Композиция и способ изготовления лечебной мягкой контактной линзы

Композиция и способ изготовления лечебной мягкой контактной линзы

Реферат

Изобретение относится к области медицины, в частности офтальмологии, и может быть использовано для лечения ожогов, хронических заболеваний и травм глаз.

Мягкие контактные линзы (МКЛ) с высоким содержанием воды хорошо зарекомендовали себя при лечении хронических заболеваний и травм глаз. Лечебные свойства МКЛ связаны с их способностью покрывать поврежденную роговицу в качестве повязки, защищая раневую поверхность от проникновения инфекции. Кроме того, МКЛ способны поглощать значительные количества лекарственных средств, создавая при их использовании для лечебных целей эффективные терапевтические концентрации лекарственных средств в тканях переднего отдела глаза. Благодаря этому лечебные мягкие контактные линзы (ЛМКЛ) находят все более широкое применение при лечении ожогов глаз, дистрофических заболеваний роговицы и кератитов, а также для снятия болевого синдрома от наложенных на роговицу швов.

Кроме того, опыт локальных войн в Афганистане и Чечне показал, что применение ЛМКЛ может уменьшить потребность в количестве накладываемых на роговицу и склеру швов, а при малых размерах раны - исключить накладывание шва, заменив его ЛМКЛ, пропитанной антибиотиком.

Опыт применения ЛМКЛ в офтальмологической практике позволил установить основные требования, предъявляемые к указанному типу линз:

- высокое содержание воды (не менее 55%);

- диаметр не менее 14,5 мм;

- возможность непрерывного ношения в течение не менее 7 дней;

- способность сорбировать из растворов антибиотики и другие лекарственные средства, а затем высвобождать их при помещении ЛМКЛ на роговицу глаза.

Известны полиакриламидные МКЛ [1] с водосодержанием 84-87%, удовлетворительно переносимые при длительном ношении в качестве корригирующих или лечебных линз. Указанные МКЛ получают полимеризацией акриламида в закрытой форме в присутствии сшивающего агента и инициатора полимеризации. Недостатком полиакриламидных МКЛ, изготавливаемых указанным способом, является наличие в их составе чрезвычайно токсичного остаточного мономерного акриламида в количестве до 0,5%, для удаления которого необходима тщательная отмывка линз водой после извлечения их из формы с соблюдением всех требований техники безопасности, что существенно усложняет технологический процесс изготовления указанных линз.

Известны также ЛМКЛ, получаемые путем щелочной обработки линз на основе полимеров и сополимеров 2-гидроксиэтилметакрилата [2]. При такой обработке водосодержание ЛМКЛ увеличивается до 83%. Появляющиеся при указанной технологии обработки в структуре полимера карбоксильные группы повышают способность указанных линз эффективно связывать лекарственные средства за счет образования водородных или ионных связей. Недостатком ЛМКЛ указанного типа является слишком сложная технология их изготовления, включающая фактически три стадии: изготовление полимерной заготовки, трудоемкое точение линзы заданной конфигурации из полимерной заготовки и обработка выточенной линзы раствором щелочи.

Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является композиция, состоящая из водного раствора желатина и модификатора (структурообразователя), в качестве которого используется дубитель ЛИКИ-19 - (N,N,N',N'- тетраизопропоксиметил) диамид малоновой кислоты [3], принятая в качестве прототипа. Процесс изготовления МКЛ в данном случае включает помещение указанной композиции в открытую форму из полиметилметакрилата и проведение структурирования желатина в течение 24 ч при комнатной температуре или в течение 1-2 ч при температуре 40-50°С. Изготовленная таким образом линза обладает очень высоким водосодержанием (до 90%), что существенно увеличивает ее кислородопроницаемость по сравнению с другими гидрогелями с меньшим содержанием воды. Белковая природа желатина предопределяет биологическую активность рассматриваемой МКЛ и способность эффективно поглощать лекарственные средства. Недостатком желатиновых МКЛ, модифицированных ЛИКИ-19, является их повышенная жесткость, что делает указанные линзы недостаточно комфортными для пациентов, особенно при длительном ношении [3]. Высокая жесткость желатиновых МКЛ, несмотря на их высокое водосодержание, вероятно, обусловлена химической природой применяемого структурообразователя - ЛИКИ-19, образующего короткие жесткие сшивки между белковыми макромолекулами. Рассматриваемый способ получения линзы из желатина по технической сущности наиболее близок к предлагаемому изобретению и принят в качестве прототипа.

Целью изобретения является создание композиции для лечебных мягких контактных линз, обеспечивающей повышение эффективности лечения патологии роговицы глаза, и способа изготовления из нее линз.

Указанная цель достигается за счет того, что для изготовления ЛМКЛ используется композиция, включающая наряду с желатинной дополнительно добавки - глюкозу, гидроксид щелочного металла и воду. Способ изготовления ЛМКЛ с применением указанной композиции предусматривает термообработку композиции, включающую несколько циклов нагрева и последующего охлаждения, и заливку ее в стандартные открытые формы из политетрафторэтилена, в которых происходит формование линзы в результате высушивания и окончательного структурирования материала.

