Che cos'è la concentrazione allo stato stazionario?
La concentrazione allo stato stazionario si riferisce alla quantità di una sostanza presente nel corpo o a un processo chimico quando non si verificano cambiamenti nel tempo. Nell'uomo, ciò può verificarsi quando un farmaco viene somministrato a un paziente per un lungo periodo e raggiunge un livello costante nel flusso sanguigno. Durante le reazioni chimiche, la concentrazione allo stato stazionario si verifica quando la quantità di materie prime è uguale alla quantità di prodotto finito in una reazione continua.
La terapia farmacologica richiede spesso che un paziente riceva un livello continuo di farmaco per cure mediche. Quando i farmaci entrano nel corpo, vengono metabolizzati o consumati dall'organismo e infine rimossi dai reni nelle urine del paziente. Se è necessario un livello costante di farmaco, nel corso del tempo vengono eseguiti ripetuti esami del sangue per determinare la quantità da somministrare al paziente per mantenere un livello costante. Questi test determinano la concentrazione allo stato stazionario del farmaco.
Le pillole di solito non creano una concentrazione costante nel corpo perché vengono introdotte in dosi separate, non somministrate in modo continuo. Questo è il motivo per cui un medico può prescrivere dosi multiple di farmaco per diversi giorni. I ricercatori della droga hanno testato i farmaci e hanno determinato come vengono rimossi dal corpo. Dosi ripetute possono dare un livello nel sangue simile a una concentrazione allo stato stazionario.
Il trattamento chimico può utilizzare reattori continui che raccolgono materie prime e producono prodotti finiti. Questi sistemi sono diversi dai reattori batch, in cui tutti i materiali vengono introdotti e reagiti fino a quando le materie prime non vengono consumate. Le reazioni continue si basano sulla concentrazione allo stato stazionario, poiché è necessario introdurre una quantità specifica di materia prima per mantenere una quantità costante di prodotto finito.
Se si aumenta la percentuale di materie prime, è possibile creare più prodotti finiti di quanti ne possano essere gestiti a valle. Un altro effetto è che la reazione chimica può essere diversa e creare prodotti finiti sbagliati o una diversa miscela chimica. In entrambi i casi, la concentrazione allo stato stazionario è disturbata e i sistemi di controllo sono programmati per correggere le portate e riportare il processo all'equilibrio chimico o allo stato stazionario.
Tutte le condizioni di stato stazionario, sia all'interno del corpo che nei reattori chimici, variano leggermente nel tempo. Nel corpo, cambiamenti nella temperatura corporea o nel metabolismo, come potrebbero verificarsi con l'esercizio, possono indurre il corpo a metabolizzare un farmaco in modo diverso. Se è necessaria una concentrazione minima di farmaco, il produttore può testare gli effetti di diverse condizioni corporee sulla concentrazione allo stato stazionario. Se un livello costante di farmaco è fondamentale per il trattamento del paziente, potrebbe essere necessario somministrare i farmaci in ospedale in modo da poter eseguire ripetuti esami del sangue.
Le reazioni chimiche useranno sistemi di controllo strumentati per monitorare il processo per comportamenti stazionari. Man mano che il processo cambia leggermente, i sistemi di controllo possono effettuare regolazioni di portate, temperature o pressioni. La concentrazione allo stato stazionario può variare leggermente, che si chiama variazione entro i limiti, ma continuerà a produrre prodotti finiti che soddisfano le specifiche.