Tesi di Dottorato
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Item Multivariate curve resolution methodologies in photostability drug studies(2014-11-27) De Luca, Michele; Bartolino, Roberto; Gabriele, Bartolo; Ragno, GaetanoItem Synthesis and characterization of novel biopolymer for biomedical applications(2012-11-23) Altimari, Ilaria; Iemma, Francesca; Gabriele, BartoloAttualmente le innovazioni nel settore biomedicale possono contare sull’impiego di numerosi sistemi polimerici per la realizzazione di nuovi materiali funzionali per applicazioni specifiche in campo biologico, farmaceutico, cosmetico e nutraceutico. Diversi sistemi polimerici vengono impiegati con successo in diverse aree biomedicali, come ad esempio: - nel campo farmaceutico , nella preparazione di innovativi dispositivi per la somministrazione di farmaci come, ad esempio, idrogel come sistemi di rilascio biodegradabili; - in chirurgia, in una vasta gamma di applicazioni impiantabili, quali: lenti intraoculari, sistemi ortopedici degradabili, cateteri, materiali che devono presentare importanti proprietà come una buona prestazione e resistenza meccanica, nonché buone proprietà di permeabilità. - nell’ingegneria tissutale, come sostituti biologici per ristabilire, mantenere o migliorare la funzione di un tessuto, o nella realizzazione di organi artificiali. I materiali polimerici impiegati per questi scopi devono naturalmente presentare proprietà di biocompatibilità, biodegradabilità e totale assenza di tossicità, nonchè buone proprietà meccaniche, durante l’intero processo di rigenerazione. In tutti questi contesti, in realtà, è necessario che i materiali impiegati presentino ottime proprietà di biocompatibilità, biodegradabilità e atossicità, evitando qualsiasi reazione indesiderata all’interno dell’organismo umano. La realizzazione di sistemi polimerici ibridi , cioè a base di polimeri naturali e sintetici, risulta un percorso interessante per produrre polimeri funzionali con possibili applicazioni nella biomedicina. Infatti, l'introduzione di funzioni chimiche reattive, derivanti da polimeri sintetici, all'interno o lungo catene polimeriche naturali, come polisaccaridi e proteine, porta ad una serie di risultati positivi in quanto la presenza di gruppi derivanti dai polimeri naturali garantiscono proprietà importanti dal punto di vista della biocompatibilità, biodegradabilità e bio-funzionalità, mentre i polimeri di origine sintetica sono in grado di migliorare le proprietà fisiche e meccaniche di questi sistemi ibridi. Sulla base di tutte queste considerazioni, gli obiettivi generali della mia tesi di dottorato sono stati la sintesi e la caratterizzazione di nuovi materiali funzionali a base di biopolimeri, come polisaccaridi e proteine, con possibili applicazioni in campo biomedico. Il progetto di ricerca si è focalizzata su tre tematiche principali che verranno descritte in tre sezioni distinte, e in particolar modo: I. La prima sezione descrive la realizzazione e la caratterizzazione di nuovi idrogel pH- e temperaturasensibili, come potenziali sistemi di rilascio di farmaci. In particolar modo, in primo luogo è stata posta l’attenzione sulla realizzazione di idrogel pH-sensibili a base di gelatina, come carrier di farmaci per uso orale. Successivamente è stato realizzato un potenziale sistema di rilascio a base di chitosano ,sensibile alla temperatura, in grado di modulare il rilascio di farmaci in relazione alle variazioni di temperatura. II. La seconda sezione pone l’attenzione sulla sintesi di coniugati a base di biopolimeri e antiossidanti come potenziali ingredienti per formulazioni farmaceutiche, cosmetiche e nutraceutiche. La possibilità di promuovere la coniugazione tra molecole biopolimeriche e gli antiossidanti risulta molto interessante dal punto di vista biomedico perché il sistema risultante presenta proprietà del biopolimero di partenza, come