Instrumentação para a aplicação não invasiva de medicação usando sonoforese e iontoforese

Abstract

As vias convencionais de administração de fármaco apresentam várias limitações que podem ser superadas através de metodologias avançadas de administração, como o transporte de fármaco via transdérmica. Contudo, esta metodologia está limitada atualmente a um número muito restrito de moléculas de fármaco, em resultado da dificuldade em encontrar o melhor compromisso entre a potência da atividade farmacológica e as propriedades físico-químicas da pele.Os ultrassons constituem uma forma de energia que interage diretamente com a pele, promovendo diversos bioefeitos provenientes de uma faixa de baixa a elevada frequência da onda acústica. O processo pelo qual os ultrassons são aplicados para aumentar a permeabilidade da pele e promover o transporte molecular é denominado de sonoforese.A investigação aprofundada sobre o transporte transdérmico conduziu ao estudo de outras formas ativas de transporte. A corrente elétrica tem a capacidade de interagir com as moléculas portadoras de carga ou com a própria estrutura da pele, dependendo das características do potencial aplicado. O transporte molecular otimizado pela corrente elétrica é conhecido por iontoforese.Ao propósito inicial de transmitir a energia de ultrassons é adicionado o desenvolvimento de um sistema para realizar a iontoforese. O objetivo do projeto é o desenvolvimento de um dispositivo médico que efetua sonoforese e iontoforese, por meio da transmissão de ultrassons de baixa e elevada frequência e de corrente elétrica.Os testes ao sistema desenvolvido revelam um comportamento funcional e satisfatório do sistema dedicado à iontoforese, já o sistema de sonoforese demonstra ser ineficaz no driving dos transdutores de ultrassom. Neste ponto do projeto, é desenvolvida uma segunda abordagem que tem por base o design de um circuito oscilador de cristal. Esta abordagem foi apenas desenvolvida para a transmissão de ultrassons de elevada frequência e revela ser eficiente na produção da energia acústica.

The conventional routes of medication delivery have many inherent limitations which can be overcome by advanced drug delivery methods such as transdermal drug delivery. However, transdermal delivery is currently restricted to approximately only 17 drug molecules, approved by the US Food and Drug Administration (FDA). This limited number is due to the challenge of meeting a potent pharmacological activity and suitable physicochemical properties to enable skin penetration. Ultrasound is a form of energy that interacts directly with the skin, promotingseveral bioeffects within a wide frequency range of the acoustic wave. The processby which ultrasound is applied to increase the permeability of the skin and promote molecular transport is termed sonophoresis.A research on transdermal transport has led to the study of other forms of molecular transport. The electric current has the ability to interact either with the charge-carrying molecules or with the own structure of the skin, depending on the applied voltage profile. Molecular transport enhanced by the electric current is refereed as iontophoresis.Additionally, to the initial goal of transmitting ultrasound energy, the developmentof a system to perform iontophoresis is joined to the project. The actual goal is the development of a medical device that performs sonophoresis and iontophoresis,through the transmission of both low and high frequency ultrasound beams and anelectric current.The tests performed on the developed system show a functional and satisfactorybehavior of the iontophoresis system, but the sonophoresis system proves to be ineffective for driving ultrasound transducers. At this point, a second approachbased on a crystal oscillator circuit design is developed. This approach was onlydeveloped for the transmission of high frequency ultrasound and proves to be efficient in the production of acoustic energy.