Formulazioni Innovative Halloysite-Antibiotici per il Trattamento di Infezioni Cutanee: Progettazione e Caratterizzazione Chimico-Fisica

Nel presente progetto di tesi si è indagata la possibilità di preparare sistemi innovativi a base di antibiotici e nanotubi di Halloysite, per combattere il fenomeno della multi-resistenza che, secondo un rapporto dell’OCSE, raggiungerà, entro il 2030, il 32% del totale delle infezioni batteriche. Si è scelto di utilizzare la Clindamicina, antibiotico di prima scelta per il trattamento di infezioni cutanee, tra cui l’acne vulgaris, e come prima alternativa nel caso di infezioni acute (ulcerose o meno) di pazienti allergici alle penicilline. Il secondo antibiotico utilizzato è la Vancomicina, che per anni è stata un farmaco di prima scelta per le infezioni da Staphylococcus aureus, batterio molto comune nel caso delle infezioni cutanee, e ha visto un calo nel suo utilizzo proprio a causa dello sviluppo di ceppi resistenti. L’attenzione scientifica nei confronti dei nanotubi di Halloysite, invece, è cresciuta in maniera importante negli ultimi anni grazie alle loro caratteristiche di biocompatibilità, sicurezza e basso costo. La loro struttura caratteristica permette sia l’incapsulamento di farmaci che l’interazione superficiale previa funzionalizzazione, rendendoli quindi ideali come eccipienti di forme farmaceutiche multicomponente, oppure a rilascio modificato. Nel progetto si sono seguiti tre diversi approcci sperimentali: la preparazione di miscele fisiche, la preparazione di prodotti binari e ternari mediante metodo fisico e, infine, la funzionalizzazione con Chitosano e l’adsorbimento, che sono compresi nel metodo chimico. Gli approcci sono poi anche stati combinati, nel tentativo di ottenere un risultato che si avvicinasse il più possibile all’obiettivo prefissato. Tutti i principi attivi, gli intermedi e i prodotti sono stati caratterizzati mediante analisi chimico-fisiche. Nello specifico, sono state eseguite analisi termogravimetriche e calorimetriche, ma anche di spettroscopia infrarossa e di diffrattometria ai raggi X. In ultimo, sui prodotti considerati più rilevanti, è stata eseguita un’indagine mediante microscopia elettronica a scansione. I risultati ottenuti hanno evidenziato l’instaurarsi di interazioni di diversa natura tra i nanotubi (sia tal quali che funzionalizzati) e i principi attivi, rendendo quindi l’Halloysite un ottimo candidato per la futura formulazione di farmaci innovativi, sia per os che per applicazioni localizzate sulla cute infetta. Nel caso della Vancomicina, i risultati migliori si sono avuti con le miscele fisiche e i prodotti del metodo fisico, mentre la Clindamicina ha dato interazioni significative in seguito all’adsorbimento sul Chitosano. I risultati ottenuti adattando alla Vancomicina i metodi presenti in letteratura per la Clindamicina, invece, hanno dato risultati in alcuni casi promettenti, ma per i quali è necessario un ulteriore approfondimento. Indagini aggiuntive saranno poi utili anche per quanto riguarda il rapporto tra HNT e la quantità di principio attivo caricata, poiché in certi casi una spiegazione plausibile per alcuni risultati contraddittori ottenuti è proprio l’eccesso di una delle sostanze impiegate. In relazione a questo, sarà necessario anche determinare la quantità di principio attivo incapsulato e/o adsorbito sui nanotubi, e indagare su come dirigere un farmaco sulla superficie interna o esterna. Questo permetterà di stabilire con certezza le caratteristiche di HNT come materiale per il drug delivery, nonché di preparare consapevolmente delle forme farmaceutiche che abbiano un’azione sinergica o un rilascio modificato, sulla base delle esigenze della patologia che si vuole trattare.