JP5132958B2 - Hydrogel ophthalmic lens used for gene therapy - Google Patents

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本発明は、遺伝子治療に用いることができるハイドロゲル製眼用レンズに関するものである。更に詳しくは、眼組織の細胞内に遺伝子を効果的に導入できるリン酸基を有するハイドロゲル製眼用レンズに関する。   The present invention relates to a hydrogel ophthalmic lens that can be used for gene therapy. More specifically, the present invention relates to a hydrogel ophthalmic lens having a phosphate group capable of effectively introducing a gene into cells of ocular tissue.

遺伝的な疾患は、細胞内で発現される遺伝子の変異によって起こることが知られている。このような遺伝的な疾患の治療としては、異常細胞内に正常な遺伝子を導入する方法が有望である。   Genetic diseases are known to be caused by mutations in genes expressed in cells. As a treatment for such a genetic disease, a method of introducing a normal gene into an abnormal cell is promising.

従来、遺伝子の細胞への導入は、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポソームを用いる方法などが適宜選択されて行われている。なかでもリン酸カルシウム法は、特殊な器具を必要としない利点があるが、遺伝子の導入効率が低い欠点がある。この欠点により、リン酸カルシウム法は培養細胞への遺伝子導入法として用いられているものの、生体内での細胞への遺伝子導入法としては利用されていない。   Conventionally, introduction of a gene into a cell has been performed by appropriately selecting a calcium phosphate method, an electroporation method, a method using a liposome, or the like. Among them, the calcium phosphate method has an advantage that a special instrument is not required, but has a disadvantage that gene transfer efficiency is low. Due to this drawback, the calcium phosphate method is used as a gene transfer method into cultured cells, but is not used as a gene transfer method into cells in vivo.

最近では生体内に直接遺伝子を導入する試みとして、遺伝子を含んだリポソームを作製し、注射などにより投与する方法や遺伝子を担持した生分解性高分子を外科的手法で、直接、生体組織に導入する手法がとられている。   Recently, as an attempt to introduce a gene directly into the living body, a liposome containing the gene is prepared and administered by injection or a biodegradable polymer carrying the gene is introduced directly into a living tissue by a surgical technique. The technique to take is taken.

リポソームを用いた例として、哺乳類動物細胞内で発現可能な遺伝子DNAを組み込んだ発現用ベクターを内包したリポソームを含有する点眼剤がある(特許文献1参照)。これは、遺伝子の異常に起因する眼疾患に関与する異常遺伝子DNAに対する遺伝子治療を目的として、点眼により眼細胞へ遺伝子を導入する方法である。しかし、遺伝子は点眼後速やかに涙液により希釈されてしまうので、角膜との接触時間をできるだけ長くする工夫が必要となる。   As an example using a liposome, there is an eye drop containing a liposome encapsulating an expression vector incorporating a gene DNA that can be expressed in mammalian cells (see Patent Document 1). This is a method of introducing a gene into an eye cell by eye drops for the purpose of gene therapy for an abnormal gene DNA involved in an eye disease caused by a gene abnormality. However, since the gene is diluted with tears immediately after instillation, it is necessary to devise a method for making the contact time with the cornea as long as possible.

さらに、生分解性高分子に遺伝子を担持させ、その高分子の崩壊と共に遺伝子が徐放され、高い遺伝子導入効率が得られる方法がある(特許文献2、3、4参照)。例えば、アニオン性遺伝子を効率良く担持できるカチオン性生分解性高分子がある。これは、カチオン性ゼラチンにイオン的な相互作用によりアニオン性の遺伝子を担持させて生体内へ埋植し、ゼラチンの分解と共に遺伝子が持続的に放出されることで高効率で細胞へ遺伝子を導入できる技術である。しかしながらこの方法では、細胞へ導入される遺伝子は、分解したカチオン性ゼラチンとの複合体として生体内に残存してしまい、分解物の安全性やゼラチンと遺伝子の複合体のサイズなどにより遺伝子の導入効率が変化してしまうなどの問題が懸念される。   Furthermore, there is a method in which a gene is supported on a biodegradable polymer, and the gene is gradually released along with the collapse of the polymer so that high gene transfer efficiency can be obtained (see Patent Documents 2, 3, and 4). For example, there is a cationic biodegradable polymer that can efficiently carry an anionic gene. This is because cationic gelatin is loaded with an anionic gene by ionic interaction and implanted into the living body, and the gene is continuously released along with the degradation of gelatin, thereby efficiently introducing the gene into the cell. It is a technology that can be done. However, in this method, the gene introduced into the cell remains in the living body as a complex with degraded cationic gelatin, and the gene is introduced depending on the safety of the degradation product and the size of the gelatin-gene complex. There are concerns about problems such as changes in efficiency.

また、コラーゲンなどのハイドロゲルにリン酸カルシウムの顆粒を取り込ませ、このリン酸カルシウムによって遺伝子を細胞へ導入する方法がある(特許文献5参照)。この方法では、リン酸カルシウムの顆粒を含んだハイドロゲルをペレット等の所望の形状に加工すれば直接生体内へ挿入することが可能となり、また、ゲル状であるため注射によって投与することが可能となる。しかしながら、本発明で対象とする眼組織のなかでも角膜は、高い透明性を保つことが必要不可欠であるが、カルシウムの沈着により角膜は白濁することが知られており、眼組織に対してこの方法を用いることはできない。
特開平10−67688号公報 特開2001−199903号公報 特開2003−286200号公報 特開2003−169844号公報 特開2004−283138号公報
In addition, there is a method in which granules of calcium phosphate are incorporated into a hydrogel such as collagen and the gene is introduced into the cells using this calcium phosphate (see Patent Document 5). In this method, if a hydrogel containing calcium phosphate granules is processed into a desired shape such as a pellet, it can be directly inserted into a living body, and can be administered by injection because it is in a gel form. . However, it is indispensable to maintain high transparency of the cornea among the eye tissues targeted by the present invention. However, it is known that the cornea becomes clouded by the deposition of calcium. The method cannot be used.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-67688 JP 2001-199903 A JP 2003-286200 A JP 2003-169844 A JP 2004-283138 A

本発明は、遺伝子の異常に起因する疾患に関与する異常遺伝子に対する遺伝子治療を容易に行えるハイドロゲル製眼用レンズを提供することを目的としている。さらに詳しくは、細胞内で発現可能な遺伝子を担持して良好な徐放効果を発揮できる実用的な遺伝子治療用のハイドロゲル製眼用レンズを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a hydrogel ophthalmic lens capable of easily performing gene therapy for an abnormal gene involved in a disease caused by a gene abnormality. More specifically, an object of the present invention is to provide a hydrogel ophthalmic lens for practical gene therapy that can carry a gene that can be expressed in a cell and can exhibit a good sustained release effect.

本発明は、リン酸基を有するハイドロゲルを2価の金属イオンを含有する水溶液中に浸漬する処理を施した後、遺伝子を担持させてなることを特徴とするハイドロゲル製眼用レンズである。   The present invention is a hydrogel ophthalmic lens comprising a gene carried after a treatment in which a hydrogel having a phosphate group is immersed in an aqueous solution containing a divalent metal ion. .

また、本発明は、前記リン酸基を有するハイドロゲルが、少なくともリン酸基を有するモノマーと非イオン性の親水性モノマーからなるゲルであることを特徴とする上記ハイドロゲル製眼用レンズである。   Further, the present invention is the above-mentioned hydrogel ophthalmic lens, wherein the hydrogel having a phosphate group is a gel comprising at least a monomer having a phosphate group and a nonionic hydrophilic monomer. .

また、本発明は、前記2価の金属イオンがカルシウムイオンであることを特徴とし、さらに、前記遺伝子がプラスミドDNAであることを特徴とする上記ハイドロゲル製眼用レンズである。   The present invention is also the above-described hydrogel ophthalmic lens, wherein the divalent metal ion is a calcium ion, and the gene is a plasmid DNA.

本発明のハイドロゲル製眼用レンズは、眼組織の細胞とりわけ角膜に対して悪影響を与えることなく眼組織の細胞内で発現可能な遺伝子を24時間以上にわたり放出し、眼組織の細胞へ効率よく遺伝子を導入することができる遺伝子治療用の遺伝子放出デバイスとして実用的なものである。   The hydrogel ophthalmic lens of the present invention releases a gene that can be expressed in the cells of the eye tissue without adversely affecting the cells of the eye tissue, particularly the cornea, over 24 hours, and efficiently into the cells of the eye tissue. It is practical as a gene release device for gene therapy that can introduce a gene.

本発明者は、遺伝子治療に用いる遺伝子を眼組織の細胞へ導入する手段として、リン酸基を有するハイドロゲル製眼用レンズで効果的に当該遺伝子を放出する方法、特に、アニオン性を示す当該遺伝子とハイドロゲル中のリン酸基がカルシウムイオンに代表される2価の金属イオンを介して形成される錯体を利用する方法を鋭意検討して得られた知見に基づくものである。   The present inventor, as a means for introducing a gene used for gene therapy into cells of eye tissue, a method of effectively releasing the gene with a hydrogel ophthalmic lens having a phosphate group, in particular, an anionic property This is based on knowledge obtained by earnestly examining a method using a complex in which a phosphate group in a gene and a hydrogel is formed through a divalent metal ion typified by calcium ion.

すなわち本発明は、遺伝子治療に用いる遺伝子を効果的に利用するために、リン酸基を有するハイドロゲル製眼用レンズを2価の金属イオン存在下で処理することで、高効率で当該遺伝子を担持、放出するものである。具体的には、アニオン性を示す遺伝子と当該ハイドロゲル間に適度な相互作用を発揮させて、当該遺伝子を効果的に担持し徐放させるものである。   That is, the present invention treats a hydrogel ophthalmic lens having a phosphate group in the presence of a divalent metal ion in order to effectively use a gene used for gene therapy, thereby efficiently producing the gene. It carries and discharges. Specifically, an appropriate interaction is exerted between the anionic gene and the hydrogel to effectively carry and gradually release the gene.

本発明で好ましく用いられる遺伝子治療に用いる遺伝子としては、分子構造内にアニオン性官能基を少なくとも1つ以上含有するプラスミドDNAが挙げられる。プラスミドDNAは環状DNAであり、そのままでも利用することが可能であるが、目的とする治療に合わせて所望の遺伝子を抱合させることもできる。例えば、膠様滴状角膜ジストロフィーは角膜上皮に重度のアミロイド沈着を生じる常染色体劣性の遺伝子疾患である。この疾患は、角膜にアミロイドが沈着するため、透明性が失われ、視力が低下する。そして、これまでにこの原因遺伝子がM1S1(membrane component, chromosome 1, surface marker 1)遺伝子であることが見出されている。このM1S1遺伝子をプラスミドDNAに組み込ませてキャリアとし、目的とする眼細胞へ導入することができる。例えば、あらかじめカルシウムイオン存在下で処理された本発明のハイドロゲル製眼用レンズを目的とする遺伝子、特にプラスミドDNAを溶解した水溶液に浸漬すれば、当該レンズ中にプラスミドDNAを包括させることができる。   Examples of the gene used for gene therapy preferably used in the present invention include plasmid DNA containing at least one anionic functional group in the molecular structure. Plasmid DNA is circular DNA and can be used as it is, but a desired gene can be conjugated in accordance with the intended treatment. For example, colloidal corneal dystrophy is an autosomal recessive genetic disease that causes severe amyloid deposition in the corneal epithelium. In this disease, amyloid is deposited on the cornea, so that transparency is lost and visual acuity is reduced. So far, it has been found that this causative gene is M1S1 (membrane component, chromosome 1, surface marker 1) gene. This M1S1 gene can be incorporated into plasmid DNA to serve as a carrier and introduced into the target eye cell. For example, when the hydrogel ophthalmic lens of the present invention, which has been treated in the presence of calcium ions, is immersed in an aqueous solution in which the target gene, particularly plasmid DNA, is dissolved, the plasmid DNA can be included in the lens. .

水溶液中の遺伝子濃度は、その溶解度や目的細胞内への導入するための最小有効濃度及び最大安全濃度などにより、各々の遺伝子毎に適宜選定されるべきものであるが、通常、0.001〜0.1μg/μLの濃度が好ましい。   The gene concentration in the aqueous solution should be appropriately selected for each gene depending on its solubility and the minimum effective concentration and maximum safe concentration for introduction into the target cell. A concentration of 0.1 μg / μL is preferred.

本発明は、ハイドロゲル中のリン酸基と遺伝子が2価の金属イオンを介して錯体を形成することで、眼組織の細胞に対して遺伝子を持続的に放出するものであり、リン酸基を有するモノマーを用いることに特徴があり、リン酸基を有するモノマーとしては下記構造式(I)および/又は(II)で示される化合物であることが好ましく、式(I)で示される化合物であるメタクリルオキシエチルホスフェート(MOEP; n=2)であることが特に好ましい。また本発明のハイドロゲル製眼用レンズは、リン酸基を有するモノマーの含有量に応じて遺伝子の担持量も変化させることが可能となり、目的とする細胞に応じて適宜選択することができるが、リン酸基を有するモノマーの使用量は、用いる非イオン性の親水性モノマーに対してリン酸基を有するモノマーを50重量%以下で使用することが好ましい。リン酸基を有するモノマーの含有量が50重量%を超えるとゲルが脆くなり、実用的ではない。   In the present invention, a phosphoric acid group in a hydrogel and a gene form a complex through a divalent metal ion, so that the gene is continuously released to cells of ocular tissue. The monomer having a phosphoric acid group is preferably a compound represented by the following structural formula (I) and / or (II), and is preferably a compound represented by the formula (I). Particular preference is given to some methacryloxyethyl phosphate (MOEP; n = 2). In addition, the hydrogel ophthalmic lens of the present invention can change the amount of the gene carried according to the content of the monomer having a phosphate group, and can be appropriately selected according to the target cell. The amount of the monomer having a phosphate group is preferably 50% by weight or less of the monomer having a phosphate group with respect to the nonionic hydrophilic monomer to be used. If the content of the monomer having a phosphoric acid group exceeds 50% by weight, the gel becomes brittle, which is not practical.

Figure 0005132958
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本発明で用いる非イオン性の親水性モノマーとしては、少なくとも1種以上の親水基を分子内に有し、かつ非イオン性であればいかなるものでも可能である。例えば、2-ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2, 3-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び2-ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、N-ビニルピロリドンなどが挙げられ、これらを2種以上併用することもできる。親水性モノマーの配合量は、リン酸基の配合量との関係で決まるが、好ましくは全モノマー中50〜95重量%の範囲である。これら親水性モノマーも適宜選択すれば、ハイドロゲル製眼用レンズの含水率を変化させることができる。   Any nonionic hydrophilic monomer may be used as long as it has at least one hydrophilic group in the molecule and is nonionic. For example, 2-hydroxymethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylate and 2-polyethylene glycol mono (Meth) acrylate, 2-polypropylene glycol (meth) acrylate, N-vinylpyrrolidone and the like can be mentioned, and two or more of these can be used in combination. The blending amount of the hydrophilic monomer is determined by the relationship with the blending amount of the phosphate group, but is preferably in the range of 50 to 95% by weight based on the total monomers. If these hydrophilic monomers are also appropriately selected, the water content of the hydrogel ophthalmic lens can be changed.

本発明は、上記成分に加えて、さらに任意の共重合可能なモノマーを使用することができる。例えばハイドロゲル製眼用レンズの網目構造の形成及び機械強度の調節を図る場合には架橋性モノマーを用いると良い。架橋性モノマーとしては、例えばエチレングリコールジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、2-ヒドロキシ-1, 3-ジメタクリロキシプロパン、トリメチロールプロパントリアクリレートなどが挙げられる。架橋性モノマーの使用量は、主成分モノマー100重量%に対して、外部で0.1〜4.0重量%が好ましい。特に好ましくは、0.1〜1.0重量%である。架橋性モノマーが0.1重量%より少ないときは、ハイドロゲル製眼用レンズの形状安定性に顕著な効果が見られず、4.0重量%より多くなると架橋効果が過剰となりハイドロゲル製眼用レンズが脆くなり好ましくない。   In the present invention, in addition to the above components, any copolymerizable monomer can be used. For example, a crosslinkable monomer may be used when forming a network structure of a hydrogel ophthalmic lens and adjusting the mechanical strength. Examples of the crosslinkable monomer include ethylene glycol dimethacrylate, methylene bisacrylamide, 2-hydroxy-1,3-dimethacryloxypropane, trimethylolpropane triacrylate, and the like. The amount of the crosslinkable monomer used is preferably 0.1 to 4.0% by weight based on 100% by weight of the main monomer. Particularly preferred is 0.1 to 1.0% by weight. When the crosslinkable monomer is less than 0.1% by weight, there is no significant effect on the shape stability of the hydrogel ophthalmic lens, and when it exceeds 4.0% by weight, the crosslinking effect becomes excessive and the hydrogel eye The lens for use becomes fragile, which is not preferable.

その他の共重合成分として、ハイドロゲル製眼用レンズの含水率や膨潤率の調節作用、目的とする遺伝子の担持量の微調整などを図るために、疎水性モノマーを本発明の効果を阻害しない範囲で用いることができる。疎水性モノマーとしては、本発明の必須成分である親水性モノマーやリン酸基を有するモノマーと相溶性があれば、いかなるものでも可能であるが、例えばメチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2, 2, 2-トリフルオロメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどを挙げることができる。   As other copolymerization components, hydrophobic monomers do not impair the effects of the present invention in order to adjust the water content and swelling rate of hydrogel ophthalmic lenses and to finely adjust the amount of the gene to be loaded. Can be used in a range. Any hydrophobic monomer may be used as long as it is compatible with the hydrophilic monomer and the monomer having a phosphate group, which are essential components of the present invention. For example, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2, 2, 2 -Trifluoromethacrylate, cyclohexyl methacrylate and the like can be mentioned.

