Appunti Tecnologia farmaceutica completi

! DA SAPERE LA STRUTTURA IN

GENERALE E LE CARATTERSTICHE

CHIMICHE DELLE STRUTTURE CHE

VENGONO RIPORTATE (gruppi idrofili,

idrofobi e principali reazioni)

Eccipien� inorganici

Sono principalmente usa� come eccipien�

riempi�vi

tecnologici quali (fosfato di calcio

lubrifican�

bibasico), (biossido di silicio colloidale,

struturan� opacizzan�

talco), (bentonite),

(biossido di �tanio).

Zuccheri e polioli riempi�vi, dolcifican�.

Sono eccipien� di �po tecnologico, usa� come o come

Per gli zuccheri per es. monosaccaridi (glucosio,

zucchero

frutosio), disaccaridi (saccarosio, latosio). Lo

inver�to saccarosio

è il idrolizzato a glucosio e frutosio

(inver�to perché il potere o�co rotatorio passa da

posi�vo, per il saccarosio, a nega�vo per la miscela dei

due monosaccaridi).

Per i polioli per es. mannitolo e sorbitolo (usato anche come dolcificante per sciroppi senza saccarosio, non

ha potere diabe�zzante)

Altre classi di eccipien� saranno trata� nelle forme farmaceu�che dove sono più usa� (per es. tensioa�vi

con emulsioni e creme)

Polimeri di tante piccole

I polimeri sono grandi molecole formate dall’unione

unità chimiche ripetute, legate tra loro da legami covalen�. Si

polimerizzazione,

otengono atraverso un processo chiamato in cui

monomeri, uniscono

le unità di base, dete si fino a formare

compos� con peso molecolare molto elevato.

Non riuscirò mai ad otenere un polimero con tute le molecole della stessa grandezza, (per questo alla n).

numero di molecole gaussiana pesi

Infa� e ho un esse si distribuiranno secondo una curva a seconda dei

molecolari; quindi avrò poche molecole con peso molecolare molto basso o molto alto, la maggior parte si

concentrerà nel peso molecolare medio. Le molecole con peso molecolare molto grande avranno

carateris�che molto diverse da quelle a basso peso molecolare, quindi nel polimero è normale non avere

puro gaussiana streta.

un'uniformità di molecole. Se avrò un polimero molto avrò una molto 41

Dendrimeri albero, strutura centrale

I dendrimeri sono macromolecole a forma di cos�tuite da una da cui partono

rami che si ripetono in modo regolare e simmetrico. Crescendo, ques� rami formano una strutura molto

trasportare altre molecole

ramificata e tridimensionale. Grazie alla loro forma, i dendrimeri possono al loro

interno o legarle alla superficie, e per questo trovano applicazione in campi come la medicina, ad esempio

per veicolare farmaci.

Polimeri re�cola�

polimero crosslinked catene collegate

Un (o re�colato) e un polimero in cui le diverse sono tra loro tramite

legami chimici rete tridimensionale. rigido

che formano una sorta di Questa strutura rende il materiale più

resistente.

e idrogel, catene

Un polimero crosslinked, quando usato per formare un e cos�tuito da polimeriche legate tra

re�colazione rete tridimensionale

loro tramite pun� di che creano una capace di tratenere grandi quan�tà

acqua. rete gonfia

di Questa non si scioglie in acqua proprio grazie alle connessioni tra le catene, ma resta e

morbida. Per questo i polimeri crosslinked sono alla base degli idrogeli, materiali usa� in medicina,

cosme�ca e ingegneria dei tessu�

Carateris�che chimico-fisiche principali

Peso molecolare

• Volume di idratazione

• Idrofilia/idrofobia (si può predeterminare cambiando le percentuali del monomero A e del

• monomero B nei copolimeri)

Solubilità

• Biodegradabilità importante nella terapia sotocute

• 

Durezza/fragilità/plas�cità

• Cristallinità

• Viscosità

• Carica

•

Polidispersità catene polimeriche

La polidispersità di un polimero indica quanto le presen� in un campione hanno

lunghezze diverse tra loro. Ovviamente, non tute le catene hanno lo stesso numero di unità (monomeri),

grado

ma alcune sono più corte e altre più lunghe. Il di polidispersità si misura con un indice (Indice di

rapporto

Polidispersità, PDI), che è il tra il peso molecolare medio ponderale e quello medio numerico. Un

PDI vicino a 1 significa che tute le catene hanno lunghezze simili (polimero molto uniforme), mentre valori

più al� indicano una maggiore varietà di lunghezze. Le proteine hanno PDI = 1. 42

Quello che otengo da una reazione di polimerizzazione è una

gaussiana.

curva Inizialmente ho le molecole a basso peso

molecolare fino all’apice della curva per poi avere una

prevalenza di molecole ad elevato peso molecolare.

Un polimero deve avere un peso molecolare di 10 nm, albumina

pesa 65 kD, ma ci sono polimeri con pesi diversi, allora cosa

cambia tra albumina e polimero e tra polimero e polimero?

Le proteine sono fate di amminoacidi, ciò che differenzia una proteina da un'altra è la strutura

tridimensionale (che determinala sua a�vità), è stabile, globulare. Un polimero invece è random, può

essere più o meno esteso a seconda dei monomeri che lo compongono, se ha varie cariche è esteso ed

idratato, se invece è compato è meno esteso e meno idratato.

