人工角膜光学中心部及其制备方法、人工角膜

摘要

本发明适用于假体材料领域，提供了一种人工角膜光学中心部及其制备方法、人工角膜。所述人工角膜光学中心部为人工角膜光学中心膜，所述人工角膜光学中心膜的表面与甜菜碱衍生物进行活性可控自由基聚合；所述活性可控自由基聚合为可逆‑加成断裂链转移自由基聚合。本发明提供的人工角膜光学中心部，由活性可控自由基聚合法将甜菜碱衍生物单体修饰至人工角膜光学中心膜的表面，经修饰后的人工角膜光学中心膜具有良好的生物相容性、抗钙质沉积、抗菌性和抗细胞粘附性等性能，可有效解决人工角膜植入后光学中心区因前后增殖膜产生透明度下降的问题。

权利要求

1.一种人工角膜光学中心部的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将甜菜碱衍生物单体、链转移剂、引发剂、光诱导剂、助剂及溶剂混合，搅拌后得混合液，将所述混合液置于透明装置中；

将人工角膜光学中心膜浸泡于所述混合液中；

通过LED灯或日光灯辐照所述混合液10-48h，使用去离子水中去除未反应的物质，获得表面被甜菜碱衍生物修饰的人工角膜光学中心膜；

所述甜菜碱衍生物单体、链转移剂、引发剂、光诱导剂、助剂、溶剂的质量比为10-1:5-

0.5:5-1:2-0.2:10-5:100-40，所述LED灯或日光灯与所述透明装置的距离为6-10cm。

2.如权利要求1所述的人工角膜光学中心部的制备方法，其特征在于，所述链转移剂为二硫代酯类、二硫代氨基甲酸类、黄原酸酯类或三硫代碳酸酯类物质。

3.如权利要求1所述的人工角膜光学中心部的制备方法，其特征在于，所述链转移剂为

4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、二硫代萘甲酸异丁腈酯和乙基黄原酸-2-丙酸酯。

4.如权利要求1所述的人工角膜光学中心部的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁氰或4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)。

5.如权利要求1所述的人工角膜光学中心部的制备方法，其特征在于，所述光诱导剂为伊红Y、甲基蓝、尼罗红或荧光黄；所述助剂为二甲基亚砜或三乙醇胺；所述溶剂为水或乙醇。

说明书

人工角膜光学中心部及其制备方法、人工角膜

技术领域

[0001] 本发明属于假体材料领域，尤其涉及一种人工角膜光学中心部及其制备方法、人工角膜。

背景技术

[0002] 在全球范围内，角膜病是继白内障、青光眼、老年黄斑变性之后位列第四的致盲性眼病。据美国眼库协会统计，全球每年实施角膜移植手术约10万例，其中一半是在美国完成的，并约有13％的病例移植失败，那么有相当一部分手术失败的患者需要使用人工角膜移植来复明。我国现在因角膜及眼表疾病需要接受角膜移植手术的人数超过1000万，而每年接受角膜移植手术的病人则不到5000人。角膜资源的严重匮乏、角膜大面积瘢痕化、深度血管化、泪膜特性改变所致的移植失败，都使得人工角膜植入术成为其重建视力的最终手段，也成为挽救这些患者视力的唯一希望。

[0003] 目前，人工角膜主要分为非组织工程人工角膜和组织工程人工角膜。非组织工程人工角膜是由多孔周边支架部与光学中心部两个部分组成。多孔周边支架部与机体组织间的相容性对稳固光学中心部有着重要作用，而光学中心区需要较高的透明度、适合的屈光度、抗菌性以及较好的生物相容性，其表面对于钙质沉淀以及细胞粘附也需有较强的抵抗能力。然而，现有的人工角膜光学中心，在植入后会出现钙质沉淀、细胞吸附、蛋白吸附等现象，从而导致前后增值膜的形成，使得人工角膜的透光率变差。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种人工角膜光学中心部及其制备方法、人工角膜，旨在解决现有的人工角膜光学中心在植入后会出现钙质沉淀、细胞吸附、蛋白吸附问题，从而提高人工角膜的透光率。

[0005] 本发明是这样实现的一种人工角膜光学中心部，所述人工角膜光学中心部为人工角膜光学中心膜，所述人工角膜光学中心膜的表面与甜菜碱衍生物进行活性可控自由基聚合；所述活性可控自由基聚合为可逆-加成断裂链转移自由基聚合。

[0006] 进一步地，所述甜菜碱衍生物为磺酸甜菜碱甲基丙烯酰胺、羧酸甜菜碱甲基丙烯酰胺或磷酰胆碱。

[0007] 本发明还提供了上述的人工角膜光学中心部的制备方法，包括以下步骤：

[0008] 将甜菜碱衍生物单体、链转移剂、引发剂、光诱导剂、助剂及溶剂混合，搅拌后得混合液，将所述混合液置于透明装置中；

[0009] 将人工角膜光学中心膜浸泡于所述混合液中；

[0010] 通过LED灯或日光灯辐照所述混合液10-48h，使用去离子水中去除未反应的物质，获得表面被甜菜碱衍生物修饰的人工角膜光学中心膜。

[0011] 进一步地，所述甜菜碱衍生物单体、链转移剂、引发剂、光诱导剂、助剂、溶剂的质量比为10-1:5-0.5:5-1:2-0.2:10-5:100-40。

[0012] 进一步地，所述链转移剂为二硫代酯类、二硫代氨基甲酸类、黄原酸酯类或三硫代碳酸酯类物质。

[0013] 进一步地，所述链转移剂为4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、二硫代萘甲酸异丁腈酯和乙基黄原酸-2-丙酸酯。

[0014] 进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁氰或4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)。

[0015] 进一步地，所述光诱导剂为伊红Y、甲基蓝、尼罗红或荧光黄；所述助剂为二甲基亚砜或三乙醇胺；所述溶剂为水或乙醇。

[0016] 进一步地，所述LED灯或日光灯与所述透明装置的距离为6-10cm。

[0017] 本发明还提供了一种人工角膜，包括上述的人工角膜光学中心部。

[0018] 本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例提供的人工角膜光学中心部，由活性可控自由基聚合法将甜菜碱衍生物单体修饰至人工角膜光学中心膜的表面，经修饰后的人工角膜光学中心膜具有良好的生物相容性、抗钙质沉积、抗菌性和抗细胞粘附性等性能，可有效解决人工角膜植入后光学中心区因前后增殖膜产生而透明度下降的问题。

[0019] 本发明实施例提供的人工角膜光学中心部的制备方法，所需要反应条件温，在室温下反应即可进行；反应活性可控，仅需要在较低功率的光源下，通过控制光源的开-关达到精确控制修饰反应的进行；所需要反应官能团种类较多；所适应的反应体系较为丰富，水体系、乳液体系等均可以反应。

具体实施方式

[0020] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0021] 本发明实施例提供了一种人工角膜光学中心部，一种人工角膜光学中心部，所述人工角膜光学中心部为人工角膜光学中心膜，所述人工角膜光学中心膜的表面与甜菜碱衍生物进行活性可控自由基聚合；所述活性可控自由基聚合为可逆-加成断裂链转移自由基聚合。

[0022] 甜菜碱衍生物单体当表面含有纳米尺度的来自于两性离子或者混合电荷而得到的平衡电荷基团时，由于这两者都能通过离子溶剂化而具有很强的亲水性，从而使得表面成为抗非特异性蛋白吸附表面。正电荷与负电荷以一定的比例混合时，可以得到有效抗非特异性蛋白吸附的表面。其中，两性离子聚合物是指在分子链中同时包含阳离子和阴离子基团的高分子，由于在水溶液中具有较强的水合能力与抑制蛋白质吸附性，两性离子高分子膜具有较好的抗污染性。

[0023] 本发明实施例提供的人工角膜光学中心部，由活性可控自由基聚合法将甜菜碱衍生物修饰至人工角膜光学中心膜的表面，经修饰后的人工角膜光学中心膜具有良好的生物相容性、抗钙质沉积、抗菌性和抗细胞粘附性等性能，可有效解决人工角膜植入后光学中心区因前后增殖膜产生而透明度下降的问题。

[0024] 具体地，所述甜菜碱衍生物为磺酸甜菜碱甲基丙烯酰胺、羧酸甜菜碱甲基丙烯酰胺或磷酰胆碱。

[0025] 本发明实施例还提供了包括上述人工角膜光学中心部的人工角膜。

[0026] 本发明实施例还提供了上述的人工角膜光学中心部的制备方法，包括以下步骤：

[0027] 将甜菜碱衍生物单体、链转移剂、引发剂、光诱导剂、助剂及溶剂混合，搅拌后得混合液，将所述混合液置于透明装置中；

[0028] 将人工角膜光学中心膜浸泡于所述混合液中；

[0029] 通过LED灯或日光灯辐照所述混合液10-48h，使用去离子水中去除未反应的物质，获得表面被甜菜碱衍生物修饰的人工角膜光学中心膜。

[0030] 本发明实施例提供的人工角膜光学中心部的制备方法，所需要反应条件温和，在室温下反应即可进行；反应活性可控，仅需要在较低功率的光源下，可通过控制光源的开-关达到精确控制修饰反应的进行；所需要反应官能团种类较多；所适应的反应体系较为丰富，水体系、乳液体系等均可以反应。

