Ультразвуковая доставка лекарственных препаратов при фракционных кожных аппликациях

Joseph Lepselter, Alex Britva, Ziv Karni and Maria Claudia Almeida Issa Лаборатория лазеров и ультразвука, Alma Lasers Ltd., Кейсария, Израиль Кафедра клинической медицины — дерматология, Федеральный университет Флуминенсе, Прая-ди-Икараи 139, 702, Нитерóи, RJ, Бразилия

Ключевые слова  Чреэпидермальная доставка лекарственных средствЧрескожная доставка лекарственных средствЧрезкожное введениеЧрескожное введениеЛазерУльтразвук

Введение

Кожа — один из наиболее доступных органов человеческого тела; ее площадь составляет приблизительно 2 м², а кровоснабжение — около одной трети всего кровообращения. Кожа представляет собой сложную систему, состоящую из эпидермиса, дермы и кожных придатков, таких как волосы, вплетенные в оба слоя. Наружный слой кожи, эпидермис, не имеет сосудов и получает питательные вещества из подлежащих дермальных капилляров путем диффузии через базальную мембрану. Самый наружный слой эпидермиса называется роговым слоем — это защитное покрытие, которое служит барьером, предотвращающим высыхание подлежащих тканей и проникновение вредных веществ из окружающей среды, включая средства, наносимые на кожу. Этот слой состоит из корнеоцитов, погруженных в липидные области (Michael et al. 2002).

Чрескожная (или транскутанная) доставка лекарственных средств имеет преимущества перед традиционными методами доставки, такими как инъекции и пероральный прием. В частности, чрескожная доставка позволяет избежать метаболизма препарата в желудочно-кишечном тракте, снизить побочные эффекты и обеспечить пролонгированное высвобождение терапевтических соединений. Термин «чрескожный» используется в общем смысле, поскольку в действительности транспорт соединений путем пассивной диффузии происходит только через эпидермис, где через капилляры осуществляется их всасывание в кровь (Elias and Menon 1991).

Однако скорость диффузии топически наносимых соединений варьирует под влиянием как внутренних (физиологических), так и внешних (средовых) факторов. Скорость диффузии также зависит от физических и химических свойств доставляемых соединений. Кожу пациента необходимо тщательно оценить, чтобы свести к минимуму естественные внутренние барьеры для чрескожной доставки (например, сухую кожу, утолщенную кожу, дегидратацию, недостаточное кровообращение, слабый метаболизм) и максимально использовать естественные усилители (например, обеспечить хорошую гидратацию пациента и выбрать тонкий, теплый, влажный и хорошо васкуляризированный участок кожи). Роговой слой считается барьером, определяющим скорость чрескожной доставки, поэтому диффузию часто усиливают. Различные методы включают предварительное прогревание кожи для повышения кинетической энергии и расширения волосяных фолликулов, а также покрытие области окклюзионной повязкой после нанесения препарата для поддержания влажности и активации резервуарной функции кожи (Scheuplein and Blank 1971; Prausnitz et al. 2012; Kurihara-Bergstrom and Good 1987).

Усилители транскутанной доставки обычно используются для изменения свойств рогового слоя с целью облегчения диффузии. Такое изменение может быть результатом денатурации структурных белков кератина в роговом слое, удаления или расслоения ороговевших слоев рогового слоя, изменения проницаемости клеток или изменения обогащенной липидами межклеточной структуры между корнеоцитами. Усилители включают в системы контролируемой чрескожной доставки либо применяются до, во время или после топического нанесения препарата. Предпочтительные усилители позволяют лекарственным средствам диффундировать активно и быстро, но не инактивируют молекулы препарата, не повреждают здоровый эпидермис, не вызывают боль и не оказывают токсикологических побочных эффектов (Haftek et al. 1998; Menon and Elias 1997; Akomeah 2010).

Хотя ультразвук широко используется в медицинской диагностике и физиотерапии, в качестве усилителя доставки он стал популярным лишь недавно. Многочисленные исследования продемонстрировали, что ультразвук в целом безопасен и не вызывает негативных долгосрочных или краткосрочных побочных эффектов, однако механизмы, с помощью которых ультразвук работает как усилитель чреэпидермальной доставки, изучены менее четко (Nino et al. 2010; Prausnitz and Langer 2008; Smith 2007).

Взаимодействие ультразвука с кожей при кожном применении

Ультразвук определяется как акустическая волна с частотой от 20 кГц до 10 МГц. Свойствами, определяющими ультразвук, являются амплитуда и частота акустических волн. Подобно слышимому звуку, ультразвуковые волны подвергаются отражению и преломлению при встрече со средой с иными свойствами. Если свойства встреченной среды отличаются от свойств передающей среды, акустическая энергия передаваемого ультразвукового пучка ослабляется при отражении от этой среды. Ослабление ультразвука вследствие его поглощения и рассеяния в ткани также ограничивает глубину проникновения (Anselmo and Mitragotri 2014; Byl 1995; Mitragotri 2004a).

