经皮给药系统.ppt
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1、经皮给药系统经皮给药系统第一节第一节 概述概述 经皮给药系统经皮给药系统(transdermal drug delivery system,TDDS):也称为经皮治疗系统):也称为经皮治疗系统(transdermal therapeutic system,TDS),是指药物从特殊),是指药物从特殊设计的装置释放,通过完整的皮肤吸设计的装置释放,通过完整的皮肤吸收,进入全身血液系统的控释给药剂收,进入全身血液系统的控释给药剂型。型。1981年年 第一个经皮给药系统上市第一个经皮给药系统上市 东莨菪碱(Alza发明,Ciba-Geigy上市)11个药物:东莨菪碱、硝酸甘油、可个药物:东莨菪碱、硝酸
2、甘油、可乐定、雌二醇(含或不含炔诺酮或左乐定、雌二醇(含或不含炔诺酮或左炔诺孕酮)、睾酮、芬太尼、尼古丁炔诺孕酮)、睾酮、芬太尼、尼古丁 和利多卡因和利多卡因 4050种正进行评价、试验种正进行评价、试验透皮给药系统优点透皮给药系统优点:)避免肝脏的首过效应和药物在胃肠道的避免肝脏的首过效应和药物在胃肠道的降解,药物的吸收不受胃肠道因素影响,降解,药物的吸收不受胃肠道因素影响,个体差异小个体差异小)延长有效作用时间延长有效作用时间,减少给药次数减少给药次数)血药浓度恒定,避免血药浓度峰谷现象,血药浓度恒定,避免血药浓度峰谷现象,降低毒副反应降低毒副反应)使用方便,随时中断给药使用方便,随时中断
3、给药经皮给药系统的类型:经皮给药系统的类型:膜控释型 复合膜型 充填封闭型 经皮给药系统 骨架扩散型 聚合物骨架型 胶粘剂骨架型 第二节第二节 皮肤的结构和生理皮肤的结构和生理表皮表皮(epidermis)l角质层l透明层l颗粒层l棘层l基底层真皮真皮皮下组织皮下组织皮肤附属器皮肤附属器l毛发l皮脂腺l汗腺Anatomy of the skinAnatomy of the skinHair follicleStratum corneumEpidermisDermisSubcutaneoustissueHair matrixEndocrine sweatglandSebaceous gland(
4、0.8mm 0.006mm)(3 5mm)第三节第三节 药物经皮吸收过程药物经皮吸收过程一、给药系统中药物一、给药系统中药物的释放的释放1.骨架型药物溶解于骨架中药物微细的粒子分散于骨架中2.膜控释型均质膜微孔膜二、药物通过皮肤的途径二、药物通过皮肤的途径三、皮肤的代谢与贮库作用三、皮肤的代谢与贮库作用 皮肤内存在着一些代谢酶,主要在活皮肤内存在着一些代谢酶,主要在活性表皮内。主要积累部位是角质层性表皮内。主要积累部位是角质层 四、药物在皮肤内的渗透过程四、药物在皮肤内的渗透过程1.角质层内扩散系数:角质层内扩散系数:10-910-13 cm2/sec2.活性表皮中扩散系数:活性表皮中扩散系数
