Местная доставка лекарств
Местная доставка лекарственного средства (TDD) — это способ введения лекарственного средства , который позволяет доставлять состав для местного применения через кожу при нанесении, обеспечивая, таким образом, локализованный эффект для лечения кожных заболеваний, таких как экзема . [ 1 ] [ 2 ] Препараты для местного применения можно разделить на кортикостероиды , антибиотики , антисептики и противогрибковые средства . Механизм местной доставки включает диффузию и метаболизм лекарств в коже. [ 1 ] Исторически местный путь введения был первым способом доставки лекарств людям в Древнем Египте и Вавилоне в 3000 году до нашей эры. В этих древних городах лекарства местного действия, такие как мази и снадобья . на кожу наносили [ 3 ] [ 4 ] Доставка лекарств для местного применения должна проходить через несколько слоев кожи и подвергаться фармакокинетике , следовательно, такие факторы, как кожные заболевания, минимизируют биодоступность лекарств для местного применения. [ 5 ] Широкое использование местных препаратов приводит к развитию местной доставки лекарств. Эти достижения используются для улучшения доставки местных лекарств к коже с помощью химических и физических агентов. Для химических агентов используются носители, такие как липосомы и нанотехнологии, для улучшения абсорбции местных лекарств. [ 4 ] [ 6 ] С другой стороны, физические агенты, такие как микроиглы, являются другим подходом для улучшения абсорбции. [ 4 ] другие факторы, такие как pH , липофильность и размер молекул лекарства. Помимо использования носителей, на эффективность состава для местного применения влияют и [ 1 ]
История
[ редактировать ]
В древности кожу человека использовали как слой для самовыражения путем нанесения на нее косметических продуктов. Они использовали эти продукты для защиты своей кожи от солнца и сухой окружающей среды. [ 3 ] Позже, в 2000 году до нашей эры, китайцы использовали местные средства , накладывающие повязки, для лечения кожных заболеваний. [ 4 ] [ 3 ] Контакт этих средств местного применения с кожей оказывает на нее терапевтический эффект . Новая разработка местных лекарств произошла между 130 и 200 годами нашей эры. Эту разработку сделал Клавдий Гален , греческий врач. Сначала он загрузил лекарство из трав в западную медицину и разработал его в виде крема. [ 3 ] Совсем недавно, в 1920-х годах, были сделаны некоторые наблюдения при местном применении на коже, например, для определения его системных эффектов . [ 4 ] В 1938 году Зондек успешно вылечил урогенитальные инфекции после нанесения на кожу хлороксиленола с использованием дезинфицирующего средства в форме мази. Через несколько лет были сделаны наблюдения в результате различных экспериментов. Эти эксперименты привели к развитию кожной токсикологии в середине 1970-х годов, включая такие симптомы, как раздражение, воспаление кожи и фототоксичность кожи при применении местных препаратов. После развития токсикологии была также создана математическая модель коэффициента диффузии через кожу, сформулированная Майклсом. Эта формулировка показывает, как они связаны с растворимостью в воде и коэффициентом распределения в коже. [ 4 ]
Поглощение кожи
[ редактировать ]Слои кожи
[ редактировать ]
Самый большой орган человеческого тела — это слои кожи, которые защищают от посторонних частиц. [ 7 ] [ 8 ] Кожа человека состоит из нескольких слоев, включая подкожный слой , дерму , эпидермис , роговой слой и придатки . Каждый из этих слоев влияет на абсорбцию местного препарата. [ 1 ] Когда местный препарат наносится на кожу, он должен пройти через роговой слой , который является самым внешним слоем кожи. [ 8 ] Функция рогового слоя включает предотвращение потери воды кожей и подавление проникновения инородных молекул в дермальные слои. [ 8 ] Следовательно, он также предотвращает гидрофильных молекул в кожу, поскольку он состоит из двухслойных липидов. впитывание [ 9 ] Благодаря этому барьеру роговой слой влияет на проницаемость местных препаратов. Другая часть кожи называется придатками и известна как «короткий путь» для местной доставки лекарств. Короткий путь позволяет молекулам лекарства сначала пройти через барьер рогового слоя через волосяные фолликулы . [ 5 ]
