物理药学:物态、溶解度与扩散

菲克第一定律

菲克第一定律用一个简单的数字表达了一个简单的道理:浓度差越陡,分子穿过屏障的扩散就越快。若膜的一侧药物极为密集、而另一侧几乎为空,药物便迅速穿过;随着两侧趋于均衡,流动随之放缓。通量(单位时间内单位面积上穿过的量)与浓度梯度成正比。

写成公式,通量等于扩散系数乘以膜面积、再乘以浓度差,除以膜的厚度。用语言说:更大的面积、更大的浓度落差,以及更易穿过或更薄的屏障,都会加快运输。该定律假设处于稳态,即梯度不随时间变化。

这一单一关系支撑着大量控释与透皮给药。皮肤贴片被设计为在皮肤侧维持近乎恒定的药物浓度,于是依据菲克定律,药物在数小时乃至数天内以恒定速率穿过。该定律也解释了为何在溶出度测试中保持高梯度(漏槽条件)至关重要,以及为何药物储库的容量要设计得耗竭足够缓慢,以维持该梯度。

菲克第一定律适用于稳态扩散;达到稳态之前随时间的累积过程由菲克第二定律描述。

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