CN112175130A - 高亲水性有机硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法 - Google Patents

高亲水性有机硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高亲水性有机硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法，所述高亲水性有机硅水凝胶按重量份数计，由以下组分聚合反应而成：聚硅氧烷单体20‑40份，亲水性单体10‑60份，交联剂0.5‑6份，引发剂0.3‑1.5份，溶剂20‑50份。本发明配方使用硅合成材料SIGMA和/或TRIS和/或DHS8015作为含硅有机物，克服了与现有技术中硅单体与亲水单体互不相溶的问题，提高了硅水凝胶的亲水性，使制得的硅水凝胶角膜接触镜镜片更加透亮，且硅水凝胶具有的高透氧性及高含水量，使得硅水凝胶角膜接触镜佩戴更加舒适。

Description

高亲水性有机硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法
技术领域
本发明涉及硅水凝胶技术领域，具体涉及一种高亲水性有机硅水凝胶及采用该有机硅水凝胶制备的角膜接触镜，本发明同时还涉及高亲水性有机硅水凝胶及角膜接触镜的制备方法。
背景技术
人体眼睛如同其他部位一样需要充足的氧气，需要自由呼吸，眼睛的氧气绝大部分直接从空气中获得，传统的水凝胶镜片因为其透氧不足，患者配戴时严重阻碍眼睛对氧气的摄入，长时间配戴时会导致佩戴者出现眼红眼涩眼干等不良现象，甚至会损伤角膜。
目前，市场上为大众所接受的仍是由水凝胶聚合物制备而成的软性角膜接触镜，它的透氧性与其含水量成正比，而且材料本身的水分会因蒸发而流失，进而吸收泪液以保持原有含水量，以至造成眼睛脱水干涩，而如果提高含水量则会降低材料的机械性能。
“硅水凝胶”角膜接触镜是角膜接触镜史上一个里程碑式的新起点，硅水凝胶作为角膜接触镜的创新材质，拥有独特的水和硅双通道结构，主要通过硅向眼睛输送氧气，氧气自由通过镜片，使镜片透氧量不再受材质含水量的限制，确保了眼睛对氧气的需求，因此新型材质的硅水凝胶镜片便应运而生。
硅水凝胶，是一种有机高分子材料，有亲水性，具有双位相材料构架，即拥有硅和水凝胶两种通道，其呈“蜂窝状”结构，可通过有机硅相和水凝胶相两种通道输送氧气，从而具有更高的氧气透过性能，可用于制造高档角膜接触镜。硅水凝胶与传统水凝胶相比，完美的解决了高透氧性和低含水润湿性不能共存的问题。因为硅是一种具有较好透氧能力的物质，使氧气能通过双重途径通过角膜接触镜而达到眼部。另外，有机硅的加入，也同时起到了增强材料机械性能的作用，因此，对于长时间佩戴隐形眼镜者，硅水凝胶镜片具有巨大优势，同时也拥有较好的市场前景。
有机硅水凝胶通常通过将含有至少一种含有机硅单体或大分子单体和至少一种亲水性单体的混合物聚合而制成，其可以减少与常规水凝胶镜片相关的角膜水肿和高密度血管分布，但由于有机硅组分和亲水性组分不相容，导致有机硅水凝胶材料的制备显得尤为困难。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术中有机硅组分和亲水性组分不相容的技术问题，提供一种高亲水性有机硅水凝胶。
本发明的目的之二是提供一种采用上述高亲水性有机硅水凝胶制成的角膜接触镜。
本发明的目的之三是提供一种上述角膜接触镜的制备方法。
本发明采用以下技术方案：
本发明的公开的一种高亲水性有机硅水凝胶，按重量份数计，由以下组分聚合反应而成：
聚硅氧烷单体：20-40份；
亲水性单体：10-60份；
交联剂：0.5-6份；
引发剂：0.3-1.5份；
溶剂：20-50份。
本发明公开的一种高亲水性有机硅水凝胶角膜接触镜，由上述高亲水性有机硅水凝胶制成。
其中，所述聚硅氧烷单体优选(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷(SIGMA）和/或甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷（TRIS）和/或DHS8015。
上述硅氧烷单体可以提高接触镜透氧性，结构中Si-Si及Si-O间形成通道，可使氧气更好地通过，提高透氧量，其中，DHS8015可以提高硅单体与亲水单体溶解性，使制得的硅水凝胶及硅水凝胶接触镜具有更高含水量及透氧量，配戴舒适。
所述亲水单体优选2-甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、N-乙烯吡咯烷酮（NVP）或甲基丙烯酸（MA）中的一种或几种的混合物。
所述交联剂优选二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯（TEGDMA）、二乙烯苯（DVB）或1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯（TAC）中的一种或几种的混合物。
所述引发剂为热引发剂，优选偶氮二异丁腈（AIBN）或过氧化苯甲酰（BPO）。
