Vai al contenuto pricipale
Oggetto:

Tecnologie Farmaceutiche Avanzate, Biofarmaceutica e Farmacocinetica (CTF)

Oggetto:

Advanced pharmaceutical technologies, biopharmaceutics and pharmacokinetics

Codice attività didattica
FAR0036
Docenti
Maurizio CERUTI (Titolare del corso)
Prof. Silvia ARPICCO (Titolare del corso)
Anno
4° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
CHIM/09 - farmaceutico tecnologico applicativo
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti
la conoscenza del farmaco da un punto di vista farmacologico e chimico, nozioni di chimica organica e chimica fisica, di fisiologia, biologia cellulare, microbiologia, patologia e matematica.
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Dare allo studente nozioni di biofarmaceutica e farmacocinetica intesa come studio dei fattori che condizionano l’assorbimento, la distribuzione e l’eliminazione di un medicamento (principio attivo + formulazione). Far conoscere le tecnologie innovative per la formulazione dei farmaci, in particolare per la veicolazione ed il direzionamento, l’utilizzo di nuovi materiali polimerici naturali e di sintesi e le loro caratteristiche chimiche e tecnologiche. Le applicazioni della biotecnologia e della terapia genica nel campo farmaceutico.

Prerequisiti: la conoscenza del farmaco da un punto di vista farmacologico e chimico, nozioni di chimica organica e chimica fisica, di fisiologia, biologia cellulare, microbiologia, patologia e matematica.

English

Give to the student notions of biopharmaceutics and pharmacokinetics as a study of the factors conditioning absorption, distribution and elimination of a drug (active principle + formulation). Let know the innovative technologies for the formulation of drugs, particularly for delivery and targeting, the application of synthetic and natural new polymeric materials and their chemical and technological characteristics. The applications of biotechnology and of gene therapy in the pharmaceutic field.

Prerequisites: the knowledge of the drug from a pharmacological and chemical point, notions of organic chemistry, physical chemistry, physiology. cellular biology, microbiology, patology and matemathics.

Oggetto:

Programma

Farmacocinetica qualitativa

Assorbimento, distribuzione ed eliminazione dei farmaci e modelli compartimentali. 

Farmacocinetica quantitativa

Generalità sulle cinetiche di 1 ordine, ordine 0 e miste (Michaelis-Menten). Cinetiche di primo ordine: equazioni differenziali, integrate e logaritmiche.

Modelli mono- bi- e tri-compartimentali di una sostanza somministrata per bolo EV che segue una cinetica di 1 ordine. Grafici in scala lineare e semilogaritmica e interpretazione dei dati. Analisi dei grafici con un metodo non-compartimentale. Determinazione dei vari parametri farmacocinetici: volume apparente di distribuzione, tempo di emivita, clearance. Esempi di farmacocinetica di sostanze dopanti e d’abuso somministrate per via endovenosa.

Farmacocinetica della somministrazione extravasale: modelli mono- e  bicompartimentali e metodo dei residui. Tempo di latenza.

Farmacocinetica della somministrazione EV a velocità costante e della somministrazione ripetuta per via EV. 

Farmacocinetica di farmaci e di particelle macromolecolari

Farmacocinetica di farmaci e di particelle macromolecolari (proteine, liposomi, nanoparticelle) 

A)  Somministrazione di proteine e macromolecole per via endovenosa

I fattori che governano l’extravasazione dai farmaci e l’emivita plasmatica     

Struttura delle barriere (endotelio continuo, fenestrato e discontinuo)

Tessuti normali e tumorali 

Meccanismi di trasporto endoteliali e del tessuto interstiziale

Legge di Starling modificata 

Trasporto in tessuti normali e tumorali

Accumulo di farmaci nei tessuti: effetto EPR 

Fattori biologici

Aumentata permeabilità, Immunogenicità, Carica 

Il fattore RES

II) Passaggio dei farmaci macromolecolari attraverso la membrana cellulare 

Endocitosi mediata e non

Adsorbimento senza internalizzazione 

B) Eliminazione dei farmaci macromolecolari 

Clearance epatica 

Struttura del fegato e tipi di cellule

Estrazione epatica

Meccanismi di trasporto

Endocitosi e fagocitosi 

Clearance renale 

Meccanismi di ultrafiltrazione, assorbimento tubulare e peritubulare

Fattori strutturali e chimici che la governano 

Farmacocinetica di proteine e polipeptidi 

Vie di somministrazione di farmaci proteici e non proteici

Sistemi mucoadesivi, promotori dell’assorbimento, stabilizzanti  

Via rettale  

Via orale trans-mucosale

Via topica-transdermica

Iontoforesi

Via nasale 

Via polmonare

Via oftalmica  

I polimeri di interesse farmaceutico

Generalità

Modalità di preparazione

Step-growth

Polimerizzazione radicalica, ionica,  cationica,  anionica, anionica coordinata

Stereoisomeria, tatticità

Policondensazione 

Caratteristiche chimico-fisiche dei polimeri

Stato amorfo, cristallino, Tg, Tm

Correlazione struttura-attività

Polimeri idrosolubili

Polimeri insolubili in acqua

I geli 

Direzionamento e rilascio del farmaco

Sistemi a rilascio controllato

Microcapsule e microsfere

Applicazioni delle microsfere

Nanocapsule e nanosfere

Caratterizzazione delle microsfere e delle microparticelle

Le ciclodestrine 

I sistemi leganti  

I liposomi

Generalità

Struttura fisica

Stabilità

Polimorfismo

Clearance

Distribuzione

Antibiotici

Antimicrobici

Antitumorali

Immunomodulazione  

I coniugati molecolari

Immunotossine

Coniugati anticorpo-farmaco

Coniugati proteina-farmaco

Coniugati PEG-proteina

Coniugati  anticorpi-radionuclidi

(radionuclidi, tipo di marcatura, la radioterapia)

Proteine per carrier polimerici 

Il drug targeting

La transfezione genica-terapia genica

Targeting intra- o extracellulare

Gene replacement: in vivo o ex vivo

Vettori: liposomi, virus, ecc 

 

Qualitative pharmacokinetics

Drug absorption, distribution, elimination, and compartmental models.

Quantitative pharmacokinetics: generalities on first order, zero order and mixed kinetics (Michaelis-Menten). First order kinetics: differential, integrated and logarithmic equations.

 Mono- bi- and tri-compartmental models of a substance administered as EV bolus that follows first-order kinetics. Graphs in linear and semi-logarithmic scale and data interpretation. Analysis of graphs with a non-compartmental method. Determination of the various pharmacokinetic parameters: apparent distribution volume, half-life, clearance. Examples of the pharmacokinetics of performance-enhancing and recreational drugs administered endovenously.

 Pharmacokinetics of extravasal administration: mono- and bi-compartmental models and residue method. Latency time.

 Pharmacokinetics of constant-speed EV administration and of repeated EV administration.

 Pharmacokinetics of drugs and macromolecular particles (proteins, liposomes, nanoparticles) 

A)  Endovenous administration of proteins and macromolecules

Factors governing drug extravasation and plasma half-life

Structure of barriers (continuous, fenestrated and discontinuous endothelium)

Normal and tumour tissues

Endothelial transport mechanisms and interstitial tissue

Modified Starling Law

Transport in normal and tumour tissues

Drug accumulation in tissues: EPR effect

Biological factors

Increased permeability, Immunogenicity, Load

The RES factor

II) Passage of macromolecular drugs through cell membranes

Mediated and non-mediated endocytosis

Adsorption without internalisation

B) Elimination of macromolecular drugs

Hepatic clearance

Structure of liver and cell types

Hepatic extraction

Transport mechanisms

Endocytosis and phagocytosis

Renal clearance

Ultra-filtration mechanisms, tubular and peritubular absorption

Governing structural and chemical factors

 Pharmacokinetics of proteins and polypeptides

 Administration routes for protein and non-protein drugs

Mucoadhesive systems, absorption promoters, stabilisers

Rectal route

Transmucosal oral route

Topical-transdermal route

Iontophoresis

Nasal route

Pulmonary route

Ophthalmic route  

Polymers of pharmaceutical interest

Generalities

Preparation

Step-growth

Radicalic, ionic, cationic, anionic, co-ordinated anionic polymerisation

Stereoisomerism, tacticity

 Polycondensation

Chemico-physical characteristics of polymers

Amorphous, crystalline state, Tg, Tm

Structure-activity correlation

Water soluble polymers

Water insoluble polymers

Gels 

Drug targeting and release

Controlled release systems

Microcapsules and microspheres

Applications of microspheres

Nanocapsules and nanospheres

Characterisation of microspheres and microparticles

Cyclodextrins 

Ligand systems 

Liposomes

Generalities

Physical structure

Stability

Polymorphism

Clearance

Distribution

Antibiotics

Antimicrobial agents

Antitumour agents

Immunomodulation

Molecular conjugates

Immunotoxins

Antibody-drug conjugates

Protein-drug conjugates

PEG-protein conjugates

Antibody-radionuclide conjugates

(radionuclides, type of marking, radiotherapy)

Proteins for polymeric carriers 

Drug targeting 

Gene transfection, gene therapy

Intra- or extracellular targeting

Gene replacement: in vivo or ex vivo

Vectors: liposomes, viruses, etc.

Oggetto:

Testi consigliati e bibliografia

Banker G.S., Rhodes C.T., Modern Pharmaceutics, ed. Dekker, 1996.

Labaune J.P., Farmacocinetica, edizione italiana a cura di Mangano O., ed. Masson, 1991.

Zacà S., Pellegrino S., Manuale di Tossicologia Forense, ed. Giappichelli, 2006.

Racagni G., Cantaluppi S., Fumagalli R., Farmacologia Generale ed Applicata, ed. Masson., 1986.

Shargel L., Applied Biopharmaceutics & Pharmacokinetics, 1999.

Drug Delivery Systems, K.K.Jain, Humana Press 2008, 245 pp.

Handbook of Non-invasive Drug Delivery Systems, V.S. Kulkarnii, Elsevier, 2010, 291 pp.

Drug Delivery, M. Schafer-Korting, Springer 2010, 491 pp.

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 16/08/2017 21:14
    Non cliccare qui!