Proprietà dello stato solido importanti per lo sviluppo del farmaco. Tecniche termoanalitiche, diffrattometria ai raggi X e altri metodi di indagine dello stato solido. Diffusione e dissoluzione. Principi di biofarmaceutica e farmacocinetica. Studi di preformulazione. Studi di stabilità. Sistemi terapeutici a rilascio modificato e/o sito-specifico per le diverse vie di somministrazione. Polimeri di interesse farmaceutico. Biotecnologie nella preparazione, rilascio e direzionamento di farmaci.
Aulton, Michael E., Michael Taylor, Kevin M. G. Caviglioli, Gabriele Campani, Caviglioli, Gabriele, and Campani, Virginia. Aulton Tecnologie Farmaceutiche Progettazione E Allestimento Dei Medicinali. Milano: Edra, 2015. Parte 4 (Biofarmaceutica) capitolo 49 Stabilità.
Principi di calcolo farmaceutico di Howard C. Ansel, Shelly J. Stockton Ed.15 Edra 2017 capitolo 22.
Almoazen H. Felton L. Remington: Essentials of Pharmaceutics. Pharmaceutical Press; 2013, 772pp, $69.00 (softcover), ISBN 9780857111050. Am J Pharm Educ. 2013 Dec 16;77(10):233. doi: 10.5688/ajpe7710233. PMCID: PMC3872952.
van Mil, J.W.F. Loyd V. Allen (Editor-in-chief): Remington, the science and practice of pharmacy. Int J Clin Pharm 35, 296 (2013). https://doi.org/10.1007/s11096-012-9732-1BIOFARMACEUTICA E FARMACOCINETICA, Shargel, Ed. Masson.
Obiettivi Formativi
Lo scopo del corso è lo studio delle caratteristiche del principio attivo e degli eccipienti che lo accompagnano nelle varie forme farmaceutiche, al fine di ottimizzare e modulare la risposta terapeutica del preparato stesso. Vengono fornite le basi metodologiche e le conoscenze necessarie per la soluzione dei problemi chimico-fisici e tecnologici alla base sia della trasformazione di un principio attivo in medicamento composto sia del miglioramento delle proprietà biofarmaceutiche, dello sviluppo dell’appropriata formulazione, del condizionamento del rilascio e del direzionamento al sito di azione del principio attivo stesso.
CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
• Conoscenza e comprensione delle caratteristiche del principio attivo e degli eccipienti e della terminologia della tecnologia farmaceutica.
• Conoscenza e comprensione delle basi teoriche e metodologiche necessarie per la soluzione dei problemi chimico-fisici e tecnologici nella caratterizzazione dei principi attivi, degli eccipienti e delle forme farmaceutiche.
• Conoscenza e comprensione delle basi teoriche e metodologiche necessarie per la trasformazione di un principio attivo in medicamento.
• Conoscenza e comprensione delle basi teoriche e metodologiche necessarie per il miglioramento delle proprietà biofarmaceutiche dei farmaci.
• Conoscenza e comprensione delle basi teoriche e metodologiche necessarie al controllo della stabilità dei medicamenti.
• Conoscenza e comprensione delle basi teoriche e metodologiche necessarie al condizionamento del rilascio e del direzionamento al sito di azione del principio attivo stesso.
• Conoscenza e comprensione delle linee guida nazionali e internazionali da seguire per la caratterizzazione, il controllo e la produzione delle forme farmaceutiche.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
• Capacità di usare in modo appropriato la terminologia della tecnologia farmaceutica
• Capacità di eseguire calcoli utili per la soluzione di problemi chimico-fisici e tecnologici nella caratterizzazione dei principi attivi, degli eccipienti e delle forme farmaceutiche
• Capacità di affrontare un problema tecnologico, dalla sua definizione alla scelta dell'idonea procedura per il miglioramento delle proprietà biofarmaceutiche dei farmaci.
• Capacità di affrontare un problema tecnologico, dalla sua definizione alla scelta dell'idonea procedura per il controllo della stabilità dei medicamenti.
• Capacità di affrontare un problema tecnologico tramite condizionamento del rilascio e del direzionamento al sito di azione del principio attivo stesso, dalla sua definizione alla scelta dell'idonea procedura e caratterizzazione della forma farmaceutica.
• Capacità di ricerca e di utilizzo delle linee guida nazionali e internazionali utili per la caratterizzazione, il controllo e la produzione delle forme farmaceutiche.
Prerequisiti
Nozioni di tecnologia farmaceutica, come da di piano di studi
Metodi Didattici
Lezioni teoriche frontali
Esercitazioni teoriche in aula e esercitazioni pratiche di gruppo in laboratorio.
Materiale didattico:
Files pdf delle lezioni
Appunti delle lezioni
Strumenti a supporto della didattica:
Videoproiettore, PC
All’inizio del corso vengono forniti agli studenti files con le slides degli argomenti che saranno via via trattati; tale materiale, integrato dagli appunti presi direttamente durante le lezioni, è del tutto sufficiente per la preparazione dell’esame. Vengono inoltre consigliati alcuni testi che gli studenti possono consultare se desiderano approfondire specifici argomenti
Altre Informazioni
Ricevimento studenti tutti i giorni, previo appuntamento.
