Collaborative Research: Zwitterionic polymers for mucosal penetration

合作研究:用于粘膜渗透的两性离子聚合物

基本信息

  • 批准号:
    2104499
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-15 至 2023-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PART 1: NON-TECHNICAL SUMMARYThis project uses direct measurements of molecular interactions to inform the development of polymers to penetrate the mucosal barrier. Mucus provides a barrier to protect tissue from invasion by bacteria, viruses, allergens, and irritants. Interestingly, transmucosal drug delivery is a promising alternative to other more invasive methods as it has good patience compliance and is able to target particular organs while offering improved drug bioavailability. The success of mucosal delivery methods thus requires highly sensitive measurements to inform materials synthesis strategies. This collaborative project will use total internal reflection microscopy experiments to directly measure interactions between mucus films and particles coated with zwitterionic polymers. Zwitterionic polymers are those that carry an equal number of positive and negative charges, similar to lipids present on the surfaces of cells. The team uses these measurements, which provide nanometer-scale resolution, to inform of the interactions between chemically different zwitterionic polymers and mucus, and to extract the importance of polymer chemistry on mucopenetrability. Educational impacts of this work are focused on training of students at graduate and undergraduate levels. Efforts to retain undergraduate underrepresented minorities are undertaken through mentoring for student members of the Hispanic Association of Colleges and Universities. Outreach activities center on involvement in recruiting activities and summer research opportunities for undergraduates through The Colorado-Wyoming Alliance for Minority Participation (CO-WY AMP). Focus is also placed on hosting undergraduate students in the laboratory and to participate in K-5 STEM education via the SABES (STEM Achievement in Baltimore Elementary Schools) program. PART 2: TECHNICAL SUMMARYThis research centers around the development of zwitterionic polymers and particles with controllable mucopenetration. To understand carrier-mucus interactions and mucus transport, we propose a series of coupled aims which integrate synthetic biomaterials design of polymers will well-defined molecular characteristics and the direct kT-scale measurements of their mucus interactions and mucus transport. Control over molecular properties, including zwitterion dipole orientation and molecular weight, will enable us to carry out a comprehensive examination of the effects of these characteristics on their performance as effective mucopenetrating drug carriers. Simultaneously, by employing Total Internal Reflection Microscopy (TIRM) we will directly and non-intrusively measure kT and nanometer scale interactions between particles and mucus, with and without boronic acid targeting moieties. Ultimately, these studies will provide critical knowledge to inform the design and optimal performance of ZI particles in an iterative fashion. In short, the proposed work will combine the synthetic and self-assembly expertise of the Herrera-Alonso lab with the expertise of the Bevan lab on TIRM measurements to understand how ZI NP chemistry and structure lead to different interactions with mucus and diffusive transport.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
第 1 部分:非技术摘要该项目使用分子相互作用的直接测量来为聚合物的开发提供穿透粘膜屏障的信息。粘液提供了一道屏障,保护组织免受细菌、病毒、过敏原和刺激物的侵袭。有趣的是,经粘膜给药是其他更具侵入性的方法的一种有前途的替代方法,因为它具有良好的耐心依从性,并且能够靶向特定器官,同时提供改进的药物生物利用度。因此,粘膜递送方法的成功需要高度灵敏的测量来告知材料合成策略。该合作项目将使用全内反射显微镜实验来直接测量粘液膜和涂有两性离子聚合物的颗粒之间的相互作用。两性离子聚合物是带有相同数量的正电荷和负电荷的聚合物,类似于细胞表面上存在的脂质。该团队使用这些提供纳米级分辨率的测量来了解化学上不同的两性离子聚合物和粘液之间的相互作用,并提取聚合物化学对粘液渗透性的重要性。这项工作的教育影响集中在研究生和本科生的培训上。通过对西班牙裔学院和大学协会的学生成员进行指导,努力留住本科生中代表性不足的少数群体。外展活动的重点是通过科罗拉多州-怀俄明州少数民族参与联盟 (CO-WY AMP) 参与本科生的招募活动和暑期研究机会。重点还放在实验室接待本科生,并通过 SABES(巴尔的摩小学 STEM 成就)计划参与 K-5 STEM 教育。第 2 部分:技术摘要本研究的重点是开发具有可控粘液渗透性的两性离子聚合物和颗粒。为了了解载体-粘液相互作用和粘液运输,我们提出了一系列耦合目标,其中整合了聚合物的合成生物材料设计、明确的分子特征以及粘液相互作用和粘液运输的直接 kT 尺度测量。对分子特性的控制,包括两性离子偶极子取向和分子量,将使我们能够全面检查这些特性对其作为有效的粘膜穿透药物载体的性能的影响。同时,通过采用全内反射显微镜 (TIRM),我们将直接且非侵入性地测量颗粒和粘液之间的 kT 和纳米级相互作用,无论是否有硼酸靶向部分。最终,这些研究将提供关键知识,以迭代方式为 ZI 粒子的设计和最佳性能提供信息。简而言之,拟议的工作将把 Herrera-Alonso 实验室的合成和自组装专业知识与 Bevan 实验室在 TIRM 测量方面的专业知识相结合,以了解 ZI NP 化学和结构如何导致与粘液和扩散运输的不同相互作用。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Michael Bevan其他文献