本発明の特徴は、リン酸基を有するハイドロゲルを2価の金属イオンを含有する水溶液中に浸漬する処理を施した後、遺伝子を担持させてなることである。これは、該ハイドロゲル製眼用レンズ中のリン酸基と遺伝子とで2価の金属イオンを介した錯体を形成することで、ハイドロゲル中に遺伝子を効率よく担持させることを目的としている。本発明における2価の金属イオンとしては、生体に対して安全性が高い金属イオンであれば利用可能であるが、アルカリ土類金属イオン、両性金属イオンであり、例えばマグネシウム、鉄、銅、亜鉛などが挙げられるが、より好ましくはカルシウムイオンである。例えばカルシウムイオンを用いた場合、カルシウムイオンが結合したハイドロゲル製眼用レンズに遺伝子を担持させることで、このカルシウムイオンを介したリン酸基−カルシウム−遺伝子で構成される錯体を形成することができる。この適度な結合力で構成される錯体を該ハイドロゲル製眼用レンズ中に形成させ、眼組織の細胞へハイドロゲル製眼用レンズを接触させることで生体内のイオンと置換し、遺伝子−カルシウム若しくは遺伝子−カルシウム−遺伝子の結合様式で細胞へ遺伝子を導入することが可能となる。この方法により、従来の細胞への遺伝子導入方法であるリン酸カルシウム法と同様な形態で遺伝子を導入することができ、さらに眼用レンズ形状であるため眼細胞との接触時間が長くなるため、遺伝子の導入効率も向上する。   A feature of the present invention is that a gene is carried after a treatment in which a hydrogel having a phosphate group is immersed in an aqueous solution containing a divalent metal ion. The purpose of this is to efficiently carry a gene in the hydrogel by forming a complex via a divalent metal ion between the phosphate group and the gene in the hydrogel ophthalmic lens. The divalent metal ion in the present invention can be used as long as it is a metal ion that is highly safe for a living body, but is an alkaline earth metal ion or an amphoteric metal ion, such as magnesium, iron, copper, zinc, and the like. Of these, calcium ions are more preferable. For example, when calcium ions are used, a gene composed of a phosphate group-calcium-gene via this calcium ion can be formed by carrying the gene on a hydrogel ophthalmic lens to which the calcium ion is bound. it can. A complex composed of this moderate binding force is formed in the hydrogel ophthalmic lens, and the hydrogel ophthalmic lens is brought into contact with cells of the eye tissue to replace ions in the living body. Alternatively, the gene can be introduced into the cell in a gene-calcium-gene binding mode. By this method, the gene can be introduced in the same form as the calcium phosphate method, which is a conventional method for gene introduction into cells, and since the ocular lens shape increases the contact time with the eye cells, Introduction efficiency is also improved.

ハイドロゲル製眼用レンズを処理する水溶液の2価の金属イオン濃度は、ハイドロゲル中のリン酸基の含有量に応じて適宜選択することが可能であるが、3〜100mMの範囲が好ましいが、より好ましくは10mM程度である。3mM未満の水溶液で該ハイドロゲル製眼用レンズを処理してもリン酸基−金属イオン−遺伝子から成る錯体の形成効率が低くなり、ハイドロゲル製眼用レンズ中の遺伝子の担持量も低くなる。また、100mMを超える濃度で処理をすると該ハイドロゲル製眼用レンズの表面にカルシウムが凝集し、結晶化し、析出する場合がある。また、本処理は、2価の金属イオンを含有した水溶液に常温下で該ハイドロゲル製眼用レンズを1時間以上浸漬し、その後、遺伝子水溶液に浸漬すればよいが、処理温度は40℃を超えない程度が好ましい。また、処理時間は、1時間以上であれば適宜選択することが可能であるが、3時間以上の処理では、ハイドロゲル中の金属イオンが過剰となるため3時間を超えない程度が好ましい。   The divalent metal ion concentration of the aqueous solution for treating the hydrogel ophthalmic lens can be appropriately selected according to the phosphate group content in the hydrogel, but is preferably in the range of 3 to 100 mM. More preferably, it is about 10 mM. Even if the hydrogel ophthalmic lens is treated with an aqueous solution of less than 3 mM, the formation efficiency of the complex consisting of phosphate group-metal ion-gene is lowered, and the amount of gene carried in the hydrogel ophthalmic lens is also lowered. . Further, when the treatment is performed at a concentration exceeding 100 mM, calcium may aggregate, crystallize, and precipitate on the surface of the hydrogel ophthalmic lens. In addition, the treatment may be performed by immersing the hydrogel ophthalmic lens in an aqueous solution containing divalent metal ions at room temperature for 1 hour or more, and then immersing in the aqueous gene solution. The extent which does not exceed is preferable. Further, the treatment time can be appropriately selected as long as it is 1 hour or longer. However, in the case of treatment for 3 hours or longer, the metal ions in the hydrogel become excessive, and therefore it is preferable that the treatment time does not exceed 3 hours.

