使用上转换纳米颗粒和近红外(NIR)光的光可调人工晶状体制造技术

本公开内容涉及包含上转换纳米晶体和光活性组合物的组合物以及使用这些组合物来调节治疗近视和其他眼状况的方法。在某些情况下，该方法使用近红外辐照来调整光可调晶状体的屈光力。其他方法直接改进巩膜的机械强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用上转换纳米颗粒和近红外(NIR)光的光可调人工晶状体相关申请的交叉引用本申请要求2015年5月14日提交的美国申请序号62/161,415的优先权的权益，为了所有目的，该申请的内容通过引用以其整体并入本文。
本专利技术涉及包含光可调晶状体的组合物，以及使用这些组合物来调节治疗近视和其他眼状况的程序。在某些情况下，该方法使用近红外辐照来调节光可调晶状体(lightadjustableocularlens)的屈光力，或直接改进巩膜的机械强度。背景在整个亚洲，特别是在中国、日本、新加坡、和台湾，近视是迅速增长的问题，在这些地方近视达到了流行性的比例。即使在美国和欧盟的某些国家(例如，意大利)，近视的发病率一直在明显增加。虽然大部分近视用屈光矫正(refractivecorrection)是可治疗的，但是具有高度近视(>8屈光度)的某些患者发展成引起中心视力损失(centralvisual)的黄斑的退行性变化。这些退行性变化用眼镜、隐形眼镜(contactlens)、或角膜屈光手术(LASIK)是不可治疗的。屈从于退行性近视的高度近视的眼睛发展成脉络膜视网膜组织的进行性巩膜变薄和拉伸，导致在后极(posteriorpole)的区域中的外翻(葡萄肿)。虽然葡萄肿可能在生命的第四个或第五个十年发展，但是视力损失常常在10-20年后发生。事实上，退行性近视是许多亚洲国家中视力损失的主要原因。目前，对于减慢表征退行性近视的发展的进行性眼轴向延长和巩膜变薄，不存在有效的疗法。光可调晶状体(LAL)是光学装置，它的折射性质可以在其制造和插入到人类眼睛中之后被改变。光可调晶状体(LAL)可以具有分散在聚合物基质中的折射调节组合物。在晶状体已经被植入到眼睛中并且折射稳定已经存在之后，测量先存在的光学象差或由外科手术引起的光学象差。为了校正这些光学象差(例如，球光焦度(sphericalpower)、像散现象、球面象差等)，将对应量的紫外可见辐射应用至LAL，这通过改变LAL的形状、LAL的折射率、或两者来改变晶状体的光学性质。在其中晶状体的部分已经暴露以选择性地并且在空间上调节屈光力的一次或若干次辐照之后，全部晶状体被辐照以“锁入(lockin)”调节的晶状体内。现有工作描述了使用紫外辐照(320nm-400nm)，用于LAL的手术后光强调整(post-operativepoweradjustment)。例如，在325nm处操作的氦镉(HeCd)激光器和用于在334nm和365nm处的发射线的光谱过滤的汞(Hg)弧光灯已经被用于调节LAL的屈光力。另外，现有工作还提及在355nm处操作的三倍频率激光二极管泵浦固态YAG激光器、在350nm-360nm之间操作的氩离子激光器、氘放电灯、和用任何窄带光谱过滤器操作的宽带氙:汞灯是用于对光可调材料和晶状体进行紫外辐照测试的有用的源。然而，存在与这些源中的每种有关的潜在的安全问题。相干源(例如，激光)被狭窄地聚焦并且具有可以对视网膜组织引起永久性损伤的高的辐照度。此外，这样的源必须被栅格化穿过晶状体，这要求复杂的光束控制和增加的成本。从经济问题(成本和可用性)和安全问题(相干的相对于非相干的)的观点来看，延长的或更扩散的、非相干的源例如弧光灯提供了更有吸引力的解决方案，但是对于在辐照光可调晶状体中使用，该源必须被衰减多达1000倍。因此，灯的不适当使用、机械故障或电气故障可以导致应用高的辐照度以及对眼结构的辐射暴露，引起损伤。综合起来，在本领域中对于调节晶状体以便增加获得的光强变化、降低锁入所需的剂量、以及改进程序的视网膜安全特性的方法存在需求。还另外，由进行性近视引起的屈光不正可以通过眼镜、隐形眼镜、角膜屈光手术、或人工晶状体(intraocularlenses)来校正，但是这些方法仅提供暂时的减轻，并且不阻止由眼组织(oculartissue)的拉伸引起的视力损失。此外，治疗退行性近视的当前手段是最低限度有效的。