CN107951618B - 一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其整体呈现为球冠状的角膜接触镜(1)，主要由软质层(7)和硬质层(8)两部分键合叠加及热成型工艺加工构成，在角膜接触镜(1)的内部还形成有微流体通道(3)和中空腔体(4)；其中，中空腔体(4)用于存放液体药物(5)；微流体通道(3)用于输送液体药物(5)，其一端与中空腔体(4)相连通，另一端与出液口(2)相通，用于与该角膜接触镜(1)外界相连通。本发明通过对隐形眼镜的材料以及镜片内部结构及相应工艺进行改进，保证该隐形眼镜在不影响视力的前提下，将隐形眼镜作为药物递送系统，能够有效克服传统给药方法无法保障持续性治疗效果以及生物利用度差等缺陷。

Description

一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，该隐形眼镜是针对真菌性角膜炎而设计的，能够根据眼睛的活动来进行给药治疗真菌性角膜炎，并保证该隐形眼镜能够对眼睛进行持续给药，以保证治疗效果。

背景技术

真菌性角膜炎是由致病性真菌引起的一种致盲率极高的感染性角膜病，常见的致病菌为镰刀菌与曲霉菌，同时若被某些植物引起外伤或免疫力下降也有可能引起真菌性角膜炎，其具有起病缓慢、进程长等特性，病程往往可达到2-3个月，在我国有许多农民都曾患有真菌性角膜炎。

针对真菌性角膜炎，传统的治疗方法比如滴注，由于眼泪的稀释作用，药物在眼睛内的停留时间比较短，导致其生物利用度低，治疗效果较差，并且不连续的给药容易导致眼药水平的极度波动，易产生不良的副作用，而采用眼内注射这种方式，又含有极大的风险性，可能引起极大地副作用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其中通过对隐形眼镜的材料以及镜片内部结构(尤其是微液体通道、中空腔体和出液口的整体结构，及每个微液体通道、中空腔体和出液口的具体形状、尺寸参数等)设计及相应工艺进行改进，保证该隐形眼镜在不影响视力的前提下，将隐形眼镜作为药物递送系统，与现有技术相比能够有效克服传统给药方法无法保障持续性治疗效果以及生物利用度差等缺陷，能根据眼睛的活动挤压液体微腔来进行持续给药，使之跟现有传统给药技术相比具有更高的生物利用度以及更低的治疗风险，本发明能有效提高药物的生物利用率，延长药物在角膜上的停留时间，实现自动、持续给药治疗；并且本发明能有效控制单次出液量(即药物液体出液量)，尤其是可结合人的普遍眨眼频率，持续稳定的向眼部输送药物液体。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，该隐形眼镜整体呈现为球冠状的角膜接触镜(1)，该角膜接触镜(1)用于在佩戴时与患者的眼球形状相匹配地进行贴合；

所述角膜接触镜(1)主要由软质层(7)和硬质层(8)两部分平面键合叠加构成，之后热成型为曲面，其中所述硬质层(8)位于该角膜接触镜(1)的内层，用于与患者的眼部角膜相贴合，所述软质层(7)则位于该角膜接触镜(1)的外层；

在所述角膜接触镜(1)的内部还形成有微流体通道(3)和中空腔体(4)；其中，所述中空腔体(4)用于存放液体药物(5)；所述微流体通道(3)用于输送所述液体药物(5)，其一端与所述中空腔体(4)相连通，另一端与出液口(2)相通，用于与该角膜接触镜(1)外界相连通。

作为本发明的进一步优选，所述中空腔体(4)的高度为80μm～180μm；优选的，所述中空腔体(4)为多个，这多个中空腔体(4)的中心在所述角膜接触镜(1)的圆形边缘所在平面上的投影沿与该角膜接触镜(1)的圆形边缘同心的圆的圆周分布，且这些中空腔体(4)的投影分布在与角膜接触镜(1)的圆形边缘共圆心的圆环形区域内，该圆环形区域的内径不低于2.5mm，外径不超过6mm；所述中空腔体(4)优选为4个、6个、8个或9个。

作为本发明的进一步优选，每个所述中空腔体(4)均仅与一条所述微流体通道(3)相连通。

作为本发明的进一步优选，任意一条所述微流体通道(3)的高度为10μm～50μm，宽度为20μm～150μm，长度为1-3mm。

作为本发明的进一步优选，所述出液口(2)的直径为0.2-0.5mm；该出液口(2)位于所述软质层(7)或所述硬质层(8)内，或者位于所述软质层(7)与所述硬质层(8)两层结构的边缘处。

