Onderzoek uit Braunschweig maakt innovatieve geneesmiddelen mogelijk

Functionalisering van werkzame stoffen en hulpstoffen door middel van plasmaprocessen voor een geoptimaliseerde productie van geïndividualiseerde geneesmiddelen. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg / Functionalization of active ingredients and excipients by means of plasma processes for the optimized production of individualized pharmaceutical products. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Gebruik van 3D-printen voor de productie van gepersonaliseerde geneesmiddelen. © Fraunhofer IST, Krees Nagel / Use of additive manufacturing for the production of individualized pharmaceutical products. © Fraunhofer IST, Krees Nagel

Brunswick breidt zijn sterktes in de productie van maatwerk geneesmiddelen verder uit. Hiervoor werken voor het eerst het Fraunhofer-Instituut voor Schicht- en Oppervlaktetechniek IST en het Centrum voor Farmaceutische Processtechniek (PVZ) van de Technische Universiteit Braunschweig samen.

De Fraunhofer-Gesellschaft ondersteunt in Braunschweig met 0,5 miljoen € de opbouw van een vertaallaboratorium »Farmaceutische en Medische Technologieproductie« als onderdeel van het nieuwe Nedersaksische prestatiecentrum »Geneeskunde en Farmatechnologie«. Er ontstaat een gezamenlijk te gebruiken infrastructuur voor de productie van gepersonaliseerde geneesmiddelen met als doel onderzoeksresultaten en innovaties nog sneller in de praktijk te brengen en partners te begeleiden als innovatieloodsen.

Proces- en productie- techniek uit Braunschweig

Maatwerk geneesmiddelen vormen een belangrijke bouwsteen in de patiëntgerichte geneeskunde. Een doel van het onderzoek is het ontwerpen van tabletten of capsules zodat ze in kleine aantallen flexibel, dat wil zeggen gepersonaliseerd voor een patiënt of een kleine patiëntengroep, kunnen worden vervaardigd. Dit stelt hoge eisen aan de productie. Proces- en productietechniek uit Braunschweig moet hierin in de toekomst een belangrijke rol spelen en worden gecombineerd met expertise uit de farmacie. De Nedersaksische minister voor wetenschap en cultuur Björn Thümler verwelkomt het initiatief: »Met het prestatiecentrum »Geneeskunde en Farmatechnologie« bewijst zich hoe sterk de levenswetenschappen in de regio Hannover/Braunschweig zijn vertegenwoordigd. Ik ben ervan overtuigd dat de samenwerking tussen wetenschappers van de Fraunhofer-Gesellschaft en de TU Braunschweig het potentieel heeft om nieuwe en gepersonaliseerde geneesmiddelen te produceren.«

Verbeteringen in de productie

Dankzij innovaties uit Braunschweig worden nieuwe geneesvormen mogelijk. De wetenschappers kunnen bijvoorbeeld eigenschappen zoals de hechting aan machineoppervlakken sturen, waardoor het gebruik van scheidingsmiddelen in de geneesmiddelenproductie kan worden vermeden, wat de eigenschappen van het product verbetert. Bovendien kunnen door een modificatie van het oppervlak met een »koud« plasma de stromings-eigenschappen van poeders worden verbeterd en barrièrefilms worden gevormd. Dit leidt ook tot nieuwe mogelijkheden – bijvoorbeeld het combineren van meerdere werkzame stoffen in één tablet, die anders niet compatibel zouden zijn.

Het Fraunhofer IST zal in samenwerking met het PVZ ook nieuwe processen onderzoeken, zoals 3D-printen in combinatie met innovatieve plasmasystemen en nieuwe oppervlaktecoatings. Deze moeten onderdeel worden van een nieuwe modulaire procesketen voor de productie van dergelijke gepersonaliseerde geneesvormen. De wetenschappers van Fraunhofer en de TU Braunschweig gaan ervan uit dat dit onderzoek ook verbeteringen en impulsen voor de massaproductie zal brengen.

