CN104984410A - 一种降解可控的泪道栓及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降解可控的泪道栓及其制备方法，本发明的泪道栓是以交联的胶原基质为主要原料，通过均质、冻干成型等处理步骤得到的一种防滑脱、多种形状、多种降解时间的新型可吸收泪道栓。设计的多种形状均既能够便于手术植入，又能够有效地防止滑脱，加之植入后吸水膨胀，更加确保了产品植入后的稳定性，安全性极高。另外，产品本身特有的微孔结构，可避免产品植入后出现溢泪等并发症。该方法工艺简单，可操作性强。制备的产品能够有效的缓解或治疗干眼症。

Description

一种降解可控的泪道栓及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于治疗干眼症的泪道栓及其制备方法。尤其涉及以胶原基质为主要原料，制备出工艺简单、防滑脱、避免溢泪、多种形状、多种降解时间新型可吸收泪道栓。

背景技术

干眼症又称干眼病，角结膜干燥症等，是由于多种原因引起的泪液质和量及动力学发生异常而导致泪膜发生不稳定的情况，属于一种慢性疾病，可损害眼表或产生免疫性炎症，临床表现为眼表面出现异常并且眼部出现干涩感、异物感、疼痛感等不适症状，其中眼部干涩是最明显的症状。干眼症在一定程度上诱导视力下降，病情严重的患者甚至有失明的风险。

据最新的流行病学调查显示，世界范围的干眼症患病率为5%～34%，我国干眼症的患病率约为7.8%～33.78%。随着现代人对计算机的依赖使用及工作环境诱因，每天在电脑前工作3小时以上的人，90%以上可能患干眼症。据报道在未来5年内，干眼症患者数会以每年10%的速度递增。另外，近些年来，随着准分子激光手术、青光眼手术等眼科手术的不断普及，术后干眼患者也越来越多。干眼症已然成为世界性的一种慢性眼科疾病，大大降低了人们的工作和生活质量。

临床上治疗干眼症比较常见的方法是人工泪液，去除病因，泪点封闭。其中人工泪液的治疗方法需要的治疗时间较长，并且容易复发，而且只能治疗轻度干眼症。封闭泪点虽简单有效，但容易引起瘢痕，并且伴有疼痛，手术也具有不可逆性。因此目前泪道栓塞术是治疗干眼症的最佳有效方法。

泪道栓塞是一种较新的泪管封闭技术，通过机械性的堵塞泪道而使泪液排除减少，延长其在眼表面的停留时间，以达到改善眼表环境，从而减轻干眼症状。或者延长药物在眼表面的时间，从而提高药物治疗效果，明显减轻患者干眼的症状。

泪道栓根据降解时间可以分为永久型（不可降解型）和可降解型。永久型一般是由硅胶或不锈钢等金属材料制成，植入后不可降解。永久型的泪道栓植入后会有肉芽产生的风险，还可能出现溢泪等并发症，需再次进行手术治疗。另外，这种永久型的泪道栓一旦后术后出现了症状的复发，很难判断是塞子移位所致还是病情恶化所致。中国专利201310304213.9中提及的泪小管阻芯，其阻芯一端为锥形，另一端为圆盘状，植入后圆盘暴露在泪小管外，这种设计虽然能够防止产品滑进泪道，但是也会引起患者的不适，还可能出现损伤眼表等不良情况。 中国专利200710030583.2中提及一种用合金制备的泪道栓子，能够避免出现溢泪问题，但又存在不可降解的各种缺点。

可降解型的泪道栓一般是以动物源性胶原、海藻酸钠或丙烯酸等为主要原料制备而成。植入后在一定时间内降解，可使泪道恢复通畅，主要针对短期试验性治疗和季节性干眼。可降解型的泪道栓没有肉芽形成的报道，安全性相对较高，临床效果也较好。但高分子材料制备的可降解的泪道栓在植入后的降解过程中可能引起组织炎性反应。而天然物质制备的可降解的泪道栓同样存在一定问题，比如容易滑脱、工艺复杂、形成包裹、溢泪等一些并发症。中国专利200810228181.8中描述了一种以海藻酸钠为主要原料的泪道栓子，该栓子的配方及制备工艺十分复杂，并且对设备的要求高，不适合放大生产。另外，目前报道的可降解产品均为在特定的时间内降解，而患有不同程度干眼症的患者，需要植入泪道栓治疗的时间也不同。若采用单一降解时间的产品治疗会导致一些可避免的并发症或其他风险出现。如只需要短期植入泪道栓的患者如果植入了较长时间的存在或不降解的产品就可能会产生一些如溢泪、包裹等并发症。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于：提供一种用于治疗干眼症的防滑脱、多种结构、多降解时间的新型可吸收泪道栓及其制备方法。涉及的方法不仅工艺简单，而且能够缓解或解决植入后溢泪和眼表不适等不良现象。

本发明所制备的泪道栓，其特征为，以胶原基质为主要原料，通过不同程度的交联，得到不同形状、不同降解时间的产品，且在植入后会出现1~3倍的体积膨胀，加之防滑脱装置的设计，使产品可以稳定的存留在植入部位。

所述的胶原基质可来源于富含胶原的人或动物组织。

所述的交联剂可以是碳二亚胺、醛类、环氧化合物等。优选的交联剂是1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺（EDC）和戊二醛。

所述的不同形状见图1，共有三种形状，主体形状均为圆柱型，其中A型和C型的植入顶端部分为圆锥形或圆钝形，方便植入，而A型的中间部分设有一个或若干个截面为梯形的突出的圆盘，C型的末端设有截面为梯形的突出圆盘，这些圆盘可防滑脱；B型的植入顶端部位为圆锥形，方便植入，且圆锥形末端直径较大，同样可防滑脱。并且在A、B型表面均匀分布有4~10条凹槽，使产品植入后不会完全阻塞泪道。产品在使用时均完全植入，避免了植入物部分暴露于泪小管外可能引起的眼部不适，而且可缓解或解决溢泪等并发症。所述的不同降解时间约为1~18个月。

本发明所提出的降解可控的泪道栓的制备方法，包括胶原基质的制备、交联和成型。具体步骤如下：

步骤一、胶原基质的制备：若选用皮质骨作为胶原来源，则将皮质骨的切割粉碎，得到粒径为0.05~0.25mm的骨粉，反复清洗以去除血渍和其他杂物。然后进行脱脂脱钙和病毒灭活的处理，具体方法可参考文献进行。

溶胀：按质量比为1:5~1:20加入3%~5%的醋酸或0.1~0.3M盐酸溶液浸泡2~5天，该步骤的作用是溶胀骨粉颗粒，使其质地变得柔软，便于后期的处理。然后用纯化水对溶胀后的骨粉反复清洗直至pH为6~7。然后沥干或进行抽滤，除去骨粉中的自由水。

均质：按质量比为1:3~1:8加入纯化水，均质为细腻均匀的凝胶，其中均质需在4℃条件下进行，防止胶原变性。该步骤的作用是将骨粉全部均质为凝胶状胶原基质。

通过该方法得到的胶原基质不仅成分几乎全为胶原，而且制备方法大大简化，成本低，效率高，耗时短，适合产业化大生产。

若从肌腱、皮肤等组织中提纯胶原可参考文献方法进行。用2%的乙酸溶解成浓度为1%~10%的胶原基质，备用。

步骤二、交联：向步骤一所得的胶原基质中加入交联剂，交联剂加入的质量分数为0.01%~5%，交联温度为4~30℃，交联时间为1~24小时，搅拌速度为80 ~300r/min。交联剂可以是碳二亚胺、醛类、环氧化合物等。

得到的产品降解时间为1~18个月，这样可以充分满足不同的临床需求。另外降解产物为水和二氧化碳，对人体无任何负面影响。优选的交联剂是1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺（EDC）和戊二醛。

步骤三、清洗：用0.01~0.05M PBS或纯化水进行透析振荡清洗，每2~8小时换液一次，换液不少于3次。该步骤可去除残留的交联剂和其他残留试剂。

步骤四、匀浆：将步骤三中得到的交联胶原基质加入适量的纯化水进行4℃条件下的匀浆处理至形成其粘度为1000±200mPa/s的凝胶。也可在匀浆过程中加入药物，使其能够在使用过程中缓慢释放药物，从而较好的治疗或缓解干眼症或其他眼部不适症状。

