De onzichtbare barrière in de longen: hoe nanokristallen de weg kunnen vrijmaken voor nieuwe behandelingen bij mucoviscidose
Een beschermlaag die verandert in een hindernis
Diep in onze longen bevindt zich een beschermlaag die ons elke dag verdedigt tegen stofdeeltjes, bacteriën en virussen: mucus. Wat voor gezonde mensen een onmisbare eerste verdedigingslinie is, vormt voor mensen met mucoviscidose een bijna ondoordringbare barrière. De taaie en kleverige mucus verhindert niet alleen de afvoer van ziekteverwekkers, maar houdt ook geneesmiddelen tegen nog voor ze hun doel bereiken. Net daar begint de uitdaging van dit onderzoek.
Heel wat veelbelovende geneesmiddelen zijn slecht oplosbaar in water. Daardoor lossen ze moeilijk op in het vocht dat de luchtwegen bekleedt en bereiken ze onvoldoende de plaats waar ze werkzaam moeten zijn. Apremilast is zo'n geneesmiddel. Hoewel het therapeutisch potentieel heeft voor de behandeling van luchtwegontstekingen bij mucoviscidose, vormt zowel de beperkte oplosbaarheid als de slijmbarrière een groot obstakel voor een doeltreffende luchtwegtoediening. De centrale vraag van dit onderzoek luidde daarom: kunnen apremilast‑nanokristallen diffunderen door gezonde en mucoviscidose‑mucusmodellen, en welke formulatie‑ en mucusparameters bepalen die diffusie?
Adobe Stock. (n.d.). Comparison diagram of healthy lung and cystic fibrosis lung [Illustratie]. https://stock.adobe.com/be_fr/images/comparison-diagram-of-healthy-lung-and-cystic-fibrosis-lung/1880113400
De weg naar betere oplosbaarheid begint op nanoschaal
Om die vraag te beantwoorden werd eerst een oplossing gezocht voor de slechte oplosbaarheid van apremilast. Het geneesmiddel werd verwerkt tot nanokristallen, ultrakleine deeltjes met een grootte van minder dan 250 nanometer. Door hun kleine afmetingen beschikken deze deeltjes over een veel groter oppervlak, waardoor ze sneller kunnen oplossen. De nanokristallen werden geproduceerd via een geminiaturiseerd wet bead milling-proces en gestabiliseerd met verschillende hulpstoffen: Lutrol F127, natriumcholaat of een combinatie van natriumcholaat en chitosan. Vervolgens werden hun grootte, homogeniteit, oppervlaktelading en structurele integriteit nauwkeurig onderzocht.
George, M., & Ghosh, I. (2013). Identifying the correlation between drug/stabilizer properties and critical quality attributes (CQAs) of nanosuspension formulation prepared by wet media milling technology. International Journal of Pharmaceutics, 441(1–2), 75–84.
Een geneesmiddel ontwikkelen is echter slechts een deel van het verhaal. Even belangrijk is de omgeving waarin het geneesmiddel moet functioneren. Daarom werden in dit onderzoek ook synthetische mucusmodellen ontwikkeld die de eigenschappen van gezond en mucoviscidoseachtig luchtwegmucus zo nauwkeurig mogelijk nabootsen. De hydrogels werden uitgebreid gekarakteriseerd en vertoonden dezelfde typische kenmerken als echt mucus: gezonde modellen waren minder viskeus en elastisch, terwijl de mucoviscidosemodellen een veel dichter en sterker verknoopt netwerk vormden. Daarmee ontstond een reproduceerbaar modelsysteem waarin de verplaatsing van nanokristallen gecontroleerd kon worden bestudeerd.
Mucusinteractie als de sleutel tot succes
De resultaten tonen aan dat niet de dikte van het slijm, maar vooral de interactie tussen de nanokristallen en de mucuscomponent mucine bepaalt hoe goed een geneesmiddel zich kan verplaatsen. De eerste zes uur na toediening bleken daarbij cruciaal. In die periode werd beslist hoe diep de nanokristallen uiteindelijk door de mucus konden dringen.
