2026年7月7日
USP <1724> 經皮吸收試驗在 IVRT 與 IVPT
之全方位應用
一、IVRT 與 IVPT 法規定位與核心概念比較
體外釋放試驗（IVRT）與體外穿透試驗（IVPT）在藥物研發、處方篩選、製程放大變更（SUPAC-SS）以及學名藥生物相等性（BE）評估中扮演著互補且關鍵的角色：
評估維度 | 體外釋放試驗（IVRT, In Vitro Release Testing） | 體外穿透試驗（IVPT, In Vitro Permeation Testing） |
法規核心章節 | USP <1724>、US FDA IVRT Guidance (2022/2023)、EMA Topical Guideline | USP <1724>（原則性參考）、US FDA IVPT Guidance (2022/2023)、OECD 428 |
主要評估目的 | 評估 API 自基劑釋放至相鄰界面之熱力學速率（Q3 微觀結構評價） | 模擬 API 穿透生理皮膚障壁（角質層/表皮/真皮）之動態通量與吸收 |
屏障介質（Barrier） | 惰性合成微孔膜（無釋放阻限作用，如 PES、PVDF、PTFE、Nylon） | 離體生物皮膚組織（Ex vivo 人體切片皮、豬耳皮等） |
動力學擬合模型 | Higuchi 平方根動力學方程：Q = R * 根號(t) | 非穩態至穩態通量動力學（Fick 第一/第二 擴散定律） |
關鍵評估參數 | 釋放速率（Release Rate, R 斜率）、線性相關係數（R2 大於等於 0.97） | 最大通量（Jmax）、達峰時間（Tmax）、延遲時間（Tlag）、累積穿透量（AUC） |
試驗持續時間 | 通常為 4 至 6 小時（短時間、多點取樣） | 通常為 24 至 48 小時（長時間連續監測） |
取樣時間點 | 4 至 6 個點（如 0.5, 1, 2, 4, 6 小時） | 8 至 12 個點以上（如 1, 2, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 36, 48 小時） |
給藥劑量模式 | 非耗盡無限劑量（Infinite Dose）（確保熱力學活度恆定） | 臨床模擬有限劑量（Finite Dose）（通常約 5 至 15 mg/cm2） |
變更與豁免申請 | 主要用於 SUPAC-SS 變更、批次放行檢驗與 Q3 相似性比對 | 用於取代/支持臨床終點 BE 試驗，作為體外生物等效性核心數據 |
二、USP <1724> 標準設備模組在 IVRT 與 IVPT 之對應與設定
USP <1724> 規範的三種擴散裝置在 IVRT 及 IVPT 上的設定差異：
Model A: 垂直擴散池 (VDC / Franz Cell) : IVRT 標準首選 / IVPT 絕對主流 (手動/自動)
Model B: 浸入池 (Immersion Cell): 適用既有 USP 2 溶離儀進行 IVRT
Model C: 流通池 (Flow-Through Cell) : 難溶性 API 之 IVRT / 連續流動 IVPT
Model A：垂直擴散池（Vertical Diffusion Cell, VDC / 俗稱 Franz Cell）
在 IVRT 應用：
構造與規格：受體室容量標準為 5 mL、7 mL 或 12 mL；孔徑擴散面積通常為 0.64 cm2（直徑 9 mm）或 1.77 cm2（直徑 15 mm），幾何容差嚴格限制在 ±5.0% 以內。
配置方式：供體室加裝防蒸發蓋（防止溶劑揮發改變 API 濃度）。
在 IVPT 應用：
構造與規格：底層受體室多採用夾套水浴或乾熱恆溫模組；夾持具必須配備均勻彈簧夾或螺紋固定圈，防止皮片邊緣組織受過度擠壓損壞，亦不可發生側漏。
配置方式：供體室通常保持開放（Unoccluded）以模擬臨床擦拭後皮膚表面水分蒸發過程，或依處方說明特定加蓋（Occluded）。
Model B：浸入池（Immersion Cell）
在 IVRT 應用：適用於既有 USP Apparatus 2（槳法溶離儀）的實驗室。搭配 150 至 200 mL 平底玻璃溶離杯。透過可調容積的聚四氟乙烯（PTFE）柱塞精準控制樣品深度，廣泛應用於批次釋放檢驗。
在 IVPT 應用：因樣品槽倒置且受體體積過大（易導致生物皮膚穿透微量 API 被過度稀釋而低於檢驗極限），極少用於 IVPT。
Model C：流通池（Flow-Through Cell）
在 IVRT 應用：基於 USP Apparatus 4 原理，利用高精度無脈衝活塞泵（流速通常為 4、8、16 mL/min）持續將介質送入槽體，適用於極難溶性 API 或需要模擬特定生理流速流動條件之劑型。
