全球首例角膜接触镜高效除蛋白设备「3N隐形眼镜还原仪」

3N隐形眼镜还原仪(3N Contact Lenses Adjunct Cleaner),作为全球首例角膜接触镜高效除蛋白设备,已通过FDA 510K 医疗器械认证(FDA 510K认证为美国医疗器械标准),获得在美上市资格。该产品的成功获批,正式结束了自角膜接触镜问世100多年以来,患者一直使用无源医疗器械-隐形眼镜护理液除蛋白杀菌的历史,结合全新电泳解离Elepy技术,该产品有望将角膜接触镜护理系统带到有源时代!!!

图1. 3N隐形眼镜还原仪510(k)公示

全球近视问题呈现高发性、低龄化、重度化趋势,硬性角膜接触镜用于近视防控有效手段被越来越多的专家和用户认可,在临床应用中也取得了良好的控制效果。但是,因角膜接触镜护理不当导致的各种眼科问题也接踵而来。

1.角膜接触镜材料

隐形眼镜学名角膜接触镜,从Contact Lens Spectrum在2022年1月1日公布的2021年美国角膜接触镜佩戴方式的变化中(https://www.clspectrum.com/issues/2022/january-2022/contact-lenses-2021),我们可以看出,2019-2021年硅水凝胶镜片的使用率在市场上一直保持着绝对优势,分别达到65%、70%和69%;水凝胶镜片的使用率仅在20%左右。

(https://www.clspectrum.com/issues/2021/january-2021/contact-lenses-2020)

(https://www.clspectrum.com/issues/2020/january-2020/contact-lenses-2019)

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图2.美国隐形眼镜市场占比

《中国眼镜杂志》的“简析硅水凝胶隐形眼镜”一文中表明,硅水凝胶镜片又叫做氟硅氧烷水凝胶聚合物,是一种有机高分子材料,有亲水性,具有双位相材料构架,即拥有氟硅和水凝胶两种通道,能够实现低含水、高透氧,透氧量比水凝胶的高达5～6倍左右[1]。东南大学附属中大医院眼科李长斌等也曾在《实用临床医药杂志》的“两种不同材料角膜接触镜的蛋白质沉淀分析”中表明,硅水凝胶材料角膜接触镜比水凝胶镜片有更好的抗蛋白质沉淀能力,硅水凝胶角膜接触镜对蛋白质的吸附量少,证实硅水凝胶角膜接触镜适合长期连续配戴[2]。

尽管,硅水凝胶镜片虽已被证明比传统水凝胶镜片材料上的蛋白质沉积物少,但因为疏水性硅氧烷基团的存在,使得硅水凝胶尽管具有润湿剂或涂层,但疏水性通常会导致沉积的蛋白质活性降低,这种蛋白质往往与镜片结合更紧密,相对于未失活的蛋白质而言更难清除,且对佩戴者的伤害可能更大,更有可能会引发导致炎症和相关并发症的免疫反应。这一观点已被多名研究者证明,并被斯坦福大学的Rabiah在期刊Colloids & Surfaces B: Biointerfaces的The influence of protein deposition on contact lens tear film stability一文中表明[3]。

2.泪蛋白沉积带来的危害(角膜接触镜护理的核心是除蛋白)

谢培英教授在其著作《接触镜验配技术》“接触镜的护理”一章中表明:镜片上的蛋白质一旦变性,即使应用蛋白酶片或接触镜护理液中的去蛋白成分也很难将其去除。此外,书中也描述了蛋白质沉积对人眼可能造成的影响。变性的蛋白质会导致镜片的舒适度、视力和总体满意度下降,还会引起某些过敏反应,如接触镜相关乳头结膜炎(CLPC)和巨乳头性结膜炎(GPC)。中到重度的蛋白质沉积,可引起视力下降和眼球表面损伤。更有甚者,角膜表面可因镜片后表面的机械性作用而受损伤,造成角膜荧光染色着色[4]。

镜片上残留的蛋白种类繁多,还会促进不同浮游细菌的定植,从而引发眼部感染。如溶菌酶可增加金黄色葡萄球菌的粘附,乳铁蛋白可增加金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的细胞的粘附[5];白蛋白可增加铜绿假单胞菌和表皮葡萄球菌的粘附[6]。此外,体外研究还发现,硅水凝胶镜片甚至粘附的表皮葡萄球菌和铜绿假单胞菌比水凝胶镜片更多[7-8]。

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图3. 佩戴角膜接触镜并发症. A:球结膜发红;B:角膜缘发红;C:乳头状结膜炎;D:角膜染色;E:角膜浸润;F:睑板腺功能障碍[9]。

3.获得医疗器械注册证批号的护理液除蛋白数据

然而,国家食品药品监督管理局医疗企业注册信息显示,市面上大多数隐形眼镜护理液的除蛋白率最低值为6%,也就是说,使用护理液清洗后的镜片上最多仍能沉积94%的蛋白质[10],这对细菌的滋生是十分有利的。然而,当镜片上的菌落数超过一定量时,护理液无法保证杀菌效果,则会增加眼部感染的风险。因此,角膜接触镜除蛋白步骤十分关键。

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图4. 镜片菌落培养与护理液清洗后镜片图[11-13]

