Applying a nano-micelle based method for delivering atropine base from a contact lens

El mundo se enfrenta a una epidemia silenciosa de miopía. Millones de personas, particularmente los niños, se encuentran incapaces de ver objetos distantes con claridad, una condición conocida como miopía. Aunque las gafas y las lentes de contacto estándar corrigen la visión borrosa, no detienen el crecimiento excesivo del ojo, que es la causa raíz del problema. Para detener este crecimiento, los médicos suelen recetar gotas oculares que contienen un fármaco llamado atropina. Sin embargo, estas gotas tienen un defecto significativo: se lavan del ojo rápidamente, lo que significa que la mayor parte de la medicina nunca llega a su objetivo y los pacientes deben recordar aplicárselas cada uno de los días. Los investigadores buscan constantemente una mejor manera de administrar este medicamento, con la esperanza de encontrar un método que mantenga el fármaco estable, lo libere lentamente y permanezca en el ojo el tiempo suficiente para cumplir su función sin causar irritación.

En un estudio reciente, un equipo de científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur exploró un nuevo enfoque para resolver este problema de administración. En lugar de depender de simples gotas líquidas, recurrieron a estructuras microscópicas diminutas llamadas nano-micelas. Imagine una burbuja de jabón, pero en lugar de aire en su interior, tiene un núcleo que puede retener sustancias aceitosas que el agua normalmente rechaza. Los investigadores crearon estas estructuras utilizando un polímero común y seguro, y las llenaron con atropina en una forma que no se disuelve fácilmente en agua. Su objetivo era empapar las lentes de contacto en esta solución especial, permitiendo que las lentes actúen como un reservorio que retiene la medicina y la libera de manera constante al ojo a lo largo del tiempo. Probaron dos tipos diferentes de lentes de contacto y midieron qué tan bien absorbían las lentes el fármaco, cuánto tiempo duraba el fármaco en la solución y si las lentes resultantes eran seguras para las células que recubren la superficie del ojo.

Los investigadores comenzaron convirtiendo el sulfato de atropina, una forma de sal común del fármaco, en atropina base, una versión más adecuada para esconderse dentro del núcleo aceitoso de sus nano-micelas. Mezclaron este fármaco con un polímero llamado poloxámero 407 en una solución de agua salada, creando las diminutas micelas. Probaron estas mezclas a dos niveles diferentes de acidez, uno ligeramente ácido y uno neutro, para ver qué entorno mantenía el fármaco estable durante más tiempo. Después de dejar reposar las mezclas a temperatura ambiente durante un año completo, encontraron una diferencia clara. La mezcla mantenida en el nivel ligeramente ácido retuvo casi el 88 por ciento de su fármaco original, mientras que la mezcla neutra perdió más de la mitad de su fármaco debido a la degradación. Esto sugirió que mantener la solución ligeramente ácida era crucial para preservar la medicina a lo largo del tiempo.

A continuación, el equipo tomó dos marcas populares de lentes de contacto, una hecha de un material llamado etafilcon A y otra de omafilcon A, y las empapó en estas soluciones de micelas cargadas con el fármaco durante un día. Querían ver si las lentes podían actuar como esponjas, absorbiendo la medicina de la solución y manteniéndola dentro de sus fibras. Las lentes absorbieron el fármaco con éxito, con algunas absorbiendo hasta 7.3 microgramos. Cuando los investigadores colocaron estas lentes cargadas en una solución fresca para imitar el entorno del ojo, las lentes comenzaron a liberar la medicina. La liberación no fue un estallido repentino, sino un flujo constante. Para las lentes empapadas en la solución más estable y ácida, aproximadamente el 81 por ciento del fármaco se liberó en cuatro horas. Esta liberación lenta y controlada es exactamente lo que se necesita para tratar el ojo sin que el paciente necesite reaplicar las gotas constantemente.

El estudio también analizó si estas lentes cargadas con fármacos dañarían las delicadas células de la superficie del ojo. Los investigadores cultivaron células corneales humanas en una placa y expusieron las células al líquido que había estado en contacto con las lentes cargadas. La mayoría de las formulaciones fueron seguras, con las células sobreviviendo en tasas altas. Sin embargo, una formulación específica, que tenía la mayor estabilidad del fármaco, causó una ligera caída en la supervivencia celular al 68 por ciento. Aunque esto estaba justo por debajo del umbral de seguridad usualmente requerido para dispositivos médicos, era lo suficientemente cercano como para sugerir que el material en sí no es tóxico, pero que la cantidad de fármaco o la mezcla específica podría necesitar un ajuste fino. Las lentes mismas no cambiaron sus propiedades físicas; permanecieron transparentes y mantuvieron la misma cantidad de agua que las lentes regulares, lo que significa que probablemente se sentirían y se verían igual para un usuario.

Los hallazgos apuntan hacia un camino prometedor para el tratamiento de la miopía. El estudio demostró que es posible cargar lentes de contacto con una forma estable de atropina utilizando nano-micelas, y que estas lentes pueden liberar el fármaco de manera controlada. La solución ligeramente ácida resultó ser el mejor entorno para evitar que el fármaco se degradara durante un año. Si bien las lentes mostraron un gran potencial para la entrega de la medicina, los investigadores señalaron que la cantidad de fármaco liberado fue mayor de lo que se entrega típicamente por las gotas oculares estándar, lo que sugiere que las versiones futuras podrían necesitar cargar menos medicina para evitar efectos secundarios como la dilatación de las pupilas. El trabajo también destacó que, si bien el fármaco se mantuvo estable en el frasco, las lentes mismas no fueron probadas para la estabilidad a largo plazo después de la inmersión, un paso que será necesario antes de que esta tecnología pueda probarse en personas.

En última instancia, esta investigación ofrece un paso concreto hacia una forma más efectiva de gestionar la miopía. Al combinar la estabilidad de las nano-micelas con la conveniencia de las lentes de contacto, el equipo creó un sistema que protege al fármaco de la degradación y lo entrega lentamente al ojo. El estudio confirma que las lentes pueden contener el fármaco, liberarlo durante varias horas y permanecer en gran medida seguras para las células oculares. Sin embargo, el viaje desde el laboratorio hasta la clínica no ha terminado. Los investigadores enfatizan que se necesita más trabajo para optimizar la cantidad exacta de fármaco utilizada, asegurar que las lentes sigan siendo seguras para el uso a largo plazo y verificar que la medicina realmente llegue a la parte posterior del ojo, donde es necesaria para detener el crecimiento excesivo del mismo. Hasta entonces, este enfoque de nano-micelas constituye una prueba de concepto convincente que algún día podría reemplazar la lucha diaria de las gotas oculares con una lente simple y efectiva.