Репозиторий OAI—PMH
Репозиторий Российская Офтальмология Онлайн по протоколу OAI-PMH
Конференции
Офтальмологические конференции и симпозиумы
Видео
Видео докладов
Литература | Полный текст |
УДК: | DOI: https://doi.org/10.25276/2686-6986-2023-2-77-82 |
Линдон Джонс, Уильям Нго, Тао Йе
Технология двойного полимера в Систейн Ультра Плюс: Гидроксипропилгуар и Гиалуронат натрия
Линдон Джонс, PHD, FCAHS, FCOPTOM, FAAO, профессор, директор Университетская научная кафедра, Центр глазных исследований и обучения, Школа оптометрии и науки о зрении, Университет Ватерлоо, Онтарио, Канада
Уильям Нго, OD, PHD, FAAO Руководитель отдела биологических наук, Центр глазных исследований и обучения, Школа оптометрии и науки о зрении, Университет Ватерлоо, Онтарио, Канада
Тао Йе, OD, PHD, MPH, FAAO Алкон, глобальная медицинская стратегия и публикации, направление «Здоровье глаз», Северная Америка, Форт-Уэрт, Техас
Ключевые сообщения
• Слезозаменители предназначены для увлажнения поверхности глаза, повторяя естественный состав человеческой слезы с помощью компонентов, повышающих вязкость, таких как Гидроксипропилгуар (ГП-Гуар) и Гиалуроновая кислота (ГК).
• Систейн Ультра Плюс – слезозаменитель без консервантов, содержащий демульсенты* (полиэтиленгликоль, пропиленгликоль) и уникальную комбинацию ГП-Гуара и Гиалуроновой кислоты. Данная комбинация разработана для максимально эффективного удержания влаги и улучшения вязкоэластичных свойств ГК, а также для усиления мукоадгезивных свойств ГП-Гуара. Это позволяет улучшить распределение демульсентов и время удержания на глазной поверхности.
• Двойная формула Систейн Ультра Плюс c двумя демульcентами и двумя увлажняющими полимерами обеспечивает усиленную защиту от высыхания за счет увеличения времени удержания на поверхности глаза по сравнению с составами на основе одного полимера (ГК или ГП-Гуар в отдельности). Препарат также минимизирует поверхностное трение и лучше сохраняет увлажняющую способность.
*Демульсенты – смягчающие компоненты, обволакивающие поверхность слизистых оболочек, уменьшающие раздражение.
Введение
Слезозаменители предназначены для увлажнения поверхности глаза и облегчения симптомов ССГ путем замены или восполнения натуральной слезы, обладающей уникальными вязкоупругими свойствами. Слеза человека достаточно вязкая, чтобы предотвратить быстрое стекание и испарение, но при этом достаточно жидкая, чтобы в процессе моргания легко распределяться и смазывать всю глазную поверхность. Слезозаменители должны обладать такими же свойствами. Чтобы имитировать свойства слезы человека, слезозаменители содержат различные вещества, повышающие вязкость, уменьшающие трение и удерживающие увлажняющие компоненты и демульсенты на поверхности глаза.
Средства, повышающие вязкость, используемые в слезозаменителях, включают активные компоненты: карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), декстран, гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ), поливиниловый спирт (ПВА), пропиленгликоль (ПГ) и полиэтиленгликоль (ПЭГ), а также ряд неактивных компонентов: карбомер 940 (полиакриловая кислота), Гиалуроновую кислоту (ГК), Гидроксипропилгуар (ГП-Гуар) и поливинилпирролидон (ПВП) [1].
Основу технологии слезозаменителей Систейн составляют демульсенты (ПГ), регулятор вязкости (ГП-Гуар), борат и сорбитол (табл. 1) [2]. Каждый препарат линейки Систейн направлен на лечение определенного типа ССГ за счет добавления демульсентов, масел и/или вязкоэластичных компонентов. Систейн Ультра Плюс – слезозаменитель без консервантов, сочетающий в себе технологию Систейн, дополненную еще одним демульсентом (ПЭГ 400) и Гиалуроновой кислотой (ГК). Систейн Ультра Плюс идеально подходит для пациентов с умеренной и тяжелой формой «сухого глаза», которые имеют чувствительность к консервантам, одновременно используют другие глазные капли с консервантом или нуждаются в использовании увлажняющих капель более 4–6 раз в день. Ниже мы рассмотрим химические и клинические характеристики ГП-Гуара и ГК, а также преимущества сочетания этих двух полимеров.
Гидроксипропилгуар (ГПГУАР, неактивный компонент)
Гуаровая камедь представляет собой высокомолекулярный природный полисахарид, полученный из гуаровых бобов (Cyamopsis tetragonoloba) [3].
Благодаря способности образовывать вязкий раствор при низкой концентрации, широко используется в качестве загустителя и вещества, повышающего вязкость [Там же].
Производное гуаровой камеди, ГП-Гуар, используется в офтальмологии (растворы для жестких газопроницаемых контактных линз, слезозаменители Систейн).
