Publicación: Modelado in silico mediante métodos libres de malla para liberación controlada a partir de nanotransportadores basados en quitosano
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Resumen en español
RESUMEN: Los sistemas de liberación controlada de fármacos se han constituido como una estrategia de encapsulación, marcaje y administración, que buscan superar las barreras encontradas en los métodos de administración y distribución de fármacos. Dentro de las nuevas terapias para enfermedades como el cáncer, se utilizan nanopartículas poliméricas basadas en quitosano para encapsular principios activos con propiedades anticancerígenas, buscando eficacia, estabilidad, solubilidad y baja toxicidad. La curcumina, debido a sus propiedades antioxidantes y anticancerígenas, ha sido ampliamente utilizada. En este trabajo se desarrolló un modelo para simular y comparar la liberación de la curcumina, a partir de dos sistemas de transportadores basados en quitosano en diferentes escalas de tamaño. La simulación se realizó utilizando el método de colocación global con funciones de base radial, el cual fue programado en lenguaje Python y validado mediante comparación con casos de la literatura. Cada etapa de este trabajo involucró una exploración extensa de las condiciones de trabajo, como también una ideación coherente de posibles escenarios. Este trabajo se dividió en tres etapas dedicadas al método numérico, la síntesis de transportadores y al desarrollo del modelo. Los resultados de cada etapa llevaron al planteamiento de condiciones iniciales y de frontera utilizadas para resolver la ecuación diferencial del modelo y así estimar el perfil de liberación de cada sistema de partículas. Se encontraron diferencias entre los perfiles de liberación, experimentales y simulados, a partir de cada sistema. Este resultado mostró que al cambiar el tamaño de las partículas también hay diferencia en los mecanismos de liberación de ambos sistemas.
Resumen en inglés
ABSTRACT: Controlled drug delivery systems have emerged as a strategy for encapsulation, targeting, and administration, aiming to overcome the barriers encountered in conventional drug delivery and distribution methods. Among the new therapies for diseases such as cancer, polymeric nanoparticles based on chitosan are used to encapsulate active ingredients with anticancer properties, seeking to enhance efficacy, stability, solubility, and minimizing toxicity. Curcumin, due to its antioxidant and anticancer properties, has been widely employed. In this work, a model was developed to simulate and compare the release of curcumin from two chitosan-based carrier systems at different size scales. The simulation was carried out using the global collocation method with radial basis functions, programmed in Python, and validated by comparison with cases from the literature. Each stage of this work involved extensive exploration of working conditions as well as coherent ideation of possible scenarios. The project was divided into three stages focused on the numerical method, the synthesis of carriers, and the development of the release model. The results from each stage guided the formulation of the initial and boundary conditions used to solve the differential equation of the model and thus estimate the release profile for each particle system. Differences were found between the experimental and simulated release profiles for each system. This outcome demonstrated that changes in particle size also led to differences in the release mechanisms between the two systems.