可控面积液滴蒸发仪揭示泪膜脂质层蒸发阻力随表面压力变化的特性

目的：本研究旨在定量测定泪膜脂质层（TFLL）的本征蒸发阻力，并解决体内和体外研究结果之间的差异。方法：基于约束液滴表面张力测定法（CDS）开发了一种可控面积液滴蒸发仪（CADE）。该系统集成了三个独立的反馈控制回路，以维持恒定的液滴表面积、表面温度（34°C）和环境相对湿度（30%-70%）。研究了一种由代表性极性和非极性脂质组成的模型TFLL。在受控的界面条件和定义的表面压力下测量蒸发通量。使用原子力显微镜（AFM）表征TFLL的横向结构和形貌。结果：CADE能够在生理相关条件下直接定量TFLL的蒸发阻力。蒸发阻力随表面压力显著增加，从20 mN/m时的约11%增加到35 mN/m时的约37%，与体内报告的值一致。与表现出扩散限制蒸发的纯空气-水表面相比，TFLL覆盖的表面表现出界面限制行为，表明脂质层引入了主要的传输阻力。AFM揭示了随着表面压力增加，结构从异质的非极性脂质透镜体转变为更均匀和连续的双层膜。结论：TFLL提供了一个显著的、依赖于表面压力的蒸发屏障，其由界面组织而非厚度控制。通过分离TFLL的本征特性，CADE调和了体内和体外测量之间的差异，并建立了一个将脂质组织与蒸发阻力联系起来的机制框架。该平台为研究泪膜生物物理学和开发用于蒸发型干眼病（DED）的脂质疗法提供了新的机会。