Behörighetskrav

Inom apotekarprogrammet och civilingenjörsprogrammet i kemiteknik krävs minst 150 hp, inklusive godkänd(a) programkurs(er) i fysikalisk kemi. Inom masterprogram i läkemedelsmodellering och läkemedelsutveckling ska den studerande ha godkänd kurs i molekylär biofarmaci och godkända obligatoriska moment i kursen molekylär fysikalisk farmaci. För antagning till fristående kurs krävs minst 150 hp, varav minst 6,5 hp fysikalisk kemi. Kunskaper i engelska motsvarande vad som krävs för grundläggande behörighet till utbildning på grundnivå.

Mål

Studenten ska efter avslutad kurs kunna:

• Tillämpa kunskaper om in-silico simuleringstekniker för att förstå dynamik i farmaceutiska och biologiska läkemedelssystem.
• Tillämpa kunskaper om hur modellering och simulering kan användas för att förstå egenskaper hos farmaceutiska bärarsystem, och hur sådan kunskap kan appliceras på tillförsel av makromolekyler.
• Redogöra för hur barriärer relevanta för läkemedelsupptag studeras med in-silico metoder, och vidare hur sådana metoder används för utforskandet av samspelet mellan olika barriäregenskaper, permeabilitet, omgivande miljö och biotillgänglighet .
• Analysera hur modellering och simulering kan användas för att studera specifika utmaningar med biologiska läkemedel, såsom strukturella förändringar, aggregering och formulering av terapeutiska makromolekyler.
• Redogöra för hur olika modelleringstekniker kan användas för att studera bindning och interaktioner mellan större biologiska läkemedelsmolekyler, såsom antikroppar, och ligander.
• Redogöra för hur modellering och simulering kan användas i syfte att studera dynamik i interaktionerna mellan nanopartiklar och makromolekyler.
• Tillgodogöra sig, värdera, skriftligt sammanfatta och muntligt presentera relevant vetenskaplig litteratur inom området, på god engelska.

Innehåll

I kursen studeras olika simulerings- och modelleringstekniker (bland annat molekyldynamik, monte carlo, dissipativ partikeldynamik, partikel-baserad lattice-Boltzmann-metodik), och hur dessa kan användas för processen att utveckla nya läkemedel. T ex belyses hur olika datorbaserade metoder kan användas för effektiv design av och förståelse för farmaceutiska formuleringar, avsedda framförallt för biologiska läkemedel, och hur modellering och simulering därmed kan användas som ett led mot mindre trial-and-error och mer kunskapsbaserad utveckling av fungerande formuleringar. Kursen omfattar följande delar:

Grundläggande förståelse av fysikaliskt baserad simulerings- och modelleringsmetodik, applicerbar på farmaceutiska och biologiska problem. Kursen går igenom den matematiska grunden för lattice-Boltzmann-metoden, vilken är ett sätt att modellera farmaceutiskt relevanta system i gränslandet mellan enskilda molekyler och makroskopiska variabler. Lattice-Boltzmann tillämpas under kursens gång bland annat för att studera diffusion av läkemedel, formuleringskomponenter och bärarsystem under inverkan av olika yttre krafter.

Vidare byggs en förståelse under kursen för de skillnader och likheter som finns mellan olika modellerings- och simuleringstekniker, och genom olika exempel belyses hur valet av en specifik teknik inverkar på vilka slutsatser som kan dras för en viss farmaceutisk frågeställning.

Under kursen behandlas särskilt fysikaliskt baserad modellering och simulering av oralt administrerade läkemedel, inklusive makromolekyler såsom terapeutiska peptider och proteiner. Dessa studeras både med eller utan någon typ av bärarsystem, i syfte att förstå hur molekylers inneboende egenskaper och interaktioner med varandra (t ex bindningar och strukturförändringar) samverkar och även påverkar interaktioner med formuleringskomponenter (t ex permeabilitetshöjare), samt hur dessa processer styrs av bland annat skillnader i koncentration och omgivande fysiologi.

Undervisning

Undervisningen sker i form av föreläsningar, laborationer, och litteraturarbete. Vissa undervisningsmoment kan komma att genomföras digitalt.

Kursen ges på engelska.

Obligatoriska moment: laborationer och litteraturarbete.

Examination

Skriftligt prov sker i slutet av kursen. För godkänd kurs krävs förutom godkänd tentamen(4 hp), även godkänt resultat på övriga obligatoriska moment (litteraturarbete 1 hp, laborationer 2.5 hp).

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t. ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare.