Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Università Magna Graecia di Catanzaro

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PRINCIPI DI CHIMICO-FISICA DELLE FORME FARMACEUTICHE

CdLM Farmacia

 

Il corso studia gli aspetti chimico-fisici delle principali forme farmaceutiche, la preformulazione ed i principi base della biofarmaceutica.

 

Docente:
Donato Cosco
donatocosco@unicz.it
0961-3694119
Edificio Bioscienze, Liv. 5 Stanza: Studio Cosco/Palma
lunedì, mercoledì, venerdì 9:00-10:00 (previo appuntamento email)

SSD:
CHIM/09 - Farmaceutico tecnologico applicativo

CFU:
6

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 26/07/2021

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

 

Questo corso teorico-pratico ha lo scopo di fornire le conoscenze e competenze di base concernenti gli aspetti chimico-fisici delle principali forme farmaceutiche in modo da fornire allo studente gli strumenti idonei sia per la valutazione delle criticità nella realizzazione di forme farmaceutiche solide, semisolide e liquide, che per la soluzione delle problematiche che si incontrano in fase progettuale ed operativa per la preparazione di pre-formulati farmaceutici. Inoltre, il corso renderà evidente la correlazione tra i parametri chimico-fisici dei principi attivi ed eccipienti e l’interazione con i substrati biologici, definendo i principi base della biofarmaceutica.

 

Programma

 

Proprietà fisico-chimiche dei principi attivi in soluzione

 

Calcolo e definizione di concentrazione di una soluzione di farmaco: molarità, molalità, percentuale peso-volume, milliequivalenti e frazione molare.

 

 

Studi di termodinamica: Energia del sistema, Entalpia, Entropia ed Energia libera.

 

 

Proprietà osmotiche delle soluzioni: definizione delle proprietà colligative; pressione osmotica e proprietà osmotiche delle soluzioni contenenti principi attivi. Definizione e calcolo di osmolarità e osmolarità. Rilevanza clinica di soluzioni isotoniche, ipotoniche ed ipertoniche e loro preparazione.

 

 

Ionizzazione dei farmaci in soluzione: definizione di acidi e basi deboli. Calcolo e definizione di pH di una soluzione. Ionizzazione di elettroliti amfoteri e di farmaci poliprotici. Dissociazione delle proteine e valore di pKa. Calcolo del pH di soluzioni di farmaco e preparazione di soluzioni buffer.

 

 

Chimico-Fisica dei Sistemi Dispersi

 

Definizione e classificazione di un sistema disperso. Caratterizzazione chimico-fisica di un sistema disperso. Meccanica dei fluidi: concetti base e grandezze fisiche; moto di un fluido ideale; moto di un fluido reale. Elementi di reologia: il fenomeno della viscosità e sue implicanze bio-farmaceutiche; flusso laminare e shearing stress; liquidi newtoniani e non-newtoniani; determinazione della viscosità - viscosimetri a capillare e viscosimetri rotazionali. Fenomeni di Superficie: tensione superficiale e tensione interfacciale. Valutazione quantitativa della tensione superficiale. Metodi per misurare la tensione superficiale: metodo basato sul peso delle gocce - lo stalagmometro; il tensiometro di du Nouy. Forze di contatto e bagnabilità di superfici solide.

 

 

Colloidi di aggregazione – le micelle: tensioattivi, loro proprietà e classificazione. Sintesi delle principali classi di tensioattivi. Caratteristiche dei diversi tensioattivi. Formazione delle micelle. Il fenomeno della micellizzazione. Struttura delle micelle: micelle costituite da surfactanti ionici; micelle costituite da surfactanti non-ionici. Fattori che influenzano CMC e dimensione delle micelle. Cenni su particolari forme di aggregazione dei surfactanti.Solubilizzazione di principi attivi mediante tensioattivi. Fattori che influenzano la solubilizzazione. Determinazione della concentrazione massima di additivo.

 

 

Le emulsioni: tipi di emulsione (A/O ed O/A), tensione superficiale e tensione interfacciale. Scelta del tensioattivo (Regola di Bancroft). HLB (rapporto idrofilo-lipofilo) e suo calcolo. Associazione di tensioattivi e loro effetto sulla stabilizzazione delle emulsioni. Legge di stokes; instabilità fisica e fattori che la influenzano (creaming, flocculazione e coalescenza). Sistemi flocculati e deflocculati. Riconoscimento del tipo di emulsione. Saggi accelerati di stabilità.

 

 

Le sospensioni: caratteristiche chimico-fisiche delle sospensioni. Forze d’interazione fra le particelle. Sospensioni flocculate e deflocculate: volume di sedimentazione e grado di flocculazione. Veicoli strutturati. Potenziale zeta. Preparazione delle sospensioni: agenti sospendenti. Stabilità delle sospensioni. Dispersioni colloidali: colloidi liofili e colloidi liofobi.

 

 

Stabilità chimica dei farmaci

 

Definizione e classificazione dei vari tipi di decomposizione chimica di principi attivi allo stato solido o in soluzione. Valutazione dei fenomeni idrolitici, ossidativi, di isomerizzazione, di fotodecomposizione e polimerizzazione a cui sono soggetti i principi attivi e loro cause. Definizione e classificazione delle cinetiche di decomposizione chimica dei farmaci in soluzione per lo studio delle possibili complicazioni durante la preparazione di forme farmaceutiche. Studio degli ordini di reazione: ordine zero, primo ordine, secondo ordine e terzo ordine. Reazioni complesse. Test di stabilità in condizioni normali ed accelerati. Conservazione e stabilizzazione dei medicamenti: controllo temperatura, umidità, esposizione alla luce e scelta contenitore.

 

 

Sviluppo di un farmaco

 

Valutazione degli studi di preformulazione a cui deve essere sottoposto un farmaco. Definizione di studio pre-clinico e clinico.

 

 

Proprietà fisico-chimiche: profili di solubilità di un principio attivo e valutazione dei fattori influenzanti tale proprietà. Definizione di coefficiente di ripartizione e costante di dissociazione. Studio delle proprietà dei solidi: habitus cristallino, polimorfismi, amorfismi e caratteristiche termiche.

 

 

Modelli sperimentali in vitro ed indagini biofarmaceutiche: valutazione della permeabilità di un farmaco; studi di assorbimento attraverso membrane e modelli di membrana utilizzate e valutazione dei profili di rilascio di un farmaco (celle di diffusione di tipo Franz, liposomi e sistemi trifasici liquidi). Modelli di assorbimento a livello intestinale (tecnica del sacco invertito).

 

 

Biofarmaceutica: studio del passaggio del farmaco attraverso le barriere biologiche e meccanismi di trasporto (attivo, passivo mediante carrier, convettivo, pinocitosi ed esocitosi). Influenza delle proprietà chimico-fisiche del farmaco influenzanti il passaggio attraverso le membrane biologiche. Vie di somministrazione e fattori fisiologici influenzanti l’assorbimento di un principio attivo.

Impegno orario complessivamente richiesto allo studente

 

Ore di studio individuali: 102

 

Metodi Insegnamento utilizzati

 

Ore di lezioni frontali (attività d'aula): 48

 

Risorse per l’apprendimento

 

Libri di testo

 

-         REMINGTON’S PHARMACETUICAL SCIENCE, Ultima Edizione.

 

-         COLOMBO P., CATELLANI P.L., GAZZANIGA A., MENEGATTI E., VIDALE E.; Principi di tecnologie Farmaceutiche; Casa Ed. Ambrosiana, Ultima Edizione.

 

-         AULTON M.E., Pharmaceutics, Churchill Livingstone Ed. Ultima Edizione.

 

-         FLORENCE A.T. AND ATTWOOD D.; Physicochemical Principles of Pharmacy; Macmillan Press LTD, Ultima Edizione.

 

-         FLORENCE A.T. AND ATTWOOD D.; Le basi chimico-fisiche della Tecnologia Farmaceutica; Edises, Ultima Edizione.

 

Attività di supporto

 

Il docente titolare riceve gli studenti previa comunicazione via email

 

Modalità di frequenza

 

Le modalità sono indicate dall’art.8 del Regolamento didattico d’Ateneo.

 

(Frequenza obbligatoria)

 

Modalità di accertamento

 

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 

 

 

L’esame finale sarà svolto in forma scritta ed orale.

 

La prova scritta verterà su tutte le tematiche trattate durante le lezioni frontali, i laboratori didattici ed i seminari. Essa sarà articolata in 4-6 quesiti a risposta aperta, caratterizzati da differente difficoltà e valutati con punteggi differenti tali che la loro somma fornisca un risultato totale di 30.

 

Il voto minimo necessario per accedere alla prova orale è pari a 18/30.

 

La prova orale verterà su tutte le tematiche trattate durante le lezioni frontali, i laboratori didattici ed i seminari. I parametri che saranno attenzionati al fine di valutare lo studente sono: conoscenza e comprensione degli argomenti, capacità di sintesi ed analisi così come descritto nella seguente tabella:

 

 

 

Voto

Conoscenza e comprensione argomento

Capacità di analisi e sintesi

Non idoneo

Non sufficienti. Importanti carenze.

Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi.

18-21

Da sufficiente a più che sufficiente.

Capacità di analisi e sintesi sufficienti.

21-24

Discreta

Capacità di analisi e sintesi corrette. Argomentazioni logiche e coerenti.

24-27

Buona

Buone capacità di argomentare ed esprimere le tematiche.

27-30 e lode

Da più che buona ad ottima

Notevoli capacità logiche di analisi e sintesi.

 

 

 

 

 

Il voto finale terrà conto di entrambe le prove sostenute dallo studente.