Диффузия
[ редактировать ]Когда лекарства наносятся на кожу местно, молекулы лекарства подвергаются пассивной диффузии . Этот процесс происходит по градиенту концентрации , когда молекулы лекарства перемещаются из одной области в другую. Диффузия описывается математическим уравнением. [ 1 ] [ 4 ] Молекула лекарственного средства (J), известная как флюс , представляет собой проникновение молекул лекарственного средства местного действия через кожную мембрану . Кожная мембрана — это область (А), через которую проходят молекулы лекарственного средства местного действия. Толщина кожной мембраны в выражении обозначается как (h) и определяет длину пути диффузии . [ 4 ] (C) — концентрация диффундирующего вещества через слои кожи, а (D) — коэффициент диффузии . Это выражение иллюстрирует транспортировку молекул лекарственного средства местного действия через мембрану рогового слоя посредством диффузии . [ 9 ]
Диффузионное выражение:
Механизм
[ редактировать ]При нанесении местного препарата на кожу он диффундирует к наружному слою кожи, известному как роговой слой . Существует три пути проникновения лекарств через кожу. Первый путь лежит через придатки . Это известно как «первый разрез», при котором молекулы лекарства попадают в потовую железу, минуя барьер рогового слоя . [ 1 ] Если молекулы лекарственного средства не транспортируются через «первый разрез», они обычно остаются в двухслойных липидах рогового слоя , где молекулы лекарственного средства транспортируются либо трансклеточным , либо парацеллюлярным путем в более глубокую область кожи, например подкожный слой. Для параклеточного пути это означает, что растворенные вещества транспортируются через соединение между клетками. [ 10 ] Когда молекулы лекарства для местного применения транспортируются парацеллюлярным путем, им необходимо пройти через роговой слой , который представляет собой область с высоким содержанием жира, но между клетками. [ 9 ] [ 1 ] С другой стороны, молекулы лекарственного средства для местного применения могут перемещаться трансклеточным путем. Этот путь позволяет молекулам транспортироваться через клетку. Трансклеточный путь переносит молекулу лекарственного средства в двухслойные липидные клетки, находящиеся в роговом слое . Внутри двухслойных липидов рогового слоя находится водорастворимая среда, и молекулы лекарственного средства будут диффундировать через эти двухслойные липиды в более глубокие участки кожи. [ 1 ] [ 11 ] Во время транспортировки молекул препарата для местного применения он может связываться с кератином , который существует в качестве одного из компонентов кожи в роговом слое . [ 11 ]
Метаболизм кожи
[ редактировать ]Активность кожного метаболизма обычно происходит на поверхности кожи, придатках , роговом слое и жизнеспособном эпидермисе . [ 1 ] [ 5 ] Этот процесс включает первую фазу гидролиза , восстановления и окисления , также известную как фаза функционализации. Если первой фазы недостаточно для метаболизма лекарств, вторая фаза реакции конъюгации происходит . Эта фаза включает глюкуронидацию , сульфатирование и ацетилирование . Обнаружено, что активность второй фазы в коже ниже, чем активность второй фазы. [ 12 ] Одним из распространенных примеров является краска для волос типа теариламина: после местного применения она подвергается метаболизму в коже посредством фермента N-ацетилтрансферазы , в результате чего образуется N-ацетилированный метаболит . [ 5 ] [ 3 ] Эти метаболические ферменты приводят к потере активности