吸杯無針注射器透皮給藥系統

作者單位：253000 山東省德州市第二人民醫院

通訊作者：張春霞

【摘要】 目的 介紹一種創新性的高效無創透皮給藥系統——吸杯無針注射器透皮給藥系統，并驗證其藥物釋放效力。方法 該系統同時利用兩種物理方法，一是改變皮膚表面積，拉大皮膚各組織細胞間隙；二是使皮膚內部的壓強小于外部注射藥筒內藥物的壓強，從而使液體藥物透過皮膚進入體內。以未調節壓強的吸杯無針注射器透皮給藥系統為對照，觀察正常使用時該系統的透皮給藥效力。結果 在同一實驗動物左右相對位置，正常使用給藥系統的試驗部位皮下間隙及所對應的肌肉處都有藥液進入，皮膚完整無損；未調節壓強使用給藥系統的對照部位則沒有觀察到藥液透過皮膚。結論 吸杯無針注射器透皮給藥系統可使原來不能透過皮膚的藥物進入皮下及肌肉，且不損壞皮膚，是一種透皮給藥的新方法，具有極大的應用前景。

【關鍵詞】 吸杯無針注射器； 透皮給藥

Suction cup non invasive syringe through skin dosing system ZHANG Chun-xia，YANG Sheng-wen，YANG Yun-tai. The Second People's Hospita of Dezhou City， Dezhou 253000，China

【Abstract】 Objective To introduce suction cup non invasive syringe transdermal-drug delivery system， an innovative efficient noninvasive drug delivery system， and verify the drug releasing effectiveness of this system.Methods Suction cup non invasive syringe transdermal-drug delivery system applies two physical methods at the same time. It increases epithelial intercellular space by changing the surface of skin， meanwhile it makes the pressure of skin internal less than the pressure of drugs in external syringe. The application of suction cup non invasive syringe transdermal-drug delivery system effects on hen's cutaneous penetration， with the system of no pressure adjustment as control.Results The liquid drug can be found in the hypoderm and muscle of the experimental position where the skin is keeping non-destructive， and there is no drug in control position at the corresponding location at the same time.Conclusion Suction cup non invasive syringe transdermal-drug delivery system can help inject liquid drug， which cannot penetrate before， into the skin effectively and non-destructively. It is a new way for cutaneous penetration and has a great application prospect.

【Key words】 Suction cup non invasive syringe； Cutaneous penetration

藥物釋放系統（Drug Delivery Systems， DDS）又稱給藥系統、藥物傳輸系統、藥物投遞系統，系指人們在防治疾病的過程中所采用的各種治療藥物的不同給藥形式^［1］。透皮給藥（cutaneous penetration）系統安全可控，是無創給藥的新途徑，有著廣闊的市場前景。角質層屏障的存在使大多數藥物難以透過皮膚，或透過后難以達到有效濃度和有效速率^［2］，因此對所選的藥物要求苛刻，現有透皮制劑僅限于小分子和低濃度的藥物，品種較少。為了改變這一狀態，探索出結構簡單、操作方便、經濟實用、且對藥物限制少的給藥系統是非常必要的。

吸杯無針注射器透皮給藥系統，提供了一種刺激性小、不損壞皮膚、能控制注射藥量、能一次選取多點注射的透皮給藥方法。在藥學方面，它使注射藥物因為有了新的給藥途徑從而形成新藥，可以使一些原來進入不了皮膚的大分子藥物通過此系統進入體內，使可選取的藥物品種大大增多；它因有效避免肝臟首過效應和胃腸道藥物降解^［3］，從而可以使一些因毒性大而淘汰的藥物重新入選，從而形成新藥；結合中醫經絡穴位理論，更能促進中醫的腧穴療法等治療方式的發展。

1 材料與方法

1.1 實驗對象 隨機抽取本地產5月齡母雞一只，宰殺后脫毛，作為實驗注射靶標。用吸杯無針注射器在其腿部和胸部等處注入實驗藥品。

1.2 實驗儀器

1.2.1 吸杯無針注射器結構 （見圖1）由吸杯、注射裝置、抽氣減壓裝置三部分組成。在所注射的皮膚部位扣一杯狀物體——吸杯，在杯中固定注射活塞桿，活塞桿上裝有活塞、注射藥筒，筒內裝液體，向下開有注射孔隙。在吸杯外裝有吸氣減壓裝置。

