Die intravitreale Injektion von Arzneimitteln wird häufig zur Behandlung von chorioretinalen Augenerkrankungen eingesetzt. Meist kommen intravitreale Anti-VEGF-Wirkstoffe zur Behandlung der neovaskulären altersbedingten Makuladegeneration (nAMD) zum Einsatz, aber auch zur Behandlung des diabetischen Makulaödems, der retinalen Venenokklusion und der nichtinfektiösen Uveitis. Die Injektion führt zu einer vorübergehenden Erhöhung des intraokularen Volumens und folglich des intraokularen Drucks (IOD). Eine Forschungsgruppe aus Italien wollte herausfinden, ob und in welchem Ausmaß die mit der Ausdehnung und Entleerung des Augapfels verbundene Strömung den Transport des injizierten Arzneimittels im Glaskörper beeinflusst. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift ‘Investigative Opthalmology & Visual Science’ veröffentlicht.
Mathematisches Modell zur Untersuchung der Flüssigkeitsbewegung
Die Forschenden haben ein mathematisches Modell entwickelt, um die Flüssigkeitsbewegung und den Arzneimitteltransport im Glaskörperraum nach einer intravitrealen Injektion von Bevacizumab, einschließlich der bisher unerforschten Auswirkungen der Deflation des Augapfels bei abnehmendem Augenvolumen, zu untersuchen. Das Modell geht davon aus, dass der Glaskörper durch die Injektion nicht seine Porosität verändert. Zu Beginn entspricht das Volumen der inneren Kugel dem injizierten Volumen. Die äußere Kugel repräsentiert den Augapfel, während die innere Kugel die injizierte Flüssigkeit darstellt.
Auswirkungen des Druckabfalls und Flüssigkeitsflusses
Nach der Injektion nehmen der Augeninnendruck und das Augenvolumen sofort zu und kehren dann exponentiell zu ihren Ausgangswerten zurück. Diese Deflationszeit beträgt beim menschlichen Auge etwa mehrere zehn Minuten.
Das Modell berücksichtigt zwei Grenzfälle:
- Fall A: Flüssigkeit tritt gleichmäßig durch die gesamte Sklera-Oberfläche aus.
- Fall B: Flüssigkeitsabfluss erfolgt nur durch das Trabekelwerk.
Im Fall A tritt keine Flüssigkeitsbewegung im Glaskörper auf, und der Arzneimitteltransport erfolgt nur durch Diffusion. Im Fall B ist eine Flüssigkeitsbewegung erforderlich, um die gleichmäßige Schrumpfung des Auges auszugleichen. Zu Beginn der Deflationsphase erzeugt dieser Fluss Geschwindigkeiten in der Größenordnung von einigen Mikrometern pro Sekunde, was die Annahme bestätigt, dass die Advektion den Medikamententransport in den ersten Momenten nach der Injektion dominiert.
Bedeutung der Flüssigkeitsbewegung für die Arzneimittelverteilung
Trotz der relativ großen Geschwindigkeiten, die während der Deflation des Augapfels nach einer intravitrealen Injektion erzeugt werden, trägt diese Flüssigkeitsbewegung nicht wesentlich zum Medikamententransport im Auge bei. Die Forscher schließen daraus, dass die Advektion zwar kurzfristig eine Rolle spielt, aber insgesamt keinen signifikanten Einfluss auf die Verteilung des Medikaments im Glaskörper hat.
Diese Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis der Arzneimittelverteilung nach intravitrealen Injektionen und könnten dazu beitragen, die Wirksamkeit und Sicherheit dieser Behandlungsform zu verbessern.