已经做出多种尝试来阻止近视的进展，在从滴眼液至手术的范围内，具有最小的效力或没有被证实的长期效力。当前，不存在阻止在退行性近视中发生的过度眼放大的已证实的手段。退行性近视通常与巩膜变薄和拉伸相关，其原因并未被完全理解，但巩膜的机械强度的降低是有贡献的因素。充分增加巩膜的拉伸强度或模量将阻止眼放大并且降低近视的进展。此类疗法将不仅在具有初期退行性近视的患者中是有用的，而且在具有早期发病近视的患者中是有用的，以阻止进展成更高程度的屈光不正。考虑到用于治疗近视的当前疗法的限制，需要没有这样的限制的新的疗法。本专利技术解决了此需求的至少某些方面。概述本公开内容涉及包含光可调晶状体(LAL)的组合物、和提供和校正插入到患者的眼睛中的此类LAL的方法、改变这些LAL的折射性质的方法、用于例如通过原位聚合或交联来加强眼组织的方法。本公开内容的某些特定的实施方案包括光活性组合物(photoactivecomposition)，所述光活性组合物包含：(a)至少一种紫外可见光引发剂；(b)任选的可光聚合预聚物(photopolymerizableprepolymer)；(c)至少一种类型的上转换材料(upconvertingmaterial)、优选地上转换纳米晶体，所述上转换材料当被近红外(NIR)光的波长辐照时发射适合于活化紫外可见光引发剂的至少一种波长的光。在这些实施方案的某些独立的方面中，存在任选的可光聚合预聚物。在这些实施方案的其他独立的方面中，不存在任选的可光聚合预聚物。在这些实施方案的其他方面中，光活性组合物适于用作光可调晶状体(LAL)、优选地可植入的LAL。在这些实施方案的某些中，LAL还包含单独的聚合物基质，可光聚合预聚物、紫外可见光引发剂和至少一种类型的上转换纳米晶体被分布在所述聚合物基质中。在这些实施方案的某些方面中，光活性组合物或LAL(或两者)还包含紫外可见光阻断剂。在这些光活性组合物或LAL中使用的典型的材料在本文中别处被描述。优选地，这些材料是生物相容的和/或适合于植入患者中、更优选地植入人类患者中。光活性组合物适合于植入或沉积在眼睛中，并且在某些情况下，某些有关的组合物(被指定为“光活性直接治疗组合物(photoactivedirecttreatmentcomposition)”)被直接沉积在巩膜上，在巩膜处所述有关的组合物可以渗滤到巩膜组织中。在某些实施方案中，至少一种类型的上转换纳米晶体包括镧系元素离子，例如Er、Gd、Ho、Tm、Y、或Yb的离子中的一种或更多种。使用含Tm的纳米晶体似乎是优选的。此类上转换纳米晶体的例证性实例包括但不限于掺杂有Er、Gd、Tm、Y、或Yb中的一种或更多种的NaGdF4、NaYF4、BaF2、KYF4、或BaGdF5。某些特定的实例包括NaYF4:Yb，Er/Tm；NaYF4:Yb，Er；NaYF4:Yb，Tm；NaYF4:Yb，Er/Gd；LaF2:Yb，Tm。此类上转换纳米晶体可以具有任何合适的形状，但六角形片状物(hexagonalplatelet)似乎是优选的。这些纳米晶体还可以用有机部分来表面改性以有助于使这些纳米晶体与组合物的其他组分相容。其他实施方案包括用于通过用至少一种波长的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包含：(a)可光聚合预聚物；(b)紫外可见光引发剂；以及(c)至少一种类型的上转换纳米晶体，所述上转换纳米晶体当被近红外(NIR)光的波长辐照时发射适合于活化所述紫外可见光引发剂的至少一种波长的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.14 US 62/161,4151.一种组合物，包含：(a)可光聚合预聚物；(b)紫外可见光引发剂；以及(c)至少一种类型的上转换纳米晶体，所述上转换纳米晶体当被近红外(NIR)光的波长辐照时发射适合于活化所述紫外可见光引发剂的至少一种波长的光。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述可光聚合预聚物包括聚乙二醇(PEG)、聚[烷基或二烷基]硅氧烷、聚[甲基]丙烯酸酯、聚(氨基酸)、聚(氨基酸)-共聚物、聚碳水化合物、蛋白质、或多糖主链。3.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述可光聚合预聚物包括丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙氧基基团、肉桂酰基基团或乙烯基基团。4.如权利要求2所述的组合物，其中所述多糖包括聚(透明质酸)、硫酸皮肤素、硫酸软骨素或硫酸角质素。5.如权利要求2所述的组合物，其中所述蛋白质是天然弹性蛋白或工程弹性蛋白。6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述光引发剂是I型光引发剂或II型光引发剂。7.如权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述光引发剂包括苯乙酮部分、二苯甲酮部分、苯偶姻醚部分、苯偶酰缩酮部分、α-二烷氧基苯乙酮部分、烷基酰苯部分、α-羟基烷基酰苯部分、α-氨基烷基酰苯部分、呫吨酮部分、或噻吨酮部分。8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述光引发剂包括以下中的至少一种：苯乙酮、茴香偶姻、蒽醌、蒽醌-2-磺酸的钠盐、苯偶酰、苯偶姻、苯偶姻醚(例如，乙基醚、甲基醚、异丙基醚、异丁基醚)、二苯甲酮、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、4-苯甲酰基联苯基、2-苄基-2-(二甲基氨基)-4'-吗啉基苯丁酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、樟脑醌、2-氯噻吨-9-酮、二苯并环庚烯酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、4,4'-二羟基二苯甲酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4-(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲基苯偶酰、2,5-二甲基二苯甲酮、3,4-二甲基二苯甲酮、曙红Y、4'-乙氧基苯乙酮、2-乙基蒽醌、荧光素、3'-羟基苯乙酮、4'-羟基苯乙酮、3-羟基二苯甲酮、4-羟基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-巯基噻吨酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、甲基苯甲酰甲酸酯、2-甲基-4'-(甲硫基)-2-吗啉基苯丙酮、菲醌、4'-苯氧基苯乙酮、或噻吨-9-酮。9.如权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中至少一种类型的上转换纳米晶体包括镧系元素离子。10.如权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中至少一种类型的上转换纳米晶体包括Er、Gd、Ho、Tm、Y、或Yb的离子中的一种或更多种。11.如权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中至少一种类型的上转换纳米晶体包括掺杂有Er、Gd、Tm、Y、或Yb中的一种或更多种的NaGdF4、NaYF4、BaF2、KYF4、或BaGdF5。12.如权利要求1至11中任一项所述的组合物，其中至少一种类型的上转换纳米晶体包括掺杂有Er或Tm和Yb中的一种或更多种的NaYF4、BaF2、CaF2、LaF2、KYF4、Y2O3、Y2O2S、或BaGdF5(NaYF4:Yb，Er/Tm)。13.如权利要求1至12中任一项所述的组合物，其中所述至少一种类型的上转换纳米晶体是六角形片状物。14.如权利要求1至13中任一项所述的组合物，其中所述至少一种类型的上转换纳米晶体的一部分被表面改性以提供氨基基团、羧酸基团、羟基基团、或硫醇基团、或其组合。15.如权利要求1至14中任一项所述的组合物，还包含紫外可见光阻断剂。16.如权利要求15所述的组合物，其中所述紫外可见光阻断剂是苯并三唑化合物。17.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·H·格鲁布斯，沙恩·L·曼戈尔德，
申请(专利权)人：加州理工学院，
类型：发明
国别省市：美国,US