CN111499808B

CN111499808B - 载药型分子印迹软性隐形眼镜和制备方法

Info

Publication number: CN111499808B
Application number: CN202010288498.1A
Authority: CN
Inventors: 黄艳萍; 赵泷; 丰景; 刘照胜
Original assignee: Tianjin Medical University
Current assignee: Tianjin Medical University
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2040-04-14
Also published as: CN111499808A

Abstract

本发明涉及一种载药型分子印迹软性隐形眼镜和制备方法。制备步骤包括①将甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、N‑乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、盐酸毛果芸香碱、二水乙酸锌、偶氮二异丁腈等各种反应单体和药物混合后置于模具中，引发完成反应。②将制得的隐形眼镜在溶液中进行清洗、干燥，得到分子印迹软性隐形眼镜。③将干燥后的隐形眼镜放于药物溶液中进行药物负载，得到载药型分子印迹软性隐形眼镜。本发明制备的载药型分子印迹软性隐形眼镜制备方法简单，生物相容性好，对药物具有较好的负载能力，显著延长药物释放时间。

Description

载药型分子印迹软性隐形眼镜和制备方法

技术领域

本发明涉及隐形眼镜技术领域，尤其涉及一种载药型分子印迹软性隐形眼镜和制备方法，具体是一种对盐酸毛果芸香碱具有较好负载和释放效果的分子印迹软性隐形眼镜。

背景技术

随着电子设备的普及和人口的老龄化，眼病患者的人数正在逐年增加。青光眼是导致人类失明的三大致盲眼病之一，为全球第一位不可逆致盲眼病。是一组以视神经萎缩和视野缺损为主要特征的疾病，公认的主要危险因素是病理性眼压升高，致使营养物质异常输送，造成局部组织及视网膜缺血缺氧，各类细胞器水肿、变性，导致视神经在各种不利因素下进行性萎缩,视野逐渐缺损甚至失明。2013年在全世界40~80岁的人群中青光眼患病率为3.54%，预计到2020年青光眼患者数将达到7600万，2040年将达到11180万，约60%青光眼患者分布于亚洲。目前青光眼的治疗大致包括降低眼压和保护视神经两个方面。毛果芸香碱是一种节后拟胆碱药，能直接作用于M胆碱能受体，对眼和腺体的作用最为明显，用于治疗原发性青光眼，包括开角型与闭角型青光眼。尽管市场上有大量的滴眼液，但由于快速清除机制、低生物利用度和眼部屏障，大多数滴眼液的效果并不理想。为了加强药物的传递，近几十年来，人们研究了许多治疗眼病的新方法，他们旨在增加药物的保留和渗透，允许药物在较长时间内持续释放。

最初用于矫正视力和美化眼睛的角膜接触镜，又称隐形眼镜（contact lens,CLs）就是这样一种具有突出潜力的新途径。自从1965年国外科研人员首次使用隐形眼镜作为眼部药物输送工具以来，有关载药型角膜接触镜的研究就迅速发展。国内有报道自1989年始使用载药角膜软镜治疗护理各种眼科疾病，取得较好的疗效。常见的隐形眼镜分为硬镜和软镜。硬镜一般为角膜塑形镜；而软镜一般是水凝胶基接触镜。水凝胶被认为是药物负载隐形眼镜的合适材料，水凝胶基接触镜更便于药物负载，因此有关负载药物的角膜接触镜多以水凝胶基角膜接触镜为研究对象。与传统眼部药物递送剂型相比，隐形眼镜眼科给药可以将药物直接递送到角膜上，减少药物的系统损失，提高生物利用度。更有一些新型材料和技术使隐形眼镜在眼部药物递送上达到缓控释效果，减少给药次数，同时也可消除患者经连续给药给眼部带来的刺激和不适。近年来，由于具有提高生物利用度、减少副作用等优点，载药型隐形眼镜被越来越广泛地研究应用于眼部给药，并不断完善以达到治疗眼病和商业化的目的。为实现隐形眼镜的药物负载，目前的方法大致包括五大类：一、商用隐形眼镜，使用简单的浸泡方法负载眼科药物后再释放，而且这受隐形眼镜材质结构和药物亲和力的限制，亲和力太高导致药物负载量大但释放量小，亲和力太低导致药物负载量小和快速释放问题；二、使用经修饰后的商用隐形眼镜，分子扩散是隐形眼镜聚合物基质的主要药物释放机制，该方法通过创建屏障来阻碍分子扩散来控制药物的释放，但一定程度上影响隐形眼镜的透明度和氧气通透度；三、官能团引入隐形眼镜，通过在合成反应中加入单体，官能团能和可质子化或疏水性分子结合，是水凝胶与药物结合的位点；四、分子印迹水凝胶隐形眼镜；五、胶体纳米粒子隐形眼镜。在接触透镜基体中植入载药的胶体纳米粒子，从而形成复合给药体系。改善与药物亲和力的同时，后三种方法可能会影响镜片的一些物理参数。

分子印迹水凝胶隐形眼镜是近年来研究用于基于隐形眼镜眼科药物递送系统的生物材料，通过在合成反应过程中加入特定比例的功能单体和药物分子，他们可通过共价键、氢键、疏水相互作用和离子相互作用连接。将模板药物除去后，能够在聚合物基质中形成与模板药物形状一致的印迹空穴，通过分子间特异性作用，可以优化改善水凝胶中药物的装载和释放。研究证实采用分子印迹可以增加对药物的负载能力并延长对药物的释放时间。迄今为止，已经有对噻吗洛尔、布洛芬、双氯芬酸、诺氟沙星、氯氟沙星、富马酸酮替芬、透明质酸等分子印迹角膜接触镜的报道，已经证实分子印迹在提高载药量和施放时间上是肯定有效的，并且向多元药物印迹的方向发展。不足之处的是，很难设计一种隐形眼镜来释放多种药物，功能单体的选择和交联度可能影响镜片一些物理性质，如含水量、透气性和透明度。

中国专利CN101344648A公开了一种载药隐形眼镜及其制备方法, 通过紫外光固化或热固化，然后用药液浸泡得到载药隐形眼镜。该载药隐形眼镜包括单取代环糊精单体、聚合单体、交联剂共聚得到的交联高分子水凝胶与乙酰唑胺、醋甲唑胺、葛根素、或前列腺素中的一种或几种结合的隐形眼镜。所述的聚合单体为：甲基丙烯酸-2-羟乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮，(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基) 丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸，N-乙烯基酰胺，二甲基丙烯酰胺，3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷，有机硅大单体，其中的一种或几种的混合物。

CN107213112A公开了一种选择识别氧氟沙星的硅基水凝胶载药体系的制备方法。该方法制备的一种选择识别氧氟沙星的硅基水凝胶载药体系应用在隐形眼镜上。

CN107982219A公开了一种阳离子修饰的盐酸毛果芸香碱柔性纳米脂质体眼用制剂及制备方法，用于治疗原发性青光眼。

到目前为止，尚未有分子印迹软性隐形眼镜并用于盐酸毛果芸香碱（PilocarpineHydrochloride）载药负载的研究或报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种载药型分子印迹软性隐形眼镜和制备方法。该方法步骤简单，以水凝胶软性隐形眼镜的主要材质甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为主体，配方采用多元化功能单体组合，利用功能单体与眼科药物毛果芸香碱之间形成的氢键等相互作用来提高隐形眼镜对毛果芸香碱的亲和力，进而提高对毛果芸香碱的负载量，延长释放时间，并创新性引入锌离子的金属配位作用，增强与毛果芸香碱的相互作用。制备的软性隐形眼镜具有良好的生物相容性、药物负载能力，对毛果芸香碱有较好的控缓释作用，具有良好的应用前景。

