一种接触镜及其在诊疗感染性角膜炎的应用

摘要

本发明公开一种接触镜，包括和眼睛直接接触的内层与和外界接触的外层，所述内层由第一水凝胶组成，所述外层由第二水凝胶组成；所述第一水凝胶由第一溶液和第二溶液交联而成，所述第二水凝胶由第三溶液和第四溶液交联而成；所述第一溶液包括pH指示剂；所述第二溶液包括光敏剂。本发明还公开了上述接触镜的制备方法和应用。本发明提供的接触镜通过pH指示剂是否变色可以对是否感染作出诊断，在感染的酸性条件下，接触镜可以在40min内发生变色，同时通过降解来释放光敏剂，进一步在近红外激光照射下通过产生单线态氧杀死包括耐药菌在内的多种病菌。本发明制备方法简单快捷，使用方便。

说明书

技术领域

本发明涉及隐形眼镜领域，具体涉及一种接触镜及其在诊疗感染性角膜炎的应用。

背景技术

感染性角膜炎是引起致盲的重要原因之一，主要包括真菌性、细菌性和病毒性角膜感染。此外，角膜外部损伤、不正确佩戴接触镜、抗生素滥用以及由糖尿病等慢性代谢性疾病引起的自身免疫能力下降也会引起角膜感染。众所周知，构成角膜主要结构的前弹力层和基质层不具有再生能力，一旦角膜感染后得不到及时的治疗，形成严重的急性化脓性角膜溃疡后蔓延至全角膜甚至全眼球，进而导致溃疡穿孔和眼内容物脱出，威胁视力。因此，感染的及时诊断和监测对于感染性角膜炎的治疗也至关重要，尤其是由慢性全身性疾病如糖尿病引起的难治性感染性角膜炎。

在临床中，对抗角膜感染的传统手段是在急性炎症前期，应用高浓度的广谱抗生素频繁滴眼，待明确病因后使用头孢唑林钠、妥布霉素、左氧氟沙星及万古霉素等敏感性药物进行治疗。但是由于角膜自身屏障作用，导致滴眼液在眼表停留时间短，使得药物利用率大大降低。除此之外，由于抗生素的广泛使用，导致各种细菌对不同的抗生素都出现了耐药，甚至出现了一些多重耐药的超级细菌，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，几乎对所有的β-内酰胺类抗生素耐药，大大的增加了临床治疗的难度。因此，迫切需要找到一种不仅具有临床诊断能力，而且还能够在角膜发生感染后对多种微生物进行抑制，同时促进角膜修复的新型治疗方案。

光动力疗法作为一种新型的治疗模式，1903年由Niels R.Finsen首次发现并用于皮肤疾病的治疗，至今已经具有100多年的历史。相比于传统治疗模式，光动力疗法不仅具有光控选择性和对正常组织细胞的低损伤等优势，而且即使是对已经产生耐药的肿瘤细胞和细菌等同样有效，因此已经广泛用于治疗不同类型的肿瘤与感染性疾病中，如乳腺癌、宫颈癌、伤口修复和肺炎等。眼睛作为人体唯一的光学器官，它本身具有的透光特性为采用光动力疗法提供了得天独厚的条件。由于光动力疗法是通过激发态的光敏剂激发能量，把能量传递给周围的氧，生成活性很强的单态氧，单态氧和相邻的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性作用，进而导致细菌死亡；但是这一过程需要氧气的供应，而在感染条件下，角膜局部缺氧，会严重影响光动力治疗的有效性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有角膜感染在临床中面临诊断不及时和药物治疗效果差的问题，从而提供一种接触镜及其在诊疗感染性角膜炎的应用。

为此，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种接触镜，包括和眼睛直接接触的内层与和外界接触的外层，所述内层由第一水凝胶组成，所述外层由第二水凝胶组成；

