借助双域眼用装置的高精确度药物递送制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种纳米复合材料眼用装置，其可在近距离内将药物释放到眼表面并以恒定速率提供所述药物的受控且持续的释放。所述装置可实现光学和医疗两种功能。所述装置包括药物、一个或多个储存域和阻隔层，所述阻隔层配置成阻挡从所述储存域到个体的眼睛中的所述眼表面的药物扩散路径，其中所述药物在所述储存域与所述阻隔层之间分配，且所述储存域中的平衡药物溶解度比所述阻隔层中的平衡药物溶解度高至少五倍。

High Precision Drug Delivery with Bi-Domain Eye Device

The present invention relates to an eye device for nanocomposite materials, which can release drugs to the eye surface at a close range and provide controlled and sustained release of the drugs at a constant rate. The device can realize optical and medical functions. The device comprises a drug, one or more storage areas and a barrier layer configured to block the drug diffusion path from the storage area to the eye surface of the individual, wherein the drug is distributed between the storage area and the barrier layer, and the balance drug solubility ratio in the storage area is determined. The equilibrium drug solubility in the barrier layer is at least five times higher.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助双域眼用装置的高精确度药物递送
本专利技术涉及一种药物洗脱纳米工程眼用装置，其包括药物、一个或多个储存域和阻隔层，所述阻隔层配置成阻挡从储存域到个体的眼睛中的眼表面的药物扩散路径，其中药物在储存域与阻隔层之间分配，储存域中的平衡药物溶解度比阻隔层中的平衡药物溶解度高至少五倍。
技术介绍
过去十年来，戴着处方隐形镜片和彩色隐形镜片以矫正视觉感受和改变眼睛的外观的患者大大增多。硅酮-水凝胶复合材料技术的进步改善了隐形镜片的亲水性和透氧性，并将其转换为可透气的且亲水性的软组织。将此疏水性-亲水性纳米复合材料技术与材料和医学纳米技术的其它进步相结合，我们可以开发出新一代纳米工程眼用设备，它具有与隐形镜片相同的光学性能和易用性，且还具有许多超出简单的视力矫正的医疗应用。由于此眼用装置始终与泪液在眼睛的最可观察的位置处接触，且易于施用和移除，因此其可用作用于诊断、药物递送、伤口愈合的最方便的可植入医疗装置，且具体地说，用作眼部疾病治疗中的开创性工具。由于眼睛的复杂性，包含对外来刺激的高度敏感性、保护机制(例如，眨眼、眼泪)和几个叠加的扩散障碍，以高治疗功效向眼睛递送药物是具有挑战性的(ShortB，SocToxicolPathol2008；36：49-62)。植入物的两种主要替代方案具有如下严重的局限性和缺点。1.局部应用滴眼液导致难以控制的突然的爆发剂量，并且进一步受到泪液引流以及角膜和巩膜阻隔物的阻碍，使得仅有约5％的功能性成分递送到靶标，并且2.玻璃体内注射虽然直接且有效，但也引起提高眼内压的爆发剂量，并且需要重复给药对患者的眼睛有风险，包含出血、白内障、视网膜伤口，且甚至视网膜脱离。需要一种能够有效地将药物递送到眼睛并以精确可控和可持续的剂量率释放药物的眼用装置。附图说明图1A和1B是详细描述双域隐形镜片中与镜片后泪膜相关的药物储存域和阻隔层的位置和形态的示意图。图2是示出储存器与阻隔层之间的药物分配如何保持相同药物活度(逸度)的示意图。长期递送中药物浓度的降低、由于整个递送周期中储存域中的浓度降低而导致的阻隔物边界处药物活度的逐渐降低，将致使由于阻隔物饱和而导致的阻隔层中的极少的浓度改变。尽管药物浓度在XL至XU范围内变化，但阻隔层中的药物浓度始终接近常数，这引起在整个递送过程中恒定速率的药物释放。图3是示意图和支持的数学等式，其示出如何由于阻隔层的溶解度饱和而导致储存器中的药物的恒定药物递送速率。图4是说明储存器基体如何被阻隔层环绕以在具有阻隔物的情况下借助在其边界处的溶解度饱和而调节其药物释放速率的示意图。创建孔隙通道以通过浸泡方法设置药物装载。图5是示出在利用比马前列素己醇溶液装载隐形镜片之后在吸收条件下比马前列素从隐形镜片的累积释放的标绘图。图6是在利用溶解于具有不同亲水性的溶液中的比马前列素装载隐形镜片之后在吸收条件下比马前列素从隐形镜片的累积释放的标绘图。图7是示出在使用药物环孢菌素A(CSA)的乙醇溶液装载之后在吸收条件下CSA从隐形镜片的累积释放的标绘图。图8A是示出在具有不同pH值(pH2.5和pH7.5)的磷酸盐缓冲液中来自二氧化硅-PMAA纳米粒子的比马前列素在吸收条件下的累积释放量的标绘图。图8B是示出比马前列素的累积释放百分比的标绘图，所述累积释放百分比表达为具有不同pH值(pH2.5和pH7.5)的磷酸盐缓冲液中装载比马前列素的二氧化硅-PMAA纳米粒子的总量的百分比。图9是示出在吸收条件下装载环孢菌素A的二氧化硅-PMAA纳米粒子到具有不同pH值(pH2.5和pH7.5)的磷酸盐缓冲液的中的累积释放量的标绘图。图10是详细描述纳米工程眼用装置在眼睛上的位置以及呈楔形配置的药物储存域的功能的示意图。具体实施方式定义如本文中所使用，“药物”是指具有活度以使得个体的生理改变的分子，例如医学药物或养营素。举例来说，药物可以是由FDA监管的处方药物，包含但不限于抗生素(氟喹诺酮)、青光眼药物(比马前列素)、干眼药物(环孢菌素)、黄斑变性药物(贝伐单抗)，或类固醇(二氟泼尼酯)；或由FDA监管的非处方药，包含但不限于人工泪液(羧基甲基纤维素)或隐形镜片溶液；或巨量营养素，例如碳水化合物、蛋白质或脂肪(ω-3脂肪酸)。基质的“溶解度参数”是相同分子之间分子相互作用的近似量度。当两种不同类型的分子混合在一种溶液中时，两个溶解度参数的差值的平方反映混合的能量损失。因此，溶解度参数的差值越大，溶解度越小，这是“类似溶解”原理的基础。“疏水性/亲水性”比率是材料的疏水性的量度，其基于疏水性辛醇和亲水性水之间的溶解度和分配。其通常是指辛醇/水的材料常数logP，其中P是辛醇与水之间的可溶组分的分配系数(SangsterJ，JPhysChemRefData1989；18：No.3)。正logP值意味着疏水性且负值意味着亲水性。两个组分之间的小于0.5的logP差异意味着它们具有类似(相似)性质，而大于1的logP差异意味着两个组分具有相反(不相似)的性质。因此，logP的差异与溶解度参数的差异具有相同的含义。然而，这两个量度仅仅是对混合组分的溶解度特性的定性而非定量描述。本专利技术的本专利技术人已经发现了一种纳米复合材料眼用装置，其能够在距角膜的近距离(约10μ)内以一种精确可控和可持续的剂量率释放一种或多种药物。此装置具有与视力矫正隐形镜片相似的光学质量(即透明)。所述装置可以非手术方式(即，手动，或使用工具)覆盖与角膜或巩膜上方的泪膜接触，或直接覆盖在角膜或巩膜上。装置可实现光学和医疗两种功能。光学和医学上的组合功能意味着覆盖角膜的装置的部分必须是高度透明的(透射率超过90％)，具有或没有视力矫正能力，同时所述装置实现一种或多种期望的医疗功能(即药物递送、组织工程、感测、诊断、角膜矫正、环境反应等)。本专利技术涉及用于将一种或多种药物递送到个体的眼睛的透明眼用装置。所述装置包括：(i)至少药物，(ii)一个或多个储存域，和(iii)层配置的阻隔域(或阻隔层)，用以阻挡从储存域到个体的眼睛中的眼用表面的药物扩散路径；其中药物在储存域与阻隔层之间分配，且储存域中的平衡药物溶解度比阻隔层中的平衡药物溶解度高至少五倍，使得当装置直接放置到眼表面上或接触眼睛中的眼表面上方的泪膜时，装置以恒定速率提供药物的受控且持续的释放。