Химические свойства
ГП-Гуар представляет собой полисахарид, содержащий линейную, основную цепь из звеньев маннозы и боковые цепи, состоящие из звеньев галактозы с соотношением манноза : галактоза 2:1. Однако ГП-Гуар представляет собой химически модифицированный гуар с улучшенной термостабильностью и возможностью контролировать потенциал гелеобразования с ионами металлов (тетрагидроксиборат) (рис. 1) [3]. Гелеобразующие свойства регулируются ионами бората и сорбитолом. Боратный анион связывается со звеном галактозы, превращая неионный ГП-Гуар в анионный (рис. 1, вверху). Благодаря этому механизму борат может сшивать два отдельных сегмента ГП-Гуара, формируя полимерную сеть и тем самым увеличивая вязкость раствора (рис. 1, внизу) [4].
Это взаимодействие ГП-Гуар/борат превращает жидкость с низкой вязкостью в гель, способный становиться более жидким при сдвиге. Данный эффект возникает при pH от 7 до 8,5 [5]. Функционально ГП-Гуар действует как гелеобразующий агент и имитирует муциновый слой слезной пленки [6]. Было доказано, что он обладает хорошей увлажняющей способностью, демонстрируя превосходное уменьшение трения [5].
Гиалуроновая кислота (неактивный компонент)
Гиалуроновая кислота представляет собой природный биосовместимый полисахарид с уникальными вязкоупругими и гигроскопическими (водопоглощающими) свойствами, что позволяет выполнять множество важных функций в организме человека. ГК можно найти во внеклеточном матриксе соединительной ткани в коже, пуповине и синовиальной жидкости [7].
В глазах ГК можно обнаружить в стекловидном теле, слезной железе, эпителии роговицы, конъюнктиве и слезной жидкости человека [7–10]. В хирургических процедурах ГК используется для замещения стекловидного тела, защиты эндотелия роговицы от механических травм во время экстракции катаракты, при кератопластике для обеспечения лучшей прозрачности трансплантата [11].
Структура и физикохимические свойства
Гидрофильная молекула ГК состоит из повторяющихся звеньев D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина (рис. 4А) [12]. Уникальные свойства ГК обусловлены ее молекулярной структурой.
Гидратация. Неупорядоченная спиральная структура ГК (рис. 4Б) позволяет удерживать воду, в 1000 раз превышающую ее собственный вес, что придает ГК гигроскопические свойства [13].
Вязкоэластичность. Растворы, содержащие гиалуроновую кислоту, как и натуральная слеза, обладают «неньютоновскими» свойствами и способны изменять свою вязкость в зависимости от силы сдвига. Когда глаза открыты, гиалуроновая кислота имеет большую вязкость, что позволяет ей удерживаться на глазу. Однако во время моргания под действием сдвигающей силы вязкость ГК уменьшается, что облегчает ее распределение по поверхности глаза.
Это уникальное свойство способствует повышению стабильности слезной пленки и ее прикреплению к эпителию роговицы, а также минимизации трения при моргании.
Гигроскопичность и вязкоупругие свойства ГК, а также ее хорошая переносимость делают ее подходящей для использования в слезозаменителях и других офтальмологических препаратах.
Двойная полимерная система: ГПГУАР + ГК
Систейн Ультра Плюс сочетает в себе уникальные свойства ГП-Гуара и ГК для улучшения удержания и распределения демульсентов, ПГ и ПЭГ 400 (рис. 5) [16]. Ниже приводится резюме доклинического исследования, в котором оцениваются потенциальные преимущества этой уникальной комбинации.
Доклиническое исследование
Влияние двойной полимерной системы ГПГуар + ГК на защиту, восстановление и смазывающую способность в моделях эпителия роговицы (Rangarajan R. et al. Journal of ocular pharmacology and therapeutics: the official journal of the Association for Ocular Pharmacology and Therapeutics. 2015. 31(8): Р. 491–497).
В данном исследовании in vitro сравнивали двухполимерный препарат Систейн Ультра Плюс, в состав которого входят два активных компонента (демульсенты ПГ, ПЭГ400) и два полимера (ГП-Гуар + ГК) с аналогичными однополимерными составами, содержащими либо ГП-Гуар, либо ГК, а также с контрольной группой.
Составы с одним полимером содержали те же два демульсента и неактивные ингредиенты, что и Систейн Ультра Плюс, но без ГК (в составе только ГП-Гуар) или ГП-Гуара (в составе только ГК).
Эффективность каждого состава оценивали на основании следующих свойств:
1) защита от высыхания;
2) защита от воздействия поверхностно-активных веществ;
3) устойчивая увлажняющая способность.
Защита от высыхания. Выращенные культивированные эпителиальные клетки роговицы человека обрабатывали тестируемыми составами.
Эффективность защиты от высыхания оценивали после удаления тестируемых составов и выдержки клеток на воздухе при влажности 45 % в течение 30 мин.
