抑制蛋白在瞼內鏡片上沉積的組合物和方法

2023-07-12 03:17:16

專利名稱：抑制蛋白在瞼內鏡片上沉積的組合物和方法
技術領域：
本發明涉及用於抑制蛋白及類似沉積物向瞼內鏡片沉積的組合物及方法。具體而言，已發現中等電荷的多季銨離子聚合物(polyquaterniumpolymer)可抑制蛋白在親水性瞼內鏡片上的沉積，並且含該物質的瞼內鏡片水溶液可眼科學安全地在眼睛中使用。
背景技術：
在配戴過程中，瞼內鏡片上易於積累可粘附在其表面上的蛋白物質。蛋白物質包括均為眼淚組分的蛋白，如溶菌酶、乳鐵蛋白、白蛋白、和粘蛋白。作為日常護理程序的一部分，重複配戴超過一定時間後瞼內鏡片必須被清理以除去這些物質。
特別是當瞼內鏡片沒有被正確清洗時，溶菌酶、粘蛋白等可聚積在鏡片之上並使鏡片的配戴者感覺不適或視覺敏銳度下降。鏡片上的蛋白沉積物也會降低鏡片的透氣性或對其光學特性產生負面影響。最後，蛋白沉積物也會干擾瞼內鏡片的充分消毒。
現廣泛使用的隱鏡片日常清洗和/或消毒組合組物或技術不能抑制過長時間內的蛋白積累。事實上，作為一種消毒方法，加熱消毒使蛋白物質變性並在鏡片上沉積，從而加重了問題的嚴重性。因此，廣泛採用特殊的清洗組合物和技術以除去日常清洗不能有效抑制的蛋白沉積物積累。
因此，瞼內鏡片通常採用兩大類清潔劑的一種或兩種進行清洗操作。表面活性劑清潔劑，由於被推薦每日使用而廣為人知稱為「日用清洗劑」，可有效清除大多數糖類和脂類衍生物質。但這些清潔劑不能有效清除蛋白物質如溶菌酶。典型地，採用從植物、動物或微生物源獲得的蛋白水解酶來除去蛋白沉積物。這些「含酶清潔劑」典型地被推薦為每周使用一次。通常將含酶藥片溶解於適當水溶液中，由此來使用含酶清潔劑。例如參見Mowrey-McKee等的第5,096,607號美國專利。其它用於除去蛋白沉積物的化學品也已被開發。例如，Fu的第4,414,127號美國專利公開了包括金屬氯化物催化劑並復配一種過氧化物的組合物，該組合物可化學降解並除去蛋白沉積物。
除採用可降解蛋白的蛋白水解酶或其它化學品以外，在日常清洗瞼內鏡片時瞼內鏡片配戴者可能還需要揉搓瞼內鏡片(典型地在手指和手掌之間)。通常這種操作是必須的或是被推薦的，以延遲那些最終需用含酶清潔劑或其它特殊清潔劑除去的蛋白沉積的建立。
很明顯，用於除去或降解蛋白的特殊清潔劑和程序對瞼內鏡片配戴者來說是一種額外的負擔，而且需要經常性「揉搓和清洗」瞼內鏡片增加了瞼內鏡片日常護理時間和精力的消耗。很多瞼內鏡片配戴者不喜歡每天必須「揉搓和清洗」的程序，有些配戴者甚至忽略了正確的「揉搓和清洗」程序，這會導致瞼內鏡片配戴不適以及其它問題。
蛋白物質的沉積也可對所謂有計劃更換鏡片(PRL)和拋棄型鏡片造成負面影響或降低其使用壽命，這些鏡片被設計成不須使用含酶清潔劑並在使用一定時間後拋棄。蛋白沉積物的增加可造成瞼內鏡片的損壞。
已嘗試另一種解決蛋白沉積問題的方法，以抑制蛋白在第一時間對瞼內鏡片表面的粘附。例如，Ellis的第4,168,112號美國專利公開了包括陽離子聚合物的瞼內鏡片溶液，據說該陽離子聚合物在鏡片表面構成親水性多電解質配合物塗層。據稱該配合物作為水凝膠「墊」增加了瞼內鏡片的可潤溼性和舒適度。據說該配合物能增加鏡片的親水特性同時也降低了粘蛋白粘附於鏡片表面的趨勢。該專利的實施例是針對剛性透氣性(RGP)瞼內鏡片的。該專利總地公開了多季銨離子聚合物和共聚物的應用，並舉例將硬質瞼內鏡片浸入一種0.1濃度的聚乙烯苯基三甲基氯化銨的溶液中接著用蒸餾水充分清洗。
已公布的Powell等人的PCT專利申請WO94/13774公開了一種通過將瞼內鏡片與分子量為100至70,000的正電性化學物質接觸而抑制蛋白吸附的方法。這些化學物質包括鹼性蛋白和多肽如魚精蛋白和聚精氨酸，據說兩者的平均電荷密度均高於最鹼性的淚蛋白——溶菌酶。
Missiroli等人已發現苄達(bendazac)酸賴氨酸鹽抑制蛋白向軟性瞼內鏡片沉積。參見Mossiroli,A.等人，CLAO Journal(ContactLens Association of Ophthalmologists),17(2)，第126-8頁(1991年4月)。苄達酸賴氨酸鹽作為一種抗白內障的藥物，是一種羥基乙酸類化合物。
在瞼內鏡片清洗和儲存溶液中使用某些離子性聚合物也是已知的。例如第5,096,607號美國專利和WO94/13774公開了作為殺菌藥劑的某些多季銨離子聚合物的應用，在實際商品中其典型用量為100份/百萬份(ppm)。Smith等人的第4,443,329號美國專利公開了一種分子量為約10,000至約1,000,000並已知為Merquat100的二甲基二烯丙基氯化銨均聚物在瞼內鏡片消毒溶液中的應用。雖然該專利中描述了廣泛的濃度範圍，優選濃度範圍為0.0004至約0.02wt％(4至200ppm)。Fu的第4,388,229號美國專利公開了一種通過從消毒溶液中除去所吸收和吸附的化學和生物藥劑、特別是殺菌劑以使瞼內鏡片再生的瞼內鏡片溶液。該專利公開了具有季銨離子交換基團的強鹼性陰離子交換樹脂的應用。經過再生處理後，鏡片可用水或一種清洗和/或儲存溶液處理以除去所有殘留再生溶液。
很明顯，若能有效地防止或抑制蛋白向瞼內鏡片表面的沉積則是理想的。若能省去或最小化除去瞼內鏡片蛋白沉積的特殊清洗組合物或技術則是更為理想的。最後，最理想的是可省去或減少所謂「揉搓和清洗」的需要。在第一時間防止蛋白物質向瞼內鏡片的沉積不僅可解決與上述蛋白沉積物積累相關的問題，而且也可使瞼內鏡片的護理變得更為對用戶有益和便利。這些對很多或大多數瞼內鏡片配戴者來說都是重要的性質。
發明簡述如上所述，常規瞼內鏡片的清洗包括除去已沉積在鏡片表面上的蛋白。本發明採用了包括在第一時間抑制蛋白沉積的另一種清洗方法。通過使用眼科學安全的組合物和清洗瞼內鏡片的相關方法，本發明達到了這一目標。具體而言，本發明涉及某些作為眼內和/或眼外抑制蛋白向親水瞼內鏡片沉積的組合物和方法。本發明的組合物包括選擇性結合親水性瞼內鏡片而阻斷蛋白物質結合的中等電荷的多季銨離子聚合物。在本發明的一個實施方案中，該組合物包括一種包含有限摩爾百分數之淨季銨官能團重複單元的多季銨離子共聚物。
本發明的另一方面涉及一種抑制蛋白沉積物在親水性瞼內鏡片上積累的方法。該方法包括將瞼內鏡片置於包含抑制蛋白吸附的中等電荷的多季銨離子共聚物溶液中的步驟。瞼內鏡片被浸到(被浸泡和被衝洗)含有多季銨離子共聚物的溶液中足夠長的時間，使得可以有效抑制瞼內鏡片蛋白沉積的形成。
在本發明的又一方面中，通過配戴瞼內鏡片防止或抑制蛋白沉積物在親水性鏡片上的積累，其中將瞼內鏡片浸到含有多季銨離子共聚物的溶液中，由此對瞼內鏡片作處理，使得多季銨離子共聚物吸附到瞼內鏡片上而在眼內抑制蛋白物質和其它離子性沉積物在瞼內鏡片上的吸附和積累。當瞼內鏡片在眼內時也可以滴劑形式使用含有多季銨離子聚合物的瞼內鏡片溶液。本發明的前述或其它目的、特點、以及多種實施方案的優點在以下發明詳述中將變得更為清楚。發明詳述本發明涉及作為眼內和/或眼外親水性軟性瞼內鏡片蛋白沉積抑制劑的多種中等電荷的多季銨離子共聚物的應用。雖然本發明可用於多種軟性瞼內鏡片，它特別適用於由含有異丁烯酸羥乙酯單體衍生重複單元的聚合物製成的親水性瞼內鏡片，以及特別是由含有附加異丁烯酸衍生重複單元的聚合物製成的鏡片。Ⅲ級和Ⅳ級鏡片(FDA分類)常含有異丁烯酸單體。Ⅳ級與Ⅰ至Ⅲ級的區別作用具有更高的含水量(與Ⅰ至Ⅲ級相比)和更強的離子性(與Ⅰ至Ⅲ級相比)。典型地，Ⅳ級鏡片含水量大於50wt％。高含水量意味著材料的高透氧性，使得Ⅳ級鏡片、包括特殊的拋棄型和有計劃更換型鏡片變得流行。這些材料包括但不限於bufilcon A、etafilcon A、methafilcon A、ocufilcon C、perfilcon A、phemfilcon A、和vifilcon A。含異丁烯酸單體的材料包括methafilcon B、ocuifilcon D、methafilcon A和etafilcon A(USAN and the USAP Dictionary of Drug Names)。由上述材料製成的瞼內鏡片可從多種來源購得。這些鏡片包括日戴型鏡片、較長時期配戴型鏡片、有計劃更換型鏡片和拋棄型鏡片。
本發明包括用於防止蛋白沉積物在瞼內鏡片上形成的瞼內鏡片水溶液，該瞼內鏡片水溶液是一種含有有效量的至少一種中等電荷的多季銨離子聚合物的水溶液，所述多季銨離子聚合物可與鏡片結合而抑制蛋白結合。此處採用術語「中等電荷的多季銨離子聚合物」指一種其中淨季銨官能團重複單元不多於約45mol％的聚合物，淨季銨官能團重複單元摩爾百分數為聚合物中季銨官能團(正電性)摩爾百分數減去陰離子(負電性)重複單元摩爾百分數。優選地，淨季銨單元摩爾百分數為約10％至45％，更優選為約20％至40％，最優選為約25％至35％。例如，如果聚合物含50mol％由二甲基二烯丙基氯化銨衍生的季銨官能團重複單元、25mol％由羧酸衍生的陰離子重複單元、和25mol％由異丁烯酸甲酯衍生的中性重複單元(或由異丁烯酸羥乙酯衍生的基本中性的重複單元)，那麼淨季銨官能團重複單元的摩爾百分數應為25％(50％季銨官能團重複單元減去25％陰離子重複單元)。此外術語「季銨官能團重複單元」指包括季銨官能團的重複單元，其中正電性氮原子共價鍵合四個基團(無氫原子)並離子鍵鍵合一個負電性補償離子如氯離子。
適用於本發明的多季銨離子聚合物的重均分子量Mw約為5,000至5,000,000，優選約為10,000至500,000，最優選為20,000至200,000。
適用於本發明的多季銨離子聚合物可包括但不限於以下共聚物，其中季銨官能團重複單元由以下一種或多種單體單元衍生N,N-二甲基-N-乙基-氨乙基丙烯酸酯和異丁烯酸酯，2-異丁烯醯氧乙基三甲基銨，N-(3-異丁烯醯胺丙基)-N,N,N-三甲基銨，1-乙烯基和3-甲基-1-乙烯基咪唑，N-(3-丙烯醯胺基-3-甲基丁基)-N,N,N-三甲基銨，N-(3-異丁烯醯氧-2-羥丙基)-N,N,N-三甲基銨，二烯丙基二甲基銨，二烯丙基二乙基銨，乙烯苯基三甲基銨，上述化合物的滷化物鹽或其它鹽的形式，及其衍生物，例如取代、加成、或除去優選為1至6個碳原子的烷基。季銨官能團重複單元也可作為一種反應產物或二種或更多種化合物的形式而獲得，例如，通過使用強烷化劑如1,4-二氯-2-丁烯，可與如1,4-二(二甲胺基)-2-丁烯和三乙醇胺反應生成聚合多季銨離子化合物。季胺官能團重複單元也可由其它聚合物，如通過三甲銨取代的環氧化物與羥乙基纖維素的羥基反應製得。適用的季銨官能團重複單元還包括那些在通過多聚縮合反應形成的聚紫烯中的重複單元；在這些重複單元中，季銨的氮原子與聚合物骨架成為一體並位於鏈烯、氧化鏈烯或其它片斷之間。
