Modelado matemático de la liberación controlada de fármacos desde dispositivos vaginales de tipo matriz monocapa con geometría de toro

Abstract

El diseño, desarrollo y uso de los anillos vaginales han tenido creciente relevancia y atención en la ciencia, industria y en la sociedad en general. Esta tecnología está recién en sus inicios y se espera que en los próximos años tenga un rol preponderante en la industria farmacéutica. El empleo de un modelo matemático como herramienta para guiar el desarrollo y optimización de estos dispositivos de liberación controlada, es un factor clave en el avance y en el establecimiento de esta tecnología.

A este respecto, el desarrollo de un modelo matemático fiable capaz de predecir la cinética de liberación desde los anillos vaginales fue el objetivo central del presente trabajo. El modelo desarrollado se validó rigurosamente mediante comparación con perfiles experimentales obtenidos en nuestro laboratorio y con datos reportados en la bibliografía por otros autores. El uso de este modelo permite estudiar la liberación controlada de solutos desde los anillos mediante simulaciones computacionales, evitando así los inconvenientes propios de la experimentación in vitro e in vivo.

El modelo desarrollado se empleó con éxito para predecir la liberación de diversos solutos hormonales, abarcando en dicha tarea, la variación del polímero que conforma la matriz de los dispositivos, la variación de parámetros de diseño como la carga inicial de soluto y las dimensiones de los anillos, la variación de parámetros experimentales como la velocidad de agitación y el medio de liberación, entre otros. Los resultados exitosos obtenidos en este amplio rango de ensayos permiten aseverar la validez y utilidad del modelo desarrollado.

The design, development and use of vaginal rings have increased focus and attention in science, industry and society in general. This technology is still in its beginning and is expected to have an important role in the pharmaceutical industry in the coming years. The use of mathematical modeling as a tool to guide the development and optimization of these controlled release devices is a key factor in the progress and development of this technology.

In this regard, the development of a reliable mathematical model capable to predict the release kinetics from vaginal rings was the central goal of present study. The model developed was rigorously validated by comparison with experimental profiles obtained in our laboratory and with experimental data reported in the literature by other authors. The use of this model allows to study the controlled release of solute from rings through computer simulations, thus avoiding the inconveniences of the in vitro and in vivo experimentation.

The model developed was successfully used to predict the release of different hormonal solutes, covering in this task, the variation of the polymer that forms the matrix of the devices, the variation of design parameters such as the initial load of solute and the dimensions of the rings, the variation of experimental parameters such as the agitation rate and the release medium, among others. The successful results obtained in this wide range of assays allow to asseverate the validity and usefulness of the model developed.