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Actualmente existen numerosas herramientas de modelado y simulación en el campo
del desarrollo farmacéutico.

En la práctica pueden utilizarse modelos de tipo mecanicista, empíricos o híbridos.
Deben destacarse de forma particular, para el desarrollo galénico de medicamentos, los
modelos mecanicistas basados en métodos numéricos que se fundamentan en los
métodos de elementos discretos (DEM por sus siglas en inglés), y métodos de elementos
finitos (FEM por sus siglas en inglés), entre otros. También son frecuentemente utilizados
los métodos empíricos basados en el análisis multivariante, los modelos de regresión, la
inteligencia artificial, como las redes neuronales artificiales, las correlaciones In vitro-In
vivo (IVIVC) o los modelos probabilísticos. Finalmente estarían los modelos híbridos
como los utilizados en procesos de escalado o los métodos de estimación de
propiedades muy utilizados en el diseño molecular de nuevos fármacos (Chatterjee S y
cols. 2017).

Los métodos numéricos basados en el análisis de elementos discretos, inicialmente
utilizados para estudiar el comportamiento de átomos y moléculas son posteriormente
utilizados para evaluar el comportamiento de partículas más grandes como
nanopartículas o gránulos entre otros, presentando un indudable interés en el desarrollo
galénico y en la fabricación industrial de medicamentos. Mediante estos métodos se
puede evaluar la rigidez del conjunto del sistema y como se comporta ese conjunto de
partículas cuando se le aplica una fuerza externa en una dirección particular. El método
de los elementos discretos simula el comportamiento mecánico de un medio formado
por un conjunto de partículas, por ejemplo, productos farmacéuticos que contienen
material en polvo o granulado, que interaccionan entre si a través de sus puntos de
contacto. Las partículas son consideradas como elementos discretos que en su conjunto
configuran un sistema complejo. La evaluación de poblaciones de partículas mediante
elementos discretos requiere de 3 etapas fundamentales, la identificación del tipo de
partícula, formulación y solución de las ecuaciones de movimiento de las partículas
individuales y por último la evaluación de contactos por movimientos o deformaciones.
Los movimientos rotacionales y traslacionales de las partículas se pueden simular
mediante las ecuaciones de Newton sobre dinámica de partículas (Furukawa R y cols.
2017).

Estos métodos presentan aplicaciones farmacéuticas muy diversas a la hora de evaluar
procesos habituales en la industria farmacéutica para la preparación de formas
farmacéuticas sólidas destinadas a la administración por vía oral como el mezclado, la
granulación o el recubrimiento, entre otros, como se observa en la figura 32 (Yeom SB. y
cols. 2019).

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