Miglioramento del profilo di rilascio di Meloxicam da sistemi ibridi a base di idrossiapatite

In the pharmaceutical context, it is a necessity to find effective systems for the delivery of drugs that are difficult to solubilize in aqueous media. Inorganic-organic hybrid materials have proven to be promising systems for this purpose. This thesis work aims to develop hybrid systems based on hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) and Meloxicam, a poorly bioavailable pain reliever. The challenge is to find different ways to improve the loading of the drug onto the hydroxyapatite, which occurs as a result of adsorption, and simultaneously improve its release profiles in different fluids. For this reason, the effect of morphology on loading was first investigated by making hybrids with hydroxyapatite both in spherical form, synthesized by co-precipitation, and in the form of nanorods, synthesized by hydrothermal route. Doping with magnesium metal ions (5% substituted for calcium) and functionalization with APTES (3-aminopropyl trimethoxylan), at room temperature and 80°C, were also carried out in an attempt to increase the net positive charge present on the surface of the hydroxyapatite and promote electrostatic interaction between the drug and the material. Hybrid formation was verified by FT-IR spectroscopy and scanning electrical microscopy coupled with microanalysis (SEM-EDS) analysis. The drug was shown to be adsorbed in amorphous form on the surface of the hydroxyapatite, and the thermal stability of the hybrids was confirmed by differential scanning calorimetry. Dissolution tests performed on the hybrid compounds showed significant improvement in solubility, dissolution rate and wettability, compared with the pure drug. These results suggest that these hybrids, properly optimized, represent a viable drug delivery system that is simple to make, fast and inexpensive, and can be applied to other types of drugs as well.

Nel contesto farmaceutico è una necessità quella di trovare dei sistemi efficaci per il rilascio di farmaci difficilmente solubili in mezzi acquosi. I materiali ibridi inorganico-organico si sono dimostrati dei sistemi promettenti a questo scopo. In questo lavoro di tesi si intendono sviluppare dei sistemi ibridi a base di idrossiapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) e Meloxicam, un antidolorifico scarsamente biodisponibile. La sfida è quella di trovare modi diversi per migliorare il caricamento del farmaco sull’idrossiapatite, che avviene a seguito di adsorbimento e migliorarne contemporaneamente i profili di rilascio in diversi fluidi. Per questo motivo si è per prima cosa studiato l’effetto della morfologia sul caricamento realizzando ibridi con idrossiapatite sia in forma sferica, sintetizzata per co-precipitazione, sia in forma di nanorods, sintetizzata per via idrotermale. Sono stati anche realizzati il drogaggio con ioni metallici di magnesio (5% in sostituzione del calcio) e la funzionalizzazione con APTES (3-amminopropil trimetossilano), a temperatura ambiente e a 80°C, nel tentativo di aumentare la carica netta positiva presente sulla superficie dell’idrossiapatite e favorire l’interazione elettrostatica tra il farmaco e il materiale. La formazione degli ibridi è stata verificata mediante analisi di spettroscopia FT-IR e di microscopia elettrica a scansione accoppiata con microanalisi (SEM-EDS). È stato dimostrato che il farmaco viene adsorbito in forma amorfa sulla superficie dell’idrossiapatite e la stabilità termica degli ibridi è stata confermata mediante calorimetria differenziale a scansione. I test di dissoluzione effettuati sui composti ibridi hanno mostrato un notevole miglioramento in termini di solubilità, velocità di dissoluzione e bagnabilità, rispetto al farmaco puro. Questi risultati suggeriscono che questi ibridi, adeguatamente ottimizzati, rappresentano un valido sistema di drug delivery, semplice da realizzare, veloce e poco costoso, applicabile anche ad altre tipologie di farmaci.