ระบบการนำส่งยาผ่านผิวหนังเป็นวิธีการขนส่งยาผ่านแนวกั้นผิวหนัง ผิวหนังเป็นอวัยวะที่ใหญ่ที่สุดของร่างกายและมีเป้าหมายหลักคือการปกป้องร่างกายจากภัยคุกคามทางเคมี ความร้อน รังสี และจุลินทรีย์ อย่างไรก็ตาม ผิวหนังไม่ได้กันน้ำได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้มีการแลกเปลี่ยนก๊าซ ความร้อน และของเหลวจากสภาพแวดล้อมภายนอกได้^{[ 3 ]}

เพื่อป้องกันการบาดเจ็บจากภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผิวหนังจึงประกอบด้วยหลายชั้น โดยชั้นที่เห็นได้ชัด 3 ชั้น ได้แก่ชั้นหนังกำพร้าชั้นหนังแท้และชั้นใต้ผิวหนังหรือไฮโปเดอร์มิส ชั้นล่างสุดคือไฮโปเดอร์มิส ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อไขมันถัดมาคือชั้นหนังแท้ ซึ่งเป็นชั้นหนา 3-5 มม. ประกอบด้วยโปรตีนเส้นใย เจลระหว่างเส้นใย เกลือ และน้ำ ชั้นหนังกำพร้าเป็นชั้นบนสุดของผิวหนังและเป็นจุดที่การสร้างหลอดเลือดสิ้นสุดลง เนื่องจากไม่มีหลอดเลือด การถ่ายเทของของเหลว สารอาหาร และของเสียผ่านชั้นหนังกำพร้าจึงเกิดขึ้นผ่านทางรอยต่อระหว่างชั้นหนังกำพร้าและชั้นหนังแท้^{[ 4 ] [ 5 ]}ชั้นหนังกำพร้ายังแบ่งออกเป็น 5 ชั้น จากชั้นในสุดไปชั้นนอกสุด ได้แก่ ชั้นเจอร์มิเนทีฟ ชั้นสไปนัส ชั้นแกรนูลาร์ ชั้นลูซิด และชั้นสตราตัมคอร์เนียม ส่วนใหญ่ของหนังกำพร้าประกอบด้วยคอร์นีโอไซต์ซึ่งพัฒนามาจากการเพิ่มจำนวน การแบ่งตัว และการสร้างเคราตินของเคราติโนไซต์เซลล์ผิวหนังพื้นฐานเหล่านี้จะสร้างใหม่อย่างต่อเนื่องเมื่อเคลื่อนตัวขึ้นไปสู่ผิวด้านบน^{[ 3 ] [ 5 ]}ชั้นสตราตัมคอร์เนียมเป็นชั้นที่มีความหนา 10-15 ไมโครเมตร ประกอบด้วยคอร์นีโอไซต์ที่ตายแล้วซึ่งอุดมไปด้วยเคราติน อัดแน่นอยู่ภายในเมทริกซ์ที่อุดมไปด้วยไขมัน มักถูกอธิบายและแสดงภาพเป็นโครงสร้างแบบอิฐและปูน^{[ 5 ]}

การแทรกซึมของชั้นเคราตินถือเป็นความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดของ TDD เนื่องจากโครงสร้างเซลล์ที่แน่นหนา จึงเป็นอุปสรรคที่จำกัดอัตราการดูดซึมยา ดังนั้นจึงมีการสำรวจวิธีการแทรกซึมของชั้นเคราตินหลายวิธี วิธีการทั่วไปสองวิธี ได้แก่ การส่งยาผ่านทางช่องว่างระหว่างเซลล์และทางผ่านเซลล์ การส่งยาผ่านทางช่องว่างระหว่างเซลล์แบบอ้อมนั้นพยายามหลีกเลี่ยงเซลล์เคราตินโดยการขนส่งโมเลกุลผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ที่มีไขมันสูงระหว่างเซลล์ ส่วนการส่งยาผ่านเซลล์นั้นพยายามขนส่งโมเลกุลโดยตรงผ่านเซลล์ของชั้นเคราติน ในวิธีนี้ โมเลกุลต้องเดินทางผ่านทั้งเซลล์เคราตินและช่องว่างไขมันระหว่างเซลล์ วิธีที่เลือกใช้นั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของสารประกอบที่ขนส่ง อย่างไรก็ตาม การส่งยาผ่านทางช่องว่างระหว่างเซลล์เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด ดังนั้น อุปสรรคไขมันระหว่างเซลล์จึงเป็นหัวข้อของการวิจัยเพื่อให้เข้าใจมากขึ้นถึงวิธีการพัฒนากลไกการขนส่งโมเลกุลผ่านชั้นเคราติน^{[ 3 ] [ 5 ]}

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากการใช้ยาบำบัดผ่านทางผิวหนังเพิ่มมากขึ้น จึงมีการสำรวจเทคนิคต่างๆ เพื่อปรับปรุงการซึมผ่านชั้นหนังกำพร้า โดยวิธีการหลักสองวิธีในการสำรวจคือกลไกการเพิ่มการซึมผ่านทางเคมีและทางกายภาพ^{[ 6 ]}

ตารางด้านล่างนี้สรุปภาพรวมโดยย่อของวิธีการเจาะทะลุทางกายภาพ

ลักษณะทางเคมีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งยา ได้แก่ การรวมการก่อตัวของเกลือ คู่ยา-ไอออน สารผสมยูเทคติก สารเพิ่มการซึมผ่านทางเคมี และการใช้เวสิเคิลไลโปโซม [ ^{13 ] เวสิ}เคิลแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการจับคู่กับเทคนิคการซึมผ่านทางกายภาพในปัจจุบันเพื่อปรับปรุงการซึมผ่านของยาอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 2 ] [ 14 ] [ 15 ]}

เทอร์พีนเป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นสารเพิ่มการซึมผ่าน ที่มีประสิทธิภาพ พวกมันทำหน้าที่ในอินวาโซมโดยการทำลายโครงสร้างฟอสโฟลิปิดที่แน่นของชั้นเคราติน ทำให้ความสามารถในการซึมผ่านของช่องว่างระหว่างเซลล์เพิ่มขึ้น^{[ 1 ]}

เช่นเดียวกับเทอร์พีน เอทานอลยังแสดงให้เห็นว่าสามารถรบกวนโครงสร้างไขมันของชั้นเคราติน รวมถึงทำให้ชั้นฟอสโฟลิปิดสองชั้นของอินวาโซมหลวมลง เอทานอลยังทำให้ไขมันอ่อนตัวลง ซึ่งเพิ่มความยืดหยุ่นของอินวาโซม ทำให้พวกมันสามารถแผ่ราบเพื่อเดินทางผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ที่แคบของผิวหนังได้^{[ 16 ]}

พบว่าเทอร์พีนและเอทานอลทำให้โครงสร้างฟอสโฟลิปิดของอินวาโซมคลายตัว ทำให้เทอร์พีนและสารละลายเอทานอลบางส่วนรั่วไหลออกจากอินวาโซมได้ นอกจากนี้ยังแยกไขมันของชั้นเคราตินออกจากกันด้วย อินวาโซมที่มีขนาดเล็กและยืดหยุ่นกว่าจึงสามารถเดินทางระหว่างเซลล์ได้ โดยผ่านชั้นเคราตินไปยังชั้นเซลล์ที่มีชีวิตซึ่งยาจะถูกปล่อยออกมาและเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต ดังนั้น เทอร์พีนและเอทานอลจึงทำงานร่วมกันเพื่อสลายฟอสโฟลิปิดของอินวาโซมที่พวกมันอาศัยอยู่เพื่อให้สามารถผ่านเข้าไปได้ รวมทั้งคลายเมทริกซ์เซลล์ที่แน่นของชั้นเคราติน ทำให้อินวาโซมที่ยืดหยุ่นอยู่แล้วมีความสามารถในการแทรกซึมเพิ่มขึ้น^{[ 16 ] [ 17 ]}

ในระหว่างการกระจายตัวของไขมัน จะมีการเติมไขมันและตัวทำละลายอินทรีย์พร้อมกับยาที่เลือก จากนั้นสารละลายจะถูกกวนด้วยเครื่องปั่นเหวี่ยงและใช้คลื่นเสียงเป็นเวลาห้านาที เติม PBS ลงในสารละลายพร้อมกับการกวนด้วยเครื่องปั่นเหวี่ยงเพิ่มเติม จากนั้นใช้บัฟเฟอร์ที่เป็นน้ำเพื่อให้ความชุ่มชื้นแก่ส่วนผสม การบวมตัวโดยธรรมชาติของไขมันจะสร้างเวสิเคิลอินวาโซม ซึ่งในที่สุดจะถูกใช้คลื่นเสียง ทำแห้งแบบเยือกแข็งและผ่านกระบวนการอัดรีดด้วยแรงดันสูง^{[ 18 ]}

ระหว่างการให้ความชุ่มชื้นแบบฟิล์มบาง หรือที่เรียกว่าวิธีการฟิล์มแบบดั้งเดิม^{[ 16 ]}จะมีการเติมไขมันและยาลงในเอทานอลแล้วใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิก จากนั้นใช้เครื่องระเหยแบบหมุนเพื่อทำให้ส่วนผสมแห้ง และใช้ก๊าซไนโตรเจนเพื่อกำจัดตัวทำละลายตกค้างที่เป็นอันตราย ฟิล์มไขมันบางที่ได้จะถูกให้ความชุ่มชื้นโดยใช้PBSและหลังจากทำให้เย็นลงแล้ว จะเติมส่วนผสมของเทอร์พีนเพื่อสร้างอินวาโซม สุดท้าย สารละลายอินวาโซมจะถูกกวนด้วยเครื่องปั่นเหวี่ยงและใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิก^{[ 18 ]}

อินวาโซมได้รับการพิจารณาในการใช้งานที่หลากหลาย นอกเหนือจากเครื่องสำอางแล้ว ยังกำลังกลายเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยด้านเภสัชกรรมและการส่งยามากขึ้นเรื่อยๆ พื้นที่การใช้งานรวมถึงการส่งมอบยา ต้าน ภูมิคุ้มกันยาต้านมะเร็ง ยารักษาสิว ยาคุมกำเนิดยา รักษา ภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศยาลด ความดันโลหิต ยารักษา ผมร่วงและยาต้านโรคจิต^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

อินวาโซมสามารถใช้ร่วมกับวิธีการนำส่งยาผ่านผิวหนังเพื่อกำหนดเป้าหมายไปยังเกราะป้องกันผิวหนังได้ ตัวอย่างของเทคนิคเหล่านี้ ได้แก่แผ่นแปะผิวหนังเข็มขนาดเล็กและครีม

แผ่นแปะทรานส์เดอร์มอลเป็นแผ่นแปะยาที่สามารถติดบนผิวหนังได้ เมื่อเปรียบเทียบกับเข็มฉีดยาแบบดั้งเดิมและวิธีการให้ยาทางปาก แผ่นแปะช่วยให้สามารถควบคุมการปลดปล่อยยาผ่านผิวหนังได้โดยใช้กลไกการปลดปล่อยในตัวที่ช่วยให้ยาที่กักเก็บไว้ถูกปล่อยออกมา นอกจากนี้ แผ่นแปะยังสามารถใช้ร่วมกับเข็มขนาดเล็กเพื่อเพิ่มการดูดซึมยาได้^{[ 21 ]}

เข็มขนาดเล็กเป็นชุดเข็มที่มีการบุกรุกน้อยที่สุดซึ่งหลีกเลี่ยงชั้นหนังกำพร้า เข็มเหล่านี้มีความยาวตั้งแต่ไม่กี่ไมโครเมตรจนถึง 2000 ไมโครเมตร โดยเข็มมีหลายรูปแบบ ได้แก่ แบบแข็ง แบบเคลือบ แบบละลายได้ แบบกลวง และแบบสร้างไฮโดรเจล^{[ 22 ] [ 23 ]}

ครีมทางการแพทย์ถูกใช้มานานหลายศตวรรษเนื่องจากมีความเรียบง่าย เตรียมง่าย และใช้งานง่าย เป็นสูตรกึ่งแข็งที่ผ่านการบำบัดทางการแพทย์สำหรับการส่งยาเฉพาะที่ประโยชน์ของครีม ได้แก่ การเพิ่มความร่วมมือของผู้ป่วยและการหลีกเลี่ยงการเผาผลาญครั้งแรก^{[ 24 ] [ 25 ]}