CN1141067C - 一种用溶胀聚合粒子滤出法制备人工角膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用溶胀聚合粒子滤出法制备人工角膜的方法，通过标准筛筛取成孔剂，将生物相容性聚合物用四氢呋喃溶解，制成饱和溶液，与成孔剂搅拌混合后灌注于环形模具中，将制得的中空圆柱半成品真空干燥，将引发剂、交联剂、生物相容性聚合物单体的混合液倒入半成品中，溶胀，再加热反应，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨，用去离子水浸泡，即得人工角膜。本发明制备的人工角膜，多孔裙边的撕裂强度高，不易脱落，生物相容性好。
Description
技术领域 本发明涉及一种用溶胀聚合粒子滤出法制备人工角膜的方法，该方法一次性合成具有光学中心和多孔裙边结构的人工角膜，尤其是在多孔裙边部分具有高撕裂强度，而又不影响其生物相容性，属于生物医学工程领域。
背景技术 各种原因所致的角膜混浊，是致盲的主要原因之一。尽管角膜移植是一种重要的复明手段，但在许多情况下，角膜移植常伴有泪液缺乏、严重角膜血管化等不良反应，因此效果极差。对这些角膜混浊性疾病，人工角膜植入是最终唯一的挽救和恢复视力的方法。此外，一些眼外伤，如眼爆炸伤等，多同时伴有角膜混浊、缺损，常因为没有随时可用的角膜植片而丧失了时机和希望。因此，研制出理想的人工角膜，对复明手术及眼外伤救治等将是有力的保障。
然而，在采用适当的材料制备出人工角膜之后，下一步的工作就在于临床应用。那么，常见的几类制备人工角膜的材料制备出来的人工角膜，在多孔裙边的强度上多是不尽如人意。人工角膜的多孔裙边部分在手术缝合时，医生在打结的过程中，手术线常常将材料的多孔部分的孔壁拉断，材料抗手术线打结时引起的拉力和压力的性能较差，这种情况的存在，是人工角膜临床应用道路上的一大阻碍。因此，对材料进行改性，提高其抗撕裂性能就成为一个很重要的课题。
发明内容 本发明的目的是提出一种用溶胀聚合粒子滤出法制备人工角膜的方法，采用高分子互穿网络改性思路，引入了成孔剂，一次性合成了具有光学中心和多孔裙边结构的人工角膜，解决了光学中心尺寸问题和与多孔裙边的结合问题，解决了调节多孔裙边的孔隙率、孔径问题，与前人的聚合物水凝胶相比，极大地提高多孔裙边部分的撕裂强度，而不影响材料原有的较好的生物相容性。
本发明提出的用溶胀聚合粒子滤出法制备人工角膜的方法，包括以下各步骤：
1.将引发剂、交联剂、生物相容性聚合物的单体相混合，三者的质量比为0.4～0.6∶1∶72.5～193.4，配制成溶液，其中引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈(ABVN)、过氧化二苯甲酰(BPO)、过氧化十二酰、过硫酸钾或过硫酸铵中的任何一种；交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基乙二醇(DVG)或乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)中的任何一种：聚合物单体为甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯(EEMA)或甲基丙烯酸(MA)中的任何一种；
2.通过标准筛筛取粒径为100微米～400微米内的成孔剂，成孔剂为水溶性粒子NaCl、KCl、Na2CO3、NH4HCO3、NaHCO3或白砂糖中的任何一种。
3.将生物相容性聚合物用四氢呋喃溶解，制成饱和溶液，然后与上述第二步中的成孔剂搅拌混合，饱和溶液中成孔剂的质量比为1∶2～3.5，灌注于环形模具中，模具的尺寸为内径0.5～1.5厘米，外径2～3厘米，高1-2厘米，其中的生物相容性聚合物可以为各种类型的聚氨酯。
4.在模具中放置12小时以上后，将制得的中空圆柱半成品真空干燥2小时以上。
5.将上述第四步的中空圆柱半成品放入反应器，把上述第一步的溶液倒入该反应器中，通入氮气保护，密封，溶胀3-100小时。
6.向上述第五步的样品中补充入氮气，然后在20℃～90℃下，加热反应20～48小时，或在通入氮气保护后，密封，在室温下用紫外线或Co60辐射，Co60的辐射强度为5～45GY/min，反应0.5～8小时。
7.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
8.将上述第七步中的制品浸泡入去离子水，在20℃-90℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出，即得到所需的人工角膜。
利用本发明的方法制备的人工角膜，具有下述特点和优点：
(1)采用高分子互穿网络思路改性，使得多孔裙边的撕裂强度有了极大提高，但并不影响人工角膜的生物相容性。
(2)一次性合成具有光学中心与多孔裙边的人工角膜，无需再粘结、缝合，不易脱落。
(3)光学中心尺寸可调。
(4)人工角膜原料易得，生物相容性好，植入眼内后无不良反应。
(5)多孔裙边的孔隙率可达80％以上，孔径可调。
具体实施方式
实施例1
1.取15毫升甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、0.1克N，N-亚甲基双丙烯酰胺，40毫克AIBN，于烧杯中配制溶液。
2.将聚醚型聚氨酯饱和溶液与NaCl搅拌混合(NaCl粒径100微米～150微米)，溶液：NaCl质量比为1∶2，灌注于模具(内径0.5厘米，外径2厘米，高1厘米)中，紧密压实，制成中空圆柱。
3.待可脱模后(在模具中放置12小时)，将制得的圆柱半成品真空干燥5小时。
4.在反应器中，将1中溶液倒入3中中空圆柱，通入氮气保护，密封，溶胀3小时。
5.溶胀完毕，补充充入氮气，密封，在20℃下，反应48小时。
6.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
7.将6中制品浸泡入去离子水，在25℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出。如此则得到所需的人工角膜。
实施例2
1.取10毫升甲基丙烯酸甲酯(MMA)、0.05克二乙烯基乙二醇(DVG)，50毫克ABVN，于烧杯中配制溶液。
2.将聚酯型聚氨酯饱和溶液与KCl搅拌混合(KCl粒径150微米～200微米)，溶液：KCl质量比为1∶2.5，灌注于模具(内径1厘米，外径2厘米，高1厘米)中，紧密压实，制成中空圆柱。
3.待可脱模后(在模具中放置24小时)，将制得的圆柱真空干燥2小时。
4.在反应器中，将1中溶液倒入3中中空圆柱，通入氮气保护，密封，溶胀10小时。
5.溶胀完毕，补充充入氮气，密封，在50℃下，反应30小时。
6.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
7.将6中制品浸泡入去离子水，在25℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出。如此则得到所需的人工角膜。
实施例3
1.取12毫升甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯(EEMA)、0.12克N，N-二亚甲基丙烯酰胺，50毫克过氧化二苯甲酰(BPO)，于烧杯中配制溶液。
2.将聚酯型聚氨酯饱和溶液与Na2CO3搅拌混合(Na2CO3粒径200微米～250微米)，溶液：Na2CO3质量比为1∶3，灌注于模具(内径1厘米，外径2.5厘米，高1.5厘米)中，紧密压实，制成中空圆柱。
3.待可脱模后(在模具中放置12小时)，将制得的圆柱真空干燥3小时。
4.在反应器中，将1中溶液倒入3中中空圆柱，通入氮气保护，密封，溶胀20小时。
5.溶胀完毕，补充充入氮气，密封，在90℃下，反应20小时。
6.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
7.将6中制品浸泡入去离子水，在25℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出。如此则得到所需的人工角膜。
实施例4
1.取30毫升甲基丙烯酸(MA)、0.3克N，N-二亚甲基丙烯酰胺，90毫克过氧化十二酰，于烧杯中配制溶液。
2.将聚醚型聚氨酯饱和溶液与NH4HCO3搅拌混合(NH4HCO3粒径250微米～300微米)，溶液：NH4HCO3质量比为1∶3.5，灌注于模具(内径1厘米，外径2厘米，高1厘米)中，紧密压实，制成中空圆柱。
3.待可脱模后(在模具中放置12小时)，将制得的圆柱真空干燥3.5小时。
4.在反应器中，将1中溶液倒入3中中空圆柱，通入氮气保护，密封，溶胀40小时。
5.溶胀完毕，补充充入氮气，密封，在室温下用Co60辐射(5GY/min)反应8小时。
6.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
7.将6中制品浸泡入去离子水，在25℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出。如此则得到所需的人工角膜。
实施例5
1.取20毫升甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、0.18克二乙烯基乙二醇(DVG)，100毫克过硫酸钾，于烧杯中配制溶液。
2.将聚醚型聚氨酯饱和溶液与NaHCO3搅拌混合(NaHCO3粒径300微米～350微米)，溶液：NaHCO3质量比为1∶2，灌注于模具(内径0.8厘米，外径2厘米，高1厘米)中，紧密压实，制成中空圆柱。
3.待可脱模后(在模具中放置12小时)，将制得的圆柱真空干燥4小时。
4.在反应器中，将1中溶液倒入3中中空圆柱，通入氮气保护，密封，溶胀80小时。
5.溶胀完毕，补充充入氮气，密封，室温下用Co60辐射(21GY/min)反应4小时。
6.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
7.将6中制品浸泡入去离子水，在25℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出。如此则得到所需的人工角膜。
实施例6
1.取15毫升甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、0.2克乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，80毫克过硫酸铵，于烧杯中配制溶液。
2.将聚酯型聚氨酯饱和溶液与白砂糖搅拌混合(白砂糖粒径350微米～400微米)，溶液∶白砂糖质量比为1∶2.5，灌注于模具(内径1.3厘米，外径2厘米，高1厘米)中，紧密压实，制成中空圆柱。
3.待可脱模后(在模具中放置12小时)，将制得的圆柱真空干燥4.5小时。
4.在反应器中，将1中溶液倒入3中中空圆柱，通入氮气保护，密封，溶胀100小时。
5.溶胀完毕，补充充入氮气，密封，在室温下用紫外线或辐射(45GY/min)反应0.5小时。
6.打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
7.将6中制品浸泡入去离子水，在25℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出。如此则得到所需的人工角膜。
Claims (1)
1、一种用溶胀聚合粒子滤出法制备人工角膜的方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：
(1)将引发剂、交联剂、生物相容性聚合物的单体相混合，三者的质量比为0.4～0.6∶1∶72.5～193.4，配制成溶液，其中引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过硫酸钾或过硫酸铵中的任何一种；交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基乙二醇或乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任何一种；聚合物单体为甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯或甲基丙烯酸中的任何一种；
(2)通过标准筛筛取粒径为100微米～400微米内的成孔剂，成孔剂为水溶性粒子NaCl、KCl、Na2CO3、NH4HCO3、NaHCO3或白砂糖中的任何一种；
(3)将生物相容性聚合物用四氢呋喃溶解，制成饱和溶液，然后与上述第二步中的成孔剂搅拌混合，饱和溶液中成孔剂的质量比为1∶2～3.5，灌注于环形模具中，模具的尺寸为内径0.5～1.5厘米，外径2～3厘米，高1-2厘米，其中的生物相容性聚合物为聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯；
(4)在模具中放置12小时以上后，将制得的中空圆柱半成品真空干燥2小时以上；
(5)将上述第四步的中空圆柱半成品放入反应器，把上述第一步的溶液倒入该反应器中，通入氮气保护，密封，溶胀3-100小时；
(6)向上述第五步的样品中补充入氮气，然后在20℃～90℃下，加热反应20～48小时，或在通入氮气保护后，密封，在室温下用紫外线或Co60辐射，Co60的辐射强度为5～45GY/min，反应0.5～8小时；
(7)打开反应器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸；
(8)将上述第七步中的制品浸泡入去离子水，在20℃-90℃下，每8小时更换去离子水，72小时后取出，即得到所需的人工角膜。
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