步骤五、成型冻干：将步骤四中的凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定形状和结构的样品。如附图1所示，其中A、B、C型的长度均为2.0±0.2mm。A、B型产品直径为0.4~0.5mm，表面具有均匀分布的4~10条轴向凹槽，使产品植入后不会完全阻塞泪道。C型在冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针从样品中心竖直穿过，得到外径为0.9~1.3mm，内径为0.5~0.7mm的产品。三种形状的产品主体形状均为圆柱型，其中A型和C型的植入顶端部分为圆锥形或圆钝形，方便植入，而A型的中间部分设有1个或若干个截面为梯形的突出的圆盘，C型的末端设有截面为梯形的突出圆盘，这些圆盘可防滑脱；B型的植入顶端部位为圆锥形，方便植入，且圆锥形末端直径较大，同样可防滑脱。所有的产品在使用时均全部植入泪小管，避免植入后患者出现眼部不适等问题。另外，所有类型的产品表面及内部均分布着微孔，如附图2所示，这是由于交联的胶原基质在冻干后会出现一定孔隙结构。当患者眼部泪液较多时，由于压力作用，泪液注入这些微孔中，起到蓄水池的作用，避免出现溢泪的不良反应。

步骤六、包装灭菌：将步骤五中的样品进行包装，灭菌后即可得到最终产品。灭菌可选择10~25kGy钴60辐照和100~300kev电子束灭菌、6~12小时环氧乙烷等灭菌方法。

本发明与原有技术相比的优点：

（1）本发明所提及的泪道栓具有不同的形状规格，顶端呈圆锥形或圆钝形，便于植入，并请都设有防滑脱的装置，加之植入吸水后会有1~3倍的体积膨胀，可以使产品更好的稳定在植入部位，不会滑脱移位，安全性高。

（2）产品可完全植入泪小管中，避免部分产品暴露在泪小管外可能引起的眼部异物感和眼表损伤。产品特有的微孔结构更能起到“蓄水池”的作用，能够缓解和解决溢泪等不良症状。还可以向产品制备过程中添加合适的药物，可实现在使用过程中释放药物的效果。

（3）不同交联度的产品具有不同的降解时间，可实现约1~18个月的体内存留时间，充分满足了不同患者的不同需求，避免出现了由于植入了降解时间不适合的产品而导致的溢泪、包裹等并发症，从而改善预后。

（4）本发明涉及的以皮质骨为原料制备胶原基质的工艺中，不仅成分几乎全为胶原，而且制备方法大大简化，成本低，效率高，耗时短，适合产业化大生产。

附图说明：

图1为泪道栓的不同规格。其中A、B、C型的长度均为2.0±0.2mm。A、B型产品直径为0.4~0.5mm，表面具有均匀分布的4~10条轴向凹槽。C型产品外径为0.9~1.3mm，内径为0.5~0.7mm。图中细实线代表凹槽。

图2为冻干后的产品表面（图A）和内部（图B）的扫描电镜图。由图可以表明，产品的表面及内部都存在着微孔结构。这种结构可起到“蓄水池”的作用，缓解或避免患者在植入产品后出现溢泪等不良症状。

具体实施方式

以下结合实例对本发明技术方案做进一步的详细说明。

实施例1

参考文献方法从牛肌腱中提纯胶原蛋白，溶于2%的醋酸溶液中，得到浓度为1%的胶原蛋白溶液。

交联：向上述胶原蛋白溶液中加入质量分数为0.01%的EDC，25℃下交联时间为24小时，搅拌速度为80r/min。然后用纯化水进行反复透析振荡清洗，每8小时换液一次，共换液3次。

匀浆：向得到的交联胶原基质中加入适量的纯化水进行4℃条件下的匀浆处理至形成粘度为800mPa/s的细腻均匀凝胶状物质。

成型冻干：将凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定结构的样品，在A、B型样品表面均匀分布有4条轴向凹槽；冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针竖直穿过C型样品中心，得到规定结构的产品，结构如图1所示。最后进行包装，10kGy钴60辐照灭菌后即可得到的降解时间为1个月左右的产品。

实施例2

参考文献方法从牛肌腱中提纯胶原蛋白，溶于2%的醋酸溶液中，得到浓度为10%的胶原蛋白溶液。

交联：向上述胶原蛋白溶液中加入质量分数为0.5%的EDC，4℃下交联时间为16小时，搅拌速度为300r/min。然后用纯化水进行反复透析振荡清洗，每4小时换液一次，共换液6次。

匀浆：向得到的交联胶原基质中加入适量的纯化水进行4℃条件下的匀浆处理至形成粘度为1200mPa/s的细腻均匀凝胶状物质。

成型冻干：将凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定结构的样品，在A、B型样品表面均匀分布有10条轴向凹槽；冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针竖直穿过C型样品中心，得到规定结构的产品，结构如图1所示。最后进行包装，25kGy钴60辐照灭菌后即可得到的降解时间为3个月左右的产品。

实施例3

将牛皮质骨的切割粉碎，得到粒径为0.05~0.1mm的骨粉，反复清洗以去除血渍和其他杂物。参考文献方法进行脱脂、脱钙、病毒灭活处理。

溶胀：按质量比为1:5加入0.3M盐酸溶液浸泡2天，然后用大量纯化水对溶胀后的骨粉反复清洗直至pH为6~7。抽滤除去骨粉中的自由水。

均质：按质量比为1:3加入纯化水，在4℃条件下匀浆为细腻均匀凝胶。

交联：向凝胶状胶原基质中加入质量分数为0.1%的EDC， 4℃下交联时间为10小时，搅拌速度为120r/min。然后用纯化水进行反复透析振荡清洗，每8小时换液一次，共换液3次。

匀浆：向得到的交联胶原基质中加入适量的纯化水在4℃条件下进行匀浆处理至形成粘度为900mPa/s的细腻均匀凝胶状物质。

成型冻干：将凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定结构的样品，在A、B型样品表面均匀分布有4条轴向凹槽；冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针竖直穿过C型样品中心，得到规定结构的产品，结构如图1所示。最后进行包装，6小时的环氧乙烷灭菌后即可得到的降解时间为3个月左右的产品。

实施例4

将牛皮质骨的切割粉碎，得到粒径为0.1~0.25mm的骨粉，反复清洗以去除血渍和其他杂物。参考文献方法进行脱脂、脱钙、病毒灭活处理。

溶胀：按质量比为1:20加入3%的醋酸溶液浸泡3天，然后用大量纯化水对溶胀后的骨粉反复清洗直至pH为6~7。沥干除去骨粉中的自由水。

均质：按质量比为1:5加入纯化水，均质为细腻均匀的凝胶状，操作时需在4℃条件下进行，防止其中的胶原成分变性。

交联：向胶原基质中加入质量分数为1%的EDC，30℃条件下交联4小时，搅拌速度为200r/min。然后用0.01M 的PBS进行反复透析振荡清洗，每6小时换液一次，共换液6次。

匀浆：将上述得到的清洗后的交联胶原基质中加入适量的纯化水进行4℃条件下的匀浆处理至形成粘度为1000mPa/s的细腻均匀的凝胶。

成型冻干：将凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定结构的样品，在A、B型样品表面均匀分布有6条轴向凹槽；冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针竖直穿过C型样品中心，得到规定结构的产品，结构如图1所示。最后进行包装，300kev的电子束灭菌后即可得到的降解时间为6个月左右的产品。

实施例5

将牛皮质骨的切割粉碎，得到粒径为0.1~0.25mm的骨粉，反复清洗以去除血渍和其他杂物。参考文献方法进行脱脂、脱钙、病毒灭活处理。

溶胀：按质量比为1:10加入5%的醋酸浸泡5天，然后用大量纯化水对溶胀后的骨粉反复清洗直至pH为6~7。抽滤除去骨粉中的自由水后进行匀浆。

均质：按质量比为1:8加入纯化水，在4℃条件下均质为细腻均匀的凝胶状胶原基质。

交联：向凝胶状胶原基质中加入质量分数为3%的戊二醛，交联温度为25℃，交联时间为1小时，搅拌速度为300r/min。然后用0.05M的PBS缓冲液透析清洗，每2小时换液一次，共换液10次。

匀浆：向得到的交联胶原基质中加入适量的纯化水在4℃条件下进行匀浆处理至形成粘度为900mPa/s的细腻均匀凝胶。

成型冻干：将凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定结构的样品，在A、B型样品表面均匀分布有8条轴向凹槽；冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针竖直穿过C型样品中心，得到规定结构的产品，结构如图1所示。最后进行包装，12小时的环氧乙烷灭菌后即可得到的降解时间为12个月左右的产品。

实施例6

将牛皮质骨的切割粉碎，得到粒径为0.1~0.2mm的骨粉，反复清洗以去除血渍和其他杂物。参考文献方法进行脱脂、脱钙、病毒灭活处理。

溶胀：按质量比为1:10加入0.1M的盐酸浸泡3天，然后用大量纯化水对溶胀后的骨粉反复清洗直至pH为6~7。抽滤除去骨粉中的自由水后进行匀浆。

均质：按质量比为1:6加入纯化水，在4℃条件下均质为细腻均匀的凝胶状胶原基质。

交联：向凝胶状胶原基质中加入质量分数为5%的戊二醛，交联温度为25℃，交联时间为4小时，搅拌速度为300r/min。然后用0.05M的PBS缓冲液透析清洗，每3小时换液一次，共换液10次。

匀浆：向得到的交联胶原基质中加入适量的纯化水在4℃条件下进行匀浆处理至形成粘度为1100mPa/s的细腻均匀凝胶。

成型冻干：将凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定结构的样品，在A、B型样品表面均匀分布有6条轴向凹槽；冻干后用0.5~0.7mm的医用穿刺针竖直穿过C型样品中心，得到规定结构的产品，结构如图1所示。最后进行包装，100kev的电子束灭菌后即可得到的降解时间为18个月左右的产品。

Claims (4)

1.本发明所述的降解可控的泪道栓，其特征为，以胶原基质为主要原料，通过交联剂进行不同程度的交联，得到不同形状、降解时间为1~18个月的产品；

所述的胶原基质可来源于富含胶原的人或动物组织；

所述的交联剂可以是碳二亚胺、醛类、环氧化合物等；优选的交联剂是1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺（EDC）和戊二醛。

2.一种权利要求1所述的泪道栓的制备方法，其特征在于，包括胶原基质的制备、交联、成型冻干和灭菌等步骤，具体步骤如下：

步骤一、胶原基质的制备：所述的胶原基质可来源于富含胶原的人或动物组织；若选用皮质骨作为胶原来源，则将皮质骨的切割粉碎，得到粒径为0.05mm~0.25mm的骨粉，反复清洗以去除血渍和其他杂物；在脱脂脱钙和病毒灭活的处理完成后进行酸溶液浸泡的溶胀处理；用纯化水清洗骨粉至中性后沥干或进行抽滤除去骨粉中的自由水，然后进行均质处理得到细腻均匀的凝胶状胶原基质；若从肌腱、皮肤等组织中提纯胶原可参考文献方法进行；用2%的乙酸溶解成浓度为1%~10%的胶原基质；

步骤二、交联：向步骤一所得的胶原基质中加入0.01%-5%交联剂，交联温度为4~30℃，交联时间为1 ~24小时，搅拌速度为80 ~300r/min；所述的交联剂可以是碳二亚胺、醛类、环氧化合物等；

步骤三、清洗：用0.01M~0.05M的PBS或纯化水进行透析振荡清洗，每2~8小时换液一次，换液不少于3次；

步骤四、匀浆：将步骤三中得到的交联胶原基质加入适量的纯化水进行4℃条件下的匀浆处理至形成其粘度为1000±200mPa/s的凝胶；也可在匀浆过程中加入药物，使其能够在使用过程中缓慢释放药物，从而较好的治疗或缓解干眼症或其他眼部不适症状；

步骤五、成型冻干：将步骤四所得的凝胶转入模具中进行冻干处理，得到规定形状和结构的样品；

步骤六、包装灭菌：将步骤五中的样品进行包装，灭菌后即可得到最终产品；

灭菌可选择10~25kGy钴60辐照、100~300kev电子束灭菌、6 ~12小时环氧乙烷等灭菌方法。

3.根据权利要求1所述泪道栓，其特征在于：所述不同形状，系指三种形状，主体形状均为圆柱型，其中A型和C型的植入顶端部分为圆锥形或圆钝形，而A型的中间部分设有一个或若干个截面为梯形的突出的圆盘，C型的末端设有截面为梯形的突出圆盘；B型的植入顶端部位为圆锥形，且圆锥形末端直径较大；

并且在A、B型表面均匀分布有4~10条凹槽；另外，所有类型的产品表面及内部均分布着微孔。

4.根据权利要求2所述泪道栓的制备方法，其特征在于：所述溶胀系指按质量比1:5~1:20加入3%~5%的醋酸或0.1M~0.3M盐酸溶液，浸泡2天~5天；所述的均质系指按质量比为1:3~1:8加入纯化水，在4℃条件下将溶胀后的胶原通过均质制备成细腻均匀的凝胶状胶原基质。