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四個(gè)不同物種IVPT常用皮膚模型生理參數(shù)表征及比較評(píng)價(jià)

更新時(shí)間:2025-12-10 瀏覽次數(shù):30次

引言:

匈牙利帕茲馬尼·彼得天主教大學(xué)Kocsis D團(tuán)隊(duì)聯(lián)合奧地利維也納大學(xué)、匈牙利布達(dá)佩斯獸醫(yī)大學(xué)等機(jī)構(gòu),在《Skin Research and Technology》(Wiley旗下期刊,2022年卷28:664-676,DOI:10.1111/srt.13165)發(fā)表原創(chuàng)研究,為藥物學(xué)與皮膚病學(xué)中“離體皮膚替代人體皮膚屏障"提供重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

 

摘要(Abstract)

背景:離體動(dòng)物及人體皮膚常被用于藥物學(xué)研究中的滲透性測(cè)試,存在多種可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。本研究針對(duì)人、小鼠、大鼠和豬皮膚,分析了部分可能影響藥物滲透性的皮膚參數(shù)。

材料與方法:檢測(cè)經(jīng)典皮膚生物物理參數(shù)(如pH值、含水量、介電常數(shù)、經(jīng)皮水分流失量),并通過(guò)共聚焦拉曼光譜法、掃描電子顯微鏡和雙光子顯微鏡分析皮膚的生理特征。

結(jié)果:生物物理測(cè)試顯示,銀屑病小鼠皮膚和市售豬皮的皮膚屏障功能受損;不同物種間皮膚含水量和pH值相近,但凍融處理會(huì)降低皮膚含水量并使表面pH值向酸性偏移;衰老會(huì)降低皮膚含水量和介電常數(shù),導(dǎo)致屏障功能受損;滲透性研究中采用的機(jī)械敏感化處理會(huì)使死亡表皮成比例變薄。

討論:研究結(jié)果表明,應(yīng)根據(jù)研究問(wèn)題考慮使用新鮮或冷凍組織,且嚙齒動(dòng)物皮膚可滿足特定研究需求。大鼠和小鼠皮膚的組織成分(神經(jīng)酰胺、膽固醇、角蛋白、天然保濕因子、尿素)相似,但豬皮因厚度較大,脂質(zhì)分布存在差異;銀屑病會(huì)導(dǎo)致皮膚化學(xué)成分異常。

結(jié)論:本研究對(duì)四種物種的皮膚樣本進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),選擇藥物滲透模型和實(shí)驗(yàn)條件時(shí),應(yīng)考慮生物物理檢測(cè)結(jié)果和顯微鏡觀察結(jié)果。

 

相關(guān)實(shí)驗(yàn):

 

本研究旨在深入了解離體動(dòng)物組織(小鼠、大鼠、豬)的生理特性,并與人體皮膚進(jìn)行比較;同時(shí)以易獲取的大鼠皮膚樣本為研究對(duì)象,探究年輕與衰老組織在成分上的差異。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),本研究進(jìn)行了以下對(duì)比分析:(1)冷凍與新鮮皮膚樣本;(2)年輕與衰老皮膚樣本;(3)不同物種的腹部皮膚;(4)來(lái)自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)和獸醫(yī)農(nóng)場(chǎng)的豬皮膚;此外,(5)還測(cè)試了常用機(jī)械皮膚預(yù)處理方法(膠帶剝離法)對(duì)皮膚表面形態(tài)特征的漸進(jìn)式影響。為解答研究問(wèn)題,本研究采用經(jīng)典皮膚生物物理參數(shù)檢測(cè)方法1?:通過(guò)Epsilon 皮膚水分成像測(cè)試儀檢測(cè)皮膚角質(zhì)含水量、通過(guò)角質(zhì)層表面pH值檢測(cè)、通過(guò)經(jīng)皮水分流失量(TEWL,Aquaflux經(jīng)皮水分流失測(cè)量?jī)x)評(píng)估皮膚屏障功能;為表征皮膚成分,采用共聚焦拉曼光譜法(CRS)觀察皮膚中6種重要成分(神經(jīng)酰胺、角蛋白、膽固醇、天然保濕因子、尿素、水分);為進(jìn)行光學(xué)分析,采用顯微鏡成像技術(shù)(掃描電子顯微鏡[SEM]和雙光子顯微鏡)開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

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Epsilon皮膚水分成像儀)

 

 

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經(jīng)皮水分流失量(TEWL)是反映在體皮膚屏障功能的重要參數(shù),在離體實(shí)驗(yàn)中可作為皮膚屏障功能完整性的指標(biāo)。本研究采用Biox AquaFlux經(jīng)皮水分流失測(cè)量?jī)x進(jìn)行經(jīng)皮水分流失值TEWL檢測(cè)。該儀器基于封閉室原理,能在檢測(cè)腔內(nèi)構(gòu)建微環(huán)境,使檢測(cè)結(jié)果不受外部氣流干擾,以g/(m2·h)為單位測(cè)定皮膚的水分蒸發(fā)量。TEWL值升高提示皮膚屏障受損23?2?,每項(xiàng)檢測(cè)均重復(fù)3次,以獲取平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。

 

 

結(jié)論:

總之,本研究對(duì)四種不同物種的離體皮膚樣本進(jìn)行了多參數(shù)比較。結(jié)果顯示,小鼠和大鼠皮膚具有相似的生物物理特性和化學(xué)成分,且變異性極低;在銀屑病小鼠皮膚的慢性炎癥狀態(tài)下,這些參數(shù)發(fā)生了顯著變化。嚙齒動(dòng)物與豬皮膚的結(jié)構(gòu)成分存在差異,凍融過(guò)程對(duì)生物物理參數(shù)有顯著影響,衰老則大幅降低了皮膚的含水量和介電常數(shù)。

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本研究通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和雙光子顯微鏡對(duì)常用的機(jī)械預(yù)處理方法進(jìn)行了評(píng)估,兩種技術(shù)均顯示,對(duì)大鼠皮膚進(jìn)行20次膠帶剝離處理后,不宜用于局部制劑的相關(guān)藥物遞送研究,因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致表皮幾乎缺失。

研究結(jié)果表明,在選擇皮膚模型和儲(chǔ)存條件前,務(wù)必查閱皮膚特性相關(guān)文獻(xiàn),評(píng)估所選物種、組織制備方法及實(shí)驗(yàn)條件是否適用于解答研究問(wèn)題。結(jié)合本研究及既往研究結(jié)果,新鮮且未處理的皮膚樣本為;若無(wú)法獲取人體皮膚,未處理的豬皮膚和嚙齒動(dòng)物皮膚均可使用。此外:(1)滲透性研究中可使用新鮮或冷凍組織;(2)功能研究(如跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)體相關(guān)研究)建議僅使用新鮮組織(Bajza等人,2020);(3)皮膚刺激性和炎癥標(biāo)志物檢測(cè)可使用冷凍組織;(4)化妝品測(cè)試中,豬皮膚優(yōu)于嚙齒動(dòng)物皮膚(其毛囊密度、角質(zhì)層厚度、天然保濕因子、尿素、含水量及彈性更接近人體組織)。


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