TWI823383B - 降低蛋白質吸附的多醣類組合物及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明為一多醣組合物及方法，無論是在配戴硬式隱形眼鏡/角膜塑型片前浸泡，或是配戴後清潔，皆可大幅降低鏡片上的蛋白質吸附量。此多醣組合物和方法可改善蛋白質大量吸附於硬式隱形眼鏡上，而造成發炎或是眼睛組織擦傷的臨床問題。
Description
本發明係一種關於降低蛋白質吸附的多醣類組合物及方法，尤其是一種降低蛋白質吸附的硬式隱形眼鏡清潔液或保養液。
隱形眼鏡保養液通常具有清潔、消毒和保存隱形眼鏡的功能，有些甚至宣稱具有潤滑功能以降低配戴者的不適感。清潔主要是要去除附著於隱形眼鏡表面的髒汙或雜質粒子，以及清除吸附於隱形眼鏡的眼睛分泌物如蛋白質等。消毒主要是要降低微生物的數量，使其不影響角膜健康。保存的主要功能為防腐，藉由浸泡後達到殺菌保存的效用，常含有某些防腐劑成分。潤滑主要在隱形眼鏡上形成保濕層，增加鏡片的保濕度，減少配戴隱形眼鏡後產生的眼球乾澀不適感。
但在隱形眼鏡清洗流程中，有研究指出在保養液浸泡與搓洗過程中，吸附於鏡片上的髒汙、蛋白質與脂質會脫落，但無法完全清除，因此隨著每天配戴，隱形眼鏡上的蛋白質、脂質和汙染物逐漸增加，而這些汙染物會使細菌群聚在鏡片上，進而影響到眼睛健康。有文獻指出在硬式隱形眼鏡清潔步驟中，若省略「搓洗」清洗方式，會增加細菌感染風險[1]。在硬式隱形眼鏡或角膜塑型片保養液護理中，雙氧水與中和錠雖然可以移除吸附於鏡片表面之蛋白質、脂質，但會讓塑型片表面疏水，造成配戴者不適[2]。
而在保養液的眾多功能當中，隱形眼鏡保養液常以移除鏡片上的蛋白質為主要的清潔訴求，例如酵素可用來降低鏡片上的蛋白質總量[3]。Hydranate (一種螯合劑)可藉由抑制離子鍵的產生來防止蛋白質吸附到鏡片表面上[4]，另外檸檬酸鈉(sodium citrate)可利用自身的負離子分子，和蛋白質中的正離子分子結合，以移除鏡片上的蛋白質[4]。但保養液不能單純只是移除吸附在鏡片上之蛋白質，因有些淚膜蛋白質必須在具有活性的情形下才能維持其殺菌的功能，故保養液必須移除鏡片上已變性之蛋白質，以防止其造成配戴者的不適感或預防發炎等臨床症狀發生。Barniak等人曾比較過5種不同的隱形眼鏡保養液，發現每種保養液維持溶菌酶活性的效果不一，從4.0%到90.1%不等。而其中若保養液中含有hydranate和 sulfobetaine(甜菜鹼)，更能防止溶菌酶和乳鐵蛋白產生變性[5]。
當隱形眼鏡一被放入眼睛，鏡片即被包裹在蛋白質中，且大部分的蛋白質會強烈地吸附在鏡片上，清潔液僅能有效移除鏡片上少於50%的蛋白質[6]。蛋白質是人類淚膜中重要的成分，且扮演重要的角色如保護眼睛表面不受微生物感染、控制細胞膜物質的運送/代謝、調節免疫反應、抗氧化等[7]，蛋白質附著在鏡片上可被鏡片材質、蛋白質濃度、蛋白質結構以及在淚液中的帶電狀態所影響。而吸附在隱形眼鏡上的蛋白質中，被研究最多的為溶菌酶、乳鐵蛋白以及白蛋白(albumin)[8]，由於淚膜的酸鹼值(pH)約為7.4，故溶菌酶（pH 11.4）和乳鐵蛋白(pH 8.7)在淚膜中為帶正電，而白蛋白(pH 5.2)則帶負電[9]。蛋白質可吸附在任何表面，通常疏水性的胺基酸被保護在蛋白質分子內部，而親水性的胺基酸(有帶電或沒帶電)則在外部和環境中其他分子互動，當帶電的部分接觸到相反的電性時，吸附作用則可被加強，此時蛋白質結構會重新組成以確保降低能量，但當蛋白質結構因重組而被破壞時，蛋白質即會堆積或引發免疫反應。總體而言，蛋白質較易吸附在水凝膠軟式隱形眼鏡，約為100 μg/每片鏡片，但在高含水(大於50%)、離子型水凝膠的總蛋白質吸附量則高達400-2000 μg /每片鏡片，矽水凝膠軟式隱形眼鏡為了克服疏水性問題，需經過特殊的表面處理，此步驟也影響到蛋白質的吸附，平均來說矽水膠的總蛋白質吸附量通常小於30 μg/每片鏡片，遠小於任何類型的水凝膠鏡片[6]。
