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Medicazioni nanostrutturate per il rilascio controllato di farmaci

L’utilizzo incauto di antibiotici e agenti antimicrobici ha condotto a un aumento dell’insorgenza di batteri multifarmaco-resistenti. Per superare la resistenza agli antibiotici, alcuni scienziati europei propongono bendaggi in nanocomposito di grafene da solo o in combinazione con antibiotici sotto forma di bendaggi per trattare le infezioni delle ferite.

Salute

Una delle principali sfide incontrate nel tradizionale rilascio controllato di farmaci è lo scarso controllo sul dosaggio adeguato dell’agente terapeutico al di sotto delle concentrazioni tossiche. Nella cicatrizzazione delle ferite, possono essere impiegati substrati protettivi caricati con agenti antibatterici per ottenere una terapia sitospecifica. I progressi nel campo della nanotecnologia (e in particolare nel campo dei nanomateriali a base di grafene) consentono un elevato rapporto di carico di farmaci idrofili e idrofobici, nonché il rilascio termico localizzato della terapia.

Una medicazione a base di grafene per il rilascio controllato di farmaci

Con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto PANG ha sviluppato innovativi nanocompositi e superfici a base di grafene per una migliore gestione delle infezioni microbiche. Gli scienziati erano particolarmente interessati all’applicazione di questi nuovi materiali sulle infezioni cutanee, in cui l’essudato che ricopre la ferita la rende impermeabile agli antibiotici locali. «Sfruttando le proprietà fototermiche dell’ossido di grafene ridotto, abbiamo sviluppato dei cerotti flessibili per il trattamento altamente efficiente delle infezioni delle ferite», spiega la coordinatrice del progetto Sabine Szunerits. I ricercatori del progetto PANG hanno sviluppato dei rivestimenti in nanofibra a partire da ossido di grafene ridotto contenenti acido poliacrilico, che consente l’interazione non covalente con antibiotici diversi. Questi sono stati sottoposti a test in vitro per valutare la loro capacità di ablazione di colture batteriche nonché a test in vivo su infezioni cutanee superficiali sulla pelle di topi. I risultati ottenuti sono promettenti e incoraggiano i partner a continuare gli studi clinici. I vantaggi di simili medicazioni locali in grafene rispetto alle tradizionali medicazioni è che il calore può essere applicato localmente, limitando gli effetti collaterali sulla pelle intatta. Inoltre, la presenza di ossido di grafene ridotto aumenta la temperatura corporea oltre quella raggiunta dal solo laser a infrarossi, agevolando il rilascio termico degli antibiotici e al contempo l’ablazione termica parziale dei batteri presenti. «La possibilità di riutilizzare il cerotto, insieme a quella di sterilizzarlo, rende questo metodo molto economico e adatto ai bendaggi cutanei», sottolinea la Szunerits.

Impatto e prospettive future di PANG

Decine di migliaia di pazienti muoiono ogni anno nell’UE a seguito di infezioni causate da batteri resistenti agli antibiotici. La maggior parte di queste infezioni è causata da patogeni Gram-negativi, ed esse comportano miliardi di euro di costi sanitari. Il progetto PANG propone una soluzione biomedica unica in grado di garantire il rilascio controllato di farmaci per un lungo periodo di tempo. È pertanto probabile che il suo utilizzo si estenda al trattamento di altre malattie quali cancro, diabete e dolore cronico. I partner stanno anche approfondendo il potenziale di altre nanostrutture a base di carbonio, quali i nanodiamanti, come adiuvanti dei vaccini per potenziare le risposte immunitarie contro determinati antigeni, limitando al contempo i rischi per la salute associati. Le nanostrutture stanno effettivamente emergendo come veicoli adatti al trattamento dei virus. «Le infezioni virali costituiscono una notevole minaccia per la salute a causa della loro diffusione e propensione a mutare, come osservato nell’attuale pandemia da COVID-19 e nelle epidemie di influenza nel corso degli anni», illustra la Szunerits. La mancanza di terapie antivirali mirate nonché la costante insorgenza di nuovi virus rendono necessari agenti antivirali innovativi. I partner del progetto PANG hanno recentemente proposto punti quantici di carbonio per il trattamento del coronavirus respiratorio mediorientale MERS-CoV, e sperano di estendere l’approccio al trattamento della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

Parole chiave

PANG, grafene, medicazione, antibiotico, farmaco, farmacoresistenza, resistenza agli antibiotici, nanocompositi di grafene, infezioni cutanee

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