Solid-state protein formulations
Eiwitformuleringen in vaste toestand: Van mechanistische inzichten tot toepassingsgerichte strategieën
Eiwitmedicijnen zijn essentieel, maar hun stabiliteit blijft een grote uitdaging. In dit proefschrift is onderzocht hoe hulpstoffen, zoals suikers en aminozuren, tijdens het vriesdrogen een beschermende ‘glasmatrix’ vormen door watermoleculen te vervangen en beweging op moleculair niveau te beperken.
Daan Zillen richt zich in zijn proefschrift op het ontrafelen van deze mechanismen. Er is onderzocht hoe combinaties van het aminozuur arginine en het suikermolecuul pullulan de stabiliteit van specifieke model-eiwitten beïnvloeden onder wisselende temperaturen en luchtvochtigheid. Om het proces minder afhankelijk te maken van toeval, is een computermodel ingezet dat simuleert hoe beschermende moleculen zich rond een eiwit rangschikken. Er is getest of de mate waarin het eiwitoppervlak door deze simulaties wordt ‘afgedekt’, voorspellend is voor de minimale hoeveelheid hulpstof die in de praktijk nodig is.
Daarnaast is een versnelde testmethode ontwikkeld om met minimale hoeveelheden materiaal te vriesdrogen en een grote hoeveelheid hulpstof-combinaties tegelijkertijd te screenen. Verder is verkend hoe deze ‘gereedschapskist’ aan hulpstoffen breder inzetbaar is, bijvoorbeeld voor de ontwikkeling van inhaleerbare poeders. Ook is geëxperimenteerd met het 3D-printen van tabletten op kamertemperatuur. Hierbij is geprobeerd eiwitten te stabiliseren in een suikermatrix en deze te voorzien van een beschermende laag voor gerichte afgifte in de darmen.