La veicolazione trans-dermica di principi attivi e farmaci è una attraente e promettente alternativa alle vie di  somministrazione convenzionali, come quella orale o parenterale.  La veicolazione trans-dermica consiste nel  trasporto dei principi attivi attraverso la cute per arrivare direttamente alla circolazione sanguigna. Questa metodica è applicabile a piccole molecole idrofobiche, idrofile,  molecole e macromolecole. In effetti, questa via di somministrazione offre numerosi vantaggi rispetto a quelle convenzionali:

• Non è invasiva ed è indolore, esclude il rischio di infezione, con conseguente miglioramento della compliance del paziente;
• Mantiene costanti i livelli di farmaco nel sangue, eliminando i picchi plasmatici associati alla somministrazione orale e iniettabile;
• Evita il tratto gastrointestinale e il metabolismo di primo passaggio epatico, con possibilità di ridurre la quantità di farmaco somministrata e gli effetti collaterali sistemici.

Tuttavia, poche  molecole sono state utilizzate ad oggi con successo per via transdermica, principalmente a causa dello strato corneo, che forma una barriera alla penetrazione di farmaci idrofili, in particolare alle  macromolecole come proteine, peptidi e vaccini, di conseguenza, la ricerca si sta concentrando su approcci in grado di superare la barriera cutanea, con  stimolatori fisici della penetrazione,  ad esempio i cerotti con microaghi.

Un ulteriore evoluzione in un ottica ancora sperimentale sono le sostanze in grado di modificare la struttura secondaria della cheratina nello strato corneo, portando queste proteine cutanee  ad un livello meno organizzato, consentendo un potenziamento della penetrazione dei farmaci per via trans-dermica.

Gli idrogel a causa delle loro proprietà fisiche, simili a quelli dei tessuti umani per morbidezza, flessibilità e contenuto di acqua, sono utilizzati come carrier mediante varie vie di somministrazione, tra queste un importante campo sperimentale per il futuro prossimo, risulta la veicolazione trans dermica di farmaci e principi attivi.

Gli idrogel possono essere trasformati in network tridimensionali in grado di assorbire grandi quantità di acqua o fluidi biologici, mediante tecniche specifiche di reticolazione (crosslinking) che addizionano legami crociati reversibili o  legami covalenti irreversibili all’interno dell’idrogel.

Questo tipo di legami crociati nella struttura polimerica produce bio-materiali insolubili, in grado di gonfiarsi in ambienti acquosi, mantenendo una significativa frazione di acqua all’interno della loro struttura. Questa tecnologia è estremamente interessante in quanto consente agli idrogel di idratarsi fino a migliaia di volte rispetto al loro peso a secco.

L’evoluzione di questi concetti ha portato a trasformazioni del materiale di partenza  con modifiche delle funzioni e  delle proprietà finali del prodotto e recentemente alla creazione di  idrogel sensibili per il cosi detto “uso intelligente”  ossia  biomateriali in grado di reagire a vari stimoli ambientali come temperatura, pH, luce, suoni, ecc.

Un ulteriore evoluzione molto importante in medicina ed ingegneria biomedica è la degradazione spontanea dell’idrogel una volta completata la sua funzione di carrier, per questo le tecniche di crosslinking e i polimeri, che consentono un riassorbimento spontaneo dell’idrogel con funzione di carrier, sono da preferirsi.

Tra i vari metodi oggi più in voga al livello sperimentale per la produzione di idrogel con funzione di carrier per veicolazione trans-dermica ci sono quelli ottenuti mediante radiazione, per gelificazione mediante scambio ionico con cationi bivalenti come nel caso dell’alginato in grado di formare ponti cationici tra molecole adiacenti, ancora tecniche di congelamento e scongelamento di alcuni polimeri come l’alcol vinilico, infine idrogel reticolati fisicamente possono essere ottenuti mediante modifica idrofobica.

Tutti questi metodi oggi presentano carenze in quanto producono idrogel poco stabili per la natura dei legami crociati tra le catene, che non soddisfano ancora in quanto poco gestibili ai fini del dosaggio e della penetrazione dei principi attivi.

L’ulteriore step si può ottenere con la reticolazione chimica che può stabilire legami covalenti più stabili  con i gruppi funzionali dei polimeri.  Tuttavia, un significativo svantaggio della reticolazione chimica è la tossicità degli  agenti reticolanti residui, che rimangono all’interno del polimero.

Bioitech ha messo a punto una piattaforma basata sulla reticolazione chimica, riuscendo a contenere i residui del reattivo a livelli inferiori a 0,1 parte per milione, anche a concentrazioni di 100 mg/g del polimero di partenza. Su questa base il centro ricerche di Bioitech è coinvolto attivamente in studi sulla veicolazione trans dermica di principi attivi, come per  il rilascio trans dermico di principi attivi come l’insulina e i vaccini.