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使用射频和超声波经皮递送药妆品:化妆品凝胶渗透的研究在活的有机体内通过荧光显微镜

马里奥·A·特瑞尔斯

姆萨迪科·维拉福图尼研究所。Cambrils。塔拉戈纳,西班牙

电子邮件:imv@laser-spain.com

我是奥尔科莱先生

姆萨迪科·维拉福图尼研究所。Cambrils。塔拉戈纳,西班牙

Clínica Alcolea,巴塞罗那,西班牙

Pedro A Martínez-Carpio

姆萨迪科·维拉福图尼研究所。Cambrils。塔拉戈纳,西班牙

IMC-Investiláser, Sabadell,巴塞罗那,西班牙

DOI: 10.15761 / GOD.1000141

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图表及数据

摘要

背景

一项前瞻性,对照研究进行了确定药妆透皮后,使用设备,结合射频和超声波渗透皮肤。

材料与方法

使用Legato II装置(Alma激光器)将荧光素染色的血清/乳霜药妆凝胶引入真皮层。16例患者在耳后区域进行了治疗,并在手术后10分钟和15小时进行了活检。将处理后样品的皮肤荧光强度与自动荧光对照(AC)和技术对照(TC)进行比较。

结果

在10分钟和15小时,用Legato II装置处理的样品显示出比AC和TC更大的荧光强度。荧光的增加被分级为中度或强烈,但没有任何情况下为零或轻微。10分钟时的结果为:Legato II(55.4±10.1),AC(8.6±2.8),TC(8.2±3.6)。15 h时,结果为:Legato II(54.2±7.2),AC(8.9±1.7),TC(8.3±2.4)。在10分钟和15小时,样本和对照组之间的差异都是显著的(p<0.0008)。

结论

经皮给药过程促进了局部应用产品的长期和有效的皮肤渗透。

关键字

射频,超声,药妆,经皮输送,荧光素,荧光

介绍

皮肤的角质层同时充当屏障和局部应用物质的储存库。外用药物主要存在于角质层最上层的20%。药物经皮吸收的限制因素是药物的储存库和对角质层的渗透[1,2]。因此,增强渗透是现代皮肤药理学研究的重要课题[3-5]。

最近出现了一些关于使用连奏II装置的研究。该装置旨在对组织造成热损伤和部分消融,同时允许将药物或药妆品引入真皮层[6-10]。这种方法包括创建微通道,理论上穿过真皮-表皮交界处,通过微通道,可以通过超声波强制引入局部应用的物质。这些微通道可以使用分数CO创建2激光[9]或射频[10]。之后,立即使用超声波渗透通道,迫使局部应用的产品通过通道进入真皮层内部[6-10]。

我们的经验已经证明了这种方法对面部年轻化和减少痤疮疤痕的临床疗效[9,10]。其他作者在治疗增生性疤痕和妊娠纹方面取得了优异的效果[6-8]。尽管如此,这种治疗效果似乎主要是由于应用的射频,而不是药物或分子的影响,理论上已经被传递到皮肤。人们认为,使用这种方法可能涉及富血小板血浆[6]、维甲酸[7]、曲安奈德[8]和药妆品[9,10]的有效渗透,但迄今为止,尚无证据表明这些产品能到达真皮层。

本研究的目的是测试荧光素染色药妆凝胶在使用Legato II装置,按照减少痤疮瘢痕的推荐治疗方案后的可能穿透性[10]。

材料与方法

患者、研究设计和方法

16例患者(女性9例,男性7例)通过签署相应的知情同意书,自愿同意参加研究。该前瞻性对照研究已得到相应伦理委员会的批准。

进行经皮分娩手术在薇芙o在右侧耳后区域约2cm × 1.5cm的表面上,而左侧耳后区域作为对照。局部应用药妆凝胶用荧光素染色,以验证其渗透。为在体外研究:取经处理的耳后皮肤椭球状样本(15mm × 10mm)。

在手术后10分钟对8例患者的样本和对照进行活检;在其他8例患者中,在15小时采集样本和对照。在10分钟和15小时,采用Legato II装置处理的8个皮肤样本(10mm x 5mm), 4个相同尺寸的技术对照(TC) (10mm x 5mm)和4个自动荧光对照(AC),后者使用3mm椭球冲孔。技术控制(TC)包括在不使用Legato II装置的情况下,将染色凝胶涂于左耳后区域,通过扩散或通过提取样品的切口来确定荧光素可能的渗透。

在对样本和技术对照进行活检之前,用丙酮彻底清洁皮肤,去除任何残留的表面荧光素。样品在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中用3.7%多聚甲醛提取后立即固定。

