一種藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料及制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及一種藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料及制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]白內(nèi)障、青光眼等是世界性常見(jiàn)眼科疾病嚴(yán)重影響著人類(lèi)的身體健康，每年的治療費(fèi)用高達(dá)上千億美元。目前的治療手段主要是眼內(nèi)局部給藥，即常規(guī)的眼藥水，但存在藥物停留時(shí)間短、給藥效率低缺點(diǎn)。同時(shí)，頻繁滴加高濃度藥物還可能對(duì)人體產(chǎn)生副作用。理想方法是利用軟質(zhì)角膜接觸鏡控制藥物在眼睛部位長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)釋放。雖然以聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)水凝膠或有機(jī)硅水凝膠為基材的角膜接觸鏡具有高透光率、力學(xué)性能好、透氧性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在長(zhǎng)時(shí)間佩戴易引起干眼癥、吸附淚液蛋白引起細(xì)菌感染以及無(wú)法控制藥物釋放的問(wèn)題，導(dǎo)致角膜接觸鏡至今在眼病治療中未能實(shí)現(xiàn)商品化?？梢?jiàn)，研究具有抗蛋白吸附和藥物釋放功能的角膜接觸鏡材料意義重大。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于給藥角膜接觸鏡的研究主要是以獲得美國(guó)FDA認(rèn)證的聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)水凝膠為基材，通過(guò)各種改性來(lái)完善其透光率、粘彈性、親水性、透氧性、藥物負(fù)載與釋放等性能。最初，人們讓PHEMA接觸鏡吸收藥物溶液達(dá)到飽和狀態(tài)后佩戴在眼球上，或者將pHEMA接觸鏡佩戴在眼球上再滴加普通滴眼劑，藥物首先被眼球上的角膜接觸鏡吸收，再釋放到淚液中，但單純的PHEMA吸水率低，接觸鏡吸收藥物能力有限，且藥物在初期的“暴釋”現(xiàn)象嚴(yán)重，因而不能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需要。盡管后來(lái)人們?cè)O(shè)法通過(guò)將HEMA單體與甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯烷酮等單體共聚的方法來(lái)提高角膜接觸鏡的親水性與載藥能力，但效果不夠理想。此外，淚液中的主要蛋白，包括溶菌酶、白蛋白、免疫球蛋白和孔球蛋白，呈弱非極性并以帶負(fù)電荷為主，容易在親水性差的pHEMA水凝膠表面吸附，導(dǎo)致細(xì)菌感染引起炎癥。因此開(kāi)發(fā)具有抗蛋白吸附和藥物緩釋功能的PHEMA基角膜接觸鏡仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明的首要目的在于提供一種藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料的制備方法，該方法重復(fù)性好，可操作性強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料，該材料是由PHEMA凝膠基體與β -CD修飾的透明質(zhì)酸交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)共同組成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有抗淚液蛋白吸附和長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)釋放藥物的功能。
[0006]本發(fā)明的再一目的在于提供上述藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料的制備方法，包含如下步驟:
[0009](I) β -環(huán)糊精修飾透明質(zhì)酸(β -⑶-HA)的合成
[0010]在含有透明質(zhì)酸(HA)的磷酸鹽緩沖液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC.HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)進(jìn)行羧基活化，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系的PH調(diào)到弱堿性，攪拌條件下加入胺基化β-環(huán)糊精(β-CD-HDA)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后透析、干燥，得到環(huán)糊精修飾透明質(zhì)酸(β_⑶-HA);
[0011](2)藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料的制備
[0012]配制含有β-⑶-HA與乙二胺封端的聚乙烯亞胺(PEI)的混合水溶液，將pHEMA水凝膠浸泡在上述混合水溶液中至PHEMA水凝膠完全溶脹，然后將溶脹的pHEMA水凝膠浸沒(méi)在EDC.HC1/NHS混合水溶液中進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用水清洗并干燥，得到藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料；
[0013]步驟(I)中所述的HA的重均分子量?jī)?yōu)選為2 X 14?2 X 10 6g/mol ；
[0014]步驟(I)中所述的磷酸鹽緩沖液的pH優(yōu)選為4?6 ;
[0015]步驟(I)中所述的EDC.HCl和NHS的摩爾比優(yōu)選為(1:1)?(10:1)；
[0016]步驟(I)中所述的羧基活化的時(shí)間優(yōu)選為0.5?24h ;
[0017]步驟(I)中所述的反應(yīng)體系的pH優(yōu)選為7.0?8.0 ;
[0018]步驟(I)中所述的反應(yīng)體系的pH優(yōu)選采用NaOH溶液調(diào)節(jié)，所述的NaOH溶液的濃度優(yōu)選為0.lmol/L ；
[0019]步驟(I)中所述的β_⑶-HDA上的氨基與HA上的羧基的摩爾比優(yōu)選為(1:1)?(10:1)；
[0020]步驟(I)中所述的酰胺化反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)化為4?48h ;
[0021]步驟(I)中所述的β -CD-HDA的制備方法，包含如下步驟:
[0022]①將磺?；?-環(huán)糊精(Mono-6-O-Ts- β -⑶)和己二胺(HDA)溶于二甲基甲酰胺中進(jìn)行氨基化取代反應(yīng)；
[0023]②將步驟(I)制得的反應(yīng)產(chǎn)物除雜，得到胺基化β -環(huán)糊精(β -⑶-HDA);
[0024]步驟①中所述的氨基化取代反應(yīng)的條件優(yōu)選為60?80 °C下攪拌反應(yīng)2?Sh ;
[0025]步驟②中所述的反應(yīng)產(chǎn)物除雜優(yōu)選為將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后加入丙酮至析出沉淀物；然后將沉淀物用甲醇的水溶液(v/V= 1/1)溶解，再次加入丙酮至析出沉淀物，重復(fù)3次以上，以洗去沒(méi)有參加反應(yīng)的己二胺；然后收集沉淀物并干燥，得到β -CD-HDA ;
[0026]步驟①中所述的Mono-6-O-Ts- β -⑶的制備方法，包含如下步驟:
[0027]在β -環(huán)糊精(β -⑶)懸浮液中緩慢滴加NaOH溶液，直至懸浮液變澄清；將對(duì)甲基苯磺酰氯(p-TsCI)的乙腈溶液逐滴加入到上述澄清液中，然后攪拌反應(yīng)2?Sh ;抽濾去除不溶物，然后將濾液低溫靜置至沉淀析出，收集沉淀物并干燥，得到Mono-6-O-Ts-β -CD ;
[0028]所述的β -⑶和p-TsCl的摩爾比優(yōu)選為1:1;
[0029]所述的β -環(huán)糊精懸浮液的濃度進(jìn)一步優(yōu)選為0.12g/mL，使用體積進(jìn)一步優(yōu)選為500mL ;所述的NaOH溶液的濃度進(jìn)一步優(yōu)選為0.33g/mL，使用體積進(jìn)一步優(yōu)選為20mL ;所述的對(duì)甲基苯磺酰氯(p-TsCl)的乙腈溶液的濃度進(jìn)一步優(yōu)選為0.34g/mL，使用體積優(yōu)選為 30mL ；
[0030]所述的低溫靜置優(yōu)選在在O?10°C下靜置；
[0031]步驟⑴中所述的β -⑶-HA的β -環(huán)糊精的取代度優(yōu)選為4%?35% ;
[0032]步驟(2)中所述的β -⑶-HA在混合水溶液中的濃度優(yōu)選為0.2?10mg/mL ;
[0033]步驟⑵中所述的PEI上的氨基與β_⑶-HA上的羧基的摩爾比優(yōu)選為(1:1)?(10:1)；
[0034]步驟(2)中所述的EDC.HC1/NHS混合水溶液中，EDC.HCl和NHS摩爾比優(yōu)選為(1:1)?(10:1)；
[0035]步驟(2)中所述的酰胺化反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為4?48h ;
[0036]步驟(2)中所述的藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料中所含β -CD-HA/PEI交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)優(yōu)選為0.5%?6% ;
[0037]步驟⑵中所述的pHEMA水凝膠的制備方法包含如下步驟:
[0038]將甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙三醇、水、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、催化劑混合均勻后進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，除去樣品中未反應(yīng)的單體、引發(fā)劑及催化劑，干燥得到pHEMA水凝膠；
[0039]所述的HEMA、丙三醇、/K、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、催化劑的質(zhì)量比優(yōu)選為5:1:0.3:0.01:0.1:0.05 ;
[0040]所述的交聯(lián)劑優(yōu)選為二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或N，N-亞甲基雙丙烯酸胺；
[0041]所述的引發(fā)劑優(yōu)選為過(guò)硫酸銨；
[0042]所述的催化劑優(yōu)選為四甲基乙二胺；
[0043]所述的聚合反應(yīng)的條件優(yōu)選為40?60°C下反應(yīng)2?Sh ;
[0044]一種藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料，通過(guò)上述制備方法制備得到；
[0045]所述的藥物緩釋型角膜接觸鏡水凝膠材料在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域中的應(yīng)用；
[0046]本發(fā)明的原理在于:本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是針對(duì)傳統(tǒng)角膜接觸鏡存在親水性差導(dǎo)致干眼癥、容易吸附淚液蛋白導(dǎo)致炎癥、載藥能力低且不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)釋放藥物等缺點(diǎn)，在眼病治療中受到了很大的限制。本發(fā)明通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)軟質(zhì)角膜接觸鏡材料一一PHEMA水凝膠進(jìn)行功能化改性，引入β-環(huán)糊精(β-CD)修飾的透明質(zhì)酸(HA)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，PEI作為交聯(lián)劑將β -CD-HA交聯(lián)，構(gòu)建pHEMA/ β -CD-HA雙網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠。HA生物相容性好且親水性強(qiáng)，可以阻