Ayuda a diseñar un DoE complejo sobre el cribado de tampones de formulaciónEstoy pensando en optimizar una fórmula para un medicamento líquido. Tenemos un material de partida que se encuentra en un tampón determinado con algunos excipientes y nos gustaría averiguar si existe un tampón de fórmula mejor para este medicamento en cuanto a estabilidad.
Quiero probar:
- Diferentes rangos de pH (pH 5, 6, 7, 8) pero los niveles de pH se establecen mediante diferentes sistemas de tampón (pH 5 = tampón de acetato, pH 6 = tampón de histidina, etc.).
- Dos surfactantes diferentes con una concentración fija (surfactante A, surfactante B y ningún surfactante)
- Uno o dos azúcares diferentes con una concentración fija (azúcar A, posiblemente azúcar B y ningún azúcar)
- Un rango de concentración de sal (100 mg/L hasta un máximo de 300 mg/L)
- Dos niveles de concentración del material de partida (= fármaco): concentración baja y concentración alta
Tengo dificultades para encontrar los tipos de factores correctos: pH: ¿numérico categórico o discreto?; concentración del material de partida: ¿continuo, categórico o numérico discreto?
¿Y qué tipo de diseño debo utilizar, ya sea diseño de pantalla, diseño personalizado o diseño sencillo? ¿Debería incluir puntos centrales y réplicas?
Realizaremos la selección de tampón en un formato de 96 pocillos, de modo que podamos realizar un máximo de 96 experimentos, aunque, por supuesto, sería mejor si se utilizaran menos. Los experimentos no están automatizados, lo que significa que el pipeteo lo realizará un operador.
Gracias por cualquier sugerencia o aportación.
Diseño de experimentosRe: Ayuda para diseñar un DoE complejo sobre el tampón de formulaciónHola,
Como la mayoría de las veces hay diferentes formas de abordar esto.
¿Espera que el sistema de tampón sea relevante para su resultado/respuesta o solo es relevante para lograr el nivel de pH deseado? Si pudiera afectar su estabilidad, preferiría agregar el tampón como categórico. Si solo es relevante el pH resultante, entonces podría ser mejor usar valores numéricos discretos para el pH.
Si su material de partida se puede cambiar libremente entre alto y bajo, simplemente lo haría continuo en el rango que elija.
Por encima de los 6 factores, se suele recomendar empezar con un tipo de diseño de cribado. Debido a la combinación de factores, niveles y muchos factores categóricos con los que trabaja, es posible que desee consultar la Plataforma de diseño personalizado, que le permite crear diseños de cribado, así como diseños de optimización más complejos en función de su elección de modelo. Un enfoque más guiado será la Plataforma EasyDOE.
Agregar réplicas al diseño siempre es una buena idea, ya que ayudan con la estimación de errores y permiten realizar pruebas de falta de ajuste. Es posible agregar algunas, ya que no hay demasiadas restricciones en cuanto a la cantidad de ejecuciones.
Veamos qué otros podrían recomendar.
-Jonas
Re: Ayuda para diseñar un DoE complejo sobre el tampón de formulaciónEsto puede resultar un poco complicado, pero aquí hay algunas formas de manejar su situación:
- Tampón: incluye un tipo de tampón (con 2 o 3 niveles, según la cantidad de tampones que quieras investigar) y un pH con niveles (-1, 0, 1) para (bajo, medio, alto). La mayoría de los tampones pueden adaptarse a un rango de pH, pero como dijiste, el rango de pH en el que el tampón es efectivo depende del pKa del tampón (por ejemplo, el tampón de histidina generalmente se puede ajustar a un pH entre 5 y 7 y aún así ser un tampón efectivo). Por lo tanto, los niveles de pH reales en el experimento dependerán del experimento, pero solo modela como pH bajo/medio/alto dentro del tampón. Asegúrate de que cuando construyas el DOE y hagas el modelado, incluyas el efecto de interacción entre el tipo de tampón y el nivel de pH.
- Para los factores restantes, un enfoque de modelado de mezclas funcionaría bien. Sin embargo, tendría que repensar cuáles son los factores experimentales. Por ejemplo, en lugar de Azúcar A, Azúcar B, Sin Azúcar, tendría un factor que sería "proporción en solución que es Azúcar A" y "proporción en solución que es Azúcar B". E incluso podría incluir experimentos que usen ambos azúcares de esa manera. Aún le permitiría estimar el efecto de cada azúcar individualmente (con un diseño apropiado). Para este enfoque, tendría 5 factores, cada uno una proporción de la formulación general, y la plataforma Custom DOE podría adaptarse a este modelo (incluidas las restricciones sobre los factores de formulación).
- Cantidad de componentes del surfactante 1
- Cantidad de componentes del surfactante 2
- Cantidad del componente A del azúcar
- Cantidad de componente B del azúcar
- Cantidad del componente de sal
- Cantidad de componentes del fármaco
- Cantidad de solución tampón (nota: esto termina siendo un factor de holgura, pero probablemente debería incluirlo también en el diseño)
- Un enfoque alternativo, pero más complicado, es utilizar modelos "condicionales" en los que se tienen factores como
- Azúcar A: un factor numérico binario (0, 1) discreto que indica si el azúcar A está en la mezcla o no, y luego otro factor para la cantidad de azúcar A en la mezcla.
- Azúcar B: lo mismo que el anterior para el azúcar A
- Lo mismo ocurre con los dos surfactantes,
Recomiendo el primer enfoque. Es un poco más abstracto y se aleja de cómo la gente suele hablar sobre la composición de una formulación, pero es matemáticamente más fácil generar un diseño y realizar el análisis de ese tipo de experimento.
Re: Ayuda para diseñar un DoE complejo sobre el tampón de formulaciónHola Jonas,
Muchas gracias por su respuesta y aportes. ¡Realmente lo aprecio! Sí, también espero que el sistema de tampón influya en la estabilidad del material, dependiendo de factores como su fuerza iónica. Recientemente utilicé la herramienta de diseño personalizado en JMP para crear un diseño de detección y terminé con 72 condiciones. Realizaré los experimentos pronto y estoy ansioso por ver los resultados.
Gracias,
Re: Ayuda para diseñar un DoE complejo sobre el tampón de formulaciónEy,
¡Gracias por tu sugerencia! Suena interesante y, de hecho, un poco complicada. Soy nuevo en JMP y aún no estoy muy familiarizado con DoE y sus funciones. Sin embargo, definitivamente tendré en cuenta tu sugerencia a medida que sigo mejorando mi comprensión.
Salud,
