Impregnazione di silice mesoporosa con arginina = Impregnation of mesoporous silica with arginine

La pelle possiede eccellenti proprietà rigenerative, ma molti fattori, tra cui l’età, il fumo, l’obesità e le malattie croniche, come il diabete, possono ritardare la guarigione delle ferite e causare la formazione di ferite croniche. L’arginina è un amminoacido semi-essenziale coinvolto in diverse fasi del processo di guarigione. Durante tale processo, gli enzimi ossido nitrico sintasi e arginasi catalizzano, a partire dall’arginina, la produzione di molecole che contribuiscono alla formazione di nuovi tessuti. Di conseguenza, l’arginina può esaurirsi rapidamente ostacolando la sintesi di tali molecole (Shikida et al., 2020). Si ritiene che la somministrazione di arginina abbia degli effetti benefici sul processo di guarigione delle ferite, soprattutto se applicata direttamente sulla lesione (Jerônimo et al., 2016). Tra i diversi Drug Delivery Systems (DDS) per la somministrazione topica di arginina, la silice mesoporosa rappresenta un carrier promettente per i seguenti motivi: in seguito alla sua dissoluzione rilascia acido ortosilicico che può favorire una cicatrizzazione più rapida (Quignard et al, 2017); favorisce la penetrazione cutanea dell’arginina, limitata dalla sua natura idrofila; possiede un’eccellente capacità di carico; infine, l’interazione elettrostatica tra la silice e l’arginina incorporata può aumentare significativamente il tempo di rilascio. Lo scopo del presente lavoro è lo studio di fattibilità di un dispositivo multifunzionale a base di silice mesoporosa in grado di rilasciare in maniera controllata arginina per una potenziale applicazione nel trattamento delle ferite croniche. Nello specifico, l’attenzione si focalizza sull’effetto che il pH della soluzione utilizzata per l’impregnazione e la porosità del carrier hanno sul rilascio di arginina. Sono stati sintetizzati due carrier, delle Particelle Sferiche di Silice Mesoporosa (PSSM) e delle Microsfere di Silice Mesoporosa (MSM), con stessa morfologia e diversa porosità. L’arginina è stata incorporata nei due materiali per impregnazione. Sono state effettuate due impregnazioni, una a pH 5 e una a pH 11, e sono stati ottenuti quattro campioni impregnati al 9% w/w di arginina. Le silici sintetizzate e, successivamente, le stesse impregnate sono state caratterizzate dal punto di vista chimico-fisico e morfologico. Infine, sono stati effettuati test di dissoluzione ed è stato studiato il rilascio di arginina mediante l’analisi degli spettri FT-IR dei vari campioni ai diversi tempi di rilascio. È stata riscontrata una correlazione tra il diverso pH di impregnazione e la quantità di arginina rilasciata: i campioni di silice impregnati a pH 5 rilasciano più velocemente arginina rispetto a quelli impregnati a pH 11. Questa differenza potrebbe essere dovuta alla diversa interazione elettrostatica tra silice e arginina. Infine, i risultati hanno indicato che le PSSM impregnate a pH 11 rilasciano più lentamente arginina rispetto a tutti i campioni; ciò potrebbe essere associato ad un limite diffusivo dovuto sia alla presenza di pori molto piccoli sia all’effetto della parziale degradazione della matrice di silice durante l’impregnazione con la soluzione acquosa basica.