Zāļu piegādes sistēmu šķīšanas profila pētīšana, lietojot hierarhisku modeļu ķēdi (ModelDrug)

Ierosinātā 3 gadu projekta zinātniskie mērķi ir:

1. Definēt eksperimenta un modeļa mainīgos, pamatojoties uz zāļu izdalīšanās modeļa (DRM) tablešu parametriem, DRM kalibrēšanu, CFD modeli un zāļu izdalīšanās kinētikas mainīgajiem;
2. Izstrādāt metamodeli, kura pamatā ir USP1 un USP2 šķīšanas aparātu CFD simulācijas, un izstrādāt kinētisko modeli zāļu izdalīšanās profilu prognozēšanai;
3. Izstrādāt simulācijas rīkkopu ātrai, uzticamai mērķētas zāļu piegādes sistēmas projektēšanai.

Pētījuma projekts koncentrēsies uz šķīšanas procesu modelēšanu zāļu piegādes sistēmās, samazinot eksperimentu nepieciešamību un uzlabojot to plānošanas, kā arī skaitlisko modeļu kvalitāti. Lai īstenotu ModelDrug projektu un sasniegtu kontrolētu šķīšanas procesu, mēs aprakstīsim divus galvenos fizikālos procesus, kas nosaka zāļu piegādi: šķīšanas plūsmu un vielas difūziju ap zālēm, kā arī šķīšanas/ sadalīšanās kinētiku. ModelDrug projekts pētīs un modelēs šos procesus atsevišķi un pēc tam apvienos tos vienā kopējā modelī. Izstrādātā rīkkopa ModelDrugSmart būs lietojama, lai vienkāršotu zāļu ražošanas un izstrādes procesu un nākotnes 3D zāļu izdalīšanās/piegādes sistēmās.

Sasniedzamie rezultāti

Četri oriģināli zinātniskie raksti WoS/ SCOPUS datubāzēs iekļautajos žurnālos; dalība vismaz sešās starptautiskajās zinātniskajās konferencēs; izstrādāta viena datu kopa; sagatavots un iesniegts pieteikums starptautiskā vai nacionālā pētniecības un attīstības projektu konkursā; sekmīgi aizstāvēti divi maģistra darbi projekta tematikā.

Projekta aktivitātes

Konferences

• Dalība Fifth International Conference and Summer School Numerical Computations: Theory and Algorithms (NUMTA 2026), Curinga (CZ), Itālija. Sabīne Upnere uzstājās ar mutisko prezentāciju “Low-Order Polynomial Models for Accurate Prediction of Paracetamol Release Kinetics” 21.–27.06.2026.
  Konferences tēžu krājums
• Dalība RSU Starptautiskajā studentu konferencē 2026 (International Student Conference; ISC 2026), Rīga, Latvija. Una Lote Vītoliņa piedalījās ar mutisko prezentāciju “Beyond the Dissolution Curve: Visualizing Tablet Erosion in 3D”. (26.–27.03.2026.)
  Konferences tēžu krājums
• Dalība RSU starptautiskajā konferencē “Zināšanas praksei” medicīnas un veselības aprūpes nozarē RSU Zinātnes nedēļas ietvaros ar referātu “Surrogate Models in Pharmaceutical Dissolution Testing: Case Study” (27.03.2025.)
  Konferences tēžu krājums
• Dalība Latvijas Universitātes 83. starptautiskajā zinātniskajā konferencē ar prezentāciju par tematu “Skaitlisku LES un metamodeļu pielietojumu piemēri zāļu tabletes šķīšanas straujuma standarta pārbaudes procesa aprakstam difūzijas kontrolētā procesā” (21.02.2025.)
• Konferences tēžu krājums
• Dalība Starptautiskā konferencē 10th BBBB conference on Pharmaceutical Sciences, Tartu, Igaunija, ar prezentāciju par tematu “Uncertainties in drug dissolution tests - identification and CFD evaluation of factors limiting the accuracy of the USP2 test” (12.–14.09.2024.)
  Konferences tēžu krājums
• Dalība RSU starptautiskā studentu konferencē (International Student conference RSU ISC 2024), Rīga, Latvija. Iluta Žīgure uzstājās ar mutisku prezentāciju par tematu “Optimization Of Drug Delivery Systems by Modeling Dissolution Processes”. Iegūta 2. vieta, Veselības zinātņu sadaļā Bioķīmija/Fizioloģija/Farmācija/Farmakoloģija (21.–22.03.2024.)
  Konferences tēžu krājums
• Dalība Latvijas Universitātes 82. Starptautiskajā zinātniskajā konferencē, Rīga, Latvija, ar prezentāciju par tematu “Dissolution in oral drug delivery systems, project ModelDrug” (22.03.2024.)
  Konferences tēžu krājums
• Dalība Latvijas Farmaceitu biedrības rīkotā konferencē “Farmācijas studentu sasniegumi pētniecībā un farmācijas speciālistiem aktuāla valsts institūciju informācija 2024”. Iluta Žīgure uzstājās ar mutisku prezentāciju “Zāļu piegādes sistēmu optimizēšana modelējot šķīšanas procesus” (09.02.2024.) 

