监管问题,整合多种技术,开发个性化和靶向性的治疗方法。同时,还需深入研究长期安全性和患者依从性,以推动该领域的临床应用,为患者带来更好的治疗效果。

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