一、前言
在药物递送领域,泡沫气雾剂(foam aerosol)是指将原料药物和附加剂与适宜的抛射剂共同装封于具有特制阀门系统的耐压容器中,使用时借助抛射剂的压力将内容物呈泡沫状喷出的一类药物递送系统。
美国食品药品监督管理局(FDA)于2014年批准了硝酸益康唑泡沫气雾剂(商品名:Ecoza®)上市,用于治疗趾间型足癣(俗称“香港脚”)。相关资料显示,该产品使用了一种名为ProdermTechnology®的配方技术,那么这到底是什么技术?该配方技术有什么亮点?有没有什么处方设计思路可以为我们所用?
二、Proderm Technology®的发展历史
1999年,Patterson等人在Journal of the American Academy of Dermatology期刊上发表了一篇名为“Pro-Q泡沫气雾剂可预防接触十二烷基硫酸钠导致的接触性皮炎”的研究性论文[1]。在该文章中,研究人员根据临床试验结果推测Pro-Q泡沫气雾剂可能通过在皮肤上形成一层“膜”,从而物理性地阻挡或以发生离子结合的方式阻挡接触性刺激物或过敏原渗入皮肤。但在文章中作者并没有描述Pro-Q泡沫气雾剂的具体处方组成。
2000年,Fowler在American Journal of Contact Dermatitis期刊发表了一篇Pro-Q泡沫气雾剂对于治疗慢性手部皮炎(湿疹)的临床有效性的文章[2]。在该文章中,作者披露了Pro-Q泡沫气雾剂的处方组成信息。
2008年9月12日,Quinnova Pharmaceuticals的Neosalus®泡沫气雾剂通过510(k) 认证(美国FDA对于医疗器械的一种市场准入途径)获得了FDA上市批准,用于缓解包括特应性皮炎和过敏性接触性皮炎在内的各种皮肤病的刺激症状。
2009年4月2日和2009年7月30日,QuinnovaPharmaceuticals的Neosalus®乳膏剂和Neosalus®洗剂又先后通过510(k) 认证获得FDA上市批准,适应症均与Neosalus®泡沫气雾剂相同。
2013年10月24日,美国FDA批准了AmDerma Pharmaceuticals(Quinnova Pharmaceuticals的母公司)硝酸益康唑泡沫气雾剂(规格:1%,商品名:Ecoza®)上市,用于在12岁及以上患者中治疗由深红发癣菌、须癣毛癣菌以及絮状麦皮癣菌导致的趾间型足癣局部治疗。
事实上,上述5种外用制剂产品均使用Proderm Technology®配方技术。表1总结对比了Pro-Q泡沫气雾剂、Neosalus®泡沫气雾剂、Neosalus®乳膏剂、Neosalus®洗剂和Ecoza®泡沫气雾剂的处方组成,不难看出这5种产品成分相似度很高。
三、Proderm Technology®配方技术原理
皮肤由表皮、真皮和皮下组织3部分组成,其中位于表皮最外层的角质层是皮肤最主要的屏障,主要包含神经酰胺、胆固醇及游离脂肪酸等成分,在阻止水分流失和阻挡外来异物入侵方面起着极其重要的作用。接触性皮炎、鱼鳞病、银屑病以及特应性皮炎等皮肤病的发病机理与皮肤表皮屏障的破坏密切相关[3]。皮肤屏障破坏后,细菌、病毒以及真菌更易入侵,导致继发感染。
采用Proderm Technology配方技术的泡沫气雾剂产品中包含三乙醇胺和硬脂酸(18个碳原子的长链脂肪酸),两者可以发生反应,形成三乙醇胺硬脂酸盐,具有良好的乳化作用。需要注意,硬脂酸应过量,这是因为游离的硬脂酸可以和三乙醇胺硬脂酸盐形成分子复合物(Molecular Complexs),在乳滴表面形成更加致密的界面膜,增加乳滴和泡沫的稳定性。而如果三乙醇胺过量,则不利于分子复合物的形成。
Paul. A Sanders[4]研究了在泡沫气雾剂中使用三乙醇胺与月桂酸(12个碳原子)、肉豆蔻酸(14个碳原子)和棕榈酸(16个碳原子)这三种长链脂肪酸组分的体系对乳液和泡沫的影响(见表2)。结果表明,月桂酸与三乙醇月桂酸盐胺无法形成分子复合物,这可能是水溶性过高所致。游离的肉豆蔻酸与三乙醇月桂酸盐以及游离的棕榈酸与三乙醇棕榈酸盐均能形成分子复合物,大大提高了乳液和泡沫的稳定性,而如果三乙醇胺过量,则效果不佳。
此外,Charruyer等人对Neosalus®泡沫气雾剂的研究还发现[3],处方中游离的硬脂酸还可以穿过角质层进入活性表皮,用以修复破损的皮肤屏障(见图1)。该项研究还证实该配方对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有杀菌作用。
图1 硬脂酸穿过角质层进入活性表皮(见i和j红色荧光);二甲硅油只分布于皮肤表面(见h红色荧光);
采用Proderm Technology配方技术的产品中的甘油还可作为保湿剂和润肤剂可以通过从真皮层及外界环境中吸收水分,增加角质层的湿润度和表皮的水化。二甲硅油的分子量较大,不能透过表皮,因此主要停留在皮肤表面,可以形成一层屏障阻止水分流失以及致敏物和刺激性物质与皮肤接触[3]。处方中的吐温20是O/W型非离子表面活性剂,可以在泡沫气雾剂中用以产生泡沫。聚维酮作为一种水溶性聚合物,具有成膜性,同时还有利于泡沫气雾剂产生绵密的泡沫,使不易塌陷,延长泡沫的持续时间。
参考文献
[1] Patterson SE, Williams JV, Marks JG. Prevention of sodium lauryl sulfate irritant contact dermatitis by pro-Q aerosol foam skin protectant. J Am Acad Dermatol. 1999;40(5 Pt 1):783–5.
[2] Fowler JF. Efficacy of a skin-protective foam in the treatment of chronic hand dermatitis. Am J Contact Dermat Off J Am Contact Dermat Soc. 2000;11(3):165–9.
[3] Charruyer, A., Silvander, M., Caputo-Janhager, M. et al. Proderm technology: a water- based lipid delivery system for dermatitis that penetrates viable epidermis and has antibacterial effects. BMC Dermatol 19, 2 (2019).
[4] Handbook of aerosol technology, second edition: By Paul A. Sanders. Van Nostrand Reinhold Co. Ltd, 1979.