透皮制剂质量研究要点分析及各国审评策略

透皮制剂又称经皮给药系统( transdermal drug delivery system, TDDS ) ,是继口服、注射后的第三大给药途径，且安全性更有保障。药物从贴片中渗出，以恒定速率（或接近恒定速率）通过皮肤转运至局部组织或全身血液循环而发生局部或全身作用。目前透皮制剂主要包括贴剂、软膏剂、凝胶剂、乳膏剂、泡沫剂、洗剂、巴布剂等剂型，而现代经皮给药系统所说的透皮制剂一般指的是贴剂。

一、CDE关于透皮制剂审评要求：

近期，山东大学淄博生物医药研究院的透皮制剂技术服务平台接到不少透皮制剂发补项目，要求基于《局部起效化学仿制药体外释放（IVRT）与体外透皮（IVPT）研究技术指导原则（征求意见稿）》的相关要求，进行体外透皮研究，涉及接受介质选择（如组成，PH值、抗微生物剂添加等），皮肤模型选择（接受/排除标准，屏障完整性检测方法及验证，方法参数（实验时间、取样点、搅拌速率等）拟定依据，方法区分力等，并需要进行多批次参比制剂进行对比研究。

发补内容：体外透皮:①请提供猪皮(体外透皮试验用)的来源、部位、相关证明性文件及执行标准;同时提供猪皮选择(包括猪皮的纳入/剔除标准，皮肤处理方法(表皮厚度及分离方法等)、制备方法、解剖区域、保存条件及时间、皮肤完整性检查等相关研究资料。②请完善方法验证资料，如灵敏度和选择性等。请关注国内外最新的体外透皮相关指南(如EMA、FDA等)，完善相关研究，选择合适的评价指标,对多批自制样品及3批参比制剂进行体外透皮试验对比研究，说明可否判定与参比制剂等效，请关注评价方法和限度需相对应。请完善相关评价指标，应提供单位面积累积渗透量(质量单位/cm2)随时间变化的曲线图和吸收率(质量单位/cm2/hr)随时间变化的曲线图，以表征释放曲线，并请计算相关的渗透参数，如最大吸收速率(Jmax)和在实验结束时单位面积渗透的总量(Atotal)，比较自制制剂和参比产品平均值比率的90%置信区间，同时还应报告最大吸收率时间(tmax)和滞后时间。应说明渗透到接收液中的活性物质的累积量(Atotal)、皮肤样品中保留的活性物质总量(Stotal)以及清除率或实验设备上保留的活性物质总量(Rtotal)。分析保留在不同皮肤层(如角质层和表皮)中的活性物质量，以了解活性物质在人体皮肤中的分布。二、基于CDE发补要求，对透皮给药制剂的质量研究要点进行梳理。

为保证药品的安全、有效、质量稳定可控，必须为其制定严格的质量评价标准，用以控制不同批次产品的质量。透皮贴剂的质量评价要点通常包括外观、鉴别、释放度、有关物质、残留溶剂、含量均匀度、含量、黏附力、微生物限度等。

由于透皮给药途径的特殊性，透皮贴剂的质量控制考察项目与传统制剂相比存在一定的差异。除了常规的外观、有关物质、含量、微生物限度等，下文着重强调透皮制剂特有的或对透皮制剂安全性、有效性影响较大的质量属性，如黏附性、透过量、皮肤滞留量、释放度、成膜时间等质量评价要点。

1、透过量

透皮制剂中的药物作为体外物质，需通过透皮吸收才能进入体内，即药物必须透过角质层，才有可能被吸收到达作用部位。然而，在所有皮肤层中，角质层屏障效应最强，其中的角质层细胞和细胞间脂质组成的砖墙结构，阻滞了药物的透皮吸收。所以使药物透过角质层是透皮给药系统开发过程中的最重要任务，透过量也是透皮制剂最关注的质量评价要点。对于皮肤外用制剂，透皮吸收量过大容易引起全身不良反应，透过量过少会影响疗效。

通常使用体外透皮实验(in vitro permeationtest, IVPT)来评价透皮制剂的透过量。IVPT类似于传统的药动学方法，能直观地评价药物的皮肤透过量，还能反映药物在皮肤中的分布。IVPT的基本原理是采用离体皮肤(动物、人或人造皮肤),结合特定的分析方法，动态测量给药一定时间内透过皮肤的药量和透过速率，考察药物的皮肤渗透行为。IVPT的常用方法包括立式Franz扩散池法、浸没池法和流通池法。其中，立式Franz扩散池法是目前的主流方法，应用该方法可得到药物的透皮速率-时间曲线。王颖等采用Franz扩散池法，研究了高、中、低载药量川芎嗪涂膜剂中川芎嗪的透皮吸收速率，结果表明载药量在50～100 mg·mL-1时，川芎嗪涂膜剂中川芎嗪的透皮吸收速率随载药量的增加而增大。

