(Phys.org) — Entro il 2020, si prevede che quasi 80 milioni di persone soffrano di glaucoma, un disturbo dell'occhio che, se non trattata, può danneggiare il nervo ottico e alla fine portare alla cecità.

La malattia spesso causa pressione negli occhi a causa di un accumulo di liquidi e di una rottura del tessuto responsabile della regolazione del drenaggio dei liquidi. I medici trattano comunemente il glaucoma usando colliri che possono aiutare l'occhio a drenare o ridurre la produzione di liquidi.

Sfortunatamente, i pazienti hanno spesso difficoltà a rispettare i programmi di dosaggio prescritti dai loro medici, e il farmaco, se somministrato tramite gocce, può causare effetti collaterali negli occhi e in altre parti del corpo.

In quello che potrebbe essere un passo significativo verso il miglioramento della gestione del glaucoma, i ricercatori della UCLA School of Dentistry hanno creato un sistema di somministrazione dei farmaci che può avere effetti collaterali meno gravi rispetto ai tradizionali farmaci per il glaucoma e migliorare la capacità dei pazienti di rispettare i trattamenti prescritti. Gli scienziati hanno unito i farmaci che combattono il glaucoma con nanodiamanti e li hanno incorporati nelle lenti a contatto. I farmaci vengono rilasciati nell'occhio quando interagiscono con le lacrime del paziente.

La nuova tecnologia ha mostrato grandi promesse per il trattamento prolungato del glaucoma e, come vantaggio collaterale, il composto farmacologico nanodiamante ha persino migliorato la durata delle lenti a contatto.

Lo studio, guidato dal dottor Dean Ho, professore di biologia e medicina orale e co-direttore del Jane and Jerry Weintraub Center for Reconstructive Biotechnology presso la UCLA School of Dentistry, appare online nella rivista peer-reviewed ACS Nano .

Nanodiamanti, che sono sottoprodotti dei processi di estrazione e raffinazione convenzionali, hanno un diametro di circa cinque nanometri e hanno la forma di minuscoli palloni da calcio. Possono essere utilizzati per legare un ampio spettro di composti farmacologici e consentire il rilascio dei farmaci nel corpo per un lungo periodo di tempo.

Per erogare un rilascio costante di farmaco nell'occhio, i ricercatori dell'UCLA hanno combinato nanodiamanti con timololo maleato, che è comunemente usato nei colliri per gestire il glaucoma. Quando applicato alle lenti con nanodiamante, il timololo viene rilasciato quando viene a contatto con il lisozima, un enzima che abbonda nelle lacrime.

"La somministrazione di timololo attraverso l'esposizione alle lacrime può prevenire il rilascio prematuro del farmaco quando le lenti a contatto sono in deposito e può servire come un percorso più intelligente verso la somministrazione del farmaco da una lente a contatto". disse Kangyi Zhang, co-primo autore dello studio e uno studente laureato nel laboratorio di Ho.

Uno degli svantaggi delle tradizionali gocce di timololo maleato è che appena il 5% del farmaco raggiunge effettivamente il sito previsto. Un altro svantaggio è il rilascio a raffica, dove la maggior parte del farmaco viene erogata troppo rapidamente, che può causare la "fuoriuscita" di quantità significative del farmaco o la fuoriuscita dall'occhio e, nei casi più gravi, può causare complicazioni come un battito cardiaco irregolare. Anche le gocce possono essere scomode da somministrare, che porta molti pazienti a smettere di usare i loro farmaci.

Ma le lenti a contatto sviluppate dal team dell'UCLA hanno evitato con successo l'effetto di rilascio a raffica. L'attività del timololo rilasciato è stata verificata da uno studio primario su cellule umane.

"Oltre alla promessa dei nanodiamanti come agenti di rilascio di farmaci innescati per le malattie degli occhi, possono anche rendere le lenti a contatto più durevoli durante il corso dell'inserimento, uso e rimozione, e più comodo da indossare, " disse Ho, che è anche professore di bioingegneria e membro del Jonsson Comprehensive Cancer Center e del California NanoSystems Institute.

Anche con i nanodiamanti incorporati, le lenti possedevano ancora livelli favorevoli di chiarezza ottica. E, sebbene i test meccanici abbiano verificato che erano più forti delle lenti normali, non ci sono stati cambiamenti evidenti nel contenuto di acqua, il che significa che il comfort e la permeabilità all'ossigeno delle lenti a contatto sarebbero probabilmente preservati.

Precedenti studi dell'UCLA hanno dimostrato che i nanodiamanti potrebbero essere potenzialmente utilizzati per affrontare altre malattie e disturbi, compreso il cancro e l'osteonecrosi della mandibola.

"Questa scoperta rappresenta la pipeline di innovazione che sta arrivando dal team del Dr. Ho, " ha detto il dottor No-Hee Park, preside della Scuola di Odontoiatria. "Il Dr. Ho è un visionario nel suo campo ei suoi progressi continuano a generare una significativa eccitazione per quanto riguarda l'uso dei nanodiamanti in biologia e medicina".

Altri autori dello studio sono stati Ho-Joong Kim, co-primo autore e ricercatore post-dottorato che in precedenza era nel laboratorio di Ho ed è ora professore alla Chosun University in Corea del Sud, e Laura Moore, uno studente di medicina alla Northwestern University, che è anche uno studente laureato nel laboratorio di Ho.