RICERCA ITALIANA     

PROPRIETA' FISICHE DI BIOMATRICI NANOSTRUTTURATE A BASE POLIMERICA

Università degli Studi di Parma

Abstract

Il progetto si propone di approfondire la studio delle proprieta' strutturali e dinamiche di matrici basate su polimeri naturali e sintetici. L'obiettivo di questo studio e' duplice:
- migliorare la conoscenza degli aspetti di base delle interazioni solvente-soluto in gel chimici e fisici;
- utilizzare le informazioni cosi' ottenute per ottimizzare la progettazione di strutture polimeriche e biopolimeriche di interesse per applicazioni biomediche: in particolare nanostrutture per la veicolazione controllata di farmaci.
Il progetto prevede lo studio di due tipi di materiali:
i) matrici basate su l'alcool polivinilico opportunamente modificato per poter ottenere microsfere di idrogel con grande sviluppo superficiale e quindi con elevata capacità di carico di farmaci scarsamente solubili (come ad esempio i farmaci antitumorali) e difficilmente veicolabili da soli.
ii) matrici basate sull'acido ialuronico, HYA, un biopolimero presente nei fluidi sinoviali dei mammiferi. Si studiera' una versione derivatizzata del HYA in cui il 4% dei residui è sostituito con catene idrofobiche alchiliche. Questa forma modificata del HYA e' in grado di formare, anche a concentrazioni di polimero molto ridotte (c < 10 g/l), idrogel stabili con notevoli proprieta' viscoelastiche.
Il nostro obiettivo e' dotare i nuovi sistemi di proprieta', assenti nei materiali di partenza, che rendano possibile >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Antonio Deriu Università degli Studi di PARMA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il progetto si propone studiare delle proprieta' strutturali e dinamiche di matrici innovative (formate da gel e nanogel) adatte per la veicolazione controllata dei farmaci. In particolare si intende studiare:
i) matrici basate su l'alcool polivinilico opportunamente modificato per poter ottenere microsfere di idrogel con grande sviluppo superficiale e quindi con elevata capacità di carico di farmaci scarsamente solubili (come ad esempio i farmaci antitumorali) e difficilmente veicolabili da soli.
ii) matrici basate sull'acido ialuronico, HYA, un biopolimero presente nei fluidi sinoviali dei mammiferi. Si studiera' una versione derivatizzata del HYA in cui il 4% dei residui è sostituito con catene idrofobiche alchiliche. Questa forma modificata del HYA e' in grado di formare, anche a concentrazioni di polimero molto ridotte (c < 10 g/l), idrogel stabili con notevoli proprieta' viscoelastiche.
Il nostro obiettivo è quello di ottenere e caratterizzare sistemi con buone caratteristiche di incapsulazione di molecole bioattive scarsamente o affatto solubili, rilascio localizzato con cinetica controllata, elevata biocompatibilità e quindi bassa risposta immunitaria.
I vettori saranno ottenuti in forma di gel e nanogel. Una accurata progettazione di questi materiali e' necessaria per ottimizzare la localizzazione e l'efficienza di rilascio dei farmaci trasportati. Un altro aspetto assai rilevante che >>>

Risultati parziali attesi

Ci proponiamo di preparare e caratterizzare biomatrici innovative da impiegare come vettori per molecole farmacologicamente attive con caratteristiche di bassa solubilita'. La disponibilta' di tali matrici, con elevate caratteristiche di biocompatibilita' (bassissima risposta immunitaria), consentira' di aumentare la biodisponibilita' dei farmaci realizzando un rilascio localizzato e con cinetiche modulabili.

Il principale risultato atteso per questo progetto e' la messa a punto di protocolli di preparazione ottimizzati per le due classi di biomatrici che si intende studiare:
i) matrici basate su l'alcool polivinilico opportunamente modificato per poter ottenere microsfere di idrogel con grande sviluppo superficiale e quindi con elevata capacità di carico di farmaci scarsamente solubili (come ad esempio i farmaci antitumorali) e difficilmente veicolabili da soli.
ii) matrici basate su una forma modificata dell'acido ialuronico (in cui il 4% dei residui è sostituito con catene idrofobiche alchiliche) che e' in grado di formare, anche a concentrazioni di polimero molto ridotte (c < 10 g/l), idrogel stabili con notevoli proprieta' viscoelastiche.

Le informazioni ottenute sui gel di PVAMA saranno anche utili come punto di partenza per ulteriori studi su nuovi sistemi multifunzionali basati sul PVA. Come esempio si possono citare studi recenti che hanno mostrato come, incapsulando >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Negli anni recenti la ricerca farmaceutica ha dovuto affrontare problemi complessi connessi con lo sviluppo di nuove metodologie terapeutiche. La progettazione di nuovi sistemi farmacologicamente attivi richiede un approccio integrato in cui l'azione del principio attivo venga assistita e massimizzata grazie ad un opportuno mezzo di trasporto che consenta anche il rilascio controllato del farmaco nella regione in cui questo deve agire. Tali vettori sono per lo più sistemi idrogel costituiti da un mezzo disperdente e da una componente polimerica in grado di rispondere a gradienti di parametri fisici e chimici come temperatura, pH, affinità a recettori, ecc... Questi sistemi costituiscono un settore importante dei biomateriali ed il loro studio è destinato a svilupparsi ulteriormente nei prossimi anni [1-3]. L'obiettivo è quello di ottenere sistemi che offrano una alta biodisponibilità del farmaco, un rilascio localizzato con cinetica controllata e complessivamente una elevata biocompatibilità. Questi obiettivi si possono realizzare con l'uso di nuove piattaforme polimeriche. In quest'ottica, nel presente progetto si utilizzeranno due tipi di biomatrici con differenti caratteristiche fisiche e chimiche:
(i) micro/nanogel iniettabili a base di alcool polivinilico;
(ii) idrogel macroscopici a base di acido ialuronico.
Le caratteristiche più importanti dei sistemi (i) sono:
- Rapporto superficie/volume molto grande, ottimale per il >>>