I numerosi vantaggi e le notevoli applicazioni della nanomedicina hanno suscitato un crescente interesse scientifico e stimolato lo sviluppo del mercato, per il quale si prevede una crescita significativa nei prossimi anni. La mia tesi, finanziata da fondi europei grazie al progetto Erasmus Traineeship, si è focalizzata sulla produzione e caratterizzazione di Nanoparticelle polimeriche di Eudragit L100-55 contenenti nifedipina. Le nanoparticelle sono state prodotte sfruttando la tecnica microfluidica. La scelta di produrre nanoparticelle utilizzando la tecnica microfluidica è giustificata dall'obiettivo di realizzare nanoparticelle attraverso un processo che può essere facilmente trasferito a scala industriale come processo in continuo. A tal proposito chips microfluidici con diametri dei canali rispettivamente di 0,6 mm, 1 mm e 1,4 mm sono stati prima disegnati con software dedicato (TinkerCAD). Successivamente, i chip sono stati fabbricati mediante la tecnica di stereolitografia (SLA), con l'utilizzo della resina polimerizzabile all’ UV (405 nm) fornita da Anycubic® che permette la polimerizzazione della resina, in seguito al passaggio del laser UV. Le nanoparticelle prodotte sono state caratterizzate per la loro distribuzione dimensionale potenziale zeta e drug loading (DL). È stata inoltre studiata la ripetibilità del processo ed è stato condotto uno studio sui parametri che impattano maggiormente sulle caratteristiche dimensionali e di incapsulazione di farmaco, delle NPs. Attraverso i risultati ottenuti, si è giunti alla conclusione che le nanoparticelle (NP) prodotte utilizzando il chip microfluidico da 0,6 mm rappresentano il miglior compromesso tra caricamento di farmaco (DL), potenziale zeta e distribuzione dimensionale.
The numerous advantages and remarkable applications of nanomedicine have sparked growing scientific interest and stimulated market development, which is expected to experience significant growth in the coming years. This thesis, funded by European funds through the Erasmus Traineeship project, focused on the production and characterization of polymeric nanoparticles of Eudragit L100-55 loaded with nifedipine. The nanoparticles were produced by microfluidic technique. The choice to produce nanoparticles using microfluidic technique is justified by the aim to manufacture nanoparticles by a process that can easily be scaled to industrial scale working in continuous. In this regard, microfluidic chips with channel diameters of 0.6 mm, 1 mm, and 1.4 mm were first designed using dedicated software (TinkerCAD). Subsequently, the chips were fabricated using the stereolithography (SLA) technique, with the use of UV-polymerizable resin (405 nm) supplied by Anycubic®, which allows the polymerization of the resin following the passage of the UV laser. The nanoparticles obtained by microfluidic chips, were characterized for their particle size distribution, zeta potential, drug loading (DL). The repeatability of the process was also studied, and an investigation was conducted on the parameters that have the greatest impact on the final characteristics of the NPs. Through this study, it is evident that the nanoparticles (NPs) produced using the 0.6 mm microfluidic chip represent the best compromise between drug loading (DL), particle size, zeta potential and size distribution.
Manufacturing Nanoparticles Drug delivery system by microfluidic technique with 3D printed microfluidic chips
PARISI, ANGELA
2023/2024
Abstract
I numerosi vantaggi e le notevoli applicazioni della nanomedicina hanno suscitato un crescente interesse scientifico e stimolato lo sviluppo del mercato, per il quale si prevede una crescita significativa nei prossimi anni. La mia tesi, finanziata da fondi europei grazie al progetto Erasmus Traineeship, si è focalizzata sulla produzione e caratterizzazione di Nanoparticelle polimeriche di Eudragit L100-55 contenenti nifedipina. Le nanoparticelle sono state prodotte sfruttando la tecnica microfluidica. La scelta di produrre nanoparticelle utilizzando la tecnica microfluidica è giustificata dall'obiettivo di realizzare nanoparticelle attraverso un processo che può essere facilmente trasferito a scala industriale come processo in continuo. A tal proposito chips microfluidici con diametri dei canali rispettivamente di 0,6 mm, 1 mm e 1,4 mm sono stati prima disegnati con software dedicato (TinkerCAD). Successivamente, i chip sono stati fabbricati mediante la tecnica di stereolitografia (SLA), con l'utilizzo della resina polimerizzabile all’ UV (405 nm) fornita da Anycubic® che permette la polimerizzazione della resina, in seguito al passaggio del laser UV. Le nanoparticelle prodotte sono state caratterizzate per la loro distribuzione dimensionale potenziale zeta e drug loading (DL). È stata inoltre studiata la ripetibilità del processo ed è stato condotto uno studio sui parametri che impattano maggiormente sulle caratteristiche dimensionali e di incapsulazione di farmaco, delle NPs. Attraverso i risultati ottenuti, si è giunti alla conclusione che le nanoparticelle (NP) prodotte utilizzando il chip microfluidico da 0,6 mm rappresentano il miglior compromesso tra caricamento di farmaco (DL), potenziale zeta e distribuzione dimensionale.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/17093