经皮分娩程序

使用Legato II皮肤屏障突破系统(Alma激光器,以色列Caesarea)进行经皮给药,该系统结合了两种技术-分数烧蚀微等离子体射频(RF)和声压超声(US) -将药物和生物活性化合物输送到真皮层。该设备使用Pixel RFTM制造微通道,造成热损伤和部分烧蚀。每个微通道的平均直径为80-120微米,深度为100-150微米,具体取决于射频功率设置。药妆品局部涂抹到皮肤上后,由超声波产生冲击TM模块有助于渗透到真皮层。操作模式是基于机械(声学)压力和扭矩,通过超声电极将美国波传播到远端喇叭,并产生“锤击”效果。这将从微通道内提取液体,并迫使凝胶的成分通过微通道在真皮-表皮连接处增强。

像素射频TM功率设置为60w。声压超声机头的处理设置为超声能量输出的70%,超声超声电极振动率为50 Hz。在处理过程中,对车轮尖端进行两次交叉传递,即RF多个单极电极的四次传递,在表皮上形成多个致密的微穿孔。此动作完成后,应用染色凝胶,然后使用超声模块(ImpactTM).

药妆成分和荧光素染色

适用于皮肤年轻化治疗的精华/乳霜药妆凝胶(Alma激光器)。其成分包括角化剂(尿囊素)、脂类(双abolol)、维生素(C和E)和生物活性肽(棕榈酰寡肽、棕榈酰四肽-7、sh -多肽-15、三肽-1、三氟乙酰三肽-2、乙酰四肽-2、棕榈酰六肽-19和三肽-8)。

将5ml PixelTreat SR混悬液与等量的100mg /mL荧光素钠盐(Sigma Aldrich, St. Louis, USA)以50:50的比例混合,制备用于应用的化合物。两种产品都使用抹刀在无菌铝容器中混合。产品搅拌5分钟,保持良好的避光,直到获得均匀的混合物。

荧光显微镜

制备组织学切片,仅在真皮中观察和测量荧光强度。这些样本由两位独立且不参与研究的皮肤病理学专家进行分析。

第一位病理学家根据自身荧光模式,使用荧光显微镜图像对皮肤荧光强度进行评分,评分为0 -即。没有荧光增强。皮肤荧光强度的增加按以下方式评分:0(与对照组相似),1(轻微增加),2(中度增加)和3(强烈增加)。使用蔡司Apotome Axiovert 200M显微镜(德国耶拿),10倍物镜和AlexaFluor 488 nm滤镜。将患者1号的对照作为自体荧光模式,与其余样品、AC和CT的皮肤荧光进行比较。

第二名病理学家使用徕卡LAS6000显微镜(Wetzlar,德国),20倍物镜,荧光滤光片(LP515nm)和透射光对皮肤荧光进行分级。使用Mowiol安装介质。在瓷砖中获得图像,并对样品表面进行重建。根据与自身荧光背景对比的强度阈值对标记区域进行分割。结果以平均皮肤荧光标记提供,表示为荧光强度的任意线性单位(a.l.u.f.i.)。

统计分析

结果以均数(m)±标准差(SD)表示。的Mann-WhitneyU用试验比较样品与对照的平均荧光值。采用SPSS v.13.0 for Windows进行计算,p<0.05为差异有统计学意义。

结果

所有使用Legato II装置处理并在蔡司ApotomeAxiovert 200M显微镜下观察的样品,在10分钟(表1)和15小时(表2)时,均显示与自身荧光和技术对照组相比,皮肤荧光强度更大。在所有情况下,与对照组相比,荧光强度的增加被分级为中等或强烈,没有情况为零或轻微。所有自体荧光和技术对照均显示与自体荧光模式相似的皮肤荧光。在10分钟和15小时的样品中没有观察到差异。图1-3显示了与自体荧光模式相比,在一些更具代表性的样品中观察到的皮肤荧光增加。

病人

连奏的

控制

1

2

0 (AC)

2

3.

0 (AC)

3.

3.

0 (AC)

4

3.

0 (AC)

5

2

0 (TC)

6

3.

0 (TC)

7

3.

0 (TC)

8

3.

0 (TC)

表1。结果:治疗后10分钟。相对于自体荧光模式,皮肤荧光强度增加。(0=无增加,1=轻微增加,2=中度增加,3=剧烈增加)。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。

病人

连奏的

控制

9

3.

0 (AC)

10

3.

0 (AC)

11

2

0 (AC)

12

3.

0 (AC)

13

2

0 (TC)

14

3.

0 (TC)

15

3.

0 (TC)

16

2

0 (TC)

表2。结果:治疗后15小时。相对于自体荧光模式,皮肤荧光强度增加。(0=无增加,1=轻微增加,2=中度增加,3=剧烈增加)。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。

病人

连奏的

控制

1

40.7

8.3 (AC)

2

64.5

12.5 (AC)

3.

46.3

5.8 (AC)

4

68.0

7.9 (AC)

5

57.8

6.2 (TC)

6

51.3

13.7 (TC)

7

65.9

6.0 (TC)

8

48.8

7.1 (TC)

表3。经皮递送后10分钟处理样品和对照组的平均皮肤荧光值。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。结果表示为荧光强度的任意线性单位(a.l.u.f.i.)。

病人

连奏的

控制

9

51.7

11.1 (AC)

10

67.3

9.5 (AC)

11

55.8

7.6 (AC)

12

48.5

7.5 (AC)

13

56.0

6.2 (TC)

14

42.2

9.9 (TC)

15

55.8

11.0 (TC)

16

56.6

6.3 (TC)

表4。经皮递送后15小时处理样品和对照组的平均皮肤荧光值。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。结果表示为荧光强度的任意线性单位(a.l.u.f.i.)。

图1:患者4的legato处理样本对应的图像。应用该程序后10分钟对样本进行活检。荧光素分布广泛,可到达真皮深层。相对于自体荧光模式(图3),荧光的增加被分级为强烈。

图2:患者10的legato处理样本对应的图像。应用该程序后15小时对样本进行活组织检查。荧光素分布广泛,可到达真皮深层。相对于自体荧光模式(图3),荧光的增加被分级为强烈。

图3:患者1对应的自体荧光对照(Autofluorescence Control, AC),作为自体荧光模式,将样品、技术对照和其余AC的荧光进行比较。

表III和表IV显示了经皮递送后10分钟和15小时处理样品和对照组的平均皮肤荧光标记。这些值对应于使用徕卡LAS6000显微镜获得的每个样品的平均值。在10分钟得到的所有样本的平均值(m)和标准差(SD)为:Legato II (m=55.4, SD=10.1), AC (m=8.6, SD=2.8), TC (m=8.2, SD=3.6)。15 h时获得的值为:Legato II (m=54.2, SD=7.2)、AC (m=8.9, SD=1.7)、TC (m=8.3, SD=2.4)。在10分钟和15小时,样本和对照组之间的差异都是显著的(p<0.0008);处理样品在10分钟和15小时没有观察到差异(p=0.872)。

版权所有OAT。版权所有

虽然荧光素可以透皮渗透皮肤,但在技术对照组中没有观察到局部吸收。另一方面,在药妆凝胶渗透方面进行的经皮给药程序是有效的,具有非常显著的外源性皮肤荧光。特定的皮肤荧光在手术后10分钟就已经明显了,并且在至少15小时内保持稳定的强度水平。这超过了大多数药物和生物活性产品在一次应用中发挥其特定作用所需的时间,并提出了可能持续数天的药理作用的假设,这取决于所施用的药物。

值得注意的是,Legato II方法并没有被考虑用于常规的透皮给药,而是在应用一种新型射频(分数烧蚀微等离子射频)后,用于增强皮肤嫩肤治疗和减少痤疮疤痕和妊娠纹。在痤疮瘢痕的治疗中,间隔2 - 3周进行4次治疗即可获得满意的临床效果[10]。这意味着每次使用的渗透物质可能在真皮中以高、持续的浓度起作用。该实验模型的局限性在于没有对凝胶的特定成分进行染色以供后期跟踪,凝胶渗透仅通过外源皮肤荧光的明显增加来显示。

关于超声应用与冲击的重要性已有讨论TM用CO进行分式烧蚀后,在穿透物质方面可能存在的技术缺陷2激光[11]。萨迪克说,激光和超声波都可以促进药物通过角质层进入。在这种情况下,使用一种特定类型的射频,而不是激光,这使得在全功率使用时效果更好[10]。在这种情况下,射频和超声波也可以有自己的渗透效果。Bommannanet al。表明超声由于其空化作用,可以暂时降低皮肤屏障[11,12]。RF或US对渗透效应的相对作用尚未在本研究中进行分析。如前所述,RF和US的作用机制完全不同,并同时使用以达到协同作用。因此,我们感兴趣的是确定这种协同行动是否真正有效,而不考虑这两种技术中的任何一种本身可能具有的重要性。

根据制造商的说明,通过的次数和使用的参数显著影响穿孔的数量和深度以及超声波的有效性。值得注意的是,这些处理是在射频允许的最大功率(60W)下进行的,并根据本研究中所示的参数进行了达到美国最佳性能所需的设置。较低的功率设置或其他设置,也可能是有效的或可能有不同的行为,没有测试。

