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2014-11-14

[科普] 穿皮藥物制放系統與奈米載體

傳統藥物遞送是透過口服或注射，將藥物送進循環系統後輸送至全身。隨著科技的進步，科學家不斷開發新的藥物遞送系統，其中一項蓬勃發展並與化妝品息息相關的領域就是「穿皮藥物制放系統」(Transdermal Drug Delivery System)。

穿皮藥物制放系統是將藥物或活性成分塗抹於肌膚表層，透過角質細胞間隙 (intercellular)、穿透角質細胞 (transcellular)、或毛孔 (follicular) 等方式滲透進入肌膚以發揮作用。相較於傳統的藥物遞送系統，以穿皮的途徑進行藥物制放的優點包括：緩釋、非侵入性、可隨時停止、以及使用便利性等等。

然而，穿皮藥物制放系統所面對的挑戰除了可能造成肌膚過敏之外，最大的困難就是肌膚的角質層屏障。人類肌膚最外層是由扁平的角質細胞堆疊而成，且其間充滿游離脂肪酸、磷脂質、膽固醇等分子，提供細胞堅固的屏障，防止外來汙染物入侵，也避免體內水分經由表皮蒸發作用而散失。

為了克服肌膚表皮屏障，科學家結合了奈米技術，將藥物或活性成分包覆在奈米尺度 (1至500奈米) 的載體中，並透過奈米尺度下物質所展現出特殊的物化特性，使藥物能夠進入肌膚。經過多年的研究與開發，現在已有各種不同的奈米載體 (Nanocarriers)，各具有不同的特性與適用範圍，常見的奈米載體包括：微脂粒 (Liposomes)、轉移體 (Transfersomes)、醇脂體 (Ethosomes)、樹枝體 (Dendrimers)、奈米顆粒 (Nanoparticles)、奈米乳液 (Nanoemulsions) 等等。

微脂體
微脂體是由雙層脂質所形成的空心球體。如同細胞膜的結構，微脂體含有親水部分和疏水部分。微脂體的內部可包覆親水性的藥物或活性成分，而雙層膜之間為親油基，可包覆疏水性的藥物或活性成分。微脂體不具生物毒性，且可穩定存在於血液中，但由於微脂體的結構較穩定而不易變形，因此肌膚穿透力較差。

轉移體與醇脂體
若在微脂體的膜上加入特定的界面活性劑，則可增加微脂體的可塑性，此類的微脂體稱為轉移體。由於具可塑性，轉移體進入肌膚的效率較傳統微脂體佳，因此被廣泛研究與使用。另外，醇脂體奈米球體內含有乙醇溶液，因此較轉移體更具彈性，可穿透進入肌膚更深層並進入循環系統。

樹枝體
由聚醯胺基胺 (polyamidoamine) 合成，因外觀與樹枝相似，因此稱為樹枝體。樹枝體適合用來遞送疏水性或不安定的藥物或活性成分，且可透過調整樹枝體的大小、表面電荷、分子量、濃度等參數來控制肌膚穿透力。相較於其他奈米載體，樹枝體是新興的藥物制放系統。

奈米顆粒
當今的技術可將許多分子 (藥物、蛋白質、DNA等等) 製成奈米顆粒，以大幅增加肌膚穿透力。同時，由於奈米顆粒可增加細胞通透力，因此可將奈米顆粒與藥物一起進行遞送而不需事先進行包覆，使製備程序更簡化。另外，經常應用於穿皮遞送的奈米系統還有固態奈米脂質 (Solid-Lipid Nanoparticles, SLNs) 以及奈米結構脂質載體 (Nanostructure Lipid Carriers, NLCs)，兩者都因構造組成與人體肌膚組織相似而獲得重視。

奈米乳液
奈米乳液在熱力學上並不穩定，需要較高的能量才能和成，製備方法有高壓法 (High-Pressure Homogenization)、相變溫度法 (Phase-Inversion Temperature)、微流體法 (Microfluidization) 等等。優點為不具生物毒性與致敏性，可包覆各種不同的分子，包括維生素、質體DNA、咖啡因、藥物及其他活性成分。

隨著科技不斷進步，開發出各式各樣的奈米載體，各具有不同的性質和適用範圍供醫藥界和化妝品界利用。不過，隨之而來的是安全性及環境危害的考量。如何在功效、安全性、以及環境之間取得平衡將是未來奈米材料相關法規的重要議題。

參考文獻:
1. Lipid Based Vesicular Drug Delivery Systems. Advances in Pharmaceutics. Volume 2014. Article ID 574673
2. Nanocarriers for Transdermal Drug Delivery. Research and Reports in Transdermal Drug Delivery 2012:1 3-17

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