在一個優選實施方案中，季銨官能團重複單元中的氮原子為飽和或不飽和雜環、最優選為五員或六員環的一部分。最優選地，多季銨離子聚合物是乙烯咪唑翁鹽或二甲基二烯丙基銨鹽的共聚物。高限至90mol％、優選為40mol％至90mol％的不含季銨官能團的且與共聚反應相容的共聚單體可與含季銨官能團的共聚單體共聚。適用的共聚單體包括但不限於乙烯吡咯烷酮、丙烯酸、異丁烯酸烷基酯、醯胺和胺如丙烯醯胺和N,N-二烷胺基烷基丙烯酸酯和異丁烯酸酯、羥乙基纖維素及其與共聚反應相容的混合物。優選的烷基含1至6個碳原子。更為優選地，所有烷基為甲基、乙基、和/或丁基。
如此被定義的多季銨離子聚合物是一類已為人所熟知的聚合物，其多種變體均有商品來源。例如，最近的CTFA International CosmeticIngredient Dictionary收錄了標誌為Polyquaternium-1至Polyquaternium-44的多季銨離子聚合物，根據此處的教授，它們中的很多種均適用於本發明。類似地，製備這些材料的聚合技術也已為本領域技術人員所熟知，並且其技術的多種變體已用於商業中。這些多季銨離子聚合物的新變體正處於不斷的商品開發中，例如相同或相似重複單元的不同組合、共聚單體的相對比例不同、和/或分子量不同的多種聚合物正在不斷地被商品化開發。
特別優選的多季銨離子共聚物是LuviquatFC 370聚合物(CTFAInternational Cosmetic Ingredient Dictionary，編號為Polyquaterium-16，購自BASF,Ludwigshafen,Germany)，它是含70％乙烯吡咯烷酮和30％乙烯咪甲氯化物的共聚單體混合物的聚合產物，作為一種固形物約40wt％的水基組合物可商品化購得。
在水溶液中多季銨離子共聚物的合適用量為0.01至5.0wt％，優選在0.01(100ppm)至1.0wt％之間，最優選在200ppm至600ppm之間。瞼內鏡片水溶液包括85至99wt％、優選為93至99wt％的水。
多季銨離子聚合物應包括眼科學適用的陰離子有機或無機補償離子。優選的補償離子為氯離子。
典型地，用於本發明水溶液中的多季銨離子聚合物不增加鏡片的親水特性，這意味著經過該溶液處理後鏡片的含水量並未增加。可根據其折光率測量結果來確定瞼內鏡片的含水量。
在本發明的另一方面中，所選多季銨離子聚合物同時滿足兩個要求，(ⅰ)對於濃度為1000ppm的眼內瞼內鏡片水溶液滿足眼科學安全標準，和(ⅱ)抑制蛋白與鏡片的結合。根據實施例中描述的所謂NRDR(中性紅染料釋放)細胞毒性實驗可確定安全性要求。特別地，1000ppm時多季銨離子聚合物的NRDR實驗分級應為L級或更低，優選500ppm時為L級或更低(聚合物乾重，扣除所用聚合物材料的水含量)。採用如實施例中所述進行的試驗而獲得此處稱為「SPE蛋白結合抑制作用」，作為至少是一種初步的標準可確定蛋白結合抑制的要求。該試驗採用了一種稱為Accell PlusCM柱、配件號#WAT020855、從Waters Corp.,Milford Mass購得的特殊形式的Sep-Pak固相萃取柱。該萃取柱中的材料是一種弱的陽離子交換劑，它含有用含羧甲基的聚合物塗布的二氧化矽載體。首先用1.0％多季銨離子聚合物之硼酸鹽緩衝鹽溶液處理該萃取柱，接著將該固相萃取柱與0.05％溶菌酶接觸。與對照溶液相比確定蛋白結合的抑制量。在本發明的一個實施方案中，適用的多季銨離子聚合物顯示至少10％SPE蛋白結合抑制。優選的是，SPE蛋白結合抑制至少約20％，更優選為至少約30％，最優選為至少約35％。
在本發明的又一方面中，通過以下方法防止和抑制親水性瞼內鏡片上的蛋白沉積，該方法包括(a)用包含多季銨離子共聚物的水溶液處理瞼內鏡片，所述多季銨離子共聚物約含10至45mol％淨季銨官能團重複單元；任何(b)將處理過的瞼內鏡片直接配戴至用戶眼內。
典型地，步驟(a)可包括將瞼內鏡片浸入溶液中。該浸入操作可包括在穩定流速的溶液中浸泡和/或衝洗。浸泡可任選地包括振搖或攪拌。優選地，步驟(a)包括在一個容器中將瞼內鏡片浸泡一定時間，並於該容器中瞼內鏡片被浸在溶液中。此處術語「直接配戴」指在放入或戴入眼睛前不用其它瞼內鏡片水溶液稀釋或洗去鏡片上的溶液。
在一特別優選的實施方案中，瞼內鏡片的清洗方法採用一種不需揉搓並且不使用酶的多功能溶液，其中揉搓瞼內鏡片是不被推薦且也不是必須的。在該實施方案中，清洗和消毒大體上包括用包含多季銨離子共聚物的水溶液處理瞼內鏡片，所述多季銨離子共聚物約含10至45mol％淨季銨官能團重複單元，然後將處理過的瞼內鏡片直接配戴於用戶的眼內。
