蔗糖硬脂酸酯乳剂在人体皮肤与离体猪耳皮肤渗透评估的IVIVC研究

在透皮给药研究中，体外皮肤模型的选择直接影响实验结果。人体皮肤获取困难且存在伦理争议，猪耳皮肤因结构与人体皮肤相似度高，常被用作替代模型，但二者在胶带剥离实验中的数据可比性缺乏系统验证。来自维也纳大学的Victoria Klang研究团队一项研究通过体外猪耳皮肤与人体体内皮肤的对比实验，不仅证实了猪耳皮肤模型的可靠性，还发现新型蔗糖硬脂酸酯乳剂（包括宏乳和纳米乳）具有优异的透皮递送潜力，为透皮制剂研发提供了重要参考。相关实验成果发表在《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》。

研究背景

胶带剥离法是评估药物透皮渗透的经典技术，通过粘性胶带逐层剥离角质层（SC），分析胶带上的药物含量和皮肤角质量，即可明确药物渗透量和渗透深度。但人体体内实验存在伦理限制和操作复杂性，体外实验常用的猪耳皮肤模型，其与人体皮肤的透皮数据一致性尚未得到充分验证。

同时，传统透皮制剂如微乳、水凝胶常含大量表面活性剂和溶剂，可能引发皮肤刺激。新型蔗糖硬脂酸酯乳剂以皮肤友好型成分制备，此前体外实验显示其宏乳与纳米乳虽粒径和粘度差异显著，但透皮速率相近，这一现象需体内实验进一步证实。

本研究以亲脂性药物姜黄素和亲水性药物荧光素钠为模型药物，对比猪耳皮肤体外实验与人体前臂皮肤体内实验的胶带剥离数据，验证猪耳皮肤模型的有效性；同时评估新型蔗糖硬脂酸酯乳剂的体内透皮性能。

实验设计

1. 皮肤模型和实验材料

• 皮肤模型：体外实验采用6月龄猪耳皮肤（保留软骨，避免收缩），体内实验选取12名健康志愿者的前臂皮肤，实验前通过经表皮失水率（TEWL）检测确保皮肤屏障完整性。

• 模型药物：姜黄素（脂溶性，logP值高）和荧光素钠（水溶性，logP值低），均以0.5%（w/w）浓度载入制剂。

• 实验制剂：包括传统制剂（卵磷脂微乳、酒精水凝胶）和新型蔗糖硬脂酸酯乳剂（宏乳和纳米乳），其中宏乳经高速搅拌制备，纳米乳额外经750 bar高压均质处理20个循环。

2. 实验方法

• 胶带剥离操作：体外实验药物涂抹1小时后进行，共剥离20-40层胶带；体内实验涂抹30分钟后进行，使用滚轮施加压力确保操作一致性。

• 检测方法：采用近红外密度法的850皮肤角质量测试仪量化胶带上的角质量，计算药物渗透深度；通过紫外-可见光谱法检测姜黄素含量，荧光光谱法检测荧光素钠含量。

 

Labodorf 850C皮肤角质量测试仪

• 皮肤屏障评估：全程监测TEWL值，使用Biox Aquaflux经皮水分流失测量仪评估皮肤屏障完整性及制剂对皮肤的影响。

 

 

 

 

 

                                       Biox Aquaflux经皮水分流失测量仪

实验结果

1. 猪耳皮肤模型验证：与人体皮肤高度一致

• 渗透趋势完全匹配：体外猪耳皮肤与人体体内皮肤的药物渗透规律高度吻合。亲水性的荧光素钠从微乳中的渗透深度显著高于脂溶性的姜黄素（猪耳皮肤中分别为46.59%和27.56%的角质层厚度，人体皮肤中分别为51.00%和24.55%），且两种模型中均呈现“微乳渗透效果优于水凝胶”的一致趋势。

不同涂抹时间（1 小时和 4 小时）对姜黄素皮肤渗透的影响。数据为每种制剂至少 6 次独立实验的平均值 ± 标准差（n≥6）。

• 药物渗透量相近：姜黄素在猪耳皮肤与人体皮肤中的渗透量无显著差异（微乳制剂中分别为7.48 μg/cm²和6.45 μg/cm²），仅荧光素钠在人体皮肤中的渗透量略高（12.89 μg/cm² vs 7.65 μg/cm²），可能与人体皮肤的生理水合状态有关。

 

不同制剂以 2 mg/cm² 用量在人体掌侧前臂皮肤涂抹 30 分钟后的体内皮肤渗透数据，每种制剂均进行 6 次实验（n=6），数据以平均值 ± 标准差表示。

 

• 屏障功能响应一致：两种模型中，制剂对皮肤屏障的影响趋势相同，含大量表面活性剂的微乳会轻微增加TEWL值，而皮肤友好型制剂对TEWL影响较小。

 

2. 新型蔗糖硬脂酸酯乳剂：宏乳与纳米乳效果相当

• 打破粒径认知误区：体内实验显示，蔗糖硬脂酸酯宏乳（大粒径）与纳米乳（小粒径）的姜黄素渗透量和渗透深度无显著差异（渗透量分别为7.03 μg/cm²和6.60 μg/cm²，渗透深度均约为角质层厚度的22%-23%），与此前体外实验结果一致。

• 皮肤友好且高效：两种乳剂的透皮效果与传统微乳、水凝胶相当，但不含刺激性成分，安全性更优。推测宏乳的大粒径增加了皮肤接触面积，弥补了其表面积小于纳米乳的不足，从而实现相近的渗透效果。

3. 影响因素

• 涂抹时间：猪耳皮肤体外实验中，药物涂抹1小时与4小时的渗透量无显著差异，过长涂抹反而可能因皮肤脱水和药物侧向扩散导致结果偏差，因此1小时为最佳体外涂抹时间。

• 制剂对胶带剥离的影响：含油脂成分的制剂可能降低胶带粘性，导致角质层蛋白质剥离量减少；而保湿型制剂可能增加皮肤水合度，促进角质层脱落，实验中需通过蛋白质量化校正数据。

实验结论

本研究通过系统对比实验证实，猪耳皮肤是透皮给药胶带剥离实验的理想体外模型，其数据可有效预测药物在人体皮肤中的透皮行为。新型蔗糖硬脂酸酯乳剂（宏乳和纳米乳）具有优异的皮肤相容性和透皮效率，有望成为替代传统刺激性制剂的新型透皮载体。

这些发现不仅解决了透皮实验中的模型选择难题，还为皮肤友好型透皮制剂的研发提供了新方向，未来可进一步探索蔗糖硬脂酸酯乳剂对不同类型药物的适配性，拓展其应用范围。