弗朗茨扩散池充当人体工业标准代理，使研究人员能够在药物接触患者之前预测其行为。它通过将药物“供体”腔室和充满液体的“受体”腔室之间隔离一部分皮肤组织来促进离体研究，从而能够精确测量药物从制剂渗透到模拟血液中的情况。
通过复制真实皮肤的生理梯度和屏障特性，弗朗茨池将复杂的生物过程转化为可测量的动力学曲线。它提供了确定透皮贴剂或局部凝胶能否达到治疗血液水平所需的关键数据。
模拟的结构
要了解弗朗茨池如何促进这些研究，您必须了解它是如何机械地重建生物界面的。
双腔结构
该装置由两个主要腔室组成，由一个膜隔开。供体腔室位于顶部，用于盛放剂型，如透皮贴剂、凝胶或软膏。
受体腔室位于下方，包含缓冲溶液。该溶液充当“沉”，模拟在活体中将药物从皮肤部位清除的全身循环。
生物屏障
实验的核心是夹在这两个腔室之间的离体皮肤组织（通常是人类或啮齿动物）。
至关重要的是，皮肤的朝向是角质层（外层）朝向供体腔室。这确保药物必须穿过组织的实际限速屏障才能到达受体液，就像在体内一样。
复制生理条件
仅仅将皮肤放在两个腔室之间是不够的；该装置必须积极维持鼓励自然扩散的环境。
精确的热量调节
渗透性取决于温度。弗朗茨池利用水套或循环水浴来维持恒定温度。
虽然身体核心温度为 37°C，但皮肤表面温度较低。该装置通常设置为将膜表面维持在32°C ± 1°C，准确模拟人体皮肤的生理温度，以确保扩散速率反映真实世界的情况。
流体动力学和混合
为了防止药物在皮肤正下方积聚——这会人为地减缓扩散速度——受体液必须保持动态。
磁力搅拌器持续搅动受体液。这确保药物在整个腔室中均匀分布，并维持将药物穿过皮肤层所需的浓度梯度。
测量给药动力学
使用弗朗茨池的最终目标是生成关于药物性能的可操作数据。
计算稳态通量
该装置允许通过采样口定期采样受体液，而无需拆卸系统。
通过随时间分析这些样品中药物的浓度，研究人员可以计算稳态渗透通量。该指标揭示了活性成分一旦达到平衡状态穿过屏障的速率。
确定累积给药量
除了速度之外，该装置还测量总剂量。研究人员跟踪在研究期间（例如 24 或 48 小时）渗透皮肤的药物的累积量。
这些数据证实透皮系统是否能够提供足够的总剂量以达到治疗效果。
理解变量和权衡
虽然弗朗茨池是金标准，但它需要仔细控制变量才能产生有效的结果。
生物组织的变异性
数据的好坏取决于所用膜的质量。皮肤厚度、毛囊密度和物种来源（例如，大鼠与人类）会引入显著的变异性。使用合成膜可以减少变异性，但可能会失去生物学相关性。
受体液饱和
如果药物在受体液中的溶解度较低，接收腔室可能会饱和，从而人为地停止扩散。受体液的选择必须确保维持“沉条件”，这意味着药物必须自由溶解以模拟血液的持续清除。
根据您的目标做出正确的选择
您如何利用弗朗茨池研究的数据取决于您的具体开发目标。
- 如果您的主要重点是制剂筛选：优先考虑通量率比较，以确定哪种载体或促进剂最有效地驱动活性成分穿过角质层。
- 如果您的主要重点是安全性和生物等效性：关注吸收的累积量，以确保新制剂在没有过量风险的情况下与现有参比产品的给药曲线相匹配。
弗朗茨扩散池仍然是连接化学制剂和可行医疗治疗之间差距的决定性工具。
总结表：
| 特征 | 在弗朗茨池研究中的功能 | 生理等效物 |
|---|---|---|
| 供体腔室 | 盛放透皮贴剂或凝胶 | 外部皮肤表面/环境 |
| 受体腔室 | 包含缓冲溶液（“沉”） | 全身血液循环 |
| 水套 | 维持恒定的 32°C 温度 | 自然皮肤表面温度 |
| 磁力搅拌器 | 连续流体搅拌 | 血流和分布 |
| 采样口 | 用于分析的定期流体收集 | 血浆药物监测 |
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参考文献
- Durgaramani Sivadasan, Sami El Deeb. Application of 32 factorial design for loratadine-loaded nanosponge in topical gel formulation: comprehensive in-vitro and ex vivo evaluations. DOI: 10.1038/s41598-024-55953-2
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .
