Sintesi e modificazione di materiali microstrutturati in mezzi solventi a base di biossido di carbonio denso

Scopo della ricerca è la preparazione di matrici polimeriche da utilizzare per il rilascio controllato di farmaci o per applicazioni biomediche. Tali sistemi saranno realizzati sia tramite la polimerizzazione radicalica eterogenea di opportuni monomeri vinilici in mezzi disperdenti a base di CO2, in presenza di idonei principi attivi, che tramite impregnazione di farmaci in matrici polimeriche preparate, utilizzando scCO2. In entrambi i casi, la ricerca mirerà alla realizzazione di un sistema matrice-principio attivo che possa consentire elevate prestazioni dal punto di vista del caricamento del principio, della cinetica di rilascio e/o della capacità di rispondere a stimoli. A tal fine sarà studiato l'effetto su tali prestazioni della natura dei monomeri e dei tensioattivi, dell'eventuale presenza di reticolanti e di eventuali comonomeri, della natura del principio attivo, delle concentrazioni relative delle diverse specie. Come monomeri modello saranno scelti il vinilpirrolidone (VP) e il vinilidene fluoruro (VF2) la cui polimerizzazione è stata già oggetto di indagini nel laboratorio del proponente. Come principi attivi modello saranno investigate diverse molecole dotate di attività farmacologica appartenenti alla classe degli anti-infiammatori non steroidei, progestinici, antibiotici, ad esempio ibuprofen, ketoprofene, griseofulvin, prednisolone, prednisolone acetato, amoxicilina e rifampicina. Una prima linea di azione sarà orientata ad indagare la possibilità di preparare il dispositivo di rilascio controllato in un singolo stadio tramite polimerizzazione eterogenea di opportuni monomeri vinilici in mezzi disperdenti a base di biossido di carbonio in presenza di idonei principi attivi. In particolare, sarà studiata la polimerizzazione del VP in presenza di opportuni reticolanti e stabilizzanti. La seconda linea di azione prevedrà, invece, la preparazione della stessa matrice polimerica in assenza del principio attivo che sarà impregnata dallo stesso in un secondo tempo utilizzando scCO2.I dispositivi di rilascio realizzati con le due tecniche saranno confrontati al fine di valutare i pregi e i difetti delle due diverse metodologie. Questa fase della sperimentazione sarà progettata in cooperazione con l'unità di Trieste. Sembra plausibile presumere che confrontando i risultati ottenuti mediante la procedura di incorporazione reattiva con quelli di test di impregnazione dovrebbe essere possibile formulare ipotesi sui parametri chiave che controllano il processo di incorporazione del farmaco. Sarà, inoltre, investigato l'effetto dei i parametri operativi sulle prestazioni dei dispositivi di rilascio controllato. Dal punto di vista operativo la ricerca si svilupperà nelle seguenti fasi scadenzate lungo la durata del programma come di seguito indicato: fase a) valutazione e selezione del sistema farmaco/tensioattivo/VP(0-9 mesi); fase b) studio sistematico dei parametri operativi che determinano la quantità di farmaco incorporata e la sua cinetica di rilascio (6-21 Mesi) fase c) confronto delle prestazioni dei dispositivi ottenuti mediante il processo monostadio di "impregnazione reattiva" con quelle delle matrici preparate mediante impregnazione (12-24 mesi). La caratterizzazione del polimero sarà eseguita mediante GPC, spettroscopia FT-IR e microscopia elettronica utilizzando oltre al SEM Philips in dotazione all'unita operativa palermitana anche il microscopio elettronico ad emissione di campo disponibile presso l'unità di Salerno. Si valuterà inoltre per ogni matrice sintetizzata la sua capacità di rigonfiamento in fase acquosa al variare del pH. Gli esperimenti di polimerizzazione o modificazione saranno condotti a pressioni inferiori a 40 MPa e temperature inferiori a 150°C in reattori discontinui del volume di 20-40 ml controllati mediante un opportuno sistema di controllo ed acquisizione dati che permetterà di rilevare gli andamenti de