一种载药隐形眼镜及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种载药隐形眼镜及其制备方法，其特征是通过紫外光或热引发固化得到，通过药液的浸泡得到载药隐形眼镜。具体的说，在本发明中把单取代环糊精分子引入隐形眼镜材料中，利用环糊精分子可以和药物分子之间形成包合物的特性，增加载药量，控制药物的释放速度。特别适用于亲脂性药物，具有强烈的眼部刺激性的药物以及稳定性差的药物的眼部给药，用于治疗青光眼等眼部疾病。
背景技术
目前软性隐形眼镜主要分为亲水性隐形眼镜和高透氧隐形眼镜。亲水性隐形眼镜主要是以聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯(PHEMA)作为本体材料，为了提高材料的含水量，改善材料的性能，在PHEMA材料中引入N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)或甲基丙烯酸等亲水性单体。高透氧隐形眼镜材料为硅水凝胶材料，其具有高的透氧系数，适合于连续佩戴.
环糊精是一类由葡萄糖分子连结而成的环状低聚糖化合物，具有中空的亲脂性空穴，分子表面有多个羟基。目前环糊精聚合物的研究主要集中在三个方向：1)是环糊精与其他试剂进行缩聚反应合成环糊精聚合物；2)环糊精分子中引入不饱和键，制备成可聚合的乙烯基单体，然后再引发形成均聚或与其他单体共聚制备环糊精聚合物；3)环糊精固载在高分子骨架上。
由于环糊精分子中含有大量的羟基，所以关于乙烯基环糊精单体的相关报道较少，特别是单取代的乙烯基环糊精单体的研究很少。具有代表性的单取代的乙烯基环糊精单体主要有以下合成路线：
Harada A等人(Harada，Furue M，Nozakum S.Cyclodextrin-containingpolymers.1.Preparation of polymers.Macromolecules，1976，9：701-704)早在1976年报道了一种单取代乙烯基环糊精单体的制备方法，他首先用间硝基苯酚把丙烯酰氯酯化，然后利用间硝基苯酚与环糊精形成包合物而发生酯交换反应，成功地合成出单取代乙烯基环糊精单体.刘郁杨等(Synthesis andCharacterization of β-Cyclodextrin Based Functional Monomers and itsCopolymers with N-isopropylacrylamide.Macromol.Biosci.2003，3，715-719.)利用同样的原理，经过三步反应也合成了单取代乙烯基环糊精单体.
Dirk vetter等在专利US005488102A中公开了用双端位乙烯基的二酯与环糊精进行反应，成功制备了两种酯键连接的单取代乙烯基环糊精单体.Stephenhannessian等在专利US005959089A中公开了烯丙基醚单取代的环糊精单体，同样对化合物进行了保护。
目前有相关文献报道把环糊精衍生物引入隐形眼镜材料中。
专利US005391592A对环糊精的羟基部分衍生为不饱和双键，然后利用硅氢键与双键的加成反应，把环糊精分子引入到硅橡胶材料中，作为隐形眼镜材料。利用环糊精分子中多羟基的亲水性，来增加材料的亲水性.
