Impianti di rilascio farmaci non biodegradabili: come funzionano e quali sfide affrontano

Spesso, durante la somministrazione di farmaci, è necessario mantenere una concentrazione nel sangue per un periodo di tempo controllato. Come fanno i produttori di farmaci a superare queste sfide? Attraverso l'uso di compresse a rilascio controllato, che rilasciano i loro principi attivi a una velocità predeterminata una volta ingeriti. Un metodo comune per ottenere un profilo di rilascio controllato è l'uso di un sistema di galleggiamento controllato. Due sistemi ovvi per il rilascio nel tempo sono la dissoluzione e la diffusione. La tecnica della matrice può essere utilizzata anche per favorire i metodi di dissoluzione e diffusione. Con la diffusione, una matrice polimerica immagazzina il farmaco, che viene poi rilasciato nel tempo. Con la dissoluzione, la matrice stessa si scioglie, rilasciando il farmaco. Il rilascio controllato osmotico funziona in modo da pompare i farmaci fuori dalla capsula, assorbendo il fluido dall'ambiente circostante durante il passaggio attraverso il corpo. L'aumento della pressione interna spinge quindi il contenuto all'esterno attraverso uno o più fori di precisione nella membrana.

Superare sfide uniche è la nostra specialità. Ci rendiamo conto che ogni paziente ha esigenze diverse e che l'intricata composizione dei farmaci deve essere perfetta per soddisfare tali esigenze. I nostri prodotti sono stati venduti in più di 100 paesi in tutto il mondo. Comunicateci oggi stesso il vostro progetto sulla droga attraverso il nostro modulo online e vi risponderemo al più presto. I sistemi impiantabili di rilascio controllato dei farmaci possono migliorare in modo decisivo la qualità di vita dei pazienti. Spesso hanno un'importanza vitale; per questo devono offrire un'affidabilità assoluta.

Infografica: Principi di rilascio controllato - dissoluzione, diffusione, rilascio osmotico

Maxon motor produce microazionamenti ad alta precisione per i sistemi di rilascio controllato dei farmaci. Sistema di pompaggio maxon medical. È in questi casi che risultano utili i sistemi impiantabili di rilascio controllato dei farmaci: attraverso la somministrazione localizzata dei farmaci il dosaggio può essere ridotto al minimo indispensabile. Grazie a questi sistemi per infusione è possibile aumentare significativamente la qualità di vita dei pazienti. Per molti malati, si tratta dell’unico sistema di somministrazione di farmaci che permette di vivere una vita al di fuori di una struttura sanitaria. Consente inoltre di evitare interventi invasivi e dolorosi. Il rischio di farmacodipendenza e di effetti collaterali indesiderati è ridotto al minimo. Tutti questi vantaggi contribuiscono a ridurre il peso della malattia nella vita quotidiana dei pazienti, lasciando spazio ad altri pensieri e attività.

Un dispositivo attivo può ad esempio essere impiantato sottopelle nel basso ventre e da qui rilasciare nel corpo, a determinate ore del giorno, le dosi di farmaci prescritte dal medico. L'unità impiantata dispone di uno scambio dati in collegamento wireless con un'interfaccia paziente, che consente di modificare in ogni momento il dosaggio dei farmaci. Il serbatoio di farmaco interno viene riempito periodicamente da uno specialista. Il dispositivo impiantabile attivo è concepito per una durata di vita di diversi anni, limitata solo dalla riserva di carica della batteria. Il nucleo centrale del dispositivo impiantabile attivo è costituito da una pompa a pistone appositamente realizzata da maxon medical, la divisione specializzata in ingegneria medica del gruppo maxon motor.

I microazionamenti per i sistemi impiantabili di rilascio controllato dei farmaci non possono realmente essere paragonati ai motori maxon “classici”. In questi ultimi il moto generato è un movimento rotatorio, in cui vengono prodotte una determinata coppia e velocità di rotazione. La pompa a pistone genera invece un movimento lineare, che causa a sua volta lo spostamento del liquido. Le singole parti della pompa sono realizzati con tolleranze minime e consentono pertanto di regolare con estrema precisione il volume di liquido spostato (tolleranza inferiore a un microlitro per ogni corsa del pistone).

