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. 2025 Dec 30;56(4):e3007142. doi: 10.25100/cm.v56i4.7142
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Review on transdermal patches: optimization in drug administration

Juan José Sarmiento Giraldo 1, Julian Gonzalez Ospina 2,, Francisco Moncada 3, Ana Maria Calad 3
PMCID: PMC13193725  PMID: 42183072

Remark

1) Why was this study conducted?

Transdermal patches provide a practical alternative for drug delivery; however, their effectiveness in real-world use is limited by patient misuse, variability in clinical performance, and fragmented regulatory requirements.

2) What were the most relevant results of the study?

This review integrates technical, clinical, and regulatory perspectives and identifies adhesion as a critical quality attribute that is still evaluated using heterogeneous methods across different settings.

3) What do these results contribute?

By highlighting these gaps, this review emphasizes the need to harmonize standards and improve patient education to ensure the safety, consistency, and assessment of real-world outcomes of transdermal systems in clinical practice.

Keywords: transdermal patch, drug liberation, medication therapy management, pain management, therapeutic equivalency, pharmaceutical preparations, drug delivery systems, adhesives.

Abstract

Aim:

To synthesize technical, clinical, and regulatory knowledge on transdermal patches and identify persistent gaps that impact their safe and effective use.

Methods:

Data sources and selection criteria were defined as follows. Sources consulted included PubMed, Scopus, ScienceDirect, and Google Scholar; regulatory agency websites (FDA, EMA, ANVISA, INVIMA); and official pharmacopeial and methodological documents (USP-NF, European Pharmacopoeia, OECD). English, Spanish, and Portuguese sources were considered, with no predefined time limits. The last search update was performed on September 9, 2025. Regarding study selection, the narrative approach includes published reviews, relevant primary studies, official regulatory guidance’s/Q&A, and pharmacopeia standards related to design, release/permeation, bioavailability/bioequivalence, adhesion, and regulatory frameworks. Non-authoritative or commercial webpages and duplicates were excluded, with priority given to official and peer-reviewed sources. This review was appraised against the SANRA criteria, covering justification of the article's importance, statement of aims, description of the literature search, referencing, scientific reasoning, and appropriate presentation of data.

Results:

Transdermal systems may offer sustained drug delivery and adherence advantages, but their real-world performance is constrained by biological variability, patient misuse, and fragmented regulatory requirements. Adhesion remains a critical quality attribute, yet test methods are heterogeneous and alignment between in vitro metrics and clinical outcomes is limited.

Conclusions:

Stronger harmonization of adhesion and bioequivalence standards, together with improved patient education and testing under real-life stress conditions, is needed to ensure the quality, safety, and interchangeability of innovator and generic transdermal products.

Introduction

Pharmaceutical products containing identical active ingredients are often available in multiple routes of administration, each offering specific advantages depending on therapeutic goals, the patient’s clinical condition, and preferences. Among these options, transdermal therapeutic systems -commonly known as transdermal patches- represent a non-invasive alternative to oral, subcutaneous, or intravenous delivery. These systems can provide controlled drug release, reduced dosing frequency, and improved patient adherence in selected cases. In addition, they facilitate drug absorption through the skin, allowing either localized or systemic therapeutic effects, as required 1. Transdermal systems are specifically engineered for sustained and controlled drug release, with designs focused on dose precision and ease of use, particularly in chronic treatments requiring stable plasma concentrations 2.

Transdermal delivery offers several advantages over oral and parenteral routes. It circumvents first-pass hepatic metabolism, reduces the risk of gastrointestinal irritation, and avoids degradation by digestive enzymes or acidic environments 3. The visible nature of the patch may also act as an adherence aid, making it particularly beneficial for older adults, individuals with cognitive impairment, or caregivers responsible for medication management. Importantly, transdermal patches can be removed promptly in the event of an adverse reaction or overdose, adding a safety margin not present in many systemic formulations 4.

Over the last two decades, the use of transdermal patches has expanded to a wide range of clinical indications, including chronic pain management, hormonal therapies, Alzheimer’s disease, smoking cessation, menopause, and contraception 4. Despite their growing use, transdermal patches are not without limitations. Some of the challenges include local skin irritation, inconsistent absorption due to variability in skin permeability, and formulation constraints when dealing with molecules that are either highly lipophilic, unstable, or high molecular weight 5. In recent years, concerns have emerged regarding the risk of inconsistent adhesion performance in generic transdermal products. Even a partial lifting of the patch or its complete detachment, can severely compromise drug delivery, therapeutic safety, and quality 6. These concerns highlight the need for robust regulatory oversight and standardized evaluation criteria to ensure therapeutic equivalence and consistent product adhesive performance.

This review aims to provide an integrative overview of the technological principles, classifications, clinical applications, and regulatory frameworks associated with transdermal patches. Particular attention is given to domains in which current regulations may be insufficient, especially the evaluation of adhesive performance in generic products, a dimension increasingly recognized as critical for ensuring patient safety and therapeutic efficacy. Our aim was to integrate technical, clinical, and regulatory perspectives on transdermal patches and identify persistent gaps in pharmacopoeial and regulatory provisions, particularly adhesion and bioequivalence/bioperformance domains.

Methods

Review type and rationale

This is a narrative review appraised against the SANRA criteria 7. The methodology followed the instrument’s domains: 1) justification of the article’s importance, 2) statement of aims, 3) description of the literature search, 4) referencing, 5) scientific reasoning, and 6) appropriate presentation of data. The topic was selected for its clinical and regulatory relevance to transdermal patches, with emphasis on gaps affecting safe and effective use in Colombia.

Literature search and source selection (narrative approach)

A purposive, non-systematic search was conducted in PubMed, Scopus, ScienceDirect, and Google Scholar, complemented by authoritative regulatory/pharmacopoeial websites (FDA, EMA, ANVISA, INVIMA, OECD, USP, Ph. Eur., BP, JP). Evidence was interpreted according to its nature (regulatory guidance, clinical data, in vitro studies, and observational reports), with priority given to primary regulatory documents and peer-reviewed literature. No a priori time limits; last update: 9 September 2025. Priority was given to official guidances, pharmacopeial standards, peer-reviewed reviews and pertinent primary studies addressing design, release/permeation, BA/BE, adhesion, and regulatory frameworks; commercial or non-authoritative webpages and duplicates were excluded.

Referencing policy and appraisal

Key statements are supported by official or peer-reviewed sources. SANRA items guided the appraisal of importance, aims, search description, and referencing.

Data presentation

Findings are presented narratively and summarized in comparative tables when useful (e.g., pharmacopoeial provisions, regulatory requirements, CQAs).

Results

Fundamentals and key aspects of transdermal patches

Evolution

Over the decades, numerous formulations have been developed to improve drug bioavailability, patch wearability, and patient adherence 8. In this context, transdermal patch technologies have evolved through generations: first-generation systems focused on optimizing the physicochemical properties of small-molecule drugs for passive diffusion; second-generation approaches introduced chemical penetration enhancers and emulsion-based or nanocarrier systems; third-generation technologies rely on physical methods to transiently disrupt the epidermal barrier (e.g., radiofrequency, ultrasound, laser microperforation); and a proposed fourth generation aims to enable personalized therapy through bioelectronic wearable systems 9.

Transdermal patch development

The development of a novel transdermal patch involves a series of interrelated stages, each contributing to the final performance and regulatory viability of the product. The process typically begins with preformulation studies aimed at characterizing the physicochemical properties of the drug, including solubility, stability, and compatibility with potential excipients. This is followed by formulation development, in which excipients, drug loading, and polymer systems are selected and optimized to ensure consistent performance. Patch prototypes are then designed and evaluated for key functional parameters such as adhesion, flexibility, and release kinetics 10.

Subsequently, in vivo studies are conducted, initially in animal models, to evaluate pharmacokinetics and pharmacodynamics and to characterize absorption, distribution, metabolism, and excretion. Clinical development involves human trials across successive phases to assess safety, therapeutic efficacy, and pharmacokinetics, thereby supporting regulatory approval. Following successful clinical evaluation, a regulatory submission is prepared for agencies such as the FDA or EMA, demonstrating compliance with quality, safety, and efficacy requirements. After approval, scale-up and manufacturing are carried out under Good Manufacturing Practices to ensure batch-to-batch consistency and commercial viability. In the case of generic transdermal patches, regulatory pathways may allow waivers of clinical efficacy trials when bioequivalence is adequately demonstrated. Nevertheless, complementary assessments of adhesion and local tolerability, including irritation and sensitization studies, remain mandatory, as they are recognized as critical quality attributes by major regulatory agencies 11,12.

Basic components

Formulations integrate various excipients designed to optimize delivery, retention, and stability of the active ingredient. The selection and arrangement of components vary by drug and system type 13, but the essential elements are summarized below and illustrated in Figure 1.

Figure 1. Main structural components of a transdermal patch. Compositions may vary by drug and system type.

Figure 1

  • Adhesives: Secures the patch to the skin and maintains its position throughout wear time 13. Most systems use pressure-sensitive adhesives such as polyacrylates, polyisobutylenes, or silicone-based compounds 14.

  • Backing layer: Serves as a protective barrier against external factors while also providing mechanical support, flexibility, and cosmetic appearance 15. Interaction with internal excipients should be minimized, as prolonged contact may lead to migration or degradation. Materials commonly used include vinyl, polyethylene, polyester, aluminum, and polyolefin films 14.

  • Release liners: These are part of the primary packaging and are removed before use. They protect the adhesive and matrix, preserving drug content and preventing premature exposure 15. Typical materials include silicone-coated or polyethylene-coated papers 10.

  • Membrane: In reservoir or controlled-release systems, semi-permeable membranes regulate drug diffusion into the skin 13. Materials such as ethylene vinyl acetate, silicone rubber, and polyurethane are commonly employed due to their ability to maintain controlled delivery profiles 14.

Classification

Transdermal patches are commonly classified according to the location and distribution of the drug within the system, resulting in the categories illustrated in Figure 2 A-D 16.

Figure 2. A-D. Classification of transdermal patches based on drug placement: (A) single-layer drug-in-adhesive, (B) multi-layer drug-in-adhesive, (C) reservoir system, and (D) matrix system.

Figure 2

  • Single-layer drug-in-adhesive: The drug is embedded directly in the adhesive, positioned between a release liner and a backing layer 16. (Figure 2A)

  • Multi-layer drug-in-adhesive: Contains two distinct adhesive layers, each capable of carrying drug, often separated by a membrane, which enables combination therapies or controlled dual-release 16. (Figure 2B)

  • Reservoir system: Features a separate drug reservoir, liquid, gel, or suspension, contained by a membrane that controls the release rate. These membranes can be microporous or non-porous depending on the formulation 17. (Figure 2C)

  • Matrix system: The drug is dispersed within a polymeric matrix in direct contact with the skin, with an outer adhesive layer ensuring patch placement 17. (Figure 2D)

Mechanism of drug release

Drug release from controlled delivery systems, such as transdermal patches, can occur through different mechanisms depending on system design and material characteristics. Reported processes include 18:

  • Diffusion (dominant): The drug moves along a concentration gradient through the polymer.

  • Polymer swelling: Hydrophilic polymers absorb water, expand, and promote drug diffusion; in some systems, swelling itself controls the release rate.

  • Polymer erosion and degradation: Biodegradable polymers (e.g., PLA, PLGA, chitosan) undergo hydrolysis or enzymatic breakdown, releasing the drug at a rate influenced by surface or bulk erosion

  • Externally activated release: Smart polymers respond to stimuli such as pH, temperature, electric fields, or light, altering their structure to trigger drug release.

  • Osmosis (rare in patches): Water penetrates a semi-permeable membrane, generating pressure that drives drug solution, enabling controlled release.

In practice, some systems may involve more than one process. However, traditional passive transdermal patches rely primarily on diffusion-controlled release from the patch, followed by partitioning into and diffusion across the stratum corneum. In matrix/drug-in-adhesive designs, the drug is uniformly dispersed within the polymer, which serves as both depot and rate-controlling medium. By contrast, reservoir systems employ a rate-controlling polymeric membrane to regulate drug release, enabling a more constant flux as long as the reservoir remains saturated and largely independent of polymer swelling 17,18.

Permeation

Pathways of transdermal drug permeation

Drug permeation across the skin occurs through two primary pathways: the trans-epidermal route and the trans-appendageal route.

The trans-epidermal route involves passage through the stratum corneum, either directly across corneocytes (transcellular) or through the lipid matrix between them (intercellular). Among these, the intercellular route is generally considered the dominant pathway, requiring a balance of lipophilicity and hydrophilicity for effective absorption 19.

The trans-appendageal route, also referred to as the shunt route, enables penetration through hair follicles and sweat or sebaceous glands. However, its contribution is limited by the small surface area involved (~0.1% of the total skin surface), though follicular density and opening size may significantly influence drug uptake 19,20.

Characteristics of drugs for transdermal permeation

Due to the barrier function of the skin, molecules with certain physicochemical properties are generally more suitable for passive, systemically acting transdermal delivery. The following ranges are practical design guidelines rather than rigid cut-offs 21:

  • Molecular weight under 500 Da.

  • Log P between 1 and 3.

  • Non-ionized form at physiological pH.

  • Aqueous solubility greater than 1 mg/mL.

  • Melting point below 200 °C.

  • Daily dose of 20 mg or less.

These parameters optimize both solubility and partitioning into the stratum corneum while allowing sufficient flux to achieve therapeutic plasma levels.

Methods to enhance molecular permeation

Given the limited number of drug candidates that naturally meet the criteria for effective passive skin permeation, numerous enhancement strategies have been developed to improve transdermal drug delivery.

Chemical penetration enhancers increase drug permeability by temporarily disrupting the lipid architecture of the stratum corneum or by improving drug solubility and partitioning. Common examples include fatty acids, terpenes, sulfoxides, and surfactants, including anionic, cationic, and non-ionic compounds 22,23. Another widely used approach involves the design of prodrugs, in which the parent molecule is chemically modified into a bioreversible derivative to optimize pharmacokinetic and physicochemical properties 24.

Lipid-based vesicular systems represent another enhancement strategy by mimicking biological membranes and encapsulating the drug within vesicles, thereby facilitating permeation across the skin. These systems can improve the bioavailability of poorly soluble drugs and protect them from degradation 25.

Microneedle arrays consist of microscale projections arranged on a patch that create transient micropores in the skin, enabling the delivery of large, hydrophilic, or high-molecular-weight drugs. Their length is sufficient to breach the stratum corneum without stimulating pain receptors, minimizing discomfort and infection risk. This approach has demonstrated highly reproducible delivery and low inter-subject variability in bioavailability 26-29.

Additional enhancement techniques include ultrasound, laser, radiofrequency, electrothermal methods, and magnetophoresis. Although effective, these approaches are less commonly used due to their invasiveness, higher cost, or the need for specialized equipment.

Bioavailability and biological factors that influence bioavailability

Bioavailability is commonly defined as "the rate and extent to which the active drug is absorbed from a dosage form and becomes available in the systemic circulation." It is typically assessed by calculating the area under the curve (AUC) from a concentration-time plot, which reflects the total exposure of the body to the unchanged drug 30. As highlighted in general bioavailability studies, insufficient systemic exposure can reduce treatment efficacy or even result in therapeutic failure 31. Bioavailability in transdermal patches is shaped not only by formulation aspects or delivery system design, but also by biological variability, which can markedly alter absorption profiles. Several biological factors could contribute to this variability, including skin age, hydration level, lipid composition, temperature, blood flow, cutaneous metabolism, skin barrier integrity, pathologies, ethnicity, gender, and site of application 32,33.

To mitigate these inconsistencies, prescribers and manufacturers must avoid generalizations in dosing and usage instructions. Patient information leaflets and summary of product characteristics should clearly state the recommended application site, duration of use, and dosing schedule, while accounting for the diversity of patient profiles. Furthermore, transdermal formulations should strive to minimize absorption variability by stabilizing parameters such as skin hydration and temperature, either through formulation strategies or usage guidelines 33.

Regulatory standards

To ensure the quality, safety, and therapeutic efficacy of transdermal patches, compliance with regulatory standards is essential. These standards encompass the evaluation of specific attributes that directly influence clinical performance and patient safety. Yet, the mandatory nature and scope of these requirements vary across regions, as each jurisdiction follows its own authority, such as the FDA (United States), EMA (European Union), and INVIMA (Colombia). While many core evaluation principles are broadly aligned, regulatory environments differ in their level of detail and in the specific design of required tests 34,35.

Authorities often rely on pharmacopoeias such as the USP, Ph. Eur., BP, and JP, which are widely referenced internationally, to establish standardized analytical methods for finished product testing, thereby supporting a partial degree of regulatory convergence. For example, in Colombia, Article 22, literal (k), of Decree 677 of 1995 requires that the analytical methodology for finished products correspond to one of the pharmacopoeias officially accepted in the country (USP, BP, French Codex, DAB, Ph. Eur, Ph. Int.). The manufacturer must indicate the selected pharmacopoeia, its edition, and the relevant section; if no method is available in these compendia, complete validation data must be submitted 36.

Nevertheless, evaluating transdermal patches remains challenging, because not all measurable attributes correlate directly with safety or therapeutic effectiveness. To address this, the concept of Critical Quality Attributes (CQAs) has been adopted. CQAs are defined as product characteristics that must be controlled within specified limits to ensure safety and efficacy 35,37. Table 1 presents a comparative overview of CQAs, in vitro performance tests, adhesion-related evaluations and their regulatory status across major pharmacopoeias (USP, Ph. Eur., BP, JP).

Table 1. Quality control parameters and testing approaches for transdermal drug delivery systems.,

Critical Quality Attribute (CQA) Pharmacopeial mention/coverage
Assay BP, EP, JP, USP
Content Uniformity BP, EP, JP, USP
Moisture content EP, USP, JP
Thickness -
Tensile strength -
Elongation -
Flatness test -
Folding endurance -
Microbial test USP, EP, JP
In vitro tests
Drug release USP, EP
Drug permeation EP
Adhesive properties tests
Tack test USP (descriptive, not mandatory)
Peel adhesion test USP (descriptive, not mandatory)
Shear adhesion test USP (descriptive, not mandatory)
Cold flow test -
Leak test USP (case-by-case / reservoir systems / CCI when applicable)
Patch integrity -
Impurities and degradation
Impurities and Degradation test/stability BP, EP, JP, USP
Skin irritation
Skin irritation and Sensitization test -

Adapted from Kim et al. 12,35 and complemented with FDA quality considerations for transdermal delivery systems and EMA quality guidelines 12,72. BP: British Pharmacopoeia; EP: European Pharmacopoeia; JP: Japanese Pharmacopoeia; USP: United States Pharmacopeia; CQA: Critical Quality Attribute; FDA: Food and Drug Administration; EMA: European Medicines Agency; CCI: Container Closure Integrity. (-): not covered or not explicitly addressed in the consulted pharmacopeias.

Additionally, Table 2 provides an overview of selected international regulatory guidelines. These guidelines, which include both finalized and draft documents, are used by agencies such as the FDA and EMA to assess marketing authorization applications; although generally non-binding, compliance or a scientific justification for deviations is typically expected. For example, in vitro release of transdermal patches is assessed according to Ph. Eur. 2.9.4 and the EMA Guideline on the Quality of Transdermal Patches (2014), while bioequivalence is addressed through pharmacokinetic guidance, including FDA product-specific guidance and the EMA Guideline on the Investigation of Bioequivalence (2010). Each guidance addresses a specific parameter and cannot substitute for another, as regulatory agencies expect applicants to provide evidence according to the corresponding requirement.

Table 2. Regulatory tools applied to transdermal drug delivery systems.

Assay/Country USA Europe Brazil OECD
Performance test (In vitro release) USP-NF <724> Drug Release; FDA Transdermal and Topical Delivery Systems - Product Development & Quality Considerations (2019 draft) Ph. Eur. 2.9.4 (EP 11.x): dissolution test for patches; EMA Guideline on quality of transdermal patches (2014). ANVISA Guide No. 20/2019 (v2, 2021): dissolution/permeation methods (applied case by case). OECD GD 28 and Guidance Notes 156: Franz cell diffusion approach
Bioequivalence Test PK BE according to PSGs and ANDA; supported by FDA TDS PD&Q (2019 draft), Adhesion (rev. draft 2023), and Irritation/Sensitization (rev. draft 2023). Bioequivalence assessed under EMA Guideline on the Investigation of Bioequivalence; the EMA transdermal patch quality guideline (2014) addresses quality/CMC and does not substitute BE guidance Not specified / No explicit requirement Not specified / No explicit requirement
Irritation/ sensitization assays FDA draft guidance on irritation/sensitization (2018; rev. draft 2023): cumulative irritation & sensitization study EMA Quality Guideline (2014, Appendix I): 21-day cumulative irritation and sensitization ANVISA Guide No. 20/2019 (v2, 2021): evaluation of cutaneous tolerability OECD TG 439: in vitro reconstructed human epidermis
Quality attributes evaluation USP-NF (2024): description, assay, uniformity, microbial limits, adhesive property tests EP 11th (2023): uniformity of content/dosage units; EMA Quality Guideline (dissolution, microbial limits, and antimicrobial preservative content 2014), ANVISA Guide No. 20/2019 (2021): description, assay, impurities, physicochemical tests properties, polymorphism, uniformity of dosage units, water content, pH, apparent viscosity, microbial limits, antimicrobial preservative content and antioxidant content. Not specified / No explicit requirement
Permeation assay in the development stage FDA guidance (2019): IVPT (and IVIVC where justified) using Franz cells EMA Quality Guideline (2014): IVPT/IVIVC recommended ANVISA Guide No. 20/2019: Franz cell or dissolution apparatus OECD TG 427 (in vivo), TG 428 (in vitro), GD 28/Notes 156
Leak test USP <1207> Package Integrity-Sterile Products (applies to sterile/CCI, not universal for all TDS) (Case-by-case) EP 11th (2023): general integrity requirements. (case-by-case) ANVISA Guide No. 20/2019: leak test for reservoir systems Not specified / No explicit requirement
Adhesion tests FDA draft guidance on adhesion (2019; revised 2023): clinical adhesion study with temporal resolution EMA Guideline (2014, Appendix II): in vivo adhesion evaluation. ANVISA 20/2019: primarily in vitro peel/tack; in vivo if required) Not specified / No explicit requirement

Adapted from Engelhardt et al. 34 and complemented with international regulatory documents: FDA (Transdermal and Topical Delivery Systems - Product Development & Quality Considerations, 2019 draft; Assessing Adhesion, rev. draft 2023; Assessing Irritation/Sensitization, rev. draft 2023) 11,72,73; EMA (Guideline on quality of transdermal patches, 2014) 12; pharmacopeias- Ph. Eur. 2.9.4 (EP 11th, 2023) 45, USP <724> (drug release) and USP <1207> (container closure integrity) 44,74; OECD dermal absorption/irritation methods (TG 427, TG 428, TG 439; GD 28; Guidance Notes 156) 75-78; and ANVISA Guide No. 20/2019 (v2, 2021) 79.

In contrast, Table 3 summarizes the Colombian regulatory framework. Unlike other regions, Colombia does not have Transdermal Delivery Systems -specific technical guidance; instead, evaluation is based on general pharmaceutical regulations, acceptance of international pharmacopeias, and broad requirements for bioequivalence and stability.

Table 3. Regulatory tools applied to transdermal drug delivery systems in Colombia (INVIMA/MSPS).

Assay/Country Colombia
Performance test (In vitro release) No national TDS-specific guideline. Relies on pharmacopeias accepted by Decree 677/1995.
Bioequivalence Test No TDS-specific criteria. Applies general framework: Resolution 1124/2016 + INVIMA Guideline GU061 (protocols).
Irritation / sensitization assays No specific TDS guidance. Safety evidence expected; international methods accepted.
Quality attributes evaluation No national chapter on TDS adhesion or mechanical properties. Control based on accepted pharmacopeias (Decree 677/1995).
Permeation assay (IVPT/IVIVC) No TDS-specific guidance. International methodologies (IVPT/IVIVC with Franz cells) may be used case by case.
Leak test No explicit national requirement: container-closure integrity testing may be provided if scientifically justified using suitable compendial/validated methods (note: USP <1207> is primarily for sterile products)
Adhesion tests No Colombian guidance. In vivo adhesion not standardized; case-by-case assessment.

Adapted from Engelhardt et al. 34. Sources: Decree 677/1995 (art. 22) 36; Resolution 1124/2016 80; INVIMA GU061 81; INVIMA GU055 82. International compendia as applicable: Ph. Eur. 2.9.4; USP <1207> 45,74.

Evaluation of efficacy, quality, and safety

As previously discussed, various parameters must be assessed to ensure quality, safety, and therapeutic efficacy of transdermal patches. The following overview presents key evaluation criteria, along with their significance in determining the product's overall performance.

Quality evaluation

Physicochemical evaluation

Typically includes the assessment of thickness, weight variation, hardness, drug content uniformity, swellability, moisture content, and surface pH. Patch thickness is measured at multiple points using instruments such as microscopes, dial gauges, or micrometers, as consistent thickness is essential to ensure uniform drug release 38. Weight variation is evaluated by weighing individual patches from the same batch and comparing the values to the mean to confirm consistency 39. Hardness is assessed using a hardness tester and reflects the patch’s ability to withstand mechanical stress during storage, handling, and application 40. Drug content uniformity is determined by dissolving and analyzing portions of the patch to verify homogeneous drug distribution within the matrix 41. Swellability is assessed by immersing the patch in distilled water and measuring dimensional changes, providing insight into matrix-moisture interactions that may influence release kinetics 40. Moisture content is determined by weighing patches before and after desiccation, as moisture levels directly affect stability and shelf life 42. Finally, surface pH is measured after exposing patches to distilled water using a calibrated pH meter, as inappropriate pH values may increase the risk of skin irritation 32.

Mechanical properties evaluation

Mechanical properties are evaluated to ensure adequate flexibility, strength, and adhesive performance during use. Folding endurance is assessed by determining the number of times a patch can be folded at the same location without breaking, providing an indication of flexibility 38. Tensile strength is measured using a tensiometer to quantify the force and elongation at break, reflecting the mechanical durability of the patch 40. Shear strength represents the cohesive strength of the adhesive and is evaluated by measuring resistance to sliding or detachment under load; adequate shear strength is essential to prevent patch slippage and minimize adhesive residue upon removal 32.

Stability evaluation

Stability is evaluated through accelerated studies as per ICH Q1A(R2) guidelines, which define conditions and climatic zones for pharmaceutical products 43. Although this guidance is general, its principles are applied to transdermal patches to establish shelf life and ensure product quality. Polymer-drug interactions and structural changes are detected using differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) 40. Additional studies may include photostability, pH stability, and thermostability, depending on the drug's degradation profile.

Efficacy evaluation

In vitro evaluation

Transdermal patches are typically subjected to three main in vitro tests: drug release, skin permeation, and adhesion assessments:

  • In vitro drug release: Drug release from the finished patch should be measured using compendial apparatus for TDS (e.g. USP <724> apparatus 5/6/7; Ph. Eur. 2.9.4), under controlled hydrodynamics, temperature, and sink conditions 44,45.

  • In vitro skin permeation studies: Provide insight into the thermodynamic activity of the drug within the matrix, although they do not always correlate with in vivo release 46. These studies use animal or synthetic membranes in vertical diffusion cells, with samples collected and analyzed over time 32.

  • In vitro adhesion tests: Three methods are commonly used 47: Peel adhesion test measures the force required to detach the patch, influenced by angle, speed, substrate, and adhesive thickness. Probe tack test assesses initial stickiness after brief contact, affected by pressure, contact time, and area. Shear adhesion test evaluates internal cohesion of the adhesive by measuring resistance to sliding or detachment under load.

