Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung (IAP) haben gemeinsam mit israelischen und deutschen Partnern Kontaktlinsen entwickelt, die Medikamente gezielt freisetzen können. Bis zur Marktfähigkeit dauert es jedoch noch rund zwei Jahre.
Bei der örtlichen Behandlung von Augenkrankheiten entfalten oft nur rund fünf Prozent eines Medikaments ihre Wirkung im Gewebe des Auges. Ein deutsch-israelisches Forscherteam setzte daher auf Kontaktlinsen als Trägersystem für Wirkstoffe, um die Kontaktzeit des Medikaments mit dem Gewebe im Auge zu verlängern. Der Medikamenten-Wirkstoff wird hierfür in Liposomen verkapselt und an die Innenseite der Kontaktlinsen gebunden. Auf diese Weise soll er länger im Auge verweilen. Zudem soll die Kontaktlinse mit Hilfe von Zuckern besonders verträglich gemacht werden.
Mit diesem System sollen beispielsweise Schmerzen gelindert, die Wundheilung verbessert und die Hornhaut geschützt werden. Die Anforderungen sind jedoch hoch: der Wirkstoff muss über eine möglichst lange Zeit freigegeben werden, die Kontaktlinse muss optimale Schmiereigenschaften haben und alle Bestandteile müssen biologisch unbedenklich sein. Derzeit gibt es noch kein derartiges Applikationssystem auf dem Markt, das diese Anforderungen alle erfüllt.
Liposomen geben Wirkstoffe ab
Die israelische Partnerfirma EyeYon Medical hat bereits medizinische Kontaktlinsen zur Verabreichung von Medikamenten entwickelt, die eine längere Verweilzeit von Wirkstoffen ermöglichen. EyeYon Medical-CEO Nahum Ferera erläutert hierzu: „Die Zeitspanne, über die das Medikament bei diesen Kontaktlinsen freigegeben wird, beträgt bisher circa 20 Minuten. Bei der Anwendung von Augentropfen erreichen generell nur vier Prozent des Wirkstoffs ihr Ziel. Diese Zeit und die Bioverfügbarkeit möchten wir verlängern. Hinzu kommt, dass laut einiger Studien bis zu 30 Prozent aller Kontaktlinsenträger darüber klagen, dass das Tragen von Kontaktlinsen generell unbequem ist. Mit Hilfe des Fraunhofer IAP und den anderen Partnern möchten wir beide Parameter verbessern – die Zeit der Freisetzung des Medikaments und die Verträglichkeit“.
Ziel des deutsch-israelischen Forscherteams ist es, die Innenseite der Kontaktlinse mit Liposomen, zu beschichten, die einen Arzneistoff in sich tragen und diesen über die Zeit freigeben können. Hergestellt werden die Liposomen am Weizmann Institute of Science in der Arbeitsgruppe von Prof. Jacob Klein und Dr. Ronit Goldberg. Doch der Einsatz von Liposomen ist nicht die einzige Strategie, mit der die Kontaktlinsen optimiert werden soll.
Zucker für bessere Wirksamkeit
„Zucker spielen in diesem Projekt eine entscheidende Rolle“, erklärt Dr. Ruben R. Rosencrantz, der das Projekt am Fraunhofer IAP leitet. „In unserem Körper sind Zucker an den verschiedensten Stellen für Gleitfähigkeit verantwortlich. In der Schleimschicht des Auges ermöglichen sie beispielsweise das reibungslose Gleiten des Augenlides. Um genau diesen Effekt auch mit der Kontaktlinse zu erreichen, haben wir am Fraunhofer IAP stark zuckerhaltige Polymere entwickelt, sogenannte Glykopolymere. Sie werden einerseits auf der Oberfläche der gesamten Kontaktlinse gekoppelt, andererseits können sie Bestandteile der Liposomen sein, die den Arzneistoff in sich tragen“, so Rosencrantz. Die Beschichtung der Kontaktlinse mit Glykopolymeren wird von der deutschen Firma Surflay Nanotec entwickelt.
Weg zum marktfähigen Medizinprodukt
Um ein genehmigtes Medizinprodukt zu erhalten, arbeiten die fünf Partner und weitere Unterauftragnehmer in dem dreijährigen Projekt, das bis Juli 2021 läuft, eng zusammen. Dabei müssen die Forscher auch die Biokompatibilität aller verwendeten Komponenten sicherstellen. Die Untersuchungen zur biologischen Verträglichkeit werden in der Universitätsmedizin Rostock durchgeführt. Gefördert wird das Projekt in Deutschland mit rund einer Million Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).