biocompatibilità, biodegradabilità e atossicità e l’attività delle molecole antiossidanti coniugate, come una maggiore stabilità e una minore velocità di degradazione. III. L’ultima sezione descrive il lavoro che ho svolto durante il mio periodo di ricerca all’estero presso il Laboratorio di Medicina Rigenerativa e Farmacobiologia del Politecnico Federale di Losanna (EPFL, École Polytechnique Fédérale de Lausanne ). L’obiettivo principale di questo lavoro è stato la realizzazione di un nuovo sistema a base di PEG eterobifunzionale come potenziale biomateriale impiegabile nel processo della microincapsulazione cellulare. La scelta di un materiale adatto a preservare la vitalità e la funzione delle cellule incorporate all’interno del sistema realizzato diventa fondamentale se il materiale è destinato ad uno scopo terapeutico.Item Materiali polimerici funzionali per applicazioni farmaceutiche e biomedicali(2011-10-26) Ferrarelli, Teresa; Bartolino, Roberto; Trombino, Sonia; Gabriele, BartoloItem Influenza dei processi tecnologici sul contenuto di composti bioattivi, bioaccessibilità e attività antiossidante di peperoncini (Capsicum)(2013-11-28) Pugliese, Alessandro; Bartolino, Roberto; Garofalo, Antonio; Menichini, Francesco; Loizzo, Monica RosaIl peperoncino (Capsicum) è da tempo riconosciuto come un’eccellente fonte di composti fitochimici bioattivi quali i carotenoidi, i polifenoli e i capsaicinoidi, noti per esercitare vari effetti biologici positivi e di svolgere un ruolo importante nella prevenzione di molte malattie croniche. Inoltre, composizione e concentrazione dei principi attivi possono essere influenzata dai metodi di processazione e di conservazione. La relazione tra il contenuto in fitocomposti e il loro assorbimento è molto importante, giacché questi prodotti sono valutati in funzione del loro contributo alla dieta umana. Col termine bioaccessibilità si descrive il potenziale di una sostanza a essere assorbita, tuttavia, vi sono pochissime informazioni in letteratura riguardanti la biodisponibilità delle molecole presenti nei peperoncini. Gli attuali metodi per stimare la biodisponibilità includono studi sia a breve sia a lungo termine, in esseri umani e in modelli animali. Tuttavia, questi studi in vivo hanno un certo numero di limitazioni, come il costo elevato, il limitato numero di soggetti che possono essere sottoposti a studio e la difficoltà nell’interpretazione dei dati, vista l'influenza di fattori ospite-correlati quali lo stato di salute dell'intestino, lo stato nutrizionale e il genotipo del soggetto sottoposto a esame. L'uso di metodi in vitro fornisce un'alternativa agli studi umani e animali ed è un modello maggiormente riproducibile. Il primo obiettivo del presente lavoro di tesi è stato quello di valutare l'effetto dei diversi metodi di processazione (congelamento, cottura ed essiccazione) sul contenuto iniziale, sul contenuto micellare e sulla bioaccessibilità dei carotenoidi violaxantina, neoxantina, anteraxantina, luteina, capsantina, zeaxantina, β-criptoxantina e β-carotene. Peperoncini rossi, arancio e gialli hanno confermato di essere una buona fonte di carotenoidi, ma si è visto che il colore, molto più della specie, ne è indicativo del contenuto. I frutti gialli, infatti, sono molto ricchi di luteina, che è scarsamente presente, invece, nei peperoncini rossi, nei quali abbondano la capsantina, i carotenoidi con azione di pro-vitamina A (β-carotene e β-criptoxantina) e, in misura minore, la zeaxantina. Dopo digestione il contenuto di carotenoidi nelle micelle diminuisce notevolmente, particolarmente nei peperoncini essiccati al sole. E’ noto che il trasferimento dei carotenoidi nelle micelle è inversamente proporzionale all’idrofobicità del carotenoide. La lipofilia della β-carotene ha, infatti, influenzato negativamente la sua incorporazione nelle micelle, mentre capsantina, zeaxantina e luteina