作为本发明的进一步优选，所述液体药物(5)是用于治疗真菌性角膜炎的药物，优选为多烯类药物、唑类药物、嘧啶类药物中的任意一种；所述多烯类药物优选为匹马霉素或两性霉素B，所述唑类药物优选为氟康唑。

作为本发明的进一步优选，所述软质层(7)和所述硬质层(8)通过化学偶联表面处理的方式实现键合。

作为本发明的进一步优选，所述软质层(7)采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料，厚度为250um-350um；所述硬质层(8)的厚度为100um-250um，该硬质层(8)采用透气性硬质材料，优选为PMMA、派瑞林、PC或PET材料。

作为本发明的进一步优选，所述角膜接触镜(1)的尺寸规格被设定为直径13mm～18mm，整体厚度为350-600um。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，基于微流体技术设计持续给药型隐形眼镜，即隐形眼镜给药系统，该隐形眼镜根据眼球结构来进行制造，分为软质层与硬质层，软质层内含有液体微腔，在隐形眼镜内设置微腔和微流体通道(具体是在软质层和硬质层中设置中空腔体和流体通道，中空腔体和微流体通道均是由软质层和硬质层中的小微孔隙/腔共同组成)，可以容纳输送药物，利用微液体通道、中空腔体和出液口的整体配合，在人眨眼时，眼皮能挤压微腔使微腔内的治疗性液体通过受挤压而进入微流体通道，经微流体通道再到达眼球以达到治疗效果，这样通过眼皮的活动来实施给药的目的能够保证药物的持续性供给，以达到更高的生物利用度。

本发明通过设计包括软质层与硬质层的隐形眼镜，在软质层内设有液体微腔，可通过挤压使微腔内液体通过与其相连的管道流出，其中，软质层在外侧，眨眼时可与内眼皮直接接触，硬质层在内侧，直接与眼球进行接触；软质层内的微腔内储存有治疗真菌性角膜炎的药物譬如伏立康唑(Vor)等，微腔直接与微通道相连，整个软质层表面有多个液体微腔规则分布(例如，这多个中空腔体的中心在角膜接触镜的圆形边缘所在平面上的投影可沿与该角膜接触镜的圆形边缘同心的圆的圆周均匀分布)，当人用手对眼皮进行按、揉、或者眨眼皮时，就会挤压软质层内的液体微腔使液体通过微通道流出进而达到眼睛表面进行治疗；本发明还可设置多个微通道以及微腔均匀分布，可以保证药物治疗覆盖均匀。本发明优选通过设置具有特定形状及尺寸大小的微流体通道和中空腔体，例如通过控制微流体通道的高度、宽度及长度等，可有效控制每次眨眼的药物液体出液量，实现对干眼症患者的自动、持续给药治疗(中空腔体所储存的药物液体浓度可根据患者病情严重情况调整)；当然，除了眨眼外，也可通过转动眼球、眼部按揉等眼部动作实现药物液体的输出。

本发明创新性的将微流体技术应用到眼部给药中，在继现有技术中结合传统式的滴加给药、或者结合隐形眼镜材料来吸纳药物的形式进行隐形眼镜给药器件的研究之后，给出了一种眼部给药的新途径，克服了现有技术中的已有方式受到隐形眼镜材料的约束限制、无法进一步改进的缺陷。本发明结合穿戴式微流体技术，将其结合眼科具体应用研究，设计出的用于治疗干眼症的隐形眼镜结合实际应用需求，用隐形眼镜来进行给药。并且本发明在研发过程中也发现目前眼部通过滴加给药的方式给眼药水时候，只有少量被吸收，大多部分流入鼻腔流失了，所以眼部吸收量不多，而这一发现也为应用微流体技术提供了条件，由于微流体技术容药量不是太多，同时微流体技术微通道出口可以设计不同，这就使得我们可以将药物出口设计在更易吸收的位置，避免药物流失。因此，本发明通过对隐形眼镜的整体结构，尤其是软质层及与之配合的各细节结构，利用各组件结构的整体配合，利用眨眼等动作即可将药物挤出，实时给药，具有明显的优越性。

综上所述，本发明中所采用的利用隐形眼镜给药治疗真菌性角膜炎的方式，具有传统滴注以及注射治疗方式难以比拟的优点，其采用了微型腔体与微型流体通道的设计，实现了对真菌性角膜炎患者实时、持续给药的治疗过程，具有生物利用率高，渗透性好，药物停留时间长，使用方便高效等特点，为今后治疗真菌性角膜炎指明了一个方向。