При распространении в биологической ткани ультразвук может вызывать различные реакции. Возникающие эффекты включают тепловые, механические, химические и оптические реакции. Механические эффекты, более конкретно, могут состоять из акустической кавитации, силы радиационного давления, напряжения сдвига и акустических потоков/микропотоков (David and Gary 2010).

Использование ультразвука для усиления транспорта вещества через жидкую среду называется сонофорезом или фонофорезом. Он может применяться отдельно или в сочетании с другими усилителями, такими как химические усилители, ионофорез, электропорация, магнитные силовые поля, электромагнитные силы, поля механического давления или электрические поля (Mitragotri 2004b).

Как тепловые, так и нетепловые характеристики высокочастотных звуковых волн могут усиливать диффузию топически наносимых препаратов. Нагревание под действием ультразвука повышает кинетическую энергию молекул (подвижность) препарата и клеточных мембран, расширяет точки входа, такие как волосяные фолликулы и потовые железы, и усиливает кровообращение в обработанной области. Эти физиологические изменения повышают возможность диффузии молекул препарата через роговой слой и их захвата капиллярной сетью дермы. Тепловые и нетепловые эффекты ультразвука повышают проницаемость клеток. Механические характеристики звуковой волны также усиливают диффузию препарата за счет высокоскоростного колебания клеток, изменения потенциала покоя клеточной мембраны и возможного повреждения клеточных мембран некоторых клеток в этой области (David and Gary 2010; Mitragotri 2004b). Одна из теорий ультразвукового фореза постулирует, что основным фактором является повышение проницаемости кожи путем создания липидных мостиков между кератиновыми слоями рогового слоя (Mason 2011; Guy 2010; Pitt et al. 2004).

Еще один важный фактор, который может влиять на диффузию препарата, связан с силами сдвига (или ударными волнами), возникающими, когда соседние участки одних и тех же мембранных структур вибрируют с разной амплитудой смещения. Акустические волны вызывают потоки и/или кавитацию в среде с препаратом и слоях кожи, что помогает молекулам препарата диффундировать в кожу и сквозь нее. «Поток» по сути представляет собой колебание в жидкости, которое заставляет жидкость удаляться от источника энергии, тогда как «кавитация» — это образование пузырьков в жидкости, подвергаемой интенсивной вибрации. Кавитация является результатом возникновения областей разрежения при распространении продольных акустических волн в жидкости, когда амплитуда волн превышает определенный порог (Mitragotri 2005; Pua and Pei 2009).

Когда такие пузырьки возникают в определенных клетках кожи, при достижении пузырьками нестабильного размера могут происходить утомление или разрыв клеток. Разрушение клеток на пути передачи ультразвука может облегчать межклеточную диффузию молекул препарата. Кавитация также может нарушать организацию липидов в роговом слое, приводя к увеличению расстояния между липидными слоями. В результате количество водной фазы в роговом слое увеличивается, усиливая диффузию водорастворимых компонентов через межклеточное пространство (Sivakumari et al. 2005). Поскольку путь проникновения топически наносимых средств проходит главным образом по извилистому межклеточному маршруту, липиды рогового слоя играют ключевую роль в нормальной барьерной функции кожи.

Ультразвук (сонофорез, фонофорез и ультрафонофорез) — это методика повышения кожного проникновения лекарственных средств с использованием ультразвука (20 кГц–16 МГц) в качестве физической силы. Это сочетание ультразвуковой терапии с местной лекарственной терапией для достижения терапевтических концентраций препарата в выбранных участках кожи. При этой методике лекарственное средство смешивают с контактной средой, обычно гелем, но иногда кремом или мазью, которая передает ультразвуковую энергию от устройства коже через эту контактную среду (Lee and Zhou 2015). Применение низкочастотного ультразвука (20–100 кГц) усиливает проницаемость кожи эффективнее, чем высокочастотный ультразвук (1–16 МГц). Механизм чрескожного кожного проникновения включает разрушение липидов рогового слоя, что позволяет препарату проходить сквозь кожу. Соответствующее снижение сопротивления кожи наблюдалось за счет кавитации, микропотоков и генерации тепла (Park et al. 2014; Mormito et al. 2005; Mitragotri and Kost 2001).

С учетом этого ожоги и ссадины эпидермиса являются серьезной проблемой при использовании ультразвука. Ультразвук должен действовать как механический агент акустического давления, не повреждая эпидермис кожи. Однако кавитация в жидкости, обеспечивающей контакт сонотрода с кожей, может вызывать кавитационную эрозию эпидермиса и дермы. Хотя такая кавитация помогает активному проникновению доставляемого вещества, она также может повреждать эпидермис. Еще одна сложность при использовании ультразвука заключается в низкой эффективности из-за кавитации в буферной суспензии, а также низкого акустического давления и ультразвуковой энергии, которые необходимы для предотвращения ожогов и других повреждений (Tang et al. 2002; Terahara et al. 2002; Mitragotri and Kost 2000; Mitragotri et al. 1995).

