垂直扩散池(弗朗茨扩散池)通过模拟人体皮肤的生理条件来评估透皮制剂,以测量药物的渗透情况、沉积位置以及是否进入体循环。它将皮肤样本夹在含有制剂(如防晒霜)的供体室和模拟血液的受体室之间,从而使研究人员能够量化药物随时间的变化。
核心要点 该装置是确定应用于皮肤的药物“去向”的标准方法。它可以区分旨在实现局部控释(停留在皮肤层)的制剂与旨在实现全身吸收(进入血液)的制剂,从而确保产品根据其预期用途安全有效地发挥作用。
模拟生理环境
为了准确预测像防晒霜这样的制剂在人体上的表现,弗朗茨扩散池复制了身体的基本屏障和条件。
双腔系统
该装置的上部是供体室,下部是受体室。制剂施用于供体室,而受体室则填充有模拟血液循环的液体(通常是磷酸盐缓冲盐水)。
生物界面
皮肤样本(或合成膜)牢固地安装在这两个腔室之间。该样本充当主要屏障,模拟药物必须克服以渗透组织或到达血液的实际生物阻力。
精确的环境控制
为了模拟体内环境,该装置将温度保持在32°C,代表人体皮肤的自然表面温度。这通常通过围绕扩散池的水浴套来实现。
量化药物性能
使用弗朗茨扩散池的主要目标是生成有关药物动力学(运动)的定量数据。
测量渗透和通量
在整个实验过程中,受体室中的液体通过磁力搅拌不断混合,以确保均匀分布。研究人员会定期取样该液体,以计算稳态通量(Jss),这揭示了药物通过皮肤屏障的速率。
评估皮肤沉积
对于像防晒霜这样的产品,目标通常是局部控释。这意味着该装置用于确认活性成分沉积在皮肤层中(高浓度),而不是完全穿透到受体液中(低吸收)。
评估全身风险
通过监测受体液中药物的浓度,研究人员可以评估安全性。受体液中高浓度表明全身吸收,这对于尼古丁贴片是有益的,但对于化妆品防晒霜来说可能是不可取的。
理解权衡
虽然弗朗茨扩散池是体外测试的行业标准,但认识到这种模拟的局限性很重要。
缺乏主动血流
受体室模拟血液的“吸收条件”,但它依赖于磁力搅拌而不是主动循环。这决定了被动扩散速率,但不能完美复制活体循环系统如何主动清除局部药物。
生物变异性
结果在很大程度上取决于所用皮肤样本的质量和来源。皮肤厚度、物种(人类与动物)或水合水平的差异会引入影响渗透系数可重复性的变量。
根据目标做出正确选择
在分析垂直扩散池的数据时,您的成功标准完全取决于您制剂的治疗目的。
- 如果您的主要关注点是局部疗效(例如,防晒霜):寻找皮肤层内的高沉积数据,并在受体液中检测极少,以确保药物局部作用且无全身毒性。
- 如果您的主要关注点是全身给药(例如,透皮贴剂):优先考虑高稳态通量(Jss)和受体室中的显著累积,以确认药物成功绕过屏障进入血液。
垂直扩散池提供了优化制剂以实现最大屏障渗透或靶向局部保留所需的决定性证据。
总结表:
| 特征 | 局部控释(例如,防晒霜) | 全身给药(例如,止痛贴) |
|---|---|---|
| 主要目标 | 靶向皮肤层沉积 | 进入血液 |
| 关键指标 | 高皮肤组织浓度 | 高稳态通量(Jss) |
| 受体液 | 极少药物检测 | 显著药物累积 |
| 安全重点 | 避免全身毒性 | 一致的全身剂量 |
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参考文献
- Srinivas Mutalik, C. Mallikarjuna Rao. Development and evaluation of sunscreen creams containing morin-encapsulated nanoparticles for enhanced UV radiation protection and antioxidant activity. DOI: 10.2147/ijn.s90964
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .