- Docente: Barbara Luppi
- Crediti formativi: 8
- SSD: CHIM/09
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
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Corso:
Laurea Magistrale a Ciclo Unico in
Chimica e tecnologia farmaceutiche (cod. 9262)
Valido anche per Laurea Magistrale a Ciclo Unico in Chimica e tecnologia farmaceutiche (cod. 5986)
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dal 03/03/2025 al 14/04/2025
Conoscenze e abilità da conseguire
Obiettivo formativo dell'insegnamento è fornire conoscenze approfondite dei principi alla base dello sviluppo di forme di dosaggio, con particolare riferimento alla progettazione di forme farmaceutiche a rilascio modificato. In particolare lo studente al termine del corso avrà una conoscenza approfondita dei differenti meccanismi alla base del controllo cinetico e spaziale del rilascio dei farmaci e delle strategie formulative e produttive volte al miglioramento del loro profilo biofarmaceutico. Acquisirà inoltre competenze teoriche e pratiche relative alla formulazione, preparazione e caratterizzazione di micro e nanosistemi farmaceutici.
Contenuti
Modulo di RILASCIO MODIFICATO - 5 cfu (Prof. Barbara Luppi)
Biofarmaceutica e Rilascio Modificato
Sistemi a rilascio immediato e sistemi a rilascio modificato: definizioni, razionale biofarmaceutico, clinico e industriale. Biofarmaceutica. Correlazione fra liberazione del farmaco dalla forma farmaceutica e il suo destino nell'organismo (LADME). Aspetti biofarmaceutici nei sistemi a rilascio immediato e a rilascio modificato.
I polimeri di interesse farmaceutico e la diffusione dei farmaci nei sistemi polimerici
Classificazione dei polimeri su base composizionale e strutturale. Polimeri amorfi e cristallini. Sintesi dei polimeri: poliaddizione e policondensazione. Polimeri idrofobici, polimeri idrofilici, polimeri idrosolubili e idrogeli. Polimeri biocompatibili e biodegradabili.
Principali meccanismi che governano il rilascio. La diffusione passiva e la legge del trasferimento di massa. I e II Legge di Fick. Concetto di stato stazionario e di stato transiente. Coefficiente di diffusione in diversi mezzi di diffusione: sistemi macroporosi, microporosi e non porosi. Diffusione nei polimeri idratati. Solubilità e coefficiente di partizione.
I Sistemi a Rilascio Modificato
I principali modelli cinetici che descrivono il rilascio: zero-order, first-order, Higuchi, Hixon-Crowel, Korsmeyer-Peppas. Analisi cinetica del rilascio.
Sistemi polimerici controllati dalla diffusione. Sistemi riserva: attività costante e non costante. Sistemi matriciali: matrici omogenee ed eterogene con il principio attivo in soluzione o in sospensione. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.
Sistemi attivati dal solvente. Sistemi osmotici: pompa osmotica elementare, pompa osmotica bicompartimentale. Sistemi attivati dal rigonfiamento. Idrogeli. Transizione vetrosa. Parametri relativi ai sistemi controllati dal rigonfiamento: numero di Deborah e numero d'nterfaccia di rigonfiamento. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.
Sistemi controllati chimicamente. Sistemi biodegradabili o bioerodibili. Degradazione/erosione omogenea ed eterogenea. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.
Sistemi attivati dalla dissoluzione. Sistemi tipo matrice e sistemi tipo riserva. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.
Sistemi pulsatili. Sistemi monopulsatili. Sistemi multipulsatili. Meccanismo a feed back. Open-loop systems e closed-loop systems. Aspetti cinetici del rilascio, equazioni operative, aspetti formulativi ed applicazioni.
Approcci tecnologici per migliorare la solubilità e la dissoluzione
Soluzioni e solubilità. Solubilità apparente. Teoria della dissoluzione: modello dello strato stazionario, equazione di Noyes-Whitney, equazione di Nerst e Brummer. Parametri termodinamici e loro correlazioni (equazioni di Gibbs e Van't Hoff).
