ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| CHIMICA FARMACEUTICA APPLICATA | CHIM/09 | LEZIONI | 42 |
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Conoscenze di chimica organica, matematica e chimica fisica.
The student who attends the course successfully will be able to acquire a sound knowledge of the main issues related to biopharmaceutic as well as pharmacokinetic concepts. He or she will acquire the knowledge of how a pharmacetical dosage form is designed, and will be able to analyze and solve problems related to drug dosage forms. Lastly, he or she will gain knowledge of the main polymers used in the pharmaceutical industry.
Esame orale.
- The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. - During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. - The student's ability to explain correctly the main topics presented during the course at the board will be assessed
Methods:
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.
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
LA DIFFUSIONE PASSIVA
Trasporto di massa (convettivo e diffusivo). Diffusione passiva: 1° legge di Fick; coefficiente di diffusione. Modello fisico-matematico per la diffusione da una Fase 1 a una Fase 2 attraverso una membrana omogenea o porosa in condizioni di stato stazionario o quasi-stazionario; "lag time"e "burst effect". Flusso diffusivo attraverso barriere in serie in condizioni stazionarie o quasi-stazionarie. Applicazione a casi di interesse pratico.
ALCUNE PROPRIETÀ DELLO STATO SOLIDO
Solubilità: dipendenza dalla temperatura, da pH e pKa (caso di acidi e basi deboli), dallo ione a comune, dalle dimensioni particellari del solido, dal solvente. Polarità del soluto e coefficiente di ripartizione n-ottanolo/acqua (termodinamico e sperimentale). Velocità di dissoluzione: modello fisico-matematico, equazione di Noyes-Whitney, equazione di Hixson-Crowell. Polimorfismo: definizioni (polimorfi, pseudopolimorfi, amorfi, habitus cristallino); transizioni dei sistemi enantiotropi e dei sistemi monotropi (diagrammi pressione-temperatura e entalpia-temperatura). Strategie per aumentare la velocità di dissoluzione: salificazione del farmaco; riduzione delle dimensioni particellari; stabilizzazione delle forme amorfe; dispersioni solide (metodi di preparazione). Dispersioni solide: miscele eutettiche; miscele eutettiche con formazione di complessi molecolari, espressione della solubilità di un farmaco in forma di complesso molecolare; miscele eutettiche con formazione di soluzioni solide. Solubilizzazione di farmaci mediante ciclodestrine: proprietà chimiche e fisico-chimiche delle alfa, beta e gamma ciclodestrine e dei complessi di inclusione con i farmaci.
BIOFARMACEUTICA
ELEMENTI DI FARMACOCINETICA
Modelli farmacocinetici. Modello monocompartimentale aperto: equazioni cinetiche; volume apparente di distribuzione (Vd) e tempo di emivita. Somministrazione di dose unica per via endovenosa e determinazione dei parametri farmacocinetici. Somministrazione di dose unica per via extravasale: assorbimento di 1° ordine (determinazione delle costanti di eliminazione e di assorbimento); significato di AUC; determinazione di Vd; clearance; bioequivalenza. Farmacocinetica per un assorbimento di ordine zero.
ASSORBIMENTO
Biodisponibilità assoluta e relativa. Assorbimento per diffusione passiva: cinetica di assorbimento e costante di velocità nel caso che il farmaco al sito di assorbimento sia in soluzione, allo stato libero o complessato; caso dei farmaci ionizzabili (teoria della pH-partition); caso di presenza di farmaco solido al sito di assorbimento (assorbimento controllato dalla permeazione o dalla dissoluzione); criteri per aumentare la velocità di assorbimento. Assorbimento tramite trasporto attivo: modello cinetico, velocità di assorbimento. Assorbimento gastrointestinale: tempo di transito e pH relativi alle varie sezioni del tratto GI; deviazioni dalla teoria della pH-partition; processi cinetici che regolano l'assorbimento GI di farmaci da compresse. Assorbimento percutaneo: struttura degli strati della cute che limitano l'assorbimento (strato corneo, epidermide vitale); meccanismi e cinetica di assorbimento; effetto del veicolo sulla velocità di assorbimento; promotori di assorbimento e loro meccanismo di azione.
POLIMERI
Definizioni (polimeri lineari, ramificati, reticolati, grado di polimerizzazione, grado di reticolazione, ecc.). Peso molecolare medio numerale e ponderale. Cristallinità: condizioni che favoriscono la formazione di cristalliti. Proprietà dello stato amorfo: vetroso, gommoso, viscoelastico; transizioni tra i diversi stati (curva volume specifico-temperatura). Plasticizzazione. Interazioni con solventi, proprietà delle soluzioni, geli reversibili e irreversibili. Polimeri di interesse farmaceutico: polimeri inerti idrofobi (siliconi e loro reticolazione, poli(etilene-co-vinilacetato), acetato di cellulosa, etilcellulosa). Idrogeli reticolati: termodinamica del rigonfiamento; poli(etilene ossido), poli(idrossietilmetacrilato), poli(idrossietilmetacrilammide), poli(vinilpirrolidone), poli(alcool vinilico). Idrogeli erodibili: poli(alcool vinilico) e poli(etilene ossido) non reticolati; idrossipropilmetilcellulosa. Idrogeli pH-sensibili: Polycarbophil, Carbopol. Resine a scambio ionico e loro applicazione nei sistemi a rilascio controllato. Polielettroliti tipo Eudragit. Polimeri biodegradabili: idrogel con reticolazioni biodegradabili, PLGA, polianidridi (sintesi, biodegradazione, applicazioni farmaceutiche). Polimeri mucoadesivi: meccanismi della mucoadesione e fattori che la influenzano.
I SISTEMI A RILASCIO MODIFICATO
Sistemi riserva: principi di base. Sistemi riserva a geometria planare: sistemi transdermici (TTS) e relativo modello di rilascio; materiali e farmaci per i TTS; inserto Ocusert. Sistemi riserva a geometria cilindrica: derivazione della velocità di rilascio; applicazioni (Norplant, Implanon). Sistemi a matrice monolitica: modello di rilascio; espressione della quantità rilasciata e della velocità di rilascio in funzione del tempo; applicazioni. Matrici erodibili: modello di rilascio; espressione della quantità rilasciata e della velocità di rilascio nel tempo per le geometrie planare, cilindrica, sferica; applicazioni. Idrogeli rigonfiabili-erodibili: modello di rilascio; applicazioni. Sistemi osmotici: derivazione dell'espressione della velocità di rilascio; sistema OROS; applicazioni.
The course provides knowledge of the main biopharmaceutical fundamentals such as Fick's fist law and Noyes Whitney law. Also the characteristics of polymers, and the drug absorption mechanisms by the main administration routes will be dealt with. The course also approaches the main issues related to modified drug delivery systems, with particular emphasis on reservoir systems, matrix systems, erodible systems and osmotic systems. Lastly, some pharmacokinetic concepts such as area under curve, clearance, apparent distribution volume and bioequivalence are presented and discussed.
Dispense messe a disposizione dal docente.
The training aid is available at http://omero.farm.unipi.it.
Prova orale
