L'ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization) rappresenta un approccio sintetico vantaggioso per ottenere polimeri idonei alla realizzazione di dispositivi biomedicali. Essa infatti è una tecnica molto versatile che consente di controllare l'architettura molecolare, permettendo inoltre di ottenere polimeri e copolimeri a basso indice di polidispersità (<1.3) e con elevato controllo del peso molecolare [1]. In questo lavoro sono stati sintetizzati polialchilmetacrilati mediante ATRP con lo scopo di ottenere diverse tipologie di copolimeri per la realizzazione di drug delivery systems (DDS) caricati con farmaci antiinfiammatori steroidei. Tali sistemi potrebbero rappresentare un approccio innovativo al trattamento di patologie flogistiche oculari grazie alla possibilità di modulare adeguatamente le cinetiche di rilascio. Le sintesi dei macroiniziatori sono state condotte utilizzando CuBr/N,N,NI,NII,NII-pentametildietilentriammina come sistema catalizzatore/legante. I copolimeri sono stati invece sintetizzati impiegando CuCl/ 2,2- bipiridina. In entrambi i casi sono state usate miscele di solventi ad opportune polarità. Tutte le reazioni sono state eseguite in ambiente anidro, previa procedura di degassaggio tramite cicli di congelamento rapido della miscela di reazione per immersione in bagno di azoto liquido, e successivo scongelamento sotto alto vuoto (freeze-pump-thaw). Nel dettaglio sono stati sintetizzati due tipologie di macroiniziatori, polimetilmetacrilato (PMMA) e polibutilmetacrilato (PBMA), impiegati poi per la sintesi del secondo blocco dei copolimeri a blocchi p(MMA-b-HEMA) a diverse composizioni (10-60% in HEMA rispetto al primo comonomero) e pesi molecolari. Modificando la percentuale di HEMA inserito in catena è stato possibile modulare il bilancio idrofilico/idrofobico dei copolimeri per valutarne l'influenza sulle cinetiche di rilascio. Inoltre sono stati sintetizzati, come sistemi modello, dei copolimeri random p(MMA-co-HEMA). Tutti i polimeri sintetizzati sono stati analizzati tramite spettroscopia NMR (1H-NMR e CosY), SEC, TGA e DSC.I risultati ottenuti hanno confermato un buon accordo tra i pesi molecolari teorici e quelli sperimentali. Infine, sono state seguite, tramite analisi HPLC, le cinetiche di rilascio di betametasone dipropionato dai dispositivi biomedicali realizzati con questi copolimeri.
SINTESI DI COPOLIMERI A BLOCCHI TRAMITE ATRP PER LA REALIZZAZIONE DI DRUG DELIVERY SYSTEMS
S La Carta;P Rizzarelli;G Valenti
2014
Abstract
L'ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization) rappresenta un approccio sintetico vantaggioso per ottenere polimeri idonei alla realizzazione di dispositivi biomedicali. Essa infatti è una tecnica molto versatile che consente di controllare l'architettura molecolare, permettendo inoltre di ottenere polimeri e copolimeri a basso indice di polidispersità (<1.3) e con elevato controllo del peso molecolare [1]. In questo lavoro sono stati sintetizzati polialchilmetacrilati mediante ATRP con lo scopo di ottenere diverse tipologie di copolimeri per la realizzazione di drug delivery systems (DDS) caricati con farmaci antiinfiammatori steroidei. Tali sistemi potrebbero rappresentare un approccio innovativo al trattamento di patologie flogistiche oculari grazie alla possibilità di modulare adeguatamente le cinetiche di rilascio. Le sintesi dei macroiniziatori sono state condotte utilizzando CuBr/N,N,NI,NII,NII-pentametildietilentriammina come sistema catalizzatore/legante. I copolimeri sono stati invece sintetizzati impiegando CuCl/ 2,2- bipiridina. In entrambi i casi sono state usate miscele di solventi ad opportune polarità. Tutte le reazioni sono state eseguite in ambiente anidro, previa procedura di degassaggio tramite cicli di congelamento rapido della miscela di reazione per immersione in bagno di azoto liquido, e successivo scongelamento sotto alto vuoto (freeze-pump-thaw). Nel dettaglio sono stati sintetizzati due tipologie di macroiniziatori, polimetilmetacrilato (PMMA) e polibutilmetacrilato (PBMA), impiegati poi per la sintesi del secondo blocco dei copolimeri a blocchi p(MMA-b-HEMA) a diverse composizioni (10-60% in HEMA rispetto al primo comonomero) e pesi molecolari. Modificando la percentuale di HEMA inserito in catena è stato possibile modulare il bilancio idrofilico/idrofobico dei copolimeri per valutarne l'influenza sulle cinetiche di rilascio. Inoltre sono stati sintetizzati, come sistemi modello, dei copolimeri random p(MMA-co-HEMA). Tutti i polimeri sintetizzati sono stati analizzati tramite spettroscopia NMR (1H-NMR e CosY), SEC, TGA e DSC.I risultati ottenuti hanno confermato un buon accordo tra i pesi molecolari teorici e quelli sperimentali. Infine, sono state seguite, tramite analisi HPLC, le cinetiche di rilascio di betametasone dipropionato dai dispositivi biomedicali realizzati con questi copolimeri.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
