CN108578059A - 一种可控药物缓释的角膜接触镜 - Google Patents

Abstract

一种可控药物缓释的角膜接触镜，包括从下至上依次设置的半透膜层、吸水膨胀层、不透水弹性膜层和药物储存层，所述药物储存层具有用于存储药物的存储腔室和供药物流出的微流道，所述半透膜层与角膜接触，所述半透膜层允许泪液中的水分进入所述吸水膨胀层，所述弹性膜层隔离所述药物储存层的存储腔室与所述吸水膨胀层，所述吸水膨胀层吸收泪液中的水分而膨胀时，通过所述弹性膜层压缩所述存储腔室，使得药物能够通过所述微流道缓慢释放到眼部。本发明以非侵入式的方式在眼部进行药物缓释，避免了手术过程和患者的痛苦：通过吸胀致动实现药物缓释，能够持续更长的时间，并能储存较多量和多样化的药物。

Description

一种可控药物缓释的角膜接触镜

技术领域

本发明涉及一种可控药物缓释的角膜接触镜。

背景技术

角膜炎，结膜炎和青光眼等眼科常见疾病给人们生活带来诸多不利影响。在给药治疗过程中，点滴眼药水是常用的给药方式。但是，这种滴加给药的方式有诸多缺点。首先，角膜上所覆盖的泪膜会稀释给药药物的浓度；其次，泪水的不断分泌使药物过快流失；最后，滴加给药时常带给患者不舒适感。研究表明，点滴给药时，药物在泪膜中保留时间只有2～3min，并且给药效率低至1％～5％，这是由于眼药水通过结膜进入眼内时，大部分眼药会通过结膜毛细血管进入全身血液循环，进而降低药物利用率。

角膜接触镜作为屈光矫正或保护眼睛的一种手段，直接与角膜接触，是一种很好的载药平台。现有的把药物加载到角膜接触镜的方法有单纯浸泡吸附，分子印迹、微纳米颗粒包裹和离子连接等，但这些方法存在着释放速度快，突释效应明显，制造成本高，加载药物种类限制等缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种可控药物缓释的角膜接触镜。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可控药物缓释的角膜接触镜，包括从下至上依次设置的半透膜层、吸水膨胀层、不透水弹性膜层和药物储存层，所述药物储存层具有用于存储药物的存储腔室和供药物流出的微流道，所述半透膜层与角膜接触，所述半透膜层允许泪液中的水分进入所述吸水膨胀层，所述弹性膜层隔离所述药物储存层的存储腔室与所述所述吸水膨胀层，所述吸水膨胀层吸收泪液中的水分而膨胀时，通过所述弹性膜层压缩所述药物储存层的存储腔室，使得药物能够通过所述微流道缓慢释放到眼部。

进一步地：

所述吸水膨胀层具有阵列分布的多个孔洞，所述孔洞内填充有吸水膨胀物质。

所述吸水膨胀物质包括高分子吸水材料，优选地，包括淀粉系、纤维素系、聚乙烯酸盐系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系材料中的一种或多种。

所述孔洞的孔径为1～2mm,优选地，所述孔洞的形状为圆形。

所述弹性膜层为PDMS、聚氨酯或橡胶材料的高弹性薄膜。

所述微流道具有连续弯折的曲折弯道结构。

多个所述微流道分布在所述药物储存层的四周，优选地，所述微流道的宽度为100微米。

所述药物储存层包括硬质角膜接触镜材料的中空环形体，所述吸水膨胀层和所述不透水弹性膜层均设置成相应的中空环形体，所述中空环形体的中心圆孔对应于眼睛瞳孔，能够镶嵌光学镜片。

所述中心圆孔的直径为4～5mm。

所述角膜接触镜的整体直径为13～15mm。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种吸胀致动的可控药物缓释角膜接触镜，采用分层设计，其中半透膜层允许泪液中的水分进入吸水膨胀层但不允许吸水膨胀层的吸水材料穿过半透膜层，吸水膨胀层吸收泪液中的水分而膨胀时，通过弹性膜层压缩药物储存层的存储腔室，使得药物储存层内的药物能够通过微流道缓慢释放到眼部。由此，本发明实现以角膜接触镜为载药平台，以非侵入式的方式在眼部进行药物缓释，相较于植入式的眼部药物缓释，本发明避免了手术过程和患者的痛苦：相较于现有的角膜接触镜缓释模式，本发明通过吸胀致动实现药物缓释，能够持续更长的时间，缓释作用可持续10小时以上，并能储存较多的药物，载药种类可多样化，是一种药物吸收利用率好、通用性强的角膜接触镜。而且，基于本发明，通过改变半透膜的孔隙率、选用不同的吸胀材料以及在吸水膨胀层采用不同的孔洞阵列形式，本发明可以灵活地获得希望的膨胀速率，从而可以达到对药物释放速率进行可靠的控制。

