CN103156708B - 襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体及其制造方法。目的是提供的人工晶状体应能有效抑制白内障术后微生物感染等；提供的制作方法简单成熟实用。技术方案是：襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体，其特征在于：襻上制有至少一个襻孔，襻孔中镶嵌着缓释微囊。襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，包括以下步骤：1）在人工晶状体襻上雕琢襻孔，超声清洗备用；2）制备微囊内核；3）在微囊内核表面层层自组装多层纳米膜；4）将获得的微囊，冷藏，然后进行真空干燥，得到不含水的干态微囊；5）在显微镜下，将干态微囊镶入到人工晶状体的襻孔中，可得襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体；此后经环氧乙烷消毒、密封包装即可。

Description

襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于超声乳化白内障摘除术中替代眼内晶状体的可折叠人工晶状体，尤其是一种能抑制白内障术后微生物感染及拮抗炎症反应、预防和抑制后发性白内障的襻上镶嵌药物缓释微囊的人工晶状体及其制造方法。

背景技术

白内障是全世界范围致盲的首要原因；目前治疗白内障的唯一方法是手术摘除白内障并植入人工晶状体。虽然白内障手术目前已经发展的相当成熟，但是仍然有一些潜在的术后并发症可能导致手术后视力的下降甚至失明；如白内障术后的细菌性眼内炎、后发性白内障等。大多数感染性眼内炎发生在手术后，其中90%的病例是由细菌引起的（多数为白内障手术引起）。Allen等报告3万例白内障手术，术后感染性眼内炎的发生率为0.057%，发展中国家的发生几率远远高于发展国家；尽管该并发症的发生几率并不高，而且随着无菌操作的规范及药物的应用，其发生率还在进一步降低；但是因其预后极差及高致盲率，其仍然是人们关注的重点。而后发性白内障则是由于白内障摘除后晶状体皮质残留或未完全吸收继而发生浑浊而导致的并发症，可影响到患者的术后视力恢复及远期视力。尽管后发性白内障的发生几率，也随着白内障手术的完善而下降，但是仍然有12.4-17.6%的白内障手术病人术后不得不接受Nd-YAG激光手术，不仅因此增加了患者的手术费用负担，还使激光手术所带来的相应并发症（如黄斑囊样水肿、视网膜脱离等）风险增加。因此，对于白内障术后主要的细菌性眼内炎及后发性白内障并发症，我们除给予足够的重视之外，更应该试图进一步降低其发生率，提高白内障术后的视觉效果。

现有的研究表明，白内障术后细菌性眼内炎往往因微生物尤其是细菌，在手术过程中通过手术切口或借助植入物进入眼内繁殖而引起的炎症反应。大约60%-80%的病例是由革兰阳性菌引起的，10%-15%是革兰阴性菌；其中表皮葡萄球菌最常见，其次为金黄色葡萄球菌、链球菌和杆菌。众多研究者试图通过改善人工晶状体本身属性或者引入抗炎物质来降低眼内炎的发生率。中国专利CN1701769A“表面磷脂修饰的软性人工晶状体及其制造方法”，是将疏水性的人工晶状体接触前房的前表面通过磷脂修饰改性为亲水性，从而减少细菌和炎症细胞在人工晶状体的粘附，以此来降低炎症发生率；中国专利CN1608601A“具有光催化涂覆的人工水晶体”，是通过在人工晶体表面涂覆光催化物质，经过光线激发而产生自由基，从而消灭眼前房的微生物，预防和抑制眼内炎；它们虽然能通过改善表面性质或者激发周围抗炎物质来一定程度地抑制眼内炎，但尚有以下缺点：1）所能影响的范围仅限于人工晶体表面或者附近区域，范围不够，抑菌能力有限；2）亲水性或者自由基等对眼内炎的抑制作用及抑制程度并不确定、可调性不高。而后发性白内障的主要病理机制是，白内障摘除后残留的晶状体上皮细胞所发生的上皮-间叶细胞转分化、细胞外基质沉积和晶体纤维再生等。多年以来，很多研究者从研究抑制后发性白内障的药物种类以及给药方式多个方面入手，对人工晶状体本身进行了完善：例如中国专利CN101269240A“表面带有抗转化生长因子β2抗体膜的人工晶状体的制造方法”，是通过层层自组装的方法将抗体沉积到人工晶状体表面来原位抑制后发性白内障；中国专利CN101053680A“防治后发障形成的具抗增殖药涂层的人工晶状体”、CN200973766Y“防治后发性白内障的人工晶状体”，则是分别通过涂层或赤道部外侧来固定药物。他们虽然能通过原位的抗体抑制或者是局部浓度的药物来抑制残留的晶状体上皮细胞增殖，但他们或者是只能通过接触式的抗体抑制来发挥作用，所能抑制的范围较小；或者所形成的药物涂层稳定性差、且存在药物突释的可能性大，从而可能对眼内其他组织有毒副作用。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种人工晶状体及其制造方法，该人工晶状体应能有效抑制白内障术后微生物感染、拮抗炎症反应、大大减少白内障术后眼内炎症感染的发生率、预防和抑制后发性白内障从而提高术后的视觉效果，并且不影响人工晶状体的光学、力学等方面的稳定性，尤其对人体角膜内皮、睫状体上皮细胞、虹膜、脉络膜以及视网膜等眼内各组织无毒副作用；所提供的制作方法简单成熟实用、原材料成本低并可工业化大量生产。

