技术领域
[0001] 本发明涉及高分子水凝胶技术领域,具体涉及一种快速光交联药物缓释型多功能水凝胶角膜接触镜及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 目前,临床上常用含广谱抗生素的滴眼液治疗BK,但由于抗生素滥用引起的耐药性问题,以及传统给药方式的局限性,迫切需要开发更有效的BK治疗方法。
[0003] 含药接触镜通过在泪膜中保持更恒定、可控的药物浓度来提供更高的药物生物利用度和更少的副作用,已成为当前眼科治疗的研究热点。当含药接触镜戴在眼睛上时,大部分负载的药物会从晶状体扩散到晶状体后泪膜中。在晶状体的保护下,释放的药物可防止眨眼反射和泪液交换,具有更长的角膜前停留时间,并且向眼表的扩散路径更直接。同时,为了进一步提升角膜接触镜的功能,研究人员开始关注通过引入其他单体来实现药物负载和性能优化的策略。丙烯酸酯类单体作为目前市场上接触镜的主体材料,但其仍存在一些问题,如这类材料容易引起细菌粘附,无法长时间佩戴等问题限制了其应用范围,急需开发一种改善其抗菌性能不足的接触镜。
[0004] 丙烯酸酯类单体侧链含有亲水性羟基,这不仅赋予了材料良好的亲水性,还可进行化学改性,为角膜接触镜的功能化改性提供了坚实的基础。
[0005] CS是一种甲壳素衍生的生物聚合物,具有高生物相容性、无毒性和良好的生物降解性。然而,CS的高结晶度和低溶解性限制了其在生物医学领域的应用。为了克服这些限制,研究人员开发了季铵化壳聚糖(QCS),它因良好的水溶性、生物相容性、生物降解性和抗菌活性,并带有大量阳离子电荷,在生物医学应用中展现出巨大的潜力。
[0006] 中药成分因其安全有效,毒性较小,且对比抗生素无耐药性,近年来在眼科领域受到了越来越多的关注。目前针对中药成分应用于眼科医用材料的研究还有较多空白,例如中药多酚及黄酮成分多具有抗炎,抗氧化及抗菌作用,同时其和丰富的活性基团,为眼科材料的创新改性及功能化提供了坚实的基础。
[0007] 尽管上述材料在单独应用中展现了独特的优势,但它们在应用上仍面临性能单一和传统给药方式带来的生物利用度不足的挑战,限制了其在眼科治疗中的广泛应用。对单一材料在眼科治疗中的局限,迫切需要开发一种创新性的材料组合策略。通过整合丙烯酸酯类单体的化学可塑性、季铵化壳聚糖的抗菌性能,以及中药成分的多靶点、多途径的治疗优势,以期开发一种新型眼科制剂。预期这种组合策略不仅将提升材料的综合性能,还将融入多种生物活性,以实现更为有效和持久的治疗效果。相较于单一药物的传统滴眼液,该组合制剂将减少用药次数,降低对眼部的刺激,提高患者依从性,从而显著增强眼科药物的生物利用度。这一创新组合制剂有望填补眼科治疗领域的空白,展现出巨大的应用潜力和临床价值。
[0008] 此外,传统接触镜的制备往往需高温长时间制备,效率低,工艺复杂,不利于工业化生产,迫切需要开发一种简单高效的新型制备方式。光交联技术,利用特定波长的光照(如紫外光或可见光)触发反应,促使分子间形成稳固的共价键,正逐渐成为解决这一问题的有力工具。具体而言,光交联过程涉及使用光引发剂,该引发剂在光照条件下激活,引发单体或聚合物中的双键发生聚合反应,从而快速形成稳定的网络结构。这一技术因其反应条件温和、制备速度快,并具备优异的生物相容性,相比于传统热聚合交联方式,制备工艺更加简洁高效。光交联技术的应用,有望显著提升接触镜的生产效率,简化制造工艺,并为工业化规模生产开辟新的可能性。
具体实施方式
[0043] 以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步解释说明。
[0044] 实施例1
[0045] (1)将5mL HEMA单体、100μL甲基丙烯酸和5mg的壳聚糖季铵盐加入3mL水中,于温度25℃‑30℃下超声并搅拌5‑15min至完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯60μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液。
[0046] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后,将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0047] (3)将冻干的凝胶浸泡在PBS溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到未负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0048] 实施例2
[0049] (1)将5mL HEMA单体、100μL甲基丙烯酸和5mg的壳聚糖季铵盐加入3mL水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯60μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液。
[0050] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后,将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0051] (3)将冻干的凝胶浸泡在浓度为3g/L的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)水溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0052] 实施例3
[0053] (1)将5mL HEMA单体、100μL甲基丙烯酸和5mg的壳聚糖季铵盐加3mL入水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯60μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液。
[0054] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0055] (3)将冻干的凝胶浸泡在浓度为5g/L的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)水溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0056] 实施例4
[0057] (1)将5mL HEMA单体、100μL甲基丙烯酸和5mg的壳聚糖季铵盐加入3mL水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯60μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液。
[0058] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0059] (3)将冻干的凝胶浸泡在浓度为8g/L的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)水溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0060] 实施例5
[0061] (1)将5mL HEMA单体、100μL甲基丙烯酸和5mg的壳聚糖季铵盐加入3mL水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯60μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液;
[0062] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0063] (3)将冻干的凝胶浸泡在浓度为10g/L的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)水溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0064] 实施例6
[0065] (1)将6mL HEMA单体、80μL甲基丙烯酸和10mg的壳聚糖季铵盐加入2.5mL水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯90μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液;
[0066] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0067] (3)将冻干的凝胶浸泡PBS溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到未负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0068] 实施例7
[0069] (1)将6mL HEMA单体、110μL甲基丙烯酸和15mg的壳聚糖季铵盐加2.5mL入水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯60μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液;
[0070] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0071] (3)将冻干的凝胶浸泡在浓度为3g/L的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)水溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0072] 实施例8
[0073] (1)将6mL HEMA单体、90μL甲基丙烯酸和25mg的壳聚糖季铵盐加入3090μL水中,于温度25℃‑30℃条件下,使用超声及搅拌方式处理5‑15min,至壳聚糖季铵盐完全溶解;之后依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯80μL,10mg光引发剂I2959,使用搅拌及超声方式5‑15min至引发剂完全溶解,形成反应混合液;
[0074] (2)将反应混合液转移到模具中,在紫外波长365nm、光照强度1100mW/cm2、反应温度25℃下进行自由基聚合反应,反应时长为20min,反应结束后将模具浸入70℃热水中,脱模取出水凝胶,置于纯水中洗涤3d,每日更换纯水。将洗涤完成的水凝胶进行冷冻干燥处理,得到冻干的凝胶。
[0075] (3)将冻干的凝胶浸泡在浓度为3g/L的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)水溶液中,于在恒温培养摇床(37℃,100rpm)避光浸泡振荡48h至水凝胶完全溶胀得到负载中药单体的水凝胶角膜接触镜。
[0076] 以下对实施例1‑5的水凝胶进行性能测试
[0077] 一、含水量测试:
[0078] 将制备的水凝胶角膜接触镜镜片裁剪成相同大小的圆形块(直径15mm),裁剪后的镜片浸泡在标准盐(磷酸缓冲盐溶液)水中,完全溶胀至重量不再增加,滤纸吸去表面水分记录湿重为Ws,然后放入60℃烘箱干燥48h,称取干重不再变化时记录水凝胶镜片的干重Wd。计算水凝胶的平衡含水量EWC,计算公式如下:
[0079]
[0080] 二、透光率测试:
[0081] 用紫外‑可见分光光度计在380~780nm波长范围内,以纯水为对照,设置波长间隔1nm对溶胀样品进行透光率测定,得到不同波长的透光率。
[0082] 三、机械强度测试:
[0083] 制备哑铃型水凝胶样品(测试长度为16mm,测试宽度为4mm,尾宽为8.5mm,厚度1mm),将制备好的不同组水凝胶角膜接触镜分别在生理盐水中浸泡48h后(完全溶胀),无尘滤纸吸去表面水分,利用电子万能试验机对溶胀水凝胶样品的拉伸强度进行测定,拉伸速率为50mm/min,测试水凝胶的拉伸性能。
[0084] 四、药物的装载与释放动力学:
[0085] 称取冷冻干燥后的干态的水凝胶质量为m1。干态的水凝胶置于50mL离心管内,并加入体积V0=5mL,浓度C0分别为3、5、8、10g/L的药液(EGCG水溶液)。随后,将离心管放置在恒温培养摇床(37℃,100rpm)并避光浸泡振荡处理,溶胀完全后冷冻干燥并称取重量记为m2。不同组接触镜药物装载率计算公示如下:
[0086]
[0087] 浸泡结束后的样品用无尘纸擦除表面的药物溶液后放入50mL离心管内,并加入V1=6mL PBS溶液(0.1M,pH=7.4),每隔一定的时间从离心管中取出V2=3mL的溶液,并补充3mL的新鲜PBS溶液。测定每个时间点取出的溶液在特征波长(274nm)的吸光A并通过药液的标准曲线计算浓度Ci,并计算水凝胶对药物的累积释放量,计算公式如下:
[0088]
