Um estudo da liberação controlada de fármacos através de modelos em rede
Autor(a)
Gomes Filho, Márcio Sampaio
Orientador(a) Coorientador(a)
Oliveira, Fernando Albuquerque de||Barbosa, Marco Aurélio Alves
Data de aceite
2020-07-06
Data de disponibilizacao
2020-07-06
Data de publicacao
2020-07-06
Data de defesa submissao
2020-04-08
Citacao
GOMES FILHO, Márcio Sampaio. Um estudo da liberação controlada de fármacos através de modelos em rede. 2020. 114 f., il. Tese (Doutorado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2020.
Resumo Portugues
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.
Resumo Ingles
Drug delivery systems can be understood as any system (device) designed to deliver a
correct amount of drug to the site (tissue or organ) in a given time interval, in order to
maximize the therapeutic response. The main goal of this work is to develop statistical
lattice models to investigate the release kinetics of drugs encapsulated in porous polymeric
membranes. For this purpose, we model one-dimensional and two-dimensional capsules
with a single release pore (leaking site) in the outer membrane that covers the capsule,
two-dimensional and three-dimensional capsules covered by a porous membrane and twodimensional capsules covered by a biodegradable membrane. The release curves (amount
of drug inside the capsule as a function of time) are performed using Monte Carlo (MC)
simulations and are fitted to the Weibull distribution function, exp[−(t/τ)ᵇ], where b and τ
are adjustable parameters. The shape parameter b is used to empirically indicate the release
mechanism (diffusion, erosion and/or swelling) and τ corresponds to the release characteristic
time. To guide the results of the computer simulations, we solve the diffusion equation for
a similar system (3D capsule without membrane), and we found a good agreement between
the analytical solution and the results of the MC simulations. Besides this, we investigated
how the dimensionality (one, two and three dimensions), the size and the porosity of the
external membrane that covers the capsule interfere on the release kinetics, where we found
that the Weibull release parameters satisfy scaling relations.
Unidade academica
Instituto de Física (IF)
Programa de Pos-Graduacao
Programa de Pós-Graduação em Física
Agencia financiadora
CAPES
Idioma
Português
Tipo de documento
Tese
Formato
application/pdf
Direitos de acesso
Acesso Aberto
Termo de licenca
A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br,www.ibict.br,http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Palavras-chave
Liberação controlada/assistida de fármaco||Simulações de Monte Carlo||Difusão||Física estatística
