关于智能给药眼镜的研究

关于智能给药眼镜的研究

林烁 宋梦浩刘渤鹏 韩耀庆 管玉坤 张薇薇

山东英才学院  山东省济南市  250104

摘要：我国眼疾人数庞大，截止到2022年底，我国是全球眼病患者数目最多的国家。针对眼病患者，目前主要的治疗方式为眼部给药，眼部疾病多种多样，眼部本身结构较复杂，使得传统的给药方式不能满足患者的要求。所以本项目针对智能眼部给药眼镜进行研究，为寻找新型眼部给药方式提供思路与建议。

关键词：智能给药；眼部给药；眼部给药屏障

1.眼部概况

眼由眼球和眼副器两部分组成。眼球具有屈光成像并将光波的刺激转变为神经冲动的作用。药物的眼部给药屏障包括: 泪液屏障、角膜，结膜屏障、血眼屏障。眼部滴注药物后，药物随泪液从眼表面清除，称为泪液屏障。角膜屏障是由成熟的上皮细胞组成，它们由角膜的边缘向中心迁移，并到达角膜顶端。最顶端的角膜上皮细胞形成紧密连接，限制了细胞间的药物渗透;[1] 而药物经结膜渗透进入眼内组织时，容易从脉络膜的血流中快速消除。血眼屏障可以保护眼部免受血管中异物的干扰。[2]

2.研究背景

(1)世界卫生组织（WHO）在2020年发布情况如下:全球7600万（95％C1:519-1117万）年龄40-80岁的人患有过敏性结膜炎、干眼症、慢性泪囊炎，而早在2016年全球患有过敏性结膜炎、干眼症、慢性泪囊炎人数即为6920万，预估在2030年将达到9540万人。针对眼病患者，目前主要的治疗方式是眼部给药，专业的眼部给药用具市场需求量大。

(2)目前，上班族工作繁忙，常常因为工作而忘记给药，不能有效的治疗眼疾。我国人口老龄化越来越严重，老年人患眼部疾病的概率高达80%，老年人在眼部给药时手脚不便，甚至需要他人辅助。同样，对于残疾人而言，眼部给药更是难上加难。近年来，眼部给药研究已成为了一个令人注意的领域。眼部给药是治疗眼局部疾病的主要给药途径，与全身给药相比其更利于药物在靶部位的富集，减少全身副作用的产生。近年来,越来越多的研究关注眼部给药，使药物直接经眼吸收进入体循环，从而治疗全身疾病。[3]

（3）通过随机抽取100人为调查对象，采用随机抽样和分层抽样相结合的方法。随机抽取男生48人，女生52人参与进行调查研究。根据分析报告得出，72%的人群都曾用过滴眼液，在眼患局部疾病的情况下，滴眼液给药为首选给药方式。26%的人认为滴眼液给药非常方便，70%的人认为滴眼液给药方式一般方便和不方便。66%的人认为智能眼部给药眼镜主要面向特定的人群（老年人，残疾人，上班族，婴幼儿）。83%的人对智能眼部给药眼镜充满期待，表示问世之后愿意尝试使用。

3.研究内容

本项目针对眼部给药不便的情况，对传统的眼部给药途经，技术过程，智能化方面进行改进和创新，主要研究内容如下：

(1)智能给药眼镜在给药时需要将药液以超声雾化的形式喷洒到患处，通过这种方式能使药物直接作用于眼部病变部位，又能增强眼部黏膜对药物的吸收，扩大了有效的吸收面积，使药物弥散均匀，持续作用时间延长，降低给药时对眼的刺激，我们项目拟设计一款超声雾化智能喷嘴，对智能喷嘴如何通过传感摄像头准确定位给药部位的研究，对于根据不同脸型的患者，智能喷嘴可以根据实际情况调整喷嘴角度实现精准给药的研究。

(2)传统的给药方式在眼部给药后如果不能充分的按压内眼角，一些药物会通过鼻泪管吸收入血引起全身反应，为了避免这种不良反应的发生，我们拟设计一种按压鼻托：

①按压鼻托如何实现给药前按压鼻托会通过机械臂向下下拉下眼睑，暴露患者眼睑的研究

②以传统的鼻托相比它不具备支撑鼻梁的作用，我们将他的功能作用于按压内眼角上，通过链接于鼻托的小型机械臂实现充分按压内眼角的研究。

③鼻托将采用软质橡胶，最大化减少接触皮肤时不适感的研究。

(3)针对患者可能只有单侧眼疾，为了避免在给药过程中感染健侧眼我们通过泳镜启发拟设计一种防止交叉感染的装置，使左右眼拥有独立空间的研究。在防止交叉感染的同时还可以避免粉尘的侵袭。

(4)为防止患者漏服药物，将移动端app与智能给药眼睛相结合以实现提醒患者给药的研究。

(5)为防止患者用错药物，我们对智能给药眼镜的储药罐进行设计。

4.国、内外研究现状

国外产品I-bubble智能滴眼药器体积大，整个仪器完全贴合到眼睛上才可进行眼部给药。据调查使用过I-bubble智能滴眼药器的120位患者反映该产品滴药速度偏快，眨眼后容易造成药物流失。

目前，眼部给药已成为医学学者研究的热点。我国的学者和各国的学者都在不断的探索研究，国内的诸多高校和研究所都相继展开了智能化科技化眼部给药的相关调查和研究。例如，中国药科大学和浙江工业大学同时研究新剂型在眼部给药的应用，这大大的的加速了眼部给药研究的进展，但这些新剂型稳定性差，载药量较少，毒性较大，药物释放不完全、不易控制等。

对眼部给药的研究，目前，主要研究用不同的新剂型代替传统眼部给药问题，但上述问题亟待解决。病变部位精准给药问题关乎药物能否准确作用和充分吸收，此问题也仍未解决。

创新点

方便精确给药：智能给药眼镜可以根据喷嘴上的感应器准确无误的判断患者眼睛位置，自行调节角度并将药液雾化喷射至眼内。

多功能鼻托：鼻梁处的密封装置起到对眼镜的支撑作用，代替普通鼻托。该多功能鼻托可在给药前通过连接鼻托的机械手臂调整鼻托位置，向下拉下眼睑，使患者的睑结膜暴露，既方便给药又可以防止患者在给药时闭眼；给药后机械手臂向上按压内眼角，防止药液通过泪管进入鼻腔后药液入血吸收引起的全身反应。鼻托采用易贴合食品级的软质材料。

（3）防止交叉感染：智能给药眼镜设有左右眼分离式独立的密封装置，设在镜框周围，采用易贴合材料，更加贴合眼眶皮肤，防止灰尘、细菌等异物入侵的同时还可以防止喷药过程中交叉感染发生，避免患者健康的眼睛受到感染。

（4）智能管家数据控制及记录：智能给药眼镜可通过蓝牙连接至手机、平板等智能设备，可显示电量、给药记录，并提醒患者给药时间，避免患者漏服、少服的情况发生。除此之外，智能管家还可通过根据移动端设备设定药物参数，实现眼部给药的精准化和定量化。

技术路线

（1）市场调研，随机抽样，采集数据。

（2）针对市场调研的数据进行分析，横向纵向多方面进行分析，对现有的问题进行分析，深化项目调研确定研制目的，并与国内外同类产品及技术对比:①设备治疗方案②智能蓝牙系统设置③材质选定④企业标准制定。

确定产品目标、技术水平、研究方向，设置优化设计，选择最终方案后进行人员分配，进行首次产品实验，按需生产投放。

鼻托：预选产品材质→工艺制作→多种材质对比→选取最佳材质进行制作→根据实验结果决定成品数量→成品投放。

针对社会上存在的问题进行针对性设计和研究，设计智能喷嘴、多功能鼻托、智能储药罐、左右式独立密封装置、app设计。

对上述设计进行功能性实验，检测给药的便捷性、药物的利用度、给药的安全性。

与传统的眼部给药方式进行比较分析，并针对整个研究过程进行分析与总结。

7.结束语

随着电子产品的普及，无论是国内还是国外患眼疾的人数大大增加。“新型眼部给药”可以很好的解决传统滴眼药液存在的问题，尤其针对一些不便给药的人群，可以更加安全方便精准进行眼部给药。目前市面上已有的简易滴眼药器尚不能满足人们的需求。本文通过研究智能眼部给药眼镜,设计相关的创新点，希望可以为改进当今传统滴眼液给药提供更好地思路和帮助。

参考文献

[1]李楠，杨明；眼部给药系统及影响因素[j].Strait Pharmaceutical Journal Vol 25 No. 12.2013

[2]游巍;钱峰;吴诚; 眼部的给药屏障和给药途径 [j].《国际药学研究杂志》- 2008-08-15

[3]伍海涛(导师：唐由之;王宁生) 冰片眼用的药效和机制研究[j].《广州中医药大学》- 2009-04-01