亲脂性制剂对胶带剥离实验干扰机制系统解析及两种实验操作方案的介绍
2025-11-05 来源:本站 点击次数:22
离体猪皮胶带剥离实验：亲脂性制剂影响与最优方案选择
在皮肤药代动力学研究中，胶带剥离法（tape stripping）是评估药物经皮渗透行为的核心工具。通过定量分析每片胶带上剥离的角质细胞（corneocytes），可精准计算药物在角质层（stratum corneum, SC）中的渗透深度与分布。然而，实验方案的细节（如制剂类型、胶带粘性控制）可能显著影响结果可靠性。本文系统解析亲脂性制剂对胶带剥离实验的干扰机制，并提出两种经验证的实验操作方案，为药厂研发人员提供实验设计参考。
研究背景：胶带剥离法的价值与挑战
胶带剥离法通过逐层剥离皮肤表面的角质层，结合定量分析技术，成为体外皮肤药代动力学研究的 “金标准”。其核心价值在于：
（Labodorf 850C皮肤角质测量仪）
制剂成分的潜在干扰的问题
NIR 法虽高效，但原理依赖光强度变化（角质细胞对光的散射、反射和衍射的综合作用）。若制剂中含亲脂性成分（如油脂、蜡质），可能干扰光信号，导致角质细胞量计算偏差。此外，亲脂性制剂可能残留于皮肤表面，破坏胶带粘性，导致前期胶带无法有效粘附角质层，进一步影响结果。
为此，本研究聚焦两大关键问题：
NIR 法在亲脂性制剂存在时是否仍可靠？
如何优化胶带剥离方案，消除亲脂性制剂对胶带粘性的干扰？
实验设计：材料、方案与检测方法
1. 材料与制剂
① 微乳液（ME）：含卵磷脂、异丙醇、肉豆蔻酸异丙酯（IPM），亲脂性最低；
② 水包油乳膏（WO 乳膏，Ultrabas®）：含 30% 水、凡士林、液体石蜡，亲脂性中等；
③ 无水软膏（Ultralip®）：含固体石蜡、凡士林、微晶蜡，无水分，亲脂性最高。
2. 实验方案
为评估制剂对胶带粘性的影响，设计两种对比方案，核心差异在于是否去除皮肤表面过量制剂，具体如下表：
3. 检测方法
1. NIR 法的可靠性验证
对比 NIR 与 microBCA 法对同一批胶带的检测结果（a 为近红外 NIR 法，b 为 microBCA 法）发现：
2. “预剥离带” 数量与制剂亲脂性的关联
实验观察到，制剂亲脂性越高，胶带初始粘性受影响越大，所需预剥离带数量越多：
结论与实操建议
1. 结论
① 方案 A（去除过量制剂）：适用于大多数常规实验，操作简单，结果稳定，无预剥离带干扰；
② 方案 B2（保留过量制剂但排除预剥离带）：适用于研究药物在 “制剂残留 - 角质层” 中的分配规律，需额外记录首次有效粘附的胶带编号。
2. 药物研发实操建议
参考文献
【1】Alberti et al., 2001 I. Alberti, Y.N. Kalia, A. Naik, R.H. Guy Assessment and prediction of the cutaneous bioavailability of topical terbinafine, in vivo, in man. Pharm. Res., 10 (2001), pp. 1472-1475
【2】Nagelreiter C, et al. Importance of a suitable working protocol for tape stripping experiments on porcine ear skin: Influence of lipophilic formulations and strip adhesion impairment. Int J Pharm. 2015;491(1-2):162-169.
【3】Franzen et al., 2012 L. Franzen, M. Windbergs, S. Hansen Assessment of near-infrared densitometry for in situ determination of the total stratum corneum thickness on pig skin: influence of storage time
在皮肤药代动力学研究中，胶带剥离法（tape stripping）是评估药物经皮渗透行为的核心工具。通过定量分析每片胶带上剥离的角质细胞（corneocytes），可精准计算药物在角质层（stratum corneum, SC）中的渗透深度与分布。然而，实验方案的细节（如制剂类型、胶带粘性控制）可能显著影响结果可靠性。本文系统解析亲脂性制剂对胶带剥离实验的干扰机制，并提出两种经验证的实验操作方案，为药厂研发人员提供实验设计参考。
研究背景：胶带剥离法的价值与挑战
胶带剥离法通过逐层剥离皮肤表面的角质层，结合定量分析技术，成为体外皮肤药代动力学研究的 “金标准”。其核心价值在于：
- 可直接测定药物在角质层中的分布与渗透深度，关联体外模型与在体生物利用度；
- 支持局部给药制剂的生物等效性评价（如乳膏、软膏、微乳液等半固体制剂）。
- 重量法：通过胶带重量差计算角质层量，但灵敏度低；
- 蛋白测定法（如 microBCA 法）：通过角质蛋白含量间接量化，准确性高但操作繁琐；
- 近红外密度法（NIR）：基于角质细胞对近红外光的吸收特性快速定量，无需复杂前处理，可同步与 HPLC 联用分析药物含量，近年应用广泛。
（Labodorf 850C皮肤角质测量仪）
