Skip to main content
Erschienen in: Der Ophthalmologe 3/2018

06.11.2017 | Wirkstoffe | Leitthema

Nanopartikel als Drug-Delivery-Systeme für die Ophthalmologie

verfasst von: M. Löscher, J. Hurst, L. Strudel, M. S. Spitzer, Dr. S. Schnichels

Erschienen in: Die Ophthalmologie | Ausgabe 3/2018

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Nanopartikel sind aufgrund ihrer geringen Größe und der Vielseitigkeit der verwendeten Materialien hervorragend geeignet, um als Drug-Delivery-Systeme eingesetzt zu werden. Sie sind in der Lage, biologische Barrieren zu durchdringen, Medikamente zielgerichtet an ihren Wirkort zu bringen und dort verzögert freizusetzen. In der Onkologie schon lange im Einsatz, wird das Potenzial von Nanopartikeln zum Medikamententransport im letzten Jahrzehnt auch vermehrt in der Ophthalmologie erforscht. Damit ließen sich Hindernisse wie die schlechte Wirkstoffaufnahme bei der Gabe von Augentropfen und das Nebenwirkungsprofil bei der Anwendung von invasiven Methoden wie dem Einsetzen von Medikamentendepots in Form von Implantaten überwinden. Zu den wichtigsten untersuchten Strukturen zählen polymere Nanopartikel, Mizellen, Liposomen, „solid lipid nanoparticles“, Dendrimere und Cyclodextrine. Zusätzlich zur Zusammensetzung der eigentlichen Nanopartikel selbst können ihre Effektivität und Stabilität durch Beschichtungen verbessert werden. Die größten Herausforderungen liegen v. a. in der Langzeitstabilität, der Standardisierung bei der Herstellung und der Toxizität. Die bisherigen präklinischen und zum Teil auch klinischen Ergebnisse lassen darauf hoffen, dass ein baldiger Einsatz von Nanopartikeln zur Optimierung der okulären Wirkstoffaufnahme möglich ist.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Wilczewska AZ et al (2012) Nanoparticles as drug delivery systems. Pharmacol Rep 64(5):1020–1037CrossRefPubMed Wilczewska AZ et al (2012) Nanoparticles as drug delivery systems. Pharmacol Rep 64(5):1020–1037CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Zhang W, Prausnitz MR, Edwards A (2004) Model of transient drug diffusion across cornea. J Control Release 99(2):241–258CrossRefPubMed Zhang W, Prausnitz MR, Edwards A (2004) Model of transient drug diffusion across cornea. J Control Release 99(2):241–258CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Hoffman AS (2008) The origins and evolution of „controlled“ drug delivery systems. J Control Release 132(3):153–163CrossRefPubMed Hoffman AS (2008) The origins and evolution of „controlled“ drug delivery systems. J Control Release 132(3):153–163CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Nagarwal RC et al (2009) Polymeric nanoparticulate system: a potential approach for ocular drug delivery. J Control Release 136(1):2–13CrossRefPubMed Nagarwal RC et al (2009) Polymeric nanoparticulate system: a potential approach for ocular drug delivery. J Control Release 136(1):2–13CrossRefPubMed
7.
Zurück zum Zitat Herrero-Vanrell R et al (2005) Self-assembled particles of an elastin-like polymer as vehicles for controlled drug release. J Control Release 102(1):113–122CrossRefPubMed Herrero-Vanrell R et al (2005) Self-assembled particles of an elastin-like polymer as vehicles for controlled drug release. J Control Release 102(1):113–122CrossRefPubMed
8.
Zurück zum Zitat Vauthier C et al (2003) Drug delivery to resistant tumors: the potential of poly(alkyl cyanoacrylate) nanoparticles. J Control Release 93(2):151–160CrossRefPubMed Vauthier C et al (2003) Drug delivery to resistant tumors: the potential of poly(alkyl cyanoacrylate) nanoparticles. J Control Release 93(2):151–160CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Kapoor DN et al (2015) PLGA: a unique polymer for drug delivery. Ther Deliv 6(1):41–58CrossRefPubMed Kapoor DN et al (2015) PLGA: a unique polymer for drug delivery. Ther Deliv 6(1):41–58CrossRefPubMed
10.