本发明提供的载药型分子印迹软性隐形眼镜，其原料组成为：甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、盐酸毛果芸香碱、二水乙酸锌、偶氮二异丁腈；制备方法是将原料均匀混合、超声，置于模具中，紫外照射，完成反应后脱膜；清洗、干燥；然后放入盐酸毛果芸香碱溶液中进行药物负载，得到载药型分子印迹软性隐形眼镜。

所述的原料组成的质量组成分别为71.81%-80.21%、0.87%-1.92%、0.85%-2.23%、0.99%-3.06%、10.06%-16.14%、0.25%-0.5%、0.25%-0.41%、0.47%-0.86%。各原料的质量组成之和为100%。

所述的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的平均相对分子量为550。

本发明提供的载药型分子印迹软性隐形眼镜的制备方法包括以下步骤：

1）按计量将各种反应单体和药物混合后置于模具中，引发进行反应，并超声溶解得到的反应液，然后持续通入氮气5min，再次超声除去反应液里的气体，置于黑暗处静置平衡15min；将反应液注入模具中，在紫外光（365nm）下照射20-25min，脱膜即得软性隐形眼镜。

2）将软性隐形眼镜放于含有10%乙酸的甲醇溶液中，置于振荡器上清洗2天；然后将隐形眼镜放于甲醇溶液中，置于振荡器上清洗3天；每8h更换一次液体，直至使用紫外分光光度计在全波成扫描模式下检测不到任何吸光度；干燥24-30h，得到分子印迹软性隐形眼镜。

3）将干燥后的隐形眼镜放于盐酸毛果芸香碱水溶液中，常温条件下为3天；37°条件下为1天，即得到载药型分子印迹软性隐形眼镜。

步骤3）中盐酸毛果芸香碱的浓度为75μg/mL。

与分子印迹软性隐形眼镜相对照的是非印迹软性隐形眼镜，非印迹软性隐形眼镜的制备过程，除去步骤1合成过程中不加入盐酸毛果芸香碱外，其它步骤与分子印迹软性隐形眼镜相同。

本发明提供了一种对盐酸毛果芸香碱具有较好负载和释放效果的分子印迹软性隐形眼镜，具有突出的有益效果：

（1）本发明首次运用分子印迹技术对盐酸毛果芸香碱进行印迹，制备的载药型分子印迹软性隐形眼镜，可以有效用于降低眼压治疗青光眼。

（2）本发明合成的载药型分子印迹软性隐形眼镜，显著延长了缓释时间。

（3）本发明合成的载药型分子印迹软性隐形眼镜对盐酸毛果芸香碱具有较好的负载能力（0.00428mmol/g）。

附图说明

图1为本发明载药型分子印迹软性隐形眼镜和对照组的吸附等温线图。

图2 为本发明载药型分子印迹软性隐形眼镜和对照组的体外药物累计释放曲线图。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步详细阐述本发明，但下述实施例对本发明的保护范围并无明确限制。

实施例1

按照以下的方法步骤来获得载药型分子印迹软性隐形眼镜：

步骤1：按照物质的量比368:16:16:16:16:1:1:2，分别取甲基丙烯酸羟乙酯446.0μL、丙烯酸11.0μL、丙烯酰胺11.4mg、N-乙烯基吡咯烷酮17.1μL、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯84.5μL、盐酸毛果芸香碱（C₁₁H₁₇ClN₂O₂）2.5mg、二水乙酸锌2.2mg、偶氮二异丁腈4.0mg，将其混合，超声溶解得到反应液，然后持续通入氮气5min，以防止氧气对反应的干扰，再次超声除去反应液里的气体，置于黑暗处静置平衡15min。将反应液注入模具中，在紫外灯（365nm）下照射20min，脱膜即得软性隐形眼镜。

步骤2：将制得的隐形眼镜在溶液中进行清洗。首先将隐形眼镜放于含有10%乙酸的甲醇溶液中，置于振荡器上清洗2天，每8h更换一次液体；然后将隐形眼镜放于甲醇溶液中，置于振荡器上清洗3天，每8h更换一次液体。直至使用紫外分光光度计在全波成扫描模式下检测不到任何吸光度。

这里可以对其进行切割操作，处理为指定尺寸的隐形眼镜。然后室温干燥至少24h，以除去残留溶剂。

步骤3：将干燥的隐形眼镜放于75μg/mL的盐酸毛果芸香碱水溶液中，常温条件下浸泡3天，在37°条件下则浸泡1天，即得到载药型分子印迹软性隐形眼镜。

与分子印迹软性隐形眼镜相对照的是非印迹软性隐形眼镜，非印迹软性隐形眼镜的制备过程，除去步骤1合成过程中不加入盐酸毛果芸香碱药物外，其它步骤与分子印迹软性隐形眼镜相同。

实施例2

因本发明运用分子印迹技术，所以为展现镜片对药物的吸附性能，我们对镜片在0-0.1mmol/L药物浓度范围内进行吸附等温实验。按照以下的方法步骤来获得分子印迹软性隐形眼镜：

步骤1：按照物质的量比368:16:16:16:16:1:1:2，分别取甲基丙烯酸羟乙酯446.0μL、丙烯酸11.0μL、丙烯酰胺11.4mg、N-乙烯基吡咯烷酮17.1μL、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯84.5μL、盐酸毛果芸香碱2.5mg、二水乙酸锌2.2mg、偶氮二异丁腈4.0mg，将其混合，超声溶解得到反应液，然后持续通入氮气5min，以防止氧气对反应的干扰，再次超声（通用小型超声波清洗机）除去反应液里的气体，置于黑暗处静置平衡15min。将反应液注入模具中，在紫外灯（365nm）下照射20min，脱膜即得软性隐形眼镜。

步骤2：将制得的隐形眼镜在溶液中进行清洗。首先将隐形眼镜放于含有10%乙酸的甲醇溶液中，置于振荡器上清洗2天，每8h更换一次液体；然后将隐形眼镜放于甲醇溶液中，置于振荡器上清洗3天，每8h更换一次液体。直至使用紫外分光光度计在全波成扫描模式下检测不到任何吸光度。切割为直径7mm，厚度0.3mm的镜片，然后室温干燥至少24h，以除去残留溶剂，得到分子印迹软性隐形眼镜。非印迹软性隐形眼镜的合成过程，除去不使用盐酸毛果芸香碱，同上述方法一样。

步骤3：各取10片干燥的分子印迹镜片，准确称量各个质量，然后放于4mL离心管中。加入3mL浓度分别为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09和0.10mmol/L的盐酸毛果芸香碱水溶液，封口膜封闭，置于37°恒温水浴锅中24h，使其对药物达到吸附平衡。然后从中各取2mL液体，用紫外分光光度计在215nm波长下测定药物的平衡浓度，重复测量3次取平均值。实验平行进行3组。非印迹镜片按同样方法进行。

根据药物浓度的变化计算出在各个药物浓度下的吸附量，以镜片对药物的饱和吸附量Q_e（mmol/g）对药物溶液吸附平衡后的浓度C_e（mmol/L）作图，在Origin软件中进行Langmuir-Freundlich模型非线性拟合，即可得到镜片对药物盐酸毛果芸香碱的吸附等温线。结果表明，随着药物浓度的增大，分子印迹软性隐形眼镜对药物的吸附量逐渐增大，然后趋势逐渐放缓（见图1）。分子印迹镜片对药物的吸附量大于非印迹镜片，说明运用分子印迹技术，我们选择的功能单体和金属离子这一组合，形成了对药物识别的特异性位点，制备的分子印迹软性隐形眼镜增加了对药物的亲和力，其吸附量是非印迹镜片的1.2倍。

