La concentrazione allo stato stazionario si riferisce alla quantità di una sostanza nel corpo o in un processo chimico quando non si verificano cambiamenti nel tempo. Negli esseri umani, 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 spesso richiede 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 nell’urina del paziente. Se è necessario un livello costante di farmaco, vengono effettuati ripetuti esami del sangue nel tempo per determinare quale quantità deve essere somministrata 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 come dosi separate, non somministrate continuamente. Questo è il motivo per cui un medico può prescrivere più dosi di farmaco per diversi giorni. I ricercatori hanno testato i farmaci e determinato come vengono rimossi dal corpo. Dosi ripetute possono dare un livello nel sangue simile a una concentrazione allo stato stazionario.
La lavorazione chimica può utilizzare reattori continui che prelevano materie prime e producono prodotti finiti. Questi sistemi sono diversi dai reattori batch, in cui tutti i materiali vengono introdotti e fatti reagire fino al consumo delle materie prime. 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 il tasso di materie prime viene aumentato, è possibile creare più prodotto finito di quanto possa essere gestito a valle. Un altro effetto è che la reazione chimica può essere diversa e creare prodotti finiti sbagliati o una miscela chimica diversa. 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 stato stazionario.
Tutte le condizioni di stato stazionario, sia all’interno del corpo che nei reattori chimici, varieranno leggermente nel tempo. Nel corpo, i 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 del farmaco è fondamentale per il trattamento del paziente, potrebbe essere necessario somministrare i farmaci in un ospedale in modo da poter eseguire esami del sangue ripetuti.
Le reazioni chimiche utilizzeranno sistemi di controllo strumentati per monitorare il processo per il comportamento allo stato stazionario. Quando il processo cambia leggermente, i sistemi di controllo possono apportare modifiche a portate, temperature o pressioni. La concentrazione allo stato stazionario può variare leggermente, il che viene chiamato variazione entro i limiti, ma continuerà a produrre un prodotto finito che soddisfi le specifiche.