Predecir y validar el rendimiento del surfactante en la estabilización de nanocristales utilizando análisis de...

Área de la Ciencia:

• Nanotecnología Farmacéutica Nanotecnología farmacéutica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• La curcumina (CUR) es un medicamento poco soluble en agua (clase IV del SCB).
• El desarrollo de nanocristales estables (NCs) es esencial para mejorar la biodisponibilidad de CUR.
• La selección racional de estabilizadores es un desafío, pero es fundamental para la fabricación de nanocristales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco integrado para la selección racional de estabilizadores en la producción de nanocristales de curcumina (CUR-NC).
• Evaluar la eficacia de siete tensioactivos utilizando la teoría del parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) y la validación experimental.
• Identificar las condiciones óptimas para producir CUR-NC de alta calidad con el tamaño de partícula deseado y baja polidispersidad.

Principales métodos:

• Aplicación de la teoría del parámetro de solubilidad de Hansen (HSP) para predecir la miscibilidad fármaco-surfactante.
• Diseño factorial general (DOE) para la evaluación experimental sistemática de los surfactantes.
• Técnica de molienda en húmedo para producir CUR-NCs en diferentes concentraciones de surfactante.
• Evaluación del tamaño de partícula (PS) y el índice de polidispersidad (PDI) como atributos críticos de calidad (CQA).
• Análisis de decisión de múltiples criterios utilizando el puntaje TOPSIS ponderado acumulado (CWTS).

Principales resultados:

• Los valores de HSP y la Diferencia de Energía Relativa (RED) predijeron efectivamente las interacciones estabilizador-droga.
• Se identificó una ventana intermedia de miscibilidad / solubilidad (ΔδT ≈ 3-6 MPa1⁄2, RED ≈ 0.7-1.0) para una calidad óptima de CUR-NC.
• TPGS 1000 y Tween 20 fueron identificados como los estabilizadores más efectivos para la fabricación de CUR-NC.
• Se confirmó la miscibilidad parcial como un factor crítico para la estabilización exitosa del nanocristal.

Conclusiones:

• La integración del modelado HSP in silico con el diseño experimental de experimentos (DoE) proporciona una estrategia eficiente en recursos para el desarrollo de nanocristales farmacéuticos.
• Este marco permite la selección racional de estabilizadores, optimizando la producción de nanocristales de fármacos poco solubles en agua.
• Los hallazgos apoyan el uso de la miscibilidad parcial como un parámetro clave para guiar la selección de estabilizadores en la nanocristalización de arriba hacia abajo.