[發明專利]一種功能性微流控角膜接觸鏡及其制備方法

有效

• 申請號: 201811092676.2
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109288619B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 彌勝利;趙港南;楊星
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: A61F9/00
• 分類號: A61F9/00;B29D11/00;G02C7/04;B32B27/28;B32B27/06;B32B33/00;B32B1/00;B32B3/26
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

一種功能性微流控角膜接觸鏡及其制備方法，該角膜接觸鏡包括用PDMS制成的含有曲面化的三維微流道的底層、用于封蓋所述底層的PDMS上層以及涂覆在所述底層和所述上層外表的水凝膠材料的表面涂層，所述三維微流道作為釋放眼部藥物的可控釋放通道，或采集淚液的淚液采集通道。本發明利用微流控技術形成接觸鏡內的曲面化的三維微流道，擴展了接觸鏡的功能性，賦予角膜接觸鏡藥物遞送、疾病檢測、智能傳感等新功能，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及角膜接觸鏡，特別是一種功能性微流控角膜接觸鏡及其制備方法。

背景技術

微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸為數十到數百微米)處理或操縱微小流體的系統所涉及的科學和技術，是一門涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫學工程的新興交叉學科。因為具有微型化、集成化等特征，微流控裝置通常被稱為微流控芯片，也被稱為芯片實驗室(Lab on a Chip)和微全分析系統(micro-TotalAnalytical System)。除了有機合成、微反應器和化學分析等，微流控技術在生物醫學領域發揮了越來越重要的作用。微流控檢測芯片一般具有樣品消耗少、檢測速度快、操作簡便、多功能集成、體小和便于攜帶等優點，因此特別適合發展床邊(POC)診斷，具有簡化診斷流程、提高醫療結果的巨大潛力。

隱形眼鏡(contact lens)，也叫角膜接觸鏡，是一種戴在眼球角膜上，用以矯正視力或保護眼睛的鏡片。根據材料的軟硬它包括硬性、半硬性、軟性三種。隱形眼鏡可以從外觀上和方便性方面給近視、遠視、散光等屈光不正患者帶來了很大的改善。

將較為成熟的微流控技術與角膜接觸鏡有機結合起來，可以擴展角膜接觸鏡的功能性。在角膜接觸鏡上制作微流道，利用微流控技術賦予角膜接觸鏡藥物緩釋、疾病檢測、智能傳感等新功能，具有廣泛的應用前景。

專利文獻CN107811751A公開了一種用于治療干眼癥的隱形眼鏡，主要由PDMS(聚二甲基硅氧烷)軟質層和PMMA硬質層兩部分經平面鍵合，再熱壓成球冠型。其內部有微流體通道和存放液體藥物的中空腔體。但是，1)PDMS是熱固性的，固化成平面形狀后，無法再熱壓成球冠型，而且熱壓過程中非常容易導致中空腔體的塌陷。2)由于PDMS具有彈性，該接觸鏡在眨眼擠出微量藥物后，由于自回彈效應又會將藥物回吸，甚至氣泡進入導致微流道堵塞，這樣無法保證藥物完全釋放。3)該接觸鏡也僅僅應用到了藥物釋放，并無疾病檢測和智能傳感的說明，功能性不夠強大。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種功能性微流控角膜接觸鏡及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種功能性微流控角膜接觸鏡，包括用PDMS制成的含有曲面化的三維微流道的底層、用于封蓋所述底層的PDMS上層以及涂覆在所述底層和所述上層外表的水凝膠材料的表面涂層，所述三維微流道作為釋放眼部藥物的可控釋放通道，或采集淚液的淚液采集通道。

進一步地：

所底層和所述上層之間形成多個腔室，多個所述微流道通過串聯或者并聯連接所述多個腔室，所述腔室內用于放置治療性的藥物或用于檢測淚液中疾病標志物的反應物或者傳感器。

所述接觸鏡上設置有連通所述微流道的微泵腔室，所述微泵腔室具有擴縮型成對微閥，并設置成具有較小的正向流動阻力和較大的反向流動阻力，眨眼時眼瞼對所述接觸鏡施加的機械力使所述微泵腔室體積發生變化，所述擴縮型微閥正向開啟，將液體泵出，力卸載后，借助PDMS的彈性，所述微泵腔室體積恢復，后續液體由于內外壓差被擠入所述微泵腔室，從而實現循環；優選地，所述微泵腔室為圓形，直徑為1-2mm。

所述微泵腔室的入口和出口分別由沿相同流向逐漸變大的錐形流道形成。

所述水凝膠層材料為硅水凝膠或水合聚合物，如甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甘油脂。