Silici mesostrutturate per il rilascio di curcumina = Mesostructured silica for the release of curcumin

Uno dei campi di ricerca di maggiore interesse per le nanotecnologie nel settore biomedicale riguarda la realizzazione di sistemi per il rilascio di farmaco basati su micro e nanoparticelle. Grazie a questi sistemi il farmaco viene veicolato al sito di interesse e successivamente rilasciato con la cinetica opportuna, tale da mantenere il livello del principio attivo nel range terapeutico per il tempo necessario, permettendo di ridurre il quantitativo di farmaco somministrato e limitando gli effetti indesiderati. I materiali mesoporosi (con pori tra 1-2 nm fino ad alcune decine di nm) a porosità ordinata sono un chiaro esempio di come un sistema nanotecnologico, sviluppato inizialmente per usi industriali, abbia trovato ampio utilizzo anche in campo biomedicale. Le silici mesoporose, la cui prima applicazione come vettori per il rilascio di farmaco risale al 2001, sono ritenute dei potenziali carrier grazie alla loro elevata superficie specifica, porosità ordinata, possibilità di funzionalizzazione e biocompatibilità. La finalità di questa tesi è presentare un processo di sintesi per la realizzazione di un sistema per il rilascio di curcumina sfruttando come carrier una silice mesoporosa. La curcumina è un polifenolo naturale estratto dal rizoma della "Curcuma longa". Grazie alla sua struttura chimica, questa molecola può essere applicata in diversi settori: spezia nell'industria alimentare, pigmento nell'industria tessile e come farmaco nell'industria farmaceutica. È stato dimostrato che la curcumina possiede proprietà antinfiammatorie e antiossidanti e, più in generale, agisce su un ampio spettro di bersagli molecolari. Per queste ragioni, negli ultimi anni, c'è stato un crescente interesse per i trattamenti a base di curcumina per il trattamento di disturbi di diversa natura. Tuttavia, la limitata solubilità in soluzioni acquose e la rapida degradazione nei fluidi corporei riduce la sua biodisponibilità, limitando le applicazioni terapeutiche di questo farmaco. I sistemi di somministrazione basati su micro e nanoparticelle possono essere utilizzati per superare i limiti applicativi della curcumina, aumentandone la durata di circolazione, la solubilità in ambiente acquoso e la sua biodisponibilità. Gli approcci tradizionali per incorporare il farmaco all'interno delle silici mesoporose utilizzano tecniche come l'adsorbimento da soluzione, l’Incipient wetness impregnation o la CO2 supercritica ma le proprietà chimico fisiche della curcumina rendono queste tecniche scarsamente efficaci. Per superare queste criticità si è scelto di seguire un approccio di tipo "bottom-up", realizzando un sistema ibrido mesostrutturato in cui le molecole di surfattante, auto-assemblandosi in micelle, guidano la deposizione della silice e allo stesso tempo permettono di solubilizzare la curcumina all’interno del loro core idrofobico. Grazie alla combinazione di micelle di surfattante e matrice di silice amorfa, la curcumina viene incorporata in forma amorfa all’interno del carrier già durante la fase di sintesi. Il sistema è stato caratterizzato tramite diffrattometria a raggi X, analisi termogravimetrica, spettroscopia FT-IR e UV/visibile, microscopia elettronica e spettroscopia EDS . Infine, nell'ottica di un suo più ampio utilizzo per diverse applicazioni mediche, è stato testato il rilascio di curcumina dalla silice mesostrutturata in tampone fosfato salino, in ambiente gastrico simulato ed infine in una soluzione che ricreasse il sudore della pelle.