In vivo evaluation

In vivo studies are conducted in animal models or human volunteers, depending on the development phase and regulatory requirements. Animal models are useful for preliminary in vivo assessment of transdermal delivery and for toxicology/irritation work; commonly used species include hairless mice or rats, rabbits and guinea pigs. However, interspecies differences in skin structure and barrier function limit quantitative translation to humans, and ethical considerations also apply 48. For systemic transdermal products, pharmacokinetic studies in healthy human volunteers are the primary standard to evaluate exposure and support bioequivalence, as they provide the most reliable assessment of real-world patch performance (including adhesion, wear, and tolerability) 49.

Safety evaluation

Irritation

An ideal transdermal patch system must ensure controlled drug release while minimizing skin irritation. Evaluation of irritation potential is typically performed using in vivo models such as rabbits or rats, or through clinical observations in human volunteers. However, in vitro assays using reconstructed human epidermis have become a reliable alternative, due to their biochemical and physiological similarity to human skin 35,41

The irritation potential of transdermal patches can be assessed through visual inspection for signs such as erythema and edema, often using the Primary Irritation Index (PII) test 3,41.

Bioequivalence

Bioequivalence extends the concept of bioavailability by comparing the rate and extent of absorption between a generic and its reference product. In transdermal systems, demonstrating bioequivalence ensures that a generic delivers the drug at the same rate and in the same amount as the reference, confirming comparable efficacy and safety. Regulatory agencies such as FDA and EMA accept bioequivalence data in place of full-scale clinical trials, and frameworks such as the EU Directive 2001/83/EC support regulatory approval and potential interchangeability, depending on national policies 50,51.

For transdermal patches, the type of bioequivalence study required depends on whether the product is intended to exert a systemic or local therapeutic effect 52.

Systemically acting transdermal patches are designed to deliver the drug into systemic circulation, and bioequivalence is therefore often evaluated using approaches similar to those applied to oral formulations, primarily through in vivo pharmacokinetic studies. The EMA recommends both single- and multiple-dose studies, as the skin may act as a drug reservoir and steady-state conditions may be required. Because absorption can vary between anatomical sites, standardization of the application site is critical. Furthermore, differences in patch release mechanisms may influence bioequivalence, making replication of studies essential 52.

In contrast, for locally acting transdermal patches not intended to reach systemic circulation, plasma concentrations may not adequately reflect therapeutic performance. In such cases, alternative methods such as pharmacodynamic assessments or clinical endpoint trials are considered more appropriate 48,52-55:

  • In vitro studies: Techniques such as in vitro permeation tests (IVPT) using excised human skin may provide predictive value for local performance, particularly when in vitro-in vivo correlation is demonstrated.

  • Pharmacodynamic studies: Methods that assess pharmacological effects or measure drug concentrations at or near the site of action may be employed. For example, the vasoconstrictor assay is commonly used with topical corticosteroids, while dermal microdialysis or open flow microperfusion enables monitoring of local drug concentrations in the skin over time

  • Clinical endpoint studies: Although basic and in vitro research provide foundational knowledge for transdermal patches development, clinical endpoint studies represent the most decisive step in evidence-based decision making. The ability to properly analyze clinical trial results is essential, as these studies ultimately guide therapeutic decisions.

While these methodologies are valuable, transdermal delivery systems introduce challenges beyond pharmacokinetics. For instance, EMA guidelines recommend evaluating adhesion, irritation, sensitization, phototoxicity, and adverse events when establishing bioequivalence between transdermal formulations 52.

Adhesion as a critical determinant of transdermal patch performance

The adhesive performance of transdermal patches directly impacts their safety, therapeutic efficacy, and overall product quality. Poor adhesion can result in inadequate drug absorption, potentially causing subtherapeutic exposure or erratic dosing. If a patch lifts or partially detaches from the skin, the rate and extent of absorption may vary unpredictably, compromising the intended clinical outcome 56.

Adhesion depends not only on the formulation and type of adhesive used, but also on application site, skin condition, skin thickness, temperature, cleanliness, hydration, pH, and other physiological and environmental factors 57. As such, formulation strategies are often focused on developing stable systems capable of delivering maximum drug flux while maintaining reliable skin adhesion 57.

A critical element in adhesion performance is the use of pressure-sensitive adhesives (PSAs). These materials adhere upon light pressure. PSAs must: maintain adhesion throughout wear time, not cause irritation or itching, be comfortable to wear, allow painless removal without trauma leave no residue on the skin, and be chemically and physically compatible with a variety of drugs and excipients 57.

Consistent with the failure-mode nomenclature described by Cilurzo et al. and Banerjee et al. 56,57, detachment can occur as follows:

  • Case I (Ideal): Patch detaches cleanly with no residue.

  • Case II: Complete adhesive transfer to the skin.

  • Case III: Cohesive failure with residue on both the patch and the skin.

  • Case IV: Mixed failure, with partial transfer and adhesive splitting.

These categories describe mechanical failure modes at the skin-patch interface 56,57. By contrast, clinical adhesion in volunteers is quantified with regulatory scoring of percentage area adhered over time (e.g., FDA 0-4), not by failure mechanism 11,12; any association of Case II/III with residue or incomplete wear must be demonstrated using those endpoints, and pharmacopoeial standards remain non-explicit on such defects 35,44,45.

Clinical performance and Real-World Evidence (RWE): from efficacy to adherence

The evaluation of the clinical performance of transdermal drug delivery systems requires distinguishing between efficacy and effectiveness. Efficacy refers to an intervention's ability to produce intended results under controlled experimental conditions, whereas effectiveness reflects outcomes in real-world settings 58. As discussed earlier, efficacy is evaluated via in vitro and in vivo studies prior to market approval, but these may not fully capture performance in routine clinical use. As previously noted, factors like interindividual absorption variability, patch adhesion issues, and patient application practices, hard to replicate in trials, can lead to suboptimal outcomes. Thus, real-world effectiveness demands integrating controlled study evidence with actual-use data.

Real-world studies demonstrate the clinical effectiveness and tolerability of transdermal therapies across multiple indications. For example, an 18-month multicenter study of rivastigmine patches in mild-to-moderate Alzheimer’s disease reported sustained cognitive outcomes, good tolerability, and strong caregiver preference compared with oral formulations (88.2%) 59. Similarly, a randomized study comparing transdermal oestradiol with luteinising hormone-releasing hormone agonists for androgen-deprivation therapy in prostate cancer patients reported improved quality-of-life outcomes at six months with transdermal patches, including lower fatigue and fewer hot flushes, although gynaecomastia occurred more frequently 60.

In addition, a prospective observational study in routine clinical practice found that transdermal buprenorphine patches for chronic pain were well tolerated and associated with high patient satisfaction and adherence, with adverse events such as skin irritation rarely leading to discontinuation 61. Likewise, a meta-analysis of 35 nicotine patch trials found no significant increase in major cardiovascular events compared with placebo, although mild effects such as localized skin irritation and sleep disturbances were more frequent 62.

As previously discussed, patient-related physiological variables influence transdermal drug delivery variability. However, despite age-related skin changes, absorption differences between younger and older individuals remain minimal. Thus, elderly dose adjustments stem primarily from systemic pharmacokinetic/pharmacodynamic factors rather than cutaneous absorption 63.

Safety reports and observational data

A variety of medication and administration errors with transdermal patches have been documented, including cutting the patch, premature removal, applying multiple patches, incorrect anatomical placement, exposure to heat, application on irritated skin, and improper storage or disposal in environments accessible to children or vulnerable individuals. Such errors may result in overdose, treatment failure, local irritation, and, in rare cases, fatal outcomes 64. Reports submitted to the FDA highlight practical challenges in patch use, summarized in Table 4 6. Safety issues outside controlled environments can be categorized into medication and administration errors, patient-related risk factors, and device-related failures.

Table 4. Summary of FDA-recorded complaints for transdermal patch adhesion failure, adapted from Brooks et al. 6.

No Complaint Description
1 Patches do not adhere properly due to heat, cold, sweating, or showering, often detaching within a day.
2 Frequent replacement is needed, requiring daily applications.
3 Patches fall off during bathing, sleeping, walking, or sweating, forcing users to rely on medical or adhesive tape.
4 Compared to previous brands, some patches are thicker, preventing sweat evaporation and causing them to lift off.
5 Various adhesives and bandages have been tried, but none effectively keep the patch in place.
6 Patients report patches curling, wrinkling, or detaching within 24 hours, particularly around the edges.
7 Adhesion problems lead to increased refills, adding financial burden.
8 Some patches are excessively sticky, causing skin irritation, redness, swelling, and even tearing upon removal.
9 Patches may adhere too strongly to the release liner, tearing when removed from packaging.
10 Some patches are too stiff and do not conform to the skin, leading to detachment.
11 A patient with poor vision accidentally swallowed a patch that had detached and fallen into their food.
12 Some patches show manufacturing inconsistencies, such as different textures, small crystals, or excessive adhesive.
13 Patients feel the product is not as effective as advertised due to unreliable adhesion.

Medication and administration errors are among the most frequently documented problems. In Colombia, 66.3% of 415 revised prescriptions failed minimum standards and 7% contained dosage errors 65. Similarly, in Denmark, analysis of 386 harmful incidents with transdermal opioids identified dose omission as the most common administration error, primarily occurring in primary care and nursing home settings 66. These findings underscore the need for improved prescribing practices, safety systems, and professional training.

Misuse via alternative exposure routes presents a severe risk. Chewing or ingesting fentanyl patches has been associated with fatal respiratory depression 67. NPDS data from 2005-2016 recorded 6,746 adult and 1,917 pediatric exposures; pediatric cases were mostly accidental, while adult exposures were often intentional. Patch ingestion was the most lethal route, accounting for all 97 reported deaths, all involving fentanyl systems 68.

Even correct use can carry risk in certain populations. Fatal outcomes have been reported with fentanyl patches in patients with COPD, low opioid tolerance, or concomitant interacting drugs. A case series also described severe poisonings following on-skin misuse or ingestion, with postmortem blood levels far above therapeutic ranges 67.

Transdermal drug delivery systems are often theoretically associated with improved adherence compared to oral formulations, as discussed in this review, primarily due to reduced dosing frequency, avoidance of gastrointestinal administration, and more stable plasma drug levels. However, clinical evidence does not consistently support this assumption. For instance, in contraceptive therapy, available data do not demonstrate a clear improvement in long-term adherence with transdermal patches compared to oral formulations. Some studies even report considerable discontinuation rates, highlighting a discrepancy between expected benefits and real-world outcomes 69.

Guidelines for the administration of transdermal patches

For transdermal patches to achieve their intended therapeutic effect, correct application is essential. Best practices for safe and effective use include selecting a clean and dry application site, removing any previously applied patch before placement of a new one, and avoiding cutting or damaging the patch, as this may compromise the drug release system and alter dosing. Patches should be applied only to the recommended anatomical site, handled carefully to avoid unintended dermal exposure by the person applying them, and firmly pressed onto the skin to ensure adequate adhesion. During wear, exposure to external heat sources, such as heating pads, saunas, prolonged sun exposure, or UV lamps, should be avoided, as heat may increase drug absorption and the risk of adverse effects. Application sites should be rotated with each use to minimize skin irritation, sensitization, or allergic reactions. After use, patches should be disposed of safely and responsibly, preferably through authorized medication collection points, to prevent accidental exposure or environmental contamination 52.

Discussion

Transdermal patches offer an innovative alternative to conventional dosage forms, with distinct advantages such as bypassing hepatic first-pass metabolism, reducing systemic side effects, and improving patient adherence. However, this pharmaceutical form faces several challenges that directly impact its effectiveness and safety.

A commonly cited limitation has been the restricted number of drugs capable of penetrating the skin barrier. Nevertheless, advances in formulation strategies, such as lipid-based vesicular systems, chemical enhancers, and the use of prodrugs, have expanded the range of compounds suitable for transdermal delivery. A major challenge, however, remains the misuse of patches by end users. As shown in Table 4, common errors include improper application, failure to remove the previous patch, or simultaneous application of multiple patches.

Similar patterns have been systematically documented in the literature: Lampert et al. 64, identified frequent errors in transdermal opioid administration. More recent regulatory communications confirm that misuse continues to be a clinically relevant concern. For example, the FDA 70 warned that accidental exposure to fentanyl patches remains fatal in children, and the NHS 71 issued updated guidance emphasizing recurrent user errors such as cutting patches or delayed application. Taken together, these findings show that misuse is not a historical issue but an ongoing safety challenge that requires sustained educational and preventive strategies.

Another highly relevant issue concerns patch adhesion failure. As shown in Table 4, many user complaints submitted to the FDA involve partial or complete detachment of patches during use. Such failures can interrupt drug delivery and, when adhesive residue or transfer occurs, may raise safety concerns. These failures not only raise cosmetic or tolerability issues but may also alter systemic exposure; for instance, premature detachment of fentanyl patches has been associated with reduced plasma concentrations and treatment failure, while misperceived detachment may prompt application of additional patches, increasing overdose risk 11,42. Operationally, extensive adhesive transfer or cohesive failure may be associated with residue on the skin or incomplete wear; however, their clinical impact should be confirmed using the regulatory adhesion endpoints described above. This evidence-practice gap is precisely what recent regulatory guidance aim to manage by complementing bench tests with in-use (in vivo) assessments.

Current regulations often lack this level of specificity. As summarized in Table 2, the FDA and EMA require in vivo adhesion evaluations using standardized scoring systems, whereas ANVISA relies primarily on in-vitro peel/tack testing and requests in vivo studies only on a case-by-case basis; the OECD, meanwhile, provides standardized methodologies for dermal absorption and skin irritation testing, but does not issue adhesion or bioequivalence guidelines specific to transdermal drug delivery systems ).

