Particelle sferiche di silice mesoporosa come carrier di arginina = Spherical particles of mesoporous silica as drug carrier for arginine

Un drug delivery system (DDS) è un dispositivo che consente l’introduzione di sostanze terapeutiche nel corpo e migliora l’efficienza e la sicurezza controllando la velocità, il tempo e il luogo di rilascio del farmaco nel corpo (Witharana et al., 2017). Tra i materiali utilizzati nella preparazione di DDS, trova ampio spazio la silice mesoporosa, un materiale inorganico amorfo caratterizzato da un’elevata area superficiale e un elevato volume dei pori. Lo studio della silice mesoporosa nel campo biomedicale si è molto espanso negli ultimi anni, essa viene infatti investigata per terapie antitumorali e come carrier di molecole sonda per il rilevamento di tumori (Farjadian et al., 2019), per imaging biomedico e nel campo dell’ingegneria dei tessuti favorendo ed accelerando lo sviluppo del tessuto osseo (Narayan et al., 2018). Inoltre, è stato osservato che può avere un ruolo nel processo di guarigione della ferita sia come farmaco, rilasciando acido ortosilicico che favorisce la cicatrizzazione (Quignard et al., 2017), sia come carrier per altre molecole benefiche per la guarigione (Arriagada et al., 2019). Tra queste, l’arginina suscita un certo interesse per la sua attività sul sistema immunitario aiutando a ridurre il tasso di infezioni, per le sue proprietà antinfiammatorie e per il suo coinvolgimento in processi nutrizionali e fisiologici come la sintesi di molte proteine (Mu et al., 2020). Tra i diversi effetti dell’arginina, quello d’interesse in questo lavoro di tesi riguarda la guarigione della ferita, legato alla sintesi del monossido di azoto (NO), in quanto quest’ultimo favorisce la sintesi del collagene, oltre che l’angiogenesi e la proliferazione delle cellule attraverso una migliore riepitelizzazione (Shi et al., 2006; Debats et al., 2009). Lo scopo di questo lavoro è quindi l’utilizzo della silice mesoporosa come supporto per l’arginina per accelerare il processo di guarigione della ferita. La silice utilizzata è stata sintetizzata con una tecnica sol-gel e caratterizzata dal punto di vista chimico-fisico. Successivamente è stata introdotta l’arginina mediante Incipient Wetness Impregnation (IWI). Sono state effettuate sette impregnazioni diverse, modificando il pH e il solvente in cui è stata disciolta l’arginina. Tutti i campioni, compresa la silice tal quale, sono stati caratterizzati con la microscopia a scansione elettronica a emissione di campo (FESEM), l’analisi di fisisorbimento di azoto, la diffrattometria a raggi X (XRD) e la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR). Dalle caratterizzazioni si è osservato che la silice presenta una struttura esagonale meno ordinata rispetto a una MCM-41 tradizionale, un’isoterma di adsorbimento di azoto di tipo IV e una distribuzione monomodale dei pori con dimensione media intorno ai 2.4 nm. La caratterizzazione dei campioni dopo IWI ha mostrano la presenza dell’arginina, in un contenuto pari al 9% in peso. Infine, è stato condotto un test di rilascio utilizzando la cella di Franz (per simulare al meglio l’applicazione topica) al fine di verificare l’efficacia della silice nel rilasciare l’arginina. La silice mesoporosa è in grado di rilasciare l’arginina fino a un tempo di ventotto ore circa.