垂直弗朗茨扩散池系统是模拟和测量物质渗透离体人皮肤的核心硬件接口。它利用皮肤作为屏障，将供体室与受体室隔离开来，从而创造一个高度受控的环境，以客观评估透皮药物递送的效率。
通过复制生理条件——特别是通过温度调节和精确的扩散面积——该装置允许研究人员监测化合物的实时动态渗透。它提供了计算通量和渗透性所需的标准化数据，验证配方是否能够成功地将药物递送到全身循环。
模拟生理环境
双室配置
弗朗茨池的基本作用是重现外部环境与人体之间的边界。该装置夹持离体人皮肤，将“供体”室（施用药物的地方）与“受体”室分开。
模拟全身循环
受体室旨在模拟体内的体液。它填充有接受渗透药物的溶液（通常是等渗缓冲液），充当全身循环的替代物。
确保均匀性
为确保受体液中药物浓度保持均匀，系统通常使用磁力搅拌器。这可以防止药物直接积聚在皮肤下方，从而人为地减缓扩散速率。
控制实验变量
精确的温度调节
透皮扩散对热量非常敏感。系统使用恒温循环水浴或夹套将温度维持在约 37°C。
生理相关条件
通过维持此温度，系统模拟了人体生理热环境。这确保了实验室观察到的扩散动力学与活体患者的情况非常相似。
定义的扩散面积
系统将药物的路径限制在精确控制的有效扩散面积（例如 0.64 cm²）内。这种标准化对于计算通量等数学常数至关重要，使研究人员能够客观地比较不同的配方。
评估透皮效率
实时动态渗透
该装置允许对受体液进行连续或间歇取样。这种能力使研究人员能够监测特定化合物（如盐酸利多卡因）在穿过皮肤屏障时的实时动态渗透。
量化屏障性能
除了测量有多少药物通过外，该系统还评估皮肤作为屏障的性能。它量化了随时间递送的累积药物量，证明了纳米颗粒或透皮贴剂等载体的有效性。
理解权衡
静态条件的限制
虽然弗朗茨池在稳态测量方面非常出色，但它是一个静态系统。它不能复制活体生物的血液流动（清除），而是依赖于受体液中的搅拌和“汇集条件”来模拟这种效果。
对设置变量的敏感性
数据的可靠性在很大程度上取决于硬件精度。如果皮肤夹持过紧（损坏组织）或过松（导致泄漏），或者搅拌速度不一致，则计算出的渗透系数将不准确。
为您的目标做出正确选择
垂直弗朗茨扩散池是一个多功能工具，但其效用取决于您的具体研究目标。
- 如果您的主要重点是配方开发：使用此系统比较不同的载体（凝胶、贴剂、纳米颗粒）如何影响药物在皮肤上的通量。
- 如果您的主要重点是法规验证：依靠该系统维持标准化的 37°C 环境和固定的扩散面积，以生成可重复的数据用于安全评估。
- 如果您的主要重点是作用机制：利用隔室分离来分析皮肤层内的药物保留与通过受体液的药物量。
垂直弗朗茨扩散池仍然是将理论药物递送概念转化为可量化的生理现实的黄金标准。
摘要表：
| 特征 | 在渗透实验中的作用 | 对研究的好处 |
|---|---|---|
| 双室设置 | 将供体（药物）与受体（全身）分开 | 模拟生物皮肤屏障 |
| 温度夹套 | 维持恒定的 37°C 环境 | 确保生理相关的动力学 |
| 磁力搅拌器 | 保持受体液均匀 | 维持“汇集条件”以实现准确的通量 |
| 定义的扩散面积 | 标准化皮肤暴露表面 | 能够进行精确的数学渗透性计算 |
| 取样口 | 便于实时收集液体 | 随时间追踪动态渗透 |
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参考文献
- Roopa G. Manjunatha, Veena Koul. Iontophoretic delivery of lidocaine hydrochloride through <i>ex-vivo</i> human skin. DOI: 10.1080/09546634.2019.1589640
本文还参考了以下技术资料 Enokon 知识库 .