本発明のハイドロゲル製眼用レンズの製造に際しては、まず上記モノマーの混合物に重合開始剤を添加し、さらに撹拌・溶解させる。重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤であればいかなるものでも使用でき、重合開始剤の添加量としては、モノマー総量に対して外部で10〜3500ppm程度が好ましい。重合は上記モノマー混合液を金属、ガラス、プラスチックなどの所望の成形型に入れ、密閉して行う。   In the production of the hydrogel ophthalmic lens of the present invention, a polymerization initiator is first added to the monomer mixture, and further stirred and dissolved. As the polymerization initiator, any radical polymerization initiator can be used, and the addition amount of the polymerization initiator is preferably about 10 to 3500 ppm external to the total amount of monomers. The polymerization is carried out by putting the monomer mixture into a desired mold such as metal, glass or plastic and sealing it.

上記の重合終了後、常温に冷却し、得られた重合物を成形型から取り出し、必要に応じて切削、研磨加工する。得られた重合物は水和膨潤させてハイドロゲル製眼用レンズとする。この水和膨潤に使用される液体(膨潤液)としては、例えば水、生理食塩水、等張性緩衝液などが挙げられる。前記膨潤液を60〜100℃に加温し、一定時間浸漬させ、速やかに水和膨潤状態にする。また、前記膨潤処理により、重合体中に含まれる未反応性モノマーを除去することも可能となる。   After completion of the above polymerization, it is cooled to room temperature, and the resulting polymer is removed from the mold and cut and polished as necessary. The obtained polymer is hydrated and swollen to obtain a hydrogel ophthalmic lens. Examples of the liquid (swelling liquid) used for this hydration swelling include water, physiological saline, isotonic buffer and the like. The swelling liquid is heated to 60 to 100 ° C. and dipped for a certain period of time to quickly enter a hydrated and swollen state. Moreover, it becomes possible to remove the unreactive monomer contained in the polymer by the swelling treatment.

次に、pH8〜10に調整した緩衝液中へ常温で1時間程度浸漬させてアルカリ処理を施した後、ハイドロゲル製眼用レンズを純水で十分に洗浄し、あらかじめ調整しておいた2価の金属イオン、好ましくはカルシウムイオンを含有した水溶液に浸漬する。処理後、ハイドロゲル製眼用レンズを純水で十分に洗浄し、あらかじめ調整しておいた遺伝子を溶解させた水溶液中に浸漬する工程で本発明のハイドロゲル製眼用レンズが得られる。   Next, after being immersed in a buffer adjusted to pH 8 to 10 at room temperature for about 1 hour and subjected to alkali treatment, the hydrogel ophthalmic lens was sufficiently washed with pure water and adjusted in advance 2 It is immersed in an aqueous solution containing a valent metal ion, preferably calcium ion. After the treatment, the hydrogel ophthalmic lens is sufficiently washed with pure water, and the hydrogel ophthalmic lens of the present invention is obtained by immersing it in an aqueous solution in which a gene prepared in advance is dissolved.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、本実施例では遺伝子としてプラスミドDNAを用いた。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. In this example, plasmid DNA was used as a gene.

(評価方法)
<形状安定性の評価>
プラスミドDNA放出前後の眼用レンズを生理食塩水中で、コンタクトレンズ投影機を用いて評価した。プラスミドDNA放出前の眼用レンズに対して、形状の変化が認められない場合は○、変形が認められた場合は×とした。
(Evaluation method)
<Evaluation of shape stability>
The ophthalmic lens before and after plasmid DNA release was evaluated in saline using a contact lens projector. For the ophthalmic lens before the release of the plasmid DNA, “◯” was given when no change in shape was observed, and “X” was given when deformation was observed.

