NO309894B1 - FremgangsmÕte for belegging av en intraokulær linse - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for belegging av intraokulære linser med det formål å gi vevsforlikelighet til nevnte linser.

En hvilken som helst overflate av ikke-biologisk opprinnelse vil initiere en rekke uønskede reaksjoner når den bringes i kontakt med levende vev eller blod. De mest velkjente reaksjoner er de som dannes av materialer som kommer i kontakt med blodet og som aktiverer blodplatene og plasma-koaguleringssystemet og som fører til dannelsen av en trombe. Fremmede overflater i levende vev vil aktivere komplementet og de mononukleære cellesystemer, og derved danne betennelsesreaksjoner.

Selv om den foreliggende oppfinnelse er basert på anvendelsen av polysakkarider valgt fra heparin, heparansulfat og kondroitinsulfat med det formål å tilveiebringe stabile, bioforlikelige belegg på intraokulære øyelinser, vil følgende diskusjon og beskrivelse i hovedsak være rettet mot heparin eller heparansulfat. Det er imidlertid viktig og bemerke at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse to polysakkarider.

Immobilisering av blod-antikoagulanten, heparin, til kunstige, blodholdige materialer har vist seg å være en heldig tilnærming for å oppnå en trombo-resistent overflate egnet for korttidsanvendelse (dager og uker). I denne fremgangsmåte blir strukturegenskapene av endotelforingen av karveggen etterlignet ved sluttpunktbinding av heparin til overflaten.

Denne overflate, fremstilles ved sluttpunktbinding av heparin til et poiyamin, har følgende egenskaper: 1) den er ikke-trombogen, 2) den vil ikke aktivere komplementsystemet, 3) den vil ikke aktivere det mononukleære cellesystem, 4) den fester seg til og stabiliserer vekstfaktorer og 5) den fester seg til celler vanligvis i mye lavere utstrekning enn andre overflater.

Eksempler på andre produkter hvor bioforlikelige belegg er ønsket, er øyelinser, brystimplantater, vaskulære implantater, hofteledd osv. Den aktuelle overflate er utmerket også for blodholdige materialer.

Det er flere publikasjoner som har beskrevet den anti-proliferative effekt av heparin og heparansulfat på flere forskjellige celler (glatte muskelceller, epitelceller). I andre publikasjoner er den vekstfaktor-stabiliserende og

-aktiverende effekt av heparin beskrevet.

Det er nå generell enighet om at lavmolekylært heparin (mindre enn ca. 2500 D) vil inhibere cellevekst, mens høymolekylært heparin (høyere enn ca. 6000 D) vil stimulere cellevekst.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for belegging av intraokulære linser for å gi vevsforlikelighet til slike linser.

Et annet formål i følge denne oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å danne et stabilt belegg på intraokulære linser.

Et ytterligere formål i følge denne oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å feste biologisk aktive polysakkarider til overflaten av intraokulære linser på en slik måte at celleveksten inhiberes betydelig.

For disse og andre formål som vil være klare ut i fra følgende beskrivelse, tilveiebringer denne oppfinnelse en fremgangsmåte for belegging av en intraokulær linse med det formål å gi vevsforlikelighet til denne. Nevnte fremgangsmåte involverer følgende trinn: a) priming av nevnte linse ved anvendelse av en løsning av et poiyamin b) belegging av linsen behandlet i trinn i a) ovenfor med en løsning av et

periodatoksydert polysakkarid valgt fra heparin, heparansulfat, og

kondroitinsulfat for å stabilisere nevnte poiyamin ved kovalent og/eller i

ionisk tverrbinding; c) belegging av linsen behandlet i trinn b) ovenfor med en løsning av et poiyamin; og d) belegging av linsen behandlet i følge trinn c) ovenfor med en løsning av et periodatoksidert polysakkarid valgt fra heparin, heparansulfat, og

kondoitrinsulfat i nærvær av et cyanborhydrid for å omdanne dannede labile Schiffs's baser til stabile sekundære aminer.

