CN110194846A - 角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法 - Google Patents

角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，包括以下步骤：在镜片表面进行等离子处理；在经过表面等离子处理后的镜片表面涂上一层包含附着力促进剂的亲水性涂层；将镜片置于烘箱内，烘干，镜片表面等离子处理后产生的活性基团与亲水性涂层中的附着力促进剂发生化学反应而永久地附着在角膜塑形镜表面得到角膜塑形镜镜片；将镜片进行水化处理；然后把水化后的角膜塑形镜镜片转移于盐水中稳定，将该水化好的镜片消毒，得到角膜塑形镜镜片。当所用亲水性涂层为彩色时即可制成彩色角膜塑形镜。本发明解决了角膜塑形镜表面亲水性效果短暂的问题，同时改善了配戴效果，有效减少了配戴中的不舒服感。

Description

角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法
技术领域
本发明属于眼镜技术领域，特别涉及一种角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法。
背景技术
随着现代社会日益增加的学习工作压力以及电子产品，特别是智能手机，的普及，中国近视人数每年以8％的速度递增加。中国的近视发生率为33％,近视发生率在小学、初中、高中分別是25％、70％和85％。故近视发生率在初高中特别高，很多人在这期间用很多办法去防止或延缓近视的发生。角膜塑形镜就是其中一个有效办法。它被医学界公认有效的近视矫正手段之一，可以有效控制近视的进一步发展，以作为屈光不正(近视眼)的一种矫正方式，对于青少年来说，它能控制近视程度的加深。角膜塑形镜是利用眼睑的压力，使得镜片压迫角膜表面的角膜上皮细胞和泪液层，使得角膜表面发生形变，从而改变视力。
角膜塑形镜(orthokeratology lens)简称OK镜，它又被称为RGP(rigid gaspermeable)硬性透气镜。它主要是由含硅或氟元素的材料制作且材料较硬。其透氧性为常规镜片的2到4倍。角膜塑形镜由于其高硬度使之佩戴起来很不舒服，这阻碍了角膜塑形镜被人广泛接受的程度。为此美国公司Synergeyes开发出一种混合型角膜塑形镜(见美国专利US20080074611A1)。它的中心光区仍用传统角膜塑形镜材料，周边则使用硅水凝胶或水凝胶来增加佩戴舒服度。角膜塑形镜另一佩戴起来不舒服的地方是其表面的憎水性而缺乏润湿性。为此许多表面处理的方法像电晕及等离子处理大大改善了其表面润湿性。但由于这些表面处理的方法只是在最表面的纳米层作出一些分子层面改变，在日常的角膜塑形镜使用清洗中会被逐渐磨损掉而重返憎水表面的本质。故角膜塑形镜急需一种能基本上永久性改变其表面憎水表面的本质。
发明内容
本发明的目的是提供一种角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，以解决角膜塑形镜表面亲水性效果短暂的问题，进而改善了配戴效果。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，取制备彩色角膜塑形镜所用镜片；
步骤二，在镜片表面进行等离子或电晕处理，在其表面产生活性基团；
步骤三，在经过表面等离子处理后的镜片表面涂上一层亲水性涂层，其中，亲水性涂层中包含附着力促进剂；
步骤四，涂层固化：将涂有亲水性涂层的镜片置于烘箱内，烘干，镜片表面等离子处理后产生的活性基团与亲水性涂层中的附着力促进剂发生化学反应而永久地附着在角膜塑形镜表面得到角膜塑形镜镜片；
步骤五，镜片水化：将步骤四得到的角膜塑形镜镜片置于盐水中，进行水化处理；
步骤六，然后把水化后的角膜塑形镜镜片转移于盐水中稳定，将该水化好的角膜塑形镜镜片在超净工作室内入瓶并进行湿法蒸汽消毒，得到角膜塑形镜镜片。
所述步骤一中，所用镜片由含硅或氟聚合物制成。典型的公众已知的材料可以是购自美国Boston公司，其透氧量可达到100X10-11。角膜塑形镜镜片通过车削或浇铸模压成型。
所述步骤二中，等离子或电晕处理镜片表面产生活性基团，从而改变镜片表面能，所处理后的表面能达到32dyn/cm或以上，优选为45dyn/cm。
所述步骤三中，亲水性涂层为无色或是彩色，亲水性涂层的含水量为0～90％，优选为38％～68％
所述步骤三中，亲水性涂层是水凝胶、硅凝胶、氟凝胶、其它生物高聚物或它们的混合物为基料的生物涂层。
所述步骤三中，亲水性涂层通过打印的方式涂覆在镜片表面，包括镜片的凸面和凹面，涂层厚度为0.5～50微米，优选为1～10微米
所述步骤三中，彩色的亲水性涂层中所用的颜料为无机或有机颜料，纯度级别为化妆品级，医疗器械级或以上；颜料包括：氧化铁系列的黄色，棕色，红色，黑色颜料为氧化铁或碳黑，蓝色颜料为酞菁蓝，绿色颜料为三氧化二铬，白色颜料为二氧化钛；所述彩色的亲水性涂层中，颜料体积浓度为5％～35％。
所述步骤三中，附着力促进剂为烷基硅，酰胺类，环氧基类，异氰酸酯的一种或多种，附着力促进剂与塑形镜表面等离子或电晕处理后产生的活性基团发生化学反应而永久地附着在角膜塑形镜表面。
