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Sistemi termosensibili gelificanti in situ a base di chitosano e derivati contenenti nanoparticelle medicate per la somministrazione transcorneale di 5-Fluorouracile
Scopo del lavoro: Caratterizzazione di sistemi gelificanti in situ contenenti nanoparticelle (NP) medicate con 5-Fluorouracile (5-FU) al fine di prolungare il tempo di residenza oculare del farmaco.
Metodi: Sono stati preparati idrogeli termosensibili a base di chitosano a basso PM e suoi derivati caratterizzati da piccole catene laterali formate da gruppi ammonici quaternari adiacenti (sigla, N+Ch). Successivamente, su tali derivati sono stati introdotti gruppi tiolici (sigla, N+Ch-SH) mediante la formazione di legami ammidici con acido tioglicolico. Gli idrogeli sono stati ottenuti preparando soluzioni di chitosano e soluzioni di chitosano in cui percentuali predefinite di chitosano venivano sostituite con uguali percentuali dei derivati N+Ch oppure di N+Ch-SH. Queste soluzioni venivano raffreddate a 4°C e veniva aggiunta una soluzione di β-glicerofosfato disodico (β-GP) in acqua deionizzata, goccia a goccia. NP a base di chitosano e medicate con 5-FU sono state preparate mediante reticolazione ionotropica con acido ialuronico depolimerizzato (rHA), aggiungendo sotto agitazione un volume misurato di soluzione acquosa di rHA e 5-FU, a concentrazioni prestabilite, a 5 mL di soluzione di chitosano (0.25 mg/mL), in acqua deionizzata. Le NP sono state caratterizzate per dimensioni ed efficienza di intrappolamento. Per ottenere formulazioni stabili e manipolabili, le dispersioni nanoparticellari sono state liofilizzate e rigenerate dai rispettivi liofilizzati mediante aggiunta di acqua e blando mescolamento. E’ stato studiato anche l’effetto di differenti crioprotettori, quali glucosio, lattosio, sorbitolo e trealosio allo scopo di proteggere le NP dallo stress meccanico esercitato dalla cristallizzazione del ghiaccio. Le dispersioni nanoparticellari liofilizzate e protette mediante l’aggiunta di trealosio 5% (w/v) sono state ridisperse nelle soluzioni di chitosano o di chitosano e derivati a 4°C a cui era già stato aggiunto di β-GP. Il rilascio di 5-FU dagli idrogeli contenenti NP medicate è stato studiato ponendo al centro di una cella in teflon, un volume noto di gel contenente le NP medicate e immergendo tale cella in un becher contenente la fase ricevente costituita da tampone fosfato pH 7.4, 0.13M. Ad intervalli di tempo prestabiliti, la fase ricevente è stata analizzata spettrofotometricamente al fine di determinare la percentuale di farmaco rilasciata.
Risultati: Gli idrogeli ottenuti a partire da soluzioni di chitosano a basso PM e suoi derivati N+Ch e N+Ch-SH contenenti NP medicate,
gelificavano nell’intervallo di temperatura 30-35°C. La gelificazione degli idrogeli avveniva solo in particolari condizioni e dipendeva dal pH della soluzione dopo aggiunta di β-GP: quando si otteneva una efficace gelificazione, tale pH era circa 7. Le dimensioni medie delle NP determinate immediatamente dopo la loro preparazione e dopo ridispersione dei loro liofilizzati erano sempre comprese nell’intervallo 290-350 nm. La presenza di trealosio 5% (w/v) proteggeva in modo efficace le NP dagli stress meccanici esercitati dalla formazione dei cristalli di ghiaccio. Il rilascio del farmaco dagli idrogeli contenenti NP medicate era più lento nel caso in cui la percentuale di sostituzione dei derivati N+Ch era maggiore.
Conclusioni: sistemi gelificanti in situ ottenuti a partire da chitosano e suoi derivati contenenti NP medicate con 5-FU possono essere considerati un valido veicolo per la somministrazione transcorneale di 5FU.