CN113474381A - 可选择性润湿和透氧的镜片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种接触镜片，其包括具有多种单体的主体，所述多种单体包括分布在整个所述主体中的至少一些包含至少一个两性离子基团的硅酮单体单元。所述接触镜片包括前表面和后表面，其中所述包含至少一个两性离子基团的硅酮单体可以在最靠近所述前表面之处比在所述后表面或两个表面之间的点处以更高的浓度存在。所述接触镜片可以通过浇铸含有所述包含至少一个两性离子基团的硅酮单体的聚合物混合物来形成。

Description

可选择性润湿和透氧的镜片
技术领域和背景技术
正视是其中观察者在近处和远处均清楚地看到物体的视力状态。角膜和晶状体共同将进入眼睛的光聚焦到视网膜的中央区域。当角膜和晶状体的总屈光力将光精确聚焦在视网膜的中央部分时，即可实现正视。
近视是其中靠近观察者的物体看起来清晰，但距离观察者较远的物体逐渐变得模糊的视力病症。近视有时被称为近视眼。近视可以由多种因素引起。对于许多近视情况而言，重要的因素包括眼的轴向长度延长。当被聚焦的光的焦点在视网膜之前形成时，发生近视。换句话说，进入眼的光线的聚焦发生在到达视网膜之前。
受到眼的轴向长度影响的另一种病症是远视。这种病症造成观察者清楚地看到远处物体，而接近观察者的物体逐渐变得模糊。尽管这种病症也可以由多种因素引起，但如果被聚焦的光的焦点在视网膜之后形成，则人们患有远视。
眼的轴向长度随着儿童年龄的增长而增长。当年轻人开始成年时，眼通常停止成长，并且眼的轴向长度变得更加稳定。因此，如果可以在儿童的青少年时期控制眼的轴向长度的增长，那么在儿童的成年期就可以减少或甚至消除近视或远视。
接触镜片的坚持佩戴和使用(特别是儿童)，依赖于使用者在使用期间体验到的舒适感。通常接触镜片会变干，刺激使用者的眼睑和/或阻止足够的氧气进入使用者的眼睛。因此，基于接触镜片的解决方案应当在使用过程中提供持续的舒适性。
发明内容
提供了大量代表性实施方式来说明本公开的系统和方法的各种不同特点、特征和优点。应该理解，与一个实施方式相结合描述的特点、特征、优点等，可以单独地或者以与结合其他实施方式描述的其他特点的各种不同组合和子组合的形式使用。
根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种硅酮单体。根据这个实例，所述硅酮单体包含至少一个两性离子基团，并且所述组合物含有0.1-9wt％的硅酮。
根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种硅酮单体，并且所述硅酮单体可以具有单个两性离子基团，并且所述组合物可以含有0.1-9wt％的硅酮。
根据一个示例性实施方式，所述组合物包含至少一种硅酮单体，并且所述硅酮单体可以具有单个两性离子基团，并且所述组合物可以含有0.1-9wt％的硅酮。根据一个示例性实施方式，所述两性离子基团包括磷酰胆碱。
根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种硅酮单体，并且所述硅酮单体包含至少一个两性离子基团，其中所述组合物含有0.1-9wt％之间的硅酮。根据一个示例性实施方式，所述组合物的弛豫率低于5.5％。
根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种硅酮单体，其中所述硅酮单体包含至少一个两性离子基团，并且其中所述组合物包含0.1-9wt％之间的所述硅酮单体。根据一个示例性实施方式，所述弛豫率低于4.0％。
根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种两性离子硅酮单体和所述硅酮单体，其中所述组合物含有0.1-9wt％之间的所述硅酮单体。根据一个示例性实施方式，所述组合物的动摩擦力小于40mN。根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种硅酮单体，并且所述硅酮单体包含至少一个两性离子基团，其中所述组合物含有0.1-9wt％之间的硅酮。根据一个示例性实施方式，所述硅酮单体包括符合式(Ia)至(Ic)的异构体：
Figure BDA0003092270730000031
其中：
R1是含有可聚合组成部分的基团，包括但不限于甲基丙烯酰基、丙烯酰基、苯乙烯基或烯丙基；
R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R4是-CH3或-[-Si(CH3)2-O-]n-Si(CH3)3，其中n＝0-50；
R3是两性离子基团，包括但不限于磷酰胆碱、甜菜碱、磺基甜菜碱或两性乙酸盐，
Figure BDA0003092270730000032
在一个实施方式中，公开了一种接触镜片。所述接触镜片包括主体，所述主体具有：
包含多种单体的水凝胶聚合物，所述多种单体包括分布在整个主体中的至少一些SiGMA-PC单体单元；前表面，其被配置成远离佩戴者；和后表面，其被配置成接触佩戴者的眼，所述SiGMA-PC单体单元从式(III)表示的化学结构形成：
Figure BDA0003092270730000041
此外，从所述化学结构形成的SiGMA-PC单体单元可以包含在式(IV)和(V)中示出的异构体结构中的任一者或其混合物：
Figure BDA0003092270730000042
为清楚起见，此后对SiGMA-PC的指称是指式(III)、(IV)或(V)的结构中的任一者或其混合物。还应该认识到，此类混合物的主要组分将以结构(III)为代表，其次是结构(IV)。其中可聚合的甲基丙烯酰基被附连到甘油基组成部分的中央羟基的异构体(即结构(V))被认为是次要异构体。
在第二个实施方式中，公开了一种接触镜片，其中所述接触镜片包括主体，所述主体具有：包含多种单体的水凝胶聚合物，所述多种单体包括分布在整个主体中的至少一些SiGMA-PC单体单元；前表面，其被配置成远离佩戴者；和后表面，其被配置成接触佩戴者的眼，所述SiGMA-PC单体单元由化学结构(VI)表示：
Figure BDA0003092270730000051
其中m+n≈5；avg.M≈990g/mol。所述SiMA-PC单体被进一步详细描述在以其所有公开内容通过参考并入本文的美国专利号8,980,972中，并且在后文中被称为SiMA-PC单体。
在一个实施方式中，公开了一种接触镜片。所述接触镜片包括主体，所述主体具有包含多种单体的水凝胶聚合物，所述多种单体包括包含至少一个两性离子基团的硅酮单体。根据一个示例性实施方式，所述多种单体包括分布在整个主体中的SiGMA-PC单体单元。所述主体包括被配置成远离佩戴者的前表面和被配置成接触佩戴者的眼的后表面。所述主体在所述前表面处与在所述主体中所述前表面与后表面之间的点处相比包含更大量的SiGMA-PC。所述主体在所述前表面处比在后表面处具有更高的保水性或含水量浓度。
在一个实施方式中，公开了一种制造接触镜片的方法。所述方法包括将液体镜片材料施加到旋转浇铸模具中。所述方法包括旋转所述旋转浇铸模具。所述液体镜片材料包含具有多种单体的混合物，所述多种单体包括包含至少一个两性离子基团的硅酮单体。根据一个示例性实施方式，所述多种单体包括至少一些“SiGMA-PC”单体单元。
公开了其中分散有SiGMA-PC单体单元的硅酮水凝胶聚合物组合物。
附图说明
附图说明了本文中描述的原理的各种不同实施方式，并且是本说明书的一部分。所述说明的实施方式仅仅是实例，并且不显著权利要求书的范围。
图1是根据本公开的原理的将光导入眼中的接触镜片的一个实施方式的横截面视图。
图2是根据本公开的原理的接触镜片的一个实施方式的横截面视图。
图3是根据本公开的原理的用于制造接触镜片的方法的一个实施方式的框图。
图4是根据本公开的原理的用于眼镜片的模具的一个实施方式的横截面视图。
图5是根据本公开的原理的带有液体镜片材料的模具的一个实施方式的横截面视图。
图6是根据本公开的原理的带有液体镜片材料的模具的一个实施方式的横截面视图，所述液体镜片材料被离心散布在所述模具的轮廓上。
图7是根据本公开的原理的用于容纳和旋转用于制造眼镜片的模具的旋转结构的一个实施方式的横截面视图。
图8是根据本公开的原理的接触镜片的一个实施方式的等距视图。
在所有附图中，相同的指称数字表示相似但不必定相同的元件。
详细描述
本公开涉及包含含有多种单体的硅酮水凝胶的镜片，所述多种单体包括具有至少一个两性离子基团的硅酮单体。根据一个示例性实施方式，所述硅酮水凝胶包含多种单体，包括分布在整个镜片中的SiGMA-PC单体单元和/或SiMA-PC单体单元。为便于解释，下面的描述将主要在包含至少一个两性离子基团的硅酮单体、更具体来说是SiGMA-PC单体单元的情形中提供。然而应当理解，下面描述的SiGMA-PC单体单元可以被SiMA-PC单体单元代替。本文中公开的镜片可以从单一聚合物混合物生产，不进行进一步的表面处理或涂层。所述包含至少一个两性离子基团的单体的浓度在所述镜片的前表面处可以偏好性地高于所述镜片的后表面处。当在本文中使用时，对至少一个两性离子基团的指称可以意味着一个或多个两性离子基团，包括但不限于磷酰胆碱、磺基甜菜碱、两性乙酸盐及其混合物等。还公开了制造和使用所述镜片的方法。所述包含至少一个两性离子基团的单体在所述镜片表面处的浓度，可以通过选择性控制用于形成所述镜片的模制表面和环境界面的能量域来控制。
含硅水凝胶(硅酮水凝胶)含有硅酮或硅酮组分，并因此通常是疏水的，除非被处理以提高亲水性。正如本领域中认识到的，硅酮水凝胶倾向于显示出相对更高的氧透过率，因为氧气可以通过所述含有硅酮的聚合物运输，而不是如在非硅酮水凝胶的情况下仅仅通过水凝胶内包含的水运输。如果对所述硅酮水凝胶进行处理以提高亲水性，所述镜片可能失去一部分这种额外的氧透过率。因此，难以平衡硅酮水凝胶的相对高的疏水性与氧透过率。由于水凝胶中的含硅材料倾向于降低可润湿性，因此硅酮水凝胶接触镜片常常表现出相对低的含水量。硅酮水凝胶接触镜片的相对低的含水量增加了在使用期间与眼睑的摩擦，并可能引起可察觉的不适。
本文中公开的镜片及其制造技术平衡了表面可润湿性、保水性、氧透过率、选择性透光率和强度。本文中公开的镜片与类似制造的镜片相比提供了相对高的可润湿性、在镜片表面(例如前表面)处相对高的保水性、相对高的氧透过率，并提供了对紫光的选择性透光率。此外，本公开的示例性镜片的舒适性被优化到具有高的舒适水平，正如由理想的弛豫率和动摩擦力值所表现出来的。上述性能的提供并未牺牲强度(例如弹性模量)。本文中描述的接触镜片可以通过旋转浇铸或浇铸模制单一聚合物混合物来制造，例如使用旋转浇铸法制造接触镜片，这种方法与其他方法例如在车床上切割或多层浇铸相比能够以更高的成本效益率制造接触镜片的精确副本。
现在参考附图，图1是允许光进入眼12的眼镜片100的一个实施方式的横截面视图。在这个实例中，眼镜片100被放置在眼12上方。环境光线14、16、18在通过眼镜片100后进入眼12。这些光线被眼的角膜20和晶状体21自然聚焦到视网膜24的中央区22。在这个实例中，所述接触镜片维持光的自然聚焦。换句话说，在这个实例中，不论是否佩戴所述接触镜片，光线14、16、18的焦点25均形成在视网膜24的中央区22上。然而，在另一个实例中，所述接触镜片可以影响光的焦点落在何处。尽管这些实例描绘了聚焦在视网膜的中央区22上的光，但光也可以自然聚焦或散焦在视网膜的中央区和/或视网膜的外周区上。在某些实例中，所述接触镜片改变了指向眼的外周区的光的焦点，而在其他实例中，所述接触镜片维持光的自然外周聚焦。
在所述说明的实例中，出于说明的目的眼镜片100被描绘成与眼间隔开。眼镜片100可以直接接触角膜、巩膜的部分、眼的其他部分或其组合。在某些情况下，所述接触镜片可以与眼的与接触镜片相邻的所有部分直接接触。在其他实例中，所述接触镜片的某些部分可以与眼间隔开，使得在那些特定区域中眼与接触镜片没有接触，但接触镜片与眼的其他部分直接接触。在这些类型的实例之一中，所述接触镜片的外周可以与眼直接接触，而接触镜片的中央部分不与眼直接接触。在其中接触镜片的某些部分不与眼直接接触的某些情况下，这些部分可以通过液体例如泪液与眼间接接触。在眼与接触镜片之间存在间隙的情况下，这些间隙可以充有由泪管产生的泪液。
在其他实例中，眼上由所述接触镜片提供的压力在所述接触镜片覆盖眼的整个区域上可以是均匀的。在其他实例中，眼上的压力在被所述接触镜片覆盖的整个区域上可变。在一个实例中，由所述接触镜片施加的最高压力是在眼的角膜部分中。在另一个实例中，由所述接触镜片施加的最高压力是在眼的巩膜部分中。在又一个实例中，施加在眼上的最高压力是在眼的角膜部分与眼的巩膜部分之间的过渡区处。在其中最高压力被施加到眼的角膜部分的那些实例中，所述压力可以被均匀地施加。在其他实例中，所述施加到角膜上的压力在眼的角膜部分上可变。例如，眼的角膜部分上的最高压力可以施加在对应于眼的瞳孔的那些部分上，而较低的或负压被施加到角膜的与眼的虹膜相符的部分上。
符合本公开中描述的原理的任何适合类型的接触镜片均可以被提供并使用。例如，所述接触镜片可以是可透过气体(例如氧气)的软接触镜片或任何其他类型的接触镜片。
在实例中，眼镜片100包含水凝胶聚合物。本文中公开的水凝胶聚合物包括硅酮水凝胶聚合物，其包含多种具有至少一个两性离子基团的单体。根据一个示例性实施方式，所述硅酮水凝胶聚合物包含多种单体，包括一些在其中含有SiGMA-PC单体单元的单体。所述SiGMA-PC单体单元可以存在于整个所述硅酮水凝胶聚合物中，或者可以选择性分布到镜片的分立区域中。所述硅酮水凝胶聚合物在其中包含多种另外的单体，它们与SiGMA-PC单体共聚。正如在下文中更详细解释的，所述多种单体可以包括至少一些SiGMA-PC单体、至少一种甲基丙烯酸单体、至少一种甲基丙烯酸盐。用于形成接触镜片的含有上述多种单体的单体混合物也可以含有其他任选的不可聚合的组分，例如至少一种醚、至少一种泊洛沙姆、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦氧化物、聚乙二醇或任何上述组分的组合。根据一个实例，所述至少一种醚是聚合引发剂。这种组分可以在聚合物链的末端处并入，并且通常在UV(360nm-380nm)范围内起作用，但可以与例如膦氧化物混合以在蓝光中起作用。在一个示例性实施方式中，泊洛沙姆可以作为表面活性剂被包含，其可能在水合期间从镜片洗掉。所述泊洛沙姆表面活性剂可用于在水合期间控制脱模。所述二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦氧化物可以是聚合引发剂。也可以使用另外的聚合引发剂例如安息香甲基醚(BME)。这种组分可以在聚合物链的末端处并入。所述聚乙二醇或类似的丙二醇(PG)可以是惰性稀释剂，其可能在镜片水合期间洗掉。这种组分可以通过降低聚合的胶凝点来改变单体的聚合，从而允许更完全的聚合。
根据一个示例性实施方式，组合物包含至少一种两性离子硅酮单体和所述硅酮单体，其中所述组合物含有0.1-9wt％之间的所述硅酮单体。根据一个示例性实施方式，所述硅酮单体包括符合式(Ia)至(Ic)的异构体：
Figure BDA0003092270730000101
其中：
R1是含有可聚合组成部分的基团，包括但不限于甲基丙烯酰基、丙烯酰基、苯乙烯基或烯丙基；
R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R4是-CH3或-[-Si(CH3)2-O-]n-Si(CH3)3，其中n＝0-50；
R3是两性离子基团，包括但不限于磷酰胆碱、甜菜碱、磺基甜菜碱或两性乙酸盐，
Figure BDA0003092270730000111
在一个实施方式中，公开了一种接触镜片。所述接触镜片包括主体，所述主体具有：
包含多种单体的水凝胶聚合物，所述多种单体包括分布在整个主体中的至少一些SiGMA-PC单体单元；前表面，其被配置成远离佩戴者；和后表面，其被配置成接触佩戴者的眼，所述SiGMA-PC单体单元从式(III)表示的化学结构形成：
Figure BDA0003092270730000112
此外，从所述化学结构形成的SiGMA-PC单体单元可以包含在式(IV)和(V)中示出的异构体结构中的任一者或其混合物：
Figure BDA0003092270730000113
Figure BDA0003092270730000121
为清楚起见，此后对SiGMA-PC的指称是指式(III)、(IV)或(V)的结构中的任一者或其混合物。还应该认识到，此类混合物的主要组分将以结构(III)为代表，其次是结构(IV)。其中可聚合的甲基丙烯酰基被附连到甘油基组成部分的中央羟基的异构体(即结构(V))被认为是次要异构体。
在可选实施方式中，所述包含具有至少一个两性离子基团的多种单体的硅酮水凝胶聚合物包含至少一些SiMA-PC单体单元，所述SiMA-PC单体单元由化学结构(VI)表示：
Figure BDA0003092270730000122
其中m+n≈5；avg.M≈990g/mol。
SiGMA-PC包含两性离子磷酰胆碱(“PC”)取代基，其含有铵离子和磷酸根离子。所述PC组成部分强烈亲水，并且每个PC基团可以持留19个水分子。在利用SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物主体的形成(例如浇铸)期间，一些SiGMA-PC单体可以朝向所述聚合物主体的表面迁移，并且PC基团可以偏好性地朝所述聚合物主体的表面定向。尽管硅酮水凝胶聚合物主体中的SiGMA-PC和PC官能团存在迁移和定向，但所述硅酮水凝胶仍可以包含分散在整个聚合物主体内的至少一些SiGMA-PC单体。因此，在某些实例中，所述SiGMA-PC不仅沉积在聚合物主体(例如接触镜片)的表面上，而且聚合在硅酮水凝胶聚合物中，并且可以遍布所述水凝胶聚合物存在。与不使用PC取代基制造的硅酮水凝胶相比，在所述硅酮水凝胶聚合物主体的表面处或附近相对更高的PC单元浓度为本文公开的镜片提供了更高的表面润湿和保水特性。这种相对高的可润湿性和保水性在接触镜片表面与佩戴者的眼睑之间提供润滑。因此，与常规的硅酮水凝胶聚合物镜片相比，本文公开的含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物对于佩戴者来说更加舒适。
不希望受到理论限制，据信所述SiGMA-PC可以显示出表面活性剂样行为(考虑到它的结构包含高度亲水的两性离子磷酰胆碱头部基团和疏水的硅酮尾部)，并因此形成胶束样结构。如果SiGMA-PC的浓度保持低于其临界胶束浓度，则它倾向于集中在界面例如模具-单体界面或空气-单体界面处。在高于所述临界胶束浓度(CMC)的浓度或高于其中胶束形成并且添加到系统的所有另外的表面活性剂进入胶束的浓度下，所述SiGMA单体倾向于聚集并在所述单体的主体内形成胶束样结构，而不是进一步提高界面浓度。
另外，与常规的水凝胶镜片相比，本文公开的接触镜片具有高得多的氧透过率值(Dk/t)(在后文中被称为Dk或Dk值)。所述SiGMA-PC单体单元包含强烈疏水的双(三甲基甲硅烷氧基)甲基甲硅烷基取代基。所述双(三甲基甲硅烷氧基)甲基甲硅烷基取代基偏好性地远离所述硅酮水凝胶聚合物主体的表面取向，而PC组成部分偏好性地出现在所述镜片材料的表面处。因此，所述含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物主体的表面可以容易地润湿并保留水分，而所述聚合物主体的内部是疏水的，因此提供了相对高的氧透过率值((Dk)，其中Dk的单位为(10-9(cm·ml·O2)/(ml·sec·mmHg)))。例如，本文公开的具有SiGMA-PC的硅酮水凝胶镜片的Dk值可以比常规水凝胶镜片、甚至是具有其他含PC材料例如2-(甲基丙烯酰氧基)乙基2-(三甲基铵基)乙基磷酸酯(MPC)的水凝胶镜片高50％或甚至100％，例如40而不是20的Dk值。
在某些实施方式中，所述包含至少一个两性离子基团的硅酮单体例如上述SiGMA-PC单体，可以为所述硅酮水凝胶聚合物的至少约0.1重量百分数(wt％)，例如为所述硅酮水凝胶聚合物(例如所述接触镜片的聚合物主体)的约0.1wt％至20wt％、约0.5wt％至15wt％、约1wt％至10wt％、约2wt％至5wt％、约0.5wt％至3wt％、约3wt％至6wt％、约6wt％至10wt％、约10wt％至15wt％、约15wt％至20wt％、低于约20wt％、低于约15wt％或低于约10wt％。
正如较早时讨论的，据信较低浓度的SiGMA-PC倾向于更集中到镜片表面而不是在所述镜片的主体中。
所述SiGMA-PC单体的甲基丙烯酰基提供了可容易地聚合的组成成分，以与所述含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物中的其他单体单元连接。因此，所述SiGMA-PC单体可以与硅酮水凝胶混合物中的多种单体聚合。
在某些实施方式中，所述硅酮水凝胶聚合物包含至少一种丙烯酸单体或其酯。丙烯酸单体可以包括丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸羟基丙基酯、丙烯酸羟基丁基酯、丙烯酸2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙基酯(BHPEA)、丙烯酸盐等。所述至少一种丙烯酸单体(或其衍生物)可以包括甲基丙烯酸单体或其衍生物，例如甲基丙烯酸或甲基丙烯酸盐、甲基丙烯酸甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸羟基乙基酯(HEMA)、甲基丙烯酸羟基丙基酯、甲基丙烯酸羟基丁基酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)或任何其他甲基丙烯酸或其衍生物。在实例中，所述丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐可以是本文中公开的任何丙烯酸或甲基丙烯酸单体(或其衍生物)的盐。丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐可以包括丙烯酸钙、甲基丙烯酸锂、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾、甲基丙烯酸钙或任何其他适合的丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐。优选地，所述丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐是碱金属盐例如(甲基)丙烯酸锂、钠或钾。
在其他实施方式中，所述硅酮水凝胶聚合物可以包括基于丙烯酰胺的单体，例如丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺(NNDMA)、N,N-二乙基丙烯酰胺(NNDEA)、N,N-二异丙基丙烯酰胺(NNDIPA)、N,N-二甲基乙酰胺、N-乙烯吡咯烷酮(NVP)等。
所述至少一种甲基丙烯酸单体可以包括多种甲基丙烯酸单体或其衍生物。例如，所述硅酮水凝胶聚合物或单体混合物中的至少一种甲基丙烯酸单体(或其衍生物)可以包括GMA、HEMA、MAA、甲基丙烯酸钠(NaMA)和任何其他适合的甲基丙烯酸单体或其衍生物。所述丙烯酸单体及其衍生物的丙烯酸和甲基丙烯酸基团为建造本文公开的硅酮水凝胶聚合物中的链提供了可聚合的基团。
同样不希望受到理论限制，据信使用例如甲基丙烯酸(MAA)及其钠盐(NaMA)的组合可用于控制甲基丙烯酸组成部分沿着所述聚合物链的分布。未中和的甲基丙烯酸单体分子可以经历氢键形成以产生二聚体结构。当并入到正在生长的聚合物链中时，这种形成氢键键合结构的倾向性可能导致对于甲基丙烯酸单元来说一定的嵌段度。另一方面，中和形式的甲基丙烯酸(甲基丙烯酸钠)将带有负电荷的甲基丙烯酸组成部分置于正在生长的聚合物链的末端上，这倾向于静电排斥其他甲基丙烯酸钠单体单元，导致在聚合物链中形成明显更低的嵌段度。因此，MAA与NaMA的组合可用于控制甲基丙烯酸官能团在聚合物链中的分布。
在不同实施方式中，各种不同的丙烯酸单体或其衍生物(例如甲基丙烯酸单体或其衍生物例如甲基丙烯酸酯)的相对浓度可以根据所述接触镜片的聚合物主体的所需性质(例如可润湿性、透光率、杨氏模量、氧透过率等)而变。例如，GMA可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物(例如所述固化的聚合物的液体前体)的至少约10wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约10wt％至50wt％、约10wt％至20wt％、约20wt％至30wt％、约30wt％至40wt％、约40wt％至50wt％、约10wt％至30wt％、约25wt％至45wt％、低于约50wt％或低于约40wt％。
在某些实施方式中，HEMA可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约20wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约20wt％至80wt％、约20wt％至40wt％、约40wt％至60wt％、约60wt％至80wt％、约20wt％至50wt％、约50wt％至80wt％、约25wt％至45wt％、约45wt％至65wt％、低于约80wt％或低于约65wt％。
在某些实施方式中，MAA或甲基丙烯酸可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约0.1wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1wt％至5wt％、约0.1wt％至1.5wt％、约1.5wt％至3.0wt％、约3.0wt％至5.0wt％、约0.1wt％至2.5wt％、约2.5wt％至5.0wt％、低于约5.0wt％、低于约3.0wt％或低于约1.5wt％。
用于形成所述硅酮水凝胶聚合物的单体混合物可以含有少量交联单体，其是含有两个或多个可聚合组成部分的多官能单体。此类交联单体的实例可以包括但不限于二(甲基丙烯酸)乙二酯(EGDMA)、二(甲基丙烯酸)三乙二醇酯(TEGDMA)、二乙烯苯(DVB)、三羟甲基丙烷三(甲基丙烯酸)酯(TMPTMA)、甲基丙烯酸烯丙基酯(AMA)。优选地，所述交联单体是EDGMA。
在某些实施方式中，EGDMA可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约0.3wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约0.3wt％至1.5wt％、约0.3wt％至0.6wt％、约0.6wt％至0.9wt％、约0.9wt％至1.2wt％、约1.2wt％至1.5wt％、约0.3wt％至0.8wt％、约0.8wt％至1.5wt％、低于约1.5wt％或低于约1wt％。
在实施方式中，BHPEA可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约0.2wt％，例如约0.2wt％至1.5wt％、约0.2wt％至0.5wt％、约0.5wt％至1.0wt％、约1.0wt％至1.5wt％、约0.2wt％至0.7wt％、约0.7wt％至1.5wt％、约0.3wt％至0.6wt％、低于约1.5wt％、低于约1.0wt％或低于约0.7wt％。所述BHPEA可以充当阻断剂以阻断至少某些波长的光(例如低于约360nm的波长)。尽管提到的是BHPEA，但在所述硅酮水凝胶接触镜片中可以另外地或代替BHPEA包含适合于阻断不同波长的光的其他阻断剂。例如，可以使用二氧化钛、氧苯酮、水杨酸辛酯、奥克立林、甲氧基肉桂酸辛酯、RUVA-93、热塑性烯烃、染料例如#15黄色染料、基于苯并三唑的试剂例如2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基甲基丙烯酸酯、其他阻断剂或任何上述试剂的组合。此类阻断剂可以单独地或累积地以上文为BHPEA公开的量存在于含有硅酮的水凝胶接触镜片或其混合物中。
在实施方式中，所述丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐例如甲基丙烯酸钠可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约0.1wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1wt％至约5wt％，所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1wt％至1.5wt％、约1.5wt％至3.0wt％、约3.0wt％至5.0wt％、约0.1wt％至2.5wt％、约2.5wt％至约5.0wt％、低于约5.0wt％、低于约3.0wt％或低于约1.5wt％。
所述硅酮水凝胶聚合物或其单体混合物可以包括其他组分，例如至少一种醚。可以配制一种或多种醚，以充当自由基聚合的光引发剂。例如，可以选择一种或多种醚，以在暴露于所选波长的光(例如UV光)后引发聚合。所述一种或多种醚可以包括安息香甲基醚、4-丙烯酰氧基安息香甲基醚(ABME)、a-羟甲基安息香甲基醚丙烯酸酯(MBA)或用于本文中公开的硅酮水凝胶聚合物的含有丙烯酸和甲基丙烯酸的单体单元中的乙烯基的自由基聚合的等效的含醚光引发剂。在某些实施方式中，所述至少一种醚可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其单体混合物的至少约0.3wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约0.3wt％至1.5wt％、约0.3wt％至0.6wt％、约0.6wt％至0.9wt％、约0.9wt％至1.2wt％、约1.2wt％至1.5wt％、约0.3wt％至约0.7wt％、约0.7wt％至1.5wt％、低于约1.5wt％或低于约1wt％。
在某些实施方式中，二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)膦氧化物(TPO)可以作为用于自由基反应的光引发剂存在于所述硅酮水凝胶聚合物中。例如，TPO可以为所述硅酮水凝胶聚合物的至少约0.1wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1wt％至1.5wt％、约0.1wt％至0.5wt％、约0.5wt％至1.0wt％、约1.0wt％至1.5wt％、低于约1.5wt％或低于约1.0wt％。
在某些实施方式中，所述硅酮水凝胶聚合物可以从包含至少一种泊洛沙姆的单体混合物形成。适合的泊洛沙姆可以包括泊洛沙姆124(普朗尼克L-44；aver.M.W.2,200)、泊洛沙姆188(普朗尼克F-68；aver.M.W.8,350)、泊洛沙姆235(普朗尼克P-85；aver.M.W.4,600)和泊洛沙姆407(普朗尼克F-127；aver.M.W.11,500)。优选地使用泊洛沙姆188、235和407，最特别是泊洛沙姆407。所述至少一种泊洛沙姆可以为所述用于形成硅酮水凝胶聚合物的单体混合物的至少约0.1wt％，例如所述硅酮水凝胶单体混合物的约0.1wt％至1.5wt％、约0.1wt％至0.5wt％、约0.5wt％至1.0wt％、约1.0wt％至1.5wt％、低于约1.5wt％或低于约1.0wt％。
在某些实施方式中，至少一种吡咯烷酮例如N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮(N-MMP)可以存在于所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物中。例如，所述至少一种吡咯烷酮可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约5wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约5wt％至20wt％、约5wt％至10wt％、约10wt％至15wt％、约15wt％至20wt％、低于约20wt％或低于约15wt％。
在其他实施方式中，至少一种丙烯酰胺衍生物例如N,N-二甲基丙烯酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮可以存在于所述硅酮水凝胶聚合物中。例如，所述至少一种丙烯酰胺可以为所述硅酮水凝胶聚合物或其混合物的至少约5wt％，例如所述硅酮水凝胶聚合物的约5wt％至20wt％、约5wt％至10wt％、约10wt％至15wt％、约15wt％至20wt％、低于约20wt％或低于约15wt％。
在某些实施方式中，所述用于形成硅酮水凝胶聚合物的单体混合物可以包括任何可能的稀释剂，包括但不限于丙二醇(PG)、甘油、二乙二醇、三乙二醇、Dowanol PM、DowanolDPM、乳酸乙酯、丙酮缩甘油、聚乙二醇、丁氧基乙醇、己二醇或其他类似的稀释剂。通常，在最终的镜片中只能发现痕量的残留稀释剂，如果有的话。在实例中，所述稀释剂可以为所述硅酮水凝胶单体混合物的至少约10wt％，例如所述硅酮水凝胶单体混合物的约10wt％至25wt％、约10wt％至15wt％、约15wt％至20wt％、约20wt％至25wt％、低于约25wt％或低于约20wt％。
在某些实施方式中，染料可以存在于所述用于形成硅酮水凝胶聚合物的单体混合物中，例如活性蓝19(RB-19)等。所述染料可以低于所述硅酮水凝胶聚合物的约1wt％，例如所述硅酮水凝胶单体混合物的约0.001wt％至0.1wt％、约0.005wt％至0.01wt％或超过约0.001wt％。这种相对低浓度的染料可以从远处感知到(例如当在接触镜片盒中或柜台顶时)，但在佩戴由所述硅酮水凝胶聚合物(遍布有SiGMA-PC)形成的接触镜片时却无法感知到。理想情况下，所述染料应当含有可聚合基团(例如反应性蓝247)或在聚合期间或在某些聚合后过程例如镜片水合中允许所述染料变得共价附连到所述硅酮水凝胶聚合物上的一些其他反应性组成部分(例如活性蓝4或活性蓝19)。理想情况下，适合于使用的染料是在21CFR 73和/或21 CFR 74中列出的染料。
在某些实施方式中，所述硅酮水凝胶聚合物中的多种单体包括SiGMA-PC单体以及甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸钠、丙烯酸2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙基酯、甲基丙烯酸、二(甲基丙烯酸)乙二酯中的至少一者。在所述单体混合物中还可以包括惰性组分例如至少一种泊洛沙姆、丙二醇或上述任何组分的组合。在这类实施方式中，所述SiGMA-PC单体可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1至约15重量百分数(wt％)，甲基丙烯酸甘油酯可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约10wt％至约50wt％，甲基丙烯酸2-羟基乙基酯可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约20wt％至约80wt％，甲基丙烯酸钠可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1wt％至约5wt％，丙烯酸2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙基酯可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约0.2wt％至约1.5wt％，甲基丙烯酸可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约0.1wt％至约5wt％，二(甲基丙烯酸)乙二酯可以为所述硅酮水凝胶聚合物的约0.3wt％至约1.5wt％。
可以将上述单体单元的任何组合聚合，以形成所述其中分布有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物(例如在所述得到的聚合物的整个体积中遍布有最低浓度的SiGMA-PC)。所述(液体)硅酮水凝胶聚合物混合物的至少一些单体可以溶解在所述混合物的至少一些其他单体中。所述硅酮水凝胶聚合物混合物中的至少一些单体可以通过例如相应单体中的丙烯酸基团之间的自由基反应聚合(例如共聚)。这种聚合可以是光引发的、热引发的、催化引发的或其组合。所述硅酮水凝胶聚合物混合物的聚合可用于将所述硅酮水凝胶混合物固化并硬化成至少部分固体的硅酮-水凝胶聚合物，在所述聚合物的整个体积中至少以最低浓度含有分布在其中的SiGMA-PC。所述得到的硅酮水凝胶聚合物可以是柔韧且有弹性的。
硅酮水凝胶单体混合物的聚合优选为光引发的。所述硅酮水凝胶聚合物可以由随机排序的单体单元形成，所述单体至少包括本文公开的任何单体组分或其衍生物。
使用甲基丙烯酸(MAA)与甲基丙烯酸的碱金属盐(例如其钠盐NaMA)的组合可以凭借由离子化单体NaMA提供的静电排斥来改变甲基丙烯酸组成部分在所述聚合物链中的分布。凭借基于丙烯酰胺和甲基丙烯酸酯的单体之间单体反应性比率的巨大差异，将例如基于丙烯酰胺的单体并入到所述硅酮水凝胶单体混合物中也可能在所述聚合物结构中产生高嵌段度。单体反应性比率具有巨大差异(例如在基于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的单体之间)的其他单体混合物也可以产生嵌段结构。这种行为可以使用共聚物方程(也被称为MayoLewis方程)来推导。
与其中不含SiGMA-PC单体的硅酮水凝胶聚合物相比，本文公开的硅酮水凝胶聚合物(含有分散在其中的SiGMA-PC单体)提供了大量合乎需要的特征和性质。例如，本文公开的硅酮水凝胶聚合物可以提供舒适的聚合物，其具有至少20的氧气透过率值(Dk)、合乎需要的弛豫率和动摩擦力值，并且在某些情况下可以提供高的可润湿性和接触镜片表面(例如前表面)处的保水性，同时允许至少80％的紫光穿过所述接触镜片。
图2描绘了眼镜片100的实例。眼镜片100包括本文中公开的含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物的主体110。例如，主体110可以包含含有多种单体的硅酮水凝胶聚合物，所述多种单体包括分布在整个主体110中的至少一些SiGMA-PC单体单元。所述SiGMA-PC单体单元以最低浓度存在于整个主体110中。所述SiGMA-PC的最低浓度可以是任何给定体积的主体110的至少约0.1wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％或2.5wt％。主体110的形状定义了远离佩戴者的前表面112和接触佩戴者的眼的后表面114。正如上文提到的，PC取代基和/或SiGMA-PC单体单元的浓度在前表面112处可以高于后表面114和/或前表面112与后表面114之间的点处。在某些实施方式中，所述主体从后表面114到前表面112可以表现出SiGMA-PC浓度逐渐提高的梯度，在前表面112处高浓度的亲水性PC基团是合乎需要的。
当在选定的条件下形成时，本文公开的硅酮水凝胶聚合物接触镜片100可以在前表面112处具有比后表面114处更大量(例如更高浓度)的SiGMA-PC单体单元。因此，本文公开的接触镜片的主体可以在前表面处具有比后表面处更大量的SiGMA-PC(或PC取代基)和/或在前表面处具有比在所述主体在前表面与后表面之间的部分中更高浓度的SiGMA-PC。在此类实施方式中，本文公开的接触镜片的前表面在某些情况下可以表现出比所述镜片的后表面或所述镜片的内部更高的保水性和可润湿性。这种偏好性的保水性和可润湿性提供了更加舒适的前表面，因为存在更多采取水的形式的润滑，这降低了与佩戴者眼睑的摩擦。这种润滑作用提供在前表面处，而在后表面处相对较低浓度的SiGMA-PC提供了相对较低的可润湿性和保水性，防止镜片滑动或以其他方式在佩戴者的眼上移动位置。此外，本文公开的接触镜片中相对高的氧透过率(至少25Dk)允许佩戴者使用镜片更长时间而不经历不适或眼部损伤例如角膜缺氧。分散在整个接触镜片主体中的SiGMA-PC单体单元确保所述镜片不像常规硅酮水凝胶接触镜片那样快地变干。
在用水水合后，本文公开的硅酮水凝胶聚合物的含水量可以高于常规硅酮水凝胶镜片的含水量。例如，在用水水合后，本文公开的硅酮水凝胶镜片的含水量可以等同于所述硅酮水凝胶聚合物总重量的至少约35wt％或更高，例如约20％至约80％。在用水水合后，本文公开的硅酮水凝胶镜片的含水量在某些情况下在前表面112处可以高于后表面114和/或其间的点处。例如，眼镜片100可以表现出从后表面114到前表面112逐渐提高的含水量梯度。在此类实例中，在前表面112处来自于更高浓度的SiGMA-PC的相对更多的PC基团的存在，可以将前表面112处的含水量提高到比后表面114处高至少40％。在形成期间，HEMA可以偏好性地在最靠近后表面处以更高浓度存在，GMA可以偏好性地在最靠近眼镜片100的内部(例如前表面112与后表面114之间的点处)以更高浓度存在，并且SiGMA-PC可以偏好性地在靠近前表面112处以更高浓度存在。HEMA可以每HEMA单元持留两个水分子，GMA可以每GMA单元持留10个水分子，SiGMA-PC单体的PC可以每PC单元持留19个水分子。因此，本文公开的硅酮水凝胶聚合物接触镜片的形成可以在眼镜片100中产生保水性梯度。SiGMA-PC的可润湿性也极高。因此，在某些情况下，前表面112可以极度可润湿并持留水，以便为佩戴者提供更加舒适的感觉。
通常，保水性和可润湿性的提高导致较低的氧透过率。然而，本发明人令人吃惊地发现，尽管本文公开的硅酮水凝胶聚合物的保水性提高，但使用所述硅酮水凝胶聚合物(其中含有SiGMA-PC)形成的接触镜片极大提高了其中不存在SiGMA-PC的类似配制的硅酮水凝胶聚合物的氧透过率值。在某些实施方式中，眼镜片的氧透过率可以在Dk值为15至100(含端值)或约Dk20至80(含端值)或约25至40(含端值)的范围内。低于Dk15的氧透过率对于接触镜片来说是不理想的，因为所述低的氧透过率可以导致角膜上的负担提高，使得难以长期佩戴所述镜片。
本文公开的硅酮水凝胶聚合物中SiGMA-PC单体的存在也并未牺牲眼镜片100的强度。相反，本文描述的其中遍布有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物表现出至少约0.1MPa的杨氏模量，例如约0.1MPa至约0.6MPa、约0.1MPa至约0.3MPa、约0.2MPa至约0.4MPa、约0.3MPa至约0.5MPa、约0.4MPa至约0.6MPa、大于约0.2MPa、大于约0.3MPa、大于约0.4MPa或大于约0.6MPa。因此，与常规硅酮水凝胶聚合物相比，含有本文公开的硅酮水凝胶聚合物的接触镜片相对高强度且有弹性。
在某些实施方式中，眼镜片100表现出合乎需要的柔性。所述眼镜片可以表现出约0.10MPa至1.00MPa(含端值)、更优选地约0.10MPa至0.80MPa(含端值)、更优选地0.10MPa至0.50MPa(含端值)的杨氏模量。当所述眼镜片的杨氏弹性模量低于上述下限值时，所述眼镜片可能丧失恢复能力，并且当用于眼镜片时，在手/手指上操作期间镜片的形状保持性可能变差，降低了所述镜片的操作性能。相反，当所述眼镜片的杨氏弹性模量超过上述上限时，眼镜片变得过于坚硬，损害了在佩戴所述眼镜片时表现出的舒适性。
在某些示例性实施方式中，眼镜片100表现出约1.0％至5.5％(含端值)、更优选地约1.2％至4.5％(含端值)、更优选地1.5％至4.0％(含端值)的弛豫率(30秒)。高于5.5％的弛豫率(30秒)是不理想的，因为它指示了如果镜片在包装或长期储存期间受压或以其他方式扭曲，则所述镜片潜在地具有不良的形状恢复。眼镜片不良的形状恢复可以导致光学畸变。
同样地，在某些实施方式中，眼镜片100表现出约20mN至50mN(含端值)、更优选地约20mN至45mN(含端值)、更优选地20mN至45mN(含端值)的动摩擦力(20-30mm(mN))。表现出超过50mN的动摩擦力(20-30mm(mN))的材料指示所述材料在镜片与眼睑之间具有相对高程度的摩擦，通常引起使用者不适。
根据上面提到的性能和特性，含有本文公开的具有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物的接触镜片令人吃惊地表现出据认为在单一组合物中不可能实现的大量合乎需要的性能。例如，本文中的接触镜片可以表现出大于25或大于35的氧透过率值(Dk)、约0.1MPa至约0.6MPa或高于0.2MPa的杨氏模量，可以保留所述水凝胶聚合物的总重量的约20％至约80％的含水量。
图3示出了用于制造符合本文中描述的原理的接触镜片的方法400的流程图。方法400包括将液体镜片材料施加到旋转浇铸模具中的框410和旋转所述旋转浇铸模具的框420，其中所述液体镜片材料包含多种单体，所述多种单体包括至少一些3,5,8,13–四氧杂-4-磷-12,14-二硅十五烷-1-铵,4-羟基-N,N,N,12,14,14六甲基-6-[[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯-1-基)氧基]甲基]-12-[(三甲基甲硅烷基)氧基]-内盐4-氧化物(“SiGMA-PC”)单体单元。设想了进一步的行动并描述在下文中。
在框410处，将液体镜片材料施加或显露在旋转浇铸模具中包括将本文公开的任何含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物组合物施加到所述模具中。所述液体镜片材料可以包含溶剂、SiGMA-PC、至少一种丙烯酸单体、至少一种甲基丙烯酸单体(例如MAA、MA、GMA、HEMA等)、至少一种醚、至少一种泊洛沙姆、稀释剂、至少一种阻断剂(例如BHPEA)或任何上述物质的衍生物中的一者或多者。适合用于所述液体镜片材料的组分在上文针对硅酮水凝胶聚合物进行了描述，并且可以包括采取本文中描述的浓度的任何组合的本文中描述的组分的任何组合。例如，所述液体镜片材料(例如硅酮水凝胶聚合物混合物)可以包含SiGMA-PC以及GMA、HEMA、甲基丙烯酸钠、BHPEA、MAA、N-MMP、NNDMA、NVP、NNDEA、NNIPA、至少一种交联单体例如EGDMA、至少一种光引发剂例如BME或TPO、至少一种惰性组分和/或二醇稀释剂中的至少一者，或任何上述物质的组合。
在例如旋转模具之前，所述液体镜片材料可以表现出其中的单体种类的基本上均匀的分布。混合所述液体镜片材料可以在将所述液体镜片材料施加到模具中的框410之前或基本上同时进行，以在所述液体镜片材料的整个体积中实现单体组分的基本上均匀的分布。这种混合可以使用机械混合器例如桨式混合器、叶片混合器或其他混合设备进行。
所述液体镜片材料可以被等分(例如注射)到所述模具中，以提供足以形成单个接触镜片的液体镜片材料。所述液体镜片材料可以被放置在模具腔的中央部分中，使得在旋转时，所述液体镜片材料被离心力以所选速率从所述中央部分向外抛出，以形成所述接触镜片。所述力的量可以通过模具的旋转速率来控制。模具中镜片材料的量、镜片材料的类型(及其性质例如粘度)、模具的旋转速率等，可以影响得到的接触镜片的厚度或其他维度。在某些实例中，通过在固化期间或之后用例如刀片或激光在接触镜片上进行加工，可以进行进一步的造型。在定量加入所述液体镜片材料之前，可以将所述模具通过例如等离子体处理进行处理。此外，可以将所述模具倾斜或以其他方式进行操作，以便于镜片的形成。
旋转所述旋转浇铸模具的框420可以包括以足够的旋转速率旋转所述旋转浇铸模具，以在所述模具中从所述液体镜片材料形成接触镜片(例如形成完整的圆顶形状)前表面。可以将一个或多个旋转浇铸模具放置在旋转结构中。旋转所述旋转浇铸模具可以包括在所述旋转结构中旋转所述旋转浇铸模具，例如在所述旋转结构中具有多个旋转模具。旋转所述旋转浇铸模具可以包括轴向(例如围绕所述前表面形状的中点)旋转所述旋转浇铸模具。在某些实施方式中，旋转所述旋转浇铸模具可以包括径向旋转所述旋转浇铸模具(例如使得所述前表面的形状围绕与其分隔开的固定点径向旋转)。
正如在下文中更详细解释的，为了形成接触镜片，可以对所述模具进行造型。在浇铸模制镜片的情况下，所述模具表面的形状可以对应于所述接触镜片的所需前表面(例如凸形)或所述接触镜片的后表面(例如凹形)。通常，所述模具的底面(在旋转浇铸模具中)为凹形，对应于在其中形成的接触镜片的前表面。方法400可以包括通过旋转浇铸将所述液体镜片材料至少部分固化，以形成接触镜片。在实施方式中，可以例如利用固化剂在旋转模具的同时将所述液体镜片材料在所述模具中至少部分固化。固化可以包括将所述硅酮水凝胶聚合物混合物中的至少一些单体聚合和/或交联。尽管目前的方法主要针对旋转浇铸方法披露，但本发明的材料可以在任何形成接触镜片的方法中使用和制造，包括但不限于旋转浇铸、浇铸模制和车床加工。在某些实例中，可以进行包括旋转浇铸和随后的车床加工的混合方法，以提供能够在聚合物-模具界面处增加SiGMA-PC的机制，正如在美国专利号4,555,372中总体教授的，所述专利的所有公开内容通过参考并入本文。
图5-8示出了在某些实例中可用于制造符合本公开中描述的原理的接触镜片的各种不同组件。可以将液体镜片材料52施加到模具42的轮廓面54。可以将带有液体镜片材料52的模具42装入旋转结构68中，所述旋转结构被配置成用于旋转模具42，使得液体镜片材料52在轮廓面54上离心散布成所述接触镜片的所需形状。在旋转模具42的同时将固化剂(例如温度、光化辐射或另一种类型的固化剂)暴露于液体镜片材料52。作为结果，液体镜片材料52硬化成眼镜片100(图1-3)。然后可以以各种不同的顺序将所述固化的镜片取出、水合、包装、灭菌并运输。
图4是用于符合本公开的原理的接触镜片的模具的一个实施方式中横截面视图。在这个实例中，模具42具有底座56，其带有多个切口58、60、62，所述切口分隔开并被造型成在制造的较晚阶段期间与旋转结构的内表面互锁。模具42的轮廓面54被造形成用于形成所述接触镜片的前侧或前表面。
图5是带有符合本公开的原理的液体镜片材料52的模具42的一个实施方式的横截面视图。在这个实例中，液体镜片材料52被沉积在模具的轮廓面54中。
