Diklofenak charakteryzuje się właściwościami, które umożliwią sprawny transport przez skórę i preferencyjne rozmieszczanie w tkankach objętych stanem zapalnym [10, 17-19]:

• tworzenie rezerwuaru leku w powierzchownych tkankach – diklofenak, zaaplikowany na skórę, może gromadzić się w warstwie rogowej naskórka, skórze i tkance podskórnej, tworząc rodzaj rezerwuaru, z którego jest powoli uwalniany, co przedłuża jego miejscowe działanie (powstawaniu takiego rezerwuaru sprzyjają dobra rozpuszczalność diklofenaku zarówno w wodzie jak i w tłuszczach, oraz jego duża skłonność do wiązania z białkami);
• niewielka masa molowa – przez skórę najłatwiej przechodzą małe cząsteczki, o masie molowej < 500 g/mol, zatem diklofenak o masie 296 g/mol łatwo dociera do miejsca działania;
• amfifilowy charakter cząsteczki – diklofenak jest słabym kwasem (pKa 3,9), dobrze rozpuszczalnym zarówno w środowisku wodnym jak i hydrofobowym, co ułatwia jego penetrację do głębiej położonych tkanek;
• duża zdolność do wiązania z białkami (w osoczu 99% leku jest związane z albuminami) i łatwe dysocjowanie od nich w środowisku o niskim pH, typowym dla miejsc objętych stanem zapalnym. Ułatwia to koncentrację diklofenaku w płynie maziowym i tkankach okołostawowych objętych stanem zapalnym, gdzie stężenie albumin jest wyższe niż w tkankach zdrowych, a więc i lek osiąga stężenie wyższe niż w osoczu. Właściwość ta wydłuża czas miejscowego działania diklofenaku – po podaniu doustnym okres półtrwania leku w osoczu wynosi 1-2 godziny, podczas gdy w uszkodzonych tkankach utrzymuje się on się nawet do 12 godzin po podaniu;
• podleganie efektowi „pułapki jonowej”, dzięki czemu w miejscach objętych stanem zapalnym łatwo wnika do komórek będących jego miejscem działania i gromadzi się wewnątrz komórek (diklofenak jest słabym kwasem, zatem w środowisku o niskim pH dominuje jego forma niezdysocjowana, łatwo przechodząca przez błony komórkowe, natomiast w komórkach podlega dysocjacji, co utrudnia opuszczenie komórki).

Transportowi diklofenaku do głębszych warstw skóry sprzyjają zawarte w preparatach do stosowania miejscowego substancje pomocnicze, które zmiękczają naskórek. Roztwór, aplikowany w aerozolu, zawiera łatwo parujące składniki alkoholowe – po ich odparowaniu wzrasta lepkość preparatu, który przybiera konsystencję żelu i lepiej przywiera do skóry. Ponad to zwiększa się stężenie diklofenaku, co ułatwia jego wnikanie do głębiej położonych tkanek. Wodno-alkoholowe podłoże żelu i aerozolu ma dodatkowo działanie kojące i chłodzące [1-5, 20, 21].