在 IVPT 應用：微流控（Microfluidic）流通式經皮擴散池可模擬真皮層微血管連續血流之清除效應，能有效維持超低濃度 API 的漏槽條件。
三、關鍵實驗參數與技術規格控制矩陣
樣品層: 軟膏/乳膏/貼片: 給藥面 (IVRT: 無限劑量 / IVPT: 5-15 mg/cm2)
屏障層: 合成微孔膜 OR 離體皮膚，溫控目標: 32.0°C ± 1.0°C (生理體表):介面 (嚴禁氣泡 Bubble-Free)受體室: 脫氣緩衝液 (磁力攪拌)]，恆溫槽設定: 32.0°C ± 0.5°C，攪拌: 100-1000 rpm
屏障介質準備與品質控制：
IVRT（微孔膜評估）：
材質選擇：PES（聚醚碸）、PVDF、PTFE、Nylon 等，標準孔徑通常為 0.45 um。
評估要件：膜不得對 API 產生物理或化學吸附（吸附回收率需在 95.0% 至 105.0% 範圍內），且接觸介質與基劑後不得發生外觀破損、變形或溶出干擾物。
預處理（Pre-conditioning）：需完全浸潤於受體介質中達規定時間（如 30 分鐘），徹底排出孔隙氣泡。
IVPT（離體皮膚屏障完整性驗證）：
組織來源：常用人體腹部/背部手術切片皮（皮層厚度通常修飾至 Dermatomed skin 約 200 至 500 um）或冷凍解凍之豬耳皮膚。
屏障完整性確效（Barrier Integrity Verification）：試驗前必須進行經皮水分散失（TEWL）檢測、跨皮電阻（TER, Transepithelial Electrical Resistance）測定或氚水穿透測試。電阻值過低（如小於 10 kΩ·cm2）或 TEWL 異常偏高之皮片必須剔除。
受體介質（Receptor Solution）設計原則：
漏槽條件（Sink Condition）：在整個試驗週期結束時，受體介質內之 API 濃度不得超過其飽和溶解度的 30%。
化學穩定性與防腐：
常用 pH 5.5 至 7.4 磷酸鹽或生理鹽水緩衝液（PBS）。
IVPT 長時間試驗（24 至 48 小時）：需額外添加抑菌劑（如 0.01% 至 0.02% 疊氮化鈉 NaN3 或抗生素混合物），防止皮膚組織腐敗自溶。
對於親脂性極強之難溶藥物，經方法學驗證後可添加界面活性劑（如 0.1% 至 2.0% SLS、Tween-20、Brij）或添加 0.5% 至 5.0% 胎牛血清白蛋白（BSA），以維持漏槽條件，但不可破壞角質層結構。
溫控與流體攪拌（Thermal & Fluid Dynamics）：
溫度規範：
受體介質水浴/乾熱系統：32.0°C ± 0.5°C。
膜表面或角質層表面：即時溫度必須恆定在 32.0°C ± 1.0°C（黏膜/深層組織模擬為 37.0°C ± 0.5°C）。
攪拌轉速與流場：轉速範圍通常在 100 至 1000 rpm（常用 200 至 600 rpm，精度 ±2.0 rpm）。磁力攪拌子必須精準置於垂直擴散池底部中心，避免渦流或紊流衝擊膜底部。
零氣泡機制（Bubble-Free Sampling Arm）：取樣支管需採特定傾斜斜角與排氣結構設計，避免氣泡滯留於膜下方遮蔽有效擴散面積。
自動化取樣與等溫等容補液：
精度要求：注射泵（Syringe Pump）取樣體積誤差需小於等於 ±1.0%。
等溫等容回補：取樣後立即自預熱儲液槽以等體積回補同溫度（32.0°C）之新鮮介質，嚴禁直接回補室溫介質導致局部熱震盪。
IVPT:全取全補
IVRT:全取全補 ;部分取部分補
四、數據分析、動力學模型與統計判定規範
1. IVRT 數據處理與判定（Higuchi 模型與 SUPAC-SS）
Higuchi 動力學方程： Q = R * 根號(t)
Q：單位膜面積累積釋放量（單位：ug/cm2）。
R：釋放速率（Release Rate，回歸斜率，單位：ug/cm2 / 根號小時）。
t：試驗時間（小時）。
系統適用性要求（SST）：
線性決定係數：各池線性回歸 R2 大於等於 0.97。
批內變異度：同批次 6 個擴散池釋放速率之相對標準差（%RSD）必須小於等於 10.0%。
生物相等性比對（90% 信賴區間檢驗）：
比對受試品（T, Test）與參比品（R, Reference）。
取各 6 槽（共 12 槽）或兩組各 12 槽，計算兩兩配對比值（共 36 或 144 個比值）。
採用 Mann-Whitney / Wilcoxon 非母數排序檢定法計算釋放速率比值（T/R）之 90% 信賴區間。
合格標準：90% 信賴區間必須完全落在 75.00% 至 133.33% 範圍內。
