Polimerosomi

POLIMEROSOMI sono vescicole sferiche, lamellari e cave, costituiti da

polimeri sintetici o di derivazione naturale, ma

costituzionalmente diversi dai sistemi pseudo-biologici, si

prestano ad essere impiegati nel drug delivery system.

Molecole idrofile sono intrappolate all’interno del core

acquoso della vescicola. Molecole idrofobe si

solubilizzano all’interno della porzione idrofobica del

doppio strato polimerico che forma la membrana.

Esistono polimeri sia solubili che insolubili in acqua ma

normalmente non formano strutture che si

autoassemblano, affinché questo possa succedere

bisogna sintetizzare dei polimeri particolari, che sono dei

copolimeri a loro volta particolari perché sono divisi a

copolimeri a loro volta particolari perché sono divisi a blocchi, è come se fossero due polimeri diversi fatti reagire tra

loro a due estremità e legati insieme; perché un normale copolimero è un polimero formato da due o più monomeri

che possono avere delle sequenze di vario tipo magari anche random, qui invece le due parti del copolimero sono

esattamente contraddistinte, perciò vengono dette a blocchi. C’è una porzione polimerica idrofila, legata

covalentemente ad un’altra porzione lipofila, perché il senso del self assembling di questi copolimeri a blocchi c’è se i

due blocchi sono di natura diversa. Il peso molecolare non può essere troppo elevato perché se i due blocchi sono

troppo lunghi il self assembling è difficile, considerando entrambi i blocchi il PM dovrebbe andare tra i 2000 e i 10000,

quindi basso. Se questi copolimeri a blocchi vengono posti in acqua la parte idrofila protegge quella idrofoba. Succede

quello che succede nei tensioattivi, il blocco idrofilo cerca l’acqua e quello lipofilo invece no, ciò porta le molecole del

polimero ad organizzarsi in una certa maniera. Si possono poi formare due tipi di strutture: micelle polimeriche o

polimerosomi. Intanto la molecola in acqua avrà una sua minima solubilità in dipendenza dell’importanza del blocco

idrofilo che c’è nel copolimero. Una minima quantità del copolimero a blocco, così come fanno i tensioattivi e i

fosfolipidi, si solubilizza in acqua, ma quanto copolimero a blocco riesce a solubilizzarsi in acqua dipende dal PM, dalla

lunghezza dei due blocchi, ad es se è più lunga la porzione lipofila rispetto alla idrofila si solubilizzerà di meno in

acqua. Se la porzione idrofila è troppo piccola rispetto a quella lipofila in acqua non si forma proprio niente perché

insolubile, allo stesso modo se la porzione lipofila è troppo piccola rispetto all’idrofila non si formerà nessuna struttura

di self-assembling perché si solubilizzerà in acqua e non farà nient’altro. Se porzione idrofila e lipofila di lunghezza

simile è più probabile che in acqua formi qualcosa da solo (self-assembling). Anche se il pm delle due porzioni è uguale

non si può sapere a priori come si comporta, si sintetizza e poi si vede come si comporta, se troppo solubile poi vado

ad allungare la porzione idrofoba e viceversa. La cosa più semplice che un copolimero con le due porzioni simili può

formare in acqua è una micella polimerica, sulla falsa riga delle micelle tradizionali formate da tensioattivi, col blocco

lipofilo che punta verso l’interno della micella e quello idrofilo verso l’esterno. Ovviamente al centro della micella

polimerica non c’è acqua. Così come per le micelle normali, anche le micelle polimeriche possono caricare i principi

attivi, di particolare importanza è il caricamento di p.a. scarsamente solubili in acqua all’interno della zona apolare

della micella polimerica. Anche la micella polimerica può essere usata come trasportatore anche a livello ematico, il

fatto che i copolimeri a blocchi siano di dimensioni così piccole anche perché se no non funzionano, fa sì che le micelle

polimeriche abbiano sempre dimensioni inferiori ai 100 nm. Ovviamente ci possono essere anche delle micelle

polimeriche funzionalizzate come coi liposomi di terza generazione, ottenute inserendo alle estremità della porzione

idrofila dei gruppi funzionali o un’altra molecola utile per il drug targeting, funzionalizzando il polimerosoma con

piccole sequenze amminoacidiche o glucidiche o anche con qualcosa di più grande come anticorpi monoclonali per

cercare di attirare la micella polimerica col p.a. all’interno verso il target (abbiamo lo stesso principio delle micelle dei

liposomi: caricare il pa., trasportarlo in circolazione ematica, rilasciarlo gradualmente e se riusciamo a funzionalizzare

la micella polimerica, orientarla da qualche parte). La micella polimerica è un sistema a cristalli liquidi liotropico, però

il diblocco potrebbe formare anche un’altra struttura oltre alla micella, a seconda delle caratteristiche del diblocco,

che è di natura completamente diversa, ed è un doppio strato come quello dei fosfolipidi, che anch’esso è un cristallo

liquido liotropico, chiamato nel caso dei fosfolipidi fase lamellare, lamella che corre parallela all’interno della fase

acquosa che sta sopra e sotto il doppio strato. In alcuni casi queste fasi lamellari persistono in questa struttura, anzi se

si aggiunge parecchio tensioattivo, le lamelle restano parallele e sovrapposte le une alle altre, abbiamo una lamella(

doppio strato) e poi acqua, una lamella e poi acqua ecc. però può anche succedere come per i fosfolipidi che la lamella

invece di procedere parallela potenzialmente all’infinito, si richiuda su se stessa a palla, a formare il POLIMEROSOMA.

Quindi il polimerosoma è una fase lamellare che si racchiude a sfera come lo era il liposoma, abbiamo acqua

all’interno e all’esterno. Anche il polimerosoma può trasportare p.a., anzi rispetto alla micella polimerica il

polimerosoma è come il liposoma, può trasportare le molecole di p.a. idrofilo nella zona centrale del polimerosoma

dove c’è l’acqua ma potrebbe trasportare anche un p.a. lipofilo che noi andremo a caricare nella zona dove c’è il

doppio strato dei blocchi lipofili del copolimero. Anche il polimerosoma può essere funzionalizzato per indirizzarlo

verso il target, queste sono tutte nanoparticelle soft, morbide, perché nelle micelle polimeriche (polimerosomi) c’è

una minima presenza di acqua, non sono strutture rigide, stanno al di sotto dei 100 nm; non hanno tutte le stesse

potenzialità di riuscirci a caricare p.a., le micelle polimeriche riescono a caricare e trasportare solo i p.a. scarsamente

solubili in acqua, lipofili, mentre liposomi e polimerosomi possono caricare sia p.a. idrofili che lipofili. Per il resto tutte

le strutture che abbiamo preso in considerazione fino ad ora possono essere funzionalizzate per veicolare il p.a. in un

sito specifico (drug targeting). Sul mercato di tutto quello che abbiamo visto finora sono le formulazioni di liposomi

fino alla seconda generazione, quindi micelle polimeriche, polimerosomi e strutture funzionalizzate non sono ancora

sul mercato. Se io sintetizzo dei copolimeri a blocchi