Preparazione di nanoparticelle Dott.ssa Sonia Trombino

Nanoparticelle polimeriche, nanoparticelle lipidiche solide (SLN), micelle polimeriche sono vettori colloidali per il direzionamento sito-specifico ed il rilascio controllato di: Farmaci Vaccini - Oligonucleotidi

MODALITA’ DI INCORPORAZIONE DEL PRINCIPIO ATTIVO B MODALITA’ DI INCORPORAZIONE DEL PRINCIPIO ATTIVO A. Principio attivo disciolto nella matrice della nanosfera B. Principio attivo disperso (“intrappolato”) nella matrice della nanosfera C. Principio attivo adsorbito sulla superficie della nanosfera D. Principio attivo incapsulato dalla membrana della nanocapsula E. Principio attivo adsorbito sulla superficie della nanocapsula

Metodi di preparazione delle nanoparticelle Metodi che utilizzano polimeri preformati Polimeri solubili o insolubili in acqua - Polimeri naturali, semi-sintetici o sintetici Metodi che richiedono una reazione di polimerizzazione di - Monomeri idrofili o lipofili

La scelta del metodo e del polimero dipende da: proprietà chimico-fisiche del PA caratteristiche del rilascio obiettivi terapeutici via di somministrazione - biodegredabilità/biocompatibilità Da un punto di vista tecnologico è importante: caricamento di farmaco (mg o mg PA/mg polvere) rese di produzione - possibilità di scale-up di processo

Metodi che utilizzano polimeri preformati Vantaggi: - Proprietà chimico-fisiche del materiale ben caratterizzate - Elevati standard di sicurezza ed accettabilità - Assenza di monomeri residui e/o reagenti di polimerizzazione (catalizzatori, iniziatori) - Assenza di possibili reazioni tra farmaco e monomero POLIMERI Etil-cellulosa Cellulosa acetato Gelatina Sodio alginato PLA PLGA

I metodi di preparazione si distinguono in base alla solubilità del polimero. Nanoparticelle da polimeri INSOLUBILI in acqua Metodo dell’evaporazione di solvente H2O e solventi organici IMMISCIBILI Emulsione O/A Sospensione nanoparticelle Evaporazione del solvente Omogenizzazione

Polimero e farmaco LIPOFILO sono disciolti in un solvente organico IMMISCIBILE con acqua (cloruro di metilene, etile acetato) • Fase acquosa contenente un tensioattivo (PVA, polisorbati, sodiolaurilsolfato, gelatina) • Formazione di un’emulsione O/A mediante omogeneizzatore ad alta pressione o mediante ultrasuoni per ottenere gocce di dimensioni colloidali • Le particelle solide si formano dopo diffusione del solvente organico nella fase esterna acquosa e sua evaporazione, con conseguente precipitazione del farmaco e del polimero (che ingloba il farmaco tra le catene)

Nanoparticelle da polimeri INSOLUBILI in acqua Metodo del salting-out H2O e solventi organici MISCIBILI Si basa sulla selezione di opportuni sali capaci di provocare separazione dalla fase acquosa di un solvente organico (acetone) miscibile con essa.

Nanoparticelle da polimeri SOLUBILI in acqua Metodo della emulsione A/O Polimeri: albumina, gelatina, polisaccaridi (chitosano, alginato) Il calore denatura il polimero (la proteina) e questo fa formare le particelle insolubili. In alternativa, si usano agenti reticolanti (es.glutaraldeide)

Nanoparticelle da polimeri SOLUBILI in acqua Metodo della emulsione A/O Per farmaci idrosolubili oppure da adsorbire in superficie una volta formata la particella Problemi: uso dell’olio (da rimuovere con solventi), stabilità termica del PA, interazione del PA con gli agenti reticolanti

Nanoparticelle da polimeri SOLUBILI in acqua Tecniche di separazione di fase o COACERVAZIONE La coacervazione di macromolecole solubili in acqua (gelatina, albumina) si può ottenere mediante: cambiamenti di pH - addizione di agenti desolvatanti (sali, solventi organici miscibili con acqua – etanolo, isopropanolo) Il sistema deve essere mantenuto IN AGITAZIONE (OMOGENEIZZAZIONE) per evitare l’aggregazione tra particelle. Esse vengono solidificate per reticolazione con aldeidi.

APPLICAZIONI TERAPEUTICHE DELLE NANOPARTICELLE Direzionamento di farmaci nella chemioterapia antitumorale L’uso di nanoparticelle diminuisce la tossicità di molti chemioterapici e ne allunga la durata di azione Trattamento di infezioni intracellulari Somminisstrazione orale di peptidi e proteine Somministrazione orale o nasale di vaccini Somministrazione oculare

FINE