Loading

Alison's New App is now available on iOS and Android! Download Now

Module 1: Introducción a la administración de fármacos y farmacocinética

Study Reminders
Support
Text Version

Set your study reminders

We will email you at these times to remind you to study.
  • Monday

    -

    7am

    +

    Tuesday

    -

    7am

    +

    Wednesday

    -

    7am

    +

    Thursday

    -

    7am

    +

    Friday

    -

    7am

    +

    Saturday

    -

    7am

    +

    Sunday

    -

    7am

    +

Vídeo:

Hola a todos, bienvenidos a otra conferencia para los Principios y la Ingeniería de la Entrega de Drogas. Solo una rápida recapitulación sobre lo que hemos hecho hasta ahora. Por lo tanto, previamente habíamos aprendido acerca de lo que es la entrega de medicamentos, cómo son los medicamentos distribuidos en el cuerpo, por lo que (Consulte
Hora: 00:43) farmacocinética.
Ahora, esto fue seguido por un poco de discusión sobre los profármacos, así como algunos polímeros.
Por lo tanto, vamos a recapitular rápidamente lo que hicimos en la última clase en particular. Por lo tanto, hablamos de profármacos, casi el 10 por ciento de todos los medicamentos en el mercado son profármacos.
(Hora de la diapositiva: 01:06)

También hablamos de liberación controlada y ventajas de larga circulación. Así que, ¿por qué querrías que los medicamentos se prolonguen y liberen en el cuerpo. Así que, esencialmente en lugar de tener un sistema tradicional de entrega de medicamentos donde hay que dar alta dosis, para que llegue a la toxicidad y luego baje queremos más ser estables en esta ventana terapéutica. Y luego, finalmente, hablamos un poco sobre qué son los polímeros y cuáles son los diferentes tipos en todos y vamos a continuar nuestra discusión sobre los polímeros hoy en día.

(Consulte el tiempo de la diapositiva: 01:36)

Entonces, en primer lugar, ¿cómo se sintetizan los polímeros? Así que, simplemente hablando sus moléculas de monómero esencialmente individuales se unen y están covalentemente unidas por diversas reacciones químicas para producir variedad de moléculas de polímero. Por lo tanto, esta es una definición muy simple. Por lo tanto, esencialmente traer monómeros y combinarlos químicamente para obtener diferentes polímeros.
Sus diversas clasificaciones en la forma en que se sintetizan los polímeros. Una clasificación tradicional que se ha conocido en la literatura es la clasificación de Carothers y se subdivide en dos tipos diferentes de polimerización uno es adición otro es la condensación. Además, la polimerización tiene esencialmente cada unidad de repetición tiene el mismo número de átomos que los monómeros.
Por lo tanto, esencialmente añaden sin liberar ninguna otra molécula que no es la parte del polímero, cómo cuando las polimerizaciones de condensación tienen menos número de átomos en el polímero, entonces los monómeros individuales porque típicamente las reacciones implican liberación de agua o ácido o algo más como un producto de reacción. Esto vuelve a ser como dije Carother es una clasificación muy tradicional y en la clasificación moderna se basa en cómo se produce la reacción.
Por lo tanto, de esta manera se subdivide de nuevo en dos diferentes clasificaciones cuando es la polimerización de paso y otra es la polimerización en cadena. Por lo tanto, vamos a hablar de ambos a medida que vamos avanzando en estas diapositivas.

(Consulte la hora de la diapositiva: 03:06)

Por lo tanto, hablar de la polimerización de pasos en este proceso en este proceso las cadenas de polímeros se construyen esencialmente de una manera gradual y esta podría ser la unión al azar de moléculas individuales de monómero. Por lo tanto, esencialmente si miramos la reacción aquí, así que usted tiene un dímero que se forma mediante la combinación de dos monómeros. Un trimer se forma de nuevo mediante la combinación de un dímero a un monómero, pero luego de ahí en adelante hay varias maneras en que esto puede suceder. Por lo tanto, un tetramer se puede formar mediante la combinación de dímeros o combinando un trimer con un monómero y de manera similar las posibilidades se incrementan más a medida que se va.
Por lo tanto, es esencialmente sólo una unión aleatoria de moléculas de monómero que se combinan, se puede obtener una polimerización lineal esto podría incluir tanto la policondensación o la polimerización de adición o esto podría ser no lineal en el que podría haber en lugar de combinar linealmente podrían estar combinando en muchos lugares múltiples esencialmente creando una red de polimerización.

