-20℃ or -80℃？储存条件对皮肤屏障渗透性和电阻抗特性的影响研究

该研究旨在探究皮肤膜在不同条件下储存后的渗透性特征变化与电学特性变化，以期减少实验室间的差异。为了进行更全面的分析，研究采用了两种具有不同物理化学性质和代谢特征的模型药物：亲水性的阿昔洛韦（AC）和亲脂性的水杨酸甲酯（MS）。

将新鲜的猪耳皮肤切片制成厚度均匀的皮肤膜，分成五组分别在不同储存条件下保存：a）4℃过夜（新鲜皮肤Fresh，对照组）；b）4℃保存4天（冷藏，Fridge）；c）-20℃保存6周（-20℃）；d）-20℃保存1年 （-20℃1y）；e）-80℃保存6周（-80℃）。在24 h皮肤电阻抗测量的同时，研究了阿昔洛韦(AC)和水杨酸甲酯(MS)在皮肤膜上的渗透性。考虑到MS会被酯酶水解成水杨酸(SA)，该研究也测定了SA的浓度。实验结果见下述图片，完整实验结果请查看原文。

图1、皮肤储存条件对皮肤渗透性、药物在表皮和真皮层分布的影响。A、B、C为阿昔洛韦 (AC)， D、E、F为水杨酸甲酯(MS)， G、H、I为水杨酸甲酯水解后的水杨酸(SA)。A、D、G为24h累积渗透量，B、E、H为表皮层含量，C、F、I为真皮层含量。显著性水平:* p < 0.05， ** p < 0.01， *** p < 0.001。^[1]

由图1可知，与其他储存条件相比，新鲜皮肤AC和MS两种模型药物的渗透性较低。在新鲜皮肤中，表皮和真皮组织中检测到的MS含量显著较低，真皮的水杨酸（SA）浓度显著高于其他储存条件的皮肤，表明新鲜皮肤的酯酶活性更高。在所有存储条件下，接收介质、表皮和真皮中均检测到大量SA，表明在所有储存条件下皮肤都保持了一定程度的酯酶活性。对于AC，由于不受到皮肤代谢的影响，-20℃和-80℃储存的皮肤表皮中AC的积累高于新鲜皮肤，而真皮中的AC浓度不受影响，这表明新鲜皮肤对这种亲水物质的渗透性较低。

图2、皮肤储存条件对皮肤电阻抗特性的影响。J、K、L分别为皮肤膜电阻、电导和有效电容的初始值，M、N、O为24 h后的皮肤膜电阻、电导和有效电容值。显著性水平:* p < 0.05， ** p < 0.01， *** p < 0.001。^[1]

由图2可知，与其他储存条件相比，新鲜皮肤的电阻较高。24h的电阻数据中，新鲜皮肤的电阻变化不大，仍然较高，而随着储存温度的降低，皮肤膜的电阻越来越低。

结合图1和图2分析，新鲜皮肤膜对电荷的传输具有最高的电阻，AC和MS渗透率最低，而皮肤储存通常会导致更低的电阻值和更高的渗透率值。这表明，在冷藏和冷冻储存期间，皮肤对亲水物质和电荷载体的屏障在一定程度上受到损害。亲脂性模型药物水杨酸甲酯MS对新鲜皮肤的通透性最低，而冷藏和冷冻(-20°C)会增加通透性，水杨酸甲酯的渗透受各种皮肤储存条件的影响较小。虽然在新鲜皮肤中观察到水杨酸甲酯的水解率更高，但该酯的降解也发生在冷藏和冷冻储存的皮肤中，这意味着无论储存条件如何，酯酶活性都能在一定程度上保持。

该研究还考察了冷冻储存时间延长对皮肤渗透性、表皮和真皮层药物分布以及电阻抗特性的影响。

图3、- 20℃储存时间对皮肤渗透性、表皮和真皮层药物分布以及电阻抗特性的影响。(A、B、C)为阿昔洛韦的测定结果，(D、E、F)为水杨酸甲酯的测定结果，(G、H、I)为水杨酸甲酯水解后的水杨酸测定结果，(J、K、L)分别为皮膜电阻、电导和有效电容的初始值，(M、N、O)为24 H后的测定结果，显著性水平:* p < 0.05， ** p < 0.01。^[1]

由图3可知，延长储存时间后AC的皮肤渗透性增加。MS的皮肤渗透性，以及酯水解后接收介质中SA的含量，受- 20°C下延长储存时间的影响较小。相反，在长时间冷冻保存的情况下，从表皮和真皮层收集的SA含量明显更高，由此可知，在- 20°C冷冻储存一年之后，酯酶活性也能在一定程度上保持下来，这是一个重要的发现。

与图2所示的结果类似，图3所示的电阻值与AC的渗透性呈负相关，表明长时间的冷冻储存导致电荷传输阻力降低，AC渗透性增加，总体呈现出皮肤屏障性能逐渐减弱的趋势。而亲脂性更强的MS的渗透数据在- 20°C冷冻储存一年后，仍然不受影响。在长时间冷冻储存后，皮肤电导率以及皮肤电容都有所增加。这些结果表明，随着冷冻储存时间的延长，皮肤组织的完整性愈加不稳定，组织变弱，更容易膨胀。

上述研究表明，新鲜皮肤的渗透性较低，电阻较高。随着储存温度的降低，储存时间的延长，亲水性药物的皮肤渗透性逐渐增加，电阻降低，因此，需对皮肤的储存条件严格控制；而亲脂性的药物受皮肤储存条件的影响较小。

巴马小香猪皮肤

参考文献：

[1] Maxim Morin, Anna Runnsjö, Tautgirdas Ruzgas, Johan Engblom, Sebastian Björklund,Effects of storage conditions on permeability and electrical impedance properties of the skin barrier,International Journal of Pharmaceutics,Volume 637,2023,122891,ISSN 0378-5173。

文献下载链接：Effects of storage conditions on permeability and electrical impedance properties of the skin barrier