Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche

Macroarea: Tecnologia Farmaceutica

Settori ERC: LS7_3 Nanomedicine; LS7_4 Regenerative medicine; LS7_12 Health care, including care for the ageing population

Referenti: Bice Conti (PO), Ida Genta (PO), Rosella Dorati (PA), Enrica Chiesa (RTT), Silvia Pisani (RTDa)

Junior Staff: Martina Tamburriello (Dottoranda), Shafia Tufail (PhD Student), Abinaya Nallathambi (PhD Student), Nursu Erdogan (PhD Student)

Linea di Ricerca 1

Nanomedicina -  Con il termine nanomedicina si intende l’applicazione terapeutica di vettori nanoparticellari al fine di sfruttarne le caratteristiche peculiari per ottimizzare il trattamento delle diverse patologie minimizzando gli effetti collaterali. La linea di ricerca prevede gli studi di progettazione e formulazione di sistemi nanoparticellari biodegradabili di natura polimerica (nanosfere, nanocapsule) e lipidica (liposomi, nanoparticelle lipidiche) idonei per il rilascio controllato di farmaci, di sintesi (small molecules) e/o macromolecole. In particolare, vengono impiegati polimeri biodegradabili di origine naturale (per es. chitosano, acido ialuronico e loro derivati) e sintetica (polilattidi, polilattidi-co-glicolidi, poli-caprolattoni e derivati PEGilati). La ricerca comprende la realizzazione di nanovettori, lipidici e polimerici, “intelligenti” (smart nanocarriers), cioè, idonei per il rilascio selettivo dell’attivo ai bersagli biologici per ottenere un più specifico effetto terapeutico o teranostico. 

I nanovettori vengono realizzati con innovative tecniche microfluidiche oltre che con quella tradizionali. 

La ricerca ha un aspetto interdisciplinare coinvolgendo competenze prettamente tecnologico-formulative, biologico-farmacologiche, mediche e regolatorie. 

I progetti in corso riguardano:

• Progettazione e formulazione di nanoparticelle polimeriche “intelligenti” selettive per il trattamento di tumori desmoplastici (es. cancro al seno triplo negativo, pancreas). La ricerca prevede l’uso di agenti di direzionamento di varia natura, polimerica, peptidica e frammenti di anticorpi monoclonali
• Progettazione e formulazione di liposomi e nanoparticelle lipidiche per il rilascio selettivo di acidi nucleici.
• Progettazione e formulazione di nanoparticelle polimeriche biodegradabili con proprietà teranostiche (veicolazione di farmaci e agenti diagnostici)
• Progettazione e formulazione di nanoparticelle polimeriche “intelligenti” selettive per il trattamento della fibrosi cardiaca
• Studio di un apparato microfluidico più versatile per la realizzazione di nanovettori polimerici e lipidici.
• Progettazione e formulazione di liposomi veicolanti farmaci chemioterapici in combinazione con trattamento di electrochemioterapia.
• Progettazione e formulazione di liposomi veicolanti antibiotici/antifungini per il trattamento delle infezioni resistenti.

Linea di Ricerca 2

Ingegneria tissutale - Questa linea di ricerca è incentrata sulla investigazione di scaffold polimerici biodegradabili per rigenerazione tissutale, principalmente sfruttando le proprietà di scaffolds nanofibrosi ottenuti con avanzate e innovative tecnologie produttive come elettrospinning e 3D(bio)printing. Gli scaffold polimerici sono progettati e sviluppati modulando le loro caratteristiche in funzione dell’organo/tessuto da rigenerare. È inoltre studiata la progettazione di scaffold come sistemi terapeutici per la veicolazione di farmaci antinfiammatori e antibatterici al fine di ridurre la risposta infiammatoria e prevenire possibili infezioni conseguenti all’impianto nel corpo umano. La ricerca è interdisciplinare e coinvolge competenze prettamente tecnologico-formulative, biologico-farmacologiche, mediche e regolatorie. 

Nel dettaglio, i progetti in corso sono rivolti a:

Esofago 

• Progettazione di scaffold biomimetici per la sostituzione esofagea e la differenziazione delle cellule mesenchimali in linea miogenica 

Shape memory 

Applicazione delle proprietà di memoria di forma di polimeri allo sviluppo di scaffolds ingegnerizzati per il trattamento della spina bifida e altre patologie

Vascular scaffolds

• Progettazione di sostituti di piccoli vasi ottenuti mediante elettrofilatura di polimeri biodegradabili sintetici uniti a molecole peptidiche o peptido-mimetici non naturali. Combinazione di tecniche di elettrofilatura e stampa 3D.
• Elettrofilatura di materiali non polimerici, peptidi e peptido-mimetici, ad uso biomedicale
• Elettrofilatura di scaffold tubolari veicolanti farmaci antiinfiammatori e antibatterici già in uso in terapia (repurposing old drugs).

3D models

• Sviluppo di modelli 3D in vitro di tumori testa-collo come piattaforma per lo screening di farmaci e trattamenti con electrochemioterapia

Linea di Ricerca 3

Cicatrizzazione delle ferite - La linea di ricerca è in gran parte focalizzata sulla progettazione e lo sviluppo di nuove medicazioni avanzate per il trattamento di ferite complesse. La ricerca si concentrerà sulla sperimentazione di diversi approcci terapeutici (composti naturali e sintetici, e siRNA) finalizzati alla guarigione delle ferite e alla modulazione della cicatrice ipertrofiche. I biomateriali offrono un'opzione interessante per la cura delle ferite in quanto possono fornire un ambiente protettivo per la ferita e svolgere funzioni versatili. L'intero progetto affronta diversi aspetti come la tecnologia farmaceutica, gli studi biologici, microbiologici e animali in vitro e in vivo; tutti questi aspetti sono sviluppati tenendo conto degli aspetti normativi.

Linea di Ricerca 4

Dispositivi medici (Economia circolare) – La linea di ricerca ha lo scopo di valorizzare una materia prima seconda ottenuta da un materiale di scarto vegetale per un suo uso in ambito biomedico. La materia prima seconda è biodegradabile e attività antibatterica, queste caratteristiche rendono questa materia prima seconda molto interessante per una sua applicazione nello sviluppo di dispositivi medici completamente biodegradabili. Il progetto è in collaborazione con Università degli Studi di Milano e Politecnico di Milano, University of Lund. Il nostro gruppo è coinvolto in diversi aspetti come la progettazione e lo sviluppo dei dispositivi medici, gli studi biologici, microbiologici e animali in vitro e in vivo; tutti questi aspetti sono sviluppati tenendo conto degli aspetti normativi.

1. Pisani S., et al. Investigating electrospun shape memory patches as Gentamicin drug delivery system. International Journal of Pharmaceutics 2025, 673, 125393. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2025.125393
2. Pecorini, G et al. Transforming Agro-Waste Cutin into Sustainable Materials for Biomedical Innovations. Polymers 2025, 17, 742. https://doi.org/10.3390/polym17060742
3. Pecorini, G.; Tamburriello, M.; Tottoli, E.M.; Genta, I.; Conti, B.; Gonzalez, M.N.G.; Nasti, R.; Dorati, R. Bioengineering the Future: Tomato Peel Cutin as a Resource for Medical Textiles. Polymers 2025, 17, 810. https://doi.org/10.3390/polym17060810
4. Giglio, A et al., Engineering Anti-c-MET scFv-conjugated PLGA Nanoparticles for Precision Verteporfin Delivery in Lung Cancer Cells: a formulation study. International Journal of Pharmaceutics, 2025, 683, 126004. https://doi.org/j.ijpharm.2025.126004
5. Chiesa, E et al. Smart Electrospun Nanofibers from Short Peptidomimetics Basedon Pyrrolo-pyrazole Scaffold. Biomacromolecules 2024, 25, 2378-2389, ISSN: 1525-7797, doi: 10.1021/acs.biomac.3c01310
6. Chiesa, E. et al. Effect of micromixer design on lipid nanocarriers manufacturing for the delivery of proteins and nucleic acids. Pharmaceutics 2024, 16, ISSN: 1999-4923, doi: 10.3390/pharmaceutics16040507
7. Pisani S., et al. Hybrid 3D-Printed and Electrospun Scaffolds Loaded with Dexamethasone for Soft Tissue Applications. Pharmaceutics. Open-source preview 2023, 15(10), 2478. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15102478
8. Tottoli, E.M. et al. Electrospun Fibers Loaded with Pirfenidone: An Innovative Approach for Scar Modulation in Complex Wounds. Polymers 2023, 15, 4045. https://doi.org/10.3390/polym15204045
9. Tottoli, E.M.; Benedetti, L.; Chiesa, E.; Pisani, S.; Bruni, G.; Genta, I.; Conti, B.; Ceccarelli, G.; Dorati, R. Electrospun Naringin-Loaded Fibers for Preventing Scar Formation during Wound Healing. Pharmaceutics 2023, 15, 747. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15030747
10. Pisani S., Calcaterra V., Croce S., Dorati R., Bruni G., Genta I., Avanzini A., Benazzo M., Pelizzo G., Conti B., Shape memory engineered scaffold (SMES) for potential repair of neural tube defects, Reactive and Functional Polymers, 173, 2022, 105223. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2022.105223.
11. Rosalia M., Ravipati P., Grisoli P., Dorati R., Genta I., Chiesa E., Bruni G., Conti B. Tobramycin Supplemented Small-Diameter Vascular Grafts for Local Antibiotic Delivery: A Preliminary Formulation Study International Journal of Molecular Sciences 22, 2021; 24:13557. https://doi.org/10.3390/ijms222413557

BREVETTI

• Brevetto Italiano: Inventori: Bice Conti, Ida Genta, Rossella Dorati, Marco Benazzo, Maria Antonietta Avanzini, Silvia Pisani; Titolari: Università di Pavia (50%) and IRCCS San Matteo Foundation, Pavia (50%). "Method for the Production of a Shape-Memory Tissue and Relative Uses" - Italian Ministry of Economic Development (Application No. 102021000019256). Data deposito: 20.07.2021; Data Pubblicazione: 20.01.2023. https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=IT406109036;  https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/078086800/publication/IT202100019256A1?q=pn%3DIT202100019256A1 Concesso.
• International Patent Application: "Method for the Production of a Shape-Memory Tissue and Relative Uses" - PCT/IB2022/056647, data deposito 19.07.2022, claiming priority from Italian Patent.
• European patent application: PCT/EP2025/07208, data deposito: 31.08.2025. Inventori: Ida Genta, Enrica Chiesa, Merve Gul, Adrián Fontana-Escartìn, Marc Arnau Roca, Jordi Sans Milà, Sonia Lanzalaco, Elaine Armelin Diggroc, Maria M. Pérez-Madrigal, Carlos Alemán LLansó Titolari: Universitat Politécnica de Catalunya; Università degli Studi di Pavia Titolo: Method for trasforming dielectric materials into electrical semiconductors, electro-responsive materials and materials and uses thereof.
• Brevetto Italiano: Inventori: Rossella Dorati, Bice Conti, Ida Genta, Rita Nasti, Giangiacomo Beretta, Stefano Trasatti; Titolari: Università di Pavia (50%) and Università di Milano (50%). Titolari: Università degli Studi di Pavia (50%) and Università di Milano (50%). "Processo per la preparazione di un materiale a base di cutina e sue applicazioni biomedicali" - (Application No. 102023000010413). Data deposito: 23.05.2023. Concesso
• International Patent Application: "Process for the preparation of cutin-based material and biomedical applications therof" - PCT/IB2024/055030, data deposito 19.07.2022, data di pubblicazione 28.11.2024
• International Patent Application: " 3D-patterned fiber material for the topical delivery of nucleic acid and the process for its preparation" - CN114786738B Concesso, EP4037719A1 (Depositata), US20220409767A1 (Depositata).

Collaborazioni Nazionali*

Istituti Italiano di Tecnologia – IIT (Dr. Paolo Decuzzi, Prof. N. Tirelli), Università di Padova (Proff. P. Caliceti and S. Salmaso), Università di Milano (Proff. P. Minghetti, S.P.M. Trasatti, M.L. Gelmi, S. Pellegrino, R. Bucci), Politecnico di Milano (Prof. S. E. R. Turri, Dr. Raffaella Suriano), Policlinico San Matteo Fondazione IRCCS (Proff. Marco Benazzo, Teresa Rampino, Dr. Maria Antonietta Avanzini, Prof Angelo Corsico, Prof. Ilaria Ferrarotti), ICS S. Maugeri (Dr. Marco Mario Tre Soldi), Università di Bologna (Dr. Domenico Ventrella), Università degli Studi di Trieste (Prof. Paolo Macor),  Università degli studi di Insubria (Proff. Rosalba Gornati, Federica Rossi), Istituto Cardiologico Monzino (Dr. Maurizio Pesce, Dr. Gloria Garroffolo), Istituto Telethon di Genetica e Medicina (Prof Alberto Auricchio).

