Strukturering av polymerfilmer för kontrollerad frisättning
- Diarienummer
- FID16-0013
- Start- och slutdatum
- 180101-221231
- Beviljat belopp
- 2 500 000 kr
- Förvaltande organisation
- RISE Research Institutes of Sweden, Stockholm
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Doktorandprojektet fokuserar på fasseparerade polymerfilmer för kontrollerad frisättning av läkemedel. Det är ett samarbete mellan RISE Agrifood och Bioscience, Institutionen för Fysik vid Chalmers Tekniska Högskola och AstraZeneca. Polymerfilmer bestående av porösa fasseparerade strukturer applicerade på läkemedelspartiklar är mycket bra på att kontrollera läkemedelstransport ut till tarmkanalen. Polymerfilmerna består av en vattenlöslig fas och en vattenolöslig fas. I magtarmsystemet så löses den vattenlösliga fasen upp och ett poröst nätverk bildas där läkemedlet kan diffundera. Läkemedelsfrisättningshastigheten beror på polymerfilmstrukturen och läkemedlets löslighet. Syftet med projektet är att få mekanistisk förståelse av filmbildningskinetiken och ökad kvalitet och robusthet i tillverkningsprocessen vid filmbeläggning av läkemedelspartiklar. Filmstrukturens kinetik kommer att karakteriseras med höghastighets konfokalmikroskopi. Den porösa nätstrukturen kommer att karakteriseras med fokuserad jonstrålemikroskopi-svepelektronmikroskopi och röntgentomografi. Masstransport genom filmerna kommer att mätas. Resultaten från de olika metoderna kommer att kombineras och kopplas till tillverkningsprocessen. Projektet kommer att resultera i ökad förståelse av sambandet mellan struktur och masstransport i filmerna. Vidare kommer en kunskapsplattform för design av skräddarsydda polymerbeläggningar som möjliggör förbättrad kontroll av läkemedelsfrisättningshastigheten att upprättas.
Populärvetenskaplig beskrivning
De flesta läkemedel intas via munnen. Läkemedlet tas upp av tarmen och går ut i blodet. Om koncentrationen av läkemedlet i blodet är för hög så kan det uppstå biverkningar. Är koncentrationen i blodet för låg så är läkemedlet verkningslöst. Därför gäller det att hålla koncentrationen av läkemedel i blodet inom ett bestämt intervall så länge som möjligt för att få bästa effekt. Vid en enkel beredning utan kontrollerad frisättning så går oftast koncentrationen i blodet upp snabbt och sedan ner ganska snabbt. Detta innebär att patienten får ta medicin ofta samt att det finns risk för höga skadliga koncentrationer i blodet. För att minska riskerna, optimera behandlingen och göra det så bekvämt för patienten som möjligt, så används beredningar med kontrollerad frisättningsfunktion. Ett kraftfullt sätt att skapa en sådan beredning är att använda en beläggning eller film runt läkemedlet som styr hur snabbt läkemedlet skall frisättas i tarmen. Detta gör att det är möjligt att hålla koncentrationen av läkemedlet i blodet inom det optimala intervallet under en längre tid. Beläggningen består av en vattenlöslig polymer och en icke vattenlöslig polymer som har fasseparerat. När beläggningen kommer ner i magen så löses den vattenlösliga polymeren upp och ett poröst nätverk med kanaler bildas. Genom att styra utseendet på kanalnätverket och mängden kanaler så kan frisättningshastigheten av läkemedlet kontrolleras. Vid industriell tillverkning av ett läkemedel med kontrollerad frisättning så sprayas polymerblandningen på läkemedelspartiklar i en fluidiserande bädd. Syftet med projektet är att få mekanistisk förståelse av filmbildningskinetiken och ökad kvalitet och robusthet i tillverkningsprocessen vid filmbeläggning av läkemedelspartiklar. Filmbildningsprocessen kommer att studeras i realtid med konfokalmikroskopi och det har oss veterligen aldrig gjorts förut. Kanalnätverket kommer att karakteriseras med fokuserad jonstrålemikroskopi-svepelektronmikroskopi och röntgentomografi. Transporthastigheten av läkemedel genom filmerna kommer att mätas. Resultaten från de olika karakteriseringsmetoderna kommer att kombineras och kopplas till hur tillverkningsprocessen styrs. Projektet kommer att resultera i ökad förståelse av sambandet mellan struktur och masstransport i filmerna. Vidare kommer en kunskapsplattform för design av skräddarsydda polymerfilmer som möjliggör förbättrad kontroll av läkemedelsfrisättningshastigheten att skapas.