ES2930026T3

ES2930026T3 - Método para producir una retina artificial

Info

Publication number: ES2930026T3
Application number: ES15772645T
Authority: ES
Inventors: Tetsuya Uchida; Toshihiko Matsuo
Original assignee: Okayama University NUC
Current assignee: Okayama University NUC
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2022-12-05
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: EP3127558A4; US20170106121A1; JPWO2015152233A1; EP3127558A1; WO2015152233A1; EP3127558B1; JP6541110B2; US10039861B2

Abstract

Se proporciona un método para producir una retina artificial en el que un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor correspondiente a la fotoestimulación se fija sobre un sustrato formado a partir de una lámina de polímero. El método para producir una retina artificial se caracteriza porque comprende un paso de unión para inducir la unión química de un compuesto de tinte orgánico a un sustrato sumergiendo el sustrato en una solución que contiene un compuesto de tinte orgánico, un primer paso de lavado para lavar con agua el sustrato para al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico, y después del primer paso de lavado, un segundo paso de lavado para lavar con un disolvente orgánico el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico. Debido a esta configuración, se proporciona una retina artificial que tiene excelentes propiedades mecánicas tales como elongación de ruptura y buena biocompatibilidad, y es capaz de inducir con alta sensibilidad el potencial receptor correspondiente a la fotoestimulación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para producir una retina artificial

La presente invención se refiere a un método para producir una retina artificial en el que se fija un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor que responde a la fotoestimulación del nervio óptico.

Se sabe que algunos compuestos colorantes orgánicos inducen un potencial receptor que responde a la fotoestimulación del nervio óptico, particularmente en las células neuronales de la retina que constituyen el nervio óptico. Ha habido investigaciones de materiales de retina alternativos que utilizan un compuesto colorante orgánico de este tipo. La Referencia de Patente No. 1 ha descrito un agente para inducir el potencial receptor que contiene un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor que responde a la fotoestimulación del nervio óptico. De acuerdo con esto, se describe que el agente para inducir el potencial receptor de la invención es muy útil como material sustituyente para sustancias relacionadas con la visión en materiales sustituyentes de la retina tales como una retina artificial para aliviar o eliminar la alteración visual causada por un trastorno de la retina asociado con una lesión o enfermedad que incluye constricción del campo visual, disminución de la visión y nictalopía, y anomalía del color causada por adicción química, alteración neural del centro visual, enfermedad de la retina y falta de un cono retiniano particular. Sin embargo, la cantidad de colorante fijado al fijar un compuesto colorante orgánico a un sustrato fabricado de polietileno no es necesariamente grande, y es necesario una mejora.

La Referencia no de Patente n° 1 ha descrito una retina artificial en la que se fija un colorante a una película de polietileno. Según este documento, la retina artificial se implantó debajo de la retina de una rata modelo con retinitis pigmentosa (rata RCS) y se realizó una prueba de comportamiento de la rata y, como resultado, la visión mejoró significativamente en una rata implantada con la retina artificial debajo de la retina en comparación con una rata implantada con una película de polietileno sin colorante fijado. Sin embargo, en la Referencia no de Patente n.° 1, se hace reaccionar una película de polietileno con un colorante, se lava con clorobenceno, se sumerge en clorobenceno durante 24 horas más y se lava con agua para producir una retina artificial. Dicho proceso de lavado tiene el problema de que el lavado con clorobenceno provoca la disociación del colorante unido químicamente a la película de polietileno. En particular, se necesita un tiempo relativamente largo para eliminar el colorante sin reaccionar que no está unido químicamente a la película de polietileno y, por lo tanto, además del colorante sin reaccionar, se produce continuamente la disociación del colorante unido químicamente a la película de polietileno. Como resultado, no se puede determinar la finalización de la eliminación del colorante sin reaccionar por lavado y, por lo tanto, a la luz del margen de trabajo, es inevitable usar un tiempo de lavado muy largo.

La Referencia no de Patente No. 2 describe la seguridad, la eficacia y el control de calidad de una prótesis de retina basada en un colorante fotoeléctrico como dispositivo médico.

La Referencia no de Patente No. 3 describe una película de polietileno acoplada con colorante fotoeléctrico como un prototipo de prótesis de retina.

La Referencia no de Patente No. 4 se refiere a la inmovilización de un colorante fotoeléctrico sobre una superficie de película de polietileno.

Referencia de Patente No. 1: JP 2004-121292 A

Referencia no de Patente No. 1: Alamusi et al., Behavior tests and immunohistochemical retinal response analyses in RCS rats with subretinal implantation of Okayama-University-type retinal prosthesis, Journal of Artificial Organs, 2013, 16, pp. 343-351.

Referencia no de Patente No. 2: Matsuo et al., Safety, efficiency, and quality control of a photoelectric dye-based retinal prosthesis as a medical device, Journal of Artificial Organs, 2009, 12, pp. 213-225.

Referencia no de Patente No. 3: Uji et al., Photoelectric Dye-coupled Polyethylene Film as a Prototype of Retinal

Prostheses, Artificial Organs, 2005, 29, pp. 53-57.

Referencia no de Patente No. 4: Uchida et al., Immobilization of Photoelectric Dye on the Polyethylene Film Surface, Memoirs of the Faculty of Engineering, 2005, 39, p. 16-20.

Para resolver los problemas anteriores, un objetivo de la presente invención es proporcionar un método para producir una retina artificial en el que, en la primera etapa de lavado se elimina un compuesto colorante orgánico no adherido a una lámina de polietileno por lavado en condiciones en las que no se produce la disociación del compuesto colorante orgánico unido químicamente a la lámina de polietileno, es decir, se lava con agua y, en la segunda etapa de lavado, el compuesto colorante orgánico residual no unido a la lámina de polietileno se elimina lavando con un disolvente orgánico y, por lo tanto, se puede minimizar el lavado con un disolvente orgánico.

