CN102193212A

CN102193212A - 结构色隐形眼镜的制备方法

Info

Publication number: CN102193212A
Application number: CN 201110130142
Authority: CN
Inventors: 顾忠泽; 赵远锦; 谢卓颖; 金露; 李婷婷
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: CN102193212B

Abstract

本发明公开了一种结构色隐形眼镜的制备方法，所述隐形眼镜含有均一的单一颜色或混合颜色的结构色胶体晶体溶液聚合物固化而成的水凝胶；其特征在于所述方法包括先进行结构色胶体溶液的配制，然后在模具内的固化处理，然后进行水化处理至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成结构色隐形眼镜。本发明的目的是提供一种结构色隐形眼镜及其制造方法，该方法制备成本低，便于大规模生产，制备的隐形眼镜色彩鲜艳，美观大方，生物相容性高。

Description

结构色隐形眼镜的制备方法

技术领域

本发明属于隐形眼镜材料研究技术领域，具体涉及一种结构色隐形眼镜的制备方法。

背景技术

在过去的30年里，全球配戴隐形眼镜的总人数增加了35倍，而彩色隐形眼镜也由于全球时尚界的带动而渐渐流行。据不完全统计，目前我国彩色隐形眼镜占隐形眼镜市场的35％以上。

彩色隐形眼镜可以分为两大类：第一类是一种仅在隐形眼镜虹膜区存在透明或不透明彩色图案的隐形眼镜，由于这种隐形眼镜虹膜区的不透明性，而部分遮盖了眼睛虹膜的本身，能够显露出特别的颜色和图案，但由于其局部不透明性，在一定程度上阻碍了视线；第二类彩色隐形眼镜选用透明的色彩增强隐形眼镜的颜色，这种基本上透明的色料是均匀的分散在整个隐形眼镜内部的，此类彩色隐形眼镜不但可以加深眼睛的颜色，而且可使眼睛更生动、更栩栩如生。然而，由于在隐形眼镜内参杂了彩色的颜料，这些颜料往往存在生物相容性低，表面凹凸不平等问题，易使患者配戴时有严重的异物感，轻者导致配戴不适，严重者可能出现角膜水肿、角膜血管增生、上皮细胞脱落等问题，导致急性红眼病等角膜疾病，进而可能影响视力。

考虑到顾客的戴镜安全和卫生，需要开发一种既能满足人们爱美的生活需求，又能确保彩色的颜料不会影响眼睛、不会导致任何眼疾和不适的彩色隐形眼镜，因此，一种涂层在中间夹层的彩色隐形眼镜应运而生，美国专利US 3,712,718(1973年)报道，一种在已成形的隐形眼镜上切口，然后再往切口中填充彩色填料的彩色隐形眼镜的制作方法，用这种方法制得的彩色隐形眼镜既可以满足改变眼睛外观的要求，又可以满足戴镜的安全和卫生，但因为在制作过程中，需要将隐形眼镜进行切割，将彩色填料填入切口后，很难将切口再次密闭，即使能成功的密闭该切口，也很难确保“缝合线”不会造成戴镜时的异物感；同时，这种制作方法繁琐，而且又无法确保填塞的彩色材料均匀的分布于隐形眼镜内；另外，彩色颜料的使用始终未能完全解决隐形眼镜的生物相容性。如此以来，无法实现大规模生产，无法确保隐形眼镜的生物相容性。

因此，需要一种彩色隐形眼镜的制作方法，即需要方法简单易用，可以满足改变眼睛外观的要求、又可以满足用户戴镜的安全和卫生、可信度高的要求。本发明因此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构色隐形眼镜的制备方法，解决了现有技术中缺少结构色隐形眼镜的制备方法，而无法满足用户戴镜安全、卫生以及外观漂亮的综合要求。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种结构色隐形眼镜的制备方法，所述隐形眼镜含有均一的单一颜色或混合颜色的结构色胶体晶体溶液聚合物固化而成的水凝胶；其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)结构色胶体溶液的配制步骤：

将单分散的胶体纳米粒子加入水凝胶前聚体溶液中，调节胶体纳米粒子在胶体粒子溶液中的质量百分数为10％～80％，超声分散，直至胶体粒子溶液产生结构色；

(2)结构色溶液在模具内的固化处理步骤：

将精确计算体积的结构色胶体溶液加入用于隐形眼镜制备的模具内，将模具置于高压汞灯通过紫外固化法或烘箱内通过热固化法对结构色胶体溶液进行固化；

(3)结构色隐形眼镜的水化处理步骤：

将步骤(2)中固化的结构色隐形眼镜片置于盐水中水化至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成彩色隐形眼镜。

优选的，所述方法步骤(3)中固化的结构色隐形眼镜片先脱除胶体纳米粒子，然后置于盐水中水化至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成彩色隐形眼镜。

优选的，方法中所述的胶体纳米粒子材料选自二氧化硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、铁的氧化物、金、银中的一种或两种以上的材料；所述的水凝胶前聚体为甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、醋酸丁酸纤维素、硅氧烷甲基丙烯酸酯、氟硅甲基丙烯酸酯、全氟醚、N-乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或两种以上的任意混合，所述聚合物中含有或不含有胶体纳米粒子材料。

优选的，方法中所述胶体纳米粒子的粒径在10纳米到500纳米；所述胶体纳米粒子的浓度在10％～80％。

优选的，方法中步骤(3)进行水化处理时，先在pH8.0-10.0的盐水中水化12-24小时，然后在pH7.2的盐水中水化至彩色隐形眼镜膨胀率稳定不变。

本发明的结构色隐形眼镜为将具有结构色的胶体晶体锁定在隐形眼镜的水凝胶内的隐形眼镜，这样的隐形眼镜带有绚丽多彩的外观。相对于其他彩色隐形眼镜而言，结构色隐形眼镜制备简单，生物相容性好，具有很好的实用性。该结构色隐形眼镜具有均一的单一颜色或混合颜色的结构色胶体晶体溶液聚合物固化而成的水凝胶。所述隐形眼镜的结构色区域中的胶体纳米粒子材料可以在固化后水化时进行保留、部分去除或完全去除。

本发明通过将具有结构色的胶体晶体锁定在隐形眼镜的水凝胶骨架内，使隐形眼镜带有绚丽多彩的外观。相对于其他彩色隐形眼镜而言，结构色隐形眼镜制备简单，生物相容性好，具有很好的实用性。其具体制备方法包括以下步骤：

①结构色胶体溶液的配制：

将单分散的胶体纳米粒子加入水凝胶前聚体溶液中，调节质量百分数为10％一80％，超声分散，直至胶体粒子溶液产生透亮鲜艳的结构色；通过调节胶体纳米粒子的材料、尺寸或浓度可获得各种色彩的结构色胶体溶液；胶体纳米粒子材料为二氧化硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、铁的氧化物、金、银中的一种或两种以上的任意混合；水凝胶前聚体选自甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、醋酸丁酸纤维素、硅氧烷甲基丙烯酸酯、氟硅甲基丙烯酸酯、全氟醚、N-乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种；

