Dendrimeri

APPLICAZIONI DEI

DENDRIMERI

Dendrimeri

I dendrimeri sono molecole a forma di albero,

composte da un nucleo centrale e da successive

generazioni di ramificazioni. Sono stati utilizzati

per creare il Vivagel, un gel ad uso topico con

attività antimicrobiche e antivirali. Questo gel è

stato approvato per il trattamento delle vaginiti

batteriche e come sistema preventivo per l'HIV. I

dendrimeri utilizzati per il Vivagel sono derivati

della polilisina, in particolare il dendrimero

SPL7013 che presenta sulla sua superficie 32

gruppi amminici. Questi gruppi amminici sono in

grado di impedire l'attacco dei batteri alle

mucose e di sequestrare ioni metallici necessari

per la sopravvivenza dei batteri. Inoltre, il Vivagel

impedisce la formazione del biofilm batterico,

rendendo i batteri più vulnerabili alla risposta

immunitaria.

Vivagel

Il Vivagel è un gel ad uso topico microbicida e

antivirale, composto da dendrimeri derivati della

polilisina. Questo gel è stato approvato per il

trattamento delle vaginiti batteriche e come

sistema preventivo per l'HIV. Il suo meccanismo

d'azione si basa sulla capacità dei dendrimeri di

impedire l'attacco dei batteri alle mucose e di

sequestrare ioni metallici necessari per la

sopravvivenza dei batteri. Inoltre, il Vivagel

impedisce la formazione del biofilm batterico,

rendendo i batteri più vulnerabili alla risposta

immunitaria.

Via polmonare

La via polmonare è una via di somministrazione

di farmaci che viene utilizzata per trattare

patologie localizzate al polmone, come l'asma

bronchiale e la fibrosi cistica. Quest'ultima è una

malattia mortale e difficile da eradicare, in

quanto si formano cisti fibrotiche che

compromettono la funzionalità respiratoria. La

somministrazione di farmaci tramite la via

polmonare è considerata la via di elezione per

questi tipi di patologie.

Anatomia e fisiologia polmonare

Il polmone è un organo deputato agli scambi di

gas e ha una struttura complessa, con alveoli e

una grande perfusione ematica. La sua barriera

di separazione con l'ambiente circolatorio è

sottile, il che potrebbe facilitare l'assorbimento di

farmaci. È importante comprendere l'anatomia e

la fisiologia polmonare per valutare l'efficacia di

un eventuale dispositivo e il suo utilizzo come via

sistemica.

Macrostruttura e funzione del

polmone

Il polmone può essere suddiviso in conducting

airway e respiratory airway. La prima zona è

deputata alla conduzione dell'aria e ha la

funzione di umidificarla, filtrarla e riscaldarla. Ciò

è importante per garantire che l'aria arrivi nelle

condizioni ottimali per il corretto funzionamento

del corpo. La zona respiratoria, invece, è

deputata agli scambi di gas e ha un'area

superficiale enorme grazie alle numerose

ramificazioni e alle sacche alveolari. Un

malfunzionamento del conducting airway può

causare danni all'epitelio ciliato e limitare la

clearence delle particelle, portando a

broncocostrizione e infezioni delle vie

respiratorie.

Funzioni del conducting airway

Il conducting airway ha la funzione di umidificare,

filtrare e riscaldare l'aria che arriva alle vie

respiratorie superiori. Ciò è importante per

garantire che l'aria arrivi nelle condizioni ottimali

per il corretto funzionamento del corpo. Un

malfunzionamento di questa zona può causare

danni all'epitelio ciliato e limitare la clearence

delle particelle, portando a broncocostrizione e

infezioni delle vie respiratorie.

Funzioni della zona respiratoria

La zona respiratoria è deputata agli scambi di gas

e ha un'area superficiale enorme grazie alle

numerose ramificazioni e alle sacche alveolari. È

la zona più delicata del polmone e un

malfunzionamento può causare danni importanti,

come la limitazione degli scambi di gas e

l'insorgenza di infezioni delle vie respiratorie.

Struttura e funzione delle sacche

alveolari

Le sacche alveolari sono la parte più profonda

della zona respiratoria e sono costituite dagli

alveoli, responsabili degli scambi di gas. Ogni

dotto alveolare sfocia in numerose sacche

alveolari, che hanno un'area superficiale enorme

grazie al loro elevato numero (2 o 6x10^8

alveoli).

Struttura del sistema

respiratorio

Il sistema respiratorio è composto da una serie di

organi e strutture che permettono lo scambio di

gas tra l'organismo e l'ambiente esterno. Tra

questi, i polmoni sono gli organi principali

deputati alla respirazione, ma anche il naso, la

trachea, i bronchi e gli alveoli svolgono un ruolo

fondamentale. Gli alveoli, in particolare, sono

delle piccole camere rivestite da un sottile

epitelio e circondate da una fitta rete di capillari,

che permettono uno scambio continuo di gas tra

l'aria inspirata e il sangue. La presenza di

macrofagi alveolari garantisce anche una difesa

del sistema da eventuali agenti esterni nocivi.

