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药物的超声波导入

时间:2020-02-13 09:28

  药物的超声波导入 药物的超声波导入 药物的超声波导入, 是经皮透入的药物, 在超声波的作用下, 更好地发挥药效的一种治疗方法。 由于皮肤的线%是血管丰富的结缔组织,所以,药物 经表皮透入到真皮等皮下组织,在活跃的血液循环带动下, 药物会很快被机体所吸收。药物经皮吸收的最大特点,既可 避免药物对肠胃及肝脏的损害,也可避免药物的有效成分经 消化道可能发生的肠胃灭活以及肝脏首过等效应,从而可提 高药物的利用度。因此,药物经皮吸收不仅是制药学研究的 热点,也是临床治疗研究的热点。 正是由于药物经皮吸收有较大的安全性、有效性,可减少许 多不良反应。所以,近年来出现了许多经皮吸收的药物以及 促进皮肤吸收的物理方法与设备。为了提高药物经皮吸收的 效果,多从两个方面来考虑:一是提高药物经皮肤的透入能 力;二是提高机体对药物的吸收能力。 为了提高药物经皮的透入能力,我们采用了如下技术措施: 1、采用精细化工技术,将药物制成有如现代化妆品的形态, 使其具有表面活性和良好的保水性能。因为表面活性物质可 增加表皮类脂膜对药物的透过率,从而可促进药物的扩散; 由于提高了皮肤角质层的含水量,可使角层层膨胀成多孔状 态而易于药物的穿透。 2、运用力化学及纳米技术,可使药物颗粒细化接近纳米尺 度,可使药物的大分子得以适当降解,使药物分子与水分子 结合成水合态,特别是使药物形成自组织的纳米微囊泡。药 物的这些形态不仅进一步提高了药物的穿透与扩散能力,而 且因水合作用可提高皮肤的表面温度,从而加快血液循环, 降低药物与机体间生化反应的活化能势垒。 3、选择了效果良好的天然透皮剂。为了提高药物经皮的透 入性,人们往往加入一些二甲基亚砜、氮酮等人工合成的透 皮剂。然而实验表明,一些天然的透皮剂,不仅有更好的透 皮效果,而且有更高的安全性。在我们的产品中,便加入一 定比例的中药透皮剂。 为了提高机体对药物的吸收能力,往往通过按摩的机械效 应;熨贴或红外线的热效应;通过电磁场改善机体的电介质 特性的电学效应以及通过超声波的导入等,来提高机体对药 物的吸收能力。 由于超声波对机体的作用, 集中体现了机械、 电学、热以超声波声孔等诸多效应,因此对药物有良好的导 入和机体的吸收效果。又因超声波适用范围广、易于操作、 掌握,所以药物经超声波导入会被普遍采用。 药物的超声波导入,是依靠超声波对机体及细胞的生物学效 应来实现的,而这种生物学效应,即细胞膜的通透性与物质 交换能力是与细胞膜的结构特性和它的力学性能及电学性 能等密切相关。 细胞是生物体形态结构和生命活动的基本单元。细胞膜是把 细胞内原生质与细胞外界隔离开来的机构,也是细胞与外界 进行物质、能量、信息交换的场所。所以,药物能被机体吸 收的关键,是药物分子能跨越细胞膜,并能顺利地运行于细 胞之间。 细胞膜是以脂质双分子层为基质构成了细胞膜的骨架,这种 双分子的亲水端(极性基)朝向膜的外边,其疏水端(非极 性基)朝向膜的中央,这种双分子层具有类似轻油脂般的粘 度并可流动的液态物质。细胞膜所以具有成形的结构,是因 为细胞膜的四周都是水相物质。双亲分子的亲水端与水分子 的氢键结合以及形成静电引力, 而疏水端却相互吸引、 紧聚, 所以使这种物质层能形成膜并维持固定的骨架。由于双分子 层周围的水分子在不停地作随机的热运动,因此亲水端的引 力及疏水端相互吸收力也在随机地变化。 正是由于双分子形成上述的结构,使细胞膜具有一定的静电 位,大约为 70~90mv,细胞膜内的电场强度约为 107v/m,可 形成由膜的两个表面指向膜内的压力,其应力约为-104pa。 细胞膜与其它生物组织一样,不仅是有一定介电常数的电介 质,而且又具有一定的压电性,因此,在交变应力作用下, 不仅其力学性质与结构要发生周期性变化,而且其电学性 质,如膜电阻、膜电位、极化率、介电常数、电导率等都要 产生周期性变化。 