试验方法|生物学评价中心——皮肤吸收:体外试验
透皮试验: 透皮吸收是指物质通过皮肤层向体内渗透和吸收的过程。皮肤是人体最大的器官,由表皮、真皮和皮下组织三个部分组成。表皮为角质细胞层和基底细胞层结构,其主要作用是防止外界有害物质进入人体。然而,化妆品中的成分往往能够渗透表皮层,并被真皮层所吸收,从而产生效果或潜在的毒性。
适用产品:
凝胶敷料
纤维敷料
泡沫敷料
疤痕敷料
膏状敷料
隔离敷料
生物敷料
含银敷料
液体成膜敷料
含壳聚糖敷料
水胶体敷料
胶原贴敷料
碳纤维和活性炭敷料
检测对象 | 项目 | 检测标准(方法) |
敷料类产品 | 透皮吸收试验 | GB∕T 27818-2011 |
1.1体外透皮吸收试验的流程和操作
体外透皮吸收试验通常分为以下几个步骤:
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(1)样品制备:将待测样品按照一定比例配制成试验用液体或药膏。(2)制备皮肤:取自人类或动物皮肤的标本都可使用。人类皮肤标本可符合国家和国际伦理学委员会条约的规定[13],首选活体皮肤,也可使用证明是完整的非活性皮肤标本。表皮层(酶、热或化学分离的)或用植皮刀分离的厚皮肤(典型的是200pm~400μm厚)都可选取。但应避免使用太厚的(约大于1mm)皮肤,除非化学品较特殊,需用整个皮肤层来测试。应确定皮肤种类、解剖位置以及制备技术。要求每个试验样品至少进行四次重复试验。
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(3)涂抹药剂:将待测药剂均匀涂抹于透皮细胞模型上。
(4)等待吸收:根据实验设计的要求,在一定时间内等待药剂在透皮细胞中发生吸收和代谢。(5)取样分析:在不同的时间节点,用特定方法从透皮细胞模型上采集样品,进行分析和检测。
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1.2.影响透皮吸收的因素及调控方法
影响透皮吸收的因素主要包括物理、化学和生物学因素,如分子大小、分子量、溶解度、化学结构、温度、湿度、pH值等。为了准确评价化妆品成分的透皮性能和毒理学效应,需要对这些影响因素进行有效的调控。
例如,可以通过改变涂抹面积、药剂浓度、涂抹时间等参数,来控制药剂的吸入速度和吸收程度。此外,还可以添加透皮增强剂或选择合适的透皮细胞模型等方法,提高药剂的渗透性和穿透力。同时,还需要对透皮细胞模型进行标准化处理,以保证试验结果的可靠性和可重复性。
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二、体外透皮吸收试验的常用模型
体外透皮吸收试验常用的模型主要包括以下几种:
2.1.人工合成膜模型
人工合成膜模型是一种采用合成材料制成的模型,其结构和性质可以通过调整材料成分、厚度等因素进行控制。这种模型具有批量生产、价格低廉、易于操作、可重复性强等优点,但由于其与真实皮肤存在差异,透皮透过性和毒理学评估结果可能存在误差。
2.2.动物皮肤模型
动物皮肤模型是使用动物组织制作的模型,其结构和功能与真实皮肤比较接近。这种模型具有较好的透皮透过性和可靠性,但受到动物福利等伦理问题的限制,同时也存在动物皮肤与人类皮肤之间存在差异的问题。
2.3.人类皮肤模型
人类皮肤模型是使用人类皮肤组织制作的模型,其结构和功能与真实皮肤非常相似。这种模型具有很好的代表性和可靠性,能够更好地预测化妆品在人体中的行为和影响。然而,由于制备和操作成本较高,限制了其在实践中的应用。
不同种属动物皮肤的特点对比如下:
