رویکرد نانو بیوتکنولوژی و درمان بیماری های چشم (eye part 1)

آناتومی و ساختار چشم

چشم یکی ازپیچیده ترین ارگان های بدن است که از ۳ لایه تشکیل شده و شبیه یک کره است. قسمت بیرونی چشم شامل قرنیه  و اسکلرا ( صلبیه) است.صلبیه از جنس بافت پیوندی، سفید و محکم که تمام کره ی چشم را فرا گرفته است و از چشم در مقابل نیروهای داخلی و خارجی حفاظت کند. صلبیه در قسمت جلو، قرنیه نام دارد که کمی برامده، نازک و شفاف شده تا نور به اسانی از ان عبور کند. قسمت میانی لایه ی چشم، از عنبیه (Irish)، Cilliary body، Choroid تشکیل شده است. عنییه اندازه ی pupil  ( مردمک ) را کنترل می کند تا میزان نور مناسبی به شبکیه برسد. Cilliary body قدرت و شکل لنز را کنترل می کند و محل تولید اب چشم ( Aquos humor ) است. Choroid لایه عروقی است که اکسیژن و مواد مغذی را به لایه های بیرونی شبکیه می رساند. قسمت داخلی شبکیه ( Retina ) ساختار پیچیده ای است که نور را تحلیل و پردازش می کند. ( ۳ ساختار شفاف که توسط لایه های چشم احاطه شده اند، شامل Aquos humor، lens & Vitreous است.

Cornea بافت متراکمی است و یک سری اعصاب حسی دارد. سطح قرنیه بوسیله ی اشک چشم پوشیده شده تا از چشم در برابراسیب های شیمیایی و تهاجم میکروبی محافطت می کند. Cornea دارای ۵ لایه Epithelium، Bowmans membrane، Lamellar stroma، Descement membrane، Endothelium است. Retina شبکیه بافتی قسمت داخلی چشم است. دارای سلول های مخروطی و استوانه ای است. بعد از برخورد نور به این ناحیه عصب تولید شده و از قسمت نقطه کور عصب از چشم خارج شده و به مغز می رسد. در مغز تجزیه و تحلیل صورت گرفته و تصویر تشکیل شده و دیدن حاصل می شود.­­­

Glucoma

بیماری گلوکوم یا اب سیاه چشم علت اصلی نابینایی در جهان است. این بیماری با افزایش فشار داخل چشم (IOP)  Intraocular pressure  سبب از بین رفتن سلول های شبکیه گانگلیون ( RGCS) و در نهایت کوری می شود. تنها راه درمان استفاده از قطره های Hypotensive ( کاهش دهنده فشار چشم ) است. ترکیبات قطره چشم معمولی به سختی به داخل چشم نفوذ نمی کند. چون سدی مثل قرنیه در سطح چشم وجود دارد. اما استفاده از قطره های چشمی نانو به راحتی به داخل قرنیه نفوذ می کند. تحویل داروی (DDS)  نانوپارتیکل از طریق گردش چشم، قسمت قدامی ( قرنیه و ملتحمه ) و سیستم تخلیه بینی است.

قطره چشم با ساختار نانوپارتیکل (NPs) به نام Azopt برای درمان بیماری گلوکوم استفاده می شود. در این قطره ی چشم Brinzolamid  به عنوان ترکیب دارویی انتخاب شده است. برای ساخت پیش داروی ازمایشی، داروی مورد نظر Brinzolamid را با کلسترول TML  ( Trimethyl lock )  ترکیب کرده و پیش داروی کلسترول و TML حاصل می شود. پیش داروی TML ب دلیل داشتن سه گروه متیل و وجود Brinzolamid در انتهای ساختارش به راحتی توسط انزیم های Aquous humor هیدرولیز شده و داروی Brinzolamid ازاد می شود و به محل هدف تاثیر خودش را می گذارد. اما پیش داروی کلسترول به دلیل حضور Brinzolamid در قسمت داخلی ساختارش توسط انزیم های Aquous humor  شناسایی و هیدرولیز نمی شود و Brinzolamid ازاد نمی شود. ارزیابی توکسیسیتی قطره چشم Azopt ( پیش داروی TML ) نشان داد که توکسیک نیست و در نمونه ی ازمایشگاهی به بافت قرنیه ی موش اسیب نزده است.استفاده از قطره ی چشم Azopt در سایز معمولی باید غلظت بالایی از Brinzolamid بکار می رود که سبب حالت غبار مانند در چشم می شود. اما در قطره چشم Azopt در سایز نانو ( استفاده از NPs ) غلظت کمتری از Brinzolamid استفاده می شود که سبب شفافیت در چشم می شود.

در حال حاضر، اسیب های چشم با قطره چشم موضعی درمان می شود و باید چندین بار در طول روز استفاده می شود. Nanowafer صفحه یا دیسک دایره ای کوچک ی است که به راحتی با انگشت دست بر چشم گذاشته می شود بطوریکه دارو در سایز نانو در ان قرار گرفته  و اهسته بر سطح چشم رها می شود. استفاده از Nanowafer برخلاف قطره چشم یکبار بر سطح چشم گذاشته شده و نیازی نیست که چندین بار استفاده شود. در Nanowafer داروهای پلیمری برای افزایش عملکرد استفاده می شود.

 Laser: برای اصلاح دید چشم از لیزر ( انواع مختلف ) برای اصلاح دوربینی و نزدیک بینی استفاده می شود. اما استفاده از لیزر هم چالش هایی دارد.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK532537/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3693026/

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/nn506599f

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3601629/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1442-9071.2010.02363.x

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28903966

نویسنده: رحیمه خاوری