Modalità di verifica apprendimento
Prova finale consistente in un esame orale volto ad accertare la conoscenza degli argomenti trattati durante il corso. Le date degli appelli sono riportate sul sito web del Corso di Laurea. La prenotazione per sostenere la prova orale avviene tramite iscrizione online. Durante l'esame verranno poste domande da tutti e tre i docenti mirate a verificare l'utilizzo appropriato della terminologia tecnologica, la capacità di applicare le formule spiegate durante il corso, la conoscenza delle tecniche di caratterizzazione trattate nel corso e la capacità di valutare i dati ricavati dalle tecniche di caratterizzazione. Alla determinazione del voto finale concorrono esattezza (40%), completezza (40%), utilizzo della terminologia corretta (20%) nelle risposte. Per la determinazione del voto finale verrà fatta la media ponderata in base ai CFU (Maestrelli 50%, Mennini 25% e Cirri 25%). La prova è da considerare superata se si acquisisce la sufficienza con tutti e tre le docenti, in caso di insufficienza è possibile ripetere la parte dell’esame insufficiente.
Programma del corso
Maestrelli: Dall'idea terapeutica alla realizzazione di un prodotto farmaceutico: problematiche connesse con lo sviluppo di un farmaco. Proprietà dello stato solido: amorfo e cristallino, polimorfismo: aspetti strutturali e termodinamici, enantiotropia e monotropia; pseudopolimorfismo. Tecniche termoanalitiche TGA, EGA, DTA, DSC, HSM e TMA:caratterizzazione di materie prime, studi di sistemi binari, diagrammi di fase, studi di compatibilità, di stabilità, sviluppo e controllo di forme galeniche. Diffrattometria con i raggi X: legge di Bragg, metodo delle polveri e caratterizzazione di sostanze amorfe e cristalline nell’analisi quali e quantitativa di miscele. Analisi su cristallo singolo e struttura cristallina.Applicazioni della spettroscopia FTIR e NIR. Diffusione e dissoluzione di farmaci: applicazioni della I e della II legge di Fick e equazioni di Higuchi. Solubilità: determinazione e fattori che la influenzano. Velocità di dissoluzione; modelli cinetici; leggi di Noyes-Whitney e di Nernst-Brunner; “sink conditions"; velocità di dissoluzione intrinseca e equazione di Hixson-Crowell. Fattori che possono influenzare la velocità di dissoluzione. Apparecchi ufficiali e non ufficiali per i test di dissoluzione.
Studi di preformulazione nello sviluppo di un farmaco. Approcci per migliorare le caratteristiche di solubilità di farmaci scarsamente idrosolubili. Caratteristiche molecolari di ciclodestrine naturali e derivate, aspetti termodinamici dell’interazione con i farmaci in soluzione acquosa e allo stato solido. Principi di biofarmaceutica e farmacocinetica: Vari tipi di equivalenza delle forme farmaceutiche; bioequivalenza. Biodisponibilità assoluta e relativa; fattori biologici, chimico-fisici e tecnologici che la influenzano. Biodisponibilità e metodi di studio in vitro. Classificazione secondo BCS. Correlazioni vivo-vitro. Curve livello plasmatico-tempo. Modelli farmacocinetici. Parametri farmacocinetici. Calcolo della dose in formulazioni a rilascio modificato. Principi di cinetica chimica e studi di stabilità dei farmaci: Tipi di stabilità e fattori che la influenzano. Velocità e ordine di reazione, equazioni cinetiche, half-life e shelf-life. Equazione di Arrhenius, energia di attivazione, test accelerati di stabilità isotermici e non isotermici. Statistica nella previsione della shelf-life di forme farmaceutiche solide. Approcci per la stabilizzazione dei farmaci nei confronti delle principali reazioni di decomposizione. Requisiti di stabilità e problemi di stabilità fisica di varie forme galeniche. ght time". Metodi per ritardare il transito gastrointestinale. Applicazioni di metodi biotecnologici nella preparazione, rilascio e direzionamento di farmaci. Materiali polimerici di impiego e di interesse farmaceutico: Pesi molecolari medi e grado di sostituzione; interazioni polimero-acqua e proprietà delle soluzioni acquose; struttura, grado di cristallinità, transizione vetrosa, e proprietà meccaniche.Polimeri in U.S.P. e F.U.I.; applicazioni in campo farmaceutico.
Cirri: Sistemi terapeutici a rilascio modificato e/o sito-specifico: Definizioni e terminologia, obiettivi, classificazione. Calcolo della dose. Principali meccanismi di controllo del rilascio del farmaco.Metodi e approcci per ottenere il rilascio modificato. Classificazione in base al meccanismo di rilascio del farmaco.Forme farmaceutiche solide orali: sistemi reservoir-membrana; a matrice; a scambio ionico; osmotici; profarmaci. Sistemi right time e time-clock. Cronofarmaceutica. Metodi per ritardare il transito gastrointestinale. Forme farmaceutiche parenterali: iniezioni intramuscolo; impianti sottocutanei, intravaginali, intrauterini, intraoculari.
Mennini: Sistemi transdermici: enhancers di permeazione cutanea, sistemi reservoir membrana, monolitici, monolitico reservoir e sistemi di tipo poroplastico; metodi attivi di promozione della permeazione transdermica (radiofrequenza, ionoforesi, sonoforesi e micro-aghi).Sistemi per somministrazione nasale: Dry Powder Inhalers (DPI).Sistemi a cessione direzionata dei farmaci: vettori di prima generazione (microsfere, microcapsule e microaggregati); vettori di seconda generazione (liposomi, etosomi, chitosomi, niosomi, nanoparticelle polimeriche e lipidiche); vettori di terza generazione (anticorpi monoclonali, immunotossine e neoglicoproteine); somministrazione colonica orale (sistemi pH controllati, tempo controllati, sensibili alla microflora intestinale, sensibili alla pressione intestinale, sistemi combinati) e rettale (idrogel termosensibili e/o pH sensibili).
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
salute e benessere; Industria, innovazione e infrastrutture