IDROGELI A STRUTTURA POLIAMMINOACIDICA E/O POLISACCARIDICA PER IL RILASCIO MODIFICATO DI FARMACI

Progetto: Research project

Dettagli progetto

Description

Il progetto di ricerca in oggetto riguarda la preparazione e caratterizzazione di nuovi idrogeli a struttura polisaccaridica e/o poliamminoacidica destinati al rilascio di farmaci a livello del colon. Tra i polisaccaridi di partenza saranno utilizzati polimeri quali ad esempio destrano (DEX) ed inulina (INU) o altri, opportunamente derivatizzati per ottenere polimeri reticolabili mediante irraggiamento UV. Tali polimeri saranno dotati o meno di gruppi pH-sensibili capaci di consentire un rigonfiamento limitato in ambiente gastrico ma pronunciato in ambiente intestinale. Analoghe derivatizzazioni saranno effettuate sul polimero a struttura poliamminoacidica, quale l'alfa, beta-poli (N-2-idrossietil)-DL-aspartamide (PHEA). La co-reticolazione (mediante irraggiamento UV) dei derivati polisaccaridici con i derivati del PHEA consentirà di ottenere idrogeli potenzialmente capaci di rilasciare farmaci a livello intestinale sia in virtù del rigonfiamento dipendente dal pH del mezzo esterno sia della degradazione della porzione polisaccaridica che avviene a livello del colon grazie alla presenza di enzimi quali ad esempio destranasi e inulinasi. Gli idrogeli preparati saranno caratterizzati dal punto di vista chimico e chimicofisico utilizzando varie tecniche analitiche e strumentali e le loro proprietà saranno confrontate con quelle di idrogeli ottenuti per fotoreticolozione dei soli derivati polisaccaridici o poliamminoacidici, al fine di valutare l'effetto dovuto alla co-reticolazione di entrambi i derivati. Infatti la combinazione di polisaccaridi e poliamminoacidi offre l'opportunità di preparare materiali compositi con opportune proprietà chimico-fisiche (ad esempio grado di rigonfiamento, resistenza meccanica o idrolitica, velocità di degradazione in vivo, comportamento bioadesivo, ecc.) che possono essere modulate in funzione delle necessità biologiche o farmaceutiche che devono essere soddisfatte. Si valuterà inoltre l'effetto della natura della porzione polisaccaridica sulle proprietà di tali idrogeli. Farmaci di attuale interesse terapeutico saranno incorporati all'interno di tali idrogeli e se ne valuteranno sia in vitro che in vivo i profili di rilascio nonchè l'attività farmacologica.

Layman's description

Obiettivi
Considerando le peculiari caratteristiche chimico fisiche e la biocompatibilità dei derivati poliamminoacidici, come il PHEA, e di polisaccaridi, come ad esempio l’inulina (INU) e il destrano (DEX, la combinazione di questi polimeri per la preparazione di nuovi idrogeli chimici risulta essere particolarmente interessante. Infatti, la preparazione di matrici composite a struttura poliamminoacidica-polisaccaridica offre l’opportunità di ottenere sistemi dotati di adeguate proprietà chimico-fisiche (grado di rigonfiamento, resistenza meccanica e idrolitica, velocità di degradazione in vivo, bioadesività, ecc.) che possono essere modulate in funzione di specifiche necessità biologiche o farmacologiche che devono essere soddisfatte, sfruttando da un lato la biocompatibilità e la biodegradabilità delle macromolecole naturali e dall’altro la versatilità chimica, le proprietà meccaniche e i bassi costi di produzione dei polimeri sintetici, quali i poliamminoacidi.
Gli obiettivi del suddetto progetto di ricerca possono essere riassunti in:
1) preparazione di idrogeli a struttura poliamminoacidica e/o polisaccaridica attraverso l’impiego di materiali polimerici di partenza biocompatibili e a basso costo come ad esempio il destrano o l’inulina e poliaspartammidi sintetiche che saranno opportunamente derivatizzati con semplici reazioni chimiche;
2) preparazione di idrogeli a struttura poliamminoacidica e/o polisaccaridica attraverso l’uso di tecniche di produzione semplici, sicure e a basso costo, come la reticolazione mediante irraggiamento UV in assenza di fotoiniziatori;
3) preparazione e caratterizzazione di idrogeli a struttura poliamminoacidica e/o polisaccaridica le cui proprietà chimico-fisiche possano essere modulate variando la composizione chimica e le condizioni di irraggiamento UV;
4) preparazione e caratterizzazione di nuovi ed efficienti idrogeli a struttura poliamminoacidica e/o polisaccaridica capaci di rilasciare molecole biologicamente attive (tra cui farmaci convenzionali, proteine, peptidi) a livello del colon;
5) diminuire la dose e gli effetti tossici dei farmaci incorporati in questi idrogeli, in modo tale da eliminare o ridurre i danni a livello della mucosa gastrica;
6) aumentare la stabilità dei farmaci nei confronti dei processi di alterazione chimica, fotochimica e enzimatica, anche ad opera dei fluidi gastrici;
7) aumentare l’efficacia di farmaci attivi su patologie intestinali o che devono essere assorbiti attraverso la mucosa intestinale.

Metodi
Tra i metodi di sintesi di idrogeli oggi utilizzati, è stata scelta la fotoreticolazione mediante irraggiamento UV per i vantaggi che essa offre rispetto ad altre procedure quali facilità, rapidità e basso costo. Inoltre, è possibile preparare idrogeli senza utilizzare iniziatori radicalici o catalizzatori che risulterebbero difficili da rimuovere oltre che tossici, ma semplicemente per esposizione di soluzioni acquose polimeriche ad una sorgente di raggi UV con opportuna lunghezza d’onda.
Il programma di lavoro prevede:
-la sintesi di copolimeri metacrilati del PHEA (PHM) con appropriato grado di derivatizzazione e dei rispettivi derivati contenenti gruppi carbossilici mediante reazione con anidridi (es. succinica, glutarica, ftalica);
-sintesi di derivati dell’inulina o del destrano con molecole contenenti doppi legami reattivi verso reazioni radicaliche (mediante reazione con anidride metacrilica) e dei loro derivati con molecole contenenti gruppi acidi (attraverso la reazione con anidride succinica, glutarica o ftalica);
-la caratterizzazione chimico-fisica e molecolare di tutti i derivati del PHEA e dei polisaccaridi sintetizzati (mediante 1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, SEC, spettrometria di massa);
-preparazione di idrogeli mediante la fotoreticolazione UV di PHM e/o derivati dell’INU e/o del DEX sia in presenza che in assenza di gruppi acidi pH-sensibili. Saranno quindi valutati gli effet
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/06 → …

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