In Physics of Fluids, pubblicato da AIP Publishing, i ricercatori della Johns Hopkins University e della Johns Hopkins School of Medicine utilizzano un simulatore biomimetico in silico basato sull'anatomia e la morfologia realistica dello stomaco - uno "StomachSim" - per studiare e quantificare l'effetto della postura del corpo e della motilità dello stomaco sulla biodisponibilità dei farmaci.
"La somministrazione orale è sorprendentemente complessa, nonostante sia la scelta più comune per la somministrazione di farmaci", ha dichiarato il coautore Rajat Mittal. "Quando la pillola raggiunge lo stomaco, il movimento delle pareti dello stomaco e il flusso del contenuto all'interno determinano la velocità di dissoluzione. Anche le proprietà della pillola e del contenuto dello stomaco giocano un ruolo importante".
"Tuttavia, le attuali procedure sperimentali o cliniche per valutare l'assorbimento dei farmaci orali sono limitate nella loro capacità di studio, il che rende una sfida capire come la dissoluzione sia influenzata da diversi disturbi dello stomaco, come la gastroparesi, che rallenta lo svuotamento dello stomaco".
Il contenuto dello stomaco, la motilità e la dinamica del fluido gastrico giocano tutti un ruolo nella biodisponibilità di un farmaco, e le contrazioni dello stomaco possono indurre una pressione e generare traiettorie complesse delle pillole. Ciò comporta tassi variabili di dissoluzione delle pillole e uno svuotamento non uniforme del farmaco nel duodeno e, talvolta, il dumping gastrico nel caso di dosaggi a rilascio modificato.
"In questo lavoro mostriamo una nuova piattaforma di simulazione al computer che offre il potenziale per superare queste limitazioni", ha dichiarato Mittal. "I nostri modelli sono in grado di generare dati biorelevanti sulla dissoluzione dei farmaci che possono fornire approfondimenti utili e unici sui complessi processi fisiologici alla base della somministrazione orale delle pillole".
La modellazione sembra essere la prima nel suo genere ad accoppiare la biomeccanica gastrica con il movimento della pillola e la dissoluzione del farmaco per quantificare il passaggio di un ingrediente farmaceutico attivo attraverso il piloro nel duodeno. Il modello ha permesso ai ricercatori di calcolare e confrontare la velocità di svuotamento e il rilascio di un principio attivo farmaceutico disciolto nel duodeno per una serie di situazioni fisiologiche.
Studiosi hanno scoperto che la postura ideale per un assorbimento più rapido non è sedersi in posizione eretta, ma piegarsi sul fianco destro.
"Siamo rimasti molto sorpresi dal fatto che la postura possa avere un effetto così importante sulla velocità di scioglimento di una compressa e quindi la rapidità di messa a disposizione del farmaco per l’assorbimento", commenta Rajat Mittal.
Mittal e colleghi utilizzando il modello computerizzato di uno stomaco umano, basato su immagini di scansione del corpo ad alta risoluzione di un maschio di 34 anni, hanno testato quattro posizioni .
Gli autori hanno dimostrato che assumere le pillole mentre si è appoggiati o sdraiati sul lato destro, facilita lo scioglimento delle compresse, le quali scivolano nella parte più profonda dello stomaco del computer e vengono "sciolte" due volte più velocemente delle compresse assunte in posizione eretta.
Stare sdraiati o appoggiarsi sul lato sinistro ha rallentato la dissoluzione in modo tale che è stato necessario fino a cinque volte in più di tempo per assorbire le compresse in quella posizione, rispetto ad una postura eretta.
Per le persone anziane, sedentarie o costrette a letto, girarsi a sinistra o a destra può avere un impatto enorme sulla efficacia di un farmaco assunto per via orale.
Fonte: Lee JH, Kuhar S, Seo JH, Pasricha PJ, Mittal R. Computational modeling of drug dissolution in the human stomach: Effects of posture and gastroparesis on drug bioavailability. Phys Fluids (1994). 2022 Aug;34(8):081904. doi: 10.1063/5.0096877. Epub 2022 Aug 9. PMID: 35971381; PMCID: PMC9372820.