C4

Van idee tot prototype

Van idee naar het definitief ontwikkelen van een prototype, daar komt nogal wat bij kijken. Maar het is gelukt! Hieronder is een foto-collage te zien, een kijkje achter de schermen.

Het begint uiteraard allemaal met het idee. Of nou ja… het idee, meer de verbazing over het feit dat er nu geen echte oplossingen zijn voor medicijnen die tussen 2 en 8 graden moeten blijven. In onze eerste blog vertelt Carla hoe Meds²Go is begonnen. Na heel wat korte nachtjes, veel testjes, plus de nodige bloed, zweet en tranen is er nu een functioneel prototype.


Simulaties en modellen

We zijn gestart met het vaststellen van de randvoorwaarden. Ons product moet makkelijk zijn in gebruik, dus niet te zwaar, zo klein mogelijk en minimaal 4 weken aan medicijnen kunnen bevatten. Het doel waar wij naar toe werken is het maken van een product dat >24 uur kan koelen, zonder elektriciteit.

Om dit te kunnen bereiken hebben we gezocht naar de beste combinatie van materialen. Die materialen hebben ook weer invloed op elkaar. Om erachter te komen werden er eindeloos veel computersimulaties uitgevoerd.  Uiteindelijk is de perfecte combinatie tussen koeltechniek en isolatiemateriaal gevonden, waarmee we lang koelen en de juiste temperatuur zo goed mogelijk in het product kunnen houden. Hiervoor is de vorm van het product enorm belangrijk.

Testen bij ESA

De uitkomsten van de computersimulaties, moesten wel bevestigd worden. In eerste instantie in een lab. Dit is gedaan bij ESA, de European Space Agency. Omdat wij ook ruimtevaartmateriaal gebruiken in ons product, mogen wij gebruik maken van een aantal van hun faciliteiten. In de zogeheten klimaatkamers van ESA werden verschillende materialen en vormen getest. In een klimaatkamer kan de temperatuur tot in elk detail geregeld worden. Onze computersimulatie uitkomsten werden bevestigd met state of the art testen, uitgevoerd bij een organisatie die raketten en satellieten de ruimte instuurt.

3D printen

Om verdere testen te kunnen doen, zijn er prototypes nodig. Geen modellen meer, maar functionele prototypes, met alle onderdelen. Hiervoor zijn er o.a. onderdelen gemaakt met een 3D printer. Een 3D-printer is een printer die 3D objecten kan produceren. Het printen is een productietechniek waarbij een digitaal bestand omgezet wordt naar een tastbaar object. Het object wordt laagje voor laagje opgebouwd door de 3D-printer. Michiel de Bie is onze eigen 3D printer expert en zal hier een andere keer meer over vertellen.

In elkaar zetten van prototypes

Uiteindelijk ligt er een tafel vol onderdelen, die als een Ikea bouwpakket in elkaar gezet moet worden. Dit is samen met Spark Design gedaan, een Rotterdams bedrijf met jarenlange ervaring in het maken van innovatieve producten. In Rotterdam werd de eerste slag gemaakt en werden de prototypes handmatig in elkaar gezet.

Het resultaat mag er zijn!


Steven Gijselman
Bio-Farmaceutische wetenschapper

louis-reed-747388-unsplash

Wat zijn biologicals?

In 2020 zullen naar verwachting 27 van de 50 populairste medische producten biologicals zijn. Als je biologicals gebruikt wil  je natuurlijk wel weten wat het zijn en hoe ze werken.

Sinds de eeuwwisseling zien we steeds meer biologicals op de markt. Deze trend geeft heel veel mensen nieuwe mogelijkheden om hun ziekte te behandelen. Om een ziekte te bestrijden moeten medicijnen in het lichaam op bepaalde plekken binden. Biologicals kunnen op specifieke plekken binden in het lichaam, waar voorheen klassieke medicijnen nooit bij konden. Dit geeft honderdduizend mensen in Nederland een nieuwe mogelijkheid om de symptomen van hun ziekte te verminderen.  

Wat zijn biologicals

Biologicals  zijn medicijnen gemaakt van ‘organismen’ zoals planten, dieren of bacteriën. De werkzame stof is gemaakt van levende cellen, vandaar dat ze biologische medicijnen of biologicals worden genoemd.

De meeste biologicals zijn grote, complexe structuren. Deze structuren zijn opgebouwd uit verschillende atomen die ieder een bepaald element bevatten. Zo is bijvoorbeeld de structuur van water opgebouwd uit twee waterstofatomen (H) en een zuurstofatoom (O). Hierdoor kan je water ook schrijven als H2O

Klassieke medicijnen, zoals een aspirine die bestaat uit 21 atomen, zijn een stuk kleiner dan biologicals. Een biological als Enbrel, gebruikt tegen reuma,  bestaat namelijk uit 7054 atomen. Door de vele atomen is een biological lastiger om te maken dan een klassiek medicijn. Er zijn geavanceerde methodes en technieken nodig om een biological te maken. Dit brengt met zich mee dat het maken van een biological duurder is dan een klassiek medicijn.