夜間配戴的角膜塑型片雖也被包裹在淚膜蛋白質中，但跟日間配戴的軟式隱形眼鏡之最大不同處為角膜塑型片亦在密閉、空氣較少交換的閉眼狀態中。因此針對夜間淚膜蛋白質的分泌情況，有研究指出分泌型免疫球蛋白A和白蛋白的含量會大量增加，反之夜間分泌的乳鐵蛋白、載脂蛋白和溶菌酶和日間分泌的含量相比並未改變[10]。尤其是分泌型免疫球蛋白A，日間含量僅有0.04 mg/ml，但在睡眠期間其含量卻會增加至0.2 mg/ml，若配戴角膜塑型片的話則會增至0.5 mg/ml [11]。另外有研究指出，若在硬式隱形眼鏡中添加矽氧烷能增加透氧率，但材質則成為疏水性，因此會先吸引淚液中的脂質疏水端吸附於鏡片上，使得鏡片材質上的親水端會被排擠而暴露於淚液中，因此鏡片的疏水性被降低，而開始吸引蛋白質的親水端吸附於鏡片[12]。因此一旦配戴隱形眼鏡，無論是軟式隱形眼鏡或角膜塑型片，皆會改變眼睛中各分子的平衡，使得蛋白質吸附和其吸附而造成一連串的生物效應一直是備受注意的議題。
但目前技術多是使用界面活性劑、蛋白質分解酶來分解移除隱形眼鏡鏡片上的吸附物，但清潔效果並不良好，或者較易造成眼睛刺激。因此仍需要一種新型的清潔液來解決上述問題。
為解決上述之問題，本發明係提供一種降低蛋白質吸附的多醣類組合物，其主要成份包括：海藻酸(Alginic acid)、角叉糖(Carrageenan)和緩衝溶液。
於一實施例，其中該主要成份另包括聚麩胺酸(γ-polyglutamic acid，γ-PGA)。
於一實施例，其中該海藻酸和角叉糖的比例為1：1。
於一實施例，其中該海藻酸和角叉糖的濃度為1-10mg/ml。
於一實施例，其中該海藻酸和角叉糖的濃度為2.25-9mg/ml。
於一較佳實施例，其中該緩衝溶液的pH值介於6.5~7.5。
於一實施例，本發明的組合物作為隱形眼鏡清潔液或保養液。
本發明另提供一種本發明組合物用於製備降低蛋白質吸附的隱形眼鏡清潔液或保養液之用途。
於一實施例，其中該隱形眼鏡為硬式隱形眼鏡，尤其是角膜塑型片。
當結合附圖閱讀時，將更好理解前述發明內容以及以下對本發明之詳細描述。為了說明本發明，於附圖中顯示出目前較佳具體實施例。
於圖式中：
圖1所示為含不同濃度的海藻酸和角叉糖之多醣類保養液以及市售保養液，鏡片上所吸附的蛋白質含量。使用t檢定統計，*P<0.05或***P<0.001，為與含2.25mg/ml海藻酸和角叉糖之多醣類保養液相比的差異。
圖2所示為多醣類中添加聚麩胺酸與不添加的海藻酸和角叉糖保養液以及市售保養液，鏡片上所吸附的蛋白質含量。使用t檢定統計，*P<0.05，為與含聚麩胺酸的多醣類保養液相比的差異。
本揭露之技術特徵，包含特定特徵，係揭示於申請專利範圍，針對本揭露之技術特徵，較佳之理解茲配合說明書、依據本揭露原理之實施例、和圖式將本揭露詳細說明如下。
本揭露說明書及申請專利範圍中所述之所有技術性及科學用語，除非另有所定義，皆為本揭露所屬技術領域具有通常知識者可知曉之定義。其中單數用語「一」、「一個」、「該」、或其近似用語，除非另有說明，皆可指涉多於一個對象。本說明書使用之「或」、「以及」、「和」，除非另有說明，皆指涉「或/和」。此外，用語「包含」、「包括」皆非有所限制之開放式連接詞。前述定義僅說明用語定義之指涉而不應解釋為對創作標的之限制。
