En la investigación de la nanotecnología y la ciencia de los materiales, la distribución del tamaño de las partículas es un parámetro muy importante, que afecta directamente las propiedades y aplicaciones de los nanomateriales. Hay muchas maneras de medir la distribución del tamaño de las partículas, y los dos indicadores comunes son el índice de dispersión múltiple (pdi) y el ancho de distribución del tamaño de las partículas (span). ¿Entonces, ¿ cuál es la diferencia entre ellos?
Índice de dispersión múltiple (pdi)

El índice de dispersión múltiple (pdi) es uno de los parámetros importantes para caracterizar la uniformidad de la distribución de partículas, que es la distribución real del tamaño de las partículas.Medidas de desviación con el sistema monodisperso ideal (es decir, el mismo tamaño de todas las partículas). los valores del PDI se miden generalmente por dispersión dinámica de la luz (dls), lo que refleja el ancho y la uniformidad de la distribución del tamaño de las partículas.
La fórmula de cálculo del PDI es la siguiente:

Entre ellos, Sigma es la desviación estándar de las partículas, y zd representa el tamaño promedio ponderado de las partículas por la intensidad de la luz. El rango numérico del PDI es generalmente entre 0 y 1:
PDI = 0: indicaDispersión única, es decir, el tamaño de todas las partículasLo mismo.
PDI < 0,1: indica un sistema descentralizado más uniforme.
PDI > 0,5: indica que la distribución del tamaño de las partículas en el sistema es amplia y hay un mayor grado de polidispersión.
Ancho de distribución del tamaño de las partículas (span)
El ancho de distribución del tamaño de las partículas (span) es otro indicador que caracteriza el ancho de distribución de las partículas.SPAN sueleSistemas de partículas utilizados para caracterizar la distribución asimétrica, especialmente cuando la distribución del diámetro de las partículas muestra una gran desviación.
La fórmula de cálculo de span es la siguiente:

Entre ellos, d10, D50 y D90 indican que la distribución acumulada del tamaño de las partículas alcanza el 10%, 50% y 90%, respectivamente. Cuanto mayor sea el valor de span, mayor será la distribución del tamaño de las partículas.
La diferencia entre PDI y SPAN
1. los métodos de cálculo son diferentes:El PDI pasa por el tamaño de las partículasDesviación estándar y diámetro medioSe calcula, mientras que span se calcula a través de valores de tamaño de partícula de diferentes porcentajes en la distribución acumulada.2. el ámbito de aplicación es diferente:El PDI se calcula mediante la desviación estándar del tamaño de las partículas y el diámetro medio,Suponiendo que la distribución del tamaño de las partículas sea simétrica, es decir, el tamaño de la mayoría de las partículas se concentra cerca de la media.Solo una pequeña cantidad de partículas se desvía de este promedio. Por lo tanto, para aquellos sistemas con una distribución más simétrica del tamaño de las partículas, el PDI puede reflejar eficazmente la uniformidad de la distribución de las partículas. Por ejemplo, en algunos procesos sintéticos altamente homogéneos, la distribución del tamaño de las partículas puede ser cercana.Distribución normalEn este momento, es muy apropiado usar PDI para evaluar la uniformidad de las partículas. Por el contrario, la distribución multidispersa o el tamaño de las partículas no se ajusta a la distribución normal, y el uso de PDI no es adecuado.Span, por su parte, se calcula a través de valores de tamaño de partícula de diferentes porcentajes, prestando más atención a la influencia del ancho de la distribución del tamaño de partícula y el valor extremo. Esto haceSPAN se caracterizaDistribución asimétricaEl sistema de partículas es más intuitivo y eficaz.. los casos de distribución asimétrica son muy comunes en aplicaciones prácticas, como en algunos procesos sintéticos complejos o muestras biológicas (como exosomas, lípidos y diversas partículas virales, etc.), que pueden producir algunas partículas grandes, pequeñas y uniformes, que se desvían significativamente de la media, haciendo que la distribución de todo el sistema muestre una clara desviación. En este caso, el span puede reflejar mejor la asimetría y el ancho de esta distribución.3. en el grupo farmacéuticoBioequivalencia* Los significados en la evaluación (pbe) son diferentes:En la evaluación de la distribución del tamaño de las nanopartículas, el análisis convencional de pbe se basa en d10, d50, D90 y span.; de los cuales D50 y span son los principales parámetros be, y D10 y D90 son los parámetros de soporte; En la actualidad, ya sea como opción o requisito, z - average y PDI solo sirven como alternativas a D50 y span, como alternativas utilizadas por ciertos productos, como los dispositivos dls, cuando no se puede dar span; En comparación con span, la diferencia T / R amplificada por PDI (fármaco probado frente al fármaco de referencia); En comparación con span, puede ser más difícil usar PDI para pasar la evaluación pbe.
4. el rango numérico y los criterios son diferentes:
El rango numérico del PDI oscila entre 0 y 1 y se utiliza principalmente para evaluar la uniformidad de la distribución de partículas. Por su parte, el span no tiene un rango fijo y presta más atención al ancho de la distribución de las partículas.

