Die Querschnittsgruppe des PVZ hat das Ziel, computergestützte Modelle zur Vorhersage von Wirkstoffeigenschaften und produktionsrelevanten Materialparametern zu entwickeln. Außerdem sollen auch komplexe Produktionsprozesse und vollständige Produktionsketten simuliert werden.
Von besonderem Interesse sind schlecht lösliche Wirkstoffkandidaten. Die Forschungsschwerpunkte reichen von der Vorhersage geeigneter Lösemittel für verschiedene Produktionsschritte und idealen Hilfsstoffen für die Formulierung schlecht löslicher Verbindungen mit Simulationen auf molekularer Ebene über mikroskopische Simulationen von Partikelsystemen und Partikelinteraktionen bis zu makroskopischen Simulationen zur Verbesserung der Prozesskontrolle und Identifizierung idealer Prozessketten.
Die Analyse quantitativer Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Moleküldynamiken und Monte-Carlo-Simulationen, sowie quantenchemische Berechnungen werden auf molekularer Ebene gleichermaßen eingesetzt, um physikochemische Eigenschaften von Arzneistoffen und Arzneistoffkandidaten vorherzusagen als auch um den Prozess der Wirkstoffsynthese und der Arzneimittelformulierung zu unterstützen.
Auf mikroskopischer Ebene werden Partikelströme, die Interaktion von Strömen, Biofilme oder Zellen und Reaktorauslegungen untersucht. Die Finite-Elemente-Methode, die Diskrete-Elemente-Methode, die Gitter-Boltzmann-Methode und das Finite-Volumen-Verfahren werden genutzt, um derartige Simulationen durchzuführen. Bei gekoppelt mechanischen-strömungsmechanischen Fragestellungen werden bereits jetzt mehrere dieser Methoden kombiniert. Schließlich finden auf der makroskopischen Ebene Methoden der optimalen Prozesssynthese und -führung sowie der Fließbildsimulation Eingang. Im Vordergrund stehen dabei insbesondere das Design neuer, effizienterer Prozessrouten und die kontinuierliche Wirkstoffproduktion.
links: DEM Simulation einer Mühle; rechts: Molekülsimulationsstudien zur Löslichkeits-
untersuchung.
Leitung der Querschnittsgruppe:
Prof. Dr.-Ing. Gabriele Raabe | TU Braunschweig
Institut für Thermodynamik
Hans-Sommer-Straße 5 | 38106 Braunschweig
E-Mail: g.raabe(at)tu-braunschweig.de | Telefon: +49 (0)531 391-2628
Prof. Dr. rer. nat. Knut Baumann | TU Braunschweig
Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie
Beethovenstraße 55 | 38106 Braunschweig
E-Mail: k.baumann(at)tu-braunschweig.de | Telefon: +49(0)531 391-2751