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在皮肤材料的准备中,种属的选择是首先要面对的问题。虽然人离体皮肤是IVPT试验的金标准,但由于伦理及获取困难等原因,通常选取动物皮肤替代人离体皮肤来进行体外透皮试验。
目前的文献报道中,猪皮是和人类皮肤最为相似的,包括相似的角质层,表皮厚度及毛囊密度等。
三、体外透皮吸收试验选择技术指标
2021年3月,国家食品药品监督管理局药品评审中心(Center for Drug Evaluation, CDE)发布了《皮肤外用化学仿制药研究技术指导原则(试行)》,明确了体外透皮试验的设计目的是模拟外用药物在生理条件下的透皮过程,以反映外用制剂的质量。
在试验设计方面,相比于2018年发布的《新注册分类皮肤外用仿制药的技术评价要求(征求意见稿)》,新版指导原则删除了原附件的内容,并提出“体外透皮试验建议参考国内外相关指导原则开展相关研究工作”。
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四、体外透皮吸收试验的优缺点
4.1.体外透皮吸收试验的优点包括:
(1)低成本:相对于动物试验和临床试验,体外透皮吸收试验具有较低的成本,并且不需要大量的实验动物或人员参与。
(2)高通量:体外透皮吸收试验可以进行高通量筛选,同时可以同时测试多种不同的化妆品成分和配方,快速确定其透皮性能和毒理学效应。
(3)可替代动物试验:由于动物试验受到伦理和法律等限制,体外透皮吸收试验可以作为动物试验的替代方法,以预测化妆品成分在人体内的代谢和毒理学效应。
4.2.体外透皮吸收试验也存在一些缺点,包括:
(1)不能反映内部毒理学效应:体外透皮吸收试验只能模拟化妆品成分在皮肤表层的渗透和吸收情况,无法反映其在体内的代谢和毒理学效应。
(2)无法模拟真实使用场景:体外透皮吸收试验所采用的透皮细胞模型和试验条件可能与真实使用场景存在差异,因此其结果可能不能完全代表化妆品在人体内的真实行为和影响。
(3)结果可信度受到影响:体外透皮吸收试验中涂抹面积、透皮时间、涂抹剂量等参数的标准化和控制,以及透皮细胞模型的选择和处理等因素,都可能会对试验结果的可靠性产生影响。
综上所述,体外透皮吸收试验具有低成本、高通量和可替代动物试验等优点,但同时也存在一些缺点,如无法反映内部毒理学效应、无法模拟真实使用场景和结果可信度受到影响等。因此,在进行化妆品安全性评估时,需要综合考虑各种试验方法的优缺点,并采用多种试验方法相结合的策略,以最大程度地提高评估结果的科学性和可靠性。
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五、体外透皮吸收试验的应用领域
体外透皮吸收试验是一种常用的安全性评价实验方法,主要应用于以下领域:
5.1.化妆品安全性评估:透皮吸收试验被广泛用于化妆品成分的透皮性能和毒理学效应评估中。通过体外透皮试验可预测不同化妆品成分在人体内的渗透情况和可能产生的毒性反应,为化妆品的安全性评估提供参考依据。
5.2.药物透皮吸收研究:药物的透皮吸收是其治疗作用的关键因素之一。透皮吸收试验可以模拟药物在人体表面的渗透和吸收过程,并分析其透皮性能参数,为药物研发和临床使用提供数据支持。
5.3.食品添加剂透皮吸收评价:食品添加剂在食品中的使用越来越广泛,其对人体健康的影响备受关注。透皮吸收试验可以评估食品添加剂在人体皮肤上的渗透和吸收情况,为食品添加剂的安全性评估和管控提供参考依据。
5.4医疗器械进行透皮吸收评价:主要关注医疗器械在使用过程中与皮肤接触时,其成分或释放的物质通过皮肤吸收的程度,并可能对人体产生的影响。医疗器械进行透皮吸收评价是为了确保其在临床使用中的安全性和有效性,同时满足法规要求并为科学研究提供重要数据。这对于保障患者的健康权益和促进医疗器械行业的发展具有重要意义。