V předešlém článku jsme informovali o konceptu dvouvrstvého hydrogelového implantátu pro dopravu protinádorových léčiv do oka postiženého retinoblastomem, nejčastějším nitroočním zhoubným nádorovým onemocněním v dětském věku (https://www.lidovky.cz/orientace/veda/zazracne-materialy-budoucnosti-novy-zpusob-lecby-ocnich-nadoru.A200623_122831_ln_veda_ape), obr. 1.
Prvotní laboratorní experimenty byly zaměřeny na přípravu hydrogelových nosičů na bázi methakrylátů pro dopravu nízkomolekulárních hydrofilních chemoterapeutik topotekanu a vinkristinu. Jako vnější ochranná vrstva se ukázal být vhodný 2‑ethoxyethylmethakrylát, který vykazoval optimální mechanické vlastnosti a nepropustnost pro obě léčiva vykazoval. Jako vnitřní vrstva vykazoval vhodné parametry 2-hydroxyethylmethakrylát, který měl dostatečnou sorpční kapacitu a za laboratorních podmínek prokázal vhodné profily uvolňování obou léčiv. Biokompatibilita obou vybraných methakrylátových materiálů byla ověřena na různých buněčných liniích a ve spolupráci s univerzitou v německém Marburgu také pomocí experimentů na chorioalantoidní membráně kuřecích vajíček.
Pro vývoj hydrogelového nosiče léčiva pro lokální dopravu jsou nutné in vivo experimenty na živých zvířecích modelech. Pro tyto účely přicházejí v úvahu experimenty na laboratorních králících, jejichž průměr očního bulbu je 12 mm. Implantáty byly vyrobeny tak, aby přesně přiléhaly na oční bulbus králičího oka. Jako nejpřesnější způsob výroby vnitřní vrstvy určené pro dopravu chemoterapeutika se ukázalo její soustružení v suchém stavu (Obr. 2a) a následné zbotnání, nicméně tento způsob výroby není reálné provádět v laboratoři čistých prostor, zajišťující sterilitu implantátu. Proto byla optimalizována metoda výroby polymerizací uvnitř přesně vysoustružených forem. Stejným způsobem byly vyrobeny také vnější krycí vrstvy (Obr. 2b, 2c.). Výroba v čistých prostorách třídy čistoty A jednak minimalizuje riziko mikrobiální kontaminace, dále také odpovídá legislativním požadavkům výroby zdravotnického prostředku pro dopravu léčivého přípravku. Stejným způsobem je tedy možné vyrobit také implantáty pro preklinické a klinické testování (Obr. 3a).
Po polymerizaci jsou z jednotlivých částí implantátu vymyta toxická rezidua z polymerizace, vnitřní vrstva implantátu je v roztoku topotekanu nasycena léčivem, vnější a vnitřní vrstva implantátu jsou spojeny tkáňovým lepidlem a následně implantovány do zvířecího modelu (Obr.3b). V daných časových úsecích je stanovena koncentrace topotekanu ve sklivci a v krevní plasmě pomocí HPLC metody s MS detekcí.
Provedené in vivo experimenty potvrdily biologickou nezávadnost samotných hydrogelových implantátů a zároveň histologie okolních tkání neprokázala nežádoucí cytotoxické účinky léčiva u implantátů nasycených léčivem. Hodnoty koncentrace topotekanu ve sklivci převyšovali hodnoty koncentrace v krevní plazmě, čehož při systémovém podání chemoterapeutika principiálně nelze dosáhnout. V porovnání s intravitreální injekční aplikací nedochází při námi vyvíjeném způsobu aplikace léčiva k porušení oční skléry a je tedy minimalizováno riziko diseminace nádorových buněk do organismu.
Více o této tematice:
DOI10.1016/j.msec.2019.109799
DOI10.1002/macp.202100086