附图说明

图1A、图1B是本发明一种用于治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜的微型腔体和微型流体通道的俯视结构示意图。

图2是本发明一种用于治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜的剖视结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：1为角膜接触镜，2为微型流体通道的出药口(即出液口)，3为微型流体通道，4为中空微型腔体，5为液体药物，6为眼皮，7为软质层，8为硬质层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明中用于治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，能够对真菌性角膜炎进行实时性以及持续性的治疗，其整体呈现为曲面的角膜接触镜，角膜接触镜内部设置有软质层和硬质层，软质层位于外侧(眨眼时软质层可与内眼皮直接接触)，硬质层位于内侧可直接与眼球(如眼角膜)进行接触，软质层与硬质层键合或热成型工艺连接，之间设有可容纳储存液体的微腔，微腔用于装有治疗真菌性角膜炎的药物，其与微通道相连，微通道末端为出液口，连通外界，当眨眼或者对眼部进行挤压、按揉时，微腔受到压力会向外挤出液体到达眼球以进行治疗。例如，软质层内设有液体微腔，可通过挤压使微腔内液体通过与其相连的管道流出。

实施例1

如图1A、图1B及图2所示，本发明一种用于治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，整体呈现为曲面的角膜接触镜，所述角膜接触镜包括有软质层、硬质层、中空微型腔体、微型流体通道、出液口等结构(中空微型腔体和微型流体通道可设置于软质层中；硬质层具备一定的强度，如0.1-10GPa级别的杨氏模量，软质层和硬质层两者的区别就在于所用材料的软硬上，硬质层要硬于软质层，相应的，软质层也软于硬质层，材料的软硬可根据材料表面局部塑性变形的程度来比较,软质层例如可以采用杨氏模量为0.1-10MPa的材料)。

角膜接触镜整体呈球冠状，用于与真菌性角膜炎患者的眼球形状相贴合。该角膜接触镜由硬质层与软质层两部分通过工艺处理叠加构成，其中软质层位于角膜接触镜的外层，硬质层位于角膜接触镜的内层，与眼球表面直接接触。角膜接触镜的尺寸规格被设定为直径13mm～18mm；整体厚度不超过600μm。

软质层采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料，具有无毒透明、良好的化学惰性、高的透氧性等优点，厚度为250um-350um。并且其表面可通过离子改性使其具有生物相容性，适合于角膜佩戴。硬质层(8)采用透气性硬质材料(角膜塑形镜材料)，也可为PMMA、派瑞林、PC或PET材料，厚度为100um-250um。

软质层与硬质层键合连接，其中含有中空微腔(4)，微腔(4)优选为多个(4、6、8、9个等)，这多个微腔阵列分布于所述角膜接触镜的内部，所述微腔的中心在所述角膜接触镜的圆形边缘所在平面上的投影优选沿与该角膜接触镜的圆形边缘同心的圆的圆周分布，且微腔优选分布在以角膜接触镜中心为中心的半径2.5mm的圆的外侧，微腔最大圈外径小于6mm，微腔的高度为80μm～180μm。例如，如图1A、图1B所示，中空腔体(4)可以为扇形体，该扇形体在角膜接触镜的圆形边缘所在平面上的投影为扇形，该扇形的内径不低于2.5mm，外径不超过6mm，中空腔体(4)的高度为80μm～180μm；任意一个中空腔体(4)的中心即为扇形体的形心。

微流体通道(3)的高度为10μm～50μm，宽度为20μm～150μm，总长度为1-3mm。

微型流体通道(3)末端与出液口(2)相连，该出药口可位于软质层(7)内、硬质层(8)内或两层边缘处，出液口直径0.2-0.5mm。

液态药物(5)分布在中空微型腔体和微型流体通道内，液态药物可为含有多烯类(匹马霉素、两性霉素B)、唑类(氟康唑)、嘧啶类等治疗真菌性角膜炎药物的液体。

在本发明中，真菌性角膜炎患者的很多眼部动作都可以达到释放药物进行治疗的效果。比如患者的眨眼、手动按揉等,会对角膜接触镜的软质层产生一定的压力作用，使软质层受到挤压而发生微变形，中空微型腔体内的液态药物会被挤压到微型流体通道内，进而通过微型通道流出而进入到患者的眼角膜中。

通过以上构思，上述所设计的角膜接触镜能够在不干扰患者的正常生活、不占用患者学习工作时间的情况下，达到实时、持续的治疗效果，提高生物利用度，能够及时缓解患者的病情，因而特别适用于在当今的快节奏社会中患有相关疾病的人群使用。

