物理藥學:物態、溶解度與擴散

菲克第一定律

菲克第一定律用一個簡單的數字表達了一個簡單的道理:濃度差越陡,分子穿過屏障的擴散就越快。若膜的一側藥物極為密集、而另一側幾乎為空,藥物便迅速穿過;隨著兩側趨於均衡,流動隨之放緩。通量(單位時間內單位面積上穿過的量)與濃度梯度成正比。

寫成公式,通量等於擴散係數乘以膜面積、再乘以濃度差,除以膜的厚度。用語言說:更大的面積、更大的濃度落差,以及更易穿過或更薄的屏障,都會加快運輸。該定律假設處於穩態,即梯度不隨時間變化。

這一單一關係支撐著大量控釋與透皮給藥。皮膚貼片被設計為在皮膚側維持近乎恆定的藥物濃度,於是依據菲克定律,藥物在數小時乃至數天內以恆定速率穿過。該定律也解釋了為何在溶離度測試中保持高梯度(漏槽條件)至關重要,以及為何藥物儲庫的容量要設計得耗竭足夠緩慢,以維持該梯度。

菲克第一定律適用於穩態擴散;達到穩態之前隨時間的累積過程由菲克第二定律描述。

又稱
Fick's law of diffusion菲克扩散定律菲克擴散定律