Doordat biologicals zo groot en complex zijn, worden ze ook een stuk gevoeliger en fragieler. Dit houdt in dat ze gemakkelijker hun werking kunnen verliezen. Door de medicijnen in vloeibare vorm en tussen 2-8 graden te houden, blijft het een stuk stabieler. Dit is één van de redenen dat biologicals geïnjecteerd moeten worden en in de koelkast bewaard moeten blijven. Veel mensen zouden graag hun biological in pilvorm willen hebben, maar helaas is dit nog niet mogelijk. Door de gevoeligheid van het medicijn, zou het ons maag- en darmstelsel niet kunnen overleven. Daarnaast werkt het medicijn sneller wanneer het wordt geïnjecteerd, omdat het gelijk in het bloed komt.

Waarom worden biologicals zo veel gebruikt

Naast de verwachting dat 27 van de 50 bestsellers in 2020 biologicals zullen zijn, bestaat ook de verwachting dat een kwart van de gehele farmaceutische markt uit biologicals zal bestaan. De reden voor de populariteit is de potentie om in het lichaam op specifieke plekken te kunnen binden. Om een ziekte te kunnen behandelen moet het medicijn zich binden op een receptor. Een receptor is een eiwit die vaak te vinden is op de buitenkant van een lichaamscel. Na het binden van het medicijn op de receptor wordt een signaal afgegeven. Het kan gezien worden als een sleutel en een slot. Hierbij is het medicijn de sleutel, dat zich bindt op de receptor ofwel het slot.

De klassieke medicijnen konden op deze specifieke plekken niet binden, en pasten niet in het slot. Hierdoor was het niet mogelijk om de ziekte te bestrijden. Dankzij de biologicals kunnen nu ziektes behandelt worden die anders niet te behandelen zijn. Dit komt omdat het de biologicals wel lukt om bepaalde “sloten” te openen.

Door de complexheid van de biologicals werken deze alleen op de specifieke plek waar ze nodig zijn. Op andere plekken kunnen ze niet binden, waardoor er minder bijwerkingen zijn. Toch kunnen ook biologicals bijwerkingen of een allergische reactie geven. Het is net als bij klassieke medicijnen zoeken welk biological bij jou het beste werkt.

Hoe werkt een biological

De werking van biologicals is enorm ingewikkeld, maar ik probeer het hier zo makkelijk mogelijk te houden. De meeste biologicals worden gebruikt om ontstekingen te remmen. Wanneer het lichaam last heeft van een ontsteking is het afweersysteem ontregeld en haalt daardoor cellen door elkaar.

Het afweersysteem bestaat uit verschillende cellen, de meest bekende zijn witte bloedcellen; zoals B-cellen en T-cellen. Deze cellen hebben de taak om kwaadaardige en lichaamsvreemde cellen op te ruimen. Wanneer het afweersysteem ontregeld is zien ze de eigen goedaardige cellen als indringers en proberen ze deze op te ruimen. Hierdoor komen bepaalde boodschap-eiwitten vrij wat ervoor zorgt dat de afweercellen en de eiwitten overactief worden. Dit leidt tot ontstekingen wat de oorzaak is van verscheidene ontstekingsreuma’s.

Biologicals zijn antistoffen die binden aan de afweercellen en de vrijkomende eiwitten. De binding aan deze cellen en eiwitten zorgt ervoor dat ze minder actief worden wat uiteindelijk de ontsteking remt.

Verder zijn er ook biologicals die geen ontstekingen remmen zoals groeihormonen en insulineZe vallen onder de biologicals, omdat ze ook afkomstige zijn van levende organismen. Dit zijn medicijnen die men moet innemen wanneer het eigen lichaam deze niet zelf kan maken.  Of wanneer het lichaam er te weinig van aanmaakt om effectief te zijn. Dit zijn ook medicijnen die temperatuur gevoelig zijn. 

Biologicals zijn misschien wat duur en soms is het onhandig dat je ze moet koelen. Maar het is niet voor niks dat we ze steeds meer tegen komen. Voor miljoenen mensen wereldwijd bieden ze namelijk de enige oplossing om hun ziekte te bestrijden!


Steven Gijselman

Bio-Farmaceutische wetenschapper

 

Bronnen:

Drugbank: https://www.drugbank.ca/drugs/

U.S. Food & Drug Administration: Vaccines, Blood & Biologics: https://www.fda.gov/biologicsBloodVaccines/default.htm

Pharmaceutical Commerce: http://pharmaceuticalcommerce.com/special-report/the-2015-biopharma-cold-chain-landscape/