Riassunto analitico
La produzione di devices per il rilascio di farmaci a livello locale della mucosa orale risulta una delle maggiori sfide nel campo della tecnologia farmaceutica; questo è attribuibile alle singolari caratteristiche anatomiche e fisiologiche della cavità orale. Sfortunatamente però, diverse malattie hanno come bersaglio la cavità orale. In questo progetto si è tentato di ottenere una formulazione mucoadesiva di nanoparticelle in silice mesoporosa per il trattamento della mucosite orale (OM). La OM è un’infiammazione ulcerativa e dolorosa che spesso colpisce pazienti oncologici come uno dei maggiori effetti avversi di chemio e radioterapia. Anche se la OM è molto comune e spesso rappresenta una delle maggiori cause di morbidità e mortalità per questi pazienti, solo pochi agenti terapeutici sono in grado di curarla e, anche se alcuni di questi hanno dimostrato risultati incoraggianti, sono limitati nel trattamento locale dalle caratteristiche fisiologiche della cavità orale. Con questo proposito le nanoparticelle sviluppate sono state caricate con Budesonide (BUD), un corticosteroide con elevato effetto antinfiammatorio a livello topico. Le nanoparticelle (NPs) di silice sono state scelte per le loro note e particolari caratteristiche come biocompatibilità, bassa tossicità e una produzione semplice, economica e facilmente scalabile. Per la produzione di queste NPs è stato dapprima messo a punto un protocollo semplice e veloce utilizzando il metodo Stöber come punto di partenza e studiando come la grandezza delle particelle varia con l’alterazione di alcuni parametri-chiave. Le NPs sono state caratterizzate nella loro dimensione, polidispersione e potenziale zeta. Una volta scoperto, il protocollo migliore è stato adattato per la formulazione di nanoparticelle di silice mesoporosa (MSNPs). Queste nuove particelle mostrano una superficie maggiore, disponibile per il caricamento della BUD ma sfortunatamente non sembrano essere adatti al caricamento di una significativa quantità di questo farmaco. Ad ogni modo, con l’aggiunta di chitosano (CHIT) sulla loro superficie si è ottenuto un incremento nel caricamento del farmaco a dimostrazione del fatto che il CHIT non solo rappresenta un buon eccipiente mucoadesivo, ma funge anche da ausilio nell’incapsulazione della BUD. Ottenuta la formulazione finale, ne sono state valutate le caratteristice morfologiche, l’efficienza di incapsulazione, la loro stabilità chimico-fisica, l’abilità mucoadesiva e il loro profilo cinetico di rilascio del farmaco. I risultati hanno dimostrato che con l’ottimizzazione del protocollo si possono ottenere delle particelle sferiche molto piccole e uniformi, queste possono poi essere rivestite con CHIT per ottenere una formulazione mucoadesiva stabilmente caricata con l’agente terapeutico.
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Abstract
Local drug delivery system for the oral mucosa is one of the most challenging devices to be produced in the pharmaceutical technology field; this is attributable to the unique properties of the oral cavity both anatomical and physiological. Unfortunately, however, many diseases can affect the oral cavity. In this work, an attempt to produce a mucoadhesive formulation of mesoporous silica nanoparticles for the treatment of oral mucositis (OM) was made. OM is an ulcerative and painful inflammation that often affects oncological patients as one of the major side effects of chemo- and radio-therapy. Even if OM is common and it often represents a major cause of morbidity and mortality of these patients, very few agents are able to treat it and if some of them showed up encouraging results, they are limited by the oral cavity’s physiological characteristics in the local delivery. With this aim, the developed nanoparticles were loaded with Budesonide (BUD), a corticosteroid with a high topical anti-inflammatory effect. Silica nanoparticles (NPs) were chosen for their unique well-known properties, such as biocompatibility, low toxicity, and an easy, economical, and scalable production. For the production of these particles, an easy and quick protocol was first built up, using the Stöber method as a starting point, by studying the response of size with alterations to key-point parameters. The NPs have been evaluated in their size, polydispersity, and zeta potential. Once selected, the best protocol was adapted for the formulation of mesoporous silica nanoparticles (MSNPs). These new particles possess a larger surface that is available for the loading of BUD, but unfortunately, they seem to not be able to charge a significant amount of the drug. Improve of drug loading was achieved with the addition of chitosan (CHIT) on its surface that demonstrated to be not only a good mucoadhesive excipient but also a good help for the drug’s encapsulation. The morphological characteristics of the final formulation were then evaluated together with their efficiency of encapsulation, their chemical and physical stability, the mucoadhesion ability and the drug release profile. Results showed up that very small and uniform spheres could be formed with the optimized protocol; these particles then could be covered with CHIT in order to obtain a mucoadhesive formulation stably charged with the therapeutic agent.
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