Numerosi sistemi bifasici vengono utilizzati per la formulazione di principi attivi, tuttavia sono sistemi di somministrazione termodinamicamente instabili che tendono ad evolvere verso la separazione di fase attraverso fenomeni di coalescenza e sedimentazione. La velocità di sedimentazione è descritta dalla legge di Stokes che è influenzata dalla gravità. Se si avesse l’opportunità di lavorare in condizioni di microgravità come quelle della Stazione Spaziale Internazionale, la sedimentazione non influenzerebbe la stabilità fisica dei sistemi. La microgravità potrebbe quindi essere sfruttata per formulare dei sistemi di delivery fisicamente stabili per la terapia degli astronauti. Microbolle e nanobolle, ad esempio, potrebbero fungere da efficienti sistemi di veicolazione di principi attivi sia idrofili sia lipofili oppure potrebbero essere utilizzati come sistemi di stoccaggio per l’ossigeno. Inoltre, incapsulando il principio attivo al loro interno, sarebbero in grado di proteggerlo dalla degradazione dovuta all’assorbimento dei raggi cosmici. Tuttavia questi sistemi potrebbero andare incontro ad instabilità chimico-fisica durante il trasporto dalla Terra alla ISS. Una soluzione a tale problema potrebbe essere quella di traslare il metodo di preparazione direttamente in orbita. Le formulazioni potrebbero essere preparate in microgravità in mini-laboratori totalmente automatizzati che possono essere controllati dagli scienziati sulla Terra. La produzione nello spazio di sistemi bifasici potrebbe inoltre contribuire a migliorare il processo produttivo di questi sistemi sulla Terra. Questi miglioramenti potrebbero avere un impatto scientifico e sociale sulla qualità della vita sulla Terra.
Nel corso della mia tesi sono stati presi in considerazione tre sistemi bifasici: le schiume, le nanobolle e le microbolle. Tutti e tre i sistemi presentano delle criticità per quanto riguarda la preparazione e la stabilità fisica a causa della forza di gravità: le schiume liquide collassano rapidamente a causa del drenaggio gravitazionale, mentre le microbolle e le nanobolle una volta formate tendono a separarsi secondo la legge di Stokes. Durante il lavoro della tesi sono presi in considerazione i parametri formulativi critici per la stabilità delle schiume, delle nanobolle e delle microbolle prodotte sulla Terra. Nello specifico sono stati studiati in modo approfondito gli approcci formulativi, le interazioni elettrostatiche e quelle idrofobiche tra i componenti della formulazione per lo sviluppo di un sistema stabile. Inoltre, i risultati della tesi sono stati utilizzati per ipotizzare la progettazione di sistemi con una maggiore stabilità fisica e una potenziale applicazione in microgravità. Tali conoscenze potrebbero essere utili nel delineare possibili modalità per la produzione di forme farmaceutiche nello spazio. Sono state infatti ipotizzate delle modalità di produzione in microgravità delle formulazioni prodotte durante il lavoro di tesi.