De verschillen tussen de formuleringen waren opvallend. Nanokristallen gestabiliseerd met Lutrol F127 bereikten consequent de grootste diffusie, zowel in gezonde als in mucoviscidoseachtige mucusmodellen. Hun gehydrateerde, muco-inerte oppervlak beperkte de interactie met mucine, waardoor ze zich relatief vrij door de mucus konden bewegen. Nanokristallen met natriumcholaat ondervonden meer weerstand door hun negatieve oppervlaktelading, terwijl de combinatie met chitosan leidde tot sterke elektrostatische bindingen met mucine. Die interacties hielden de nanokristallen als het ware gevangen in de mucus, waardoor hun transport sterk werd beperkt.
Daarmee toont dit onderzoek aan dat succesvolle mucuspenetratie niet uitsluitend afhangt van de eigenschappen van de mucus zelf, maar vooral van een doordacht ontwerp van het oppervlak van de nanokristallen. De keuze van de stabilisator bepaalt hoe het geneesmiddel zich gedraagt in een complexe biologische omgeving en kan het verschil maken tussen een formulering die haar doel bereikt en een formulering die onderweg vastloopt.
Meer dan een geneesmiddel: een nieuw hulpmiddel voor toekomstig onderzoek
Naast de ontwikkeling van de nanokristallen leverde dit onderzoek ook een belangrijke bijdrage aan het onderzoeksveld van pulmonale geneesmiddeltoediening en mucus-gebaseerd geneesmiddelenonderzoek. De ontwikkelde synthetische mucusmodellen vormen een robuust, reproduceerbaar en afstembaar platform om nieuwe formuleringen in een vroeg stadium te evalueren. Daardoor kunnen onderzoekers verschillende strategieën systematisch vergelijken zonder voortdurend afhankelijk te zijn van patiëntmateriaal. Dat versnelt de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en maakt het mogelijk om formuleringen efficiënter te optimaliseren.
De weg naar efficiëntere luchtwegtherapieën
De belangrijkste conclusie is duidelijk. Apremilast-nanokristallen blijken niet alleen succesvol te produceren en te stabiliseren, maar zijn ook in staat om relevante slijmbarrières te doordringen. Vooral de formulering gestabiliseerd met Lutrol F127 komt naar voren als de meest veelbelovende kandidaat voor toekomstige pulmonale toediening. Tegelijk bewijzen de ontwikkelde mucusmodellen hun waarde als voorspellend systeem voor het gedrag van nanokristallen in zowel gezonde als mucoviscidoseachtige luchtwegen.
Dit onderzoek laat zien dat de oplossing voor een hardnekkig medisch probleem niet noodzakelijk ligt in een nieuw geneesmiddel, maar in een slimmere manier om dat geneesmiddel op zijn bestemming te krijgen. Door de onzichtbare slijmbarrière beter te begrijpen én te leren overwinnen, wordt de weg vrijgemaakt voor efficiëntere luchtwegtherapieën. Wat vandaag begint met nanokristallen van apremilast, kan morgen bijdragen aan een nieuwe generatie geneesmiddelen die eindelijk voorbij de grootste hindernis in de longen geraakt.
Bibliografie
[1] Patel HJ, Sharma JB, Kapoor DU, Prajapati BG. Nanocrystal Drug Delivery Systems Significantly Enhance the Therapeutic Efficacy of Anticancer Agents. Biomedical Materials and Devices 2025. https://doi.org/10.1007/s44174-025-00432-z.
[2] Ezike TC, Okpala US, Onoja UL, Nwike CP, Ezeako EC, Okpara OJ, et al. Advances in drug delivery systems, challenges and future directions. Heliyon 2023;9. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e17488.
[3] Kumari L, Choudhari Y, Patel P, Gupta G Das, Singh D, Rosenholm JM, et al. Advancement in Solubilization Approaches: A Step towards Bioavailability Enhancement of Poorly Soluble Drugs 2023;13. https://doi.org/10.3390/life13051099.
[4] Junghanns JUAH, Müller RH. Nanocrystal technology, drug delivery and clinical applications. Int J Nanomedicine 2008;3:295–309. https://doi.org/10.2147/ijn.s595.
[5] Gao L, Zhang D, Chen M. Drug nanocrystals for the formulation of poorly soluble drugs and its application as a potential drug delivery system. Journal of Nanoparticle Research 2008;10:845–62. https://doi.org/10.1007/s11051-008-9357-4.
[6] Couillaud BM, Espeau P, Mignet N, Corvis Y. State of the Art of Pharmaceutical Solid Forms: from Crystal Property Issues to Nanocrystals Formulation. ChemMedChem 2019;14:8–23. https://doi.org/10.1002/cmdc.201800612.
[7] Romero GB, Keck CM, Müller RH. Simple low-cost miniaturization approach for pharmaceutical nanocrystals production. Int J Pharm 2016;501:236–44. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2015.11.047.
[8] George M, Ghosh I. Identifying the correlation between drug/stabilizer properties and critical quality attributes (CQAs) of nanosuspension formulation prepared by wet media milling technology. European Journal of Pharmaceutical Sciences 2013;48:142–52. https://doi.org/10.1016/j.ejps.2012.10.004.
[9] Parmar PK, Bansal AK. Novel nanocrystal-based formulations of apremilast for improved topical delivery. Drug Deliv Transl Res 2021;11:966–83. https://doi.org/10.1007/s13346-020-00809-1.
[10] Müller RH, Runge S, Ravelli V, Mehnert W, Thünemann AF, Souto EB. Oral bioavailability of cyclosporine: Solid lipid nanoparticles (SLN®) versus drug nanocrystals. Int J Pharm 2006;317:82–9. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2006.02.045.
[11] Möschwitzer J, Achleitner G, Pomper H, Müller RH. Development of an intravenously injectable chemically stable aqueous omeprazole formulation using nanosuspension technology. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2004;58:615–9. https://doi.org/10.1016/J.EJPB.2004.03.022.
[12] Veale DJ, Fearon U. Psoriatic arthritis 1 The pathogenesis of psoriatic arthritis. vol. 391. 2018.
[13] Cada DJ, Ingram K, Baker DE. Apremilast. Hosp Pharm 2014;49:752–62. https://doi.org/10.1310/hpj4908-752.
[14] Shakeel F, Haq N, Alanazi FK, Alsarra IA. Solubility and thermodynamics of apremilast in different mono solvents: Determination, correlation and molecular interactions. Int J Pharm 2017;523:410–7. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.03.067.
[15] Yang C, Montgomery M. Dornase alfa for cystic fibrosis. Cochrane Database of Systematic Reviews 2021;2021. https://doi.org/10.1002/14651858.CD001127.pub5.
[16] Naehrig S, Chao CM, Naehrlich L. Cystic fibrosis - Diagnosis and treatment. Dtsch Arztebl Int 2017;114:564–73. https://doi.org/10.3238/arztebl.2017.0564.
[17] Allen L, Allen L, Carr SB, Davies G, Downey D, Egan M, et al. Future therapies for cystic fibrosis. Nat Commun 2023;14. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36244-2.
[18] Antony L, Rasmussen L, Stanford D, Allen A, Kennedy D, Brewer LW, et al. PDE4 Inhibitor Apremilast Rebalances Inflammatory Responses to Pseudomonas aeruginosa Infection in CF Rats 2026. https://doi.org/10.64898/2026.02.08.704692.
[19] Al-Harbi NO, Imam F, Al-Harbi MM, Aljeryan K, Al-Shabanah OA, Alhosaini KA, et al. Protective effect of Apremilast against LPS-induced acute lung injury via modulation of oxidative stress and inflammation. Saudi J Biol Sci 2022;29:3414–24. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2022.02.023.
[20] Zarogoulidis P, Kosmidis C, Kougkas N, Lallas A, Petridis D, Hohenforst-Schmidt W, et al. Modification of apremilast from pills to aerosol a future concept. Int J Environ Res Public Health 2021;18. https://doi.org/10.3390/ijerph182111590.
[21] Parmar PK, Sharma N, Wasil Kabeer S, Rohit A, Bansal AK. Nanocrystal-based gel of apremilast ameliorates imiquimod-induced psoriasis by suppressing inflammatory responses. Int J Pharm 2022;622. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2022.121873.
[22] Pacheco DP, Butnarasu CS, Briatico Vangosa F, Pastorino L, Visai L, Visentin S, et al. Disassembling the complexity of mucus barriers to develop a fast screening tool for early drug discovery. J Mater Chem B 2019;7:4940–52. https://doi.org/10.1039/c9tb00957d.
[23] Butnarasu C, Caron G, Pacheco DP, Petrini P, Visentin S. Cystic Fibrosis Mucus Model to Design More Efficient Drug Therapies. Mol Pharm 2022;19:520–31. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.1c00644.
[24] Pangeni R, Meng T, Poudel S, Sharma D, Hutsell H, Ma J, et al. Airway mucus in pulmonary diseases: Muco-adhesive and muco-penetrating particles to overcome the airway mucus barriers. Int J Pharm 2023;634. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2023.122661.
[25] Suk JS, Lai SK, Wang YY, Ensign LM, Zeitlin PL, Boyle MP, et al. The penetration of fresh undiluted sputum expectorated by cystic fibrosis patients by non-adhesive polymer nanoparticles. Biomaterials 2009;30:2591–7. https://doi.org/10.1016/J.BIOMATERIALS.2008.12.076.
[26] Duncan GA, Jung J, Joseph A, Thaxton AL, West NE, Boyle MP, et al. Microstructural alterations of sputum in cystic fibrosis lung disease. JCI Insight 2016;1. https://doi.org/10.1172/jci.insight.88198.
[27] Pacheco DP, Butnarasu CS, Briatico Vangosa F, Pastorino L, Visai L, Visentin S, et al. Disassembling the complexity of mucus barriers to develop a fast screening tool for early drug discovery. J Mater Chem B 2019;7:4940–52. https://doi.org/10.1039/c9tb00957d.
[28] Butnarasu C, Garbero OV, Petrini P, Visai L, Visentin S. Permeability Assessment of a High-Throughput Mucosal Platform. Pharmaceutics 2023;15. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15020380.
[29] Ottaviani G, Martel S, Carrupt P-A. Parallel Artificial Membrane Permeability Assay: A New Membrane for the Fast Prediction of Passive Human Skin Permeability 2006. https://doi.org/10.1021/jm060230.
[30] Foster KA, Avery ML, Yazdanian M, Audus KL. Characterization of the Calu-3 cell line as a tool to screen pulmonary drug delivery. vol. 208. 2000.
[31] Huang M, Ma Z, Khor E, Lim L-Y. Uptake of FITC-Chitosan Nanoparticles by A549 Cells. 2002.
[32] Joyner K, Song D, Hawkins RF, Silcott RD, Duncan GA. A rational approach to form disulfide linked mucin hydrogels. Soft Matter 2019;15:9632–9. https://doi.org/10.1039/c9sm01715a.
[33] Kuo CK, Ma PX. Maintaining dimensions and mechanical properties of ionically crosslinked alginate hydrogel scaffolds in vitro. J Biomed Mater Res A 2008;84:899–907. https://doi.org/10.1002/jbm.a.31375.
[34] Kuo CK, Ma PX. Ionically crosslinked alginate hydrogels as scaffolds for tissue engineering: Part 1. Structure, gelation rate and mechanical properties. Biomaterials 2001;22:511–21. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00201-5.
[35] Abasalizadeh F, Moghaddam SV, Alizadeh E, Akbari E, Kashani E, Fazljou SMB, et al. Alginate-based hydrogels as drug delivery vehicles in cancer treatment and their applications in wound dressing and 3D bioprinting. J Biol Eng 2020;14. https://doi.org/10.1186/s13036-020-0227-7.
[36] Jia Z, Guo Z, Yang CT, Prestidge C, Thierry B. “Mucus-on-Chip”: A new tool to study the dynamic penetration of nanoparticulate drug carriers into mucus. Int J Pharm 2021;598. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120391.
[37] Suh J, Dawson M, Hanes J. Real-time multiple-particle tracking: Applications to drug and gene delivery. Adv Drug Deliv Rev 2005;57:63–78. https://doi.org/10.1016/j.addr.2004.06.001.
[38] Barnett CE. Some applications of wave-length turbidimetry in the infrared. Journal of Physical Chemistry 1942;46:69–75. https://doi.org/10.1021/j150415a009.
[39] Sarango-Granda P, Silva-Abreu M, Calpena AC, Halbaut L, Fábrega MJ, Rodríguez-Lagunas MJ, et al. Apremilast microemulsion as topical therapy for local inflammation: Design, characterization and efficacy evaluation. Pharmaceuticals 2020;13:1–25. https://doi.org/10.3390/ph13120484.
[40] Bhattacharjee S. DLS and zeta potential – What they are and what they are not? Journal of Controlled Release 2016;235:337–51. https://doi.org/10.1016/J.JCONREL.2016.06.017.
[41] Berthomieu C, Hienerwadel R. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Photosynth Res 2009;101:157–70. https://doi.org/10.1007/s11120-009-9439-x.
[42] Mansouri M, Pouretedal HR, Vosoughi V. Preparation and Characterization of Ibuprofen Nanoparticles by using Solvent/ Antisolvent Precipitation. 2011.
[43] Malektaj H, Drozdov AD, deClaville Christiansen J. Mechanical Properties of Alginate Hydrogels Cross-Linked with Multivalent Cations. Polymers (Basel) 2023;15. https://doi.org/10.3390/polym15143012.
[44] Butnarasu C, Garbero OV, Petrini P, Visai L, Visentin S. Permeability Assessment of a High-Throughput Mucosal Platform. Pharmaceutics 2023;15. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15020380.
[45] Butnarasu C, Caron G, Pacheco DP, Petrini P, Visentin S. Cystic Fibrosis Mucus Model to Design More Efficient Drug Therapies. Mol Pharm 2022;19:520–31. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.1c00644.
[46] O’Brien CL, Spencer S, Jafari N, Huang AJ, Scott AJ, Cheng Z, et al. Modeling Cystic Fibrosis Chronic Infection Using Engineered Mucus-like Hydrogels. ACS Biomater Sci Eng 2024;10:6558–68. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.4c01271.
[47] Ueda K, Iwai T, Sunazuka Y, Chen Z, Kato N, Higashi K, et al. Effect of molecular weight of hypromellose on mucin diffusion and oral absorption behavior of fenofibrate nanocrystal. Int J Pharm 2019;564:39–47. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2019.04.033.
[48] Parmar PK, Sharma N, Wasil Kabeer S, Rohit A, Bansal AK. Nanocrystal-based gel of apremilast ameliorates imiquimod-induced psoriasis by suppressing inflammatory responses. Int J Pharm 2022;622:121873. https://doi.org/10.1016/J.IJPHARM.2022.121873.
[49] Currell G, Dowman A. Essential Mathematics and Statistics for Science. 2nd ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2009.
[50] Mohanraj VJ, Chen Y. Nanoparticles-A Review. vol. 5. 2006.
[51] Dynamic light scattering and application to proteins in solutions. 2010.
[52] Danaei M, Dehghankhold M, Ataei S, Hasanzadeh Davarani F, Javanmard R, Dokhani A, et al. Impact of particle size and polydispersity index on the clinical applications of lipidic nanocarrier systems. Pharmaceutics 2018;10. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics10020057.
[53] Kakran M, Shegokar R, Sahoo NG, Al Shaal L, Li L, Müller RH. Fabrication of quercetin nanocrystals: Comparison of different methods. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2012;80:113–21. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2011.08.006.
[54] Fujii H, Watano S. Chem. Pharm. Bull. 67(10): 1050-1060 (2019). vol. 67. 1050.
[55] Salopek B, Krasi D, Filipovi S. St&ni Clanak I MEASUREMENT AND APPLICATION OF ZETA-POTENTIAL Rudarsko-geoloiko-naftni zbornik. n.d.
[56] Lunardi CN, Gomes AJ, Rocha FS, De Tommaso J, Patience GS. Experimental methods in chemical engineering: Zeta potential. Canadian Journal of Chemical Engineering 2021;99:627–39. https://doi.org/10.1002/cjce.23914.
[57] Desigaux L, Gourden C, Bello-Roufaï M, Richard P, Oudrhiri N, Lehn P, et al. Nonionic Amphiphilic Block Copolymers Promote Gene Transfer to the Lung. vol. 16. 2005.
[58] Zeta Potential Of Nanosuspensions 7 Zeta potential of nanosuspensions 7.1 Background for nanocrystals. n.d.
[59] Obeidat WM, Lahlouh IK. Chitosan Nanoparticles: Approaches to Preparation, Key Properties, Drug Delivery Systems, and Developments in Therapeutic Efficacy. AAPS PharmSciTech 2025;26. https://doi.org/10.1208/s12249-025-03100-z.
[60] Yang L, Wu P, Xu J, Xie D, Wang Z, Wang Q, et al. Development of Apremilast Solid Dispersion Using TPGS and PVPVA with Enhanced Solubility and Bioavailability. AAPS PharmSciTech 2021;22. https://doi.org/10.1208/s12249-021-02005-x.
[61] Lotfy NS, Borg TM, Mohamed EA. The promising role of chitosan–poloxamer 188 nanocrystals in improving diosmin dissolution and therapeutic efficacy against ferrous sulfate-induced hepatic injury in rats. Pharmaceutics 2021;13. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13122087.
[62] Osonwa UE, Ugochukwu JI, Ajaegbu EE, Chukwu KI, Azevedo RB, Esimone CO. Enhancement of antibacterial activity of ciprofloxacin hydrochloride by complexation with sodium cholate. Bulletin of Faculty of Pharmacy, Cairo University 2017;55:233–7. https://doi.org/10.1016/J.BFOPCU.2017.09.006.
[63] Ma Z, Wang W, Wu Y, He Y, Wu T. Oxidative degradation of chitosan to the low molecular water-soluble chitosan over peroxotungstate as chemical scissors. PLoS One 2014;9. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0100743.
[64] Sharma M, Mehta I. Surface stabilized atorvastatin nanocrystals with improved bioavailability, safety and antihyperlipidemic potential. Sci Rep 2019;9. https://doi.org/10.1038/s41598-019-52645-0.
[65] Khemchandani R, Pardhi E, Jadhav A, Devi P, Roshitha KR, Bhatt N, et al. Integrated experimental, computational and machine learning approaches for the development of Apremilast-Aceclofenac coamorphous systems. Int J Pharm 2025;686:126283. https://doi.org/10.1016/J.IJPHARM.2025.126283.
[66] Lai SK, Wang YY, Wirtz D, Hanes J. Micro- and macrorheology of mucus. Adv Drug Deliv Rev 2009;61:86–100. https://doi.org/10.1016/j.addr.2008.09.012.
[67] Suk JS, Lai SK, Wang YY, Ensign LM, Zeitlin PL, Boyle MP, et al. The penetration of fresh undiluted sputum expectorated by cystic fibrosis patients by non-adhesive polymer nanoparticles. Biomaterials 2009;30:2591–7. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2008.12.076.
[68] Ma JT, Tang C, Kang L, Voynow JA, Rubin BK. Cystic Fibrosis Sputum Rheology Correlates With Both Acute and Longitudinal Changes in Lung Function. Chest 2018;154:370–7. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.03.005.
[69] Tomaiuolo G, Rusciano G, Caserta S, Carciati A, Carnovale V, Abete P, et al. A new method to improve the clinical evaluation of cystic fibrosis patients by mucus viscoelastic properties. PLoS One 2014;9. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0082297.
