Formulazioni a base di DEgraPol® per Applicazioni Terapeutiche Locali (DEPTH)

Pathological alterations of the oral cavity tissues represent chronic inflammatory conditions with high worldwide prevalence, which shows a tendency toward further increase. These conditions are triggered by the formation of a subgingival bacterial biofilm and sustained by a dysregulated host immune response, which may progress from a milder form, gingivitis, to a more severe one, periodontitis. This chronic inflammatory condition is furthermore implicated in a bidirectional relationship with other chronic systemic diseases, such as diabetes and cardiovascular disease, whereby oral inflammatory conditions and systemic pathology may mutually influence one another, with potential aggravation of the clinical status of both due to the shared chronic inflammatory state. Current therapeutic approaches rely on the mechanical removal of the bacterial biofilm through manual periodontal therapy, supported, particularly in more advanced stages, by adjunctive pharmacological treatment with antiseptics, anti-inflammatory agents and antibiotics aimed at limiting disease progression. However, conventional dosage forms exhibit poor retention at the site of action, as the oral cavity constitutes a dynamic and complex environment: continuous salivary flow contributes to drug clearance and may alter its solubility, while mechanical movements and swallowing further reduce contact time and, consequently, therapeutic efficacy. These limitations highlight the need to develop advanced, locally acting drug delivery systems capable of acting directly at the target site, prolonging the residence time of the active substance, reducing systemic exposure, and, where applicable, decreasing reliance on antibiotics. The present thesis work involved the development and characterization of advanced polymeric systems for the delivery of the active ingredient S13, with the aim of increasing its residence time at the site of action and promoting its controlled release. Different formulative strategies were investigated and subsequently characterized in terms of morphological, macroscopic, and microscopic properties, as well as physicochemical stability. In addition, an analytical method for the quantification of S13 was developed and optimized, based on derivatization with dansyl chloride, a fluorogenic reagent, followed by spectrofluorimetric analysis. Overall, this study allowed the technological feasibility of innovative systems for the local administration of S13 to be assessed and identified formulative features potentially relevant for controlling the residence time and release of the active substance at the target site. The results obtained provide an experimental basis for further optimization and biological characterization studies, aimed at evaluating the applicative potential of the developed systems in the local treatment of oral inflammatory conditions. 

Le alterazioni patologiche dei tessuti del cavo orale rappresentano condizioni infiammatorie croniche a elevata prevalenza a livello mondiale. Esse sono innescate dalla formazione di un biofilm batterico sub-gengivale e sostenute da una risposta disregolata del sistema immunitario dell'ospite, che può evolvere da una forma più lieve, la gengivite, fino a una più severa, la parodontite. Tale condizione di infiammazione cronica risulta inoltre implicata in una relazione bidirezionale con altre patologie sistemiche croniche, quali diabete e malattie cardiovascolari, dove le condizioni infiammatorie del distretto orale e la patologia sistemica possono influenzarsi reciprocamente, con un potenziale aggravamento della condizione clinica di entrambe a causa dello stato infiammatorio cronico condiviso. Le terapie attualmente disponibili si basano sulla rimozione meccanica del biofilm batterico mediante terapia odontoiatrica manuale, cui si affianca, soprattutto negli stadi più avanzati, una terapia farmacologica di supporto con antisettici, antinfiammatori e antibiotici volta a limitare la progressione della patologia. Tuttavia, le forme farmaceutiche convenzionali presentano una scarsa permanenza nel sito d'azione poiché il cavo orale costituisce un ambiente dinamico e complesso: il flusso salivare continuo contribuisce alla rimozione dell'attivo e può alterarne la solubilità, mentre i movimenti meccanici e la deglutizione ne riducono ulteriormente il tempo di contatto e, di conseguenza, l'efficacia terapeutica. Da tali criticità emerge la necessità di sviluppare sistemi di rilascio avanzati ad azione locale, in grado di agire direttamente nel sito target prolungando la permanenza dell'attivo, riducendo l'esposizione sistemica e, ove applicabile, il ricorso agli antibiotici. Il presente lavoro di tesi ha previsto lo sviluppo e la caratterizzazione di sistemi polimerici avanzati per la veicolazione del principio attivo S13, con l’obiettivo di incrementarne la permanenza nel sito d’azione e favorirne un rilascio controllato. Sono state investigate differenti strategie formulative, successivamente caratterizzate sotto il profilo morfologico, macroscopico e microscopico, nonché in termini di stabilità chimico-fisica. È stato inoltre sviluppato e ottimizzato un metodo analitico per la quantificazione del S13 basato sulla derivatizzazione con cloruro di dansile, reagente fluorogeno, seguita da analisi spettrofluorimetrica. Nel complesso, lo studio ha permesso di valutare la fattibilità tecnologica di sistemi innovativi per la somministrazione locale di S13 e di individuare caratteristiche formulative potenzialmente rilevanti ai fini del controllo della permanenza e del rilascio dell’attivo nel sito target. I risultati ottenuti costituiscono una base sperimentale per ulteriori attività di ottimizzazione e caratterizzazione biologica, finalizzate alla valutazione del potenziale applicativo dei sistemi sviluppati nel trattamento locale le condizioni infiammatorie del distretto orale.