本發明也用於包裝和儲存瞼內鏡片，該方法包括包裝被浸到一種瞼內鏡片水溶液中的瞼內鏡片，其中瞼內鏡片水溶液包括含約10至45mol％淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。所述方法可包括在瞼內鏡片製成後且送至消費者/配戴者之前，將瞼內鏡片浸到一種瞼內鏡片水溶液中。或者，在本發明抑制蛋白結合的水溶液中的包裝和儲存也可在送至消費者(配戴者)之前但鏡片以幹狀態被製成和運輸之後的中間點上進行，其中將瞼內鏡片浸到瞼內鏡片水溶液中，由此使瞼內鏡片含水。因此，送至一消費者處的包裝可包括一個密封的容器，其中含有一個或多個未用過並浸沒在一種瞼內鏡片水溶液中的瞼內鏡片，該瞼內鏡片水溶液包括含約10至45mol％淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。
當瞼內鏡片在眼外時將瞼內鏡片浸到本發明的瞼內鏡片水溶液中，除此之外或與此相補充，以滴眼液使用該溶液可進一步抑制蛋白在親水性瞼內鏡片上的積累。因此，可將包括含約10至45mol％淨季銨官能團重複單元的共聚物的眼科學安全的溶液包裝在一個適於滴眼的容器中。
本發明所使用的消毒溶液包括消毒量的一種或多種相配殺菌劑。此處，殺菌劑被定義為有機化學物質，其通過與微生物有機體的化學或物理化學作用表現殺菌作用。適用的殺菌劑為眼科採用的聚合季銨鹽如聚[(二甲亞胺基)-2-丁烯-1,4-二基氯化物]，作為Polyquaternium1從ONYX Corporation購得的[α-三(2-羥乙基)胺基]-2-丁烯基-ω-[三(2-羥乙基)胺基]二氯(化學登記號75345-27-6)，滷化苄烷銨(benzalkonium)，和雙胍基化合物如己聯雙辛胍的鹽、己聯雙辛胍的游離鹼、洗必太的鹽、六亞甲基雙胍及其聚合物。本發明所採用的殺菌劑優選不使用含汞的化合物如噻汞撒。己聯雙辛胍和洗必太的鹽可為有機或無機鹽，典型地有葡糖酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽等。優選的殺菌劑為眼科使用的聚合季銨鹽和雙胍基化合物。更優選為雙胍基化合物和六亞甲基雙胍(從Zeneca,Wilmington,DE購得)，它們的聚合物和水溶性鹽最為優選。通常也被稱為聚氨基丙基雙胍(PAPB)的六亞甲基雙胍聚合物的分子量高達約100,000。這種的化合物在第4,758,595號美國專利中被人所認知並被公開，此處將該專利引入作為參考。
消毒量的殺菌劑指在所採用的配方中至少部分減少微生物數量的用量。優選地，依賴於所針對的特殊微生物消毒量指在一定時間內將微生物數量降低幾個數量級的用量。最優選地，消毒量按使用方法在推薦浸泡時間(FDA Chemical Disinfection Efficacy Test-July,1985Contact Lens Solution Draft Guidelines)內殺滅瞼內鏡片上所有微生物的用量。典型地，這些藥劑的濃度在約0.00001至約0.5％(w/v)之間，更優選為在約0.00003至約0.5％(w/v)之間。
本發明的組合物，除上述活性成份外，可包括使眼用組合物讓用戶感覺更舒適的緩衝劑、多種清潔劑、穩定劑、等滲劑等。典型地，本發明的水溶液用張力調節劑將滲透壓調至與正常淚液相同，其滲透壓等於0.9％氯化鈉溶液或2.5％甘油溶液。僅用生理鹽水或如果可能簡單地用消毒過的水與其混合使溶液基本等滲，低滲透或高滲透均會使鏡片喪失其理想光學參數。因此，多餘的鹽水可導致高滲透液的形成，而使得眼睛刺痛。優選採用約225至400mOsm/kg的滲透壓。
本發明的溶液也可配成特殊的瞼內鏡片護理產品，如潤溼溶液、浸泡溶液、清洗和調理溶液、以及多用途型鏡片護理液等、及其混合物。
當用於清潔劑中時，中性或非離子表面活性劑可賦予附加的清潔和調理性能，通常其用量高達15wt％。表面活性劑應能溶於鏡片護理溶液中，對眼部組織無刺激性，而且親水親油平衡值(HLB)通常為12.4至18.8。適用的非離子表面活性劑包括脂肪酸如椰子脂酸的聚乙二醇酯，聚山梨酸酯，高級烷基(C12-C18)的聚氧乙烯醚和聚氧丙烯醚。優選種類的實例包括聚山梨酸酯20(來自ICI Americas Inc.,Wilmington,DE 19897，商品名Tween 20)、聚氧乙烯(23)月桂醚(Brij35)、聚氧乙烯(40)硬脂酸酯(Myrj52)、聚氧乙烯(25)丙二醇硬脂酸酯(AtlasG2612)。Brij35、Myrj52和AtlasG2612為商品名，購自ICI Americas Inc.,Wilmington,DE19897。
當用量在約0.01至約15wt％之間時，已發現有一種非離子表面活性劑用於清洗和調理瞼內鏡片特別有優勢，該表面活性劑由乙二胺和聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)的加合產物組成，分子量約7,500至約27,000，其中至少40wt％的所述加合物為聚氧乙烯。CTFA CosmeticIngredietnt Dictionary稱該類表面活性劑為poloxamine。這些表面活性劑可按商品名「Tetronic」從BASF Wyandotte Corp.,Wyandotte,Michigan購得。類似系列的表面活性劑為Poloxamer系列，為按商品名「Pluronic」從BASF Wyandotte Corp.,Parsippany,NJ07054購得的聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物。