所述接触镜片的形状和尺寸是基于各种不同的因素，包括用户的眼的形状和尺寸以及希望通过接触镜片的中央部分实现的各种不同光学性质。在某些实例中，所述接触镜片的总厚度可以是至少0.06mm，例如约0.1mm至约0.14mm。在所述接触镜片的不同位置处接触镜片的厚度可以逐渐变化。例如，所述接触镜片可以在接触镜片的外缘附近比在接触镜片的中央部分中更厚。所述厚度可以通过模具中液体镜片材料的量、镜片材料的类型(及其性质例如粘度)、模具的旋转速率等选择性地控制。此外，可以在所述镜片上形成任何特点。
图6和7是根据本公开的原理，带有液体镜片材料52的模具42的横截面视图，所述液体镜片材料被离心散布在模具42的轮廓面54上。在这个实例中，模具42围绕旋转结构(68，图6)内的中轴66旋转。旋转结构68以一定的速度和方式旋转，以便形成接触镜片的所需后表面70。
旋转结构68包括中央装载区，其可以接受含有液体镜片材料52的模具42。所述中央装载区可以由玻璃管、金属管或可以以堆叠方向持留模具42的另一种类型的结构形成。在使用光化辐射作为固化剂的实例中，旋转结构68可以具有不透明材料、半透明材料或透明材料，其含有足够的开口以允许光化辐射进入所述中央装载区。在图8的实例中，旋转结构68包括多个导柱74，其以堆叠方面持留模具42。旋转结构68还包括用于将旋转结构68附连到旋转驱动器例如马达的区域76。
旋转结构68由程序控制以便以精确的方式旋转，以形成所述接触镜片的所需后表面70，其是所述接触镜片的打算接触眼的表面。引起旋转结构68旋转的程序可以被修改，以便为不同用户、效果、条件等产生所需的轮廓面。在旋转结构68旋转模具42的同时将固化剂施加到液体镜片材料52。作为结果，所述接触镜片在所述旋转结构旋转时形成。在某些实例中，所述接触镜片可以在所述旋转结构中完全固化。在其他实例中，所述接触镜片可以在多个固化阶段过程中完全固化。例如，所述接触镜片可以在旋转结构68中固化到所述液体镜片材料保持其形状但未被完全固化的程度。在这个阶段，可以将所述带有接触镜片的模具从所述旋转结构取出，以便在成本效益高的环境中完成固化。与本文中描述的原理相容的旋转结构描述在Stephen D.Newman发表的美国专利公开2012/0133064中。美国专利公开2012/0133064的所有公开内容通过参考并入本文。
尽管被显示为仅仅提供了用于前表面的模具表面，但在某些实施方式中可以提供另外的模具部件，以提供接触镜片的后表面的形状，例如在浇铸模制系统中。此类模具零件可以被夹在一起，通过从两侧施加压力以迫使其间的液体镜片材料外流以充满模具腔并形成接触镜片的形状，来形成所述接触镜片。所述液体镜片溶液可以在模具中固化，例如通过暴露于所选波长的光(例如UV光)。在接触镜片固化后，或者作为将模具的两个部分合并在一起的作用，可以修剪掉从模制过程产生的任何飞边。
通过在接触镜片形成期间控制与液体镜片材料接触的材料的能量域，可以选择性控制(例如提高或降低)得到的接触镜片的前表面附近SiGMA-PC的浓度。例如，重新参考图3，形成模具42中的轮廓面54的材料可以具有第一表面能(在后文中被称为能量域)，并且在制造期间接触接触镜片材料的得到的后表面的材料可以具有不同于所述第一能量域的第二能量域。
例如，所述第一能量域可以由模具中形成轮廓面54的材料定义，所述材料作为固体将具有比在图5-8中示出的模具中形成所述第二能量域的气体更低的能量值，所述气体将提供比所述第一能量域更高的能量值。取代基偏好性地朝向较低能量域排布，因此在最接近模具中的轮廓面54处具有更高浓度，导致前表面相对于后表面或后表面与前表面之间的点具有更高浓度的SiGMA-PC单体单元。此外，可以通过在施加液体镜片材料之前例如通过等离子体处理在轮廓面54处对模制表面进行预处理，来实现模制表面的能量域的操控。模具表面中能量域的操控可以包括利用提供所述接触镜片的后表面的轮廓面的另外的模具部分(未示出)。在这些实施方式中，用于前表面和后表面的模具材料可以彼此相同或不同，以选择性控制其能量域并在得到的接触镜片的相应表面处提供所选浓度的SiGMA-PC。
通过使用包含其中含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物组分的基本上均匀的混合物的液体镜片材料，不必对得到的接触镜片进行表面处理或添加额外的层即可提供上文公开的所选表面性能或透光性能。因此，本文公开的接触镜片可以作为单层形成。本文公开的接触镜片可以只包括单层，其提供本文中描述的所有有益性能和特性。
由于本文所描述的具有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物所表现出的性能和特性(高紫光透光率、高氧透过率值、高杨氏模量、高含水量、低弛豫率和相对低的动摩擦力)的组合，得到的聚合物可以被成形并使用而不需对模制后的接触镜片进行表面处理。例如，由于在本文公开的镜片的前表面处或附近由PC基团提供的硅酮水凝胶聚合物的高可润湿性和保水性能力，所述镜片将为佩戴者的眼睑提供光滑的水合感觉。因此，在将其中分布有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物的单层模制成接触镜片后，不需进一步涂层或处理即可提供舒适的接触镜片，尽管如果需要，可以形成另外的涂层或进行另外的处理。
方法400可以包括将所述接触镜片从模具取出。图8在等距视图中描绘了眼镜片100的实例。眼镜片100可以被选择性形成，以预防和/或治疗任何眼部病症例如近视、远视、散光、黄斑变性、斜视等。例如，后表面114的曲率可以与前表面112的曲率不同，以提供通过其进入佩戴者眼中的光线的所选焦点。眼镜片100可以作为完全固化的接触镜片从模具取出。在某些实施方式中，眼镜片100可以作为部分固化的接触镜片从模具取出，这允许在模具外部完全固化。
尽管上文公开了旋转浇铸模制，但也设想了用于制造本文公开的接触镜片的其他成形技术。例如，可以使用浇铸模制、车床切削或或甚至注射模制。因此，形成本文公开的接触镜片的方法可以包括将液体镜片材料施加或注射到模具中，封闭所述模具，以及向模具施加力以使所述液体镜片材料顺应于所述模具。所述力可以包括作用于模具组件上的机械力、作用于所述液体镜片材料上的液压力、通过旋转所述模具施加的离心力或上述力的组合。
尽管本文公开的接触镜片可以由材料的单层形成，但在某些实施方式(未示出)中，可以向所述含有SiGMA-PC的硅酮水凝胶聚合物施加至少一个另外的层。例如，可以将所述液体镜片材料至少部分固化，然后添加第二材料。所述第二材料可以被添加到部分固化的液体镜片材料52的后侧面(后表面)。在某些情况下，可以将所述第二材料铺展开以覆盖所述液体镜片材料的整个后侧面，但在其他实例中，可以将所述第二材料铺展在一部分后侧面的表面区域上。所述第二材料可以在位固化，尽管所述第二材料也可以在晚些时候计量并固化。因此，方法400可以包括向第一液体镜片材料施加第二材料，例如其中所述第二材料包括阻断至少某些光的特性。例如，所述第二材料可以包含在所述液体镜片材料(例如硅酮水凝胶聚合物)中未包含的阻断剂，例如组成的阻断剂或滤光剂，以与所述硅酮水凝胶聚合物中的阻断剂相比限制不同波长的光通过。
可以添加另外的材料层以控制得到的接触镜片的任何性能。
具体实施方式
工作例
形成了多个接触镜片的工作例，并测试了其表面上的组合物特性。工作例1包括SiGMA-PC单体、甲基丙烯酸单体及其衍生物(包括GMA、HEMA、NaMA、MAA和EGDMA，其中GMA和HEMA构成甲基丙烯酸单体及其衍生物的主要部分)、BME、BHPEA和RB-19。工作例1被形成为溶液并在模具中旋转浇铸，以形成具有前表面和后表面的接触镜片。
比较例A包括SiGMA单体和MPC单体的组合，其合并量为8wt％，与上述工作例1中8wt％的SiGMA-PC相当。其余的添加剂(甲基丙烯酸单体及其衍生物，包括GMA、HEMA、NaMA、MAA和EGDMA，其中GMA和HEMA构成甲基丙烯酸单体及其衍生物的主要部分，BME和BHPEA)在工作例1和比较例A两者中基本上相同。换句话说，比较例A与工作例1的区别仅在于含有PC的单体分别是MPC和SiGMA-PC，尽管在两种样品中均存在SiGMA单元。SIGMA和MPC的组合与SiGMA-PC的区别在于不具有SiGMA-PC中存在的直接结合到含硅GMA组分上的磷酰胆碱组成部分。比较例A被形成为溶液并在模具中旋转浇铸，以形成具有前表面和后表面的接触镜片。
使用x-射线光电子能谱(XPS)测试了工作例1和比较例A的表面上的组合物组成。用于测试样品的XPS能谱仪是K-AlphaTM型(可以从THERMO FISCHER SCIENTIFIC INC获得)。所述能谱仪使用Al Kαx-射线源，光斑尺寸为400μm并且中和枪打开。所述能谱仪使用Ar离子簇蚀刻进行操作，蚀刻速率为20nm/min，离子能为4keV。XPS测试在工作例1的前表面和后表面以及比较例A的前表面上进行。
工作例1的前表面的XPS分析产生了表1中示出的对应于表1的第1列中指定的各种不同组分的数据(峰结合能(BE)、以每秒的计数为单位的高度(CPS)、半峰全宽(FWHM)(eV)、面积(以CPS·eV)为单位的P)和原子百分比)。
表1
组分名称 峰BE 高度(CPS) FWHM(eV) 面积(CPS·eV) 原子％
Si2p 101.7 4691.5 1.8 8958.1 1.8
P2p 133.6 2196.0 1.9 4878.6 0.7
C1s C-C 284.8 107487.2 1.5 171478.6 35.1
C1s C-O 286.4 68672.8 1.4 104724.8 21.5
C1s COO 288.8 33903.2 1.2 43410.2 8.9
N1s 402.7 2642.1 1.1 3888.7 0.5
O1s 532.6 150100.5 2.3 369609.0 31.3
比较例A的前表面的XPS分析产生了表2中示出的对应于第1列中指定的各种不同组分的数据。
表2
组分名称 峰BE 高度(CPS) FWHM(eV) 面积(CPS·eV) 原子％
Si2p 101.6 2414.6 1.6 4399.1 0.9
P2p 133.5 372.5 0.7 405.1 0.1
C1s C-C 284.8 108606.2 1.4 166006.8 35.2
C1s C-O 286.4 69222.8 1.4 105003.1 22.3