(Consulte la hora de la diapositiva: 04:08)

Entonces, ¿cuál es el efecto del grupo funcional? Número sobre esto, así que consideremos esta reacción química. Por lo tanto, tenemos un ácido que reacciona con un alcohol para dar un grupo de éster y también liberar agua por lo que; obviamente, ya que hay una liberación de agua esta es una reacción de condensación. Lo importante que se debe tener en cuenta es que el ácido acético y el alcohol etílico que se utilizan aquí como monómeros tienen un grupo funcional cada uno.
Por lo tanto, digamos que esta reacción ha sucedido que realmente no queda un grupo funcional en el producto que se forma, dado que no hay ningún grupo funcional en este producto la molécula resultante no puede ir más reacción. Por lo tanto, ninguna polimerización sucederá.
Por lo tanto, esencialmente todo lo que has hecho es una simple reacción haciendo una pequeña molécula que esencialmente no es un polímero.
Entonces, ¿qué nos dice esto? Esto nos dice que para que ocurran las polimerizaciones necesitamos al menos 2 grupos funcionales uno cada uno del monómero. Por lo tanto, un ejemplo aquí es el ácido tereftálico con alcohol de etileno, por lo que en este caso usted tiene grupos que contienen ambos el ácido tiene dos ácidos diferentes dos diferentes grupo COOH y luego el alcohol etílico de nuevo tiene dos diferentes grupos OH.
Por lo tanto, de esta manera cualquiera que sea el producto se forma a pesar de que usted ha utilizado 2 de los grupos funcionales uno a cada uno en los monómeros todavía hay 2 grupos más funcionales disponibles en el producto resultante para que siga reaccionando. Así que, lo rápido aquí es lo que sucederá si usted tiene más de dos grupos funcionales en su monómero cualesquiera conjeturas entonces usted puede tener. Por lo tanto, les daré un momento para pensar en eso.
Así que, como la mayoría de ustedes podría haberlo adivinado ya, si usted tiene más de 2 grupos funcionales puede llegar esencialmente a la rama. Por lo tanto, usted puede tener una situación en la cual usted tiene un grupo aquí; un grupo aquí si hay sólo dos entonces esencialmente sólo puede crecer linealmente, pero; sin embargo, si hay otro grupo en el monómero que está aquí no sólo puede crecer linealmente también crecerá en ramas que conducen a una red compleja que conduce esencialmente una gran cantidad de ramas en el polímero.
(Consulte la hora de la diapositiva: 06:36)

Por lo tanto, algunos ejemplos más de la polimerización de pasos lineales, por lo que ahora hemos estado hablando sólo de lineal, esto también es ejemplos de la condensación de poli. Por lo tanto, significa que se traducirá en una eliminación de moléculas pequeñas. Por lo tanto, aquí hay un ejemplo que ya hemos utilizado en la diapositiva anterior que es di ácidos reaccionando con los alcoholes de di que son típicamente raramente utilizados no tienen muy buena reactividad; sin embargo, se utilizan y esencialmente usted habrá liberado una molécula de agua, así como la formación del polímero.
Otra reacción es el dicloruro con di alcoholes esto es más energéticamente favorable porque el cloruro es un buen grupo reactivo y por lo que esencialmente obtendrá una reacción muy eficiente en este tipo de casos, pero en este caso, ya que es una reacción de policondensación usted tendrá una pequeña molécula de HCL que se libera.

Y luego alternativamente, los poliésteres también se pueden hacer a partir de monómeros simples. Por lo tanto, no tiene que ser dos monómeros diferentes que puede tener un solo monómero que contiene tanto el hidroxilo como el grupo carboxilo y luego pueden reaccionar dentro de los mismos monómeros para formar un polímero.
(Consulte la hora de la diapositiva: 07:56)

De nuevo algunos ejemplos más aquí, así que esta vez estamos hablando de síntesis de poliamidas y ¿sabes dónde se ven las poliamidas en nuestro cuerpo? Sí, si usted está familiarizado con las proteínas todas las proteínas son esencialmente nada, pero poliamidas y qué es una reacción de los grupos carboxilo con un grupo de amina. Así, podría ser algo que teníamos dos carboxilos y un monómero están presentes y dos aminas en otro monómero representan y reaccionarán para formar este vínculo amida que es un bono CONH.
Por lo tanto, esencialmente este es un vínculo amida y esta será esta será la reacción que sucederá.
Otro ejemplo aquí es la síntesis de polianhídridos, por lo que esto es la reacción de dos ácidos diferentes entre sí. Por lo tanto, esto podría ser que usted tiene un monómero R 1 que contiene a diferentes ácidos y esto esencialmente reaccionar consigo mismo para formar este grupo de anhídrido que se representa de nuevo como este grupo y esto esencialmente es un grupo de anhídrido y usted puede tener una polimerización sucediendo así también.

