Nanoscale intercation for higher efficiency of contrast media

Iopamidolo, Iomeprolo e Iopromide sono Mezzi di Contrasto Iodinati Non-ionici (MCIN) usati in urografia e angiografia come soluzioni concentrate. I dati relativi ai MCIN presenti in letteratura mostrano un'abbondanza di informazioni cliniche ma una carenza di dati riguardanti le loro caratteristiche chimico-fisiche. L'efficenza di questi composti in ambito medico ਠdovuta alla combinazione di tali proprietà . Risulta quindi necessario uno studio relativo ai dettagli molecolari per chiarire i contributi di ogni gruppo funzionale del sistema che determinano le differenze in termini di comportamento chimico-fisico. Le soluzioni concentrate di MCIN sono caratterizzate da bassi valori di viscosità  e osmolalità  dovuti all'autoassemblamento del sistema che genera aggregati nanostrutturati solubili in soluzione acquosa. Da queste considerazioni, questo lavoro di ricerca si ਠfocalizzata su tecniche spettroscopiche, termodinamiche e di simulazioni di dinamica molecolare per indagare il fenomeno dell'associazione, sia in funzione della temperatura che della concentrazione, relazionato alle interazioni intermolecolari che spesso sono la principale causa della stabilità  delle soluzioni concentrate di MCIN. Questi composti possiedono una struttura molecolare relativamente semplice, ma sono sistemi complessi in quanto soggetti all'atropisomerismo che causa la coesistenza di isomeri strutturali (atropisomeri) in soluzione, quindi di diverse geometrie di interazione soluto-soluto. Il primo approccio sperimentale ਠstata la caratterizazione molecolare attraverso la spettroscopia NMR per determinare gli equilibri conformazionali in termini di percentuali di popolazione in soluzione. Studi termodinamici hanno permesso di classificare Iopamidolo, Iomeprolo e Iopromide in base alle loro caratteristiche idrofiliche ed idrofobiche nei confronti delle molecole di acqua. Parallelamente sono state realizzate simulazioni di dinamica molecolare per ottenere informazioni riguardo la sfera di idratazione (confrontate con i dati termodinamici da letteratura) e sul processo di associazione che ਠstato studiato in funzione della temperatura sia con la spettroscopia NMR che con quella Brillouin. Ulteriori informazioni sulle interazioni intermolecolari e sull'atropisomerismo sono state ottenute analizzando anche lo stato solido dello Iopamidolo e dello Iomeprolo (sia sui vetri che sui cristalli) tramite tecniche spettroscopiche, calorimetriche e diffrattometriche i cui risultati hanno mostrato analogie in termini di interazioni intermolecolari fra le catene laterali. Inoltre, studi in funzione della temperatura hanno mostrato alcune transizioni solido-solido. L'accumulo di dati sperimentali relativi alla calorimetria isoterma e a scansione, traiettorie di dinamica molecolare ed alle varie spettroscopie, ha permesso di estendere il quadro generale delle conoscenze delle proprietà  chimico-fisiche dei MCIN.