CN112375247A - 一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法 - Google Patents

一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，包括如下步骤：1.准备好处理系统；2.将角膜接触镜片置于消毒盒内，放入石英玻璃腔体，启动真空装置抽真空，充入预定流量四氟化碳气体，其在等离子体气氛下产生含氟官能团；等离子体在角膜接触镜表面分子团上接枝含氟官能团形成疏水性膜；3.梯度提高角膜接触镜复合功能膜性能；4.提高镜片表面复合功能膜性能及厚度，形成网状交织复合功能膜；5.停止进气和等离子体放电，注入定量双氧水；6.充分扩散和雾化后，启动激发电源，产生等离子体，雾化双氧水电离产生羟基含氧基团，含氧基团接枝在角膜接触镜表面，改善镜片表面亲水性，同时实现对角膜接触镜快速灭菌，达到无菌化。

Description

一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法
技术领域
本发明涉及角膜接触镜处理领域，尤其是一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法。
背景技术
角膜接触镜是一种戴在眼球角膜上，用于矫正视力或保护眼球的特殊镜片，具有透氧性、高耐用性、视觉效果更好以及可矫正散光等优势。但角膜接触镜中含氟、硅多聚体成分使得材料表面具有疏水性，角膜塑形镜表面润湿性差，易引起生物相容性问题：泪液中富含各种蛋白质和脂质，容易在镜片表面沉积，降低镜片透氧性和透明度，影响佩戴舒适性和视觉效果，易导致细菌在镜片表面粘附、滋生，引发结膜炎、角膜炎等炎症反应。
角膜接触镜在加工和使用过程中会接触到细菌或病毒，可能引发眼部感染造成结膜炎、角膜炎，甚至引起角膜溃疡。细菌感染导致的视力受损已经严重威胁到近视人群的健康，不规范的角膜接触镜配戴和护理是发生微生物性角膜炎的重要因素，因此对角膜接触镜的规范灭菌尤为重要。
常规方法制备的疏水性表面，和人体组织生物相容性变差，严重影响镜片佩戴舒适性，同时由于普通疏水材料表面水分子自由能高于水溶液中水分子的自由能，因而造成蛋白质吸附于疏水材料表面，还存在材料表面蛋白质吸附的问题。目前已有技术是采用不同气氛等离子体处理，降低角膜接触镜接触角改善亲水性，来改善佩戴舒适性和抗蛋白吸附能力。如专利CN 101726864 B、CN103721290B公开了接触镜表面改善亲水性的方法，即通过充入不同气氛，产生等离子体处理处理接触镜，通过提高材料亲水性来改善生物相容性，但并不能有效的防止蛋白质吸附，也未达到无菌要求。造成蛋白质吸附原因主要是，对单一亲水或者疏水表面并不具备最佳的抗蛋白质吸附性能。另外角膜接触镜与眼球接触，对材料洁净度要求较高，而目前等离子体处理方式中，放电电极内置，且放电电极及腔体采用金属材质，等离子体放电过程中可能有金属离子溅射到角膜接触镜表面而污染镜片。基于以上技术背景分析，目前角膜接触镜仍然存在如何提高材料生物相容性、佩戴舒适性及灭菌问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，先通过四氟化碳气体在角膜接触镜分子团上接枝含氟官能团形成疏水性膜，降低蛋白质吸附和细菌粘附；然后通过氧气等离子体，改善角膜接触镜的亲水性，再通过氧气和四氟化碳混合气氛等离子体，进一步形成网状交织复合功能膜，同时强化角膜接触镜的两亲性，最后通过双氧水进行灭菌并进一步提升亲水性。能够改善生物相容性并进行无菌化处理，在角膜接触镜表面形成复合梯度功能膜，同时提高角膜接触镜表面亲水性和疏水性(两亲性)。镜片具备的亲水性能够提高与眼球组织相容性，提高佩戴舒适度，而同时具备的疏水性能显著降低镜片佩戴过程中蛋白质沉积和细菌粘附，同时该方法能够实现角膜接触镜无菌化。
本发明的技术方案是：一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，包括如下步骤：
步骤1.准备好处理系统，所述的处理系统包括等离子体发生单元，具体包括石英玻璃腔体、外置电极、真空系统、流量控制、定量注液等。
步骤2.先在角膜接触镜表面制作用于抗蛋白质吸附的疏水性膜，具体包括：将角膜接触镜片置于消毒盒内，放入石英玻璃腔体，启动真空装置抽真空，当气压低于10Pa时，充入预定流量四氟化碳气体，其在等离子体气氛下产生含氟官能团。由于等离子体在角膜接触镜表面具有一定作用深度，在其作用范围内，在角膜接触镜分子团上接枝含氟官能团形成疏水性膜，可以有效降低蛋白质吸附和细菌粘附。