专利WO96/13511公开了在隐形眼镜材料中聚合入环糊精等碳水化合物，但是这个专利中制备的不饱和环糊精衍生物为含有两个或多于两个的可聚合的不饱和基团，以其作为交联剂使用。
日本专利JP3475252用环糊精和PEG制备了线性环糊精聚合物.专利EP1852454A1在此线性聚合物的基础上引入了丙烯酸基团，得到可光固化的环糊精大分子单体，来制备水凝胶材料。
环糊精在眼部给药系统中的应用始于20世纪90年代。环糊精分子可以和多种药物形成包合从而改变药物的理化性质，如增加脂溶性药物的溶解度和稳定性、提高药物的生物利用度、减少刺激性等，因此，环糊精在眼部给药系统的应用日益受到人们的重视，目前已经广泛用作药物辅料.在眼科用药中多使用水溶解性高的羟丙基β-环糊精。
目前环糊精在眼科用药中的应用多是制备滴眼液，如US2007149480-A1，WO2007012974-A2，US2006258617-A1等，把环糊精分子(一般为水中溶解度更大的羟丙基β-环糊精)作为辅料加入到滴眼液中.利用环糊精的包合性质来改善药物的理化性质，或改善剂型缺点.其中涉及的眼科用药物有多种，如：乙酰唑胺，匹罗卡品，环孢素，地塞米松，地匹福林，前列腺素等。
眼科用药主要剂型为滴眼液或眼药膏，为了克服滴眼液在眼部容易流失，眼药膏影响视力等造成的耐受性差的剂型缺点，发展了凝胶型制剂，眼内植入剂以及载药隐形眼镜，隐形眼镜用于载药来治疗眼部疾病已有相关报道。
Derya Gulsen(Anuj Chauhan，Dispersion of microemulsion drops in HEMAhydrogel：a potential ophthalmic drug delivery vehicle.Int J Pharm2005；292(1-2)：95-117.)等在隐形眼镜材料中加载纳米粒或脂质体，利用其中纳米粒或脂质体进行载药；Uchida R(Uchida R，Sato T，Tanigawa H，Uno K.Azulene incorporation and release by hydrogel containing methacrylamidepropyltrimenthylammonium chloride，and its application to soft contactlens.J Controlled Release 2003；92(3)：259-64.)等制备了离子型水凝胶材料，应用正负电荷的静电吸引来提高离子型药物在材料中的结合力；Hiratani H(Hiratani H，Alvarez-Lorenzo C.The nature of backbone monomersdetermines the performance of imprinted soft contact lenses as timololdrug delivery systems.Biomaterials 2003；25(6)：1105-13.)等用分子印迹方法增加载药量，减缓药物的释放速度；Siddarth Venkatesh(SiddarthVenkatesh，Stephen P.Sizemore，et al，Biomimetic hydrogels for enhancedloading and extended release of ocular therapeutics，Biomaterials 28(2007)717-724)等模拟抗体与抗原的特异性结合能力，制备了仿生型的水凝胶。
本专利涉及的是一种载药隐形眼镜及其制备方法，不同于现有的隐形眼镜及其载药方法，其特征在于把高含量的单取代乙烯基环糊精单体共价聚合到交联高分子水凝胶隐形眼镜中作为药物的结合位点，制备方法为聚合单体，交联剂和环糊精单体混合，加入引发剂，紫外光或热引发固化得到高分子网络水凝胶，载药通过在一定浓度的药液中浸泡完成。这种载药隐形眼镜可以延长药物作用时间，提供生物利用度，用于治疗青光眼等眼部疾病。
【发明内容】
技术问题：本发明的目的是提供一种载药隐形眼镜及其制备方法。
技术方案：本发明涉及一种载药隐形眼镜及其制备方法，与以往的载药隐形眼镜的制备方法不同，本载药隐形眼镜是在隐形眼镜材料中引入高含量的单取代环糊精分子，利用环糊精分子可以和药物分子形成包合作用的特点，增加隐形眼镜对药物分子的亲和力，增加载药量，并控制药物的释放速度.
本发明涉及载药隐形眼镜，包括单取代环糊精单体、聚合单体、交联剂共聚得到的交联高分子水凝胶与乙酰唑胺、醋甲唑胺、葛根素、或前列腺素中的一种或几种结合的隐形眼镜。
所述的单取代环糊精单体为：其中：为α-环糊精或β-环糊精或γ-环糊精；A为N或O杂原子，R1为烷基或含有N，O原子的碳氢化合物，R2为甲基或H。
所述的聚合单体为：甲基丙烯酸-2-羟乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮，(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸，N-乙烯基酰胺，二甲基丙烯酰胺，3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷，有机硅大单体，其中的一种或几种的混合物。
所述的交联剂为：二或三(甲基)丙烯酸多元醇酯。有机硅大单体为：
其中R1为甲基或氢；R2，R3 R4，R5为C1~C12烷基或三甲基硅氧烷基团；X为-NHCOO-或-OOCNH-R-NHCOO-，其中R为C4~C13的烷基；a，c为1~20的整数、d为2~30的整数、b为0~20的整数；Y为以下结构1与结构2的组合，
其中结构单位比e/f为0.1~10；R6，R7为C1~C12碳氢化合物基团或含氟的C1~C12碳氢化合物基团、R8，R9为碳氢化合物基团或含有氧原子的碳氢化合物基团。
载药隐形眼镜的制备方法：将聚合单体、交联剂、单取代环糊精单体和引发剂混合均匀，注入模具中，用紫外光或加热引发固化，脱模后浸入溶剂中，除去未反应的单体，得到交联高分子水凝胶隐形眼镜，然后放置在浓度为0.01％~10％的药物的水溶液中浸泡，所述的药物为乙酰唑胺、醋甲唑胺、葛根素、前列腺素、匹罗卡品、环孢素、地塞米松、地匹福林中的一种或几种。
所述的溶剂是水、食盐水、异丙醇、乙醇、磷酸盐缓冲液中的一种或几种。
将聚合单体、交联剂、单取代环糊精单体和引发剂混合均匀时加入稀释剂，所述的稀释剂是水、异丙醇、正丙醇中的一种或几种。
加载的药物为眼部用药，如乙酰唑胺，醋甲唑胺，葛根素，匹罗卡品，环孢素，地塞米松，地匹福林等，包含以上提到的药物但不受限于所述的药物，特征是眼科用药，而且这种眼科用药可以和环糊精分子形成包合物。
以上所提到的环糊精为α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的一种或几种。
技术效果：相较于目前文献报道的载药隐形眼镜及其制备方法，本发明涉及的载药隐形眼镜具有如下技术优点：
1)本发明涉及的载药隐形眼镜是由单取代的环糊精单体与聚合单体、交联剂聚合得到的交联高分子水凝胶，环糊精结构单元可以稳定地固定在交联网络结构中。
2)加入的环糊精单体为单乙烯基取代环糊精单体，可以较大范围内改变环糊精单体的加入量，从而控制隐形眼镜的载药量。
3)本发明涉及的载药隐形眼镜是将交联高分子水凝胶浸泡在药液中，使药物分子结合到环糊精分子的疏水空腔中，并通过改变浸泡药液的浓度，控制眼镜中药物的含量，制备工艺简单、易控。
4)本发明涉及的载药隐形眼镜中药物分子与环糊精结合，可以有效延缓药物的释放。
5)本发明涉及的载药隐形眼镜在药物释放前后尺寸不变。
6)本发明涉及的载药隐形眼镜可以控制释放乙酰唑胺，醋甲唑胺，葛根素，匹罗卡品，环孢素，地塞米松，地匹福林等一种或多种药物。
为表述的方便采用了载药隐形眼镜的表述，但其应用不局限于作为载药隐形眼镜，更广泛的用途是作为眼部疾病治疗用药膜，如眼内植入剂等.
【附图说明】
图1.负载葛根素的隐形眼镜的药物释放曲线(浸泡液葛根素浓度0.16mg/ml)
图2.负载葛根素的隐形眼镜的药物释放曲线(浸泡液葛根素浓度0.802mg/ml)
图3.佩戴载药隐形眼镜后兔泪液中葛根素浓度与时间的关系。隐形眼镜预先在葛根素浓度为(A)：0.334mg/ml；(B)：0.802mg/ml的溶液中浸泡处理载药。
图4.佩戴载药隐形眼镜后兔眼房水中葛根素浓度与时间的关系。隐形眼镜预先在葛根素浓度为0.802mg/ml的溶液中浸泡处理载药。
【具体实施方式】
本发明涉及载药隐形眼镜，其特征在于载药隐形眼镜是特异结合药物分子的含环糊精的交联高分子水凝胶。交联高分子水凝胶是由如下单体共聚得到的含环糊精的交联高分子水凝胶。(1)单取代的环糊精单体：其中：为α-环糊精或β-环糊精或γ-环糊精；A为N或O杂原子，R1为烷基或含有N，O原子的碳氢化合物，R2为甲基或H；
(2)聚合单体：甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)，N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸，N-乙烯基酰胺(VMA)，二甲基丙烯酰胺(DMA)，3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)，有机硅大单体中的一种或几种；有机硅大单体为：
其中R1为甲基或氢；R2，R3，R4，R5为C1~C12烷基或三甲基硅氧烷基团；X为-NHCOO-或-OOCNH-R-NHCOO-其中R为C4~C13的烷基；a，c为1~20的整数、d为2~30的整数、b为0~20的整数；Y为结构(1)与结构(2)的组合，其中结构单位比e/f为0.1~10，R6，R7为C1~C12碳氢化合物基团或含氟的C1~C12碳氢化合物基团、R8，R9为碳氢化合物基团或含有氧原子的碳氢化合物基团。
(3)交联剂：二或三(甲基)丙烯酸多元醇酯的聚合体系。
药物分子是乙酰唑胺，醋甲唑胺，葛根素，匹罗卡品，环孢素，地塞米松，地匹福林中的一种或几种，结合到环糊精疏水空腔中。
本发明涉及载药隐形眼镜的制备方法是将聚合单体、交联剂、单取代的环糊精单体和引发剂混合均匀，注入模具中，用紫外光或加热引发固化，脱模后浸入溶剂中，除去未反应的单体，得到交联高分子水凝胶隐形眼镜，然后放置在浓度为0.01％~10％的药物分子的水溶液中浸泡。
本发明涉及载药隐形眼镜的制备方法是将聚合单体、交联剂、单取代环糊精单体和引发剂和稀释剂混合均匀，注入模具中，用紫外光或加热引发固化，脱模后浸入溶剂中，除去未反应的单体，得到交联高分子水凝胶隐形眼镜，然后放置在浓度为0.01％~10％的药物的水溶液中浸泡，所述的药物为乙酰唑胺、醋甲唑胺、葛根素、前列腺素、匹罗卡品、环孢素、地塞米松、地匹福林中的一种或几种。所述的稀释剂是水、异丙醇、正丙醇中的一种或几种。
加载的药物为眼部用药，如乙酰唑胺，醋甲唑胺，葛根素等，包含以上提到的药物但不受限于所述的药物，特征是眼科用药，而且这种眼科用药可以和环糊精分子形成包合物。
以上所提到的环糊精为α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的一种或几种。
隐形眼镜中环糊精含量的测定：
按照文献(Koh，G.L.，Tucker，I.G.，1986.Variability in thephenol-sulphuric acid assay for sodium carboxymethylcellulose.Int.J.Pharm.34，183-184.)的方法测定环糊精含量.
称取干燥的含环糊精的隐形眼镜(大约25mg)，浸泡在15ml，0.5mol·L-1浓硫酸中，100℃温度下反应8小时，以使聚合物材料中的环糊精完全水解.水解液完全转移定容到50ml容量瓶中，取上述水解液1.25ml加入0.75ml，5％(m/m)苯酚溶液以及4.5ml浓硫酸，振荡进行显色反应，490nm测定吸光度.透光率测量：
与纯HEM凝胶膜进行比对，没有视觉差别即认为透光性能良好.
含水量测量：
按照称重法进行.制备的膜在70℃水中浸泡6小时，提取未反应的单体.取溶胀平衡的膜材料，用滤纸吸除表面吸附的水，放入105℃烘箱中24小时，取出称重.
含水量(％)＝(Ww-Wd)/Ww
Ww为溶胀平衡的膜重量；Wd为干膜的重量.
力学强度测量：
英斯特朗力学测定仪，测定条件：温度14℃，湿度60％，拉伸速率20mm/min.单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD的制备：
按照文献(Synthesis and Characterization of β-Cyclodextrin BasedFunctional Monomers and its Copolymers with N-isopropylacrylamide.Macromol.Biosci.2003，3，715-719.)的合成方法制备.GMA-EDA-CD的结构式为：
其中为β-环糊精。
甲基丙烯酸封端的聚二甲基硅氧烷(MA-PDMS-MA)大单体的合成：
按照文献(A.L.Lewis，A.C.Marie，et al.[P].US0152786A1，2003，08，14)的方法合成。
以下通过具体的实施例来说明本专利，但本发明并不受以下实施例的限制。
实施例1
称取1g单体HEMA，按下表1的比例加入上述单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD，加入0.3％(单体总重量)的二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂，0.4％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，加到聚丙烯隐形眼镜模具中，在波长为365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化30分钟，打开模具，放入温水中脱膜，然后提取未反应的单体，得到水凝胶隐形眼镜.
对制备的水凝胶隐形眼镜进行表征，含环糊精的水凝胶隐形眼镜透光性能良好，含水量40％～60％，相关力学性能见下表：
表1隐形眼镜中环糊精含量以及力学性能
实施例2
称取0.5g的HEMA，0.5gNVP，加入0.0824g的丙烯酸甲酯，0.33g上述单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD，加入0.0039g的二甲基丙烯酸乙二醇酯，0.4wt.％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，加到聚丙烯隐形眼镜模具中，波长365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化30分钟，打开模具，放入温水中脱膜，提取未反应单体，得到水凝胶隐形眼镜.含环糊精的水凝胶隐形眼镜透光性能良好，含水量65％.
