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Thesis presentation_ Linda Abdelall
- 1. UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI TORINO Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco Corso di Laurea magistrale in Farmacia Effetto del nano-TiO2 sulla permeazione della doxorubicina attraverso pelle di maiale in funzione del pH del mezzo Relatore: Elena Peira Candidata: Linda Abdelall Anno accademico 2015/2016
- 2. Il TiO2 ❖ Polvere bianca insolubile in acqua ❖ Applicazione in diversi ambiti ingegneria industria farmaceutica cosmetica in forma nano come filtro solare Si presenta in natura in tre diverse strutture cristalline principali Anatasio Rutilo Brookite 80% 20% MISCELA nano-TiO2 Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 2
- 3. Nano-TiO2 ❖ La carica superficiale incide sulla sua reattività nei confronti dei corneociti dello strato corneo1 ❖ Formazione di specie reattive dell’ossigeno principalmente in seguito all’esposizione a radiazioni UV apoptosi stato infiammatorio alterazione del legame tra cellule lipoperossidazione 1) Rif. Crystalline Phase Modulates the Potency of Nanometric TiO2 to Adhere to and Perturb the Stratum Corneum of Porcine Skin under Indoor Light Turci F., Peira E.,Corazzari I.,Fenoglio I.,Trotta M and Fubini B.,Chem. Res. Toxicol., 2013 Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 3
- 4. Scopo della tesi ❖ Valutare l’influenza del nano-TiO2 sulla permeazione dei farmaci ionizzabili ❖ Valutare se il pH del mezzo influisce sull’attività del nano-TiO2 ❖ Osservare il comportamento del nano-TiO2 in formulazioni differenti attività di superficie pH 4.4 pH 6 pH 7.4 sospensioni liposomi Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 4
- 5. Doxorubicina ❖ Antibiotico somministrato per via e.v ❖ Solido rosso ❖ Fotolabile conservata in buste di alluminio ❖ Stabile a temperatura ambiente ❖ Pm= 543,5 Da Il derivato cloridrato pm= 579,88 Da ❖ Molto stabile in soluzione a pH tra 3 e 6,5 ❖ LogP= 1,27 ❖ Strongest acidic pKa:8.00 Strongest basic pKa: 9.93 Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 5 pH logD 4.6 -1.49 6.5 -0.66 7.4 0.10
- 6. Procedimenti eseguiti 1. Preparazione delle soluzioni acquose a pH 4.4, 6 e 7.4 tampone acetato acqua tampone TRIS senza TiO2 DOXO = 1mg/ml TiO2 = 5 mg/ml con TiO2 Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 6
- 7. Procedimenti eseguiti 2. Preparazione di liposomi costituiti da lecitina di soia in tampone acetato pH 4.4 preparati con la tecnica dell'idratazione del film fosfolipidico 3. Prove di permeazione di doxorubicina attraverso pelle di maiale (48 ore) Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 7
- 8. Procedimenti eseguiti 4. Comportamento termico dei lipidi dello strato corneo e dei fosfolipidi (lecitina idrogenata) costituenti i liposomi mediante calorimetria a scansione differenziale (DSC) 5. Diffusione della DOXO contenuta in liposomi attraverso una membrana idrofila transizione sol-gel Il TiO2 altera la struttura dello strato corneo? Il TiO2 altera la struttura dei liposomi? Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 8 6. Prove di interazione tra nano-TiO2 e DOXO della durata di 48 ore
- 9. Risultati Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 9 I valori dei flussi sono le pendenze delle rette di regressione Δflusso pH 4.4 Δflusso pH 6 Δflusso pH 7.4 +28,6 % -0,84% -16%
- 10. Risultati 1. Prove di permeazione della doxorubicina in liposomi Confrontando i flussi di doxorubicina contenuta nei liposomi in presenza e in assenza di TiO2, si osserva una notevole differenza percentuale Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 10 Flusso complessivo (0-48 h) mg/cm2 Doxo in liposomi pH 4.4 0,0230 Doxo in liposomi pH 4.4 + TiO2 0,0157 ΔΦ -32%
- 11. Risultati 2. Calorimetria a scansione differenziale ❖ I dati ottenuti mostrano come l'entalpia associata al picco venga modificata in presenza di nano-TiO2 ❖ Entalpia associata al picco della transizione sol-gel del bilayer fosfolipidico viene notevolmente modificata Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 11 pH Pelle con DOXO Pelle con DOXO+TiO2 Pelle con liposomi DOXO Pelle con liposomi DOXO+TiO2 ΔH= J/g Picco T°C ΔH= J/g Picco T°C ΔH= J/g Picco T°C ΔH= J/g Picco T°C 4.4 5,492 71,89 3,099 74,40 3,5623 75,03 2,313 73,20 6 6,585 71,87 5,022 74,70 7.4 1,736 75,03 1,749 71,37 Liposomi Liposomi+TiO2 ΔH= J/g Picco T°C ΔH= J/g Picco T°C 17,038 79,87 7,209 81,83
- 12. Risultati 3. Prova di diffusione attraverso la membrana idrofila Alla prima ora il farmaco si diffonde molto velocemente da una cella a quella adiacente quando i liposomi sono in assenza di TiO2 Gli andamenti in seguito alla prima ora sono pressoché sovrapponibili Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 12
- 13. Risultati 4. Interazioni tra doxorubicina e TiO2 ❖ Si evidenzia un calo nel tempo della quantità di doxorubicina rilevata in spettrofotometria in tutti i campioni ❖ Dopo 48 ore, si ottiene una maggiore diminuzione dell’assorbanza con il campione con TiO2 a pH 7.4 Riduzioni percentuali rispetto al valore di assorbanza misurato al tempo del campione di doxorubicina privo di TiO2 pH 4.4 pH 6 pH 7.4 Ora h h+rpm h+rpm+TiO2 h h+rpm h+rpm+TiO2 h h+rpm h+rpm+TiO2 24 -16,9 -29,5 -11 -25,3 -42 -27 -9 -16,3 -32 48 -38 -50,5 -20,3 -43,4 -50 -47,5 -27 -24,7 -50 Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 13
- 14. Conclusioni ❖ Le prove di permeazione hanno dimostrato che il TiO2 aumenta la permeazione del farmaco in ambiente acido ❖ Il TiO2, grazie alla sua carica superficiale positiva, comporta una destabilizzazione dello strato corneo rilevato al DSC ❖ L’interazione con i lipidi è stata avvalorata dalla prova di diffusione attraverso la membrana idrofila, la quale ha mostrato che il TiO2 rallenta la diffusione del farmaco da una cella a quella adiacente perché ne ostacola il rilascio in soluzione dai liposomi in cui il farmaco è contenuto ❖ Le prove di interazione hanno mostrato che a pH 7.4 il TiO2 ha carica negativa e il farmaco presenta una carica positiva, quindi si assiste ad un'interazione di superficie che fa precipitare la doxorubicina Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco 14
- 15. Immagini