Die Haut, als wichtige physikalische und immunologische Barriere zum Schutz vor Umwelteinflüssen, macht, aufgrund ihrer Abwehrmechanismen, die perkutane Penetration von aktiven Wirkstoffen und Arzneimitteln zu einer Herausforderung. Bei der Entwicklung von Wirkstoffen ist eine kontrollierte Penetration durch eine topische Applikation für die Funktionalität dieser entscheidend. Bis heute sind Faktoren, die die dermale und transdermale Penetration beeinflussen, wenig bekannt, weshalb die Entwicklung von robusten Modellen und Methoden für spezifische Untersuchungen umso entscheidender ist. Das Ziel dieser Arbeit war es, mithilfe eines erlangten Verständnisses für Penetrationsvorgänge, geeignete Menschen Hautmodelle für in vitro und ex vivo Tests zu entwickeln. Die Lipophilie von Wirkstoffen hat einen entscheidenden Einfluss auf die Penetrationsfähigkeit und ihren Transport an den Wirkungsort. Deshalb wurde das spenderspezifische Gleichgewicht hinsichtlich der Verteilung aktiver Moleküle in Stratum Corneum, Epidermis und Dermis untersucht. Aktive Moleküle können in der Haut sowohl vertikal penetrieren als auch lateral diffundieren. Um diesen Effekt nachzuweisen, wurden mehrere Hautersatzmodelle verwendet, zum einen die künstliche Strat-M® Membran für in vitro Tests und zum anderen Spalthaut vom Menschen sowie vom Schwein für ex vivo Tests. Die Reproduzierbarkeit und Validität dieser Modelle wurde unter Verwendung zweier Modellwirkstoffe mit identischem Molekulargewicht, hydrophiles Koffein und lipophiles LIP1, getestet. Penetrationsversuche dienten der Untersuchung des Einflusses der Formulierung auf die Penetrationseigenschaften aktiver Moleküle. Die Aufnahmekinetik wurde mittels Franz-Diffusions-Zelle und Mikrodialyse bestimmt. Zur Qualifizierung und Quantifizierung der Wirkstoffe wurde die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) herangezogen. Anschließend erfolgte die Identifizierung geeigneter Ersatzmodelle für menschliche Haut und die Optimierung der Bedingungen für die Durchführung von Penetrationsexperimenten, die die in vivo Bedingungen am besten widerspiegeln. Dabei wurden eine Barriere- und Reservoir-Funktion der verschiedenen Hautschichten, ein spenderspezifisches Intra-Haut-Gleichgewicht und eine laterale Diffusion, als signifikanter Beitrag zur gesamten Penetration bestimmt. Die entwickelten Penetrationsmodelle dienen dem Verständnis erforderlicher Bedingungen für das gezielte Eindringen von Molekülen in die Haut und schaffen die Voraussetzung für eine standardisierte Durchführung von Versuchen. Die Berücksichtigung der erarbeiteten Ergebnisse und Erkenntnisse können dazu beitragen, die Ausfallrate von Wirkstoffen in in vivo Versuchen zu senken.