Il corso inizia con un'introduzione ai concetti di base del drug delivery e della nanomedicina, partendo dalla definizione e storia della nanomedicina e discutendo le sue applicazioni attuali e future. Si approfondiscono i cenni storici sullo sviluppo delle forme farmaceutiche ingegnerizzate e si esplorano le varie forme di rilascio dei farmaci già in commercio.



Si analizzano le proprietà fisiche e chimiche dei materiali utilizzati per il drug delivery, i metodi di sintesi e caratterizzazione, e le implicazioni dei materiali nello sviluppo e nell'ingegnerizzazione di forme farmaceutiche. Vengono esplorate le applicazioni dei sistemi di rilascio dei farmaci e anche per l'imaging e la diagnostica molecolare (Theranostics), introducendo i concetti di Point of Care (POC) testing e le tecnologie basate su nanomateriali.

Il corso copre i vari tipi di sistemi di drug delivery, inclusi nanocapsule, liposomi, polimeri, metalli e materiali ibridi, per il rilascio controllato dei farmaci. Si esplorano inoltre i principi di farmacodinamica e farmacocinetica, inclusi i profarmaci e i tipi di trasporto attraverso le membrane.

Gli studenti apprendono le tecniche di fabbricazione, la scalabilità e la produzione industriale dei sistemi di drug delivery, includendo i sistemi di drug delivery a diffusione controllata e a dissoluzione controllata. Si esplorano le tecniche di microscopia e spettroscopia, l'analisi delle proprietà superficiali, e i metodi di caratterizzazione dei sistemi di drug delivery.
Le tecnologie su cui si farà un focus particolare saranno:

le tecniche di additive manufacturing tra cui la stampa 3D di sistemi di rilascio e realizzazione di Organ-on-a-chip;
techinche di emulsificazione ad alte prestazioni tra cui la microfluidica e sistemi ad alta pressione.
Sintesi in batch di nanopartcelle polimeriche e nanohydrogels.


Il corso tratta i sistemi di drug delivery in combinazione e finalizzati per la rigenerazione tissutale e l'ingegneria dei tessuti (organ on a chip), approfondendo le tecniche e i materiali utilizzati in questo campo emergente. Si studiano anche i sistemi di drug delivery per la modulazione del sistema immunitario, inclusi i vaccini a base di nanoparticelle e altre terapie immunologiche avanzate.

Si copre la valutazione della tossicità, le normative e regolamentazioni, e la biodegradazione dei polimeri utilizzati nei sistemi di drug delivery e nei dispositivi diagnostici.
Si discutono gli studi clinici e i casi di studio relativi ai sistemi di drug delivery, con un focus sulla traslazione dalla ricerca alla clinica e il rilascio dei farmaci a livello dei differenti distretti anatomici.

Il corso esplora le barriere tecnologiche e scientifiche nel campo del drug delivery e discute le opportunità di ricerca e sviluppo, inclusi i sistemi di drug delivery programmabili e le forme innovative di rilascio.

Infine, gli studenti svilupperanno un progetto di ricerca su un argomento a scelta tra quelli proposti dal docente. Il progetto prevede la proposizione di un sistema innovativo ingegnerizzato per il rilascio di un farmaco e la discussione dello stato dell'arte relativo all'argomento scelto. Il documento finale sarà discusso in una prova orale.

Modulo 1: Introduzione alla Nanomedicina

Definizione e storia della nanomedicina

Applicazioni attuali e future

Cenni storici sullo sviluppo di forme farmaceutiche

Concetti e forme di rilascio già in commercio

Modulo 2: Proprietà dei Nanomateriali

Proprietà fisiche e chimiche dei nanomateriali

Metodi di sintesi e caratterizzazione

Implicazioni dei materiali nello sviluppo e nell'ingegnerizzazione di una forma farmaceutica

Modulo 3: Nanomateriali per la Diagnostica

Nanoparticelle per imaging

Biosensori e diagnostica molecolare

Modulo 4: Nanomateriali per la Terapia

Nanoparticelle per il drug delivery

Terapie fototermiche e fotodinamiche

Cenni di farmaceutica: biofarmaceutica ed equazioni che regolano la somministrazione

Profarmaci

Modulo 5: Tecnologie di Produzione

Tecniche di fabbricazione

Scalabilità e produzione industriale

Modulo 6: Processi di Caratterizzazione

Tecniche di microscopia e spettroscopia

Analisi delle proprietà superficiali

Modulo 7: Nanomedicina Rigenerativa

Nanomateriali per la rigenerazione tissutale

Ingegneria dei tessuti

Modulo 8: Nanomedicina e Immunoterapia

Nanomateriali per la modulazione del sistema immunitario

Vaccini a base di nanoparticelle

Modulo 9: Sicurezza e Biocompatibilità

Valutazione della tossicità

Normative e regolamentazioni

Biodegradazione di polimeri

Modulo 10: Applicazioni Cliniche

Studi clinici e casi di studio

Traslazione dalla ricerca alla clinica

Rilascio a livello dei differenti distretti anatomici

Modulo 11: Sfide e Opportunità

Barriere tecnologiche e scientifiche

Opportunità di ricerca e sviluppo

Forme innovative di rilascio

Modulo 12: Progetto Finale e Presentazioni

Sviluppo di un progetto di ricerca

Presentazione e discussione dei progetti