Transporte de fármacos y virus a través de barreras biológicas: interacciones, difusión, partición, permeabilidad y...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Biomateriales
• Nanotecnología
• Farmacología

Sus antecedentes:

• Las barreras biológicas bloquean selectivamente los materiales extraños, lo que afecta la administración de fármacos.
• Las barreras de moco en los intestinos, los pulmones y los ojos plantean desafíos significativos para la administración de fármacos.
• Las heurísticas actuales de diseño de partículas se limitan a las tasas de difusión dentro de las barreras.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo cohesivo para el transporte de partículas a través de barreras biológicas.
• Incorporar las contribuciones de partición y difusión para mejorar la predicción del transporte.
• Establecer reglas de diseño para partículas de fármacos para optimizar la administración a través del moco.

Principales métodos:

• Se utilizaron teorías de primeros principios para las interacciones a escala coloidal.
• Se desarrollaron modelos analíticos para predecir los coeficientes de partición en función de los potenciales de interacción partícula-poros.
• Se incorporó la hidrodinámica partícula-poro para predecir las difusividades dentro de las barreras de moco.

Principales resultados:

• Las interacciones atractivas (específicas o no específicas) a escala kT optimizan la administración de partículas más grandes.
• Se logró un aumento de un orden de magnitud en el flujo másico a través de las barreras de moco.
• Se permitió la administración de carga macromolecular a través de una partición mejorada.

Conclusiones:

• Se desarrolló un modelo predictivo para el transporte de partículas a través de barreras biológicas.
• Se identificaron reglas de diseño de partículas de fármacos para mejorar las tasas de transporte.
• Se demostró el potencial del transporte de partículas para superar al de los virus.