在此使用的術語「硬式隱形眼鏡」包或硬式隱形眼鏡及角膜塑型片。
本發明係提供一種降低蛋白質吸附的多醣類組合物，其主要成份包括：海藻酸、角叉糖和緩衝溶液。
於一實施例中，其中該海藻酸的分子量約為120,000-190,000g/mol；該角叉糖的分子量約為560.5-580.5g/mol。
於一實施例，其中該主要成份另包括聚麩胺酸。
於一實施例中，其中該聚麩胺酸的分子量約為1,024,000g/mol。
於另一實施例，其中該主要成分另包括一抗菌劑，其成分為聚已亞甲基鹽酸(polyhexamethylene biguanide hydrochloride,PHMB)；和一非離子性界面活性劑，泊洛沙姆-407(Poloxamer-407)。
於一較佳實施例，其中聚麩胺酸的濃度為1.5%(v/v)。
於一實施例，其中該海藻酸和角叉糖的比例為1：1。
於一實施例，其中該海藻酸和角叉糖的濃度為1-10mg/ml。
於一較佳實施例，其中該海藻酸和角叉糖的濃度為2.25-9mg/ml。
於一較佳實施例，其中該緩衝溶液的pH值介於6.5~7.5。
於一較佳實施例，其中該緩衝溶液的成分包括：乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid-2Na，EDTA.2Na)、氯化鈣(CaCl2)、氯化鉀(KCl)、氯化鈉(NaCl)、磷酸氫鈉(Na2HPO4)。
於一實施例，本發明的組合物為硬式隱形眼鏡清潔液或保養液。
本發明另提供一種本發明組合物用於製備降低蛋白質吸附的隱形眼鏡清潔液或保養液之用途，特別適用於硬式隱形眼鏡，尤其是角膜塑型片。
在一些實施例中，本發明適用於處理隱形眼鏡之溶液，可為用以保存硬式隱形眼鏡之溶液(即隱形眼鏡保存液)，或用以清潔隱形眼鏡之溶液(即隱形眼鏡清潔液)，特別適用於硬式隱形眼鏡，尤其是角膜塑型片。在一些實施例中，本發明適用於處理隱形眼鏡之溶液亦可選擇性地包含界面活性劑及/或保濕劑。
實施例1
保養液配置方法
配製100ml保養液時，將0.2g EDTA.2Na、0.015g CaCl2、0.15g KCl、0.45g NaCl和1.8g Na2HPO4加入100ml的二次水溶成緩衝溶液，再加入1.5g γ-PGA以及0.75g泊洛沙姆-407(Poloxamer-407)，利用孔徑為0.22μm的過濾膜過濾後保存。再將海藻酸(0.225~0.9克)、角叉糖(0.225~0.9克)和0.5μl抗菌劑(聚已亞甲基鹽酸，polyhexamethylene biguanide hydrochloride,PHMB)加入緩衝溶液中即完成配置。使用酸鹼度計測量保養液，確保pH值介在6.5-7.5之間。
蛋白質和膽固醇重複吸附於鏡片上和清潔步驟
將鏡片浸泡在37℃之仿生淚液中8小時、37℃，再將鏡片取出，移至本專利保養液或是市售保養液中，浸泡在37℃中16小時，取出後搓洗，搓洗時先將鏡片放置手心，再以中心向外清洗(由內而外)後，鏡片凹面搓洗20秒(在鏡片上由內而外方式搓洗)。再將鏡片放回新的仿生淚液中，重複浸泡和搓洗次數共3次。每組皆使用3個鏡片(N=3)。
參照人體淚液的成分所配置的仿生淚液(表1)[13]，包含鹽類和脂質，蛋白質則有白蛋白0.2mg/mL和溶菌酶2mg/mL。
蛋白質量測方法
建立標準曲線
使用Bio-Rad DC蛋白質定量試劑組，先將蛋白質試劑A(Protein Reagent A)與蛋白質試劑S(Protein Reagent S)，以50：1比例相混成蛋白質試劑A’(Protein Reagent A’)。以含不同單一蛋白人工淚液當溶劑，依序從0,0.05,0.1,0.2,0.4,0.8,1.6,3.2mg/ml等8組不同濃度的標準蛋白溶液。取100μl標準蛋白溶液至15ml離心管，再加入500μl蛋白質試劑A’，漩渦混和(vortex)10秒，混合均勻。混合均勻後，加入4000μl蛋白質試劑B，漩渦混和10秒，混合均勻，等待15分鐘。酵素免疫分析儀(ELISA Reader)測吸光度(設定波長：750nm，1小時內檢測完)。
蛋白質角膜塑型片檢測方法
檢測初始蛋白質溶液濃度、浸泡鏡片殘餘蛋白質溶液、保養液清洗後溶液、保養液浸泡後溶液→推算出吸附於角膜塑型片上蛋白質濃度。將蛋白質試劑A與蛋白質試劑S，以50：1比例相混成蛋白質試劑A’。取100μl樣品至15ml離心管，再加入500μl蛋白質試劑A’，漩渦混和10秒，混合均勻。加入4000μl蛋白質試劑B，漩渦混和10秒，混合均勻，等待15分鐘。酵素免疫分析儀測吸光度(設定波長：750nm，1小時內檢測完)。
實驗結果
當保養液中含2.25,4.5，或是9mg/ml的海藻酸和角叉糖，經過3天浸泡仿生淚液和清洗的步驟後，如圖1所示，利用含海藻酸和角叉糖的保養液清洗後，鏡片上所吸附的蛋白質含量遠低於市售的目立康®或博士倫®保養液。
當含4.5mg/ml的海藻酸和角叉糖保養液中又加入1.5%之聚麩胺酸，其蛋白質吸附量低於不含聚麩胺酸的保養液，且遠低於利用市售保養液清潔的吸附量(圖2)。
於本說明書實施例揭示之內容，本揭露所屬領域具有通常知識者可明顯得知前述實施例僅為例示而非限制；具本揭露所屬技術領域通常知識者可藉由諸多變換、替換而實施，並不與本揭露之技術特徵有所差異。依據說明書實施例，本揭露可有多種變換仍無礙於實施。在不衝突之情況下，各實施例之教示可彼此組合。本說明書提供之請求項界定本揭露之範圍，該範圍涵蓋前述方法與結構及與其相等之創作。
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Claims (10)
- 一種用於降低蛋白質吸附的多醣類組合物，其中每100ml多醣類組合物中，主要由0.225~0.9克之海藻酸、0.225~0.9克之角叉糖加入一維持pH值於6.5~7.5間之緩衝溶液組成；其中該海藻酸和角叉糖的比例為1：1。
- 如請求項1所述之組合物，其另加入聚麩胺酸。
- 如請求項1所述之組合物，其另加入一界面活性劑。
- 如請求項1所述之組合物，其另加入一抗菌劑。
- 如請求項1所述之組合物，其中該緩衝溶液包含乙二胺四乙酸、氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、及磷酸氫鈉。
- 如請求項1-5中任一項所述之組合物，其作為硬式隱形眼鏡清潔液或保養液。
- 一種利用請求項1-5所述之組合物於製備降低蛋白質吸附的隱形眼鏡清潔液或保養液之用途。
- 如請求項7所述之用途，其中該隱形眼鏡為硬式隱形眼鏡。
- 如請求項8所述之用途，其中該硬式隱形眼鏡為角膜塑型片。
- 一種降低蛋白質吸附的硬式隱形眼鏡清潔液或保養液組合物，其中每100ml組合物中，主要由0.225~0.9克之海藻酸、0.225~0.9克之角叉糖、聚麩胺酸、一界面活性劑、一抗菌劑加入一緩衝溶液中組成； 其中該海藻酸和角叉糖的比例為1：1；其中該組合物係先將該聚麩胺酸、該界面活性劑、該抗菌劑加入該緩衝溶液中，以孔徑為0.22μm的過濾膜過濾，並維持pH值於6.5~7.5之間，再加入該海藻酸及該角叉糖製得。
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