Lo studio delle cinetiche di rilascio in vitro o ex-vivo di farmaci tramite formulazioni a base di gel polimerici, pomate o creme viene generalmente effettuata tramite celle di diffusione orizzontali o verticali (cella di Franz).
L'efficacia del mescolamento tramite agitazione magnetica è un requisito fondamentale per un effettivo utilizzo della cella di Franz come strumento di stima delle cinetiche di rilascio e più in generale per la stima di coefficienti di diffusione.
Negli ultimi anni sono stati proposte diverse modifiche della classica cella di Franz, modifiche nelle dimensioni (rapporto di snellezza), nel posizionamento di uno o più punti di prelievo, e principalmente nel sistema di mescolamento al fine di superare le problematiche effettivamente riscontrate nell'utilizzo della apparecchiatura.
L'obiettivo della ricerca proposta è triplice.
1) dimostrare l'effettiva inefficacia del mescolamento in cella di Franz tramite semplice agitazione magnetica ed evidenziare le conseguenti problematiche relative alla misura della concentrazione del farmaco rilasciato tramite prelievi laterali.
2) Sviluppare nuovi modelli di trasporto che permettano comunque di utilizzare la cella di Franz classica (normalmente presente in qualunque laboratorio) rimuovendo le ipotesi semplificative generalmente utilizzate (sink-condition strettamente legata all'ipotesi di mescolamento perfetto) per stimare tempi caratteristici di rilascio e coefficienti di diffusione effettivi a partire dal dato sperimentale
3) Analizzare tramite tecniche CFD agli elementi finiti (Comsol Multiphysics) le nuove configurazioni geometriche e di mescolamento proposte dalle case produttrici con le apparecchiature di piu' recente realizzazione
Questi obiettivi verranno perseguiti sia con una approccio puramente sperimentale sia con un approccio modellistico/computazionale.
Il progetto Inter-dipartimentale coinvolge il Dip. di Chimica e Tecnologia del Farmaco ed il Dip. di Ingegneria Chimica.
La ricerca proposta affronta un problema attualmente di grande interesse nel mondo delle tecniche sperimentali per lo studio del rilascio di farmaci da forme di dosaggio liquido o semisolido.
Infatti negli ultimi anni diverse case produttrici stanno proponendo nuove apparecchiature
per superare i limiti delle celle di diffusione adottate fino ad oggi e normalmente presenti in ogni laboratorio chimico-farmaceutico.
Lo sviluppo di un nuovo modello di trasporto in cella di Franz, supportato da dati sperimentali e simulazioni CFD, permetterebbe di continuare ad utilizzare le apparecchiature classiche.
L'analisi teorico/computazionale di nuove celle di diffusione, da poco immesse sul mercato, permetterebbe di valutare l'effettiva efficacia delle nuove soluzioni proposte a supporto di responsabili di laboratorio e gruppi di di ricerca che si trovano nella condizione di scegliere se investire o meno risorse nell'acquisto di nuove apparecchiature.
Il progetto interdipartimentale si propone inoltre di mettere insieme competenze diverse: quelle più sperimentali e specifiche del settore chimico farmaceutico del Dipartimento di Chimica e Tecnologia del Farmaco con quelle modellistico/computazionali proprie del gruppo afferente al Dipartimento di Ingegneria Chimica.