- Oggetto:
- Oggetto:
Tecnologie Farmaceutiche Avanzate, Biofarmaceutica e Farmacocinetica (CTF)
- Oggetto:
Advanced pharmaceutical technologies, biopharmaceutics and pharmacokinetics
- Oggetto:
Anno accademico 2013/2014
- Codice dell'attività didattica
- FAR0036
- Docenti
- Prof. Maurizio CERUTI (Titolare del corso)
Prof. Silvia ARPICCO (Titolare del corso) - Corso di studi
- [f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
- Anno
- 4° anno
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/09 - farmaceutico tecnologico applicativo
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
- la conoscenza del farmaco da un punto di vista farmacologico e chimico, nozioni di chimica organica e chimica fisica, di fisiologia, biologia cellulare, microbiologia, patologia e matematica.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Dare allo studente nozioni di biofarmaceutica e farmacocinetica intesa come studio dei fattori che condizionano l’assorbimento, la distribuzione e l’eliminazione di un medicamento (principio attivo + formulazione). Far conoscere le tecnologie innovative per la formulazione dei farmaci, in particolare per la veicolazione ed il direzionamento, l’utilizzo di nuovi materiali polimerici naturali e di sintesi e le loro caratteristiche chimiche e tecnologiche. Le applicazioni della biotecnologia e della terapia genica nel campo farmaceutico.
Prerequisiti: la conoscenza del farmaco da un punto di vista farmacologico e chimico, nozioni di chimica organica e chimica fisica, di fisiologia, biologia cellulare, microbiologia, patologia e matematica.
English
Give to the student notions of biopharmaceutics and pharmacokinetics as a study of the factors conditioning absorption, distribution and elimination of a drug (active principle + formulation). Let know the innovative technologies for the formulation of drugs, particularly for delivery and targeting, the application of synthetic and natural new polymeric materials and their chemical and technological characteristics. The applications of biotechnology and of gene therapy in the pharmaceutic field.
Prerequisites: the knowledge of the drug from a pharmacological and chemical point, notions of organic chemistry, physical chemistry, physiology. cellular biology, microbiology, patology and matemathics.
- Oggetto:
Programma
Farmacocinetica qualitativa
Assorbimento, distribuzione ed eliminazione dei farmaci e modelli compartimentali.
Farmacocinetica quantitativa
Generalità sulle cinetiche di 1 ordine, ordine 0 e miste (Michaelis-Menten). Cinetiche di primo ordine: equazioni differenziali, integrate e logaritmiche.
Modelli mono- bi- e tri-compartimentali di una sostanza somministrata per bolo EV che segue una cinetica di 1 ordine. Grafici in scala lineare e semilogaritmica e interpretazione dei dati. Analisi dei grafici con un metodo non-compartimentale. Determinazione dei vari parametri farmacocinetici: volume apparente di distribuzione, tempo di emivita, clearance. Esempi di farmacocinetica di sostanze dopanti e d’abuso somministrate per via endovenosa.
Farmacocinetica della somministrazione extravasale: modelli mono- e bicompartimentali e metodo dei residui. Tempo di latenza.
Farmacocinetica della somministrazione EV a velocità costante e della somministrazione ripetuta per via EV.
Farmacocinetica di farmaci e di particelle macromolecolari
Farmacocinetica di farmaci e di particelle macromolecolari (proteine, liposomi, nanoparticelle)
A) Somministrazione di proteine e macromolecole per via endovenosa
I fattori che governano l’extravasazione dai farmaci e l’emivita plasmatica
Struttura delle barriere (endotelio continuo, fenestrato e discontinuo)
Tessuti normali e tumorali
Meccanismi di trasporto endoteliali e del tessuto interstiziale
Legge di Starling modificata
Trasporto in tessuti normali e tumorali
Accumulo di farmaci nei tessuti: effetto EPR
Fattori biologici
Aumentata permeabilità, Immunogenicità, Carica
Il fattore RES
II) Passaggio dei farmaci macromolecolari attraverso la membrana cellulare
Endocitosi mediata e non
Adsorbimento senza internalizzazione
B) Eliminazione dei farmaci macromolecolari
Clearance epatica
Struttura del fegato e tipi di cellule
Estrazione epatica
Meccanismi di trasporto
Endocitosi e fagocitosi
Clearance renale
Meccanismi di ultrafiltrazione, assorbimento tubulare e peritubulare
Fattori strutturali e chimici che la governano
Farmacocinetica di proteine e polipeptidi
Vie di somministrazione di farmaci proteici e non proteici
Sistemi mucoadesivi, promotori dell’assorbimento, stabilizzanti
Via rettale
Via orale trans-mucosale
Via topica-transdermica
Iontoforesi
Via nasale
Via polmonare
Via oftalmica
I polimeri di interesse farmaceutico
Generalità
Modalità di preparazione
Step-growth
Polimerizzazione radicalica, ionica, cationica, anionica, anionica coordinata
Stereoisomeria, tatticità
Policondensazione
Caratteristiche chimico-fisiche dei polimeri
Stato amorfo, cristallino, Tg, Tm
Correlazione struttura-attività
Polimeri idrosolubili
Polimeri insolubili in acqua
I geli
Direzionamento e rilascio del farmaco
Sistemi a rilascio controllato
Microcapsule e microsfere
Applicazioni delle microsfere
Nanocapsule e nanosfere
Caratterizzazione delle microsfere e delle microparticelle
Le ciclodestrine
I sistemi leganti
I liposomi
Generalità
Struttura fisica
Stabilità
Polimorfismo
Clearance
Distribuzione
Antibiotici
Antimicrobici
Antitumorali
Immunomodulazione
I coniugati molecolari
Immunotossine
Coniugati anticorpo-farmaco
Coniugati proteina-farmaco
Coniugati PEG-proteina
Coniugati anticorpi-radionuclidi
(radionuclidi, tipo di marcatura, la radioterapia)
Proteine per carrier polimerici
Il drug targeting
La transfezione genica-terapia genica
Targeting intra- o extracellulare
Gene replacement: in vivo o ex vivo
Vettori: liposomi, virus, ecc
Qualitative pharmacokinetics
Drug absorption, distribution, elimination, and compartmental models.
Quantitative pharmacokinetics: generalities on first order, zero order and mixed kinetics (Michaelis-Menten). First order kinetics: differential, integrated and logarithmic equations.
Mono- bi- and tri-compartmental models of a substance administered as EV bolus that follows first-order kinetics. Graphs in linear and semi-logarithmic scale and data interpretation. Analysis of graphs with a non-compartmental method. Determination of the various pharmacokinetic parameters: apparent distribution volume, half-life, clearance. Examples of the pharmacokinetics of performance-enhancing and recreational drugs administered endovenously.
Pharmacokinetics of extravasal administration: mono- and bi-compartmental models and residue method. Latency time.
Pharmacokinetics of constant-speed EV administration and of repeated EV administration.
Pharmacokinetics of drugs and macromolecular particles (proteins, liposomes, nanoparticles)
A) Endovenous administration of proteins and macromolecules
Factors governing drug extravasation and plasma half-life
Structure of barriers (continuous, fenestrated and discontinuous endothelium)
Normal and tumour tissues
Endothelial transport mechanisms and interstitial tissue
Modified Starling Law
Transport in normal and tumour tissues
Drug accumulation in tissues: EPR effect
Biological factors
Increased permeability, Immunogenicity, Load
The RES factor
II) Passage of macromolecular drugs through cell membranes
Mediated and non-mediated endocytosis
Adsorption without internalisation
B) Elimination of macromolecular drugs
Hepatic clearance
Structure of liver and cell types
Hepatic extraction
Transport mechanisms
Endocytosis and phagocytosis
Renal clearance
Ultra-filtration mechanisms, tubular and peritubular absorption
Governing structural and chemical factors
Pharmacokinetics of proteins and polypeptides
Administration routes for protein and non-protein drugs
Mucoadhesive systems, absorption promoters, stabilisers
Rectal route
Transmucosal oral route
Topical-transdermal route
Iontophoresis
Nasal route
Pulmonary route
Ophthalmic route
Polymers of pharmaceutical interest
Generalities
Preparation
Step-growth
Radicalic, ionic, cationic, anionic, co-ordinated anionic polymerisation
Stereoisomerism, tacticity
Polycondensation
Chemico-physical characteristics of polymers
Amorphous, crystalline state, Tg, Tm
Structure-activity correlation
Water soluble polymers
Water insoluble polymers
Gels
Drug targeting and release
Controlled release systems
Microcapsules and microspheres
Applications of microspheres
Nanocapsules and nanospheres
Characterisation of microspheres and microparticles
Cyclodextrins
Ligand systems
Liposomes
Generalities
Physical structure
Stability
Polymorphism
Clearance
Distribution
Antibiotics
Antimicrobial agents
Antitumour agents
Immunomodulation
Molecular conjugates
Immunotoxins
Antibody-drug conjugates
Protein-drug conjugates
PEG-protein conjugates
Antibody-radionuclide conjugates
(radionuclides, type of marking, radiotherapy)
Proteins for polymeric carriers
Drug targeting
Gene transfection, gene therapy
Intra- or extracellular targeting
Gene replacement: in vivo or ex vivo
Vectors: liposomes, viruses, etc.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Banker G.S., Rhodes C.T., Modern Pharmaceutics, ed. Dekker, 1996.
Labaune J.P., Farmacocinetica, edizione italiana a cura di Mangano O., ed. Masson, 1991.
Zacà S., Pellegrino S., Manuale di Tossicologia Forense, ed. Giappichelli, 2006.
Racagni G., Cantaluppi S., Fumagalli R., Farmacologia Generale ed Applicata, ed. Masson., 1986.
Shargel L., Applied Biopharmaceutics & Pharmacokinetics, 1999.
Drug Delivery Systems, K.K.Jain, Humana Press 2008, 245 pp.
Handbook of Non-invasive Drug Delivery Systems, V.S. Kulkarnii, Elsevier, 2010, 291 pp.
Drug Delivery, M. Schafer-Korting, Springer 2010, 491 pp.
- Oggetto:
