Preparazione e caratterizzazione di nuovi sistemi polimerici per il rilascio controllato di farmaci

Il presente lavoro di tesi è inserito nell’ambito di un progetto di ricerca condotto dal gruppo di Biomateriali volto allo sviluppo e alla realizzazione di sistemi per il rilascio controllato di farmaci.

La scelta dei materiali polimerici di base per la realizzazione di membrane porose è caduta sia su polimeri commerciali (PMMA) che su polimeri di sintesi (copolimeri a base di metilmetacrilato e acido acrilico MMA/AA).
Il polimetilmetacrilato (PMMA) è un polimero diffuso in varie applicazioni in ambito biomedico (per la sue caratteristiche di emocompatibilità e biocompatibilità) e le sueproprietà, sia fisiche che chimiche, sono già state ampiamente studiate e chiarite da tempo.

I copolimeri sintetizzati nei laboratori del Dipartimento di Ingegneria Chimica avendo la presenza di alcuni gruppi funzionali acrilici nella catena polimerica presentano una diminuzione dell’idrofobicità del materiale (data dal PMMA), con conseguente aumento della capacità di permeazione e di diffusione del fluido di solubilizzazione del farmaco all’interno della membrana (e questo ha un effetto sulle proprietà di rilascio), oltre all’instaurarsi di interazioni con le molecole del farmaco, con conseguente influenza sulla cinetica di rilascio.

Come farmaco per la presente ricerca è stato selezionato l’acido folico, che viene usato in ricerca come composto modello per la sua alta lipofilicità e per la sua somiglianza, con il metotrexato, un noto farmaco antineoplastico.
Tale farmaco trova applicazione anche nel trattamento dell’aterosclerosi; infatti esiste una relazione inversa fra la patologia aterosclerotica e la concentrazione nel siero di acido folico (anche detto vitamina B11), vitamina B12 e vitamina B6. Quando si ha una concentrazione insufficiente di queste vitamine nel siero, il sistema di riciclo rallenta e la produzione dell’agente di metilazione, S-adenosilmetionina, è ridotto.

Inoltre si è ritenuto di elevato interesse tale farmaco perché l’acido folico riveste anche notevole importanza per quanto riguarda il rilascio mirato di farmaco nella terapia tumorale in quanto si lega con un antigene chiamato recettore dell’acido folico (FR) esistente sulle superfici delle cellule tumorali.
La ricerca oggetto del presente lavoro di tesi ha avuto tra i suoi scopi principali lo studio dell’influenza della scelta e della variazione dei parametri in gioco nelle tecniche di inversione di fase adottate (concentrazione, solventi, coagulante, additivi, polimeri idrosolubili) sulla morfologia e microporosità delle membrane ottenute e quindi sulle proprietà di trasporto e di rilascio delle matrici polimeriche prodotte.

Dopo la preparazione delle membrane ed una attenta caratterizzazione morfologica, si è passati, attraverso una graduale selezione, alla caratterizzazione funzionale dei sistemi che presentavano caratteristiche di porosità idonee per la realizzazione di sistemi a rilascio di farmaco con test di permeabilità e di rilascio di farmaco e relative valutazioni della cinetica di rilascio; mediante uno studio matematico-teorico è stata quindi condotta la valutazione delle grandezze caratteristiche delle proprietà di trasporto (permeabilità, diffusività efficace).