Tecnologie farmaceutiche per il drug delivery
La piattaforma di “Tecnologie farmaceutiche per il drug delivery” si propone di sviluppare e produrre tecnologie innovative per la veicolazione e il rilascio di molecole ad azione farmacologica in nanosistemi di diversa tipologia e natura.
Laboratorio di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche
(PT&L, Pharmaceutical Technology and Law)
La piattaforma si propone di rendere disponibili tecnologie innovative per la veicolazione di molecole ad azione farmacologica in nanosistemi di diversa tipologia e natura, sia per targeting passivo che attivo. In particolare: sviluppo di nanosistemi polimerici e lipidici come carrier sito specifici di farmaci per l’implementazione delle terapie antitumorali e come carriers/adiuvanti nelle terapie vaccinali, mediante tecniche di preparazione convenzionali (in bulk) e microfluidiche.
Metodologie
- Progettazione e sviluppo formulativo di nanoparticelle polimeriche funzionalizzabili e di nanosistemi polimerici, polisaccaridici/proteici e lipidici per la veicolazione di attivi (small molecules) e di macromolecole, ad esempio anticorpi monoclonali e nanobodies.
- Progettazione e sviluppo formulativo di nanosistemi vettorizzati mediante coniugazione polimero – anticorpo monoclonale per targeting attivo, e veicolanti attivi antitumorali.
- Caratterizzazione chimico-fisica, tests di stabilità e valutazione preliminare in vitro: studio dell’interazione nanocarrier-substrato biologico e della risultante risposta immunitaria (macrofagica); valutazione dei prototipi mediante modelli cellulari tradizionali.
- Ottimizzazione del processo produttivo dei nanosistemi utilizzando i seguenti metodi: emulsificazione, microfluidica, ed elettrofilatura.
L’integrazione sinergica tra competenze specialistiche e dotazioni tecnologiche avanzate consente un approccio completo e multidisciplinare allo sviluppo di sistemi polimerici funzionali, garantendo elevati standard di innovazione, riproducibilità e qualità.
Partners
- Università degli studi di Pavia
- IRCCS Policlinico San Matteo di Pavia
- Scuola Normale Superiore
Produzione di nanovettori polimerici e lipidici
Questa piattaforma rappresenta un’infrastruttura consolidata per la produzione e caratterizzazione di nanovettori polimerici e lipidici per la veicolazione di proteine, anticorpi, anticorpi monoclonali, RNA e DNA a scopo terapeutico.
La produzione del formulato nanoparticellare avviene in un laboratorio dotato di diverse strumentazioni, tra cui un sistema microfluidico NanoAssemblr, che consente la sintesi controllata e riproducibile di nanovettori con caratteristiche ottimali all’applicazione finale. A garanzia della qualità e della precisione del prodotto, il laboratorio dispone inoltre di apparecchiature per la caratterizzazione chimico-fisica avanzata, tra cui HPLC, GPC, spettrofluorimetro e microcalorimetro. Al fine di garantirne la stabilità nel tempo, la sospensione nanoparticellare ottenuta viene sottoposta a un accurato processo di liofilizzazione, trasformandosi in una polvere facilmente ricostituibile al momento dell’utilizzo.
Il laboratorio dispone di una facility per colture cellulari, interamente attrezzata per garantire le condizioni ottimali di lavoro in ambiente sterile. Tra le dotazioni figurano incubatori a CO₂, cappe a flusso laminare biologico per la manipolazione in condizioni asettiche, microscopi ottici e sistemi automatizzati per il conteggio cellulare. L’esperienza maturata nello sviluppo e nell’ottimizzazione di questi processi, unita a un rigoroso controllo delle condizioni operative, consente di perfezionare ogni fase della produzione e caratterizzazione, assicurando un’elevata riproducibilità, affidabilità dei risultati e standard qualitativi di eccellenza
Produzione di nanofibre
La piattaforma di produzione di micro e nanofibre polimeriche rappresenta un’opportunità per la veicolazione di biomolecole a scopo terapeutico (proteine, anticorpi, anticorpi monoclonali, RNA e DNA) in matrici fibrose che possono trovare applicazione come scaffold per rigenerazione tissutale e/o medicazione per la cura delle ferite.
La piattaforma tecnologica a supporto comprende un impianto per elettrofilatura NANON01, configurato con una serie di collettori intercambiabili a geometrie e dimensioni variabili, che permette la fabbricazione di scaffold planari o tubolari ad architettura controllata. A completamento, il laboratorio è dotato di un liofilizzatore per il trattamento di materiali sensibili, e di una gamma completa di strumentazioni per la caratterizzazione chimico-fisica e morfologica, tra cui:
- HPLC (High Performance Liquid Chromatography) per la determinazione della purezza e del contenuto di principio attivo;
- GPC (Gel Permeation Chromatography) per l’analisi della distribuzione molare dei polimeri;
- Spettrofluorimetro per studi di interazione molecolare e rilascio controllato;
- Contact angle meter per la valutazione dell’idrofilia delle superfici;
- Microcalorimetro per l’analisi termodinamica di interazioni molecolari;
- Banco di misura per prove meccaniche su campioni fibrosi o solidi.