所述步骤三中，在镜片表面的亲水性涂层覆盖镜片非光区部分或全部镜片表面。
所述步骤四中，烘干温度为80～140℃。
所述步骤五中，盐水pH值为8～11.0，在温度60～90℃中进行水化处理8～20小时。
所述步骤六中，盐水pH为7.2。有益效果：本发明结合表面等离子或电晕处理和亲水性涂层来改善角膜塑形镜的表面性能，解决了角膜塑形镜表面亲水性效果短暂的问题，同时大大改善了配戴效果，有效减少了配戴中的不舒服感。所用角膜塑形镜表面一般较化学惰性，常用的物理亲水性涂层是涂不上去的。用等离子(plasma)或电晕等方法处理角膜塑形镜镜片表面直至表面能达到32dyn/cm或以上，最好能达到45dyn/cm。本发明用等离子(plasma)或电晕等方法处理后，镜片表面将产生各种活性基团，包括羟基，羧基，过氧基，进而增加了镜片表面极性，从而为后续的亲水涂层能永久地附着在镜片表面。而不是常规的简单的临时性的亲水性效果。
具体实施方式
本发明的提供一种角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，先在角膜塑形镜表面用等离子(plasma)或电晕等方法处理，而后再打印一层完全或部分覆盖镜片的无色或彩色亲水涂层。
其中，角膜塑形镜作为第一层，经等离子(plasma)或电晕等方法处理过的表面作为第二层，无色或彩色亲水涂层作为第三层。
第一层为角膜塑形镜镜片，是通过车削或浇铸模压含硅或氟聚合物而成。
第二层为用等离子(plasma)或电晕等方法处理角膜塑形镜镜片表面而成的改性层，其表面能达到32dyn/cm或以上，最好能达到45dyn/cm。
第三层为无色或彩色亲水涂层，是水凝胶、硅凝胶、氟凝胶、其它生物高聚物或它们的混合物为基料的生物涂层。所用的涂层，涂层含水量可以从0到90％，优先的选择从38％到68％。
所用无色或彩色亲水涂层为单体混和物，低聚物，高聚物或它们的混合物。涂层中包含附着力促进剂，附着力促进剂为烷基硅，酰胺类，环氧基类，异氰酸酯。所述彩色涂层中所用的颜料为无机或有机颜料，纯度级别为化妆品级，医疗器械级或以上；颜料包括：氧化铁系列的黄色，棕色，红色，黑色颜料为氧化铁或碳黑，蓝色颜料为酞菁蓝，绿色颜料为三氧化二铬，白色颜料为二氧化钛；所述彩色涂层中，颜料体积浓度为5％～35％。
所用的涂层直接打印在上述预处理镜片表面(镜片的凸面和凹面)。涂层厚度不限，可以从0.5微米～50微米，优选厚度为1微米到10微米。
具体的制备方法包括以下步骤：
步骤一，取所需表面改性或制备彩色角膜塑形镜所用镜片；
步骤二，在镜片表面进行等离子或电晕(plasma)处理；
步骤三，在镜片表面涂上一层彩色或无色的亲水性涂层。
步骤四，涂层固化：将印制好的镜片置于烘箱内，在温度80-140℃下进行烘干，得到角膜塑形镜镜片；涂层中附着力促进剂与塑形镜表面等离子处理后产生的活性基团发生化学反应而永久地附着在角膜塑形镜表面
步骤五，镜片水化：将角膜塑形镜镜片置于pH值为8-11.0的盐水中，在温度60-90℃中进行水化处理8-20小时；
步骤六，然后把水化后的角膜塑形镜镜片转移于pH为7.2的盐水中稳定，将该水化好的角膜塑形镜镜片在超净工作室内入瓶并进行湿法蒸汽消毒，得到角膜塑形镜镜片。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：角膜塑形镜镜片选择
本发明所用的角膜塑形镜镜片是是由含硅或氟聚合物制成，典型的公众已知的材料可以是从美国Boston公司。典型的材料型号包括Boston EO,Boston ES,Boston XO,Boston XO2。角膜塑形镜镜片主要是通过车削或浇铸模压成型。所用旋模或铸模法或车削成型工艺可参照常见文献及工业实践。以上是所用的角膜塑形镜镜片只是用于说明，而实际所用镜片并不局限于上面所说。
实施例2：角膜塑形镜镜片表面进行等离子(plasma)处理
把角膜塑形镜镜片置于等离子(plasma)内腔，调节处理时间及压力，气体选用氧气。处理角膜塑形镜镜片表面直至表面能达到32dyn/cm或以上，最好能达到45dyn/cm。
实施例3：硅凝胶制备
所用原料是含硅的预聚物或由各单体与含硅的预聚物的混合物。所用的单体为由含有酰胺(NH)，或含羧基(COOH)或羟基(OH)中的一种或多种官能团的乙烯基单体。有关含硅的预聚物的制备可以参照美国专利4136250A，5962548A，5563184A。本实施例中，所用原材料配方为：26.97％的含硅氧烷的大分子单体，16.75％的TRIS(3-三(甲基-甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯)，32.64％的DMA(N，N-二甲基丙烯酰胺)，22.64％的变性乙醇和1.0％的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)。
实施例4：硅凝胶彩色涂层制备