Collaborazioni internazionali*

Queen’s University Belfast (Prof. Dimitrios Lamprou), University of Erlangen-Nuremberg (Prof. A. Boccaccini), U.S. Army Institute of Surgical Research, US Army Institute of Surgical Research (Dr. Kai P Leung), Trinity College Dublin (Prof. Adriele Prina-Mello), Ben-Gurion University of the Negev | BGU (Prof. Stepensky David), Ludwig-Maximilians-Universität München (Prof. Olivia Merkel), University of Patras (Prof. Sophia Antimisisaris), University of Crete (Stratakis, Emmanuel), Ghent University (Prof. K. Braeckmans), Universitat Politecnica de Catalunya (Prof. C. Aleman), The Hebrew University of Jerusalem (Prof. M. Reches), Universite de Montpellier (Prof. G. Subra), Asociacion Centro de Investigacion Cooperativa en Nanociencias CIC Nanogune (Prof. A. Bittner), Wageningen University (Prof. Mangala Srinivas), Institut d'Investigació Biomèdica deBellvitge - Regenerative Medicine Program (Prof Angel Raya), University of Coimbra (Prof Henrique Girao), Universidade NOVAde Lisboa (Prof Jose Belo), Univesity of Lund (Prof. Nelly Garcia Gonzalez).

• NANOREMEDI - 101072645 - GAP-101072645 H2020 HORIZON-MSCA-2021-DN-01, proposal # 101072645 Proposal Title: Functional Nanoscaffolds for Regenerative Medicine.
• - Drug-Eluting Stents for the Treatment of Salivary Duct Stenosis (StenoDES): A Novel Therapeutic Approach Cod. 08071025     Italian Ministry of Health – Ricerca Corrente 2025, 01.09.2025 - 31.08.2027.
• Engineered ATP-Loaded Extracellular Vesicles Derived from Mesenchymal Stem Cells: A Novel Strategy to Counteract Cell ATP Depletion during hypothermic perfusion of rat marginal kidney Cod.08067325 Italian Ministry of Health – Ricerca Corrente 2025 RC2025 - 2027.        
• Minimally Invasive Implantable Shape Memory Engineered Tissue (SMET) to Improve Regeneration Avoiding the Onset of Infectious Disease and Biofilm Formation in the Upper Respiratory Tract Cod.08053424          Italian Ministry of Health – Ricerca Corrente 2024 RC2024 01.07.2024 – 01.07.2026.
• INFACT- One Health Basic and Translational Actions Addressing Unmet Needs on Emerging Infectious Diseases Cod.PE0000007     PNNR – NextGenerationEU INF-ACT 01.04.2023- 31.03.2026.
• Nano-Electro-Chemo-Immuno Therapy (NECIT) to enhance head and neck cancer treatment Cod. 08053922          Italian Ministry of Health – Ricerca Corrente 2023 RC2023 01.01.2023- 31.12.2025.
• ImmunoHub – Immunoterapia: cura e prevenzione di malattie infettive e tumorali- Ricerca Finalizzata, Ministero della Salute – F13C2200110001T4-CN-02, 01.01.2023 – 31.12.2027.
• SPIN – Smart Pumping for Innovative Nephrology - Collabora e Innova Regione Lombardia, 2025 – 2027.
• Nano-to-Heart - A NANO-theranostic tool TO prevent mechanosensing-dependent pro-fibrotic evolution and failure of the HEART - European Research Area for Health (ERA4Health) (GA N° 101095426 of the EU Horizon Europe Research and Innovation Programme).

• Sviluppo di formulazioni parenterali e topiche (comprese le questioni relative al processo di sterilizzazione)
• Superamento dei problemi relativi ai farmaci biofarmaceutici mediante lo sviluppo di sistemi a rilascio controllato
• Caratterizzazione di polimeri
• Caratterizzazione di sistemi nanoparticellari (dimensione e potenziale zeta)
• Valutazione della citotossicità secondo la norma BS EN 13726
• Valutazione biologica dei dispositivi medici secondo la norma ISO 10993-5
• Prove di stabilità secondo ICHQ1a
   
• Piattaforme microfluidiche (Nanoassemblr (Precision Nanosystems) e dispositivi home-made a differenti geometrie), Dynamic Light Scattering (DLS), Electrospinning GMP-oriented, 3D (bio)printer, Microencapsulator (Buchi), Gel permeation Chromatography (columns for hydrophobic and hydrophilic compounds), HPLC (UV detector), ESM Motorized Force Tester equipped with Force Gauge M5 (Mark-10), constant climatic chamber HPP 260 (Memmert), Rheometer (Kinexius Pro+ Malvern), Dynamic Light Scattering (DLS), liofilizzatore Lio 5P (Cinquepascal srl, Italy), spettrofotometri UV-vis (JenWay, mod.6750 - Beckman/Coulter mod.DU 7500), camera cellule.

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