專利名稱：氟肝素雙重修飾人工晶體的方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的是一種醫(yī)用高分子生物材料制成的人工晶體的表面處理技術(shù)。
目前臨床上對(duì)白內(nèi)障患者，實(shí)施囊外摘除聯(lián)合人工晶體植入術(shù)的成敗及并發(fā)癥的多少，在很大程度上受到人工晶體(簡(jiǎn)稱IOL)本身因素的影響很大，而聚甲基丙烯酸甲酯(簡(jiǎn)稱PMMA)，又是目前制造人工晶體的主要材料，由于PMMA材料制造的人工晶體植入眼內(nèi)常引起一系列炎癥反應(yīng)，免疫排斥反應(yīng)，導(dǎo)致臨床上并發(fā)癥的出現(xiàn)，而影響術(shù)后遠(yuǎn)期視力的恢復(fù)。
為了減少IOL植入術(shù)后的并發(fā)癥，提高PMMA人工晶體的生物相容性，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者都進(jìn)行了各種各樣的研究和償試，對(duì)它的生物學(xué)特性進(jìn)行了深入研究，都希望通過(guò)不同的方法對(duì)PMMA制造的IOL表面進(jìn)行某種修飾處理技術(shù)，使其IOL保持其原有的特性，又改善其人工晶體的生物相容性、減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，更適合白內(nèi)障患者恢復(fù)原有視力。
為了解決PMMA制造的IOL的現(xiàn)在問(wèn)題，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)多年研究，采用各種不同的方法修飾IOL，本發(fā)明的目的就是通過(guò)氟離子和肝素對(duì)PMMA制造的人工晶體表面進(jìn)行雙重修飾處理，采用載能離子束聯(lián)合低溫條件下等離子體處理技術(shù)而獲得生物相容性較好的氟肝素表面雙重修飾制造的人工晶體，而減少臨床上患者應(yīng)用的并發(fā)癥，以提高患者術(shù)后的遠(yuǎn)期視力的恢復(fù)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種氟肝素雙重修飾人工晶體的方法，其特征在于人工晶體(IOL)表面經(jīng)氟離子和肝素雙重化學(xué)修飾的方法，應(yīng)用載能離子束技術(shù)，在低溫5～80℃條件下，采用離子注入技術(shù)對(duì)人工晶體表面實(shí)施氟離子注入，再進(jìn)行肝素修飾，得到的人工晶體表面生物相容性增強(qiáng)，采用此種方法制造的人工晶體產(chǎn)品，帶有淺黃色，近似于生理活體晶體顏色。氟肝素雙重修飾人工晶體方法的另一個(gè)技術(shù)特征是，選用可離子化的氟化物，應(yīng)用離于注入技術(shù)，將氟離子注入人工晶體表面。氟肝素雙重修飾人工晶體的方法還有一個(gè)技術(shù)特征是肝素的選擇是采用經(jīng)過(guò)硝酸降解后，分子量在2000～10000道爾頓的肝素成份，在低溫5～80℃條件下，采用等離子技術(shù)修飾處理人工晶體表面。
本發(fā)明的氟肝素雙重修飾的人工晶體方法及產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是既有肝素修飾的優(yōu)點(diǎn)，又有氟離子處理表層的疏水，使其人工晶體表層親疏水基團(tuán)達(dá)到某種平衡狀態(tài)，明顯地提高了人工晶體表面的生物相容性和血液相容性，說(shuō)明氟肝素雙重修飾的人工晶體的方法是一種實(shí)用價(jià)值很強(qiáng)的生產(chǎn)制造方法，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的方法所制造的產(chǎn)品，給患者帶來(lái)更安全、有效的醫(yī)療效果。


圖1 術(shù)后90天各組后囊混濁比較示意2 術(shù)后180天各組后囊混濁比較示意3 對(duì)照組IOL表面沉著物圖4 實(shí)驗(yàn)組2 IOL表面沉著物氟肝素雙重修飾人工晶體的方法，是在PMMA制造的人工晶體表面，用硝酸降解后的肝素，其分子是在2000～10000道爾頓的肝素成份，對(duì)人工晶體表面進(jìn)行修飾，其具體實(shí)施例之一是，人工晶體先用過(guò)硫酸銨氯化，采用靜電固定技術(shù)，利用肝素的硫基負(fù)電性，利用電性偶合的物理吸附將聚乙烯亞胺吸附到人工晶體表面，通過(guò)還原其原來(lái)的Schiff堿而獲得穩(wěn)定的胺基鏈聯(lián)結(jié)。再經(jīng)離子注入儀將氟離子注入人工晶體表面。
方法之二，先注氟離子注入人工晶體表層，再將經(jīng)過(guò)低溫5～80℃，用氧O、氮N、氬Ar等離子體，經(jīng)離子注入儀處理的肝素配成溶液，其溶液選用0.5～15％的生理鹽水配制而成與氟離子處理后的晶體表面作用。使人工晶體仍保持原有的機(jī)械和化學(xué)性能，達(dá)到經(jīng)肝素修飾后的人工晶體，表面有較好的親水性，可以減少粒細(xì)胞的反應(yīng)。
本實(shí)驗(yàn)使用載能離子束聯(lián)合低溫等離子體技術(shù)，對(duì)PMMA材料制造的人工晶體進(jìn)行表面氟離子處理聯(lián)合肝素表面雙重修飾，經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)和兔眼短期體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氟一肝素修飾的人工晶體生物相容性優(yōu)于PMMA人工晶體。為了對(duì)其生物相容性進(jìn)一步研究，以利于臨床應(yīng)用，選用接近人類的靈長(zhǎng)類動(dòng)物獼猴進(jìn)行氟肝素修飾的人工晶體植入眼內(nèi)的長(zhǎng)期植入實(shí)驗(yàn)，觀察獼猴術(shù)后不同時(shí)期的炎癥反應(yīng)、人工晶體表面粘附細(xì)胞、后囊混濁形成情況等。
動(dòng)物來(lái)源于福建省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理委員會(huì)檢測(cè)和評(píng)審達(dá)到普通質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)的獼猴。選用全身狀況良好，無(wú)傳染病、無(wú)寄生蟲等其它疾病的20只獼猴，40只眼。年齡最小7歲，最大13歲，平均10歲，雄性15只，雌性5只，平均體重7.8kg。20只隨機(jī)分為5組，設(shè)置正常組，不進(jìn)行人工晶體植入手術(shù)，但與其它各個(gè)組術(shù)后各項(xiàng)檢查均相同。兩個(gè)對(duì)照組，①人工晶體(IOL)組。不進(jìn)行任何修飾的PMMAION。②證實(shí)生物相容性較好的Pharmacia肝素表面修飾IOL組。根據(jù)人工晶體表面氟離子處理劑量不同，實(shí)驗(yàn)組又分為兩組，為了實(shí)驗(yàn)后接近于人類白內(nèi)障手術(shù)，除正常組外，各組均選用一定數(shù)量的患有白內(nèi)障的獼猴。
表1 實(shí)驗(yàn)獼猴隨機(jī)分組分 組例 數(shù)白 內(nèi) 障人工晶體正常組 20 0對(duì)照組1 10 4 PMMA對(duì)照組2 62 HSH對(duì)照組1 10 4 F-HM(3.5)對(duì)照組2 10 4 F-HM(6.0)人工晶體(1)選用三體型PMMA J型度數(shù)根據(jù)摘除眼球測(cè)量其角膜曲率得出，為+25D左右。
本實(shí)驗(yàn)選用+24，+25，+26，年齡較大者，植入度數(shù)較大的人工晶體(IOL)。
(2)肝素表面修飾的人工晶體，720C，瑞典，Kabi，Phamacia生產(chǎn)，度數(shù)+23D、+24D、+25D、+27D。
(3)氟肝素表面修飾人工晶體，選用PMMA IOL利用載能離子束聯(lián)合低溫等離子體技術(shù)對(duì)PMMA IOL進(jìn)行氟離子肝素表面雙重修飾。
注實(shí)驗(yàn)組1的氟離子劑量為3.5×1016ions/cm2實(shí)驗(yàn)組2的氟離子劑量為6.0×1015ions/cm2修飾后的人工晶體光學(xué)性能及機(jī)械特性無(wú)改變，并具有淡黃色顏色。
