Les lentilles de contact chargées de nanoparticules déclenchées par des enzymes en tant que systèmes de distribution de médicaments oculaires.

Enzyme-triggered nanoparticle-loaded contact lenses as eye drug delivery systems.

• Auteur / Autrice : Jilong Li
• Direction : Yi Zhang, Corinne Nardin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 11/07/2022
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Protéine

Polysaccharide

Administration de médicaments

Glaucome

Protein

Polysaccharide

Drug Delivery

Glaucoma

Résumé

À l'heure actuelle, diverses stratégies ont été utilisées pour produire des lentilles de contact à libération de médicaments, notamment la trempette de médicaments, les méthodes médiatisées par des transporteurs, l'encapsulation de films, l'inclusion et les complexes d'échange d'ions, les barrières de diffusion, l'impression moléculaire, l'implantation d'anneaux et l'incorporation directe. Cependant, la plupart des méthodes proposées présentent des inconvénients tels qu'une faible charge de médicaments, des temps d'élution courts et un contrôle très limité sur la cinétique de libération. En ce qui concerne les lentilles de contact sensibles aux enzymes, la plupart d'entre elles ne parviennent pas à maintenir les propriétés critiques (module, perméabilité à l'oxygène, clarté optique, teneur en eau, angle de contact, facteur d'expansion du matériau, etc.) des lentilles après la réaction avec la lysozyme. Jusqu'à présent, les méthodes médiatisées par des transporteurs sont la méthodologie la plus sophistiquée adaptée au développement de lentilles sensibles aux enzymes. La méthode médiatisée par des transporteurs comprend l'utilisation de toute méthode où les molécules de médicaments sont piégées à l'intérieur d'une vésicule ou d'une particule et incorporées dans un hydrogel de lentille de contact. Deux transporteurs, le nanogel de nanodiamant et les nanoparticules de poly(acide acrylique) de chitosane, ont été avec succès appliqués au développement de lentilles sensibles à la lysozyme, ce qui a donné des résultats satisfaisants. Cependant, le problème de libération instantanée n'a jamais été résolu. De plus, la compatibilité oculaire des nanodiamants n'a pas été évaluée. Par conséquent, dans cette recherche, le polymère sûr approuvé par la FDA sera utilisé pour préparer des nanoparticules. Le chitosane (CS) peut être un choix approprié car il est biodégradable, non toxique, non irritant, non abrasif et sans effets secondaires dans le mécanisme oculaire. Il peut également être combiné avec des protéines et synthétisé en bioconjugués pour résoudre le problème de libération instantanée. De plus, le CS présente une forte propriété mucoadhésive, agit comme un améliorant d'auto-pénétration et est facilement clivé par la lysozyme. En résumé, le CS est le matériau idéal à utiliser dans la construction de lentilles déclenchées par la lysozyme. Par conséquent, ma recherche sera divisée en trois parties principales, à savoir le développement de nanoparticules, le développement ou la sélection de lentilles, et le développement de lentilles sensibles aux enzymes, respectivement.

At present, various strategies have been used to produce drug-delivering contact lenses, including drug soaking, carrier mediated methods, film encapsulation, inclusion and ion exchange complexes, diffusion barriers, molecular imprinting, ring implantation, and direct embedding. However, most of the proposed methods have the disadvantages such as poor drug loading, short elution times, and very limited control over release kinetics. As for enzyme-responsive contact lenses, especially, most of them are unable to maintain the critical properties (modulus, oxygen permeability, optical clarity, water content, contact angle, material expansion factor, etc.) of lenses after the reaction with lysozyme. Up to now, the carrier mediated methods are the most sophisticated methodology adapted for the development of enzyme-responsive lenses. Carrier-mediated method includes the use of any method where drug molecules are entrapped within a vesicle or particle and embedded into a contact lens hydrogel. Two carriers, nanodiamond nanogel and chitosan poly- (acrylic acid) nanoparticles, were successfully applied to the development of lysozyme-responsive lenses, which achieved satisfactory results. However, the burst release problem was never solved. In addition, the ocular compatibility of nanodiamonds has not been evaluated. As a result, in this research, the safe polymer which approved by the FDA will be used to prepare nanoparticles. Chitosan (CS) may be a suitable choice because it is biodegradable, non-toxic, non-irritant, anti-abrasive, and non-side effects in the ocular mechanism. It can also be combined with proteins, and synthesised into bioconjugates to solve burst release problem. Besides, CS has high mucoadhesive property, acts as a self-penetration enhancer, and easily cleaved by lysozyme. In summary, CS is the ideal material to be used in the construction of lysozyme-triggered lenses. As a result, my research will be divided into three main parts. Including the development of nanoparticles, the development or selection of lenses, and the development of enzyme-responsive lenses, respectively.