Intérêts de recherche

Modélisation et analyse des systèmes d'administration percutanée de médicaments

L'industrie pharmaceutique est confrontée à un défi de taille : les formes galéniques traditionnelles, telles que les comprimés, les injections et les pulvérisateurs, ne fournissent que des moyens limités d'administrer un médicament à des taux constants et pendant une période prolongée. Certaines substances peuvent devenir moins efficaces avec le temps. Par conséquent, une dose répétée est parfois nécessaire afin de maintenir la concentration plasmatique désirée.

L’objectif scientifique principal de notre recherche est d'introduire des approches mathématiques innovantes qui permettent de contrôler, de façon rigoureuse et certaine, le transport des molécules incorporées dans des systèmes polymères, à leurs cibles biologiques. Les profils de libération sont influencés par plusieurs facteurs tels la quantité de médicaments encapsulés, l'épaisseur et la composition du film. Bien que les techniques d'optimisation expérimentale (par exemple, la méthode de surfaces de réponses ou la procédure séquentielle du simplexe) soient des outils qui facilitent la fabrication de nouveaux systèmes de délivrance, ils sont chers et produisent des prédictions aléatoires.

Notre étude suggère des recettes qui reposent sur une approche empirique et théorique. La mission primordiale est de mettre en oeuvre des modèles basés sur des lois physiques pour prédire le relargage du principe actif et des modèles statistiques pour l'estimation du coefficient de diffusion. Cette analyse permettra de satisfaire les besoins des consommateurs et d'obtenir des concentrations précises de médicaments. La capacité prévisionnelle de cette enquête rendra possible une évaluation de la performance des dispositifs. L'un des avantages principaux de cette méthode est qu'elle demande moins de données expérimentales, ce qui peut engendrer d'importantes économies de temps et d'argent.

Méthodes numériques et expérimentales pour la séparation et la purification des protéines

Un handicap majeur pour la fabrication de biomolécules à une échelle industrielle demeure le temps et les coûts de séparation et de purification. Le marché mondial des biopharmaceutiques est estimé à 30 milliards de dollars avec un taux annuel d'accroissement de 20 à 25 %. Près de 80 % de ces produits sont des protéines qui doivent être isolées par des techniques élaborés avant leur mise sur le marché. Un délai de quelques mois peut causer des pertes importantes de revenu alors que les dépenses s'accélèrent.

Nous développons des méthodologies originales, qui reposent sur des approches à la fois rationnelles et empiriques, pour améliorer l'efficacité des produits biopharmaceutiques et diminuer le temps conduisant à leur mise sur le marché. Notre groupe a mis en œuvre des schémas visant à réduire la quantité de données mesurées et de corrélations nécessaires pour la détermination des interactions protéine/polymère, polymère/polymère et ion/polymère.

Ces travaux promettront de limiter de façon considérable les coûts de production des protéines recombinantes et de maximiser les marges de profit. Les étapes d'extraction et de purification représentent une part importante des investissements.

La modélisation et le contrôle de systèmes à paramètres distribués

Les systèmes à paramètres distribués‎, tels les dépôts chimiques en phase vapeur, les revêtements nanostructurés, les systèmes de délivrance transdermique, sont gouvernés par des équations aux dérivées partielles. L'étude du contrôle de ces processus pose des défis théoriques et pratiques.

Nos travaux représentent un bon point de départ pour la synthèse de contrôleurs pour des systèmes distribués‎.