BIOFARMACIA Capítulo 04 - Teorías de disolución

Summary

Este vídeo educativo aborda la serie de biofarmacia, enfocándose en el capítulo 4: Teorías de disolución. Se explican las teorías de disolución de partículas esféricas de compuestos puros en condiciones de sumidero, destacando la teoría de capa estacionaria de Nest y Brunner. Se discuten factores como el tamaño de partícula, agitación, solubilidad y viscosidad del disolvente, y se presentan ecuaciones clave como la de Noyes y Whitney. Adicionalmente, se exploran teorías alternativas y su aplicación en disoluciones de fármacos, resaltando la importancia de la velocidad de disolución para la biodisponibilidad de medicamentos.

Takeaways

• 😀 La teoría de disolución se basa en modelos que consideran condiciones ideales como la disolución de una partícula esférica de un compuesto puro y un volumen de disolvente altamente diluido.
• 📚 La teoría de la capa estacionaria, propuesta por Nernst y Brunner, es la más sencilla y estudiada, involucra cuatro puntos clave del proceso de disolución.
• 🔍 Se asume en la teoría de la capa estacionaria que las moléculas de sólido equilibran instantáneamente en la interfase formando una capa estacionaria de concentración máxima.
• 🚀 La segunda etapa del proceso de disolución, según esta teoría, es la transferencia de masa por difusión, que es el paso más lento y está determinada por el movimiento browniano.
• 🌡️ Las condiciones de sumidero, donde el volumen de disolvente es 5 a 10 veces mayor que el necesario para la saturación, son importantes para la obtención de expresiones matemáticas sencillas.
• ⚖️ La ecuación de Noyes y Whitney relaciona la velocidad de disolución con el gradiente de concentración y una constante característica del sistema de disolución.
• 🔄 La teoría de la renovación superficial, propuesta por Hixson y Crowell, considera que el flujo de disolvente alrededor de las partículas sólidas es turbulento y constante.
• 🔄 La teoría de la barrera interfacial o de sol but acción limitada, establecida por Leuenberger y Kilian, sugiere que la energía de activación es necesaria para el transporte de moléculas en la interfase.
• 🔄 La teoría combinada de la capa estacionaria y la de renovación superficial, propuesta por forsky y Martens, entre otros, considera que ambas teorías son conceptos relacionados y pueden aplicarse conjuntamente.
• 💊 La velocidad de disolución es fundamental para fármacos poco hidrosolubles, ya que puede ser el paso limitante en el proceso de absorción y, por lo tanto, afecta directamente a la biodisponibilidad del principio activo.
• 🌐 Los factores hidrodinámicos, como el patrón de flujo y la interacción entre el disolvente y el sólido, son cruciales para la precisión y reproducibilidad de los resultados de disolución.

Q & A

¿Qué son las teorías de disolución y cómo se derivan?

Las teorías de disolución son modelos que se derivan de condiciones específicas como la disolución de una partícula esférica de un compuesto puro y el volumen de disolvente que es 5 a 10 veces mayor al de saturación, lo que permite obtener expresiones matemáticas sencillas para cuantificar el proceso cinético de disolución.

¿Cuál es la teoría de disolución más conocida y qué asume?

La teoría de disolución más conocida y estudiada es la teoría de la capa estacionaria o de difusión, establecida por Nernst y Brunner. Asume que el proceso de disolución involucra la formación de una capa estacionaria de concentración máxima o de saturación sin gradiente de concentración.

¿Qué fenómeno describe la segunda etapa de la teoría de la capa estacionaria?

La segunda etapa de la teoría de la capa estacionaria describe que la transferencia de masa en la interfase hacia el seno del líquido es el proceso más lento y se efectúa exclusivamente por difusión.

¿Qué es el 'coeficiente de difusión' y cómo está relacionado con el proceso de disolución?

El coeficiente de difusión es una constante de proporcionalidad que relaciona la cantidad de materia que difunde en un tiempo y en un área dada de función de un gradiente de concentración. Es independiente de la concentración en la teoría de la capa estacionaria y es clave en el proceso de disolución.

¿Qué ecuación describe la relación entre la velocidad de disolución y el gradiente de concentración según Noyes y Whitney?

La ecuación de Noyes y Whitney establece que la velocidad de disolución es directamente proporcional al gradiente de concentración, con una constante k que es característica del sistema de disolución, incluyendo factores como la temperatura, la agitación y el coeficiente de difusión.

¿Cómo se relaciona la teoría de la capa estacionaria con la ley de Fick?

La teoría de la capa estacionaria se relaciona con la primera ley de Fick al considerar que la velocidad de flujo de materia en un proceso de difusión es proporcional al gradiente de concentración, lo que se combina con la ecuación de Noyes y Whitney bajo los supuestos de la teoría.

¿Qué factores afectan la velocidad de disolución según las teorías mencionadas?

Los factores que afectan la velocidad de disolución incluyen el tamaño de las partículas, la agitación, la solubilidad del soluto, la viscosidad del disolvente, y las condiciones de sumidero.

¿Qué es la 'ley de la raíz cúbica' y cómo se relaciona con el modelo de capa de difusión estacionaria?

La ley de la raíz cúbica es una modificación a la ecuación de Noyes y Whitney que considera el cambio en la área superficial durante la disolución, lo que es especialmente relevante cuando la interfaz no es constante y la partícula sólida se va disminuyendo en tamaño.

¿Qué teoría propone que no existe una capa estacionaria de saturación alrededor de las partículas sólidas?

La teoría de renovación superficial o penetración, establecida por Dankwerts, propone que no existe una capa estacionaria de saturación y que el flujo de disolvente alrededor de las partículas es de tipo turbulento, con un constante reemplazo de disolvente fresco.

¿Cuál es la principal crítica hacia la teoría de la capa estacionaria?

Una de las principales críticas hacia la teoría de la capa estacionaria es que no considera adecuadamente el aspecto termodinámico de la energía de activación necesaria para que el disolvente desprenda moléculas del sólido, y que el espesor de la capa de difusión no ha sido bien definido.

¿Cómo se relaciona la teoría de la barrera interfacial con la disolución de sólidos?

La teoría de la barrera interfacial sugiere que hay una alta energía de activación necesaria para el transporte de moléculas del sólido a la interfase, lo que hace que la reacción heterogénea en la interfase sea el paso más lento del proceso de disolución.

¿Qué factores hidrodinámicos son importantes en el proceso de disolución de fármacos?

Los factores hidrodinámicos importantes incluyen el patrón de flujo del disolvente, la interacción entre el disolvente y el recipiente, la interacción entre el disolvente y la partícula, y el régimen de flujo laminar o turbulento que puede afectar la precisión y reproducibilidad de los resultados de disolución.

¿Por qué es importante la constante aparente de disolución en los medicamentos?

La constante aparente de disolución es importante porque representa la velocidad de corte o intercambio en la interfase sólido-líquido y es un factor crítico en la biodisponibilidad del principio activo, especialmente para fármacos poco hidrosolubles.