Nuovi sistemi organici-inorganici per il miglioramento della solubilità dei farmaci: il caso della furosemide

In recent years, drug delivery systems (DDS) have been one of the most promising applications in the biomedical and pharmaceutical fields. The effectiveness of these systems focuses mainly on the study of the optimal conditions of administration of active ingredients within the body aimed at achieving the specific molecular target. In this thesis study a new inorganic-organic hybrid system was developed based on the adsorption of the active principle furosemide on pure and Sr doped hydroxyapatite. The formation of hybrids has been demonstrated by SEM/EDS microscopic analysis (showing a homogeneous distribution of the elements) and FT-IR spectroscopy. The drug was adsorbed onto hydroxyapatite surfaces in amorphous form, as demonstrated by X-ray powder diffraction XRPD, and its thermal stability has been confirmed by differential scanning calorimetry due to the absence in hybrids of spikes of fusion and decomposition typical of the drug. To increase the surface area and pore volume of hydroxyapatite the Ca ions were replaced with Sr, aiming at an increase in the loading capacity of the drug. Dissolution tests of hybrid compounds show significant improvement in solubility, wettability and dissolution rate in all tested fluids simulating the gastro-intestinal environment. These evidences suggest that these organic-inorganic hybrids, properly optimized, represent an extremely simple, fast system, green and inexpensive system to implement and to be used in the future for other types of drugs.

Negli ultimi anni, i sistemi di drug delivery (DDS), sono risultati una delle applicazioni più promettenti in ambito biomedico e farmaceutico. L’efficacia di questi sistemi si concentra soprattutto sullo studio delle condizioni ottimali di somministrazione di principi attivi all’interno del corpo e quindi finalizzati al raggiungimento del target molecolare specifico. In questo studio di tesi è stato sviluppato un nuovo sistema ibrido inorganico-organico basato sull’adsorbimento del principio attivo furosemide su idrossiapatite pura e, drogata con lo stronzio Sr. La formazione degli ibridi è stata dimostrata mediante analisi di microscopia elettronica SEM/EDS (che mostra una distribuzione omogenea degli elementi) e spettroscopia FT-IR. Il farmaco è stato adsorbito sulla superficie dell’ idrossiapatite in forma amorfa, come dimostrato dalla diffrazione a raggi X di polveri XRPD, e la sua stabilità termica è stata confermata mediante calorimetria differenziale a scansione grazie all’assenza, negli ibridi, di picchi di fusione e decomposizione tipici del farmaco. Per aumentare l’area superficiale e il volume dei pori dell’idrossiapatite il Ca è stato sostituito in parte con lo Sr, con lo scopo di aumentare la capacità di caricamento del farmaco. I test di dissoluzione effettuati sui composti ibridi hanno mostrato un notevole miglioramento in termini di solubilità, bagnabilità e velocità di dissoluzione in tutti i fluidi testati che simulano l’ambiente gastro-intestinale rispetto al solo farmaco. Queste evidenze suggeriscono che tali ibridi organici-inorganici, opportunamente ottimizzati, rappresentano un sistema estremamente semplice e veloce, green e poco costoso da realizzare e da impiegare in futuro anche per altre tipologie di farmaci.