препарата при местном применении, тем самым снижая его биодоступность . В конечном итоге они могут образовывать атоксические соединения, которые достигают системного кровообращения и вызывают повреждение слоев кожи. [ 13 ] Чем дольше местный препарат остается в коже, тем большее его количество будет метаболизироваться основными ферментами. Чтобы уменьшить такой эффект, препарату местного применения необходимо оставаться на коже более короткий период времени. Кроме того, определенное количество молекул местного действия необходимо нанести на кожу и вызвать насыщение метаболических ферментов . [ 5 ]
Факторы, влияющие на местное всасывание
[ редактировать ]На количество молекул лекарственного средства для местного применения, доставляемых в кожу, влияют исключительно физико-химические свойства лекарственного средства для местного применения. [ 1 ] Первым фактором является вес молекулы лекарства. препарата Чем меньше молекулярная масса или размер частиц, тем выше скорость его диффузии и всасывания в кожу. [ 1 ] [ 14 ] Вторым фактором является липофильность молекул препарата, поскольку три пути всасывания являются достаточно липофильными . Чем выше его липофильность , тем легче молекулы лекарства всасываются по сравнению с гидрофильными молекулами лекарства. [ 14 ] Третий параметр – уровень pH кожи. Уровень pH слоев кожи является основным, поэтому основные препараты для местного применения усваиваются лучше, чем кислые препараты для местного применения. [ 14 ] Эти факторы имеют жизненно важное значение для определения возможности местной доставки лекарств. [ 3 ] [ 1 ]
Усилители проницаемости кожи
[ редактировать ]Коллоидная система
[ редактировать ]Коллоидная система является одним из методов, используемых для местной доставки лекарств в кожу, и действует как усилитель проницаемости кожи. Они известны как носители и могут быть разделены на наночастицы , липосомы и наноэмугель. [ 15 ] [ 6 ] [ 16 ]
Липосома
[ редактировать ]
Липосомы содержат бислой фосфолипидов сферической формы, который может существовать в виде одного или нескольких бислоев фосфолипидов. При такой структуре его функция заключается в улавливании гидрофильных или липофильных молекул лекарственного средства внутри сферических бислоев. [ 4 ] Молекула гидрофильного лекарства прилипает к гидрофильной головке, поскольку она полярна и предпочитает воду. С другой стороны, липофильные молекулы лекарственного средства будут захвачены фосфолипидными хвостами бислоя из-за его липофильной природы. [ 6 ] [ 4 ] Благодаря этим механизмам липосомы будут вести себя как переносчики и переносить липофильные или гидрофильные молекулы лекарственного средства в роговой слой и высвобождать их в более глубокие слои кожи путем взаимодействия с двухслойными липидами, обнаруженными в роговом слое . [ 15 ] Использование липосом в качестве носителя повышает общую проницаемость местного препарата в кожу для достижения целевого участка. [ 15 ] [ 17 ] Например, такой препарат, как амфотерицин B , используется для лечения грибковых инфекций. [ 18 ] Препарат загружается в липосому , и этот носитель усиливает проникновение амфотерицина В в кожу независимо от его молекулярной массы . [ 19 ]
Наномульгель
[ редактировать ]Наноэмульгель — еще один тип усилителя доставки местных препаратов в кожу. Процесс приготовления наноэмульсии осуществляется путем включения наноэмульсии в гелевую матрицу. Гели . изготовлены на водной основе, что обеспечивает более быстрое высвобождение лекарств за счет растворения Использование наноэмульгеля повышает соблюдение пациентом режима лечения, поскольку использование геля менее жирное, чем традиционные кремы или мази , и, следовательно, вероятность раздражения кожи снижается. [ 16 ] Наноэмульгель увеличивает местную биодоступность лекарства , вводя липофильные молекулы лекарства в масляную каплю наноэмульгеля, и они будут проходить через слои кожи. Благодаря высокой скорости растворения наноэмульгель создает высокий градиент концентрации по направлению к коже, что позволяет быстро впитывать капли масла в роговой слой . Кроме того, поверхностно-активное вещество, включенное в наноэмульгель, обладает способностью проникать через бислойный липид, разрывая водородную связь между липидами в коже, что еще больше увеличивает его проницаемость. [ 16 ] С точки зрения лечения, использование наноэмульгеля направлено против раковых клеток и полезно при раке кожи. [ 16 ] Также рецептура наноэмульгеля с метоксаленом применяется для лечения псориаза . Носитель усиливает проникновение и накопление метоксалена в слоях кожи. [ 20 ]
Физические агенты
[ редактировать ]Микроиглы
[ редактировать ]
Микроигла относится к физическому усилителю, улучшающему всасывание молекул лекарств местного действия в кожу. Он известен как «тыкай и пластырь», потому что при его использовании используются крошечные иглы, которые втыкаются в кожу через роговой слой . [ 6 ] [ 4 ] Эти крошечные иглы гарантируют, что они не соприкоснутся с нервными окончаниями или кожными кровеносными сосудами под кожей, поэтому их можно легко удалить с кожи. [ 21 ] Существует несколько видов микроигл, первый – твердые микроиглы. Твердые микроиглы используются для проникновения в кожу. После того, как иглы удалены после введения, препараты для местного применения наносятся на кожу. Это увеличивает способность лекарств диффундировать через жизнеспособный эпидермис . Второй тип — растворимые микроиглы. Эти типы игл состоят из материалов, которые позволяют им растворяться после введения в кожу, поэтому нет необходимости удалять иглы после инъекции. Третий тип микроигл – это набухающие микроиглы, состоящие из гидрогеля . [ 22 ] После введения иглы в кожу он позволяет интерстициальной жидкости кожи диффундировать в микроиглы, таким образом, она набухает, рассеивая молекулы лекарства по коже. [ 4 ] [ 23 ] Установлено, что микроиглы безопасны и эффективны для повышения проницаемости кожи. [ 24 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л AULTON'S PHARMACEUTICS разработка и производство лекарственных средств . [Sl]: ELSEVIER HEALTH SCIENCES. 2021. ISBN 978-0-7020-8156-9 . OCLC 1250070685 .
- ^ Уэлен, Карен (2019). Фармакология . Филадельфия: Уолтерс Клювер. стр. 1–22. ISBN 9781496384133 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Робертс, Майкл С.; Черуву, Ханумант С.; Мангион, Шон Э.; Алинаги, Азаде; Бенсон, Хизер А.Е.; Мохаммед, Юсуф; Холмс, Эми; ван дер Хук, Джон; Пасторе, Майкл; Грайс, Джеффри Э. (01 октября 2021 г.). «Местная доставка лекарств: история, чрескожная абсорбция и разработка продукта» . Обзоры расширенной доставки лекарств . 177 : 113929. doi : 10.1016/j.addr.2021.113929 . ISSN 0169-409X . ПМИД 34403750 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Бенсон, Хизер А.Е.; Грайс, Джеффри Э.; Мохаммед, Юсуф; Намджоши, Сарика; Робертс, Майкл С. (2019). «Местная и трансдермальная доставка лекарств: от простых микстур к интеллектуальным технологиям» . Текущая доставка лекарств . 16 (5): 444–460. дои : 10.2174/1567201816666190201143457 . ISSN 1875-5704 . ПМК 6637104 . ПМИД 30714524 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Голдсмит Л.А., Кац С.И., Гилкрест Б.А., Паллер А.С., Леффелл DJ и Вольф К. (ред.), (2012). Дерматология Фитцпатрика в общей медицине, 8e . МакГроу Хилл. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=392§ionid=41138688
- ^ Перейти обратно: а б с д Чако, Инду А.; Гейт, Вивек М.; Дсуза, Леонна; Льюис, Шейла А. (01 ноября 2020 г.). «Липидные везикулы: универсальная платформа доставки лекарств для дермального и трансдермального применения» . Коллоиды и поверхности B: Биоинтерфейсы . 195 : 111262. doi : 10.1016/j.colsurfb.2020.111262 . ISSN 0927-7765 . ПМИД 32736123 . S2CID 220907787 .
- ^ Нарасимха Мурти, С.; Шивакумар, HN (01.01.2010), Кулкарни, Виттал С. (редактор), «ГЛАВА 1 — Местная и чрескожная доставка лекарств» , Справочник по неинвазивным системам доставки лекарств , личной гигиене и косметическим технологиям, Бостон: Уильям Издательство Эндрю, стр. 1–36, doi : 10.1016/b978-0-8155-2025-2.10001-0 , ISBN 978-0-8155-2025-2 , получено 13 марта 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с ван Смеден, Йерун; Баустра, Шутка А. (04 февраля 2016 г.), Агнер Т. (ред.), «Липиды рогового слоя: их роль в барьерной функции кожи у здоровых людей и пациентов с атопическим дерматитом» , «Текущие проблемы дерматологии » , стр. 49 , С. Каргер АГ: 8–26, номер номера : 10.1159/000441540. , ISBN 978-3-318-05585-6 , PMID 26844894 , S2CID 21323959 , получено 26 марта 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Ю, И-Цюнь; Ян, Сюэ; Ву, Сяо-Фан; Фань, И-Бин (2021). «Усиление проникновения молекул лекарства через кожу посредством доставки в наноносителях: новые стратегии эффективного трансдермального применения» . Границы биоинженерии и биотехнологии . 9 : 646554. doi : 10.3389/fbioe.2021.646554 . ISSN 2296-4185 . ПМК 8039394 . ПМИД 33855015 .
- ^ Ю, Алан С.Л. (3 апреля 2017 г.). «Параклеточный транспорт как стратегия сохранения энергии многоклеточными организмами?» . Тканевые барьеры . 5 (2): e1301852. дои : 10.1080/21688370.2017.1301852 . ISSN 2168-8370 . ПМК 5501132 . ПМИД 28452575 .
- ^ Перейти обратно: а б Барберо, Ана М.; Фраш, Х. Фредерик (1 октября 2006 г.). «Транцеллюлярный путь диффузии через роговой слой: результаты моделей конечных элементов» . Журнал фармацевтических наук . 95 (10): 2186–2194. дои : 10.1002/jps.20695 . ISSN 0022-3549 . ПМИД 16883560 .
- ^ Казем, Сиамак; Линссен, Эмма Шарлотта; Гиббс, Сьюзен (01 сентября 2019 г.). «Ферменты I и II фазы метаболизма кожи в нативной и реконструированной коже человека: краткий обзор» . Открытие наркотиков сегодня . 24 (9): 1899–1910. дои : 10.1016/j.drudis.2019.06.002 . hdl : 11245.1/00465e5b-e8b2-45f4-8801-d3a525d00b28 . ISSN 1359-6446 . ПМИД 31176740 . S2CID 182948084 .
- ^ Кезич, Саня; Нильсен, Дж. Б. (1 мая 2009 г.). «Абсорбция химических веществ через поврежденную кожу» . Международные архивы гигиены труда и окружающей среды . 82 (6): 677–688. дои : 10.1007/s00420-009-0405-x . ISSN 1432-1246 . ПМИД 19238423 . S2CID 20757230 .
- ^ Перейти обратно: а б с Закон, Ребекка М.; Нго, Май А.; Майбах, Ховард И. (01 февраля 2020 г.). «Двадцать клинически значимых факторов/наблюдений за чрескожной абсорбцией у людей» . Американский журнал клинической дерматологии . 21 (1): 85–95. дои : 10.1007/s40257-019-00480-4 . ISSN 1179-1888 . ПМИД 31677110 . S2CID 207828627 .
- ^ Перейти обратно: а б с Рахман, Махфузур; Алам, Кайнат; Бег, Сарвар; Анвар, Фироз; Кумар, Викас (01.01.2019), Грумезеску, Александру Михай (редактор), «Глава 6 - Липосомы как системы местной доставки лекарств: современное состояние» , Биомедицинское применение наночастиц , William Andrew Publishing, стр. 149– 161, дои : 10.1016/b978-0-12-816506-5.00004-8 , ISBN 978-0-12-816506-5 , S2CID 86437146 , получено 13 марта 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Сенгупта, Пинаки; Чаттерджи, Баппадитья (30 июня 2017 г.). «Потенциальные и будущие возможности создания наноэмульгелей для местной доставки липофильных препаратов» . Международный фармацевтический журнал . 526 (1): 353–365. doi : 10.1016/j.ijpharm.2017.04.068 . ISSN 0378-5173 . ПМИД 28461261 .