有一些关于将药物直接引入真皮层可能产生的风险的讨论,剂量为局部应用[11]。在这种情况下,所有凝胶成分都是具有众所周知特性的物质,每一种都被分类并授权用于药妆。在本研究和以往的临床试验中均未观察到可归因于使用这些药妆品的不良副作用[9,10]。其他作者也未观察到其他外用药物的并发症,治疗效果非常明确[6-8]。伊萨et al。认为曲安奈德对增生性瘢痕的治疗效果足以证明使用Legato II装置药物的有效渗透[8]。然而,在我们看来,组织学证明是必要的,这是本研究的目的。

首次有研究表明,Legato II装置可以实现浸在药妆凝胶中的产品(荧光素)的经皮递送。荧光素(C20H12O5)是黄嘌呤家族的水溶性物质,分子量为332.3 g/mol,比凝胶中含有的其他活性成分的分子大小更大。虽然我们的研究没有区分除荧光素外其他凝胶成分的渗透,但穿孔的大小和渗透方法应该允许染色的凝胶微粒与其他物质以及荧光素通过。浸没在凝胶中的产品的渗透维持了之前在凝胶中观察到的良好治疗效果[9,10],以及迄今为止使用Legato II装置的其他分子和药物[6-8]。

在未来,类似的技术可能被用于其他治疗用途的经皮输送药物,或到达体循环。这些结果鼓励我们开展进一步的,更有选择性的研究,基于药物或特定分子的标记,以供以后跟踪。

参考文献

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编辑信息

主编

Torello Lotti
罗马大学“G.Marconi

文章类型

研究文章

出版的历史

收稿日期:2015年5月11日
录用日期:2015年6月22日
发布日期:2015年6月25日

版权

©2015 Trelles MA。这是一篇根据知识共享署名许可协议发布的开放获取文章,该协议允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是要注明原作者和来源。

引用

Trelles MA, Alcolea JM, Martínez-Carpio PA(2015)药妆品的射频和超声经皮递送:荧光显微镜下化妆品凝胶在体内渗透的研究。中国生物医学工程学报,2016,33 (2):1088 - 1088

相应的作者

马里奥·A·特瑞尔斯

米拉福图尼研究所,Fundación Antoni de Gimbernat, Avda。Vilafortuny, 31日。西班牙塔拉戈纳Cambrils 43850号

电子邮件:imv@laser-spain.com

病人

连奏的

控制

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2

0 (AC)

2

3.

0 (AC)

3.

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0 (AC)

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3.

0 (AC)

5

2

0 (TC)

6

3.

0 (TC)

7

3.

0 (TC)

8

3.

0 (TC)

表1。结果:治疗后10分钟。相对于自体荧光模式,皮肤荧光强度增加。(0=无增加,1=轻微增加,2=中度增加,3=剧烈增加)。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。

病人

连奏的

控制

9

3.

0 (AC)

10

3.

0 (AC)

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0 (AC)

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3.

0 (AC)

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2

0 (TC)

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3.

0 (TC)

15

3.

0 (TC)

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2

0 (TC)

表2。结果:治疗后15小时。相对于自体荧光模式,皮肤荧光强度增加。(0=无增加,1=轻微增加,2=中度增加,3=剧烈增加)。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。

病人

连奏的

控制

1

40.7

8.3 (AC)

2

64.5

12.5 (AC)

3.

46.3

5.8 (AC)

4

68.0

7.9 (AC)

5

57.8

6.2 (TC)

6

51.3

13.7 (TC)

7

65.9

6.0 (TC)

8

48.8

7.1 (TC)

表3。经皮递送后10分钟处理样品和对照组的平均皮肤荧光值。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。结果表示为荧光强度的任意线性单位(a.l.u.f.i.)。

病人

连奏的

控制

9

51.7

11.1 (AC)

10

67.3

9.5 (AC)

11

55.8

7.6 (AC)

12

48.5

7.5 (AC)

13

56.0

6.2 (TC)

14

42.2

9.9 (TC)

15

55.8

11.0 (TC)

16

56.6

6.3 (TC)

表4。经皮递送后15小时处理样品和对照组的平均皮肤荧光值。AC:自体荧光控制,TC:技术控制。结果表示为荧光强度的任意线性单位(a.l.u.f.i.)。

图1:患者4的legato处理样本对应的图像。应用该程序后10分钟对样本进行活检。荧光素分布广泛,可到达真皮深层。相对于自体荧光模式(图3),荧光的增加被分级为强烈。

图2:患者10的legato处理样本对应的图像。应用该程序后15小时对样本进行活组织检查。荧光素分布广泛,可到达真皮深层。相对于自体荧光模式(图3),荧光的增加被分级为强烈。

图3:患者1对应的自体荧光对照(Autofluorescence Control, AC),作为自体荧光模式,将样品、技术对照和其余AC的荧光进行比较。