Los problemas anteriores se resuelven proporcionando un método para producir una retina artificial en el que un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor que responde a la fotoestimulación se fija sobre un sustrato de lámina de polietileno, que comprende una primera etapa de pretratamiento de tratar el sustrato con ácido nítrico fumante; una segunda etapa de pretratamiento, después de la primera etapa de pretratamiento, de tratar el sustrato con una diamina; una etapa de unión, después de la primera y de la segunda etapa de pretratamiento, de sumergir el sustrato en una solución que contiene el compuesto colorante orgánico para unir químicamente el compuesto colorante orgánico al sustrato; una primera etapa de lavado con agua del sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico; y una segunda etapa de lavado, después de la primera etapa de lavado, de lavar con un disolvente orgánico el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico, dando una retina artificial en la que el alargamiento a la rotura es del 50% o más, el ángulo de contacto de agua a la superficie de la retina artificial es de 90° o menos, y la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es de 0,2 o más.

En este documento, una realización adecuada es el método anterior en el que en la primera etapa de lavado el lavado con agua continúa hasta que la irregularidad del color en el sustrato debido al compuesto colorante orgánico restante que no está unido químicamente al sustrato es visualmente imperceptible. Además, otra realización adecuada es el método anterior en el que en la primera etapa de lavado el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico se sumerge en agua almacenada en un depósito de lavado, seguido de oscilación, y la primera etapa de lavado termina cuando la absorbancia del agua en el depósito de lavado después de un período predeterminado de oscilación es de 0,02 o menos con respecto a una luz que tiene una longitud de onda que es la máxima dentro de un rango de longitudes de onda de 535 a 545 nm.

Otra realización adecuada es el método anterior en el que el sustrato está fabricado de un polietileno de alta densidad que cumple las condiciones de que el contenido de cenizas es del 0,005% en peso o menos, el contenido de material soluble en n-hexano es del 0,06% en peso o menos y el número de partículas finas con un tamaño de 0,2 gm o más es 30/10 mL (alcohol isopropílico) o menos.

Los problemas anteriores también se pueden resolver proporcionando una retina artificial en la que un compuesto colorante orgánico que induce un receptor potencial que responde a la fotoestimulación se fija sobre un sustrato de lámina de polietileno, que se produce sumergiendo el sustrato en una solución que contiene el compuesto colorante orgánico para unir químicamente el compuesto colorante orgánico al sustrato, lavando con agua el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico, y luego, lavando con un disolvente orgánico el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico, y en el cual el alargamiento a la rotura es del 50% o más, el ángulo de contacto del agua con la superficie de la retina artificial es de 90° o menos, y la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es de 0,2 o más.

De acuerdo con la presente invención, en la primera etapa de lavado, un compuesto colorante orgánico no unido a una lámina de polietileno se elimina por lavado en condiciones en las que no se produzca la disociación del compuesto colorante orgánico unido químicamente a la lámina de polietileno, es decir, lavando con agua, y en la segunda etapa de lavado, el compuesto de colorante orgánico no unido residual en la lámina de polietileno se elimina lavando con un disolvente orgánico y, por lo tanto, se puede minimizar el lavado con un disolvente orgánico. Como resultado, la operación de lavado puede completarse antes de que el disolvente orgánico inicie la disociación del compuesto colorante orgánico unido químicamente a la lámina de polietileno. Por lo tanto, se puede determinar fácilmente la finalización de la operación de lavado y se puede reducir considerablemente el tiempo de lavado. Además, de acuerdo con la presente invención, el compuesto colorante orgánico no adherido a la lámina de polietileno se puede eliminar con seguridad por lavado, y puede ser fácil crear el estado en el que en la lámina de polietileno los compuestos colorantes orgánicos se separan independientemente unos de otros, es decir, los compuestos colorantes orgánicos adyacentes no están en contacto entre sí, lo que contribuye a mejorar la resolución cuando se utiliza como retina artificial. Una retina artificial así obtenida tiene excelentes propiedades mecánicas, tales como alargamiento a la rotura y buena biocompatibilidad, y es capaz de inducir un potencial receptor que responda a la fotoestimulación con alta sensibilidad.

La FIG. 1 es un espectro de absorción en el infrarrojo medido en el Ejemplo 1.

La FIG. 2 es una imagen fotográfica de una película fijada con colorante obtenida en el Ejemplo 1.

La FIG. 3 es un espectro de absorción en el ultravioleta/visible medido en el Ejemplo 2.

La FIG. 4 es un espectro de absorción en el ultravioleta/visible medido al examinar un método de lavado.

La FIG. 5 es una micrografía óptica tomada en el Ejemplo 5.

La FIG. 6 es una imagen fotográfica tomada por un microscopio de potencial de superficie en el Ejemplo de Referencia 1.

Un método para producir una retina artificial de acuerdo con la presente invención es un método para producir una retina artificial en el que un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor que responde a la fotoestimulación se fija sobre un sustrato de lámina de polietileno, que comprende una primera etapa de pretratamiento de tratar el sustrato con ácido nítrico fumante; una segunda etapa de pretratamiento, después de la primera etapa de pretratamiento, de tratar el sustrato con una diamina; una etapa de unión, después de la primera y de la segunda etapa de pretratamiento, de sumergir el sustrato en una solución que contiene el compuesto colorante orgánico para unir químicamente el compuesto colorante orgánico al sustrato; una primera etapa de lavado con agua del sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico; y una segunda etapa de lavado, después de la primera etapa de lavado, con un disolvente orgánico del sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico, dando una retina artificial en la que el alargamiento a la rotura es del 50% o más, el ángulo de contacto del agua con la superficie de la retina artificial es de 90° o menos, y la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es de 0,2 o más.

Emplear un método de este tipo permite eliminar por lavado el compuesto colorante orgánico que no está fijado sobre la lámina de polietileno mientras se minimiza la disociación del compuesto colorante orgánico que está unido químicamente a la lámina de polietileno. En consecuencia, los presentes inventores han encontrado que se puede obtener una retina artificial fiable que es capaz de inducir un potencial receptor que responde a la fotoestimulación del nervio óptico. Como se ve a partir del examen del método de lavado en los Ejemplos que se describen más adelante, se ha encontrado que en un método en el que el lavado se realiza solo con un disolvente orgánico o un método en el que el lavado se realiza con un disolvente orgánico seguido de agua, los picos derivados del compuesto colorante orgánico no se observan sustancialmente en el espectro de absorción UV/visible, y el compuesto colorante orgánico está ausente en el sustrato fabricado de polietileno. Por el contrario, en un método de lavado con agua y luego con un disolvente orgánico se observó un gran pico derivado del compuesto colorante orgánico. Además, como se ve en las micrografías ópticas de los Ejemplos descritos más adelante, se observaron agregados granulares derivados de un compuesto colorante orgánico no unido en una muestra sin lavar, una muestra lavada solo con agua y una muestra lavada solo con clorobenceno. En cambio, en una muestra lavada con agua y luego con un disolvente orgánico (muestra lavada con agua y luego con clorobenceno) no se observaron agregados granulares. Específicamente, lo que es importante es un método en el que un sustrato fabricado de polietileno se hace reaccionar con un disolvente orgánico que contiene un compuesto colorante orgánico para fijar el compuesto colorante orgánico al sustrato fabricado de polietileno, y luego el sustrato se lava con agua y luego con un disolvente orgánico para producir una retina artificial en la que el compuesto colorante orgánico se fija al sustrato fabricado de polietileno. Además, como se ve en una foto del estado del potencial de superficie en los ejemplos descritos anteriormente, no se observa un potencial de superficie en la superficie de la película que tiene el compuesto colorante orgánico residual no unido (granular), mientras que se observa un potencial de superficie en la superficie a la que está unido un compuesto colorante orgánico después de eliminar por lavado el compuesto colorante orgánico (área brillante). Esto también indica la importancia de eliminar por lavado el compuesto colorante orgánico no unido. Los presentes inventores infieren que la independencia de cada compuesto colorante orgánico en la superficie del sustrato es importante para mejorar las funciones como retina artificial. La presente invención, que permite eliminar por lavado de forma fiable un compuesto colorante orgánico no adherido a un sustrato, es particularmente significativa.

En esta invención, un compuesto colorante orgánico se fija a un sustrato de lámina de polietileno mediante una etapa de unión que consiste en sumergir el sustrato en una solución que contiene el compuesto colorante orgánico para unir químicamente el compuesto colorante orgánico al sustrato. Los ejemplos de disolventes que se puede usar incluyen, pero no se limitan a, disolventes tipo hidrocarburos halogenados tales como clorobenceno, diclorobenceno, triclorobenceno, dicloroetano, tricloroetano, diclorometano, cloroformo y tetracloruro de carbono; disolventes tipo hidrocarburos alifáticos saturados tales como pentano, hexano, heptano, octano y ciclohexano; disolventes tipo hidrocarburos aromáticos tales como benceno, tolueno y xileno; disolventes tipo éter tales como dimetil éter, etil metil éter, dietil éter, tetrahidrofurano y 1,4-dioxano; disolventes tipo nitrilo tales como acetonitrilo, propionitrilo y benzonitrilo; y disolventes apróticos polares tales como sulfóxido de dimetilo, N,N-dimetilformamida y N-metilpirrolidona. Entre estos, se usa adecuadamente al menos un disolvente orgánico seleccionado del grupo que consiste en disolventes tipo hidrocarburos halogenados, disolventes tipo hidrocarburos alifáticos saturados y disolventes tipo hidrocarburos aromáticos, y se utilizan más adecuadamente disolventes tipo hidrocarburos halogenados.

En la etapa de unión para unir químicamente un compuesto colorante orgánico a un sustrato, el compuesto colorante orgánico se hace reaccionar con el sustrato adecuadamente, por ejemplo, mediante una reacción que usa DCC como se describe más adelante para la modificación con diaminas, cuando el compuesto colorante orgánico tiene un grupo carboxilo. Por lo tanto, un grupo amino en el sustrato se condensa con deshidratación con un grupo carboxilo en el compuesto colorante orgánico para formar un enlace amida, mediante el cual el compuesto colorante orgánico puede fijarse al sustrato.

Entre los polietilenos puede usarse adecuadamente un polietileno de alta densidad. Como se ve en los ejemplos que se describen más adelante, se ha observado que cuando se usa un polietileno con una cierta cantidad o más de partículas finas y/o una cantidad catalítica de residuos, la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es inferior a 0,2, es decir, la cantidad de colorante fijada es pequeña. Por lo tanto, es preferible que el sustrato usado en la presente invención tenga una menor cantidad de partículas finas y residuos tales como un catalizador. En particular, se puede utilizar adecuadamente un polietileno de alta densidad que cumple las condiciones de que su contenido de cenizas es 0,005% en peso o menos, el material soluble en n-hexano es 0,06% en peso o menos y el número de partículas finas con un tamaño de 0,2 pm o más es 30/10 mL (alcohol isopropílico) o menos. Utilizando dicho polietileno de alta densidad se puede obtener una retina artificial que cumpla la condición de que la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm sea de 0,2 o más.

El sustrato usado en la presente invención es preferiblemente una película con un espesor de 5 a 100 pm. Si el grosor del sustrato es inferior a 5 pm, la resistencia de la retina artificial obtenida puede deteriorarse, y el espesor es más preferiblemente de 10 pm o más. Si el espesor del sustrato es superior a 100 pm, puede ser difícil insertar una retina artificial y, más preferiblemente, el espesor es de 80 pm o menos.

No hay restricciones particulares para el compuesto colorante orgánico usado en la presente invención siempre que pueda inducir un potencial receptor que responda a la fotoestimulación; los ejemplos incluyen colorantes de acridina, colorantes de azaannuleno, colorantes azoicos, colorantes de antraquinona, colorantes de índigo, colorantes de indantreno, colorantes de oxazina, colorantes de xanteno, colorantes de cumarina, colorantes de dioxadina, colorantes de tiazina, colorantes de tioíndigo, colorantes de tetraporfirazina, colorantes de trifenilmetano, colorantes de trifenotiazina, colorantes de naftoquinona, colorantes de ftalocianina, colorantes de benzoquinona, colorantes de benzopirano, colorantes de benzofuranona, colorantes de polimetino, colorantes de porfirina y colorantes de rodamina. Entre estos, se puede usar adecuadamente un compuesto colorante orgánico de tipo polimetino. Los ejemplos específicos adecuados de dicho compuesto colorante orgánico de tipo polimetino incluyen los representados por las fórmulas químicas 1 a 17 en la Patente No. 5090431.

En un método adecuado para producir una retina artificial de la presente invención, el polietileno se purifica y luego el polietileno purificado se moldea para proporcionar un sustrato fabricado de polietileno. Por ejemplo, según un método adecuado, se disuelven gránulos o polvo de polietileno en un disolvente orgánico con calentamiento y luego se enfrían para precipitar un polvo de polietileno. El polvo de polietileno se filtra y se seca para dar un polvo de polietileno purificado, que luego se moldea para proporcionar un sustrato fabricado de polietileno. Al purificar el polietileno como se describe anteriormente se pueden reducir aún más las partículas finas y los residuos, tales como un catalizador.

No hay restricciones particulares para el disolvente orgánico usado para disolver gránulos o polvo de polietileno en el disolvente orgánico con calentamiento, y también se pueden usar los disolventes orgánicos usados para fijar un compuesto colorante orgánico a un sustrato fabricado de polietileno. Entre otros, pueden usarse adecuadamente disolventes tipo hidrocarburos aromáticos tales como benceno, tolueno y xileno.

No hay restricciones particulares para el método para moldear un sustrato fabricado de polietileno utilizando el polvo de polietileno purificado anterior, incluido un método en el que el polvo de polietileno se intercala entre placas de metal y luego se moldea por compresión, y un método en el que el polvo de polietileno se funde y luego se moldea despegándolo mediante rodillos de enfriamiento. En este documento, como se ve en los ejemplos descritos más adelante, cuando se moldeaba polietileno por compresión con una pequeña cantidad de partículas finas y residuos, tales como un catalizador, usando solo dos placas de aluminio, era difícil despegar una película de polietileno de la placa de aluminio. Por el contrario, cuando se intercalaban dos películas de politetrafluoroetileno entre dos placas de aluminio y el polietileno se intercalaba entre las dos películas de politetrafluoroetileno anteriores seguido de moldeo por compresión, fue fácil despegar la película de polietileno. Por lo tanto, se emplea convenientemente un método en el que en el moldeo anterior una primera placa de metal, una primera lámina de politetrafluoroetileno, un polvo de polietileno, una segunda lámina de politetrafluoroetileno y una segunda placa de metal se apilan en secuencia y se moldean por compresión para proporcionar un sustrato fabricado de polietileno.

En un método para producir una retina artificial de la presente invención, en una primera etapa de pretratamiento el sustrato de polietileno se trata con ácido nítrico fumante. Por lo tanto, se puede introducir un grupo carboxilo en la superficie del sustrato fabricado de polietileno y, por lo tanto, la reacción para fijar un compuesto colorante orgánico al sustrato fabricado de polietileno se puede provocar fácilmente. No hay restricciones particulares para el tratamiento con ácido nítrico fumante y, en una realización adecuada, un sustrato fabricado de polietileno se sumerge en ácido nítrico fumante y se trata de 10 a 100°C. Los presentes inventores han encontrado que un tiempo prolongado de tratamiento con ácido nítrico fumante conduce a un aumento en la cantidad de grupos carboxilo introducidos, mientras que el alargamiento a la rotura se reduce a menos que 50%, lo que lleva al deterioro de las propiedades mecánicas de la retina artificial producida. Por lo tanto, es preferible que el tratamiento con ácido nítrico fumante se realice de manera que el sustrato fabricado de polietileno después del tratamiento con ácido nítrico fumante cumpla la condición de un alargamiento a la rotura del 50% o más.

Luego, el sustrato fabricado de polietileno después del tratamiento con ácido nítrico fumante se modifica con una diamina. Esto permite provocar fácilmente una reacción de un sustrato de polietileno modificado con una diamina con un compuesto colorante orgánico. No hay restricciones particulares para el método de modificación con una diamina y, por ejemplo, en una realización adecuada, un sustrato fabricado de polietileno se hace reaccionar con etilendiamina en presencia de DCC (N,N-diciclohexilcarbodiimida) después del tratamiento con ácido nítrico fumante. Así, los grupos carboxilo introducidos en la superficie del sustrato fabricado de polietileno pueden condensarse por deshidratación con una amina para formar enlaces amida, dando un sustrato fabricado de polietileno que tiene grupos amino.

Además, al hacer reaccionar el sustrato modificado con diamina fabricado de polietileno con un compuesto colorante orgánico, el compuesto colorante orgánico se fija al sustrato. No existen restricciones particulares para hacer reaccionar un compuesto colorante orgánico y, por ejemplo, en una realización adecuada, cuando el compuesto colorante orgánico tiene un grupo carboxilo, la reacción para la modificación con una diamina se lleva a cabo usando DCC como se describió anteriormente. Por lo tanto, los grupos amino en el sustrato fabricado de polietileno se condensan por deshidratación con los grupos carboxilo del compuesto colorante orgánico para formar enlaces amida, y así el compuesto colorante orgánico puede fijarse al sustrato fabricado de polietileno.

En la presente invención, la primera etapa de lavado se realiza después de la etapa de unión anterior. La primera etapa de lavado es una etapa de lavar con agua el sustrato al que se une el compuesto colorante orgánico. Por lo tanto, el compuesto colorante orgánico no unido al sustrato se puede eliminar por lavado mientras se evita la disociación del compuesto colorante orgánico unido químicamente al sustrato. Además, en una segunda etapa de lavado descrita más adelante, se puede minimizar el lavado con un disolvente orgánico. Como resultado, la operación de lavado puede completarse antes de que se inicie la disociación por un disolvente orgánico del compuesto colorante orgánico unido químicamente a la lámina de polietileno. Por lo tanto, se puede determinar fácilmente la terminación de la operación de lavado y se puede reducir considerablemente el tiempo requerido para el lavado. No existen restricciones particulares para el agua utilizada en la primera etapa de lavado, siempre que no inicie la disociación o descomposición del compuesto colorante orgánico unido químicamente al sustrato. Puede ser agua pura o agua destilada. Además, si no inicia la disociación o descomposición del compuesto colorante orgánico unido químicamente al sustrato, puede contener componentes adicionales, tales como un alcohol, o puede ser una solución salina.

Una realización adecuada es un método en el que en la primera etapa de lavado el lavado con agua continúa hasta que la irregularidad del color en el sustrato debido al compuesto colorante orgánico restante que no está unido químicamente al sustrato es visualmente imperceptible. Otra realización adecuada es un método en el que en la primera etapa de lavado el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico se sumerge en agua almacenada en un depósito de lavado, seguido de oscilación, y la primera etapa de lavado termina cuando la absorbancia (medida con una longitud de camino óptico de 10 mm) del agua en el depósito de lavado después de un período predeterminado de oscilación es 0,02 o menos con respecto a una luz que tiene una longitud de onda que es la máxima dentro de un rango de longitudes de onda de 535 a 545 nm.

En la primera etapa de lavado, el tiempo de lavado con agua es preferiblemente, pero no se limita a, de 6 horas a 3 días. Si el tiempo de lavado es inferior a 6 horas, el compuesto colorante orgánico no unido puede ser insuficientemente eliminado por lavado, por lo que el tiempo de lavado en una segunda etapa de lavado en el que el lavado se realiza con un disolvente orgánico tiene que prolongarse, lo que posiblemente provoque un deterioro de la absorbancia de la retina artificial obtenida, y el tiempo es, por lo tanto, más preferiblemente de 12 horas o más. Un tiempo de lavado de más de 3 días puede generar un alto costo. En una realización adecuada, la primera etapa de lavado finaliza cuando la absorbancia del agua después del lavado es de 0,02 o menos con respecto a una luz que tiene una longitud de onda que es la máxima dentro de un rango de longitudes de onda de 535 a 545 nm.

En la presente invención, se realiza una segunda etapa de lavado después de la primera etapa de lavado. La segunda etapa de lavado es una etapa en la que el sustrato al que se une químicamente el compuesto colorante orgánico se lava con un disolvente orgánico. Por lo tanto, el compuesto colorante orgánico no adherido al sustrato puede eliminarse por lavado de forma fiable. El disolvente orgánico usado puede seleccionarse, pero no se limita a, de los usados en la etapa de unión anterior. Entre otros, puede usarse adecuadamente al menos un disolvente orgánico seleccionado del grupo que consiste en disolventes tipo hidrocarburos halogenados, disolventes tipo hidrocarburos alifáticos saturados y disolventes tipo hidrocarburos aromáticos, y es más adecuado un disolvente tipo hidrocarburo halogenado. En la segunda etapa de lavado, el tiempo de lavado con un disolvente orgánico es preferiblemente, pero no se limita a, de 5 min a 5 horas. Si el tiempo de lavado es inferior a 5 min, el compuesto colorante orgánico no unido puede eliminarse por lavado insuficiente, y es más preferiblemente de 10 min o más, más preferiblemente de 30 min o más. Si el tiempo de lavado es superior a 5 horas, el compuesto colorante orgánico unido químicamente al sustrato puede disociarse y, por lo tanto, es preferiblemente 3 horas o menos.

En una retina artificial producida según la presente invención, el alargamiento a la rotura es del 50% o más. Dado que una retina artificial con un alargamiento a la rotura del 50% o más tiene excelentes propiedades mecánicas, su estabilidad mejora cuando se inserta en el globo ocular. El alargamiento a la rotura es preferiblemente del 100% o más, más preferiblemente del 200% o más, aún más preferiblemente del 300% o más. El alargamiento a la rotura es generalmente del 3000% o menos.

En una retina artificial producida según la presente invención, el ángulo de contacto del agua con la superficie de la retina artificial es de 90° o menos. Una retina artificial con un ángulo de contacto con el agua de 90° o menos es ventajosamente altamente biocompatible. El ángulo de contacto con el agua es preferiblemente de 85° o menos. A la luz de la biocompatibilidad, el ángulo de contacto con el agua es preferiblemente de 50° o más.

En una retina artificial producida según la presente invención, la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es de 0,2 o más. Permite inducir un potencial receptor que responde a la fotoestimulación del nervio óptico con alta sensibilidad. A la luz de la inducción de un receptor potencial con mayor sensibilidad, la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es preferiblemente 0,22 o más, más preferiblemente 0,24 o más. La absorbancia es generalmente 2 o menos.

En una retina artificial producida de acuerdo con la presente invención se fija a un sustrato de lámina de polietileno un compuesto colorante orgánico capaz de inducir un potencial receptor que responde a la fotoestimulación. Como se muestra en la Patente No. 5090431, Matsuo, uno de los presentes inventores, et al. han encontrado que usando un compuesto colorante orgánico capaz de inducir un potencial receptor que responde a la fotoestimulación se observa un potencial receptor prominente como un potencial intracelular en el nervio óptico, particularmente en las células neuronales de la retina que constituyen el nervio óptico. Por lo tanto, indica que una película en la que un compuesto colorante orgánico capaz de inducir un receptor potencial que responde a la fotoestimulación se fija a un sustrato de lámina de polietileno es útil como retina artificial.

Ejemplos

Se describirá más específicamente con referencia a los Ejemplos. En estos ejemplos, el compuesto colorante orgánico utilizado fue un compuesto colorante orgánico de tipo polimetino reportado y producido como "NK-5962'' de Hayashibara Co., Ltd. El polietileno de alta densidad no de adición "PE1" fue un polietileno de alta densidad de Acros Orgánicos (Mw: 125000, contenido de cenizas: 0,008% en peso, material soluble en n-hexano: 0,09% en peso, número de partículas finas con un tamaño de 0,2 gm o más: alrededor de 45/10 mL (alcohol isopropílico)). El polietileno de alta densidad no de adición de alta pureza "PE2" fue un polietileno de alta densidad de Tosoh Corporation ("NH8022", Mw: 150000, contenido de cenizas: 0,002% en peso, material soluble en n-hexano: 0,04% en peso, número de partículas finas con un tamaño de 0,2 gm o más: alrededor de 15/10 mL (alcohol isopropílico)). Se obtuvo un espectro de absorción en el infrarrojo usando un espectrómetro de infrarrojos "Paragon1000 FT-IR" de Perkin Elmer Inc. Se obtuvo un espectro de absorción UV-visible usando un espectrofotómetro UV-visible "U-1900" de Hitachi, Ltd. o "V-730 " de JASCO Corporation. Se midió el ángulo de contacto con el agua usando un medidor de ángulo de contacto "tipo CA-D" de Kyowa Interface Science Co., Ltd. Se midió el alargamiento a la rotura usando una máquina de ensayo de tracción/compresión "SV-201NA" de IMADA SEISAKUSHO Co., Ltd. Cualquier lavado se realizó utilizando un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C.

Ejemplo 1

Purificación de un polietileno

En un matraz con forma de berenjena de 1000 mL se cargaron 333 g de xileno del 90% en peso y luego 10 g de gránulos de polietileno de alta densidad no de adición de alta pureza "PE2" (fracción en peso de polietileno de alta densidad: 3% en peso), y la mezcla se disolvió completamente en una solución calentando en un baño de aceite a 110 °C. Luego, la mezcla se enfrió lentamente a 70 °C para precipitar cristales de polietileno, que luego se recogieron por filtración. La muestra así obtenida se lavó secuencialmente con xileno calentado a 70 °C, etanol a temperatura ambiente y agua destilada, y luego se secó para proporcionar un polvo de polietileno de alta densidad purificado.

Preparación de un sustrato a base de polietileno

Sobre una placa de aluminio se colocó una película de politetrafluoroetileno y se colocaron 30 mg del polvo de polietileno de alta densidad purificado en el centro de la película. Luego, sobre el polvo de polietileno de alta densidad purificado, se estratificaron adicional y secuencialmente una película de politetrafluoroetileno y una placa de aluminio, y el estratificado se intercaló entre las placas superior e inferior de una prensa calentada a 160 °C, para fundir el polvo de polietileno de alta densidad purificado. Después de la fusión, se realizó el prensado aplicando 10 MPa de presión hidráulica a los lados superior e inferior de la placa de aluminio. Después del prensado, la película junto con la placa de aluminio se enfrió para proporcionar una película de polietileno con un espesor de aproximadamente 30 gm.

Tratamiento con ácido nítrico fumante

En un matraz de cuatro bocas de 300 mL se colocó la película de polietileno obtenida anteriormente, a la que luego se añadieron 100 mL de ácido nítrico fumante al 97% en peso. A continuación, se realizó el tratamiento con ácido nítrico fumante con calentamiento mediante un baño de aceite a 80 °C durante 14 min. Después del tratamiento, se despegó la película de polietileno, se lavó con agua destilada hasta que el lavado se volvió neutro y se secó, para proporcionar una película de polietileno a la que se introdujeron grupos carboxilo. La introducción de grupos carboxilo se confirmó a partir de un espectro de absorción en el infrarrojo. La FIG. 1 muestra el espectro de absorción en el infrarrojo. Además, para la película de polietileno obtenida, se midió el ángulo de contacto con el agua usando un medidor de ángulo de contacto. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 1.

Modificación con una diamina

En un matraz de 200 mL se colocaron 75 mL de clorobenceno. Luego, al matraz se añadieron 2,6 gL de etilendiamina, 8,25 mg de DCC (N,N-diciclohexilcarbodiimida), y luego la película de polietileno anterior se trató con ácido nítrico fumante. El matraz se colocó en un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante a 35 °C y la mezcla se hizo reaccionar con agitación a 50 rpm durante 48 horas. Después de la reacción, se retiró la película de polietileno, se lavó con clorobenceno y luego se secó para dar una película de polietileno modificada con diamina. Para la película obtenida se obtuvo el espectro de absorción en el infrarrojo utilizando un espectrómetro de infrarrojos.

