00119 - CHIMICA FARMACEUTICA APPLICATA

Conoscenze e abilità da conseguire

La finalità del corso si individua nell'acquisizione delle cognizioni formative nell'ambito della biofarmaceutica e della tecnologia delle forme farmaceutiche innovative. Il corso prevede l'approfondimento degli aspetti cinetici e spaziali del controllo del rilascio dei farmaci, delle caratteristiche funzionali dei sistemi farmaceutici, delle proprietà chimico-fisiche dei polimeri di interesse farmaceutico, della preparazione e formulazione di sistemi particellari e macromolecolari.

Contenuti

Modulo di CHIMICA FARMACEUTICA APPLICATA - 5 cfu (Prof. Vittorio Zecchi)

 

Biodisponibilità e bioequivalenza

Forme farmaceutiche e sistemi farmaceutici. Evoluzione del concetto di biodisponibilità. Farmacocinetica dei farmaci: assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione dei farmaci. Dose biodisponibile e dose somministrata. Curve concentrazione plasmatica-tempo e parametri specifici. Curve di concentrazione urinaria cumulativa e parametri annessi alla biodisponibilità. Biodisponibilità assoluta e dati plasmatici e urinari. Biodisponibilità relativa e dati plasmatici e urinari. Bioequivalenza: formulazioni chimicamente equivalenti, equivalenti farmaceutici, formulazioni bioequivalenti e equivalenti terapeutici. Modello farmacocinetico della disposizione del farmaco nell' organismo: modello aperto a un compartimento, parametri cinetici relativi. Regimi di dosaggio e livelli ematici. Dosi di carico e dosi di mantenimento. Regimi di dosaggio ideale.
 
Proprietà chimico-fisiche dei farmaci

La diffusione passiva e la legge del trasferimento di massa: la prima e la seconda legge di Fick e il concetto di stato stazionario e di stato transiente. Coefficiente di diffusione. Coefficiente di partizione. Il processo di dissoluzione e la legge di Noyes-Whitney. Finalità degli studi di dissoluzione. Saggi di dissoluzione previsti dalla F.U. X. Solubilità e dissoluzione. Il processo di solubilizzazione: parametri termodinamici e loro correlazioni (equazioni di Gibbs e di Van't Hoff). Modificazioni di solubilità mediante variazioni di stabilità dei legami nel solido (solidi amorfi, cristallini), o mediante variazioni della stabilità dei legami soluto-solvente (complesso-formazione, salificazione). La complesso-formazione : diagrammi di fase-solubilità e costante di affinità farmaco-legante. Correlazioni tra costante di affinità farmaco-legante, dissoluzione e diffusione attraverso biomembrane. Complesso-formazione con ciclodestrine e valutazioni di biodisponibilità per farmaci poco solubili. Effetto sale e biodisponibilità di farmaci a carattere debolmente acido o basico: effetto della natura del controione sul pH e sulla concentrazione nel microambiente. Il processo di micelizzazione. Polimorfismo.
 

Controllo cinetico del rilascio da sistemi terapeutici

Cinetica e meccanismi di rilascio da sistemi polimerici
A) Sistemi polimerici controllati dalla diffusione: I) sistemi riserva ad attività costante e non costante: aspetti cinetici del rilascio, influenza della formulazione e della geometria del sistema; II) sistemi matriciali: matrici omogenee ed eterogenee con il principio attivo disciolto o disperso. Aspetti cinetici del rilascio ed equazioni operative;
B) Sistemi controllati chimicamente: I) sistemi biodegradabili o bioerodibili. Biodegradazione omogenea ed eterogenea; aspetti cinetici.
C) Sistemi attivati dal solvente: I) sistemi osmotici: pompa osmotica elementare, pompa osmotica bicompartimentale. Aspetti cinetici del rilascio. II)    Sistemi attivati dal rigonfiamento: idrogeli. Transizioni di fase in presenza di solventi termodinamicamente compatibili e rilascio del farmaco dagli idrogeli. Parametri relativi ai sistemi controllati dal rigonfiamento: numero di Deborah e numero di interfaccia di rigonfiamento. Polimeri adatti alle preparazioni di tali sistemi: PHEMA-co-EDGMA.
 
Sistemi pulsatili

I ritmi circadiani. Meccanismo a feed back. Sistemi monopulsatili. Sistemi multipulsatili autoregolanti.
 
Modulo di VEICOLAZIONE DEI FARMACI - 3 cfu (Prof. Vittorio Zecchi)

 

Impiego di materiali polimerici nella formulazione farmaceutica

Finalità e prospettive. Proprietà dei polimeri di interesse farmaceutico. Masse molecolari e grado di distribuzione delle masse molecolari. La fase cristallina e il grado di cristallinità. La fase amorfa. Classificazione dei polimeri e meccanismi di polimerizzazione: reazioni di poliaddizione e di policondensazione. Polimerizzazione a catena di tipo radicalico, anionico o cationico, copolimerizzazione. Polimerizzazione a stadi. Metodi per la polimerizzazione a catena: polimerizzazione in massa, in soluzione, in sospensione, in emulsione. Metodi per la polimerizzazione a stadi: polimerizzazione in massa, in soluzione, interfacciale. Polimeri idrofobici, idrofilici, idrosolubili e idrogeli. Polimeri biocompatibili e biodegradabili. Meccanismi di erosione/degradazione nei polimeri. Polimeri di interesse farmaceutico (polilattidi-co-glicolidi, policaprolattoni, policarbonati, poliacetali, polichetali, poliortoesteri, polifosfazeni, polifosfoesteri, poliammidi, poliammidoammine, polianidridi, poliuretani, poliuree e copolimeri, policianoacrilati alchilici, polisaccaridi).

 

Controllo spaziale del rilascio

L' approccio terapeutico di tipo vettoriale: prospettive e meccanismi d'azione.  Strategie per il direzionamento. Targeting passivo. Targeting fisico. Targeting attivo: residui direzionanti e fenomeno dell'endocitosi. Vettori farmaceutici. Micro/nanosfere e micro/nanocapsule, metodi di preparazione: fusione a caldo del supporto, stalagmopoiesi, evaporazione/estrazione del solvente, reticolazione chimica o termica, polimerizzazione in sospensione, polimerizzazione interfacciale, coacervazione, metodo elettrostatico. Liposomi: metodi di preparazione di MLV, SUV, LUV, REV. Nanoparticelle lipidiche, metodi di preparazione: High Pressure Homogenisation (Hot HPH and Cold HPH), via microemulsioni, emulsificazione ed evaporazione, diffusione del solvente, via emulsioni multiple, elevata agitazione e/o ultrasuoni. Micelle polimeriche, metodi di preparazione: equilibrio semplice, dialisi, emulsione O/A, "solution casting", liofilizzazione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vittorio Zecchi