<光線透過率の測定>
プラスミドDNA担持後のレンズを、紫外−可視分光光度計(UV-3150: 島津製作所)を用いて光線透過率を測定した。
<Measurement of light transmittance>
The light transmittance of the lens after carrying plasmid DNA was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-3150: Shimadzu Corporation).

<含水率の測定>
プラスミドDNA担持後のレンズの含水率を「ハイドロゲルレンズの含水率測定(ISO10339: 1997)」に準じて測定した。
<Measurement of moisture content>
The water content of the lens after carrying the plasmid DNA was measured according to “Measurement of water content of hydrogel lens (ISO10339: 1997)”.

<遺伝子放出性の測定>
プラスミドDNA担持後のレンズを、25℃、3mLの生理食塩水へ浸漬して、1時間ごとにその放出量をアガロースゲルによる電気泳動法にて測定した。測定の標準マーカーとして1kbpを用いた。24時間にわたってプラスミドDNAの放出が認められた場合には○、認められない場合には×とした。
<Measurement of gene release>
The lens after carrying the plasmid DNA was immersed in 3 mL of physiological saline at 25 ° C., and the amount released was measured by electrophoresis with an agarose gel every hour. 1 kbp was used as a standard marker for measurement. When the release of plasmid DNA was observed over 24 hours, it was marked with ◯, and when it was not recognized, it was marked with ×.

<涙液への放出性評価>
プラスミドDNA担持後のレンズを家兎へ装着し、1時間ごとに涙液を5μL、キャピラリー管にて採取した。採取した涙液中のプラスミドDNAは、PCR(Polymerase Chain Reaction)法にて増幅させ、アガロースゲルを用いた電気泳動で涙液中のプラスミドDNAの存在を確認した。電気泳動には、標準マーカーとして1kbpを用いた。12時間にわたって涙液中でプラスミドDNAの存在が認められた場合には○、認められない場合には×とした。
<Evaluation of release into tears>
The lens after carrying the plasmid DNA was attached to a rabbit, and 5 μL of tear fluid was collected with a capillary tube every hour. The collected plasmid DNA in tears was amplified by PCR (Polymerase Chain Reaction) method, and the presence of plasmid DNA in tears was confirmed by electrophoresis using agarose gel. For electrophoresis, 1 kbp was used as a standard marker. When the presence of plasmid DNA was observed in the tears for 12 hours, it was marked as ◯, and when it was not recognized, it was marked as x.

<家兎角膜上皮細胞導入性の評価>
プラスミドDNA担持後のレンズを家兎へ装着し、装着後の家兎角膜上皮細胞を採取し、48時間培養し、蛍光顕微鏡で観察した。プラスミドDNAが導入された細胞は、GFP(Green Fluorescent Protein)により蛍光で発色することでプラスミドDNAの角膜上皮細胞への導入性を評価した。角膜上皮細胞への導入が認められた場合には○、認められない場合には×とした。
<Evaluation of introduction of rabbit corneal epithelial cells>
The lens after carrying the plasmid DNA was attached to a rabbit, and the rabbit corneal epithelial cells after the attachment were collected, cultured for 48 hours, and observed with a fluorescence microscope. The cells into which the plasmid DNA was introduced were colored with fluorescence by GFP (Green Fluorescent Protein) to evaluate the introduction of the plasmid DNA into the corneal epithelial cells. When introduction into corneal epithelial cells was observed, it was marked as ◯, and when not introduced, it was marked as x.

(実施例1)
メタクリルオキシエチルホスフェート(MOEP; n=2)10重量%、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)90重量%に対して、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.3重量%(外部)を添加して十分に窒素置換をしながら約1時間撹拌した。撹拌後、モノマー混合液を眼用レンズ用のプラスチック製の成形型に入れ、50〜100℃の範囲で25時間かけて昇温して重合させた。重合体は容器から取り出し、約80℃の蒸留水中に約4時間浸漬して水和膨潤させて本実施例の眼用レンズとした。この眼用レンズを、pH8に調整したリン酸緩衝液(PBS)へ室温で1時間浸漬してアルカリ処理を施した後、十分に純水にて洗浄した。洗浄後の眼用レンズを、10mMの塩化カルシウム水溶液へ室温で2時間浸漬、その後、純水で洗浄し、プラスミドDNA(CLONTEC社)の0.1μg/μL水溶液3mL中に25℃、48時間浸漬させることでプラスミドDNAを担持させた。プラスミドDNAが担持した眼用レンズを蒸留水3mL中に25℃、24時間浸漬し、遊離のプラスミドDNAを除去した後に、上記の各種評価を行った。
Example 1
Add 0.3% by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) (external) to 10% by weight of methacryloxyethyl phosphate (MOEP; n = 2) and 90% by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA). The mixture was stirred for about 1 hour while sufficiently purging with nitrogen. After stirring, the monomer mixture was placed in a plastic mold for an ophthalmic lens and polymerized by raising the temperature in the range of 50 to 100 ° C. over 25 hours. The polymer was taken out of the container, immersed in distilled water at about 80 ° C. for about 4 hours, and hydrated and swollen to obtain an ophthalmic lens of this example. This ophthalmic lens was immersed in a phosphate buffer solution (PBS) adjusted to pH 8 at room temperature for 1 hour for alkali treatment, and then thoroughly washed with pure water. The washed ophthalmic lens is immersed in a 10 mM aqueous solution of calcium chloride at room temperature for 2 hours, then washed with pure water, and immersed in 3 mL of a 0.1 μg / μL aqueous solution of plasmid DNA (CLONTEC) at 25 ° C. for 48 hours. To carry plasmid DNA. The ophthalmic lens carrying the plasmid DNA was immersed in 3 mL of distilled water at 25 ° C. for 24 hours to remove the free plasmid DNA, and then subjected to the various evaluations described above.

