RICERCA ITALIANA     

Sviluppo di materiali polimerici per applicazioni biomediche mediante tecnologie innovative sostenibili

Università degli Studi di Trieste

Abstract

L'utilizzazione di polimeri quali biomateriali richiedono che venga rivolta una sempre maggiore attenzione ai processi di produzione dei polimeri e alla realizzazione di nuovi polimeri con caratteristiche specifiche. Uno dei problemi più importanti da risolvere è connesso con la possibilità di avere cicli di produzione che rientrino nelle norme fissate dalle regolamentazioni internazionali. Particolare cura è riservata all'eliminazione di ogni possibile contaminante. Le caratteristiche peculiari dei fluidi supercritici (FSC) consentono di produrre materiali innovativi con caratteristiche non ottenibili con le tecniche tradizionali e in assenza di residui di solvente nel prodotto finale. I materiali che verranno trattati sono monomeri per la produzione dei polimeri che verranno successivamente funzionalizzati con l'introduzione di farmaci o di altri componenti ad attività angiogenica. Per lo stesso scopo saranno anche utilizzati polimeri prodotti in maniera tradizionale ma comunque conforme alle norme sanitarie. In particolare saranno utilizzate tecniche di polimerizzazione in dispersione in CO2 supercritico, tecniche di precipitazione mediante antisolvente supercritico, di atomizzazione assistita mediante fluido supercritico, di impregnazione di amtrici polimeriche e di produzione di membrane e schiume polimeriche.
Le unità di ricerca saranno coinvolte sia nella produzione dei nuovi materiali, sia nello sviluppo e nell'ingegnerizzazione dei processi. Per ogni >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Ireneo KIKIC Università degli Studi di TRIESTE

Obiettivo del Programma di Ricerca

La ricerca nel campo dell'ingegneria chimica si sta sempre più rivolgendo a settori di frontiera con altre discipline quali la scienza dei materiali, la tecnologia farmaceutica, la biologia, la medicina. E' perciò sempre più sentita la necessità di confrontarsi con tematiche differenti da quelle tradizionali ma che si possono affrontare con le metodologie tipiche dell'ingegneria chimica. Per citare un esempio: studiare i processi diffusivi all'interno di una particella di catalizzatore o quelli di un liquido in un'apparecchiatura di estrazione liquido-liquido non è molto diverso, da un punto di vista dei fenomeni fisici coinvolti, dallo studiare il processo di rilascio di farmaci all'interno del corpo umano. Il nuovo problema è reso più difficile dalla diversa natura del sistema al contorno.
Partendo da questa esigenza il presente progetto di ricerca si pone l'obiettivo di applicare nuove tecnologie di avanguardia, ma che si stanno rapidamente consolidando, nell'ambito dei processi chimici ad argomenti del settore biomedico. Si vogliono cioè produrre sia farmaci a rilascio controllato, sia polimeri per uso biomedico sia mezzi per la realizzazione di impianti tessutali con tecnologie a basso impatto ambientale.
La tecnologia che si intende utilizzare è quella che sfrutta i fluidi supercritici.
Le unità di ricerca posseggono un significativo know-how sui diversi processi che utilizzano la tecnologia con fluidi supercritici come testimoniato dalla recente >>>

Risultati parziali attesi

La prima fase di lavoro deve fornire tutti i dati chimico-fisici necessari allo svolgiemnto corretto delle prove sperimentali della fase successiva. Il lavoro sarà condotto sia su base bibbliografica sia su base speriemntale.
Il risultato maggiore atteso è la comprensione del comportamento termodinamico delle miscele solvente/fluido supercritico/soluto e delle miscele di polimerizzazione in presenza di tensioattivo. La buona comprensione del comportaemnto di fase è infatti fondamentale per ben impostare le prove sperimentali e per raggiungere una adeguata comprensione della fenomenologia dei processi studiati.
In questa fase saranno anche modificati gli impianti esistenti e saranno state effettuate le prove sperimentali per la generazione di microparticelle di farmaci, di polimeri e di sistemi compositi polimero/farmaco e schiume di polimero. Inoltre i materiali saranno stati caratterizzati con le opportune tecniche analitiche. Il primo risultato atteso è la comprensione della fenomenologia dei processi proposti con particolare attenzione al legame fra le variabili operative e le caratteristiche del prodotti. Inoltre ci si attende di generare uno o più sistemi farmaco/polimero da proporre come nuovi prodotti per il rilascio controllato di farmaco. Ci si propone di fornire un quadro di insieme delle tecniche proposte in relazione al loro campo di applicazione. Ovvero si vuole redigere una griglia di applicazione dei processi, individuando per ciascuno di essi >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il trattamento di malattie quali il diabete, l'osteoporosi, l'asma, di diversi disturbi cardiaci, il cancro e di molte altre ancora non è mai basato solamente sulle classiche formulazioni farmaceutiche. La biologia e la medicina hanno cominciato a ricondurre i problemi di queste malattie a problemi di scienza molecolare creando nuove opportunità terapeutiche. Tali miglioramenti sono strettamente connessi con i progressi nei biomateriali, portando allo sviluppo dei nuovi approcci terapeutici. Biomateriali sono considerati comunemente quelle sostanze che non appartengono alla categoria del cibo o dei farmaci e che, contenute nei sistemi terapeutici, sono in contatto con tessuti o con fluidi biologici. Queste sostanze, utilizzate in preparazioni biomediche e farmaceutiche, rivestono un importante ruolo nei devices extracorporei come le lenti a contatto, i dializzatori ma sono anche parti di diversi tipi d'impianti: dai pacemaker cardiaci ai vasi sanguigni. Per avere un'idea dell'importanza dei biomateriali si può affermare che essi entrano in più di 8000 tipi di devices medici, in più di 2500 prodotti diagnostici e in più di 40000 diverse preparazioni farmaceutiche [1].
Anche se i biomateriali hanno già contribuito al successo di un gran numero di approcci terapeutici c'è tutt'ora la necessità di trovare materiali sia ceramici che metallici che polimerici con caratteristiche migliori per le diverse applicazioni. In particolare si ritiene che possano essere apportati >>>