Development of chondroitin sulfate-based dissolving microneedles as a promising strategy for protein vaccine delivery and immunomodulation - Sviluppo di microaghi dissolvibili a base di condroitin solfato come promettente strategia per la somministrazione di vaccini proteici e la modulazione della risposta immunitaria

Il presente lavoro di tesi ha riguardato lo sviluppo e la caratterizzazione di microaghi dissolvibili (DMNs) destinati alla somministrazione intradermica di una proteina antigenica. I microaghi rappresentano sistemi di rilascio minimamente invasivi, indolori e transdermici, in grado di superare lo strato corneo raggiungendo solo gli strati più superficiali della cute. In questo contesto, sono stati progettati e realizzati DMNs innovativi combinando il condroitin solfato (CS) con destrano (DEX) o pullulano (PULL), mediante la tecnica di micromolding assistito da evaporazione del solvente. L'attività sperimentale è stata suddivisa in due fasi principali. Nella prima fase, sono state preparate e caratterizzate dal punto di vista reologico diverse miscele polimeriche, successivamente usate per riempire stampi di PDMS (H600). I DMNs ottenuti sono stati analizzati tramite microscopia elettronica a scansione (SEM) per la morfologia e mediante texture analyzer per valutarne la resistenza meccanica alla compressione, permettendo così di selezionare le quattro formulazioni più promettenti. Nella seconda fase, è stata verificata la capacità di penetrazione dei microaghi tramite il test di inserimento su Parafilm®, approfondendo al contempo il sinergismo reologico tra i polimeri e il loro comportamento viscoelastico sotto compressione tramite analisi meccanica dinamica (DMA). Per simulare la dissoluzione dei DMNs in condizioni fisiologiche, è stato sviluppato un innovativo idrogel biomimetico a doppio strato (agarosio/gelatina) in grado di riprodurre il differente contenuto d'acqua di strato corneo ed epidermide. Le proprietà chimico-fisiche e lo stato solido dei dispositivi sono stati poi indagati mediante analisi termogravimetrica (TGA), calorimetria differenziale a scansione (DSC) e spettroscopia infrarossa (FTIR). Infine, l'albumina marcata con isotiocianato di fluoresceina (FITC-albumina), è stata incorporata con successo nella formulazione selezionata, confermando l'efficacia del caricamento con un eccellente recupero percentuale analizzato via spettrofluorimetria.