Particelle ibride a base di silice per il rilascio di curcumina: valorizzazione del processo di sintesi = Hybrid silica-based particles for curcumin release: valorization of the synthesis route

Le particelle ibride a base di silice sono di interesse in campo biomedico: sono utilizzate come carrier di farmaci e ne migliorano biodisponibilità, stabilità e specificità di azione. Queste particelle coniugano le proprietà dei materiali organici con la versatilità e la resistenza meccanica e termica delle silici. La fase organica consente di incorporare in questi carrier anche molecole idrofobiche come la curcumina. La curcumina è una sostanza naturale da secoli utilizzata nella cura delle ferite e di disturbi infiammatori. La ricerca scientifica ha mostrato interesse per questa sostanza dopo i promettenti risultati degli studi in vitro delle sue proprietà; l’uso della curcumina nelle formulazioni farmaceutiche è limitato dalla sua scarsa stabilità a pH fisiologico in mezzi acquosi e biodisponibilità. Come vettori quali liposomi, emulsioni, particelle polimeriche, le particelle ibride a base di silice possono essere impiegate per il rilascio di curcumina. Rispetto ad altri carrier, possono offrire una maggiore stabilità ed essere facilmente adattate al bersaglio farmaceutico. L’incorporazione del principio attivo in forma amorfa può favorire la sua attività verso il sito bersaglio. Le particelle con curcumina oggetto di questa tesi sono realizzate con un processo sol-gel a temperatura ambiente e pH basico. Si utilizzano tetraetil ortosilicato (TEOS) come precursore della silice ed esadeciltrimetilammonio bromuro (CTAB) come agente templante. La curcumina viene inglobata all’interno delle micelle di tensioattivo e ha ruolo di agente co-templante. La sintesi fornisce un filtrato di scarto che contiene un certo quantitativo di materie prime. In questo lavoro di tesi si è cercato di dare valore a tale filtrato usandolo per la sintesi di altre particelle contenenti curcumina. Dai risultati ottenuti in lavori precedenti si sono stimati i reagenti consumati in una tipica sintesi. Note le quantità delle materie prime inserite nel sistema è stata calcolata la composizione media del filtrato. I calcoli per le sintesi successive sono stati effettuati allo scopo di utilizzare tutta la curcumina presente nel filtrato. Si sono calcolati i reagenti necessari per realizzare una nuova sintesi con gli stessi rapporti molari delle sintesi da materie prime. Si è poi sottratto a tale quantitativo il quantitativo di reagenti rimasti nel filtrato. La sospensione ottenuta dopo filtrazione è un ambiente basico. È noto da letteratura che la curcumina si degrada rapidamente in ambiente basico ed è stato dunque necessario ottimizzare il processo. Il materiale ottenuto è caratterizzato con analisi termogravimetrica (ATG), spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR) e diffrattometria a raggi X. Dall’analisi ATG si stima un contenuto di curcumina di circa l’1-2% w/w. La spettroscopia FT-IR conferma la presenza di curcumina, grazie al confronto con campioni ottenuti da materie prime. Il contenuto di curcumina è quantificato sottoponendo i campioni a estrazione in etanolo e analizzando gli estratti con spettroscopia UV-VIS. Il materiale ottenuto contiene circa lo 0.64% w/w di curcumina. L’efficienza di incorporazione è bassa (8%), ma tale da dimostrare la fattibilità del recupero. Il processo di sintesi da filtrato dovrà essere ulteriormente ottimizzato per ottenere una maggiore efficienza di incorporazione e protezione del principio attivo. In futuro sarebbe auspicabile testare il rilascio di curcumina dai materiali sintetizzati da filtrato.