Microdispositivi polimerici per il rilascio transdermico e subcutaneo del farmaco

E' in corso lo sviluppo e la produzione a basso costo di microdispositivi polimerici per il rilascio transdermico e subcutaneo del farmaco, che avranno un maggiore impatto su una nuova generazione di dispositivi per la somministrazione dei biofarmaci e di nuove formulazioni emergenti. Questi microdispositivi variano per complessità da semplici matrici di microaghi a sistemi più complicati che incorporano micropompe, micro-serbatoi, sensori, e mezzi elettronici. In questo elaborato sono stati descritti metodi di micro fabbricazione MEMS (Micro Electro-Mechanical System) caratteristici per la realizzazione dei microdispositivi, dispositivi attualmente in commercio e una serie di esempi di micropompe caratterizzate da diversi metodi di azionamento. Per prima è stata presentata una micropompa per il rilascio del farmaco azionata dal contatto con la pelle, che consiste in uno strato di PDMS (polimetilsilossano) montato su un substrato in vetro il cui funzionamento è basato sull'evaporazione e condensazione di un liquido a basso punto di ebollizione. Poi è stata presentata una micropompa sempre azionata dal contatto con la pelle ma caratterizzata da un profilo di rilascio sequenziale che, attraverso la presenza di una valvola di controllo permette alla micropompa di mantenere la pressione anche quando la fonte di calore viene rimossa. E' stata presa anche in considerazione una micropompa monouso termo-pneumatica, in vetro e PDMS, con valvole di controllo in microscala, la quale è stata integrata in nuovi dispositivi bio lab-on-a-chip. Infine sono state presentate le micropompe ad azionamento elettromagnetico e piezoelettrico. Le prime consistono in una singola camera di farmaco senza valvole guidate da un attuatore esterno elettromagnetico. Questa micropompa è caratterizzata da micro diffusori e da un ugello che correggono il flusso del fluido e da una membrana elastomerica magnetica, usata per regolare la pressione nella camera del farmaco. Le seconde invece sono micropompe peristaltiche azionate attraverso l'utilizzo di materiali piezoelettrici (cantilever). Le micropompe peristaltiche sono caratterizzate da un canale di PDMS formato da due strati legati insieme, realizzati attraverso soft lithografy. Come ultimo aspetto è stato preso in considerazione lo sviluppo di un serbatoio costituito da materiale elastomerico, caratteristico dei sistemi per il rilascio transdermico del farmaco micro lavorati secondo le tecniche MEMS (Micro Electro-Mechanical System).