2. IVPT 數據處理與生物等效性參數（非室模型通量動力學）
動態通量（Flux, J）計算： J = ΔQ / (Δt * A)
ΔQ：特定取樣間隔內穿透之藥物量（ug）。
Δt：取樣時間間隔（h）。
A：皮膚有效暴露面積（cm2）。
關鍵藥動學等效評估指標：
1. 最大通量（Jmax）：整個試驗過程中所量測到之最高穿透通量值。
2. 達峰時間（Tmax）：達到最大通量所需之時間。
3. 延遲時間（Tlag）：穩態通量外推至時間軸截距，反映藥物穿透角質 層所需建立穩態濃度梯度之時長。
4. 累積穿透暴露量（AUC 0-t）：特定時間內通量對時間的積分曲線下面積。
統計比對原則：針對 Jmax 及 AUC 取對數轉換（Log-transformation），比對 90% 信賴區間落在 80.00% 至 125.00% 之生物等效性公認區間。
五、完整法規驗證體系：Q1 / Q2 / Q3 與 21 CFR Part 11 合規
品質特異性（Q1 / Q2 / Q3）驗證體系：
Q1（Qualitative Sameness）：受試製劑與參比製劑（RLD）含有完全相同之主成分與非活性賦形劑。
Q2（Quantitative Sameness）：受試製劑中各賦形劑濃度與 RLD 相比，差異必須在 ±5.0% 以內。
Q3（Microstructural Sameness）：確認兩者具備相同之微觀排列結構，必須綜合比對：
流變學參數（剪切黏度、降伏應力 Yield Stress、觸變性 Thixotropy、黏彈性模數 G' 與 G''）。
微觀物理態（結晶型態、粒徑分佈 Particle Size Distribution、多晶型 Polymorphism、pH 值、比重）。
IVRT 釋放速率比對（作為物理微觀釋放特性的最終體外確效指標）。
儀器硬體與資料完整性（Data Integrity）法規要求：
軟硬體合規規範：完全符合 FDA 21 CFR Part 11 及 ALCOA+ 資料完整性標準。
稽核追蹤日誌（Audit Trail）：不可篡改的時間戳記記錄，完整記錄參數修改前後數值、各孔溫度日誌、取樣時間及使用者帳號。
使用者權限控管：具備管理員（Admin）、技術員（Tech）、操作員（Operator）等三級以上獨立密碼與權限防護。
確效文件支持：原廠需提供完整 DQ（設計確認）、IQ（安裝確認）、OQ（操作確認）與 PQ（性能確認）標準確效驗證文件。
六、 勤瑋科技觀點
在現行經皮吸收與半固體外用製劑的國際申報法規趨勢下，單純依賴終點釋放檢測已不足以滿足 TFDA、US FDA 及 EMA 的審查要求。IVRT 著重於「微觀製程的一致性評估（Q3）」，而 IVPT 則直指「臨床體外生物等效性（BE）替代」。一套合格的經皮吸收系統，其核心技術門檻在於高精度無氣泡排氣流路、微量無脈衝等溫補液，以及符合 21 CFR Part 11 的數據完整性。勤瑋科技致力於引進符合 USP <1724> 標準的垂直擴散系統，從初期的合成膜與皮膚屏障方法開發，到後期的 IQ/OQ 確效與統計分析，提供完整的技術服務。
七、參考文獻與來源
USP <1724> — Semisolid Drug Products — Performance Tests.
US FDA Guidance for Industry (2022/2023 Draft/Final) — In Vitro Release Test (IVRT) and In Vitro Permeation Test (IVPT) Studies for Topical Drug Products Submitted in ANDAs.
US FDA SUPAC-SS Guidance for Industry (1997) — Nonsterile Semisolid Dosage Forms: Scale-Up and Post-Approval Changes: Chemistry, Manufacturing, and Controls; In Vitro Release Testing and In Vivo Bioequivalence Documentation.
EMA Guideline (2018 Draft) — Guideline on Quality and Equivalence of Topical Products (CHMP/QWP/708282/2018).
OECD Test Guideline 428 — Skin Absorption: In Vitro Method.
中華藥典第九版（Taiwan Pharmacopoeia 9th Ed.） — 一般檢查法：半固體製劑性能評估指導原則。