5、:10-7cm2/sec左右左右 五、药物在皮肤内的扩散动力学五、药物在皮肤内的扩散动力学Fick定律一、药物性质一、药物性质.药物分子大小药物分子大小 Stokes-Einstein定律定律 KBTD=6r第四节第四节 影响经皮吸收的因素影响经皮吸收的因素.熔点熔点.溶解度与分配系数溶解度与分配系数 4.分子形式分子形式 二、生理因素二、生理因素种族与个体差异种族与个体差异皮肤渗透性的部位差异(皮肤渗透性的部位差异(阴囊耳后腋阴囊耳后腋窝区头皮手臂腿部胸部窝区头皮手臂腿部胸部)皮肤水化皮肤水化疾病状态疾病状态其它其它三、剂型与制剂的影响三、剂型与制剂的影响剂型剂型给药系统组成(介质、处方中成
6、分、给药系统组成(介质、处方中成分、高分子材料基质、皮肤表面和给药系高分子材料基质、皮肤表面和给药系统的统的pH)1第五节第五节 促进药物经皮吸收的方法促进药物经皮吸收的方法药剂学方法:药剂学方法:透皮吸收促进剂、脂质体等透皮吸收促进剂、脂质体等化学方法:化学方法:药物结构改造,透皮前体药物药物结构改造,透皮前体药物物理学方法物理学方法:离子导入、电致孔、超声波离子导入、电致孔、超声波导入、无针技术等导入、无针技术等一、经皮吸收促进剂一、经皮吸收促进剂理想渗透促进剂:理想渗透促进剂:无药理活性、无毒、无刺激性、无致敏性迅速起作用不引起体内营养物质及水分损失与药物、基质和皮肤有良好的相容性无嗅无
7、味促进剂促进透皮吸收的机制促进剂促进透皮吸收的机制:l改变角质层类脂排列改变角质层类脂排列l影响角质层水合作用影响角质层水合作用l溶解皮脂腺管内皮脂溶解皮脂腺管内皮脂l扩大汗腺和毛囊开口扩大汗腺和毛囊开口常用的经皮吸收促进剂:常用的经皮吸收促进剂:表面活性剂表面活性剂(阳离子型、阴离子型、非离阳离子型、阴离子型、非离子型和卵磷脂子型和卵磷脂)有机溶剂类有机溶剂类(乙醇、丙二醇、乙酸乙酯、乙醇、丙二醇、乙酸乙酯、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺二甲基亚砜和二甲基甲酰胺)月桂氮卓酮月桂氮卓酮(laurocapam(laurocapam,azone)azone)及同及同系物系物有机酸、脂肪醇有机酸、脂肪醇(
8、油酸、亚油酸、月桂醇油酸、亚油酸、月桂醇)角质保湿与软化剂角质保湿与软化剂(尿素、水杨酸、吡咯尿素、水杨酸、吡咯酮类酮类)萜烯类萜烯类(薄荷醇、樟脑、柠檬烯等薄荷醇、樟脑、柠檬烯等)吸收促吸收促进剂进剂一一览览表表类类 型型举举 例例药药 物物作作 用用 机机 制制亚砜类亚砜类二甲基二甲基亚砜亚砜,癸,癸基甲基基甲基亚砜亚砜氢氢化可的松,水化可的松,水杨杨酸,溴乙啡酸,溴乙啡啶啶,茶,茶碱,氟碱,氟灭灭酸,丙炎酸,丙炎松等松等角角质层细质层细胞内蛋白胞内蛋白质变质变性;性;破坏角破坏角质层细质层细胞胞间间脂脂质质的有的有序排列;序排列;脱去角脱去角质层质层脂脂质质和脂蛋白和脂蛋白吡咯吡咯酮类酮
9、类2-吡咯吡咯酮酮,5-甲甲基基-2-吡咯吡咯酮酮,1,5-二甲基二甲基-2-吡吡咯咯酮酮咖啡因,正辛醇,咖啡因,正辛醇,苯甲酸倍他米松,苯甲酸倍他米松,甲甲灭灭酸酸低低浓浓度分配度分配进进入角蛋白,高入角蛋白,高浓浓度影响角度影响角质层质层脂脂质质流流动动性性并促并促进药进药物在角物在角质层质层的分配;的分配;增加角增加角质层质层的水含量的水含量月桂氮艹月桂氮艹卓卓酮酮及其及其类类似物似物月桂氮艹卓月桂氮艹卓酮酮氯氯林可霉素磷酸林可霉素磷酸酯酯,褐霉素褐霉素钠钠,氟尿,氟尿嘧嘧啶啶,丙,丙缩羟缩羟强强龙龙,地塞米松,醋酸地塞米松,醋酸环环戊戊酮缩酮缩去炎松去炎松渗入皮肤角渗入皮肤角质层质层,
