Dottorato in SCIENZE FARMACEUTICHE

Titolo della tesi: Design and Development of Soy-Phosphatidylcholine-Based Liposomes and Nanoemulsions for Drug Delivery

La presente ricerca di dottorato è stata concepita per affrontare la sfida consolidata della progettazione di sistemi di veicolazione lipidici, quali liposomi e nanoemulsioni, finalizzati a migliorare la solubilità, la stabilità e le prestazioni biologiche di composti bioattivi con proprietà fisico-chimiche sfavorevoli. Particolare attenzione è stata dedicata a molecole anfifiliche e composti idrofobici che, nonostante il loro potenziale biologico, mostrano spesso instabilità, volatilità o bassa biodisponibilità se somministrati in formulazioni convenzionali. Il lavoro sperimentale è organizzato in due parti e quattro capitoli (3–6), ciascuno focalizzato su strategie formulative specifiche o aspetti tecnologici mirati a comprendere come componenti formulativi, metodi di preparazione e modificatori fisici influenzino il comportamento strutturale, fisico-chimico e funzionale dei sistemi lipidici, fornendo un quadro per la progettazione razionale di sistemi avanzati per uso topico e antimicrobico. Parte I esplora l’incorporazione di molecole anfifiliche nella membrana fosfolipidica dei liposomi, con l’obiettivo di modulare le proprietà strutturali e funzionali dei vettori. L’inserimento di molecole idrofobiche o anfifiliche nella bicapa fosfolipidica può alterare l’ordine dei lipidi e la coesione della membrana, influenzando stabilità, deformabilità e rilascio del farmaco. Ad esempio, l’incorporazione di β-cariofillene in liposomi unilamellari e multilamellari ha evidenziato come la rigidificazione della membrana possa ridurre l’assorbimento cellulare del composto, mentre strategie quali la riduzione del rapporto farmaco/lipide o l’uso di sistemi multilamellari consentono di ottimizzare le prestazioni. Analogamente, molecole anfifiliche come il palmitoil-pentapeptide KTTKS possono aumentare la fluidità e deformabilità della membrana, migliorando la penetrazione cutanea e l’attività biologica dei peptide liposomiali, come dimostrato nel Capitolo 3. Parte II si concentra sulla formulazione di nanoemulsioni a base di fosfolipidi per l’incapsulamento di oli essenziali, composti naturali con ampio spettro di attività antimicrobica, antifungina e insetticida. L’obiettivo è migliorare stabilità colloidale, protezione chimica e biodisponibilità degli oli attraverso nano-encapsulazione, ottimizzando parametri come carica superficiale, organizzazione interfacciale del fosfolipide (SoyPC), dimensione delle gocce e proprietà reologiche. Nel Capitolo 4, la nanoemulsione di Lavandula × intermedia è stata stabilizzata con trigliceridi a catena media (MCT) per ridurre l’Ostwald ripening senza compromettere la disponibilità degli attivi. Il Capitolo 5 descrive la valutazione dell’attività antifungina di Origanum vulgare L. e carvacrolo puri, evidenziando come la cinetica di rilascio e l’integrità strutturale della nanoemulsione siano determinanti per l’efficacia biologica. Infine, il Capitolo 6 integra la progettazione reologica, analizzando l’effetto di viscosità, viscoelasticità e modificatori reologici (guar e diutan gum) sulla stabilità colloidale e sul rilascio controllato, con strategie complementari come l’uso di argilla Ghassoul o la modulazione della frazione dispersa di olio per ottimizzare le proprietà funzionali delle emulsioni. Nel complesso, il lavoro fornisce una comprensione approfondita di come caratteristiche dei lipidi e dei composti attivi, metodi di preparazione, additivi stabilizzanti e proprietà reologiche influenzino organizzazione strutturale, stabilità e prestazioni funzionali dei vettori lipidici. La ricerca stabilisce un quadro razionale per la progettazione di liposomi e nanoemulsioni versatili, in grado di veicolare efficacemente bioattivi instabili o scarsamente solubili, assicurando rilascio controllato, biocompatibilità e prestazioni specifiche per l’applicazione.