Zurück zum Zitat Becker R et al (2012) The cost offsets and cost-effectiveness associated with pegylated drugs: a review of the literature. Expert Rev Pharmacoecon Outcomes Res 12(6):775–793CrossRefPubMed Becker R et al (2012) The cost offsets and cost-effectiveness associated with pegylated drugs: a review of the literature. Expert Rev Pharmacoecon Outcomes Res 12(6):775–793CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Yang H et al (2012) Hybrid dendrimer hydrogel/PLGA nanoparticle platform sustains drug delivery for one week and antiglaucoma effects for four days following one-time topical administration. ACS Nano 6(9):7595–7606CrossRefPubMed Yang H et al (2012) Hybrid dendrimer hydrogel/PLGA nanoparticle platform sustains drug delivery for one week and antiglaucoma effects for four days following one-time topical administration. ACS Nano 6(9):7595–7606CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Liu S et al (2016) Prolonged ocular retention of mucoadhesive nanoparticle eye drop formulation enables treatment of eye diseases using significantly reduced dosage. Mol Pharm 13(9):2897–2905CrossRefPubMed Liu S et al (2016) Prolonged ocular retention of mucoadhesive nanoparticle eye drop formulation enables treatment of eye diseases using significantly reduced dosage. Mol Pharm 13(9):2897–2905CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat De Campos AM, Sanchez A, Alonso MJ (2001) Chitosan nanoparticles: a new vehicle for the improvement of the delivery of drugs to the ocular surface. Application to cyclosporin A. Int J Pharm 224(1–2):159–168CrossRefPubMed De Campos AM, Sanchez A, Alonso MJ (2001) Chitosan nanoparticles: a new vehicle for the improvement of the delivery of drugs to the ocular surface. Application to cyclosporin A. Int J Pharm 224(1–2):159–168CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Seyfoddin A, Shaw J, Al-Kassas R (2010) Solid lipid nanoparticles for ocular drug delivery. Drug Deliv 17(7):467–489CrossRefPubMed Seyfoddin A, Shaw J, Al-Kassas R (2010) Solid lipid nanoparticles for ocular drug delivery. Drug Deliv 17(7):467–489CrossRefPubMed
16.
Zurück zum Zitat Balguri SP, Adelli GR, Majumdar S (2016) Topical ophthalmic lipid nanoparticle formulations (SLN, NLC) of indomethacin for delivery to the posterior segment ocular tissues. Eur J Pharm Biopharm 109:224–235CrossRefPubMed Balguri SP, Adelli GR, Majumdar S (2016) Topical ophthalmic lipid nanoparticle formulations (SLN, NLC) of indomethacin for delivery to the posterior segment ocular tissues. Eur J Pharm Biopharm 109:224–235CrossRefPubMed
17.
Zurück zum Zitat Gökçe EH et al (2009) Cyclosporine A‑loaded solid lipid nanoparticles: ocular tolerance and in vivo drug release in rabbit eyes. Curr Eye Res 34(11):996–1003CrossRefPubMed Gökçe EH et al (2009) Cyclosporine A‑loaded solid lipid nanoparticles: ocular tolerance and in vivo drug release in rabbit eyes. Curr Eye Res 34(11):996–1003CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Liu S, Jones L, Gu FX (2012) Nanomaterials for ocular drug delivery. Macromol Biosci 12(5):608–620CrossRefPubMed Liu S, Jones L, Gu FX (2012) Nanomaterials for ocular drug delivery. Macromol Biosci 12(5):608–620CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat Allen TM, Cullis PR (2013) Liposomal drug delivery systems: from concept to clinical applications. Adv Drug Deliv Rev 65(1):36–48CrossRefPubMed Allen TM, Cullis PR (2013) Liposomal drug delivery systems: from concept to clinical applications. Adv Drug Deliv Rev 65(1):36–48CrossRefPubMed
21.
Zurück zum Zitat Chetoni P et al (2015) Liposomes as a potential ocular delivery system of distamycin A. Int J Pharm 492(1):120–126CrossRefPubMed Chetoni P et al (2015) Liposomes as a potential ocular delivery system of distamycin A. Int J Pharm 492(1):120–126CrossRefPubMed
22.
Zurück zum Zitat Zhang R et al (2010) Treatment of experimental autoimmune uveoretinitis with intravitreal injection of Tacrolimus (FK506) encapsulated in liposomes. Invest Ophthalmol Vis Sci 51(7):3575–3582CrossRefPubMed Zhang R et al (2010) Treatment of experimental autoimmune uveoretinitis with intravitreal injection of Tacrolimus (FK506) encapsulated in liposomes. Invest Ophthalmol Vis Sci 51(7):3575–3582CrossRefPubMed
23.
Zurück zum Zitat Agarwal R et al (2016) Liposomes in topical ophthalmic drug delivery: an update. Drug Deliv 23(4):1075–1091PubMed Agarwal R et al (2016) Liposomes in topical ophthalmic drug delivery: an update. Drug Deliv 23(4):1075–1091PubMed
24.
Zurück zum Zitat Bochot A et al (2002) Intravitreal delivery of oligonucleotides by sterically stabilized liposomes. Invest Ophthalmol Vis Sci 43(1):253–259PubMed Bochot A et al (2002) Intravitreal delivery of oligonucleotides by sterically stabilized liposomes. Invest Ophthalmol Vis Sci 43(1):253–259PubMed
25.
Zurück zum Zitat Mehanna MM, Elmaradny HA, Samaha MW (2010) Mucoadhesive liposomes as ocular delivery system: physical, microbiological, and in vivo assessment. Drug Dev Ind Pharm 36(1):108–118CrossRefPubMed Mehanna MM, Elmaradny HA, Samaha MW (2010) Mucoadhesive liposomes as ocular delivery system: physical, microbiological, and in vivo assessment. Drug Dev Ind Pharm 36(1):108–118CrossRefPubMed
