Programma
PRINCIPI DI BIOFARMACEUTICA E FARMACOCINETICA. Introduzione alla Biofarmaceutica. Il sistema LADME. Principali vie di somministrazione dei farmaci. Focus sull’assorbimento. Fattori chimico-fisici e biologici che influenzano l’assorbimento. Il trasporto attraverso le membrane biologiche. La diffusione passiva e la prima legge di Fick. Il coefficiente di ripartizione. Trasporto di elettroliti deboli e teoria di ripartizione secondo pH. Il trasporto attivo. Altri tipi di trasporto: facilitato, convettivo, mediante coppia ionica.
Principi di Farmacocinetica. Definizioni e principali parametri farmacocinetici. Ordine delle reazioni: ordine zero, primo ordine. Emivita. Modelli farmacocinetici. Analisi farmacocinetica compartimentale e non compartimentale. Modelli compartimentali con e senza assorbimento. Metodo dei residui. Modello non compartimentale: metodo dei trapezi. Volume apparente di distribuzione. AUC. Biodisponibilità: definizione. Biodisponibilità assoluta e relativa. Esempi di calcolo. Biodisponibilità con dose multipla. Biodisponibilità da curve di secrezione urinaria (cenni). La clearance. Bioequivalenza.
STABILITÀ E STABILIZZAZIONE DEI MEDICINALI. Definizione e criteri. Stabilità chimica, fisica, microbiologica. Degradazione fisica. Degradazione chimica: idrolisi, ossidazione, degradazione fotochimica, isomerizzazione. Stabilità microbiologica; cinetiche di degradazione di ordine zero e del primo ordine. Dipendenza dalla temperatura e teoria di Arrhenius. Studi di stabilità: prove di stress sul principio attivo, studi di stabilità accelerata, effetto del pH sulla degradazione dei principi attivi.
PRINCIPI DI PREFORMULAZIONE. Obiettivi degli studi di preformulazione. Principi e campi di applicazione. Soluzioni, solubilità e dissoluzione. Fattori che influenzano la solubilità del principio attivo. Il processo di dissoluzione. Equazione di Noyes-Whitney. Influenza del pH sulla velocità di dissoluzione e salificazione. Altri parametri che influenzano la dissoluzione. Proprietà del solido: area superficiale specifica. Polimorfismo: celle elementari unitarie; habitus cristallino; polimorfismo e amorfismo; pseudopolimorfismo e solvati; polimorfismo e biodisponibilità, esempi.
POLVERI FARMACEUTICHE. Definizioni. Proprietà fondamentali e derivate. Classificazione dimensionale delle polveri. Fattori di forma. Dimensioni delle particelle. Diametri medi statistici e distribuzioni dimensionali. Metodi di misura delle dimensioni: setacciatura, sedimentazione e legge di Stokes, pipetta di Andreasen; curve granulometriche; laser light scattering, microscopia (cenni). Volume e densità di una polvere: definizioni. Densità vera e densità apparente; bulk density e tapped density; tecniche di misura. Volume apparente. Misura dell’area superficiale. Assestamento e impaccamento di una polvere. Scorrevolezza e angolo di riposo. Indice di Carr o di comprimibilità. Indice di Hausner. Miscelazione e segregazione di polveri: principi.
FENOMENI INTERFACCIALI. Tensione superficiale e tensione interfacciale; definizioni, principi, metodi di misura. Lavoro di coesione e lavoro di adesione. Spandibilità. Bagnabilità delle superfici solide: angolo di contatto, tensione critica superficiale, coefficiente di bagnabilità.
