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Module 1: Sistemi di rilascio e Hydrogel

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Ciao a tutti. Benvenuti in un'altra lezione per la Drug Delivery Engineering and Principles. Abbiamo discusso abbastanza di matematica e parecchio di come calcolare cose diverse per determinare la data di rilascio per determinare come i farmaci siano stati distribuiti nel corpo. Così, ho pensato nella classe di oggi vi daremo solo un po' di esercizio e possiamo camminare attraverso alcune domande e soluzioni a quelle.
Quindi, questo ti aiuterà in termini di prima di tutto relativo a come questi vengono utilizzati nelle cliniche reali e come questi problemi possono essere risolti e poi ti aiuterà di nuovo nei tuoi esami e assegnazioni perché alcuni di questi problemi saranno simili a quello che potresti aspettarti nel tuo esame ok. Quindi, per iniziare, facciamo una sorta di recap di qualunque cosa possiamo fare. Ho pianificato circa 6 o 7 esercizi in questa lezione. Quindi, lasciamoci entrare in quello.
(Riferimento Slide Time: 01.22)

Allora, ecco una domanda la domanda è per un farmaco X. Quindi, potrebbe essere qualsiasi farmaco, potrebbe essere qualsiasi farmaco, potrebbe essere qualsiasi farmaco che possa alleviare l'ipertensione, che possa alleviare il diabete, potrebbe essere qualsiasi cosa. Per un farmaco X a con terapie terapeuticamente attive, la sua concentrazione iniziale nel plasma deve essere superiore a 10 microgrammo per mL. E questo è in un umano adulto.
Quindi, sostanzialmente quello che stiamo dicendo se abbiamo un farmaco X e per questo essere terapeuticamente attivi dobbiamo ottenere che sia concentrazione per essere 10 microgrammo per mL o maggiore. Ora, questo è di nuovo molto chiaro, beh vi spiegherò anche un po' mentre andiamo a lungo. Quindi, sappiamo che per ogni farmaco c'è questo livello tossico. Quindi, questo è se dico concentrazione del farmaco e poi c'è qualche livello sub terapeutico.
Quindi, questo è tossico, questo è sub terapeutico e diciamo che è il momento. Quindi, per qualsiasi farmaco possiamo definire questi due parametri; ovviamente, se si continua a dare il farmaco e raggiunge una certa quantità può iniziare a diventare tossico per il corpo e al di sotto di una certa quantità non farebbe nemmeno nulla. Quindi, sarà come se non ci fosse un farmaco e questa è la regione con cui si vuole lavorare, in sostanza la fascia di lavoro.
Ora, per questo particolare farmaco X, stiamo dicendo che questo valore è di 10 microgrammo per mL.
Ovviamente il limite superiore non è dato nella domanda, quindi suppliremo che in qualche modo sia necessario ottenere la concentrazione al di sopra di questo particolare valore. Quindi, ora, questo farmaco è noto anche per distribuire nell'acqua corporea totale. Quindi, ora, questo arriva alla nostra discussione sul Vd che è il volume della distribuzione e sta dicendo che questo farmaco distribuisce in tutta l'acqua del corpo.
Allora, che tipo di droga sarà questa? Questo sarà un farmaco piuttosto idrofilo. E, quindi, la domanda è quanto farmaco deve essere iniettato, quindi, che la sua concentrazione raggiunge i livelli terapeutici? La domanda presuppone che il farmaco sia rapidamente distribuito e possa considerare altre ipotesi necessarie.
Quindi, ovviamente, se parliamo di scenario clinico reale abbiamo bisogno di molte più informazioni che non siano date in questa domanda perché tecnicamente dovremmo sapere qual è il tasso di eliminazione giusto perché diciamo iniettato farmaco, ma anche prima di passare al microgrammo 10 per mL, inizia a eliminarlo anche, quindi abbiamo bisogno di quel tasso anche. Quindi, ecco perché uno dei presupposti che stanno dicendo è che si tratta di una distribuzione rapida della droga. Quindi, possiamo assumere una distribuzione istantanea per questo per questo problema e poi ovviamente ci sono molte altre ipotesi che dobbiamo fare per quanto riguarda il peso dell'umano, qual è l'acqua corporea totale presente. Quindi, tutto quel presupposto che faremo come continuiamo in questo.

Quindi, dalla nostra discussione in classe diciamo che per un umano adulto, l'acqua corporea totale è di circa 30 a 50 litri che è quello che stiamo discutendo a destra. Quindi, facciamo un esempio di 30 litri e poi sappiamo cosa è Vd: il volume di distribuzione è la quantità di farmaco presente nel corpo. Quindi, in sostanza (quantità di farmaco iniettato) / (Concentrazione nel plasma) Quindi, sappiamo che se Vd è molto alto; questo significa che la concentrazione nel plasma è abbastanza bassa che in sostanza suggerirebbe di essere un farmaco lipofilo, ma in questo caso è stato dato che il Vd è in realtà l'acqua corporea totale. Quindi, ipotizziamo che questo sia di 30 litri. Ora, dato che stiamo dicendo che vogliamo che la concentrazione terapeutica sia di 10 microgrammo per mL, la concentrazione nel plasma che è di nuovo una parte dell'acqua corporea, dovrebbe essere anche di 10 microgrammo per mL.
Quindi, quello che possiamo allora fare è allora possiamo solo dire che 30 litri è uguale alla quantità di farmaco presente nel corpo che è l'importo totale che stiamo iniettando, dato che è una distribuzione istantanea e stiamo trascurando qualsiasi eliminazione, quindi fatemi dichiarare questo. Quindi, qui stiamo trascurando l'eliminazione, almeno per la cornice temporale di cui stiamo parlando qui. Quindi, ora, andiamo con questo, stiamo dicendo che il 30 L= Quantità di farmaco in corpo / Concentrazione nella concentrazione plasmatica nel plasma in questo caso è di 10 microgrammo per mL.
Quindi, allora la quantità di farmaco presente nel corpo, cioè in sostanza quello che stiamo iniettando è uguale a, quindi diciamo che è A=30L x 10 μg/mL Quindi, convertiamo questo mL a litro e microgrammo successivamente. Quindi, se lo dico io, 10 μg/mL = 10 mg/L Tutto quello che ho fatto è dividere è moltiplicato entrambi i lati per mille e poi 1000 microgrammo è 1 mg e analogamente 1000 mL è di 1 litri.
Quindi, allora possiamo dire che si tratta di 30 litri moltiplicati per 10 mg per litro; litro - litri possiamo annullare. Così, ci diventeranno 300 milligrammi. Quindi, quello sarà la quantità di farmaco che dovremo iniettare e che porterà alla concentrazione di 10 microgrammo per mL; ovviamente, in uno scenario reale dovremo iniettarci molto di più di questo perché ci sarà anche l'eliminazione e poi vogliamo essere di nuovo al di sopra di questo non a questo e così, ecco perché sarà questo. Quindi, 300 milligrammo è il minimo che dovremo iniettare per il farmaco per essere effettivamente terapeuticamente attivo.
Ovviamente avremmo ipotizzabile che l'acqua corporea totale sarà di 50 litri. Questo si sarebbe appena trasformato in 50 litri moltiplicato per 10 mg per mL o 10 mg per litro che ci danno un valore di 500 milligrammo. Così, ora, potete vedere come possono allora i medici, se arriva un paziente e il paziente è alto e pesante allora dovranno dare molto più droga, mentre diciamo se è ancora un ragazzino o qualche persona di quella dimensione. E, ecco perché le dosi tutte differiscono tra le donne e gli uomini perché tipicamente c'è una differenza di peso anche.
(Riferimento Slide Time: 09.16)

Ecco un'altra domanda. Così, in questa domanda di nuovo questo è più sulla prima parte del discorso, prima parte di voi del corso parleremo di farmacocinetica. Così, in questa particolare domanda che cosa è stato dato, è un farmaco X ha una velocità di infusione di circa 100 microgrammo al minuto. Quindi, in sostanza stiamo dicendo che il farmaco X viene infuso a 100 microgrammo al minuto. Quindi, forse è una flebo IV che avete visto se andate negli ospedali, avranno questo stand con una bottiglia e collegato alle vostre vene attraverso un tubo.

