垂直フランツ拡散セルは、皮膚表面と全身循環との間のインターフェースを機械的に再現することにより、経皮薬物送達をシミュレートします。 半透膜（しばしば除去された皮膚または合成等価物）によって分離された2つのチャンバーを備えた容器を使用し、生物学的バリアを模倣します。「ドナー」コンパートメントには薬物製剤（ゲルやパッチなど）が収容され、「レセプター」コンパートメントは血流として機能し、生理学的温度に維持され、薬物が時間とともに体内にどのように浸透するかを評価するために連続的に撹拌されます。
主なポイント フランツ拡散セルは、化学製剤と生物学的現実との間の架け橋として機能します。生理学的環境（37℃）と「シンク条件」（連続撹拌）を維持することにより、研究者は外部適用から内部全身循環への薬物の移動に伴う定常状態フラックスと速度論的レートを定量化できます。
シミュレーションの解剖学
セルが生物学をどのように模倣するかを理解するには、その3つの主要なコンポーネントが人間の解剖学にどのように対応するかを見る必要があります。
ドナーコンパートメント（皮膚表面）
ドナーコンパートメントとして知られる上部チャンバーは、皮膚の外部環境をシミュレートします。ここに、マイクロエマルション、ヒドロゲル、または経皮パッチなどの投与形態が適用されます。これは、薬物濃度が最も高い投与時点を表します。
生物学的バリア（膜）
2つのチャンバーの間にクランプされているのは、角質層と表皮層をシミュレートする膜です。研究者はしばしば、除去された生物組織（ヤギやラットの皮膚など）または合成膜を使用して、薬物が体内に入る際に遭遇する抵抗を再現します。このバリアは、浸透の難しさを決定する重要な変数です。
レセプターコンパートメント（全身循環）
下部チャンバーは、体の内部環境として機能します。これは、バリアを横断した後に薬物を受け取る皮下組織液や血漿を表す、特定の培地、通常は生理学的pHのリン酸緩衝液で満たされています。
生理学的条件の再現
静的な解剖学だけでは不十分です。セルは、正確な速度論的データを提供するために、生きた生物の動的な条件も模倣する必要があります。
熱調節
人体環境を再現するために、セルは通常、ウォータージャケットまたは循環水浴を使用します。これにより、レセプター液と膜が通常37℃（±0.5℃）の一定温度に維持されます。これにより、薬物の拡散特性が実際の体温での挙動を反映していることが保証されます。
血行動態シミュレーション（「シンク条件」）
生きた体内では、血流は皮膚から薬物を絶えず洗い流し、投与部位での飽和を防ぎます。フランツセルは、レセプター液の磁気撹拌によってこれを模倣します。この撹拌は均一性を維持し、循環系の「クリアランス」効果をシミュレートし、定常状態フラックスの計算を可能にします。
重要な実験的要因
フランツセルは業界標準ですが、シミュレーションの精度は特定の変数を制御することにかかっています。
シンク条件の維持
シミュレーションが有効であるためには、レセプターチャンバー内の薬物濃度はドナーチャンバー内の濃度よりも著しく低く保たれる必要があります。レセプター液が適切に撹拌されないか、交換されない場合、逆拡散が発生し、速度論的データが歪む可能性があります。
膜選択の制限
膜の選択がデータの関連性を決定します。合成膜は品質管理の一貫性を提供しますが、人間の皮膚の生物学的変動性や脂質構造を完全に捉えられない場合があります。生物学的膜（除去された皮膚など）は、より良い生理学的シミュレーションを提供しますが、サンプル間の変動性を導入します。
目標に合わせた適切な選択
フランツ拡散セル研究の設定方法は、取得する必要のある特定のデータに大きく依存する必要があります。
- 製剤粘度の比較が主な焦点の場合： 合成膜を使用して生物学的変動性を排除し、車両からの薬物放出速度にのみ焦点を当てます。
- 人間の臨床有効性の予測が主な焦点の場合： 除去された皮膚をバリア位置で使用し、レセプター培地が生理学的pHと一致していることを確認して、経皮速度論を正確にモデル化します。
温度と撹拌を厳密に制御し、膜を正確に選択することにより、垂直フランツ拡散セルは、薬物が体のバリアをどのようにナビゲートするかについての信頼できる窓を提供します。
概要表：
| 特徴 | 生理学的等価物 | シミュレーションにおける機能 |
|---|---|---|
| ドナーコンパートメント | 皮膚表面 | 投与部位の製剤（パッチ、ゲルなど）を保持する |
| 膜 | 角質層/表皮 | 浸透抵抗を定量化するための生物学的バリアとして機能する |
| レセプターコンパートメント | 全身循環 | 薬物を受け取る；速度論的データのためにpHとシンク条件を維持する |
| ウォータージャケット | 体温 | 生物学的拡散率を反映するために一定の37℃を維持する |
| 磁気撹拌 | 血行動態クリアランス | 連続血流とクリアランスを模倣するために飽和を防ぐ |
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参考文献
- Swati C. Jagdale, Begum. Transdermal delivery of solid lipid nanoparticles of ketoprofen for treatment of arthritis. DOI: 10.33263/lianbs83.627636
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Enokon ナレッジベース .
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