根據上述描述，從McCutcheon’s Detergents and Emulsifiers,North American Edition,McCutcheon Division,MC Publishing Co.,Glen Rock,NJ07452中可容易地評價適用於本發明的兩性離子、多季銨離子和非離子表面活性劑。
理想地，在本發明的溶液中還包括水溶性增粘劑。由於其潤滑作用，通過在瞼內鏡片上構成緩衝對眼睛作用力的膜，增粘劑可增加瞼內鏡片配戴者的舒適感。水溶性增粘劑包括纖維素聚合物如羥乙基或羥丙基纖維素等。這些增粘劑的用量在約0.01至約4.0wt％之間或更小。
除上述活性成份外，也可任選地採用張力調節劑、緩衝劑和螯合劑。在這方面中，所添加的材料必須是無毒的並且必須是不使鏡片變形的。
為使清洗和調理溶液的pH值維持在3.0至9.0、優選為5.0至8.0、再優選為6.0至8.0之間、最優選為6.5至7.8之間，可加入適當的緩衝劑，如硼酸、硼酸鈉、檸檬酸鉀、檸檬酸、碳酸氫鈉、TRIS、和多種混合磷酸鹽(包括Na2HPO4、NaH2PO4和KH2PO4的復配物)及其混合物。優選為硼酸鹽，通常緩衝劑的的用量在約0.05至2.5％(w/v)，優選為0.1至1.5(w/v)之間。
除緩衝劑後，在某些場合在清洗和調理溶液中包括螯合劑則是理想的，用於結合可與鏡片和/或蛋白沉積物反應並積存於鏡片之上的金屬離子。亞乙基-二胺四乙酸(EDTA)及其鹽(二鈉鹽)為優選實例。其用量通常在約0.01至約0.2wt％之間。
通過任何已廣為人知的方法，該清洗和調理水溶液可有效地用於除去和分散眼淚沉積在軟性瞼內鏡片上的蛋白質和脂質膜。例如，當配戴者從眼睛中取出瞼內鏡片時，可用清水衝洗瞼內鏡片，然後在室溫「冷」浸泡約5分鐘至16小時，優選5分鐘至4小時。接著將鏡片從溶液中取出，用保持等滲的鹽溶液衝洗，然後戴入眼中。
如當清洗溶液為多功能配方時，清洗和衝洗溶液可相同，如清洗溶液包括有限量的在第4,820,352號美國專利中公開的表面活性劑，該專利的全部在此被引入作為參考。除冷浸泡方法，此處所公開的溶液適用在其它類型的裝置如超聲波清洗器中。而且由於加熱至80至90℃時溶液仍保持穩定，它們也適於高溫消毒法。典型地，在含清洗和調理溶液的消毒單元中將鏡片加熱至80℃至少10分鐘，取出並用等滲鹽水清洗。
在本發明的實施方案中，本發明的一種組合物可用於經1至4周、如2周使用時間而被有計劃更換的有計劃更換鏡片(PRL)。優選地，該鏡片由一種聚合物製成，該聚合物包括約0.5至5mol％由異丁烯酸(MAA)衍生的重複單元、10至99mol％由異丁烯酸羥乙酯衍生的重複單元、和約0.5至5mol％的交聯重複單元。交聯重複單元可由如乙二醇二異丁烯酸酯、二乙烯基苯、和三甲基丙烷三異丁烯酸酯的單體衍生。在該實施方案中，本發明的組合物可用作多功能溶液，而不需使用補充的蛋白清潔劑。優選地，該組合物可用作多功能溶液同時也不需每天對鏡片「揉搓和清洗/衝洗」。
用以下具體實驗和實施例來證明本發明的組合物和方法。但應認識到這些實施例僅具有描述作用，而不是對發明的條件和範圍作全面的限定。實驗1該實驗說明對多種多季銨離子聚合物置換蛋白作用的測量。在所測試的多季銨離子聚合物中，聚合物在構成聚合物的共聚單體種類、共聚單體的相對比例、和/或聚合物分子量等方面變化。採用以下篩選方法。所採用的柱子含名稱為Sep-Pak的固相萃取(SPE)樹脂，柱子名稱為Accell PlusCM柱，3cc大小，部件號WAT020855，購自WatersCorp.,Milford,Mass。用於充填柱子的材料為大孔徑的矽膠基親水性弱離子交換樹脂。矽膠載體用一種含羧甲基的聚合物塗布。為測試對蛋白結合的抑制作用，已發現用於充填該柱子的材料類似於Ⅲ或Ⅳ級鏡片材料。以w/v計，首先用3mL含0.85％硼酸、0.45％NaCl、0.09％硼酸鈉、其餘為水、pH為7.2、滲透壓為290mOsm/kg的硼酸鹽緩衝鹽(BBS)處理。接著將SPE柱用3mL測試溶液(典型的為含1％活性成份的BBS溶液)處理。在以下表2中列出多種測試溶液。接著用3mLBBS液衝洗SPE柱然後用3mL 0.05％溶菌酶(來自Sigma Chemical Corp.的3X結晶雞溶菌酶)的電解質溶液處理，如果需要用HCl和NaOH將pH調為7.2+/-0.1。該電解質溶液包括(以w/v計)0.70％氯化鈉、0.17％氯化鉀、0.22％碳酸氫鉀和0.0005％氯化鈣二水合物，溶於約90％體積的蒸餾水中，用1N HCl或1N NaOH調pH至7.2+/-0.1，然後用蒸餾水調至設定體積並混合。各溶液用一次性注射器引進柱中，其中注射器安裝有VariamTM鍵合淋洗注射器針頭，部件號#803227。