由于角膜接触镜为含氟多聚体的特殊材料。经四氟化碳等离子体处理后，可以在含氟分子团上进一步接枝含氟官能团，增加其疏水性，含氟官能团具有低表面能，可以降低蛋白质吸附，从而获得较佳的抗蛋白质吸附性能。
步骤3.在前述抗蛋白质吸附的疏水性膜的基础上形成亲水性梯度复合功能膜，具体包括：为梯度增强角膜接触镜亲水性(提高佩戴舒适性)、抗蛋白质吸附能力，同时提高角膜接触镜复合功能膜厚度，停止充入四氟化碳气体，继续抽真空以消除系统中四氟化碳气氛。当气压达到10Pa以下时，充入预定流量的氧气，氧气等离子体气氛下激发丰富的含氧基团。含氧基团接枝于镜片分子团上，同时由于该分子团在四氟化碳气氛下已接枝了含氟官能团，含氟和含氧官能团与接触镜分子团形成网状交织复合功能膜，使镜片具备疏水性的同时提高了材料的亲水性(两亲性)，提高佩戴舒适性和抗蛋白吸附和细菌粘附能力。
步骤4.进一步生成网状交织复合功能膜，具体包括：为进一步提高镜片表面复合功能膜性能及厚度，继续充入预定比例四氟化碳与氧混合气体，该混合气氛等离子体同时产生含氧和含氟官能团。在等离子体混合气氛作用下，其作用深度进一步加深，从而加速含氟和含氧官能团与接触镜分子团中形成网状交织复合功能膜，使得角膜接触镜具有更好的亲水性(提高佩戴舒适度)；同时，含氟基团使其又具有疏水特性，具备更好的抗蛋白质吸附能力。
步骤5.停止进气和等离子体放电，当气压低于10Pa时，开启定量注液装置(注入液体量可以通过注液系统设置)，注入定量双氧水，常压下的双氧水在低气压腔体中迅速雾化。同时开启充气阀，以加速双氧水雾化程度和扩散速度。
步骤6.充分雾化后，继续抽真空，气压达到10-30Pa时，启动激发电源，产生等离子体，雾化双氧水电离产生羟基等含氧基团，含氧基团接枝在角膜接触镜表面，可以改善镜片表面亲水性，同时实现对角膜接触镜快速灭菌，达到无菌化。
所述步骤2中充入预定流量四氟化碳气体，预定流量为10～20sccm。
进一步的，所述步骤3中充入预定流量的氧气，预定流量为10～20sccm。
进一步的，所述步骤4继续充入预定比例四氟化碳与氧混合气体，预定比例为1：2。
进一步的，所述角膜接触镜的材料可以为氟硅丙烯酸酯。
有益效果：
本发明的方法通过本发明工艺调控，其优点在于依次在角膜接触镜表面接枝含氟和含氧官能团，含氟和含氧官能团与接触镜分子团形成网状交织复合功能膜，并梯度增加该功能膜厚度，从而使得角膜接触镜同时具有更好的亲水性和疏水性(两亲性)。亲水性可以提高佩戴舒适度，疏水性可以提高抗蛋白质吸附能力，进而提高佩戴角膜接触镜的生物相容性，并同时达到无菌化效果。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，提出一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，具体如下：
1.先在角膜接触镜表面制作用于抗蛋白质吸附的疏水性膜，具体包括：将角膜接触镜片置于消毒盒内，放入石英真空腔体，启动真空装置抽真空，当气压低于10Pa时，充入预定流量四氟化碳气体(可选的，预定流量为10～20sccm，作为优选气流量为15sccm)，其在等离子体气氛下产生含氟官能团，处理1-5min。在角膜接触镜表面接枝含氟官能团形成疏水性膜，可以有效降低蛋白质吸附。
2.在前述抗蛋白质吸附的疏水性膜的基础上形成亲水性梯度复合功能膜，具体包括：为梯度增强角膜接触镜复合功能膜亲水性(提高佩戴舒适性)和抗蛋白质吸附能力，同时提高角膜接触镜复合功能膜厚度，停止充入四氟化碳气体，继续抽真空以消除系统中四氟化碳气氛。当气压达到10Pa以下时，充入预定流量的氧气(可选的，预定流量为10～20sccm，作为优选气流量为15sccm)，氧气等离子体气氛下激发丰富的含氧基团，含氧集团接枝与镜片表面，处理1-5min。改进材料的亲水性，同时还具有疏水特性，即两亲性，亲水性能提高佩戴舒适性，而疏水特性能提高抗蛋白吸附和细菌粘附能力。
3.进一步生成网状交织复合功能膜，具体包括：为进一步提高镜片表面功能膜性能及厚度，继续充入预定比例四氟化碳与氧混合气体(例如优选比例为1：2，作为优选气流量为25sccm)，该混合气氛等离子体同时产生含氧和含氟官能团，接枝于角膜塑形镜表面，处理1-5min，从而加速含氟和含氧官能团与角膜接触镜分子团中形成网状交织复合功能膜。使得角膜接触镜具有很好的亲水性(提高佩戴舒适度)；同时含氟基团使其又具有疏水特性，具备更好的抗蛋白质吸附能力。
4.停止进气和等离子体放电，当气压低于10Pa时，开启定量注液装置(注入液体量可以通过注液系统设置)，注入定量双氧水，常压下的双氧水在低气压腔体中迅速雾化。然后开启充气阀，以加速双氧水雾化程度和扩散速度。