所述第一水凝胶由第一溶液和第二溶液交联而成，所述第二水凝胶由第三溶液和第四溶液交联而成；

所述第一溶液包括pH指示剂；

所述第二溶液包括光敏剂。

进一步地，所述pH指示剂占所述第一溶液的0.001-0.1wt％，光敏剂占所述第二溶液的0.0005-0.008wt％。

所述第三溶液包括蓝藻细菌，所述蓝藻细菌在所述第三水凝胶中的浓度为1×10

优选地，

所述pH指示剂为对-硝基酚、酚酞、百里酚酞和α-萘酚酞、酚红、甲酚红、溴酚蓝、百里酚蓝、甲基橙或中性红中的一种；

所述光敏剂为吲哚菁绿(ICG)、二氢卟吩(Ce6)、花菁素(IR780)、亚甲基蓝和锆卟啉金属有机框架(PCN-224和PCN-226)中的一种；

进一步地，

所述第一溶液、第二溶液、第三溶液和第四溶液的溶剂均为超纯水；

所述第一溶液还包括聚乙烯亚胺、壳聚糖或壳聚糖衍生物中的一种或者多种，占所述第一溶液的1-2.5wt％；

所述第二溶液还包括氧化海藻酸钠，占所述第二溶液的5-10wt％；

所述第三溶液还包括壳聚糖或壳聚糖衍生物中的一种或者多种，占所述第三溶液的1-2.5wt％；

所述第四溶液还包括琼脂糖，占所述第四溶液的1-5wt％。

所述第一溶液、第二溶液组成、第三溶液和第四溶液的体积比为 1:1:1:2。

所述内层厚度为0.1-1mm，所述外层厚度为0.1-1mm。

本发明还提供上述接触镜的制备方法，包括如下步骤：

S1：分别配置第一溶液、第二溶液、第三溶液和第四溶液；

S2：将第一溶液和第二溶液混合后加入模具中，0.5-1h后加入第三溶液和第四溶液，待彻底成胶后得到所述接触镜。

本发明还提供上述接触镜的用途，用于诊疗感染性角膜炎。

本发明技术方案，具有如下优点：

(1)本发明提供的接触镜采用内外双层结构，内层的水凝胶含有pH 指示剂和光敏剂，通过pH指示剂是否变色可以对是否感染作出诊断。在感染的酸性条件下，接触镜可以在40min内发生变色，同时通过降解来释放光敏剂，进一步在激光照射下通过产生单线态氧杀死包括耐药菌在内的多种病菌。

(2)本发明提供的接触镜中外层负载蓝藻细菌的水凝胶不可降解，同时蓝藻细菌在可见光照射下可以持续性产氧，通过增强光动力疗法抵抗细菌感染，产生的氧气还能缓解接触镜在长期佩戴的过程中造成的眼表缺氧，进而促进角膜修复。

(3)本发明提供的接触镜通过外层水凝胶中的交联剂等材料和内层的氧化海藻酸钠之间的所形成的席夫碱键，使得内外两层可以紧密结合，在使用时不会出现脱离的情况。

(4)本发明制备方法简单快捷，而且能够同时进行诊断与治疗感染性角膜炎，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1得到的接触镜；

图2为本发明实施例1中的变色实验结果；

图3为本发明试验例1中的抗菌实验结果。

附图标记：

1-内层；2-外层。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。

本发明实施例中使用的蓝藻细菌为聚球藻PCC7942，购自中科院水产科学研究院。

本发明实施例中使用的氧化海藻酸钠的制备方法如下：

室温条件下，将1g海藻酸钠分散于80mL超纯水中，然后将1.08g NaIO

实施例1

本实施例提供一种接触镜，其具体制备方法如下：

首先将含有溴酚蓝(0.2mg/mL)的羧甲基壳聚糖溶液(25mg/mL) 和含有PCN-224(80μg/mL)的氧化海藻酸钠溶液(50mg/mL)混合迅速加入到模具中作为接触镜的内层，静置0.5h后将载有蓝藻细菌(5×10

其结构如图1所示，包括内层1和外层2，其中图1为了表现出接触镜的结构，对内层1和外层2进行了加厚处理。

通过对上述接触镜性能进行测试表征发现，取此双层接触镜，放入24 孔板中，置于不同的pH环境的PBS下以及不同培养时间的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)环境下，记录颜色变化，如图2所示，其中，图2 (A)为不同的pH环境的PBS，图2(B)为不同培养时间的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)环境，可以看出接触镜的内层在pH＝5.5或者感染条件(即MRSA培养9小时以上)下，40min内出现了肉眼可见的颜色变化，颜色由灰蓝色变为黄绿色。利用波长为660nm的激光照射(5 min，200mW/cm

实施例2

本实施例提供一种接触镜，其具体制备方法如下：

首先将含有甲基红(0.5mg/mL)的聚乙烯亚胺溶液(20mg/mL)和含有Ce6(40μg/mL)的氧化海藻酸钠溶液(50mg/mL)混合迅速加入到模具中作为接触镜的内层，静置1h后将载有蓝藻细菌(1×10

通过对上述接触镜性能进行表征发现，其中接触镜的内层在pH＝5.5 或者感染条件下，40min内出现了肉眼可见的颜色变化，颜色由黄色变成橙色，且在4h后，85％的接触镜已经降解，进一步利用波长为660nm 的激光照射(2min，200mW/cm

实施例3

本实施例提供一种接触镜，其具体制备方法如下：

首先将对-硝基酚(1mg/mL)的羧甲基壳聚糖溶液(40mg/mL)和含有花菁素(IR780)(40μg/mL)的氧化海藻酸钠溶液(60mg/mL)混合迅速加入到模具中作为接触镜的内层，静置0.6h后将载有蓝藻细菌 (1×10

通过对上述接触镜性能进行测试表征发现，其中接触镜的内层在 pH＝5.5或者感染条件下，40min内出现了肉眼可见的颜色变化，颜色由黄色变为无色，且在2h后，80％的接触镜已经降解，进一步利用波长为 660nm的激光照射(2min，200mW/cm

实施例4

本实施例提供一种接触镜，其具体制备方法如下：

首先将含有中性红(0.5mg/mL)的羧甲基壳聚糖溶液(40mg/mL) 和含有亚甲基蓝(MB)(80μg/mL)的氧化海藻酸钠溶液(50mg/mL) 混合后迅速加入到模具中作为接触镜的内层，静置0.7h后将载有蓝藻细菌(5×10

通过对上述接触镜性能进行测试表征发现，其中接触镜的内层在 pH＝5.5或者感染条件下，40min内出现了肉眼可见的颜色变化，颜色由亮黄色变为红色，且在2h后，70％的接触镜已经降解，进一步利用波长为660nm的激光照射(2min，200mW/cm

试验例1

本试验例为抗菌实验，取G0代表PBS组(无水凝胶)，G1代表不含有蓝藻的实施例1的外层水凝胶，G2为实施例1的外层水凝胶，G3代表不含有光敏剂的实施例1的内层水凝胶，G4为实施例1的内层水凝胶，G5 代表实施例1得到的接触镜。将6组产品置于pH＝5.5的PBS溶液中，将细菌(大肠杆菌E.coli、金黄色葡萄球菌S.aureus和耐加氧西林金黄色葡萄球菌MRSA)与上述不同的水凝胶孵育，并给予激光(660nm)照射5分钟，其照片如图3所示，同时，将图3得到的结果统计得到表1中各组的细菌存活率。

表1不同细菌在不同条件下的存活率

从图3和表1中可知，G5的杀菌效果远远高于其余对照组，其中G3 明显优于G1和G2，这是由于G3中含有的组分壳聚糖浓度高于G1、G2，具有一定的杀菌能力；G4由于光敏剂的存在，其杀菌能力高于G0、G1、G2和G3，但是和G5相比略低，这是因为G5含有蓝藻，能持续产氧，氧气可增强光动力治疗的效果，G4仅有光敏剂，光动力疗效被有限的氧气供应而抑制。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。