La proteina è idratata solo sulla superficie quindi l’interazione con acqua è minore perché all’interno sono

dispos� gli amminoacidi idrofobici, mentre il polimero può essere molto più idratato, specialmente se ha

molte cariche ioniche che atraggono acqua. Se il polimero è carico e idrofilo, si espande e tra�ene più

acqua; se è più idrofobico, può diventare compato e meno idratato.

Una proteina da 20 Kdalton non viene eliminata per via renale, invece un polimero dello stesso peso viene

eliminato, questo dipende dalla strutura, la proteina essendo stabile, e non modificabile, globulare non

passa atraverso il filtro, mentre il polimero essendo struturalmente random può modificarsi. È importante

che il polimero venga eliminato quando non è biodegradabile altrimen� si accumula nel fegato.

purezza forma

Ciò che mi determina la del polimero è la della

gaussiana. Se ha una forma alta e streta allora è molto puro, se

invece è poco puro la forma è allungata.

peso molecolare medio numerale peso molecolare medio

Il e il

ponderale sono due modi diversi di definire un valore medio del

peso molecolare in una miscela di polimeri, perché in realtà un

polimero non ha un singolo peso molecolare ma una

distribuzione di pesi.

Peso molecolare medio numerale - È la media aritme�ca dei pesi

molecolari dei singoli polimeri, contando ogni molecola allo

stesso modo, indipendentemente dalla sua massa.

Peso molecolare medio ponderale - È una media pesata in base

alla massa delle molecole, quindi le molecole più pesan�

contribuiscono di più al valore medio.

Qual è la polidisperisità di una proteina? Le proteine dato che hanno tute lo stesso peso molecolare,

generano una linea, e non una gaussiana, e quindi la polidispersità è uguale 1 43

Gruppi funzionali dei polimeri importan�

I gruppi chimici che si trovano nella catena di un polimero sono molto perché determinano le

proprietà del materiale. idrofili, sciogliersi

Se un polimero ha gruppi può facilmente in acqua.

• idrofobi solven� organici

Se invece ha gruppi o catene alchiliche, si scioglie meglio in come l’alcool

• o l’etanolo. idrofili idrofobi, acqua

Se un polimero con�ene sia gruppi sia può sciogliersi sia in sia in solven�

• organici.

In pra�ca, il �po di gruppi chimici presen� determina dove il polimero può sciogliersi e possono variare il

polimeri variazioni di pH

loro caratere in funzione del pH, otenendo in grado di rispondere a (per es. film

gastroresisten� per compresse)

Polisaccaridi polimeri diversi zuccheri

Sono di

• naturale

Principalmente di origine che eventualmente possono esser modifica� chimicamente

• eccipien�

Molto usa� come

• Polimero del glucosio a strutura ramificata

composto da legami e

(1→4) (1→6)

Polimero del glucosio a strutura lineare composto da legami

(1→4)

Amido glicolato, e il derivato carbossime�lico dell’amido,

presenta un’aumentata idrofilia che ne esalta il ruolo come

disgregante.

Polisaccaridi: cellulosa e deriva�

cellulosa microcristallina depolimerizzata

La (CMC) e il derivato della parzialmente e

• -cellulosa

purificata

Polimero di glucosio con legami (non idrolizzabile dal corpo umano)

• (1→4)

Eccipiente polifunzionale in quanto può esser usato come diluente, legante e disaggregante

• deriva�

Esistono mol� con carateris�che diverse

• 44

Cellulosa acetato �alato (CAF) insolubile in ambiente acido mentre il gruppo

carbossilico del �alato conferisce solubilità in nell’ambiente neutro

dell’intes�no. Usata per rives�men� gastroresisten�.

R = -CH3, Me�lcellulosa (MC; 27- 32% di gruppi idrossilici sos�tui�

con etere me�lico). Usata come legante è pra�camente insolubile in

acqua e forma una dispersione colloidale

R = -CH2CH3, E�lcellulosa (EC; gruppi idrossilici sos�tui� con etere

e�lico). Insolubile in acqua e usata come legante e per rallentare la

disgregazione delle compresse

R = -CH2CH(OH)CH3, Idrossirpopilcellulosa (HPC). Solubile, usata come legante.

R = -CH2CH(OH)CH3 e –CH3 Idrossirpopilme�lcellulosa (HPMC). Solubile ma lentamente, usata come

legante o disintegrante

Polie�leni basso PM liquidi PM

I PEG a (<1000 Da) sono mentre a

maggiori cerosi

sono con temperature di fusione crescen� in

funzione del PM.

fusione desiderata.

Mescolando diversi PM si può otenere una temperatura di

plas�fican� solven�, legan�

I bassi PM si usano come o mentre gli al� PM si usano o come base (veicolo)

nei suppositori idrofilica,

PEG parte poliisopropilglicole

parte idrofobica. tensioa�vo,

Molto usato come agente

solubilizzante.

Polimeri acrilici farmaceu�co

Sono polimeri che trovano ampio uso in campo da

eccipien� matrici di rilascio

e di farmaci e materiali per len� a

contato etc. polimerizzazione

Si otengono per di acido acrilico o deriva� e

spesso si trova in forma di copolimeri estere

In base a R2 possiamo avere un (me�lico, e�lico,

carbossile. gruppi carbossilici

etc) o un La percentuale di

solubilità funzione del pH.

determina la del polimero in

Il copolimero con il 50% di gruppi carbossilici (Eud