SISTEMI DISPERSI. Definizioni e tipologie. Termodinamica dei sistemi dispersi. Colloidi liofili e colloidi liofobi. Proprietà cinetiche dei sistemi colloidali: moti browniani, diffusione, sedimentazione e creaming. Proprietà elettriche delle interfacce. Potenziali all’interfaccia. Energia totale di interazione: teoria di Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO). Stabilizzazione di sistemi colloidali: ionica, sterica. Agenti di superficie: tensioattivi. Classificazione e equilibrio idro-lipofilo (HLB). Calcolo dell’HLB. Co-tensioattivi. Colloidi di associazione: micelle ioniche e non ioniche, CMC, parametro critico di impaccamento. Emulsioni: definizioni, tipologie. Instabilità delle emulsioni. Emulsioni speciali: emulsioni multiple, microemulsioni, nanoemulsioni, emulsioni di Pickering. Sospensioni: definizioni, caratteristiche. Instabilità delle sospensioni: flottazione, sedimentazione. Volume di sedimentazione, grado di flocculazione.
MATERIALI POLIMERICI. Definizioni, nomenclatura e classificazione; copolimeri, polielettroliti; struttura di polimeri e copolimeri: polimeri lineari, ramificati, reticolati; pesi molecolari medio numerico e medio ponderale; distribuzioni dei pesi molecolari, indice di polidispersità; Proprietà allo stato solido: tatticità nei polimeri; semicristallinità, amorfismo. Polimeri di origine naturale: polisaccaridi e principali proteine. Proprietà in soluzione: viscosità. Idrogel. Materiali polimerici di interesse farmaceutico (cenni).
PRINCIPI DI REOLOGIA. Fluidi newtoniani e non newtoniani; fluidi dilatanti, pseudoplastici, tixotropici; soluzioni polimeriche diluite e concentrate: viscoelasticità. Curve di flusso, spettri meccanici
STERILIZZAZIONE. Definizione; livello di assicurazione della sterilità (LAS); tempo di sterilizzazione e di riduzione decimale; velocità di distruzione microbica, valore Z; sterilizzazione con calore secco: fiamma diretta, stufe; sterilizzazione con calore umido: autoclave; sterilizzazione mediante radiazioni UV, radiazioni ionizzanti, ossido di etilene.
LIOFILIZZAZIONE. Precongelamento. Velocità di congelamento e tipo di liofilo ottenuto. Punto eutettico. Essiccamento sotto vuoto. Stato di aggregazione dell’acqua. Calore di sublimazione: equazione di Clapeyron. Riscaldamento del campione. Pressione di esercizio. Eliminazione del vapore acqueo: fissazione chimica, condensatori a freddo. Essiccamento finale. Apparecchi di misura. Vuoto e temperatura. Congelamento statico e dinamico. Vantaggi e svantaggi del pre-congelatore separato e di quello in autoclave. Precongelamento a strati. Carte di controllo. Umidità residua. Trattamento finale.
Prerequisiti
Indispensabile: conoscere le nozioni di Chimica Generale ed Inorganica e Chimica organica
Importante: conoscere le nozioni di Matematica e Fisica.
Testi di riferimento
Caliceti P,. Tecnologia farmaceutica, Casa Editrice Ambrosiana, 2025
Paolo Colombo et al., Principi di tecnologia farmaceutica, Seconda edizione | Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli, 2015
Aulton. Tecnologie farmaceutiche. Progettazione e allestimento dei medicinali, Aulton & Taylor, Edra, 2015
Materiale didattico fornito dal docente
Frequenza
La frequenza delle lezioni frontali in aula è facoltativa, anche se fortemente
raccomandata.
Modalità di esame
La modalità di valutazione degli studenti consiste in un esame orale (cinque appelli/anno più 1-2 appelli straordinari secondo le esigenze degli studenti laureandi o fuori corso) .
Gli elementi presi in esame ai fini della valutazione sono: la conoscenza della materia in
tutte le parti descritte nel programma, l'impiego di un linguaggio scientifico appropriato,
la capacità di
ragionamento dimostrata in sede di colloquio di esame, la capacità di studio autonomo sui
testi indicati.
Una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma, è
richiesta per il superamento dell’esame con il minimo dei voti (18/30). Per conseguire un
punteggio pari a 30/30 con lode, lo studente deve, invece, dimostrare di aver acquisito una
conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di
collegarli in modo logico e coerente.
Modalità di erogazione
Il corso consiste di lezioni frontali in aula. La frequenza al corso è facoltativa ma fortemente consigliata.
