Modelos basados en física de la cinética de extracción en polímeros hinchados por disolventes: uso de extracciones no...

Área de la Ciencia:

• Ciencia e Ingeniería de Materiales
• Ingeniería Biomédica
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los lixiviables de los dispositivos médicos poliméricos plantean riesgos potenciales para la salud a través de la migración in vivo.
• La estimación precisa de la cantidad lixiviable inicial (M0) es crucial para los modelos de transporte de masa basados en la física.
• Las pruebas de extracción exhaustivas para la determinación de M0 pueden ser poco prácticas debido a limitaciones cinéticas o termodinámicas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un novedoso modelo de volumen libre para estimar M0 a partir de extracciones no exhaustivas.
• Incorporar los efectos de la hinchazón del disolvente en la difusividad del soluto (D) dentro de la matriz polimérica.
• Proponer un valor límite para el coeficiente de partición polímero/disolvente (K) para mejorar la predicción de M0.

Principales métodos:

• Desarrolló un modelo de volumen libre que integra los efectos de la hinchazón del disolvente en la difusividad del soluto (D).
• Analizó los coeficientes de partición polímero/disolvente para establecer un valor límite para K.
• Acopló el modelo desarrollado con una ecuación de transporte de masa para predecir M0.

Principales resultados:

• El modelo demostró una precisión de órdenes de magnitud en la predicción de la difusividad del soluto (D) y la cantidad lixiviable inicial (M0).
• La validación con datos experimentales confirmó las capacidades predictivas del modelo.
• Los valores de M0 predichos, cuando se utilizaron en modelos de exposición in vivo, produjeron resultados comparables a los que utilizan el conocimiento a priori de M0.

Conclusiones:

• Las extracciones no exhaustivas se pueden utilizar eficazmente para inferir cantidades totales extraíbles de dispositivos médicos poliméricos.
• El modelo de volumen libre desarrollado proporciona un método práctico y preciso para estimar M0, aplicable a polímeros gomosos y sistemas hidrofóbicos.
• Este enfoque permite la estimación conservadora de la exposición del paciente a los lixiviables, mejorando las evaluaciones de seguridad de los dispositivos médicos.