超声波在不同的介质中传播时,可使介质的质点产生机械的 高频振动,并产生一定的热效应以及在液体中产生空化效 应。但是,如果频率较高、功率较低时,这种能引起力化学 反应的空化效应就不会很明显。超声波在不同性质的介质中 传播时,可有不同的阻尼,其中空气的阻尼最大。在不同介 质中传播时,超声波会在界面上形成折射与反射,导致超声 波能量的损耗,为此,常常令超声波在阻抗相接近的物质中 传播,例如生物组织和水就有相近的传播特性。 由于较高频率及较低功率的超声波只在机体的组织中产生 机械效应和热效应,所以,在上世纪 30 年代便有人将超声 波用于人体的理疗,如治疗腰腿痛、神经痛、关节炎、久经 不愈的溃疡以及其它炎症等,并获得显著的效果。 超声波作为一般治疗手段时,其频率越高,经皮肤穿透的深 度就越浅。当 250KHZ 时,透入组织约 17cm;当频率为 3~5MHZ 时,超声波几乎不影响皮下组织。在相同频率下, 深部组织比浅部组织产热少,移动法比固定法产热少。在机 械和湿热作用下,可致局部血液循环旺盛,细胞吞噬作用增 强,代谢增高,所以能提高机体的防御能力,加速炎症的吸 收,同时对组织营养、代谢有良好的影响。适量的超声可致 皮肤轻微充血, 汗腺分泌增多, 对结缔组织增生有消散作用, 特别是对凝缩的纤维结缔组织更明显。当超声波用于皮肤科 的临床中,可用于炎症性疾病,如疖、痈和囊肿性痤疮等, 亦可用于斑痕增生患者的治疗等。 由于机体组织具有压电特性,所以超声波使机体组织及细胞 膜四周的水相产生周期性振动的同时,必然改变机体组织及 细胞膜的电学特性,从而可改变细胞膜的电位及其通透性。 所以,超声波具有促进细胞对药物吸收的作用,特别是在超 声波作用下,细胞膜可对药物的大分子可形成暂时开放,随 后闭合,从而使大分子可进入细胞,此现象称为超声波的声 孔效应。 超声波辐照用以增强各种药剂传递及其治疗功效的研究近 10 年来受到广泛关注。 如 1990 年 Loverrock 等人发现, 一些 药剂和细胞同时接受超声波辐照之后,药剂的药性和治疗功 效可以显著提高。1997 年 Umemura 等人报道,他们用超声 波辐照载有卟啉(抗肿瘤药剂)的微泡后发现,药剂对肿瘤 的治疗功效明显提高,而且还观察到超声的二次谐波作出了 显著的贡献。再如超声波配合维生素 E、积雪甙霜等药物治 疗局限性硬皮病具有良好疗效。利用超声波导入祛斑药物治 疗各种因素引起的炎症后色素沉着等都取得良好的效果。超 声波辐照并导入药物,增强了药物透入释放,增强了机体组 织的吸收,这是超声波的机械效应、热效应,电学效应以及 声孔效应等综合作用的结果。超声波的综合效应,使超声波 由单纯的理疗进入到与药物结合,形成了内容丰富的超声波 导入疗法。 在我国传统的中医药学中,对于外病外治以及内病外治有着 丰富的临床实践, 其中不仅有各种方剂, 而且有按不同穴位、 经络进行贴敷与按摩的各种手法。当中医药外治的实践与超 声波导入疗法相结合,不仅丰富了超声波导入疗法,而且为 中医药的现代化开辟了另一途径。 超声波药物导入治疗时,应在超声头与局部皮肤间涂有接触 剂,这样既避免了超声头与皮肤间出现空隙而阻碍超声波的 传导,并且使超声波传播过程不被过多的界面反射而造成能 量的损失。传统的超声接触剂多用石蜡或凡士林,但是作为 超声波的药物导入治疗时,最为理想的方法是将药物本身制 成接触剂,并且使这种新的药物介质与机体组织有相近的阻 抗。这样,既有利于超声波作用的发挥,又有利于药物的透 入与释放。为此,我们研制的超声波导入的药剂,多由水相 组成的形态,但是又有良好的铺展性,以利于皮下组织的吸 收和超声头的移动,并且不沾污衣服。 超声波治疗虽然是个老课题,但是当超声波与导入的药物相 结合,与中医药、与穴位、经络理论相结合,超声波的药物 介质与现代技术相结合,超声波与其它导入技术相结合并应 用于临床治疗时,这不仅是全新的课题有待我们去解决,而 且肯定会为医疗和制药业开创出新领域,更可为千万患者带 来福音。 长春市力元生物材料研究所

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