Структурирование заявляемой композиции с образованием трехмерной сетки происходит в результате ряда последовательных химических превращений, протекающих по механизму реакции Майяра, представляющей собой процесс неферментативного гликирования свободных аминогрупп аминокислот или белков альдозами или кетозами. На первой стадии альдозы или кетозы взаимодействуют с аминогруппами аминокислот или белков с образованием оснований Шиффа. Образующиеся альдимины или кетимины претерпевают внутримолекулярную перегруппировку с образованием соединений Амадори. Последующие реакции дегидратации, конденсации, спонтанного распада соединений Амадори до более активных сахаров, фрагментации, окисления и циклизации приводят к появлению разнообразных гетероциклических соединений. Если свободные аминогруппы принадлежат белкам или другим макромолекулам, то в присутствии альдоз или кетоз происходит сшивание макромолекул. В зависимости от глубины гликирования продукты реакции Майяра представляют собой слабо- или сильноокрашенные соединения, обладающие высокой биологической активностью, что позволяет использовать их в качестве лечебных средств ранозаживляющего действия [4].

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемая композиция включает желатин и дополнительно добавки при следующем количестве компонентов (мас. ч.):

желатин - 4,0-4,5;

глюкоза - 8,0-11,0;

гидроксид щелочного металла - 0,2-0,3;

дистиллированная вода - 83,5-88,0.

В предлагаемой композиции глюкоза выполняет роль альдозы в реакции Майяра. В качестве гидроксида щелочного металла используют гидроксиды натрия, калия или лития. Присутствие в составе композиции гидроксида щелочного металла в указанном количестве обеспечивает установление оптимального значения рН реакционной смеси (10,5-11,5), при котором скорость реакции является максимальной. Кроме того, гидроксид щелочного металла переводит образующиеся в процессе реакции карбоксилсодержащие продукты в водорастворимую солевую форму, что препятствует преждевременному структурированию композиции в процессе ациклической обработки (нагревание - охлаждение).

Композицию готовят путем добавления желатина в водный раствор глюкозы.

После получения однородного раствора добавляют гидроксид щелочного металла в виде 3 М водного раствора. При этом рН композиции повышается до 10,5-11,5. Сосуд с полученной композицией подвергают нагреванию на водяной бане в течение 2-3 мин при температуре 94-98°С, а затем охлаждают холодной водой в течение 3-5 мин до 20°С. Цикл нагревания и охлаждения повторяют 4-6 раз. Проведение термообработки в виде нескольких коротких циклов нагревание-охлаждение способствует более эффективному накоплению в реакционной системе активных продуктов, ускоряющих и углубляющих сшивку желатина при низкой температуре. После завершения процесса рН композиции понижается до 7,5-8,5.

Обработанную таким образом композицию разливают в стандартные открытые формы из политетрафторэтилена, имеющие требуемый радиус кривизны, диаметр и глубину, где производят высушивание ее и дальнейшее структурирование при комнатной температуре. Процесс продолжается в течение 5-7 дней. Полученные ЛМКЛ стерилизуют, помещая их вместе с формой на 1 час в 96° раствор этилового спирта. Затем линзы высушивают, не отделяя от формы, и хранят в сухих закрытых банках из темного стекла. Перед использованием линзы погружают в изотонический раствор хлорида натрия (NaCl) для набухания, после чего отделяют от формы и промывают 4-5 раз раствором NaCl. После этого ЛМКЛ можно использовать.

ЛМКЛ, изготовленные с применением предлагаемых композиции и способа изготовления из нее линз, не содержат токсичных веществ, обладают хорошими механическими свойствами, комфортны при длительном ношении, благодаря повышенной эластичности и высокому содержанию воды (75-85%), обладают выраженным лечебным эффектом.

Достижение цели изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Изготовление ЛМКЛ из предлагаемой композиции

В сосуде готовят 5%-ный раствор желатина в 10 мл 10%-ного водного раствора глюкозы. После получения однородного раствора в него добавляют 0,2 мл 3 М раствора NaOH (при этом рН раствора становится равным 11,2).

Сосуд со смесью нагревают на водяной бане в течение 2 мин при температуре 95°С и затем охлаждают холодной водой в течение 4 мин до 20°С. Указанный цикл нагревания и охлаждения повторяют 5 раз. После 5 циклов термообработки рН раствора становится равным 8,0.

Далее смесь разливают в стандартные открытые формы из политетрафторэтилена и выдерживают ее в указанных формах при комнатной температуре в течение 7 суток для высушивания и дальнейшей структуризации. После этого формы вместе с линзами помещают на 1 ч в 96° раствор этилового спирта для стерилизации. Затем готовые линзы вместе с формами помещают в сухие банки из темного стекла для хранения.

Перед употреблением линзы вместе с формами помещают в чашку Петри с 0,9%-ным раствором NaCl для набухания. Через несколько минут линзы отделяют от формы и промывают 5 раз в 0,9%-ном растворе NaCl.