C1s COO 288.8 36701.2 1.2 46030.0 9.8
N1s 402.3 588.5 0.2 779.4 0.1
O1s 532.6 148341.6 2.3 359163.9 31.5
Na1s 1071.6 2878.7 1.2 4423.9 0.2
正如表1和2中所示，工作例1的表面处硅和磷的原子百分率远高于比较例A。工作例1的表面处硅的原子百分率至少为比较例A的两倍。甚至更显著的是，工作例1的表面处磷的原子百分率比比较例A中高至少7倍。表1和2说明了SIGMA-PC的前表面具有比SiGMA+MPC的前表面更高的Si和P。
对于具有6倍的SiGMA-PC和分开的SiGMA和PC单体的样品来说，分别也观察到了与上文在表1-2中公开的相似的结果。
通过使用SiGMA-PC单体而不是分开的SiGMA和MPC单体，据信在SiGMA-PC单体的SiGMA部分中附连的硅氧烷基团的帮助下，PC官能团可以朝向和/或迁移到镜片的表面。
工作例2
对于工作例2来说，制备了含有3wt％、8wt％和13wt％的上述SiGMA-PC单体的眼镜片。还包含了上文列出的其他组合物，例如甲基丙烯酸单体及其衍生物(包括GMA、HEMA、MA、MAA和EGDMA，其中GMA和HEMA构成甲基丙烯酸单体及其衍生物的主要部分)、BME和BHPEA。工作例2被形成为溶液并在模具中旋转浇铸，以形成具有前凸表面和后凹表面的接触镜片。
然后将每个镜片在超纯水中浸泡超过24小时。使用剪刀从每个镜片的中央切割出1cm x 1cm的正方形镜片碎片并允许其风干。然后使用来自于NIHON DENSHI Inc的扫描电子显微镜JSM 6010LA(模式：背散射电子图像，加速电压：10.0kV，斑点尺寸：60)，通过SEM/EDS分析来分析所述1cm x 1cm正方形镜片碎片的前表面、后表面和横截面，以确定每个表面处C、O、Si和P的原子百分比。结果示出在下面的表3中。
表3
Figure BDA0003092270730000341
表3说明每个SiGMA-PC眼镜片的前表面具有比所述眼镜片的内部和后表面更高浓度的Si原子。另外，SiGMA-PC眼镜片的前表面具有比后表面明显更高浓度的P原子，正如使用SiGMA-PC 8％和SiGMA-PC 13％所说明的。
表4示出了根据本发明的示例性系统和方法的许多用于形成接触镜片的示例性组合物。在下文中被表示为样品1-8的每种示例性组合物的实测性能在下文中参考表5提供，其在评估原材料的配料比(wt％)和组合物的性能后获得。
表4
组合物 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 样品7 样品8
SiGMA 0 5 0 0 0 0 0 0
SiGMA-PC 5 0 5 0 0 10 20 5
HEMA 85 85 85 85 85 80.5 71.6 80
GMA 10 10 0 15 0 9.5 8.4 0
MPC 0 0 10 0 15 0 0 15
EDMA 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
BME 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
TOTAL 101.0 101.0 101.0 101.0 101.0 101.0 101.0 101.0
表5
Figure BDA0003092270730000351
正如表5中所示，评估了每个样品的抗拉强度和总伸长率。在评估表5中示出的性能时，使用了下述测量程序和设备：
动摩擦力-动摩擦力试验使用由Shimadzu Corporation制造的AS-IG MS型自动绘图仪。在将测试镜片在蒸馏水中浸泡约16小时或更长时间后，擦掉附着于镜片表面的水溶液。在重新放置镜片使得测试镜片的前曲面朝下后，将半球形夹具(由塑料树脂制成，约17g)放置在测试镜片上。然后将带有测试镜片的夹具放置在水平玻璃板上。夹具和测试镜片的位置是固定的。然后向测试镜片与玻璃板之间的接触点添加2μL ISO生理盐水。将玻璃板在700mm/min的拉伸速度和30mm的拉伸距离的条件下水平滑动。测量测试镜片与玻璃板之间的摩擦力。计算出在10mm的拉伸距离后摩擦力稳定的区域的平均值。动摩擦力从约5个测试镜片的结果获得。
杨氏模量-杨氏模量试验也使用由Shimadzu Corporation制造的AS-IG MS型自动绘图仪。所述试验包括被冲压成哑铃形状的厚度约为0.3mm并且直径约为25mm的试验板。(JIS-K-7162-1994“塑料-拉伸性能的测定-第2部分：用于模制和挤出塑料的测试条件”(Plastics–Determination of tensile properties-Part 2:Test conditions formoulding and extrusion plastics))。所述哑铃形状的中央部分宽约宽约2mm，长约6mm。
总伸长率-总伸长率试验也使用由Shimadzu Corporation制造的AS-IG MS型自动绘图仪。所述试验包括被冲压成哑铃形状的厚度约为0.3mm并且直径约为25mm的试验板。(JIS-K-7162-1994“塑料-拉伸性能的测定-第2部分：用于模制和挤出塑料的测试条件”(Plastics–Determination of tensile properties-Part 2:Test conditions formoulding and extrusion plastics))。所述哑铃形状的中央部分宽约2mm，长约6mm。在将冲压成哑铃形状的样品在20℃下在生理盐水溶液中浸泡约16小时或更长时间后，将所述样品用作总伸长率测量的测试件。总伸长率通过在20℃下在生理盐水中的拉伸试验来获得。将开始拉伸之前测试件的标记线距离定义为L。拉伸试验以20mm/min的速度进行。将断裂时所述测试件的标记线距离的增加定义为⊿L。然后根据下面给出的公式(VII)计算总伸长率(l)。
[总伸长率：l(％)]＝(⊿L/L)×100 公式(VII)
正如在本工作例部分中详细描述的，总伸长率从超过6个测试件的结果获得。
弛豫率-应力弛豫率试验也使用由Shimadzu Corporation制造的AS-IG MS型自动绘图仪。所述试验包括被冲压成哑铃形状的厚度约为0.3mm并且直径约为25mm的试验板。(JIS-K-7162-1994“塑料-拉伸性能的测定-第2部分：用于模制和挤出塑料的测试条件”(Plastics–Determination of tensile properties-Part 2:Test conditions formoulding and extrusion plastics))。所述哑铃形状的中央部分宽约2mm，长约6mm。在将冲压成哑铃形状的样品在20℃下在生理盐水溶液中浸泡约16小时或更长时间后，将所述样品用作应力弛豫率测量的测试件。应力弛豫率通过在20℃下在生理盐水中的拉伸试验来获得。将所述测试件以20mm/min的速度开始拉动。当实测应力达到0.1N时，立即停止拉伸，并将停止后即时的应力定义为L1。将从停止拉伸起30秒后的应力定义为L2。根据下面给出的公式(VIII)计算应力弛豫率(r)。
[应力弛豫率：r(％)]＝[(L 1-L 2)/L 1]×100 公式(VIII)
应力弛豫率从超过3个测试件的结果获得。
在将冲压成哑铃形状的样品在20℃下在生理盐水溶液中浸泡约16小时或更长时间后，将所述哑铃形状用作杨氏模量测量的测试件。杨氏模量从通过在20℃下在生理盐水中以20mm/min的速率进行的拉伸试验获得的应力-应变曲线的初始斜率来确定。杨氏模量从超过6个测试件的结果获得。
正如在表5中所示，样品7的抗拉强度和总伸长率远低于样品1和3。此外，样品7的杨氏模量远高于样品1和3。由于这些测量值，样品7在制造和测试时不具有足够的强度作为接触镜片良好地发挥作用。尽管所述材料本身可能不足，但本申请人相信样品7的操作性能可能很差，导致错误的结果。从表5的实测结果可以推断，硅酮单体优选地以小于或等于10％的wt％被包含。
正如在表5中所示，样品8的抗拉强度远低于样品1和3。因此，样品8可能不理想地具有不足以用作接触镜片的强度。因此可以推断，含有磷酰胆碱的非硅酮单体优选地以小于或等于10％的wt％被包含。
此外，正如在表5中所示，样品1、3、5和6的弛豫率远低于样品2和4的弛豫率。具有低弛豫率的接触镜片具有更高的从变形恢复的能力。同样地，样品1、3、4和6的动摩擦力值远低于样品2和5。具有低的动摩擦力的接触镜片例如样品1、3、4和6在使用期间降低与眼睑的摩擦，引起可感知的舒适度的提高。正如在表5中所示，含有SiGMA-PC的接触镜片在弛豫率和动摩擦力方面表现良好。
因此，正如可以针对样品1、4、5和6说明的，含有磷酰胆碱的非硅酮单体可以表现出足够的强度以用作眼镜片，同时提供合乎需要的润湿和氧透过率水平。
本文中公开的所有范围应该被理解为涵盖并支持叙述了其中包含的任何和所有子范围或任何和所有个体值的主张。例如，所陈述的1至10的范围应该被认为包括并支持叙述了在最小值1与最大值10之间(和/或包括所述最小值和最大值)的任何和所有子范围或个体值的主张；也就是说，始于最小值1或更大的值并止于最大值10或更小的值的所有子范围(例如5.5至10、2.34至3.56等)或1至10的任何值(例如3、5.8、9.9994等)。
当在本文中使用时，术语“约”是指被“约”修饰的术语的±10％或±5％的容许变动。此外，术语“小于”、“或更小”、“大于”、“多于”或“或更多”包括被所述术语“小于”、“或更小”、“大于”、“多于”或“或更多”修饰的值作为端点。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种组合物，其包含：
至少一种含硅单体；
其中所述含硅单体包含至少一个两性离子基团；
其中所组合物包含丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐；并且