Сохраняется потребность в улучшенных устройствах и методах усиления чрескожной доставки медицинских и косметических соединений. В частности, существует постоянная потребность в основанных на ультразвуке устройствах и методиках чрескожной доставки лекарственных или косметических средств. Низкочастотная (кГц) ультразвуковая технология доставки была разработана для чреэпидермальной доставки топических ингредиентов, то есть лекарственных средств или космецевтиков, используемая в сочетании с фракционной лазерной или радиочастотной технологией (рис. 1a, b).

Лазер-ассистированная пермеабация кожи при чреэпидермальной доставке лекарственных средств

Фракционная абляция кожи представляет собой особый случай взаимодействия лазера с кожей — фототермолиз, впервые описанный в 2004 году. Фракционные абляционные лазеры (эрбиевый YAG и CO₂) или другие фракционные абляционные методы, такие как радиочастотный, абляционно воздействуют на кожу фракциями, разделяя лазерный пучок на микролучи. Эти микролучи создают в коже микроскопические вертикальные каналы абляции. Создание этих каналов может обеспечивать пути доступа для молекул топически наносимых препаратов, которые в противном случае были бы слишком велики для преодоления эпидермального слоя. Расположение, диаметр, глубину и другие характеристики этих каналов можно контролировать или изменять настройками лазерной или радиочастотной технологии (Manstein et al. 2004; Alexiades-Armenakas et al. 2008; Haak et al. 2011; Lin et al. 2014; Carniol et al. 2015; Forster et al. 2010).

Исследований эффективности фракционных лазерных устройств in vitro/in vivo для облегчения проникновения препаратов у животных достаточно. Однако лишь немногие исследования изучали клиническую лазер-ассистированную доставку у людей. Oni et al. (2012) продемонстрировали in vivo абсорбцию лидокаина с использованием фракционного Er:YAG-лазера на модели свиней. Уровень препарата в сыворотке крови был обнаружен после топического нанесения 4% лидокаина. В группе без лечения сывороточная концентрация не определялась. После лазерной обработки уровень в сыворотке стал детектируемым. Пиковые уровни лидокаина были значимо выше при глубине пор 250 мкм (0,62 мг/л) по сравнению с 500 мкм (0,45 мг/л), 50 мкм (0,48 мг/л) и 25 мкм (0,3 мг/л). Бóльшая глубина микроканалов не гарантировала большего усиления.

Haedersdal et al. (2010) оценивали кожную доставку, ассистированную фракционным CO₂-лазером, используя метиламинолевулинат (МАЛ) в качестве модельного проникающего вещества. МАЛ является эфирным пролекарством аминолевулиновой кислоты (АЛК). Йоркширским свиньям выполняли обработку фракционным CO₂-лазером с последующим нанесением МАЛ. Флуоресценцию, исходящую от протопорфирина IX (PpIX), измеряли методом флуоресцентной микроскопии на глубине кожи 1800 мкм. Фракционный лазер создавал конусовидные каналы диаметром 300 мкм и глубиной 1850 мкм. Эта абляция усиливала доставку: флуоресценция в волосяных фолликулах и дерме была выше по сравнению с интактной кожей. Фракционное лазерное облучение облегчает топическую доставку предшественника порфирина глубоко в кожу. Haedersdal et al. (2011) также исследовали проникновение МАЛ, усиленное фракционным CO₂-лазером, количественно оценивая распределение PpIX в коже и вызванное фотодинамической терапией (ФДТ) фотовыцветание от поверхности кожи до глубины 1800 мкм у йоркширских свиней. Красный свет для создания фотовыцветания подавался матрицами светодиодов при плотностях энергии 37 и 200 Дж/см². Доля флуоресценции порфиринов, утраченная при фотовыцветании, была меньше после 37 Дж/см², чем после 200 Дж/см². Фракционный лазер значительно облегчал накопление PpIX в коже, а доля фотовыцветших порфиринов была сходной для поверхностных и глубоких слоев кожи.

Распределение PpIX в обработанной лазером коже может зависеть от глубины микроканалов и периода инкубации препарата. Haak et al. (2012a) дополнительно оценили, влияют ли глубина фракционного лазера и время инкубации на проникновение метиловой АЛК. Йоркширским свиньям выполняли обработку фракционным CO₂-лазером с энергией 37, 190 и 380 мДж для создания глубины микроканалов 300 (поверхностно), 1400 (средние слои) и 2100 мкм (глубокая дерма/подкожная клетчатка) соответственно. Время инкубации крема с метиловой АЛК составляло 30, 60, 120 и 180 мин. Сходная флуоресценция PpIX индуцировалась во всех слоях кожи независимо от глубины лазерных каналов при 180-минутной инкубации. Лазерное облучение и последующая инкубация метиловой АЛК в течение 60 мин повышали флуоресценцию на поверхности кожи по сравнению с интактной кожей. Лазерное воздействие и последующая инкубация метиловой АЛК в течение 120 мин повышали флуоресценцию в фолликулах и дерме по сравнению с интактной кожей.