Quindi, forse è qualcosa di simile a quello scenario e dove si stanno permettendo a circa 100 microgrammo di droga di andare in ogni minuto. Ora, quello che fanno potrebbe essere la flebo ha una concentrazione allora rilasciano magari 0,1 mL al minuto e che ne escono 100 microgrammi. Quindi, qualcosa di molto raggiungibile e poi ora parlano di eliminazione anche qui e stanno dicendo che la mezza vita per l'eliminazione è di circa 15 ore.
Quindi, sappiamo che la metà è pari a 15 ora, poi hanno dato anche il tasso di eliminazione. Quindi, il ke che è il tasso di eliminazione è pari a 0,1 all'ora. Quindi, e poi il Vd è dato anche per essere 40 litri. Quindi, ancora e questo Vd è abbastanza alto il che significa che il farmaco deve essere idrofilo e dato un problema precedente, sembra anche che stia distribuendo anche l'acqua corporea totale. E, così ora si chiedono qual è la costante concentrazione dello stato. Quindi, diciamo che scrivo la concentrazione di stato costante come concentrazione allo stato costante. Allora, questo è quello che vogliamo trovare.
Ora, guardiamo allo scenario. Quindi, abbiamo un paziente. Il paziente è ricoverato in continenza con la droga da una flebo, ma stiamo dicendo che il farmaco non sarà stabile lì per sempre e ha anche qualche tasso di eliminazione, ha anche qualche mezza vita. Allora, allora quanto dovrei dare? Quindi, ancora se disegno di nuovo quella curva. Quindi, ancora questo è il livello tossico, questo è il livello sub terapeutico, abbiamo concentrazione versus lasciarci dire tempo.
Ora, nell'esempio precedente quello che abbiamo esaminato come possiamo arrivare a questa particolare gamma.
Ora, quello che ora stiamo cercando di fare è vedere se possiamo mantenere in questo modo.
Quindi, diciamo che se siamo qui e vogliamo mantenerlo in modo che non vada davvero lontano da questa particolare portata, allora dobbiamo infonderla continuamente perché questo farmaco è degradante e se ora diamo continuamente il farmaco allora resteremo in questa fascia. Quindi, in questo particolare problema visto che stiamo dicendo che anche il farmaco viene eliminato, dobbiamo bilanciarci per questo. Tuttavia, il metabolismo del farmaco non è dato. Quindi, in questo caso presumiamo che non ci sia alcun metabolismo o anche se c'è il metabolismo non cambia davvero l'attività del farmaco.
Quindi, forse anche i metaboliti sono attivi o forse non esiste un metabolismo che non sia di nuovo un caso fisiologico. Ci sarà anche qualche metabolismo, ma per ora suppamiamo che non ci sia il metabolismo è solo infusione ed eliminazione. Quindi, ora, questo è il caso allora allo stato stazionario dato che il farmaco non può essere generato nel corpo, quello che diremo è, fatemi fare un bilancio di massa qui.
Farmaco Iniettato + Farmaco Generato - Farmaco Eliminato = Aumento della quantità di droga Ora, stiamo dicendo uno stato stazionario, quindi, il farmaco aggiunto è 0, quando ho detto che il farmaco ha aggiunto, è come l'aumento della concentrazione di farmaci, ma visto che è allo stato costante, quindi, diciamo solo che è uguale all'aumento della concentrazione di droga. Quindi, questo è il 0 perché è uno stato costante stiamo dicendo che il farmaco non può essere generato così, questo è il 0. Quindi, allora quello che abbiamo è sostanzialmente il farmaco iniettato è uguale al farmaco eliminato. Questo non è niente, ma un equilibrio di massa.
Ora, guardiamo a ciascuno di questi, quindi sappiamo che il farmaco iniettato è di 100 microgrammo al minuto e che cosa riguarda il e il farmaco che viene eliminato? Quindi, ipotizziamo, beh non abbiamo proprio bisogno di assumere perché il ke ci viene dato. Allora, che cosa è ke? ke è il tasso di eliminazione. Quindi, se poi lo equiparo al ke moltiplicato per la concentrazione del farmaco in quel momento. Quindi, diciamo il Css perché stiamo dicendo che è la concentrazione costante dello stato, quindi non sta cambiando. Quindi, questo dovrebbe poi essere uguale perché questa è la quantità di farmaco che viene eliminato per unità di tempo e questa è la quantità di farmaco che viene iniettato per unità di tempo.
Quindi, se ora è così, allora diventa semplice. Quindi, tutto quello che devo fare è ke che conosciamo è 0,1 all'ora moltiplicato per il Css e questo dovrebbe darmi la costante concentrazione dello stato.
Quindi, poi Css diventerà praticamente 100 microgrammo al minuto moltiplicato per, corretto.
Ora, devo abbinarmi a questa unità, quindi per farlo quello che posso fare è convertirlo. Così, posso moltiplicare per un 60, posso convertirlo in un'ora in modo da poter annullare questo, quindi questo in sostanza diventerà 60 moltiplicato per 100.
Quindi, che ora è microgrammo diviso per ora. Questo viene poi moltiplicato per ora diviso per 0,1. Quindi, l'ora - ora viene annullata, quindi questo essenzialmente diventerà 60000 microgrammo, che si può convertire in milligrammo. Quindi, questo vi darà, che vi darà circa 60 milligrammi.
Quindi, ora, questo è il farmaco totale che si presenterà nel corpo allo stato stazionario. Ora, sappiamo che il Vd è 40 litri. Quindi, questo significa che questa quantità di droga sarà distribuita in questo volume. Quindi, allora la concentrazione non sarà niente, ma 60 entro il 40