2、释放度

释放度是指制剂在规定条件下释放的速度及程度，其结果可以阐述制剂的释药机制，可作为药物释药模型选择、质量标准制定以及药物质量控制的重要依据，也是早期处方筛选以及质量控制的重要检测指标。在给定的释放条件下，贴剂中主药的释放度与贴剂贴敷于皮肤后的释药特性不一定具有相关性，但贴剂体外释放度实验作为一种控制产品质量的重要手段，其反映的是药物从制剂中释放的速度和程度，并且是美国FDA所要求必须考察的一项指标。

透皮制剂的质量标准里大多采用桨碟法测定药物的释放度。释放介质的体积需要满足漏槽条件，即释放介质的体积要远大于形成药物饱和溶液的体积。我国的桨碟法中释放体积大多为900 mL。常用的释放介质有生理盐水、等渗磷酸盐缓冲液。释药数据可用零级方程、一级方程、Higuchi方程进行拟合，并对可能的释放机制进行判断。Liu等对酮洛芬和特氟米特透皮贴剂的体外释放度进行研究，考察了2种药物结合并加入促渗剂氮酮或不加氮酮透皮贴剂的释放度。结果表明，加入氮酮的透皮贴剂释放度明显改善，5h可超过80%,累计释放度与时间之间符合零级动力学方程，说明药物以恒定的速率释放。

喷雾成膜制剂的释放度测定可参照贴剂的测定方法，包括浸没池法、流通池法及扩散池法等。浸没池法所使用的材料传热速度慢，平衡温度所花时间较长。流通池法可以很好地模拟人体体液循环，采用此法测定的数据可靠度更高，但目前国内应用较少，《中华人民共和国药典》2020年版第四部新增了流通池法的检测使用标准，但目前应用较少。

3、黏附性

透皮贴剂的黏合性能对于透皮给药治疗至关重要，贴剂在整个递送过程中必须与皮肤保持完全接触，以保证其在使用过程中不会发生迁移或脱落，从而有利于贴剂中的药物通过皮肤吸收进入体循环。若黏合能力过强，中止给药或给药结束需要剥离皮肤时，可能会引起皮肤残胶或皮肤损伤等不良反应，影响患者的顺应性。贴剂贴敷于皮肤后，与皮肤的黏附情况及剥离情况可通过测定初黏力、持黏力、剥离强度进行客观衡量。

黏附力的测定还可以参考美国FDA发布的《ANDA:评价透皮和局部给药系统的黏附力》,其提供的附着力评分系统评分标准如下：0分：≥90%附着，即基本没有翘离皮肤；1分：≥75%至＜90%附着，即仅有一些边缘翘离皮肤;2分:≥50%至＜75%附着，即不多于一半翘离皮肤; 3分:＜50%附着，但没有脱落，即多于一半翘离皮肤，但没有脱落; 4分:贴片脱落，即贴片完全脱离皮肤。

4、皮肤滞留量

与发挥全身作用的透皮制剂不同的是，治疗局部皮肤疾病的药物，其可以更多进入角质层，并储留于角质层中发挥抗真菌的作用，并且药物尽可能少的进入真皮，更少的进入全身血液循环，从而可以尽可能少的产生全身不良反应。因此对于在皮肤浅表层发挥作用的局部制剂，通过测定角质层或真皮层中的药物含量，即皮肤滞留量，用来研究药物在皮肤中的分布，或对其药效进行评价。

对于发挥全身治疗作用的透皮制剂，测量其皮肤滞留量也极为重要。因为当治疗结束，将贴剂剥离皮肤后，仍会有部分药物已扩散至皮肤，但还未进入到血液循环系统中，此部分药物持续入血，有可能会对机体产生毒副作用。因此，无论是局部给药透皮制剂还是起全身治疗作用的透皮制剂，均需关注药物在皮肤中的滞留量。有研究表明，谷胱甘肽(GSH)为极性化合物，水溶性好而较难透过皮肤角质层。加入透明质酸(HA)后，由于HA与GSH强烈的相互作用，阻碍了其快速进入皮肤，但低相对分子质量的HA则相对于高相对分子质量的HA表现出更好的角质层和真皮层药物储留作用。脂溶性更好的伐地那非易于透过角质层，但相对在真皮层滞留，导致整个皮肤的药物滞留量较盐酸伐地那非高。

