Mechanistic Influence of Polymer Species, Molecular Weight, and Functionalization on Mucin–Polymer Binding Interactions
Notice bibliographique
Résumé
Improving both systemic and localized delivery of pharmaceuticals by optimizing the delivery vehicle properties is a major area of ongoing research. One such engineered property is mucoadhesion, wherein polymers are tailored to optimize polymer–mucin interactions to increase drug residence times and uptake efficiency. There are many examples of mucoadhesion as a drug delivery modality in the literature, yet the underlying mechanisms remain poorly understood, and its clinical translation is limited. Within this mechanistic lens, we found that nuclear magnetic resonance (NMR) is a powerful tool for uncovering polymer–mucin interactions. We investigated the influence of several polymer design parameters including molecular weight and repeating unit functionalization on mucoadhesion and uncovered several key findings in terms of the influence of these design parameters on polymer–protein intermacromolecular interactions. First, we probed individual polymer species including hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), and carboxymethyl cellulose (CMC) and identified that molecular-weight-driven changes in the polymer–mucin interaction fingerprint result from perturbations in the polymer-specific binding complex. Specifically, we found that CMC and HPC complexes spatially reorient with increasing molecular weight, whereas HPMC complexes do not. We expanded this comparison to include functional group changes to the polymer repeating unit, where we showed that the addition of methyl groups to cellulose derivatives induces a unique binding fingerprint. Next, we expanded the mucoadhesive polymer series to include CMC, HPC, HPMC, poly(acrylic acid) (PAA), and poly((2-dimethylamino)ethyl methacrylate) (PDMAEMA) and observed a negative correlation between molecular weight and mucoadhesive interaction intimacy, highlighting the differences across polymer species. Finally, we explored polymers that lack mucin interactions to illustrate the limitations of polymer composition and molecular weight as predictors of mucoadhesive fate. Altogether, these experiments were used to report on mucoadhesive interactions at the atomic level and revealed that polymer design is dependent on both the availability and accessibility of mucoadhesive functional groups.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».