專利名稱：一種用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜的方法，屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。
各種原因所致的角膜混濁，是致盲的主要原因之一。盡管角膜移植是一種重要的復(fù)明手段，但在許多情況下，角膜移植常伴有淚液缺乏、嚴(yán)重角膜血管化等不良反應(yīng)，因此卻效果極差。對(duì)這些角膜混濁性疾病，人工角膜植入是最終唯一的挽救和恢復(fù)視力的方法。此外，一些眼外傷，如眼爆炸傷等，多同時(shí)伴有角膜混濁、缺損，常因?yàn)闆](méi)有隨時(shí)可用的角膜植片而喪失了時(shí)機(jī)和希望。因此，研制出理想的人工角膜，對(duì)復(fù)明手術(shù)及眼外傷救治等將是有力的保障。
人工角膜在國(guó)內(nèi)外已有了廣泛的研究，到目前為止，研究人員多采用天然物、金屬、聚合物水凝膠來(lái)設(shè)計(jì)制造人工角膜多孔裙邊部分，之后再將其與光學(xué)中心粘接或縫合在一起。上述方法缺點(diǎn)在于1，天然物取材缺乏；2，聚合物水凝膠強(qiáng)度不足，難以用于手術(shù)；3，金屬部分在眼內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間后，會(huì)釋放金屬離子，引起炎癥；4，多孔裙邊部分與光學(xué)中心粘接、縫合工藝復(fù)雜，且易脫落。
本發(fā)明的目的是提出一種用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜，利用聚合物溶脹的現(xiàn)象，引入成孔劑，一次性合成具有光學(xué)中心和多孔裙邊結(jié)構(gòu)的人工角膜，以解決光學(xué)中心尺寸問(wèn)題和與多孔裙邊的結(jié)合問(wèn)題，以及調(diào)節(jié)多孔裙邊的孔隙率、孔徑問(wèn)題，與前人的聚合物水凝膠相比，還解決了多孔裙邊的強(qiáng)度問(wèn)題。
本發(fā)明提出的用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜的方法，包括以下各步驟1、將引發(fā)劑、交聯(lián)劑和生物相容性聚合物的單體相混合，其比例為引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶生物相容性聚合物的單體=30-80毫克∶0.05-0.2克∶10-15毫升，配制成溶液備用，其中引發(fā)劑為偶氮二異丁腈(AIBN)、偶氮二異庚腈(ABVN)、過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)、過(guò)氧化上二酰、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨等；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基乙二醇(DVG)、乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)等；聚合物單體為甲基丙烯酸-2-羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯(EEMA)、甲基丙烯酸(MA)等。
2、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩篩取粒徑在100微米-400微米范圍內(nèi)的成孔劑，成孔劑為NaCl、KCl、Na2CO3、NH4HCO3、NaHCO3、白砂糖等水溶性粒子。
3、在環(huán)形模具中(內(nèi)徑0.5～1.5厘米，外徑2～3厘米，高1～2厘米)，將上述第二步中的成孔劑壓制堆砌成中空?qǐng)A柱。
4、將上述第三步制備的中空?qǐng)A柱放入反應(yīng)器中，并將上述第一步制備的溶液倒入該反應(yīng)器中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在20℃-90℃下，加熱反應(yīng)3-48小時(shí)；或在通入氮?dú)獗Ｗo(hù)后，密封，在室溫下用紫外線或Co60輻射反應(yīng)0.5-8小時(shí)；
5、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
6、將上述第五步的制品浸入去離子水，在20℃-30℃下每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。如此，則得到所需的人工角膜。
應(yīng)用本發(fā)明的方法制備的人工角膜，具有下述特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)(1)一次性合成具有光學(xué)中心與多孔裙邊的人工角膜，無(wú)需再粘結(jié)、縫合，不易脫落。
(2)多孔裙邊的力學(xué)性能有了很大提高。
(3)光學(xué)中心尺寸可調(diào)。
(4)人工角膜原料易得，生物相容性好，植入眼內(nèi)后無(wú)不良反應(yīng)。
(5)多孔裙邊的孔隙率可達(dá)80％以上，孔徑可調(diào)。
本發(fā)明有如下附圖

圖1本體聚合粒子濾出法制備的人工角膜毛坯外觀放大圖，圖中表明光學(xué)中心與多孔裙邊一次性緊密的粘結(jié)在一起。
實(shí)施例11、取15毫升甲基丙烯酸-2-羥乙酯(HEMA)、0.1克N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，40毫克AIBN，于燒杯中配制溶液。
2、在環(huán)形模具中，將NaCl堆砌成中空?qǐng)A柱，其中NaCl直徑在100微米~150微米之間，中空?qǐng)A柱內(nèi)徑0.5厘米，外徑2厘米，高1厘米。
3、在反應(yīng)器中，將1中溶液倒入2中中空?qǐng)A柱，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在30℃下，反應(yīng)48小時(shí)。
4、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
5、將4中制品浸泡入去離子水，在25℃下，每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。如此則得到所需的人工角膜。
實(shí)施例21、取10毫升甲基丙烯酸甲酯(MMA)、0.05克二乙烯基乙二醇(DVG)，50毫克ABVN，于燒杯中配制溶液。
2、在環(huán)形模具中，將KCl堆砌成中空?qǐng)A柱，其中KCl直徑在150微米~200微米之間，中空?qǐng)A柱內(nèi)徑1厘米，外徑2厘米，高1厘米。
3、在反應(yīng)器中，將1中溶液倒入2中中空?qǐng)A柱，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在50℃下，反應(yīng)30小時(shí)。
4、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
5、將4中制品浸泡入去離子水，在25℃下，每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。如此則得到所需的人工角膜。
實(shí)施例31、取12毫升甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯(EEMA)、0.12克N,N-二亞甲基丙烯酰胺，50毫克過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)，于燒杯中配制溶液。
2、在環(huán)形模具中，將Na2CO3堆砌成中空?qǐng)A柱，其中Na2CO3直徑在200微米~250微米之間，中空?qǐng)A柱內(nèi)徑1厘米，外徑2.5厘米，高1.5厘米。
3、在反應(yīng)器中，將1中溶液倒入2中中空?qǐng)A柱，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在70℃下，反應(yīng)24小時(shí)。
4、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
5、將4中制品浸泡入去離子水，在25℃下，每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。如此則得到所需的人工角膜。
實(shí)施例41、取30毫升甲基丙烯酸(MA)、0.3克N,N-二亞甲基丙烯酰胺，90毫克過(guò)氧化十二酰，于燒杯中配制溶液。
2、在環(huán)形模具中，將NH1HCO3壓制成中空?qǐng)A柱，其中NH4HCO3直徑在250微米~300微米之間，中空?qǐng)A柱內(nèi)徑1厘米，外徑2厘米，高1厘米。
3、在反應(yīng)器中，將1中溶液倒入2中中空?qǐng)A柱，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在室溫下用Co60輻射反應(yīng)7小時(shí)。
4、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
5、將4中制品浸泡入去離子水，在25℃下，每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。
實(shí)施例51、取20毫升甲基丙烯酸-2-羥乙酯(HEMA)、0.18克二乙烯基乙二醇(DVG),100毫克過(guò)硫酸鉀，于燒杯中配制溶液。
2、在環(huán)形模具中，將NaHCO3壓制成中空?qǐng)A柱，其中NaHCO3直徑在300微米~350微米之間，中空?qǐng)A柱內(nèi)徑0.8厘米，外徑2厘米，高1厘米。
3、在反應(yīng)器中，將1中溶液倒入2中中空?qǐng)A柱，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在室溫下用Co60輻射反應(yīng)4小時(shí)。
4、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
5、將4中制品浸泡入去離子水，在25℃下，每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。如此則得到所需的人工角膜。
實(shí)施例61、取15毫升甲基丙烯酸-2-羥乙酯(HEMA)、0.2克乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)，80毫克過(guò)硫酸銨，于燒杯中配制溶液。
2、在環(huán)形模具中，將白砂糖壓制成中空?qǐng)A柱，其中白砂糖直徑在350微米~400微米之間，中空?qǐng)A柱內(nèi)徑1.3厘米，外徑2厘米，高1厘米。
3、在反應(yīng)器中，將1中溶液倒入2中中空?qǐng)A柱，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在室溫下用紫外線或輻射反應(yīng)1小時(shí)。
4、打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸。
5、將4中制品浸泡入去離子水，在25℃下，每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出。如此則得到所需的人工角膜。
權(quán)利要求
1.一種用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜的方法，其特征在于，該方法包括以下各步驟(1)將引發(fā)劑、交聯(lián)劑和生物相容性聚合物的單體相混合，其比例為引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶生物相容性聚合物的單體=30-80毫克∶0.05-0.2克∶10-15毫升，配制成溶液備用，其中引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化十二酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨中的任何一種；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基乙二醇和乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任何一種；聚合物單體為甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯和甲基丙烯酸中的任何一種；(2)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩篩取粒徑在100微米-400微米范圍內(nèi)的成孔劑，成孔劑為NaCl、KCl、Na2CO3、NH4HCO3、NaHCO3和白砂糖中的任何一種；(3)在環(huán)形模具中，將上述第二步中的成孔劑壓制堆砌成中空?qǐng)A柱，該中空?qǐng)A柱的尺寸為內(nèi)徑0.5～1.5厘米，外徑2～3厘米，高1～2厘米；(4)將上述第三步制備的中空?qǐng)A柱放入反應(yīng)器中，并將上述第一步制備的溶液倒入該反應(yīng)器中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，密封，在20℃-90℃下，加熱反應(yīng)3-48小時(shí)；(5)打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸；(6)將上述第五步的制品浸入去離子水，在20℃-30℃下每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出，則得到本發(fā)明的人工角膜。
2.一種用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜的方法，其特征在于，該方法包括以下各步驟(1)將引發(fā)劑、交聯(lián)劑和生物相容性聚合物的單體相混合，其比例為引發(fā)劑∶交聯(lián)劑∶生物相容性聚合物的單體=30-80毫克∶0.05-0.2克∶10-15毫升，配制成溶液備用，其中引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化十二酰、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨中的任何一種；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基乙二醇和乙烯基乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任何一種；聚合物單體為甲基丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯和甲基丙烯酸中的任何一種；(2)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩篩取粒徑在100微米-400微米范圍內(nèi)的成孔劑，成孔劑為NaCl、KCl、Na2CO3、NH4HCO3、NaHCO3和白砂糖中的任何一種；(3)在環(huán)形模具中，將上述第二步中的成孔劑壓制堆砌成中空?qǐng)A柱，該中空?qǐng)A柱的尺寸為內(nèi)徑0.5～1.5厘米，外徑2～3厘米，高1～2厘米；(4)將上述第三步制備的中空?qǐng)A柱放入反應(yīng)器中，并將上述第一步制備的溶液倒入該反應(yīng)器中，在通入氮?dú)獗Ｗo(hù)后，密封，在室溫下用紫外線或Co60輻射反應(yīng)0.5-8小時(shí)；(5)打開(kāi)反應(yīng)器，把已成型的人工角膜毛坯切割、打磨成人工角膜的尺寸；(6)將上述第五步的制品浸入去離子水，在20℃-30℃下每8小時(shí)更換去離子水，72小時(shí)后取出，則得到本發(fā)明的人工角膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用本體聚合粒子濾出法制備人工角膜的方法,首先將引發(fā)劑、交聯(lián)劑和生物相容性聚合物的單體相混合,將水溶性離子作為成孔劑壓制堆砌成中空?qǐng)A柱,并將其放入反應(yīng)器中,將混合溶液倒入該反應(yīng)器中,通入氮?dú)獗Ｗo(hù),密封,反應(yīng)一段時(shí)間,即得本發(fā)明的人工角膜。應(yīng)用本發(fā)明的方法制備人工角膜,無(wú)需再粘結(jié)、縫合,不易脫落,光學(xué)中心尺寸可調(diào)。而且人工角膜原料易得,生物相容性好,植入眼內(nèi)后無(wú)不良反應(yīng)。
文檔編號(hào)A61L27/14GK1318351SQ01110278
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2001年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者胡平, 高峰, 許波 申請(qǐng)人:清華大學(xué)