磷酸盐缓冲液充当给药装置电极与皮肤表面之间的导电桥梁。其主要功能是维持恒定的生理 pH 环境(通常约为 7.4),同时促进物理增强方法所需的电气连接。
通过中和电脉冲期间的 pH 波动,磷酸盐缓冲液可防止皮肤化学灼伤,并确保药物分子保留成功转运所需的特定电荷。
pH 稳定性的关键作用
维持生理平衡
人体在精确的 pH 水平下运行。选择磷酸盐缓冲液作为耦合介质,因为它能密切模拟这种自然的生理环境。
它通常目标是 pH 值为 7.4。这在外部设备和生物组织之间创建了一个无缝的界面。
缓冲波动
物理增强技术,例如电穿孔,涉及施加电脉冲。这些脉冲会在电极-皮肤界面处引发快速的电化学反应。
如果没有缓冲液,这些反应会导致 pH 值急剧升高或降低。磷酸盐缓冲液会吸收这些变化,在对组织造成损害之前中和潜在的酸性或碱性。
防止皮肤刺激
pH 不稳定的直接后果是皮肤损伤。极端的 pH 变化会导致化学刺激或灼伤。
通过充当化学屏障,缓冲液可保护皮肤的完整性。这使得可以安全地应用更高电压的技术,否则这些技术可能会造成过大的损害。
提高给药效率
稳定分子电荷
透皮给药中使用的许多药物都是可电离的。它们在电场下穿过皮肤的能力完全取决于它们的电荷。
如果耦合介质的 pH 值发生变化,药物分子可能会失去电荷或变为中性。
磷酸盐缓冲液可锁定 pH 值。这确保药物保持一致的电荷状态,从而最大化其穿过皮肤屏障的迁移。
促进导电性
除了化学稳定性,缓冲液还起物理作用。它充当导电介质。
它填充了刚性电极和柔性皮肤表面之间的微观间隙。这确保了电流的均匀分布,防止了可能降低功效或引起疼痛的“热点”。
要避免的常见陷阱
混淆耦合介质和受体液
区分耦合介质和实验室测试中使用的受体液至关重要。
虽然两者通常都使用磷酸盐缓冲盐水(PBS)来模拟人体组织液,但它们的功能不同。耦合介质位于皮肤上方以促进输入。
相比之下,受体液位于扩散池的皮肤下方,以维持“吸收条件”(保持药物浓度低以促进扩散)。不要假设一种的配方要求与另一种相同;耦合介质特别需要高导电性和缓冲能力以应对电极反应。
忽略离子强度
仅仅达到正确的 pH 值是不够的。缓冲液的离子强度也必须模拟人体组织液。
如果离子强度与生理水平相差太远,它会改变皮肤的电阻或引起渗透压应激,从而可能扭曲药物递送结果。
为您的目标做出正确的选择
在为物理透皮增强选择介质时,您的优先级决定了您的配方策略:
- 如果您的主要关注点是患者安全:优先选择具有高容量以中和 pH 峰值的缓冲液,在延长或高压应用期间保护皮肤免受电化学灼伤。
- 如果您的主要关注点是药物疗效:确保缓冲液的 pH 值经过专门调整,以维持目标药物分子的电离状态,确保其保持带电和可移动。
理想情况下,磷酸盐缓冲液充当双重守护者,同时保护生物组织并优化药物转运的物理过程。
摘要表:
| 特征 | 主要功能 | 对递送的影响 |
|---|---|---|
| pH 稳定 | 维持恒定的生理 pH 值(约 7.4) | 防止化学灼伤并保护皮肤完整性。 |
| 电荷保持 | 锁定药物分子的电离状态 | 确保在电场下分子迁移的一致性。 |
| 导电性 | 填充电极和皮肤之间的间隙 | 均匀分布电流,避免“热点”。 |
| 安全屏障 | 中和电化学波动 | 减少高压应用期间的刺激。 |
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参考文献
- Nathalie Dujardin. In vivo assessment of skin electroporation using square wave pulses. DOI: 10.1016/s0168-3659(01)00548-x
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .