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Caratterizzazione del processo di compressione di materiali farmaceutici: approcci empirici e reologici

Sommario Le compresse, la forma farmaceutica più diffusa, sono preparate mediante il processo di compressione, tramite il quale due punzoni esercitano una pressione su miscele di polveri o granuli caricati all’interno di uno spazio confinato. Nonostante l’apparente semplicità del processo, esso non è esente da problematiche che in alcuni casi lo rendono di difficile applicazione. In particolare, la buona riuscita […]

I globuli rossi influenzano il trasporto dei drug carrier nella microcircolazione

Sommario Nonostante i numerosi studi nel campo delle nanotecnologie per la progettazione di nano-terapeutici, le barriere biologiche al trasporto di farmaci incontrate nella circolazione sanguigna rappresentano un grande problema, impedendo l’efficiente trasporto del farmaco ai tessuti/organi danneggiati. Uno degli step fondamentali del viaggio della microparticella verso il target è il trasporto nella microcircolazione sanguigna, dove avviene l’interazione con le cellule […]

Polisaccaridi funzionalizzati con porzioni alchiliche: sintesi, caratterizzazione reologica ed applicazioni biomediche

Sommario L’introduzione di catene idrofobiche sul backbone polimerico di alcuni polisaccaridi è stata utilizzata al fine di migliorare o modulare, le proprietà viscoelastiche, la resistenza idrolitica e le performance meccaniche. L’acido ialuronico (HA) ed il gellan gum (GG) sono due polisaccaridi che trovano applicazione in campo farmaceutico e biomedico. L’HA è un polisaccaride lineare costituito da unità ripetitive di acido D-Glucuronico […]

Uso combinato della reologia e dell’NMR a basso campo per la caratterizzazione di matrici polimeriche

Sommario, Molte matrici polimeriche hanno una struttura reticolare tridimensionale formata dalle catene che non possono essere singolarmente disciolte in quanto vincolate tra loro da legami chimici o fisici. In generale, sia le proprietà macroscopiche che quelle micro- e nanoscopiche delle matrici polimeriche possono giocare un ruolo importante per le applicazioni biomediche. Ad esempio, è stato recentemente osservato che, nel caso […]

Idrogeli intelligenti e sistemi autoassemblanti per applicazioni nel rilascio controllato e nella medicina rigenerativa

Sommario Gli idrogeli sono sistemi costituiti da una rete tridimensionale di catene di polimeri che possono rigonfiare in presenza di acqua o fluidi fisiologici. Grazie alle loro peculiari proprietà, come il loro alto contenuto di acqua e il possibile controllo sulla cinetica di rigonfiamento, gli idrogeli hanno attirato grande interesse per diverse applicazioni biomediche (Borzacchiello et al., Biomaterials from nature […]

Studi reologici come strumento di valutazione delle proprietà macroscopiche dei sistemi vescicolari e del loro effetto sulla pelle

Sommario I liposomi sono vescicole lamellari nanometriche di forma sferica che si ottengono a partire dai fosfolipidi che, in ambiente acquoso, si organizzano in doppi strati chiusi su sé stessi così da limitare il contatto delle porzioni idrofobiche con il mezzo esterno. Possono essere formate da uno o più doppi strati e sono in grado di incorporare e trasportare molecole […]

Idrogel polisaccaridici per applicazioni biomediche: proprietà e caratterizzazione reologica

Sommario Gli idrogel polisaccaridici rappresentano una importante classe di materiali fra quelli utilizzati nel mondo della salute poiché, grazie alla loro preponderante componente acquosa e ad una generale biocompatibilità della componente polimerica, sono in grado di interagire in modo positivo con i sistemi cellulari. Inoltre, essendo in grado di mimare la componente extracellulare meglio di molti altri sistemi sintetici, tali […]

Proprietà reologiche di idrogel polimerici contenenti nanoparticelle

Sommario Da lungo tempo gli idrogel polimerici sono stati oggetto di studio scientifico e hanno trovato largo impiego in campo biomedico e farmaceutico, mentre solo in tempi recenti si è sviluppato un crescente interesse per le possibili applicazioni di nanoparticelle di tipo diagnostico e terapeutico. Negli ultimi 10 anni, anche al fine di superare i limiti o i problemi legati […]

L’analisi reologica nello sviluppo di formulazioni liquide mucoadesive e/o gelificabili in situ

Sommario Con il termine mucoadesione si intende l’adesione di un materiale a una mucosa o ad una superficie rivestita da muco. Le formulazioni mucoadesive, permettendo una prolungata permanenza del farmaco veicolato al sito d’azione o assorbimento, sono in grado di migliorare la disponibilità/bio-disponibilità dello stesso. Il fenomeno della mucoadesione viene conside-rato come il risultato di due fasi: nella prima fase si […]

La caratterizzazione reologica nello sviluppo di un cerotto transdermico

Sommario I cerotti transdermici sono forme farmaceutiche adesive a rilascio prolungato destinate ad essere applicate sulla pelle. Per assicurare il corretto assorbimento del principio attivo devono permetterne il rilascio ed aderire alla pelle per l’intera durata del trattamento. Infatti, se il cerotto si solleva o si stacca parzialmente, l’assorbimento del principio attivo è ridotto e il trattamento può risultare inefficace. […]

