رهایش کنترل شده داروهای چشمی با چاپ زیستی سه‌بعدی پلاگ‌ها؛ انقلابی در درمان خشکی چشم
سندرم خشکی چشم از شایع‌ترین اختلالات چشمی در سراسر جهان است. این بیماری به دلایلی چون کاهش تولید اشک، اختلال در ترکیب اشک یا تبخیر سریع رطوبت چشم رخ می‌دهد. بیماران در طول روز سوزش، التهاب و آسیب‌های قرنیه‌ای شدیدی را تجربه می‌کنند.
ساختار محافظتی و آناتومی چشم، دارورسانی به این اندام را به چالشی بزرگ بدل کرده است. سدهای دفاعی چشم به سرعت عوامل خارجی را از سطح کره چشم پاکسازی می‌کنند.
رهایش کنترل شده داروهای چشمی
محدودیت قطره‌های چشمی؛ زیست‌دسترس‌پذیری کمتر از ۵ درصد
قطره‌های چشمی رایج‌ترین شیوه درمان بخش قدامی چشم به شمار می‌روند. با این حال، زیست‌دسترس‌پذیری این قطره‌ها کمتر از ۵ درصد است. عوامل متعددی مانع جذب دارو می‌شوند:
- پلک‌زدن مداوم مدت تماس دارو با چشم را به شدت کاهش می‌دهد.
- گردش بالای جریان اشک دارو را خیلی زود رقیق می‌کند.
- مجرای بینی-اشکی حجم زیادی از قطره را به سرعت تخلیه می‌کند.
در نتیجه، بیمار باید در فواصل زمانی کوتاه قطره مصرف کند. این روند اغلب باعث خستگی بیمار و شکست درمان می‌شود.
پلاگ‌های پانکتوم (Punctal Plugs) چیستند؟
پلاگ‌های پانکتوم ابزارهایی بسیار ریز و غیرتهاجمی هستند. چشم‌پزشکان این پلاگ‌ها را درون مجاری اشکی قرار می‌دهند. پلاگ با مسدود کردن مسیر خروجی، مانع تخلیه سریع اشک و دارو به سمت بینی می‌شود.
این پلاگ‌ها بر اساس محل استقرار دو دسته دارند:
پلاگ‌های سطحی (Puncta):
پزشک این پلاگ‌ها را در گوشه ابتدایی پلک قرار می‌دهد. این قطعات قابل مشاهده هستند و پزشک پس از درمان آن‌ها را به آسانی خارج می‌کند. تولیدکنندگان معمولاً آن‌ها را از کلاژن می‌سازند و حدود ۱۴ روز دوام دارند.
پلاگ‌های عمقی کانالیکولار (Canaliculus):
این پلاگ‌ها درون مجرای افقی اشکی مستقر می‌شوند و خروج آن‌ها دشوارتر است. سازندگان این دسته را از پلی‌دیوکسانون باقی می‌مانند.
فناوری پرینت سه‌بعدی نوری (DLP)؛ دقت میکرونی در ساخت پلاگ
محققان دانشگاه کالج لندن (UCL) و دانشگاه سانتیاگو برای ساخت پلاگ‌های چشمی شخصی‌سازی‌شده از فناوری پرینت نوری DLP (Digital Light Processing) بهره بردند. نور در این روش رزین مایع را لایه به لایه و با دقت میکرونی پلیمریزه می‌کند.
پژوهشگران برای ماتریس پایه از دو پلیمر زیست‌سازگار استفاده کردند:
- پلی‌اتیلن گلیکول ۴۰۰ (PEG 400)
- پلی‌اتیلن گلیکول دی‌اکریلات (PEGDA)
آن‌ها داروی استروئیدی دگزامتازون (Dexamethasone) را درون این ساختار بارگذاری کردند تا التهاب قرنیه را به طور مداوم سرکوب کند.
تنظیم زمان رهایش دارو؛ از ۷ تا ۲۱ روز دارورسانی مداوم
نتایج این مطالعه نشان داد که ترکیب این دو پلیمر سرعت خروج دارو را کنترل می‌کند:
- فرمولاسیون ترکیبی (۲۰٪ PEG 400 و ۸۰٪ PEGDA): شبکه پلیمری نرم‌تری ایجاد کرد و دارو را به مدت ۷ روز آزاد ساخت.
- فرمولاسیون خالص (۱۰۰٪ PEGDA): پیوندهای عرضی متراکم‌تری تشکیل داد و رهایش پیوسته دگزامتازون را تا ۲۱ روز افزایش داد.
این پژوهش ثابت می‌کند که فناوری چاپ زیستی نیاز به مصرف مکرر قطره‌ها را به صفر می‌رساند و افق درخشانی را در درمان غیرتهاجمی بیماری‌های قرنیه باز می‌کند.
منبع رهایش کنترل شده داروهای چشمی
Xu, X., Awwad, S., Diaz-Gomez, L., Alvarez-Lorenzo, C., Brocchini, S., Gaisford, S., Goyanes, A., & Basit, A. W. (2021). “3D Printed Punctal Plugs for Controlled Ocular Drug Delivery.” Pharmaceutics, 13(9), 1421.
