I nanogel sono sistemi nanoparticellari caratterizzati da una peculiare consistenza soft ed un elevato contenuto acquoso che li rende estremamente affini ai materiali biologici, notevolmente biocompatibili ed adatti per applicazioni in campo biomedico e farmaceutico come sistemi di drug delivery. Numerosi nanogel a base polimerica e soprattutto polisaccaridica sono stati sviluppati negli ultimi anni: tra questi, i nanogel autoassemblanti rappresentano la categoria più versatile, in quanto non necessitano di trattamenti chimici per la loro formazione, che avviene spontaneamente in seguito ad uno stimolo fisico, come ad esempio la variazione di temperatura.
Dopo aver esplorato l'uso di polisaccaridi opportunamente derivatizzati per la formulazione di nanogel, in questo progetto si intende esaminare l'utilizzo di polimeri sintetici, quali poliacrilati (PA) e polivinilacool (PVA), come componenti delle matrici, al fine di modulare le caratteristiche chimico-fisiche dei sistemi e migliorarne le performance biologiche.
I suddetti polimeri sintetici saranno opportunamente derivatizzati per modularne il loro grado di idrofilicità/idrofobicità e renderli adatti al self-assembling in strutture nanoparticellari di matrice sintetica o come co-matrici per nanogel misti.
Le proprietà chimico-formulative e le prestazioni biologiche di questi nuovi sistemi saranno studiate approfonditamente e ne verranno valutati le caratteristiche e i miglioramenti rispetto alle matrici a sola base polisaccaridica già sviluppate.
L'attività di ricerca di questo progetto è finalizzata all'ottenimento di sistemi avanzati per il drug delivery, in particolare attraverso la sintesi e lo sviluppo di nuove matrici e co-matrici polimeriche di natura sintetica da affiancare alle matrici di origine naturale già utilizzate per lo sviluppo di nanogel autoassemblanti.
L'obiettivo del presente progetto di ricerca è quello di ottenere delle matrici innovative che mettano insieme le caratteristiche dei polimeri naturali, quali i polisaccaridi, con quelle dei polimeri sintetici. In tal modo, la biocompatibilità e degradabilità dei primi saranno integrate con la resistenza, persistenza, inerzia chimica dei secondi, al fine di ottenere formulazioni di nanogel con proprietà ideali per applicazioni nel drug delivery, ponendo anche una particolare attenzione agli aspetti fondamentali per uno scale-up industriale.
I risultati attesi dello studio sono l'ottenimento di procedure sintetico-formulative altamente versatili e poco costose per l'ottenimento di macromolecole anfifiliche, da poter applicare, con variazioni minori, sia su substrati polimerici naturali che sintetici. Questo risultato sarebbe un passaggio importante anche per un eventuale sviluppo industriale dei prodotti, che rappresenta lo step limitante per numerosi sistemi nanoparticellari attualmente in fase di studio.
Ci aspettiamo altresì che la co-formulazione di materiali di origine naturale, quali i polisaccaridi, con matrici sintetiche, già attualmente studiate ed ampliamente approvate per usi biomedici e farmaceutici, migliori le caratteristiche dei carrier ottenuti: in primis, dal punto di vista della stabilità ai vari trattamenti necessari (sintesi chimiche, sterilizzazione, condizioni di conservazione, processi di caricamento dei principi attivi); poi per quanto riguarda la riproducibilità delle caratteristiche ottenute (dimensioni, potenziale-Z, capacità di loading dei farmaci) ed infine dal punto di vista biologico, aumentandone l'inerzia chimica e biologica e quindi la resistenza alla degradazione nei fluidi biologici (aumentandone così il residence time in vivo).