除去注射器針頭後，將溶液引入注射器，向塞子上加一恆定壓力迫使溶液通過柱子。一旦塞子到達注射器的底部，將其壓住約兩秒鐘直至壓力相等使溶液全部淋洗出。如果溶液起泡，將塞子壓下直至起泡停止。收集淋洗液並在280nm處測試吸收度，以測試(採用紫外分光光度計，Shimadzu #UV-160型)結合在柱中的溶菌酶的量(結合越少，測試溶液越有效)。通過(1)測試1cm比色柱杯中BBS的初始吸收度，其讀數應為0.000，如果需要可調零，(2)用0.05％溶菌酶溶液衝洗並填滿比色杯，讀出其吸收度以獲得「最大抑制值」，然後(3)讀取在用於收集測試柱中淋洗液的試管中溶液的吸收度。減去對照的吸收度得測試溶液的校正吸收度，對照樣是3mL BBS經過柱子的淋洗液。(對照的吸收度用於扣除任何可在280nm處吸收的殘餘樣品)。將各校正的測試溶液吸收度除以最大抑制值並乘以100得百分SPE蛋白結合抑制值(％抑制或％SPE結合抑制)。結果列於表1中。
表1
Luviquat是BASF Aktiengesellschaft,Ludwigshafen,Germany的一個註冊商標，Merquat是Calgon Corp.Pittsburgh PA 15320的一個註冊商標，Ritaquat是Rita Corp.的一個註冊商標，Gluquat是Amerchol Corp.，的一個註冊商標，Crodacel是Croda Corp.的一個註冊商標，BAK和BAB從Sigma Corp.購得，QuadrolPolyol從BASF購得，Agequat是CPS Corp.的一個註冊商標，Busan是BuckmanCorp.的一個註冊商標，Polyquart是Henkel Scientific Polymers Corp.的一個註冊商標，Gafquat是ISP Corp.的一個註冊商標。
表1結果顯示Luviquat370、Luviquat550、Merquat280、Merquat2200及其它聚合物顯示大於約35％的SPE蛋白結合抑制作用。更優選地，根據篩選實驗，本發明所採用的多季銨離子聚合物的結合抑制作用應為SPE蛋白結合抑制約35％或更高。為用於本發明，當然，聚合物必須滿足眼科學安全的要求(由NRDR試驗確定)，使得在大於100ppm的濃度下，聚合物可用於塗布放入眼內之鏡片的瞼內鏡片水溶液中。實驗2該實施例進一步說明本發明用於抑制蛋白向親水性瞼內鏡片沉積的組合物的應用。將多種多季銨離子聚合物加到ReNuMPS基製劑(由Bausch Lomb,Rochester,NY製造)中，並採用Ⅳ級鏡片(Acuvue,由Johnson Johnson,New Brunswick,NJ製造)進行多個清洗循環。具體而言，鏡片被選擇性地置於多種濃度的多季銨離子聚合物溶液中，然後置於蛋白(溶菌酶)溶液中。通過將0.1％溶菌酶溶到上述實驗1中的電解質溶液中製備蛋白溶液。與ReNu MPS對照鏡片相比用沉積在測試鏡片上溶菌酶的量的不同百分比確定清洗效果。依據以下清洗評價方法對瞼內鏡片進行茚三酮總蛋白實驗測定蛋白沉積。清洗評價採用改良茚三酮測試法(若需茚三酮測試法的詳細資料，參見Shibata和Matoba，「Modified Colorimetric Ninhydrin Methods forPeptides Assay,」Analytical Biochemistry 1981；118:173-184，)測試用下述多種清洗溶液從鏡片上洗下的蛋白物質的量。操作基本如下用清洗溶液處理後，接著將各鏡片切成四片，並將四片放入一玻璃試管中。通過向各試管添加1mL 2.5N氫氧化鈉使其中各鏡片被鹼溶液完全覆蓋水解結合在各鏡片上的蛋白。將試管蓋上蓋並置於一預熱的單元(約100℃)中約2小時，然後從加熱單元中取出。將試管冷至室溫(最少30分鐘，不超過4小時，其中鏡片仍處於溶液中)，並從各試管中取出15μL瞼內鏡片水解液(從鏡片上水解下的蛋白)，用2.5N氫氧化鈉稀釋1至10倍(體積比)然後放入各一次性聚苯乙烯培養管中。接著將這些培養管密封並將內容物混合。各管中加入50μL冰醋酸以中和氫氧化鈉。然後將400μL茚三酮試劑(如以下所述)加到各管中並充分混合。將培養管蓋住，並在水浴(或加熱單元)中約90℃下加熱約20分鐘。然後將培養管立即轉移至冰浴中冷卻約5分鐘。冷卻時將1.0mL異丙醇和水的等體積溶液加到各管中。接著將管中混合物充分混合併在紫外分光光度計上於750nm測量各管的吸收度。
通過將各樣品吸收度與已知的苯丙氨酸標準曲線作比較計算各樣品的蛋白含量。採用在一次性聚苯乙烯培養管中的0.1mg/mL苯丙氨酸溶液的工作標準制苯丙氨酸標準曲線。適當稀釋獲得約0μg至15μg的濃度。通過溶解0.1％(1mg/mL)苯丙氨酸於2.5N氫氧化鈉並攪拌約10分鐘製備備苯丙氨酸溶液。
將1.0％茚三酮和0.1％氯化亞錫溶入佔總體積50％的適量甲基溶纖劑(乙二醇單甲醚)中製備茚三酮試劑。將混合物攪拌直至固體溶於溶液中。接著加入檸檬酸鹽-乙酸鹽緩衝劑使溶液體積至100％。將約28.6mL醋酸和21.0g檸檬酸溶於約850mL蒸餾水，製備檸檬酸鹽-乙酸鹽緩衝劑。接著將溶液混合併用適當的鹼(如10N氫氧化鈉)將pH調至約5.0。然後用蒸餾水將溶液體積調至約1L。
