Veicolazione tramite sistemi nanoparticellari lipidici solidi di molecole di interesse biologico

I sistemi nanoparticellari hanno iniziato a farsi strada nel mondo del drug delivery a partire dai primissimi anni '80 per superare i diversi inconvenienti legati all'impiego di altre forme di rilascio innovative. Tali sistemi sono basati sull'impiego di tecnologie farmaceutiche avanzate applicate a materiali polimerici o lipidici e sono caratterizzati da particelle di dimensioni nanometriche in grado di incorporare farmaci ed altre sostanze di interesse biologico. Le nanoparticelle polimeriche sono dei sistemi costruiti a partire da polimeri di diversa natura che si aggregano a formare delle strutture più o meno sferiche di dimensioni comprese nel range nanometrico. I polimeri impiegati per la preparazione di tali nanoparticelle possono essere di natura sintetica, semi-sintetica o naturale. Una delle difficoltà legata all'impiego dei sistemi nanostrutturati in generale riguarda il destino metabolico dopo la somministrazione. Da diversi studi condotti da Allemann e Blunk, risulta che quando un sistema nanostrutturato raggiunge il torrente ematico tende ad adsorbire sulla propria superficie numerose proteine ematiche, in particolar modo quelle del complemento. Questo fenomeno, definito opsonizzazione, è un processo che conduce alla rapida eliminazione del sistema dall'organismo, spesso ancor prima che riesca a liberare il principio attivo che incorpora. Per superare questa problematica è possibile creare attorno al nanosistema uno shell esterno composto da materiale idrofilico. Una ricerca condotta da Gref dimostra che esiste una correlazione tra grado di opsonizzazione e tempo di permanenza nel torrente ematico di sistemi nanostrutturati polimerici. Ricoprendo le nanoparticelle con shell di Polietilenglicole (PEG) aumenta l'idrofilia del sistema e, contemporaneamente, diminiuisce il grado di opsonizzazione ed aumenta il tempo di permanenza in-vivo.

Il ridotto fenomeno di adsorbimento di proteine del complemento sembra essere correlato alla massa molecolare ed alla densità superficiale dei sistemi, caratteristiche che ne limitano anche l'uptake epatico. Torchilin ha studiato la variazione di interazioni esistente tra nanosistemi rivestiti e non rivestiti da altre matrici polimeriche. Oggetto della maggior parte di questi studi sono le nanoparticelle di PLGA rivestite con PEG. Lo studio ha dimostrato che la presenza di catene polimeriche flessibili ed idrofile quali i PEG, quando vengono graftate su superfici polimeriche di PLGA, formano una densa nube conformazionale che previene sia l'interazione del core polimerico con altre singole unità di nanosistema, che i fenomeni di adsorbimento di proteine plasmatiche e del complemento.

Altri studi sono stati condotti su sistemi polimerici a base di PLA rivestiti da uno shell di MPOE (monometossi poliossietilene). Su questi sistemi sono state condotte delle analisi specifiche per determinare il grado di fagocitosi da parte dei monociti circolanti ed è stato notato che quando la concentrazione percentuale di MPOE nella miscela polimerica è superiore al 2-3 % si ha una drastica riduzione del fenomeno di fagocitosi ed aumento del tempo di permanenza dei sistemi nel torrente ematico. Gli stessi effetti possono essere ottenuti utilizzando come materiale polimerico per lo shell di rivestimento altri polimeri idrofili e biocompatibili quali ad esempio i poloxamer, le poloxamine ed i polisorbati (tweed). I sistemi nanoparticellari polimerici sono preparati sfruttando tecniche diverse in base alle necessità del formulatore. Il metodo dell'evaporazione del solvente prevede la dissoluzione del principio attivo in una soluzione organica (diclorometano, cloroformio, ecc…) del polimero preformato. Questa soluzione organica viene successivamente dispersa in una soluzione acquosa e rapidamente emulsionata per ottenere un'emulsione O/A stabilizzata da tensioattivi. Una volta ottenuta un'emulsione stabile si procede all'evaporazione del solvente organico in condizioni di pressione ridotta . Un'altra metodica molto comune è quella della polimerizzazione in cui una soluzione di monomeri precursori viene addizionata di un mezzo polimerizzante in cui è dissolto il farmaco. In questo modo l'incorporazione del principio attivo avviene nello stesso momento in cui si forma il polimero. Nella produzione di nanoparticelle polimeriche sono tuttavia impiegate numerose altre tecniche che sono scelte tenendo conto delle caratteristiche cui il sistema stesso deve sottostare e che dipendono anche dal tipo di molecola che si vuole veicolare e dalle dimensioni finali che il sistema deve avere. Le più comunemente usate, giusto per citarne qualcuna, sono la tecnica della diffusione del solvente, la tecnica del salting out o la tecnica che si avvale dell'impiego dei fluidi supercritici.