垂直弗朗茨扩散池是模拟和评估药物体外穿透皮肤屏障的主要实验室标准。这些装置通过将生物膜——通常是切除的皮肤——固定在两个独立的腔室之间来工作，以模拟药物从制剂进入血液循环时遇到的精确理化条件。
核心用途 尽管设计简单，但垂直弗朗茨扩散池在化学制剂和生物功效之间提供了关键的联系。它创造了一个模拟身体温度和循环动力学的受控环境，使研究人员能够精确量化药物穿过角质层的量和速率。
模拟生理环境
双腔结构
该装置采用垂直方向，将测试环境分为两个独立的部分：供体室（顶部）和受体室（底部）。
供体室装有所需的药物制剂——无论是凝胶、贴片还是微针阵列——使其直接接触皮肤模型。
受体室位于皮肤下方，装有液体，充当“水槽”，模拟药物穿过皮肤屏障后接受药物的全身循环。
复制体温
生物学相关性取决于精确的热调节。弗朗茨扩散池通常使用围绕受体室的循环水套或加热系统。
该系统将温度维持在32°C 至 37°C 之间。此范围对于模拟皮肤表面温度（约 32°C）和体内温度（37°C）至关重要，可确保扩散动力学与现实场景保持一致。
模拟全身循环
静态液体无法准确模拟身体如何清除组织中的药物。为解决此问题，受体室采用磁力搅拌。
这种持续的搅拌确保受体液浓度均匀。它有效地模拟了血液流动的动态过程，血液流动不断将药物分子从施用部位带走，从而驱动进一步的扩散。
测量药物动力学和功效
量化渗透率
弗朗茨扩散池的主要分析功能是生成关于稳态通量 ($J_{ss}$) 和渗透系数 ($K_p$) 的数据。
通过随时间（通常长达 24 小时）取样受体液，研究人员可以计算成功渗透屏障的药物累积量。
评估制剂性能
该装置允许对不同的药物递送载体进行直接比较。
无论是测试标准凝胶还是复杂的微针贴片，该装置都能测量制剂克服角质层——皮肤最外层也是最坚韧的一层——的有效性。这使其在研发阶段优化渗透促进剂方面至关重要。
理解权衡
模拟与现实
虽然弗朗茨扩散池是体外测试的标准，但它们仍然是一种模拟。使用切除的皮肤（如猪皮或大鼠皮）可以很好地近似人体组织，但它缺乏活体生物体中的活性生物反应（如血管扩张或主动转运）。
对实验变量的敏感性
数据的准确性高度依赖于环境控制。搅拌速率或温度的微小波动会显著改变扩散动力学。需要一致的设置和校准才能确保不同实验之间数据的可重复性。
为您的目标做出正确选择
垂直弗朗茨扩散池用途广泛，但其具体用途取决于您的研究阶段。
- 如果您的主要重点是制剂筛选：使用这些扩散池来比较不同载体（例如，凝胶与乳膏）之间的释放速率，以确定哪种载体能提供最佳通量。
- 如果您的主要重点是监管数据：依靠该装置生成标准化的渗透系数 ($K_p$)，这些系数被广泛接受，用于在非临床研究中建立生物等效性。
通过严格控制药物与膜之间的物理界面，垂直弗朗茨扩散池将理论制剂化学转化为可操作的生物数据。
摘要表：
| 特征 | 弗朗茨扩散池中的功能 | 生理等效物 |
|---|---|---|
| 供体室 | 容纳透皮制剂 | 将贴片或凝胶应用于皮肤 |
| 受体室 | 收集扩散的药物分子 | 全身循环（血液） |
| 水套 | 维持 32°C - 37°C 温度 | 人体和皮肤表面热量 |
| 磁力搅拌 | 确保液体均匀性 | 血流和药物清除动力学 |
| 采样口 | 随时间测量药物浓度 | 监测药物吸收水平 |
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参考文献
- Wioletta Siemiradzka, Barbara Dolińska. Somatotropin Penetration Testing from Formulations Applied Topically to the Skin. DOI: 10.3390/app13042588
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .
