Desarrollan en Córdoba un parche ocular que podría mejorar el tratamiento del glaucoma
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Investigadores de la Universidad Nacional de Córdoba crearon un pequeño inserto de colágeno que libera acetazolamida de manera controlada. En pruebas con animales logró mantener el efecto durante al menos 10 horas y con una dosis menor que la utilizada por vía oral.
El tratamiento del glaucoma podría contar en el futuro con una nueva alternativa desarrollada en Argentina. Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) diseñó un pequeño parche ocular que permite administrar de manera localizada y controlada un medicamento utilizado para disminuir la presión intraocular.
El desarrollo combina impresión 3D de medicamentos, biomateriales y nanotecnología y busca resolver dos de las principales dificultades que presentan actualmente las gotas oftalmológicas: la necesidad de aplicarlas varias veces al día y la baja cantidad de fármaco que logra llegar a los tejidos internos del ojo.
El proyecto es dirigido por la ingeniera biomédica Julieta Ribotta y se desarrolla en el Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas (IIByT) y en la Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica (Unitefa), dependientes de la UNC y el Conicet.
La iniciativa obtuvo este año el segundo lugar en la categoría “Investigación o desarrollo aplicable” del certamen UNC Innova.
Una enfermedad que puede provocar ceguera irreversible
El glaucoma se encuentra entre las principales causas de ceguera irreversible en el mundo. La enfermedad provoca un daño progresivo del nervio óptico, generalmente asociado a un aumento de la presión intraocular.
Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, millones de personas conviven con esta enfermedad.
Uno de los tratamientos más utilizados consiste en aplicar gotas oftalmológicas destinadas a reducir la presión dentro del ojo. Sin embargo, el tratamiento presenta una dificultad cotidiana: requiere constancia y, dependiendo del medicamento indicado, puede implicar varias aplicaciones durante el día.
Además, gran parte del medicamento aplicado mediante gotas no alcanza los tejidos internos del ojo. El lagrimeo y el parpadeo hacen que el fármaco sea eliminado rápidamente de la superficie ocular.
El equipo cordobés buscó entonces una alternativa que permitiera mantener el medicamento durante más tiempo en contacto con el ojo.
Un parche del tamaño de un grano de arroz
El resultado es un pequeño inserto ocular de aproximadamente seis milímetros de largo, tres milímetros de ancho y dos milímetros de alto.
Su tamaño es comparable al de un grano de arroz.
El dispositivo se coloca en el saco conjuntival, el espacio ubicado entre el ojo y el párpado inferior. Su estructura permite que el medicamento sea liberado de manera gradual y localizada.
El inserto está compuesto principalmente por colágeno y acetazolamida, un fármaco utilizado para disminuir la producción de humor acuoso y, de esa manera, contribuir a reducir la presión intraocular.
La particularidad del desarrollo está en que la acetazolamida tradicionalmente se administra por vía oral. Su utilización directamente sobre el ojo presentaba dificultades debido a su baja solubilidad y permeabilidad.
La tecnología desarrollada por los investigadores busca superar justamente esa barrera.
Cómo funciona el nuevo tratamiento
Los investigadores utilizan el colágeno como una especie de soporte o andamio para transportar el medicamento.
La estructura se diseña digitalmente y posteriormente se fabrica mediante un sistema de bioimpresión 3D. En lugar de utilizar los tradicionales filamentos plásticos, la impresora deposita una mezcla de colágeno hidratado y acetazolamida.
El material se coloca capa por capa mediante una jeringa hasta obtener la geometría necesaria.
El equipo desarrolló dos versiones: una con el medicamento en su estado original y otra en la que la acetazolamida fue transformada en nanocristales, mediante un proceso que reduce considerablemente el tamaño de sus partículas.
Ambas alternativas lograron resultados positivos durante los ensayos.
“El andamio de colágeno prolonga el tiempo que la droga se mantiene en contacto con el ojo”, explicó Ribotta.
Esto aumenta las posibilidades de que el medicamento ingrese a los tejidos y produzca el efecto terapéutico buscado.
Diez horas de efecto con una dosis menor
Uno de los resultados más destacados hasta ahora es la duración del efecto.
Según explicó Ribotta, los ensayos permitieron comprobar que los insertos pueden mantener su acción durante al menos 10 horas, un período superior al de algunas gotas comerciales.
Además, los investigadores observaron que podían conseguir un efecto similar al de la administración oral utilizando una dosis menor del fármaco.
El objetivo de la próxima etapa será extender todavía más el tiempo de liberación de la acetazolamida para que el inserto pueda permanecer activo durante períodos más prolongados.
De la impresión 3D a las pruebas con animales
Antes de llegar a las pruebas en animales, los investigadores realizaron diferentes ensayos para estudiar cómo se liberaba el medicamento.
Los primeros estudios fueron realizados in vitro. Posteriormente se efectuaron pruebas bajo la norma ISO 10993, destinada a evaluar la seguridad biológica de materiales utilizados en aplicaciones médicas y determinar que el inserto no resultara citotóxico.
Finalmente, el dispositivo fue probado en conejos, cuyos ojos presentan características que permiten utilizarlos como modelo experimental para determinadas investigaciones oftalmológicas.
Los ensayos no detectaron irritación significativa y permitieron observar resultados comparables a los obtenidos con la administración oral, pero utilizando menores cantidades de acetazolamida.
El desafío ahora es prolongar la liberación del medicamento
El proyecto se encuentra todavía en una etapa de investigación y desarrollo y no constituye por el momento un tratamiento disponible para pacientes.
La nueva fase de trabajo apunta a mejorar distintos aspectos del dispositivo: prolongar la liberación del fármaco, optimizar la adherencia del inserto al ojo y estandarizar el proceso de fabricación.
El desarrollo comenzó como un trabajo integrador para finalizar la carrera de Ingeniería Biomédica y posteriormente evolucionó hacia un proyecto de investigación interdisciplinario.
La experiencia combina conocimientos de ingeniería biomédica, farmacia, biomateriales, nanotecnología e impresión 3D.
El objetivo final es avanzar hacia una tecnología que permita administrar medicamentos oftalmológicos de manera más eficiente y que, eventualmente, pueda convertirse en una alternativa para mejorar la adherencia a los tratamientos contra el glaucoma.