称取上述硅凝胶高聚物312克、黄色氧化铁颜料68克、EFKA5054助剂2.1克,Byk307添加剂1.8克,环戊酮36克置于分散研磨机中，加入研磨介质，研磨至颜料粒子细度小于10μm即可，彩色涂料用浆料即制成。接着称取上述制得的彩色涂料用浆料50克、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.6克，生物高聚物19克，混合并搅拌均匀，得到硅凝胶彩色涂层。
实施例5：角膜塑形镜镜片表面改性
选用实施例2中的经表面处理的角膜塑形镜镜片。提取上述实施例3中的涂层，用移印机将该涂层涂布在经表面处理的角膜塑形镜镜片(镜片的凸面和凹面)；将印制好的角膜塑形镜镜片置于烘箱内，在100度烘5小时即可；接着将固化好的彩色隐形眼镜干片置于pH为9.0的盐水在90度中进行水化处理16小时，然后把上述水化后隐形眼镜转移于pH为7.2的盐水中稳定，该水化好的硅胶隐形眼镜即可在超净工作室内入瓶并进行湿法蒸汽消毒即制成最终产品。
实施例6：彩色角膜塑形镜制备
选用实施例2中的经表面处理的角膜塑形镜镜片。提取上述实施例4中的涂层，用移印机将该涂层涂布在经表面处理的角膜塑形镜镜片(镜片的凸面和凹面)；将印制好的角膜塑形镜镜片置于烘箱内，在100度烘5小时即可；接着将固化好的彩色隐形眼镜干片置于pH为9.0的盐水在90度中进行水化处理16小时，然后把上述水化后隐形眼镜转移于pH为7.2的盐水中稳定，该水化好的硅胶隐形眼镜即可在超净工作室内入瓶并进行湿法蒸汽消毒即制成最终产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和提高，这些改进和提高也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，取制备彩色角膜塑形镜所用镜片；
步骤二，在镜片表面进行等离子或电晕处理，在其表面产生活性基团；
步骤三，在经过表面等离子处理后的镜片表面涂上一层亲水性涂层，其中，亲水性涂层中包含附着力促进剂；
步骤四，涂层固化：将涂有亲水性涂层的镜片置于烘箱内，烘干，镜片表面等离子处理后产生的活性基团与亲水性涂层中的附着力促进剂发生化学反应而永久地附着在角膜塑形镜表面得到角膜塑形镜镜片；
步骤五，镜片水化：将步骤四得到的角膜塑形镜镜片置于盐水中，进行水化处理；
步骤六，然后把水化后的角膜塑形镜镜片转移于盐水中稳定，将该水化好的角膜塑形镜镜片在超净工作室内入瓶并进行湿法蒸汽消毒，得到角膜塑形镜镜片。
2.根据权利要求1所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，所用镜片由含硅或氟聚合物制成。
3.根据权利要求1所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，等离子或电晕处理镜片表面产生活性基团，从而改变镜片表面能，所处理后的表面能达到32dyn/cm或以上。
4.根据权利要求1所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，亲水性涂层为无色或是彩色，亲水性涂层的含水量为0～90％。
5.根据权利要求1或4所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，亲水性涂层是水凝胶、硅凝胶、氟凝胶、其它生物高聚物或它们的混合物为基料的生物涂层。
6.根据权利要求1所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，亲水性涂层通过打印的方式涂覆在镜片表面，包括镜片的凸面和凹面，涂层厚度为0.5～50微米。
7.根据权利要求4所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，彩色的亲水性涂层中所用的颜料为无机或有机颜料，纯度级别为化妆品级，医疗器械级或以上；颜料包括：氧化铁系列的黄色，棕色，红色，黑色颜料为氧化铁或碳黑，蓝色颜料为酞菁蓝，绿色颜料为三氧化二铬，白色颜料为二氧化钛；所述彩色的亲水性涂层中，颜料体积浓度为5％～35％。
8.根据权利要求7所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，附着力促进剂为烷基硅，酰胺类，环氧基类，异氰酸酯的一种或多种，附着力促进剂与塑形镜表面等离子或电晕处理后产生的活性基团发生化学反应而永久地附着在角膜塑形镜表面。
9.根据权利要求1所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，在镜片表面的亲水性涂层覆盖镜片非光区部分或全部镜片表面。
10.根据权利要求1所述的角膜塑形镜表面改性及其彩色角膜塑形镜的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，烘干温度为80～140℃；所述步骤五中，盐水pH值为8～11.0，在温度60～90℃中进行水化处理8～20小时；所述步骤六中，盐水pH为7.2。
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