3Dプリンターで作製したハイドロゲルにより、コンタクトレンズを介した持続的な薬物送達が可能になる

ウォータールー大学の研究者による新たな発見のおかげで、次に処方薬を服用する必要があるときには、コンタクトレンズを装着するのと同じくらい簡単になるかもしれない。

ウォータールー大学化学部と検眼・視覚科学部の科学者チームは、コンタクトレンズ上に3Dプリントすることで、さまざまな眼疾患の患者に薬剤を届けることができる新しいタイプのハイドロゲルを開発した。

「眼科用薬剤の制御された眼内送達のための注入可能および3D押し出し印刷可能な親水性シリコーンベースのハイドロゲル」と題された論文は、ACS Applied Bio Materials誌に掲載されました。

このハイドロゲルは、多量の水分を保持できるゲルで、シリコンベースであり、必要な薬剤の量を制御できるため、コンタクトレンズを装着している間ずっと薬剤が継続的に放出されます。

薬剤を配合したコンタクトレンズを使用すると、通常のレンズ装用中に薬剤が投与されるため、医師は痛みを軽減し、薬剤投与の頻度を減らすことができます。

シリコンは3Dプリントが難しいものの、この新しいハイドロゲルは独自の特性を備えています。特殊なシリコンを使用しているため、水に強く、紫外線で硬化します。硬化後は柔軟性と強度を保ち、伸縮させても形状を維持できます。

「ハイドロゲルが十分に強くて柔軟であると確信できたので、眼疾患の治療によく処方される抗生物質であるアモキシシリンを使って、薬剤の保持と放出の能力をテストすることにしました」とウォータールー大学化学部教授で理学部研究部長のシャーリー・タン氏は述べた。

研究者たちは、実験室での試験において、ハイドロゲルのマクロポーラス構造がアモキシシリンの放出を経時的に制御するのに役立つことを発見しました。また、このハイドロゲルは注入法や押し出し印刷法で作製できるため、コンタクトレンズへの適用が容易になることも発見しました。

「このコンセプトは、点眼薬を使うよりも患者にとってはるかに効果的で便利です。点眼薬は、点眼が難しく、一日に何度も点眼する必要があることが多いからです」と、検眼・視覚科学学部のリンドン・ジョーンズ教授で眼科研究教育センター所長は付け加えた。

研究チームは保管中のハイドロゲル素材の安定性もテストし、薬剤のカプセル化は1か月間効果が持続することを発見した。

「ゲルに封入して1ヶ月間保存した後も、アモキシシリンは実質的に変化しませんでした」と、化学部のポスドク研究員であるサヤン・ガングリー氏は述べています。「私たちの研究結果は、このハイドロゲルが人間の目に安全であり、様々な医療用途に効果的に使用できることを示しています。」

研究者たちは、新たに提出された特許出願により、眼疾患の治療にコンタクトレンズの使用を拡大することを目指している。