Учените от Технологичния университет Nanyang, Сингапур (NTU Singapore) са разработили пластир „контактни лещи“ с микроигли, който може да осигури безболезнена и ефективна алтернатива на настоящите методи за лечение на очни заболявания като глаукома и дегенерация на макулата.

учените

Настоящите локализирани методи за лечение като капки за очи и мехлеми са възпрепятствани от естествените защитни сили на окото, мигане и сълзи. Очните инжекции могат да бъдат болезнени и да носят риск от инфекция и увреждане на очите. В резултат на това някои пациенти не могат да спазят предписания режим на очните си заболявания, много от които изискват дългосрочно лечение.

Пластирът с доказателство за концепция, успешно тестван при мишки, е покрит с биоразградими микроигли, които доставят лекарства в окото с контролирано освобождаване. След кратко и леко притискане към очната повърхност - подобно на поставяне на контактни лещи - съдържащите лекарството микроигли се отделят сами и остават в роговицата, освобождавайки лекарството с течение на времето, докато се разтварят.

Когато се тества върху мишки с васкуларизация на роговицата, еднократното приложение на пластира е 90% по-ефективно за облекчаване на състоянието, отколкото прилагането на една капка за очи с 10 пъти повече лекарствено съдържание.

Този нов подход, разработен от екип, ръководен от професора от NTU в Сингапур Чен Пенг от Училището по химично и биомедицинско инженерство (SCBE), с клинични прозрения от доцента на Националния очен център в Сингапур Джеми Чунг, беше публикуван в Nature Communications по-рано този месец.

Екипът включва асистент Уанг Ксиаоменг от Медицинската гимназия Лий Конг от Чикаго на NTU и асистент професор Сю Ченджи и научен сътрудник д-р Аунг Таун от SCBE.

Професор Чен, експерт по биотехнологии зад пластира за изгаряне на мазнини на микроигли, каза, че този подход може да осъзнае неудовлетворената медицинска нужда от локализирана, дълготрайна и ефективна доставка на лекарство за очи с добро съответствие с пациентите.

Той каза: "Микроиглите са направени от вещество, което се намира естествено в организма и ние показахме в лабораторни тестове върху мишки, че са безболезнени и минимално инвазивни. Ако успешно повторим същите резултати при опити с хора, пластирът може да се превърне в добър вариант за очни заболявания, които изискват дългосрочно лечение у дома, като глаукома и диабетна ретинопатия.

"Пациентите, които се затрудняват да спазват режима на многократно прилагане на капки за очи и мехлеми, също биха намерили пластира полезен, тъй като той има потенциал да постигне същия терапевтичен ефект с по-малка и по-рядка доза."

Проф. Чен добави, че пластирът може също да помогне за справяне с нарастващата тежест на заболяванията на очите. Местно проучване от 2018 г. прогнозира, че пациентите с очни заболявания в Сингапур ще нараснат значително до 2040 г., като случаите на глаукома, диабетна ретинопатия и свързана с възрастта дегенерация на макулата ще се удвоят.

Нов подход при лечението на очни заболявания

Понастоящем локализираните възможности за лечение са затруднени от физиологичните и структурните бариери на окото, включително мигане и сълзи, които измиват всички лекарства, приложени директно върху повърхността на окото.

Местните лекарства като капки за очи и мехлеми изискват повтарящи се приложения с висока доза, тъй като по-малко от 5% от лекарството се абсорбира от окото всеки път и лекарството бързо се изчиства от окото.

Конвенционалните очни инжекции могат да проникнат през повърхностните бариери, но се сблъскват със същия проблем или лошо задържане на лекарството поради обратния поток на инжектирания разтвор и последващото измиване на сълзите. Освен че носи риск от инфекция или трайно увреждане на очите, спазването на пациентите е лошо поради болка и необходимостта от чести посещения в клиника.

Проф. Чен добави: "Тези два настоящи метода произвеждат само избухване на лекарство с кратка ефективна продължителност. Това не е идеално, особено при лечение на хронични прогресиращи очни заболявания, които изискват бавно и продължително лечение, като глаукома."

За да се справи с тези проблеми, екипът разработи пластир 2 мм на 2 мм с девет микроигли, които могат да бъдат заредени с лекарства за лабораторни тестове върху мишки.

Всяка игла, по-тънка от нишка коса, е оформена като пирамида за оптимално проникване в тъканите. Иглата е направена от хиалуронова киселина, вещество, което се намира в окото и се използва често в капки за очи. Добавя се модифицирана версия на хиалуроновата киселина, за да се образува втори слой на иглата, за да се забави скоростта, с която иглата се разгражда, осигурявайки по-бавно освобождаване на лекарството.

След това д-р Aung Than, научен сътрудник от NTU в SCBE, планира и провежда експерименти в продължение на седмица върху мишки с васкуларизация на роговицата, състояние, застрашаващо зрението, при което нови кръвоносни съдове растат в роговичната тъкан поради липса на кислород. В това проучване изследователите зареждат микроиглите с DC101, антитяло, насочено към растежния фактор, който насърчава образуването на кръвоносни съдове.

При мишки с приложените пластири се наблюдава 90% намаляване на площта на кръвоносните съдове с единична доза за лечение от 1 микрограм. За разлика от това, когато се прилага една капка от същото лекарство с много по-висока доза от 10 микрограма, няма значително намаление.

Също така не е открита пункция на роговицата след една седмица, което предполага, че микроиглите са достатъчно силни, за да проникнат в роговицата, но не са твърде твърди, за да пробият през цялата роговица.

Проф. Чен заяви, че екипът е подал патент и в момента работи по по-нататъшното усъвършенстване на технологията за пластиране на очите. Те също така търсят партньорски клиницисти, които да проучат възможността за провеждане на медицински проучвания.