一种仿隐形眼镜的抗菌丝胶微针贴片的制备方法及其应用

本发明涉及医药，具体涉及一种仿隐形眼镜的抗菌丝胶微针贴片的制备方法及其应用。

背景技术：

1、细菌性角膜炎(bacterial keratitis，bk)是临床上最常见的眼部疾病之一，通常由眼外伤、术后感染和长期佩戴隐形眼镜等因素引起。因角膜创面修复缓慢，致病菌侵入角膜基质引起的角膜深层感染往往难以完全治愈，严重时可导致角膜穿孔，甚至失明。因此，细菌性角膜炎的快速、高效治疗是目前临床亟待解决的重大医学难题。

2、局部使用抗生素仍然是治疗细菌性角膜炎的首选疗法，其成功的关键在于确保足够量的药物在角膜内停留足够的时间。多种抗生素药物，如左氧氟沙星、妥布霉素和加替沙星，已广泛应用于细菌性角膜炎的治疗，其给药方式包括口服、局部和注射制剂。然而，由于角膜具有独特的解剖和生理结构特征，如紧密连接的角膜细胞和泪膜，这显著限制了药物的穿透能力，导致局部滴眼后生物利用度低(<5％)。因此，为维持足够的药物浓度，需要频繁给药，这可能引发眼部和全身的副作用。此外，传统眼药水中的防腐剂可能对眼表健康造成损害，而长期使用抗生素可能对角膜上皮产生毒性，导致二次伤害。为解决这些问题，已经开发了多种策略，包括微/纳米颗粒、脂质体和水凝胶等，以提高角膜透过性和生物利用度。另一方面，将药物注射到角膜表面组织(如角膜基质层、巩膜)可以在病变部位提供相对较高的药物浓度和持续释放，但这需要风险较高且痛苦的外科干预。因此，实现高效便捷的局部眼用药物递送仍然是治疗细菌性角膜炎所需的医疗需求。

3、微针是一种新型的微创、无痛且高效的药物递送系统。在细菌性角膜炎感染部位，存在大量渗出物和紧密排列的细胞层。传统的滴眼液难以将抗菌药物有效递送至深层组织，而微针可利用其细小的针尖绕过泪液的稀释和引流，成功穿透细胞屏障，将药物精准递送至角膜深处，有效治疗微生物侵入引起的感染，且患者感受到的疼痛较小。此外，由于角膜上皮细胞的高周转率，微针引起的上皮细胞损伤能够迅速得到修复。

4、然而，现有用于治疗细菌性角膜炎的微针材质均为有机高分子或者无机化学材料，降解后可能对角膜有一定的毒副作用；且现有微针多为平面结构，不能很好地贴合眼球的弧形结构，不利于患者使用。

技术实现思路

1、本发明提供的一种仿隐形眼镜的抗菌丝胶微针贴片的制备方法及其应用，旨在解决上述背景技术中存在的问题。通过针对细菌性角膜炎难治愈的问题，提供一种工艺简单、成本低廉、生物相容性良好、同时兼具抗菌和促修复功能的丝胶微针贴片的制备方法，用于细菌性角膜炎的治疗。

2、为了实现上述技术目的，本发明主要采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种仿隐形眼镜的抗菌丝胶微针贴片的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：利用蚕茧提取制备丝胶蛋白溶液；

5、s2：利用丝胶蛋白溶液分别制备抗菌丝胶微球溶液和丝胶-pva的混合溶液；

6、s3：利用solidworks软件设计具有不同倾角的仿隐形眼镜模型，利用3d打印得到阳性模具，并将pdms的a液与b液按一定比例混合后浇筑到步骤所述阳性模具上，室温固化交联得到pdms阴性模板；

7、s4：将步骤s2的丝胶-pva混合溶液和抗菌丝胶微球溶液加入步骤s3的pdms阴性模板中；离心，真空抽干液体内的气泡，加入羧甲基纤维素cmc溶液，填充模板作为微针贴片的基底；

8、s5：将步骤s4所得的微针贴片置于室温自然干燥，去除pdms模具，得到完整的抗菌丝胶微针贴片。

9、在本发明的较佳实施方式中，步骤s1中，所述丝胶蛋白溶液为浓度为10-25g/ml的丝胶蛋白水溶液。

10、在本发明的较佳实施方式中，步骤s2中，所述抗菌丝胶微球的制备方法，包括如下步骤：

11、s21：将丝胶蛋白溶液逐滴加入油相中，经乳化、交联、固化、离心、洗涤、真空抽干，得到丝胶微球，再将所述丝胶微球分散到水中，混合均匀，得到丝胶微球悬液；

12、s22：向agno3溶液中逐滴加入氨水，直至观察到溶液由深棕色变为无色透明，然后将步骤s21制备得到的丝胶微球悬液逐滴加入溶液中，室温搅拌、离心、洗涤、真空冻干，得到银纳米粒子包裹的抗菌丝胶微球，再将所述抗菌丝胶微球分散到水中，混合均匀，得到抗菌丝胶微球悬液；

