37259 - SISTEMI FARMACEUTICI A RILASCIO MODIFICATO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le competenze necessarie per la formulazione e caratterizzazione di sistemi non convenzionali per il rilascio modificato di farmaci. In particolare, lo studente è in grado di: - caratterizzare sotto il profilo biofarmaceutico i sistemi a rilascio modificato; - riconoscere i differenti meccanismi alla base del rilascio da sistemi farmaceutici innovativi e le strategie di direzionamento volte al miglioramento della biodisponibilità dei farmaci; - progettare vettori farmaceutici innovativi sulla base delle proprietà chimico-fisiche dei materiali impiegati e di opportune metodologie formulative.

Contenuti

Modulo di RILASCIO MODIFICATO - 4 cfu (Dott.ssa Barbara Luppi)

 

Biofarmaceutica e Rilascio Modificato

Sistemi a rilascio immediato e sistemi a rilascio modificato: definizioni, razionale biofarmaceutico, clinico e industriale. Biofarmaceutica. Evoluzione del concetto di biodisponibilità. I sistemi ADME e LADME. Modelli farmacocinetici della disposizione del farmaco nell'organismo. Biodisponibilità assoluta e relativa: dati plasmatici e urinari. Concetto di bioequivalenza. Progettazione del regime posologico. Controllo dei livelli plasmatici mediante variabili formulative. Aspetti biofarmaceutici nei sistemi a rilascio immediato e a rilascio modificato.

La diffusione nei sistemi polimerici

I sistemi polimerici e i principali meccanismi che governano il rilascio. La diffusione passiva e la legge del trasferimento di massa. I e II Legge di Fick. Concetto di stato stazionario e di stato transiente. Coefficiente di diffusione in diversi mezzi di diffusione: sistemi macroporosi, microporosi e non porosi. Diffusione nei polimeri idratati. Solubilità e coefficiente di partizione.

I Sistemi a Rilascio Modificato

I principali modelli cinetici che descrivono il rilascio: zero-order, first-order, Higuchi, Hixon-Crowel, Korsmeyer-Peppas. Analisi cinetica del rilascio.

Sistemi polimerici controllati dalla diffusione. Sistemi riserva: attività costante e non costante. Sistemi matriciali: matrici omogenee ed eterogene con il principio attivo in soluzione o in sospensione. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.

Sistemi attivati dal solvente. Sistemi osmotici: pompa osmotica elementare, pompa osmotica bicompartimentale. Sistemi attivati dal rigonfiamento. Idrogeli. Transizione vetrosa. Parametri relativi ai sistemi controllati dal rigonfiamento: numero di Deborah e numero d'nterfaccia di rigonfiamento. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.

Sistemi controllati chimicamente. Sistemi biodegradabili o bioerodibili. Degradazione/erosione omogenea ed eterogenea. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.

Sistemi attivati dalla dissoluzione. Sistemi tipo matrice e sistemi tipo riserva. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.

Sistemi pulsatili. Sistemi monopulsatili. Sistemi multipulsatili. Meccanismo a feed back. Open-loop systems e closed-loop systems. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.

 Modulo di VEICOLAZIONE DEI FARMACI - 4 cfu (Dott.ssa Federica Bigucci)

 

Approcci tecnologici per migliorare la solubilità e la dissoluzione

Processo di dissoluzione e la legge di Noyes-Whitney. Parametri termodinamici e loro correlazioni (equazioni di Gibbs e Van't Hoff). Variazione della solubilità in funzione della stabilità dei legami soluto-solvente (complesso-formazione, micellazione, salificazione). 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. Micellazione mediante tensioattivi. Salificazione: effetto della natura del controione sul pH e sulla concentrazione nel microambiente. Biodisponibilità di farmaci a carattere debolmente acido o basico. Variazione della solubilità in funzione della stabilità dei legami nel solido: solidi amorfi, solidi cristallini, polimorfi.

Impiego di materiali polimerici nella formulazione farmaceutica

Classificazione dei polimeri su base composizionale e strutturale. Masse molecolari e grado di distribuzione delle masse molecolari. Polimeri termoplastici e termoindurenti. Polimeri amorfi e cristallini. Sintesi dei polimeri: poliaddizione (ionica, coordinata, radicalica) e policondensazione. Metodi per la poliaddizione: polimerizzazione in massa, in soluzione, in sospensione, in emulsione. Metodi per la policondensazione: polimerizzazione in massa, in soluzione, interfacciale. Polimeri idrofobici, polimeri idrofilici, polimeri idrosolubili e idrogeli. Polimeri biocompatibili e biodegradabili. Polimeri di interesse farmaceutico: poliesteri (polilattidi, poliglicolidi, polilattidi-co-glicolidi, policaprolattoni, policarbonati), poliortoesteri, polifosfoesteri, polifosfazeni, poliammidi, poliammidoammine, polianidridi, poliuretani, poliuree, polialchilcianoacrilati, polisaccaridi.

Controllo spaziale del rilascio

Approccio terapeutico di tipo vettoriale. Micro/nanosfere e micro/nanocapsule: caratteristiche e metodi di preparazione (processi chimici e chimico-fisici: evaporazione del solvente, estrazione del solvente, coacervazione, reticolazione termica, reticolazione chimica, polimerizzazione in sospensione, polimerizzazione interfacciale, fusione del materiale di supporto; processi meccanici: stalagmopoiesi, essiccamento a spruzzo, raffreddamento a spruzzo, rivestimento in letto fluido). Liposomi: caratteristiche dei principali tipi di liposomi (multilamellar vescicles, small unilamellar vescicles, large unilamellar vescicles, reverse phase evaporation vescicles) e metodi di preparazione (metodi meccanici: agitazione di una dispersione di fosfolipidi; metodi di sostituzione di solventi organici con mezzi acquosi: thin layer evaporation, reverse-phase evaporation, evaporazione del solvente, estrazione del solvente; metodi basati sul ridimensionamento della taglia: estrusione attraverso filtri, ultrasuoni). Micelle polimeriche: caratteristiche e metodi di preparazione delle micelle polimeriche (equilibrio semplice, dialisi, emulsione O/A, solution casting, liofilizzazione). Nanoparticelle lipidiche solide: caratteristiche e metodi di preparazione delle micelle polimeriche (omogenizzazione ad alta pressione a caldo e a freddo, diluizione di microemulsione, evaporazione del solvente, estrazione del solvente). Strategie per il direzionamento. Targeting passivo. Targeting fisico. Targeting attivo.

Testi/Bibliografia

P. Colombo et al., Principi e Tecnologie Farmaceutiche, casa Editrice Ambrosiana, Milano, I Ed. 2004

A.T. Florence, D. Attwood, Le basi chimico-fisiche della tecnologia farmaceutica, EdiSES, Napoli, 2002

Metodi didattici

Lezioni teoriche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avverrà attraverso un colloquio orale, che accerterà l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. L'esame verterà sugli argomenti trattati in entrambi i moduli didattici  e non potrà essere scisso in momenti di verifica separati fra loro. Per sostenere la prova orale è necessaria l'iscrizione mediante lista d'esame AlmaEsami.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore e PC.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Barbara Luppi

Consulta il sito web di Federica Bigucci