Лечение рубцов, включая гипертрофические рубцы и келоиды, по своей природе представляет сложную задачу доставки из-за их вариабельного и фиброзного характера, особенно при рассмотрении проникновения в средние и глубокие слои дермы. Кортикостероиды, 5-фторурацил (5-ФУ), имихимод, метотрексат и другие иммуномодуляторы использовались в качестве адъювантной терапии рубцов в течение многих лет. Однако при топическом применении эти средства демонстрируют лишь слабую эффективность и могут нести такие риски, как связанная с кортикостероидами атрофия эпидермиса. Внутриочаговое применение может оказаться более эффективным, но также может сопровождаться выраженной болью, атрофией, пигментными изменениями и высокой частотой рецидивов (Haak et al. 2012a; Brauer et al. 2014).

Кроме того, степень сопутствующего повреждения, создаваемого фракционными абляционными лазерами или нелазерными фракционными технологиями, и посттравматический экссудат (интерстициальная жидкость или фибрин) внутри микроканалов затрудняют доставку лекарственных средств. Это связано с тем, что гидростатические силы, выталкивающие экссудативную жидкость из ткани в каналы, напрямую конкурируют с диффузией вещества, нанесенного топически. Следовательно, это снижает любой потенциал пассивной чрескожной диффузии и подчеркивает необходимость в технологии с поддержкой давлением, которая будет немедленно нагнетать вещество в жизнеспособное пространство микроканалов (Haedersdal et al. 2011; Haak et al. 2012a, b; Erlendsson et al. 2014a).

Ультразвуковая доставка лекарственных препаратов при фракционных кожных аппликациях

За последние два десятилетия многочисленные исследования описали полезность низкочастотного ультразвука для улучшения проницаемости кожи. Лишь недавно применение фракционных абляционных методов с использованием лазеров и радиочастоты было описано для потенциальных терапевтических целей в исследовательской и процедурной дерматологии; эти методы направлены на создание микроканалов в эпидермисе для повышения проницаемости топически наносимых препаратов при таких показаниях, как гипертрофические и атрофические рубцы и другие несовершенства кожи (Bloom et al. 2013; Sklar et al. 2014; Gauglitz 2013; Arno et al. 2014; Waibel and Rudnick 2015; Rkein et al. 2014; Waibel et al. 2013; Togsverd-Bo et al. 2012, 2015; Taudorf et al. 2014; Erlendsson et al. 2014b). В таблице 1 представлены соединения для ассистированной доставки, которые в настоящее время тестируются и используются с фракционными абляционными методиками.

Новое устройство для ультразвуковой доставки (IMPACT™) показано на рис. 1. Ультразвуковой аппликатор реализует запатентованную технологию акустических волн (Britva et al.), работающую на низкой частоте (кГц). Ультразвуковой аппликатор имеет сонотрод, который излучает акустические волны и создает механическое давление воздуха, помогающее продвигать топические косметические продукты/вещества в верхние слои кожи, создавая циклы отрицательного/положительного давления – эффект «толкания и вытягивания» (рис. 2a, b) – внутри предварительно организованных каналов, чтобы устранить скопление внутриклеточной жидкости и помочь косметическому продукту быстрее продвинуться в коже до целевой глубины ткани.

Сонотрод выполняет различные функции, такие как преобразование акустических волн путем увеличения амплитуды колебаний, изменение распределения и согласование акустического импеданса с импедансом подложки. Резонанс сонотрода, который увеличивает амплитуду акустической волны, возникает на частоте, определяемой характеристиками модуля упругости и плотности материала, из которого изготовлен сонотрод, скоростью звука через материал и ультразвуковой частотой. Размер и форма (круглая, квадратная, профильная) сонотрода будут зависеть от количества вибрационной энергии и физических требований для каждого конкретного применения. Сонотроды, соединенные с ультразвуковыми преобразователями, особенно те, которые применяются для чрескожной доставки лекарственных средств, обычно имеют длину L, выражаемую уравнением L = n(λ/2), где λ — длина ультразвуковой волны в сонотроде, а n — положительное целое число. В этом случае максимальные амплитуды акустической волны находятся на проксимальном конце сонотрода и на расстоянии λ/2 за опорной частью сонотрода. Вибрирующий столб воздуха внутри канала в дистальном конце сонотрода вместе с вибрацией кольцевой торцевой поверхности опорной части оказывает эффект циклического снижения и повышения давления на границе с кожей, и это всасывающее и нагнетающее действие облегчает транспорт доставляемого соединения через перфорационные микроканалы, созданные абляционным фракционным лазером или радиочастотой через роговой слой (Britva et al.).

Режим работы основан на механическом (акустическом) давлении и моментах силы при распространении УЗ-волны через сонотрод к дистальному концентратору и создании эффекта, подобного постукиванию («толкание и вытягивание»), в тонком слое между косметическими продуктами и дистальной поверхностью сонотрода. Сонотрод устанавливают перпендикулярно поверхности кожи, непрерывно контактируя с ее поверхностью. Вибрационные циклы (толкание–вытягивание) усиливают его доставку через кожные микроканалы. Таким образом, эта ультразвуковая технология излучает акустические волны, создающие ультразвуковое давление и эффект «толкания и вытягивания» внутри каналов, чтобы устранить скопление внутриклеточной жидкости и усилить проникновение косметических ингредиентов или лекарственных средств до целевой глубины ткани.

Считается, что ультразвуковые акустические волны, излучаемые расширенной опорной частью (рис. 1 и 2) сонотрода, помогают распределять в дерме соединение, которое было транспортировано через перфорированный роговой слой, а расширение опорной части служит для распространения ультразвуковых волн на бóльшую область, помогая диффузии соединения.

Считается, что форма сонотрода обеспечивает два эффекта. Во-первых, полая шейка создает вибрирующий столб воздуха, который попеременно нагнетает и всасывает, служа для переноса лекарственного средства через роговой слой. Во-вторых, установка длины сонотрода, равной λ/6, позволяет фокусировать акустическую энергию в точке, находящейся приблизительно на глубине от 0,3 до 2 мм под поверхностью кожи. Такое расположение максимальной амплитуды акустической волны в точке глубже в ткани усиливает сонофоретический эффект кавитации, разрушения липидов и т. д. и повышает абсорбцию лекарственного средства или косметического продукта.

Сочетание фракционной абляционной технологии и ультразвуковой технологии в процедурной дерматологии привлекло внимание с целью пермеабации кожи для облегчения чреэпидермальной доставки лекарственных средств. За последние 5 лет клиническая эффективность и безопасность технологии IMPACT тестировались и подтверждались в различных доклинических и клинических моделях ex vivo и in vivo.

Lepselter et al. (2013) проанализировали чреэпидермальное усиление после фракционной абляционной пермеабации кожи на модели крыс. Крыс (Sprague Dawley, оба пола) анестезировали смесью кетамина (60 мг/кг) и ксилазина (10 мг/кг), которую вводили внутрибрюшинно или внутримышечно. Крыс выбривали и подготавливали с дорсальной и латеральной сторон. Перфорация кожи (ПК) с последующим применением низкочастотного ультразвукового устройства (IMPACT) изучалась в пяти различных состояниях: нормальная кожа (контроль), топический синий Эванса (СЭ), топический СЭ + УЗ, топическая ПК + СЭ и топическая ПК + СЭ + УЗ. Замороженные срезы биоптатов кожи отбирали через 0 и 15 мин времени инкубации для гистологического исследования с использованием высокоточного цифрового микроскопа. Площадь проникновения (глубина проникновения + ширина) и окрашивание между расстояниями проникновения анализировали с помощью современного программного обеспечения для обработки изображений. Интенсивность отражения методом спектроскопии измеряли в двух диапазонах длин волн: 665 нм (чувствительном к СЭ) и 772 нм (нечувствительном к СЭ). Соотношение 665/772 нм использовалось как индикатор проникновения – низкое соотношение означало более высокое проникновение СЭ, а высокое соотношение — низкое проникновение СЭ. Биоптаты отбирали и замораживали для гистологического исследования с использованием цифрового микроскопа (Olympus, Япония), а анализ данных выполняли с помощью программы обработки изображений ImageJ (Burger and Burg, Хагенберг, Австрия). Площадь проникновения определялась как окрашенная площадь, деленная на площадь кратера, и выражалась в %. Ширина проникновения определялась как линия ширины, деленная на ширину кратера, и выражалась в %. Глубина проникновения определялась как линия глубины, деленная на глубину кратера, и выражалась в %. Для визуализации и анализа эффекта ультразвукового устройства использовалась система поляризационной визуализации. ПЗС-камера (Olympus, Япония) была расположена над подготовленным предметным стеклом с образцом кожи для получения изображений.

Интенсивность окрашивания СЭ в зависимости от расстояния (глубины и ширины) была значимо выше для ПК + СЭ + УЗ (99,66 ± 23,67 пикселя) по сравнению с ПК + СЭ (52,33 ± 25,34 пикселя) и для ПК + СЭ + УЗ (80,83 ± 15,41 пикселя) по сравнению с ПК + СЭ (66,83 ± 28,56 пикселя) соответственно (p < 0,05–0,01). Аналогично соотношения интенсивности отражения в спектрометрии для топического СЭ (2,1 ± 0,4) и топического СЭ + УЗ (1,8 ± 0,3) были высокими, указывая на низкое проникновение СЭ. Напротив, соотношения для ПК + СЭ + УЗ (0,4 ± 0,02) и ПК + СЭ (1,4 ± 0,08) были низкими, указывая на значимо более высокое проникновение СЭ в первом случае (p < 0,01). Гистологические замороженные срезы с высокоточных цифровых фотографий соответствовали объективным измерениям. При времени инкубации 0 мин проникновение СЭ было значимо выше при 70 Вт по сравнению с 40 Вт (p < 0,01). Через 15 мин проникновение СЭ было значимо выше по сравнению с 0 мин для 70 и 40 Вт соответственно. Был сделан вывод, что ультразвуковое устройство после абляционной РЧ-пермеабации значимо усиливает проникновение СЭ, о чем свидетельствуют глубина, ширина и интенсивность окрашивания (рис. 3a–d).

Первый клинический опыт применения устройства для ультразвуковой доставки был представлен в 2011 году Kassuga и коллегами (2011). Это клиническое исследование описало двух пациенток с множественными актиническими кератозами (АК). Исследование оценивало эффективность чреэпидермального (TED) нанесения пролекарства метиламинолевулината (МАЛ) при ФДТ в сочетании с устройством для ультразвуковой доставки. Оценка клинической эффективности основывалась на снижении числа АК и улучшении текстуры и цвета кожи. Двум пациенткам одновременно проводили стандартную МАЛ-ФДТ (левое предплечье) и модифицированный протокол – фракционную радиочастоту (РЧ) в сочетании с МАЛ и ультразвуковым устройством на противоположном предплечье (МАЛ-GT). Улучшения текстуры и пигментации кожи наблюдались после одного сеанса с обеих сторон и были более очевидны на стороне, обработанной по методике МАЛ-GT (на визите через 6 месяцев). У пациентки 1 было 34 поражения на правом предплечье (протокол МАЛ-GT) и 54 поражения на контралатеральном предплечье (стандартный протокол МАЛ-ФДТ). Через 6 месяцев после реализации протокола на стороне МАЛ-GT осталось 8 очагов АК, а на стороне МАЛ-ФДТ — 34. Эти результаты продемонстрировали снижение на 76,4% и 37% на правом и левом обработанных предплечьях соответственно. Пациентка 2, исходно имевшая 24 и 21 поражение на правом и левом предплечьях соответственно, после ФДТ имела два и шесть очагов соответственно, что представляет снижение на 91,6% и 71,4%. В целом был сделан вывод, что в этих случаях ФДТ в сочетании с чреэпидермальной доставкой МАЛ при времени инкубации 1 ч не только эффективна при лечении АК, но и показывает лучшие результаты по сравнению со стандартным протоколом.

Issa et al. (2013a) оценивали эффективность, безопасность и удовлетворенность пациентов при использовании абляционной фракционной РЧ-технологии (Pixel RF) в сочетании с кремом ретиноевой кислоты 0,05% и ультразвуком с акустическими волнами давления (УЗ) у пациентов с белыми стриями (striae alba) молочных желез. Восемь пациентов получили трехэтапную процедуру: фракционная абляционная РЧ для перфорации кожи, топическое нанесение ретиноевой кислоты 0,05% на перфорированную кожу и УЗ для усиления проникновения. Еще восемь пациентов с белыми стриями живота были подвергнуты только лечению РЧ без ретиноевой кислоты или УЗ. Три пациента со стриями молочных желез улучшились с «выраженных» до «умеренных», два пациента — с «выраженных» до «легких», два — с «умеренных» до «легких» и один — со «значительных» до «легких». Клиническая оценка продемонстрировала значимое улучшение внешнего вида стрий у всех этих пациентов (P = 0.008), с низкой частотой побочных эффектов и высоким уровнем удовлетворенности. Среди пациентов, леченных только РЧ, два улучшились с «выраженных» до «значительных», один — со «значительных» до «умеренных» и один — со «значительных» до «легких». Четыре пациента не показали никакого улучшения. Клиническая оценка не выявила значимого улучшения внешнего вида стрий, обработанных только РЧ, при низкой частоте побочных эффектов, но низком уровне удовлетворенности. Был сделан вывод, что абляционная фракционная РЧ и акустическое УЗ в сочетании с кремом ретиноевой кислоты 0,05% безопасны и эффективны для лечения striae alba.