Para la investigación científica y las aplicaciones industriales, la selección de indicadores adecuados para caracterizarse ayuda a comprender y controlar mejor las propiedades y el comportamiento de las nanopartículas. En general, tanto el PDI como el span son indicadores importantes para evaluar la distribución del tamaño de las nanopartículas, que tienen sus propias ventajas y aplicabilidad en diferentes escenarios de aplicación.
Para la perspectiva de adoptar la evaluación científica del pbe en el desarrollo actual de medicamentos, el PDI no es un parámetro adecuado ni la opción correcta para reemplazar el span.El PDI puede aplicarse a la evaluación de partículas farmacéuticas solo con el uso generalizado de la tecnología dls, pero se utiliza para la entrega de medicamentos a secreción externa,Nanopartículas lipídicasLas muestras de partículas biológicas como las partículas virales tienden a ser multidispersas, y las dls se basan en partículas.Movimiento BrownEl método de caracterización no es estrictamente aplicable. Por lo tanto, el Centro de revisión de medicamentos de la administración estatal de medicamentos (nmpa) también recomendó en su documento que, además del tamaño promedio de las partículas, se acumulen datos de investigación sobre la distribución acumulada de partículas d10, d50, d90, span y el número total de partículas. Debido a que el principio del método dls es ajustar el tamaño promedio de las partículas (z - average), no se pueden dar los parámetros d10, D50 y D90 de la distribución acumulada de las partículas, por lo que se recomienda utilizar varios métodos de detección para estudiar en profundidad las nanopartículas.[1].
A través de la introducción de este artículo, espero que todos tengan una comprensión más clara de PDI y span, y en futuras investigaciones y aplicaciones, puedan seleccionar y utilizar estos indicadores con mayor precisión.
*La bioequivalencia (be) se refiere a las diferencias estadísticas en el grado y la velocidad de absorción de los preparados experimentales y los preparados estándar de control en los medicamentos en las mismas condiciones de ensayo. Cuando la diferencia en la velocidad de absorción no es clínicamente significativa, algunos preparados farmacéuticos también pueden considerarse bioequivalentes con el mismo grado de absorción y diferentes velocidades.La administración de alimentos y medicamentos de Estados Unidos (fda) indicaMedicamentos de investigación originalesLa bioequivalencia y los medicamentos genéricos se pueden evaluar con datos in vivo e in vitro, mientras que el método de evaluación de los datos in vitro depende de la bioequivalencia del Grupo in vitro (pbe). En la actualidad, la FDA ha promulgado varias directrices para explicar los métodos estadísticos de pbe e indicar la necesidad de análisis estadísticos de pbe in vitro en las directrices para medicamentos específicos. La implementación del pbe tiene requisitos claros en los proyectos de ley relevantes emitidos por la FDA en los Estados unidos, y su aplicación ha recibido cada vez más atención de los declarantes.[2].
[1] Yang dan, Zhao xin, Li xiaojing, Li min. Estudio sobre la calidad de las nanopartículas lipídicas de la vacuna arnm preventiva y consideraciones para la evaluación farmacéutica del control de calidad. Revista china de nuevos medicamentos. Volumen 32, número 24, 2023
Pathak SM, Ruby PK, Aggarwal D. Ensayos de equivalencia in vitro e in vivo de formulaciones intravenosas de nanopartículas.Medicamentos Res (Stuttg). 2014; 64(4):169-176. Doi:10.1055/s-0033-1357204