透皮吸收测试中不同扩散池系统（Franz vs Valia-Chien）的应用对比

透皮吸收是外用制剂（如膏霜、贴剂、洗剂）有效性的核心评价指标，其测试依赖扩散池系统模拟皮肤屏障的药物透过过程。Franz与Valia-Chien扩散池是医药研发中最常用的两种系统，但二者在结构设计、操作逻辑及适用场景上存在显著差异，直接影响实验数据的准确性与研发效率。本文围绕两种系统的核心特点展开对比，为透皮实验的方法选择提供实际参考。

扩散池系统的核心功能定位

扩散池系统的本质是“体外透皮模型”，通过“供应室”（载药端）与“接收室”（药物接受端）的分离，用皮肤/人工膜模拟体内皮肤的屏障作用。其核心目标是维持“漏槽条件”——接收室中药物浓度远低于其溶解度，保证药物持续从供应室向接收室扩散。

具体来说，供应室负责装载待测制剂（如涂敷膏霜、注入洗剂），接收室盛装生理兼容介质（如磷酸盐缓冲液），中间的皮肤/膜需保持完整屏障功能（如离体鼠皮、聚偏氟乙烯膜）。实验中需将系统温度控制在32℃（模拟人体皮肤温度），并通过搅拌减少接收室的扩散边界层，确保药物均匀分布。

Franz扩散池的结构与应用场景

Franz扩散池是“垂直式”设计的代表，供应室位于上方（开口面积约1.77cm²），接收室在下方（体积10-20ml），两者通过夹子固定皮肤/膜。接收室内置磁力搅拌子，搅拌速度200-500rpm，通过水浴加热维持温度。

这种设计的优势在于“稳定性”——供应室开口大，涂敷膏霜或贴附贴剂时易保证样品均匀覆盖；接收室体积大，药物浓度上升慢，可支持24-48小时的长时间实验（如贴剂的缓慢释放测试）。例如，某镇痛贴剂的透皮实验中，Franz能连续监测48小时的药物透过量，数据重复性（RSD<5%）显著优于其他系统。

Franz的适用场景集中在“常规外用制剂”：如膏霜、凝胶、透皮贴剂等需要长时间测试的产品。其缺点是“耗材成本高”——接收室体积大，每次实验需消耗较多介质（如20ml磷酸盐缓冲液），且清洗时需拆卸多个部件，耗时较长。

Valia-Chien扩散池的设计特点与适用范围

Valia-Chien扩散池采用“水平式”设计，供应室与接收室水平相对，中间通过O型圈密封皮肤/膜，结构更紧凑。接收室体积显著更小（1-5ml），供应室体积也相应缩小（0.5-2ml），适合小剂量样品的测试。

这种设计的核心优势是“节省资源”——接收室体积小，药物浓度上升快，适合“快速透过”的制剂（如洗剂、酊剂）或“珍贵样品”（如纳米粒制剂、脂质体乳膏）。例如，某中药洗剂的透皮实验中，Valia-Chien仅需1ml接收介质，就能在6小时内监测到药物的快速透过（1小时透过率达8%），且取样时仅需抽取100μl介质，不破坏漏槽条件。

Valia-Chien的适用场景偏向“特殊制剂”：如液体洗剂、小剂量纳米制剂、需要频繁取样的短期实验（1-6小时）。但其缺点是“稳定性要求高”——O型圈密封若不当易导致漏液，且供应室开口小，涂敷膏霜时易出现“死角”，对操作者经验要求更高。

两者在透皮实验中的操作差异

操作流程的差异直接影响实验效率。Franz的操作更“常规”：先将皮肤/膜固定在两室之间，用夹子夹紧；供应室涂敷样品（如0.5g膏霜均匀涂在1.77cm²区域）；接收室注入介质后，放入搅拌子，水浴加热至32℃启动搅拌。取样时需用注射器从接收室底部抽取500μl介质，并补充等量新鲜介质，维持体积稳定。

