La desgasificación ultrasónica es el paso preparatorio crítico requerido para garantizar la validez de los datos de difusión transdérmica. Al someter la solución de la fase receptora (como solución salina tamponada con fosfato) a un baño ultrasónico, se eliminan forzosamente los gases disueltos que de otro modo precipitarían de la solución durante el experimento.
Conclusión principal Los gases disueltos se liberan naturalmente de la solución cuando se calientan o agitan, formando burbujas en la interfaz de la membrana. La desgasificación previene que estas burbujas bloqueen físicamente el transporte del fármaco, asegurando que la tasa de permeación medida refleje con precisión la cinética del fármaco en lugar de errores experimentales.
El mecanismo de formación de burbujas
El papel de los diferenciales de temperatura
Las soluciones receptoras se preparan típicamente a temperatura ambiente pero se utilizan en celdas de difusión calentadas a 32 °C o 37 °C para imitar la temperatura de la piel o del cuerpo.
A medida que aumenta la temperatura de la solución, la solubilidad de los gases disminuye, lo que provoca la liberación de aire disuelto. Sin desgasificación previa, este aire se manifiesta como burbujas dentro de la celda.
Impacto de la agitación mecánica
Las celdas de difusión de Franz utilizan una barra agitadora para garantizar que el fluido receptor permanezca uniforme y mantenga condiciones de sumidero.
Esta agitación mecánica necesaria puede desencadenar aún más la nucleación de burbujas de aire si la solución contiene altos niveles de gas disuelto.
Consecuencias para los datos experimentales
Obstrucción de la vía de difusión
Cuando se forman burbujas, tienden a acumularse directamente debajo de la membrana o de la muestra de piel.
Estas burbujas crean una barrera física, bloqueando la vía de las moléculas de fármaco que intentan moverse desde el compartimento donante hacia el fluido receptor.
Reducción del área de difusión efectiva
La precisión de las mediciones de flujo se basa en un área de superficie constante y conocida para la difusión.
Las burbujas reducen el área de difusión efectiva, lo que significa que el área de superficie disponible para el transporte del fármaco es menor de lo calculado.
Perfiles cinéticos sesgados
Debido a que la vía de difusión está bloqueada y el área se reduce, la cantidad de fármaco que llega al receptor se reduce artificialmente.
Esto conduce a datos cinéticos transdérmicos inexactos, lo que resulta específicamente en tasas de permeación que parecen significativamente más bajas que la realidad.
Comprensión de los riesgos y las compensaciones
El peligro de las microburbujas
Una dificultad común es asumir que, dado que no se pueden ver burbujas grandes, el sistema está despejado.
Se pueden formar microburbujas debajo de la membrana que son invisibles a simple vista pero que aún son suficientes para impedir el transporte molecular y comprometer la integridad de los datos.
Complicaciones del puerto de muestreo
Si bien la principal preocupación es la interfaz de la membrana, los gases disueltos también pueden causar problemas en el puerto de muestreo.
Las burbujas que se forman aquí pueden causar desviaciones en el volumen de muestreo, lo que lleva a inconsistencias al extraer líquido para su análisis.
Garantizar la integridad de los datos en estudios de difusión
Para maximizar la confiabilidad de sus experimentos con celdas de difusión de Franz, aplique las siguientes pautas:
- Si su enfoque principal es la medición precisa del flujo: Asegúrese de realizar una desgasificación ultrasónica exhaustiva inmediatamente antes de la inyección para evitar la reducción del área de superficie efectiva.
- Si su enfoque principal es reducir la variabilidad experimental: Verifique que los medios receptores estén desgasificados para eliminar la formación aleatoria de burbujas que causa valores atípicos entre las celdas réplica.
Eliminar los gases disueltos no es simplemente una formalidad procesal; es un requisito fundamental para capturar las verdaderas tasas de difusión fisiológica.
Tabla resumen:
| Factor | Efecto del gas disuelto | Impacto en los datos experimentales |
|---|---|---|
| Aumento de temperatura | La solubilidad del gas disminuye a 32 °C-37 °C | Crea burbujas que bloquean la membrana |
| Agitación/mezcla | Desencadenantes mecánicos para la nucleación de gas | Causa desviaciones en el muestreo e inestabilidad |
| Vía de difusión | Las burbujas forman una barrera física | Reduce el área de superficie de difusión efectiva |
| Medición de flujo | Moléculas de fármaco bloqueadas en el transporte | Conduce a tasas de permeación artificialmente bajas |
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Referencias
- Syed Nisar Hussain Shah, G. Murtaza. Permeation Kinetics Studies of Physical Mixtures of Artemisinin in Polyvinylpyrrolidone. DOI: 10.14227/dt190412p6
Este artículo también se basa en información técnica de Enokon Base de Conocimientos .
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