Development of ex vivo models for smart screening of novel colloidal ocular formulations

Il trattamento delle patologie oculari che colpiscono il segmento posteriore dell’occhio richiede l’impiego di approcci altamente invasivi come le iniezioni intravitreali: infatti, l’attraversamento delle barriere oculari rappresenta ancora oggi una sfida per la somministrazione dei farmaci. Negli ultimi anni l’associazione tra i nanosistemi e la somministrazione perioculare, meno invasiva della intravitreale, ha suscitato attenzione per la sua elevata potenzialità. Diversi sono i nanosistemi colloidali proposti e studiati; tuttavia, la ricerca preclinica è carente di strumenti robusti, quali i modelli oculari ex vivo, che permettano lo screening di nanoparticelle in condizioni biorilevanti. Nella presente tesi sono stati perseguiti tre obiettivi. Il primo è stato lo sviluppo di nanosistemi lipidici caricati con corticosteroidi (in particolare desametasone acetato e desametasone) per il trattamento del segmento posteriore dell’occhio. Precisamente, partendo da uno studio pre-formulativo, sono stati selezionati eccipienti compatibili con la somministrazione oculare e sono state preparate e caratterizzate delle Nanostructured Lipid Carrier (NLC) e delle microemulsioni. Inoltre, è stato applicato un approccio basato sul disegno sperimentale (DoE) per creare modelli matematici che consentano di predire le caratteristiche chimico-fisiche dei nanosistemi in base alle condizioni sperimentali. Il secondo obiettivo è stato lo sviluppo e la validazione di un setup ex vivo, rappresentato dall’occhio suino intero, per il miglioramento degli studi formulativi in adempimento del principio delle 3R (Replacement, Reduction and Refinement) nella sperimentazione animale. Dopo una preliminare caratterizzazione dei bulbi oculari suini, sono stati realizzati due dispositivi con la tecnica della stampa 3D. Grazie a questi due dispositivi è possibile applicare la formulazione (liquida, semisolida o solida) sulla sclera, mantenendo il bulbo oculare in condizioni controllate di temperatura e umidità per 18 ore. In aggiunta, un metodo per estrarre i farmaci nel corpo vitreo è stato messo a punto. Terzo ed ultimo obiettivo è stata la valutazione ex vivo delle formulazioni preparate, utilizzando il classico approccio basato sull’utilizzo della sclera e della coroide isolati montati su cella di Franz ed il nuovo modello di occhio intero.