本發(fā)明屬于假體材料領(lǐng)域，尤其涉及一種人工角膜光學(xué)中心部及其制備方法、人工角膜。
背景技術(shù)：
在全球范圍內(nèi)，角膜病是繼白內(nèi)障、青光眼、老年黃斑變性之后位列第四的致盲性眼病。據(jù)美國(guó)眼庫(kù)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，全球每年實(shí)施角膜移植手術(shù)約10萬(wàn)例，其中一半是在美國(guó)完成的，并約有13％的病例移植失敗，那么有相當(dāng)一部分手術(shù)失敗的患者需要使用人工角膜移植來(lái)復(fù)明。我國(guó)現(xiàn)在因角膜及眼表疾病需要接受角膜移植手術(shù)的人數(shù)超過(guò)1000萬(wàn)，而每年接受角膜移植手術(shù)的病人則不到5000人。角膜資源的嚴(yán)重匱乏、角膜大面積瘢痕化、深度血管化、淚膜特性改變所致的移植失敗，都使得人工角膜植入術(shù)成為其重建視力的最終手段，也成為挽救這些患者視力的唯一希望。
目前，人工角膜主要分為非組織工程人工角膜和組織工程人工角膜。非組織工程人工角膜是由多孔周邊支架部與光學(xué)中心部?jī)蓚€(gè)部分組成。多孔周邊支架部與機(jī)體組織間的相容性對(duì)穩(wěn)固光學(xué)中心部有著重要作用，而光學(xué)中心區(qū)需要較高的透明度、適合的屈光度、抗菌性以及較好的生物相容性，其表面對(duì)于鈣質(zhì)沉淀以及細(xì)胞粘附也需有較強(qiáng)的抵抗能力。然而，現(xiàn)有的人工角膜光學(xué)中心，在植入后會(huì)出現(xiàn)鈣質(zhì)沉淀、細(xì)胞吸附、蛋白吸附等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致前后增值膜的形成，使得人工角膜的透光率變差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種人工角膜光學(xué)中心部及其制備方法、人工角膜，旨在解決現(xiàn)有的人工角膜光學(xué)中心在植入后會(huì)出現(xiàn)鈣質(zhì)沉淀、細(xì)胞吸附、蛋白吸附問(wèn)題，從而提高人工角膜的透光率。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種人工角膜光學(xué)中心部，所述人工角膜光學(xué)中心部為人工角膜光學(xué)中心膜，所述人工角膜光學(xué)中心膜的表面與甜菜堿衍生物進(jìn)行活性可控自由基聚合；所述活性可控自由基聚合為可逆-加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合。
進(jìn)一步地，所述甜菜堿衍生物為磺酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、羧酸甜菜堿甲基丙烯酰胺或磷酰膽堿。
本發(fā)明還提供了上述的人工角膜光學(xué)中心部的制備方法，包括以下步驟：
將甜菜堿衍生物單體、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑、光誘導(dǎo)劑、助劑及溶劑混合，攪拌后得混合液，將所述混合液置于透明裝置中；
將人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于所述混合液中；
通過(guò)LED燈或日光燈輻照所述混合液10-48h，使用去離子水中去除未反應(yīng)的物質(zhì)，獲得表面被甜菜堿衍生物修飾的人工角膜光學(xué)中心膜。
進(jìn)一步地，所述甜菜堿衍生物單體、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑、光誘導(dǎo)劑、助劑、溶劑的質(zhì)量比為10-1:5-0.5:5-1:2-0.2:10-5:100-40。
進(jìn)一步地，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為二硫代酯類(lèi)、二硫代氨基甲酸類(lèi)、黃原酸酯類(lèi)或三硫代碳酸酯類(lèi)物質(zhì)。
進(jìn)一步地，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、二硫代萘甲酸異丁腈酯和乙基黃原酸-2-丙酸酯。
進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁氰或4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)。
進(jìn)一步地，所述光誘導(dǎo)劑為伊紅Y、甲基藍(lán)、尼羅紅或熒光黃；所述助劑為二甲基亞砜或三乙醇胺；所述溶劑為水或乙醇。
進(jìn)一步地，所述LED燈或日光燈與所述透明裝置的距離為6-10cm。
本發(fā)明還提供了一種人工角膜，包括上述的人工角膜光學(xué)中心部。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明實(shí)施例提供的人工角膜光學(xué)中心部，由活性可控自由基聚合法將甜菜堿衍生物單體修飾至人工角膜光學(xué)中心膜的表面，經(jīng)修飾后的人工角膜光學(xué)中心膜具有良好的生物相容性、抗鈣質(zhì)沉積、抗菌性和抗細(xì)胞粘附性等性能，可有效解決人工角膜植入后光學(xué)中心區(qū)因前后增殖膜產(chǎn)生而透明度下降的問(wèn)題。
本發(fā)明實(shí)施例提供的人工角膜光學(xué)中心部的制備方法，所需要反應(yīng)條件溫，在室溫下反應(yīng)即可進(jìn)行；反應(yīng)活性可控，僅需要在較低功率的光源下，通過(guò)控制光源的開(kāi)-關(guān)達(dá)到精確控制修飾反應(yīng)的進(jìn)行；所需要反應(yīng)官能團(tuán)種類(lèi)較多；所適應(yīng)的反應(yīng)體系較為豐富，水體系、乳液體系等均可以反應(yīng)。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種人工角膜光學(xué)中心部，一種人工角膜光學(xué)中心部，所述人工角膜光學(xué)中心部為人工角膜光學(xué)中心膜，所述人工角膜光學(xué)中心膜的表面與甜菜堿衍生物進(jìn)行活性可控自由基聚合；所述活性可控自由基聚合為可逆-加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合。
甜菜堿衍生物單體當(dāng)表面含有納米尺度的來(lái)自于兩性離子或者混合電荷而得到的平衡電荷基團(tuán)時(shí)，由于這兩者都能通過(guò)離子溶劑化而具有很強(qiáng)的親水性，從而使得表面成為抗非特異性蛋白吸附表面。正電荷與負(fù)電荷以一定的比例混合時(shí)，可以得到有效抗非特異性蛋白吸附的表面。其中，兩性離子聚合物是指在分子鏈中同時(shí)包含陽(yáng)離子和陰離子基團(tuán)的高分子，由于在水溶液中具有較強(qiáng)的水合能力與抑制蛋白質(zhì)吸附性，兩性離子高分子膜具有較好的抗污染性。
本發(fā)明實(shí)施例提供的人工角膜光學(xué)中心部，由活性可控自由基聚合法將甜菜堿衍生物修飾至人工角膜光學(xué)中心膜的表面，經(jīng)修飾后的人工角膜光學(xué)中心膜具有良好的生物相容性、抗鈣質(zhì)沉積、抗菌性和抗細(xì)胞粘附性等性能，可有效解決人工角膜植入后光學(xué)中心區(qū)因前后增殖膜產(chǎn)生而透明度下降的問(wèn)題。
具體地，所述甜菜堿衍生物為磺酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、羧酸甜菜堿甲基丙烯酰胺或磷酰膽堿。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了包括上述人工角膜光學(xué)中心部的人工角膜。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述的人工角膜光學(xué)中心部的制備方法，包括以下步驟：
將甜菜堿衍生物單體、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑、光誘導(dǎo)劑、助劑及溶劑混合，攪拌后得混合液，將所述混合液置于透明裝置中；
將人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于所述混合液中；
通過(guò)LED燈或日光燈輻照所述混合液10-48h，使用去離子水中去除未反應(yīng)的物質(zhì)，獲得表面被甜菜堿衍生物修飾的人工角膜光學(xué)中心膜。
本發(fā)明實(shí)施例提供的人工角膜光學(xué)中心部的制備方法，所需要反應(yīng)條件溫和，在室溫下反應(yīng)即可進(jìn)行；反應(yīng)活性可控，僅需要在較低功率的光源下，可通過(guò)控制光源的開(kāi)-關(guān)達(dá)到精確控制修飾反應(yīng)的進(jìn)行；所需要反應(yīng)官能團(tuán)種類(lèi)較多；所適應(yīng)的反應(yīng)體系較為豐富，水體系、乳液體系等均可以反應(yīng)。
具體地，所述混合液在進(jìn)行燈輻照之前，先通過(guò)1h氮?dú)夤呐莼蛲ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單密封。
所述甜菜堿衍生物單體、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑、光誘導(dǎo)劑、助劑、溶劑的質(zhì)量比為10-1:5-0.5:5-1:2-0.2:10-5:100-40。通過(guò)限制所述質(zhì)量比，并攪拌均勻，使所得混合液為帶顏色(不同光誘導(dǎo)劑，顏色不同，如藍(lán)色、紅色、綠色)、且透明的液體，以使所制備的水凝膠的表面接枝率提高，生物相容性、抗鈣質(zhì)沉積、抗菌性和抗細(xì)胞粘附性等性能更佳。
具體地，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為二硫代酯類(lèi)、二硫代氨基甲酸類(lèi)、黃原酸酯類(lèi)或三硫代碳酸酯類(lèi)物質(zhì)。所述鏈轉(zhuǎn)移劑為4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、二硫代萘甲酸異丁腈酯和乙基黃原酸-2-丙酸酯。所述引發(fā)劑為偶氮二異丁氰或4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)。所述光誘導(dǎo)劑為伊紅Y、甲基藍(lán)、尼羅紅或熒光黃；所述助劑為二甲基亞砜或三乙醇胺；所述溶劑為水或乙醇。
