An efficient Drug Delivery Device can ideally provide for high dose of therapeutic agents specifically to the diseased cells, thus minimizing side effects. Among the different classes polymeric nanoparticles (NPs) deserve special attention thanks to several attractive properties, including: biodegradability and biocompatibility, controlled release of payload, no severe synthesis conditions. Polymeric NPs are able to dissolve hydrophobic drugs in polymeric matrix, solving in this way drug solubility problems as well as possess advantages such as: high stability, efficient drug load, sustained drug release. The Work of Thesis presented aims at obtaining polyester-based macromonomers for NPs synthesis, suitable for biomedical applications. Macromonomers main feature is intended to be a CH3- termination, whose purpose lays in increasing their hydrophobicity. Methyl groups facilitate also the addition of targeting agents on specific places on NPs surfaces and enhance retention properties in human body. Macromonomers with different chain lengths were polymerized through free radical polymerization, in both batch and semibatch emulsion polymerization to produce nanoparticles (NPs) with narrow particle size distribution. As final step of the Thesis, material properties were verified with Degradation and Stability studies.

L’efficacia delle formulazioni studiate per la somministrazione di farmaci tramite sistemi nanotecnologici (Drug Delivery Devices) si misura nella possibilità di distribuire in modo specifico dosi elevate di medicinali, riducendo così gli effetti collaterali delle terapie. Particolare attenzione viene posta nella sintesi di Nanoparticelle polimeriche, le quali presentano caratteristiche interessanti quali: biodegradabilità e biocompatibilità, rilascio controllato del farmaco, condizioni di sintesi non severe. Queste sono in grado di risolvere i problemi di solubilità di farmaci idrofobici, grazie alle interazioni con la struttura polimerica di base. Posseggono inoltre vantaggi quali: elevata stabilità, efficace carico del farmaco, rilascio continuo degli agenti terapeutici. Il progetto di Tesi presentato propone la sintesi di macromonomeri per nanoparticelle a base di poliesteri, adatti ad applicazioni biomedicali. Loro principale caratteristica è intesa essere la terminazione –CH3, il cui scopo è l’aumento del carattere idrofobo del macromonomero. I gruppi metilici facilitano inoltre l’addizione di agenti di targeting rispetto a punti specifici della superficie delle particelle, migliorando così le proprietà di ritenzione nel corpo umano. Macromonomeri con lunghezze di catena differenti sono stati polimerizzati secondo il metodo della polimerizzazione in emulsione, sia in condizioni batch che semibatch, con lo scopo di produrre particelle con caratteristiche dimensionali costanti. Le proprietà dei materiali sintetizzati sono state infine verificate con studi di Degrado e Stabilità.

Novel biodegradable macromonomers for biomedical applications

FERRARI, FEDERICA
2013/2014

Abstract

An efficient Drug Delivery Device can ideally provide for high dose of therapeutic agents specifically to the diseased cells, thus minimizing side effects. Among the different classes polymeric nanoparticles (NPs) deserve special attention thanks to several attractive properties, including: biodegradability and biocompatibility, controlled release of payload, no severe synthesis conditions. Polymeric NPs are able to dissolve hydrophobic drugs in polymeric matrix, solving in this way drug solubility problems as well as possess advantages such as: high stability, efficient drug load, sustained drug release. The Work of Thesis presented aims at obtaining polyester-based macromonomers for NPs synthesis, suitable for biomedical applications. Macromonomers main feature is intended to be a CH3- termination, whose purpose lays in increasing their hydrophobicity. Methyl groups facilitate also the addition of targeting agents on specific places on NPs surfaces and enhance retention properties in human body. Macromonomers with different chain lengths were polymerized through free radical polymerization, in both batch and semibatch emulsion polymerization to produce nanoparticles (NPs) with narrow particle size distribution. As final step of the Thesis, material properties were verified with Degradation and Stability studies.
COLOMBO, CLAUDIO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
3-ott-2014
2013/2014
L’efficacia delle formulazioni studiate per la somministrazione di farmaci tramite sistemi nanotecnologici (Drug Delivery Devices) si misura nella possibilità di distribuire in modo specifico dosi elevate di medicinali, riducendo così gli effetti collaterali delle terapie. Particolare attenzione viene posta nella sintesi di Nanoparticelle polimeriche, le quali presentano caratteristiche interessanti quali: biodegradabilità e biocompatibilità, rilascio controllato del farmaco, condizioni di sintesi non severe. Queste sono in grado di risolvere i problemi di solubilità di farmaci idrofobici, grazie alle interazioni con la struttura polimerica di base. Posseggono inoltre vantaggi quali: elevata stabilità, efficace carico del farmaco, rilascio continuo degli agenti terapeutici. Il progetto di Tesi presentato propone la sintesi di macromonomeri per nanoparticelle a base di poliesteri, adatti ad applicazioni biomedicali. Loro principale caratteristica è intesa essere la terminazione –CH3, il cui scopo è l’aumento del carattere idrofobo del macromonomero. I gruppi metilici facilitano inoltre l’addizione di agenti di targeting rispetto a punti specifici della superficie delle particelle, migliorando così le proprietà di ritenzione nel corpo umano. Macromonomeri con lunghezze di catena differenti sono stati polimerizzati secondo il metodo della polimerizzazione in emulsione, sia in condizioni batch che semibatch, con lo scopo di produrre particelle con caratteristiche dimensionali costanti. Le proprietà dei materiali sintetizzati sono state infine verificate con studi di Degrado e Stabilità.
Tesi di laurea Magistrale
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