NANOPARTICLES AND NANOFIBERS AS DRUG DELIVERY SYSTEMS OF POORLY SOLUBLE DRUGS

Abstract

La via sistemica rappresenta la scelta più comune per la somministrazione di attivi e per lottenimento delleffetto terapeutico. Ad essa sono associate una serie di limitazioni tra cui la distribuzione aspecifica del farmaco responsabile della scarsa efficacia terapeutica e degli effetti collaterali che si tramutano in effetti tossici su siti differenti dal bersaglio terapeutico. Per questo motivo, vie di somministrazione a rilascio locale hanno di recente attratto la ricerca scientifica nel formulare sistemi in grado di veicolare lagente terapeutico su cellule o tessuti specifici; tale operazione è nota come drug targeting. In questo contesto, trovano largo interessa la nanomedicina e lingegneria tissutale, campi che in maniera sinergistica collaborano nellideazione di sistemi innovativi volti alla somministrazione del farmaco in situ. La strategia si basa sulla realizzazione di impianti intelligenti, capaci di risolvere limitazioni legate ai convenzionali sistemi di somministrazione. Numerose ricerche hanno messo in evidenza come sistemi nanoparticellari e sistemi nanofibrosi, ottenuti tramite limpiego di biopolimeri naturali e semisintetici, siano particolarmente efficaci nella veicolazione di principi attivi poco solubili o scarsamente biodisponibili. Quando opportunamente funzionalizzati e somministrati in prossimità del sito bersaglio, entrambi i sistemi favoriscono il rilascio sito-specifico del farmaco, riducendo lesposizione sistemica dellattivo, minimizzando la tossicità e migliorandone lefficacia. Lefficienza di tali sistemi è sia legata alla scelta dei biomateriali, ma soprattutto allelevata area superficiale data dalle dimensioni nanometriche. Biocompatibilità, biodegradabilità e capacità di essere facilmente suscettibili a modifiche chimiche sono aspetti ricercati nella formulazione di sistemi di rilascio di questo tipo. Il presente progetto di dottorato si inserisce in questo ambito ed è, specificatamente volto allottenimento di nanosistemi (nanoparticelle, nanofibre e/o sistemi ibridi) in grado di migliorare la biostabilità e la biodisponibilità di farmaci poco solubili e garantire un rilascio sito-specificoThe systemic route is the most common choice to administrate active molecules and to reach the therapeutic effect. Several limitations, including non-specific drug distribution, uncontrolled side effects and poor therapeutic efficacy that turn into toxic effects on sites different from the therapeutic target, mostly affect this route. For this reason, locally-released administration routes have recently attracted scientific research and novel systems aimed to carry therapeutic agents directly to specific cells or tissues are nowadays developed. In this context, nanomedicine and tissue engineering are broadly involved. These fields can work together in designing innovative and smart systems for in situ drug administration, solving all limitations linked to conventional drug delivery systems. Numerous studies have shown that nanoparticle and nanofibrous systems, obtained from natural and semi-synthetic biopolymers, are particularly effective in conveying poorly soluble or poorly bioavailable active ingredients. When properly functionalized or administered near the target site, both systems favor site-specific drug release, reducing systemic drug exposure, minimizing toxicity and improving its efficacy. The efficiency of these systems is linked either to the biomaterials employed, but especially to the high surface area given by the nanometric dimensions. Biocompatibility, biodegradability, and ability to be easily chemically modified are sought aspects during the formulation of this kind of nanosystems. This doctoral project is specifically aimed at developing novel polymeric nano-systems (nanoparticles, nanofibres and / or hybrid systems) able to improve biostability and bioavailability of poorly soluble drugs and guaranteeing a site-specific release

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