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Poiché i dispositivi medici impiantabili sono a contatto diretto con i tessuti umani, è fondamentale l'uso di materiali biocompatibili. Tra questi trova ampio impiego il titanio, la cui lavorazione richiede però competenze altamente specializzate, in particolare per quanto riguarda la sicurezza nei processi di saldatura a laser. Speciali metodi di prova e di controllo della qualità, come ad esempio i controlli di profondità di penetrazione, microdurezza e tenuta dei giunti saldati, sono ormai prassi consolidata per maxon medical. Ciò consente di soddisfare le richieste dei clienti, garantendo l'affidabilità e la qualità costante dei processi di produzione. L'intero processo di montaggio del microazionamento impiantabile viene eseguito in condizioni di camera bianca.

Schema di un impianto di rilascio controllato impiantabile

maxon medical -Specialista in soluzioni di azionamento per applicazioni mediche e dispositivi medici impiantabili. Attualmente la divisione dispone del certificato di conformità ISO 13485 dall dicembre 2008. Il sistema di gestione della qualità e l'organizzazione dei progetti garantiscono sicurezza, affidabilità e conformità alle norme dei prodotti e offrono al cliente una solida base per l'autorizzazione alla vendita dei suoi prodotti finali. Un'organizzazione altamente professionale e un solido sistema di gestione dei rischi permettono di realizzare progetti in modo efficiente. Per le applicazioni mediche che rientrano nelle classi di rischio IIb + III, la massima priorità è data all'osservanza delle prescrizioni di legge. I processi, gli impianti di produzione e i sistemi di controllo sono sempre soggetti alle normative GMP (Good Manufacturing Practice, direttiva 2003/94/CE), indipendentemente dalla classificazione dei prodotti.

maxon medical soddisfa le richieste dei clienti più esigenti - dalla scelta dei fornitori più adeguati a diversi livelli di controllo di qualità, dal singolo componente al prodotto finito. Nel campo delle applicazioni mediche i processi produttivi richiedono un particolare impegno di redazione della documentazione nel corso dell'intera catena, dall'idea iniziale del progetto fino alla produzione in serie. Il risultato finale è una documentazione completa e dettagliata di tutti i processi, che include le analisi di capacità dei processi e la tracciabilità fino al singolo componente. Questo avanzato, accuratissimo controllo di processo è ciò che distingue maxon medical.

Con il rinnovato fervore sviluppatosi attorno alla battaglia ambientalista, Pharmercure mette in luce un aspetto poco conosciuto dell’inquinamento ambientale: il non corretto smaltimento delle sostanze presenti nei farmaci. Prendiamo in considerazione la tesi della dottoressa Gessica Spinelli: i farmaci sono agenti inquinanti significativi, molti finiscono nell'ambiente e non vengono degradati completamente dai depuratori urbani.

I farmaci, oltre a essere fondamentali in terapia e prevenzione, sono anche agenti inquinanti. Una parte delle decine di migliaia di tonnellate di medicinali venduti ogni anno conclude il proprio ciclo di vita nell'ambiente. Le acque depurate, ancora ricche di principi attivi, si riversano nei canali riceventi, portando carichi di inquinanti ai fiumi e laghi. Una volta nell'ambiente, il farmaco può degradarsi lentamente oppure persistere a lungo, con potenziali effetti negativi sulla fauna e sulla salute umana in caso di esposizione continua.

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Esistono normative che prevedono valutazioni ambientali per i nuovi farmaci e linee guida EMA. Se si individua un rischio ambientale non escludibile, l'autorizzazione è condizionata a misure di mitigazione e a etichettature con precauzioni ambientali. Un normale impianto di depurazione non elimina al 100% un principio attivo, e si esplorano processi di ossidazione avanzata (AOP) come alternative di trattamento delle acque reflue.