Удержание состава оценивали путем пятикратного промывания клеток перед их высушиванием.
Защита и сохранение жизнеспособности клеток рассчитывались как процент живых клеток по отношению к контрольной группе, не подвергавшейся высушиванию.
Исследование показало, что применение двухполимерного состава (ГП-Гуар+ГК) показало значительно большую выживаемость клеток, чем составы с одним полимером: ГП-Гуар + ГК 53,6 % ГП-Гуар 36,5 % ГК 25,0 %
После промывания и высушивания клеток состав ГП-Гуар+ГК по-прежнему обеспечивал значительно большую жизнеспособность клеток, чем два других состава с одним полимером: ГП-Гуар + ГК 44,4 % ГП-Гуар 29,8 % ГК 21,5 %
Эти результаты демонстрируют, что двойной полимер (ГП-Гуар+ГК) обеспечивает большую устойчивость к высыханию за счет гидратации и улучшенного удержания на поверхности эпителия (рис. 6). В обоих случаях контрольная группа без обработки увлажняющими составами показала минимальное количество выживших клеток.
Защита от сурфактантов (ПАВ). Слои выращенных клеток роговицы человека обрабатывались каждым из составов. Затем клетки подвергались воздействию сурфактанта (ПАВ). Способность препаратов защищать клетки от воздействия ПАВ оценивалась по проницаемости клеточной мембраны для флуоресцеина, трансэпителиальному электрическому сопротивлению (ТЭС), а также с помощью теста на жизнеспособность клеток.
После повреждающего действия ПАВ клетки, обработанные составом ГП-Гуар/ГК, продемонстрировали более высокую барьерную функцию клеточной мембраны (наименьшее количество флуоресцеина, проникающего в клетки, и наибольшее значение TЭС), чем клетки, обработанные однополимерными составами (рис. 7 и 8). Наибольшее количество клеток, сохранивших жизнеспособность после воздействия ПАВ, было в группе, обработанной ГП-Гуаром/ ГК (рис. 9). Во всех случаях клетки контрольной группы не смогли сохранить барьерную функцию мембраны и жизнеспособность после воздействия ПАВ.
Результаты показали, что клетки, обработанные составом ГП-Гуар+ГК, обладают более высокой барьерной функцией клеточной мембраны (наименьшая проницаемость для флуоресцеина и наибольшее ТЭС) по сравнению с клетками, обработанными однополимерным составом (см. рис. 7 и 8)
В соответствии с этими результатами наибольшее количество жизнеспособных клеток после воздействия ПАВ было обнаружено в группе, обработанной ГП-Гуар+ГК (см. рис. 9). И наоборот, клетки контрольной группы, подвергшиеся воздействию ПАВ, не смогли сохранить ни барьерную функцию мембраны, ни жизнеспособность.
Увлажняющая и смазывающая способность.
Увлажненность и смазывающая способность оценивались с помощью трибометрии. Трибометр использовался для количественной оценки поверхностного трения ткани перикарда, обработанной каждым из испытуемых составов. В качестве контроля использовали физиологический раствор. Коэффициент трения измеряли исходно, а также через 1 и 2 мин после обработки тестируемыми составами (50 мкл). Затем тестируемые составы удаляли и ткани перикарда промакивали. Для проверки удержания составов добавляли физиологический раствор (50 мкл) и снова измеряли коэффициент трения 6 раз с интервалом в 1 мин.
Ключевые результаты:
1. Гидродинамическое трение на ткани эпителия было значительно снижено после применения всех трех увлажняющих составов – ГП-Гуар, ГК, ГПГуар+ГК по сравнению с физиологическим раствором.
2. Двойной полимер (ГП-Гуар+ГК) приводил к значительно более низкому трению, чем состав с ГК.
3. Значительные различия в трении были зафиксированы через 1 мин после закапывания и через 1 мин после того, как поверхности тканей были промокнуты и промыты физиологическим раствором (рис. 10).
Выводы
Систейн Ультра ПлПЭГ400), двумя увлажняющими полимерами (ГК и ГП-Гуар) усиливает гигроскопические и вязкоупругие свойства ГК, а также мукоадгезивные свойсюс сочетает в себе основную технологию Систейн (демульсент ПГ и ГПгуар) с дополнительными компонентами (ПЭГ400 и ГК) в формуле без консервантов. Формула с двумя демульсентами (ПГ и тва ГП-Гуара.
Эти свойства увеличивают время удержания препарата на глазной поверхности, улучшают распределение демульсентов, а также обеспечивают повышенную смазывающую способность, защиту от высыхания и воздействия ПАВ, что было показано в исследовании in vitro.
Страница источника: 77
OAI-PMH ID: oai:eyepress.ru:article59569
Просмотров: 814
Каталог
Продукции
Организации
Офтальмологические клиники, производители и поставщики оборудования
Издания
Периодические издания
Партнеры
Проекта Российская Офтальмология Онлайн