Modelos Teóricos de Difusão Dérmica: abordagens matemáticas e computacionais para terapias transdérmicas da Obesidade

É de senso comum que os nutrientes são fundamentais à vida e que a subnutrição leva à acumulação de gorduras que pode chegar a casos de obesidade, tendo como consequência inúmeras complicações de saúde. Diferentes estruturas neuroanatómicas do cérebro têm um papel essencial no comportamento digestivo. A ação de várias moléculas de sinalização (hormonas, neurotransmissores e neuropéptidos) resulta na regulação da ingestão de alimentos, sendo que, por exemplo, algumas hormonas podem aumentar a sensação de saciedade podendo diminuir o apetite e a ingestão calórica. A descoberta de hormonas envolvidas no balanço energético proporcionou novas oportunidades para desenvolver meios para o tratamento da obesidade. A transferência de medicação antiobesidade por via tópica ou transdérmica é um desafio pois a pele funciona como uma barreira natural e protetora. Sendo uma barreira com uma grande área de superfície e de fácil acessibilidade, a pele tem potencial interesse na libertação de fármacos específicos a cada terapia. Vários métodos têm sido estudados de modo a permitir um aumento da permeabilidade de moléculas terapêuticas para o interior da pele e através da pele. As biotecnologias transdérmicas são um campo de interesse cada vez maior, devido as aplicações dérmicas e farmacêuticas que lhes estão subjacentes. Existem vários modelos computacionais e matemáticos em uso que permite uma visão mais abrangente de puros dados experimentais e até mesmo permite a extrapolação prática de novas metodologias de difusão dérmica. Contudo, eles compreendem uma complexa variedade de teorias e suposições que atribuem a sua utilização para situações específicas. Este trabalho, primeiramente analisa, de forma extensiva, as várias metodologias teóricas para o estudo da difusão dérmica e sistematiza as suas características, realizando depois a fase prévia duma nova abordagem computacional para o estudo da difusão dérmica, que determina características microscópicas de moléculas capazes de provocar a perda de peso, tais como a Leptina e/ou os seus agonistas.

Nutrients are essential to life. However, malnutrition leads to accumulation of fat that can come to obesity, and consequently to countless health complications. Different neuroanatomical structures in the brain play an essential role in digestive behaviour. The action of several signalling molecules (hormones, neurotransmitters and neuropeptides) results in the regulation of food intake, for example, some hormones can increase the feeling of satiety and may decrease appetite and caloric intake. The discovery of hormones involved in energy balance has provided new opportunities to develop means for obesity treatment. The transfer of anti-obesity medication by topical or transdermal is a challenge because the skin acts as a natural barrier and protective. As a barrier with a large surface area and easy accessibility, the skin has potential interest in specific drug release therapy. Various methods have been studied in order to allow increased permeability of therapeutic molecules into the skin and through the skin. Transdermal biotechnologies are a field of growing interest due to dermal and pharmaceutical applications underlying them. There are several mathematical and computational models in use that allows a more comprehensive view of pure experimental data and even allows the practical extrapolation of new methods of dermal dissemination. However, they comprise a complex variety of theories and assumptions that attach to their use for specific situations. This work, firstly analyses, broadly, various theoretical methodologies for the study of dermal diffusion and systematize their characteristics then executing after the first phase of a new computational approach to the study of dermal diffusion determining microscopic characteristics of molecules capable of causing weight loss, such as leptin and/or their agonists.