Diagramma delle linee guida ERA e delle misure di mitigazione ambientale

Drug delivery, cos’è e come funziona

Il drug delivery è un’evoluzione della normale somministrazione e prevede che un farmaco, una volta assunto, venga rilasciato nel tempo in maniera controllata, mediante impianti fissi o nanosistemi. Così si permette di coprire un arco temporale di cura con una singola somministrazione, mantenendo l’efficacia del principio attivo e garantendo un rilascio graduale. La tecnologia del drug delivery compete con i metodi tradizionali, offrendo benefici tangibili ai pazienti, come la riduzione del dolore, la frequenza delle dosi e i programmi di somministrazione.

Quali sono le possibili applicazioni del drug delivery? Una delle sfide principali è nel trattamento oncologico, dove le nanoparticelle cariche di agenti chemioterapici o di anticorpi monoclonali consentono l’accesso mirato al sito tumorale, minimizzando gli effetti collaterali e aumentando l’efficacia. Inoltre, il drug delivery può ridurre il “costo clinico” per i pazienti, facilitando l’autosomministrazione in alcuni contesti.

La nanomedicina rappresenta l’evoluzione del drug delivery, introducendo nanostrutture in grado di trasportare il farmaco direttamente al sito di interesse, riducendo il dosaggio necessario e mitigando gli effetti indesiderati. Le nanostrutture includono liposomi, nanoparticelle polimeriche, micelle, vescicole extracellulari, nanoparticelle d’oro, superparamagnetiche, ceramiche e nanomateriali a base di carbonio. Il targeting può essere passivo o attivo, con strategie di riconoscimento di recettori cellulari per superare i limiti del targeting.

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Infografica: Tipi di nanostrutture per drug delivery

Un esempio di sviluppo italiano è EryDel, che somministra farmaci veicolandoli tramite globuli rossi del paziente, offrendo una strada innovativa per la circolazione di farmaci senza attivare drasticamente il sistema immunitario. Le nanotecnologie aprono scenari di rilascio controllato, protesi, sensori, ingegneria dei tessuti e genomica, ma comportano rischi legati al rilascio a lungo termine di nanomateriali e alla necessità di una solida gestione della sicurezza e della biocompatibilità.

Tra le novità, dispositivi impiantabili evoluti sono oggetto di studi: ad esempio, un dispositivo miniaturizzato controllabile dall’esterno tramite LED che rilascia anestetico locale lidocaina in modo mirato nei ratti, seguito da valutazioni precliniche per l’impatto sull’uomo. Tali sistemi hanno potenzialità di offrire dosaggi su misura, contenuti di più farmaci e un potenziale di espansione fino a trenta principi attivi, ma richiedono verifica clinica e sicurezza prima della commercializzazione.

Video esplicativo: principi del rilascio controllato e applicazioni cliniche

Quando si assume un farmaco, cosa accade dopo che l’effetto terapeutico termina? PPCP e impatto ambientale

La questione non si esaurisce nel corpo umano: i farmaci possono lasciare un’impronta nell’ambiente. I PPCP (Pharmaceuticals and Personal Care Products) non sono attualmente monitorati in modo routinario e la loro diffusione dipende dall’uso umano o animale, dall’escrezione e dai residui agricoli. Una volta rilasciati nell’ambiente, i farmaci possono degradarsi o persistere, accumulandosi in tessuti o ambienti e provocando effetti avversi sulla fauna, come il diclofenac che ha provocato crolli tra avvoltoi in Asia. Le normative UE prevedono valutazioni ambientali per nuovi farmaci e misure di mitigazione qualora sia presente un potenziale rischio ambientale, ma l’eliminazione totale di un principio attivo non è prevista; si usano invece misure di mitigazione e etichettature specifiche.

In conclusione, l’innovazione nel rilascio controllato e nelle nanotechnologie continua a offrire soluzioni per migliorare la qualità di vita dei pazienti, ridurre gli effetti collaterali e ottimizzare i dosaggi, pur dovendo affrontare importanti sfide ambientali, normative e di sicurezza.

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