[70] Rubin BK. Mucus structure and properties in cystic fibrosis. Paediatr Respir Rev 2007;8:4–7. https://doi.org/10.1016/J.PRRV.2007.02.004.
[71] Shah PL, Scott SF, Knight RA, Marriott C, Ranasinha C, Hodson ME. Original articles In vivo effects of recombinant human DNase I on sputum in patients with cystic fibrosis. vol. 51. 1996.
[72] Taylor C, Pearson JP, Draget KI, Dettmar PW, Smidsrød O. Rheological characterisation of mixed gels of mucin and alginate. Carbohydr Polym 2005;59:189–95. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2004.09.009.
[73] Huck BC, Hartwig O, Biehl A, Schwarzkopf K, Wagner C, Loretz B, et al. Macro- And Microrheological Properties of Mucus Surrogates in Comparison to Native Intestinal and Pulmonary Mucus. Biomacromolecules 2019;20:3504–12. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b00780.
[74] Schuster BS, Suk JS, Woodworth GF, Hanes J. Nanoparticle diffusion in respiratory mucus from humans without lung disease. Biomaterials 2013;34:3439–46. https://doi.org/10.1016/J.BIOMATERIALS.2013.01.064.
[75] Tauwald SM, Michel J, Brandt M, Vielsmeier V, Stemmer C, Krenkel L. Experimental studies and mathematical modeling of the viscoelastic rheology of tracheobronchial mucus from respiratory healthy patients. n.d.
[76] Liu Z, Che B, Zhang H, Deng L. Airway Mucus Rheology: Physical Insights for Navigating through Health to Pathology and Clinical Applications 2025.
[77] Nielsen H, Hvidt S, Sheils CA, Janmey PA. Elastic contributions dominate the viscoelastic properties of sputum from cystic fibrosis patients. Biophys Chem 2004;112:193–200. https://doi.org/10.1016/j.bpc.2004.07.019.
[78] Ghanem R, Roquefort P, Ramel S, Laurent V, Haute T, Le Gall T, et al. Apparent yield stress of sputum as a relevant biomarker in cystic fibrosis. Cells 2021;10. https://doi.org/10.3390/cells10113107.
[79] Abrami M, Maschio M, Conese M, Confalonieri M, Gerin F, Dapas B, et al. Combined use of rheology and portable low-field NMR in cystic fibrosis patients. Respir Med 2021;189:106623. https://doi.org/10.1016/J.RMED.2021.106623.
[80] Kaler L, Joyner K, Duncan GA. Machine Learning–Informed Predictions of Nanoparticle Mobility and Fate in the Mucus Barrier 2022. https://doi.org/10.1101/2022.03.04.483046.
[81] Eliyahu S, Aharon A, Bianco-Peled H. Acrylated chitosan nanoparticles with enhanced mucoadhesion. Polymers (Basel) 2018;10. https://doi.org/10.3390/polym10020106.
[82] Rastogi H, Gupta A, Dhaka S, Patel A, Sharma G, Madhuria N, et al. Mucus-Penetrating Nanoparticles for Therapeutic Drug Deliver: Recent advances and future perspectives 2024. https://doi.org/10.48047/AFJBS.6.Si3.2024.1760-1776.
[83] Wang YY, Lai SK, Suk JS, Pace A, Cone R, Hanes J. Addressing the PEG mucoadhesivity paradox to engineer nanoparticles that “slip” through the human mucus barrier. Angew Chem Int Ed 2008;47:9726–9. https://doi.org/10.1002/anie.200803526.
[84] Lai SK, Wang YY, Hanes J. Mucus-penetrating nanoparticles for drug and gene delivery to mucosal tissues. Adv Drug Deliv Rev 2009;61:158–71. https://doi.org/10.1016/j.addr.2008.11.002.
[85] Stolnik S, Daudali B, Arien A, Whetstone J, Heald CR, Garnett MC, et al. The e¡ect of surface coverage and conformation of poly(ethylene oxide) (PEO) chains of poloxamer 407 on the biological fate of model colloidal drug carriers. n.d.
