DESIGN AND DEVELOPMENT OF GLASS VIALS SILICONIZATION TO MINIMIZE THE INTERACTION WITH BIOTECH- AND NANO-DRUG PRODUCTS

Type I borosilicate vials are generally considered inert, but under certain chemical, physical, or mechanical stresses they can undergo deterioration. In this work, Type I vials (untreated, sulfonated, or PDMS-coated) were subjected to thermal treatments of washing, depyrogenation, and steam sterilization, using different combinations of temperature and exposure time while maintaining an equivalent F₀. Surface degradation was assessed by SEM for morphology and by AFM for topography and roughness. Nanomechanical properties, hydrolytic resistance (ICP) and surface chemical composition (XPS) were also evaluated. Following sterilization, PDMS-coated vials exhibited increased defects and surface roughness, whereas sulfonated coatings remained stable. Solid lipid nanoparticles (SLNs) and bovine serum albumin (BSA) were selected as model systems to probe differences in surface adsorption after thermal treatments. Nanoparticle adsorption was evaluated by NTA and BSA adsorption was assessed by CD. Both systems displayed negligible irreversible adsorption or protein denaturation, with only minor reversible nanoparticle binding and slight alterations of BSA secondary structure. In the future, both new coating technologies and different nanoparticle and biotechnological products will be considered to improve the control of drug-container interactions.

I flaconi in vetro borosilicato di tipo I sono generalmente considerati chimicamente inerti, ma possono deteriorarsi in presenza di sollecitazioni chimiche, fisiche o meccaniche. In questo lavoro, flaconi di tipo I (non trattati, solfonati o rivestiti con PDMS) sono stati sottoposti a trattamenti termici di lavaggio, depirogenazione e sterilizzazione a calore umido, mediante diverse combinazioni di temperatura e tempo di esposizione mantenendo lo stesso tempo equivalente F₀. La degradazione superficiale è stata valutata mediante SEM e AFM, rispettivamente per morfologia, topografia e rugosità; sono state inoltre analizzate le proprietà nanomeccaniche, la resistenza idrolitica (ICP) e la composizione chimica superficiale tramite XPS. Dopo sterilizzazione, i flaconi rivestiti con PDMS hanno mostrato un aumento dei difetti e della rugosità superficiale, mentre i vials trattati con solfato d’ammonio sono rimasti stabili. Nanoparticelle lipidiche solide (SLN) e albumina sierica bovina (BSA) sono state impiegate come sistemi modello per indagare l’adsorbimento superficiale dopo i trattamenti termici; l’adsorbimento delle nanoparticelle è stato valutato mediante NTA e quello della BSA mediante CD. Per entrambi i sistemi, non si è registrato un aumento significativo del processo di adsorbimento o di alterazione della struttura secondaria proteica a seguito di desorbimento. In futuro verranno presi in considerazione sia nuove tecnologie di rivestimento che differenti prodotti nanoparticellari e biotecnologici, per migliorare il controllo delle interazioni farmaco-contenitore.