milligrammo per litro. Quindi, che in sostanza ci darà 1,5 mg per litro o addirittura convertirlo in qualunque unità possa essere desiderato ok.
(Riferimento Slide Time: 18.25)

Quindi, analizziamo ora un'altra domanda. Quindi, ora, ci stiamo muovendo verso la parte di diffusione del corso e la domanda è quanto tempo ci vorrà per una proteina con un coefficiente di diffusione di 5 x 10 alla potenza meno 7 centimetro quadrato al secondo per spostare la distanza media quadrata di 1,5 metro. Quindi, ora, che cos' è 1,5 metro? Che si possa considerare è lasciarsi dire una lunghezza di una persona, siamo ovunque tra i 1,5 e i 2,1 metri e a seconda di quanto siamo alti o brevi.
Quindi, in sostanza la domanda è chiedersi quanto tempo ci vorrà se ho una proteina lasciateci dire nel mio cervello per raggiungere i miei piedi, solo la mia diffusione. Quindi, questa è una domanda molto semplice in questo caso perché sappiamo che la radice significa piazza Xrms = (2Dt) 0,5 Quindi, ora, cosa sappiamo? Conosciamo gli Xrms, conosciamo il coefficiente di diffusione per quel particolare farmaco in quel media o quella particolare proteina in quella media e poi vogliamo scoprire quanto tempo ci vorrà. Quindi, facciamo questo.
Quindi, questo sarà sostanzialmente diventato se piazza entrambi i lati. (Xrms) 2
= 2Dt

t = (Xrms) 2 /2D

Quindi, voglio solo sottolineare che questo coefficiente di diffusione qui scritto è in realtà abbastanza fisiologico, ecco come il tipico coefficiente di diffusione proteica è quello che troverete in letteratura e ancora la distanza che viene riportata qui 1,5 metro è di nuovo molto fisiologica anche perché questo è quanto meno per lo scenario del caso umano troverete questo essere il requisito per le proteine di andare in tutto il corpo.
Quindi, ora, se io risolgo questo, così arriveremo t = (1,5 m x 1,5 m) / (2 x 5 x 10 - 7 cm2 /s)