Цель исследования, проведенного Issa et al. (2013b), заключалась в оценке клинического ответа и побочных эффектов технологии чреэпидермальной доставки (TED) при гипертрофических рубцах на теле и лице с использованием абляционной фракционной радиочастоты (РЧ) в сочетании с низкочастотным ультразвуком акустического давления (УЗ). Четыре пациента с гипертрофическими рубцами получали триамцинолон с использованием фракционной абляционной РЧ и УЗ. Процедура лечения включала три этапа: (i) абляционная фракционная РЧ для перфорации кожи, (ii) топическое нанесение триамцинолона ацетонида 20 мг/мл на перфорированную кожу и (iii) УЗ волнами акустического давления для усиления проникновения. Исследование привело к полному разрешению после одного сеанса у пациентов с рубцами в области носа и нижней челюсти. Рубец на шее (после трахеостомы) показал полное разрешение после четырех сеансов (рис. 4a, b). Рубец в области колена показал значительное улучшение после четырех сеансов. Слабая и равномерная атрофия наблюдалась в гипертрофическом рубце на шее.

Метод, использованный в этом исследовании, повысил эффективность стероидов при лечении гипертрофических рубцов, минимизировав риски локальной атрофии и неровного вида обработанного очага. Тот же метод с трехэтапной процедурой (рис. 5) можно использовать для улучшения состояния негипертрофических рубцов, при которых вместо триамцинолона лучше показаны ретиноевая кислота и витамин C (рис. 6a, b).

В недавнем исследовании Trelles et al. (Trelles and Martínez-Carpio 2014) ставили целью оценить эффективность и безопасность метода чреэпидермальной доставки (TED) для лечения рубцов после акне. В общей сложности 19 пациентов с умеренными и выраженными рубцами были обработаны с использованием униполярной фракционной абляционной РЧ-технологии (Pixel RF) для создания дермальных микроканалов с последующим ультразвуком акустического давления. Все пациенты прошли четыре сеанса лечения с интервалом в 3 недели. Исследование продемонстрировало значимое улучшение рубцевания на лице, спине и плечах (P < 0.0001). При наблюдении через 2 месяца ослабление общего рубцевания составило 57% на лице и 49% на спине и плечах. Через 6 месяцев этот показатель возрос до 62% и 58% на лице и на спине/плечах соответственно. Пациенты сообщали о частичной удовлетворенности (16%), удовлетворенности (53%) и полной удовлетворенности (31%). Неожиданных побочных эффектов абляции и гиперчувствительности не наблюдалось. Был сделан вывод, что бимодальная процедура безопасна и эффективна для уменьшения рубцов после акне.

Ранее Trelles et al. (2013) ставили целью определить эффективность и безопасность омоложения лица с использованием фракционного углекислотного (CO₂) лазера (iPixel CO₂), ультразвукового излучателя (IMPACT) и космецевтического препарата, который должен был наноситься интраоперационно. Четырнадцать пациентов были включены в это рандомизированное проспективное двойное слепое исследование с разделением лица; каждому пациенту одну половину лица обрабатывали только фракционным CO₂-лазером, тогда как другая половина получала тот же лазер с последующим ультразвуком акустического давления для доставки космецевтиков. Оба метода лечения достигли значимого улучшения всех оцениваемых параметров, однако сочетанное лечение УЗ и космецевтиком имело лучшие оценки за уменьшение мелких линий и морщин, а также 80% общего улучшения признаков старения лица при наблюдении через 6 месяцев. Лечение хорошо переносилось, побочных эффектов не наблюдалось. Восемьдесят шесть процентов пациентов заявили, что удовлетворены или полностью удовлетворены своими результатами. Был сделан вывод, что один сеанс фракционного абляционного CO₂-лазера и технологии ультразвука акустического давления для TED-доставки космецевтиков является эффективным методом омоложения лица.

Недавно Issa и ее коллеги (2015) изучали клиническую эффективность и побочные эффекты TED при гнездной алопеции (ГА) с использованием абляционных фракционных методов и ультразвука акустического давления (УЗ) для доставки раствора триамцинолона в кожу. Лечение включало три этапа: абляционная фракционная РЧ или CO₂-лазер с последующим топическим нанесением триамцинолона и его введением с помощью УЗ волнами акустического давления. Количество сеансов варьировало в зависимости от клинического ответа (диапазон 1–6). Лечение привело к полному восстановлению обработанной области у всех пациентов; четверо из них сохранили результат при 12-месячном наблюдении. Два пациента были лечены абляционной фракционной РЧ + триамцинолон + УЗ и получили полный ответ после трех и шести сеансов. Двое других, леченных абляционным фракционным CO₂-лазером + триамцинолон + УЗ, получили полный ответ после одного сеанса (рис. 7). Исследователи заключили, что абляционная фракционная шлифовка в сочетании с УЗ волнами акустического давления является новым вариантом лечения ГА с хорошими клиническими результатами и низкой частотой побочных эффектов.

