Timbre transdermique

Un patch transdermique est un patch adhésif médicamenteux placé sur la peau pour délivrer une dose spécifique de médicament à travers la peau et dans la circulation sanguine . L'avantage d'une voie d'administration transdermique de médicament par rapport à d'autres types d'administration de médicament (par voie orale, topique, intraveineuse ou intramusculaire) est que le patch permet une libération contrôlée du médicament dans le patient, généralement à travers une membrane poreuse recouvrant un réservoir de médicament ou par la chaleur corporelle faisant fondre de fines couches de médicament incorporées dans l'adhésif. Le principal inconvénient des systèmes d'administration transdermique provient du fait que la peau est une barrière très efficace ; par conséquent, seuls les médicaments dont les molécules sont suffisamment petites pour pénétrer la peau peuvent être délivrés par cette méthode. Le premier patch sur ordonnance disponible dans le commerce a été approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis en décembre 1979. Ces patchs administraient de la scopolamine contre le mal des transports .

Afin de surmonter la restriction de la peau, les chercheurs ont développé des patchs transdermiques à micro-aiguilles (MNP), qui se composent d'un ensemble de micro-aiguilles , ce qui permet de faire passer une gamme plus polyvalente de composés ou de molécules à travers la peau sans avoir à microniser le médicament au préalable. Les MNP offrent l'avantage d'une libération contrôlée du médicament et d'une application simple sans assistance médicale professionnelle. Grâce à la technologie avancée des MNP, l'administration de médicaments peut être spécifiée pour une utilisation locale, par exemple un blanchisseur de peau MNP appliqué sur le visage. De nombreux types de MNP ont été développés pour pénétrer d'autres tissus que la peau, tels que les tissus internes de la bouche et du tube digestif. Ceux-ci favorisent une administration plus rapide et plus directe de la molécule dans la zone ciblée.

• Le patch transdermique le plus vendu aux États-Unis est le patch à la nicotine , qui libère de la nicotine à des doses contrôlées pour aider à arrêter de fumer . Le premier patch à vapeur commercialisé pour réduire le tabagisme a été approuvé en Europe en 2007.
• Deux médicaments opioïdes utilisés pour soulager 24 heures sur 24 la douleur intense sont souvent prescrits sous forme de patch : le fentanyl CII (commercialisé sous le nom de Duragesic ) et la buprénorphine CIII (commercialisée sous le nom de BuTrans ).
• Patchs hormonaux :
  • Les patchs d’œstrogène sont parfois prescrits pour traiter les symptômes de la ménopause (ainsi que l’ostéoporose post-ménopausique ) et aux femmes transgenres comme type de traitement hormonal substitutif .
  • Patchs contraceptifs (commercialisés sous le nom d'Ortho Evra ou Evra ) et
  • Patchs de testostérone CIII pour hommes (Androderm) et femmes (Intrinsa).
• Les patchs de nitroglycérine sont parfois prescrits pour le traitement de l’angine de poitrine à la place des pilules sublinguales .
• La scopolamine transdermique est couramment utilisée comme traitement contre le mal des transports .
• Le médicament antihypertenseur clonidine est disponible sous forme de patch transdermique.
• Emsam , une forme transdermique de l' IMAO sélégiline , est devenu le premier agent d'administration transdermique d'un antidépresseur approuvé pour une utilisation aux États-Unis en mars 2006.
• Daytrana , le premier système d'administration transdermique de méthylphénidate pour le traitement du trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité (TDAH), a été approuvé par la FDA en avril 2006.
• Secuado , une forme transdermique de l' antipsychotique atypique asénapine , a été approuvée par la FDA en octobre 2019.
• Le 5-hydroxytryptophane (5-HTP) peut également être administré via un patch transdermique, lancé au Royaume-Uni début 2014.
• La rivastigmine , un médicament pour le traitement de la maladie d'Alzheimer , a été commercialisée sous forme de patch en 2007 sous le nom de marque Exelon.
• En décembre 2019, Robert S. Langer et son équipe ont développé et breveté une technique permettant d'utiliser des patchs transdermiques pour étiqueter les personnes avec de l'encre invisible afin de stocker des informations médicales par voie sous-cutanée. Cette technique a été présentée comme une aubaine pour les « pays en développement » où le manque d'infrastructures signifie l'absence de dossiers médicaux. Cette technologie utilise un « colorant à points quantiques qui est délivré avec un vaccin ».
• Patchs à la caféine , conçus pour délivrer de la caféine au corps à travers la peau.

• En 2005, la FDA a annoncé qu'elle enquêtait sur des cas de décès et d'autres effets indésirables graves liés à une surdose de narcotiques chez des patients utilisant Duragesic , le patch transdermique de fentanyl pour le contrôle de la douleur. L'étiquette du produit Duragesic a ensuite été mise à jour pour ajouter des informations de sécurité en juin 2005.
• En 2007, Shire et Noven Pharmaceuticals, fabricants du patch Daytrana pour le TDAH, ont annoncé le rappel volontaire de plusieurs lots du patch en raison de problèmes de séparation du patch de sa pellicule protectrice. Depuis lors, aucun autre problème n'a été signalé concernant le patch ou son emballage protecteur.
• En 2008, deux fabricants de timbres de fentanyl, ALZA Pharmaceuticals (une division du fabricant médical Johnson & Johnson ) et Sandoz , ont ensuite rappelé leurs versions du timbre en raison d'un défaut de fabrication qui permettait au gel contenant le médicament de fuir trop rapidement hors de sa poche, ce qui pouvait entraîner une surdose et la mort. Depuis mars 2009, Sandoz, désormais fabriqué par ALZA, n'utilise plus de gel dans son timbre transdermique de fentanyl ; à la place, les timbres de fentanyl de marque Sandoz utilisent une suspension matricielle/adhésive (où le médicament est mélangé à l'adhésif au lieu d'être maintenu dans une poche séparée avec une membrane poreuse), comme d'autres fabricants de timbres de fentanyl tels que Mylan et Janssen.
• En 2009, la FDA a émis un avertissement de santé publique concernant le risque de brûlures lors des examens IRM causés par les patchs transdermiques à base de médicament avec support métallique. Il convient de conseiller aux patients de retirer tout patch médicamenteux avant un examen IRM et de le remplacer par un nouveau patch une fois l'examen terminé.
• En 2009, un article dans la revue Europace a détaillé des histoires de brûlures cutanées survenues avec des patchs transdermiques contenant du métal (généralement comme matériau de support) causées par une thérapie par électrochocs provenant de défibrillateurs cardioverteurs externes et internes (DCI).

Les principaux composants d'un patch transdermique sont :

• Revêtement protecteur – Protège le patch pendant le stockage. Le revêtement protecteur est retiré avant utilisation.
• Médicament – ​​Solution médicamenteuse en contact direct avec le film protecteur
• Adhésif – Sert à faire adhérer les composants du patch ensemble tout en faisant adhérer le patch à la peau
• Membrane – Contrôle la libération du médicament à partir du réservoir et des patchs multicouches
• Support – Protège le patch de l’environnement extérieur
• Stimulateur de pénétration – Ce sont des promoteurs de pénétration pour les médicaments, qui augmentent la libération du médicament.
• Remplisseur de matrice – Apporte du volume à la matrice et certains agissent comme agents de rigidification de la matrice.

D’autres composants comprennent des stabilisateurs (antioxydants), des conservateurs, etc.

Il existe cinq principaux types de patchs transdermiques.

La couche adhésive de ce système contient également le médicament. Dans ce type de patch, la couche adhésive sert non seulement à faire adhérer les différentes couches entre elles, ainsi que l'ensemble du système à la peau, mais elle est également responsable de la libération du médicament. La couche adhésive est entourée d'une doublure temporaire et d'un support. Elle se caractérise par l'inclusion du médicament directement dans l'adhésif en contact avec la peau placé sur l'épiderme.