10、降低,降低细细胞胞间间脂脂质质排列的有序性;脱去排列的有序性;脱去细细胞胞间间脂脂质质形成孔道;增加形成孔道;增加角角质层质层含水量;降低角含水量;降低角质层质层脂脂质质的相的相转变转变温度温度脂肪酸及脂肪酸及其其酯酯油酸,肉豆油酸,肉豆蔻蔻酸异丙酸异丙酯酯,丙,丙二醇二壬酸二醇二壬酸酯酯,癸二酸二乙癸二酸二乙酯酯水水杨杨酸,雌二醇,酸,雌二醇,芬太尼,硝酸甘油,芬太尼,硝酸甘油,肝素,肝素,吲哚吲哚美辛美辛渗入角渗入角质层质层脂脂质质,影响其有,影响其有序排列;降低角序排列;降低角质层质层脂脂质质双双分子分子层层的相的相转变转变温度;引温度;引进进角角质层质层脂脂质质固固-液相分离和晶液相分
11、离和晶型型转变转变;增加;增加药药物在角物在角质层质层的分配的分配表面活性表面活性剂剂月桂醇硫酸月桂醇硫酸钠钠,泊洛沙姆泊洛沙姆氟氟灭灭酸,水酸,水杨杨酸酸使角使角质层质层脂脂质质排列无序化;排列无序化;乳化皮肤表面脂乳化皮肤表面脂质质,改善,改善药药物在角物在角质层质层分配分配醇醇类类乙醇,异丙醇,乙醇,异丙醇,正十二醇,正正十二醇,正辛醇辛醇水水杨杨酸,雌二醇,酸,雌二醇,纳纳洛洛酮酮,左旋,左旋-18-甲基炔甲基炔诺酮诺酮作作为为溶溶剂剂增加增加药药物在角物在角质层质层的溶解度;脱去角的溶解度;脱去角质层质层脂脂质质;渗入角渗入角质层质层脂脂质质,影响其排,影响其排列的有序性列的有序性多
12、元醇多元醇类类丙二醇,丙三丙二醇,丙三醇醇水水杨杨酸,酸,5-氟尿氟尿嘧嘧啶啶使角蛋白溶使角蛋白溶剂剂化,占据蛋白化,占据蛋白质质的的氢键结氢键结合部位,减少合部位,减少药药物物-组织间结组织间结合;增加并用的合;增加并用的其他渗透促其他渗透促进剂进剂在角在角质层质层的的分配分配萜烯类萜烯类桉桉树脑树脑,d-苎烯苎烯,橙花,橙花叔醇叔醇普普鲁鲁卡因,卡因,吲哚吲哚美辛美辛5-氟尿氟尿嘧啶嘧啶,肝素肝素促促进药进药物在角物在角质层质层的的扩扩散;破坏角散;破坏角质层细质层细胞胞间间脂脂质质屏障;提高屏障;提高组织电组织电导导率,打开角率,打开角质层质层极性极性孔道;增加孔道;增加药药物从基物从基
13、质质向角向角质层质层的分配的分配胺胺类类尿素,十二尿素,十二烷烷基基-N,N-二甲氨基乙二甲氨基乙酯酯5-氟尿氟尿嘧啶嘧啶促促进进角角质层质层水化,在角水化,在角质层质层形成形成亲亲水性孔道;水性孔道;破坏角破坏角质层质层脂脂质结质结构构酰酰胺胺类类二甲基甲二甲基甲酰酰胺,二甲基胺,二甲基乙乙酰酰胺胺咖啡因,正辛醇,咖啡因,正辛醇,氢氢化可的松化可的松低低浓浓度度时时分配分配进进入角蛋入角蛋白区,高白区,高浓浓度度时时影响角影响角质层质层脂脂质质的流的流动动性性环环糊精糊精类类环环糊精,糊精,2-羟羟丙基丙基-环环糊糊精精Liavozolel将将药药物形成包合物,提物形成包合物,提高溶解度,并
14、可把高溶解度,并可把药药物物分子分子传递传递到皮肤表面到皮肤表面氨基酸及氨基酸及其其酯酯L-异亮氨酸,异亮氨酸,十二十二烷烷基焦基焦谷氨酸谷氨酸酯酯雌二醇,左旋雌二醇,左旋18-甲基炔甲基炔诺酮诺酮,茶碱茶碱松弛皮肤的角蛋白,影松弛皮肤的角蛋白,影响角响角质层质层脂脂质质排列的有排列的有序性序性大大环环化合化合物物十五十五烷酮烷酮氢氢化可的松化可的松增加增加药药物在角物在角质层质层中的中的溶解度溶解度有机溶有机溶剂剂类类醋酸乙醋酸乙酯酯水水杨杨酸酸破坏角破坏角质层质层脂脂质质排列的排列的密密实实性性磷脂磷脂类类卵磷脂,豆卵磷脂,豆磷脂,磷脂磷脂,磷脂酰酰甘油,磷甘油,磷脂脂酰酰乙醇胺乙醇胺二二
