La forma delle nanoparticelle come parametro progettuale nei sistemi di drug delivery

Il presente elaborato di tesi si propone come una revisione della letteratura scientifica finalizzata a comprendere come una proprietà intrinseca delle NPs, quale la forma, possa influenzare l’efficienza dei sistemi di drug delivery. In particolare, l’attenzione è rivolta sia a NPs organiche che inorganiche progettate per il rilascio di farmaci, con un focus sulle strutture anisotrope, ovvero caratterizzate da geometrie diverse da quella sferica. Attraverso l’analisi di diversi studi presenti in letteratura, viene esplorato il ruolo della forma nel determinare aspetti fondamentali quali il caricamento del farmaco e il rilascio e, infine, l’efficacia del sistema in seguito alla somministrazione in vivo. In questo contesto, particolare rilievo è dato ai processi di circolazione sistemica e di interazione con le cellule bersaglio, che risultano fortemente influenzati dalla geometria delle NPs. L’insieme delle evidenze analizzate indica nella forma una proprietà progettuale chiave, capace di incidere in modo significativo sulle prestazioni dei sistemi pensati per la somministrazione di farmaci, quindi, sulla loro potenziale efficacia nel migliorare l’azione terapeutica. Pur valutando forme nanoparticellari e condizioni sperimentali diverse, appare evidente dai diversi studi che la forma delle NPs; - influenza sia il modo in cui il farmaco viene immagazzinato nel vettore che il modo con cui si mantiene la stabilità del carico durante la circolazione e l’interazione cellulare. Alcuni parametri geometrici e/o correlabili alla forma incidono particolarmente sia sul caricamento che sull’interazione cellulare; tra questi mostrano un peso rilevante la superficie di scambio, l’”Aspect Ratio” o rapporto superficie/volume e la curvatura superficiale; - è un parametro cinetico a tutti gli effetti, capace di agire simultaneamente sui diversi meccanismi di rilascio del farmaco da NPs quali la diffusione e l’erosione e sulla stabilità meccanica del vettore. - incide sulla circolazione, sui processi di marginazione, adesione ai vasi ed extravasazione in modo molto più complesso rispetto ad altri parametri di sistema come la dimensione e la carica superficiale; - costituisce un parametro determinante per l’internalizzazione cellulare e in particolare nell’attivazione del meccanismo di uptake; in questo contesto, l’attenta progettazione del nanosistema, dovrebbe sempre correlare l’analisi di tutti i parametri legati alla particella (forma, dimensione, architettura, porosità, proprietà superficiali, densità di ligandi, rigidità della particella) con la somministrazione e all’obiettivo terapeutico, il che significa considerare e conoscere il tipo cellulare da targettizzare, i recettori coinvolti e il destino intracellulare.