本发明提供的技术方案是：襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体，其特征在于：所述襻上制有至少一个襻孔，襻孔中镶嵌着带有抗炎或/和抗后发性白内障药物的缓释微囊。

所述缓释微囊，是内部为微囊内核、表面沉积有层层自组装多层纳米膜的球状结构。

所述的襻孔是盲孔或通孔，孔径为100-800微米。

带有药物缓释微囊的人工晶状体植入人眼囊袋之后，可以平稳释放有效浓度的药物，并可维持有效时长，从而对白内障术后炎症或术后并发症的后发性白内障产生抑制作用，且既不影响人工晶状体的力学、光学性质，也不会对眼内各组织产生毒副作用，有利于术后的远期视觉效果，降低手术风险。

所述人工晶状体的材料是聚甲基丙烯酸甲酯、或软性疏水性聚丙烯酸酯、或硅凝胶。

襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，依次包括以下步骤：

1）在人工晶状体襻上雕琢至少1个直径100-800微米的襻孔，超声清洗备用；

2）制备微囊内核：采用微囊发生器使含有药物成分的海藻酸钠溶液形成均匀稳定的小液滴，滴入到1-1000mmol/L氯化钙或氯化钡溶液中反应1-100分钟形成微球；接着用缓冲液冲洗后置于0.01-1000mg/ml带正电荷的聚电解质水溶液中，反应1-100分钟形成微囊内核；然后进入步骤3）；或者，

再置于海藻酸钠溶液中反应1-100分钟，获得表面具有海藻酸钠层的药物微囊内核；然后进入步骤3）；

3）在微囊内核表面层层自组装多层纳米膜：将获得的产物浸入与其表面电荷相反的聚电解质水溶液中吸附、去离子水漂洗后获得微囊；再将该微囊置入与前一聚电解质所带电荷相反的聚电解质水溶液中吸附、去离子水漂洗；本步骤的上述组装过程至少重复进行一次；

4）将获得的微囊，放入-80摄氏度冰箱或-60摄氏度冰箱或-40摄氏度冰箱中冷藏，然后进行真空干燥，即得到不含水的干态微囊；微囊的直径等于或大于所述襻孔的直径；

5）在显微镜下，将干态微囊镶入到人工晶状体的襻孔中，利用干态微囊本身的弹性变形产生的膨胀力固定（注：植入眼内后，干态微囊将吸水变形、体积增大而产生更大的膨胀力以及眼内囊膜组织的贴覆使微囊在人工晶体上更加稳固），即可得襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体；此后经环氧乙烷消毒、密封包装即可。

所述步骤2）的海藻酸钠溶液中，海藻酸钠的重量比例为0.1-2.0%，其余是水。

所述聚电解质水溶液中，聚电解质含量为0.01-1000mg/ml，其余是水。

所述聚电解质包括带正电荷的聚电解质，如壳聚糖、明胶、多聚赖氨酸、聚烯丙基胺盐盐酸盐（以下简称PAH）、聚乙烯亚胺（以下简称PEI）中的一种或多种；还包括带负电荷的聚电解质，如海藻酸钠、聚苯乙烯磺酸钠（以下简称PSS）、肝素、透明质酸钠中的一种或多种。

上述所有海藻酸钠溶液、聚电解质水溶液及缓冲液，都预先溶解有任意浓度的药物。

所述药物是抑制白内障术后微生物感染、拮抗炎症反应的药物，包括各类抗生素和甾体抗炎药及非甾体抗炎药；或者是预防和抑制白内障术后并发症的后发性白内障的药物，包括抗代谢类药物及有丝分裂抑制剂、抑制炎症反应的药物、免疫毒素及细胞毒素、抑制细胞与细胞外基质黏附的药物、诱导细胞凋亡药物。

所述在人工晶状体襻上雕琢的方法是以下方法中的任意一种：通过钻头、蚀刻器、专用空心针头对人工晶状体襻进行打磨镂刻或者利用激光对人工晶状体襻进行光点烧灼蚀刻。

所述襻孔位于人工晶状体襻上的任意位置：从光学部边缘与襻交界处到襻的尖端，亦包括襻的内部雕琢而成的任何长度的中空管。

所述微囊发生器是指任意可以利用层流喷射分散技术，在施加一定频率的振动时，将层流喷射液体分散成单一粒径液滴的微囊包装系统。

本发明的有益效果：1）本发明提供的人工晶状体植入眼内囊袋后，其所携带的药物缓释微囊将平稳地释放抑制所携带的药物，可有效抑制眼内细菌、拮抗炎症反应、靶向抑制晶状体上皮细胞，大大减少白内障术后眼内炎症感染、炎症反应和后发性白内障的发生率，从而提高术后的视觉效果和远期视力；且所释放的药物平稳处于有效浓度与毒副作用浓度之间，从而不影响眼内的其他组织；2）因构成微囊内核的成分及层层自组装过程中所用的成分，均为生物相容性良好的天然聚电解质或无细胞毒性的聚电解质，具有低毒性及免疫原性，故本发明提供的人工晶状体对人体角膜内皮、睫状体上皮细胞、虹膜、脉络膜以及视网膜等眼内各组织无毒副作用，整体都具有良好的生物相容性；3）本发明通过较为简单的层流喷射分散工艺（常规技术）的制作微囊，制备了大小合适、天然无毒、结构稳定、表面带有适宜电荷和基团的药物微囊内核，为进一步的缓释纳米膜的附着提供了物理基础和化学基础，且构成微囊内核的材料本身也有良好的抑菌抗炎作用（如壳聚糖）；4）本发明通过对以固体基质表面电荷与基团为基础的静电层层自组装的经典方法进行改进，利用结构稳定的液态溶液中的微囊内核所带的适宜电荷，使聚电解质交替沉积在微囊表面，实现了纳米膜在微囊表面的牢固装载，并且实现了纳米尺寸上的、可调节的层状结构，保证了在医用移植中的可靠稳定和有效性；同时也省略了以固体基质表面电荷与基团为基础的层层自组装每个步骤中的繁冗的吹干操作和对沉积层状物可能的吹损，使层层自组装更加简单省时；5）本发明的制造方法可通过改变聚电解质的种类、PH值、浓度、温度、离子强度等方式，对所沉积的纳米缓释膜的厚度及致密进行简单有效的调节，即对不同分子量的药物、不同释放要求如时间长短等标准来调节本药物释放系统的缓释能力，且可以通过电镜等对纳米膜大分子聚电解质的分子链彼此卷曲、盘绕程度，各层聚电解质相互覆盖情况的观察评价，进行可见的、有目的调节；6）本发明制造方法中所用的溶剂均为无毒，对环境友好，尤其避免了在大规模工业化生产中可能对环境造成的污染；且组装分子可选范围很广，除了天然聚电解质，也可以是合成型的聚电解质，甚至蛋白质、多糖、DNA等带有电荷的生物大分子也可采用；7）本发明制造工艺较为简单、省时，所需依赖的仪器价格低廉、易于获得和推广；所采用的原料都价格低廉，因此非常适合成为一种性能良好、价格低廉、可大规模生产的工业化产品。

附图说明

图1-1至图1-5是本发明在显微镜下的结构示意图。其中图1-1是本发明的主视结构示意图；图1-2是本发明襻孔所可以处于的位置的示意图；图1-3是本发明的俯视结构示意图；图1-5是图1-3中的A部放大结构示意图；图1-4是本发明中的襻孔采用盲孔时的结构示意图。

图2-1是本发明中药物缓释微囊的扫面电镜照片；图2-2是本发明中药物缓释微囊的表面沉积的纳米膜的扫面电镜照片；图2-3是本发明中药物缓释微囊囊材的剖面扫面电镜照片。

图3是反应形成海藻酸钙/钡药物微球的微囊发生器结构示意图。

图4表示在液态环境中在微囊内核基础上通过层层自组装形成药物缓释微囊的过程示意图，图中箭头前后的视图分别表示组装层数的增加。

图5表示通过石英晶体微天平来跟踪记录药物微球表面（壳聚糖/海藻酸钠）/（明胶/PSS）多层膜的层层自组装过程，即组装了一层（壳聚糖/海藻酸钠），十个双层（明胶/PSS）。

图6-1至图6-2是不同人工晶状体抑菌能力对比的扫面电镜照片；其中图6-1显示普通人工晶状体的抑菌能力；图6-2显示本发明中襻上镶嵌有抗生素药物缓释微囊的人工晶状体的抑菌能力；均在表面放入表皮葡萄球菌菌液并培养24小时后，对细菌量的影响进行观察，来判断该人工晶状体在体外对表皮葡萄球细菌的抑制能力。

图7-1至图7-4是不同人工晶状体对晶状体上皮细胞行为的影响对比的显微镜照片；其中图7-1为未处理的普通人工晶状体表面细胞划痕初的形态；图7-2为未处理的普通人工晶状体表面细胞划痕24小时后的形态；图7-3为本发明中镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体表面细胞划痕初的形态；图7-4为本发明中镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体表面细胞划痕24小时后的形态。

具体实施方式

本发明提供的方法，依照以下步骤依次进行：

1）在人工晶状体1的襻2上雕琢1个或多个直径100-800微米的襻孔，超声清洗备用；

2）制备微囊内核：将溶解有药物（任意浓度的药物均可；优选饱和浓度的药物）的海藻酸钠溶液（海藻酸钠的重量比例为0.1-2.0%）吸入注射器，并连接微囊发生器（微囊发生器的参数：喷头口径100-800μm、微量泵泵速0.1-50.0ml/min、振动频率0.01-10.00KHZ）使海藻酸钠溶液形成均匀稳定的小液滴，滴入到1-1000mmol/L氯化钙溶液5或氯化钡溶液（氯化钙溶液或氯化钡溶液中的溶剂均为水）中，反应1-100分钟形成海藻酸钠钙或海藻酸钠钡药物微球；接着用缓冲液冲洗后，置于浓度为0.01-1000mg/ml的带正电荷的聚电解质水溶液中反应1-100分钟，形成海藻酸钠/聚电解质囊材材料的微囊内核（此时微囊内核的表面带正电荷）；随后就能进入步骤3）进行多层纳米膜的层层自组装处理了；也可在进入步骤3）之前再进行以下处理，使微囊内核的表面带负电荷：

