CN112375176A - 一种高透氧硅水凝胶配方及高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法 - Google Patents

一种高透氧硅水凝胶配方及高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高透氧硅水凝胶配方及高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，所述高透氧硅水凝胶配方按重量份数计，包括以下组分：硅氧烷单体：20‑30份；亲水性单体：20‑60份；交联剂：0.5‑6份；光/热引发剂：0.06‑2份；溶剂：20‑60份。本发明配方使用SIGMA和/或1,1,1,3,5,7,7,7‑八甲基‑3,5‑二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷和/或甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷和/或1,3‑双(3‑甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷作为硅氧烷单体，制备过程中方加入了改性和置换的步骤，制备的硅水凝胶角膜接触镜透光率在98%以上，透氧量为86‑110，达到了人体最适透氧量（86）的要求。采用本发明配方和方法制备的角膜接触镜接触角小，润湿性能好，佩戴舒适。

Description

一种高透氧硅水凝胶配方及高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制 备方法
技术领域
本发明属于硅水凝胶技术领域，涉及一种高透氧硅水凝胶配方，本发明同时还涉及采用该高透氧硅水凝胶制备角膜接触镜的方法。
背景技术
随着硅水凝胶角膜接触镜的广泛应用，硅水凝胶材料的高透氧性能为佩戴者提供的好处日渐凸显。镜片高透氧对任何长时间佩戴角膜接触镜的患者都是有益的，或者高透氧量的同时镜片更厚对患者是更加有益的。因此，硅水凝胶开始成为那些日戴（DW）的角膜低氧症状患者的一个理想选择，也成为了许多常规日戴用户的首选。在日戴用户的广泛化趋势下，制造商们对于性能更优的硅水凝胶材料的研制越来越有兴趣，同时将氧气输送性能、机械性能和润湿性作为硅水凝胶材料开发综合考虑的因素。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的是提供一种透氧量高、机械性能好、润湿性好的硅水凝胶配方。
本发明的另一目的是提供一种采用上述硅水凝胶配方制备角膜接触镜的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种高透氧硅水凝胶配方，以重量份数计，包括以下组分：
硅氧烷单体：20-25份；
亲水性单体：20-35份；
交联剂：0.2-1份；
光/热引发剂：0.5-2份；
溶剂：30-60份；
其中，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(SIGMA）、1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷、1,3-双(3-甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷中的一种或几种。
作为本发明技术方案的优选，所述亲水单体为N-，N-二甲基丙烯酰胺（DMA）、2-甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、N-乙烯吡咯烷酮（NVP）或2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA） 中的一种或几种。
所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯（TAC）或三乙二醇二乙烯基醚（TEGDVB）中的一种或两种。
所述光引发剂为D1173。
所述热引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）。
所述溶剂为正丁醇或正己醇。
本发明提供的一种高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述各组分按配方量混合搅拌均匀后注入角膜接触镜模具中，在常规加热或紫外灯照射条件下发生聚合反应；
步骤二、将模具置于体积分数为10-30%的醇类溶剂中进行分离，收集得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；
步骤三、将所述镜片置于体积分数为10-20%的异丙醇中改制1h，改制的目的是异丙醇作为清洗去油剂，可使镜片上的油脂材料完全被清洗，提升镜片透亮度的同时，使镜片上的通道打开，从而提高镜片的透氧系数；
步骤四、将改制后的镜片用纯水浸泡置换2次，每次30-60分钟，置换目的是将镜片中多余的异丙醇置换成水，确保后续镜片中加工助剂的含量符合限度要求，随后置于0.9%的生理盐水中置换30-60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，灭菌，即得到成品镜片。
优选地，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或丁二醇中的一种或多种。
所述步骤四中，灭菌操作为在121℃下灭菌 15分钟。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷和/或甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷和/或1,3-双(3-甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷作为硅氧烷单体，制备的硅水凝胶角膜接触镜透光率在98%以上，透氧量为86-110，达到了人体最适透氧量（86）的要求。
2、采用本发明方法制备的角膜接触镜其镜片的拉升强度明显提升，机械性能好。
3、采用本发明配方和方法制备的角膜接触镜接触角小，润湿性能好，佩戴舒适。
4、采用现有常规方法制备硅水凝胶角膜接触镜，硅氧烷单体的用量一般为30-40%，而采用本发明的配方及方法制备角膜接触镜，硅单体的使用量相对较少，仅为20-25%，降低了角膜接触镜的生产成本。
附图说明
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；
图5为本发明实施例5制备的角膜接触镜镜片的接触角测试图；
图6为本发明实施例6制备的角膜接触镜镜片的接触角测试图；
图7为本发明实施例7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透氧硅水凝胶配方以及高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法进行详细说明。
实施例1
硅水凝胶配方：6份的SIGMA、14份的1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、3份的甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷、2份的1,3-双(3-甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷，20份的HEMA，2份的GMMA，0.6份的EGDMA，0.9份的AIBN以及46.5份的正丁醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，110℃下聚合1小时后置于体积分数为20%的乙醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为20%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次30分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为98%，含水量为39%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm，透氧量为86.39×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.7321N，接触角为42.6161度，接触角图片如图1所示。
实施例2
硅水凝胶配方：2份的SIGMA、16份的1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、2份的1,3-双(3-甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷，26份的HEMA，0.5份的DMA，5份的NVP，0.1份的EGDMA，0.2份的TAC，0.9份的AIBN及47.3份的正丁醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，110℃下聚合1小时后置于体积分数为20%的乙醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为15%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次60分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换40分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为98.5%，含水量为49.5%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm,透氧量为97.37×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.6932N，接触角为44.2842度，接触角图片如图2所示。
实施例3
硅水凝胶配方：10份的1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、6份的甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷、5份的1,3-双(3-甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷，25份的HEMA，5份的NVP，1份的GMMA，0.1份的TAC，0.1份的TEGDMA，0.8份的AIBN及45.8份的正已醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，110℃下聚合1小时后置于体积分数为20%的甲醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为15%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次40分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为99%，含水量为39%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm，透氧量为88.36×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.7028N，接触角为42.5084度，接触角图片如图3所示。
实施例4
硅水凝胶配方：2份的SIGMA、12份的1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、8份的甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷、19份的HEMA，0.4份的DMA，1份的GMMA，0.8份的EGDMA，0.5份的D1173以及59.3份的正丁醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，100lx紫外光照射30min后置于体积分数为20%的乙醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为20%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次60分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换30分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为99%，含水量为39%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm，透氧量为98.26×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.6690N，接触角为43.8319，接触角图片如图4所示。
实施例5
硅水凝胶配方：8份的SIGMA、14份的1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、22份的HEMA，0.6份的DMA，2份的GMMA，0.6份的EGDMA，0.6份的D1173以及46份的正丁醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，100lx紫外光照射45min后置于体积分数为10%的丙醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为18%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次30分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为99%，含水量为38%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm，透氧量为86.57×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.6685N，接触角为45.299，接触角图片如图5所示。
实施例6
硅水凝胶配方：2份的SIGMA、14份的1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、6份的甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷、22份的HEMA，0.4份的DMA，1份的GMMA，0.8份的EGDMA，2份的D1173以及30.3份的正丁醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，100lx紫外光照射30min后置于体积分数为15%的丁二醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为10%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次30分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为98.5%，含水量为38%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm，透氧量为109.52×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.5890N，接触角为43.3103，接触角图片如图6所示。
实施例7
硅水凝胶配方：1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷18份、甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷2份、25份的HEMA，0.6份的DMA，1份的GMMA，1份的EGDMA，1.5份的D1173及44份正丁醇。
将配方中各组分搅拌混合均匀，滴注入模具中，100lx紫外光照射30min后置于体积分数为30%的丁醇中进行分离，得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；将所得镜片置于体积分数为15%的异丙醇中改制1小时，改制后用纯水浸泡置换2次，每次50分钟，随后置于0.9%的生理盐水中置换60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，于121℃下灭菌15分钟后即得成品镜片。
成品镜片透光率为98.6%，含水量为39.5%，折射率为1.36-1.37m·s-1/(m·s-1)，中心厚度检测为0.10±0.02mm，透氧量为98.01×10-9(cm2/s×mlO2/ml·mmHg)，最大力值为1.7030N，接触角为44.3385，接触角图片如图7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，最大力值使用智能拉力试验机（型号C610M）进行检测，含水量通过以下方法得到：
Figure 401008DEST_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。
采用本发明配方及方法制备的硅水凝胶接触镜镜片透氧量高、润湿性能及机械性能好，佩戴舒适、不易破损。

Claims (10)

1.一种高透氧硅水凝胶配方，其特征在于，以重量份数计，该硅水凝胶配方包括以下组分：
硅氧烷单体：20-25份；
亲水性单体：20-35份；
交联剂：0.2-1份；
光/热引发剂：0.5-2份；
溶剂：30-60份；
所述硅氧烷单体为(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、1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基-3,5-二(三甲基硅烷氧基)四硅氧烷、甲基丙烯酰氧丙基三（乙烯基二甲基硅氧基）硅烷、1,3-双(3-甲基丙烯酰氧丙基)四(三甲基硅氧基)二硅氧烷中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的一种高透氧硅水凝胶配方，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2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯中的一种或几种。
3.如权利要求1或2所述的一种高透氧硅水凝胶配方，其特征在于，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、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两种。
4.如权利要求1或2所述的一种高透氧硅水凝胶配方，其特征在于，所述光引发剂为D1173。
5.如权利要求1或2所述的一种高透氧硅水凝胶配方，其特征在于，所述热引发剂为偶氮二异丁腈。
6.如权利要求1或2所述的一种高透氧硅水凝胶配方，其特征在于，所述溶剂为正丁醇或正己醇。
7.一种高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将权利要求1所述的各组分按配方量混合搅拌均匀后注入角膜接触镜模具中，在常规加热或紫外灯照射条件下发生聚合反应；
步骤二、将模具置于体积分数为10-30%的醇类溶剂中进行分离，收集得到硅水凝胶角膜接触镜镜片；
步骤三、将所述镜片置于体积分数为10-20%的异丙醇中改制1h；
步骤四、将改制后的镜片用纯水浸泡置换，随后置于0.9%的生理盐水中置换30-60分钟，最后用0.9%的生理盐水封存于西林瓶中，灭菌，得到成品镜片。
8.如权利要求7所述的一种高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，其特征在于，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或丁二醇中的一种或多种。
9.如权利要求8所述的一种高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，其特征在于，将改制后的镜片用纯水浸泡置换2次，每次30-60分钟。
10.如权利要求9所述的一种高透氧硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述灭菌操作为在121℃下灭菌 15分钟。
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