5、含量

与口服固体制剂的规格即载药量不同，由于透皮贴剂中药物的含量通常高于使用过程中的递送剂量以达到临床有效给药率，且给药后贴剂中存在药物残留，因此，透皮贴剂的载药量(所含药物总量)需要合理表述。美国FDA对透皮贴剂的规格通常是用其表观释药速率表示，即递送量/释放时间(例如，mg·d-1,mg·h-1或mg·24 h-1)表示。目前国内已上市透皮贴剂的规格或含量的表述方式包括载药量、载药量/贴剂面积、递送速率等多种表达方式。

对于透皮制剂，测定含量时常需要利用合适的溶剂对主药进行萃取，溶剂的选择、萃取时间及隔离层/背衬层的干扰均会影响含量测定的准确性。因此，透皮制剂对规格的描述及含量的准确测定均是重要质量关注点。

6、致敏性、刺激性

刺激性是指非口服给药制剂给药后对给药部位产生的可逆性炎症反应，且有可能在给药部位产生不可逆性的组织损伤。过敏性又称超敏反应，指机体受同一抗原再刺激后产生的一种表现为组织损伤或生理功能紊乱的特异性免疫反应，是异常或病理性免疫反应。建议透皮贴剂应考虑进行皮肤刺激性试验和过敏性试验。尤其对于喷雾成膜制剂，为在患处快速成膜，处方中常含有大量易挥发性溶剂，此类溶剂对皮肤有一定刺激性。从药品的安全性角度考虑，皮肤刺激性研究也是必须考察的内容。

对于透皮贴剂的皮肤刺激性和致敏性研究，《ANDA:评价透皮和局部给药系统的刺激性和致敏可能性(草案)》着重推荐了皮肤反应的2种评分系统：

① 根据皮肤外观的反应评分系统：未见刺激性为0分；可以观察到轻微红斑为1分；明显的红斑为2分；红斑和丘疹为3分；明显的水肿为4分；红斑、水肿和丘疹为5分；水泡为6分；强烈反应(蔓延到超出皮肤贴敷区域)为7分。

② 其他可观察到的反应评分系统：皮肤表面轻微发亮为A(0);皮肤表面明显发亮为B(1);皮肤表面发亮并伴有脱皮和皲裂为C(2);皮肤表面发亮并伴有明显裂缝为F(3);整个或部分贴敷部位被覆一层渗出物干膜为G(3);出现小斑点性糜烂和/或疮痂为H(3)。Saudagar等考察了盐酸特比萘芬涂膜剂在正常皮肤上的刺激性，将大鼠分为3组，分别涂抹甲醛水溶液、盐酸特比萘芬涂膜剂，另一组仅给予脱毛处理作为对照组，研究表明盐酸度洛西汀成膜凝胶对正常皮肤无刺激性。

7、吸潮抗变形性

吸潮抗变形性反映的是透皮制剂抵抗外界水或汗水的清洗能力。若贴剂吸水变形后，可能会影响贴剂与皮肤的贴合度，影响药物的透过；原料引水后可能会引发晶型改变，甚至影响稳定性。因此，需要对贴剂的吸潮抗变形性进行评估。将伐地那非贴剂裁剪成适宜大小的样品6片，贴于大鼠离体皮肤角质层上，以6 mL的体积分数20%乙醇生理盐水溶液为接受液，于(32±0.5) ℃、转速350 r·min-1进行体外透皮实验，于24 h后取下各贴剂样品，观察贴剂基质在吸收渗透过皮肤的水后外观状态变化，发现各贴剂样品均不同程度地出现少量透皮肤扩散反渗透入贴剂基质中的水，贴剂吸水后出现略微溶胀，未松散，仍保持原有的形状，呈较好机械强度的半固体状态，说明伐地那非贴剂吸潮抗变形性好。

8、黏度

黏度对于软膏剂的处方设计、生产工艺以及质量控制具有极其重要的作用，而且会影响药品的有效性。因此，对于软膏剂等透皮制剂，需重点关注产品的黏度，以确保生产出质量合格，起效良好的产品。对6个生产企业的莫匹罗星软膏黏度进行测定并比较分析发现原研企业样品的黏度较好，分布在45～67 Pa·s; 其他仿制企业样品的黏度分布在10～30 Pa·s。原研企业样品的黏度中位值约为55 Pa·s, 除另外一家企业的样品黏度约为30 Pa·s外，其他企业均低于20 Pa·s。原研企业产品的黏度远大于仿制企业产品的黏度，可能正是由于黏度上的差异，患者才会感受到仿制药疗效不如原研产品好。