用缓冲液冲洗后再置于0.1-1%重量比例的海藻酸钠溶液中反应1-100分钟，形成海藻酸钠/聚电解质/海藻酸钠的微囊内核，再用缓冲液漂洗；

上述缓冲液为磷酸盐缓冲液。

3）在微囊内核的表面层层自组装多层纳米膜：将上述得到的微囊内核浸入与其表面电荷相反且浓度为0.01-1000mg/ml的聚电解质水溶液中吸附1-120分钟，然后以去离子水漂洗；再将该微囊置入与前一聚电解质所带电荷相反且浓度为0.01-1000mg/ml的聚电解质水溶液中吸附1-120分钟，然后以去离子水漂洗；重复进行本步骤的上述组装过程至少一次；

4）将获得的微囊放入-80摄氏度的冰箱中冷藏，然后放入真空干燥器中进行24小时真空干燥处理后，即得到不含水的干态微囊（通常含水率为3%-5%即可）；微囊的直径应等于或大于襻孔的直径，以便在安装时利用微囊变形产生的膨胀力进行固定；

5）在显微镜下，将干态微囊轻轻镶入人工晶状体的襻孔中，依靠干态微囊的弹性变形产生的膨胀力固定在襻孔中，即可得襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体；此后环氧乙烷消毒，密封包装即可。

所述步骤2）中海藻酸钠溶液中海藻酸钠的重量比例为0.1-2.0%，其余是水。

所述在人工晶状体襻上雕琢的方法是以下方法中的任意一种：通过钻头、蚀刻器、专用空心针头对人工晶状体襻进行打磨镂刻或者利用激光对人工晶状体襻进行光点烧灼蚀刻。

所述襻孔可以是通孔，或图1-4所示的盲孔；襻孔在人工晶状体襻上的位置，可以是如图1-1和图1-3所示的从光学部边缘与襻交界处到襻的尖端的任意位置；还可以如图1-2所示的在襻的内部雕琢任何长度及直径的中空管状空腔，用于镶嵌药物缓释微囊。

所述微囊发生器是指任意可以利用层流喷射分散技术，在施加一定频率的振动时，将层流喷射液体分散成单一粒径液滴的微囊包装系统；该微囊发生器可直接外购获得。

所述聚电解质最好采用天然聚电解质或者无细胞毒性的聚电解质，包括带正电荷的聚电解质壳聚糖、明胶、多聚赖氨酸、聚烯丙基胺盐盐酸盐（以下简称PAH）、聚乙烯亚胺（以下简称PEI），以及带负电荷的聚电解质海藻酸钠、聚苯乙烯磺酸钠（以下简称PSS）、肝素、透明质酸钠；聚电解质微囊囊材和相邻的各层自组装聚电解质之间，均相互间隔地带正电或带负电，以利于彼此可以相互进行吸附反应。

上述过程中所用到的所有聚电解质溶液及冲洗夜，也都预先溶解了饱和浓度的药物，以将过程中微囊中的药物在溶液中的损失降到最低。因此，本实施例中所制备的加替沙星药物缓释微囊的内部及外层纳米膜中都存在可以缓慢释放的药物，从而组成了一个拥有多个缓释来源的综合的药物缓释系统；

本发明所述襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法中，海藻酸钠/聚电解质囊材的形成过程是一个水溶性的海藻酸钠转变成不溶于水的海藻酸钙/钡的过程，二价阳离子通过离子键结合临近海藻酸分子链上的羧酸基团后，二价阳离子被包围在相邻的分子链之间，形成一个类似鸡蛋盒的结构。当带相反电荷的聚电解质微囊囊材与该结构接触后，可替换二价阳离子，与海藻酸钠交联为更为稳定的海藻酸钠/聚电解质囊材的物质。

本发明所述襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法中，海藻酸钠/聚电解质囊材/海藻酸钠微囊表面本身所带的负电荷及羧基等集团，使其能够在此药物微囊内核上继续以层层自组装的方式加载纳米级别的缓释膜；所形成的纳米膜中，大分子聚电解质的分子链彼此卷曲、盘绕，各层聚电解质相互覆盖，成为纳米膜缓释的物理基础。

