透皮技术评价体系：微针与纳米载体的研发突破与挑战

01 前言

   在生物医药研发领域，透皮给药技术（Transdermal Drug Delivery, TDD）因其无创、便捷和高效的特点，成为药物递送研究的热点。其中，微针（Microneedles, MNs）和纳米载体（Nanocarriers）作为两大核心技术，正在推动透皮技术的革新。然而，如何科学评价这些技术的有效性、安全性和产业化潜力，是CRO和生物医药企业关注的核心问题。

1.1皮肤结构组成与释药路径

 皮肤覆盖于人体表面，是人体抵御外界因素侵扰的第一道防线。它是人体最大的器官，成年人全身皮肤面积大约是2平方米，质量约占体重的15%。

图1：皮肤结构组成与透皮制剂的释药路径（PMCID：34206728）

皮肤的组织由表皮、真皮和皮下组织构成，另外还含有丰富的神经、血管、淋巴管及肌肉组织。表皮处于皮肤的最外层，它决定了皮肤的原始外观状态，真皮对于皮肤的弹性、光泽及紧实度等产生直接的影响；皮下组织又称为皮下脂肪层，具有保温防寒、缓冲外力的作用，同时，它也会影响皮肤的饱满程度。透皮制剂则通过细胞间隙和跨细胞作用进入体循环。

图2：透皮给药途径优于口服途径

   相比传统的口服和注射给药方式，透皮给药能够避免毒副作用，能在较长时间内保持血液中的药物浓度，避免肝脏的首过效应，从而提高生物利用度，适用特殊人群，特别适用于婴儿、老人和吞咽困难患者，安全、方便，若发生不良反应，只需剥离即可中断给药。并且可以实现避免多次给药造成漏服的情形，一次贴剂可以维持很久的治疗作用。

02 透皮技术概述：微针vs纳米载体

2.1 微针技术

微针通过物理穿透角质层（10-50 μm），在皮肤表层形成微通道，促进药物递送。主要类型包括：

· 固体微针（预处理皮肤后给药）

· 涂层微针（药物负载于针尖）

· 溶解性微针（针体溶解释放药物）

· 空心微针（液体药物直接注入）

优势：避免首过效应、提高生物利用度、患者依从性高。

2.2 纳米载体技术

纳米载体（如脂质体、聚合物纳米粒、纳米乳等）通过化学修饰或物理渗透增强药物透皮能力。

优势：靶向递送、缓释效果、适用于大分子药物（如蛋白质、核酸）。

2.3 透皮技术的核心评价体系

(1)理化性质评价

微针：机械强度（穿刺力）、溶解/降解速率、载药量、针体形貌（SEM观察）

纳米载体：粒径分布（DLS）、Zeta电位、包封率、稳定性（储存、温度敏感性）

(2)体外透皮效率评估

Franz扩散池实验：模拟药物在皮肤中的渗透动力学 。

皮肤模型（猪皮/人工皮肤）：评估微针穿刺深度与药物递送效率。

荧光标记/质谱成像：可视化药物分布 。

2.4 生物相容性与安全性

细胞毒性（如HaCaT细胞模型）

皮肤刺激性（Draize试验）

免疫原性（尤其对纳米载体的长期安全性评估）

2.5 药效学 与药代动力学（PK/PD）

动物模型（小鼠/大鼠透皮给药，检测血药浓度）

生物利用度对比（vs. 口服或注射给药）

缓释效果（如微针的持续释放能力）

2.6 产业化可行性

生产工艺（微针的模具精度、纳米载体的规模化制备）

稳定性（储存条件、运输要求）

成本控制（材料、设备、良品率）

2.7 挑战与未来方向

尽管透皮技术前景广阔，但仍面临以下挑战：

· 微针的机械强度与药物负载的平衡（如大分子药物的包载难题）

·  纳米载体的长期毒性（如脂质体的免疫反应风险）

·   个体化差异（皮肤厚度、湿度对递送效率的影响）

·   监管标准（透皮产品的临床前指南尚不完善）

未来，AI辅助设计（如微针结构优化）、3D打印技术和智能响应型纳米载体（如pH/温度敏感型）可能成为突破点。

03 派思维新皮肤领域实验案例

微针治疗休止期脱发模型：

微针治疗雄激素脱发模型：

微针治疗雄激素脱发模型：

04 结语

透皮技术的评价体系需要多学科协作，涵盖材料学、药剂学、生物学和工程学。CRO企业在推动透皮药物研发时，应重点关注标准化测试方法和临床转化路径，以加速这一领域的产业化进程。

如果您正在开发透皮递送药物，欢迎联系我们，我们提供从临床前评价到IND申报的全流程支持！

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