Funzioni del tratto respiratorio

Il tratto respiratorio ha principalmente la funzione

di permettere lo scambio di gas tra l'organismo e

l'ambiente esterno. Grazie alla grande area

superficiale dei polmoni e degli alveoli, questo

scambio avviene in modo efficiente e continuo.

Inoltre, il sistema respiratorio svolge anche una

funzione di difesa grazie alla presenza di

macrofagi alveolari che proteggono il sistema da

eventuali agenti esterni nocivi.

Via di somministrazione di

farmaci

Il sistema respiratorio può essere utilizzato come

via di somministrazione di farmaci grazie alla sua

vasta area superficiale e alla presenza di una fitta

rete capillare. In questo modo, il farmaco può

essere rapidamente diffuso nell'organismo e

avere un effetto sistemico. Tuttavia, è importante

considerare le caratteristiche delle particelle

inalate e il meccanismo di deposizione, al fine di

garantire un'efficace somministrazione del

farmaco.

Meccanismi di deposizione delle

particelle

Nel processo di inalazione, le particelle presenti

nell'aria possono essere depositate all'interno

delle vie aeree attraverso diversi meccanismi. Il

primo è l'impatto inerziale, che si basa sulla

velocità del flusso d'aria e sulla dimensione delle

particelle. Le particelle più grandi, con dimensioni

maggiori di 5 micron, tendono a impattare sulle

vie aeree superiori, mentre quelle più piccole

possono muoversi e fluttuare all'interno del gas

di trasporto. Il secondo meccanismo è la

sedimentazione gravitazionale, che prevale nelle

vie aeree più piccole e basse, dove la forza di

gravità diventa più importante rispetto all'atto

respiratorio. Infine, le particelle di dimensioni

inferiori a 500 nanometri possono essere

soggette alla diffusione browniana, un processo

in cui le particelle si muovono a causa dei moti

browniani all'interno dei dotti aerei.

Impatto inerziale

L'impatto inerziale è un meccanismo di

deposizione delle particelle che si basa sulla

velocità del flusso d'aria e sulla dimensione delle

particelle stesse. Le particelle più grandi, con

dimensioni maggiori di 5 micron, non hanno la

possibilità di muoversi e fluttuare all'interno del

gas di trasporto e quindi tendono a impattare

sulle vie aeree superiori, come bronchi e faringe.

Man mano che ci si avvicina alle vie aeree

inferiori, la velocità del flusso diminuisce e

l'impatto diventa meno importante. La velocità

terminale di sedimentazione è proporzionale alla

densità della particella e al suo diametro, quindi

particelle più grandi e più dense tendono ad

impattare più facilmente.

Sedimentazione gravitazionale

La sedimentazione gravitazionale è un

meccanismo di deposizione delle particelle che

prevale nelle vie aeree più piccole e basse, dove

la velocità del flusso d'aria è ridotta. In questo

caso, la forza di gravità diventa più importante

rispetto all'atto respiratorio e le particelle più

pesanti tendono a depositarsi sulle superfici delle

vie aeree. Per favorire la deposizione delle

particelle a questo livello, è consigliabile

compiere atti espiratori tranquilli e leggeri, in

modo da evitare che un eccessivo flusso d'aria

riporti le particelle verso l'esterno.

Diffusione browniana

La diffusione browniana è un meccanismo di

deposizione delle particelle che si verifica nelle

vie aeree più piccole, come alveoli e bronchioli,

dove la velocità del flusso d'aria è molto bassa. In

questa zona, le particelle di dimensioni inferiori a

500 nanometri possono muoversi a causa dei

moti browniani, ovvero delle collisioni con le

pareti dei dotti aerei e con le molecole di aria

espirate. Questo processo è inversamente

proporzionale alla dimensione delle particelle,

quindi le particelle più piccole tendono a

muoversi di più.

Deposizione elettrostatica

La deposizione elettrostatica è un meccanismo di

deposizione delle particelle che si fa sentire

maggiormente al diminuire della dimensione

delle particelle. In questo caso, l'effetto delle

cariche elettrostatiche sulle particelle diventa

significativo e tende a prevenire la deposizione

delle particelle più piccole. Questo effetto è

influenzato dal rapporto tra dimensione e densità

di carica superficiale delle particelle.

Deposizione elettrostatica

La deposizione elettrostatica è un fenomeno che

si verifica quando una particella carica

elettrostaticamente induce una carica di segno

opposto sulle pareti del tratto respiratorio,

causando un'attrazione tra particella e parete.

Questo meccanismo è importante per particelle

di dimensioni inferiori a 4 micron, mentre per

quelle più grandi non si verifica.

Intercettazione

L'intercettazione è un fenomeno che si verifica

per particelle non sferiche, come ad esempio

quelle a forma di bastoncello. Se la particella si

dispone nella direzione giusta, può passare senza

problemi, altrimenti può andare a scontrarsi con

un ostacolo a causa delle sue dimensioni. Questo

fenomeno è importante da considerare nel caso

di particelle di amianto, che possono causare

gravi patologie polmonari.

Pulmonary delivery

Il pulmonary delivery è una via di