Interazione fra minerali e biosfera: conseguenze per l'ambiente e la salute umana

La letteratura scientifica internazionale evidenzia un elevato interesse per la possibilità di utilizzare le proprietà dei materiali zeolitizzati in ambito farmaceutico e cosmetico, in analogia con quanto viene fatto con i minerali argillosi. Le principali utilizzazioni riportate sono molteplici: da substrati per carrier di farmaci antibatterici e antidiarroici, a preparati farmaceutici a rilascio modificato, fino all???impiego come coadiuvanti nel trattamento diretto di alcune patologie. Più di recente l???attenzione è stata rivolta anche all???utilizzazione delle proprietà di superficie delle zeoliti, che grazie alla sostituzione dei cationi superficiali con cationi organici tensioattivi a lunga catena, conferiscono alla zeolite proprietà di scambio anionico superficiale. L???obiettivo è quello di incrementare la capacità di caricamento della zeolite con principi attivi di diversa natura, in modo da ottenere sistemi in grado di scambiare e/o assorbire specie aventi carattere anionico. La reale possibilità di impiego in vivo richiede però un maggiore approfondimento anche sulla potenziale tossicità di tali sistemi, a causa della possibile presenza di elementi tossici nel materiale di partenza e dell???effetto indotto da tali modifiche superficiali nell???interazione matrice-farmaco. In questo contesto si inserisce il progetto che si intende realizzare dalla Unita di Ricerca di Napoli in collaborazione con quella dell???Università di Sassari e del Sannio. La prima fase dell???attività di ricerca prevede il reperimento di rocce zeolitizzate a phillipsite e/o cabasite provenienti da vulcanoclastiti presenti sul territorio nazionale e da altri siti estrattivi europei ed extra europei. La fase di caratterizzazione delle materie prime verrà realizzata utilizzando le metodologie comunemente in uso e sarà diretta principalmente alla valutazione dei tenori di minerale utile, alla determinazione degli elementi tossici presenti sia nella roccia che nelle fasi zeolitiche ed alla messa a punto di protocolli specifici per la determinazione della cessione di tali elementi quando posti in contatto con sistemi biologici. Si affronterà quindi l???indagine delle proprietà superficiali dei tufi zeolitici, valutandone l???area superficiale mediante analisi microporosimetrica, nonché la capacità di scambio superficiale (ECEC), mentre il gruppo di Chimica Farmaceutica e Tossicologica, incluso nell???Unità di Napoli, provvederà alla caratterizzazione e selezione di alcune molecole a lunga catena da utilizzare per la preparazione del carrier. Saranno studiati i meccanismi di interazione dei termini zeolitizzati scelti con i tensioattivi selezionati, compatibili dal punto di vista medico, onde verificare la formazione del bilayer nonché la sua entità e compattezza. Nella fase finale della ricerca si procederà con la preparazione di sistemi zeolite-tensioattivo (SMZ) e molecole di farmaci opportunamente scelti. Saranno selezionate diverse molecole, farmacologicamente attive, da caricare nella SMZ. In particolare, saranno utilizzati farmaci fluorescenti al fine di valutarne la capacità di interagire con il bilayer del materiale zeolitizzato, fornendo informazioni circa la distribuzione e l???omogeneità di caricamento del principio attivo in funzione di caratteristiche chimico-fisiche del farmaco scelto. Saranno investigate le proprietà di trasporto di tali sistemi in barriere biologiche di diversa natura per far luce sulle loro potenzialità nella distribuzione di farmaci attraverso molteplici vie di somministrazione. Il livello di profondità di penetrazione del complesso farmaco/SMZ riveste, infatti, un ruolo centrale nel determinare il tipo di effetto terapeutico e la sua durata. Sarà infine affrontato lo studio delle cinetiche di rilascio in vitro per poi procedere alla valutazione in vivo su modelli animali dei sistemi ottimizzati, al fine di stabilirne le potenzialità terapeutiche attraverso diverse vie di somministrazione.