Producción de una película fijada con colorante

En un matraz de 200 mL se cargaron 75 mL de clorobenceno y luego 20 mg de colorante de conversión fotoeléctrica (NK-5962) representado por la fórmula de más adelante y 8,25 mg de DCC. La película de polietileno modificado con diamina se sumergió en la solución y luego se hizo reaccionar con agitación a 50 rpm durante 48 horas en un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C. Después de la reacción, se retiró la película de polietileno. En un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C, la película de polietileno (longitud: 40 mm, ancho: 20 mm, espesor: 30 pm) se sumergió en agua destilada y se lavó con agitación a 50 rpm durante 48 horas. En el transcurso del lavado, se cambió el agua destilada de 4 a 5 veces. Se midió la absorbancia (longitud del camino óptico: 10 mm) del último cambio de agua destilada y fue de 0,005 con respecto a una luz que tenía una longitud de onda que era la máxima dentro de un rango de longitudes de onda de 535 a 545 nm. La película de polietileno después del lavado con agua destilada se dejó secar naturalmente, se sumergió en 30 mL de clorobenceno y se lavó con agitación a 50 rpm durante una hora. En el curso del lavado, se cambió el clorobenceno de 2 a 3 veces y se confirmó visualmente que el último clorobenceno cambiado no estaba coloreado. A continuación, se dejó secar la película de forma natural para obtener una película de polietileno fijada con colorante (en lo sucesivo, a veces denominada "película fijada con colorante"). La FIG. 2 muestra una imagen fotográfica de la película fijada con colorante obtenida. Se midió el ángulo de contacto con el agua de la película fijada con colorante obtenida usando un medidor de ángulo de contacto, la cantidad de colorante fijado se midió usando un espectrómetro UV-visible y se obtuvo un espectro de absorción en el infrarrojo usando un espectrómetro de infrarrojos. Al medir la cantidad de colorante fijado, se midió la absorbancia con respecto a la película de polietileno modificado con diamina como fondo, usando un espectrofotómetro UV-visible ("U-1900" de Hitachi, Ltd. o "V-730" de JASCO Corporation). El alargamiento a la rotura fue del 600% o más. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 1.

Ejemplo 2

Se produjo una película fijada con colorante como se describe en el Ejemplo 1, excepto que se reemplazó un polietileno de alta densidad no de adición de alta pureza "PE2" por un polietileno de alta densidad no de adición "PE1" y se preparó un sustrato fabricado de polietileno usando sólo una placa de aluminio sin una película de politetrafluoroetileno. Se midió el ángulo de contacto con el agua de la película de polietileno después del tratamiento con ácido nítrico fumante como se describe en el Ejemplo 1. Además, se midieron el ángulo de contacto con el agua y la cantidad de colorante fijado de la película fijada con colorante obtenida como se describe en el Ejemplo 1. El alargamiento a la rotura fue del 600% o más. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 1.

Ejemplo 3

Se produjo una película fijada con colorante como se describe en el Ejemplo 1, sustituyendo el polietileno de alta densidad no de adición de alta pureza "PE2" por un polietileno de alta densidad no de adición "PE1". Se midió el ángulo de contacto con el agua de la película de polietileno después del tratamiento con ácido nítrico fumante como se describe en el Ejemplo 1. Además, se midieron el ángulo de contacto con el agua y la cantidad de colorante fijado de la película fijada con colorante obtenida como se describe en el Ejemplo 1. El alargamiento a la rotura fue del 600% o más. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1

Como se ve en la Tabla 1, en cualquier película el ángulo de contacto es mayor en una película fijada con colorante que en una película después del tratamiento con ácido nítrico fumante. Se cree que esto se debe al efecto de los grupos carboxilo en la superficie de la película. A medida que aumenta el número de grupos carboxilo, la película se vuelve más hidrófila y se reduce el ángulo de contacto. Se puede suponer que, mediante la fijación del colorante, los grupos carboxilo se unen a la etilendiamina y al colorante de modo que se reducen los grupos carboxilo en la superficie de la película, lo que da como resultado un aumento del ángulo de contacto. Además, como se muestra en la Tabla 1, cuando se usó solamente una placa de aluminio, sin una película de politetrafluoroetileno, el pelado fue difícil de modo que no se pudo formar una película de polietileno a partir del polvo de PE2.

Ejemplo 4

Producción de una película fijada con colorante

Se produjo una película fijada con colorante como se describe en el Ejemplo 1. Se obtuvo el espectro de absorción UV-visible de la película fijada con colorante obtenida. La FIG. 3 muestra el espectro de absorción UV-visible.

Examen del método de lavado 1

Se hizo reaccionar un colorante de conversión fotoeléctrica (NK-5962) con una película de polietileno modificado con diamina como se describe en el Ejemplo 1, sustituyendo el polietileno de alta densidad no de adición de alta pureza "PE2" por el polietileno de alta densidad no de adición "PE1". Los siguientes métodos de lavado se llevaron a cabo por separado: un método en el que una película de polietileno a la que se fijó un colorante después de la reacción se lavó solamente con agua destilada; un método donde la película se lavó con agua destilada y luego con clorobenceno; un método donde la película se lavó con clorobenceno y luego con agua destilada; y un método en el que la película se lavó sólo con clorobenceno. Luego, se obtuvieron los espectros de absorción UV-visible. La FIG. 4 muestra los espectros de absorción UV-visible.

Como se muestra en los espectros de absorción UV-visible de la FIG. 4, se puede encontrar que en el método en el que se lavó la película con clorobenceno y luego con agua destilada y en el método en el que se lavó la película sólo con clorobenceno no se observa sustancialmente un pico alrededor de 539 nm derivado de un colorante, y, por lo tanto, la cantidad del colorante es muy pequeña. Por el contrario, en el método en el que se lavó la película con agua destilada únicamente y en el método en el que se lavó la película con agua destilada y luego con clorobenceno se observa un gran pico alrededor de 539 nm derivado de un colorante. Dado que el lavado se coloreó cuando la película se lavó sólo con agua destilada y luego con clorobenceno, se asume que el colorante que no estaba fijado a la película de polietileno se eliminó por lavado. Esto indica que un método en el que una película se lava con agua destilada y luego con clorobenceno es importante para proporcionar una película de polietileno fijada con colorante.