Quindi, questo diventerà poi t = 1,5 x 1,5 x 1010 seconds Quindi, ora, questo è abbastanza tempo giusto intendo se mi converto questo per lasciarci dire ore e praticamente farò. Quindi, questo sarà ore. Se ora in realtà voglio convertirmi questo in anni diventerà così tanti anni che ci vorrà per questa proteina da diffondere. Ora, anche con tutto questo se vedo qui ora, quindi parliamo di 1, 2, 3, 4, 5, 6. Quindi, sto ancora parlando di 100s o 1000s di anni, quindi quasi 500 anni o qualcosa. Quindi, non vado avanti e risolviamo subito questo, ma stiamo parlando di questo sarà maggiore di 100s di anni.
Quindi, ora, potete immaginare se stiamo dicendo che una proteina se si muove puramente per diffusione dalla nostra testa a tutta la via fino ai nostri piedi ci vorrà più di 100 anni poi abbiamo un grosso problema proprio perché alla fine tutte queste proteine, tutte queste biomolecole devono muoversi liberamente. Allora, quali sono le diverse cose che possiamo cambiare a riguardo? Ovviamente, questo non è vero perché sappiamo che non è vero, abbiamo l'insulina secreta in una parte dell'organo, ma immediatamente va da ogni altra parte. Mangiamo cibo, anche se viene assorbito attraverso il nostro intestino va a tutte le parti del corpo.
Ecco allora che arriva il sistema circolatorio, perché se non abbiamo il sistema circolatorio e se richiediamo solo diffusione allora ci prendiamo anni per questo. Anzi, questo è molto di più della durata di vita dell'umano. Quindi, questo non è fisiologicamente fattibile, quindi forse è lì che le evoluzioni del sistema circolatorio hanno iniziato a risolvere questo problema di diffusione, questo problema di trasporto che avevamo. Quindi, l'unico modo altrimenti è modificare il coefficiente di diffusione che ovviamente non si può. Alcune molecole si hanno una diffusione superiore, ma anche se si ha una diffusione di 10 volte superiore anche allora si parla di anni.
Quindi, il sistema circolante è ovviamente, molto veloce, il nostro cuore batte praticamente 100 volte al minuto e che assicura che tutto sia ben distribuito a tutte le parti anche se tra i due vasi sanguigni potrebbero esserci delle lacune. Quindi, diciamo qui che ci sono due vasi sanguigni e questa regione richiederà ancora una diffusione della proteina da qui a qui, prima di tutto una specie di recettore di trasporto per assumere questa proteina e lo shuttle attraverso, se non si diffonde davvero attraverso la membrana del sangue. E poi una volta che si esce qui deve ancora diffonderlo per raggiungere il sito di azione e, ma poi questa distanza è poi ridotta a circa 50 micron, oppure 100 micron ci fanno dire.
Quindi, stiamo parlando di 100s di micron qui e ora se lo sostituigo, cambia un bel po' perché 1 micron non è niente o ci lascia dire di andare con questo. Quindi, 100 μm = 0,1mm = 0,1 x 10 - 3 m = 10 - 4 m Quindi, ora, se mi piazza questo qui troverete che questo sarà diventato 10 - 8 sul numeratore e che praticamente significherà, quindi, se ora sostituiremo qui per questo, allora stiamo parlando di t = 1 x 1 x 10 - 8 Così, questo è per 1 invece di 1,5 metro qui e poi tutto il numeratore lo convertirà nella potenza 10 seconds che ci darà circa 100 seconds. Quindi, a causa di questo sistema circolatorio, siamo in grado di ridurre il tempo di diffusione da 100s di anni a 100s di secondi, il che è molto più rilevante nel nostro caso, ecco perché il sistema circolatorio ci ha aiutato molto a portare a termine i normali processi.

(Riferimento Slide Time: 26:37)

Quindi, guardiamo al quarto esempio ora. Quindi, vediamo qual è questo esempio, questo è più sul sistema delle cisterne ora. Quindi, ci stiamo spostando più avanti come verso la metà del corso e vediamo cosa stanno dicendo. Quindi, stanno dicendo che abbiamo sviluppato un serbatoio sferico con un diametro di circa 10 centimetro per un rilascio prolungato del farmaco X. Quindi, ovviamente, questo è un serbatoio, forse c'è qualche spessore a questa membrana che è dato anche per essere di circa 10 micron e tutto questo è riempito, fatemi usare un altro colore. Quindi, tutto questo è riempito con il farmaco X e questo è naturalmente, una membrana polimerica e questo sistema di serbatoio permette a questo farmaco X di diffamarsi attraverso questa membrana per uscire e questo è stato progettato, è stato caricato un certo farmaco in questo. Tuttavia, in qualsiasi momento t, abbiamo scoperto che sta uscendo solo 0,5 milligrammo di droga.
Quindi, ma per la nostra applicazione vogliamo che quel farmaco sia di circa 10 milligrammo in quel determinato momento t. Quindi, siamo quasi 20 volte più bassi allora quello che dovremmo fare.
Allora, la domanda è allora quale dovrebbe essere lo spessore della membrana polimerica per ottenere questo tasso di rilascio? Quindi, questa è la prima parte della domanda e poi un'altra parte che affronterà sequenzialmente. Quindi, sappiamo che per il sistema serbatoio la quantità di farmaco rilasciato Mt non è altro che l'area, il coefficiente di diffusione, il coefficiente di partizione del farmaco, la concentrazione del farmaco nella membrana moltiplicato per il tempo t e lo spessore totale della membrana. Così, questo sappiamo per un sistema di serbatoi.