上述方法中的吸附时间长短是根据所用溶液的浓度大小进行选择，如溶液浓度大时一般采用的吸附时间可比较短，反之吸附时间长。此外，上述方法中微囊表面的层层自组装纳米膜的组装的聚电解质先后顺序可根据微囊内核表面所带电荷的正负、所备有的溶液等不同条件来进行选择（例如所采用的为海藻酸钠/壳聚糖/海藻酸钠微球，因其表面所带为负电，则其后先吸附带正电的聚电解质，再吸附带负电的聚电解质；若所采用的为海藻酸钠/壳聚糖/海藻酸钠/壳聚糖微球，则需调换上述次序），并不影响正负电荷的吸引，从而确保层层自组装纳米膜的稳定形成。另外，上述方法中微囊表面的层层自组装纳米膜的厚度及致密度可根据所选的层层自组装的聚电解质种类来调整（例如当选择聚苯乙烯磺酸钠/明胶系统时，其形成的纳米缓释膜的厚度为聚苯乙烯磺酸钠/聚乙烯亚胺系统的几倍至几十倍，其纳米膜的致密性也更高），以此来调整层层自组装纳米膜对不同药物的缓释能力，从而确保缓释能力的稳定有效。

本发明所述襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法中，所用的药物是可以抑制白内障术后微生物感染及拮抗炎症反应、预防和抑制后发性白内障的所有的眼科常用药及新药。抑制白内障术后微生物感染及拮抗炎症反应包括：抗生素和抗炎药，前者可以直接或者间接地杀死或抑制微生物，种类繁多，包括β-内酰胺类抗生素、氟喹诺酮类抗菌素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素、四环素类、利福霉素类、多粘菌素B、夫西地酸、氯霉素、万古霉素等，如；后者抗炎药包括甾体类抗炎药和非甾体抗炎药，甾体类抗炎药主要是指皮质类激素，抗炎效果良好，但长期使用可引起水盐代谢和糖、脂肪、蛋白质代谢的严重紊乱，而非甾体抗炎药尽管种类繁多，但它们都是通过抑制环氧化酶的活性，抑制花生四烯酸，阻止前列腺素的合成和释放，从而阻止血栓素和缓激肽等炎性介质来发挥抗炎作用，包括乙酰水杨酸盐类、非乙酰基水杨酸盐类、非水杨酸盐类。抑制白内障术后并发症的后发性白内障的药物主要是通过抑制白内障术后残留的晶状体上皮过度增殖、移行于后囊膜，或者转化为成纤维细胞等作用来发挥抑制后发性白内障的作用，其主要包括抗代谢类药物及有丝分裂抑制剂、抑制炎症反应的药物、免疫毒素及细胞毒素、抑制细胞与细胞外基质黏附的药物、诱导细胞凋亡药物等。具体药物见表1。

表1：本发明药物缓释系统所能选用的药物列表

本发明中，在制造襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体之前，先对人工晶状体的外形类型、制作材料进行选择，根据人工晶状体铸造组成、外形的不同，可以简单分为一片式人工晶状体、三片式人工晶状体以及其他特殊的人工晶状体；其中要求所选择的人工晶状体能够满足襻上雕琢孔的的空间要求，因此一片式人工晶状体为佳。根据制作材料的不同，材料可取软性疏水性聚丙烯酸酯、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯等中的一种，本实施例中采用软性疏水性聚丙烯酸酯为材料的人工晶状体；由于一片式人工晶状体的襻为从与光学部边缘交界处开始一直延续至末端的形状不规则、宽度及厚度不统一的区域，故可根据襻的形状和宽度雕琢不同直径、不同深度甚至贯通的孔。

通过多个试验证实，所述人工晶状体襻上所镶嵌有抗炎药物缓释微囊的内核，最适合通过层流喷射分散技术、借助微囊发生器制备。制作微囊的方法很多，如复凝法、单凝法、极性法、乳液合成法等，但其中大多数因为以下原因不能满足本发明的要求：所制备的微囊应在100-800微米范围内；所制备的微囊表面应带有适量的正电荷或者负电荷，以用于进一步地层层自组装纳米膜的沉积。但一种与微囊发生器结合的层流喷射分散技术是可行的，首先该方法可以通过调整微囊发生器喷头的口径，调整所需微囊的直径以适应襻上不同位置所能雕琢出的不同直径和深度的孔，如采用300微米口径的喷头时，便能制备出直径为500-600微米的微囊；另常用的喷头口径还有100微米、200微米、400微米、500微米等。其次，由于该方法为液态环境，且微囊内核往往采用的也是聚电解质材料，这成为所制备的微囊表面带有适量的正电荷或者负电荷的基础，从而使层层自组装的聚电解质，可以一层薄膜、一层薄膜的形态稳固沉积到微囊内核的表面，因此使该药物缓释微囊能够拥有良好的药物缓释性能。另外，借助微囊发生器较纯手工制备，能使形成的微囊大小更均匀、粒径更集中、结构更稳定、精确可调范围强。

实施例1：

本实施例，襻上镶嵌有抗炎药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法包括以下步骤：

采用一片式人工晶状体，并在在两个襻的根部即与光学部交界处区域，分别雕琢1个500微米的圆孔（襻孔），用于镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物的缓释微囊。