实施例3
称取0.5g的HEMA，0.5gNVP，加入0.0821g的丙烯酸乙酯，0.33g上述单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD，加入0.0038g的二甲基丙烯酸乙二醇酯，0.4wt.％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，滴加到聚丙烯隐形眼镜模具中，波长365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化30分钟，打开模具，放入温水中脱膜，得到水凝胶隐形眼镜，透光性能良好，含水量64％.
实施例4
称取1gHEMA，加入0.0221g甲基丙烯酸以及0.33g的单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD，加入0.0038g的二甲基丙烯酸乙二醇酯做交联剂，0.4wt.％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，加到聚丙烯隐形眼镜模具中，波长365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化30分钟，打开模具，放入温水中脱膜，得到水凝胶隐形眼镜，透光性能良好，含水量67％.
实施例5
称取0.5g的HEMA和0.5gVMA，0.33g的上述单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD，0.0038g的二甲基丙烯酸乙二醇酯，1.33g的水做溶剂，0.4wt.％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，滴加到聚丙烯隐形眼镜模具中，波长365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化30分钟，打开模具，放入温水中脱膜，进行表征，产品水凝胶隐形眼镜透光性能良好，含水量71％.
实施例6
称取0.5g的TRIS和0.5gDMA，0.33g的上述单取代乙烯基环糊精单体GMA-EDA-CD，，0.0037g的二甲基丙烯酸乙二醇酯，0.4wt.％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，加到聚丙烯隐形眼镜模具中，波长365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化30分钟，打开模具，放入温水中脱膜，得到水凝胶隐形眼镜，含水量41％，力学性能良好.
实施例7
称取0.35g的TRIS，0.35g的MA-PDMS-MA和0.3g的DMA，0.33g的上述单取代乙烯基环糊精单体，0.0037g的二甲基丙烯酸乙二醇酯，1.33g的乙醇做溶剂，0.4wt.％的Darocur 1173作为引发剂，搅拌均匀，真空脱气后，加到聚丙烯隐形眼镜模具中，波长365nm，强度30mW/cm2的紫外光下固化60分钟，打开模具，放入温水中脱膜，得到水凝胶隐形眼镜，含水量38％，力学性能良好.
实施例8
药物负载和体外释放
采用实施例1制备的隐形眼镜，以葛根素为模型药物，进行药物负载以及体外释放。
配置0.16mg·ml-1的葛根素溶液，把实施例1制备的含有不同环糊精含量的隐形眼镜浸泡在药液中，每隔2小时测定药液的吸光度(250nm)，来监测隐形眼镜材料的药物加载情况，吸光度稳定后，取出进行药物体外释放试验.体外释放试验在37℃培养箱中进行，振荡速度为100r/min.载药量按照药物完全释放后的累积释放量计算.每个隐形眼镜的载药量以及释放曲线见下图1.(每个隐形眼镜的重量按40mg计算)。
实施例9
采用实施例1制备的隐形眼镜样品3，以葛根素为模型药物，进行眼内药物释放实验。
实施例1制备的隐形眼镜样品3(环糊精含量30.34％)在葛根素药液(浓度为0.334mg/ml或0.802mg/ml)中浸泡24小时，进行载药，用滤纸吸干表面的药液，兔子左眼(5只)内佩戴，1％的上市葛根素滴眼液50μl滴入右眼作为对照1，实施例1制备的隐形眼镜对照品按照隐形眼镜样品3同样程序处理作为不含环糊精的隐形眼镜对照2，在设定的时间点用1μl定量毛细管取泪液，转移到10μl，0.5M的高氯酸溶液中，再加入40μl超纯水，高效液相色谱法测定泪液中葛根素的含量，结果见图3。
实施例1制备的隐形眼镜(环糊精含量30.34％)在葛根素药液(浓度0.802mg/ml)中浸泡载药，用滤纸吸干表面的药液，兔子左眼(4只/取样点)内佩戴，1％的上市葛根素滴眼液50μl滴入右眼作为对照，在设定的时间点，用1ml一次性注射器取房水0.1ml，离心，取上清液高效液相色谱法测定房水中葛根素的含量，结果见图4。