• gelatina
• polivinil alcol
• umor vitreo

Nel presente lavoro di tesi è stato realizzato un sostituto artificiale dell’umor vitreo umano. Lo scopo è stato quello di contribuire, grazie alla collaborazione con i chirurghi oftalmici del reparto di Oculistica dell’Ospedale di Cisanello di Pisa, all’ottimizzazione dei tempi e dei costi delle varie operazioni chirurgiche che utilizzano i vitrectomi, avvalendosi della creazione di un “phantom" oculare da poter utilizzare per affinare le tecniche operatorie e per migliorare i numerosi parametri chirurgici presenti in una vitrectomia, assicurando al tempo stesso la massima efficienza.
L’idrogel preparato nel presente lavoro di tesi è stato messo a punto sulla base delle metodiche riportate in letteratura. Le prime prove effettuate sono state indirizzate alla creazione di un sistema polimerico formato da alcool polivinilico (PVA) e trimetafosfato di trisodio (STMP) in vari rapporti molari tra loro, come espresso nell’articolo di riferimento scelto in letteratura. Le proporzioni tra i due sono state rispettivamente di 1:1, 2:1, 4:1, 6:1, 8:1 e 16:1 allo scopo di verificare le variazioni nelle proprietà fisiche dei campioni, al variare della quantità di reticolante. I risultati ottenuti, inizialmente, non sono stati soddisfacenti, in quanto le caratteristiche di trasparenza e di viscosità non hanno rispettato quelle del reale umor vitreo: infatti i campioni erano di colore bianco e rigidi. Pertanto è stata scelta un’altra metodica. Anche nella seconda fase è stato utilizzato PVA come base per la creazione dell’idrogel ma, diversamente da quanto fatto precedentemente, è stato reticolato con la gelatina mediante l’aggiunta di HCl. Le quantità di PVA e di STMP di partenza, sono state rispettivamente del 10% p/v e 2,5% p/v.
L’idrogel così ottenuto non presentava però la viscosità necessaria a mimare quella dell’umor vitreo umano, pari a 4000 cP; pertanto sono stati preparati altri idrogel aumentando esclusivamente la percentuale di PVA in un intervallo compreso tra il 15 e il 40% p/v. Per ognuno di questi è stata misurata la viscosità dinamica. La percentuale ottimale allo scopo è risultata quella dell’idrogel costituito dal 31,5% p/v di PVA, reticolato con 2,5% p/v di gelatina. Le analisi di viscosità hanno rivelato che tale composizione possiede caratteristiche reologiche estremamente simili all’umor vitreo umano, mostrando una viscosità pari a circa 4000 cP.
Una volta ottenuto tale idrogel, si sono verificate le caratteristiche farmacocinetiche di rilascio di molecole modello e di un principio attivo utilizzato nella terapia delle patologie del corpo vitreo.
Per poter studiare la diffusione degli attivi nell’idrogel sono state progettate delle celle di permeazione in silicone separate da una membrana dotata di pori con dimensioni in grado di far passare l’eventuale sostanza iniettata nell’idrogel, ma non il polimero stesso.
Le prove sono state suddivise in tre fasi:
1. è stata verificata la cinetica di rilascio da parte dell’umor vitreo sintetico di una soluzione di colorante Cristal Violet, avente la stessa concentrazione del farmaco utilizzato dai chirurghi oftalmici in operazioni di vitrectomia, per riscontrare se realmente tale idrogel avesse un comportamento analogo a quello dell’umor vitreo umano;
2. è stata testata l’albumina marcata con fluoresceina, una molecola dalla struttura similare a quella del farmaco testato in questo studio. È stata testata tale proteina prima del farmaco vero e proprio poiché il Bevacizumab possiede un costo elevato;
3. è stato analizzato il farmaco utilizzato nelle vitrectomie di cui sopra: questo è un anticorpo monoclonale ricombinante umanizzato, utilizzato in oncologia per il trattamento di carcinomi metastatici del colon, del retto, della mammella e del polmone non a piccole cellule, ed impiegato in oftalmologia per inibire l’angiogenesi in alcune patologie oculari, come la proliferazione retinica correlata al diabete, grazie al suo legame col fattore vascolare di crescita endoteliale (VEGF).
Per poter ottenere un andamento quantitativo dell’eliminazione, e quindi poter determinare se l’emivita del Bevacizumab risulti simile nell’idrogel così come nell’umor vitreo umano, ciascun campione è stato analizzato con un metodo spettro fluorimetrico.