下列表2中所報導的清洗結果是與清洗操作基本相同的僅採用ReNu( MPS對照溶液清洗作比較的蛋白抑制的百分率。
表2在ReNuMPS溶液中的Luviquat370體外清洗效能的結果
這些結果表明含Luviquat370聚合物的溶液，甚至在極端的沉積條件下，具有明顯降低溶菌酶(蛋白)向Ⅳ級鏡片沉積的能力。例如，經過四次陽離子/溶菌酶循環，每次循環中暴露於蛋白中20小時，1％Luviquat370溶液顯示降低蛋白吸收79％。同樣，聚合物必須滿足眼科學安全的要求(由NRDR試驗確定)，使得在大於100ppm的濃度下，聚合物可用於塗布放入眼內之鏡片的瞼內鏡片水溶液中。實施例1該實施例說明用於抑制蛋白向瞼內鏡片沉積的組合物的一個實施方案。以下為組合物的成份表3
*以LuviquatFC370原始形態配製，而不作％活性成份的校正向一不鏽鋼容器中加入純水至總產品體積的約85％。接著將該容器置於一安裝有攪拌器的加熱板上，攪拌下將溶液加熱至約60℃。一次加入一種鹽，在加入下一種鹽時應確認上一種鹽已溶解。然後停止加熱，並在連續攪拌下加入Poloxamine 1107。加入LuviquatFC370聚合物並混合使之溶解。經任選的高壓消毒後，將溶液冷卻並加入PAPB濃溶液(約100ppm)，然後用水調至所希望重量。測量配方的pH和滲透壓，如果需要調pH至7.2+/-0.1。實施例2該實施例說明本發明使用的適用多季銨離子化合物的安全性要求。採用培養哺乳動物細胞系進行細胞毒性體外測定，確定溶液中組分的潛在眼相容性。美國藥典規定了在進行體內毒性實驗前用瓊脂擴散實驗作為從彈性(塑料)材料萃取出的潛在毒性物質的初步評價。利用瓊脂擴散實驗原理設計的定量實驗，即已為人所熟知的中性紅染料釋放實驗，用於評價瞼內鏡片的消毒/儲存組合物。在該方法中，向經培養的哺乳動物細胞中添加無毒染料中性紅，染料處於由各細胞的漿膜形成的細胞間隙中，細胞的漿膜是一種包圍細胞內容物並選擇性通過營養物質、廢物和其它物質的脂質袋。暴露於測試溶液中時，漿膜通透速率和程度由釋放進溶液中的染料量確定。膜完整性的喪失用作由溶液組分決定的潛在眼睛毒性的量度。此處術語「NRDR實驗」指Hamberger,J.F.等人，「The Relative Toxicity of Five Common Disinfecting/Preserving Agents as Determined by a Modified Neutral Red DyeRelease Assay and the Agar Overlay Technique,」ICLC，第1卷，第130-35頁(1992年5/6月)中描述的改良中性紅染料釋放(NRDR)實驗，或與之基本相同的實驗，不同之處在於，在暴露後在總共90分鐘的時間內以30分鐘的間隔取樣。採用這一實驗，其中有多個樣品被製備，得到下列表4所示的結果。90分鐘暴露後基於總細胞染料釋放百分比(％)的分類系統如下
O=沒有觀察到毒性(0-10％)L=低細胞毒性(10-20％)M=中等細胞毒性(20-30％)H=高細胞毒性(30-40％)VH=很高細胞毒性(大於40％)此處術語「NRDR實驗分級」指以上用於DRNR實驗結果的分級系統。僅當一聚合物在1000ppm時顯示O或L級，方可被本發明所接受。
表4
Luviquat370溶液聚合物具有30mol％的淨季銨官能團重複單元。因此，結果顯示中等電荷的多季銨離子聚合物令人吃驚地表現出優良的蛋白結合抑制作用(如以上實驗1和2所示)並可滿足本細胞毒性測試方法的安全標準。對照實施例3該實施例比較了多種不能用於本發明的多季銨離子化合物的細胞毒性。為進行這種比較，採用上述實施例2所描述的相同實驗和分級體系。在該實驗中製備多個樣品，所得結果見下表5。
表5
所有樣品濃度均作水含量的校正，例如1000ppm含40％水的聚合物材料代表聚合物含量為400ppm。表5中多季銨離子聚合物包括50％或更多的淨季銨官能團重複單元，說明高電荷或強鹼性聚合物通常不能滿足本發明的要求。
權利要求
1.一種抑制蛋白沉積物在瞼內鏡片上形成的瞼內鏡片水溶液，該瞼內鏡片溶液為包括有效量的至少一種多季銨離子聚合物的水溶液，所述多季銨離子聚合物重均分子量為5,000至5,000,000，並包括約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元。
2.一種在室溫或較高溫度下有效清洗和調理瞼內鏡片的瞼內鏡片水溶液，其包括0.01至5wt％的至少一種多季銨離子聚合物，所述多季銨離子聚合物重均分子量為5,000至5,000,000，該聚合物的特徵是在1000ppm時NRDR實驗分級為L級或更小。
3.如權利要求2所述的瞼內鏡片溶液，其中，所述多季銨離子共聚物具有至少約10％的SPE蛋白結合抑制作用。
4.如權利要求1所述的瞼內鏡片溶液，其包括93至99wt％的水。
5.如權利要求1或2所述的瞼內鏡片溶液，其進一步包括眼科學安全的適用鹽。
6.如權利要求5所述的瞼內鏡片溶液，其中，所述眼科學安全的適用鹽選自鹼金屬或鹼土金屬滷化物。