将加替沙星粉末300mg溶解到3ml的1%浓度的盐酸中，震荡至清澈，加入3ml的1%浓度的氢氧化钠溶液，震荡，再加入到17ml0.2%重量比例的海藻酸钠溶液中，震荡、彻底混匀至清澈无析出，从而得到含浓度为15mg/ml加替沙星的海藻酸纳溶液；将上述溶液吸入50ml注射器，并连接微囊发生器，调整机器参数，喷头口径300μm、微量泵泵速8.5ml/min、振动频率0.50KHZ，从而使海藻酸钠溶液形成均匀稳定的小液滴，滴入到100mol/ml的氯化钡溶液中，充分反应30分钟形成海藻酸钡药物微球，用磷酸盐缓冲液冲洗，置于2mg/ml壳聚糖溶液中，反应60分钟，形成海藻酸钠/壳聚糖的药物微囊；用磷酸盐缓冲液冲洗，再置于0.2%重量比例的的海藻酸钠溶液中，反应30分钟，形成海藻酸钠/壳聚糖/海藻酸钠的药物微囊内核。之后用磷酸盐缓冲液轻轻洗涤3遍。将上述得到的微囊浸入与其表面电荷相反、浓度为2mg/ml的明胶水溶液中，吸附20分钟、然后以去离子水漂洗；再将该微囊浸入到与此明胶所带电荷相反、浓度为2mg/ml的PSS水溶液中吸附20分钟，然后以去离子水漂洗；重复上述组装步骤10次，从而得到外层沉积有十个双层的层层自组装缓释纳米膜的海藻酸钠/壳聚糖/海藻酸钠的加替沙星缓释微囊；为在组装过程中将微囊中的加替沙星的损失(在溶液中的损失)降到最低，上述过程中所用到的所有聚电解质溶液及冲洗液（包括缓冲液和去离子水），都预先溶解了饱和浓度的加替沙星；因此，本实施例中所制备的加替沙星药物缓释微囊的内核及外层纳米膜中都存在可以缓慢释放的加替沙星，从而组成了一个拥有多个缓释来源的综合的药物缓释系统。将上述处理后得到的液态中的微囊，放入-80摄氏度的冰箱冷藏，然后采用真空干燥器24小时真空干燥后，即得到直径约500微米的干态微囊；最后在解剖显微镜下，借助精细器械将干态微囊轻轻镶入人工晶状体的襻孔中，利用其弹性变形产生的膨胀力固定，即可得襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体；此后环氧乙烷消毒，密封包装。

实施例2：

本实施例，襻上镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体的制作方法，与实施例1中所不同的是微囊囊材材料的不同和所载药物的种类和作用的不同，而微囊的制作方法和其后的组装所用试剂和方法与实施例1相同。

本实施例中，首先所选的药物与实施例1中不同，为具有抗后发性白内障作用的药物，具体为近年来发现的，具有良好的抗白内障术后并发症的后发性白内障作用的烷基磷酸胆碱药物。本实施例中选择的药物是米替福新，该药物抑制后发性白内障的主要机理为调节晶状体细胞膜通透性、流动性，影响其细胞信号传递途径的酶，改变膜磷脂的组成，从而诱导晶状体上皮细胞凋亡。其次本实施例中所采用的微囊囊材材料也不同于实施例1，改为0.5%的多聚赖氨酸；另外，在层层自组装过程中，所用的带正电的聚电解质仍是明胶，但所用的带负电的聚电解质不同于实施例1的PSS，而是海藻酸钠和透明质酸钠；采用的聚电解质浓度和吸附时间均分别是1mg/ml和30分钟。经过与实施例1中相同的微囊制作和层层自组装方法，本实施例中得到了外层沉淀有十个双层的层层自组装缓释纳米膜的海藻酸钠/多聚赖氨酸/海藻酸纳的烷基磷酸胆碱药物缓释微囊。最后进行真空干燥、镶入人工晶状体的襻孔、消毒、密封包装备用。

实施例3：

本实施例中襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体的制作方法，与实施例1、实施例2中所不同的是：所用的药物为抗炎药物中的非甾体抗炎药物、微球内核不同、层层自组装聚电解质不同。

本实施例中，所用的不同于实施例1和实施例2的具体药物是非甾体类抗炎药溴芬酸钠，该药可通过抑制环氧合酶-2，从而抑制花生四烯酸，最终阻止前列腺素的生物合成及释放，阻止炎症介质对眼部的刺激及损害，发挥对眼部炎症的消炎及止痛作用，除此之外，溴芬酸钠还能抑制晶状体上皮细胞的增殖、移行和转分化，从而抑制白内障术后并发症的后发性白内障，同时亦可防治黄斑囊样水肿和葡萄膜炎，以及潜在的对脉络膜视网膜新生血管的治疗。其次所制备的微囊内核为海藻酸钠/壳聚糖微囊，该微囊表面带有正电荷。另外，在层层自组装过程，所用的带负电荷为肝素，其聚电解质浓度及吸附时间分别为10mg/ml和40分钟；肝素在眼科应用中，除了可减轻白内障手术在内的各种手术术后炎症反应，包括减轻房水混浊和纤维蛋白渗出及膜形成外，还对晶状体上皮细胞成纤维细胞等具有明显的抑制作用，可减少血小板单核巨噬细胞及成纤维细胞在晶状体后囊膜表面粘附和沉着，降低粒细胞的活性阻止粒细胞活化减轻术后炎性反应和免疫反应程度，同时还具有溶解纤维蛋白的作用，是目前眼科临床上常用的术后抗炎抗后发性白内障的治疗药物；所用正电的聚电解质不是实施例1、实施例2中的明胶，而是壳聚糖。