在不加溶剂或加入常规的N-，N-二甲基丙烯酰胺（DMA）作为溶剂时，镜片成型后出现白点，并且镜片泛白，不透亮，使用正丁醇或正己醇时镜片透亮。因此，本发明溶剂优选正丁醇或正己醇。
本发明公开的一种角膜接触镜的制备方法，其具体操作为：将所述聚硅氧烷单体、亲水性单体、交联剂、引发剂和溶剂按配方量混合后搅拌均匀，注入角膜接触镜模具中，在加热或紫外灯照射条件下引发聚合反应，然后置于纯化水或一定pH为8的氢氧化钠溶液中脱模，得到硅水凝胶角膜接触镜。
根据资料《硅烷偶联剂水解工艺的研究》（王斌：天津工业大学纺织学院），硅氧烷水解与溶液pH有关，申请人调试溶液为酸性、碱性不同pH进行试验，得出pH为8时，在不影响镜片理化性能前提下，最容易分离，因此，本发明选择脱模氢氧化钠溶液的pH值为8。
本发明的有益效果：本发明提供了一种新的有机硅水凝胶配方，此配方使用硅合成材料 (3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷和/或甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷和/或DHS8015作为含硅有机物，克服了现有技术中硅单体与亲水单体互不相溶的问题，提高了硅水凝胶的亲水性，使制得的硅水凝胶角膜接触镜镜片更加透亮，且硅水凝胶具有的高透氧性及高含水量，使得硅水凝胶角膜接触镜佩戴更加舒适。
说明书附图
图1为本发明实施例1制备的角膜接触镜镜片的接触角测试图；
图2为本发明实施例2制备的角膜接触镜镜片的接触角测试图；
图3为本发明实施例3制备的角膜接触镜镜片的接触角测试图；
图4为本发明实施例4制备的角膜接触镜镜片的接触角测试图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的高亲水性有机硅水凝胶、角膜接触镜及角膜
接触镜的制备方法进行详细说明。
其中，聚硅氧烷单体中的DHS8015购自台湾达兴材料股份有限公司。
实施例1
本实施例中高亲水性有机硅水凝胶由重量份数为5份的TRIS，10份的DHS8015，20份的HEMA，5份的SIGMA，40份的MA，0.6份的EGDMA，0.3份的AIBN及20份正己醇采用常规方法聚合得到。
将各组分按上述配方量混合后搅拌均匀，滴注入角膜接触镜模具中，热固化引发聚合反应，然后置于纯化水中脱模，得到硅水凝胶角膜接触镜。
采用本实施例方法制得的硅水凝胶角膜接触镜镜片经灭菌后检测，其光透过率在96%以上，含水量为57-58%，折射率为1.38-1.39，透氧量为41.20，接触角为54.6°，接触角图片如图1所示。
实施例2
本实施例中高亲水性有机硅水凝胶由重量份数为30份的DHS8015，27份的NVP，10份的SIGMA，6份的MMA，1份的TAC，1份的AIBN及25份正丁醇采用常规方法聚合得到。
将各组分按上述配方量混合后搅拌均匀，滴注入角膜接触镜模具中，热固化引发聚合反应，然后置于pH=8的氢氧化钠溶液中脱模，得到硅水凝胶角膜接触镜。
采用本实施例方法制得的硅水凝胶角膜接触镜经灭菌后检测，其光透过率在98%以上，含水量为65-66%，折射率为1.388-1.389，透氧量为55.57，接触角为61.33°，接触角图片如图2所示。
实施例3
本实施例中高亲水性有机硅水凝胶由重量份数为10份的NVP，7份的DHS8015，9份的TRIS，16份的SIGMA，0.5份的MA，3份的TAC，3份的EGDMA，1.5份的AIBN及50份正己醇采用常规方法聚合得到。
将各组分按上述配方量混合后搅拌均匀，滴注入角膜接触镜模具中，热固化引发聚合反应，然后置于pH=8的氢氧化钠溶液中脱模，得到硅水凝胶角膜接触镜。
采用本实施例方法制得的硅水凝胶角膜接触镜经灭菌后检测，其光透过率在96%以上，含水量为61-63%，折射率为1.389-1.39，透氧量为55.57，接触角为48.7°，接触角图片如图3所示。
实施例4
本实施例中高亲水性有机硅水凝胶由重量份数为45份NVP，5份的DHS8015，6份的TRIS，20份的SIGMA，0.7份的MA，0.2份的TAC，2.5份的TEGDMA，0.5份的AIBN及20份的正己醇采用常规方法聚合得到。
将各组分按上述配方量混合后搅拌均匀，滴注入角膜接触镜模具中，热固化引发聚合反应，然后置于pH=8的氢氧化钠溶液中脱模，得到硅水凝胶角膜接触镜。
采用本实施例方法制得的硅水凝胶角膜接触镜经灭菌后检测，其光透过率在98%以上，含水量为65%，折射率为1.389-1.39，透氧量为47.4，接触角为51.6°，接触角图片如图4所示。
以上硅水凝胶角膜接触镜镜片光透过率使用紫外分光光度计进行检测，折射率使用阿贝折射仪进行检测，透氧量使用透氧仪检测，接触角使用滴液法进行测量，含水量通过以下方法得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中：M1为硅水凝胶湿体质量，M2为硅水凝胶烘干后干片质量。
本发明提供的硅水凝胶亲水性强，更加透亮，由其制成的硅水凝胶接触镜镜片高透氧且具有高含水量，使得佩戴更加舒适。

Claims (8)

1.一种高亲水性有机硅水凝胶，其特征在于，按重量份数计，该硅水凝胶由以下组分聚合反应而成：
聚硅氧烷单体：20-40份；
亲水性单体：10-60份；
交联剂：0.5-6份；
引发剂：0.3-1.5份；
溶剂：20-50份；
所述聚硅氧烷单体为(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷和/或甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷和/或DHS8015。
2.如权利要求1所述的一种高亲水性有机硅水凝胶，其特征在于，所述亲水单体为N-，N-二甲基丙烯酰胺、2-甲基丙烯酸羟乙酯、N-乙烯吡咯烷酮或甲基丙烯酸的一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种高亲水性有机硅水凝胶，其特征在于，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯苯、1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯或三乙二醇二乙烯基醚中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种高亲水性有机硅水凝胶，其特征在于，所述引发剂为热引发剂。
5.如权利要求4所述的一种高亲水性有机硅水凝胶，其特征在于，所述热引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
6.如权利要求1所述的一种高亲水性有机硅水凝胶，其特征在于，所述溶剂为正丁醇或正己醇。
7.一种高亲水性有机硅水凝胶角膜接触镜，其特征在于，该接触镜由高亲水性有机硅水凝胶制成，所述硅水凝胶按重量份数计，由以下组分聚合反应而成：
聚硅氧烷单体：20-40份；
亲水性单体：10-60份；
交联剂：0.5-6份；
引发剂：0.3-1.5份；
溶剂：20-50份；
所述聚硅氧烷单体为(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷和/或甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧烷基）硅烷和/或DHS8015。
8.一种如权利要求7所述的角膜接触镜的制备方法，其特征在于，将所述聚硅氧烷单体、亲水性单体、交联剂、引发剂、溶剂按配方量混合后搅拌均匀，注入角膜接触镜模具中，在加热或紫外灯照射条件下引发聚合反应，然后置于纯化水或pH为8的氢氧化钠溶液中脱模，得到硅水凝胶角膜接触镜。
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