厳格な分子量制限が存在するのは、皮膚が生物学的に物質を外に閉じ込め、内に入れさせないように設計されているからです。具体的には、皮膚の最も外側の層である角質層は、密集した物理的なバリアとして機能し、受動拡散によって細胞間のタイトな脂質ギャップを通過できるのは、通常600 g/mol未満の小さな化学物質のみです。
経皮送達の主な課題は、皮膚の自然な防御メカニズムを克服することです。大きな分子は、十分な治療用量を血流に送達するのに十分な効率で、密集した細胞構造を通過することができません。
バリア：角質層の理解
皮膚の主な防御
角質層は、ヒト表皮の最も外側の層です。その主な生物学的機能は、外部環境に対する強力なシールドとして機能することです。
密集した物理的障害
この層は単純な膜ではなく、複雑で密集した物理的なバリアです。細胞が密集して詰め込まれており、異物の浸透を困難にしています。
細胞間経路
機械的な補助（針など）なしでこのバリアを浸透するには、分子は細胞の間を通過する必要があります。これらの空間は脂質ギャップで満たされており、受動吸収の唯一の実行可能な経路となっています。
分子サイズのメカニズム
受動拡散の制約
経皮パッチは一般的に受動拡散に依存しており、これは薬物が能動的なエネルギーなしで皮膚に浸透することを意味します。このプロセスは、分子が上記の脂質ギャップを通過する能力に完全に依存しています。
600 g/molの閾値
分子量が600 g/mol未満の化学物質は、これらの狭い脂質通路を通過するのに十分な小ささです。このサイズにより、バリアを浸透して全身循環に到達できます。
過剰な重量の結果
この重量制限を超える分子は、物理的に細胞間空間を移動するには大きすぎます。それらは効果的に表面または角質層の上層に閉じ込められます。
トレードオフの理解
浸透効率と分子サイズの比較
サイズと効率の間には逆の関係があります。分子量が増加するにつれて、浸透効率は急激に低下します。
治療用量の問題
単一の分子が浸透するだけでは不十分です。システムは臨床的に関連する量の薬物を送達する必要があります。大きな分子は浸透率が非常に低いため、標準的なパッチ表面積で十分な治療用量を送達することが不可能になります。
製剤の選択
経皮送達の薬物を評価している場合は、APIの物理化学的特性と皮膚の生物学的現実を一致させる必要があります。
- 受動経皮送達が主な焦点の場合：脂質ギャップを通過できることを保証するために、分子量600 g/mol未満の有効医薬品成分を選択する必要があります。
- 大きな分子の送達が主な焦点の場合：角質層のバリア特性により、標準的な受動経皮システムでは治療用血中濃度を達成できないことを受け入れる必要があります。
成功する経皮療法には、皮膚の保護構造の物理的限界を尊重することが必要です。
要約表：
| 要因 | 要件 | 理由 |
|---|---|---|
| 分子量 | < 600 g/mol | 細胞間脂質ギャップを通過するのに十分小さい |
| 主なバリア | 角質層 | 外部物質をブロックするように設計された皮膚の最も外側の層 |
| 送達方法 | 受動拡散 | 外部エネルギーなしで浸透するために分子サイズに依存 |
| 経路 | 細胞間経路 | 密集した細胞間の狭い空間を通過する移動 |
| 結果 | 治療用量 | 十分なAPIが全身循環に到達することを保証 |
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参考文献
- Stefan Hupfeld, Hilde Gravem. Depotplastre som administrasjonsprinsipp for legemidler. DOI: 10.4045/tidsskr.09.33349
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Enokon ナレッジベース .