表2 IOL屈光度選擇分組+23D+24D+25D+26D+27D對(duì)照組1 0 2 6 2 0對(duì)照組2 2 2 1 0 1實(shí)驗(yàn)組1 0 3 5 2 0實(shí)驗(yàn)組2 0 3 5 2 0采用常規(guī)的眼部手術(shù)規(guī)程，步驟進(jìn)行術(shù)前檢查、麻醉常規(guī)眼部手術(shù)步驟，術(shù)后觀察15天、30天、60天、90天、180天、360天，進(jìn)行房水細(xì)胞計(jì)數(shù)檢查，人工晶體表面粘附細(xì)胞圖像分析檢查。sIL-2R的檢測(cè)。TNF-α檢測(cè)，免疫組化檢測(cè)……等病理檢查、電鏡觀察，最后經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理進(jìn)行秩和檢驗(yàn)、方差分析、q檢驗(yàn)。
結(jié)果如下1.角膜水腫人工晶體植入術(shù)后引起角膜改變，手術(shù)后15天最明顯，以后隨時(shí)間延長(zhǎng)而減輕乃至消失。
表3 術(shù)后15天各組角膜水腫比較分 組平均秩和值中位數(shù)例 數(shù)對(duì)照組1 19.00 210對(duì)照組2 19.751.5 6實(shí)驗(yàn)組1 14.95 110實(shí)驗(yàn)組2 20.80 210
表4 術(shù)后90天各組角膜水腫比較分 組平均秩和值中位數(shù)例 數(shù)對(duì)照組1 18.00 110對(duì)照組2 15.60 06實(shí)驗(yàn)組1 18.00 0.5 10實(shí)驗(yàn)組2 20.30 110表5 術(shù)后180天各組角膜水腫程度基本消失恢復(fù)正常分 組平均秩和值中位數(shù)例 數(shù)對(duì)照組1 7.50 010對(duì)照組2 7.50 0 6實(shí)驗(yàn)組1 7.50 010實(shí)驗(yàn)組2 7.50 110實(shí)驗(yàn)證實(shí)，經(jīng)氟肝素雙重修飾的人工晶體減少了粒細(xì)胞的反應(yīng)，降低了細(xì)胞粘附，減少異物大細(xì)胞沉積和成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)，減少了角膜接觸過(guò)程中的角膜損傷，經(jīng)氟離子修飾后的人工晶體表面不粗糙，更加疏水，降低激活程度，所以經(jīng)過(guò)氟肝素雙重修飾后的人工晶體，達(dá)到了人工晶體表面親水性和疏水性的平衡，明顯地提高了人工晶體表面的生物相容性和血液相容性，而且人工晶體顯淺黃色至淺棕色，具有黃色人工晶體減少術(shù)后眩光、藍(lán)視等癥狀，提高患者術(shù)后的適應(yīng)能力。
下面再通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以證實(shí)其氟肝素雙重修飾人工晶體方法所產(chǎn)生的積極效果。
2.前房滲出參考Zetterstrom、Spangberg、Fagerholm，把前房滲出分為4級(jí)。
術(shù)后30天，實(shí)驗(yàn)組1的前房滲出明顯低于對(duì)照組1、對(duì)照組2，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組1、BAB破壞程度較輕。
術(shù)后90天，各組前房滲出基本吸收，BAB功能恢復(fù)。對(duì)術(shù)后90天、術(shù)后360，各組前房滲出作比較。3.后囊混濁，按輕重分為4級(jí)。術(shù)后15天各組基本未發(fā)生后囊混濁，術(shù)后，早期后囊混濁未形成。
表6 術(shù)后90天各組后囊混濁比較分 組平均秩和值中位數(shù)例 數(shù)對(duì)照組1 24.40 210對(duì)照組2 22.75 1.5 6實(shí)驗(yàn)組1 14.20*110實(shí)驗(yàn)組2 14.35*110H＝9.60 P＜0.05*P＜0.05，與對(duì)照組1相比術(shù)后90天，對(duì)照組后囊混濁程度明顯重于實(shí)驗(yàn)組1、2，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義表7 術(shù)后180天備組后囊混濁比較分 組平均秩和值中位數(shù)例 數(shù)對(duì)照組1 26.70 210對(duì)照組2 21.75 1.5 6實(shí)驗(yàn)組1 13.30ab 110實(shí)驗(yàn)組2 13.55ab 110H＝13.88 P＜0.01a p＜0.01，與對(duì)照組1相比；b p＜0.05，與對(duì)照組2相比。
