VEICOLAZIONE DELLA QUERCETINA TRAMITE NANOTUBI DI HALLOYSITE: PREPARAZIONE E CARATTERIZZAZIONE

Quercetin is a flavonol with marked pharmacological activity of various kinds, whose therapeutic use is limited by its poor water solubility, low bioavailability and reduced chemical stability. To improve these characteristics, in this thesis delivery systems based on chitosan hydrogels containing halloysite nanotubes (HNT) and graphitic carbon nitride (g-C3N4) were developed, following a literature protocol that employed medium molecular weight chitosan. In the present work, three different molecular weights of this polymer were compared: low (LMW, here BP), medium (MP) and high (AP). g-C3N4 was synthesized in the laboratory by thermal polycondensation of dicyandiamide at 550 °C under an inert atmosphere. In the hydrogels, the presence of HNT was detected to different extents depending on the technique and the molecular weight: the results suggest that the dispersion of the nanotubes within the polymer network depends on the length of the chitosan chains. For g-C3N4, on the other hand, the techniques used did not allow its presence in the final systems to be confirmed, and this aspect remains to be clarified. With the addition of quercetin, molecular weight-dependent effects were observed; overall, the results indicate that the molecular weight of chitosan modulates the structure and thermal properties of the hydrogels, as well as their interaction with HNT and quercetin. Moreover, none of the analytical techniques used, when their respective results are considered individually, is sufficient for a meaningful characterization. Future developments include morphological studies (SEM/TEM), to verify the dispersion of the nanotubes and the presence of g-C3N4, as well as controlled release studies of quercetin.

La quercetina è un flavonolo con spiccata attività farmacologica di diversa natura, il cui impiego terapeutico è limitato dalla scarsa solubilità in acqua, dalla bassa biodisponibilità e dalla ridotta stabilità chimica. Per migliorare queste caratteristiche, nel presente lavoro di tesi sono stati sviluppati sistemi di veicolazione a base di hydrogel di chitosano, contenenti nanotubi di halloysite (HNT) e nitruro di carbonio grafitico (g-C3N4), adottando un protocollo di letteratura che prevedeva l’uso di chitosano a medio peso molecolare. Nel presente lavoro sono stati confrontati tre diverse masse molecolari di questo polimero: basso (BP), medio (MP) e alto (AP). g-C3N4 è stato sintetizzato in laboratorio tramite policondensazione termica della diciandiamide a 550 °C in atmosfera inerte. Negli hydrogel la presenza degli HNT è stata evidenziata in modo diverso a seconda della tecnica e del peso molecolare: i risultati ottenuti suggeriscono che la dispersione dei nanotubi nella rete polimerica dipenda dalla lunghezza delle catene di chitosano. Per il g-C3N4, invece, le tecniche utilizzate non hanno permesso di confermarne la presenza nei sistemi finali, e questo aspetto resta da chiarire. Con l'aggiunta di quercetina si sono osservati effetti dipendenti dal peso molecolare; nel complesso, i risultati indicano che il peso molecolare del chitosano modula la struttura, le proprietà termiche degli hydrogel, l'interazione con HNT e quercetina; inoltre, nessuna tecnica analitica tra quelle utilizzate, se i risultati delle rispettive analisi vengono considerati singolarmente, è sufficiente a una caratterizzazione significativa. Come sviluppi futuri sono previsti sia studi morfologici (SEM/TEM), per verificare la dispersione dei nanotubi e la presenza di g-C3N4, sia studi di rilascio controllato della quercetina.