7.如權利要求1所述的瞼內鏡片溶液，其中，所述多季銨離子聚合物用量為0.01至5.0wt％。
8.如權利要求1所述的瞼內鏡片溶液，其中，所述多季銨離子共聚物包括約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元。
9.如權利要求1所述的瞼內鏡片溶液，其中，季銨官能團重複單元包括一個作為飽和或不飽和雜環一部分的正電性氮原子。
10.如權利要求9所述的瞼內鏡片溶液，其中，所述多季銨離子聚合物是以下共聚單體的共聚物，所述共聚單體選自取代或未取代的乙烯咪唑或乙烯咪唑翁鹽、二甲基二烯丙基銨鹽、二異丁烯醯氧乙基三甲基銨鹽、及其共聚相容的混合物。
11.如權利要求1所述的瞼內鏡片溶液，其中，所述多季銨離子共聚物是一種共聚物，其高達90mol％的共聚單體選自乙烯吡咯烷酮、丙烯醯胺、丙烯酸、異丁酸甲酯、及其共聚相容的混合物。
12.如權利要求1或2所述的瞼內鏡片溶液，其pH值為6至8。
13.一種抑制蛋白及類似沉積物在親水性瞼內鏡片上沉積的方法，其包括(a)用一種瞼內鏡片水溶液處理瞼內鏡片，所述瞼內鏡片水溶液包括0.01至5wt％的至少一種多季銨離子聚合物，該多季銨離子聚合物的重均分子量為5,000至5,000,000，該聚合物的特徵是在1000ppm時NRDR實驗分級為L級或更小，然後(b)將處理過的瞼內鏡片直接配戴至用戶眼內。
14.一種抑制蛋白在親水性瞼內鏡片上沉積的方法，其中包括(a)用一種瞼內鏡片水溶液處理瞼內鏡片，所述瞼內鏡片水溶液包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物，然後(b)將處理過的瞼內鏡片直接配戴至用戶眼內。
15.如權利要求13或14所述的方法，其中，步驟(a)包括每天將瞼內鏡片浸泡在所述瞼內鏡片水溶液中。
16.如權利要求13或14所述的方法，其中，步驟(a)包括在振搖或不振搖下將瞼內鏡片浸泡在所述瞼內鏡片水溶液中。
17.如權利要求13或14所述的方法，其中，構成親水性瞼內鏡片的材料是一種聚合物，該聚合物包括約0.5至5mol％由異丁烯酸衍生的重複單元、10至99mol％由異丁烯酸羥乙酯衍生的重複單元、和約0.5至5mol％的交聯重複單元。
18.一種採用非揉搓的多功能水溶液而不需使用含酶清潔劑的瞼內鏡片日常清洗方法，其中揉搓瞼內鏡片是不被推薦的而且也不是必須的，所述方法包括用一種瞼內鏡片水溶液處理瞼內鏡片，所述瞼內鏡片水溶液包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物，然後將處理過的瞼內鏡片直接配戴至用戶眼內。
19.一種採用非揉搓的多功能溶液而不需使用含酶清潔劑的瞼內鏡片日常清洗方法，其中揉搓瞼內鏡片是不被推薦的而且也不是必須的，所述方法包括用一種瞼內鏡片水溶液處理瞼內鏡片，所述瞼內鏡片水溶液包括0.01至5wt％的至少一種多季銨離子聚合物，該多季銨離子聚合物的重均分子量為5,000至5,000,000，該多季銨離子聚合物特徵是在1000ppm時NRDR實驗分級為L級或更小，然後將處理過的瞼內鏡片直接配戴至用戶眼內。
20.一種包裝和儲存瞼內鏡片的方法，其包括在送至消費者-配戴者之前將瞼內鏡片浸到在一個包裝中的一種瞼內鏡片水溶液中，所述瞼內鏡片水溶液包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。
21.如權利要求20所述的方法，其中，所述方法包括在瞼內鏡片製成後直接但在送至消費者之前將瞼內鏡片浸到一種瞼內鏡片水溶液中，所述瞼內鏡片水溶液包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。
22.如權利要求20所述的方法，其中所述瞼內鏡片以幹的狀態被製造和運輸，且所述方法包括在送至消費者之前將瞼內鏡片浸到瞼內鏡片水溶液中使瞼內鏡片含水，所述瞼內鏡片水溶液包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。
23.一種包括一個密封容器的包裝系統，所述密封容器中含有一個或多個未用過且浸沒在一種瞼內鏡片水溶液中的瞼內鏡片，所述瞼內鏡片水溶液包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。
24.一種通過施用眼科學安全組合物的滴眼劑來抑制蛋白在親水性瞼內鏡片上沉積的方法，其中，所述組合物包括重均分子量為5,000至5,000,000、並含約15至45mol％的淨季銨官能團重複單元的多季銨離子聚合物。
全文摘要
本發明涉及用作眼內和/或眼外親水性瞼內鏡片蛋白沉積抑制劑的組合物和方法。本發明的組合物包括選擇性與親水性瞼內鏡片結合而阻礙蛋白物質結合的中等電荷的多季銨離子聚合物。本發明的組合物也可用作多功能清洗液從而能省去除蛋白物質的特殊含酶清潔劑等的使用。
文檔編號C11D7/32GK1218503SQ97194623
公開日1999年6月2日 申請日期1997年4月30日 優先權日1996年5月13日
發明者戴維·J·海勒, 史蒂芬·E·梅爾, 蘇珊·P·斯普納 申請人:博士倫公司