Particle – particle interactions in dry powder blending

Klontering poedermengsels in geneesmiddelen

Voor de bereiding van geneesmiddelen op basis van poedervormige deeltjes is het belangrijk klontering te voorkomen. Het proefschrift van Thanh Nguyen gaat in op deeltjesinteracties tussen deeltjes die een complexe vorm hebben en poogt relaties te leggen met de sterkte van agglomeraten.

Geneesmiddelen zijn bijna altijd mengsels van een of meer actieve stoffen en een aantal hulpstoffen. Heel vaak zijn deze grondstoffen poedervormig. Omdat patiënten zeker moeten zijn van juiste dosering van het geneesmiddel en juiste werking van het product, zoals een tablet of capsule, moeten zeer hoge eisen worden gesteld aan de verdeling van de componenten in het mengsel. Het (droog) mengen van poeders is daarom een kritische processtap. Veel grondstoffen bestaan uit cohesieve deeltjes. Dergelijke deeltjes hebben de neiging om aan elkaar te plakken, te agglomereren. Hierdoor ontstaan grote, vaak sterke, klonten. Aanwezigheid van deze klonten in het eindproduct kan leiden tot verschillende gezondheidsrisico’s als gevolg van overdosering van het geneesmiddel. Begrip hoe klonten ontstaan en breken is daarom essentieel om garanties ten aanzien van productkwaliteit te kunnen geven.

Nguyen onderzocht de deeltjesinteracties tussen deeltjes met een complexe vorm en eventuele relaties met de sterkte van agglomeraten. Hij mat adhesiekrachten tussen poederdeeltjes met de centrifugemethode en met atomic force microscopy (AFM). De structuren van agglomeraten werden bestudeerd met 3D Röntgen microtomografie (XMT). Een numerieke simulatie uitgevoerd met Discrete Element Method (DEM) werd gebruikt om deeltjesgrootteverkleining en uiteenvallen van agglomeraten in een mengproces te bestuderen. Dimensieloos Stokes-slijtage getal werd gebruikt om deeltjesgrootteverkleining van agglomeraten te beschrijven. De validiteit van het slijtagemodel werd geverifieerd met simulatie en experimentele data. Nguyens model geeft advies om selectie van vulstoffen en process-settings te kiezen gedurende ontwikkeling van farmaceutische producten.

Thanh Nguyen deed zijn promotieonderzoek aan de Rijksuniversiteit Groningen, bij de vakgroep Farmaceutische Technologie en Biofarmacie van de onderzoekschool Groningen Resarch Institute of Pharmacy (GRIP). Hij werkt inmiddels bij MSD.