Valia-Chien的操作更“精细”：因接收室体积小，需用微量注射器（100μl）取样，且无需补充介质（取样量占比低，不影响漏槽条件）。例如，测试某纳米银洗剂时，Valia-Chien仅需每小时抽取100μl介质，就能完成6小时监测；而Franz需每2小时抽取500μl并补充介质，操作更繁琐。

此外，皮肤/膜的固定方式也不同：Franz用金属夹子固定，力度易控制；Valia-Chien用O型圈密封，过松会漏液，过紧会压迫皮肤/膜导致屏障破坏，对经验要求更高。

药物渗透性数据的准确性对比

数据准确性的核心是“漏槽条件的维持能力”与“扩散边界层的控制”。Franz因接收室体积大，药物浓度通常低于溶解度的10%，能稳定维持漏槽条件，适合低溶解度药物（如脂溶性维生素E）的测试。例如，维生素E乳膏用Franz测试时，24小时接收室药物浓度仅0.8mg/ml（溶解度10mg/ml），漏槽条件满足。

Valia-Chien的接收室体积小，药物浓度易快速上升，若药物溶解度低（如<5mg/ml），可能短时间内破坏漏槽条件。例如，某中药提取物乳膏（溶解度3mg/ml）用Valia-Chien测试时，3小时接收室浓度达2.5mg/ml，接近饱和，导致后续透过率骤降，数据准确性受影响。

扩散边界层控制方面，Franz的磁力搅拌子直接作用于接收室底部，搅拌更均匀，边界层厚度通常<100μm；Valia-Chien若采用振荡搅拌，边界层厚度可能达200μm以上，导致药物透过率测量值偏低。例如，水杨酸洗剂用Franz测试的透过率为25%，用Valia-Chien测试仅18%，差异源于边界层厚度的影响。

耗材与维护成本的实际考量

实验成本是研发团队的重要考量。Franz的耗材成本更高：接收室体积大，每次实验需20ml介质（约0.5元/ml），仅介质成本就达10元/次；搅拌子、密封垫等易损件每3个月更换一次，成本约50元/个。此外，清洗Franz需拆卸5-6个部件，每个实验后耗时15分钟，人力成本较高。

Valia-Chien的耗材成本显著更低：接收室体积1ml，介质成本仅0.5元/次；O型圈（约2元/个）可重复使用3-5次；清洗仅需拆卸2-3个部件，5分钟即可完成。对于预算有限的小型实验室或需要大量重复实验的项目（如处方筛选），Valia-Chien的成本优势明显。

但需注意，Valia-Chien的“便宜”并非绝对——若实验中需频繁更换O型圈（如每周10次实验），年耗材成本约为Franz的1/3，但设备本身价格（Valia-Chien约5000元/台，Franz约15000元/台）差异更大，长期使用中Valia-Chien的总成本更低。

特殊制剂测试的适应性对比

对于“新型外用制剂”，两种系统的适应性差异更明显。纳米粒制剂测试中，Franz的垂直结构能避免纳米粒在供应室表面聚集（纳米粒密度小于介质），保证药物均匀接触皮肤；Valia-Chien的水平结构可能导致纳米粒沉积在供应室底部，影响透过率。

脂质体制剂测试中，Franz的搅拌方式更温和，不易破坏脂质体结构（脂质体易受剪切力破坏）；Valia-Chien的振荡搅拌可能导致脂质体破裂，释放游离药物，使透过率测量值偏高。例如，某脂质体保湿凝胶用Franz测试的透过率为8%，用Valia-Chien测试则为15%，差异源于脂质体的结构破坏。

而对于“小剂量液体制剂”（如眼科洗剂、口腔喷雾剂），Valia-Chien的小体积供应室更适合——仅需0.5ml样品就能覆盖透皮面积，避免样品浪费；Franz的供应室需1-2ml样品，对于珍贵的中药提取物来说，成本过高。