CN116338831A - 一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜及其制造方法 - Google Patents

一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜及其制造方法，所述组合角膜接触镜光学区域的中心部分为硅水凝胶材料，围绕中心部分的周边部分为水凝胶材料；硅水凝胶材料中聚硅氧烷单体包括RMS‑033，还包括DMS‑R11、SIGMA、1,3‑双(3‑丙烯酸氧基丙基)四(三甲基硅氧基)二硅烷、3‑甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或两种；该组合角膜接触镜解决了硅水凝胶镜片表面湿润性差，水凝胶镜片透氧低的问题，通过一支镜片同时满足客户的不同佩戴需求。本发明硅水凝胶和水凝胶组合角膜接触镜采用生产实际中常规使用的模具通过全模压法制造而成，无需对模具进行改造，工艺简单，适于工业化生产。

Description

一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜及其制造方法
技术领域
本发明涉及角膜接触镜制备技术领域，特别涉及组合角膜接触镜制备技术，具体是一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜及其制造方法。
背景技术
硅水凝胶角膜接触镜具有较高的透氧性能，但是硅水凝胶作为一种疏水性材料，由其制备得到的角膜接触镜表面润湿性和润滑性很差，长期佩戴会引起视觉模糊，严重时会造成眼干、眼部发炎等不适。为了提升佩戴舒适性，硅水凝胶角膜接触镜总体上需要进行表面改性，其中最常用的策略是在有机硅单体中加入内部湿润剂或大量的引入亲水基团。然而，在硅水凝胶中引入过多的亲水性聚合物会因为向同性的差异，导致其透光率变差，并因机械性能下降而变得易碎。
水凝胶角膜接触镜具有较低的透氧性能，高含水镜片佩戴舒适度较好，但在环境湿度较低的北方地区，长期佩戴过程中角膜接触镜中水分易挥发，使得角膜接触镜会从人的眼部吸收泪液来保持原有的水含量，易造成角膜缺氧性水肿、眼部发炎、结膜充血、眼干及新生血管增生等症状。
因此，如何开发一种既具有硅水凝胶镜片高透氧性，又具有水凝胶舒适性的角膜接触镜，成为行业内技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决硅水凝胶镜片佩戴舒适性差，水凝胶镜片透氧低的问题，提供一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，以兼具高透氧性和佩戴舒适性。
本发明的另一目的是提供上述硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜的制造方法。
为实现其目的，本发明采用如下技术方案：
一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，包括光学区域的中心部分，围绕中心部分的周边部分，其特征在于，光学区域的中心部分为硅水凝胶材料，围绕中心部分的周边部分为水凝胶材料；
所述硅水凝胶材料的组成以重量份数计包括：聚硅氧烷单体30-70份；亲水性单体30-50份；交联剂0.2-1.0份；引发剂0.3-2份；辅助材料5-20份；
所述聚硅氧烷单体包括（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），还包括甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷（DMS-R11）、（3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基）丙基二（三甲基甲硅烷氧基）甲基硅烷（SIGMA）、1,3-双(3-丙烯酸氧基丙基)四(三甲基硅氧基)二硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或两种；
所述辅助材料为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）；
所述水凝胶材料的组成以重量份数计包括：亲水性单体40-90份，交联剂0.2-1.0份；引发剂0.3-2份；紫外吸收剂0.5-2份；
上述硅水凝胶材料和水凝胶材料中亲水性单体为N-乙烯吡咯烷酮（NVP）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA）中的一种或几种。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）、聚乙二醇（400）二丙烯酸酯中的一种或几种。
进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。
进一步地，所述溶剂为正丁醇、异丙醇、正壬醇中的任意一种。
进一步地，所述紫外吸收剂为2-丙烯酸 2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯。
本发明硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜的制造，采用全模压法，经过两次注料成型，所用模具包括生产实际中常规使用的凹模和凸模；具体制造方法包括以下步骤：
（1）精确称量0.05g混合均匀的硅水凝胶材料，注入第一凹模1内，通过热成型固化，得到硅水凝胶镜片3，形成组合角膜接触镜镜片光学区域的中心部分，硅水凝胶镜片3留在第一凹模1上，与第一凹模1共同构成第二凹模2；
（2）在第二凹模2中放入凸模5，凸模与凹模接触面6与硅水凝胶镜片3紧密贴合，第二凹模2内壁与凸模5外表面之间形成空腔7，将混合均匀的水凝胶材料滴入该空腔7内，通过热成型固化，形成组合角膜接触镜镜片围绕中心部分的周边部分；
（3）脱模：将步骤（2）得到的凸模和凹模组合体，放进脱模机脱去第一凹膜，得到白膜；
（4）分离：将步骤（3）中所述白膜通过数显不锈钢电热板加热，经过镜片分离机使镜片与凸模分离，镜片再经过水化，得到硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜组合角膜接触镜镜片。
进一步地，步骤（1）和步骤（2）中，所述热成型固化操作为采用隧道烘箱进行热固化成型。
与现有角膜接触镜相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的硅水凝胶和水凝胶组合的角膜接触镜，光学区域的中心部分的硅水凝胶材料为眼睛提供高的透氧性能，围绕中心部分的周边部分的水凝胶材料提供佩戴的舒适性要求，解决了硅水凝胶镜片表面湿润性差，水凝胶镜片透氧低的问题。通过一支镜片同时满足客户的不同佩戴需求。
2、本发明硅水凝胶和水凝胶组合角膜接触镜采用生产实际中常规使用的模具通过全模压法制造而成，无需对模具进行改造，工艺简单，适于工业化生产。
