Läkemedelsteknik
Beskrivning
Forskningsgrupp: Läkemedelsteknologi
Forskningsgruppen för läkemedelsteknologi vid institutionen för farmaceutisk biovetenskap ligger i framkant inom läkemedelsvetenskapen. Gruppen fokuserar på utveckling och en djupgående mekanistisk förståelse av läkemedelsformulering ur ett materialvetenskapligt och produktionstekniskt perspektiv. Vår expertis inom CMC (Chemistry, Manufacturing, and Control) integrerar vetenskapliga metoder baserade på avancerad analys, med stöd av artificiell intelligens, maskininlärningsalgoritmer och statistisk processkontroll, för att optimera läkemedelstillverkning med det yttersta målet att förbättra kliniska behandlingsresultat. Vidare strävar gruppen efter att integrera miljömedvetenhet i sina forskningsinitiativ och utveckla energi- och resurseffektiva innovationer som upprätthåller högsta möjliga standard för läkemedelssäkerhet och terapeutisk effekt.
Historiskt sett har forskningsgruppen för läkemedelsteknologi bedrivit banbrytande forskning inom pulverteknologi och bidragit till en djup förståelse och utveckling av fasta orala läkemedelsformer samt inhalationsprodukter. Inom området biologiska läkemedel avser gruppen att anpassa och utvidga sin forskning från små molekyler till tillverkning och formulering av biologiska läkemedel, med fokus på rekombinanta och plasmaderiverade proteiner, virala vektorer och exosomer. Ett viktigt forskningsområde omfattar användningen av filtrering vid tillverkning av biologiska läkemedel, med fokus på förbättrad produktaktivitet, biosäkerhet och renhet. Genom vårt tvärvetenskapliga arbetssätt flyttar vi ständigt fram gränserna för läkemedelsvetenskapen och omsätter grundläggande vetenskapliga insikter i praktiska lösningar som möter kritiska, ännu ej tillgodosedda kliniska behov.
Läs mer om våra forskningsområden
Analytisk pulverkomprimering
Det vanligaste sättet att tillverka tabletter är genom formpressning av pulver i en tablettmatris. Under tablettering volymfylls matrisen och därefter volymreduceras pulvret (komprimeras) till den grad att en sammanhängande fast men porös kropp (tablett) bildas med tillräcklig brott- och nötningshållfasthet för att kunna hanteras och administreras. Tillräcklig mekanisk hållfasthet är således ett avgörande krav för att kunna tillverka tabletter. Processen går mycket snabbt och involverar en serie fysikaliska fenomen. De partiklar som ska formpressas har varierande storlek, form och porositet och är därmed många gånger svåra att karakterisera som enskilda partiklar. Begreppet analytisk pulverkomprimering har introducerats för att tydliggöra att ett alternativ är att karakterisera relevanta partikelegenskaper genom analys av komprimeringsförloppet. Analytisk pulverkomprimering kan definieras som bestämning av komprimeringsparametrar för att karakterisera partiklars mekaniska och friktionsegenskaper samt för att prediktera pulvrets tablettbildande förmåga. Forskargruppen har tagit fram en metod för analytisk pulverkomprimering och arbetar nu med att komplettera denna metod i två avseenden: Dels att utveckla och validera metodik för att bedöma partiklars elastiska egenskaper och dels genom en metod för att prediktera pulvers tablettbildande förmåga.
Formulering av torrgranulerade pulver
För svårlösliga läkemedelssubstanser (t.ex. BCS klass II läkemedel) hanteras vanligen läkemedelssubstansen i mycket finkornig form vid formulering och tillverkning. För att möjliggöra tillverkning av tabletter av sådana pulver krävs vanligen en förbehandling innan tablettering under vilken läkemedelspulvret agglomereras till större partiklar, s.k. granulat. En granuleringsteknik som börjat användas i allt högre grad vid storskalig tablettillverkning är torrgranulering genom valskompaktering, en teknik som är användbar vid kontinuerlig tillverkning. I forskargruppen studeras hur torrgranulerade partiklars tekniska egenskaper påverkas av variationer i komposition och processparametrar. Syftet är att ta fram en mekanistisk förståelse av dessa partiklars komprimeringsegenskaper som möjliggör ett rationellt angreppsätt för deras formulering. Grunden för detta är att etablera kunskap om den sekventiella relationen för partiklarnas komposition- mikrostruktur-mekaniska egenskaper - tabletteringsegenskaper. För att möjliggöra sådana studier används såväl traditionella typer av granulatkorn som experimentella granulatkorn med uniform storlek och form.
Formulering av inhalationspulver
Olika beredningsformer används för att tillföra läkemedel till lunga och av dessa är inhalationspulver vanlig, bl.a. för dess patientvänliga utformning. För att partiklar ska kunna andas in och deponeras i lungan måste de vanligen vara mycket finpartikulära med en s.k. aerodynamisk diameter under 5 mm. För att möjliggöra maskinell fyllning av inhalatorn vid tillverkning och tömning av inhalatorn med påföljande aerosolisering vid användning måste vanligen de mikroniserade läkemedelspartiklarna agglomereras. Exempel på två olika typer av agglomerat som användes i läkemedelsprodukter och som därmed utgör viktiga formuleringsteknologier är adhesiva blandningar (strukturerade agglomerat) och svaga, icke-strukturerade agglomerat. I forskargruppen studeras fysikaliska och formuleringsegenskaper hos agglomerat för inhalation, framförallt adhesiva blandningar. Gruppen har utvecklat ett klassificeringssystem, benämnd teori för blandningstillstånd, för adhesiva blandningar och visat hur blandningens fysikaliska tillstånd påverkas deras tekniska och aerosoliseringsegenskaper. Med denna konceptuella beskrivning som utgångsläge arbetar gruppen med att bättre förstå hur blandningstillståndet och de krafter som verkar mellan partiklar i agglomeraten kan styras.