Estrusione e stampaggio dei materiali polimerici termoplastici applicati allo sviluppo di nuove forme di dosaggio: reologia e processabilità del materiale

Sommario Negli ultimi anni l’interesse verso l’uso di materiali polimerici termoplastici e delle relative tecnologie di trasformazione per la realizzazione di nuovi sistemi di dosaggio di farmaci è molto cresciuto, in virtù della grande varietà di forma e dimensioni dei prodotti ottenibili. La corretta progettazione di un manufatto in materiale polimerico non può prescindere dall’ottimizzazione del processo di trasformazione coinvolto, […]

Estrusione e stampaggio dei materiali polimerici termoplastici applicati allo sviluppo di nuove forme di dosaggio: sistemi capsulari

Sommario Molti tra i materiali di comune impiego nella formulazione di forme farmaceutiche convenzionali e sistemi di rilascio sono polimeri termoplastici, potenzialmente lavorabili attraverso processi a caldo. L’introduzione in campo farmaceutico di tecniche di fabbricazione ampiamente impiegate per le plastiche, come estrusione a caldo (hot melt extrusion, HME), stampaggio ad iniezione (injection moulding, IM), stampa 3D mediante estrusione (fused deposition […]

Primo Workshop SIR-CRS sul tema “Reologia e sviluppo di medicinali: due mondi a confronto”

Il prossimo 15 dicembre si terrà a Roma, presso la Domus Australia, il primo Workshop SIR-CRS sul tema “Reologia e sviluppo di medicinali: due mondi a confronto”. Come accade per altri settori, anche in campo farmaceutico e biomedico la reologia può svolgere un ruolo importante, aiutando a comprendere fenomeni e compor-tamenti osservati, per affrontare e risolvere pro-blemi di carattere tecnologico/applicativo, […]

- Viscoelasticità dei tessuti soffici

Assunta Borzacchiello (1), Luigi Nicolais (2)
(1) Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici - CNR - P.le Tecchio, 80 – 80125 Napoli; email; bassunta@unina.it (2) Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici CNR - Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e della Produzione - Università degli Studi di Napoli “Federico II”, P.le Tecchio, 80 – 80125 Napoli; email: nicolais@unina.it

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I tessuti soffici (quali corpo vitreo, tessuti mucosi, derma, liquido sinoviale) sono materiali multicomponenti organizzati in una struttura ordinata gerarchicamente dalla scala nanometrica a quella macrometrica, che sovrintende alle proprietà e di conseguenza alle molteplici funzioni a cui essi assolvono. Essi possono essere schematizzati come sistemi di fibrille insolubili (proteine collageniche) e polimeri solubili (proteoglicani e glicosamminoglicani) che svolgono funzioni strutturali e meccaniche primarie quali quelle di assorbire gli shock meccanici e quindi di proteggere i tessuti circostanti da traumi e di mantenere la forma degli organi [1]. I tessuti soffici sono in grado di svolgere queste importanti funzioni grazie a specifiche proprietà reologiche ovvero grazie alle loro proprietà viscoelastiche.

Le proprietà viscoelastiche del muco regolano, ad esempio, l’efficienza del meccanismo di eliminazione muco-ciliare. Nella maggior parte delle malattie ostruttive che coinvolgono l’apparato respiratorio, infatti, vi è un una drastica modificazione ovvero un aumento delle proprietà viscoelastiche dei muchi e molte strategie terapeutiche mirano alla riduzione e quindi ad un ripristino delle proprietà viscoelastiche del muco in condizioni fisiologiche. Anche il liquido sinoviale che riempie le cavità diartoidali dell’uomo e dei mammiferi è capace di svolgere le sue funzioni biomeccaniche di trasmissione dei carichi, lubrificazione e protezione della cartilagine articolare grazie al suo comportamento viscoelastico. Quando l’articolazione si flette lentamente, e cioè a basse velocità di deformazione (condizione di riposo o passeggiata) il liquido sinoviale si comporta come un fluido viscoso ossia come un lubrificante. Al contrario, ad alte velocità di deformazione, ad esempio durante una corsa, si comporta come un solido elastico in grado quindi di assorbire gli shock meccanici e trasferire i carichi. In condizioni patologiche, il liquido sinoviale perde queste proprietà viscoelastiche, si comporta sempre come un fluido viscoso e non è più in grado, quindi, di proteggere i tessuti articolari da danni meccanici durante i movimenti veloci.

Per modulare e specializzare le funzioni biomeccaniche e conseguentemente le proprietà viscoelastiche dei tessuti soffici la natura regola ed ottimizza la loro struttura, ad esempio attraverso la modulazione delle proprietà biochimiche della loro componente macromolecolare.

Attraverso lo studio delle proprietà reologiche è quindi possibile stabilire una relazione tra struttura-funzione-proprietà dei tessuti soffici. La comprensione di questa relazione può essere di ausilio nell’ingegnerizzazione di sostituti capaci di coadiuvare o di sostituire le funzioni dei tessuti soffici. [2] In questo articolo saranno discusse le proprietà viscoelastiche del corpo vitreo animale ed in particolare l’effetto della specie e del genere, con lo scopo di analizzare l’influenza della struttura sulle proprietà viscoelastiche di questo tessuto.


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