T-DNA of the Agrobacterium Ti and Ri Plasmids as Vectors
农杆菌 Ti 和 Ri 质粒的 T-DNA 作为载体
  • DOI:
  • 发表时间:
    1983
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Chilton;Annick De Framond;Michael Byrne;Robert T. Fraley;W. S. Chilton;Lucille Fenning;Kenneth A. Barton;Andrew N. Binns;A. Matzke;Michael Bevan;Jane Koplow;George Jen;Chantal David;J. Tempé
  • 通讯作者:
    J. Tempé
Spatial and temporal patterns of transcription of a wound‐induced gene in potato.
马铃薯伤口诱导基因转录的空间和时间模式。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1990
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    A. Stanford;D. H. Northcote;Michael Bevan
  • 通讯作者:
    Michael Bevan

Michael Bevan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Michael Bevan', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: ISS: Microgravity enabled studies of particle adsorption dynamics at fluid interfaces
合作研究:国际空间站:微重力支持流体界面颗粒吸附动力学的研究
  • 批准号:
    2224413
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Field Mediated Assembly of Anisotropic Colloids on Surfaces
表面上各向异性胶体的场介导组装
  • 批准号:
    2113594
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Coarse Grained Modeling & Control of Colloidal Assembly
粗粒度建模
  • 批准号:
    1928950
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Wheat Pan-genomics
小麦泛基因组学
  • 批准号:
    BB/P010733/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Research Grant
Utilising Illumina sequencing for high throughput genotyping of wheat
利用 Illumina 测序对小麦进行高通量基因分型
  • 批准号:
    BB/P004857/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Research Grant
14 ERA-CAPS: INvestigating TRiticeae EPIgenomes for Domestication (INTREPID)
14 ERA-CAPS:研究小麦科 EPI 基因组用于驯化 (INTREPID)
  • 批准号:
    BB/N005155/1
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Research Grant
Functional analysis of NLP7 for optimising nitrate responsive growth
NLP7 优化硝酸盐响应生长的功能分析
  • 批准号:
    BB/M02184X/1
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Research Grant
13 ERA-CAPS. Identifying and exploiting genetic variation controlling seed yield and quality in oilseed crops
13 ERA-CAPS。
  • 批准号:
    BB/M001334/1
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Research Grant
kT-scale Protein & Carbohydrate Interactions on Synthetic Materials & Cell Surfaces
kT级蛋白质
  • 批准号:
    1402739
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Control of seed and organ size by a ubiquitin-mediated signalling cascade
通过泛素介导的信号级联控制种子和器官大小
  • 批准号:
    BB/K017225/1
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

离子型稀土渗流-应力-化学耦合作用机理与溶浸开采优化研究
  • 批准号:
    52364012
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
亲环蛋白调控作物与蚜虫互作分子机制的研究
  • 批准号:
    32301770
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于金属-多酚网络衍生多相吸波体的界面调控及电磁响应机制研究
  • 批准号:
    52302362
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
职场网络闲逛行为的作用结果及其反馈效应——基于行为者和观察者视角的整合研究
  • 批准号:
    72302108
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
EIF6负调控Dicer活性促进EV71复制的分子机制研究
  • 批准号:
    32300133
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Multifunctional Biodegradable Zwitterionic Polymer-Drug Conjugates for Multidrug Co-Delivery
用于多药联合递送的多功能可生物降解两性离子聚合物-药物缀合物
  • 批准号:
    10638101
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
Controlling biomicrofluidic device surface chemistry using smart surface-segregating zwitterionic polymers
使用智能表面隔离两性离子聚合物控制生物微流体装置表面化学
  • 批准号:
    10446995
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
Collaborative Research: Zwitterionic polymers for mucosal penetration
合作研究:用于粘膜渗透的两性离子聚合物
  • 批准号:
    2104498
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Reducing Infection and Plugging of Tympanostomy Tubes Through Zwitterionic Thin Films
通过两性离子薄膜减少鼓膜造口管的感染和堵塞
  • 批准号:
    10321467
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
Reducing Infection and Plugging of Tympanostomy Tubes Through Zwitterionic Thin Films
通过两性离子薄膜减少鼓膜造口管的感染和堵塞
  • 批准号:
    10615107
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 11.25万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了