• chitosano
• diclofenac
• risonanza magnetica nucleare

Chitosano di peso molecolare ridotto (rCh, 140 kDa) è stato preparato a partire da chitosano commerciale (Ch, 400 kDa), per depolimerizzazione ossidativa con NaNO2 in ambiente acido. La reazione con cloridrato di 2-(dietilammino)-etilcloruro (DEAE-Cl) ha condotto al chitosano modificato di peso molecolare ridotto caratterizzato dalla presenza di catene laterali contenenti gruppi ammonio quaternarizzati (N+-rCh). Sui raggruppamenti amminici ancora liberi dei derivati ammonio-coniugati di peso molecolare ridotto sono stati introdotti gruppi tiolici (N+-rChSH) per reazione con acido tioglicolico preattivato. Allo scopo di evitarne l’ossidazione, i gruppi tiolici sono stati protetti per reazione con 6-mercaptonicotinammide, a sua volta preparata da 6-cloronicotinammide e tiourea. È stata così ottenuta una nuova classe di derivati di chitosani, chiamati chitosani-S-protetti (N+-rChS-P). I chitosani ammonio coniugati e i loro derivati contenenti i gruppi tiolici liberi o protetti sono stati caratterizzati per contenuto di gruppi ammonio, gruppi tiolici e gruppi protettivi.
A partire dai tre tipi di polimeri, sono state preparate le corrispondenti nanoparticelle (Np) per reticolazione ionotropica in presenza di acido ialuronico depolimerizzato. Le nanoparticelle sono state analizzate tramite dynamic light scattering (DLS) e liofilizzate. Diclofenac sale sodico (DC) è stato incapsulato nelle nanoparticelle con un’efficacia di incapsulamento media del 18%, valutata tramite spettrofotometria di assorbimento. È stata, quindi, utilizzata la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) allo scopo di confrontare l’affinità del diclofenac sale sodico per i tre diversi derivati dei chitosani e i corrispondenti sistemi nanoaggregati.
Come parametri sensibili al rallentamento dei moti rotazionali del principio attivo, conseguente l’interazione con i sistemi polimerici, sono state utilizzate le velocità di rilassamento selettivo e i coefficienti di diffusione traslazionale. Questi ultimi sono stati misurati tramite la tecnica NMR DOSY (Diffusion Ordered SpectroscopY). La frazione molare nello stato legato dei tre materiali polimerici non è significativamente differenziata. Tuttavia, il polimero N+-rCh genera un maggior grado di rallentamento dei moti rotazionali di DC rispetto agli altri due polimeri. È stata evidenziata l’esistenza, nei polimeri, di lente transizioni conformazionali o variazioni nello stato di aggregazione supramolecolare, che ne stabilizzano l’interazione con il principio attivo. Tali processi sono anche fortemente dipendenti dal peso molecolare del polimero, come dimostrato dal confronto tra N+-rCh e N+-*Ch (chitosano ammonio ad alto peso molecolare).
Effettuando analoghi studi NMR sull’interazione tra le nanoparticelle vuote e il diclofenac, è stato dimostrato che i tre tipi di nanoparticelle hanno una più pronunciata capacità di immobilizzare il principio attivo rispetto ai polimeri in forma non nanostrutturata. Il rallentamento dei moti rotazionali di DC determinato dai tre tipi di nanoparticelle è, tuttavia, assai differenziato ed è maggiore per le nanoparticelle Np(N+-rCh) rispetto ai sistemi solforati Np(N+-rChSH) e Np(N+-rChS-P). Tra quest’ultimi, quello contenente il gruppo tiolico libero sembra provocare un maggiore rallentamento dei moti rotazionali di DC rispetto al sistema di nanoparticelle nelle quali lo stesso raggruppamento è stato protetto. La mucoadesività dei polimeri e delle nanoparticelle è stata valutata utilizzando il principio attivo come sonda dell’interazione tra i polimeri e la mucina da ghiandola sottomascellare bovina. Sono stati, quindi, confrontati i parametri di rilassamento selettivo del diclofenac nelle miscele binarie contenenti mucina, polimero o nanoparticella con quelli misurati nelle miscele ternarie diclofenac/mucina/polimero e diclofenac/mucina/nanoparticella, a parità di concentrazione del polimero o nanoparticella e della mucina. In tutti i casi sono stati rilevati contributi non additivi ai parametri di rilassamento misurati nelle miscele ternarie, interpretabili come originati dall’interazione tra la mucina e il polimero o la nanoparticella.