实施例3

作为一种载药型隐形眼镜，不仅对药物的吸附能力、负载能力重要，它对药物的释放情况也很关键。本例围绕体外释放实验来进一步说明本发明。按照以下的方法步骤进行：

步骤1：按照物质的量比368:16:16:16:16:1:1:2，分别取甲基丙烯酸羟乙酯446.0μL、丙烯酸11.0μL、丙烯酰胺11.4mg、N-乙烯基吡咯烷酮17.1μL、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯84.5μL、盐酸毛果芸香碱2.5mg、二水乙酸锌2.2mg、偶氮二异丁腈4.0mg，将其混合，超声溶解得到反应液，然后持续通入氮气5min，以防止氧气对反应的干扰，再次超声除去反应液里的气体，置于黑暗处静置平衡15min。将反应液注入模具中，在紫外灯（365nm）下照射20min，脱膜即得软性隐形眼镜。

步骤3：将干燥后的隐形眼镜放于75μg/mL的盐酸毛果芸香碱水溶液中，常温条件下为3天，37°条件下为1天，即得到载药型分子印迹软性隐形眼镜。然后用水冲洗镜片5min，洗去残留在表面的药物。再将其放于装有10mL纯水的玻璃瓶中，放入转子，室温下搅拌，转速为60rp/min。每隔一定时间，从中取3mL，用紫外分光光度计在215nm波长出测其吸光度，直至释放完毕吸光度不变。以盐酸毛果芸香碱累计释放百分比对时间作图，得到隐形眼镜对药物盐酸毛果芸香碱的体外释放曲线（见图2）。

结果表明，随着时间的增加，分子印迹隐形眼镜始终缓慢的释放，并且慢于对照组，根据Fickian释放模型计算出扩散系数，对照组为3.04×10^-5，分子印迹镜片则降低一个数量级为9.51×10^-6，达到延迟释放的效果。分子印迹软性隐形眼镜对药物的控缓释效果良好，释放时间长达13小时，是对照组的近2倍，并且相比对照组，在累计释药量增加的情况下，分子印迹软性隐形眼镜较好地控制了药物初始阶段地释放突然释放问题。产生这种效果，正是说明了本发明的优势所在。

Claims

1.一种载药型分子印迹软性隐形眼镜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）按计量将原料组成的各种功能单体和药物混合后置于模具中，引发进行反应，并超声溶解得到的反应液，然后持续通入氮气5min，再次超声除去反应液里的气体，置于黑暗处静置平衡15min；将反应液注入模具中，在波长为365nm的紫外光下照射20-25min，脱膜即得软性隐形眼镜；

2）将软性隐形眼镜放于含有10%乙酸的甲醇溶液中，置于振荡器上清洗2天；然后将隐形眼镜放于甲醇溶液中，置于振荡器上清洗3天；每8h更换一次液体，直至使用紫外分光光度计在全波成扫描模式下检测不到任何吸光度；干燥至少24-30h，得到分子印迹软性隐形眼镜；

3）将干燥后的隐形眼镜放于盐酸毛果芸香碱水溶液中，常温条件下为3天；或37℃条件下为1天，即得到载药型分子印迹软性隐形眼镜；

其原料的质量百分比组成为：甲基丙烯酸羟乙酯71.81%-80.21%、丙烯酸0.87%-1.92%、丙烯酰胺0.85%-2.23%、N-乙烯基吡咯烷酮0.99%-3.06%、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯10.06%-16.14%、盐酸毛果芸香碱0.25%-0. 5%、二水乙酸锌0.25%-0.41%、偶氮二异丁腈和0.47%-0.86%，各原料组成之和为100% 。

2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的原料组成的质量百分比组成分别为：甲基丙烯酸羟乙酯77.80%、丙烯酸1.87%、丙烯酰胺1.85%、N-乙烯基吡咯烷酮2.89%、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯14.30%、盐酸毛果芸香碱0.40%、二水乙酸锌0.36%和偶氮二异丁腈0.53%。

3.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的平均相对分子量为550。

4.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤1）所述的超声条件为小型超声波清洗机。

5.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤2）所述的干燥温度为室温。

6.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤3）所述的盐酸毛果芸香碱的浓度75μg/mL。

7.权利要求1-6任一所述的制备方法得到的载药型分子印迹软性隐形眼镜。