文献分享 | 甲基氨基乙酰Propionic acid（mALA）微针给药渗透效率的比较研究

文献分享 | 甲基氨基乙酰Propionic acid （mALA）微针给药渗透效率的比较研究

 

 

 

引言：

澳大利亚科廷大学医学院 Yeakuty Jhanker 团队、南澳大学未来产业研究所等机构的研究人员，在《International Journal of Pharmaceutics》（影响因子 7.831）发表题为 “Comparison of physical enhancement technologies in the skin permeation of methyl amino levulinic acid (mALA)” 的研究。该研究对比了 3M 微针阵列、ClinicCare Dermaroller® 及细长微粒（EMP）三种物理经皮给药增强技术，对提升光动力疗法中甲基氨基乙酰Propionic acid （mALA）渗透效率具有重要意义。

 

摘要Abstract

 

皮肤物理给药增强技术已被证实可提升药妆活性成分的功效。在各类物理给药增强技术中，微针是商业应用最成功的技术。然而，与其他物理增强技术类似，微针也存在诸多优缺点，例如渗透深度存在差异以及疗效不足等问题。

本研究将细长微粒（EMP）、微针（如 3M 微针阵列，650μm）和微针滚轮（如 ClinicCare Dermaroller®，MC905 型号，0.5mm 针长）这三种物理局部给药增强技术应用于离体猪皮，并对它们的效果进行了对比。研究所采用的模型局部药物为 5 - 氨基乙酰Propionic acid（ALA），它是目前最常用的光敏剂前药。

在将皮肤安装到 Franz 扩散池装置上之前，先对其进行预处理。随后，研究人员测量了经表皮水分流失（TEWL），并在 7 个不同时间点收集受体液，用于高效液相色谱（HPLC）分析。

结果表明，这三种技术均能对皮肤表面造成破坏。在 8 小时的实验周期内，所有微孔预处理方法都显著提高了甲基氨基乙酰Propionic acid（mALA）的累积渗透量（p<0.001）。其中，滚动 24 次的微针滚轮（24x dermaroller）效果显著优于滚动 12 次的微针滚轮（12x dermaroller）（p<0.001），且两种微针滚轮处理方式的效果均显著优于微针和细长微粒处理（p<0.05）。

与被动给药相比，微孔预处理均显著增加了 mALA 在角质层和深层皮肤组织中的沉积量，沉积量增幅介于被动给药的 3.6 倍至 15.1 倍之间。微针滚轮（DR）预处理展现出最高的增强比（增强比定义为：预处理后 8 小时皮肤中 5 - 氨基乙酰Propionic acid的含量与被动给药后皮肤中该物质含量的比值），其增强效果从高到低的顺序为：24 次滚动微针滚轮 > 12 次滚动微针滚轮 > 微针 > 细长微粒。

综上所述，微针、微针滚轮和细长微粒等物理增强工具，能够显著促进 mALA 穿透仔猪皮肤并在皮肤内滞留。未来仍需开展进一步研究，以确定这些技术的成本、适用剂量以及患者的依从性。

 

经表皮水分流失（TEWL）测量

经表皮水分流失（TEWL）采用英国Biox AquaFlux AF200经皮水分流失测量仪进行测量。将皮肤安装于Franz扩散池（具体操作如下文所述）中，并将TEWL探头密封在供体室上。

 

 

在皮肤预处理完成后立即（0 小时）记录TEWL读数，随后分别在 1 小时、2 小时、4 小时、6 小时、8 小时和 24 小时时记录读数，每个时间点均进行三次重复测量。每种预处理方法均使用 4 个皮肤样本开展实验。

 

高效液相色谱（HPLC）分析

 

所有含甲基氨基乙酰Propionic acid（mALA）的样本均需用荧光胺衍生化处理，生成具有荧光特性的 mALA 衍生物，以便进行定量分析。分析流程参照我们此前建立的氨基乙酰Propionic acid（ALA）检测方法（Namjoshi 等人，2007 年）稍作调整。

具体操作如下：将 mALA 溶液与 0.1%（质量体积比）荧光胺溶液、缓冲液（pH 8.1）按 1:1:3 的比例混合，在室温下以 600 转 / 分钟的速度涡旋振荡 10 分钟。衍生化完成后，立即使用安捷伦（Agilent™）1200 系统（德国安捷伦科技公司）对所有样本进行分析。该系统包含脱气机、二元泵、自动进样器、荧光检测器（激发波长 395 nm，发射波长 480 nm）及 Chemstation Rev B.03.01工作站。

 

色谱分离采用菲罗门（Phenomenex）C18 色谱柱（5 μm，150 × 4.5 mm，美国沃特世（Waters）公司），柱温维持在 40℃；流动相为含 0.1% 乙酸的水 - 混合液（体积比 65:35），流速设定为 1.5 mL / 分钟，采用等度洗脱模式。

对该检测方法进行了方法学验证，具体指标如下：

灵敏度：检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别为基线噪音的 3 倍和 10 倍；

准确度：通过检测在猪皮中暴露 8 小时的缓冲液中 5 个浓度水平的 mALA 标准品进行验证；

精密度：对缓冲液中浓度分别为 1 μg/mL、10 μg/mL 和 30 μg/mL 的 mALA 样本各重复分析 6 次；

日内与日间重复性：针对上述 3 个浓度水平的样本，分别在 1 天内进样 3 次（日内重复性）和连续 3 天进样（日间重复性）进行验证。

 

总结：

微针（MN）、微针滚轮（dermarollers）和细长微粒（EMP）等物理增强工具，已被证实能显著促进甲基氨基乙酰Propionic acid（mALA）穿透仔猪皮肤并在皮肤内滞留。

与传统光动力疗法（PDT）相比，本研究中的物理增强技术（尤其是细长微粒技术）有望在降低治疗成本、减少药物剂量、缩短孵育及操作时间的同时，实现同等的治疗效果，进而可能提升患者的治疗依从性。

不过，要明确该技术的临床意义、实际应用可行性及患者耐受性，仍需开展进一步的研究与临床试验。

 

 

参考文献：

【1】Jhanker Y, Mbano M N, Ponto T, et al. Comparison of physical enhancement technologies in the skin permeation of methyl amino levulinic acid (mALA)[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2021, 610: 121258.

 

【2】Raphael A P, Primiero C A, Ansaldo A B, et al. Elongate microparticles for enhanced drug delivery to ex vivo and in vivo pig skin[J]. Journal of Controlled Release, 2013, 172(1): 96-104.

 

【3】Yamada M, Tayeb H, Wang H Q, et al. Using elongated microparticles to enhance tailorable nanoemulsion delivery in excised human skin and volunteers[J]. Journal of Controlled Release, 2018, 288: 264-276.