Nanogel polimerici e il loro impiego come carrier

Il rilascio di principi attivi farmaceutici all’interno dell’organismo avviene mediante diverse tecniche di somministrazione che, al fine di ottenere un profilo concentrazione-tempo ottimale e costante, si basano su sistemi multi-dose. Tuttavia, con questo approccio si ottengono dei picchi che possono causare l’inefficacia del farmaco quando si è sotto il limite di concentrazione richiesto o effetti collaterali dovuti al sovradosaggio. Per superare questi limiti si ricorre al rilascio controllato mediante dispositivi in grado di incapsulare il farmaco e rilasciarlo solamente dove necessario in maniera costante e graduale, in questo modo esso non circola in tutto l’organismo, se ne evita lo spreco e si aumenta l’efficacia terapeutica. Questi carrier vengono definiti drug delivery systems (DDSs). I nanocarrier in grado di veicolare la distribuzione di principi attivi e agenti diagnostici sono costituiti da sistemi colloidali come le micelle, i liposomi, i dendriti, le nanoparticelle, idrogel e nanogel. In questo lavoro di tesi sono state illustrate le principali caratteristiche fisico-chimiche e le peculiari proprietà strutturali dei nanogel che li rendono tra i vettori più efficienti in termini di capacità di incapsulamento, proprietà di biocompatibilità ed elusione della risposta immunitaria. I nanogel si presentano come una dispersione di nanoparticelle di idrogel costituiti da polimeri idrofilici reticolati che formano un network tridimensionale in grado di assorbire una grande quantità di acqua, rigonfiandosi, ma mantenendo stabile la struttura. Essendo caratterizzati da dimensioni nanometriche tipicamente fino a circa 200-300 nm, i nanogel possiedono delle ottime proprietà fisico-chimiche migliori rispetto agli idrogeli e agli altri nanocarriers. Una delle principali caratteristiche di questi dispositivi è la capacità di trasportare il farmaco in uno specifico sito, ciò viene definito targeting. Esso può essere passivo e si basa sull’effetto EPR (enhanced permeability and retention) che prevede un aumento della permeabilità e della ritenzione in prossimità di un tessuto malato come quello tumorale, condizioni che favoriscono quindi un accumulo dei nanogel, o attivo che consiste nel riconoscimento e interazione tra specifici recettori espressi esclusivamente o prevalentemente sul tessuto malato e ligandi funzionalizzati sulla superficie del nanogel. È possibile, inoltre, realizzare dei nanogel in grado di veicolare i farmaci nel sito malato e di rilasciarli solamente a seguito di uno stimolo interno o esterno (stimuli-responsive nanogel). Gli stimoli che inducono il rilascio del farmaco possono essere di due tipi, fisico e chimico, tra i principali si hanno variazioni di temperatura o pH in grado di innescare il cambiamento fisico nella struttura del nanogel, reazioni enzimatiche o redox che possono indurre la rottura dei legami di tipo covalente del network e ancora l’applicazione di un campo magnetico o di radiazione luminosa. È stato infine proposto un caso studio in cui è stata incapsulata efficacemente della caffeina all’interno di un nanogel ottenuto tramite polimerizzazione in miniemulsione di acqua in olio (W/O), mediante radiazione UV. È stato utilizzato il polietilenglicole diacrilato (PEGDA) come monomero da cui si è ottenuto il network polimerico. Sono state poi esaminate le proprietà e caratteristiche del sistema e si è valutato il rilascio controllato in vitro per somministrazioni transdermiche.