1.2.2 吸杯無針注射器操作方法 （見圖2）使用吸杯無針注射器透皮給藥。工作時用吸氣減壓裝置給吸杯抽氣減壓，使吸杯內形成一個小于外界氣壓的負壓區，杯內皮膚被吸向外隆起，該隆起皮膚體積增大，內部壓強減小，皮下附近體液被吸向此處。同時，藥筒內活塞固定在活塞桿上不動，杯內隆起的皮膚向里頂壓注射藥筒，注射藥筒沿活塞桿向里運動，注射藥筒內的液體壓強增大，通過下端的注射孔隙注入到頂壓它的皮膚上，并被吸入皮膚內。無針注射器是實現讓皮膚、皮下組織或肌肉在負壓的作用下主動向內吸取，同時被吸向上隆起的皮膚頂壓注射藥筒而完成無針注射技術。在向外拉出抽氣活塞桿后，旋轉一定角度，抽氣活塞桿上的缺口會被固定在抽氣活塞筒上的部件卡住，從而使抽氣活塞不能不動，吸杯內始終保持負壓，注射會自動完成，無須人員值守。注明完成后，旋轉活塞桿擺脫抽氣活塞筒上的部件，抽氣活塞被大氣壓推回原位，負壓消失注射完成。

1.3 注射藥品 甲紫溶液，主要化學成份是龍膽紫草，甲紫含量1%，由石家莊市長安福利藥化廠生產，冀衛消準證字（2002）第0089號，生產日期2010年8月19日，產品批號100819。

1.4 實驗方法與條件 采用對比實驗法，在同一只實驗靶標標本上，左右腿外側同一高度處，左腿為對照部位，右側為試驗部位。左腿上同型號吸杯無針注射器中的注射藥筒內裝0.5 ml甲紫溶液，注射點對準注入部位，不抽氣而用透明膠帶固定，使此處皮膚上充分接觸藥液。右腿上同型號吸杯無針注射器中注射藥筒內裝0.5 ml甲紫溶液，注射點對準注入部位，抽氣產生負壓，注射器因負壓固定于住給藥點，用吸杯無針注射器向皮膚注入藥液。45 min后分別取下給藥裝置，迅速放入冰箱冷凍1 h后取出，用手術刀在注射點處外圍3～4 cm處垂直向下劃出“口”型切口。10 min后用手術刀，在切口邊緣剝離皮膚一角，用手輕輕將皮膚揭開，使皮膚與肌肉分離。

注意事項：（1）吸杯無針注射器注射時吸取皮膚高度應保證在1～2.5 cm，注射時間最好在45 min。正負壓差越大，則用時越短，兩者呈反比。但正負壓差過大，皮膚被吸過高，容易損壞皮膚。實驗中還應對皮膚的部位及薄厚應區別對待。（2）在用吸杯無針注射器注射時，開始5 min不要活動注射器，否則容易導致皮膚被吸凸起如中心不能正對注射藥筒，造成藥液從一側流出，或使注射器活塞桿與注射藥筒筒壁對位不正，而增大摩擦力從而影響注射。注射完成后皮膚因自己具有的彈性而收緊，被注入皮膚內的藥物被留在皮內。

2 結果

觀察標本，發現右腿試驗部位皮膚上下兩面注射孔附近都有藥，且呈閉合圓環型，而中心無藥透過，說明藥液已經透過皮膚。再觀察此處皮膚下所對應的肌肉同樣有藥液進入，且呈閉合圓環型，而中心無藥透過，與此處被揭去的皮膚上藥液痕跡一一對應，說明藥液在此處已經透過皮膚且已經進入皮下肌肉。而后筆者再觀察被揭去的皮膚，發現注射孔邊緣處皮膚被壓變薄，且呈閉合圓環型，完好無損，其他部分皮膚和沒有參加實驗的皮膚無區別。

對比觀察，左腿對照部位皮膚外表面注射孔附近都有藥液痕跡，而皮膚內側注射孔附近沒有藥液，說明藥液沒有透過皮膚。即使在注射點附近5 cm處皮膚上做對照組實驗結果與左腿注射點上的皮膚一樣。

