Modelado matemático del sistema gastrointestinal para evaluación preliminar de la absorción de medicamentos
Autores: D"Ambrosio, Antonio; Itaj, Fatjon; Cacace, Filippo; Piemonte, Vincenzo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado matemático del sistema gastrointestinal para evaluación preliminar de la absorción de medicamentos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Modelo matemático
Sistema gastrointestinal
Absorción de fármacos
Disolución
Experimentos in vivo
Costo computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este estudio es demostrar el potencial de un modelo matemático multicompartmental para simular la actividad del sistema gastrointestinal después de la ingestión de fármacos, con un número limitado de parámetros. El sistema gastrointestinal se divide en cinco compartimentos, modelados como sistemas continuos con eventos discretos (estómago y duodeno) y sistemas con retraso (yeyuno, íleon y colon). La disolución de la tableta de fármaco ocurre en el estómago y se describe a través de la ecuación de Noyes-Whitney, con dependencia de pH expresada a través de la relación de Henderson-Hasselbach. Los bolos resultantes de la actividad duodenal ingresan a los compartimentos de yeyuno, íleon y colon, donde tiene lugar la absorción del fármaco a medida que la sangre fluye en contracorriente. El modelo incluye solo tres parámetros con significados fisiológicos asignados. Fue probado y validado utilizando datos de experimentos in vivo. Específicamente, el modelo fue probado con los perfiles de concentración de nueve fármacos diferentes y validado utilizando datos de dos fármacos con concentraciones iniciales variables. En general, las salidas del modelo están en buen acuerdo con los datos experimentales, especialmente en lo que respecta al tiempo de concentración máxima. Las principales fuentes de discrepancia se identificaron en la disminución de la concentración. La principal fortaleza del modelo es su costo computacional relativamente bajo, lo que lo convierte en una herramienta potencialmente excelente para la evaluación y predicción in silico de la absorción de fármacos en el intestino.
Descripción
El objetivo de este estudio es demostrar el potencial de un modelo matemático multicompartmental para simular la actividad del sistema gastrointestinal después de la ingestión de fármacos, con un número limitado de parámetros. El sistema gastrointestinal se divide en cinco compartimentos, modelados como sistemas continuos con eventos discretos (estómago y duodeno) y sistemas con retraso (yeyuno, íleon y colon). La disolución de la tableta de fármaco ocurre en el estómago y se describe a través de la ecuación de Noyes-Whitney, con dependencia de pH expresada a través de la relación de Henderson-Hasselbach. Los bolos resultantes de la actividad duodenal ingresan a los compartimentos de yeyuno, íleon y colon, donde tiene lugar la absorción del fármaco a medida que la sangre fluye en contracorriente. El modelo incluye solo tres parámetros con significados fisiológicos asignados. Fue probado y validado utilizando datos de experimentos in vivo. Específicamente, el modelo fue probado con los perfiles de concentración de nueve fármacos diferentes y validado utilizando datos de dos fármacos con concentraciones iniciales variables. En general, las salidas del modelo están en buen acuerdo con los datos experimentales, especialmente en lo que respecta al tiempo de concentración máxima. Las principales fuentes de discrepancia se identificaron en la disminución de la concentración. La principal fortaleza del modelo es su costo computacional relativamente bajo, lo que lo convierte en una herramienta potencialmente excelente para la evaluación y predicción in silico de la absorción de fármacos en el intestino.