9、成膜时间

成膜时间反映的是成膜制剂喷洒到皮肤后膜剂成型的速度，若成膜时间过长，可能会引起药物溶液流淌，不仅会影响疗效，还会影响患者顺应性，若成膜时间过快，可能会造成膜分布不均匀，影响药物透过效果。因此成膜时间是成膜制剂的重要质量评价要点。王梦雨等将复方双氯芬酸钠成膜凝胶均匀涂抹在皮肤上，成膜凝胶可以在60 s内形成一层可揭的薄膜。成膜制剂的成膜时间在5 min内，患者的依从性最好。王超君等在研制创面用复方喷雾膜剂时，取适量喷膜剂于试管中，置于水浴锅中逐渐升高温度，待试管内容物倒置 30s 不流动时，该温度即为成膜温度，发现成膜温度随着泊洛沙姆407空白胶体溶液的浓度上升而下降。此外，还可以通过显微镜对成膜结构进行观察，还可采用差示扫描量热法进一步观察药物在膜中的存在状态，为成膜材料的选择提供微观依据。

10、pH值

喷雾成膜制剂的pH值会影响药物在成膜体系中的解离水平以及膜体系的稳定性，可能会引起皮肤刺激性，影响伤口愈合。因此，对于喷雾成膜制剂，pH值的控制至关重要。在喷雾成膜制剂工艺开发过程中，可以基于制备过程药物在成膜体系中的解离程度及皮肤可接受的pH值(一般为4～9)来确定具体品种合适的pH值。李维超等制备的抗菌药替硝唑成膜凝胶pH为5.5～6.5,处于弱酸性环境有利于皮肤屏障的恢复。樊荣丹等制备了用于皮肤外伤抗感染和止痛的喷膜剂，pH为5.0～7.0,对皮肤外伤的疗效显著且无刺激性。

11、其他

Pavurala等应用近红外高光谱成像技术监测透皮制剂生产过程中膜厚度的均匀性，这对控制透皮给药制剂的批间均一性及质量稳定性也极为重要。近年来，有研究者利用流变仪测定凝胶贴膏剂的表面张力、拉断强度和弹力等指标，用近红外化学成像技术评价凝胶贴膏均匀度，使贴膏剂的质量评价标准更科学。

三、各国透皮制剂法规要求及审评策略

01 FDA根据《Physicochemical and Structural (Q3) Characterization of Topical Drug Products Submitted in ANDAs Guidance for Industry》：通常建议申请人对照参比制剂对其申请的仿制药进行Q3特性比较，并提供可接受的体外释放试验(IVRT)和体外渗透试验(IVPT)的证明。其中基本Q3表征通常包括：

Q3相同/相似标准：在多个批次中表征的每个相关Q3属性在参比制剂的Q3属性表征范围内，或在由官方机构确定的可接受变化范围。02 、EMA要求与参比制剂进行质量数据的比较，应比较剂型（单相/两相、油包水型/水包油型等）、处方组成的定性和定量、微观结构/物理性质（pH值、粘度、密度、表面张力、渗透压、流变特性等）、产品性能(体外释放试验、药物在皮肤和作用部位的扩散等)。

产品质量等效的对比应在能代表上市产品和生产过程的批次上进行，即达到或接近生产规模的批次。如果制造工艺和设备没有变化，并且提供的证据表明放大不影响产品质量，则可用至少 1/10 生产规模的中试批次来表征和比较，至少应比较三个不同批次的测试产品和参比制剂，为了能够进行统计评估，每个实验的样本数量至少应为每批12个单位。

对于定量质量特性，假设数据呈正态分布，测试产品和比较产品均值差异的90%置信区间应包含在参比制剂均值的+/- 10%的验收标准内。

03 NMPA

皮肤外用制剂的关键质量属性一般包括但不限于以下项目：外观、混悬药物的晶型、粒度分布、液滴粒径、流变特性、pH值、黏度、含量均匀度、微生物限度、有关物质、抑菌剂含量及抗氧剂含量、无菌（用于烧伤（除轻度 I°或 II°外）或严重创伤的无菌制剂）以及体外释放试验（IVRT）和体外透皮试验（IVPT）等。

应对仿制品与参比制剂进行全面的质量对比研究，并提供体外释放对比试验和体外透皮对比试验数据，以证明二者质量的一致性，原则上应提供多批次参比制剂的质量对比研究数据。