Formulation of a promising nano delivery system for estradiol : drug-in-cyclodextrin-in-liposome approach

The nanotechnology field keeps attracting a lot of interest and research efforts, due to its unique properties and the huge possible range of applications. This work deals with its medical applications, in particular with drug delivery systems: a liposomal formulation for the encapsulation and delivery across the blood-brain-barrier and inside the central nervous system of a highly hydrophobic drug has been developed. Different lipids composing the liposome membrane have been tested, to assess how chain length and degree of saturation affect encapsulation efficiency, size and polydispersity index of the carriers. Cyclodextrins have also been employed, leading to the creation of drug-in-cyclodextrin-in-liposome systems, and their performances have been compared to the conventional liposomal formulation. As a result, both approaches allowed to significantly increase drug solubility both in water and physiological (HEPES) buffer, with the drug-in-cyclodextrin-in-liposome systems providing the best encapsulation efficiencies, thus constituting a promising approach for drug delivery systems synthesis. This work was carried out in the Laboratory of Pharmaceutical Technology of the University of Liège of Professor B. Evrard under the supervision of Doctors Géraldine Piel and Claudio Palazzo.

Nel campo della ricerca sperimentale le nanotecnologie continuano ad attrarre numerose attenzioni e grande interesse, grazie alle loro proprietà uniche e al vastissimo range di applicazioni possibili. Questo lavoro è incentrato sulle applicazioni in campo medico, in particolare sui cosiddetti drug delivery systems: verranno infatti trattate sintesi e ottimizzazione di una formulazione di liposomi per l’incapsulamento e la consegna attraverso la barriera ematoencefalica e all’interno del sistema nervoso centrale di una molecola altamente idrofobica e pertanto solitamente insolubile nel sangue e non biocompatibile. L’ottimizzazione dei carriers ha riguardato l’utilizzo e il paragone fra diverse molecole di lipidi costituenti la membrane dei liposomi, in modo da studiare l’effetto di peso molecolare e grado di insaturazione della catena sull’efficienza di incapsulazione. Inoltre, ciclodestrine sono state implementate nel sistema, portando alla creazione dei cosiddetti complessi drug-in-cyclodextrin-in-liposome, in modo da poter paragonare le loro performance con quelle dei liposomi tradizionali. I risultati mostrano come entrambi i sistemi siano in grado di incapsulare con buone efficienze le molecole prese a modello e di aumentarne pertanto la solubilità in acqua. I risultati migliori sono stati ottenuti con l’uso della ciclodestrina, dimostando come questi sistemi possano costituire un nuovo e promettente approccio per l’ottimizzazione dell’efficacia di medicinali altrimenti non biocompatibili. Il progetto si è svolto nel Laboratorio di Tecnologie Farmaceutiche dell’Università di Liège della professoressa B. Evrard, sotto la supervisione della dottoressa Géraldine Piel e del dottor Claudio Palazzo.