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带电载体 让药物直达眼底

来源:| 作者:| 发布时间:2015年02月28日

玻璃体注射给药是近年眼底疾病治疗的热门话题,纳米药物载体则是药物研发中的热门话题,这两个热门话题的偶然碰撞帮助本文作者获得了“国家高技术研究发展计划(863计划)青年科学家专题”的支持,并研发了能够在眼球内定向弥散的带电纳米缓释药物载体。

眼底疾病 注射给药发展迅速

如果把人的眼睛比作一台精美的照相机,那么眼底就相当于底片,如果底片的质量出了问题,再高档的镜头也无济于事。眼底病是极具视觉损伤和致盲风险的眼部病变,近年来发病率不断上升。

临床治疗眼底疾病的主要给药途径包括静脉/口服给药、局部眼外给药、植入/注入型载体、玻璃体药物注射等。其中,玻璃体药物注射具有效率高(眼内药物浓高)、相对安全(全身并发症少)、简便(操作方法易掌握、易推广)、低成本等优点,是一种快捷高效的给药途径,发展十分迅速。近年来用于控制黄斑水肿和眼内新生血管并发症的第一代治疗剂在市场上取得巨大成功,其中有些已成为销售过10亿美元的产品。此外,玻璃体腔注射更昔洛韦和膦甲酸钠也成为治疗巨细胞病毒性视网膜炎的主要方法。

在国内,通过眼内药物注射来治疗眼底疾病的数量也呈直线上升趋势。以北京大学人民医院眼科为例,2002 年,每年眼内药物注射的例数不足100例,2005年达到300例,到2011年已达4300例,2013年则达到6700例。以上都充分显示了玻璃体腔药物注射治疗具有巨大的商业价值、市场潜力和医疗用途,也刺激了这一领域的研究和发展。

玻璃体注射 并非完美无缺

不过,玻璃体注射给药在临床应用上仍存在一定的缺陷,并因此影响了治疗效果。

首先,药物在眼内弥散,无特异性。药物颗粒在眼内组织的非特异性弥散,既降低了治疗效果,也可以引起组织损伤。例如眼内注射的曲安奈德被发现可以蓄积在房角部位,这可能是引起继发性青光眼的原因之一。

其次,患者通常需要重复注射。以膦甲酸钠为例,玻璃体注射的半衰期仅为34 小时,因此每周都需要注射1~2 次,降低了患者的依从性,也增加了并发症的发生几率。

最后,我们在前期的研究中还发现,发生了视网膜水肿后,视网膜的通透性会增加,药物在眼内的半衰期将进一步缩短。

因此,临床上亟待开发兼具定向和缓释功能的玻璃体注射给药方式。

眼球微电场 可给药物做路标

早期的眼科学研究发现,整个眼球构造本身就如同一节电池,前端为阳极,后端为阴极,这是眼球特有的视觉电生理现象,它表明眼球内有微电场。

在一次小型学术活动中,一位跨专业的学者介绍了他的研究成果——带电荷的纳米球。这个新奇的设计让我立刻想到,我们能够借助这个设计和眼球本身的电势差,提高眼内给药效果。如果注入眼内的药物载体颗粒带电荷,则可顺着眼内的电势差进行药物的定向转运。例如,理论上,带正电电荷的药物载体颗粒将会更好地同眼球后端(视网膜)相贴合,从而减少药物在眼内的无序弥散。

其实,由于具有载药能力高、能够让药物长期缓释、在组织内通透性强等诸多优势,纳米药物载体的应用已成为国内外研究的热点和医药企业关注的焦点。

最终,我们采用具有良好生物相容性和生物降解性的壳聚糖类材料,利用膜乳化技术制备粒径均一的纳米球,通过制备工艺调控纳米球的理化性质;在此基础上系统评价纳米载体的粒径大小、表面电荷和结构性质对眼内分布、组织代谢、生物兼容性和药物释放的影响,并重点分析眼内生理性电势差对于带电荷纳米球在眼内的运动影响,对正常/病理环境中视网膜自身屏障作用进行相应的比较研究,以膦甲酸钠作为代表性药物,进而设计出兼具缓释和定向功能的安全高效的纳米药物载体,用于玻璃体内的注射给药。

经过两年的前期探索,初步结果十分可喜,今后我们将进一步设计出兼具缓释和定向功能的安全高效的纳米药物载体,用于玻璃体内的注射给药。希望在未来,定向转运药物到眼底的缓释载体的研究成果能够帮助更多眼底疾病患者早日康复。