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

世界は、近視という静かな流行病に直面しています。何百万人もの人々、特に子供たちが、遠くの物体をはっきりと見ることができない状態、すなわち近視と呼ばれる状況に陥っています。眼鏡や標準的なコンタクトレンズは、ぼやけを補正してくれますが、近視の根本的な原因である「眼球が長すぎる」という成長を止めることはできません。この成長を抑制するために、医師はしばびとロピンと呼ばれる薬を含む点眼液を処方します。しかし、これらの点眼液には重大な欠陥があります。薬が目からすぐに洗い流されてしまうため、ほとんどの薬が標的に到達せず、患者は毎日欠かさず点眼することを覚えなければなりません。研究者たちは、薬を安定させ、ゆっくりと放出し、刺激を与えることなく、薬がその役割を果たすのに十分な時間、目に留まる方法を見つけ出し、より良い投与方法を求めて絶えず研究を続けています。

最近の研究において、ニューサウスウェールズ大学の科学者チームは、この投与問題に対する解決策として、新しいアプローチを探求しました。単純な液体の滴ではなく、彼らはナノミセルと呼ばれる微小な構造体に着目しました。それは、中に空気が入っている代わりに、水が拒む油性の物質を保持できる核（コア）を持つ石鹸の泡のようなものを想像してください。研究者たちは、一般的な安全なポリマーを用いてこれらの構造体を作成し、水に溶けにくい形態のアトロピンをその中に充填しました。彼らの目標は、この特殊な溶液にコンタクトレンズを浸すことで、レンズを薬を保持する貯蔵庫として機能させ、時間をかけて一定に放出させることでした。彼らは2種類の異なるコンタクトレンズを用いて、レンズがどれだけ薬を吸収したか、薬が溶液中でどの程度持続したか、そして結果として得られたレンズが目の表面を覆う細胞に対して安全であるかどうかを測定しました。

研究者たちはまず、一般的な塩の形態である硫酸アトロピンを、ナノミセルの油性の核の中に隠れるのに適した形態であるアトロピン・ベースへと変換することから始めました。彼らはこの薬をポロキサマー407と呼ばれるポリマーと塩水溶液の中で混合し、微小なミセルを作成しました。彼らは、どの環境が最も長く薬を安定して保持できるかを確認するために、これら混合物を2つの異なる酸性度（わずかに酸性のものと中性のもの）でテストしました。室温で丸一年の間、これらの混合物を放置させたところ、明確な違いが見られました。わずかに酸性の状態で保持された混合物は、元の薬の約88パーセントを保持していましたが、中性の混合物は分解によって半分以上の薬を失っていました。このことは、溶液をわずかに酸性に保つことが、時間をかけて薬を保存するために極めて重要であることを示唆していました。

次に、チームはエタフィルコンAとオマフィルコンAと呼ばれる材料で作られた2つの人気のあるブランドのコンタクトレンズを取り、これらを薬を含んだミセル溶液に1日間浸しました。彼らは、レンズがスポンジのように薬を溶液から吸い上げ、その繊維の中に保持できるかどうかを確認したいと考えました。レンズは薬を正常に吸収し、中には最大7.3マイクログラムも取り込んだものがありました。研究者が、目の環境を模した新鮮な溶液の中にこれらの薬をロードしたレンズを置くと、レンズは薬を放出し始めました。その放出は突然の爆発的なものではなく、一定のストリーム（流れ）でした。最も安定した酸性溶液に浸されたレンズでは、4時間以内に約81パーセントの薬が放出されました。この緩やかで制御された放出こそが、患者が絶えず点眼を繰り返す必要なく、目を治療し続けるためにまさに求められているものです。

また、研究では、これらの薬をロードしたレンズが目の表面にある繊細な細胞に害を与えないかどうかも調査しました。研究者たちは培養皿の中でヒト角膜細胞を培養し、ロードされたレンズと接触していた液体にそれらを曝露させました。ほとんどの製剤は安全であり、細胞は高い生存率を示しました。しかし、最も薬の安定性が高かった特定の製称においては、細胞の生存率が68パーセントへとわずかに低下しました。これは医療機器として通常求められる安全基準をわずかに下回っていましたが、材料自体に毒性があるわけではなく、薬の量や特定の混合物の調整が必要であることを示唆する程度の数値でした。レンズ自体の物理的特性は変化しておらず、通常のレンズと同じ透明度と保水性を維持していたため、装着感や見た目は通常のレンズと変わらないと考えられます。

これらの知見は、近視を管理するための有望な道筋を示しています。この研究は、ナノミセルを用いて安定した形態のアトロピンをコンタクトレンズにロードすることが可能であり、これらのレンズが制御された方法で薬を放出できることを実証しました。わずかに酸性の溶液が、1年間にわたって薬の分解を防ぐための最良の環境であることが証明されました。レンズは薬を届ける高いポテンシャルを示しましたが、研究者たちは、放出される薬の量が標準的な点眼液で通常投与される量よりも多いことを指摘しており、瞳孔の散大などの副作用を避けるために、将来のバージョンではより少ない量の薬を運ぶ必要があるかもしれないとしています。また、薬がボトルの中では安定していた一方で、浸漬後のレンズ自体の長期的な安定性はテストされていないことも強調されており、この技術をヒトに対して試験する前に、このステップが必要となります。

最終的に、この研究は、近視をより効果的に管理するための具体的な一歩を提供しています。ナノミセルの安定性とコンタクトレンズの利便性を組み合わせることで、チームは薬の分解を防ぎ、目へとゆっくりと届けるシステムを作り上げました。研究は、レンズが薬を保持し、数時間にわたって放出できること、そして大部分において目の細胞に対して安全であることを確認しました。しかし、ラボから臨床現場への道のりはまだ終わっていません。研究者たちは、使用する薬の正確な量を最適化し、長期的な装着における安全性を確保し、そして薬が、眼球の成長を止めるために必要な「目の奥」に実際に到達するかどうかを検証するために、さらなる作業が必要であると強調しています。それまでは、このナノミセルによるアプローチは、毎日の点眼の苦労を、シンプルで効果的なレンズに置き換える可能性を秘めた、説得力のある概念実証として存在しています。