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a Ciclo Unico
Scuola di Medicina e Chirurgia
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Insegnamento
TECNOLOGIA DEL DIREZIONAMENTO E RILASCIO CONTROLLATO DEI FARMACI
MEP3052593, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2015/16

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Laurea magistrale ciclo unico 5 anni in
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
FA1733, ordinamento 2009/10, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese TECHNOLOGY OF TARGETING AND CONTROLLED RELEASE OF DRUGS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze del Farmaco (DSF)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dsf/course/view.php?idnumber=2019-FA1733-000ZZ-2015-MEP3052593-N0
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo NON è possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile STEFANO SALMASO CHIM/09

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Discipline Chimiche, Farmaceutiche e Tecnologiche CHIM/09 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso V Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 2.0 30 20.0
LEZIONE 4.0 32 68.0

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2009

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
7 Commissione a.a. 2019/20 01/12/2019 30/11/2020 SALMASO STEFANO (Presidente)
CALICETI PAOLO (Membro Effettivo)
MORPURGO MARGHERITA (Supplente)
PASUT GIANFRANCO (Supplente)
6 Commissione a.a. 2018/19 01/12/2018 30/11/2019 SALMASO STEFANO (Presidente)
CALICETI PAOLO (Membro Effettivo)
MORPURGO MARGHERITA (Supplente)
PASUT GIANFRANCO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Agli studenti è richiesto di possedere i concetti e la terminologia di base relativi alla chimica organica, alla sintesi organica, alla tecnologia farmaceutica e alla formulazione di farmaci, alle forme farmaceutiche convenzionali. Gli studenti dovrebbero prestare particolare attenzione alla fisica delle forme farmaceutiche e agli aspetti che determinano la stabilità fisico-chimica, i processi di dissoluzione, i meccanismi di assorbimento dei farmaci. È importante che gli studenti abbiano conoscenza delle principali caratteristiche e dei vantaggi offerti dai polimeri sintetici e naturali più comuni utilizzati per la formulazione di farmaci. Inoltre è auspicabile che possiedano un buon livello di conoscenza dell'anatomia umana e della fisiologia delle barriere biologiche (membrane cellulari, mucose, pelle e architettura dell'epitelio intestinale ecc.)
Gli studenti dovrebbero già avere conoscenza dei concetti di base della farmacologia (farmacocinetica, farmacodinamica) e dei termini utilizzati nella tecnologia farmaceutica.
È necessario che gli studenti comprendano l'inglese parlato e scritto per capire le diapositive mostrate durante le lezioni, i documenti e i libri di testo scientifici a cui l'insegnante fa riferimento. Le diapositive utilizzate dall'insegnante e le lezioni sono fornite solo in inglese
Conoscenze e abilita' da acquisire: Lo studente sarà guidato ad apprendere la rilevanza terapeutica della somministrazione di sistemi per il rilascio controllato dei farmaci per migliorare le proprietà biofarmaceutiche si di farmaci già commercializzati che di quelli in via di sviluppo. Lo studente apprenderà la rilevanze delle strategie più diffuse per controllare il rilascio di farmaci da matrici e micro e nano-vettori, e della progettazione di sistemi farmaceutici per il rilascio controllato di farmaci secondo principi scientifici rigorosi. Al termine del corso lo studente è consapevole che, controllando le caratteristiche peculiari dei sistemi di direzionamento dei farmaci e utilizzando strategie di formulazione adeguate, è possibile controllare il grado di assorbimento del farmaco, che consente, in ultima analisi, di veicolare farmaci ai tessuti bersaglio e ridurre i loro effetti collaterali. Lo studente apprenderà le proprietà e le strategie di formulazione dei più comuni sistemi dispersi e colloidali per la somministrazione di farmaci.
Lo studente apprende quali polimeri ed eccipienti possono essere impiegati per la preparazione di sistemi dispersi e quali caratteristiche sono richieste a ciascun componente affinché svolga una specifica attività. Lo studente sarà guidato a conoscere l'ultima generazione di piattaforme nanotecnologiche già commercializzate e in via di sviluppo per il direzionamento di farmaci. Lo studente apprenderà le caratteristiche richieste ai sistemi nanoparticellari per il direzionamento e il rilascio controllato dei farmaci e le principali tecniche per eseguire la caratterizzazione fisica e farmaceutica di questi sistemi. Lo studente verrà esposto alle forme farmaceutiche innovative per la somministrazione attraverso vie non convenzionali che garantiscono un migliore assorbimento (transdermico, transmucoso). Lo studente apprenderà quando è preferibile impiegare sistemi a rilascio controllato per assicurare la veicolazione e l'effetto terapeutico dei farmaci chimicamente instabili.
Modalita' di esame: L'esame è orale. L'insegnante si riserva la possibilità di eseguire l'esame in modalità scritta.
L'esame comprende una relazione scientifica scritta dello studente riguardante le esperienze pratiche di laboratorio svolte durante il corso. Questo elaborato deve essere composto con la stessa struttura di un paper scientifico (abstract, introduzione, materiali e metodi, risultati, discussione, bibliografia) deve essere composto insieme agli altri studenti del gruppo con cui le esperienze sono state svolte in collaborazione.
L'esame è anche composto da almeno 3 domande aperte riguardanti gli argomenti trattati durante le lezioni.
L'esame è solo in inglese.
Gli appelli d’esame sono programmati nell'ambito delle sessioni di esame ufficiali. Gli appelli straordinari possono essere programmati a discrezione dell'insegnante.
Lo studente che non supera l'esame può ripeterlo nell’appello più vicina dopo un periodo di almeno tre settimane.
Criteri di valutazione: L'esame mira a valutare le conoscenze acquisite dal candidato secondo gli scopi del corso e il suo contenuto. Il professore valuterà se lo studente possiede:
-conoscenza delle caratteristiche che influenzano il profilo di rilascio del farmaco da un sistema di rilascio colloidale;
-conoscenza dei vettori colloidali e dei requisiti per generare sistemi nanotecnologici performanti;
- capacità di identificare i punti critici delle procedure di formulazioni di farmaci instabili;
-conoscenza di polimeri, eccipienti e del loro ruolo nella preparazione di sistemi innovativi per il direzionamento di farmaci
-conoscenza delle proprietà e dei vantaggi offerti dalla somministrazione di farmaci attraverso vie non convenzionali, e dei requisiti di formulazione per sfruttare tali vie di somministrazione dei farmaci.

Lo studente deve dimostrare di aver capito le criticità nella preparazione di sistemi avanzati per la somministrazione di farmaci. La relazione delle attività di laboratorio sfiderà lo studente a dimostrare di aver acquisito le conoscenze per manipolare, preparare e caratterizzare nuove piattaforme per il rilascio controllato di farmaci. Un'attenzione particolare verrà data alla capacità dello studente di integrare e correlare criticamente i concetti teorici forniti durante le lezioni con l'esperienza pratica eseguita durante il laboratorio didattico.
Contenuti: Il corso fornisce le conoscenze relative alla tecnologia della veicolazione dei farmaci e al rilascio controllato principalmente da nanocarrier e matrici intelligenti.
Il corso inizierà con un’introduzione sulle ragioni farmaco-economiche che motivano lo sviluppo di formulazioni alternative di farmaci.
Il corso discuterà poi i parametri tecnologici che dettano il comportamento dei sistemi di rilascio controllato e continuerà con le formulazioni più avanzate per la somministrazione di farmaci. In particolare, lo studente sarà sensibilizzato a ragionare sulla 1. rilevanza di avere sistemi di delivery performanti che garantiscano il targeting di farmaci a siti specifici e 2. il rilascio controllato dai carrier per ridurre la frequenza di somministrazione e gli effetti collaterali dei farmaci. Saranno discussi i meccanismi, i parametri e l'effetto dei componenti che determinano la velocità di rilascio da matrici, particelle, capsule. Strategie per controllare il rilascio di farmaci da matrici.
Un'attenzione particolare sarà rivolta ai sistemi colloidali nella tecnologia del delivery dei farmaci. Procedure per preparare e vantaggi offerti da micro- e nano-particelle ottenute con polimeri per la somministrazione di farmaci. Proprietà desiderata di cui tener conto in fase di disegno dei vettori colloidali performanti, in particolare profilo di rilascio del farmaco caricato, stabilità, biocompatibilità con riferimento alle caratteristiche superficiali e alle caratteristiche stealth per la circolazione prolungata nel sangue e ridotta clearance. Impatto della nanotossicità sulle prestazioni dei sistemi colloidali per il rilascio di farmaci. Esempi di nanoparticelle commerciali per il rilascio di farmaci. Uso di nanoparticelle metalliche per scopi diagnostici e terapeutici.
Tecniche moderne per la caratterizzazione di nanocarriers di farmaci e sistemi colloidali. Dimensione, morfologia e valutazione del potenziale zeta.
Vie transdermica e transmucosale come vie di somministrazione non convenzionali di farmaci per il direzionamento efficiente di farmaci. Caratteristiche e requisiti per formulare un farmaco per la somministrazione attraverso tali vie.
Ciclodestrine come trasportatori naturali per il direzionamento sito-specifico di farmaci e rilascio controllato; sistemi macromolecolari e colloidali a base di ciclodestrine. Esempi clinici di nanosistemi avanzati ottenuti con ciclodestrine.
Gli studenti saranno coinvolti in un laboratorio pratico in cui prepareranno nanoparticelle polimeriche, micelle polimeriche, nanoparticelle metalliche rivestite con un guscio polimerico, complessi molecolari di ciclodestrina / farmaco. La preparazione di questi sistemi richiede che gli studenti sfruttino le loro conoscenze per mettere a punto campioni da soluzioni madre mediante diluizioni stechiometriche. Gli studenti caratterizzeranno questi sistemi in termini di dimensioni, stabilità fisica, comportamento farmaceutico esaminando il profilo di rilascio dei farmaci caricati.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: L'attività di apprendimento si svolge in 32 ore di lezioni e 30 ore di laboratorio pratico. L'insegnante terrà lezione usando le slides solo in inglese. Le diapositive sono state preparate utilizzando informazioni provenienti da libri di testo e da pubblicazioni scientifiche recenti.
Gli studenti apprenderanno l'importanza del disegno di una formulazione farmaceutica per il rilascio controllato dei farmaci per garantire le prestazioni e il comportamento biofarmaceutico del prodotto finale. Il corso mira a guidare gli studenti a capire perché, una volta che le caratteristiche dei farmaci sono note dagli studi di pre-formulazione e la via di somministrazione è stata scelta, sia fondamentale dotare il sistema di direzionamento dei farmaci di caratteristiche definite che assicurino che il comportamento biofarmaceutico, il direzionamento specifico dei farmaci e rilascio controllato abbiano luogo secondo un designo robusto. Le caratteristiche della formulazione sono dettate dai materiali e dagli eccipienti utilizzati, dal processo di produzione, dalle dimensioni, dalla morfologia, dalle proprietà superficiali, dalla risposta ai cambiamenti dell’ambinete in cui il vettore si trova.
Gli studenti saranno guidati a scoprire i principali sistemi colloidali e i sistemi "intelligenti" disponibili sul mercato (o in fase di sviluppo) per il direzionamento di farmaci. Gli studenti saranno esposti ampiamente a tutte le problematiche relative ai sistemi colloidali, alle tecniche di caratterizzazione chimico-fisica, ai materiali e ai polimeri più performanti usati convenzionalmente per preparare nanocarrier di farmaci, e capiranno come garantire stabilità e prestazioni e su che basi scegliere i componenti con ruolo tecnologico.
Attraverso le attività di apprendimento, gli studenti acquisiranno le conoscenze necessarie per svolgere un ruolo attivo in ambito tecnologico farmaceutico per la progettazione, la preparazione e lo sviluppo di sistemi innovativi di direzionamento di farmaci del futuro. Le conoscenze acquisite durante questo corso saranno rilevanti sia per una carriera accademica che industriale.
Le attività di insegnamento nel laboratorio pratico si svolgeranno attraverso la descrizione passo passo delle procedure da parte dell'insegnante per preparare le formulazioni a rilascio controllato descritte nel capitolo "Contenuti". Gli studenti saranno guidati ad acquisire la capacità di organizzare autonomamente la preparazione di quei vettori sulla base di un tutorial scritto e saranno esposti alle strategie per preparare e caratterizzare alcuni sistemi nanotecnologici per la veicolazione di farmaci. La cooperazione in gruppo è obbligatoria nel laboratorio pratico poiché è scopo di questo laboratorio anche stimolare la capacità degli studenti di condividere informazioni, coordinare compiti, agire alternativamente come leader o sotto la guida di un capogruppo.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Gli studenti possono studiare il contenuto del corso utilizzando le diapositive presentate durante le lezioni.
Le informazioni sugli argomenti presentati durante le lezioni in aula possono anche essere (in parte) trovate sui libri di testo forniti di seguito. Gli studenti possono fare riferimento a quei libri di testo per supportare la loro attività di studio.
Testi di riferimento:
  • Juergen Siepmann, Ronald A. Siegel, Michael J. Rathbone Editors, Fundamentals and Applications of Controlled Release Drug Delivery. New York: Springer, 2012. Cerca nel catalogo
  • Wise, Donald L. Editor, Handbook of Pharmaceutical Controlled Release Technology. New York: Marcel Dekker Inc, 2000. Cerca nel catalogo
  • Melgardt M. de Villiers, Pornanong Aramwit, Glen S. Kwon Editors, Nanotechnology in Drug Delivery. New York: Springer, 2009. Cerca nel catalogo
  • Xiaoling Li, Ph.D. Bhaskara R. Jasti, Ph.D. Editors, Design of Controlled Release Drug Delivery Systems. New York: McGraw-Hill, 2006. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Questioning
  • Problem solving
  • Flipped classroom
  • Peer assessment

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Salute e Benessere Istruzione di qualita' Industria, innovazione e infrastrutture