Sviluppo e caratterizzazione di un nano-idrogel iniettabile per il trattamento combinato e potenziato di patologie dell’osso = Development and characterization of an injectable nano-hydrogel for combined and enhanced treatment of bone diseases

La parodontite è una malattia immuno-infiammatoria multifattoriale di rilevanza socio-economica, infatti si conta che 800 milioni di persone nel mondo soffrono di gengivite grave e di queste 3,5 milioni vivono in Italia. Ad oggi, il trattamento “gold standard” per questa patologia è la rimozione meccanica dei depositi batterici, ovvero lo sbrigliamento della superficie radicolare, accompagnata da terapia antibiotica per evitare che la base delle tasche paradontali, difficili da raggiungere, diventino focolaio di infezione e causa di batteriemia, ipersensibilità dentale, perdita di sostanza dentale e recessione gengivale. L’iniezione in situ di gel a bassa viscosità e buona adesività sta emergendo come una strategia promettente per il trattamento terapeutico della parodontite. Un gel offre i vantaggi di una somministrazione sito-specifica e di un rilascio controllato e sostenuto del principio attivo, con conseguente riduzione della dose farmacologica e degli effetti collaterali indesiderati associati alla somministrazione di un farmaco per via orale o sistemica. L’obiettivo del progetto di tesi è lo sviluppo di un nano-idrogel supramolecolare, che sfrutta i vantaggi della nanotecnologia per il miglioramento della solubilità, stabilità, biodisponibilità, consegna sito-specifica e rilascio prolungato di principi attivi. In particolare, è stato progettato un nano-idrogel per la somministrazione simultanea e la co-veicolazione di tre principi attivi: un antinfiammatorio (Curcumina), un antibiotico (Ofloxacina) e uno stimolatore di osteogenesi (Ranelato di Stronzio) per sfruttare i vantaggi di una terapia multimodale. È noto, infatti, che le aree affette da parodontite sono siti di infiammazione, infezione e riassorbimento osseo. La co-presenza dei tre farmaci potrebbe risultare in un effetto additivo o sinergico. Le dimostrate proprietà antibatteriche e antibiofilm del nanocarrier policationico costituente il nano-idrogel rappresentano un valore aggiunto nella lotta ai batteri, causa primaria della parodontite. Il nano-idrogel è costituito da unità micellari nanodimensionate generate dallo spontaneo self-assembly di un derivato Calix[4]arenico anfifilico, nel quale multiple unità di colina e lunghe code idrofobiche a 12 atomi di carbonio sono coniugate attraverso uno scaffold macrociclico. L’attività svolta ha riguardato la sintesi e caratterizzazione strutturale del derivato calixarenico (Col-Calix) mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, lo studio del self-assembly in un mezzo biomimetico come il PBS, il loading dei principi attivi e la caratterizzazione chimico-fisica del sistema di drug delivery (analisi dimensionale, velocità di dissoluzione del gel, proprietà reologiche, stabilità dei principi attivi). Il nano-idrogel multimodale che combina attività antibatterica, antinfiammatoria e osteogenica rappresenta un promettente candidato per il trattamento potenziato della parodontite. Degna di nota è anche l’attività della curcumina come riparatore di ferite. Il nano-idrogel potrebbe inoltre rappresentare un valido approccio per la rivalutazione/riposizionamento del Ranelato di Stronzio, noto ed efficace osteogenico utilizzato per il trattamento dell’osteoporosi ma rimosso dal mercato italiano nel 2014, a causa degli effetti collaterali indesiderati associati alla somministrazione orale e alla sua diffusione per via sistemica.