CN108089346B - 用于收集泪液或递送药物的接触镜以及制造该接触镜的方法 - Google Patents

Abstract

用于收集泪液或递送药物的接触镜，所述接触镜包括：内镜片，所述内镜片安置于眼球上；外镜片，所述外镜片设置在内镜片的外侧处以与内镜片重叠；以及多个支柱，所述多个支柱布置在内镜片与外镜片之间以在内镜片与外镜片之间形成空间，其中所述接触镜具有用于将腔室与外部连接的多个界面端口。

Description

用于收集泪液或递送药物的接触镜以及制造该接触镜的方法

技术领域

本公开内容涉及接触镜以及制造该接触镜的方法，并且更具体地，涉及可以直接戴在眼球上以收集泪液或递送药物的接触镜，以及用于制造该接触镜的方法。

[关于国家研究和发展支持的描述]

该研究在韩国国家研究基金会监督下得到了大韩民国科技部、信息通信技术部和未来规划部的生物与医学技术开发项目(项目No.1711038180)的支持。

背景技术

对于眼睛负担过重的现代人，眼睛的健康是保持健康生活的重要因素。

特别地，泪液由无机电解质比如钙和镁以及有机成分比如葡萄糖、乳酸、蛋白质和脂质构成，并且因而可以通过分析泪液的浓度和成分来测量健康状况。

在现有技术中，已经使用了一种用于对眼球给予人为刺激以收集泪液并通过细管强制提取泪液的方法。

然而，在该现有技术中，用作代表各种健康状况之指标的泪液成分比如葡萄糖可以被稀释或改变，并且因而不能准确地分析泪液的成分。

另外，如果眼睛患有任何疾病，则药物应当连续地注射至眼睛进行治疗。

然而，在眼睛这样非常敏感的器官上不易戴用于注射药物的任何单独的装置，并且因而通常使用滴管将眼药液间歇地施用到眼睛上。实际上，调查结果显示，67％至78％的青光眼患者使用滴管却没有任何医疗效果。

发明内容

本公开内容旨在提供一种接触镜，该接触镜可以在没有任何负担的情况下戴在眼睛上以收集泪液或递送药物，并且可长期用于临床目的，并且本公开内容旨在提供一种用于制造该接触镜的方法。

在本公开内容的一个方面中，提供接触镜，其包含：内镜片，所述内镜片安置于眼球上；外镜片，所述外镜片设置在内镜片的外侧处以与内镜片重叠；多个支柱，所述多个支柱布置在所述内镜片与所述外镜片之间以在所述内镜片与所述外镜片之间形成空间(下文称为“腔室”)，其中所述接触镜具有用于将所述腔室与外部连接的多个界面端口。

在一个实施方案中，所述界面端口可以具有泪液入口，并且在腔室的表面处可以形成有具有亲水特性的涂层，使得外部泪液借助于毛细现象通过泪液入口流入腔室中。

在一个实施方案中，界面端口可以包括多个泪液入口和多个空气出口，所述多个空气出口用于在泪液可以流入腔室中时允许腔室中的空气流出，其中所述泪液入口可以沿着外镜片的外圆周形成，并且，空气出口可以形成为相比于泪液入口更靠近外镜片的中心。

在一个实施方案中，所述泪液入口可以沿外镜片和内镜片的延伸方向开口。

在一个实施方案中，所述界面端口可以具有药物出口，并且填充在所述腔室中的药物可以借助于扩散被递送至眼球。

在一个实施方案中，所述药物可以与介质一起作为混合物而填充在腔室中，并且所述药物可以借助于由所述药物在所述腔室内外的浓度差引起的扩散而流出所述腔室。

在一个实施方案中，所述药物出口可以朝向内镜片的内表面开口以面向眼球。

在一个实施方案中，所述药物出口可以为沿内镜片的径向方向的长形。

在一个实施方案中，接触镜的中央部分可以没有支柱以形成用于确保使用者视野的视野区域。

在一个实施方案中，外镜片的中央部分可以被切除使得仅内镜片保留在视野区域中。

在本公开内容的另一方面中，提供了制造接触镜的方法，所述方法包括：形成具有多个支柱的外镜片，所述多个支柱形成于所述外镜片的内表面处；形成具有光滑表面的内镜片；用等离子体处理所述外镜片和所述内镜片；以及所述将外镜片和所述内镜片粘合成彼此重叠。