Y luego de nuevo hay mucha variación otro ejemplo aquí es la síntesis de los poliéteres y que es esencialmente la reacción del alcohol con ellos mismos. Por lo tanto, usted puede tener dos alcohol que reaccionan continuamente para formar un polímero también.
(Consulte la hora de la diapositiva: 09:39)

Así que algunos conceptos aquí, vamos a hablar de la polimerización de la cadena ahora. Así, en esto la cadena de polímeros crece por reacción de un monómero con un grupo final reactivo, por lo que hay algún orden en él en lugar de ser aleatorio como era el caso en el ejemplo anterior en la polimerización de pasos. En la polimerización en cadena hay algún orden para ello y voy a explicar cómo funciona este pedido. Así que usted puede tener una molécula iniciadora que es altamente reactiva, que inicia el crecimiento de estas cadenas de polímeros.
Por lo tanto, una molécula de iniciador representada por I aquí reaccionará con el monómero para formar una IO, esta IO se propagará más adelante para continuar reaccionando y la forma en que la cadena crecerá es sólo en esta dirección uniforme en lugar de cualquier combinación aleatoria de diferentes reactivos en ese momento en particular. Por lo general, tales reacciones a diferencia de la polimerización de paso no hay liberación de por producto y por lo que el monómero se consume lentamente a lo largo del curso de esta reacción.
Por lo tanto, los monómeros típicos que contienen doble enlace son muy comúnmente utilizados para la polimerización en cadena también los polímeros que los monómeros que tienen anillos en ellos se pueden utilizar para la polimerización en cadena con el anillo se abre y los resultados en la polimerización se producen y vamos a discutir algunos ejemplos a medida que vamos.

(Consulte Hora de la diapositiva: 11:04)

Así, la polimerización en cadena algún proceso general. Por lo tanto, generalmente hay tres pasos cinéticos distintos ya hablamos de iniciación donde tienes esa molécula iniciadora reaccionando con un monómero, por lo que este es un iniciado el esto generalmente resulta en la generación de algunos radicales libres, pero aniones, cationes algún otro tipo de complejos que son esencialmente el centro activo estos son los sitios reactivos que van a ir a encontrar otro monómero y reaccionar con él.
Por lo tanto, esta es la fase inicial y esto es; obviamente, iniciado, por lo que si quieres iniciar una polimerización en cadena tendrás que añadir una cierta concentración de iniciador a la misma, para que estas reacciones de iniciación puedan ocurrir. Al siguiente le sigue una propagación, por lo que una vez que ya ha pasado la iniciación de la polimerización, la propagación no es nada, pero estos centros activos reaccionan con los monómeros y siguen creciendo.
Por lo tanto, para darle de nuevo un ejemplo el iniciador en la iniciación en este caso es usted tiene un iniciador que contiene un radical libre que luego reacciona con digamos aquí C doble enlace C reaccionar dando como resultado un producto que está combinando ese iniciador con el con la molécula, así como otro sitio del reactor al final de la misma.
Por lo tanto, este lado del reactor entonces puede ir dentro de reaccionar con otro doble enlace para dar lugar a una molécula más grande y esto continuará propagándose a medida que pasa el tiempo. Aquí está la reacción de la polimerización de apertura del anillo, así que usted tiene otro iniciador B aquí que es un anión y va a ir y reaccionar con esta estructura de anillo para dar lugar a un anión más grande que volverá a encontrar otra estructura de anillo y esta reacción continuará hasta que los reactantes sean todos consumidos. Así que, al igual que he discutido esta propagación sucederá a medida que vayamos.
(Consulte la hora de la diapositiva: 13:02)

Entonces, ¿qué pasa con las terminaciones y cuándo suele parar? Por lo tanto, puede parar cuando se consumen todos los reactantes o pueden ser varias las cosas que puede pasar, por lo que esto es combinación. Por lo tanto, puede suceder que un solo sitio reactivo en lugar de reaccionar al monómero puede reaccionar con otro sitio reactivo y que resultará en la pérdida de los sitios reactivos en dos moléculas diferentes y si se consumen suficientes combinaciones como esta todos los sitios reactivos se consumirán.
Y otra como a veces esta proporción en donde en lugar de realmente tener que hacer reaccionar uno del sitio activo toma el electrón de otro sitio activo y realmente no se combina con el polímero en crecimiento, pero todavía resulta en el agotamiento de los sitios reactivos que resultan en la pérdida de la polimerización. Por lo tanto, esto se llama desproporción.
Por lo tanto, típicamente ambas reacciones tienen lugar depende de lo que los polímeros que usted está usando diferentes polímeros dará lugar a diferentes tipos de reacciones. Así, por ejemplo, en el poliestireno principalmente la terminación ocurre a través de la combinación en PMMA otro polímero ampliamente utilizado, su típicamente desproporción domina a la temperatura por encima de 60 grados centígrados.

(Consulte la hora de la diapositiva: 14:16)

Y luego tenemos algo que se llama una polimerización viviente, por lo que esto es esencialmente si la polimerización de la cadena sigue pasando y todavía tienes sitios reactivos presentes, pero se queda sin los monómeros, entonces todavía tendrás radicales libres los centros activos que están disponibles para que ocurra la polimerización y esto es algo que luego podemos usar para modificar nuestros polímeros a través de diferentes formas.
Entonces, una cosa que podemos hacer es que el en este caso ya que los extremos de la cadena son reactivos podemos entonces poner otro tipo de monómero que luego continuará la reacción. Por lo tanto, en lugar de tener sólo un solo tipo de monómero a lo largo de la reacción podemos tener dos tipos diferentes de monómero dispuestos en un orden.
Por lo tanto, esencialmente podemos sintetizar copolímeros de bloques porque lo que sucederá es que usted tendrá una molécula que se está generando aquí que es yo nos deja decir reaccionar con el monómero 1; el monómero 1 continúa y luego vamos a decir que el monómero uno termina en este punto, entonces si usted agrega un monómero 2 a esta mezcla de reacción con el sitio activo ya presente lo que va a suceder es esto seguirá reaccionando con el monómero 2. Y esencialmente resultado en un copolímero de bloque porque usted tiene un bloque de M 1 aquí y un bloque de M 2 aquí.
Por lo tanto, es así como usted puede continuar haciendo esto típicamente usted puede continuar haciendo esto para tratar de los copolímeros de bloques. Por lo tanto, usted puede tener otro monómero aquí M 3 continuar creciendo a medida que la reacción continúa, por lo general en el momento en que ha terminado con tres de estos diferentes tipos de monómeros hay suficiente combinación y terminación de desproporción que ha sucedido que no muchos sitios activos están restantes. Por lo tanto, no obtiene más que probar los copolímeros de bloque mediante este método.
(Hora de la diapositiva: 16:24)

Por lo tanto, sólo un par de ejemplos sobre la polimerización de apertura de anillo. Así, usted puede tener una polimerización que parte de un monómero cíclico y normalmente el anillo se abre por algún tipo de ácido o base y luego la polimerización procede por reacción de crecimiento de la cadena como acabamos de discutir. Muy comúnmente utilizado con iniciadores catiónicos y aniónicos.
Por lo tanto, algunos ejemplos son poliésteres, óxido de polietileno, óxido de polipropileno, policaprolactona y PDMS, todos ellos muy ampliamente utilizados para aplicaciones biológicas. Y vamos a hablar de la mayoría de estos como vamos a lo largo de algunos de estos términos usted va a ser muy familiar con en este curso y recordar todo lo que estamos discutiendo todos estos polímeros porque esencialmente queremos construir algunos de los conceptos básicos de lo que diferentes polímeros son allí que podemos utilizar para aplicaciones de entrega de medicamentos y cuáles son las propiedades. Y una vez que tengamos algún conocimiento básico de eso, nos ayudará más adelante en este curso para luego identificar cómo podemos modificarlos para diferentes aplicaciones y requisitos.
Por lo tanto, aquí hay una reacción muy común que quiero decir que este es un polímero PLGA que es muy ampliamente utilizado en aplicaciones de suministro de medicamentos y la síntesis de esto es a través de una polimerización de apertura de anillo donde usted tiene una lactida y un grupo de glicólido que reacciona en presencia de un catalizador para dar lugar a un largo polímero de PLGA.

(Consulte la hora de la diapositiva: 17:56)

Por lo tanto, la comparación entre el paso y la polimerización de cadena cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas. Por lo tanto, típicamente para la polimerización de paso el crecimiento ocurre a través de una manera no uniforme, así que usted puede tener monómeros reaccionando con oligómeros que forman polímeros y todo ese tipo de cosas mientras que, en reacción en cadena es mucho más direccional donde usted tendrá un sitio activo sólo reaccionando con los monómeros.
El grado de polimerización típicamente consigue con la reacción en cadena es bajo y lo que quiero decir con eso es su difícil conseguir largos polímeros a través de la reacción del paso. Pero con la reacción en cadena el grado de polimerización puede ser muy alto porque se puede añadir una cantidad muy inferior de iniciador y la reacción continuará hasta seguir hasta que todo el monómero se está consumiendo se ha consumido.
El monómero de nuevo se consume muy rápidamente sólo porque la reacción está sucediendo en todos los sitios de monómero a la vez, en caso de reacción en cadena en el consumo de monómero es mucho más lento, pero el peso molecular aumenta bastante rápidamente a medida que la cadena crece. Una ventaja de la reacción del paso fue es donde no hay necesidad de iniciador es un único mecanismo de reacción, típicamente la mayoría de estos iniciadores de los que hablamos puede ser tóxico porque son bastante reactivos.
Sin embargo, en la reacción en cadena se necesita un iniciador para comenzar la reacción y así posteriormente para las aplicaciones de entrega de medicamentos cuando se habla de utilizar este tipo de polímeros que tiene que preocuparse, si hay contaminación del iniciador, el iniciador no reactivo representa allí y cosas así. No se requiere ningún paso de terminación, por lo general la terminación se produce a través de la combinación y la desproporción de la que hablamos, ya que los grupos funcionales reaccionan con menos y menos monómero y luego la tasa de polimerización disminuye.
Sin embargo, en este caso inicialmente hay aumento en la tasa de polimerización porque el iniciador está creando más y más sitios reactivos y entonces alcanza una velocidad constante relativa hasta que el monómero comienza a agotar significativamente.
(Hora de la diapositiva: 20:05)

Por lo tanto, vamos a hablar de algunas propiedades básicas de los polímeros. Por lo tanto, el peso molecular es esencialmente la masa molar es el parámetro más importante que caracteriza a un polímero o una molécula macro. Vamos a hablar de esto a lo largo de este curso. La polidispersidad esencialmente, te dice cuál es la distribución de tamaño de las moléculas de polímero.
Entonces, lf digo molécula de polímero es 100 kilo Dalton que significa, que el tamaño promedio de estas cadenas de polímeros es de 100 kilos Daltons, pero no significa que todos ellos serán 100 kilo Dalton habrá algunas cadenas de polímeros que serán 110 serán algunas que serán 90. Por lo tanto, esta propagación de 100 en este caso esencialmente lo hizo define qué es el índice de polidispersidad.

La cristalinidad y la amorosidad esto afecta a una amplia gama de propiedades mecánicas y ópticas o lo cristalina o lo amorfo que es el polímero y de nuevo todo esto será discutido en mayores detalles a medida que vayamos. La temperatura de fusión que vuelve a estar relacionada con la cristalinidad vamos a discutir la temperatura de transición vítrea si esto se relaciona con la amorosidad que vamos a discutir en la próxima clase.
Y luego, por supuesto, la degradabilidad de lo rápido que se degrada es muy importante porque eso va a determinar esencialmente qué tan rápido está liberando el medicamento de este polímero o qué tan rápido están cambiando las diferentes propiedades. Y por supuesto, para ciertas aplicaciones, las propiedades mecánicas y eléctricas también se vuelven importantes déjenos decir si lo vas a usar en hueso quieres que sea mecánicamente estable, si lo vas a usar para aplicaciones de neuronas quieres que sea eléctricamente conductivo, por lo que algunas de esas propiedades también se vuelven muy importantes.
(Hora de la diapositiva: 21:53)

Por lo tanto, sólo rápidamente en el peso molecular, por lo que la masa molar del polímero es esencialmente masa de un lunar del polímero como lo es para cualquier otra molécula. Por lo tanto, esencialmente; eso significa, cuál es la masa de un número Avogadro de moléculas del polímero esto se expresa generalmente en gramos por mole o Daltons. Por lo tanto, el peso molecular de 100.000 Daltons significa la masa molar, esencialmente un lunar tiene alrededor de 100.000 gramos de este polímero.

Por lo tanto, para un homo polímero la masa es esencialmente nada, pero la x veces la masa del monómero donde x es el número total de unidades de repetición y luego el proceso de polimerización crea inherentemente moléculas de polímero de diferentes longitudes, ya que acabo de decir que no conseguirá todo en la masa molecular única que todos tendrán una distribución. Por lo tanto, normalmente siempre medimos la masa molecular promedio que es esencialmente nada, pero el grado promedio de polimerización para estos polímeros bien.
Así que, para este curso se detendrá aquí, hablaremos más sobre el peso molecular en las clases posteriores y discutiremos más sobre las propiedades del polímero en el próximo par de clases.
Gracias.