En allt större andel av de läkemedelssubstanser som idag är av intresse för den farmaceutiska industrin är svårlösliga i vatten. För att trots detta erhålla hög biotillgänglighet måste man utveckla beredningsformer som medger effektiv frisättning av den aktiva substansen. En lovande sådan beredningsform utgörs av fasta dispersioner, där den svårlösliga substansen finfördelas i en vattenlöslig polymer. För att utnyttja dessa dispersioners potential fullt ut måste dock materialegenskapernas inverkan på deras beteende kartläggas i större utsträckning än vad som tidigare gjorts.
En uppsättning experimentella metoder har i detta arbete utvecklats och använts för att analysera de processer som styr beteendet hos fasta läkemedelsberedningar i allmänhet, och fasta dispersioner i synnerhet. För observation av sådana processer in situ, under pågående tablettupplösning, är NMR-spektroskopi (kärnmagnetisk resonans-spektroskopi) och NMR-avbildning överlägsna många andra tekniker, både på makroskopisk och på molekylär nivå. NMR är en mångsidig metod med både isotop- och kemisk selektivitet. Genom att utnyttja dessa möjligheter kan de enskilda sambanden mellan den ursprungliga tablettens materialegenskaper och polymermobilisering, vatteninträngning och den aktiva substansens migrering följas separat. Kartläggning av dessa processer, på relevanta tidsskalor i tabletter under upplösning, påvisar att gellagrets inhomogenitet inuti den ursprungliga tabletten har stor betydelse för frisättningskinetiken.
Vidare visar sig NMR-relaxometri ge värdefull information om den aktiva substansens partikelstorlek och dess omkristallisationsbeteende i fasta dispersioner under svällning och upplösning. NMR-experimenten kompletteras med oberoende karakterisering av det kristallina tillståndet, pulvermorfologin och ytsammansättningen hos de torra fasta dispersionerna. Dessa experiment utförs med hjälp av XPS (röntgen-fotoelektronspektroskopi), SEM (elektronmikroskopi), pXRD (pulver-röntgendiffraktion), DCS (differentiell kalorimetri), FTIR (infraröd Fourier transform spektroskopi) och DAT (dynamisk kontaktvinkel) mätningar.
De metoder som presenteras i den här avhandlingen pekar mot nya vägar att nå djupare förståelse för beteendet hos fasta dispersioner, vilket i sin tur kan leda till att fler lovande läkemedelssubstanser kan distribueras effektivt trots begränsad vattenlöslighet.