Corso di Microincapsulazione e Rilascio Controllato

Lezione 1 • Panoramica dei meccanismi di rilascio

Introduce la diffusione, l'erosione, il rigonfiamento e il rilascio stimolato come i quattro meccanismi primari. Definisce la base concettuale per il capitolo dedicato al rilascio temporizzato, trattato più avanti nel corso.

Lezione 2 • Sviluppo storico e pietre miliari industriali

Ripercorre la microincapsulazione dalla prima carta autocopiante al moderno uso farmaceutico. Contestualizza il motivo per cui sono emerse tecniche specifiche e come queste abbiano plasmato la pratica attuale.

Lezione 3 • Definire la microincapsulazione e il suo ambito

Stabilisce una terminologia precisa che distingue microcapsule, microsfere e nanocapsule. Fornisce il vocabolario necessario per tutti i capitoli tecnici successivi.

Lezione 4 • Morfologia delle capsule e tipi strutturali

Esamina le strutture mononucleate, polinucleate e a matrice con modelli visivi. Consente agli studenti di selezionare la morfologia corretta per un determinato requisito di rilascio.

Lezione 1 • Valutazione della compatibilità principio attivo-guscio

Fornisce metodi sistematici per valutare la compatibilità chimica, i coefficienti di ripartizione e gli effetti di plastificazione. Consente agli studenti di prevedere e prevenire le interazioni tra principio attivo e guscio.

Lezione 2 • Sistemi a guscio inorganici e ibridi

Esamina gusci a base di silice, carbonato di calcio e argilla, insieme a ibridi polimero-inorganici. Dimostra come la rigidità inorganica completi la flessibilità polimerica in applicazioni impegnative.

Lezione 3 • Polimeri sintetici e semi-sintetici

Esamina derivati della cellulosa, poliesteri e acrilati utilizzati nei gusci a rilascio controllato. Evidenzia come il peso molecolare e l'idrofilia governino la velocità di rilascio.

Lezione 4 • Polimeri naturali come materiali per guscio

Tratta gelatina, gomma arabica, amido e alginato come incapsulanti, includendone l'approvvigionamento e le proprietà funzionali. Collega l'origine del materiale ai compromessi normativi e prestazionali.

Lezione 1 • Metodi di evaporazione del solvente ed emulsione

Tratta l'evaporazione del solvente da emulsione singola e doppia per microsfere polimeriche. Evidenzia come il tipo di emulsionante e la velocità di rimozione del solvente determinino la dimensione delle particelle e l'efficienza di incapsulazione.

Lezione 2 • Polimerizzazione interfacciale

Dettaglia la polimerizzazione in situ all'interfaccia olio-acqua per formare gusci di poliurea e poliammide. Collega la reattività dei monomeri e la stabilità dell'emulsione allo spessore e alla permeabilità del guscio.

Lezione 3 • Essiccamento a spruzzo e raffreddamento a spruzzo

Tratta l'atomizzazione, la cinetica di essiccamento e la raccolta delle particelle per microcapsule essiccate a spruzzo. Contrappone il raffreddamento a spruzzo per principi attivi termosensibili e gusci a base lipidica.

Lezione 4 • Coacervazione: semplice e complessa

Spiega la separazione di fase indotta da pH, temperatura o aggiunta di sale per formare gusci a base di gelatina. Distingue la coacervazione semplice da quella complessa e le rispettive finestre di processo.

Lezione 1 • Piattaforme di incapsulamento microfluidico

Introduce dispositivi microfluidici a goccia e a focalizzazione di flusso per la produzione di capsule monodisperse. Collega la geometria del canale e i rapporti di portata alla dimensione della capsula e allo spessore del guscio.

Lezione 2 • Elettrospruzzatura ed elettrofilatura

Tratta l'atomizzazione ad alto voltaggio per capsule sub-microniche e principi attivi incorporati in fibre. Dimostra come il voltaggio applicato e la conducibilità della soluzione controllino la morfologia delle particelle.

Lezione 3 • Assemblaggio strato per strato

Dettaglia la deposizione elettrostatica di strati alternati di polielettroliti su particelle templanti. Collega il numero di strati e la densità di carica alla permeabilità del guscio e alla resistenza meccanica.

Lezione 4 • Tecniche con fluidi supercritici

Spiega i processi RESS, SAS e PGSS che utilizzano CO2 supercritica per l'incapsulazione senza solventi. Evidenzia i vantaggi per principi attivi termosensibili e intolleranti ai solventi.