15、氢氢麦角胺,异麦角胺,异山梨醇硝酸山梨醇硝酸酯酯,茶碱茶碱吲哚吲哚美辛美辛促促进药进药物从基物从基质质中中释释放,放,增加增加药药物在皮肤中的物在皮肤中的扩扩散;作用于角散;作用于角质层细质层细胞胞膜脂膜脂质质,改善其渗透性,改善其渗透性第七节第七节 经皮给药系统的开发经皮给药系统的开发一、药物选择与剂量设计一、药物选择与剂量设计(一)选择药物的一般原则(一)选择药物的一般原则应考虑的主要因素应考虑的主要因素:胃肠道的降解、通过胃肠胃肠道的降解、通过胃肠道粘膜与肝脏的首过效应,生物半衰期小和需道粘膜与肝脏的首过效应,生物半衰期小和需长期给药长期给药使药物的使药物的血浓度平稳地保持在最佳治疗范围
16、内血浓度平稳地保持在最佳治疗范围内 药物剂量小药物剂量小 病人可接受最大面积为病人可接受最大面积为60cm2足够大的透皮速率足够大的透皮速率经皮给药系统选用药物的经皮给药系统选用药物的最适条件最适条件 物理化学性质物理化学性质 药理性质药理性质 分子量分子量600 (300)剂量小剂量小(50 mg/d)熔点熔点 200(150 )生物半衰期短生物半衰期短(5 h)溶解度溶解度:在液状石蜡在液状石蜡 首过效应大首过效应大 与水中都大于与水中都大于1 mg/ml pH:饱和水溶液在饱和水溶液在59间间 对皮肤无刺激性、对皮肤无刺激性、不发生过敏反应不发生过敏反应(二)经皮给药系统的剂量(二)经皮
17、给药系统的剂量 TDR=CssVdk=CssCL 经皮给药系统的面积应是 TDR24 60 cm2 透皮速率24 二、经皮给药系统的组成二、经皮给药系统的组成.复合膜型经皮给药系统复合膜型经皮给药系统 背衬膜、药物贮库膜、控释膜、胶粘背衬膜、药物贮库膜、控释膜、胶粘层和保护膜层和保护膜背衬膜背衬膜:铝塑膜铝塑膜药物贮库膜药物贮库膜:药物分散在药物分散在聚异丁烯等压敏胶聚异丁烯等压敏胶中,中,加入液状石蜡作为增粘剂加入液状石蜡作为增粘剂控释膜控释膜:聚丙烯聚丙烯微孔膜微孔膜胶粘层胶粘层:聚异丁烯压敏胶聚异丁烯压敏胶,加入药物作为负荷剂加入药物作为负荷剂量量保护膜保护膜:复合膜复合膜,如硅化聚氯乙
18、烯,如硅化聚氯乙烯/聚丙烯聚丙烯/聚对苯二甲酸乙酯等。聚对苯二甲酸乙酯等。.充填封闭型经皮给药系统充填封闭型经皮给药系统背衬膜、药物贮库、控释膜、胶粘层及保护膜背衬膜、药物贮库、控释膜、胶粘层及保护膜药物贮库药物贮库:液体或软膏和凝胶液体或软膏和凝胶控释膜控释膜:乙烯乙烯-醋酸乙烯共聚物(醋酸乙烯共聚物(EVA)膜等均质膜)膜等均质膜压敏胶压敏胶:聚硅氧烷压敏胶和聚丙烯酸酯压敏胶聚硅氧烷压敏胶和聚丙烯酸酯压敏胶 13.聚合物骨架型经皮给药系统聚合物骨架型经皮给药系统 骨架骨架:亲水性聚合物材料亲水性聚合物材料(含有湿润剂含有湿润剂)药物释放速度药物释放速度:受受聚合物骨架组成与药物浓度聚合物骨
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