经皮水分散失与角质层水分分布的数值模拟
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朱荣光 陈龙健 练国平 韩鲁佳 中国农业大学工学院;英国联合利华研究中心;
【摘要】目的:预测经皮水分散失(TEWL)动态变化过程及角质层(SC)中的水分分布状况。方法:本研究将角质层假定为多孔介质,采用混合形式的一维非饱和流动方程与角质层水分吸收等温线的BET模型,建立了角质层中水分迁移的一维孔质模型并进行了数值模拟。采用角质层中水分分布的试验数据及角质层经皮水分散失数据,拟合了水力渗透系数参数并进行了模型验证。结果:讨论了水分体积含量θ对水力渗透系数K的影响:K随着θ的增加而递增,由拟合水分分布试验数据获得的K分布在4.26*10-19与5.41*10-17m·s-1之间。讨论了周围环境湿度RH变化对TEWL稳态值的影响:TEWL随着RH的增加而递减。RH从10%变化到70%的过程中,TEWL模拟值随之变化较小,约从10.50g·m-2·h-1降低到9.56g·m-2·h-1;RH从70%变化到95%的过程中,TEWL模拟值急剧降低,约从9.56g·m-·2h-1降低到0。结论:建立的一维孔质模型可以用于模拟角质层中的水分分布。
【关键词】 多孔介质 水力渗透系数 角质层 经皮水分散失 水分分布
【基金】联合利华国际合作项目资助(CH-2007-0163)
【分类号】R751
前言角质层位于人体表皮最外层,厚度约为10~20μm。由于角质层致密的角质细胞与脂质域的镶嵌结构,它形成了人体与外界进行物质与能量交换的天然屏障。TEWL数据可以直接反映角质层的屏障功能,Kelia等提出完好的皮肤其TEWL值约为10g·m-·2h-1[1]。另外,角质层的水合作用对透皮
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摘要目的：预测经皮水分散失(TEWL)动态变化过程及角质层(SC)中的水分分布状况。方法：本研究将角质层假定为多孔介质，采用混合形式的一维非饱和流动方程与角质层水分吸收等温线的BET模型，建立了角质层中水分迁移的一维孔质模型并进行了数值模拟。采用角质层中水分分布的试验数据及角质层经皮水分散失数据，拟合了水力渗透系数参数并进行了模型验证。结果：讨论了水分体积含量θ对水力渗透系数K的影响：K随着θ的增加而递增，由拟含水分分布试验数据获得的K分布在4.26*10-15与5.41*10-17m·s-1之间。讨论了周围环境湿度RH变化对TEWL稳态值的影响：TEWL随着RH的增加而递减。RH从10%变化到70%的过程中，TEWL模拟值随之变化较小，约从10.50g·m-2·h-1降低到9.56g·m-2·h-1；RH从70%变化到95%的过程中，TEWL模拟值急剧降低，约从9.56g·m-2·h-1降低到0。结论：建立的一维孔质模型可以用于模拟角质层中的水分分布。
关键词：多孔介质；水力渗透系数；角质层；经皮水分散失；水分分布
中图分类号：TQ021.4；O242；Q593；R334.5 文献标识码：A 文章编号：1673-6273(2009)12-2260-04
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