Transport leku do miejsca działania ułatwia delikatne wmasowanie preparatu w skórę oraz regularne powtarzanie aplikacji (stężenie diklofenaku w płynie maziowym, po jednorazowej aplikacji jest ok. 5-krotnie wyższe niż w osoczu, podczas gdy w stanie stacjonarnym – po 8 dniach stosowania – 7-krotnie wyższe niż w osoczu). Leki stosowane miejscowo łatwiej docierają do stawów położonych płytko pod skórą – np. staw kolanowy, barkowy, skokowy czy stawy rąk, stąd skuteczność NLPZ w leczeniu bólu i stanu zapalnego w urazach i chorobach tych stawów jest większa, niż w przypadku stawów położonych głęboko, jak np. staw biodrowy [17]. Badanie przeprowadzone na zdrowych ochotnikach wykazało, że po 10-krotnie powtarzanej aplikacji na skórę uda aerozolu zawierającego 4% diklofenaku (w ciągu 3 dni) stężenie leku w mięśniach uda było podobne lub wyższe niż po podawaniu doustnym przez 3 dni (150 mg/doba w 3 dawkach podzielonych). Jednocześnie stężenie diklofenaku w osoczu było ok. 10-krotnie niższe po aplikacji miejscowej niż po podaniu doustnym. Odnotowano także, że po miejscowym zastosowaniu leku zarówno maksymalne stężenie w tkankach jak i w osoczu wykazywało znaczną osobniczą zmienność – prawdopodobnie był to skutek osobniczo zmiennego ukrwienia w miejscu aplikacji, zmienności w przepływie krwi spowodowanych poruszaniem się i różnic w przepuszczalności warstwy rogowej naskórka [20]. Stężenie diklofenaku stosowanego miejscowo badano nie tylko w mięśniach, ale również w płynie maziowym i błonie maziowej stawów kolanowych. Pacjenci z chorobą zwyrodnieniową kolan, przygotowywani do zabiegu wymiany stawu kolanowego, aplikowali sobie diklofenak (w postaci 4% aerozolu) na skórę chorego kolana, a następnie delikatnie wmasowywali w skórę. Pojedyncza dawka aerozolu zawierała 40 mg leku i była aplikowana przez 3 dni co 12 godzin lub co 8 godzin. Próbki płynu maziowego, błony maziowej i osocza, w których następnie badano stężenie leku, były pobierane 8 godzin po ostatniej aplikacji, podczas zabiegu operacyjnego. Wykazano, że stężenie diklofenaku było znacznie wyższe w tkankach objętych stanem zapalnym niż w osoczu, a ponad to stwierdzono dużą osobniczą zmienność we wchłanianiu leku (podobnie jak w przywołanym wcześniej badaniu – Brunner i wsp., 2005) [21].

Do częstych bolesnych dolegliwości układu ruchu należy zapalenie nadkłykcia bocznego kości ramiennej, czyli tzw. łokieć tenisisty. Wbrew nazwie, schorzenie to dotyczy nie tylko osób grających w tenisa czy squasha, ale także korzystających przez dłuższy czas z komputera, a także innych, które wielokrotnie wykonują ruchy prostowania i rotacji nadgarstka – m.in. stomatologów, lekarzy specjalizacji zabiegowych, elektryków, murarzy, ślusarzy czy pracowników budowlanych. Dolegliwość ta może występować u 1-3% osób dorosłych. W kilku badaniach, obejmujących łącznie kilkaset osób wykazano, że stosowany miejscowo diklofenak (w postaci 1-2% żelu), zmniejszał nasilenie bólu przy wykonywaniu ruchów oraz zapotrzebowanie na doustne leki przeciwbólowe, a także zwiększał średnią siłę chwytu i zmniejszał stopień upośledzenia funkcji ręki. Nie występowały przy tym ogólnoustrojowe działania niepożądane (żołądkowo-jelitowe ani sercowo-naczyniowe), a niepożądane efekty miejscowe były niezbyt częste i zwykle łagodne [22].

Skuteczność przeciwbólowego i przeciwzapalnego działania aerozolu zawierającego 4% diklofenaku badano w przypadkach ostrego bólu, u pacjentów z niepowikłanym skręceniem stawu skokowego. Było to wieloośrodkowe badanie obejmujące ponad 200 osób, z których połowa aplikowała na skręcony staw aerozol zawierający diklofenak, a połowa aerozol z placebo (3 razy na dobę, co 7-8 godzin). Badanie trwało 14 dni od momentu urazu. W grupie aplikującej diklofenak szybciej ustępował obrzęk kostki (różnica była statystycznie istotna po 10 dniach),a osoby leczone diklofenakiem odczuwały słabszy ból przy spontanicznych ruchach przez cały czas trwania badania, niż osoby stosujące placebo [23].