Um estudo da liberação controlada de fármacos através de modelos em rede

Abstract

Os sistemas de liberação de fármacos podem ser entendidos como qualquer sistema (dispositivo) desenvolvido para fornecer uma quantidade correta de fármaco para o local de ação (tecido ou órgão) em um intervalo de tempo determinado, com a finalidade de maximizar a resposta terapêutica. O objetivo principal deste trabalho consiste em desenvolver modelos estatísticos em rede para investigar a cinética de liberação de fármacos encapsulados em membranas poliméricas porosas. Para tal, modelamos cápsulas unidimensionais e bidimensionais com apenas um poro de liberação na membrana externa que reveste a cápsula, cápsulas bidimensionais e tridimensionais revestidas por uma membrana externa porosa e cápsulas bidimensionais revestidas por uma membrana externa biodegradável. As curvas de liberação (quantidade da droga dentro da cápsula como função do tempo) são obtidas através de simulações de Monte Carlo (MC) e são ajustadas para a função de distribuição empírica de Weibull, exp[−(t/τ)ᵇ], onde b e τ são parâmetros ajustáveis. Na literatura farmacêutica o parâmetro de forma b é utilizado para indicar empiricamente o mecanismo de liberação (difusão, erosão e/ou intumescimento) e τ corresponde ao tempo característico da liberação. Para guiar os resultados das simulações computacionais, resolvemos a equação de difusão para um sistema similar (cápsula 3D sem membrana), e encontramos uma boa concordância entre a solução analítica e os resultados das simulações de MC. Além disso, investigamos como a dimensionalidade (uma, duas e três dimensões), o tamanho e a porosidade da membrana externa que reveste a cápsula interferem na cinética de liberação, onde encontramos que os parâmetros de liberação de Weibull satisfazem leis de escala.