本实施例的步骤是：将溶解了溴芬酸钠10mg/ml的0.2%重量比例的海藻酸纳溶液，吸入注射器并连接微囊发生仪，使海藻酸钠溶液形成均匀稳定的小液滴，并滴入100mM氯化钙溶液中，形成溴芬酸钠的海藻酸钙微球，冲洗，置于0.5%重量比例的壳聚糖溶液中，反应30分钟，形成溴芬酸钠的海藻酸钠/壳聚糖微囊内核，冲洗；之后将其浸入与其表面电荷相反的浓度为10mg/ml的肝素水溶液中，吸附40分钟、然后以去离子水漂洗；再将该微囊进入到与肝素所带电荷相反的聚电解质（壳聚糖）水溶液中，吸附30分钟、然后以去离子水漂洗；重复上述组装步骤至少10次；从而制备得到得到了外层沉淀有层层自组装肝素纳米抗炎缓释膜的海藻酸钠/壳聚糖的溴芬酸钠药物缓释微囊。真空干燥、镶入人工晶状体的襻孔、消毒、密封包装备用。

本实施例中进行层层自组装时，如不用壳聚糖，而是采用PAH或多聚赖氨酸时，所采用的聚电解质浓度和吸附时间为：PAH，1000mg/ml，3分钟；多聚赖氨酸，2mg/ml，20分钟。

本发明还对上述各实施例中制备的襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体作了以下测定：

1）借助高倍扫描电镜观察描述本发明中所制备的表面载有层层自组装纳米膜的药物缓释微囊的形态。取导电胶涂到样品台上，将实施例2中制备的干态的药物缓释微囊轻轻的粘放到导电胶上，保证样品粘着牢固，且避免微囊成团；放入离子溅射仪中，使真空罩真空度抽到1-10Pa，在阴阳两极间加上2000v直流电压，对样品进行离子溅射喷金，在样品表面形成金属导电膜，并放入扫面电镜中观察。如图所示：图2-1显示本发明中固态的药物缓释微囊为类圆形，形态完整、无凹陷或破损，图2-2显示本发明中药物缓释微囊表面沉积的纳米缓释膜，结构均匀致密，并从图2-3看出，该纳米膜稳固的沉积在微囊固有囊材上，并有较厚的厚度；上述皆为本发明襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体的缓释能力提供了物理基础。

2）借助石英晶体微天平来跟踪记录药物微球表面组装一层（壳聚糖/海藻酸钠），十个双层（明胶/PSS）的层层自组装过程，如图5所示：它是以实施例1为例，组装一层（壳聚糖/海藻酸钠），十个双层（明胶/PSS），图中横坐标表示组装时间，因为石英晶体微天平进液速度恒定及每组装一层的时间相同，故横坐标的组装时间亦可以反应组装次数；纵坐标表示石英晶体微天平金片表面沉积的聚电解质重量的变化。其结果显示且随着时间的增加，沉积的聚电解质的量和层数也在增加，证实多层纳米膜成功地沉积到所制备的药物微囊表面。

3）以扫描电镜来描述衡量本发明中襻上镶嵌有抗炎药物缓释微囊的人工晶状体对细菌抑制作用。复苏细菌菌株，根据白内障术后炎症感染菌种，可选的菌株有表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等，本实施例选择其中所占比例最高的表皮葡萄球菌；收集液体培养基中的菌体,可取培养液8000转/分钟离心3-5分钟,弃上清,倒入2.5%戊二醛固定液固定,按常规方法脱水：2.5%戊二醛,2-4小时，磷酸缓冲液清洗3次；1%锇酸4-6小时，缓冲液清洗3次；乙醇梯度脱水,30%,50%,70%,85%,95%各一次,100%乙醇2次,每次15-20分钟/次；乙酸异戊酯置换2次,20分钟/次，之后放入临界点干燥器样品室,进行CO2临界点干燥。放入离子溅射仪中，使真空罩真空度抽到1-10Pa，在阴阳两极间加上2000v直流电压，对样品进行离子溅射喷金，在样品表面形成金属导电膜，并放入扫面电镜中观察：在放大3000倍下，在现有的对照人工晶状体和本发明襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体表面，任意取一个视野进行记录，结果如图6-1至图6-2所示：图6-1中现有人工晶状体表面附着生长的细菌量要远远多于本发明襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体图6-2中，证实了本发明中襻上镶嵌有抗炎及抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体有效地抑制了细菌，从而能够有效抑制白内障术后炎症等、大大减少白内障术后眼内炎症感染的发生率从而提高术后的视觉效果。

