• nanocarriers
• poloxamers
• polymeric micelles
• sustained ocular delivery
• therapeutic proteins

Il lavoro svolto nella presente tesi ha riguardato la valutazione biofarmaceutica di micelle polimeriche con lo scopo di utilizzarle come delivery oculare di farmaci proteici, e specificatamente destinate alla cura delle patologie del segmento posteriore dell’occhio.
Una delle più grandi problematiche che si riscontrano nel delivery oculare dei farmaci nel segmento posteriore è la loro limitata biodisponibilità, in particolare dopo applicazione topica, a causa della presenza di numerose barriere anatomiche e fisiologiche presenti nell’occhio.
Ulteriori difficoltà si riscontrano nella somministrazione di farmaci proteici a causa del loro elevato peso molecolare, della complessa struttura chimica, della degradazione enzimatica e della breve emivita che determinano spesso un fallimento della terapia.
Per superare le varie barriere oculari e per garantire un delivery efficace di queste bio-macromolecole sono spesso utilizzati diversi tipi di sistemi nanostrutturati.
In questa tesi sono state selezionate le micelle polimeriche come sistemi di drug delivery in quanto offrono numerosi vantaggi rispetto ai metodi di somministrazione tradizionali, quali una maggiore permeabilità attraverso barriere biologiche, un aumento del tempo di residenza a livello oculare dovuto alle loro proprietà muco-adesive, un rilascio controllato del farmaco e una riduzione della tossicità.
Sulla base di precedenti studi formulativi, sono state preparate e caratterizzate micelle polimeriche formate con tre differenti poloxameri (PX407, PX338, PX188), usati singolarmente, e con una miscela binaria costituita da ciascun poloxamero con la vitamina E TPGS.
Sono stati selezionati i poloxameri in quanto risultano approvati per uso oculare ed offrono buone prospettive nelle nuove strategie formulative promuovendo un aumento la biodisponibilità dei farmaci applicati topicamente e una riduzione dei loro effetti collaterali dovuti all’assorbimento sistemico. Inoltre, presentano proprietà tecnologiche vantaggiose quali la buona trasparenza ottica, la non irritabilità e la compatibilità con i tessuti oculari.
All’interno delle micelle è stata incapsulata l’albumina sierica bovina (BSA), una proteina ampiamente utilizzata come farmaco modello, grazie alla sua facile reperibilità e al basso costo. La BSA è una proteina altamente stabile e solubile in soluzioni acquose, ha dimensioni relativamente grandi; perciò, permette di studiare il comportamento di farmaci proteici nei sistemi di drug delivery. Inoltre, può essere facilmente coniugata con composti fluorescenti, facilitando il monitoraggio della sua distribuzione e il rilascio dai sistemi di drug delivery.
Le formulazioni sono state caratterizzate, inizialmente, dal punto di vista reologico, poi mediante spettroscopia ad infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR) e infine tramite calorimetria a scansione differenziale (DSC). Il lavoro di tesi si è poi concentrato sullo sviluppo e l’ottimizzazione di una metodica analitica per la quantificazione del derivato fluorescente della BSA coniugato con la fluoresceina isotiocianato (FITC-BSA). La messa a punto di un metodo analitico accurato e sensibile ha permesso di seguire la cinetica di rilascio in vitro del derivato dalle nanomicelle.
Gli studi di rilascio in vitro sono stati condotti con una membrana da dialisi con cut off molecolare di 100KDa, utilizzando come controllo una soluzione di FITC-BSA.
Nell’ottica di un possibile utilizzo in vivo delle nanomicelle, è stata valutata la loro citotossicità su cellule epiteliali corneali di coniglio (RCE), impiegando due diversi tempi di contatto (15 e 60 minuti).
Sulla base dei risultati ottenuti con lo studio di rilascio in vitro, la formulazione più promettente è stata sottoposta a uno studio ex vivo su cornea isolata di coniglio per valutare la capacità del derivato fluorescente di BSA (FITC-BSA) incapsulato nelle micelle miste del poloxamero PX338, di permeare la cornea. Il comportamento della formulazione nanomicellare à stato confrontato con quello della soluzione acquosa di FITC-BSA.