[0031] 具体地，所述混合液在进行灯辐照之前，先通过1h氮气鼓泡或通过简单密封。

[0032] 所述甜菜碱衍生物单体、链转移剂、引发剂、光诱导剂、助剂、溶剂的质量比为10-1:5-0.5:5-1:2-0.2:10-5:100-40。通过限制所述质量比，并搅拌均匀，使所得混合液为带颜色(不同光诱导剂，颜色不同，如蓝色、红色、绿色)、且透明的液体，以使所制备的水凝胶的表面接枝率提高，生物相容性、抗钙质沉积、抗菌性和抗细胞粘附性等性能更佳。

[0033] 具体地，所述链转移剂为二硫代酯类、二硫代氨基甲酸类、黄原酸酯类或三硫代碳酸酯类物质。所述链转移剂为4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、二硫代萘甲酸异丁腈酯和乙基黄原酸-2-丙酸酯。所述引发剂为偶氮二异丁氰或4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)。所述光诱导剂为伊红Y、甲基蓝、尼罗红或荧光黄；所述助剂为二甲基亚砜或三乙醇胺；所述溶剂为水或乙醇。

[0034] 具体地，所述LED灯或日光灯与所述透明装置的距离为6-10cm。所述LED灯或日光灯与所述透明装置的距离不同，所述修饰反应的速率不同，所述人工角膜光学中心膜表面接枝率不同，最终制备的人工角膜光学中心膜的生物相容性、抗钙质沉积、抗菌性和抗细胞粘附性等性能不同。

[0035] 具体地，所述LED灯或日光灯的功率为5-10W，且发出的光包括波长450-800nm的光。所述功率及光波长会影响修饰的速率及膜表面接枝率。

[0036] 实施例1

[0037] (1)将磺酸甜菜碱甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁氰、伊红Y、二甲基亚砜、乙醇按质量比8：1：1：0.5：5：50混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)通过氮气对溶液鼓泡1h除氧，通过10W、460nm的LED灯辐照24h，样品与灯的距离为10cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0038] 实施例2

[0039] (1)将磺酸甜菜碱甲基丙烯酰胺、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、伊红Y、二甲基亚砜、水按质量比5：0.5：1：0.5：10：100混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)通过氮气对溶液鼓泡10min除氧，通过10W、460nm的LED灯辐照18h，样品与灯的距离为10cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0040] 实施例3

[0041] (1)将羧酸甜菜碱甲基丙烯酰胺、二硫代萘甲酸异丁腈酯、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、甲基蓝、三乙醇胺、水按质量比6：0.5：1：1：10：80混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)通过氮气对溶液鼓泡1h除氧，通过8W、635nm的LED灯辐照32h，样品与灯的距离为8cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0042] 实施例4

[0043] (1)将羧酸甜菜碱甲基丙烯酰胺、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、偶氮二异丁氰、荧光黄、二甲基亚砜、乙醇按质量比5：1.5：1：1：10：50混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)通过氮气对溶液鼓泡1h除氧，通过10W、460nm的LED灯辐照24h，样品与灯的距离为10cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0044] 实施例5

[0045] (1)将磷酰胆碱、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、伊红Y、三乙醇胺、水按质量比8：1：1：1：10：80混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)在密闭环境下(可不除氧)，通过10W、460nm的LED灯辐照10h，样品与灯的距离为10cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0046] 实施例6

[0047] (1)将磷酰胆碱、二硫代萘甲酸异丁腈酯、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、尼罗红、三乙醇胺、乙醇按质量比8：1：1：1：10：80混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)通过氮气对溶液鼓泡1h除氧，通过10W、530nm的LED灯辐照48h，样品与灯的距离为10cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0048] 实施例7

[0049] (1)将磷酰胆碱、乙基黄原酸-2-丙酸酯、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、尼罗红、二甲基亚砜、乙醇按质量比8：1：1：1：10：80混合，通过搅拌使所有物质混合均匀得到带颜色、透明的液体，灌注至透明玻璃瓶中；(2)将100cm2的人工角膜光学中心膜浸泡于(1)所准备的溶液中；(3)通过氮气对溶液鼓泡1h除氧，通过10W白光灯辐照24h，样品与灯的距离为10cm，从而得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜；(4)通过透析方式，在大量去离子水中透析除去多余的未反应的物质，得到经甜菜碱衍生物单体修饰的人工角膜光学中心膜成品。

[0050] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。