透皮研究中离体猪皮活性的保存与挑战

合邦科仪

2024/07/08 09:56

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离体猪皮因与人类皮肤具有高度相似性，近年来备受关注，成为外用制剂、化妆品等透皮扩散研究的关键实验材料^【1】。离体猪皮模型通过保持皮肤的完整性和活性，能够在实验室条件下模拟皮肤屏障的功能，为评估化妆品和外用制剂等各类产品的安全性和有效性提供了强有力的支持。相较于传统的实验动物模型，离体猪皮模型在伦理接受度、成本效益及实验结果的可重复性方面展现出了显著优势。

表. 人类和动物皮肤厚度测量数据^【2】

表. 毛囊的密度^【³^】

根据表中数据，我们推荐在IVPT试验中使用猪皮。因为与人类皮肤相比，虽然猪皮的厚度虽然稍厚，大鼠的皮肤厚度更接近人类皮肤，但是猪皮的单位面积毛囊数量与人类皮肤更接近。

然而，值得注意的是，离体的猪皮需要妥善保存，很多因素会导致离体猪皮发生变色现象，尤其是不当的储存条件，如暴露在空气中、遭遇高温、潮湿或强烈光照，均会加速猪皮浅层角质细胞中关键脂质成分（如神经酰胺、胆固醇及游离脂肪酸）的氧化过程，进而引发猪皮在较短时间内出现变色发黄现象^【4^】。关于发黄猪皮对实验的影响，后续我们将进行相关验证，敬请关注。

为了最大限度地延缓这些不利变化，研究人员采取了诸多措施，其中，低温、密封及避光的储存环境被证明尤为有效^【5^】。

另一方面，甲醛等有机溶剂在防止猪皮发黄、变质方面展现出了显著效果。它们通过溶解并清除皮肤表面的脂质层，实现了防腐、消毒及漂白的多重目的。然而，这一处理方式亦伴随着潜在风险，多项研究表明，甲醛等有机溶剂会通过交联胶原纤维改变皮肤细胞的结构，使蛋白质变性，导致皮肤机械性能发生变化，皮肤的硬度增加弹性降低，从而影响皮肤的渗透性^【6^】。经有机溶剂处理后的活体皮肤，其氚水经皮渗透量增加，类似的结果在离体皮肤实验中也能观察到^【7^】，即使完整性按法规要求依然合格，但是IVPT的实验结果也很难与未经有机溶剂浸泡的离体皮肤对应。

鉴于上述，确保离体猪皮的活性对于透皮扩散试验（IVPT）的成功至关重要。那么，我们应该如何评估离体猪皮呢？在过往的推送中我们进行过深入阐述，详情如下：

参考文献：

【1】Abd,Eman,Yousef,et al.Skin models for the testing of transdermal drugs.[J].Research & Reports in Transdermal Drug Delivery, 2016.DOI:10.2147/CPAA.S64788.）

【2】Todo H. Transdermal Permeation of Drugs in Various Animal Species. Pharmaceutics. 2017 Sep 6;9(3):33. doi: 10.3390/pharmaceutics9030033. PMID: 28878145; PMCID: PMC5620574.

【3】Mangelsdorf S, Vergou T, Sterry W, Lademann J, Patzelt A. Comparative study of hair follicle morphology in eight mammalian species and humans. Skin Res Technol. 2014 May;20(2):147-54. doi: 10.1111/srt.12098. Epub 2013 Jun 25. PMID: 23800212.

【4】Gray G M , White R J , Williams R H ,et al.Lipid composition of the superficial stratum corneum cells of pig epidermis[J].British Journal of Dermatology, 1982, 106.DOI:10.1111/j.1365-2133.1982.tb00902.x.

【5】Foutz T., Stone E. & Abrams C. Jr. Effects of freezing on mechanical properties of rat skin. Am. J. Vet. Res. 53, 788–792 (1992).

【6】Ranamukhaarachchi SA, Lehnert S, Ranamukhaarachchi SL, Sprenger L, Schneider T, Mansoor L, Rai K, Häfeli UO, Stoeber B. A micromechanical comparison of human and porcine skin before and after preservation by freezing for medical device development. Sci Rep. 2016;6:32074.

【7】王旭平,任道凤,金锡鹏,顾平.有机溶剂对活体皮肤屏障功能的影响[J].中华劳动卫生职业病杂志, 1998(3).