The effects of skin disease on the penetration kinetics of hydrocortisone through canine skin in vitro

Authors


  • Sources of Funding
    This study was funded by the Australian Research Council and Dermcare-Vet Pty Ltd.

  • Conflict of Interest
    No conflicts of interest have been declared.

Liisa A. Ahlstrom, Faculty of Veterinary Science, The University of Sydney, Camperdown, NSW 2006, Australia. E-mail: liisa.ahlstrom@sydney.edu.au

Abstract

This study investigated the effects of allergic skin disease on the penetration kinetics of hydrocortisone through canine skin in vitro. Full-thickness lesional and nonlesional (normal) skin was removed from the dorsal lumbosacral and dorsocaudal thoracic regions, respectively, of five canine cadavers. The dogs were suspected of having flea allergy dermatitis based on their distribution and types of skin lesions. Nonlesional skin was confirmed to be histologically normal, and the histopathology of the lesional skin was consistent with allergic dermatitis. Excised skin was clipped, mounted in Franz-type diffusion cells, and the transdermal penetration of a saturated, radiolabelled hydrocortisone solution was measured over 30 h. When the penetration data for all five dogs were pooled, a restricted (or residual) maximal likelihood mixed model predicted that the permeability coefficient and pseudosteady-state flux of hydrocortisone was more than twice as great (95% confidence interval 1.55–2.71 times as great; < 0.0001) through lesional compared with nonlesional skin. There was no significant difference in the lag time for hydrocortisone penetration through lesional compared with nonlesional skin of the dogs. This study has confirmed that the transdermal penetration of hydrocortisone may be altered, typically increased twofold, but could be as high as 10-fold, through lesional compared with nonlesional skin of dogs with suspected flea allergy dermatitis. This is likely to be affected by variables such as disease severity, concurrent infections and interindividual differences in skin characteristics.

Résumé

Cette étude porte sur les effets des dermatoses allergiques sur la cinétique de pénétration de l’hydrocortisone à travers la peau canine in vitro. L’épaisseur totale de la peau lésionnelle et non-lésionnelle (normale) des zones dorsale lombo-sacrée et thoracique dorso-caudale, a été respectivement prélevée sur cinq cadavres de chiens (A-E). Compte-tenu de la distribution et des types de lésions cutanées, les chiens étaient suspectés d’être allergiques aux piqûres de puces (FAD). La peau non-lésionnelle a été confirmée comme histologiquement normale et l’histopathologie de peau lésionnelle était compatible avec une dermatite allergique. La peau excisée était tondue puis introduite dans des cellules de diffusion de Franz et la pénétration transdermique d’une solution d’hydrocortisone marquée et saturée était mesurée pendant 30 h. Lorsque les données de pénétration pour les cinq chiens ont été réunies, un modèle mixte de vraisemblance maximum restreinte (ou résiduelle), prédisant le coefficient de perméabilité (kP) et le flux d’état pseudo-stationnaire (JSS) de l’hydrocortisone, était plus de deux fois supérieur (95 % CI: 1.55 à 2.71 fois aussi grand; P < 0.0001) à travers la peau lésionnelle comparéà la peau non-lésionnelle. Il n’y avait aucune différence significative de période de latence (tlag) pour la pénétration de l’hydrocortisone entre la peau canine lésionnelle et non-lésionnelle. Cette étude a confirmé que la pénétration transdermique de l’hydrocortisone peut être modifiée, typiquement doublée, mais pourrait être augmentée jusqu’à dix fois, à travers la peau lésionnelle comparée à la peau non-lésionnelle de chiens suspects de FAD. Ceci est susceptible d’être modifié par des variables telles que la sévérité de la maladie, les infections concourantes et les différences individuelles de caractéristiques cutanées.

Resumen

Este estudio investigó los efectos de la enfermedad alérgica de la piel en la cinética de la penetración de la hidrocortisona a través de piel canina in vitro. Biopsias del grosor total de la piel de zonas con lesiones y sin lesiones fueron obtenidas de las regiones dorsal lumbosacra y torácica dorsocaudal, respectivamente, de cinco cadáveres caninos (A - E). Los perros eran sospechosos de tener dermatitis alérgica por pulgas (FAD) basado en la distribución y tipos de lesiones de piel. La piel de áreas sin lesiones fue confirmada como normal por histología y la histopatología de la piel de lesiones era compatible con dermatitis alérgica. La piel obtenida fue cortada, montada en células de difusión de tipo Franz y la penetración transdermal de una solución saturada de hidrocortisona marcada radioactivamente, se midió a lo largo de 30 horas. Cuando se agruparon los datos de la penetración para los cinco perros, un modelo mixto de máxima probabilidad restringida (o residual) predijo que el coeficiente de la permeabilidad (kP) y flujo del estado pseudo-constante (JSS) de la hidrocortisona era más de dos veces mayor (95% CI: 1,55 a 2,71 veces tan alto; P < 0,0001) en zonas de lesiones comparado con la piel de zonas sin lesiones. No había diferencia significativa en el tiempo de retraso (tretraso) para la penetración de la hidrocortisona con lesiones comparada con la piel de zonas sin lesiones de los perros. Este estudio ha confirmado que la penetración transdermal de la hidrocortisona se puede alterar, típicamente aumentada el doble, pero podría ser tan alto como diez veces, en zonas con lesiones comparado con la piel sin lesiones de perros con sospecha de FAD. Esta permeabilidad podría ser afectada por variables tales como severidad de la enfermedad, infecciones concurrentes y diferencias interindividuales en las características de la piel.

Zusammenfassung

Diese Studie untersuchte die Auswirkungen allergischer Hauterkrankung auf die Penetrationskinetik von Hydrocortison durch Hundehaut in vitro. Bei fünf toten Hunden wurden alle Schichten veränderter und unveränderter (normaler) Haut aus der dorsalen Lumbosakralgegend und dorsokaudal vom Thorax entnommen (A–E). Aufgrund des Verteilungsmusters und der Art der Hautveränderungen wurde vermutet, dass die Hunde an einer Flohspeichelallergie (FAD) litten. Die unveränderte Haut war histologisch normal und die Histopathologie der veränderten Haut war im Einklang mit einer allergischen Dermatitis. Die exzidierte Haut wurde rasiert, in Franz Diffusionszellen gegeben und die transdermale Penetration einer gesättigten, radioaktiv-markierten Hydrocortisonlösung über einen Zeitraum von 30 Stunden gemessen. Wenn die Ergebnisse der Penetrationsrate für alle fünf Hunde zusammengefasst wurden, sagte ein „restricted (oder residuales) maximum likelihood mixed model“ voraus, dass der Permeabilitätskoeffizient (KP) und der „Pseudo-steady-state flux (Jss)“ von Hydrokortison bei veränderter mehr als zweimal so groß war (95% CI: 1,55 bis 2,71 mal so groß; P < 0,0001) wie bei unveränderter Haut. Es bestand kein signifikanter Unterschied beim Zeitabstand (tlag) der Penetration von Hydrokortison durch veränderte im Vergleich zu unveränderter Haut der Hunde. Diese Studie hat bestätigt, dass die transdermale Penetration von Hydrocortison verändert sein kann; typischerweise ist sie bei veränderter im Vergleich zu unveränderter Haut von Hunden mit Verdacht auf FAD zweimal so rasch, aber möglicherweise auch bis zu zehn mal so rasch. Dieses Ergebnis wird vermutlich von verschiedenen Variablen, wie der Schwere der Erkrankung, begleitende Infektionen und Unterschiede zwischen den Individuen in Bezug auf die Merkmale der Haut beeinflusst.

Abstract

inline image

Ancillary