As shown in Table 1, pharmacopoeias provide uneven coverage of attributes relevant to transdermal patches. While drug content (assay), content uniformity, microbial quality, and drug release are consistently addressed, parameters such as mechanical properties (tensile strength, elongation, folding endurance) or drug permeation remain without compendial standards. Adhesion tests, tack, peel, shear, and cold flow, are described in the USP, but these are analytical procedures rather than explicit recognition of adhesion as a critical quality attribute. Indeed, adhesion is not consistently defined as a CQA in pharmacopoeias, even though regulatory agencies such as the FDA and EMA regard it as essential because it directly influences clinical performance. This discrepancy highlights the persistent gap between compendial provisions and regulatory expectations (Table 1; Table 2).

Against this backdrop, Table 3 shows that Colombia lacks a national TDS-specific guideline; consequently, evaluations rely on pharmacopeias (Table 1) and general frameworks (e.g., bioequivalence and stability) rather than standardized requirements for adhesion or permeation. As shown in Table 3, while the FDA, EMA, and ANVISA expect clinical adhesion data or case-by-case in vivo evaluation, in Colombia the absence of standardized national requirements for adhesion studies means that regulatory decisions are made on a case-by-case basis by the national authority. In this context, a marketing authorization dossier may, in some cases, rely primarily on compendial release tests. This regulatory gap increases the risk of heterogeneous evaluations and approval of patches without robust evidence of clinical adhesion (Colombia: Decree 677/1995; Resolution 1124/2016; INVIMA GU061; Table 3 legend).

Moreover, Tables 1, 2 and 3 together show that requirements and methodologies differ across jurisdictions, including in the definition and measurement of critical quality attributes. In this context, regulatory frameworks should evolve by adopting more specific testing protocols, updating pharmacopoeias, or issuing complementary guidance documents to harmonize the evaluation of key parameters across regions. The lack of alignment can hinder the demonstration of interchangeability, particularly for complex drugs such as transdermal opioids, so a product approved in one region may not meet the standards of another (Table 1 and Table 2; Table 3 legend).

Taken together, these findings highlight that while international agencies have advanced toward greater specificity in adhesion and bioequivalence requirements, Colombia still relies on general provisions. This regulatory asymmetry creates variability in expectations, may compromise therapeutic equivalence, and underscores the urgent need for harmonized, TDS-specific guidelines that ensure patient safety and product reliability.

Evidence from clinical studies and real-world observational data further supports the view that the main limitations of transdermal therapy often arise from system performance rather than from the pharmacological properties of the drug itself. As discussed in the clinical performance section, several transdermal therapies such as rivastigmine, oestradiol, buprenorphine, and nicotine patches demonstrate sustained efficacy, favorable tolerability, and high patient satisfaction under routine clinical conditions. However, safety reports and pharmacovigilance data reveal that variability in real-world outcomes frequently results from device-related factors and handling practices, including premature patch detachment, incorrect application, exposure to heat, or accidental ingestion. These findings suggest that optimizing transdermal systems requires not only improving drug permeation or pharmacokinetics but also strengthening patch engineering, adhesive reliability, and human-factor design to ensure consistent drug delivery outside controlled clinical environments.

Limitations

This work was based on a narrative review and pharmacovigilance data, which may limit the breadth of findings compared with a systematic approach. Nevertheless, by prioritizing primary regulatory documents, pharmacopeial standards, and peer-reviewed literature, this review minimizes bias from non-authoritative sources.

Conclusions

Transdermal patches are increasingly recognized as a valuable therapeutic alternative; however, their real-world performance remains constrained by inadequate handling, biological variability, and fragmented regulatory requirements. These limitations are not inherent to the technology itself but rather reflect persistent gaps in education, evaluation methodologies, and regulatory harmonization across jurisdictions. Addressing these challenges requires a multifaceted approach.

First, targeted education and training programs for both patients and healthcare professionals are essential to reduce common errors of use, including patch stacking, premature removal, and application under inappropriate conditions.

Second, greater regulatory harmonization is needed through internationally aligned frameworks that integrate in vivo and in vitro assessments, explicitly account for biological variability, and provide clear guidance on the management of stress factors such as heat, humidity, and physical activity.

Third, adhesion performance under real-life conditions must be more rigorously addressed by mandating standardized testing protocols that incorporate biomechanical and environmental challenges, such as movement, sweating, and water exposure, and by linking adhesion outcomes to clinically meaningful endpoints.

Finally, continued innovation and standardization are required to promote the development of advanced adhesive materials capable of adapting to diverse physiological and environmental conditions, alongside the harmonization of methods for drug release, skin permeation, and adhesion testing to avoid the approval of suboptimal products. Implementing these measures will not only raise the quality and safety standards of transdermal patches but also consolidate their role as a reliable, evidence-based therapeutic option.

Ultimately, patients will benefit from safer and more consistent treatments, while healthcare systems will gain greater confidence in both innovator and generic transdermal products.

Funding Statement

Knight Therapeutics Inc., which provided financial support for the preparation of the manuscript (CS-01747)

Notes:

Funding Statement: This work was supported by Knight Therapeutics Inc., which provided financial support for the preparation of the manuscript (CS-01747).

CRediT authorship contribution statement: JJSG: Investigation, Writing - original draft, Data curation, Formal analysis. JGO: Funding acquisition, Project administration, Supervision, Conceptualization, Methodology, Formal analysis, Writing - review & editing. FM: Investigation, Methodology. AMC: Investigation, Methodology.

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Revisión sobre parches transdérmicos: optimización en la administración de fármacos

Contribucion del estudio

1) ¿Por qué se realizó este estudio?

Los parches transdérmicos representan una alternativa práctica para la administración de fármacos; sin embargo, su efectividad en la práctica real se ve limitada por el uso inadecuado por parte de los pacientes, la variabilidad en el desempeño clínico y la fragmentación de los requisitos regulatorios

2) ¿Cuáles fueron los resultados más relevantes?

Esta revisión integra perspectivas técnicas, clínicas y regulatorias e identifica la adhesión como un atributo crítico de calidad que aún se evalúa mediante métodos heterogéneos en distintos contextos

3) ¿Qué aportan estos resultados?

Al señalar estos vacíos, esta revisión enfatiza la necesidad de armonizar los estándares y mejorar la educación al paciente para garantizar la seguridad, la consistencia y la evaluación de los resultados en la práctica real de los sistemas transdérmicos en el ámbito clínico

Palabras clave: parche transdérmico, liberación de fármacos, administración del tratamiento farmacológico, manejo del dolor, equivalencia terapéutica, preparaciones farmacéuticas, sistemas de liberación de medicamentos, adhesivos.

Resumen

Objetivo:

Sintetizar el conocimiento técnico, clínico y regulatorio sobre los parches transdérmicos e identificar vacíos persistentes que afectan su uso seguro y eficaz.

Métodos:

Las fuentes de información y los criterios de selección se definieron de la siguiente manera. Las fuentes consultadas incluyeron PubMed, Scopus, ScienceDirect y Google Scholar; sitios web de agencias reguladoras (FDA, EMA, ANVISA, INVIMA); y documentos oficiales farmacopeicos y metodológicos (USP-NF, Farmacopea Europea, OECD). Se consideraron fuentes en inglés, español y portugués, sin límites de tiempo predefinidos. La última actualización de la búsqueda se realizó el 9 de septiembre de 2025. Con respecto a la selección de estudios, el enfoque narrativo incluyó revisiones publicadas, estudios primarios relevantes, guías regulatorias oficiales y preguntas y respuestas, así como estándares farmacopeicos relacionados con el diseño, la liberación/permeación, la biodisponibilidad/bioequivalencia, la adhesión y los marcos regulatorios. Se excluyeron páginas web no autorizadas o comerciales y los duplicados, priorizando fuentes oficiales y revisadas por pares. Esta revisión fue evaluada de acuerdo con los criterios de SANRA, que abarcan la justificación de la importancia del artículo, la declaración de objetivos, la descripción de la búsqueda bibliográfica, las referencias, el razonamiento científico y la presentación adecuada de los datos.

Resultados:

Los sistemas transdérmicos ofrecen liberación sostenida y beneficios en la adherencia terapéutica; sin embargo, su desempeño se ve limitado por la variabilidad biológica, el uso inadecuado por parte de los pacientes y la fragmentación de los requisitos regulatorios. La adhesión continúa siendo un atributo crítico de calidad, con métodos de evaluación heterogéneos y una alineación limitada entre las métricas in vitro y los resultados clínicos.

Conclusiones:

Se requiere una mayor armonización de los estándares de adhesión y bioequivalencia, junto con estrategias de educación al paciente y la realización de ensayos bajo condiciones reales de estrés, para garantizar la calidad, seguridad e intercambiabilidad de los productos transdérmicos innovadores y genéricos.

Introducción

Los productos farmacéuticos que contienen los mismos principios activos suelen estar disponibles en múltiples vías de administración, cada una con ventajas específicas en función de los objetivos terapéuticos, la condición clínica del paciente y sus preferencias. Entre estas opciones, los sistemas terapéuticos transdérmicos, comúnmente conocidos como parches transdérmicos, constituyen una alternativa no invasiva frente a la administración oral, subcutánea o intravenosa. Estos sistemas pueden ofrecer una liberación controlada del fármaco, una menor frecuencia de dosificación y una mejor adherencia del paciente en casos seleccionados. Además, facilitan la absorción del fármaco a través de la piel, permitiendo efectos terapéuticos localizados o sistémicos, según se requiera 1. Los sistemas transdérmicos están específicamente diseñados para una liberación sostenida y controlada del fármaco, con un enfoque en la precisión de la dosis y la facilidad de uso, especialmente en tratamientos crónicos que requieren concentraciones plasmáticas estables 2.

La administración transdérmica ofrece varias ventajas frente a las vías oral y parenteral. Evita el metabolismo hepático de primer paso, reduce el riesgo de irritación gastrointestinal y previene la degradación por enzimas digestivas o ambientes ácidos 3. La naturaleza visible del parche también puede actuar como una ayuda para la adherencia, lo que resulta especialmente beneficioso para adultos mayores, personas con deterioro cognitivo o cuidadores responsables del manejo de la medicación. Además, los parches transdérmicos pueden retirarse rápidamente en caso de reacción adversa o sobredosis, lo que añade un margen de seguridad ausente en muchas formulaciones sistémicas 4.

Durante las últimas dos décadas, el uso de parches transdérmicos se ha extendido a una amplia gama de indicaciones clínicas, incluido el manejo del dolor crónico, las terapias hormonales, la enfermedad de Alzheimer, el cese del tabaquismo, la menopausia y la anticoncepción 4. A pesar de su uso creciente, los parches transdérmicos no están exentos de limitaciones. Algunos de los retos incluyen la irritación local de la piel, la absorción inconsistente debido a la variabilidad en la permeabilidad cutánea y las restricciones en la formulación cuando se trabaja con moléculas altamente lipofílicas, inestables o de alto peso molecular 5. En los últimos años, han surgido preocupaciones acerca del riesgo de un desempeño inconsistente en la adhesión de los productos transdérmicos genéricos. Incluso un despegue parcial del parche o su desprendimiento total puede comprometer gravemente la administración del fármaco, la seguridad terapéutica y la calidad 6. Estas preocupaciones resaltan la necesidad de una vigilancia regulatoria sólida y de criterios de evaluación estandarizados que aseguren la equivalencia terapéutica y un desempeño adhesivo constante de los productos.

Esta revisión tiene como objetivo ofrecer una visión integral de los principios tecnológicos, las clasificaciones, las aplicaciones clínicas y los marcos regulatorios asociados a los parches transdérmicos. Se presta especial atención a aquellos ámbitos en los que la regulación actual puede resultar insuficiente, en particular la evaluación del desempeño adhesivo en productos genéricos, una dimensión cada vez más reconocida como crítica para garantizar la seguridad del paciente y la eficacia terapéutica. Nuestro objetivo fue integrar las perspectivas técnicas, clínicas y regulatorias sobre los parches transdérmicos e identificar los vacíos persistentes en las disposiciones farmacopéicas y regulatorias, en particular en los ámbitos de la adhesión y de la bioequivalencia/biodesempeño.

Métodos

Tipo de revisión y justificación

Se trata de una revisión narrativa evaluada según los criterios SANRA 7. La metodología siguió los dominios del instrumento: 1) justificación de la importancia del artículo, 2) declaración de los objetivos, 3) descripción de la búsqueda bibliográfica, 4) referenciación, 5) razonamiento científico y 6) presentación adecuada de los datos. El tema fue seleccionado por su relevancia clínica y regulatoria en relación con los parches transdérmicos, con énfasis en los vacíos que afectan su uso seguro y eficaz en Colombia.

Búsqueda bibliográfica y selección de fuentes (enfoque narrativo)

Se realizó una búsqueda intencionada y no sistemática en PubMed, Scopus, ScienceDirect y Google Scholar, complementada con sitios web regulatorios y farmacopéicos de referencia (FDA, EMA, ANVISA, INVIMA, OECD, USP, Ph. Eur., BP, JP). La evidencia se interpretó según su naturaleza (guías regulatorias, datos clínicos, estudios in vitro e informes observacionales), priorizando los documentos regulatorios primarios y la literatura revisada por pares. No se establecieron límites temporales a priori; última actualización: 9 de septiembre de 2025. Se dio prioridad a las guías oficiales, los estándares farmacopéicos, las revisiones revisadas por pares y los estudios primarios pertinentes que abordaran el diseño, la liberación/permeación, la biodisponibilidad/bioequivalencia (BA/BE), la adhesión y los marcos regulatorios; se excluyeron las páginas web comerciales o no oficiales, así como los documentos duplicados.

Política de referenciación y evaluación

Las afirmaciones clave están respaldadas por fuentes oficiales o revisadas por pares. Los ítems del SANRA orientaron la evaluación de la importancia, los objetivos, la descripción de la búsqueda y la referenciación.