[0089] 五、抗氧化测定:
[0090] DPPH法测定水凝胶的抗氧化能力:由于1,1‑二苯基‑2‑三硝基苯肼DPPH自由基有单电子,因此其能够接受一个电子或氢离子,在517nm波长处有最大吸收,其醇溶液呈紫色。当有抗氧化剂存在时,由于电子转移机制,DPPH中的未配对电子(氮自由基)被清除,溶液颜色减淡,其褪色程度与其被清除程度(即吸光度的改变)成定量关系,因此可通过其对DPPH自由基清除率来衡量水凝胶角膜接触镜的抗氧化能力。
[0091] 裁取10mg水凝胶角膜接触镜样品添加到30mL新制备的DPPH/乙醇溶液(0.1mM)中,+并将混合物在黑暗中以37℃、转速100rpm条件保持20min。通过如下公式评估DPPH清除率。
[0092]
[0093] 其中,Ai、Aj和Ac分别是在517nm处与样品混合的自由基溶液的吸光度、不含DPPH溶液的试样的吸光度和不含样品的DPPH自由基溶液的吸光度。每组样品测试3次,结果取平均值。
[0094] ABTS法测定水凝胶的抗氧化能力:将0.2mL ABTS二铵盐水溶液(7.4mM)和0.2mL K2S2O8水溶液(2.6mM)混合,并在室温、黑暗中反应12h。使用前,用无水乙醇稀释溶液,使其在752nm处的吸光度为0.70±0.02。然后,将10mg水凝胶角膜接触镜样品加入到30mL新制备+ +的ABTS溶液中,并且将混合物在黑暗中以37℃、转速100rpm条件保持40min。ABTS自由基清除率的计算方法与上述DPPH·清除率相似。每组样品测试3次,结果取平均值。
[0095] 六、抗菌性能:
[0096] 将样品灭菌后置于12孔板中,取1mL浓度为106CFU/mL的金黄色葡萄球菌(大肠杆菌)菌液添加到不同水凝胶角膜接触镜样品中,使水凝胶片浸泡在菌液中;同时分别取1mL菌液于无水凝胶微孔中,作为对照组;取1mL培养基于无水凝胶微孔中,作为空白组。接种结束后,密封孔板并放置于恒温摇床中,37℃、转速100rpm,相对湿度90%的条件下孵育3h后,吸取每个组别200μL于96孔板中,放入提前预热的酶标仪中测定其OD值。根据测得的OD值(0.1左右),每组取100μL于10mL培养基中,混和均匀后以十倍连续稀释法(1mL加入9mL培养基中)稀释菌液。分别取稀释后不同组菌液各100μL于固体培养皿上,用涂布器使菌液均匀分布于培养皿中,封口后于37℃烘箱中倒置培养16‑18h。
[0097] 七、动物实验:
[0098] 选取SD大鼠进行细菌性角膜炎(BK)模型实验。实验动物经过中国药科大学伦理委员会批准,按照《中国药科大学实验动物保护和使用指南》进行。在温、湿度恒定的条件下,不限制饮食及饮水,将大鼠适应性喂养一周。
[0099] (1)BK模型的建立方法
[0100] 在采取任何干预步骤之前,观察大鼠的眼表及眼球情况,记录并拍摄照片。记录图片的收集时间确定为第0天。然后,通过腹腔注射新配置的20%氨基甲酸乙酯溶液(注射剂量不超过0.5mL/100g),使大鼠完全麻醉。所有组选取左眼为造模目标,同时单眼滴入表面麻醉剂盐酸丙美卡因后,用刀划去大鼠角膜上皮组织,刮擦的区域以瞳孔为中心约为一个8
圆,直径约为2mm。之后向划伤区域滴入50μL 1×10 CFU/mL金黄色葡萄球菌(S.aureus)溶液后,闭眼24h。使用电子立式显微镜观察大鼠眼表感染情况,并拍照记录为第1天。同时对大鼠角膜清晰度和眼表炎症情况进行评分,根据感染程度评估并记录。评分标准如表1所示。
[0101] 表1感染性角膜炎大鼠模型的症状分级及评分标准
[0102]
[0103]
[0104] (2)实验分组
[0105] 将相近评分的20只大鼠随机分为4组。第一组大鼠作为模型对照,不进行任何干预。第二组大鼠通过佩戴pHEMA水凝胶治疗(基础接触镜组,传统接触镜样品),每天佩戴时间不超过8小时,每次处理后,取出水凝胶,用无菌水超声清洗,供第二天重复使用。第三组通过滴注阳性药左氧氟沙星滴眼液(左氧氟沙星滴眼液组)的方式进行抗生素治疗,左氧氟沙星滴眼液每天使用3次,每次1滴。第四组大鼠与pHEMA水凝胶组过程相同,选取实施例2水凝胶角膜接触镜进行治疗(实施例组)。之后,每隔2天观察大鼠眼球结构及角膜炎症的进展情况,并于第3天、第5天、第7天分别拍照记录并评分。评分表见表1。
[0106] 八、免疫荧光实验:
[0107] 治疗后第七天,每组大鼠安乐死。取出眼球并储存在20倍体积量的通用型固定液中超过24小时,以完全固定眼球组织。在立体显微镜下,将完整的大鼠角膜组织从眼球中剥离干净,并减去多余的结膜、虹膜和睫状体组织。使用自动脱水机将角膜组织脱水过夜。在包埋和固定后,将石蜡中的角膜组织切片置入盛满柠檬酸抗原修复液(pH 6.0)的修复盒中,加热30min后,自然冷却至室温,PBS浸洗3次,每次5min;然后加入适量3%牛血清白蛋白封闭液,均匀覆盖组织,室温孵育30min。甩去BSA封闭液,在组织上滴加适量PBS稀释好的一抗(IL‑6、IL‑1β和TNF‑α)工作液,均匀覆盖组织,将切片平放于湿盒内,4℃孵育过夜。第二天从冰箱取出切片,室温复温30min。滴加适量PBS稀释好的与一抗种属对应的二抗TM TM(Cy 3AffiniPure Donkey Anti‑Mouse IgG(H+L)和Cy 3AffiniPure Donkey Anti‑Rabbit IgG(H+L)),室温孵育1h。将切片浸入自发荧光淬灭剂A液,室温孵育30min后,加入新鲜配制的DAPI工作液,室温避光孵育10min。最后于组织上滴加适量防淬灭封片胶,盖上盖玻片;置于扫描仪下观察。各炎症因子的平均荧光强度使用ImageJ软件进行半定量统计分析(n=3)。
[0108] 九、体外细胞毒性实验:
[0109] 将溶胀后的不同组水凝胶角膜接触镜分别用无菌PBS清洗3次后,于紫外下灭菌4h备用(辐射波长253nm)。按照20mg/mL(样品/DMEM)的比例,将样品和完全培养基DMEM(Dulbecco's modified eagle medium)加入到无菌6孔板中,将6孔板放置在37℃恒温的无菌环境中。样品浸提24h后,取浸提液并加入10%(v/v)FBS血清和1%(v/v)双抗制成DMEM完4
全培养基。细胞计数后稀释配置成5×10 个/mL的细胞悬液并加入到96孔板中,每孔加入
3
100μL(每孔细胞数约5×10个),然后放回到细胞培养箱(37℃,5%CO2,相对湿度90%)中培养24h。待细胞生长至密度80‑90%时,使用无菌PBS溶液清洗细胞并加入100μL上述制备的DMEM完全培养基继续培养细胞,未加浸提液的DMEM作为阴性对照组。培养24h后,弃去培养基与水凝胶,用无菌PBS再次清洗细胞,加入用培养基10:1稀释后的CCK‑8溶液(110μL),避光放回培养箱中孵育1‑1.5h,最后在检测波长450nm处测量吸光值A,通过如下公式计算细胞的存活率。
[0110]
[0111] 其中A样品为含有样品培养基培养细胞的吸光值;A空白为加入10%CCK‑8的完全培养基溶液的吸光值;A对照为阴性对照组的吸光值。
[0112] 十、溶血实验:
[0113] 吸取红细胞40μL于15mL离心管,加入2mL去离子水,配置成含2%(v/v)的红细胞悬液,作为阳性对照;吸取先前稀释好的4%红细胞悬液1mL于15mL离心管,在加入1mLPBS缓冲液稀释成含2%红细胞悬液,作为阴性对照。将不同组水凝胶角膜接触镜洗涤后裁制相同大小(r=1.5cm)分别至于15mL离心管,并加入1mLPBS,摇匀后分别再吸取1mL4%红细胞悬液,每个样品均稀释成含2%红细胞悬液;将对照组与样品组放入37℃水浴锅孵育3h,以‑14000rpm·min ,离心5min,收取上清液,在540nm波长下利用紫外分光光度计测定不同组吸光度,并以以下公式计算溶血率。其中DS为实验组吸光度,Dn为阴性对照吸光度,Dw为阳性对照吸光度。
[0114]
[0115] 十一、眼刺激实验:
[0116] 使用圆形打孔器将在药液中溶胀好的实施例组接触镜裁剪至与大鼠眼球相似大小(R=0.8mm),紫外灭菌后佩戴至大鼠健康眼球。每天佩戴8h后取出,并立即记录大鼠的眼球状况。连续重复三天,并记录该过程作为眼刺激观察结果。
[0117] 实验结果:
[0118] 表2各实例组的药物装载量结果
[0119]
[0120] 如表2所示,随着EGCG载药浓度的增加,各实施例制备的接触镜的药物装载率逐渐上升。不同的载药浓度可能带来了不同的交联密度,致使载药量发生差异。
[0121] 如图1所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜通过氢键以及阳离子‑π相互作用形成了稳‑1定的物理交联网络。具体来说,EGCG在图谱中3349cm 处呈现出‑OH伸缩振动特征峰,以及从‑1 ‑1
