Sistemi micro e nano particellari

SISTEMI PARTICELLARI

MICRO E NANO

MICRO: quando le dimensioni sono superiori a 1micrometro ( 1 millesimo di

• millimetro) tra 1 e 50 micrometri di diametro.

NANO: quando siamo al di sotto di 1 micrometro. Posso essere anche dell’ordine di 30,40

• nanometri di diametro (1 milionesimo di millimetro). Sono qualcosa si estremamente

piccolo, più piccolo anche delle cellule dei virus.

Ovviamente la taglia (dimensione) delle particelle che si vanno ad allestire dipende dallo scopo

per cui vengono formulate.

NANOPARTICELLE

Qual’è la via di somministrazione delle nanoparticelle?

La NANOPARTICELLA è destinata a una somministrazione PARENTERALE , le altre vie di

somministrazione sono più azzardate.

In particolare le nanoparticelle (nella stragrande maggioranza dei casi) sono pensate per una

somministrazione ENDOVENA altrimenti non ci sarebbe motivo di fabbricarle così piccole.

Perché endovena?

L’endovena è un discorso impegnativo. La nanoparticella viene inserita direttamente nel torrente

circolatorio. Si fa questo perché si spera che le nanoparticelle vadano a finire da qualche parte in

particolare piuttosto che distribuirsi su tutto l’organismo.

Come dovrei progettare la nanoparticella per entrare endovena?

Questo è un discorso complicato perché la nanoparticella deve avere qualcosa sulla

• superficie che la proietta (verso quella specifica parte) e che possa interagire con un certo

bersaglio posto nell’altra parte.

Questo discorso è complicato perché bisogna conoscere bene il bersaglio. E bisogna equipaggiare la

nostra nanoparticella, legare qualcosa sulla superficie esterna che possa andare ad interagire con il

bersaglio che conosciamo.

Questo tema al momento di sta studiando tenacemente con risultati però abbastanza scarsi (in

commercio non c’è quasi nulla). Questo perché si incontrano tanti problemi. Però l’idea di far

arrivare il p.a (come una pallottola magica) direttamente sul bersaglio biologico è un idea

allettante.

Perché conviene formulare una nanoparticella “autobus” anziché

una molecola sito specifica?

Un conto però è pensare a una molecola specifica che va a finire in maniera selettiva verso un

certo bersaglio, in una certa zona dell’organismo, un conto è riuscire a fabbricare un certo

“autobus” che va diretto verso il bersaglio.

Questo avrebbe una serie di vantaggi rispetto alla singola molecola. Perché poi dentro

all’autobus ci fai entrare qualsiasi molecola anche se di per se al bersaglio non ci andrebbe.

Nel momento in cui si riesce a costruire una roba del genere il vantaggio è veramente grande. Il

senso della nanoparticella quindi è proprio questo SOMMINISTRARLA PER ENDOVENA PER

CERCARE DI COLPIRE UN DETERMINATO BERSAGLIO SPECIFICO.

Nanoparticella e sistema a rilascio controllato

Con un sistema nanoparticellare potrei realizzare un sistema a RILASCIO CONTROLLATO con

somministrazione parenterale.

Cioè vado ad iniettare sottocute o intra muscolo, creando un deposito di particelle che contengono

una certa quantità di principio attivo che non viene rilasciato immediatamente ma in maniera

graduale nel tempo. Quindi con questa ipotesi vado a somministrare sottocute una SOSPENSIONE

del p.a che abbiamo formulato.

Quando devono essere piccole o grandi le particelle?

Se lo scopo è quello del rilascio controllato, fare delle NANOPARTICELLE troppo piccole non

conviene, questo perché più le particelle sono piccole più risulta difficile controllare il rilascio

del p.a. la superficie specifica delle particelle del materiale è ovviamente maggiore. Quindi il

rilascio sarà a parità delle condizioni, più rapido.

Cosa si intende per “superficie specifica?”

È la superficie di interfaccia solido-aria specifica riferita ad 1 g di polvere.

Quindi più le particelle sono piccole, più la superficie è elevata, più il rilascio accelera ed è difficile

controllarlo.

MICROPARTICELLE

In questo caso più di parlare di nanoparticelle sarebbe opportuno parlare di

MICROPARTICELLE. Anzi mi verrebbe da pensare che più grandi sono meglio è . Questo però

compatibilmente con il fatto che quello che andiamo a iniettare deve passare attraverso l’ago.

Quindi si usano microparticelle non troppo piccole per non compromettere la SIRINGABILITA’.