Presentación de los datos

Los hallazgos se presentan de forma narrativa y se resumen en tablas comparativas cuando resulta útil (por ejemplo, disposiciones farmacopéicas, requisitos regulatorios, atributos críticos de calidad (CQA)).

Resultados

Fundamentos y aspectos clave de los parches transdérmicos

Evolución

A lo largo de las décadas, se han desarrollado numerosas formulaciones para mejorar la biodisponibilidad del fármaco, la usabilidad del parche y la adherencia del paciente 8. En este contexto, las tecnologías de los parches transdérmicos han evolucionado a lo largo de varias generaciones: los sistemas de primera generación se centraron en optimizar las propiedades fisicoquímicas de fármacos de moléculas pequeñas para una difusión pasiva; los enfoques de segunda generación introdujeron promotores químicos de la penetración y sistemas basados en emulsiones o nanotransportadores; las tecnologías de tercera generación se basan en métodos físicos para alterar transitoriamente la barrera epidérmica (por ejemplo, radiofrecuencia, ultrasonido, microperforación con láser); y una cuarta generación propuesta busca habilitar terapias personalizadas a través de sistemas bioelectrónicos portables 9.

Desarrollo de los parches transdérmicos

El desarrollo de un nuevo parche transdérmico implica una serie de etapas interrelacionadas, cada una de las cuales contribuye al desempeño final y a la viabilidad regulatoria del producto. El proceso suele comenzar con estudios de preformulación dirigidos a caracterizar las propiedades fisicoquímicas del fármaco, incluidas la solubilidad, la estabilidad y la compatibilidad con los excipientes potenciales. A esto le sigue el desarrollo de la formulación, en el que se seleccionan y optimizan los excipientes, la carga de fármaco y los sistemas poliméricos para asegurar un desempeño consistente. Posteriormente, se diseñan y evalúan prototipos de parches en cuanto a parámetros funcionales clave como la adhesión, la flexibilidad y la cinética de liberación 10.

A continuación, se realizan estudios in vivo, inicialmente en modelos animales, para evaluar la farmacocinética y la farmacodinámica, y para caracterizar la absorción, la distribución, el metabolismo y la excreción. El desarrollo clínico contempla ensayos en humanos a lo largo de fases sucesivas para evaluar la seguridad, la eficacia terapéutica y la farmacocinética, lo cual respalda la aprobación regulatoria. Tras una evaluación clínica satisfactoria, se elabora una solicitud regulatoria ante agencias como la FDA o la EMA, demostrando el cumplimiento de los requisitos de calidad, seguridad y eficacia. Una vez aprobados, el escalamiento y la fabricación se llevan a cabo bajo Buenas Prácticas de Manufactura para garantizar la consistencia entre lotes y la viabilidad comercial. En el caso de los parches transdérmicos genéricos, las vías regulatorias pueden permitir exenciones de los ensayos clínicos de eficacia cuando se demuestra adecuadamente la bioequivalencia. No obstante, las evaluaciones complementarias de adhesión y tolerabilidad local, incluidos los estudios de irritación y sensibilización, siguen siendo obligatorias, ya que las principales agencias regulatorias las reconocen como atributos críticos de calidad 11,12.

Componentes básicos

Las formulaciones integran diversos excipientes diseñados para optimizar la liberación, la retención y la estabilidad del principio activo. La selección y disposición de los componentes varían según el fármaco y el tipo de sistema 13, pero los elementos esenciales se resumen a continuación y se ilustran en la Figura 1.

Figura 1. Principales componentes estructurales de un parche transdérmico. Las composiciones pueden variar según el fármaco y el tipo de sistema.

Figura 1

  • Adhesivos: Fijan el parche a la piel y mantienen su posición durante todo el tiempo de uso 13. La mayoría de los sistemas utilizan adhesivos sensibles a la presión, como poliacrilatos, poliisobutilenos o compuestos a base de silicona 14.

  • Capa de respaldo: Actúa como barrera protectora frente a factores externos, a la vez que proporciona soporte mecánico, flexibilidad y un aspecto estético adecuado 15. La interacción con los excipientes internos debe minimizarse, ya que un contacto prolongado puede provocar migración o degradación. Los materiales más utilizados incluyen películas de vinilo, polietileno, poliéster, aluminio y poliolefinas 14.

  • Recubrimientos protectores: Forman parte del envase primario y se retiran antes del uso. Protegen el adhesivo y la matriz, preservando el contenido del fármaco y evitando una exposición prematura 15. Los materiales típicos incluyen papeles recubiertos con silicona o con polietileno 10.

  • Membrana: En los sistemas tipo reservorio o de liberación controlada, las membranas semipermeables regulan la difusión del fármaco hacia la piel 13. Materiales como el etileno-acetato de vinilo, el caucho de silicona y el poliuretano se emplean comúnmente debido a su capacidad para mantener perfiles de liberación controlados 14.

Clasificación

Los parches transdérmicos se clasifican comúnmente según la ubicación y la distribución del fármaco dentro del sistema, lo que da lugar a las categorías ilustradas en la Figura 2 A-D 16.

Figura 2. A-D. Clasificación de los parches transdérmicos según la ubicación del fármaco: (A) fármaco en adhesivo de capa única, (B) fármaco en adhesivo multicapa, (C) sistema de reservorio y (D) sistema de matriz.

Figura 2

  • Fármaco en adhesivo de capa única: El fármaco está incorporado directamente en el adhesivo, ubicado entre el recubrimiento protector y la capa de respaldo 16. (Figura 2A)

  • Fármaco en adhesivo multicapa: Contiene dos capas adhesivas distintas, cada una con capacidad para incorporar el fármaco, generalmente separadas por una membrana, lo que permite terapias combinadas o una liberación dual controlada 16. (Figura 2B)

  • Sistema de reservorio: Cuenta con un reservorio independiente para el fármaco --líquido, gel o suspensión-, contenido por una membrana que regula la velocidad de liberación. Estas membranas pueden ser microporosas o no porosas según la formulación 17. (Figura 2C)

  • Sistema de matriz: El fármaco se dispersa dentro de una matriz polimérica en contacto directo con la piel, con una capa adhesiva externa que asegura la fijación del parche 17. (Figura 2D)

Mecanismo de liberación del fármaco

La liberación del fármaco a partir de sistemas de liberación controlada, como los parches transdérmicos, puede ocurrir mediante distintos mecanismos según el diseño del sistema y las características de los materiales. Los procesos descritos incluyen 18:

  • Difusión (predominante): El fármaco se desplaza a lo largo de un gradiente de concentración a través del polímero.

  • Hinchamiento del polímero: Los polímeros hidrofílicos absorben agua, se expanden y favorecen la difusión del fármaco; en algunos sistemas, el propio hinchamiento es el que controla la velocidad de liberación.

  • Erosión y degradación del polímero: Los polímeros biodegradables (por ejemplo, PLA, PLGA, quitosano) sufren hidrólisis o degradación enzimática, liberando el fármaco a una velocidad influenciada por la erosión superficial o másica.

  • Liberación activada externamente: Los polímeros inteligentes responden a estímulos como pH, temperatura, campos eléctricos o luz, modificando su estructura para desencadenar la liberación del fármaco.

  • Ósmosis (poco frecuente en los parches): El agua atraviesa una membrana semipermeable, generando una presión que impulsa la solución del fármaco, lo que permite una liberación controlada.

En la práctica, algunos sistemas pueden involucrar más de un proceso. No obstante, los parches transdérmicos pasivos tradicionales se basan principalmente en una liberación controlada por difusión desde el parche, seguida del reparto y la difusión a través del estrato córneo. En los diseños de matriz o de fármaco en adhesivo, el fármaco está distribuido de forma uniforme dentro del polímero, que actúa simultáneamente como reservorio y como medio que controla la velocidad de liberación. En contraste, los sistemas de reservorio emplean una membrana polimérica que regula la velocidad de liberación, permitiendo un flujo más constante mientras el reservorio permanezca saturado y, en gran medida, independiente del hinchamiento del polímero 17,18.

Permeación

Vías de permeación transdérmica del fármaco

La permeación del fármaco a través de la piel se produce mediante dos vías principales: la vía transepidérmica y la vía transanexial.

La vía transepidérmica implica el paso a través del estrato córneo, ya sea directamente a través de los corneocitos (transcelular) o a través de la matriz lipídica que se encuentra entre ellos (intercelular). Entre estas, la vía intercelular se considera generalmente la vía predominante, y requiere un equilibrio entre lipofilicidad e hidrofilicidad para una absorción eficaz 19.

La vía transanexial, también denominada vía de derivación, permite la penetración a través de los folículos pilosos y de las glándulas sudoríparas o sebáceas. Sin embargo, su contribución es limitada debido a la pequeña superficie involucrada (~0.1% de la superficie cutánea total), aunque la densidad folicular y el tamaño de las aberturas pueden influir significativamente en la absorción del fármaco 19,20.

Características de los fármacos para la permeación transdérmica

Debido a la función de barrera de la piel, las moléculas con ciertas propiedades fisicoquímicas suelen ser más adecuadas para la administración transdérmica pasiva con efecto sistémico. Los siguientes rangos constituyen guías prácticas de diseño y no puntos de corte rígidos 21:

  • Peso molecular inferior a 500 Da.

  • Log P entre 1 y 3.

  • Forma no ionizada al pH fisiológico.

  • Solubilidad acuosa superior a 1 mg/mL.

  • Punto de fusión inferior a 200 °C.

  • Dosis diaria de 20 mg o menos.

Estos parámetros optimizan tanto la solubilidad como el reparto en el estrato córneo, al tiempo que permiten un flujo suficiente para alcanzar concentraciones plasmáticas terapéuticas.

Métodos para mejorar la permeación molecular

Dado el número limitado de fármacos candidatos que cumplen de forma natural con los criterios para una permeación cutánea pasiva eficaz, se han desarrollado numerosas estrategias para mejorar la administración transdérmica.

Los promotores químicos de la penetración aumentan la permeabilidad del fármaco al alterar temporalmente la arquitectura lipídica del estrato córneo o al mejorar su solubilidad y reparto. Algunos ejemplos comunes incluyen los ácidos grasos, los terpenos, los sulfóxidos y los tensioactivos, incluidos los compuestos aniónicos, catiónicos y no iónicos 22,23. Otro enfoque ampliamente utilizado consiste en el diseño de profármacos, en los que la molécula original se modifica químicamente para obtener un derivado biorreversible que optimiza las propiedades farmacocinéticas y fisicoquímicas 24.

Los sistemas vesiculares de base lipídica representan otra estrategia de mejora al imitar las membranas biológicas y encapsular el fármaco dentro de vesículas, lo que facilita su permeación a través de la piel. Estos sistemas pueden mejorar la biodisponibilidad de fármacos poco solubles y protegerlos de la degradación 25.

Las matrices de microagujas consisten en proyecciones de escala microscópica dispuestas sobre un parche que crean micropores transitorios en la piel, permitiendo la administración de fármacos de gran tamaño, hidrofílicos o de alto peso molecular. Su longitud es suficiente para atravesar el estrato córneo sin estimular los receptores del dolor, lo que reduce las molestias y el riesgo de infección. Este enfoque ha demostrado una administración altamente reproducible y una baja variabilidad en la biodisponibilidad entre individuos 26-29.

Otras técnicas de mejora incluyen el ultrasonido, el láser, la radiofrecuencia, los métodos electrotérmicos y la magnetoforesis. Aunque eficaces, estos enfoques se utilizan con menos frecuencia debido a su carácter invasivo, su mayor costo o la necesidad de equipos especializados.

Biodisponibilidad y factores biológicos que influyen en la biodisponibilidad

La biodisponibilidad se define comúnmente como "la velocidad y la magnitud con la que el fármaco activo se absorbe a partir de una forma farmacéutica y queda disponible en la circulación sistémica". Generalmente se evalúa calculando el área bajo la curva (AUC) a partir de un gráfico de concentración-tiempo, que refleja la exposición total del organismo al fármaco no modificado 30. Como se destaca en los estudios generales de biodisponibilidad, una exposición sistémica insuficiente puede reducir la eficacia del tratamiento e incluso ocasionar un fracaso terapéutico 31. La biodisponibilidad en los parches transdérmicos no solo está determinada por aspectos relacionados con la formulación o el diseño del sistema de administración, sino también por la variabilidad biológica, que puede alterar de manera significativa los perfiles de absorción. Diversos factores biológicos pueden contribuir a esta variabilidad, incluidos la edad de la piel, el grado de hidratación, la composición lipídica, la temperatura, el flujo sanguíneo, el metabolismo cutáneo, la integridad de la barrera cutánea, las patologías, la etnia, el sexo y el sitio de aplicación 32,33.

Para mitigar estas inconsistencias, los prescriptores y los fabricantes deben evitar generalizaciones en las indicaciones de dosificación y de uso. Los folletos de información para el paciente y las fichas técnicas del producto deben indicar claramente el sitio de aplicación recomendado, la duración del uso y el esquema de dosificación, teniendo en cuenta la diversidad de los perfiles de los pacientes. Asimismo, las formulaciones transdérmicas deben procurar minimizar la variabilidad de la absorción mediante la estabilización de parámetros como la hidratación de la piel y la temperatura, ya sea a través de estrategias de formulación o de pautas de uso 33.

Estándares regulatorios

Para garantizar la calidad, la seguridad y la eficacia terapéutica de los parches transdérmicos, es esencial el cumplimiento de los estándares regulatorios. Estos estándares abarcan la evaluación de atributos específicos que influyen directamente en el desempeño clínico y en la seguridad del paciente. Sin embargo, el carácter obligatorio y el alcance de estos requisitos varían entre regiones, ya que cada jurisdicción se rige por su propia autoridad, como la FDA (Estados Unidos), la EMA (Unión Europea) y el INVIMA (Colombia). Aunque muchos principios fundamentales de evaluación están en general alineados, los entornos regulatorios difieren en su nivel de detalle y en el diseño específico de los ensayos requeridos 34,35.

