文献分享：甲基氨基乙酰丙酸（mALA）微针给药渗透效率的比较研究
2025-12-05 来源:本站 点击次数:37
文献分享 | 甲基氨基乙酰丙酸（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丙酸（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 - 氨基乙酰丙酸（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丙酸（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 - 氨基乙酰丙酸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丙酸（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丙酸（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、乙腈、硼酸盐缓冲液（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 - 乙腈混合液（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丙酸（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.
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丙酸（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 - 氨基乙酰丙酸（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丙酸（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 - 氨基乙酰丙酸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。
高效液相色谱（HPLC）分析
所有含甲基氨基乙酰丙酸（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丙酸（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、乙腈、硼酸盐缓冲液（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。
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丙酸（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.
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