13、进一步的，步骤s21中，所述油相为含乳化剂吐温20的玉米油，且吐温20与玉米油的用量体积比为10:1-10:100。

14、更进一步的，步骤s21中，所述丝胶蛋白溶液与油相的用量体积比为1:5-1:100，乳化时间为5-30分钟；

15、交联时，使用的化学交联剂为戊二醛或京尼平，加入量为乳液体积的5％-50％，搅拌速度800rpm，交联时间为1-3小时；

16、固化时，使用的固化剂为丙酮，所述丙酮用量为交联乳液体积的5-20倍，搅拌速度800rpm，固化时间为40分钟。

17、优选的，步骤s22中，所述丝胶微球悬液的浓度为5-20mg/ml，且丝胶微球悬液与加入氨水的agno3溶液的用量体积比为1:1-1:10，搅拌反应时间为1小时。

18、在本发明的较佳实施方式中，步骤s2中，所述丝胶-pva的混合溶液的制备方法为：

19、将丝胶蛋白溶液与pva溶液混合均匀，得到丝胶-pva混合溶液，所述pva溶液为浓度为10-30g/ml的pva水溶液，且所述丝胶蛋白溶液与pva溶液的用量体积比为1:1-1:3。

20、在本发明的较佳实施方式中，步骤s3中，所述pdms的a液与b液的混合比例为8:1-20:1；步骤s4中，所述抗菌丝胶微球悬液浓度为0-400μg/ml。

21、在本发明的较佳实施方式中，步骤s5中，所述微针贴片呈隐形眼镜状半圆弧形，其外圈分布多个微针，所述微针长度为300-800μm，与圆弧切角为0-180度。

22、第二方面，本发明公开了一种由第一方面所述制备方法制备得到的抗菌丝胶微针贴片在制备治疗细菌性角膜炎药物或医疗器械中的应用。

23、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

24、1、本发明制备得到的微针贴片贴合眼球，方便患者使用；利用具有倾角结构的微针将贴片固定于角膜，并与角膜深层接触，促进微球递送；

25、2、本发明利用丝胶微针为载体高效递送抗菌丝胶微球，后者通过破坏细菌膜杀灭细菌，有效防止角膜创面感染；

26、3、本发明利用微球及微针降解释放的丝胶蛋白，通过促进角膜细胞的增殖迁移，从而可以加速感染性角膜炎创面的愈合。

27、4、本发明制备得到的丝胶微针贴片对细菌性角膜炎表现出卓越的治疗效果，能够实现有效的角膜再生和强大的抗菌活性。

技术特征：

1.一种仿隐形眼镜的抗菌丝胶微针贴片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述丝胶蛋白溶液为浓度为10-25g/ml的丝胶蛋白水溶液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述抗菌丝胶微球的制备方法，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤s21中，所述油相为含乳化剂吐温20的玉米油，且吐温20与玉米油的用量体积比为10:1-10:100。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤s21中，所述丝胶蛋白溶液与油相的用量体积比为1:5-1:100，乳化时间为5-30分钟；

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤s22中，所述丝胶微球悬液的浓度为5-20mg/ml，且丝胶微球悬液与加入氨水的agno3溶液的用量体积比为1:1-1:10，搅拌反应时间为1小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述丝胶-pva的混合溶液的制备方法为：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s3中，所述pdms的a液与b液的混合比例为8:1-20:1；步骤s4中，所述抗菌丝胶微球悬液浓度为0-400μg/ml。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s5中，所述微针贴片呈隐形眼镜状半圆弧形，其外圈分布多个微针，所述微针长度为300-800μm，与圆弧切角为0-180度。

10.由权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的抗菌丝胶微针贴片在制备治疗细菌性角膜炎药物或医疗器械中的应用。

技术总结
本发明公开了一种仿隐形眼镜的抗菌丝胶微针贴片的制备方法及其应用，涉及医药技术领域。包括如下步骤：S1：利用蚕茧提取制备丝胶蛋白溶液；S2：利用丝胶蛋白溶液分别制备抗菌丝胶微球溶液和丝胶‑PVA的混合溶液；S3：设计具有不同倾角的仿隐形眼镜模型，利用3D打印得到阳性模具，并将PDMS浇筑到阳性模具上，室温固化交联得到PDMS阴性模板；S4：将丝胶‑PVA混合溶液和抗菌丝胶微球溶液加入PDMS阴性模板中；离心，真空抽干液体内的气泡，加入羧甲基纤维素CMC溶液，填充模板作为微针贴片的基底；S5：将微针贴片干燥，去除PDMS模具，得到完整的抗菌丝胶微针贴片。本发明工艺简单、成本低廉、生物相容性良好、同时兼具抗菌和促修复功能，能用于细菌性角膜炎的治疗。

技术研发人员：王琳,王征,陈伟,邓炎,许仁圭
受保护的技术使用者：华中科技大学同济医学院附属协和医院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17