4.3N隐形眼镜还原仪除蛋白效果数据

经美国FDA 510K和CNAS国家实验室双重认证,3N隐形眼镜还原仪除蛋白率达95%以上,下图电泳凝胶上未见明显条带。经仪器清洗后,镜片红外光谱上的蛋白消失,且荧光标记的蛋白未见明显残留。

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图5. 3N隐形眼镜除还原仪蛋白效果图

5.3N隐形眼镜还原仪杀菌效果数据

3N隐形眼镜还原仪不仅能够高效除蛋白,还有出色的杀菌效果。以下实验报告可以明确看出,该技术细菌杀灭率≥99.999%,真菌杀灭率≥99.99%,远远高于市面上在售护理液标准。

图6. 3N隐形眼镜还原仪杀菌检测报告

6.3N隐形眼镜还原仪恢复角膜接触镜透氧系数效果数据

经过严格的医疗器械质量监督检验所体外诊断技术(IVDT)实验室测试报告证明,在蛋白作用下,人工泪液培养后镜片的透氧系数大大降低。但经3N隐形眼镜还原仪处理后的镜片能有效恢复透氧系数,在测试误差允许范围内,从数据结果中惊人的发现,镜片的透氧系数几乎可达到未佩戴原装水平。透氧系数的恢复对防止角膜缺氧造成的角膜水肿、角膜新生血管、角膜内皮细胞减少等并发症的发生是十分有利的,也能大幅度提升佩戴者的舒适度体验。

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图7. 3N隐形眼镜还原仪透氧系数检验报告

7.3N隐形眼镜还原仪运用的电泳解离Elepy技术

3N隐形眼镜还原仪之所以能在保证镜片相容性的同时,达到高效除蛋白和灭菌效果,这都源自3N科技公司自主研发的电泳解离Elepy技术——一种融合了生物医学中的蛋白电泳技术和电化学技术的创新性科技。

蛋白电泳,作为3N隐形眼镜还原仪的除蛋白核心技术,最早起源于诺贝尔奖获得者Arne Tiselius教授,后作为蛋白分离的关键技术被沿用至今。3N科技从电泳原理出发,即蛋白在溶液中的带电情况,创新地将其应用于角膜接触镜除蛋白方面,并取得了良好的实际效果,并于2022年初获得FDA 510(k)的认证。通过全球的医疗器械网站查询结果得知,该产品是全球首例具有高效除蛋白的有源护理设备。

据相关资料显示,该项技术以及涉及到的整合方案,都已获得美国、中国和国际PCT专利授权。由此看出,3N科技公司不仅仅专注于角膜接触镜护理技术的革命性突破,对于技术保护也具备行业顶级前瞻性意识。

3N隐形眼镜还原仪的问世,无疑为角膜接触镜护理行业打开了一扇全新的大门。我们由衷的希望,3N科技在未来,能为佩戴角膜接触镜的近视患者研发更多优质产品,更好地服务于近视患者。

参考文献:

[1] 简析硅水凝胶隐形眼镜[J]. 中国眼镜科技杂志, 2016, (9): 111-112.

[2] 李长兵,孙复钱,栾洁. 两种不同材料角膜接触镜的蛋白质沉淀分析[J]. 实用临床医药杂志, 2009, 13(7): 108-109.

[3] Rabiah NI, Scales, Charles W, Fuller GG. The influence of protein deposition on contact lens tear film stability[J]. Colloids & Surfaces B: Biointerfaces, 2019, 180: 229-236.

[4] 谢培英, 刘钰, 冯桂玲. 接触镜验配技术[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2012: 223, 239-240.

[5] Subbaraman LN, Borazjani R, Zhu H, et al. Influence of protein deposition on bacterial adhesion to contact lenses.Optometry and vision science : official publication of the American Academy of Optometry, 2010: 959–966.

[6] Taylor RL, Willcox MD, Williams TJ, et al. Modulation of bacterial adhesion to hydrogel contact lenses by albumin. Optometry and vision science: official publication of the American Academy of Optometry, 1998, 75(1): 23–29.

[7] Giraldez MJ, Resua CG, Lira M, et al. Contact lens hydrophobicity and roughness effects on bacterial adhesion[J]. Optometry and vision science : official publication of the American Academy of Optometry, 2010, 87: E426–E431.

[8] Henriques M, Sousa C, Lira M, et al. Adhesion of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus epidermidis to silicone-hydrogel contact lenses. Optometry and vision science : official publication of the American Academy of Optometry, 2005, 82(6): 446–450.

[9] Efron N, Chaudry A. Grading static versus dynamic images of contact lens complications[J]. Clinical and Experimental Optometry, 2007, 90(5): 361-366.

[10] 冀浩. “高效除蛋白”概念言过其实[J]. 消费者报道, 2015, (10): 13-14.

[11] Willcox MD. Microbial Adhesion to Silicone Hydrogel Lenses: A Review[J]. Eye & Contact Lens: Science & Clinical Practice, 2013, 39(1): 61-66.

[12] Zegans ME, Shanks RM, O'Toole GA. Bacterial biofilms and ocular infections[J]. The ocular surface, 2005, 3(2): 73-80.

[13] Hinojosa JA, Patel NB, Zhu M, et al. Antimicrobial Efficacy of Contact Lens Care Solutions Against Neutrophil-Enhanced Bacterial Biofilms[J]. Translational vision science & technology, 2017, 6(2): 1-9.

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