Quindi, ora, in questo caso sappiamo, se sostituirete questo, stiamo dicendo che 0,5 milligrammo.
Quindi, non conosciamo molti di questi valori, ma va bene così. Li lasceremo essere. Al tempo t e sappiamo che questo spessore è di 10 micron. E, ora stiamo dicendo quello che dovrebbe essere questo spessore, in modo che questo valore diventi 10 milligrammo invece di 0,5 milligrammo. Quindi, ancora questi valori per lo stesso dispositivo rimarranno gli stessi, compreso il tempo che stiamo dicendo nello stesso tempo, ma ciò che cambierà è questo valore che ci farà dire che diciamo è l, il nuovo spessore.
Quindi, quello che possiamo fare semplicemente è solo dividere queste due equazioni.
0.5/ 10 = ADKCst/10 μm su questo lato e poi per il 10 l'altra domanda è ADKCst/l.
Quindi, ovviamente, questi due vengono cancellati e quello che avremo è 0.5/ 10 = l / 10 micron. Così, questo può posso andare dall'altra parte, quindi avremo un tale spessore da 0,5 micron che significa che se ora diminuiremo lo spessore da 10 micron a 0,5 micron, saremo in grado di realizzarlo. Quindi, questo non è niente, ma uno strato di spessore del polimero da 500 nanometri.
Quindi, vediamo qual è la parte successiva della domanda. Per questo nuovo spessore di membrana si può ora cambiare il diametro per ottenere la velocità di rilascio originale. Quindi, ora, si dice che non vogliamo più cambiare lo spessore, lo spessore fisserà a 500 nanometri, questo nuovo spessore, ma quello che dovrebbe essere allora il diametro del dispositivo per poter cambiare questo. Quindi, allora è di nuovo abbastanza dritto, quindi appliceremo la stessa equazione. Quindi, eliminiamo questo.

(Riferimento Slide Time: 31:52)

Quindi, ora, i valori che ci vengono dati sono questo che, 10 milligrammo che è l'importo rilasciato, diciamo ora perché stiamo cambiando il diametro la zona cambierà. Quindi, li definirò come A1 e A2 poi sarà DKCst/l; l in questo caso sarà di 500 nanometri, quindi non ho bisogno di cambiarlo, ma quello che vogliamo è in un altro caso vuoi il tasso di rilascio originale. Quindi, un'altra equazione nel nuovo dispositivo sarà di 0,5 mg = A2DKCst/l Così, ancora possiamo fare la stessa cosa possiamo dividerli di nuovo. Quindi, diciamo 10/0.5 = A1/A2 quando dove A1 è l'area corrente, A2 è il nuovo, quindi possiamo quindi espanderli anche. Così, sappiamo che area per una sfera Area = 4πr2
= πd2 πd1 2 /πd2 2
= 20 20 = d1 2 /d2 2

Quindi, ora, quello che si può fare è quindi risolvere per questo e ottenere il rapporto di questi due. Quindi, se voglio un rapporto posso solo fare una radice quadrata su entrambi i lati, quindi radice quadrata qui e poi se faccio una radice quadrata questo va rimosso. E ora posso scoprire che come posso cambiare

il diametro, posso aumentarlo di una certa quantità posso diminuire di certo per ottenere il tasso di rilascio originale.
(Riferimento Slide Time: 33:49)

Ecco, ecco un'altra domanda ora, questo è sul sistema di matrice dei polimeri. Quindi, la questione è un trattamento corrente per la malattia comporta la somministrazione di un farmaco; in questo caso il farmaco viene citato come una rapamicina, per 1 grammo di compressa che viene somministrato due volte al giorno attraverso via orale e questo particolare trattamento richiede che venga somministrato per circa un anno. Quindi, un bel po' di droga che il paziente deve assumere.
L'assorbimento del farmaco attraverso la via orale è di circa 10%. Quindi, per questo particolare farmaco, la rapamicina, stiamo dicendo che assorbe attraverso la via orale a circa 10% e ora, vi è stato chiesto di progettare una matrice di polimeri erodibili. Quindi, il vostro compito è quello di progettare una matrice di polimeri erodibili, in modo che il paziente non debba continuare a prendere questi tablet due volte al giorno per 1 anno, che è molto paziente non conforme, potrebbe essere più facile fare solo un impianto e che sia in grado di rilasciare il farmaco per tutto l'anno, quindi è questo che volete. Quindi, volete una matrice di polimeri che erodigiti e una volta impiantato, dovrebbe durare per tutto l'anno con la stessa quantità di droga consegnata.
Quindi, questa è la domanda che hai in mano, sai che qualunque polimero che tu possa utilizzare per questo particolare farmaco, potrai ottenere un livello di carico massimo di circa 5% minuti nel tuo impianto. Quindi, ricordate che il livello di carico è in sostanza la quantità di farmaco o dovrei dire un farmaco di importo per la quantità totale dell'impianto. Quindi, questo che dico è il 5%.
Quindi, anche prima di entrare in un sistema insensato di design che desideri vedere questo è addirittura fattibile.
Quindi, vogliamo vedere se è razionalmente fattibile progettare un tale sistema e si può assumere qualunque polimero che si stia utilizzando, la sua densità è di 1 grammo per mL ok. Quindi, ora, dato tutto quello che state dicendo se è fattibile, quindi vediamo cosa possiamo fare. Quindi, sappiamo che la quantità di farmaco che viene somministrato, quindi la quantità di farmaco per compressa è di 1 grammo. Quindi, e poi questo tablet si prende due volte al giorno, quindi la quantità di farmaco al giorno è di 1 moltiplicato per 2 che è di 2 grammi che viene assunto.
Ora, questo viene preso per un anno, quindi quantità di droga all'anno e ovviamente, parliamo solo di un anno è di 2 grammo e poi di 365 giorni. Ecco, questa è la quantità di farmaco che viene dato. Quindi, questo sarà praticamente diventato 730, quindi dobbiamo dare 730 grammo di droga per intero 1 anno. Ora, ma ovviamente, questo è l'importo che stiamo dando, ma l'importo che si sta osservando è solo il 10% di questo perché stiamo dicendo che attraverso la via orale arriviamo a 10% solo nel sistema.
Quindi, la quantità di farmaco che è biodisponibile che è biodisponibile per tutta la durata è di circa 730 moltiplicato, da quando è 10%, quindi 0,1 che ci darà 73 grammo. Quindi, ora, stiamo dicendo che se stiamo impiantando qualcosa e visto che impiantiamo questo nel corpo tutto, una volta che il polimero degradi, uscirà e rimarrà nel corpo. Quindi, vogliamo in qualche modo realizzare un dispositivo che abbia 73 grammo di farmaco.
Quindi, ora, dopo aver fatto che sappiamo che il livello di carico. Quindi, il livello di carico massimo che possiamo raggiungere è 5% che significa che se voglio il 5% del farmaco, allora ho bisogno di riposo come polimero. Quindi, allora qual è la quantità totale di impianto che c'è da inserire? 73 g x 0,05 Così, che sarà il dispositivo di impianto totale e questo, se si risolverà questo darà circa 1460 grammo del peso totale dell'impianto.

Ora, stiamo dicendo che possiamo ipotidire che la densità dei polimeri sia di circa 1 grammo per ml. Quindi, questo significherà sostanzialmente 1460 mL volume totale di impianto. Ora, questo è enorme voglio dire che stiamo parlando di nuovo 1,46 litri che sono enormi. È davvero attraverso ogni dubbio non si otterrebbe così tanto spazio da mettere nel suo impianto. Quindi, questo sembra improbabile essere in grado di progettare e questo sta assumendo un bel po' di cose che c'è un livello di carico del 5% che è in realtà abbastanza elevato.
Quindi, in generale dovremmo concludere che questo è razionalmente non possibile.
Tuttavia, se in qualche modo è possibile aumentare il livello di carico e ottenerlo per lasciarci dire 80%, 90%, allora stiamo dicendo che è abbastanza fattibile perché 73 grammo o diciamo che 73 mL non è un volume così grande è qualcosa che può essere impiantato, ma in questo caso particolare il valore esce per essere 1,46 litri che non è fattibile.
(Riferimento Slide Time: 40:09)

Quindi, ecco l'ultimo esempio. Così, in questo caso ci è stato dato che una lastra di matrice polimerica non degradabile è stata preparata con circa 100 milligrammi di farmaco disciolto in esso. Quindi, e stiamo dicendo che rilascerebbe circa 5 milligrammi di droga dopo 24 ore. Quindi, la domanda è allora quanto tempo ci vorrà per il rilascio del farmaco, l'importo totale di 25 milligrammo? Ecco, questa è la prima parte della domanda, quindi affrontiamo questo.
Quindi, sappiamo già che per una matrice a matrice di polimeri le equazioni sono queste per i primi del tardo tempo attraverso la nostra classe. Quindi, e questo è naturalmente, dopo approssimazione per la prima volta e il tardo momento in cui la prima volta è ovunque tra il 0 e il 60% del farmaco in uscita e il tempo tardo potrebbe essere ovunque tra il 40 e il 100 del farmaco in uscita. Quindi, in questo caso stiamo dicendo che il farmaco totale caricato è di circa 100 milligrammo e quello che ha rilasciato è solo 5 milligrammo.
Quindi, se faccio questo calcolo così, questo non sarà niente, ma 5/100 = 0,05 e per quanto tempo ci vorrà per 25 milligrammo. Stiamo ancora parlando di 25/100 = 0,25 Così, in entrambi questi casi possiamo usare l'esempio precoce. Quindi, useremo l'esempio dei primi tempi. Quindi, vediamo.
5/100 = 4 (Dt/πL2) 0,5

Ora, se questo molto viene rilasciato per questo dato lunghezza L; quindi, se si guarda a questa equazione l'unica cosa che si può cambiare nella geometria del dispositivo è L, ma arriveremo a quella successiva. Quindi, se questo è il caso allora quanto ci vorrà? Questo è un tempo che ci lascia dire che questa volta è di 24 ore in questo caso.
Quindi, per arrivare a 25 milligrammo, quindi se faccio
25/100. Quindi, questa volta dovremo poi aumentare, per questa cosa dovremo aumentare di 5 volte perché questo è 5 volte di questo. Quindi, allora la t da quando è in radice quadrata dovrà aumentare di 25 volte. Quindi, questo significherà sostanzialmente tnuovo = 25t Quindi, dato che stiamo dicendo che sono 24 ore per 5 milligrammi, ci vorranno circa 25 giorni per 25 milligrammo.
Ora, vogliamo aumentare questa velocità di rilascio e stiamo dicendo la seconda parte stiamo dicendo come cambierebbe la geometria del dispositivo per ottenere il rilascio di 2,5 milligrammo di farmaco dopo 24 ore. Quindi, vogliamo tornare a 24 ore, ma stiamo dicendo che vogliamo subito 2,5 milligrammo. Quindi, in realtà diminuiscono la quantità di farmaco che è in grado di rilasciarlo molto più a lungo. Quindi, possiamo ancora usare i primi tempi perché si parla ancora di una quantità di droga molto inferiore rispetto al totale.

E, quindi se facciamo che allora l'unico parametro che possiamo cambiare qui è L che non è niente di geometria periferica. Tutto il resto non ha nulla a che vedere con la geometria del dispositivo stesso e se si guarda attentamente questo è (L2) 0,5

quindi questo non è niente, ma è una funzione di 1/L.
Quindi, se ora voglio diminuire il rilascio che sta avvenendo a 2,5 milligrammo dall'originale 5 milligrammo, dovrò poi cambiare la L successivamente, in modo che il tutto diventi meno di 2 volte. Quindi, la L dovrebbe cambiare di conseguenza. Quindi, questo è abbastanza facile da scoprire.
Ecco, questo è quello che volevo dirvi in termini di esercizio di alcune semplici conoscenze di base su come risolvere questo, come andare avanti, come applicarlo nella pratica effettiva e spero che la maggior parte di questo sia compreso.
Quindi, grazie.