灵感来自中医推拿!科学家对皮肤施压形成微孔让药物传输更容易,且无痛苦

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灵感来自中医推拿!科学家对皮肤施压形成微孔让药物传输更容易,且无痛苦

来自新加坡南洋理工大学和科学技术与研究局(A*STAR)的科学家们证明,在小鼠皮肤上施加“一定压力”创造出了一种新的药物输送方式。

在《科学进展》杂志上发表的一篇论文中,研究人员指出,将两个磁铁放在一起,让它们挤压并压住皮肤褶皱,会导致皮肤屏障发生短期变化,特别是表面下形成“微孔”。

在测试中,研究人员发现这些面积约为3微米的微孔可以使涂在皮肤表面的药物更容易通过它扩散。与没有接受这种施压治疗的小鼠相比,有微孔的小鼠皮肤中扩散的药物量要多六倍。

论文的主要作者, Daniel Lio博士在南洋理工大学化学与生物医学工程学院跨学科研究生项目中进行了他博士论文的一部分研究,他表示,尽管注射针头和微针损伤皮肤,微孔隙对经过皮肤无痛输送药物如胰岛素铺平了道路。

目前在A*STAR企业集团工作的Daniel Lio博士解释说:“我们的研究项目最初受到了传统中医‘推拿’疗法的启发,即医生在皮肤和肌肉组织上搓揉、按压,然后涂上外用软膏。”

更重要的是,由新加坡南洋理工大学李光前医学院及皮肤研究所的大卫·劳伦斯·贝克尔教授组成的联合团队; 南洋理工大学李光前医学院的Assoc教授Wang Xiaomeng和化学与生物医学工程学院的助理教授Xu Chenjie用新方法测试了胰岛素通过小鼠皮肤的传递。

减少通过皮肤传递药物造成的皮肤损伤和疼痛

实验结果表明,纳米颗粒和胰岛素可以有效地通过小鼠皮肤传递,其分子质量高达20000道尔顿。

这个质量是目前科学文献中报道的最大经皮给药(即通过贴片)的40倍,即500道尔顿。

通过一定施压法传递的药物量也可与微针贴片传递的药物量相比较。微针贴片由生物相容性化合物制成,几十根针比人类头发丝的宽度小,常用于随时间通过皮肤传递少量药物。

与传统的注射方法相比,传统的注射方法需要穿透皮肤,当注射的胰岛素作用太快,病人感到头晕时,就会有低血糖的风险,而新方法可以在不伤到皮肤的情况下缓慢地输送药物,从而减少疼痛。

在实验中,研究小组还发现,用他们的方法,皮肤层(表皮)的细胞被观察到“缝隙连接”的数量增加,而“紧密连接”的数量减少。“这些连接控制着在细胞间传递的分子数量:如果缝隙连接的表达增加,更多的分子可以通过细胞屏障传递,而紧密连接限制了分子在细胞外的移动。”

在动物实验中,根据需要给药的速度,用两块磁铁在老鼠背部皮肤上施加一到五分钟的压力,然后移除磁铁,然后像膏药一样局部给药。

该团队假设,对于需要更慢或更小剂量的药物,1分钟就足够了,而对于更快的药物,则需要更多的微孔,因此需要5分钟。然后将药物放置12小时,然后用荧光显微镜对皮肤进行成像,以观察药物穿透皮肤的程度。

研究小组比较了三种类型的皮肤:接受施压治疗的皮肤,没有接受施压治疗的皮肤,以及通过微针注射药物的皮肤。

接受施压治疗的皮肤的药物传递量与使用微针贴片的皮肤相似,而没有接受施压治疗的皮肤的药物传递量明显更少。

研究人员还观察到,微孔在形成一天后就消失了,这表明皮肤细胞已经填满了空隙。

贝克尔教授的研究专长是组织修复和再生,他说他们的论文强调了使用这种方法的潜力,可以减轻糖尿病患者每天使用传统针头和注射器注射多次胰岛素的需要。

“每天必须注射药物的患者,比如必须注射胰岛素的患者,总是会问是否有其它不伤害或穿透皮肤的方式来给药。我们的新发现为他们带来了希望,我们希望我们可以改进这种方法,这样有一天可能会通过皮肤贴片提供足够的药物,从而使他们不用每天注射。”贝克尔教授补充道。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://medicalxpress.com/news/2020-08-scientists-drugs-skin.html

https://advances.sciencemag.org/content/6/22/eaaz6919

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