Conoscenze di chimica organica, matematica e chimica fisica.
Esame orale.
Ai fini della valutazione finale sarà apprezzata la capacità di elaborazione logica delle nozioni apprese nel corso.
Nel corso dell'esame lo studente sarà stimolato a ragionare sulle nozioni apprese e collegare i vari argomenti.
Sarà apprezzata la continuità nella frequenza alle lezioni.
Durante l'esame si faranno domande su dettagli che sono stati approfonditi solo a lezione.
Conoscenze di chimica organica, matematica e chimica fisica.
CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI POLIMERICI.
Principali tipi di polimeri sintetici, naturali e da fonti rinnovabili.
Esempi di reazioni di polimerizzazione, funzionalizzazione ed estrazione.
Caratterizzazione strutturale e funzionale di materiali polimerici.
POLIMERI IN AMBITO BIOMEDICO
Cenni storici su impiego biomedico e farmaceutico di materiali polimerici.
Polimeri biodegradabili e biostabili
Poliesteri, polianidridi, polifosfazeni, polialchilcianoacrilati, copolimeri a blocchi
Proteine, polisaccaridi, poliidrossialcanoati.
Polimeri sensibili a stimoli termici, luminosi, pH.
Polimeri bioadesivi: Meccanismi di bioadesione; fattori che determinano la forza adesiva
POLIMERI INERTI
Struttura chimica, proprietà fisico-chimiche e sistemi terapeutici: velocità di rilascio teorica e reale (in vitro e in vivo). Esempi applicativi.
POLIMERI Biodegradabili
Struttura chimica, proprietà fisico-chimiche e meccanismi di biodegradazione. Sistemi terapeutici: velocità di rilascio teorica e reale (in vitro e in vivo). Esempi applicativi.
INTERAZIONE MATERIALE POLIMERICO E AMBIENTE BIOLOGICO
Definizione di biopolimero
Biocompatibilità dei materiali polimerici e ISO
Relazione superficie-ambiente biologico
Microscopia (SEM, TEM, STEM, AFM, HIM, FT-IR)
Micro-nanostruttura 3D di device polimerici
Tecniche di manifattura additiva, elettrofilatura, stampaggio e filmatura
Esempli applicativi di biopolimeri in medicina rigenerativa
IDROGELI
Definizione di idrogeli fisici e chimici
Determinazione e caratterizzazione degli stati dell'acqua negli idrogeli.
Controllo della dose dei farmaci negli idrogeli e meccanismi di rilascio
Meccanismi di gelificazione in-situ e applicazioni
OBIETTIVI DEL DIREZIONAMENTO
Direzionamento passivo, attivo e fisico. Relazione con le caratteristiche chimiche, morfologiche, dimensionali e superficiali del veicolo. “Magic bullet”, opsonizzazione ed effetto “stealth”. Attraversamento delle barriere fisiologiche e bersagli intracellulari.
APPROCCIO DEL PROFARMACO
Derivatizzazione dei diversi gruppi funzionali; aumento della permeabilità attraverso le biomembrane; aumento della solubilità; inibizione del metabolismo presistemico; direzionamento e prolungamento dell'azione del farmaco; miglioramento della forma di dosaggio.
TRASPORTATORI MACROMOLECOLARI
Struttura chimica e requisiti di un trasportatore ideale; comuni reazioni di coniugazione farmaco-macromolecola, formazione e caratterizzazione di complessi macromolecolari
Macromolecole naturali, polimeri sintetici lineari, ramificati e dendrimeri.
APPROCCIO DEL TRASPORTATORE PARTICELLARE
Preparazione di micro e nanoparticelle polimeriche: metodi di polimerizzazione in-situ e da polimeri preformati; materiali usati per preparare i trasportatori particellari; rilascio e stabilità.
Classificazione e metodi di preparazione dei liposomi (idratazione diretta di lipidi, sostituzione del solvente, rimozione del detergente); funzioni del colesterolo nel bistrato lipidico; correlazione tra struttura chimica del lipide, forma molecolare e tipo di aggregato; fattori che influiscono sull'impaccamento del bistrato e sulla temperatura di transizione gel-fluido dimensionamento dei liposomi; rimozione del materiale non incapsulato.
Caratteristiche dei niosomi e tensioattivi usati per la preparazione.
Trasportatori cellulari e “ghost membranes”: definizione, metodi di incorporazione degli attivi. Esempi.
CARATTERIZZAZIONE CHIMICO-FISICA DI TRASPORTATORI PARTICELLARI E MACROMOLECOLARI
Caratterizzazione chimico-fisica, morfologica e funzionale di micro e nanoparticelle.
Sviluppo di forme farmaceutiche a base di trasportatori particellari: sterilizzazione e stabilità.
VEICOLAZIONE DI FARMACI MACROMOLECOLARI
Applicazione delle nanotecnologie per la veicolazione peptidi, proteine ed oligonucleotidi. Eempi.
Dispense messe a disposizione dal docente.
Prova orale