Projektbeschreibung
Die Heilkraft der Kristalle: Organische Kristalle als Vermittler der kontrollierten Freisetzung
Die Wissenschaft wendet viel Zeit und Mühe und die Unternehmen viel Geld auf, um Wirkstoffe zu entwickeln, mit denen bestimmte Krankheiten oder Störungen wirksam zu behandeln sind. Dabei stellt die Entwicklung der Wunderwaffe an sich nur einen Teil der Gleichung dar. Denn wenn man sie nicht abfeuern kann, ist sie nutzlos: Was gebraucht wird, ist ein Verabreichungsmechanismus. Viele der Wirkstoffe in Pharmazeutika, Nutrazeutika und Agrochemikalien sind nicht ohne weiteres löslich oder bioverfügbar. Weit verbreitet sind gegenwärtig synthetische Hilfsstoffe, Tenside und Spezialpolymere, um die Formulierungen, ihre Absorption und Wirksamkeit zu verbessern. Deshalb sind umweltfreundlichere Alternativen gefragt, und organische Kristalle könnten der Schlüssel dazu sein. Das EU-finanzierte Projekt CryForm entwickelt das erforderliche Wissen, damit natürliche Kristalle für die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen genutzt werden können, was sowohl für die Patientinnen und Patienten als auch für die Umwelt von Vorteil wäre.
Ziel
CryForm aims at progressing our fundamental knowledge in organic materials crystallization and crystal engineering by: (1) gleaning a mechanistic understanding of the relationship between crystal structure and surface properties; (2) uncovering the thermodynamic and kinetic mechanisms of crystal nucleation and growth at liquid/liquid and liquid/gas interfaces; (3) understanding the role of large biomolecules in the modification of crystal growth and nucleation kinetics. This knowledge will enable the design of novel sustainable, biocompatible and stimuli responsive multiphase formulations (e.g. emulsions, foams) for the encapsulation and controlled release of active ingredients. Developing formulations with enhanced dissolution rate and bioavailability is critical for many industrial sectors: about 40% of the active pharmaceutical ingredients on the market and 60% of the ones in development are poorly soluble or scarcely bioavailable. Agrochemicals and food nutraceuticals present similar problems. Currently, synthetic excipients, surfactants and specialty polymers are used to create formulations with enhanced properties. However, these compounds are derived from non-renewable resources through some of the most greenhouse gas-intensive manufacturing processes. The production and incineration of polymeric materials will produce, in 2019, more than 850 million metric tons of greenhouse gases. Furthermore, the chemical synthesis of many polymers involves highly toxic, flammable and polluting reagents such as ethylene oxide, responsible for the 2004 explosion at Sterigenics International in California. It is clearly necessary to move away from polymer-based formulations and find more sustainable and safer alternatives. CryForm proposes a unique approach whereby synthetic additives will be replaced with natural crystals specifically engineered to enable controlled release of active ingredients via a unique mechanism based on stimuli-triggered solid form transformations.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineering
- engineering and technologymaterials engineeringcrystals
- medical and health sciencesbasic medicinepharmacology and pharmacypharmaceutical drugs
- natural scienceschemical sciencespolymer sciences
- engineering and technologyenvironmental engineeringwaste managementwaste treatment processes
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
10129 Torino
Italien