Zastosowanie algorytmów inteligencji obliczeniowej do oceny właściwości matryc polimerowych otrzymanych metodą ekstruzji topliwej

Dynamic development of the pharmaceutical industry requires innovative methods of drug preparation in order to improve technological processes and minimize the number of excipients. One of the biggest problem in newly developed drugs is the water solubility of molecules. However hot melt extrusion allows the production of solid dispersions which increase the pharmaceutical availability of the drug substance. Computational intelligence models are often used to optimize the quantitative and qualitative composition of a drug. Additionally, these models reduce the time of drug production.The aim of this research was to evaluate the influence of the extrusion parameters on the resistance properties of polymer matrices containing 70% fluconazole as a therapeutic substance and polyvinyl alcohol as a plasticizer using the computational algorithms of the R environment. With the support of the database, consisting of 17 independent variables, the measured values (hardness force, hardness stress, hardness stroke and elastic) were predicted by the texture analyzer. The lowest value of the normalized root mean square error and the highest coefficient of determination were the best fitted measures.The results of this research show that the best predictions were obtained by the monmlp algorithm for the elastic model. The remaining models showed a slightly worse prediction, which could be improved by increasing the number of formulations produced.

Dynamiczny rozwój przemysłu farmaceutycznego potrzebuje innowacyjnych metod sporządzania leków, aby usprawnić procesy technologiczne oraz zminimalizować ilość substancji pomocniczych. Największym problemem dotyczącym nowych cząsteczek leku jest trudność w rozpuszczaniu w wodzie. Zastosowanie ekstruzji topliwej pozwala na wytworzenie stałych rozproszeń, dzięki którym zwiększa się dostępność farmaceutyczna substancji leczniczej. W celu optymalizacji składu ilościowego i jakościowego leku, a także skrócenia czasu produkcji, coraz częściej wykorzystuje się modele inteligencji obliczeniowej. W ramach pracy zastosowano algorytmy obliczeniowe środowiska R do oceny wpływu parametrów procesu ekstruzji na właściwości wytrzymałościowe matryc polimerowych zawierających flukonazol o zawartości 70%, jako substancję leczniczą oraz alkohol poliwinylowy, jako plastyczny nośnik. Wyjściowa baza danych składała się z 17 zmiennych niezależnych, za pomocą której przewidywano wartości zmierzone przy użyciu analizatora tekstury, tj. moduł sprężystości, naprężenie maksymalne, wydłużenie filamentu powodujące zerwanie oraz siła potrzebna do zerwania filamentu. Miarą najlepszego dopasowania była najniższa wartość znormalizowanego pierwiastka błędu średniokwadratowego oraz najwyższa współczynnika determinacji.Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że najlepsze predykcje uzyskał algorytm monmlp dla modułu sprężystości. Pozostałe modele charakteryzowały się nieco gorszą predykcją, którą prawdopodobnie można by ulepszyć za pomocą zwiększenia ilości wyprodukowanych formulacji.