Natri hyaluronate trong nước mắt nhân tạo

Tổng Quan về HA:

Axit Hyaluronic (HA; D-glucuronic acid [1-b-3] N-acetyl-D-glucosamine [1-b-4]n) là một polysacarit tuyến tính được tạo thành từ sự lặp lại của các đơn vị disacarit bao gồm một đường amino và một gốc axit uronic. HA phổ biến trong cơ thể người và có thể được tìm thấy trong các môi trường khác nhau như da và sụn. Trong mắt, HA được tìm thấy trong màng nước mắt, thủy tinh thể và biểu mô giác mạc. HA có trọng lượng phân tử khác nhau đáng kể trong phạm vi phân bố rộng rãi trong cơ thể, từ 100.000Da trong huyết thanh lên đến 8.000.000Da trong thủy tinh thể.

Vai trò lâm sàng chính của HA trong nhãn khoa là công dụng của nó như một thành phần của chất bổ sung nước mắt cũng như việc sử dụng nó như một chất nhầy bổ sung. HA cũng được sử dụng trong phẫu thuật nhãn khoa để bảo vệ nội mô giác mạc trong phẫu thuật đục thủy tinh thể và để cung cấp độ trong suốt tốt hơn cho ghép giác mạc trong phẫu thuật ghép giác mạc.

Gần đây, sự quan tâm ngày càng tăng đến việc phát triển các sinh vật liệu mới có công dụng trong kỹ thuật mô và y học tái sinh đã tập trung vào HA và các dẫn xuất của nó. Các tính chất khác nhau của HA, chẳng hạn như trọng lượng phân tử, độ nhớt và độ kỵ nước, có thể được sửa đổi theo nhiều cách khác nhau để đạt được các ứng dụng mới. Một tiến bộ gần đây trong thao tác HA là liên kết chéo của hyaluronan để cải thiện khả dụng sinh học và khả năng chống phân hủy của nó.

Mục đích của bài đánh giá này là mô tả phân tử HA liên kết chéo để làm rõ vai trò của nó như một chất bổ sung nước mắt và để xác định các vai trò mới tiềm năng của phân tử này trong bệnh khô mắt.

Sản xuất HA và Ứng dụng của HA trong nhãn khoa

Hiện nay có 2 phương pháp cạnh tranh được sử dụng trong sản xuất công nghiệp HA. Phương pháp truyền thống là chiết xuất HA từ nguồn động vật, chẳng hạn như mắt bò và mào gà; phương pháp thứ hai là sử dụng lên men vi sinh.

Phương pháp truyền thống để sản xuất HA dựa trên chiết xuất dung môi từ mô động vật bằng kết tủa cetylpyridinium chloride. Sau khi chiết xuất, sản phẩm được cho qua các bộ lọc vô trùng và sau đó lại kết tủa một lần nữa. Cuối cùng, HA được định dạng để đạt được một ứng dụng trong lĩnh vực y tế cụ thể. Ngoài việc là một kỹ thuật rất tốn thời gian và tốn kém, những thiếu sót của phương pháp này là độ tinh khiết thấp của HA thu được cũng như sự tồn tại của các enzyme phân hủy HA.

Phương pháp lên men dần dần thay thế chiết xuất động vật từ thời kỳ đầu những năm 1980. Các khuẩn lạc vi khuẩn gram dương b-hemolytic (nhóm A và nhóm C streptococci) được nuôi cấy trong môi trường máu tạo ra một quầng mờ trong suốt bao gồm chủ yếu là HA. Ngày nay, quy trình được thiết lập áp dụng cho sản xuất công nghiệp dựa trên việc sử dụng các chủng streptococci đột biến.1,6 Axit D-glucuronic và các thành phần N-acetyl-glucosamine của HA được lấy từ glucose-6-phosphate và fructose-6-phosphate tương ứng. Sau nhiều bước sinh hóa, hyaluronate synthase (HasA), một glycosyltransferase đặc hiệu liên kết màng, liên kết D-glucuronic acid và N-acetyl-glucosamine để tạo thành đơn vị lặp lại cơ bản của HA.

Ứng dụng của HA trong nhãn khoa

HA hoạt động trong mắt như một khung mô: một cấu trúc hỗ trợ cho sự phát triển của tế bào và mô. Hơn nữa, HA như một khung mô đóng một vai trò quan trọng trong việc bôi trơn mắt; trên thực tế, HA thể hiện các tính chất giữ nước và đàn hồi tuyệt vời, nhờ vào cấu trúc cuộn ngẫu nhiên, cho phép mỗi phân tử HA giữ nước gấp 1.000 lần trọng lượng của nó. Tuy nhiên, những thay đổi về nhiệt độ, độ pH và tốc độ cắt có thể có tác động bất lợi đến những khả năng này.

HA có 2 vai trò riêng biệt như một chất thay thế nước mắt: khi mở mắt và khi chớp mắt. Khi mắt mở, độ nhớt của HA cung cấp một lớp phủ bảo vệ nước mắt khỏi bốc hơi, dẫn đến cải thiện tăng thời gian phá vỡ phim nước mắt. Khi chớp mắt, độ nhớt của HA giảm và do đó được trải đều khắp mắt khi mí mắt lùi về vị trí ban đầu.

Chính nhờ những đặc điểm này, HA chuỗi tuyến tính thông thường là một thành phần hoạt tính đã được sử dụng trong nhiều loại NMTN và được sử dụng ở nồng độ khác nhau: 0,1%, 0,15%, 0,18%, 0,2%... để ổn định màng phim nước mắt và làm ẩm giác mạc. Nồng độ 0,1% HA đã được nghiên cứu rộng rãi nhất trong nước mắt nhân tạo. Những bệnh nhân được điều trị bằng 0,1% và 0,18% HA trong 1 tháng đã có sự giảm đau rát đáng kể về mặt thống kê và giảm thiệt hại tế bào biểu mô cũng như cải thiện vết nhuộm.

Hơn nữa, việc sử dụng lâu dài nước mắt nhân tạo chứa 0,15% sodium hyaluronate đã được chứng minh là có thể giảm tổn thương bề mặt nhãn cầu một cách hiệu quả và an toàn ở bệnh nhân khô mắt.

Các dung dịch nhãn khoa 0,1%–0,3% HA đã được sử dụng tại Nhật Bản, Châu Âu, Úc, Nga và Hoa Kỳ. HA cũng có thể được sử dụng như một sản phẩm kết hợp hoặc polymer kép (kết hợp với hydroxypropyl guar) với lợi ích cộng hưởng trong việc cải thiện độ ẩm bề mặt mắt và giảm ma sát. Những sản phẩm HA này dường như hoạt động nhiều hơn chỉ như chất bôi trơn mắt vì chúng cũng có tác dụng dược lý trên bề mặt mắt. Cuối cùng, do tính đàn hồi của nó, HA cũng được áp dụng trong phẫu thuật bán phần trước để bảo vệ và duy trì khoảng cách trong quá trình thao tác phẫu thuật.