La sospensione di particelle NON deve essere troppo concentrata perché se attraverso

• l’ago passano 3/4 di particelle insieme la tappiamo.

Deve essere una sospensione abbastanza diluita da permettere l’iniezione.

•

Nanoparticelle per altre vie di somministrazione

È anche vero che alcuni studiosi hanno provato a somministrare per via orale le nanoparticelle per

vedere se erano assorbite dal tratto gastrointestinale.

In alcuni casi è stato visto che in una certa percentuale venivano assorbite dal tratto

gastrointestinale. Ecco perché neanche qui abbiamo qualcosa in commercio.

Sistemi particellari, motivi di formulazione

La NANOPARTICELLA le pensiamo per somministrazione endovena, quello che viene chiamato

DRUG TARGETING (anche se come detto prima c’è chi ha provato a somministrarle per altro

modo).

I casi per cui formuliamo sistemi particellari sono quindi:

1. DRUG TARGETTING

2. RILASCIO CONTROLLATO

Microparticelle per somministrazione orale

Le microparticelle possiamo intenderle come una polvere fine, quindi si può prendere in

considerazione una somministrazione orale ( anche per il rilascio controllato). Anche se in questo

caso non andrò a pensare a primo impatto a sistemi particellari ma penserò a solidi più grossi come i

PELLETS o le COMPRESSE.

QUINDI: Quindi la somministrazione iniettabile rimane quella più

ragionevole.

Microparticelle per sistemi inalatori

I Sistemi particellari si usano anche nei SISTEMI INALATORI.

Si preferisce usare particelle non troppo piccole come per esempio, le nanoparticelle sono

• molto piccole, quindi anche molto leggere, , riusciamo a respirarle e arrivano fino in fondo

all’albero, ossia alveoli, però poi le ributtiamo fuori perché sono troppo piccole. Si

preferisce usare quindi MICROPARTICELLE.

Formulazione di sistemi particellari per mascherare sapori

Un’altra possibilità per formulare sistemi particellari sarebbe andare semplicemente a mascherare

un sapore sgradevole del p.a volendo conservare una somministrazione in polvere, ossia

somministrazione orale.

STRUTTURA DI UN SISTEMA

PARTICELLARE

Un sistema particellare che sia MICRO o NANO potrebbe essere suddiviso da un

punto di vista strutturale(fisico) della particella in due sistemi:

1. A CAPSULA

2. MATRICIALE

A CAPSULA

Nel caso del sistema a capsula le particelle prendono il nome di nano-capsule o micro-capsule.

È un sistema in cui c’è la particella di p.a all’interno e intorno andiamo a creare uno strato di

materiale che potrebbe avere diversi scopi:

SCOPO 1 COPRIRE UN SAPORE SGRADEVOLE: Se lo scopo è semplicemente quello di

coprire un sapore sgradevole (stiamo pensando ad una somministrazione orale di quella polvere)

lo strato di materiale creato intorno al p.a è fatto di materiale solubile in acqua. Nella maggiorate

dei casi questi sistemi particellari sono formulati ricorrendo a vari tipi di polimeri.

Nel caso della capsula quindi avrò la particella di p.a al centro e un certo strato di polimero

• che sono andato a creare intorno.

Nel caso della micro-capsula che deve mascherare il sapore implica che abbiamo scelto un

• polimero che è solubile in acqua e che quindi quando viene somministrata (la polvere) nello

stomaco, il rivestimento si solubilizza in acqua in tempi sufficientemente rapidi (perché la

particella è piccola) e il p.a inizierà a solubilizzarsi anche lui nei fluidi gastrici e poi verrà

assorbito. In questo caso non voglio che la FARMACOCINETICA del p.a subisca

modificazioni perché se per correggere il sapore andiamo a correggere la farmacocinetica,

andiamo a condizionare il rilascio del principio.

SCOPO 2:SISTEMA A RILASCIO CONTROLLATO RESERVOIR Il caso è diverso se abbiamo

in mente un sistema a rilascio controllato che viene chiamata RESERVOIR (resvuàr). Qui il

materiale intorno controlla il rilascio del principio attivo. Questo sistema potrebbe essere più

grosso come nel caso di una compressa a cui intorno viene messo un rivestimento filmogeno con un

polimero insolubile in acqua che isola la compressa. Una struttura di questo tipo può essere

realizzata anche con i pellets, rivestiti dello stesso polimero e viene fuori un sistema RESERVOIR.

La differenza è che i pellets sono delle “pallottole” piccole 1mm1 o 1,5mm di diametro e non è

detto che siano rivestite tutte allo stesso modo, mentre le ca