Saistītie studiju darbi

• Melisa Krūkle “Zāļu izdalīšanās profilu optimizācija, izmantojot hidrogēlā balstītas zāļu piegādes sistēmas: izaicinājumi un perspektīvas” (aizstāvēts 08.05.2026, vadītāja: Dr. sc. ing. Agnese Brangule)
• Alinur Ahmadli “Application of Proper Orthogonal Decomposition for Analyzing Flow Dynamics in a USP2 Dissolution Apparatus” (aizstavēts 22.01.2026, vadītāja Sabīne Upnere)
• Iluta Žīgure “Zāļu piegādes sistēmu optimizēšana modelējot šķīšanas procesus” (aizstāvēts 18.05.2025., vadītāja: Dr. sc. ing. Agnese Brangule) 

Citas aktivitātes

• Rīgas Imantas vidusskolas pirmklasnieku ekskursija Karjeras dienu ietvaros (vadīja Ance Bārzdiņa, Una Lote Vītoliņa, Daniela Paula Prudņikova) (3.03.2025.) 
• Doktorante Ance Bārzdiņa devās uz Rīgas 84. vidusskolu, lai dalītos ar pieredzē zinātnē (31.01.2025.)
• Dr. sc. ing. Agnese Brangule piedalījās EURESTOP GENERAL MEETING Seviļā Spānijā ar mutisko referātu Case Study on Enhancing Efficiency and Effort in High Hydrostatic Pressure Sterilization (autori: Anete Vircava, Ingus Skadiņš, Ance Bārzdiņa, Agnese Brangule) (31.01.2025.)
• Norisinās Baltijas Biomateriālu ekselences centra erudīcijas konkursa BIO-GO-Higher pirmā neklātiens daļa, kurā medicinās jomas jautājumus izveidošas RSU Farmācijas fakultātes pētnieces (30.09.–8.10.2024.)
• RSU Farmācijas fakultātes pētnieces (Agnese Brangule, Renāte Teterovska, Ance Bārzdiņa, Anete Vircava un Daniela Paula Prudņikova) piedalījās Zinātnieku naktī Medicīnas izglītības tehnoloģiju centrā, demonstrējot dažāda veida ķīmiskos eksperimentus ar aktivitāti Ilgais ceļš zālēs (27.09.2024.)
  Zinātnieku nakts 2024 programma
• RSU Farmācijas fakultātes vadošā pētniece Agnese Brangule piedalījās Dabaszinātņu, matemātikas, inženierzinātņu un tehnoloģiju skolotāju konferences paneļdiskusijā Mākslīgais intelekts - problēmu radītājs vai risinātājs? (27.08.2024.)
  Konferences programma
• RSU Farmācijas fakultātē viesojās dr. Pamela Nylund (AO Research Institute, Šveice) un kopā ar doktoranti Anci Bārzdiņu un vadošo pētnieci Agnesi Branguli pētīja antibiotiku izdalīšanos no hidrogēliem (13.–17.05.2024.)
• RSU Farmācijas fakultātē viesojās Eiropas komisijas prezidente Ursula van der Leiena. Par pētniecības asktualitātēm prezidentei stāsītja projekta ModelDrug pētnieces Ance Bārzdiņa un Daniela Paula Prudņikova (15.04.2024.)
• Latvijas Ķīmijas skolotāju asociācijas konferencē Farmācijas fakultātes vadošā pētniece Agnese Brangule uzstājās ar prezentāciju Pētīšana kā dzīvesveids. Konferences ietvaros skolotāji viesojās Farmācijas fakultātē, aplūkoja jaunās telpas, mūsdienīgās laboratorijas iekārtas (18.03.2024.)

Par projektu medijos

• Ķīmijas ābece – elementu periodiskā tabula – aizvien mainīgs elementu apkopojums, lsm.lv, Latvijas radio raidījums “Zināmais nezināmajā” (22.04.2026.)
• Zinātnē šobrīd vajag trakas idejas. RSU pētniece Agnese Brangule par «klauvēšanos durvīs», lsm.lv (27.12.2024.)
• Kā pēta un kāda nozīme medicīnā ir ārstniecības augiem? Skaidro RSU docētāja, Ance Bārzdiņa lsm.lv (17.05.2024.)