5.充分雾化后，继续抽真空，气压达到10-30Pa时，启动激发电源，产生等离子体，处理5-15min。雾化双氧水电离产生羟基等含氧集团，含氧集团接枝在角膜接触镜表面，可以改善镜片表面亲水性，同时实现对角膜接触镜快速灭菌，达到无菌化。
根据本发明的优选实施例，所述角膜接触镜片的材料可以为氟硅丙烯酸酯；
通过本发明工艺调控，其优点在于依次在角膜接触镜表面接枝含氟和含氧官能团，含氟和含氧官能团与接触镜分子团形成网状交织复合功能膜，并梯度增加该功能膜厚度，接触角下降显著，角膜接触镜同时具有更好的亲水性和疏水性(两亲性)。亲水性可以提高佩戴舒适度，疏水性可以提高抗蛋白质吸附能力，进而提高佩戴角膜接触镜的生物相容性，并同时达到无菌化效果。
表一不同处理方式接触角变化
控制样 四氟化碳处理 氧等离子体 本发明处理
接触角(°) 105 118 14 26
表二计数法测量金黄色葡萄球菌粘附
控制样 四氟化碳处理 氧等离子体 本发明处理
角膜接触镜 33.832×10<sup>6</sup> 12.524×10<sup>6</sup> 18.972×10<sup>6</sup> 14.135×10<sup>6</sup>
表一和表二为不同处理方式对接触角和细菌粘附效果对比，从表中可以看出，通过本发明在镜片表面梯度形成含氧、含氟网状交织功能膜，使其具备很好的亲水性(提高佩戴舒适性)，同时抗蛋白和细菌吸附能力进一步提高。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.准备好处理系统，所述的处理系统包括等离子体发生单元，具体包括石英玻璃腔体、外置电极、真空装置、流量控制装置、定量注液装置；
步骤2.先在角膜接触镜表面制作用于抗蛋白质吸附的疏水性膜，具体包括：将角膜接触镜片置于消毒盒内，放入石英玻璃腔体，启动真空装置抽真空，当气压低于10Pa时，充入预定流量四氟化碳气体，其在等离子体气氛下产生含氟官能团；等离子体在角膜接触镜表面分子团上接枝含氟官能团形成疏水性膜，降低蛋白质吸附和细菌粘附；
步骤3.在前述抗蛋白质吸附的疏水性膜的基础上形成亲水性梯度复合功能膜，梯度增强角膜接触镜亲水性和抗蛋白质吸附能力，同时提高角膜接触镜复合功能膜厚度，具体包括：停止充入四氟化碳气体，继续抽真空以消除系统中四氟化碳气氛，当气压达到10Pa以下时，充入预定流量的氧气，氧气等离子体气氛下激发含氧基团，含氧集团接枝于镜片分子团上，所述的镜片分子团在四氟化碳气氛下已接枝了含氟官能团，含氟和含氧官能团与接触镜分子团形成网状交织复合功能膜，使镜片具备疏水性的同时提高了材料的亲水性，提高佩戴舒适性；
步骤4.进一步生成网状交织复合功能膜，提高镜片表面复合功能膜性能及厚度，具体包括：继续充入预定比例四氟化碳与氧混合气体，该混合气氛等离子体同时产生含氧和含氟官能团，在等离子体混合气氛作用下，其作用深度进一步加深，从而加速含氟和含氧官能团与接触镜分子团中形成网状交织复合功能膜，使得角膜接触镜具有更好的亲水性；同时含氟基团使其又具有疏水特性，具备更好的抗蛋白质吸附能力；
步骤5.停止进气和等离子体放电，当气压低于10Pa时，开启定量注液装置，注入定量双氧水，常压下的双氧水在低气压腔体中迅速雾化，同时开启充气阀，以加速双氧水雾化程度和扩散速度；
步骤6.充分雾化后，继续抽真空，气压达到10-30Pa时，启动激发电源，产生等离子体，雾化双氧水电离产生羟基含氧基团，含氧集团接枝在角膜接触镜表面，改善镜片表面亲水性，同时实现对角膜接触镜快速灭菌，达到无菌化。
2.根据权利要求1所述的一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，其特征在于：
所述步骤2中充入预定流量四氟化碳气体，预定流量为10～20sccm。
3.根据权利要求1所述的一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，其特征在于：
所述步骤3中充入预定流量的氧气，预定流量为10～20sccm。
4.根据权利要求1所述的一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，其特征在于：
所述步骤4继续充入预定比例四氟化碳与氧混合气体，预定比例为1：2。
5.根据权利要求1所述的一种基于两亲性复合梯度功能膜的角膜接触镜处理方法，其特征在于：
所述角膜接触镜的材料为氟硅丙烯酸酯。
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