hanno mostrato una maggiore bioaccessibilità. Sono state riscontrate differenze nel contenuto e nella bioaccessibilità dei carotenoidi nei frutti sottoposti ai vari metodi di processazione. Generalmente la bollitura e il congelamento, diminuiscono il contenuto di carotenoidi. Nei frutti secchi, invece, la quantità di carotenoidi è stata generalmente superiore a quella riscontrato nei peperoncini freschi, bolliti e congelati. La quantità effettiva di carotenoidi incorporata nelle micelle è, però, un fattore predittivo più accurato del potenziale di assorbimento dei carotenoidi. Dallo studio si evince che la bioaccessibilità media di ogni carotenoide analizzato è aumentata dopo congelamento o bollitura, quindi, nonostante la diminuzione del contenuto dei carotenoidi dopo congelamento e cottura, il contenuto micellare non era significativamente più basso rispetto a quello dei peperoncini freschi e conseguentemente i valori di bioaccessibilità dei carotenoidi dei peperoncini processati sono risultati spesso simili o, più spesso, leggermente superiori a quelli non processati, equilibrando, in questo modo, la perdita di carotenoidi inizialmente provocata dalla processazione. Discorso diverso per i frutti essiccati, i quali, partendo da un contenuto nettamente più elevato nel frutto non digeritohanno evidenziato, nonostante la drastica diminuzione di carotenoidi dopo digestione, un ottimo contenuto micellare di pigmenti. Il secondo obiettivo della ricerca è stato quello di investigare la possibile influenza dei diversi processi tecnologici applicati ai peperoncini sulle proprietà antiossidanti e sul profilo fitochimico delle ventidue differenti varietà di peperoncino. Tramite i diversi approcci tecnologici adottati e grazie alle metodologie di studio applicate, è possibile concludere che i peperoncini secchi, seguiti da quelli freschi hanno il più altro contenuto di capsaicinoidi, polifenoli, flavonoidi e carotenoidi, dimostrando che le operazioni di congelamento e cottura influiscono negativamente sul contenuto di questi principi attivi. Dalla valutazione dell’attività antiossidante effettuata non sembra però esserci una diretta correlazione tra l’abilità antiossidante e la quantità di fitocomposti contenuti nei peperoncini. Le singole classi di composti sono debolmente associate con la capacità antiossidante rivelata, suggerendo che l'espressione dell'attività antiossidante degli estratti di peperoncino potrebbe essere piuttosto una conseguenza del sinergismo tra vari composti fenolici, o altre molecole qui non quantificate, e non semplicemente attribuibile a composti di una specifica classe chimica. Concludendo, è possibile affermare che i frutti di peperoncino, siano essi appartenenti a diverse specie o cultivar, sono un’ottima fonte carotenoidi, polifenoli e capsaicinoidi sia se assunti freschi sia dopo processazione, che comunque ne limita in una certa misura il contenutoItem Design and quality control of drugs of natural and synthetic origin(2010) Oliverio, Filomena; Ragno, Gaetano; Gabriele, BartoloItem New syntheses of heterocycles by metal‐catalyzed processes(2010) Vetere, Mabel ,Valeria; Salerno, Giuseppe; Gabriele, BartoloItem Polymeric devices and nanomaterials for biomedical and pharmaceutical applications(2008-10-07) Cirillo, Giuseppe; Puoci, Francesco; Gabriele, BartoloItem Polimeri funzionali:aspetti strutturali, sintesi ed applicazioni nel settore tecnologico-farmaceutico(2007-11-16) Castiglione, Mariarosaria; Iemma, Francesca; Gabriele, BartoloItem Sintesi di nuovi dimetilcarbazoli, (Dimetil) primidocarbazoli, Benzofurochinazolinoni e benzotienochinazolinoni ad attività antitumorale(2008-11-25) Caruso, Anna; De Cindio, Bruno; Sinicropi, M. StefaniaItem Polimeri a memoria molecolare per l’identificazione di substrati di interesse tossicologico nell’uomo(2006-11-10) Garreffa, Carmelo Maria; Sindona, Giovanni; Picci, Picci