在一个实施方案中，用于制造接触镜的方法还可以包括：在所述外镜片的内表面上沉积聚合物膜；以及在所述内镜片的外表面上沉积聚合物膜，其中所述聚合物膜可以借助于等离子体处理而具有亲水特性，并且所述外镜片和所述内镜片可以借助于粘合剂彼此粘合。

在一个实施方案中，所述外镜片和所述内镜片可以由硅橡胶制成，并且所述外镜片和所述内镜片可以借助于等离子体处理而具有粘合性，并且因而所述外镜片和所述内镜片在没有单独的粘合剂的情况下彼此粘合。

附图说明

图1是示出了根据本公开内容一个实施方案的接触镜的正视图。

图2是示出了图1的接触镜的截面图。

图3是示出了图2的一部分的放大视图。

图4是图示了用于制造图1的接触镜的方法的图。

图5是示出了根据本公开内容另一实施方案的接触镜的正视图。

图6是示出了图5的接触镜的截面图。

图7是示出了根据本公开内容另一实施方案的接触镜的正视图。

图8是示出了图7的接触镜的截面图。

图9是示出了图8的一部分的放大视图。

图10A和图10B是示出了根据本公开内容另一些实施方案的接触镜的正视图。

具体实施方式

下文将参照附图对本公开内容的实施方案进行描述。尽管基于本公开内容的附图中描绘的实施方案对本公开内容进行了说明，但是本公开内容的技术特征、基本构造和操作不限于此。

图1是示出了根据本公开内容一个实施方案的接触镜1的正视图，并且图2是示出了图1的接触镜1的截面图。

如图1和图2中示出的，该实施方案的接触镜1包括内镜片10和外镜片20，内镜片10安置在眼球E上，外镜片20设置在内镜片10的外侧处以与内镜片10重叠。

内镜片10具有内表面12和外表面11，内表面12和外表面11形成光滑的并且呈与眼球E的形状相符合的柔软的弯曲形状。外镜片20呈大致平行于内镜片10的柔软的弯曲形状并且具有光滑的外表面21。如稍后说明的，在该实施方案中，多个支柱30与外镜片20一体地形成以从外镜片20的内表面22延伸，但是外镜片20无支柱30的内表面22具有光滑的表面。

在该实施方案中，外镜片20的面积小于内镜片10的面积，并且外镜片20和内镜片10呈同心的圆形形状。

在内镜片10与外镜片20之间形成有多个支柱30，由此在内镜片10与外镜片20之间形成了空间(下文称为“腔室”)50。

参照图1，多个支柱30包括微支柱31和支承支柱32，微支柱31呈小圆柱形形状并且均匀布置在外镜片20的整个区域上，支承支柱32沿着外镜片20的周缘以固定间隔间歇地形成。支承支柱32形成为长的以具有比微支柱31更长的预定长度，由此增强外镜片20与内镜片10之间彼此粘合的粘合性。

如图1中示出的，在接触镜1中形成有多个界面端口40以将腔室50与外部连通。

该实施方案的接触镜1可以从眼球E收集泪液。为此，该实施方案的界面端口40具有泪液入口41和空气出口42。

泪液入口41形成在彼此邻接的两个支承支柱32之间，并且多个泪液入口41形成在外镜片20的整个外圆周上。

泪液入口41形成在外镜片20的整个外圆周上，以解决使用者总是沿特定的佩戴方向布置接触镜1的任何不便。由于人的身体结构，通常在眼球的下侧处(图1中的下侧)收集泪液，并且因而，如果接触镜1戴在眼球上，则泪液将主要通过多个泪液入口41中布置在下侧处的若干泪液入口41流入腔室50中。

在该实施方案中，如图2中示出的，泪液入口41在外镜片20和内镜片10的延伸方向上开口。如此，泪液入口41容易与在眼睛的下侧处收集的泪液相接触。

该实施方案中的空气出口42形成于外镜片20处，并且多个空气出口42朝向外镜片20的外表面21开口。

空气出口42靠近相对干燥的外镜片20的中央布置，使得腔室50中的空气流出，从而允许泪液容易流入腔室50中。

在该实施方案中，应当理解的是泪液入口41和空气出口42被命名用以表示它们预期的功能。

如图2中示出的，如果接触镜1戴在眼球E上，则泪液T包围接触镜1的整个表面以形成薄膜(参见图2中的阴影部分)。因而，例如，即使任何界面端口40被称为泪液入口41，该界面端口40仍可以根据其位置或情况部分地或临时地用作空气出口。

在该实施方案中，在外镜片20与内镜片10之间形成有细小间隙，并且借助于支柱32在腔室50中形成有一种细小通道。因而，由于细小通道而发生毛细现象，并且因此泪液流入腔室50中。

图3是示出了图2的一部分的放大视图。

如图3中示出的，腔室50的表面被具有亲水特性的涂层70包围。

在该实施方案中，为了形成具有亲水特性的涂层70，使用等离子体处理。

图4是图示了用于制造图1的接触镜1的方法的图。

如图4中示出的，使用模具100形成外镜片20并且使用模具200形成内镜片10(A)。尽管未详细示出，但是模具100构造成沿期望的方向在期望的位置处与外镜片20一起形成支柱30和界面端口40(模具200也以此方式构造)。

接着，在外镜片20的内表面22上沉积聚合物膜71，在内镜片10的外表面11上沉积聚合物膜72(B)。

本领域中已知的是，聚合物表面可以借助于等离子体处理而改性成具有亲水特性。在该实施方案中，用等离子体对如以上定形的外镜片20和内镜片10进行处理，使得聚合物膜71、72具有亲水特性(C)。

更详细地，该实施方案的聚合物膜71、72由例如parylene-C制成。在300W下用100sccm的氧气对聚合物膜71、72进行5分钟的等离子体处理以使其具有亲水特性。

此后，在支柱30的端部表面上涂覆粘合剂，并且将外镜片20和内镜片10安置成彼此重叠且随后粘合(D)。

在该方法中，能够形成被由亲水性聚合物制成的涂层70包围的腔室50。

再次参照图3，主要由水构成的泪液T与腔室50的亲水性涂层70在泪液入口41处相接触，并且由于泪液的表面张力和内聚力使泪液沿着涂层70广泛铺展，并且泪液借助于毛细现象流入腔室50中。

在预定时间之后，通过泪液入口41流入腔室50中的泪液T借助于涂层70和细小通道的毛细现象而填充在腔室50的整个区域中。

足够的时间过后，可以收集接触镜1，并且可以从腔室50提取泪液，然后进行分析。

该实施方案的接触镜1戴在眼球上，并且在没有任何刺激的情况下自然地收集泪液。因而，能够容易地收集用于泪液分析的高质量泪液。

同时，由于该实施方案的接触镜1直接戴在使用者眼球的前面，外镜片20和内镜片10的整体部分、或至少中央部分由透明材料制成，从而在接触镜1的中央部分处形成视野区域60。

在视野区域60中，没有形成支柱30，并且外镜片20和内镜片10彼此直接接触(在该实施方案中，两个涂层71、72相接触)，使得不会由支柱30引起光学干扰。

然而，由于两个镜片，即外镜片20和内镜片10在视野区域60中彼此重叠，因此使用者的视线可能被部分地阻挡。

根据本公开内容的另一实施方案，在视野区域中形成有单层镜片以确保使用者的视线。

图5是示出了根据本公开内容另一实施方案的接触镜2的正视图，并且图6是示出了图5的接触镜2的截面图。

如图5和图6示出的，该实施方案的接触镜2与之前实施方案的接触镜的不同之处在于，外镜片20的中央部分被圆形地切除，使得仅内镜片10保留在视野区域60中。涂覆在内镜片10的外表面11上的涂层72在视野区域60中也可以移除。图6中的阴影部分表示包围接触镜2的泪液T。

在该实施方案中，由于仅单层镜片(内镜片10)存在于视野区域60中，因此可以为使用者提供更清晰的视线。

在该实施方案中，由于外镜片20的中央部分被圆形地切除，因此沿着视野区域60的边缘部分形成比微支柱31延伸得更长的支承支柱33以增强连接部分的支承力。

空气出口42形成于彼此邻近的支承支柱33之间，并且空气出口42与泪液入口41相类似，也沿外镜片20和内镜片10的延伸方向开口。

与之前实施方案的接触镜1相类似，该实施方案的接触镜2借助于毛细现象将泪液收集在腔室50中。用于收集泪液的原理和构造与之前实施方案的原理和构造大致相同。

在图5和图6中描绘但未说明的附图标记之中，所有与图1至图4中一致地使用的附图标记具有如图1至图4中的附图标记相同的功能，并且因而不再对其进行详细描述。这也同样适用于其他附图。