術(shù)后180天結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組1人工晶體植入術(shù)后形成的后囊混濁程度最輕，影響術(shù)后長(zhǎng)期視力恢復(fù)的并發(fā)癥發(fā)生率較低，其生物相容性好。
4.人工晶體表面沉著物觀測(cè)證實(shí)術(shù)后30天發(fā)現(xiàn)對(duì)照組，人工晶體表面沉著在白色較大顆粒，實(shí)驗(yàn)組人工晶體表面沉著黃、紅色細(xì)小顆粒。
通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明的氟肝素雙重修飾的人工晶體方法及產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是既有肝素修飾的優(yōu)點(diǎn)，又有氟離子處理表層的疏水，使其人工晶體表層親疏水基團(tuán)達(dá)到某種平衡狀態(tài)，明顯地提高了人工晶體表面的生物相容性和血液相容性，說(shuō)明氟肝素雙重修飾的人工晶體的方法是一種實(shí)用價(jià)值很強(qiáng)的生產(chǎn)制造方法，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的方法所制造的產(chǎn)品，給患者帶來(lái)更安全、有效的醫(yī)療效果。
權(quán)利要求
1.一種氟肝素雙重修飾人工晶體的方法，其特征在于人工晶體表面經(jīng)氟離子和肝素雙重化學(xué)修飾的方法，應(yīng)用載能離子束技術(shù)，在低溫5～80℃條件下，采用離子注入技術(shù)對(duì)人工晶體表面實(shí)施氟離子注入，再進(jìn)行肝素修飾，得到的人工晶體表面生物相容性增強(qiáng)，晶體表層，帶有淺黃色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟肝素雙重修飾人工晶體的方法，其特征是可離子化的氟化物，應(yīng)用離子注入技術(shù)將氟離子注入人工晶體表面修飾而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟肝素雙重修飾人工晶體的方法其特征在于肝素的選擇是采用經(jīng)過(guò)硝酸降解后，分子量在2000～10000道爾頓的肝素成份，在低溫5～80℃條件下，采用等離子技術(shù)修飾人工晶體表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟肝素雙重修飾人工晶體，其特征在于采用載能離子束技術(shù)，在低溫5～80℃條件下，采用離子注入技術(shù)對(duì)人工晶體表面實(shí)施氟離子注入，再進(jìn)行肝素修飾得到的人工晶體，本法得到的人工晶體表面生物相容性增強(qiáng)，帶淺黃色近似于生理活體晶體。
全文摘要
氟肝素雙重修飾人工晶體的方法及產(chǎn)品應(yīng)用載能離子束技術(shù),在低溫5～80℃條件下,采用離子注入技術(shù)對(duì)人工晶體表面實(shí)施氟離子肝素雙重修飾。其化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械性能不變,增強(qiáng)了生物相容性,晶體表面既有肝素表面親水性,又增加了氟離子處理,晶體表面疏水性,使IOL表面的親疏水基團(tuán)達(dá)到平衡,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)氟肝素雙重修飾的人工晶體、更安全、生物相容性好,達(dá)到了減少并發(fā)癥的目的。
文檔編號(hào)A61L27/00GK1340362SQ00122850
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2000年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者顧漢卿, 袁佳琴, 陸茉珠, 孫慧敏, 郭紅玉, 王桂琴, 張海文, 李德軍, 徐延山 申請(qǐng)人:天津開發(fā)區(qū)泰達(dá)生物材料與醫(yī)學(xué)工程研究所