I den foreliggende beskrivelse er uttrykket «poiyamin» ment å dekke hvilke som helst polyaminer, innebefattet aminholdige polysakkarider, slik som kitosan. Kitosan er et lineært, 1, 4-sammenbundet polysakkarid sammensatt av S-D-glukosamin enheter hvor av noen er N-acetylert. Kitosan lages ved en N-deacetylering av kitin, en polymer som er tilstede i skallet av blant annet inter alia insekter og kreps. Graden av N-deacetylering kan kontrolleres ved hydrolyse ved anvendelse av alkali. I det foreliggende tilfelle anvende kitosan i form av kommersielt tilgjengelige hydrokloridsalter med en grad av deacetylering på fra ca. 20 til 85%.

Det foretrukne periodatoksyderte polysakkarid er heparin eller heparansulfat, i det nevnte polysakkarider er proteoglykanere.

Foretrukne polyaminer er polyetyleniminer eller kitosan med varierende grader av N-deacetylering. Nevnte poiyamin er hensiktsmessig til stede i en vandig løsning i en konsentrasjon på fra 0.01 til 0.1 vekt %.

Det periodatoksyderte polysakkarid er fortrinnsvis til stede i vandig løsning, for eksempel i en konsentrasjon 0.01 til 0.1 vekt %, i det det blir foretrukket at pH av nevnte løsning er fra 3 til 5.

Cyanborhydridet som anvendes i kombinasjonen med det periodatoksyderte polysakkarid, er fortrinnsvis et alkalimetal cyanborhydrid, slik som natriumcyanborhydrid.

Trinn d) av fremgangsmåten definert ovenfor gjennomføres fortrinnsvis ved forhøyet temperatur, slik som fra ca. romtemperatur opp til kokepunktet, fortrinnsvis fra 40°C til 75°C, slik som fra 50°C til 70°C.

I fremgangsmåten definert ovenfor blir det foretrukket at trinn b) blir gjentatt mellom trinnene c) og d), og trinn a) blir passende gjentatt etter trinn b) gjentatt således.

I fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan løsningen anvendt i trinn a) ovenfor også inneholde krotonaldehyd ved basisk pH, slik som mellom 8 og 10. Nevnte pH kan holdes vedlike ved anvendelse av en buffer eller en base, slik som boratbuffer eller alkalimetalhydroksyd, for eksempel natriumhydroksyd.

I følge en utførelse av fremgangsmåten i følge den foreliggende oppfinnelse vil beleggingen av en intraokulær linse involvere følgende trinn: a) priming av nevnte linse ved anvendelse av en løsning av et polyamid og krotonaldehyd b) belegging av linsen behandlet i følge trinn a) ovenfor med periodatoksydert heparin eller heparansulfat for å stabilisere nevnte poiyamin c) repetisjon av trinn a) ovenfor på linsen behandlet i følge trinn b) ovenfor d) repetisjon av trinn b) ovenfor på linsen behandlet i følge trinn c) ovenfor e) behandling av linsen som skriver seg fra trinn d) ovenfor ved anvendelse av en løsning av et poiyamin; og f) belegging av linsen behandlet i følge trinn e) ovenfor med en løsning av periodatoksydert heparin eller heparansulfat i nærvær av et cyanoborhydrid for omdanning av dannede labile Schiffs baser til stabile sekundære aminer.

For å lette primingen av den intraokulære linse blir det foretrukket å etse linsen før man starter primingen derav, idet slik etsing passende gjennom-føres med et oksydasjonsmiddel, for eksempel ammoniumperoksyd-disulfat i en vandig løsning, eller hvilket som helst annet oksydasjonsmiddel egnet for det tilsiktede formål. Siden overflaten av intraokulære linser som skal behandles ifølge den foreliggende oppfinnelse, vanligvis er av hydrofob karakter, foretrekkes et slikt etsetrinn som kommer foran primings-fremgangsmåten for å forbedre vedheftingen av primingsmiddelet til linsens overflate.

For å forbedre forståelsen av den foreliggende oppfinnelse vil den nå ytterligere bli illustrert nedenfor ved eksempler, hvor i prosentsatser er etter vekt dersom ikke annet er definert.

Fremstilling av løsninger

Eksempel 1. Fremstilling av polyaminløsning.

500 ml boratbuffer i vandig løsning, pH 9.0, fremstilles ved å løse borsyre, natriumhydroksyd pellets og natriumklorid i vann. Til nevnte buffer løsning tilsettes 0.5 ml poiyamin, 5% i vann, og 170 ul krotonaldehyd. Løsningen fremstilt således blir betegnet L1.