Las autoridades suelen apoyarse en farmacopeas como la USP, la Ph. Eur., la BP y la JP, ampliamente referenciadas a nivel internacional, para establecer métodos analíticos estandarizados para el ensayo del producto terminado, lo que favorece un cierto grado de convergencia regulatoria. Por ejemplo, en Colombia, el artículo 22, literal (k), del Decreto 677 de 1995 exige que la metodología analítica del producto terminado corresponda a una de las farmacopeas oficialmente aceptadas en el país (USP, BP, Codex Francés, DAB, Ph. Eur, Ph. Int.). El fabricante debe indicar la farmacopea seleccionada, su edición y la sección correspondiente; si no se dispone de un método en estos compendios, deberán presentarse los datos completos de validación 36.

No obstante, la evaluación de los parches transdérmicos sigue siendo un reto, ya que no todos los atributos medibles se correlacionan directamente con la seguridad o con la eficacia terapéutica. Para abordar esta cuestión se ha adoptado el concepto de Critical Quality Attributes (CQA), definidos como las características del producto que deben mantenerse dentro de límites especificados para asegurar la seguridad y la eficacia 35,37. La Tabla 1 presenta una visión comparativa de los CQA, los ensayos de desempeño in vitro, las evaluaciones relacionadas con la adhesión y su estatus regulatorio en las principales farmacopeas (USP, Ph. Eur., BP, JP).

Tabla 1. Parámetros de control de calidad y enfoques de ensayo para los sistemas de administración transdérmica de fármacos.

Atributo Crítico de Calidad (CQA) Mención/cobertura farmacopeica
Ensayo BP, EP, JP, USP
Uniformidad de contenido BP, EP, JP, USP
Contenido de humedad EP, USP, JP
Espesor -
Resistencia a la tensión -
Elongación -
Prueba de planitud -
Resistencia al plegado -
Prueba microbiológica USP, EP, JP
Pruebas in vitro
Liberación del fármaco USP, EP
Permeación del fármaco EP
Pruebas de propiedades adhesivas
Prueba de Tack USP (descriptiva, no obligatoria)
Prueba de adhesión por desprendimiento USP (descriptiva, no obligatoria)
Prueba de adhesión por cizallamiento USP (descriptiva, no obligatoria)
Prueba de flujo en frío -
Prueba de fuga USP (caso por caso / sistemas reservorio / CCI cuando aplique)
Integridad del parche -
Impurezas y degradación
Prueba de impurezas y degradación/estabilidad BP, EP, JP, USP
Irritación cutánea
Prueba de irritación y sensibilización cutánea -

Adaptado de Kim et al. 35 y complementado con las consideraciones de calidad de la FDA para sistemas de administración transdérmica y las guías de calidad de la EMA 12,72. BP: Farmacopea Británica; EP: Farmacopea Europea; JP: Farmacopea Japonesa; USP: Farmacopea de los Estados Unidos; CQA: Atributo Crítico de Calidad; FDA: Food and Drug Administration; EMA: Agencia Europea de Medicamentos; CCI: Integridad del Cierre del Envase. (-): no contemplado o no abordado de forma explícita en las farmacopeas consultadas.

Adicionalmente, la Tabla 2 ofrece una visión general de algunas guías regulatorias internacionales seleccionadas. Estas guías, que incluyen tanto documentos finalizados como en borrador, son utilizadas por agencias como la FDA y la EMA para evaluar las solicitudes de autorización de comercialización; aunque por lo general no son vinculantes, suele esperarse el cumplimiento o una justificación científica de las desviaciones. Por ejemplo, la liberación in vitro de los parches transdérmicos se evalúa de acuerdo con la Ph. Eur. 2.9.4 y la Guía de la EMA sobre la Calidad de los Parches Transdérmicos (2014), mientras que la bioequivalencia se aborda mediante guías farmacocinéticas, incluida la guía específica por producto de la FDA y la Guía de la EMA sobre la Investigación de la Bioequivalencia (2010). Cada guía aborda un parámetro específico y no puede sustituir a otra, ya que las agencias regulatorias esperan que los solicitantes presenten evidencia conforme al requisito correspondiente.

Tabla 2. Herramientas regulatorias aplicadas a los sistemas de administración transdérmica de fármacos.

Ensayo/País EE. UU. Europa Brasil OECD
Ensayo de desempeño (liberación in vitro) USP-NF -724- Liberación del fármaco; FDA Sistemas de Administración Transdérmica y Tópica - Desarrollo del Producto y Consideraciones de Calidad (borrador 2019) Ph. Eur. 2.9.4 (EP 11.x): ensayo de disolución para parches; Guía de la EMA sobre la calidad de los parches transdérmicos (2014). Guía ANVISA n.° 20/2019 (v2, 2021): métodos de disolución/permeación (aplicación caso por caso). OECD GD 28 y Guidance Notes 156: enfoque de difusión con celda de Franz
Ensayo de bioequivalencia BE farmacocinética conforme a las PSG y la ANDA; respaldada por FDA TDS PD&Q (borrador 2019), Adhesión (borrador rev. 2023) e Irritación/Sensibilización (borrador rev. 2023). La bioequivalencia se evalúa según la Guía de la EMA sobre la Investigación de la Bioequivalencia; la guía de calidad de la EMA para parches transdérmicos (2014) aborda aspectos de calidad/CMC y no sustituye la guía de BE No especificado / Sin requisito explícito No especificado / Sin requisito explícito
Ensayos de irritación / sensibilización Borrador de guía de la FDA sobre irritación/sensibilización (2018; borrador rev. 2023): estudio acumulativo de irritación y sensibilización Guía de Calidad de la EMA (2014, Anexo I): irritación y sensibilización acumulativas a 21 días Guía ANVISA n.° 20/2019 (v2, 2021): evaluación de la tolerabilidad cutánea OECD TG 439: in vitro epidermis humana reconstruida
Evaluación de los atributos de calidad USP-NF (2024): descripción, valoración, uniformidad, límites microbianos, ensayos de propiedades adhesivas EP 11.ª (2023): uniformidad de contenido/unidades de dosificación; Guía de Calidad de la EMA (disolución, límites microbianos y contenido de conservantes antimicrobianos, 2014), Guía ANVISA n.° 20/2019 (2021): descripción, valoración, impurezas, propiedades de los ensayos fisicoquímicos, polimorfismo, uniformidad de unidades de dosificación, contenido de agua, pH, viscosidad aparente, límites microbianos, contenido de conservantes antimicrobianos y contenido de antioxidantes. No especificado / Sin requisito explícito
Ensayo de permeación en la etapa de desarrollo Guía de la FDA (2019): IVPT (e IVIVC cuando se justifique) utilizando celdas de Franz Guía de Calidad de la EMA (2014): IVPT/IVIVC recomendada Guía ANVISA n.° 20/2019: celda de Franz o aparato de disolución OECD TG 427 (in vivo), TG 428 (in vitro), GD 28/Notes 156
Ensayo de fugas USP -1207- Integridad del Envase - Productos Estériles (aplicable a productos estériles/CCI, no universal para todos los TDS) (caso por caso) EP 11.ª (2023): requisitos generales de integridad. (caso por caso) Guía ANVISA n.° 20/2019: ensayo de fugas para sistemas de reservorio No especificado / Sin requisito explícito
Ensayos de adhesión Borrador de guía de la FDA sobre adhesión (2019; revisado 2023): estudio clínico de adhesión con resolución temporal Guía de la EMA (2014, Anexo II): evaluación de adhesión in vivo. ANVISA 20/2019: principalmente in vitro peel/tack; in vivo si se requiere) No especificado / Sin requisito explícito

Adaptado de Engelhardt et al. 34 y complementado con documentos regulatorios internacionales: FDA (Transdermal and Topical Delivery Systems — Product Development & Quality Considerations, borrador 2019; Assessing Adhesion, borrador rev. 2023; Assessing Irritation/Sensitization, borrador rev. 2023) 11,72,73; EMA (Guideline on quality of transdermal patches, 2014) 12; farmacopeas— Ph. Eur. 2.9.4 (EP 11.ª, 2023) 45, USP -724- (liberación del fármaco) y USP -1207- (integridad del cierre del envase) 44,74; métodos de la OECD para absorción dérmica/irritación (TG 427, TG 428, TG 439; GD 28; Guidance Notes 156) 75-78; y Guía ANVISA n.° 20/2019 (v2, 2021) 79.

En contraste, la Tabla 3 resume el marco regulatorio colombiano. A diferencia de otras regiones, Colombia no cuenta con una guía técnica específica para los Sistemas de Administración Transdérmica; en su lugar, la evaluación se basa en las regulaciones farmacéuticas generales, en la aceptación de farmacopeas internacionales y en requisitos amplios de bioequivalencia y estabilidad.

Tabla 3. Herramientas regulatorias aplicadas a los sistemas de administración transdérmica de fármacos en Colombia (INVIMA/MSPS).

Ensayo/País Colombia
Ensayo de desempeño (liberación in vitro) No existe una guía nacional específica para TDS. Se basa en las farmacopeas aceptadas por el Decreto 677/1995.
Ensayo de bioequivalencia Sin criterios específicos para TDS. Se aplica el marco general: Resolución 1124/2016 + Guía INVIMA GU061 (protocolos).
Ensayos de irritación / sensibilización Sin guía específica para TDS. Se espera la presentación de evidencia de seguridad; se aceptan métodos internacionales.
Evaluación de los atributos de calidad No existe un capítulo nacional sobre adhesión o propiedades mecánicas de los TDS. El control se basa en las farmacopeas aceptadas (Decreto 677/1995).
Ensayo de permeación (IVPT/IVIVC) Sin guía específica para TDS. Pueden utilizarse metodologías internacionales (IVPT/IVIVC con celdas de Franz) caso por caso.
Ensayo de fugas Sin requisito nacional explícito: el ensayo de integridad del cierre del envase puede presentarse si se justifica científicamente mediante métodos compendiales/validados adecuados (nota: la USP -1207- está orientada principalmente a productos estériles)
Ensayos de adhesión Sin guía colombiana. La adhesión in vivo no está estandarizada; evaluación caso por caso.

Adaptado de Engelhardt et al34. Fuentes: Decreto 677/1995 (art. 22) 36; Resolución 1124/2016 80; INVIMA GU061 81; INVIMA GU055 82. Compendios internacionales según corresponda: Ph. Eur. 2.9.4; USP -1207- 45,74.

Evaluación de la eficacia, la calidad y la seguridad

Como se ha mencionado anteriormente, deben evaluarse diversos parámetros para garantizar la calidad, la seguridad y la eficacia terapéutica de los parches transdérmicos. La siguiente revisión presenta los criterios clave de evaluación, junto con su importancia para determinar el desempeño global del producto.

Evaluación de la calidad

Evaluación fisicoquímica

Habitualmente incluye la evaluación del espesor, la variación de peso, la dureza, la uniformidad del contenido del fármaco, la capacidad de hinchamiento, el contenido de humedad y el pH superficial. El espesor del parche se mide en varios puntos utilizando instrumentos como microscopios, calibres con dial o micrómetros, ya que un espesor consistente es esencial para asegurar una liberación uniforme del fármaco 38. La variación de peso se evalúa pesando individualmente parches del mismo lote y comparando los valores con la media para confirmar la consistencia 39. La dureza se evalúa con un durómetro y refleja la capacidad del parche para soportar el estrés mecánico durante el almacenamiento, la manipulación y la aplicación 40. La uniformidad del contenido del fármaco se determina disolviendo y analizando porciones del parche para verificar la distribución homogénea del fármaco dentro de la matriz 41. La capacidad de hinchamiento se evalúa sumergiendo el parche en agua destilada y midiendo los cambios dimensionales, lo que ofrece información sobre las interacciones matriz-humedad que pueden influir en la cinética de liberación 40. El contenido de humedad se determina pesando los parches antes y después de la desecación, ya que los niveles de humedad afectan directamente la estabilidad y la vida útil 42. Por último, el pH superficial se mide tras exponer los parches a agua destilada utilizando un pH-metro calibrado, dado que valores de pH inadecuados pueden incrementar el riesgo de irritación cutánea 32.

Evaluación de las propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas se evalúan para garantizar una flexibilidad, una resistencia y un desempeño adhesivo adecuados durante el uso. La resistencia al plegado se evalúa determinando el número de veces que un parche puede plegarse en el mismo punto sin romperse, lo que constituye un indicador de su flexibilidad 38. La resistencia a la tracción se mide con un tensiómetro para cuantificar la fuerza y la elongación a la rotura, lo que refleja la durabilidad mecánica del parche 40. La resistencia al cizallamiento representa la fuerza de cohesión del adhesivo y se evalúa midiendo la resistencia al deslizamiento o al desprendimiento bajo carga; una resistencia al cizallamiento adecuada es esencial para evitar el desplazamiento del parche y minimizar los residuos adhesivos al retirarlo 32.

Evaluación de la estabilidad

La estabilidad se evalúa mediante estudios acelerados conforme a las directrices ICH Q1A(R2), que definen las condiciones y las zonas climáticas para los productos farmacéuticos 43. Aunque esta guía es general, sus principios se aplican a los parches transdérmicos para establecer la vida útil y garantizar la calidad del producto. Las interacciones polímero-fármaco y los cambios estructurales se detectan mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), difracción de rayos X (XRD) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) 40. También pueden incluirse estudios adicionales como fotoestabilidad, estabilidad al pH y termoestabilidad, según el perfil de degradación del fármaco.

Evaluación de la eficacia

Evaluación in vitro

Los parches transdérmicos se someten habitualmente a tres ensayos principales in vitro: liberación del fármaco, permeación cutánea y evaluaciones de adhesión:

  • Liberación del fármaco in vitro: La liberación del fármaco a partir del parche terminado debe medirse utilizando equipos compendiales para TDS (por ejemplo, USP -724- aparatos 5/6/7; Ph. Eur. 2.9.4), bajo condiciones controladas de hidrodinámica, temperatura y sumidero 44,45.

