3D-printad hydrogel möjliggör kontinuerlig läkemedelstillförsel genom kontaktlinser

Nästa gång du behöver ta receptbelagda läkemedel kan det vara lika enkelt som att sätta i en kontaktlins, tack vare en ny upptäckt av forskare vid University of Waterloo.

Ett team av forskare från institutionen för kemi och skolan för optometri och synvetenskap vid University of Waterloo har skapat en ny typ av hydrogel som kan leverera läkemedel till patienter med en mängd olika ögonsjukdomar när de 3D-printas på en kontaktlins.

Artikeln, med titeln "Injicerbara och 3D-extruderingsutskrivbara hydrofila silikonbaserade hydrogeler för kontrollerad ögontillförsel av oftalmiska läkemedel", publicerades i tidskriften ACS Applied Bio Materials.

Denna hydrogel, som är en gel som kan behålla en betydande mängd vatten, är silikonbaserad och låter dig kontrollera mängden läkemedel som behövs, vilket säkerställer kontinuerlig frisättning under hela tiden du använder kontaktlinsen.

Att använda läkemedelsladdade kontaktlinser kan hjälpa läkare att minska smärta och minska frekvensen av läkemedelsadministrering eftersom läkemedlet kommer att administreras vid normalt linsbruk.

Även om silikon är svårt att 3D-printa har den nya hydrogelen unika egenskaper. Den använder en speciell typ av silikon som lätt attraherar vatten och härdar med ultraviolett ljus. När gelen väl har härdat förblir den flexibel och stark nog att behålla sin form efter att ha sträckts och komprimerats.

"När vi väl var säkra på att hydrogelen var tillräckligt stark och flexibel bestämde vi oss för att testa dess förmåga att behålla och frisätta läkemedel med hjälp av amoxicillin, ett vanligt förekommande antibiotikum för behandling av ögonsjukdomar", säger professor Shirley Tan, vid kemiinstitutionen och forskningsdekanus vid naturvetenskapliga fakulteten vid University of Waterloo.

Forskarna fann att hydrogelens makroporösa struktur hjälpte till att reglera frisättningen av amoxicillin över tid under laboratorietester. De fann också att hydrogelen kunde injiceras eller extruderas, vilket gjorde den enklare att applicera på kontaktlinser.

”Det här konceptet är mycket mer effektivt och bekvämt för patienter än att använda ögondroppar, som ofta är svåra att applicera och kräver flera appliceringar under dagen”, tillade professor Lyndon Jones, från School of Optometry and Syn Sciences och chef för Centre for Ophthalmic Research and Education.

Teamet testade också hydrogelmaterialets stabilitet under lagring och fann att läkemedelsinkapslingen förblev effektiv i en månad.

”Efter inkapsling i en gel och lagring i en månad förblev amoxicillin i stort sett oförändrat”, säger Sayan Ganguly, postdoktor vid institutionen för kemi. ”Våra resultat visar att denna hydrogel är säker för mänskliga ögon och effektivt kan användas i olika medicinska tillämpningar.”

Med en nyligen inlämnad patentansökan siktar forskare på att utöka användningen av kontaktlinser för att behandla ögonsjukdomar.