4）以体外晶状体上皮细胞培养观察襻上镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体对晶状体上皮细胞行为的影响。取实施例2中所制得的人工晶状体和未处理的普通人工晶状体，放入24孔培养板中，并将晶状体细胞以1×10⁵/ml的密度接种于两种人工晶状体表面，两者均加入培养液及10ng/ml转化生长因子β2，6小时后，以黄色移液枪头在二者表面轻轻划出横贯表面的“一”字划痕，过夜培养，并于24小时后于倒置显微镜下观察。图7-1为未处理的普通人工晶状体表面细胞划痕初的形态。图7-2为未处理的普通人工晶状体表面细胞划痕24小时后的形态，从图7-1与图7-2的对比可知：普通未携带药物缓释微囊的人工晶状体表面的晶状体细胞在转化生长因子β2作用下24小时后，变为长梭形，成纤维细胞转化趋势明显，划痕间隙明显变窄、移行明显；图7-3为本发明中镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体表面细胞划痕初的形态，图7-4为本发明中镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状体表面细胞划痕24小时后的形态，从图7-3与图7-4及图7-1与图7-2的对比可知：本发明中镶嵌有抗后发性白内障药物缓释微囊的人工晶状表面细胞在培养24小时后，细胞数量明显减少，并且无纤维化趋势，划痕间隙因细胞的凋亡反而增加，移行不明显，充分说明本实例中人工晶状体能够抑制晶状体细胞增值、移行、上皮-间叶细胞转分化等，从而能够抑制人工晶状体植入后的后发性白内障等并发症，提高患者的远期视力。

上述实施例中所用的试剂和药物均可从国内外化学试剂公司购得。表皮葡萄球菌，标准株ATCC12228，由浙江省卫生防疫站提供。

Claims (5)

1.襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，依次包括以下步骤：

1)在人工晶状体襻上雕琢至少1个直径100-800微米的襻孔，超声清洗备用；

2)制备微囊内核：

采用微囊发生器使含有药物成分的海藻酸钠溶液形成均匀稳定的小液滴，滴入到1-1000mmol/L氯化钙或氯化钡溶液中反应1-100分钟形成微球；接着用缓冲液冲洗后置于0.01-1000mg/ml带正电荷的聚电解质水溶液中，反应1-100分钟形成微囊内核；然后进入步骤3)；

或者，

采用微囊发生器使含有药物成分的海藻酸钠溶液形成均匀稳定的小液滴，滴入到1-1000mmol/L氯化钙或氯化钡溶液中反应1-100分钟形成微球；接着用缓冲液冲洗后置于0.01-1000mg/ml带正电荷的聚电解质水溶液中，反应1-100分钟形成微囊内核；再置于海藻酸钠溶液中反应1-100分钟，获得表面具有海藻酸钠层的药物微囊内核；然后进入步骤3)；

3)在微囊内核表面层层自组装多层纳米膜：将获得的产物浸入与其表面电荷相反的聚电解质水溶液中吸附、去离子水漂洗后获得微囊；再将漂洗后获得的微囊置入与前一聚电解质所带电荷相反的聚电解质水溶液中吸附、去离子水漂洗；本步骤的组装过程至少重复进行一次；

4)将获得的微囊，放入-80摄氏度冰箱或-60摄氏度冰箱或-40摄氏度冰箱中冷藏，然后进行真空干燥，即得到不含水的干态微囊；微囊的直径等于或大于所述襻孔的直径；

5)在显微镜下，将干态微囊镶入到人工晶状体的襻孔中，利用干态微囊本身的弹性变形产生的膨胀力固定，即可得襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体；此后经环氧乙烷消毒、密封包装即可；

所述步骤2)的海藻酸钠溶液中，海藻酸钠的重量比例为0.1-2.0％，其余是水；所述聚电解质水溶液中，聚电解质含量为0.01-1000mg/ml，其余是水；

所述带正电荷的聚电解质、前一聚电解质、电荷相反的聚电解质均是天然聚电解质或者无细胞毒性的聚电解质，包括带正电荷的聚电解质，还包括带负电荷的聚电解质；

所有海藻酸钠溶液、聚电解质水溶液及缓冲液，都预先溶解有任意浓度的药物。

2.根据权利要求1所述的襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，其特征在于所述药物是抑制白内障术后微生物感染及拮抗炎症反应的药物，包括各类抗生素和甾体抗炎药及非甾体抗炎药；或者是预防和抑制白内障术后并发症的后发性白内障的药物，包括抗代谢类药物及有丝分裂抑制剂、制炎症反应的药物、免疫毒素及细胞毒素、抑制细胞与细胞外基质黏附的药物、诱导细胞凋亡药物。

3.根据权利要求2所述的襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，其特征在于：所述在人工晶状体襻上雕琢的方法是以下方法中的任意一种：通过钻头、蚀刻器、专用空心针头对人工晶状体襻进行打磨镂刻或者利用激光对人工晶状体襻进行光点烧灼蚀刻。

4.根据权利要求3所述的襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，其特征在于：所述带正电荷的聚电解质，包括壳聚糖、明胶、多聚赖氨酸、聚烯丙基胺盐盐酸盐、聚乙烯亚胺中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的襻上镶嵌有药物缓释微囊的人工晶状体的制造方法，其特征在于：所述带负电荷的聚电解质，包括海藻酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、肝素、透明质酸钠中的一种或多种。