Пример 2. Опробование ЛМКЛ при лечении травмы роговицы и склеры глаза

Больная П. 47 лет получила во время автомобильной катастрофы ранение правого глаза осколками стекла. После хирургической обработки с удалением поврежденного хрусталика и ушивания раны роговицы и склеры больную беспокоят сильные боли от швов. Используемая в данном случае косметическая МКЛ (производство компании Wesley-Jessen, США) не закрывала полностью склеральные швы, так как ее диаметр равен 14,5 мм, а швы у больной на склере доходят до области экватора. Указанная линза, которую больная носила в течение 2 суток, дала ей лишь частичное облегчение. После замены указанной линзы на желатиновую ЛМКЛ, изготовленную из заявляемой композиции с применением заявляемого способа, радиусом 11,5 мм и диаметром 18 мм, больная получила облегчение. Швы перестали беспокоить больную. Через 6 суток желатиновая линза была удалена и одета новая такая же желатиновая линза. Больная продолжала закапывать в глаз капли макситрола и 1%-ного атропина. После удаления через 6 суток второй линзы были удалены склеральные швы и часть роговичных. На глаз была одета косметическая МКЛ (производство компании Wesley-Jessen, США).

Пример 3. Опробование ЛМКЛ при лечении эндотелиально-эпителиальной дистрофии роговицы глаза

Больной К. 65 лет перенес операцию с имплантацией искусственного хрусталика. После операции появилось осложнение в виде эндотелиально-эпителиальной дистрофии роговицы: отек роговицы, эрозии роговицы, эпителиальные пузыри и сильный болевой роговичный синдром. Больному была одета желатиновая ЛМКЛ, изготовленная из заявляемой композиции с применением заявляемого способа. Болевой синдром полностью исчез. Больному закапывали левомицетин с гепарином. При осмотре больного через 7 суток отмечена полная эпителизация роговицы, хотя отек ее сохранялся. После осмотра была одета новая желатиновая ЛМКЛ.

Заявляемое изобретение удовлетворяет критерию "новизна", так как впервые предложена для изготовления лечебных мягких контактных линз композиция, включающая желатин и добавки, в которой вследствие протекания процессов структуризации по механизму реакции Майяра происходит сшивание желатина, и способ получения из нее ЛМКЛ.

Заявляемое изобретение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень", так как в известных источниках информации нет сведений, из которых была бы очевидна возможность применения для изготовления ЛМКЛ указанной композиции и технология изготовления из нее линз.

Соответствие критерию "пригодность для промышленного применения" доказывается результатами опробования линз при лечении различных заболеваний глаз, из которых видно, что они обладают выраженным лечебным эффектом. Предлагаемая композиция включает дешевые отечественные материалы, а полученные из нее линзы не содержат токсичных веществ, комфортны при длительном ношении вследствие достаточной эластичности и высокого содержания воды. Предлагаемый способ изготовления ЛМКЛ отличается простотой, не требует использования дорогостоящего оборудования и специальной подготовки персонала.

Список литературы

1. Разработка медико-технических требований на мягкие контактные линзы непрерывного ношения: Отчет о НИР (заключительный) / ВМедА, руководитель Н.А. Ушаков, СПб, 1990, 34 с.

2. Патент РФ №2173868. Способ изготовления лечебных контактных линз. Заявка №99117875, заявлено 18.08.1999 г., приоритет 18.08.1999 г.

3. Патент РФ.№2124537. Композиция и способ изготовления контактной линзы. Заявка №96113245, заявлено 04.07.1996 г., приоритет 04.07.1996 г.

4. Телегина Т.А., Давидянц С.Б. Реакция Майяра: аминокарбонильные взаимодействия in vivo и меланоидины // Успехи биологической химии. Т. 35, 1995, С.229-266.

1. Композиция для лечебной мягкой контактной линзы, включающая желатин и добавки, отличающаяся тем, что в качестве добавок содержит глюкозу, гидроксид щелочного металла, дистиллированную воду при следующем количестве компонентов, мас.ч.:

желатин 4,0-4,5;

глюкоза 8,0-11,0;

гидроксид щелочного металла 0,2-0,3;

дистиллированная вода 83,5-88,0.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидроксида щелочного металла содержит гидроксид натрия NaOH, калия КОН или лития LiOH.

3. Способ изготовления лечебной мягкой контактной линзы в открытой форме из полиметилметакрилата, отличающийся тем, что композицию по п.1, представляющую собой 5%-ный раствор желатина в 10 мл 10%-го водного раствора глюкозы с добавлением 0,2 мл 3 М раствора гидроксида щелочного металла, подвергают 4-6 циклам термообработки, включающей нагревание на водяной бане в течение 2-3 мин до температуры 94-98°С и последующее охлаждение холодной водой в течение 3-5 мин до 20°С, разливают в формы и выдерживают в них в течение 5-7 дней при комнатной температуре, затем стерилизуют в 96° растворе этилового спирта в течение 1 ч, высушивают и хранят, не отделяя от формы в сухих закрытых банках из темного стекла, а перед использованием линзы отделяют от форм путем погружения в изотонический раствор хлорида натрия и промывают 4-5 раз в 0,9%-ом растворе хлорида натрия.