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 idrofile, idrofobe o anfipatiche, a basso o alto peso molecolare, comprese le macromolecole. Per questo in campo farmaceutico vengono utilizzati come carrier per il trasporto di molecole biologicamente attive. I liposomi o le vescicole liposome-like, da essi derivate, possono essere facilmente modificati dal punto di vista strutturale e funzionale secondo il tipo di somministrazione e dell’effetto che si vuole ottenere.

Gli studi reologici rappresentano uno strumento importante per poter valutare le proprietà strutturali di queste vescicole lamellari a livello macroscopico. Attraverso questi studi, in un lavoro precedente (Manca et al., Colloids and Surfaces B: Biointerface 2014), è stato osservato che vescicole di fosfatidilcolina di soia idrogenata modificate per aggiunta di alcuni penetration enhancers (≥20%) quali etanolo, Transcutol® (dietilenglicol monoetil etere) e propilenglicole, subiscono un riarrangiamento strutturale significativo. Le dispersioni diventano più viscose e strutturate a causa di una parziale rotazione verso il mezzo acquoso delle catene aciliche della fosfatidilcolina, che in questo modo favoriscono l’interdigitazione e l’interconnessione tra le vescicole, Figura 1. In un altro lavoro (Castangia et al., International Journal of Pharmaceutics 2013), grazie anche agli studi reologici, è stato dimostrato che la combinazione di fosfatidilcolina di soia idrogenata, un penetration enhancer (Transcutol® o propilenglicole) e il diclofenac sodico, porta alla formazione di un’architettura vescicolare tridimensionale e complessa dovuta a un maggiore impaccamento e interconnessione delle vescicole tra loro. Tale struttura determina un cambiamento dello stato fisico delle dispersioni che da liquide (liposomi) diventano altamente viscose o simil-solide, formando così un sistema ideale per l’applicazione topica, in grado sia di aderire alla pelle che di trasportare efficacemente il farmaco.

La reologia è stata anche utilizzata per studiare le modifiche macroscopiche che avvengono nella pelle quando questa viene trattata con formulazioni per uso topico. Infatti, la pelle e in particolare lo strato corneo rappresentano la principale barriera del nostro organismo che controlla il passaggio delle sostanze esogene. Questa funzione barriera può venire modificata dall’applicazione di specifiche formulazioni che sono in grado di perturbare l’assemblaggio della matrice dello strato corneo e lo stato di idratazione della pelle. In particolare, i sistemi vescicolari, grazie alla loro capacità di interagire e fondersi con la pelle, sono in grado di modificare significativamente la sua permeabilità. In un altro lavoro (Manca et al., International Journal of Pharmaceutics 2016), sono stati utilizzati liposomi arricchiti con olio di argan e incorporanti allantoina, e il loro effetto idratante e emolliente sulla pelle è stato misurato in funzione dei cambiamenti del modulo elastico e viscoso di quest’ultima. L’applicazione di liposomi arricchiti con olio di argan sembra portare un effetto ammorbidente e rilassante sulla pelle, agevolando così l’accumulo delle sostanze attive e il loro passaggio attraverso essa.

 Parole chiave liposomi, penetration enhancers, pelle, reologia

 Abstract Liposomes are small artificial vesicles formed by natural non-toxic phospholipids, which in water spontaneously aggregate in bilayer thus forming closed vesicles. They can be formed by one or more bilayer membranes and are able to incorporate and transport different types of molecules, hydrophilic, hydrophobic or amphiphilic, small molecules and macromolecules. For this reason, they are widely used in pharmaceutical field, as carrier for drug delivery. To this attempt, as an alternative to conventional liposomes a lot of other liposome-like vesicles, conceptually derived from them, were produced, by modifying their structural and functional properties, and tested.

Rheological studies represent an important tool to macroscopically evaluate the structural properties of these vesicles. In a previous work (Manca et al., Colloids and Surfaces B: Biointerface 2014), this analysis was used to evaluate the structural rearrangements, which underwent in lamellar vesicles of hydrogenated soy phosphatidylcholine containing various penetration enhancers (≥20%) such as ethanol, Transcutol® (diethyleneglycol monoethyl ether) and propylenglycol.  They allowed formation of viscous and structured dispersions probably due to a partial tilting of phosphatidylcholine acyl chains forming interdigitated and interconnected bilayer vesicles, Figure 1. In another work (Castangia et al., International Journal of Pharmaceutics 2013), the rheological study was carried out to evaluate the effect of the combination of hydrogenated soy phosphatidylcholine with a penetration enhancer (Transcutol® or propylenglycol) and diclofenac sodium salt. An appropriate formulation led to structural rearrangements within and among vesicles forming a three-dimensional and complex architecture in which vesicles were closely packed and interconnected. This interconnection caused an important change in the physical state of the dispersions that showed a highly viscous liquid or soft-solid-like behaviour, thus forming an ideal system for topical application capable of both adhering to the skin and delivering the drug.

Rheology is also an ideal method to investigate the macroscopic modification of the skin when treated with topical formulations. Indeed, the skin, especially the stratum corneum, acts as main barrier that controls the passage of foreign and endogenous molecules. Its barrier property can be modified by different formulations, which can alter the assembling of stratum corneum matrix and the hydration status of the skin. In particular, lamellar vesicles, due to their ability to interact with the skin, are able to tune their properties. In a previous work (Manca et al., International Journal of Pharmaceutics 2016), liposomes based on soy phosphatidylcholine, enriched with argan oil and incorporating allantoin, have been applied on the skin surface. The hydrating and moisturizing effects of different vesicles were evaluated by measuring the elastic and viscous moduli. The application of liposomes enriched with argan oil seems to provide a softening and relaxing effect on the skin, thus facilitating the drug accumulation and passage into and trough it.

 Keywords liposomes, penetration enhancers, skin, rheology