Prediction of drug release from tablet formulations
- Reference number
- SM12-0013
- Start and end dates
- 130101-150831
- Amount granted
- 517 300 SEK
- Administrative organization
- Göteborg University
- Research area
- Life Sciences
Summary
In actual pharmaceutical tablet formulations drug particles are predominantly present as aggregates of particles. This makes rational design and prediction of release characteristics of drug formulations very problematic. The objective of the proposed research visit is to develop a fundamental understanding of and models for the dissociation and dissolution of aggregates of drug particles released from fragmented tablets. The goal is to develop a computational tool that can be interfaced with other AstraZeneca-developed software to describe the processes involved in the drug release and uptake from tablet formulations. Gaining a fundamental understanding of the forces that act between drug particles and the processes that lead to their separation and dissolution are examples of knowledge that will be important to the long-term success of the company. Moreover, with this in hand, fewer costly and time-consuming experiments will have to be made. Quantum chemical calculations of absorption spectra from well-characterized drugs will be assessed and converted into attractive van der Waals interactions by Lifshitz theory. Reorganization and dissociation of clusters of interacting particles will be studied by computer simulations and first-passage time theory. Comparisons will be made with experiments. Singly connected particles are expected to dissociate at the same rate as a dimer, which furnishes a starting point for constructing simplified models of the dispersion process.
Popular science description
De flesta läkemedel som ges oralt bereds i fast form t ex som tabletter. Inuti tabletten finns läkemedlet oftast som små kristallina partiklar. Tabletten fragmenteras snabbt och läkemedlet frisätts i tarmen genom att dessa partiklar löses upp varvid läkemedelsmolekylerna tas upp genom tarmväggen och forslas på så vis ut i blodet. Läkemedelspartiklarna i tabletten sitter ihop med varandra och tenderar till att göra det också när tabletten släppt sin last. Man vet att sådana partikelklustrar inte löser upp sig med samma hastighet som motsvarande mängd enkelpartiklar vilket gör det svårt att både styra och förutsäga frisättningshastigheter. Just detta är en utomordentligt viktig del i läkemedelsberedningsprocessen. Till exempel ska en huvudvärkstablett ha omedelbar verkan medan en blodtryckssänkande tablett ska verka jämnt under ett dygn. Ett skäl till att aggregerade partiklar endast till del särar på sig beror på att krafter verkar mellan dem. Dessa består av elektrostatiska krafter som är repulsiva och verkar för att separera partiklar samt så kallade van der Waalskrafter som är attraktiva och verkar för att hålla kvar partiklar i aggregat. I det aktuella projektet skall huvudsakligen teori och datorberäkningar användas för att skapa verktyg för att uppskatta hur snabbt partikelaggregat sönderfaller samt frisättningen från dem. Tanken är att ett sådant verktyg skall kunna användas tillsammans med andra liknande till att förutspå frisättning och läkemedelsupptag från tabletter så att färre dyra och tidsödande experiment skall behöva göras. Det skulle göra utvecklingsprocessen av läkemedel mer effektiv. Ytterligare ett motiv bakom ansökan är att öka det vetenskapliga utbytet mellan universitet och industri, i detta fall Göteborgs universitet och AstraZeneca R&D, vilket t ex bidrar till att höja kompetensen hos forskarna och att ökad insikt fås i varandras verksamheter.