Nieuw vertaallaboratorium versterkt regionale samenwerking

Met het nieuwe vertaallaboratorium, dat in 2021 in gebruik wordt genomen en continu verder wordt uitgebreid, breiden de TU Braunschweig en de Fraunhofer-Gesellschaft hun samenwerking op locatie verder uit. Samen met partners uit de industrie en de samenleving moeten nieuwe productietechnologieën in de praktijk worden gebracht. Voor geïnteresseerde bedrijven wordt de toegang tot partnerschap in technologische en procesontwikkeling in deze toekomstgerichte markt zo vergemakkelijkt. Daarnaast moet door opleidingsconcepten kennisoverdracht naar de industriële praktijk worden ondersteund. Zo'n vertaallaboratorium voor de gepersonaliseerde productie van geneesmiddelen bestaat tot nu toe niet in Duitsland.

„Dit is een belangrijke stap voor de systematische uitbreiding van onze expertise op het gebied van farmaceutische productie en het intensiveren van de regionale samenwerking met het PVZ“, zegt Prof. Dr. Michael Thomas, afdelingshoofd bij Fraunhofer IST en lid van het PVZ. In zijn afdeling worden nieuwe, bij atmosferedruk werkende plasmasystemen en functionele oppervlakken ontwikkeld en geïntegreerd in processen. „Deze plasmasystemen kunnen zeer goed worden geminiaturiseerd en in procesketens worden ingebouwd“, legt Dr. Kristina Lachmann uit, groepsleider Atmosferedruk-Plasmasystemen en oppervlaktechemie bij Fraunhofer IST. „Daardoor kunnen in het productieproces functies zoals de hechting worden gestuurd of barrièrefilms worden gevormd, waardoor een gepersonaliseerde productie mogelijk wordt“, aldus Dr. Lachmann. „We hebben al enkele industriële partners aan boord die samen met ons de basis van het modulaire platform voor de generatieve productie van geneesmiddelen willen opbouwen en de ontwikkeling op de lange termijn willen voortzetten“, vervolgt Prof. Dr. Michael Thomas.

Ook bij het PVZ is men enthousiast dat dit platform nu wordt geïntroduceerd. „We volgen deze aanpak van de gepersonaliseerde productie van geneesmiddelen al langer“, zegt Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade, voorzitter van de raad van bestuur van het PVZ. „We zijn blij dat het Fraunhofer IST als regionale partner dit onderwerp met de instituten van het PVZ verder ontwikkelt en hier zijn expertise in proces- en productietechniek en functionele oppervlakken als nieuwe belangrijke competentie inbrengt om deze essentiële onderzoeksrichting in het PVZ succesvol te stimuleren.“

Voor de toekomst plannen de partners een versterkte onderzoeksactiviteit op het gebied van digitalisering en procesbewaking, evenals uitbreidingen in de ontwikkeling van nieuwe verpakkingsconcepten – alles met het oog op het transparant en traceerbaar houden van processen: zo moet de kwaliteit van elke individuele, gepersonaliseerde geneesvorm veilig worden vastgesteld, gedocumenteerd en tot aan inname traceerbaar zijn.

Achtergrond

In het door Nedersaksen en de Fraunhofer-Gesellschaft gefinancierde prestatiecentrum »Geneeskunde en Farmatechnologie« hebben zich onder leiding van het Fraunhofer-Instituut voor Toxikologie en Experimentele Geneeskunde ITEM uit Hannover de Fraunhofer-eenheid voor Gepersonaliseerde en Cellulaire Medische Technologie IMTE uit Lübeck en het Fraunhofer-Instituut voor Schicht- en Oppervlaktetechniek IST uit Braunschweig samengevoegd.

De speerpunten van het prestatiecentrum met locatie-specifieke vertaallaboratoria liggen in de productie van gepersonaliseerde geneesmiddelen (locatie Braunschweig), de ontwikkeling van intelligente beademingssystemen en additief vervaardigde implantaten. Naast verschillende bedrijven zijn locatie-specifieke onderzoeks-partners de Medische Hogeschool Hannover (MHH), de Leibniz Universiteit Hannover (LUH), de Universiteit Lübeck, het Universitair Klinisch Centrum Schleswig-Holstein (UKSH) en de Technische Universiteit Braunschweig met haar Centrum voor Farmaceutische Processtechniek (PVZ). Het doel van het prestatiecentrum is de kloof tussen academisch en buitenacademisch onderzoek en de industrie te overbruggen en het innovatieproces van idee tot markt te versnellen. Daarbij wordt niet alleen de benodigde infrastructuur geboden, maar worden ook belangrijke actoren uit bedrijfsleven en wetenschap verbonden.