Estudos numéricos sobre difusão não-Fickiana: aplicações em administração controlada de fármacos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Sato, Alex Minakawa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Sistema de administração de fármacos; Fluxo Fickiano; Fluxo não-Fickiano; Método semi-implícito; Drug delivery system; Fickian flow; Non-Fickian flow; Semi-implicit method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/214739

A presente dissertação tem como objetivo o estudo matemático dos processos envol- drug delivery systems ), mais especi - sorption model ) e um modelo para liberação de fármacos aprimorada ( enhanced drug release ). vidos em sistemas de administração de fármacos ( camente, um modelo para absorção de uido por um polímero ( No modelo matemático, consideramos o processo de absorção de um uido (sangue) por um material viscoelástico (matriz polimérica) contendo moléculas de um composto químico (fármaco). Entende-se que a absorção do uido pelo polímero causa uma defor- mação do mesmo atuando como uma barreira ao uxo. Este processo é melhor descrito como a combinação de um uxo Fickiano e um uxo não-Fickiano. Para o estudo do processo enhanced drug release , assumimos que a temperatura atu- ará como mecanismo físico para o aumento da difusão do fármaco sobre um tecido. Para descrever este processo, considera-se uma equação de difusão do fármaco acoplada com a temperatura pelo coe ciente de difusão em sólidos dado pela equação de Arrhenius. Con- sideramos ainda a inclusão de um uxo não-Fickiano para o modelo de forma semelhante ao modelo de absorção, porém adaptando-o para o processo de liberação de fármacos. Para o método numérico utilizado, consideramos um método semi-implícito, onde veri camos numericamente sua taxa de convergência, apresentamos uma validação do método de forma qualitativa ao compará-lo com as referências e realizamos simulações com modi cações para os problemas considerados como um estudo de parâmetros. Observamos para os resultados obtidos, pouca in uência dos termos não-Fickianos sobre a solução devido as limitações de estabilidade do problema e tempo de simulação utilizados, o que nos levou a considerar a adimensionalização dos problemas podendo assim melhor trabalhar com os parâmetros e observar a oposição dos termos não-Fickianos à difusão para o caso de absorção de fármacos e a contribuição dos mesmos à difusão para o caso de liberação aprimorada, considerando a solução em tempos de mais simulação avançados.