在此標本上再分別選取腿內側、胸、臀等處采用左右對照的方法做上述實驗，結果相同。見表1。

表1 吸杯無針注射器透皮給藥結果

3 討論

在正常情況下，并非任何大小的壓力，都能使得藥筒內的液體在壓力作用下進入皮膚內。并且無論正壓、負壓，皮膚都不可能承受太大的壓力，否則就會對皮膚造成傷害。

吸杯無針注射器透皮給藥系統與其他人結果不同之處就在于，它改變了注射部位皮膚的外部氣壓狀態，使皮膚表面組織間隙及內部組織液的壓力發生改變，使液體藥物通過吸杯無針注射器透過皮膚進入人體成為了現實。吸杯無針注射器透皮給藥系統涉及兩個研究對象一是注射器，二是被注射的皮膚。吸杯無針注射器透皮給藥通過以下三個環節完成，（1） 注射：向外拉動吸杯無針注射器的抽氣活塞，“使吸杯內形成一個小于外界氣壓的負壓區，杯內皮膚被吸向外隆起”，且此時“藥筒內活塞固定在活塞桿上不動，杯內隆起的皮膚向里頂壓注射藥筒，注射藥筒沿活塞桿向里運動，注射藥筒內的液體壓強增大，通過下端的注射孔隙注入到頂壓皮膚上”，此時吸杯內的負壓，控制在不損壞皮膚、且完全在皮膚彈性限度內，從而完成此任務完全不需要過大的壓強。（2） 改變皮膚的通透性：皮膚在負壓的環境下其性質發生了改變 “杯內皮膚被吸向外隆起，該隆起皮膚體積增大”，此時皮膚的表面積增大，使該處細胞間隙被拉大，組織結構較以前變得松散，負壓的強大吸拔力可使各種孔隙（如汗腺孔等）被拉大，皮膚在負壓下其通透性大大提高了。如普通拔罐在一定時間，一定壓強下會使體內的組織液或血細胞透過皮膚流到皮膚外。在皮膚性質沒有改變前，這些物質是不會流到皮膚外的。（3） 皮膚向內的吸引力：“ 杯內皮膚被吸向外隆起，該隆起皮膚體積增大，內部壓強減小”，隆起的皮膚內的壓強小于附近正常狀態下皮膚內的壓強，是一個方向向內的負壓；隆起向外的皮膚內部壓強小于其附近正常皮膚內壓強，身體各處液體由于其壓力差都被吸向隆起部位；即說明書所述“附近各處體液被吸向此處”。而此時“杯內隆起的皮膚向上頂壓注射藥筒，注射藥筒沿活塞桿向里運動，注射藥筒內的液體壓強增大”這是一個方向向外的正壓，而且正作用于此位置。正是由于二者的壓力的合力，形成了一個隆起皮膚對藥液向皮膚內的吸力；正是由于以上三個環節的相互作用，才能夠完成吸杯無針注射器透皮給藥技術方案，缺一不可。

吸杯無針注射器透皮給藥系統向人們展示了一種新型給藥方式和器具，實驗結果在醫學方面的理論意義和應用價值有：（1）刺激性小、不損壞皮膚、不破壞神經組織。（2）能控制注射藥量、能一次選取多點注射、對注射技術要求不高，對注射部位不受限定。（3）更能促進中醫的腧穴療法等治療方式發展。

在藥學方面具有的理論意義和應用價值。（1）可充分利用現有注射藥物，通過吸杯無針注射器透皮給藥系統，直接持續通過皮膚進入體循環產生治療作用。使注射藥物有了新的給藥途徑從而形成新藥。（2）可以使一些原來進入不了皮膚的大分子藥物通過此系統進入體內，使可選取的藥物品種大大增多。（3）因避免肝臟的首過效應與胃腸道因素的干擾，還可避免峰谷現象，減少藥物的毒副作用，從而可以使一些過去有效，但因毒性大而淘汰的藥物重新入選成藥物，從而形成新藥。

吸杯無針注射器透皮給藥系統利用最前沿的專利技術，把理論與實踐相結合，從而把理論轉化為實在的實驗結果，讓科技成果體現出應用價值，使之創造出豐富的物質材富，提供了一種新的治療方式和開發新藥的途徑。

參考文獻

［1］ 李炳汝，王軍紅，羨秋盛.我國藥物釋放系統的主要研發機構及相關政策分析.實用醫藥雜志，2006， 23（2）:20.

［2］ 張曉佳，顧寧.透皮給藥研究的新進展.國外醫學（生物醫學工程分冊），2005， 28（6）:30.

［3］ 王文剛，惲榴紅，王睿，等.經皮吸收促進劑的研究與應用進展.中國新藥雜志，2006， 15（4）：25.

（收稿日期：2011-03-18）

（本文編輯：車艷）