|
Drugs and Biomaterials (FCE)
Doktorský program,
Fakulta chemicko-inženýrská
The Drugs and Biomaterials study programme focuses mainly on the fields of medicinal chemistry, drug analysis and the study of the structures of solid pharmaceuticals, research about and study of the properties of inorganic and polymeric materials for biomedical applications, pharmaceutical process engineering, and applied informatics for the pharmaceutical industry. UplatněníGraduates of this programme will be qualified for employment at universities, Czech Academy of Sciences institutes, and research and technology centres in the Czech Republic and abroad, mainly in the areas of basic and applied research of drugs and pharmaceutical forms, pharmaceutical technologies and biomaterials. Further employment opportunities for graduates are additionally to be found at R&D institutes, in analytical and control laboratories for industrial companies in these fields, and in public (governmental) administrative units, including professional R&D management positions. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Částicová informatika
AnotaceLéčivé látky se typicky vyrábějí ve formě krystalů. Vlastnosti těchto krystalů se však mohou dramaticky lišit, když se berou v úvahu různé polymorfy nebo vícesložkové pevné formy léčiva (např. soli nebo kokrystaly). Cílem tohoto projektu je charakterizovat povrchové vlastnosti krystalů léčiva s využitím krystalové struktury. V rámci projektu se student zapojí do přípravy různých pevných forem léčiv a jejich charakterizace pomocí monokrystalického XRD s následným řešením krystalové struktury. Získané informace budou použity k predikci vlastností povrchu krystalu z hlediska molekul přítomných na povrchu, hydrofobnosti/hydrofilnosti povrchu, intermolekulárních interakcí mezi molekulami umístěnými na povrchu krystalu a ke korelaci těchto dat s vlastnostmi vytvořených krystalů (např. stabilita za zvýšené teploty nebo vlhkosti, rozpustnost nebo rychlost rozpouštění). Dále bychom rozšířili informace o krystalové struktuře o predikci interakce krystal-krystal a jejich vztah k tekutosti krystalu nebo predikci objemových vlastností krystalů (např. tvrdost) a její vztah k tabletovatelnosti prášku.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Optimalizace procesu HME a formulace amorfních pevných roztoků
AnotaceAmorfní tuhé roztoky (ASS) se používají ke zlepšení rychlosti rozpouštění špatně rozpustných léčiv. Přes jejich metastabilní povahu, která běžně vede k vyšší rychlosti rozpouštění, je výběr vhodných polymerů a optimalizace procesu výroby ASS poměrně komplikovaným úkolem. Pro snížení časové a materiálové náročnosti plánujeme v navrhovaném projektu začít se screeningem vhodných polymerů vedoucím ke zvýšení rozpustnosti vybraného léčiva. V dalším kroku provedeme reologickou charakterizaci směsí perspektivních polymerů a vybraných léčiv. Ta se bude skládat z reologie prášku polymer-léčivo a měření reologie taveniny polymer-léčivo, jehož výsledkem je identifikace kritických procesních parametrů extruze horké taveniny (HME), tj. tekutosti prášku v podavači, maximální rychlosti dávkování práškové směsi do extruderu, minimální teploty tání směsi polymer-lék, maximálního obsah léčiva v tavenině a viskozita taveniny polymeru-léčivo. Vzhledem k tomu, že reologické měření je plně automatizované a vyžaduje pouze zlomek množství materiálu než samotný HME, navržená metoda umožní výrazné snížení časových a materiálových nároků na optimalizaci HME. Získaná data budou použita ke konstrukci bezrozměrných kritérií procesu HME vhodných pro snadné nastavení parametrů procesu a škálování procesu. Zatímco HME se běžně používá pro výrobu ASS ve formě filamentů, které jsou následně rozemlety na částice pro použití ve finálním lékovém produktu, v navrhovaném projektu plánujeme rozšířit formulaci ASS ve formě filmů nebo kulovitých částic. Využitím HME jako kontinuálního procesu bychom v následujícím kroku rozšířili tuto možnost také pro výrobu filmu nebo produkci kulovitých částic. Ke kontrole kvality finálního produktu bude použita on-line Ramanova spektroskopie. To bude kombinováno s off-line charakterizací vzorků (tj. XRD, DSC, NMR, IDR měření), aby se zajistila produkce stabilních ASS se zvýšenou rychlostí rozpouštění léčiva.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Řízení vlastností krystalů léčiva během krystalizace
AnotaceAktivní farmaceutické ingredience (API) jsou běžně malé molekuly, které se používají ve formě částic připravených procesem krystalizace. Vlastnosti připravených krystalů (tj. fyzikálně-chemické, ale i formulační vlastnosti) jsou silně závislé na použité pevné formě léčiva, velikosti krystalů a jejich morfologii. Proces sférické krystalizace umožňuje připravovat krystaly ve formé sférických částic. Cílem tohoto projektu je prozkoumat možnost využití tohoto postupu pro přípravu krystalických částic léčiva různých polymorfů a vícesložkových pevných forem (tj. kokrystalů) ale také konglomerátů obsahujících více léčiv v jedné kulovité částici. Kromě toho bude proces optimalizován pro kontinuálního způsobu přípravy kulovitých krystalů. Dále se student zapojí i do automatizace celého procesu spočívajícího v míchání krystalizačních proudů obsahujících léčivo (léčiva) a pomocné látky, ale jako provoz míchací jednotky, kde probíhá sférická krystalizace pomocí procesní analytické technologie (charakterizace velikosti částic, tvaru a složení). Získané částice budou charakterizovány několika analytickými metodami (tj. SEM, XRD, DSC, NMR, měření rychlosti rozpouštění jednotlivé částice) a jejich vlastnosti budou porovnány s vlastnostmi naměřenými u krystalických částic léčiv připravených klasickou chladící krystalizací.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Využití inter- a intramolekulárních interakcí při modelování systémů léčivo-polymer
AnotaceMezičásticové interakce hrají významnou roli při procesu tvorby micel, stabilizaci nanočástic při srážení antirozpouštědlem, stabilizaci molekul léčiva v přesyceném roztoku při rozpouštění léčiva nebo při procesu výběru vhodných polymerů pro přípravu amorfních pevných disperzí. V této práci bychom rádi využili kvantovou mechaniku a molekulární dynamické simulace k řešení výše uvedených problémů. První studovaný systém bude obsahovat výběr vhodných polymerů pro přípravu amorfního tuhého roztoku (ASS) s vybraným léčivem při maximalizaci dlouhodobé stability ASS. Kromě toho plánujeme studovat interakci vybraných polymerů s léčivem ve vodním prostředí, abychom maximalizovali rozpustnost léčiva a zabránili vysrážení léčiva z přesyceného roztoku. Druhý studovaný systém se bude skládat z molekul povrchově aktivních látek (syntetických i přírodních) ve vodním prostředí, kde plánujeme studovat vliv koncentrace molekul povrchově aktivních látek, délky hydrofobních a hydrofilních řetězců, přítomnosti iontové síly nebo teplotních změn na tvorbu micel/svinutí molekul povrchově aktivní látky. Zvláštní pozornost bude věnována tomu, když se do tohoto systému přidá léčivo, přičemž cílem bude porozumět solubilizaci molekul léčiva v micelách povrchově aktivní látky. Získané výsledky budou porovnány s dostupnými experimentálními daty obsahujícími rozpustnost léčiva v polymeru, časový vývoj koncentrace léčiva v přesyceném roztoku stabilizovaném polymerem nebo měření permeace molekul léčiva v přítomnosti povrchově aktivních látek a polymerů. Simulace budou vycházet z kvantově-chemických výpočtů typu COSMO-RS, aby umožnily první a relativně rychlý kvalitativní odhad Hansenových parametrů rozpustnosti a mohly tak sloužit při prvotním screeningu vhodných polymerů. V dalším kroku budou použity molekulárně dynamické simulace k simulaci afinity polymer-lék v reálném systémovém uspořádání (ideálně včetně základních experimentálních znalostí).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
|
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž