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Ziel: Liposomale Formulierungen bergen durch die langfristige und stabile Freisetzung von Medikamenten ein großes Potenzial für die intraokulare Pharmakotherapie. Nach Eingabe in den Glaskörperraum können sie jedoch in die optische Achse diffundieren und durch Lichtstreuung und Trübung zu visuellen Beeinträchtigungen des Patienten führen. Ziel dieser Studie war es, die intravitreale Diffusion liposomaler Nanopartikel durch eine spezifisch designte Oberflächenmodifikation zu steuern, um ihre Eigenschaften zu optimieren.

Methoden: In dieser Studie wurde die Biokompatibilität und Funktionalität von liposomalen Nanopartikeln nach Oberflächenmodifikation mit zyklischem Polyarginin in einem 6-Wochen in-vivo Schweinemodell evaluiert. Hierfür erhielten drei Kohorten mit jeweils 3 Landschweinen eine intravitreale Injektion von 0.1mL einer liposomalen Formulierung mit 0.1, 0.5 und 1 mol-% zyklischem Polyarginin. Drei weitere Tiere erhielten unmodifizierte Liposomen als Kontrolle. 1, 2, 3 und 7 Tage, sowie 2, 4 und 6 Wochen post-injectionem wurde die intravitreale Verteilung der Liposomen mittels Fundusfotografie dokumentiert und spezialisierte Biokompatibilitätsuntersuchungen mittels Elektroretinografie (ERG), Optischer Kohärenztomografie (OCT) und Messung des Intraokulardrucks durchgeführt. Mittels einer Vitreous-Haze-Analyse der OCT-Aufnahmen erfolgte die Quantifizierung der intravitrealen Diffusion der Liposomen innerhalb der optischen Achse der Tiere. Nach 6 Wochen wurden die Versuchstiere euthanasiert und die Augen für die histologische Aufarbeitung der Netzhaut und des Glaskörpers enukleiert.

Ergebnis: Die Funktionalisierung der Liposomen mit zyklischem Polyarginin konnte deren intravitreale Mobilität in einer dosisabhängigen Weise verändern und die Liposomen teilweise im Bereich der Applikationsstelle immobilisieren. Die Trübung des Glaskörpers im Bereich der optischen Achse konnte ebenfalls quantifizierbar durch die Oberflächenmodifikation beeinflusst werden. Alle liposomalen Formulierungen zeigten unabhängig von ihrer Oberflächenmodifikation eine exzellente Biokompatibilität mit ausgezeichnetem Sicherheitsprofil.

Schlussfolgerung: Das intravitreale Verteilungsverhalten von liposomalen Nanopartikeln kann durch eine Modifikation der Oberfläche dieser Partikel mit zyklischem Polyarginin präzise gesteuert werden und hat keinen negativen Einfluss auf deren Biokompatibilität. Dies zeigt eine Möglichkeit auf, die Wechselwirkungen zwischen nanopartikulären Formulierungen und vitrealer Matrix zu nutzen, um deren Eigenschaften und damit ihre Anwendbarkeit zu optimieren.