1689cm 及1613cm 的C=O伸缩振动特征峰,表明EGCG富含羟基。而随着obfEGCG的加入,实‑1
施例2、3、4和5的峰值峰形变宽,显示出峰值蓝移,直至3394cm ,而相比实施例1,其峰值信‑1 ‑1
号强度增强,这表明水凝胶网络中氢键的形成;同时实施例在1610cm 及740cm 左右处出现特征峰,表明含有苯环C=C和苯环C‑H的存在;此外,在各组实施例中,EGCG的‑C=O振动‑1
从1689cm 向更高波数移动,可归因于‑C=O和氢供体之间的相互作用,也进一步证明了‑1
EGCG单体的加载。而在各组水凝胶图谱中,1476cm 处归属于QCS中季铵化的甲基基团的‑C‑H键向更低的波数移动,表明存在氢键和阳离子‑π相互作用,证明了QCS的加载。
[0122] 如图2所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜的含水量均大于40%,符合国家标准(GB11417)要求,证明实施例1‑5中水凝胶接触镜具有较好的含水量。
[0123] 如图3所示,实施例1‑5的水凝胶在可见光波长范围内的透光率均大于90%,证明实施例1‑5中水凝胶接触镜具有优异的透光能力。
[0124] 如图4所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜中,在与中药单体进行物理交联后,显著提升了其机械性能,具有良好的拉伸强度及断裂伸长率,保证了接触镜的耐用性和可靠性。
[0125] 如图5所示,实施例2‑5的水凝胶接触镜具有药物缓释作用,能在60h内持续释放药物。
[0126] 如图6所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜通过清除DPPH·实验和ABTS·+实验评估水凝胶的自由基清除能力,证实了含药水凝胶接触镜的抗氧化能力。随载药浓度的增大,接触镜抗氧化效果逐渐增强。
[0127] 如图7所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜通过平板计数法,证明各实施例对金黄色葡萄球菌(S.aureus)及大肠杆菌(E.coli)均具有较好的抗菌能力。
[0128] 如图8所示,优选实施例3的水凝胶接触镜进行在体药效研究,相比于阳性药左氧氟沙星滴眼液治疗后,实施例接触镜处理的角膜组织恢复迅速,展现出更优异的治疗效果。
[0129] 如图9所示,实施例3组水凝胶接触镜对动物模型处理后,分别对角膜组织进行免疫荧光测定,其中IL‑6、IL‑1β和TNF‑α是感染相关炎症反应的代表性炎症因子。相比于其他组各炎症因子的明显荧光表达,实施例组炎症因子的几乎未有表达,表明该水凝胶接触镜在治疗细菌性角膜炎方面具有显著的抗炎效果。
[0130] 如图10所示,进一步对免疫荧光中各组IL‑6、IL‑1β和TNF‑α的相对平均荧光强度进行半定量分析,实施例3组与其他各组治疗后的炎症荧光强度均具有显著性差异,进一步证明其优异的抗炎效果。
[0131] 如图11所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜通过细胞毒性测定,细胞存活率均大于80%,证明该材料具有良好的细胞相容性。
[0132] 如图12所示,实施例1‑5的水凝胶接触镜通过溶血测定,溶血率均低于5%,证明该材料具有良好的血液相容性。
[0133] 如图13为实施例2组水凝胶接触镜眼刺激性观测效果图,在连续观测中,大鼠佩戴接触镜前后眼球无明显差异,眼球结构完整,角膜实质清晰透明,无浑浊,结膜血管清晰可见,无明显充血现象。表明该接触镜在短期内对大鼠眼球无刺激性,未引起任何眼部急性不良反应,具有良好的生物安全性。
[0134] 通过上述实验结果表明,本发明各实施例的药物缓释型多功能水凝胶角膜接触镜具有理想含水量、卓越透光率以及优异机械强度,能够实现药物缓释作用。在抗氧化、抗菌和抗炎等方面具有显著的生物活性,特别是在治疗细菌性角膜炎方面,相比于阳性药左氧氟沙星滴眼液,该接触镜显示出了更加优异的疗效。此外,材料的生物安全性也得到了体内外研究的一致证实,具有良好生物相容性和安全性,是一种具有潜力的新型眼科药物递送系统。
[0135] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。