Eksempel 2.

Det fremstilles en vandig polyaminløsning ved tilsettning av 5 ml av en 5% polyaminløsning til 500 ml destillert vann. pH av den resulterende løsning blir justert til 9.0 ved anvendelse av 0.5 M natriumhydroksyd. Løsning frem-stilt således blir betegnet L3.

Eksempel 3.

Det fremstilles en løsning av natriumperiodatoksydert natriumheparin på følgende måte.

1.0 g natriumperiodat, NalO*4, løses i 200 ml destillert vann. 10 g natriumheparin tilsettes til løsningen av natriumperiodat, og settes til side over natten i mørke eller omrøring. Den resulterende løsning, etter tilsetning av 10 ml glyserol dertil og omrøring i 2 timer, dialyseres mot vann, i det vannet blir byttet ut hver annen time. Dette resulterer i en løsning inneholdende periodatoksydert heparin i en konsentrasjon på ca. 19 mg/ml. Denne løsning betegnes L2.

Eksempel 4.

Til 500 ml destillert vann tilsettes 4.4 g natriumklorid og 7ml av løsning L2 fremstilt i eksempel 3. Denne løsnings pH justeres til 3.9 ved anvendelse av 0.5 M saltsyre. Den resulterende løsning betegnes L4:1.

Eksempel 5.

Til 500 ml destillert vann tilsettes 4.4 g natriumklorid, 7 ml av løsning L2 fra eksempel 3, og løsningens pH justeres til 3.9 ved anvendelse av 0.5 M saltsyre. Løsningens temperatur heves deretter til 55 °C og 15 mg natriumcyanborhydrid tilsettes dertil. Den resulterende løsning betegnes L4:2.

Belegging av intraokulære linser.

De intraokulære linser som anvendes i de følgende eksempler, er basert på polymetylakrylat (PMMA), men oppfinnelsen er like anvendbar på andre materialer, som polysiloksan, for eksempel poly(dimetylsiloksan) (PDMS), poly(dimetyldifenylsiloksan) (PDMDPS), eller hydrofile akrylpolymerer, slik som polyhydroksyetylmetakrylat. En annen type av anvendelig materiale utgjøres av hydrofobe akrylpoylmerer med lav glasstransisjonstemperatur, slik som en blanding av akrylat og metakrylat. Et eksempel på slikt materiale er kopolymerer av etylfenylakrylater og etylfenylmetakrylater. Slike polymerer har en glasstransisjonstemperatur på ca. romtemperatur.

Eksempel 6.

Ved anvendelse av løsningene fremstilt i eksemplene 1 til 5 blir intraokulære linser basert på polymetylakrelat behandlet på følgende måte.

Til å begynne med blir linsene etset ved anvendelse av en 5% ammoniumperoksyd-disulfat vandig løsning ved 60 °C i 30 minutter. Etter skylling med destillert vann blir de etsede linser deretter behandlet ved neddykking i løsning L1 fra eksempel 1 i 10 minutter ved romtemperatur for priming av linsene. Etter skylling med destillert vann blir linsen deretter neddykket i løsning L4:1 fra eksempel 4 i 10 minutter ved romtemperatur, og etter skylling med destillert vann blir behandlingen av linsen med løsning L1 fra eksempel 1 gjentatt på samme måte som ovenfor. Igjen, etter skylling av linsen med destillert vann blir den til slutt behandlet ved neddykking i løsning L4:2 fra eksempel 5, i det nevnte løsning blir oppvarmet til en temperatur på 55 °C og linsen blir holdt i løsningen i 2 timer. Etter en endelig skylling av linsen med destillert vann, er den nå forsynt med et stabilt belegg som gir vevsforlikelighet til linsen, og ved flerpunkts festing av heparinmolekylene til linsens overflate blir celleveksten inhibert tilsvarende anvendelse av et lavmolekylært heparin med en molekylvekt på mindre enn ca 2.500 D.

Eksempel 7.

