《International Journal of Pharmaceutics》:Dermapen-mediated microchannels enable deep cutaneous delivery of liposomal and particulate model systems, with topical massage as an additional enhancer
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动力驱动微针穿刺(Powered microneedling)在人皮肤屏障中形成深层通道。Dermapen改善来自脂质体(Liposome)制剂的皮肤递送。大分子量葡聚糖(Dextran)分子与1 μm颗粒可到达更深层皮肤。微针穿刺而非脂质体组成是递送的主要驱
动力驱动微针穿刺(Powered microneedling)在人皮肤屏障中形成深层通道。Dermapen改善来自脂质体(Liposome)制剂的皮肤递送。大分子量葡聚糖(Dextran)分子与1 μm颗粒可到达更深层皮肤。微针穿刺而非脂质体组成是递送的主要驱动因素。局部按摩增强递送,并可能有助于未来皮肤储库(Cutaneous depot)装载。
研究背景方面,皮肤与透皮递送因可避免胃肠道降解和肝脏首过代谢而具吸引力,但角质层(Stratum corneum, SC)构成主要扩散屏障,被动转运仅限于相对小分子,“500 Da规则”是常用基准,亲水性大分子、蛋白、多糖及颗粒体系被动穿透差。辅助递送策略中,微针与微针穿刺设备因能以微创方式在SC和表皮上层形成瞬时水性微通道而受关注;但对较大可溶性货物与颗粒体系的皮肤储库(Cutaneous depot)递送,仅形成通道不够,还取决于制剂性质、应用时机与操作后处理。化学增强剂对大分子或颗粒增强有限且有耐受性问题;载体如脂质体在完整人皮上多产生浅表效应。物理方法增益大但设备复杂。摩擦/按摩作为操作后变量在微针辅助递送中少被系统研究,文献结果不一。因此研究人员开展本研究,明确Dermapen预处理能否在人皮为较大可溶性与颗粒系统建立实用入口,以及短暂局部按摩能否进一步改善通道装载。
本研究发表于《International Journal of Pharmaceutics》。研究人员采用离体人皮(腹部皮来自46岁女性供体用于脂质体实验,上臂皮来自36岁女性供体用于颗粒基准实验,均取自Odense大学医院减容手术匿名剩余组织,经南丹麦地区伦理委员会批准),以Dr. Pen Ultima A6 Dermapen为微针设备,结合Franz扩散池、冷冻切片宽场/共聚焦显微镜、动态光散射(Dynamic light scattering, DLS)、Laurdan广义极化(Generalized polarization, GP)双光子成像等技术。关键方法包括:Dermapen参数优化(12针卡匣、标称0.5 mm、6 N力、5 s×3次重插)建立跨SC与活表皮微通道;制备100 mol% PC(100PC)、PC:CH 80:20(80PC)、PC:CH 60:40(60PC)脂质体并载Texas Red-葡聚糖(10 kDa)或标DiI;以70 kDa Texas Red-葡聚糖与1 μm绿色荧光聚合物微球(Green fluorescent polymer microspheres, GFPM)为基准示踪剂,部分组在给药后用Parafilm包裹细胞刮背进行30 s局部按摩;通过Franz池受体相荧光累积、冷冻切片深度分辨荧光强度剖面、SC分层Laurdan GP成像进行评价。
研究结果如下。3.1节Dermapen微通道超越主要表皮屏障层:经参数筛选,12针0.5 mm条件产生平均通道深450.08±155.77 μm,远超SC(18.39±4.09 μm)与活表皮(67.23±4.08 μm)厚度之和,证明可重复形成屏障旁路通道。3.2节脂质体理化表征显示胆固醇依赖的双层有序化:DLS确认纳米级粒径与低多分散指数(Polydispersity index, PDI),Laurdan GP由100PC的?0.14升至60PC的0.31,DiI标记与葡聚糖装载不改变排序趋势。3.3节Dermapen增加受体相Texas Red-葡聚糖荧光累积:30 h时Dermapen+脂质体较仅脂质体组在100PC、80PC、60PC分别约高12.5、25.3、8.9倍,Weibull模型拟合优于分段模型,表观滞后期9.4–15.9 h,说明微通道是累积回收主导因素。3.4与3.5节宽场及深度剖面显示Dermapen提升皮内信号量与分布深度:绝对葡聚糖强度在全深范围升高,峰值归一化DiI剖面显示脂质相荧光由浅表延伸至深层。3.6节区域合并分析表明一旦微通道存在,配方间差异消失:Dermapen+脂质体在SC、活表皮、真皮各配方无显著差异;仅脂质体条件下100PC与60PC在SC/活表皮差异显著,说明微针穿刺覆盖配方效应。3.7节Laurdan GP显示空脂质体暴露降低SC各层GP(外SC由0.51±0.05降至0.35±0.05等),但三种配方间无排名差异,表明脂质体改变SC脂序/水合但不主导深层递送。3.8节短暂局部按摩增强Dermapen辅助的可溶与微米颗粒递送:70 kDa葡聚糖在Dermapen+按摩下SC、活表皮、真皮较仅Dermapen分别再增约1.9、3.2、3.8倍;1 μm GFPM在活表皮由34.9升至79.5 a.u.(无按摩)并在按摩后进一步升高,证明按摩助较大颗粒进入通道。
讨论与结论部分,研究人员指出微针穿刺形成的微通道是较大可溶性与颗粒货物人皮深层装载的主要决定因素,脂质体组成仅在屏障完整时有浅表分配意义;操作后短暂局部按摩作为机制相关步骤可进一步驱动通道装载,对皮肤储库式递送具实践价值。结论为:Dermapen预处理在离体人皮建立超越SC与活表皮的微型入口,使10 kDa与70 kDa葡聚糖及1 μm颗粒均可达活表皮与真皮;微针穿刺本身而非脂质体胆固醇含量主导跨层递送;局部按摩是可控增强变量。该研究将微针穿刺由“屏障破坏概念”推向结合制剂与操作后处理的实用皮肤储库平台依据。