具體地，所述LED燈或日光燈與所述透明裝置的距離為6-10cm。所述LED燈或日光燈與所述透明裝置的距離不同，所述修飾反應(yīng)的速率不同，所述人工角膜光學(xué)中心膜表面接枝率不同，最終制備的人工角膜光學(xué)中心膜的生物相容性、抗鈣質(zhì)沉積、抗菌性和抗細(xì)胞粘附性等性能不同。
具體地，所述LED燈或日光燈的功率為5-10W，且發(fā)出的光包括波長(zhǎng)450-800nm的光。所述功率及光波長(zhǎng)會(huì)影響修飾的速率及膜表面接枝率。
實(shí)施例1
(1)將磺酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、偶氮二異丁氰、伊紅Y、二甲基亞砜、乙醇按質(zhì)量比8：1：1：0.5：5：50混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)溶液鼓泡1h除氧，通過(guò)10W、460nm的LED燈輻照24h，樣品與燈的距離為10cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
實(shí)施例2
(1)將磺酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、伊紅Y、二甲基亞砜、水按質(zhì)量比5：0.5：1：0.5：10：100混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)溶液鼓泡10min除氧，通過(guò)10W、460nm的LED燈輻照18h，樣品與燈的距離為10cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
實(shí)施例3
(1)將羧酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、二硫代萘甲酸異丁腈酯、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、甲基藍(lán)、三乙醇胺、水按質(zhì)量比6：0.5：1：1：10：80混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)溶液鼓泡1h除氧，通過(guò)8W、635nm的LED燈輻照32h，樣品與燈的距離為8cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
實(shí)施例4
(1)將羧酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、偶氮二異丁氰、熒光黃、二甲基亞砜、乙醇按質(zhì)量比5：1.5：1：1：10：50混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)溶液鼓泡1h除氧，通過(guò)10W、460nm的LED燈輻照24h，樣品與燈的距離為10cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
實(shí)施例5
(1)將磷酰膽堿、4-氰基戊酸二硫代苯甲酸、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、伊紅Y、三乙醇胺、水按質(zhì)量比8：1：1：1：10：80混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)在密閉環(huán)境下(可不除氧)，通過(guò)10W、460nm的LED燈輻照10h，樣品與燈的距離為10cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
實(shí)施例6
(1)將磷酰膽堿、二硫代萘甲酸異丁腈酯、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、尼羅紅、三乙醇胺、乙醇按質(zhì)量比8：1：1：1：10：80混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)溶液鼓泡1h除氧，通過(guò)10W、530nm的LED燈輻照48h，樣品與燈的距離為10cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
實(shí)施例7
(1)將磷酰膽堿、乙基黃原酸-2-丙酸酯、4,4'-偶氮(4-氰基戊酸)、尼羅紅、二甲基亞砜、乙醇按質(zhì)量比8：1：1：1：10：80混合，通過(guò)攪拌使所有物質(zhì)混合均勻得到帶顏色、透明的液體，灌注至透明玻璃瓶中；(2)將100cm2的人工角膜光學(xué)中心膜浸泡于(1)所準(zhǔn)備的溶液中；(3)通過(guò)氮?dú)鈱?duì)溶液鼓泡1h除氧，通過(guò)10W白光燈輻照24h，樣品與燈的距離為10cm，從而得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜；(4)通過(guò)透析方式，在大量去離子水中透析除去多余的未反應(yīng)的物質(zhì)，得到經(jīng)甜菜堿衍生物單體修飾的人工角膜光學(xué)中心膜成品。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。