在一个实施例中，所述装置是药物递送光学镜片，其任选地具有用以矫正近视、远视、散光、老花眼的屈光力以和/或其它光波引导力。举例来说，所述装置是隐形镜片、巩膜镜片，或角膜塑型术(ortho-K)镜片。在另一实施例中，所述装置是组织工程支架、伤口敷料凝胶或眼绷带等。所述装置不需要附接到另一个眼用医疗装置(例如光学镜片或隐形镜片)来实现医疗功能。本专利技术将以下特征并入到眼用药物递送装置的设计中，使得能够以接近恒定的速率(零级动力学)以高精确度剂量和延长的持续时间(一周或更长)递送药物。(a)药物主要溶解到储存域中，其由溶解度参数类似于药物的组分构成，以便实现高药物溶解度。(b)药物包埋的储存域作为隔离域囊封在阻隔层内(图1A)，或者其形成为与阻隔层串联接触的单独层(图1B)。阻隔层的组分与药物不兼容，使得药物在阻隔件内固有地具有低溶解度-导致药物主要分配在储存器中并且在阻隔物中始终接近饱和。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将药物递送到个体的眼睛的透明眼用装置，包括：药物，一个或多个储存域，以及阻隔层，其配置成阻挡从所述储存域到所述个体的所述眼睛中的眼表面的药物扩散路径，其中所述药物在所述储存域与所述阻隔层之间分配，且所述储存域中的平衡药物溶解度比所述阻隔层中的平衡药物溶解度高至少五倍，使得当所述装置直接放置到所述眼表面上或接触所述眼睛中的所述眼表面上方的泪膜时，所述装置以恒定速率提供所述药物的受控且持续的释放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 US 62/402,5091.一种用于将药物递送到个体的眼睛的透明眼用装置，包括：药物，一个或多个储存域，以及阻隔层，其配置成阻挡从所述储存域到所述个体的所述眼睛中的眼表面的药物扩散路径，其中所述药物在所述储存域与所述阻隔层之间分配，且所述储存域中的平衡药物溶解度比所述阻隔层中的平衡药物溶解度高至少五倍，使得当所述装置直接放置到所述眼表面上或接触所述眼睛中的所述眼表面上方的泪膜时，所述装置以恒定速率提供所述药物的受控且持续的释放。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置不附接到额外隐形镜片。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述储存域中的所述平衡药物溶解度比所述阻隔层中的平衡药物溶解度高至少10倍。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述药物是疏水性的，所述储存域由一种或多种疏水性组分制成，且所述阻隔层由一种或多种亲水性组分制成。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述药物是亲水性的，所述储存域由一种或多种亲水性组分制成，且所述阻隔层由一种或多种疏水性组分制成。6.根据权利要求4或5所述的装置，其中所述一种或多种疏水性组分选自由以下组成的组：甲基丙烯酸甲酯；甲基丙烯酸异丁脂；甲基丙烯酸戊酯；甲基丙烯酸环己酯；甲基丙烯酸十二烷酯；3-[三(三甲基硅烷氧基)甲硅烷基]甲基丙烯酸丙酯；3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基(丙基双(三甲基硅烷氧基)甲基硅烷；氟硅氧烷大分子单体；单-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基封端的、单丁基封端的聚二甲基硅氧烷；单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷；甲基丙烯酸三氟乙酯；甲基丙稀酸六氟异丙酯；五甲基-α，ω-双-(4-甲基丙烯酰氧基丁基)五...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚瑟·兢民·杨，罗曼·C·多曼兹，杰弗里·中璜·杨，
申请(专利权)人：领视药公司，
类型：发明
国别省市：美国,US