Datorbaserad farmaceutisk modellering

I kursen studeras olika simulerings- och modelleringstekniker (bland annat molekyldynamik, Monte Carlo-metod, dissipativ partikeldynamik, partikelbaserad lattice-Boltzmann-metodik), och hur dessa kan användas för processen att utveckla nya läkemedel. Till exempel belyses hur olika datorbaserade metoder kan användas för effektiv design av och förståelse för farmaceutiska formuleringar, avsedda framförallt för biologiska läkemedel, och hur modellering och simulering därmed kan användas som ett led mot mindre trial-and-error och mer kunskapsbaserad utveckling av fungerande formuleringar.

Kursen omfattar grundläggande förståelse av fysikaliskt baserad simulerings- och modelleringsmetodik, applicerbar på farmaceutiska och biologiska problem. Kursen går igenom den matematiska grunden för lattice-Boltzmann-metoden, vilken är ett sätt att modellera farmaceutiskt relevanta system i gränslandet mellan enskilda molekyler och makroskopiska variabler. Lattice-Boltzmann tillämpas under kursens gång bland annat för att studera diffusion av läkemedel, formuleringskomponenter och bärarsystem under inverkan av olika yttre krafter.

Vidare byggs en förståelse under kursen för de skillnader och likheter som finns mellan olika modellerings- och simuleringstekniker, och genom olika exempel belyses hur valet av en specifik teknik inverkar på vilka slutsatser som kan dras för en viss farmaceutisk frågeställning.

Under kursen behandlas särskilt fysikaliskt baserad modellering och simulering av oralt administrerade läkemedel, inklusive makromolekyler såsom terapeutiska peptider och proteiner. Dessa studeras både med eller utan någon typ av bärarsystem, i syfte att förstå hur molekylers inneboende egenskaper och interaktioner med varandra (till exempel bindningar och strukturförändringar), samverkar och även påverkar interaktioner med formuleringskomponenter (till exempel permeabilitetshöjare), samt hur dessa processer styrs av bland annat skillnader i koncentration och omgivande fysiologi.