制剂成分的潜在干扰的问题
NIR 法虽高效，但原理依赖光强度变化（角质细胞对光的散射、反射和衍射的综合作用）。若制剂中含亲脂性成分（如油脂、蜡质），可能干扰光信号，导致角质细胞量计算偏差。此外，亲脂性制剂可能残留于皮肤表面，破坏胶带粘性，导致前期胶带无法有效粘附角质层，进一步影响结果。
为此，本研究聚焦两大关键问题：
NIR 法在亲脂性制剂存在时是否仍可靠？
如何优化胶带剥离方案，消除亲脂性制剂对胶带粘性的干扰？
实验设计：材料、方案与检测方法
1. 材料与制剂
- 皮肤模型：猪耳皮肤（公认的人体皮肤替代模型，屏障功能与角质层结构相似），经冷冻保存（-18℃，≤6 个月），实验前解冻并保留软骨以避免收缩。
- 胶带：角质剥离胶带（面积～4.0cm²），确保粘附力一致性。
- 模型药物：氟氢可的松醋酸酯（FA，脂溶性药物）、双氯芬酸钠（DS，水溶性药物），均以 0.5%（w/w）浓度加入制剂。
① 微乳液（ME）：含卵磷脂、异丙醇、肉豆蔻酸异丙酯（IPM），亲脂性最低；
② 水包油乳膏（WO 乳膏，Ultrabas®）：含 30% 水、凡士林、液体石蜡，亲脂性中等；
③ 无水软膏（Ultralip®）：含固体石蜡、凡士林、微晶蜡，无水分，亲脂性最高。
2. 实验方案
为评估制剂对胶带粘性的影响，设计两种对比方案，核心差异在于是否去除皮肤表面过量制剂，具体如下表：
3. 检测方法
- 皮肤角质细胞量化：同步采用 NIR 法（850 皮肤角质量测试仪）与 microBCA 法（测定角质蛋白含量），对比两种方法的一致性。
- 药物含量测定：HPLC 法（FA 检测波长 240nm，DS 为 230nm），计算药物在角质层中的累积量与渗透深度。
1. NIR 法的可靠性验证
对比 NIR 与 microBCA 法对同一批胶带的检测结果（a 为近红外 NIR 法，b 为 microBCA 法）发现：
- 两种方法测得的角质细胞量变化趋势完全一致，尤其在亲脂性制剂存在时，数据无显著差异（P>0.05）；
- 结论：NIR 法不受亲脂性制剂干扰，可可靠用于角质细胞量化，且操作更高效（单次检测仅需数秒，支持高通量实验）。
实验观察到，制剂亲脂性越高，胶带初始粘性受影响越大，所需预剥离带数量越多：
- 微乳液（ME）：仅需 1-2 条预剥离带（非粘附胶带），后续胶带即可有效粘附角质层；
- WO 乳膏：需 7-8 条预剥离带；
- 无水软膏：需 7-8 条预剥离带（与 WO 乳膏一致，因两者残留表面的脂类成分均较多）。
结论与实操建议
1. 结论
- NIR 法可靠性确认：在亲脂性制剂存在时，NIR 法与 microBCA 法结果一致，可作为快速量化角质细胞的首选方法；
- 亲脂性与胶带粘性的关联：制剂亲脂性越高，表面残留越多，需更多预剥离带清除，否则会导致前期胶带粘附失效；
① 方案 A（去除过量制剂）：适用于大多数常规实验，操作简单，结果稳定，无预剥离带干扰；
② 方案 B2（保留过量制剂但排除预剥离带）：适用于研究药物在 “制剂残留 - 角质层” 中的分配规律，需额外记录首次有效粘附的胶带编号。
2. 药物研发实操建议
- 方法选择：优先采用 NIR 法，搭配 HPLC 同步分析药物与角质细胞量，大幅提升实验效率；
- 制剂分类处理：
- 对于亲脂性低的制剂（如微乳液、O/W 乳膏），可灵活选择方案 A 或 B2；
- 对于高亲脂性制剂（如无水软膏、W/O 乳膏），必须采用方案 A 或 B2，不要使用 B1；
- 实验记录要点：
- 记录预剥离带数量（尤其方案 B），作为制剂亲脂性的间接指标；
- 同步测定皮肤屏障完整性（如经皮水分流失值，TEWL 值 <20g/m²/h 为合格），避免皮肤损伤影响结果。
参考文献
【1】Alberti et al., 2001 I. Alberti, Y.N. Kalia, A. Naik, R.H. Guy Assessment and prediction of the cutaneous bioavailability of topical terbinafine, in vivo, in man. Pharm. Res., 10 (2001), pp. 1472-1475
【2】Nagelreiter C, et al. Importance of a suitable working protocol for tape stripping experiments on porcine ear skin: Influence of lipophilic formulations and strip adhesion impairment. Int J Pharm. 2015;491(1-2):162-169.
【3】Franzen et al., 2012 L. Franzen, M. Windbergs, S. Hansen Assessment of near-infrared densitometry for in situ determination of the total stratum corneum thickness on pig skin: influence of storage time
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