Lezione 1 • Rilascio osmotico e guidato dal rigonfiamento

Spiega l'accumulo di pressione osmotica e il rigonfiamento dell'idrogel come motori del rilascio pulsatile e sostenuto. Collega la densità di reticolazione e la concentrazione dell'agente osmotico alla velocità di rilascio.

Lezione 2 • Cinetica di erosione e degradazione

Distingue l'erosione superficiale dalla degradazione in massa e le collega rispettivamente a profili di rilascio di ordine zero e di primo ordine. Tratta la degradazione di PLGA e polianidridi come esempi principali.

Lezione 3 • Modellazione matematica e adattamento dei dati

Introduce i modelli di Korsmeyer-Peppas, Higuchi e Weibull per l'adattamento delle curve di rilascio sperimentali. Insegna la valutazione della bontà di adattamento e i criteri di selezione del modello.

Lezione 4 • Cinetica di rilascio controllato per diffusione

Applica la prima e la seconda legge di Fick a sistemi a membrana e a matrice. Deriva equazioni pratiche per prevedere il flusso a stato stazionario e il tempo di latenza.

Lezione 1 • Determinazione dell'efficienza di incapsulazione

Presenta metodi basati sull'estrazione e metodi indiretti per quantificare il caricamento del principio attivo e l'efficienza di incapsulazione. Tratta i requisiti di validazione del metodo per risultati accurati e riproducibili.

Lezione 2 • Analisi della dimensione e della morfologia delle particelle

Tratta la diffrazione laser, la diffusione dinamica della luce e la microscopia elettronica per la caratterizzazione di dimensione e forma. Collega la selezione della tecnica di misura all'intervallo dimensionale delle particelle e allo stato del campione.

Lezione 3 • Test della composizione e dello spessore del guscio

Utilizza FTIR, DSC e microscopia confocale per identificare la chimica del guscio e misurare lo spessore di parete. Collega i dati di composizione del guscio al comportamento di rilascio previsto.

Lezione 4 • Metodi di test di rilascio in vitro

Tratta la selezione dell'apparecchio di dissoluzione, le condizioni sink e i protocolli di campionamento per il profilo di rilascio. Stabilisce i concetti di correlazione in vitro-in vivo per applicazioni farmaceutiche.

Lezione 1 • Integrazione della tecnologia analitica di processo

Introduce strumenti PAT in-line e at-line per il monitoraggio in tempo reale della dimensione delle particelle, dell'umidità e dell'integrità del guscio. Dimostra come i dati PAT alimentino il miglioramento continuo del processo.

Lezione 2 • Design of Experiments per la formulazione

Tratta i disegni fattoriali completi, frazionari e a superficie di risposta applicati alle variabili di incapsulazione. Insegna come minimizzare le prove sperimentali massimizzando al contempo la resa informativa.

Lezione 3 • Identificazione degli attributi critici di qualità

Definisce i CQA per le microcapsule, inclusi dimensione, efficienza di incapsulazione e profilo di rilascio. Collega ciascun CQA ai requisiti prestazionali del paziente o dell'utente finale.

Lezione 4 • Scale-up dalla scala di laboratorio a quella pilota

Tratta lo scaling tramite numeri adimensionali, i cambiamenti nella geometria dell'apparecchiatura e gli effetti della dimensione del lotto sulla qualità delle capsule. Prepara gli studenti ad anticipare e risolvere i comuni fallimenti di scale-up.

Lezione 1 • Applicazioni alimentari e nutraceutiche

Tratta l'incapsulazione di aromi, probiotici, omega-3 e vitamine per la stabilità negli alimenti e il rilascio mirato a livello intestinale. Tratta i requisiti dei materiali per uso alimentare e gli obblighi di etichettatura.

Lezione 2 • Usi agricoli e nella gestione dei parassiti

Esamina pesticidi, erbicidi e fertilizzanti incapsulati per il rilascio controllato nel suolo e un ridotto impatto ambientale. Collega la velocità di rilascio all'efficacia della protezione delle colture e ai limiti di residuo.

Lezione 3 • Prodotti farmaceutici a rilascio controllato

Esamina i prodotti farmaceutici microincapsulati per via orale, iniettabile e transdermica e i loro requisiti di presentazione normativa. Collega le decisioni di formulazione ai risultati di biodisponibilità e compliance del paziente.

Lezione 4 • Applicazioni cosmetiche e per la cura personale

Esamina l'incapsulazione di profumi, principi attivi e filtri solari per il rilascio cutaneo e l'estetica del prodotto. Evidenzia i requisiti di test di stabilità e sicurezza per i prodotti topici.