Zeitschrift für biomolekulare Forschung und Therapeutik

Abstrakt

Fraktionierter Er: YAG-Laser als neue Technik zur Verbesserung der okulären Arzneimittelpermeation

Adwan S

Aufgrund der einzigartigen Anatomie und Physiologie des Auges und der Existenz der okulären Barrieren stellt die okuläre Arzneimittelverabreichung gegenwärtig eine der größten Herausforderungen in der modernen Arzneimittelverabreichung dar.

Aufgrund der einzigartigen Anatomie und Physiologie des Auges ist die Verabreichung von Medikamenten eine große Herausforderung für Pharmakologen und Wissenschaftler, die sich mit der Verabreichung von Medikamenten beschäftigen. Statische Barrieren (verschiedene Schichten von Hornhaut, Lederhaut und Netzhaut, einschließlich der Blutkammer- und Blut-Netzhaut-Schranke), dynamische Barrieren (Aderhaut- und Bindehautblutfluss, Lymphabfluss und Tränenverdünnung) und Effluxpumpen stellen zusammen eine erhebliche Herausforderung für die Verabreichung von Medikamenten allein oder in einer Dosierungsform dar, insbesondere im hinteren Augenabschnitt. Die Identifizierung von Influxtransportern in verschiedenen Augengeweben und die Entwicklung einer transportergezielten Verabreichung eines Ausgangsmedikaments hat in den letzten Jahren an Dynamik gewonnen. Parallel dazu wurden kolloidale Dosierungsformen wie Nanopartikel, Nanomicellen, Liposomen und Mikroemulsionen umfassend untersucht, um verschiedene statische und dynamische Barrieren zu überwinden. Neue Strategien zur Verabreichung von Medikamenten wie bioadhäsive Gele und auf Fibrinkleber basierende Ansätze wurden entwickelt, um den Medikamentenspiegel am Zielort aufrechtzuerhalten. Die Entwicklung nichtinvasiver Systeme zur dauerhaften Verabreichung von Medikamenten und die Untersuchung der Machbarkeit einer topischen Verabreichung von Medikamenten an den hinteren Augenabschnitt könnten die Verabreichung von Medikamenten in den kommenden Jahren drastisch verbessern. Aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der ophthalmischen Verabreichung von Medikamenten versprechen eine deutliche Verbesserung bei der Bewältigung der Herausforderungen, die verschiedene Erkrankungen des vorderen und hinteren Augenabschnitts mit sich bringen.

 

Die Entwicklung eines Arzneimittelverabreichungssystems, das auf ein bestimmtes Gewebe des Auges abzielt, ist für Wissenschaftler auf diesem Gebiet zu einer großen Herausforderung geworden. Das Auge kann grob in zwei Segmente unterteilt werden: das vordere und das hintere. Strukturelle Unterschiede in jeder Schicht des Augengewebes können nach der Verabreichung von Arzneimitteln auf jedem Weg, d. h. topisch, systemisch und periokulär, eine erhebliche Barriere darstellen. In der vorliegenden Arbeit haben wir versucht, uns auf verschiedene Barrieren für die Arzneimittelabsorption zu konzentrieren, die bei allen drei Verabreichungswegen auftreten. Die strukturellen Eigenschaften verschiedener Augengewebe und ihre Wirksamkeit als Barrieren für die Verabreichung von Arzneimitteln und ihren kolloidalen Darreichungsformen wurden diskutiert. Die Rolle von Effluxpumpen und Strategien zur Überwindung dieser Barrieren unter Verwendung des transporterzielten Prodrug-Ansatzes wurden ebenfalls angesprochen. Aktuelle Entwicklungen bei okulären Darreichungsformen, insbesondere kolloidalen Darreichungsformen, und ihre Anwendungen zur Überwindung verschiedener statischer und dynamischer Barrieren wurden erläutert. Schließlich wurden auch verschiedene Entwicklungen bei nichtinvasiven Techniken zur okulären Arzneimittelverabreichung hervorgehoben.

Erbium-YAG-Laser werden zur Laserbehandlung menschlicher Haut eingesetzt. Anwendungsbeispiele sind die Behandlung von Aknenarben, tiefen Falten und Melasma. Die Leistung von Er:YAG-Lasern wird nicht nur von Wasser, sondern auch von Hydroxylapatit absorbiert, was sie zu einem guten Laser zum Schneiden von Knochen und Weichgewebe macht. Knochenchirurgie-Anwendungen finden sich in der Oralchirurgie, Zahnmedizin, Implantologie und Hals-Nasen-Ohrenheilkunde. Er:YAG-Laser sind für die Entfernung von Warzen sicherer als Kohlendioxidlaser, da sich in der Laserwolke keine DNA des humanen Papillomavirus (HPV) befindet. Er:YAG-Laser können in der lasergestützten Kataraktchirurgie eingesetzt werden, aber aufgrund ihrer wasserabsorbierenden Natur wird Nd:YAG bevorzugt.

 

Methoden:

 

Es wurden neuartige Methoden zur Verabreichung von Medikamenten untersucht, um die okuläre Arzneimitteldurchlässigkeit zu verbessern und die intraokulare Bioverfügbarkeit zu erhöhen. In diesem Projekt wurde erstmals die Lasertechnologie PLEASE (Precise Laser Epidermal System; Pantec Biosolutions AG) untersucht, um die okuläre Arzneimitteldurchlässigkeit zu verbessern.

 

Ergebnisse:

 

Nach der Laserbehandlung von Augengewebe wurden zwei Effekte festgestellt. Bei hohen Fluenen wurden Mikroporen mit Narbenbildung um die Poren herum aufgrund der photothermischen Wirkung der Laserstrahlung erzeugt. Niedrigere Fluene zeigten die Bildung von flachen Poren und die Zerstörung der kollagenen Struktur von Augengewebe. Die Wirkung einer Erhöhung der Fluene und Dichte des angewandten Lasers wurde untersucht. Konfokalmikroskopische Studien zeigten eine intensivere Farbstoffverteilung von Rhodamin B, FITC-Dextran 70 KDa und FITC-Dextran 150 KDa nach der Laseranwendung. Die transsklerale und transkorneale Permeation von Rhodamin B wurde nach Laseranwendung von 8,9 J/cm2 Fluene und Erhöhung der Laseranwendungsdichte erhöht. Die Studien zum transskleralen Wasserverlust zeigten einen erhöhten Wasserverlust nach der Laseranwendung, der nach 6 Stunden der Anwendung abnahm.

 

Abschluss:

 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der fraktionierte Er:YAG-Laser eine vielversprechende und sichere Mikroporationstechnik ist, mit der die Permeation topisch angewendeter Medikamente verbessert werden kann. Gewebebildgebung, Permeation, Verteilungsstudien und transsklerale Wasserverluststudien zeigten, dass die Laseranwendung bei niedriger Energie vielversprechend ist, um die okuläre Arzneimittelpermeation zu verbessern.