Исследователи разработали контактные линзы, которые могут высвобождать контролируемые количества лекарства от глаукомы. Линзы могли бы более точно дозировать лекарства, чем это удается при применении глазных капель, таким образом облегчив некоторым пациентам их жизнь.

Дин Хо (Dean Ho), биоинженер из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, говорит, что большинство методов лечения глаз основываются на применении лечебных глазных капель, однако капли обладают рядом недостатков. Часто капли норовят вытечь из глаза, что приводит к непостоянной дозировке лекарства. К тому же при применении в виде капель лекарственное средство поступает в высокой концентрации и быстро расходуется. Это обстоятельство приводит к тому, что пациенты должны помнить о необходимости применения глазных капель несколько раз в день. Гидрогелевые контактные линзы однодневного использования, высвобождающие лекарство в течение дня, могли бы привести к простому решению по получению необходимых лекарственных средств пациентами, страдающими глаукомой, особенно теми из них, кто уже нуждается в ношении корригирующих линз.

Гидрогелевые контактные линзы (слева), покрытые запоминающим форму биогелем (разноцветные сферы, справа), который содержит лекарство от глаукомы (красный цвет). Гель состоит из наноразмерных алмазов, покрытых полиэтиленимином (зеленый цвет), которые сшиты с хитозаном (серый цвет). Когда лизоцим – фермент, обнаруженный в слезах, расщепляет хитозан, гель разрушается и медленно высвобождает лекарство за 24 часовой период.

Стремлением Хо было создать контактные линзы, которые содержат и высвобождают лекарства в контролируемом режиме, инициируемым при контакте с тонкой пленкой слез, покрывающих глаз. Хо обратил свое внимание на наноалмазы, отшлифованные углеродные частицы с диаметром около 5 нм. Некоторые из граней таких частиц заряжены положительно, а другие заряжены отрицательно, вследствие чего эти наноалмазы притягивают воду и могут задерживать и высвобождать разнообразные молекулы. Хо говорит, что наноалмазы были протестированы в качестве носителей лекарства от рака и продемонстрировали отсутствие признаков токсичности.

Хо и его команда начали свою работу с создания наноалмазного геля. Сначала исследователи покрыли наноалмазы полиэтиленимином. Затем в присутствии лекарства от глаукомы тимолола малеата исследователи сшили покрытые полимером наноалмазы с полисахаридом хитозаном, внедрив таким образом лекарство в образующийся гель. Когда лизоцим, фермент, содержащийся в слезах, расщепляет хитозан, гель начинает разрушаться, и лекарство вымывается. Для того чтобы создать высвобождающие лекарство линзы, исследователи смешали наноалмазный гель с гидрогелем, используемым для создания контактных линз, залили смесь в формочку и инициировали реакцию полимеризации, используя ультрафиолетовый свет.

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе хотели посмотреть насколько хорошо линзы из наноалмазного геля удерживают лекарство в сравнении с линзами, выдержанными в тимололе или уже отпечатанными с лекарством с помощью молекулярного впечатывания. Исследователи погрузили линзы в раствор, который имитировал слезную жидкость, но в котором отсутствовал лизоцим. Линзы из наноалмазов не высвобождали лекарство, в то время как другие линзы высвободили почти всё лекарство в течение 1 часа, что свидетельствует о том, что их лекарственная составляющая вымылась бы при хранении.

Когда был добавлен фермент, наноалмазные линзы непрерывно высвобождали тимолол в течение 24 часов. Хо говорит, что после 48 часов высвобождение лекарства стало менее постоянным, что, по его мнению, не является проблемой, поскольку пациенты, скорее всего, могли бы заменять линзы ежедневно. В конечном итоге исследователи использовали клетки роговицы человека, чтобы продемонстрировать, что лекарство, высвобождающееся из наноалмазных линз, остается активным.

Хо говорит, что наноалмаз закрепляет все компоненты на своем месте и является ключом к хорошо контролируемому высвобождению лекарственного препарата.

Али Хадемхоссейни (Ali Khademhosseini), специалист по биоинженерии соглашается, что сложно контролировать высвобождение лекарства из гидрогеля. Но он подчеркивает, что наноалмазная система демонстрирует постоянное высвобождение при инициировании слезным ферментом.

В настоящее время Хо планирует протестировать высвобождающие лекарство линзы на животных и намеревается провести эксперименты с регулировкой времени высвобождения лекарства, чтобы посмотреть окажет ли это пользу для клинической практики.