②结构色溶液在模具内的固化处理：

将一定体积的结构色胶体溶液加入用于隐形眼镜制备的模具内，选用紫外或热固化法，分别将模具置于高压汞灯或烘箱内对结构色胶体溶液进行固化；

③结构色隐形眼镜的水化处理：

水化处理分两部进行，先在pH8.0-10.0的盐水中水化12-24小时，然后在pH7.2的盐水中水化至隐形眼镜膨胀率稳定不变；为此，可直接将步骤②中固化的结构色隐形眼镜片置于盐水中水化至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成彩色隐形眼镜；另外，也可先将步骤②中固化的结构色隐形眼镜片置于特定的溶液中以去除其中的胶体纳米粒子，接着再置于盐水中水化至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成彩色隐形眼镜。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明通过将具有结构色的胶体晶体锁定在隐形眼镜的水凝胶骨架内，使隐形眼镜带有绚丽多彩的外观。该方法制备彩色隐型眼镜步骤简单，成本低，便于大规模生产，制备的隐形眼镜色彩鲜艳，生物相容性高。因此，这种结构色隐形眼镜既能满足客户美化眼镜的需要，又具有安全性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为制备基于胶体晶体的结构色隐型眼镜的方法流程图，图中1为结构色溶液，2为隐形眼镜制备模具，3为固化后的结构色隐形眼镜，4为去除胶体纳米粒子后的结构色隐形眼镜。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1 结构色隐形眼镜的制备

如图1所示步骤进行制备结构色隐形眼镜，以下是具体描述：

1.结构色胶体溶液的配制：

将直径为200纳米的单分散二氧化硅胶体纳米粒子加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的混合溶液中(HEMA/EGDMA＝20∶1，摩尔比)，调节二氧化硅的质量百分数为60％，超声分散，直至胶体粒子溶液产生透亮鲜艳的结构色；向这种溶液中加入引发剂偶氮异二丁氰(0.1％，质量体积比)，充分混匀后，通过氮气5min，密封结构色胶体溶液备用；

2.结构色溶液在模具内的固化处理：

将200微升体积的结构色胶体溶液加入用于隐形眼镜制备的模具内，静置20min，4℃下高压汞灯照射30min，即可固化结构色胶体溶液；

3.结构色隐形眼镜的水化处理：

将固化后的结构色胶体聚合物从模具上剥落下来，直接水化处理或用4％的氢氟酸去除二氧化硅胶体纳米粒子后再水化处理；水化处理分两部进行，先在pH8.0-10.0的盐水中水化12-24小时，然后在pH7.2的盐水中水化至隐形眼镜膨胀率稳定不变，最终获得色彩鲜艳的结构色隐形眼镜。

实施例2 结构色隐形眼镜的制备

1.结构色胶体溶液的配制：

将直径为200纳米的单分散二氧化硅胶体纳米粒子加入硅氧烷甲基丙烯酸酯(SMA)与二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的混合溶液中，调节二氧化硅的质量百分数为40％，超声分散，直至胶体粒子溶液产生透亮鲜艳的结构色；向这种溶液中加入引发剂偶氮异二丁氰(0.1％，质量体积比)，充分混匀后，通过氮气5min，密封结构色胶体溶液备用；

2.结构色溶液在模具内的固化处理：

将200微升体积的结构色胶体溶液加入用于隐形眼镜制备的模具内，静置20min，40℃水浴中反应22小时，升温至真空干燥箱120℃反应9小时，降至室温后即可固化结构色胶体溶液；

3.结构色隐形眼镜的水化处理：

实施例3 结构色隐形眼镜的制备

1.结构色胶体溶液的配制：

将直径为180纳米的单分散聚甲基丙烯酸甲酯胶体纳米粒子加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的混合溶液中(HEMA/EGDMA＝20∶1，摩尔比)，调节聚甲基丙烯酸甲酯的质量百分数为50％，超声分散，直至胶体粒子溶液产生透亮鲜艳的结构色；向这种溶液中加入引发剂偶氮异二丁氰(0.1％，质量体积比)，充分混匀后，通过氮气5min，密封结构色胶体溶液备用；

2.结构色溶液在模具内的固化处理：

3.结构色隐形眼镜的水化处理：

将固化后的结构色胶体聚合物从模具上剥落下来，直接水化处理或用10％的四氢呋喃去除聚甲基丙烯酸甲酯胶体纳米粒子后再水化处理；水化处理分两部进行，先在pH8.0-10.0的盐水中水化12-24小时，然后在pH7.2的盐水中水化至隐形眼镜膨胀率稳定不变，最终获得色彩鲜艳的结构色隐形眼镜。

实施例4 结构色隐形眼镜的制备

1.结构色胶体溶液的配制：

将直径为180纳米的单分散聚苯乙烯胶体纳米粒子加入甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的混合溶液中(HEMA/EGDMA＝20∶1，摩尔比)，调节聚苯乙烯的质量百分数为60％，超声分散，直至胶体粒子溶液产生透亮鲜艳的结构色；向这种溶液中加入引发剂偶氮异二丁氰(0.1％，质量体积比)，充分混匀后，通过氮气5min，密封结构色胶体溶液备用；

2.结构色溶液在模具内的固化处理：

3.结构色隐形眼镜的水化处理：

将固化后的结构色胶体聚合物从模具上剥落下来，直接水化处理或用10％的四氢呋喃去除聚苯乙烯胶体纳米粒子后再水化处理；水化处理分两部进行，先在pH8.0-10.0的盐水中水化12-24小时，然后在pH7.2的盐水中水化至隐形眼镜膨胀率稳定不变，最终获得色彩鲜艳的结构色隐形眼镜。

实施例5 结构色隐形眼镜的性能测试

(1)透光性测试：

选用去除二氧化硅胶体纳米粒子的结构色隐形眼镜为测试对象，对其进行透光性测试，结果显示白光的透过率达到90％以上；

(2)含水量测试：

以烘干法对去除二氧化硅胶体纳米粒子的结构色隐形眼镜进行含水量测试，结果显示其含水率高于60％；

(3)细胞毒性测试：

由于细胞毒性测试能准备客观的反应测试样品的潜在毒性，采用常用的ISO9363-1测试方法，考察隐形眼镜的细胞毒性能准确的反应其安全性，在该方法中，将细胞毒性反应分成0-4级的等级，级数越低，被测试材料的安全性越高。将结构色隐形眼镜与市售的海昌超薄隐形眼镜做细胞毒性的对比测试，结果显示结构色隐形眼镜的细胞毒性和市售的海昌超薄隐形眼镜一样，均为0级，说明了镜片具有较高的安全性。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种结构色隐形眼镜的制备方法，所述隐形眼镜含有均一的单一颜色或混合颜色的结构色胶体晶体溶液聚合物固化而成的水凝胶；其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）结构色胶体溶液的配制步骤：

将单分散的胶体纳米粒子加入水凝胶前聚体溶液中，调节胶体粒子溶液中胶体纳米粒子的质量百分数到10%～80%，超声分散，直至胶体粒子溶液产生结构色；

（2）结构色溶液在模具内的固化处理步骤：

（3）结构色隐形眼镜的水化处理步骤：

将步骤（2）中固化的结构色隐形眼镜片置于盐水中水化至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成结构色隐形眼镜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（3）中固化的结构色隐形眼镜片先脱除胶体纳米粒子，然后置于盐水中水化至水凝胶的膨胀率稳定不变，制成结构色隐形眼镜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于方法中脱除胶体纳米粒子的脱除剂选自氢氟酸、氢氧化钠、盐酸、醋酸或四氢呋喃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于方法中所述的胶体纳米粒子材料选自二氧化硅、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、铁的氧化物、金、银中的一种或两种以上的材料；所述的水凝胶前聚体为甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、醋酸丁酸纤维素、硅氧烷甲基丙烯酸酯、氟硅甲基丙烯酸酯、全氟醚、N-乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或两种以上的任意混合，所述聚合物中含有或不含有胶体纳米粒子材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于方法中所述胶体纳米粒子的粒径在10纳米到500纳米之间；所述胶体纳米粒子的浓度在10%～80%。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于方法中步骤（3）进行水化处理时，先在pH8.0-10.0的盐水中水化12-24小时，然后在pH7.2的盐水中水化至结构色隐形眼镜膨胀率稳定不变。