Improving protein stabilization by spray drying

Naar een optimale stabiliteit van gedroogde eiwitformuleringen in de farmacie

In geneesmiddelen kunnen eiwitten in de vaste toestand gestabiliseerd worden door ze in een matrix van suikermoleculen in te sluiten. Verondersteld wordt dat het suiker als een vervanger voor water fungeert of het eiwit immobiliseert. Niels Grasmeijer ontdekte dat het belang van elk van deze twee verschillende mechanismen afhankelijk is van de temperatuur en luchtvochtigheid tijdens opslag, waarmee dus rekening moet worden gehouden bij de ontwikkeling van droge gestabiliseerde eitwitformuleringen.

Er is een toenemende belangstelling voor gedroogde eiwitformuleringen in de farmacie. Deze kunnen verschillende voordelen bieden over waterige formuleringen, zoals gemak van opslag, langere houdbaarheid en gebruik voor vaste toedieningsvormen. De mechanismen die ten grondslag liggen aan de stabilisatie in de vaste toestand worden echter nog niet volledig begrepen.

Ook moet rekening worden gehouden met het droogproces tijdens de ontwikkeling. Bijvoorbeeld, omdat sproeidrogen ruw kan zijn voor het eiwit, kunnen de procescondities een groot effect hebben op de kwaliteit van het product. Om deze reden dient het droogproces aangepast te worden aan het specifieke eiwit dat wordt geformuleerd. Dit kon verder bevorderd worden door de ontwikkeling van een wiskundig model dat optimale procesomstandigheden kan voorspellen.

Meer gedetailleerdere modellen kunnen verder helpen bij de ontwikkeling van een formulering en proces door een beter begrip te krijgen van de omstandigheden op microscopische schaal. Voor eiwitformuleringen kon, door het gedrag van een druppel tijdens drogen te voorspellen, de scheiding van het stabiliserende suiker en het eiwit in de druppel op moleculaire schaal worden aangetoond en gekwantificeerd. Met deze kennis kan een betere aanpak gekozen worden om een optimale eiwitstabiliteit te bereiken.

Niels Grasmeijer promoveert aan de RUG op onderzoek dat hij uitvoerde bij de afdeling Farmaceutische Technologie en Biofarmacie van het Groningen Research Institute of Pharmacy (GRIP).  Hij vervolgt zijn loopbaan als onderzoeker bij InnoCore Pharmaceuticals.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/8fb9b44b-8e0e-42be-b1ba-7ba3fcb418e1