- ^ Даян, Нава (01.01.2005), Розен, Мейер Р. (редактор), «4 - Разработка системы доставки в составах для местного применения: обзор» , Справочник по системам доставки для средств личной гигиены и косметических продуктов , Личная гигиена и косметика Technology, Норидж, штат Нью-Йорк: издательство William Andrew, стр. 101–118, doi : 10.1016/b978-081551504-3.50009-2 , ISBN 978-0-8155-1504-3 , получено 29 марта 2022 г.
- ^ Нур, Асиф; Пройсс, Чарльз В. (2022), «Амфотерицин B» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29493952 , получено 27 марта 2022 г.
- ^ Перальта, Ма. Ф.; Гусман, Ма. Л.; Перес, АП; Апестегия, Джорджия; Муравей, Ма. Л.; Ромеро, Эл.; Оливера, Ма. И.; Каррер, округ Колумбия (05 сентября 2018 г.). «Липосомы могут как усиливать, так и уменьшать проникновение лекарств через кожу» . Научные отчеты . 8 (1): 13253. Бибкод : 2018НатСР...813253П . дои : 10.1038/s41598-018-31693-y . ISSN 2045-2322 . ПМК 6125578 . ПМИД 30185887 .
- ^ Бхардвадж, Снигдха; Гаур, Правин Кумар; Тивари, Ашутош (01 января 2022 г.). «Разработка наноэмульсия для местного применения с использованием комбинированной терапии для лечения псориаза» . АНАЛИЗА и технологии разработки лекарств . 20 (1): 42–54. дои : 10.1089/adt.2021.112 . ISSN 1540-658X . ПМИД 34883035 . S2CID 245032496 .
- ^ Дхарадхар, Сайли; Маджумдар, Анурадха; Дхобле, Сагар; Патравале, Вандана (01 февраля 2019 г.). «Микроиглы для трансдермальной доставки лекарств: систематический обзор» . Разработка лекарств и промышленная фармация . 45 (2): 188–201. дои : 10.1080/03639045.2018.1539497 . ISSN 0363-9045 . ПМИД 30348022 . S2CID 53039251 .
- ^ Чон, Ын Ён; Ли, Чонхо; Ким, Бум Джу; Джу, Ке Иль; Ким, Ки Хин; Лим, Кынбэ; Ча, Хён Джун (01 ноября 2019 г.). «Биологический набухающий, образующий гидрогель двухслойный адгезивный белковый пластырь с микроиглами для регенеративного внутреннего / внешнего хирургического закрытия» . Биоматериалы . 222 : 119439. doi : 10.1016/j.bimaterials.2019.119439 . ISSN 0142-9612 . PMID 31465886 . S2CID 201673612 .
- ^ Чанг, Хао; Чжэн, Мэнцзя; Ю, Сяоцзюнь; Тогда, Аунг; Сеени, Разина З.; Кан, Жунцзе; Тянь, Цзинци; Кхань, Дуонг Фан; Лю, Линьбо; Чен, Пэн; Сюй, Чэньцзе (17 июля 2017 г.). «Набухающий пластырь с микроиглами для быстрого извлечения интерстициальной жидкости кожи для своевременного метаболического анализа» . Продвинутые материалы . 29 (37): 1702243. Бибкод : 2017AdM....2902243C . дои : 10.1002/adma.201702243 . ISSN 0935-9648 . ПМИД 28714117 . S2CID 30791569 .
- ^ Лю, Тин-Тин; Чен, Кай; Ван, Цяо (01 октября 2018 г.). «Проницаемость и безопасность кожных препаратов благодаря вибрирующей системе твердых микроигл» . Доставка лекарств и трансляционные исследования . 8 (5): 1025–1033. дои : 10.1007/s13346-018-0544-2 . ISSN 2190-3948 . ПМИД 29858819 . S2CID 46920352 .