Ученые Университета Ватерлоо (University of Waterloo) создали новый тип контактных линз, который не только выполняет функцию защитной повязки при ранах роговицы, но и обеспечивает контролируемую доставку лекарственных средств. Данная разработка была представлена в публикации журнала Pharmaceutics.
Инновационный материал контактных линз реагирует на ферменты, присутствующие в глазу и указывающие на повреждение, что позволяет ускорить процесс заживления. При традиционном лечении пациентов с абразиями роговицы ношение прозрачной кислородопроницаемой бандажной контактной линзы в течение семи-десяти дней дополняется антибактериальными глазными каплями. Однако эффективность такого подхода ограничена разовым применением антибиотиков, которое не обеспечивает длительного присутствия препарата на глазу.
Доктор Линдон Джонс (Dr. Lyndon Jones), профессор Школы оптометрии и наук о зрении Университета Ватерлоо и директор Центра офтальмологических исследований и образования (CORE), пояснил, что разработанная система адресной доставки лекарств реагирует на состояние организма: чем серьезнее повреждение, тем больше препарата высвобождается. По его словам, это уникальная особенность, которая может изменить подходы к лечению. Доктор Джонс подчеркнул необходимость создания бандажной контактной линзы, способной доставлять лекарства во время заживления тканей. В работе участвовала команда экспертов Университета Ватерлоо, включая доктора Суcмиту Бозе (Dr. Susmita Bose), доктора Чау-Минь Фана (Dr. Chau-Minh Phan), доктора Эвелин Йим (Dr. Evelyn Yim) (доцент кафедры химической инженерии, специализирующаяся на материалах на основе коллагена), а также бывшего постдокторанта доктора Мухаммада Ризвана (Dr. Muhammad Rizwan) и бывшего аспиранта лаборатории доктора Йим Джона Уэйлона Це (John Waylon Tse).
Исследователи решили проблему использования коллагена — естественного белка глаза, участвующего в заживлении ран, но слишком слабого для материала контактных линз. Они усилили желатинметакрилат (производное коллагена), сделав его в десять раз прочнее природного коллагена. Ключевым прорывом стала способность материала разрушаться в присутствии матриксной металлопротеиназы-9 (MMP-9) — фермента, который естественным образом присутствует в глазу и играет важную роль в заживлении ран. Доктор Фан отметил, что эти ферменты высвобождаются в большем количестве при наличии повреждения. Благодаря тому, что материал выделяет лекарство в ответ на концентрацию MMP-9, система обеспечивает более высокую дозу препарата при обширных ранах.
В исследованиях на культурах человеческих клеток с использованием бычьего лактоферрина (модельного ранозаживляющего препарата) новая контактная линза продемонстрировала полное заживление раны в течение пяти дней. Кроме того, материал активируется только при температуре глаза, что позволяет хранить лекарство до момента его применения. Команда продолжает совершенствовать материал для включения различных лекарственных средств и видит потенциальное применение разработки не только при травмах глаз, но и для лечения крупных язв кожи и других участков тела, требующих адресной доставки препаратов.
Ссылка на оригинальное исследование: Susmita Bose et al, Fabrication and Characterization of an Enzyme-Triggered, Therapeutic-Releasing Hydrogel Bandage Contact Lens Material, Pharmaceutics (2023). DOI: 10.3390/pharmaceutics16010026.