Variazione della solubilità in funzione della stabilità dei legami soluto-solvente (complesso-formazione, micellazione, salificazione). Complesso-formazione: diagrammi di fase-solubilità e costante di affinità farmaco-legante. Correlazioni tra costante di affinità farmaco-legante, dissoluzione e diffusione attraverso biomembrane. Complesso-formazione con ciclodestrine. Micellazione mediante tensioattivi. Salificazione: effetto della natura del controione sul pH e sulla concentrazione nel microambiente. Biodisponibilità di farmaci a carattere debolmente acido o basico. Variazione della solubilità in funzione della stabilità dei legami nel solido: solidi amorfi, solidi cristallini, polimorfi, idrati e solvati.
Modulo di MICRO e NANOVETTORI - 2 cfu (Prof. Federica Bigucci)
Approccio terapeutico di tipo vettoriale. Micro/nanosfere e micro/nanocapsule: caratteristiche e metodi di preparazione (processi chimici e chimico-fisici: evaporazione del solvente, estrazione del solvente, coacervazione, reticolazione termica, reticolazione chimica, polimerizzazione in sospensione, polimerizzazione interfacciale, fusione del materiale di supporto; processi meccanici: stalagmopoiesi, essiccamento a spruzzo, raffreddamento a spruzzo, rivestimento in letto fluido).
Liposomi: caratteristiche dei principali tipi di liposomi (multilamellar vescicles, small unilamellar vescicles, large unilamellar vescicles, reverse phase evaporation vescicles) e metodi di preparazione (metodi meccanici: agitazione di una dispersione di fosfolipidi; metodi di sostituzione di solventi organici con mezzi acquosi: thin layer evaporation, reverse-phase evaporation, evaporazione del solvente, estrazione del solvente; metodi basati sul ridimensionamento della taglia: estrusione attraverso filtri, ultrasuoni). Liposomi come drug delivery systems: liposomi convenzionali, liposomi stealth, immunoliposomi, liposomi cationici.
Micelle polimeriche: caratteristiche e metodi di preparazione (equilibrio semplice, dialisi, emulsione O/A, solution casting, liofilizzazione).
Nanoparticelle lipidiche solide: caratteristiche e metodi di preparazione (omogeneizzazione ad alta pressione a caldo, omogeneizzazione ad alta pressione a freddo, diluizione di microemulsione, evaporazione del solvente, estrazione del solvente).
Strategie per il direzionamento. Direzionamento passivo e effetto EPR (Enhanced Permeability and Retention). Direzionamento fisico. Direzionamento attivo.
Modulo di ESERCITAZIONI DI MICRO e NANOVETTORI - 1 cfu (Prof. Barbara Luppi turno A e Prof. Federica Bigucci turno B)
Gli studenti sono divisi in due turni successivi (turno A e turno B). Le esercitazioni pratiche in laboratorio saranno condotte a piccoli gruppi di studenti e riguarderanno la preparazione e caratterizzazione di sistemi vescicolari (liposomi, transferosomi) e micro e nanoparticelle polimeriche (albumina, acido polilattico, alginato, chitosano, polivinilpirrolidone).
Testi/Bibliografia
A.T. Florence, D. Attwood, Physicochemical Principles of Pharmacy, Pharmaceutical Press, 2011
P. Colombo et al., Principi e Tecnologie Farmaceutiche, casa Editrice Ambrosiana, II Ed. 2015
P. Caliceti, Tecnologia Farmaceutica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2025
Slides discusse durante le lezioni frontali
Metodi didattici
Lezioni teoriche. Esercitazioni. Test a scelta multipla da discutere in aula e in laboratorio.
L'obbligo di frequenza si ritiene assolto con la frequenza a non meno dell'80% delle esercitazioni di laboratorio ed al 60% delle lezioni frontali. Le presenze vengono rilevate mediante l'applicazione presenze studenti.
In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento da parte di tutti gli studenti (compresi tutti gli studenti internazionali incoming, es. ERASMUS) dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio ("studiare"--"formazione obbligatoria su sicurezza e salute")
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento avverrà attraverso un colloquio orale, che accerterà l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. L'esame verterà sugli argomenti trattati in tutti i moduli didattici comprese le esercitazioni e non potrà essere scisso in momenti di verifica separati fra loro. Per sostenere la prova orale è necessaria l'iscrizione mediante lista d'esame AlmaEsami.
Strumenti a supporto della didattica
Videoproiettore e PC.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Barbara Luppi
SDGs


L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.