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无论从重量还是面积来看,皮肤都是人体最大的组织器官,时刻都与外界环境直接接触,具有重要的屏障作用。皮肤屏障具有两方面的功能:防止体内水分和营养物质的损失:防止外界化学性、物理性或生物性物质的入侵。无论是隔绝外来物质还是阻止内部物质的损失,均与皮肤渗透性能有着紧密的联系。皮肤渗透性能与多个领域密切相关,如医药、日化和环保等,因此皮肤渗透机理及其模型研究也受到了人们越来越多的重视。本文主要研究内容及结论如下:
1.采用砖墙结构描述角质层物理结构,综合考虑皮肤角质层、溶质和溶质载体理化特性对皮肤渗透的影响,建立皮肤渗透机理模型;
2.收集大量理化特性各异溶质的皮肤渗透系数对所建立的皮肤渗透机理模型进行验证,结果发现,忽略角质细胞水相通道的先前模型对亲水性较强溶质的皮肤渗透系数(K<,p>)预测能力较差;与这些先前模型相比,考虑角质细胞间脂质域通道和角质细胞内水相通道的当前机理模型对K<,p>有较好的预测能力,尤其对于亲水性较强(P<,ow>≤0.01)的溶质。当前机理模型的预测值与试验值之间的决定系数R<2>和平均绝对误差MAE分别为0.76和7.2%。
3.通过皮肤渗透机理模型,分析了溶质理化特性对其皮肤渗透的影响。当溶质亲油性或亲水性较弱(P<,ow>0.01)时,考虑角质细胞内水相通道模型与不考虑角质细胞内水相通道模型预测值相当;当溶质亲水性较强(P<,ow><0.01)时,考虑角质细胞内水相通道模型的预测值与试验值吻合较好,但是不考虑角质细胞内水相通道模型的预测值比试验值低估1-3个数量级。这些结果暗示了角质细胞间脂质域通道是亲油性或弱亲水性的溶质的主要渗透通道,而角质细胞内水相通道则是亲水性较强的溶质主要渗透通道。
4.利用溶质在角质层中的浓度分布试验数据对当前模型进行了进一步有效性验证。首先采用无损检测的激光共聚焦拉曼光谱技术,对维生素A在角质层中相对浓度分布进行试验测量。苯甲酸(Benzoic acid)和4-氰基苯酚(4-cyanophenol)在角质层中绝对浓度分布试验数据通过胶带粘贴试验测量。分别将三种物质的皮肤渗透过程试验数据与当前模型预测值进行了比较,结果表明当前模型能较好的拟合试验数据。这标志着当前模型不仅能准确预测皮肤渗透系数,而且能模拟溶质在皮肤中扩散过程。