Le patch multicouches à médicament dans un adhésif est similaire au système monocouche. Le système multicouches est toutefois différent dans la mesure où il ajoute une autre couche de médicament dans un adhésif, généralement séparée par une membrane (mais pas dans tous les cas). L'une des couches sert à la libération immédiate du médicament, et l'autre couche à la libération contrôlée du médicament à partir du réservoir. Ce patch possède également une couche de revêtement temporaire et un support permanent. La libération du médicament à partir de celle-ci dépend de la perméabilité de la membrane et de la diffusion des molécules de médicament.

Contrairement aux systèmes monocouche et multicouches médicament-dans-adhésif, le système transdermique à réservoir possède une couche de médicament séparée. La couche de médicament est un compartiment liquide contenant une solution ou une suspension de médicament séparée par la couche adhésive. Le réservoir de médicament est totalement encapsulé dans un compartiment peu profond moulé à partir d'un stratifié plastique métallique imperméable au médicament, avec une membrane de contrôle de débit en polymère comme l'acétate de vinyle sur une surface. Ce patch est également soutenu par la couche de support. Dans ce type de système, la vitesse de libération est d'ordre zéro. Les patchs à réservoir ne doivent pas être coupés (à l'exception du patch d'hydrobromure d'hyoscine 1,5 mg selon le British National Formulary for Children ).

Le système matriciel comporte une couche de médicament constituée d'une matrice semi-solide contenant une solution ou une suspension médicamenteuse. La couche adhésive de ce patch entoure la couche de médicament, la recouvrant partiellement. La vitesse de libération est déterminée par les propriétés physiques de la matrice. Également connu sous le nom de dispositif monolithique. Des recherches limitées indiquent qu'il pourrait être possible de couper certains patchs matriciels pour fournir des doses plus faibles, à condition que la partie coupée non utilisée immédiatement soit stockée à des températures fraîches.

Dans un patch vaporisant, la couche adhésive sert non seulement à faire adhérer les différentes couches entre elles mais aussi à libérer la vapeur. Les patchs vaporisants libèrent des huiles essentielles pendant 6 heures et sont principalement utilisés pour la décongestion. D'autres patchs vaporisants disponibles sur le marché améliorent la qualité du sommeil ou aident à arrêter de fumer .

Le patch à micro-aiguilles (MNP) est un type de patch transdermique qui conserve les avantages des patchs transdermiques de base, mais réduit les inconvénients. En intégrant jusqu'à 102-104 aiguilles par centimètre carré de patch, encapsulées ou recouvertes du médicament prévu, les MNP peuvent facilement traverser le tissu cutané connu sous le nom de couche cornée , qui mesure environ 20 μm d'épaisseur, permettant ainsi le passage de molécules de la taille d' une macromolécule . Les MNP ont été développés principalement parce que le patch transdermique peut délivrer des molécules de plus petite taille ou micronisées telles que la nicotine et les contraceptifs qui se diffusent et pénètrent facilement dans la peau, mais ne parviennent pas à délivrer des molécules de grande taille ou de grande taille. Les aiguilles de 100 à 1 000 μm s'étalent sur le patch, garantissant que les personnes ne ressentiront aucune gêne due au patch. Il existe deux types d'aiguilles utilisées dans les MNP, les premières sont des aiguilles non solubles dans l'eau en métal, en céramique ou en polymère , et les secondes sont des aiguilles solubles dans l'eau en saccharides ou en polymères solubles.

Les MNP peuvent également être conçus pour délivrer des molécules dans d'autres tissus. Parmi ceux qui étaient en cours de développement en 2018 figurent les surfaces internes telles que la bouche, le vagin, le tube digestif et la paroi vasculaire, ainsi que les surfaces externes telles que la peau, les yeux, les ongles, l'anus et le cuir chevelu.

Comme mentionné précédemment, les MNP permettent une administration plus efficace que l'administration topique ou orale. Dans une étude sur l'administration de médicaments, les chercheurs souhaitent obtenir des concentrations maximales (C _max ) plus rapides dans les MNP par rapport aux autres méthodes. L'étude montre que les MNP atteignent leur concentration maximale en 20 minutes seulement (t _max ), tandis que l'administration orale atteint sa concentration maximale en une heure. De plus, la C _max des MNP est jusqu'à six fois supérieure à celle de l'administration orale. En accélérant l'administration, le corps obtient la plus grande concentration de médicaments prévus. Cette valeur n'est égalée qu'avec l'injection directe, mais dans le cas de traumatismes cutanés et de personnes souffrant de phobie des aiguilles, les MNP pourraient être une alternative pour atteindre à peu près le même temps et la même concentration.

Afin d'obtenir une administration locale plus directe, les MNP peuvent être utilisés dans différents tissus autres que la peau. Dans le tableau 1 , il y a au moins cinq surfaces internes sur lesquelles les MNP ont été étudiés pour leur administration et quatre autres surfaces externes autres que la peau.

Il existe de nombreux types de micro-aiguilles qui se distinguent par leur forme et d'autres caractéristiques. Les types comprennent : les MNP solubles, les MNP solides non solubles et les MNP creux. Différents MNP peuvent être choisis en fonction de la situation et des propriétés du médicament.

L'un des types de MNP est constitué d'aiguilles hydrosolubles fabriquées à partir de polymères solubles ou de saccharides. Cependant, les aiguilles solubles ne peuvent pas délivrer efficacement les médicaments à la couche cutanée. La concentration maximale du médicament ne peut pas être transportée jusqu'à la peau, car les aiguilles se dissoudraient au préalable. Heureusement, les chercheurs ont développé une couche de support insoluble dans l'eau, ce qui permet à l'aiguille de durer plus longtemps dans l'environnement du corps humain. Cette conception permet une délivrance efficace de plus de 90 % du médicament dans les 5 minutes suivant l'application des MNP sur la peau.

Outre les MNP solubles, les aiguilles peuvent également être fabriquées en métal ou en céramique qui ne se dissolvent pas dans l'environnement corporel. Ces aiguilles à médicament revêtues peuvent délivrer une concentration constante de médicaments sans que les aiguilles ne se dissolvent dans le corps. Ce type de MNP a de meilleures performances, mais comparé aux MNP solubles, les MNP en métal ou en céramique sont la version plus ancienne des MNP. Même si les patchs sont petits, les MNP en métal ou en céramique peuvent entraîner plusieurs problèmes de déchets. Le recyclage du métal et de la céramique est très difficile, car la quantité est très faible pour surmonter le coût du recyclage. C'est pourquoi les chercheurs tentent de développer des MNP solubles avec des caractéristiques et des performances d'administration de médicaments similaires aux MNP non solubles.

Parmi tous les MNP, les aiguilles creuses permettent une plus grande quantité d'administration jusqu'à 200 μL. Le mécanisme imite le fonctionnement d'une seringue hypodermique, mais la fabrication est difficile et complexe. Les aiguilles creuses introduisent une défaillance potentielle si l'insertion est incorrecte. C'est pourquoi, parmi les autres, les MNP creuses sont les moins populaires en raison du processus complexe de fabrication et d'application.

1. Les MNP peuvent perforer la surface de la peau, permettant ainsi un début rapide de contournement du médicament directement dans les capillaires dermiques.
2. Sans douleur.
3. Peut être localisé pour fournir un accès direct aux tissus visés.
4. Moins dépendant du personnel médical qualifié, car les MNP peuvent être administrés en toute sécurité par le patient lui-même.
5. Certains médicaments ont une faible solubilité dans l'eau, les médicaments et composés insolubles MNP peuvent être directement « injectés » dans la couche dermique. L'administration transdermique de médicaments insolubles est ainsi encore améliorée.
6. Plus de sécurité par rapport à la méthode de l'aiguille et de la seringue (piqûre d'aiguille). Moins de déchets, élimination de la transmission des agents pathogènes et des blessures. Au moins 300 000 blessures liées aux piqûres d'aiguille se produisent chaque année aux États-Unis, l'élimination contribuant à près de la moitié des blessures.

