科學(xué)研究：新型皮膚給藥法
發(fā)布時間：2021-06-15
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科學(xué)研究：新型皮膚給藥法
一個由南洋理工大學(xué)與A*STAR開發(fā)，正在專利申請中的短時壓力裝置原型，可向皮膚施加壓力，從而創(chuàng)造出允許藥物更容易地通過皮膚的微孔。圖片來源：南洋理工大學(xué)
來自新加坡南洋理工大學(xué)和新加坡科學(xué)技術(shù)研究所（A*STAR）的科學(xué)家表示，在小鼠皮膚上施加“短時壓力”能夠創(chuàng)造出一種新型給藥方式。該論文發(fā)表于《科學(xué)?進(jìn)展》（Science Advances）。
研究人員表明，將兩塊磁鐵放置在一起，它們會擠壓并向皮膚的褶皺施加壓力，使得皮膚屏障產(chǎn)生短時改變，特別是在皮下形成的“微孔”。
他們表示，在測試中，這些微孔的面積約為3微米，使涂抹在皮膚表面的藥物更容易擴(kuò)散通過皮膚。與沒有接受皮膚短時壓力療法的小鼠相比，有微孔的小鼠皮膚上，擴(kuò)散的藥物量增加了六倍。
論文的主要作者Daniel Lio博士，將這項研究作為他在南洋理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院博士論文的一部分。他表示，針頭和微針的注射會損傷皮膚，而微孔可為無痛經(jīng)皮給藥鋪平道路，如用于胰島素的給藥。
在A*STAR企業(yè)集團(tuán)工作的Lio博士解釋道：“研究項目最初受到傳統(tǒng)中醫(yī)‘推拿’療法的啟發(fā)，即醫(yī)生通過揉搓和按壓皮膚和肌肉組織，并在局部涂抹藥膏。”
更進(jìn)一步地，聯(lián)合團(tuán)隊在小鼠皮膚上測試了使用新方法輸送胰島素的給藥效率，團(tuán)隊成員包括南洋理工大學(xué)李光前醫(yī)學(xué)院和新加坡皮膚研究所的David Laurence Becker教授、南洋理工大學(xué)李光前醫(yī)學(xué)院的Wang Xiaomeng副教授和化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程的Xu Chenjie助理教授。
圖片來源：Pixabay
減少經(jīng)皮給藥對皮膚的損傷和疼痛
實驗結(jié)果表明，納米顆粒和胰島素能高效地穿透小鼠皮膚，分子質(zhì)量可達(dá)到20000道爾頓。這個質(zhì)量是目前科學(xué)文獻(xiàn)報道的、經(jīng)皮給藥（例如通過貼片）最大的40倍，即500道爾頓。
通過短時壓力法的給藥量與通過微針貼片的給藥量相當(dāng)——幾十根比人類頭發(fā)直徑還小的生物相容化合物針頭，這種貼片通常用于在一段時間內(nèi)緩慢地通過皮膚給藥。
傳統(tǒng)的注射需要穿透皮膚，并有低血糖效應(yīng)的風(fēng)險——注射的胰島素作用太快，患者容易頭暈，與之相比，新方法能夠緩慢地隨時間注射藥物且不破壞皮膚，減少了疼痛。
在實驗中，研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用新方法時，皮膚層（上皮）的細(xì)胞增加了“間隙連接”的數(shù)量，而減少了“緊密連接”的數(shù)量。這些連接控制著細(xì)胞之間輸送分子的數(shù)量：如果間隙連接的表達(dá)量增多，那么更多的分子可穿透細(xì)胞屏障輸送，而緊密連接限制了分子的胞外運(yùn)動。
在動物實驗中，根據(jù)所需的給藥速度，用兩塊磁鐵在小鼠背部皮膚上施加1或5分鐘的壓力，隨后移除磁鐵，再將藥物像膏藥一樣局部涂抹。
團(tuán)隊推測，對于需要較慢或較小劑量遞送的藥物——一分鐘足矣，而對于需要較快遞送的藥物，則需要更多的微孔，因此需要5分鐘。
然后，將藥物放置12小時后，再用熒光顯微鏡觀察皮膚，檢測藥物穿透皮膚的程度。
圖片來源：Pixabay
研究團(tuán)隊比較了三種類型的皮膚：接受壓力療法的皮膚，無處理的皮膚，接受微針給藥的皮膚。
接受壓力療法的皮膚，其給藥量與微針貼片的相近，而沒有接受壓力療法的皮膚，其給藥量顯著減少。
微孔形成后一天，科學(xué)家觀測到它們消失了，這表明皮膚細(xì)胞已經(jīng)填充了這些間隙。
組織修復(fù)和再生的研究專家Becker教授說，他們的論文凸顯了應(yīng)用這種方法的潛力，這能減少糖尿病患者每天使用傳統(tǒng)針頭和注射器多次注射胰島素的需要。
Becker教授補(bǔ)充道：“需要每日注射如胰島素這樣的藥物的患者，一直都在問能不能用其他的方法給藥而不損傷或穿透皮膚。我們的新發(fā)現(xiàn)為他們帶來了希望，我們期待能完善這種方法，以便有朝一日通過皮膚貼片就能給足夠的藥，幫助他們擺脫每日的注射?！?/div>
翻譯：陳振翀
審校：巢栩嘉
引進(jìn)來源：南洋理工大學(xué)
引進(jìn)鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-08-scientists-drugs-skin.html


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