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皮肤电穿孔给药包括在皮肤上施加脉冲电场,以暂时和非侵入性的方式破坏皮肤的屏障功能,增加药物的摄取。它代表着一种潜在的替代给药方法,这些方法是侵入性的(例如注射)或有限的。

鉴于此,图卢兹大学Emmanuel Flahaut、Muriel Golzio和Zarel Valdez-Nava等人采用多尺度方法,通过电学测量、数值模拟和荧光显微镜,在小鼠皮肤模型上研究药物释放系统。

本文要点:
(1)本文提出了一种通过皮肤电穿孔非侵入性给药的配置,由两个并排放置的导电水凝胶组成,其中包含模型药物,并用作在皮肤上施加电脉冲的电极。
(2)应用了一种多尺度的方法来评估皮肤电穿孔和药物传递:对电学性质和温度进行原位测量,采用有限元模拟和荧光显微镜来评估模型分子的传递。本文提出的实验装置可以作为未来皮肤电穿孔研究的模型。
(3)电学特性显示了高度非线性的皮肤电导行为,并被用于微调模拟和研究电穿孔后的皮肤恢复。皮肤内电场分布的模拟显示,对于300V PEF,可逆组织电穿孔在400-1200V/cm的幅度范围内。
(4)荧光显微镜显示,与非脉冲对照相比,荧光分子的摄取增加。100V的PEF在SC内形成了LTRS,但低于300V的PEF没有观察到有核细胞的渗透。这些结果表明存在两个不同的(可逆)电穿孔结构域,一个是在SC的细胞外脂质中形成LTRS并伴随着皮肤电导率的增加,另一个是有核细胞(即比SC更深的层中的细胞)的质膜通透性。这两个领域在通过皮肤给药方面都是相关的。
总而言之,这项研究为一些药物,如利多卡因、皮质类固醇、核酸疫苗、博莱霉素、芬太尼和胰岛素等的透皮递送提供了思路。皮肤电穿孔的确切参数取决于给药目标和药物的物理化学性质(大小、电荷、亲水性)。
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