(実施例2〜8)
表1に示す組成にて、実施例1と同様な操作で水和膨潤した眼用レンズを得た。この眼用レンズを表1に示すカルシウムイオン濃度に調整した塩化カルシウム水溶液で処理し、実施例1と同様の方法でプラスミドDNAを担持させて、上記の各種評価を行った。
(Examples 2 to 8)
An ophthalmic lens having the composition shown in Table 1 and hydrated and swollen in the same manner as in Example 1 was obtained. This ophthalmic lens was treated with an aqueous calcium chloride solution adjusted to the calcium ion concentration shown in Table 1, and plasmid DNA was supported in the same manner as in Example 1 to perform the above various evaluations.

(比較例1〜2)
表1に示す組成にて、実施例1と同様な操作で水和膨潤した眼用レンズを得た。この眼用レンズを表1に示すカルシウムイオン濃度に調整した塩化カルシウム水溶液で処理し、実施例1と同様の方法でプラスミドDNAを担持させて、上記の各種評価を行った。
(Comparative Examples 1-2)
An ophthalmic lens having the composition shown in Table 1 and hydrated and swollen in the same manner as in Example 1 was obtained. This ophthalmic lens was treated with an aqueous calcium chloride solution adjusted to the calcium ion concentration shown in Table 1, and plasmid DNA was supported in the same manner as in Example 1 to perform the above various evaluations.

Figure 0005132958
Figure 0005132958

なお、[表1]中の記号は、以下の通りである。   The symbols in [Table 1] are as follows.

MOEP メタクリルオキシエチルホスフェート
HEMA 2-ヒドロキシエチルメタクリレート
HPMA ヒドロキシプロピルメタクリレート
NVP N-ビニルピロリドン
AAm アクリルアミド
EDMA エチレングリコールジメタクリレート
MOEP methacryloxyethyl phosphate
HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
HPMA Hydroxypropyl methacrylate
NVP N-Vinylpyrrolidone
AAm Acrylamide
EDMA ethylene glycol dimethacrylate

Claims (4)

リン酸基を有するハイドロゲルを2価の金属イオンを含有する水溶液中に浸漬する処理を施した後、遺伝子を担持させてなることを特徴とするハイドロゲル製眼用レンズ。   A hydrogel ophthalmic lens comprising a gene carried after a treatment in which a hydrogel having a phosphate group is immersed in an aqueous solution containing a divalent metal ion. 前記リン酸基を有するハイドロゲルが、少なくともリン酸基を有するモノマーと非イオン性の親水性モノマーからなるゲルであることを特徴とする請求項1に記載のハイドロゲル製眼用レンズ。   The hydrogel ophthalmic lens according to claim 1, wherein the hydrogel having a phosphate group is a gel composed of at least a monomer having a phosphate group and a nonionic hydrophilic monomer. 前記2価の金属イオンがカルシウムイオンであることを特徴とする請求項1または2に記載のハイドロゲル製眼用レンズ。   The hydrogel ophthalmic lens according to claim 1, wherein the divalent metal ion is a calcium ion. 前記遺伝子がプラスミドDNAであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハイドロゲル製眼用レンズ。   The hydrogel ophthalmic lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the gene is plasmid DNA.
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JP4379778B2 (en) * 2003-04-03 2009-12-09 株式会社シード Drug sustained-release ophthalmic lens
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