该实施方案的接触镜在没有任何驱动单元的情况下借助于毛细现象自然地收集泪液。借助于毛细现象将泪液填充在腔室50中的时间和速度可以通过调节泪液入口41的宽度、支柱30的高度和尺寸、支柱30之间的距离以及支柱30的数量来控制。

图7是示出了根据本公开内容另一实施方案的接触镜3的正视图，图8是示出了图7的接触镜3的截面图，并且图9是示出了图8的一部分的放大视图。

该实施方案中的接触镜3旨在向眼球E递送药物，并且该实施方案中的接触镜3与之前实施方案中接触镜的不同之处在于，在腔室50中填充有药物51并且此外界面端口40具有用于排出药物的药物出口43。

另外，根据需要在腔室50中可以形成有亲水性或非亲水性的涂层。然而，不需要将泪液T从外部引入该实施方案的接触镜3中，并且因而，在该实施方案的接触镜3中，未在腔室50中形成独立的亲水性涂层，并且支柱30和内镜片10彼此粘合以将外镜片20和内镜片10彼此连接。

再次参照图4，该实施方案的接触镜3可以在不执行过程B的情况下制造。在该实施方案的接触镜3中，外镜片20和内镜片10由硅橡胶制成。

已知硅橡胶在被用等离子体处理时对相同的硅橡胶具有粘合性。因此，在该实施方案中，用等离子体处理外镜片20和内镜片10(C)，使得外镜片20和内镜片10在没有任何单独粘合剂的情况下彼此粘合。

如图9中很好地示出的，腔室50填充有介质80(图9中浅灰色部分)，并且水凝胶80与药物81混合。介质是包含药物的材料并且介质还能够将药物分子递送至泪液，例如水凝胶和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)可以用作介质。

介质80与泪液T在药物出口43处相接触，并且由于介质80与泪液T之间的药物浓度的差异，因此药物81的分子借助于扩散流出腔室50且流入泪液T中。由于泪液T在眼球的表面处形成了膜，因此药物被递送至眼球E以均匀地铺展在整个眼球E上。

在该实施方案中，药物出口43朝向内镜片10的内表面开口，使得药物被均匀地递送至整个眼球E，并且多个药物出口43(图7中的虚线)以预定图案分布在外镜片20的整个区域上。

在该实施方案中，接触镜3具有用作填充开口41、42的界面端口40，填充开口41、42与接触镜1的泪液入口41和空气出口42相对应。

填充开口41、42可以用于将包含药物的介质80注射到接触镜3的腔室50中。

然而，当接触镜3在使用时，可以不单独地填充介质，并且可以关闭填充开口41、42。还能够不关闭填充开口41、42但使用接触镜3，使得填充开口41、42用作排出药物用的药物出口。

还可以设想的是，介质比如水凝胶被固化成镜片形式以将药物递送至眼球。然而，在该方法中，水凝胶容易变形而使耐久性劣化，并且药物在整个眼球上扩散且因而药物消耗太快，这限制了可用药物的种类并且也缩短了药物的使用寿命。

在该实施方案中，由于介质填充在保持特定形状的镜片中，因此确保了良好的耐久性，并且此外药物的注射速率等可以通过调节药物出口43的位置或全部面积来控制。

图10A和图10B是示出了根据本公开内容另一些实施方案的接触镜的正视图。

如图10A中示出的，该实施方案的接触镜4不包括形成于内镜片10中以面向眼球的药物出口。相反，内镜片10和外镜片20仅借助于微支柱31粘合而没有使用支承支柱，并且随后切除外镜片20的中央部分。或者，也可以将内镜片10的中央部分切除用以向眼球直接递送药物。以此方式，外镜片20的外圆周和内圆周都可以用作药物出口43、43’。

进一步地，如图10B中示出的，根据一个实施方案的接触镜5，除了接触镜4的构型以外，还具有形成于内镜片10中以面向眼球且沿内镜片10的径向方向为长形的缝隙型药物出口43”(图10B中虚线)。

根据图7、图10A和图10B中描绘的实施方案的接触镜在药物扩散图案和药物扩散速率上是不同的。

如上所述，用于递送药物的接触镜可以通过以各种方式改变药物出口的位置、形状和总面积来自由地调节药物递送分布和药物递送速率。

在本公开内容的实施方案中，接触镜具有光滑表面而没有任何不平坦，并且因而，使用者可以长时间将接触镜戴在眼睛上而没有类似于通常的接触镜的任何负担。

另外，根据本公开内容的实施方案的接触镜在没有任何单独的驱动单元的情况下借助于连续且一致的现象比如毛细现象或扩散来收集眼泪或递送药物，从而确保了较高的生产率和极佳的效率。

特别地，由于接触镜借助于使用模具的模制工艺制造，因此能够容易地调节界面端口的位置、图案和数量以及支柱的位置、图案和数量，从而得到具有较高的临床效力的廉价产品。

Claims (12)

1.接触镜，其包含：

内镜片，所述内镜片安置在眼球上；

外镜片，所述外镜片设置在所述内镜片的外侧处以与所述内镜片重叠；

其中所述内镜片的内表面和外表面是光滑的，并且所述外镜片的外表面是光滑的；

以及

多个支柱，所述多个支柱布置在所述内镜片与所述外镜片之间以在所述内镜片与所述外镜片之间形成空间，所述空间在下文称为“腔室”，

其中所述接触镜具有用于将所述腔室与外部连接的多个界面端口，

其中所述界面端口具有泪液入口，并且

其中在所述腔室的表面处形成有具有亲水特性的涂层，使得外部泪液借助于毛细现象通过所述泪液入口流入所述腔室中，

并且借助于所述支柱在所述腔室中形成有细小通道，使得由于所述细小通道而发生毛细现象，并且因此泪液流入所述腔室中。

2.根据权利要求1所述的接触镜，

其中所述界面端口包括多个泪液入口和多个空气出口，所述多个空气出口用于在泪液流入所述腔室中时允许所述腔室中的空气流出，并且

其中所述泪液入口沿着所述外镜片的外圆周形成，并且所述空气出口形成为相比于所述泪液入口更靠近所述外镜片的中心。

3.根据权利要求2所述的接触镜，

其中所述泪液入口沿所述外镜片和所述内镜片的延伸方向开口。

4.根据权利要求1所述的接触镜，

其中所述界面端口具有药物出口，并且

其中填充在所述腔室中的药物借助于扩散被递送至所述眼球。

5.根据权利要求4所述的接触镜，

其中所述药物与介质一起作为混合物填充在所述腔室中，并且

其中所述药物借助于由所述药物在所述腔室内外的浓度差引起的扩散而流出所述腔室。

6.根据权利要求4所述的接触镜，

其中所述药物出口朝向所述内镜片的内表面开口以面向所述眼球。

7.根据权利要求6所述的接触镜，

其中所述药物出口为沿所述内镜片的径向方向的长形。

8.根据权利要求1所述的接触镜，

其中所述接触镜的中央部分没有所述支柱以形成用于确保使用者视野的视野区域。

9.根据权利要求8所述的接触镜，

其中所述外镜片的中央部分被切除使得仅所述内镜片保留在所述视野区域中。

10.用于制造权利要求1中限定的接触镜的方法，所述方法包括：

形成具有多个支柱的外镜片，所述多个支柱形成于所述外镜片的内表面处；

形成具有光滑表面的内镜片；

用等离子体处理所述外镜片和所述内镜片；以及

将所述外镜片和所述内镜片粘合成彼此重叠。

11.根据权利要求10所述的用于制造接触镜的方法，其还包括：

在所述外镜片的所述内表面上沉积聚合物膜；以及

在所述内镜片的外表面上沉积聚合物膜，

其中所述聚合物膜借助于所述等离子体处理而具有亲水特性，并且

其中，所述外镜片和所述内镜片借助于粘合剂彼此粘合。

12.根据权利要求10所述的用于制造接触镜的方法，

其中所述外镜片和所述内镜片由硅橡胶制成，并且

其中所述外镜片和所述内镜片借助于所述等离子体处理而具有粘合性，并且因而在没有单独粘合剂的情况下彼此粘合。

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