在优先的方案中，吸水膨胀层具有阵列分布的多个孔洞用以装载膨胀物质，这一方面形成了分布式施力形式，可以减少单位时间的泪液吸收量从而减慢膨胀速度，另一方面还可以提高结构刚度。

在优先的方案中，由于药物流出微流道具有连续弯折的曲折弯道设计，在缓释作用没有开始前，药物不会被外界的振动干扰轻易流出，保证了药物释放量几乎完全取决于吸水材料膨胀的体积变化。

附图说明

图1为本发明一种实施例的药物缓释角膜接触镜的整体结构示意图。

图2为本发明一种实施例中的吸水膨胀层阵列式孔洞示意图。

图3为本发明一种实施例中的药物储存层结构布局示意图。

图4为本发明一种实施例中的缓释前角膜接触镜剖视示意图。

图5为本发明一种实施例中的缓释过程中角膜接触镜剖视示意图。

图中标记说明：1-半透膜层，2-吸水膨胀层，21-孔洞，22-中心光学区域，23-吸水膨胀物质，3-弹性膜层，4-药物储存层，41，42，43，44-微流道，45-存储腔室，46-密封环，47-光学镜片。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1至图4，在一种实施例中，一种可控药物缓释的角膜接触镜，包括从下至上依次设置的半透膜层1、吸水膨胀层2、不透水弹性膜层3和药物储存层4，所述药物储存层4具有用于存储药物的存储腔室45和供药物流出的微流道41、42、43、44，所述半透膜层1与角膜接触，所述半透膜层1允许泪液中的水分进入所述吸水膨胀层2，所述弹性膜层3隔离所述药物储存层4的存储腔室45与所述所述吸水膨胀层2，所述吸水膨胀层2吸收泪液中的水分而膨胀时，通过所述弹性膜层3压缩所述药物储存层4的存储腔室45，使得药物能够通过所述微流道缓慢释放到眼部。

本发明的可控药物缓释角膜接触镜提供吸胀致动，采用分层设计，其中半透膜层1允许泪液中的水分进入吸水膨胀层2但不允许吸水膨胀层2的吸水材料穿过半透膜层1，吸水膨胀层2吸收泪液中的水分时膨胀，慢慢顶起上方的弹性膜层3，通过弹性膜层3压缩药物储存层4的存储腔室45，使得药物储存层4内的药物能够通过微流道缓慢释放到眼部。由此，本发明实现以角膜接触镜为载药平台，以非侵入式的方式在眼部进行药物缓释，相较于植入式的眼部药物缓释，本发明避免了手术过程和患者的痛苦：相较于现有的角膜接触镜缓释模式，本发明通过吸胀致动实现药物缓释，能够持续更长的时间，缓释作用可持续10小时以上，并能储存较多的药物，载药种类可多样化，是一种药物吸收利用率好、通用性强的角膜接触镜。而且，基于本发明的结构，通过改变半透膜的孔隙率、选用不同的吸胀材料以及在吸水膨胀层采用不同的孔洞阵列形式，可以灵活地获得所希望的膨胀速率，从而可以达到对药物释放速率进行可靠的控制。

在优选实施例中，所述吸水膨胀层2具有阵列分布的多个孔洞21，所述孔洞21内填充有吸水膨胀物质23。吸水膨胀层22具有阵列分布的多个孔洞21用以装载吸水膨胀物质23，这一方面形成了分布式的施力形式，可以减少单位时间的泪液吸收量从而减慢膨胀速度，另一方面还可以提高整体结构刚度。

在优选实施例中，所述吸水膨胀物质包括高分子吸水材料。在不同的实施例中，吸水膨胀物质可以包括包括淀粉系、纤维素系、聚乙烯酸盐系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系材料中的一种或多种。

在优选实施例中，所述吸水膨胀层2的所述孔洞的孔径为1～2mm。在不同的实施例中，所述孔洞的形状可以为圆形或其他形状。

在不同的实施例中，所述弹性膜层3为PDMS、聚氨酯或橡胶材料的高弹性薄膜。弹性膜层3不允许水分通过，并具有较好的弹性，能够在下层吸水膨胀层22的膨胀力作用下发生弹性形变压缩上面储药腔的体积。

在优选实施例中，所述微流道具有连续往返弯折的曲折弯道结构。由于药物流出微流道具有连续弯折的曲折弯道结构，在缓释作用没有开始前，药物不会被外界的振动干扰轻易流出，保证了药物释放量几乎完全取决于高分子吸水材料膨胀的体积变化。