La vaccination par micro-aiguilles pourrait être une alternative à l'injection directe. Capables de délivrer des molécules plus grosses que les patchs transdermiques, les micro-aiguilles peuvent également délivrer des molécules bioactives de tailles physiques différentes. Cela signifie que le virus ou l'agent pathogène inactif peut être introduit dans le corps sans gêne ni irritation cutanée dues à l'injection conventionnelle. Il est également possible de réduire le coût du stockage qui doit généralement être transporté à une température et dans des conditions particulières. Mark Prausnitz , co-développeur de la micro-aiguille, a déclaré sur le site Web cdc.gov : « L'un des principaux avantages du patch à micro-aiguilles serait la facilité d'administration. » Les micro-aiguilles sont petites et fines par rapport aux flacons, ce qui permet de les transporter en quantités massives en un seul voyage. Les déchets médicaux tels que les seringues et les aiguilles sales sont également éliminés, ce qui réduit la possibilité de transmission d'agents pathogènes de maladies transmises par le sang dans les zones rurales.

Dans une étude, les MNP enrobés contre la rougeole pourraient être résistants à des températures plus élevées que le transport en flacon. Une résistance à des températures plus élevées est un pari sûr dans les pays à faible revenu, où il n'y a pas ce luxe de réfrigération. De plus, la distribution du vaccin est contrôlée par les MNP. Il est donc moins nécessaire de faire appel à des professionnels de la santé hautement qualifiés dans les pays en développement pour appliquer le vaccin. Cependant, l'étude sur le vaccin contre la rougeole à base de MNP est toujours en cours de développement, mais ouvre des possibilités à l'avenir pour d'autres types de vaccins

Les traitements cutanés, notamment les agents blanchissants pour le visage et les sérums contre les cernes, peuvent également être incorporés aux MNP. Sa propriété localisée améliore l'effet blanchissant de la peau sur la zone du visage. Même sur un point très spécifique comme les cernes. En mesurant l'indice de mélanine (pigment foncé ou noir présent sur la peau), les sujets traités avec des agents blanchissants enrobés de MNP présentent un indice de mélanine inférieur à celui du groupe d'essences blanchissantes (topiques). Le traitement dure huit semaines et le résultat montre que les MNP pourraient être un vecteur cosmétique prometteur car ils n'entraînent pas d'irritation cutanée et peuvent être conçus pour localiser ou des parties spécifiques du corps.

Les MNP peuvent provoquer une irritation cutanée chez les personnes à la peau sensible. La majorité des études montrent que les MNP n'irritent pas la peau. En particulier pour les MNP creux, les aiguilles moins rigides peuvent provoquer une perforation inutile de la couche externe de la peau et peuvent provoquer un traumatisme cutané et restreindre l'efficacité et le flux des médicaments vers le corps.

Étant donné que la plupart des applications des MNP sont encore en cours de développement, il est important de noter l'effet à long terme de l'efficacité des administrations de médicaments. En outre, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour obtenir des informations sur les molécules qui peuvent être administrées à l'aide des MNP. L'élimination est également un sujet important, car le petit support en plastique peut contribuer à la pollution de l'eau, sachant que sa taille compacte peut être facilement emportée par le vent et l'eau sans élimination appropriée.

Un patch transdermique est classé par la Food and Drug Administration des États-Unis comme un produit combiné , constitué d'un dispositif médical associé à un médicament ou à un produit biologique que le dispositif est conçu pour délivrer. Avant d'être commercialisé aux États-Unis, tout produit de patch transdermique doit faire l'objet d'une demande d'approbation de la Food and Drug Administration, qui doit démontrer sa sécurité et son efficacité pour l'usage auquel il est destiné.