其中所述组合物含有0.1wt％-9wt％的硅酮。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含硅单体具有单个两性离子基团。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述两性离子基团包含磷酰胆碱、烷基羰基甜菜碱、烷基酰胺羰基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、烷基羟基磺基甜菜碱、烷基酰胺磺基甜菜碱、烷基酰胺羟基磺基甜菜碱之一及其组合。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合物，其中所述组合物具有低于5.5％的弛豫率。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述弛豫率低于4.0％。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的组合物，其中所述组合物具有小于50mN的动摩擦力。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述动摩擦力小于40mN。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的组合物，其中所述含硅单体包含符合式(Ia)至(Ic)的异构体：
Figure FDA0003092270800000021
其中：
R1是含有可聚合组成部分的基团，包括但不限于甲基丙烯酰基、丙烯酰基、苯乙烯基或烯丙基；
R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R4是-CH3或-[-Si(CH3)2-O-]n-Si(CH3)3，其中n＝0-50；
R3是两性离子基团，包括但不限于磷酰胆碱、甜菜碱、磺基甜菜碱或两性乙酸盐，
Figure FDA0003092270800000022
9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述组合物包含0wt％至10wt％的含有磷酰胆碱的非硅酮单体。
10.一种眼镜片，其包含：
主体，所述主体包括：
由包括多种单体的组合物形成的水凝胶聚合物，所述多种单体包括分布在整个主体中的包含至少一个两性离子基团的含硅单体；
前表面，其被配置成远离佩戴者；
后表面，其被配置成接触所述佩戴者的眼睛；并且
与所述主体中在所述前表面与所述后表面之间的点处相比，在所述前表面处包含至少一个两性离子基团的含硅单体的量更大。
11.根据权利要求10所述的眼镜片，其中：
所述水凝胶聚合物的总硅酮比率为0.1wt％-9wt％；以及
所述水凝胶聚合物还包含甲基丙烯酸盐。
12.根据权利要求10或11所述的眼镜片，其中弛豫率低于5.5％。
13.根据权利要求10或11所述的眼镜片，其中动摩擦力小于50mN。
14.根据权利要求10或11所述的眼镜片，其中：
所述包含至少一个两性离子基团的含硅单体包括SiGMA-PC或SiMA-PC之一；以及
所述水凝胶聚合物还包含甲基丙烯酸钠。
15.根据权利要求14所述的眼镜片，其中所述多种单体包括以下中的一者或多者：甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙基酯、二(甲基丙烯酸)乙二酯、安息香甲基醚，或任何上述单体的组合。
16.根据权利要求15所述的眼镜片，其中所述SiGMA-PC单体为所述水凝胶聚合物的约0.5重量％至约15重量％(wt％)，甲基丙烯酸甘油酯为所述水凝胶聚合物的约10wt％至约50wt％，并且所述甲基丙烯酸2-羟基乙基酯为所述水凝胶聚合物的约20wt％至约80wt％。
17.根据权利要求14所述的眼镜片，其中：
所述主体在前表面处比在后表面处具有更高的SiGMA-PC或SiMA-PC浓度；
所述镜片具有大于20的氧透过率值(Dk/厚度)；并且
所述镜片表现出约0.1MPa至约0.5MPa的杨氏模量。
18.一种制造接触镜片的方法，所述方法包括：
将液体镜片材料施加到模具中；以及
将所述液体镜片材料在所述模具中固化；
其中所述液体镜片材料包括多种单体，所述多种单体包括至少一些3,5,8,13–四氧杂-4-磷-12,14-二硅十五烷-1-铵4-羟基-N,N,N,12,14,14六甲基-6-[[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯-1-基)氧基]甲基]-12-[(三甲基甲硅烷基)氧基]-内盐4-氧化物(“SiGMA-PC”)单体单元。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述模具包括旋转浇铸模具；并且
固化所述液体材料包括旋转所述液体镜片材料且同时至少部分地固化所述液体镜片材料。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述模具包括浇铸模具。

Claims (20)

1.一种组合物，其包含：
至少一种硅酮单体；
其中所述硅酮单体包含至少一个两性离子基团；并且
其中所述组合物含有0.1wt％-9wt％的硅酮。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述硅酮单体具有单个两性离子基团。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述两性离子基团包含磷酰胆碱、烷基羰基甜菜碱、烷基酰胺羰基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、烷基羟基磺基甜菜碱、烷基酰胺磺基甜菜碱、烷基酰胺羟基磺基甜菜碱之一及其组合。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合物，其中所述组合物具有低于5.5％的弛豫率。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述弛豫率低于4.0％。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的组合物，其中所述组合物具有小于50mN的动摩擦力。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述动摩擦力小于40mN。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的组合物，其中所述硅酮单体包含符合式(Ia)至(Ic)的异构体：
Figure FDA0003092270720000021
其中：
R1是含有可聚合组成部分的基团，包括但不限于甲基丙烯酰基、丙烯酰基、苯乙烯基或烯丙基；
R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R2是含有以结构(II)的硅酮组成部分为末端的C1-C15链烯基的基团，其中R4是-CH3或-[-Si(CH3)2-O-]n-Si(CH3)3，其中n＝0-50；
R3是两性离子基团，包括但不限于磷酰胆碱、甜菜碱、磺基甜菜碱或两性乙酸盐，
Figure FDA0003092270720000022
9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述组合物包含0wt％至10wt％的含有磷酰胆碱的非硅酮单体。
10.一种眼镜片，其包含：
主体，所述主体包括：
包括多种单体的水凝胶聚合物，所述多种单体包括分布在整个主体中的包含至少一个两性离子基团的硅酮单体；
前表面，其被配置成远离佩戴者；
后表面，其被配置成接触所述佩戴者的眼睛；并且
与所述主体中在所述前表面与所述后表面之间的点处相比，在所述前表面处包含至少一个两性离子基团的硅酮单体的量更大。
11.根据权利要求10所述的眼镜片，其中所述水凝胶聚合物的总硅酮比率为0.1wt％-9wt％。
12.根据权利要求10或11所述的眼镜片，其中弛豫率低于5.5％。
13.根据权利要求10或11所述的眼镜片，其中动摩擦力小于50mN。
14.根据权利要求10或11所述的眼镜片，其中所述包含至少一个两性离子基团的硅酮单体包括SiGMA-PC或SiMA-PC之一。
15.根据权利要求14所述的眼镜片，其中所述多种单体包括以下中的一者或多者：甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸羟基乙基酯、丙烯酸2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙基酯、二(甲基丙烯酸)乙二酯、安息香甲基醚，或任何上述单体的组合。
16.根据权利要求15所述的眼镜片，其中所述SiGMA-PC单体为所述水凝胶聚合物的约0.5重量％至约15重量％(wt％)，甲基丙烯酸甘油酯为所述水凝胶聚合物的约10wt％至约50wt％，并且所述甲基丙烯酸2-羟基乙基酯为所述水凝胶聚合物的约20wt％至约80wt％。
17.根据权利要求14所述的眼镜片，其中：
所述主体在前表面处比在后表面处具有更高的SiGMA-PC或SiMA-PC浓度；
所述镜片具有大于20的氧透过率值(Dk/厚度)；并且
所述镜片表现出约0.1MPa至约0.5MPa的杨氏模量。
18.一种制造接触镜片的方法，所述方法包括：
将液体镜片材料施加到模具中；以及
将所述液体镜片材料在所述模具中固化；
其中所述液体镜片材料包括多种单体，所述多种单体包括至少一些3,5,8,13–四氧杂-4-磷-12,14-二硅十五烷-1-铵4-羟基-N,N,N,12,14,14六甲基-6-[[(2-甲基-1-氧代-2-丙烯-1-基)氧基]甲基]-12-[(三甲基甲硅烷基)氧基]-内盐4-氧化物(“SiGMA-PC”)单体单元。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述模具包括旋转浇铸模具；并且
固化所述液体材料包括旋转所述液体镜片材料且同时至少部分地固化所述液体镜片材料。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述模具包括浇铸模具。
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