在更优选实施例中，多个所述微流道分布在所述药物储存层4的四周，在一实施例中，可以采用均匀间隔分布的4个微流道41、42、43、44。

在更优选实施例中，所述微流道的宽度为100微米。

通过上述微流道结构，能够减轻外界干扰和减慢药物扩散，并且使药物更均匀的释放到眼部。微流道的曲折蜿蜒设计能够缓冲眨眼等外界环境的干扰对药物释放的影响，并且能够使药物更加均匀的释放到眼部。

在优选实施例中，所述药物储存层4包括硬质角膜接触镜材料的中空环形体，所述吸水膨胀层22和所述不透水弹性膜层3均设置成相应的中空环形体，所述中空环形体的中心圆孔作为对应于眼睛瞳孔的中心光学区域22，其能够镶嵌光学镜片47，优选在光学镜片47和中空环形体之间设置密封环46，从而可以对治疗者提供可视性，甚至可在矫正治疗者视力的同时进行药物治疗。药物储存层4处于中心光学区域之外的环形区域内，用硬性角膜接触镜材料制成，能够维持腔室的形状防止塌陷。

在更优选实施例中，所述中心圆孔的直径为4～5mm。

在优选实施例中，所述角膜接触镜的整体直径为13～15mm。

如图1所示，在一个具体实施例中，一种吸胀致动的可控药物缓释角膜接触镜包括与角膜接触的半透膜层1、吸水膨胀层2、弹性膜层3和药物储存层4。缓释前角膜接触镜的药物储存腔室45加载有药物，弹性膜层3处于正常松弛状态，剖面示意图如图4所示。当把角膜接触镜置于眼部后，半透膜层1直接与角膜接触，利用半透膜层1允许水分子通过而阻止高分子吸水材料通过的特性，泪液中的水分开始单向进入吸水膨胀层2。吸水膨胀层2中的高分子吸水材料被置于阵列分布的孔洞21之内，在吸收泪液中的水分之后体积开始膨胀，慢慢顶起上方的弹性膜层3使其发生弹性形变，过程示意图如图5所示。由于弹性膜层3的形变导致上方的药物储存腔室45的体积被压缩，药物便开始通过均布于角膜接触镜边缘的四个药物流出微流道41、42、43、44向外释放。由于药物流出微流道具有连续弯道的曲折设计，在缓释作用没有开始前，药物不会被外界的振动干扰轻易流出，保证了药物释放量几乎完全取决于高分子吸水材料膨胀的体积变化。此外，通过改变半透膜的孔隙率，选用不同的吸胀材料及其复合物以及在吸水膨胀层采用不同的孔洞阵列形式可以改变膨胀速率，从而可以实现对药物释放速率的控制。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可控药物缓释的角膜接触镜，其特征在于,包括从下至上依次设置的半透膜层、吸水膨胀层、不透水弹性膜层和药物储存层，所述药物储存层具有用于存储药物的存储腔室和供药物流出的微流道，所述半透膜层与角膜接触，所述半透膜层允许泪液中的水分进入所述吸水膨胀层但不允许所述吸水膨胀层的吸水材料穿过所述半透膜层，所述弹性膜层隔离所述药物储存层的存储腔室与所述所述吸水膨胀层，所述吸水膨胀层吸收泪液中的水分而膨胀时，通过所述弹性膜层压缩所述存储腔室，使得药物能够通过所述微流道缓慢释放到眼部。

2.如权利要求1所述的角膜接触镜，其特征在于,所述吸水膨胀层具有阵列分布的多个孔洞，所述孔洞内填充有吸水膨胀物质。

3.如权利要求2所述的角膜接触镜，其特征在于,所述吸水膨胀物质包括高分子吸水材料，优选地，包括淀粉系、纤维素系、聚乙烯酸盐系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系材料中的一种或多种。

4.如权利要求2或3所述的角膜接触镜，其特征在于,所述孔洞的孔径为1～2mm,优选地，所述孔洞的形状为圆形。

5.如权利要求1至3任一项所述的角膜接触镜，其特征在于,所述弹性膜层为PDMS、聚氨酯或橡胶材料的高弹性薄膜。

6.如权利要求1至4任一项所述的角膜接触镜，其特征在于,所述微流道具有连续弯折的曲折弯道结构。

7.如权利要求6所述的角膜接触镜，其特征在于,多个所述微流道分布在所述药物储存层的四周，优选地，所述微流道的宽度为100微米。

8.如权利要求1至7任一项所述的角膜接触镜，其特征在于,所述药物储存层包括硬质角膜接触镜材料的中空环形体，所述吸水膨胀层和所述不透水弹性膜层均设置成相应的中空环形体，所述中空环形体的中心圆孔对应于眼睛瞳孔，能够镶嵌光学镜片。

9.如权利要求8所述的角膜接触镜，其特征在于,所述中心圆孔的直径为4～5mm。

10.如权利要求1至9任一项所述的角膜接触镜，其特征在于,所述角膜接触镜的整体直径为13～15mm。