A supporto della valutazione biologica dei sistemi sviluppati, il laboratorio dispone anche di una facility dedicata alle colture cellulari, completamente attrezzata con incubatori a CO₂, cappe a flusso laminare, microscopi a fluorescenza e conta-cellule automatizzati, che consente lo studio in vitro dell’interazione tra le matrici polimeriche e le cellule, l’analisi di vitalità, adesione, proliferazione e differenziamento cellulare.
L’esperienza consolidata del gruppo di ricerca consente lo studio approfondito e la formulazione su misura di matrici polimeriche, impiegando sia miscele di polimeri commerciali che polimeri innovativi di sintesi, modulati in funzione dell’obiettivo terapeutico finale e delle specifiche esigenze applicative. Tale know-how si traduce nella progettazione razionale di sistemi avanzati a rilascio controllato, scaffold bioattivi o dispositivi biomedicali ad elevata funzionalità.
Laboratorio di Preformulazione e Sviluppo di Nanosistemi Farmaceutici
(PreNanoPharm, Preformulation and Development of Pharmaceutical Nanosystems)
La piattaforma si propone di sviluppare e produrre formulazioni innovative di vaccini da somministrare per via intranasale. In particolare: sviluppo di nanoformulazioni, comprese nanoemulsioni, nanoparticelle lipidiche, polimeriche, proteiche e ibride, contenenti adiuvanti, proteine, mRNA, e molecole biologicamente attive.
La piattaforma è dotata di competenze e strumenti per lo sviluppo di nuove formulazioni, loro caratterizzazione chimico-fisica e studio dell’efficacia in vitro su modelli cellulari.
Metologie
- Sviluppo formulativo di vaccini a base di sistemi nanoparticellari progettati combinando differenti materiali immunostimolanti al fine di modularne e ottimizzarne l’efficacia adiuvante. Sviluppo dei relativi metodi produttivi mediante emulsificazione e microfluidica;
- Caratterizzazione chimico-fisica dei sistemi sviluppati mediante: Spettroscopia Infrarossa con Trasformata di Fourier (FT-IR), Calorimetria Differenziale a Scansione (DSC), Analisi termogravimetriche (TGA), Dinamic Light Scattering (DLS), Potenziale zeta, e Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS, Izon).;
- Valutazione preliminare su modelli cellulari in vitro: studi di vitalità e internalizzazione cellulare, rilascio di citochine, attivazione di macrofagi.
Partners
- Università degli studi di Pavia
- IRCCS Policlinico San Matteo di Pavia
- IRCCS Fondazione Mondino di Pavia
- Università degli Studi dell’Insubria
Laboratorio di Biofarmaceutica e Sviluppo Formulativo (B-forDev Lab)
Sviluppo di sistemi avanzati per la veicolazione di molecole complesse e anticorpi monoclonali
Il laboratorio di Biofarmaceutica e Sviluppo Formulativo si occupa dello studio e della progettazione di sistemi per la veicolazione di molecole complesse, con particolare attenzione a proteine e glicoproteine, e anticorpi monoclonali. L’attività è orientata alla formulazione di sistemi avanzati, come formulazioni liofilizzate, nanoparticelle lipidiche e polimeriche e microneedles, in grado di migliorare la stabilità, la biodisponibilità e il targeting dell’agente veicolato.
Attraverso un approccio multidisciplinare e l’impiego di tecniche chimico-fisiche e biologiche, il laboratorio supporta lo sviluppo preclinico di nuovi medicinali, contribuendo alla definizione del profilo biofarmaceutico ottimale e alla valutazione dell’efficacia e della sicurezza delle formulazioni.
Partners
- IRCCS Policlinico San Matteo di Pavia
- Università degli studi di Pavia
Strumentazioni
Lab Facility: spray drying, electrospinning, sistema di omogeneizzazione ad alta pressione, microfluidica.
Caratterizzazione chimica-fisica: particle size (Mastersizer 3000, Malvern, Lite sizer 500, Anton Paar, Nanosight PRO Green, Alfatest), zeta potential (nanoparticles Lite sizer 500, Anton Paar; surface: Surpass 3, Anton Paar), morfologia (SEM Phenom Pro, Thermofisher), topografia (AFM Tosca 400, Anton Paar), drug release (Apparatus 1/2 USP/EP; Franz cells).
Cell culture facility.