В недавнем исследовании Waibel et al. (2015) оценивали in vivo с помощью гистологической иммунофлуоресцентной оценки, повышается ли эффективность фракционного абляционного лазера при немедленном применении чрескожных акустических волн (IMPACT) для усиления доставки. Аминолевулиновую кислоту (АЛК) выбрали для оценки того, усиливает ли сочетание фракционного абляционного лазера с немедленным чрескожным ультразвуком доставку. Шести пациентам обработали четыре зоны – одна область с топически нанесенной АЛК, одна область с фракционным абляционным лазером (iPixel CO₂) и топически нанесенной АЛК, одна область с фракционным абляционным лазером и системой чрескожной доставки и последняя область с топически нанесенной АЛК и системой чрескожной доставки. Сравнение величины диффузии, как латерального распространения АЛК, так и диффузии АЛК в глубину, измеряли методом флуоресцентной микроскопии. При лазере + АЛК + акустическом устройстве латеральная флуоресценция протопорфирина IX в среднем составила 0,024 мм против 0,0084 мм при фракционном лазере и АЛК. Диффузия с акустическим воздушным устройством была на порядок больше. Авторы заключили, что комбинированный подход с фракционным CO₂-лазером и устройством IMPACT продемонстрировал наилучшие результаты в увеличении глубины проникновения АЛК (рис. 3).

Suh et al. (2012) провели исследование для оценки эффективности и безопасности усиленного проникновения обогащенной тромбоцитами плазмы (ОТП) под действием ультразвука после плазменной фракционной радиочастоты для лечения стрий. Участники получали лечение устройством для ультразвуковой доставки в сочетании с фракционной радиочастотной технологией (Pixel RF) в течение трех сеансов с интервалом 3 недели; ультразвук применялся для усиления проникновения обогащенной тромбоцитами плазмы. Через два месяца после последнего лечения средняя ширина самых широких стрий уменьшилась с 0,75 до 0,27 мм; из 18 участников 13 были оценены двумя слепыми рецензентами как показавшие «отличное» или «очень хорошее» общее улучшение. В общей сложности 72,2% участников сообщили, что они «полностью удовлетворены» или «чрезвычайно удовлетворены» общим улучшением. Единственным зарегистрированным побочным эффектом была поствоспалительная гиперпигментация (11,1%). Исследователи заключили, что фракционная радиочастота и чреэпидермальная доставка ОТП с использованием ультразвука эффективны и безопасны при лечении стрий.

В недавнем проспективном контролируемом исследовании Trelles et al. (2015) использовали флуоресцентную методику (флуоресцеин), чтобы качественно и количественно определить чреэпидермальное проникновение космецевтика после пермеабации кожи с использованием устройства для ультразвуковой доставки и фракционной абляционной радиочастотной технологии (Pixel RF). Лечение выполнялось в заушной области 16 пациентам, биопсия отбиралась через 10 мин и через 15 ч после процедуры. Интенсивность дермальной флуоресценции в обработанных образцах сравнивалась с контролями аутofluorescence (AC) и техническими контролями (TC). Результаты продемонстрировали, что образцы, обработанные Pixel RF + УЗ, показали более высокую интенсивность флуоресценции, чем AC и TC, как через 10 мин, так и через 15 ч после лечения. Усиление флуоресценции было оценено как умеренное или интенсивное, но ни в одном случае — как нулевое или слабое. Результаты через 10 мин составили Pixel RF + УЗ (55,4 ± 10,1), AC (8,6 ± 2,8) и TC (8,2 ± 3,6). Через 15 ч результаты составили Pixel RF + УЗ (54,2 ± 7,2), AC (8,9 ± 1,7) и TC (8,3 ± 2,4). Различия между образцами и контролями были значимыми как через 10 мин, так и через 15 ч (p < 0.0008). Авторы заключили, что выполненная процедура чреэпидермальной доставки способствовала пролонгированному и эффективному проникновению топически нанесенных продуктов в дерму.

Резюме

Это рассмотренное новое устройство для ультразвуковой доставки создает механическое давление воздуха, которое помогает продвигать топические косметические продукты/вещества в верхние слои кожи и, что более важно, создает циклы отрицательного/положительного давления (эффект «толкания и вытягивания») внутри перфорированных микроканалов, которые могут устранять скопление внутриклеточной жидкости и помогать косметическому продукту, усиливая проникновение вещества в кожу до целевой глубины ткани.

Идея фракционной абляционной обработки перед нанесением топических средств в попытке усилить доставку лекарственных средств продолжает привлекать все больше внимания и интереса в процедурной дерматологии (Brauer et al. 2014; Loesch et al. 2014).

В целях устранения недостатков и ограничений топически наносимых соединений это новое устройство для ультразвуковой доставки предоставляет новые возможности ассистированной доставки. Использование этого устройства в сочетании с технологией фракционной подачи энергии было клинически протестировано и подтверждено за последние 5 лет и является перспективным методом, который может открыть путь для будущих возможностей чреэпидермальной доставки при сложных кожных показаниях, таких как фотодинамическая терапия или рак кожи, либо эстетических показаниях, таких как рубцы, акне или алопеция, в процедурной дерматологии.

Список литературы