Ejemplo 5

Examen del método de lavado 2

Se hizo reaccionar una película de polietileno modificado con diamina con un colorante de conversión fotoeléctrica (NK-5962) como se describe en el Ejemplo 1. Para comparar los métodos de lavado, se prepararon las siguientes cuatro muestras (longitud: 40 mm, ancho: 20 mm, espesor: 30 pm). Cualquier lavado se realizó a 35 °C usando un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.). Las muestras obtenidas se observaron utilizando un microscopio óptico ("ECLIPSE E200" de Nikon Corporation). Los resultados obtenidos se resumen en la FIG. 5. Como se ve en las micrografías ópticas, se observan agregados granulares derivados del compuesto colorante orgánico no unido en la muestra sin lavar, la muestra lavada sólo con agua y la muestra lavada sólo con clorobenceno. En cambio, en la muestra lavada con agua y luego con clorobenceno no se observan agregados granulares.

(1) Muestra sin lavar

Como muestra sin lavar se utilizó una película de polietileno a la que se fijó el colorante después de la reacción.

(2) Muestra lavada sólo con agua

Una muestra sin lavar se sumergió en 30 mL de agua destilada y se lavó con agitación a 50 rpm durante 48 horas en un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C, para obtener una muestra lavada solamente con agua. En el transcurso del lavado se cambió el agua destilada de 4 a 5 veces.

(3) Muestra lavada sólo con clorobenceno

Una muestra sin lavar se sumergió en 30 mL de clorobenceno y se lavó con agitación a 50 rpm durante 1 hora en un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C, para obtener una muestra lavada solamente con clorobenceno. En el transcurso del lavado se cambió el clorobenceno de 2 a 3 veces.

(4) Muestra lavada con agua y luego con clorobenceno

Una muestra sin lavar se sumergió en 30 mL de agua destilada y se lavó con agitación a 50 rpm durante 48 horas en un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C. En el transcurso del lavado se cambió el agua destilada de 4 a 5 veces. Después de secar la muestra en un sistema abierto, la muestra se sumergió en 30 mL de clorobenceno y se lavó con agitación a 50 rpm durante 1 hora en un depósito de agua con agitación por sacudidas de temperatura constante ("NTS-4000AM" de EYELA Co., Ltd.) a 35 °C, para obtener una muestra lavada con agua y luego con clorobenceno. En el transcurso del lavado se cambió el clorobenceno de 2 a 3 veces.

Ejemplo de Referencia 1

Observación por un microscopio de potencial de superficie

Se midió el potencial de superficie de una película fijada con colorante que no se lavó lo suficiente. La medición se realizó utilizando un microscopio de sonda de barrido (Nanoscopellla de Digital Instruments Inc.). La sonda utilizada fue una sonda SPoM (Point Probe® de Nano World Inc.). Se observó una información de altura en modo de contacto. En la medición con SPoM se observó un potencial de superficie en el modo de fase. Los resultados obtenidos se muestran en la FIG. 6 (el estado de un potencial superficial cuando toda la superficie es irradiada con luz). En la FIG.

6, la figura de la izquierda muestra información de altura y la figura de la derecha muestra una imagen de SPoM en modo de fase en la que aparece brillante un área que genera un potencial. La figura de la derecha muestra que se genera un potencial en la superficie, mientras que no se genera un potencial en el área granular con un diámetro de varios cientos de micrómetros. Se puede encontrar que estas áreas granulares son agregados de colorante donde no se genera un potencial.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para producir una retina artificial en el que se fija sobre un sustrato de lámina de polietileno un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor que responde a la fotoestimulación, que comprende:

Una primera etapa de pretratamiento de tratar el sustrato con ácido nítrico fumante;

Una segunda etapa de pretratamiento, después de la primera etapa de pretratamiento, de tratar el sustrato con una diamina;

Una etapa de unión, después de la primera y de la segunda etapa de pretratamiento, de sumergir el sustrato en una solución que contiene el compuesto colorante orgánico para unir químicamente el compuesto colorante orgánico al sustrato;

Una primera etapa de lavado con agua del sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico; y

Una segunda etapa de lavado, después de la primera etapa de lavado, con un disolvente orgánico del sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico,

Dando una retina artificial en la que el alargamiento a la rotura es 50% o más, el ángulo de contacto del agua con la superficie de la retina artificial es 90° o menos, y la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es 0,2 o más.

2. El método para producir una retina artificial según la reivindicación 1, en el que en la primera etapa de lavado se continúa lavando con agua hasta que la irregularidad del color en el sustrato debido al compuesto colorante orgánico restante que no está unido químicamente al sustrato es visualmente imperceptible.

3. El método para producir una retina artificial según la reivindicación 1 o 2, en el que en la primera etapa de lavado el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico se sumerge en agua almacenada en un depósito de lavado, seguido de oscilación, y la primera etapa de lavado finaliza cuando la absorbancia del agua en el depósito de lavado después de un período predeterminado de oscilación es 0,02 o menos con respecto a una luz que tiene una longitud de onda que es la máxima dentro de un rango de longitudes de onda de 535 a 545 nm.

4. El método para producir una retina artificial según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el sustrato está fabricado de un polietileno de alta densidad que cumple las condiciones de que el contenido de cenizas es 0,005% en peso o menos, el contenido de material soluble en n-hexano es 0,06% en peso o menos y el número de partículas finas con un tamaño de 0,2 pm o más es 30/10 mL (alcohol isopropílico) o menos.

5. Una retina artificial, en la que un compuesto colorante orgánico que induce un potencial receptor que responde a la fotoestimulación se fija sobre un sustrato de lámina de polietileno, que se produce sumergiendo el sustrato en una solución que contiene el compuesto colorante orgánico para unir químicamente el compuesto colorante orgánico al sustrato, lavando con agua el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico y, a continuación, lavando con un disolvente orgánico el sustrato al que se ha unido químicamente el compuesto colorante orgánico, y en la que el alargamiento a la rotura es 50% o más, el ángulo de contacto del agua con la superficie de la retina artificial es 90° o menos, y la absorbancia a una longitud de onda de 400 a 600 nm es 0,2 o más.