26.
Zurück zum Zitat Thassu D, Chader GJ (2012) Ocular drug delivery systems: barriers and application of nanoparticulate systems. CRC Press, Boca RatonCrossRef Thassu D, Chader GJ (2012) Ocular drug delivery systems: barriers and application of nanoparticulate systems. CRC Press, Boca RatonCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Vandamme TF, Brobeck L (2005) Poly(amidoamine) dendrimers as ophthalmic vehicles for ocular delivery of pilocarpine nitrate and tropicamide. J Control Release 102(1):23–38CrossRefPubMed Vandamme TF, Brobeck L (2005) Poly(amidoamine) dendrimers as ophthalmic vehicles for ocular delivery of pilocarpine nitrate and tropicamide. J Control Release 102(1):23–38CrossRefPubMed
28.
Zurück zum Zitat Marano RJ et al (2005) Dendrimer delivery of an anti-VEGF oligonucleotide into the eye: a long-term study into inhibition of laser-induced CNV, distribution, uptake and toxicity. Gene Ther 12(21):1544–1550CrossRefPubMed Marano RJ et al (2005) Dendrimer delivery of an anti-VEGF oligonucleotide into the eye: a long-term study into inhibition of laser-induced CNV, distribution, uptake and toxicity. Gene Ther 12(21):1544–1550CrossRefPubMed
29.
Zurück zum Zitat Durairaj C et al (2010) Nanosized dendritic polyguanidilyated translocators for enhanced solubility, permeability, and delivery of gatifloxacin. Invest Ophthalmol Vis Sci 51(11):5804–5816CrossRefPubMed Durairaj C et al (2010) Nanosized dendritic polyguanidilyated translocators for enhanced solubility, permeability, and delivery of gatifloxacin. Invest Ophthalmol Vis Sci 51(11):5804–5816CrossRefPubMed
30.
Zurück zum Zitat Freudenberg K, Cramer F (1948) Die Konstitution der Schardinger-Dextrine α, β und γ. Z Naturforsch B 3b:464 Freudenberg K, Cramer F (1948) Die Konstitution der Schardinger-Dextrine α, β und γ. Z Naturforsch B 3b:464
31.
Zurück zum Zitat Franz G, Alban S (1999) Cyclodextrine, in Pharmakognosie-Phytopharmazie. Springer, Berlin, S 337–339 Franz G, Alban S (1999) Cyclodextrine, in Pharmakognosie-Phytopharmazie. Springer, Berlin, S 337–339
32.
Zurück zum Zitat Ohira A et al (2015) Topical dexamethasone gamma-cyclodextrin nanoparticle eye drops increase visual acuity and decrease macular thickness in diabetic macular oedema. Acta Ophthalmol 93(7):610–615CrossRefPubMed Ohira A et al (2015) Topical dexamethasone gamma-cyclodextrin nanoparticle eye drops increase visual acuity and decrease macular thickness in diabetic macular oedema. Acta Ophthalmol 93(7):610–615CrossRefPubMed
33.
Zurück zum Zitat Herrmann A et al (2015) Means and methods for ocular drug delivery. Google Patents Herrmann A et al (2015) Means and methods for ocular drug delivery. Google Patents
34.
Zurück zum Zitat Gu F, Jones LJW, Liu S (2015) Mucoadhesive nanoparticle delivery system. Google Patents Gu F, Jones LJW, Liu S (2015) Mucoadhesive nanoparticle delivery system. Google Patents
35.
Zurück zum Zitat Jesudian GGJ, Shastri VK (2015) Nanoparticles of polymer and lipid mixture core for targeted drug delivery. Google Patents Jesudian GGJ, Shastri VK (2015) Nanoparticles of polymer and lipid mixture core for targeted drug delivery. Google Patents
36.
Zurück zum Zitat Mousa SA (2017) Ocular nanoformulation and method of use in angiogenesis-mediated disorders. Google Patents Mousa SA (2017) Ocular nanoformulation and method of use in angiogenesis-mediated disorders. Google Patents
37.
Zurück zum Zitat Bejjani RA et al (2005) Nanoparticles for gene delivery to retinal pigment epithelial cells. Mol Vis 11:124–132PubMed Bejjani RA et al (2005) Nanoparticles for gene delivery to retinal pigment epithelial cells. Mol Vis 11:124–132PubMed
Metadaten
Titel
Nanopartikel als Drug-Delivery-Systeme für die Ophthalmologie
verfasst von
M. Löscher
J. Hurst
L. Strudel
M. S. Spitzer
Dr. S. Schnichels
Publikationsdatum
06.11.2017
Verlag
Springer Medizin
Schlagwort
Wirkstoffe
Erschienen in
Die Ophthalmologie / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 2731-720X
Elektronische ISSN: 2731-7218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00347-017-0596-6

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2018

Der Ophthalmologe 3/2018 Zur Ausgabe

Neu im Fachgebiet Augenheilkunde

Update Augenheilkunde

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.