Simulación de Montecarlo en el Estudio de la Liberación Controlada de Fármaco Hidrófilo Desde Matrices Hidrófilas

Abstract

Los fármacos hidrófilos son moléculas que al ser solvatadas pueden migrar en función de su gradiente de concentración. Sabiendo que las formas farmacéuticas solidas están constituidas por una mezcla de fármaco y excipientes y con una distribución heterogénea de sus componentes que al ser expuestas en un medio de liberación adecuado promueven la difusión de estas partículas hacia el exterior, permite la codificación de dichas condiciones para modelar un algoritmo de simulación computacional capaz de representar a la difusión como un fenómeno probabilístico. Estos caminos tortuosos que son formados de manera aleatoria en las matrices de liberación controlada, permitirán relacionar el concepto del caminante aleatorio con la migración de la partícula hacia el exterior tomando como referencia su sitio de origen. La velocidad con la cual migra esta partícula esta dada por la probabilidad matemática de que la partícula pueda migrar a una posición cercana en el espacio, una alta probabilidad indicara que la partícula tendrá mayor oportunidad de moverse a sitios vecinos y finalmente llegar a las fronteras del sistema para ser liberado y poder ser contabilizado como partícula liberada. En consecuencia, esta relación de probabilidades se adapta fácilmente al concepto de coeficiente de difusividad, que es una propiedad característica de cada fármaco en un medio de liberación especifico. Así pues, este proyecto crea, analiza y modela el comportamiento cinético de fármacos hidrófilos distribuidos de manera aleatoria en una matriz con un polímero hinchable. Los resultados muestran que a medida que el sistema presenta un mayor grado de hinchamiento que es capaz de observarse por un aumento de su volumen, tenderán a disminuir la velocidad de entrega de fármaco siempre y cuando la velocidad de difusión sea mayor que la del hinchamiento, ya que, si esto no ocurre, la partícula no tendrá oportunidad de escapar del excipiente que esta en crecimiento concomitante. Otro hallazgo relevante y que es comparado con la experiencia de Laboratorio, es la utilidad en relacionar la porosidad del sistema con la formación de caminos por el cual la partícula pueda pasar antes de que la gelificación del excipiente promueva lentamente el abatimiento de la velocidad de migración de la partícula de interés. Por otro lado, el papel de la difusividad del fármaco muestra que a medida que aumenta dicho valor entonces la liberación estará dada por una mayor contribución del proceso fickiano, no así en el caso de una matriz con un alto grado de expansión, en el cual la difusión se ve controlada por el hinchamiento.