Eksempel 6 blir gjentatt, men i dette tilfellet innføres trinnene for behandling i 10 minutter ved romtemperatur med løsning L4:1 og deretter en behandling i 10 minutter ved romtemperatur ved anvendelse av løsning L3. Linsen behandles deretter med løsning L4:2 og fremgangsmåten konkluderes som i eksempel 6. Etter hvert behandlingstrinn blir linsen skylt med destillert vann.

Eksempel 8.

Eksempel 6 blir gjentatt men ved anvendelse i steden for av løsningene L1 og L3 som i følge eksempel 6, av en alternativ løsning L5 inneholdende kitosan som primer. Nevnte løsning L5 fremstilles på følgende måte. En vandig løsning av hydrokloridsaltet av kitosan fremstilles ved å løse kitosan med en grad av N-deacetylering på ca. 85% i vann til en konsentrasjon på 0.25% vekt/volum, i det løsningen justeres til pH 5.0 ved anvendelse av saltsyre. Tilstede-værelsen av aminogrupper på den intraokulære linse primet med løsning L5 blir verifisert med en indikator (ponceau S, Sigma). Anvendelse av en kitosanløsning for priming av linsen resulterer i lignende fordelaktige egenskaper av den belagte linse som den oppnådd i eksempel 6.

Eksempel 9.

Eksempel 7 blir gjentatt men ved anvendelse av løsning L5 fra eksempel 8 isteden for løsningene L1 og L3 anvendt i eksempel 6. Lignende resultater blir oppnådd.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for belegging av en intraokulær linse for å gi vevsforlikelighet til denne, karakterisert veda) priming av nevnte linse ved anvendelse av en løsning av et poiyamin b) belegging av linsen behandlet i trinn a) ovenfor med en løsning av et periodatoksydert polysakkarid valgt fra heparin, heparansulfat, og kondroitinsulfat for å stabilisere nevnte poiyamin ved kovalent og/eller ionisk tverrbinding c) belegging av linsen behandlet i trinn b) ovenfor med en løsning av et poiyamin; og d) belegging av linsen behandlet i følge trinn c) ovenfor med en løsning av et periodatoksydert polysakkarid valgt fra heparin, heparansulfat, og kondroitinsulfat i nærvær av en cyanborhydrid for omdanning av dannede labile Schiffs baser til stabile sekundære aminer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte poiyamin er et polyetylenimin eller kitosan.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte poiyamin er til stede i en vandig løsning i en konsentrasjon på fra 0,01 til 0,1 vekt%.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte periodatoksyderte polysakkarid er til stede i en vandig løsning i en konsentrasjon på 0,01 til 0,1 vekt %, og at pH av nevnte løsning er fra 3 til 5.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte cyanborhydrid er natriumcyanborhydrid.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at trinn d) ovenfor blir gjennomført ved øket temperatur, fra ca. romtemperatur opp til koking, fortrinnsvis fra 40°C til 75°C.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at trinn b) blir gjentatt mellom trinnene c) og d).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at trinn a) blir gjentatt etter gjentatt trinn b).

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at løsningen anvendt i trinn a) også inneholder krotonaldehyd ved basisk pH, slik som mellom 8 og 10.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved atpH holdes ved like ved anvendelse av en buffer eller en base.

11. Fremgangsmåte for belegging av en intraokulær linse for å gi vevsforlikelighet til nevnte linse, karakterisert ved trinnene: a) priming av nevnte linse ved anvendelse av en løsning av et poiyamin og krotonaldehyd b) belegging av linsen behandlet i følge trinn a) ovenfor med periodatoksydert heparin eller heparansulfat for å stabilisere nevnte poiyamin c) gjentagelse av trinn a) ovenfor på linsen behandlet i følge b) ovenfor d) gjentagelse av trinn b) ovenfor på linsen behandlet i følge trinn c) ovenfor e) behandling av linsen som skriver seg fra trinn d) ovenfor ved anvendelse av en løsning av poiyamin; og f) belegging av linsen behandlet i følge trinn e) ovenfor med en løsning av periodatoksydert heparin eller heparansulfat i nærvær av et cyanborhydrid for omdanning av dannede labile Schiffs baser til stabile sekundære aminer.

12. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte intraokulære linse, før priming i trinn a) blir etset, slik som med et oksydasjonsmiddel, for eksempel ammoniumperoksyd-disulfat i vandig løsning.