  • Estudios de permeación cutánea in vitro: Aportan información sobre la actividad termodinámica del fármaco dentro de la matriz, aunque no siempre se correlacionan con la liberación in vivo46. Estos estudios utilizan membranas animales o sintéticas en celdas de difusión vertical, con muestras recolectadas y analizadas a lo largo del tiempo 32.

  • Ensayos de adhesión in vitro: Se emplean comúnmente tres métodos 47: El ensayo de pelado mide la fuerza necesaria para despegar el parche, que está influida por el ángulo, la velocidad, el sustrato y el espesor del adhesivo. El ensayo de tack con sonda evalúa la pegajosidad inicial tras un breve contacto, condicionada por la presión, el tiempo de contacto y el área. El ensayo de adhesión por cizalladura evalúa la cohesión interna del adhesivo midiendo la resistencia al deslizamiento o al desprendimiento bajo carga.

Evaluación in vivo

Los estudios in vivo se realizan en modelos animales o en voluntarios humanos, según la fase de desarrollo y los requisitos regulatorios. Los modelos animales son útiles para la evaluación preliminar in vivo de la administración transdérmica y para los trabajos de toxicología/irritación; las especies más utilizadas incluyen ratones o ratas sin pelo, conejos y cobayos. Sin embargo, las diferencias interespecíficas en la estructura cutánea y en la función de barrera limitan la traducción cuantitativa al ser humano, y también deben tenerse en cuenta las consideraciones éticas 48. Para los productos transdérmicos sistémicos, los estudios farmacocinéticos en voluntarios humanos sanos constituyen el estándar principal para evaluar la exposición y respaldar la bioequivalencia, ya que aportan la valoración más fiable del desempeño del parche en condiciones reales (incluida la adhesión, el tiempo de uso y la tolerabilidad) 49.

Evaluación de la seguridad

Irritación

Un sistema de parche transdérmico ideal debe asegurar una liberación controlada del fármaco minimizando al mismo tiempo la irritación cutánea. La evaluación del potencial de irritación se realiza típicamente utilizando modelos in vivo como conejos o ratas, o mediante observaciones clínicas en voluntarios humanos. No obstante, los ensayos in vitro que utilizan epidermis humana reconstruida se han convertido en una alternativa fiable, debido a su similitud bioquímica y fisiológica con la piel humana 35,41

El potencial de irritación de los parches transdérmicos puede evaluarse mediante inspección visual en busca de signos como eritema y edema, a menudo utilizando el Índice de Irritación Primaria (IIP) 3,41.

Bioequivalencia

La bioequivalencia amplía el concepto de biodisponibilidad al comparar la velocidad y la magnitud de la absorción entre un producto genérico y su producto de referencia. En los sistemas transdérmicos, demostrar la bioequivalencia garantiza que un genérico libera el fármaco a la misma velocidad y en la misma cantidad que el de referencia, lo que confirma una eficacia y una seguridad comparables. Las agencias regulatorias como la FDA y la EMA aceptan los datos de bioequivalencia en lugar de ensayos clínicos a gran escala, y marcos como la Directiva 2001/83/CE de la UE respaldan la aprobación regulatoria y la posible intercambiabilidad, en función de las políticas nacionales 50,51.

Para los parches transdérmicos, el tipo de estudio de bioequivalencia requerido depende de si el producto está destinado a ejercer un efecto terapéutico sistémico o local 52.

Los parches transdérmicos de acción sistémica están diseñados para liberar el fármaco hacia la circulación sistémica, por lo que la bioequivalencia se evalúa frecuentemente mediante enfoques similares a los aplicados a las formulaciones orales, principalmente a través de estudios farmacocinéticos in vivo. La EMA recomienda estudios tanto de dosis única como de dosis múltiples, ya que la piel puede actuar como un reservorio de fármaco y pueden requerirse condiciones de estado estacionario. Dado que la absorción puede variar entre los sitios anatómicos, la estandarización del lugar de aplicación es fundamental. Además, las diferencias en los mecanismos de liberación de los parches pueden influir en la bioequivalencia, lo que hace esencial la replicación de los estudios 52.

En contraste, para los parches transdérmicos de acción local que no están destinados a alcanzar la circulación sistémica, las concentraciones plasmáticas pueden no reflejar adecuadamente el desempeño terapéutico. En estos casos, métodos alternativos como las evaluaciones farmacodinámicas o los ensayos con criterios de valoración clínicos se consideran más apropiados 48,52-55:

  • Estudios in vitro: Técnicas como los ensayos de permeación in vitro (IVPT) que utilizan piel humana excisada pueden tener valor predictivo para el desempeño local, en particular cuando se demuestra una correlación in vitro-in vivo.

  • Estudios farmacodinámicos: Pueden emplearse métodos que evalúan los efectos farmacológicos o miden las concentraciones del fármaco en el sitio de acción o en sus proximidades. Por ejemplo, el ensayo vasoconstrictor se utiliza comúnmente con corticoides tópicos, mientras que la microdiálisis dérmica o la microperfusión de flujo abierto permite monitorizar las concentraciones locales del fármaco en la piel a lo largo del tiempo

  • Estudios con criterios de valoración clínicos: Aunque la investigación básica e in vitro proporciona los conocimientos fundamentales para el desarrollo de los parches transdérmicos, los estudios con criterios de valoración clínicos representan el paso más decisivo en la toma de decisiones basada en la evidencia. La capacidad de analizar adecuadamente los resultados de los ensayos clínicos es esencial, ya que estos estudios orientan en última instancia las decisiones terapéuticas.

Si bien estas metodologías son valiosas, los sistemas de administración transdérmica plantean retos que van más allá de la farmacocinética. Por ejemplo, las directrices de la EMA recomiendan evaluar la adhesión, la irritación, la sensibilización, la fototoxicidad y los eventos adversos al establecer la bioequivalencia entre formulaciones transdérmicas 52.

La adhesión como determinante crítico del desempeño del parche transdérmico

El desempeño adhesivo de los parches transdérmicos influye directamente en su seguridad, su eficacia terapéutica y la calidad global del producto. Una adhesión deficiente puede ocasionar una absorción inadecuada del fármaco, lo que puede llevar a una exposición subterapéutica o a una dosificación errática. Si el parche se despega o se separa parcialmente de la piel, la velocidad y la magnitud de la absorción pueden variar de forma impredecible, comprometiendo el resultado clínico previsto 56.

La adhesión depende no solo de la formulación y del tipo de adhesivo utilizado, sino también del sitio de aplicación, del estado de la piel, del grosor de la piel, de la temperatura, de la limpieza, de la hidratación, del pH y de otros factores fisiológicos y ambientales 57. En consecuencia, las estrategias de formulación suelen centrarse en desarrollar sistemas estables capaces de liberar el flujo máximo de fármaco sin perder una adhesión cutánea fiable 57.

Un elemento crítico en el desempeño adhesivo es el uso de adhesivos sensibles a la presión (PSA, por sus siglas en inglés). Estos materiales se adhieren al aplicar una ligera presión. Los PSA deben: mantener la adhesión durante todo el tiempo de uso, no causar irritación ni picor, ser cómodos de llevar, permitir una retirada indolora sin trauma, no dejar residuos en la piel y ser química y físicamente compatibles con una variedad de fármacos y excipientes 57.

De acuerdo con la nomenclatura de modos de fallo descrita por Cilurzo et al. y Banerjee et al. 56,57, el desprendimiento puede producirse de la siguiente manera:

  • Caso I (ideal): El parche se despega limpiamente, sin dejar residuos.

  • Caso II: Transferencia adhesiva completa hacia la piel.

  • Caso III: Fallo cohesivo, con residuos tanto en el parche como en la piel.

  • Caso IV: Fallo mixto, con transferencia parcial y división del adhesivo.

Estas categorías describen modos de fallo mecánico en la interfase piel-parche 56,57. En contraste, la adhesión clínica en voluntarios se cuantifica mediante una puntuación regulatoria del porcentaje de área adherida a lo largo del tiempo (por ejemplo, FDA 0-4), y no por el mecanismo de fallo 11,12; cualquier asociación de los Casos II/III con la presencia de residuos o con un uso incompleto debe demostrarse utilizando esos puntos finales, y los estándares farmacopéicos siguen sin pronunciarse de forma explícita sobre dichos defectos 35,44,45.

Desempeño clínico y Evidencia del Mundo Real (RWE): de la eficacia a la adherencia

La evaluación del desempeño clínico de los sistemas de administración transdérmica de fármacos requiere distinguir entre eficacia y efectividad. La eficacia se refiere a la capacidad de una intervención para producir los resultados previstos en condiciones experimentales controladas, mientras que la efectividad refleja los resultados obtenidos en entornos del mundo real 58. Como se mencionó anteriormente, la eficacia se evalúa mediante estudios in vitro e in vivo antes de la aprobación para comercialización, pero estos pueden no reflejar plenamente el desempeño en el uso clínico habitual. Como ya se señaló, factores como la variabilidad interindividual de la absorción, los problemas de adhesión del parche y las prácticas de aplicación por parte del paciente —difíciles de replicar en los ensayos— pueden conducir a resultados subóptimos. Por ello, la efectividad en el mundo real exige integrar la evidencia de los estudios controlados con los datos de uso real.

Los estudios del mundo real demuestran la efectividad clínica y la tolerabilidad de las terapias transdérmicas en múltiples indicaciones. Por ejemplo, un estudio multicéntrico de 18 meses con parches de rivastigmina en pacientes con enfermedad de Alzheimer leve a moderada reportó resultados cognitivos sostenidos, una buena tolerabilidad y una marcada preferencia por parte de los cuidadores en comparación con las formulaciones orales (88.2%) 59. De forma similar, un estudio aleatorizado que comparó el estradiol transdérmico con agonistas de la hormona liberadora de hormona luteinizante para la terapia de privación androgénica en pacientes con cáncer de próstata reportó mejores resultados de calidad de vida a los seis meses con los parches transdérmicos, incluida una menor fatiga y un menor número de sofocos, aunque la ginecomastia se presentó con mayor frecuencia 60.

Adicionalmente, un estudio prospectivo observacional en la práctica clínica habitual encontró que los parches transdérmicos de buprenorfina para el dolor crónico fueron bien tolerados y se asociaron con una alta satisfacción del paciente y una buena adherencia, con eventos adversos como la irritación cutánea que rara vez condujeron a la suspensión del tratamiento 61. Asimismo, un metaanálisis de 35 ensayos con parches de nicotina no encontró un aumento significativo de eventos cardiovasculares mayores en comparación con placebo, aunque efectos leves como la irritación cutánea localizada y los trastornos del sueño fueron más frecuentes 62.

Como se mencionó previamente, las variables fisiológicas relacionadas con el paciente influyen en la variabilidad de la administración transdérmica del fármaco. Sin embargo, a pesar de los cambios cutáneos asociados al envejecimiento, las diferencias de absorción entre individuos jóvenes y mayores siguen siendo mínimas. Por consiguiente, los ajustes de dosis en adultos mayores se derivan principalmente de factores farmacocinéticos y farmacodinámicos sistémicos, y no de la absorción cutánea 63.

Reportes de seguridad y datos observacionales

Se han documentado diversos errores de medicación y de administración con los parches transdérmicos, incluidos cortar el parche, retirarlo de forma prematura, aplicar varios parches simultáneamente, colocarlo en una ubicación anatómica incorrecta, exponerlo al calor, aplicarlo sobre piel irritada y un almacenamiento o desecho inadecuado en entornos accesibles a niños o personas vulnerables. Estos errores pueden derivar en sobredosis, fracaso terapéutico, irritación local y, en casos raros, desenlaces fatales 64. Los reportes presentados ante la FDA destacan los retos prácticos en el uso de los parches, resumidos en la Tabla 4 6. Los problemas de seguridad fuera de entornos controlados pueden categorizarse en errores de medicación y de administración, factores de riesgo relacionados con el paciente y fallos relacionados con el dispositivo.

Tabla 4. Resumen de las quejas registradas por la FDA sobre fallos en la adhesión de los parches transdérmicos, adaptado de Brooks et al. 6.

N.° Descripción de la queja
1 Los parches no se adhieren correctamente debido al calor, al frío, a la sudoración o al ducharse, y a menudo se despegan en menos de un día.
2 Es necesaria una sustitución frecuente, lo que requiere aplicaciones diarias.
3 Los parches se caen al bañarse, al dormir, al caminar o al sudar, lo que obliga a los usuarios a recurrir a esparadrapo médico o cinta adhesiva.
4 En comparación con marcas anteriores, algunos parches son más gruesos, lo que impide la evaporación del sudor y provoca que se despeguen.
5 Se han probado distintos adhesivos y vendajes, pero ninguno mantiene el parche eficazmente en su lugar.
6 Los pacientes reportan que los parches se enrollan, se arrugan o se despegan en menos de 24 horas, especialmente por los bordes.
7 Los problemas de adhesión llevan a un mayor número de surtidos de la receta, lo que aumenta la carga económica.
8 Algunos parches son excesivamente pegajosos, lo que provoca irritación cutánea, enrojecimiento, hinchazón e incluso desgarro al retirarlos.
9 Los parches pueden adherirse con demasiada fuerza al recubrimiento protector, rompiéndose al retirarlos del envase.
10 Algunos parches son demasiado rígidos y no se ajustan a la piel, lo que ocasiona su desprendimiento.
11 Un paciente con problemas de visión tragó accidentalmente un parche que se había despegado y caído sobre su comida.
12 Algunos parches presentan inconsistencias de fabricación, como diferentes texturas, pequeños cristales o exceso de adhesivo.
13 Los pacientes consideran que el producto no es tan eficaz como se anuncia debido a una adhesión poco confiable.