中空微型腔体的形状可以为扇形体，该扇形体的内径大于2.5mm，外径为5-6mm(如5.6mm等)，厚度为100-150um，采用扇形体能更好的利用整个圆形隐形眼镜的空间，增大药物存储量，为不影响眼部视觉功能，内径设计大于2.5mm，外径设计5-6mm小于隐形眼镜直径。另外，多个微腔采用环形阵列形式分布，可以更加有效分布出液口，使得给药均匀，药物吸收更快。

本发明中软质层可以采用杨氏模量0.1-10MPa以内材料，优选为PDMS材料；硬质层可以采用杨氏模量0.1-10GPa材料，优选为PMMA材料。

本发明中的出液口2必须要能够与外界大气接触(例如，患者的眼角膜不能完成覆盖该出液口)，否则出液口将无法输出药物液体。本发明中硬质层与软质层两部分是进行工艺性叠加。本发明可选采用的化学偶联表面处理方式可参考相关现有技术，如APTES硅烷偶联键合(可参考如，V lachopoulou M E,Tserepi A,Pavli P,et al.A low temperaturesurface modification assisted method for bonding plastic substrates[J].Journal of Micromechanics&Microengineering,2009,19(1):15007-15006.)；热成型工艺也可参考相关现有技术(例如可参考百度百科“热塑成型工艺”等)。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，该隐形眼镜整体呈现为球冠状的角膜接触镜(1)，该角膜接触镜(1)用于在佩戴时与患者的眼球形状相匹配地进行贴合；

所述角膜接触镜(1)主要由软质层(7)和硬质层(8)两部分平面键合叠加构成，之后热成型为曲面，其中所述硬质层(8)位于该角膜接触镜(1)的内层，用于与患者的眼部角膜相贴合，所述软质层(7)则位于该角膜接触镜(1)的外层；其中，所述硬质层(8)的杨氏模量满足0.1-10GPa，所述软质层(7)的杨氏模量满足0.1-10MPa；

在所述角膜接触镜(1)的内部还形成有微流体通道(3)和中空腔体(4)；其中，所述中空腔体(4)用于存放液体药物(5)；所述微流体通道(3)用于输送所述液体药物(5)，其一端与所述中空腔体(4)相连通，另一端与出液口(2)相通，用于与该角膜接触镜(1)外界相连通；

所述中空腔体(4)的高度为80μm～180μm,且所述中空腔体(4)的投影分布在与角膜接触镜(1)的圆形边缘共圆心的圆环形区域内，该圆环形区域的内径不低于2.5mm，外径不超过6mm；

每个所述中空腔体(4)均仅与一条所述微流体通道(3)相连通；任意一条所述微流体通道(3)的高度为10μm～50μm，宽度为20μm～150μm，长度为1-3mm；

所述出液口(2)的直径为0.2-0.5mm；该出液口(2)位于所述软质层(7)或所述硬质层(8)内，或者位于所述软质层(7)与所述硬质层(8)两层结构的边缘处；并且该出液口(2)在隐形眼镜被佩戴时仍能够与外界大气保持接触。

2.如权利要求1所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述中空腔体(4)为多个，这多个中空腔体(4)的中心在所述角膜接触镜(1)的圆形边缘所在平面上的投影沿与该角膜接触镜(1)的圆形边缘同心的圆的圆周分布；所述中空腔体(4)为4个、6个、8个或9个。

3.如权利要求1所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述液体药物(5)是用于治疗真菌性角膜炎的药物。

4.如权利要求3所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述液体药物(5)为多烯类药物、唑类药物、嘧啶类药物中的任意一种。

5.如权利要求4所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述多烯类药物为匹马霉素或两性霉素B。

6.如权利要求4所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述唑类药物为氟康唑。

7.如权利要求1所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述软质层(7)和所述硬质层(8)通过化学偶联表面处理的方式实现键合。

8.如权利要求1所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述软质层(7)采用聚二甲基硅氧烷材料，厚度为250um-350um；所述硬质层(8)的厚度为100um-250um，该硬质层(8)采用透气性硬质材料。

9.如权利要求8所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述透气性硬质材料为PMMA、派瑞林、PC或PET材料。

10.如权利要求1所述用于给药治疗真菌性角膜炎的隐形眼镜，其特征在于，所述角膜接触镜(1)的尺寸规格被设定为直径13mm～18mm，整体厚度为350-600um。