Data-Driven Design of Novel Polymer Excipients for Pharmaceutical Amorphous Solid Dispersions

化学 溶解度 聚合物 无定形固体 玻璃化转变 化学工程 结晶 共聚物 有机化学 工程类
作者
Elena J. Di Mare,Ashish Punia,Matthew S. Lamm,Timothy Rhodes,Adam J. Gormley
出处
期刊:Bioconjugate Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:35 (9): 1363-1372 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.bioconjchem.4c00294
摘要

About 90% of active pharmaceutical ingredients (APIs) in the oral drug delivery system pipeline have poor aqueous solubility and low bioavailability. To address this problem, amorphous solid dispersions (ASDs) embed hydrophobic APIs within polymer excipients to prevent drug crystallization, improve solubility, and increase bioavailability. There are a limited number of commercial polymer excipients, and the structure-function relationships which lead to successful ASD formulations are not well-documented. There are, however, certain solid-state ASD characteristics that inform ASD performance. One characteristic shared by successful ASDs is a high glass transition temperature (Tg), which correlates with higher shelf stability and decreased drug crystallization. We aim to identify how polymer features such as side chain geometry, backbone methylation, and hydrophilic-lipophilic balance impact Tg to design copolymers capable of forming high-Tg ASDs. We tested a library of 50 ASD formulations (18 previously studied and 32 newly synthesized) of the model drug probucol with copolymers synthesized through automated photoinduced electron/energy transfer-reversible addition-fragmentation chain-transfer (PET-RAFT) polymerization. A machine learning (ML) algorithm was trained on the Tg data to identify the major factors influencing Tg, including backbone methylation and nonlinear side chain geometry. In both polymer alone and probucol-loaded ASDs, a Random Forest Regressor captured structure-function trends in the data set and accurately predicted Tg with an average R2 > 0.83 across a 10-fold cross validation. This ML model will be used to predict novel copolymers to design ASDs with high Tg, a crucial factor in predicting ASD success.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
烟花应助kingripple采纳,获得10
3秒前
秋老虎发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
LINE完成签到 ,获得积分10
4秒前
KarimaElMir完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
开心人达发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
不可以懒懒完成签到,获得积分10
8秒前
漂亮巧荷完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
JSzzZ完成签到,获得积分10
9秒前
Bruce Zhu发布了新的文献求助10
10秒前
秋老虎完成签到,获得积分10
10秒前
晴天完成签到,获得积分20
11秒前
KarimaElMir发布了新的文献求助10
11秒前
韶韶i发布了新的文献求助10
11秒前
Owen应助1250gg采纳,获得10
11秒前
肥鹏完成签到,获得积分10
12秒前
77完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Tixbury完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
阎艺丹发布了新的文献求助10
13秒前
我是老大应助云染采纳,获得10
13秒前
AZKY发布了新的文献求助10
14秒前
甜蜜冷风完成签到,获得积分10
15秒前
晴天发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
娜娜liuna完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
小李发布了新的文献求助10
16秒前
伶俐的道之完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
xldongcn发布了新的文献求助10
19秒前
脑洞疼应助Bruce Zhu采纳,获得10
20秒前
源源完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Social Psychology 800
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7647280
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9219564
关于积分的说明 19786582
捐赠科研通 7212238
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3277330
关于科研通互助平台的介绍 2438726
邀请新用户注册赠送积分活动 2275658