Los errores de medicación y de administración se encuentran entre los problemas más frecuentemente documentados. En Colombia, el 66.3% de 415 prescripciones revisadas no cumplía con los estándares mínimos y el 7% contenía errores de dosificación 65. De forma similar, en Dinamarca, el análisis de 386 incidentes dañinos con opioides transdérmicos identificó la omisión de la dosis como el error de administración más común, ocurrido principalmente en entornos de atención primaria y hogares geriátricos 66. Estos hallazgos resaltan la necesidad de mejorar las prácticas de prescripción, los sistemas de seguridad y la formación profesional.

El uso indebido a través de vías alternativas de exposición representa un riesgo grave. La masticación o ingestión de parches de fentanilo se ha asociado con depresión respiratoria fatal 67. Los datos del NPDS de 2005-2016 registraron 6,746 exposiciones en adultos y 1,917 en pacientes pediátricos; los casos pediátricos fueron en su mayoría accidentales, mientras que las exposiciones en adultos a menudo fueron intencionales. La ingestión del parche fue la vía más letal y representó la totalidad de las 97 muertes reportadas, todas relacionadas con sistemas de fentanilo 68.

Incluso un uso correcto puede comportar riesgos en ciertas poblaciones. Se han reportado desenlaces fatales con parches de fentanilo en pacientes con EPOC, baja tolerancia a opioides o uso concomitante de fármacos con interacciones. Una serie de casos también describió intoxicaciones graves tras un mal uso sobre la piel o por ingestión, con niveles sanguíneos postmortem muy por encima de los rangos terapéuticos 67.

Los sistemas de administración transdérmica de fármacos suelen asociarse, en teoría, con una mejor adherencia en comparación con las formulaciones orales, como se ha discutido en esta revisión, debido principalmente a una menor frecuencia de dosificación, a la evitación de la administración gastrointestinal y a unos niveles plasmáticos del fármaco más estables. Sin embargo, la evidencia clínica no respalda de forma consistente esta suposición. Por ejemplo, en la terapia anticonceptiva, los datos disponibles no demuestran una clara mejoría en la adherencia a largo plazo con los parches transdérmicos en comparación con las formulaciones orales. Algunos estudios incluso reportan tasas considerables de discontinuación, lo que pone de manifiesto una discrepancia entre los beneficios esperados y los resultados obtenidos en el mundo real 69.

Pautas para la administración de parches transdérmicos

Para que los parches transdérmicos alcancen su efecto terapéutico previsto, es esencial una correcta aplicación. Las mejores prácticas para un uso seguro y eficaz incluyen seleccionar un sitio de aplicación limpio y seco, retirar cualquier parche aplicado previamente antes de colocar uno nuevo y evitar cortar o dañar el parche, ya que esto podría comprometer el sistema de liberación del fármaco y alterar la dosificación. Los parches deben aplicarse únicamente en el sitio anatómico recomendado, manipularse con cuidado para evitar una exposición dérmica involuntaria por parte de la persona que los aplica y presionarse firmemente sobre la piel para asegurar una adhesión adecuada. Durante el uso, debe evitarse la exposición a fuentes externas de calor, como almohadillas térmicas, saunas, exposición prolongada al sol o lámparas UV, ya que el calor puede aumentar la absorción del fármaco y el riesgo de efectos adversos. Los sitios de aplicación deben rotarse con cada uso para minimizar la irritación cutánea, la sensibilización o las reacciones alérgicas. Tras su uso, los parches deben desecharse de forma segura y responsable, preferiblemente a través de puntos autorizados de recolección de medicamentos, para prevenir la exposición accidental o la contaminación ambiental 52.

Discusión

Los parches transdérmicos ofrecen una alternativa innovadora frente a las formas farmacéuticas convencionales, con ventajas distintivas como evitar el metabolismo hepático de primer paso, reducir los efectos adversos sistémicos y mejorar la adherencia del paciente. Sin embargo, esta forma farmacéutica enfrenta varios retos que impactan directamente su efectividad y seguridad.

Una limitación frecuentemente citada ha sido el número restringido de fármacos capaces de penetrar la barrera cutánea. No obstante, los avances en estrategias de formulación, como los sistemas vesiculares de base lipídica, los promotores químicos y el uso de profármacos, han ampliado el rango de compuestos aptos para la administración transdérmica. Sin embargo, un reto importante sigue siendo el uso indebido de los parches por parte de los usuarios finales. Como se muestra en la Tabla 4, los errores comunes incluyen una aplicación inadecuada, no retirar el parche anterior o aplicar varios parches simultáneamente.

Patrones similares han sido documentados de forma sistemática en la literatura: Lampert et al. 64, identificaron errores frecuentes en la administración de opioides transdérmicos. Comunicaciones regulatorias más recientes confirman que el uso indebido continúa siendo una preocupación clínicamente relevante. Por ejemplo, la FDA 70 advirtió que la exposición accidental a los parches de fentanilo sigue siendo mortal en niños, y el NHS 71 emitió una guía actualizada que enfatiza errores recurrentes de los usuarios, como cortar los parches o retrasar su aplicación. En conjunto, estos hallazgos muestran que el uso indebido no es un problema histórico, sino un reto de seguridad vigente que requiere estrategias educativas y preventivas sostenidas.

Otro aspecto altamente relevante se refiere al fallo en la adhesión del parche. Como se muestra en la Tabla 4, muchas quejas de los usuarios presentadas ante la FDA involucran un desprendimiento parcial o total de los parches durante el uso. Estos fallos pueden interrumpir la administración del fármaco y, cuando se producen residuos o transferencia adhesiva, pueden generar preocupaciones de seguridad. Estos fallos no solo plantean cuestiones cosméticas o de tolerabilidad, sino que también pueden alterar la exposición sistémica; por ejemplo, el desprendimiento prematuro de parches de fentanilo se ha asociado con una reducción en las concentraciones plasmáticas y con fracaso terapéutico, mientras que la percepción errónea del desprendimiento puede llevar a la aplicación de parches adicionales, incrementando el riesgo de sobredosis 11,42. Operativamente, una transferencia adhesiva extensa o un fallo cohesivo pueden asociarse con la presencia de residuos en la piel o con un uso incompleto; sin embargo, su impacto clínico debe confirmarse utilizando los puntos finales regulatorios de adhesión descritos previamente. Esta brecha entre evidencia y práctica es precisamente lo que las guías regulatorias recientes buscan gestionar al complementar los ensayos de laboratorio con evaluaciones en uso (in vivo).

Las regulaciones actuales a menudo carecen de este nivel de especificidad. Como se resume en la Tabla 2, la FDA y la EMA exigen evaluaciones de adhesión in vivo utilizando sistemas de puntuación estandarizados, mientras que ANVISA se basa principalmente en ensayos de pelado/tack in vitro y solicita estudios in vivo únicamente caso por caso; la OECD, por su parte, ofrece metodologías estandarizadas para los ensayos de absorción dérmica e irritación cutánea, pero no emite guías específicas de adhesión o de bioequivalencia para los sistemas de administración transdérmica de fármacos.

Como se muestra en la Tabla 1, las farmacopeas ofrecen una cobertura desigual de los atributos relevantes para los parches transdérmicos. Mientras que el contenido del fármaco (valoración), la uniformidad de contenido, la calidad microbiológica y la liberación del fármaco se abordan de forma consistente, parámetros como las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, elongación, resistencia al plegado) o la permeación del fármaco siguen sin estándares compendiales. Los ensayos de adhesión -Tack, por desprendimiento, por cizallamiento y flujo en frío- se describen en la USP, pero corresponden a procedimientos analíticos y no a un reconocimiento explícito de la adhesión como atributo crítico de calidad. De hecho, la adhesión no se define de forma consistente como un CQA en las farmacopeas, a pesar de que agencias regulatorias como la FDA y la EMA la consideran esencial porque influye directamente en el desempeño clínico. Esta discrepancia evidencia el vacío persistente entre las disposiciones compendiales y las expectativas regulatorias (Tabla 1; Tabla 2).

En este contexto, la Tabla 3 muestra que Colombia carece de una guía nacional específica para los TDS; en consecuencia, las evaluaciones se basan en las farmacopeas (Tabla 1) y en marcos generales (por ejemplo, bioequivalencia y estabilidad), en lugar de en requisitos estandarizados para la adhesión o la permeación. Como se muestra en la Tabla 3, mientras que la FDA, la EMA y ANVISA esperan datos clínicos de adhesión o una evaluación in vivo caso por caso, en Colombia la ausencia de requisitos nacionales estandarizados para los estudios de adhesión implica que las decisiones regulatorias se toman caso por caso por parte de la autoridad nacional. En este contexto, un dossier de autorización de comercialización puede, en algunos casos, basarse principalmente en los ensayos compendiales de liberación. Esta brecha regulatoria aumenta el riesgo de evaluaciones heterogéneas y de la aprobación de parches sin evidencia sólida de adhesión clínica (Colombia: Decreto 677/1995; Resolución 1124/2016; INVIMA GU061; Tabla 3 leyenda).

Asimismo, las Tablas 1, 2 y 3 muestran en conjunto que los requisitos y las metodologías difieren entre jurisdicciones, incluso en la definición y la medición de los atributos críticos de calidad. En este contexto, los marcos regulatorios deberían evolucionar adoptando protocolos de ensayo más específicos, actualizando las farmacopeas o emitiendo documentos de orientación complementarios para armonizar la evaluación de los parámetros clave entre regiones. La falta de alineación puede dificultar la demostración de la intercambiabilidad, en particular para fármacos complejos como los opioides transdérmicos, de modo que un producto aprobado en una región podría no cumplir con los estándares de otra (Tabla 1, 2 y 3).

En conjunto, estos hallazgos resaltan que, si bien las agencias internacionales han avanzado hacia una mayor especificidad en los requisitos de adhesión y bioequivalencia, Colombia aún se basa en disposiciones generales. Esta asimetría regulatoria genera variabilidad en las expectativas, puede comprometer la equivalencia terapéutica y subraya la necesidad urgente de guías armonizadas y específicas para los TDS que aseguren la seguridad del paciente y la confiabilidad del producto.

La evidencia procedente de estudios clínicos y de datos observacionales del mundo real respalda además la idea de que las principales limitaciones de la terapia transdérmica suelen derivarse del desempeño del sistema, más que de las propiedades farmacológicas del fármaco en sí. Como se discutió en la sección de desempeño clínico, varias terapias transdérmicas como los parches de rivastigmina, estradiol, buprenorfina y nicotina demuestran una eficacia sostenida, una tolerabilidad favorable y una alta satisfacción del paciente en condiciones clínicas habituales. Sin embargo, los reportes de seguridad y los datos de farmacovigilancia revelan que la variabilidad en los resultados del mundo real con frecuencia se debe a factores relacionados con el dispositivo y a las prácticas de manipulación, incluido el desprendimiento prematuro del parche, una aplicación incorrecta, la exposición al calor o la ingestión accidental. Estos hallazgos sugieren que optimizar los sistemas transdérmicos requiere no solo mejorar la permeación del fármaco o la farmacocinética, sino también fortalecer la ingeniería del parche, la fiabilidad del adhesivo y el diseño centrado en el factor humano para garantizar una administración consistente del fármaco fuera de los entornos clínicos controlados.

Limitaciones

Este trabajo se basó en una revisión narrativa y en datos de farmacovigilancia, lo que puede limitar la amplitud de los hallazgos en comparación con un enfoque sistemático. No obstante, al priorizar los documentos regulatorios primarios, los estándares farmacopéicos y la literatura revisada por pares, esta revisión minimiza el sesgo proveniente de fuentes no oficiales.

Conclusiones

Los parches transdérmicos son cada vez más reconocidos como una alternativa terapéutica valiosa; sin embargo, su desempeño en el mundo real sigue estando limitado por una manipulación inadecuada, la variabilidad biológica y la fragmentación de los requisitos regulatorios. Estas limitaciones no son inherentes a la tecnología en sí, sino que reflejan vacíos persistentes en la educación, las metodologías de evaluación y la armonización regulatoria entre jurisdicciones. Abordar estos retos requiere un enfoque multifacético.

En primer lugar, es esencial implementar programas dirigidos de educación y formación, tanto para pacientes como para profesionales de la salud, a fin de reducir errores comunes de uso, incluidos la superposición de parches, la retirada prematura y la aplicación en condiciones inadecuadas.

En segundo lugar, se requiere una mayor armonización regulatoria mediante marcos alineados internacionalmente que integren las evaluaciones in vivo e in vitro, consideren explícitamente la variabilidad biológica y proporcionen una orientación clara sobre el manejo de factores de estrés como el calor, la humedad y la actividad física.

En tercer lugar, el desempeño adhesivo en condiciones reales debe abordarse con mayor rigor mediante la exigencia de protocolos de ensayo estandarizados que incorporen retos biomecánicos y ambientales —como el movimiento, la sudoración y la exposición al agua— y vinculando los resultados de adhesión con puntos finales clínicamente significativos.

Finalmente, se requieren una innovación y una estandarización continuas para promover el desarrollo de materiales adhesivos avanzados capaces de adaptarse a diversas condiciones fisiológicas y ambientales, junto con la armonización de los métodos para los ensayos de liberación del fármaco, permeación cutánea y adhesión, a fin de evitar la aprobación de productos subóptimos. La implementación de estas medidas no solo elevará los estándares de calidad y seguridad de los parches transdérmicos, sino que también consolidará su papel como una opción terapéutica fiable y basada en la evidencia.

En última instancia, los pacientes se beneficiarán de tratamientos más seguros y consistentes, mientras que los sistemas de salud ganarán mayor confianza tanto en los productos transdérmicos innovadores como en los genéricos.

Notas:

Financiación: Este trabajo fue financiado por Knight Therapeutics Inc., que proporcionó apoyo económico para la preparación del manuscrito (CS-01747).

Declaración de contribuciones de autor de acuerdo con CRediT: JJSG: Investigación, Redacción - borrador original, Curaduría de datos, Análisis formal. JGO: Obtención de financiación, Administración del proyecto, Supervisión, Conceptualización, Metodología, Análisis formal, Redacción - revisión y edición. FM: Investigación, Metodología. AMC: Investigación, Metodología.


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