3、本发明硅水凝胶材料中（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033）与丙烯酸类化合物有良好的溶解性，解决了硅水凝胶镜片中硅材料与亲水性单体溶解性不好的问题；与甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷（DMS-R11）相结合，可以提高镜片的柔韧性。
4、聚硅氧烷单体中选用带有三甲基硅氧烷基团的3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、1,3-双(3-丙烯酸氧基丙基)四(三甲基硅氧基)二硅烷，使硅水凝胶聚合物的结构变得疏松，降低了聚合物分子间的作用力，提高镜片的透氧量。
5、聚硅氧烷单体中由于硅氧烷具有较强的运动协作作用，有利于分子在聚合物中的运动，使材料的扩散系数变大，增加材料的透氧量。
6、本发明水凝胶材料选用HEMA作为主材料之一，HEMA中含有羟基，各羟基之间的氢键形成的分子间作用力起到一定的交联作用，增加了镜片的韧性，减小了镜片的破损率。
7、本发明中辅助材料2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC），其作用是增加镜片的润湿性（接触角小），减少镜片的蛋白质吸附。
附图说明
图1为本发明组合角膜镜制造过程中使用的第一凹膜的结构示意图；
图2为本发明组合角膜镜制造过程中使用的第二凹膜的结构示意图；
图3为本发明组合角膜镜制造过程中使用的凸膜的结构示意图；
图4为本发明组合角膜镜制造过程中凸膜与第二凹膜的结合示意图；
图5为组合角膜镜镜片实物图；
图6为采用本发明实施例1方法制备得到的组合角膜镜的光透射比曲线；
图7为采用本发明实施例2方法制备得到的组合角膜镜的光透射比曲线；
图8为采用本发明实施例3方法制备得到的组合角膜镜的光透射比曲线；
图9为采用本发明实施例4方法制备得到的组合角膜镜的光透射比曲线；
图10为采用本发明实施例5方法制备得到的组合角膜镜的光透射比曲线；
附图标记：1、第一凹模；2、第二凹模；3、硅水凝胶镜片；5、凸模；6、凸模与凹模接触面；7、空腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明组合角膜接触镜的制造方法进行详细说明。
本发明以下实施例中，硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜的制造采用全模压法，经过两次注料成型，所用模具包括生产实际中常规使用的凹模和凸模，无需对模具进行改造；硅水凝胶主材料与水凝胶材料分别配制，均为将各组分混合后搅拌30min以上得到。组合角膜接触镜具体制造方法包括以下步骤：
（1）精确称量0.05g混合均匀的硅水凝胶材料，注入第一凹模1内，通过隧道烘箱完成热成型固化（常规操作），得到硅水凝胶镜片3，形成组合角膜接触镜镜片光学区域的中心部分，硅水凝胶镜片3留在第一凹模1上，与第一凹模1共同构成第二凹模2；
（2）在第二凹模2中放入凸模5，凸模与凹模接触面6与硅水凝胶镜片3紧密贴合，第二凹模2内壁与凸模5外表面之间形成空腔7，将混合均匀的水凝胶材料滴入该空腔7内，通过隧道烘箱完成热成型固化，形成组合角膜接触镜镜片围绕中心部分的周边部分；
（3）脱模：将步骤（2）得到的凸模和凹模组合体，放进脱模机
脱去第一凹膜1，得到白膜；
（4）分离：将步骤（3）中所述白膜通过数显不锈钢电热板加热，
经过镜片分离机使镜片与凸模5分离，镜片再经过水化，得到硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜组合角膜接触镜镜片。
实施例1
本实施例提供的一种硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜，硅水凝胶材料包括：1.5g的3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，2.0g的（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），0.5g 的1,3-双(3-丙烯酸氧基丙基)四(三甲基硅氧基)二硅烷，1.0g的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC），0.06g的聚乙二醇（400）二丙烯酸酯 ，0.06g的偶氮二异丁腈，4g的N-乙烯吡咯烷酮（NVP），0.5g的甲基丙烯酸，2g的异丙醇，硅水凝胶材料总重0.1%的C.I活性蓝36。
水凝胶材料包括：60g的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），9.0g的NVP（N-乙烯基吡咯烷酮），4g的2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA），0.15g 的二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），0.3g的2-丙烯酸 2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯，0.2g的甲基丙烯酸（MA），0.15g的偶氮二异丁腈（AIBN）。
得到的镜片中间淡蓝色，边缘无色，镜片实物图如图5所示。镜片透氧系数DK值为110，折射率为1.386，光透射比为96.40%（图6），接触角为52.3°。
实施例2
本实施例提供的一种硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜，硅水凝胶材料包括：1.5g的 3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，1.5g的（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），0.5g的甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷（DMS-R11），0.06g的聚乙二醇（400）二丙烯酸酯 ，0.06g的偶氮二异丁腈，4g的N-乙烯吡咯烷酮（NVP），0.5g的甲基丙烯酸，2g的正丁醇，硅水凝胶材料总重0.1%的C.I活性蓝36。
水凝胶材料包括：42g的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），8.0g的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP），3.5g 的2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA），0.10g的二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），0.4g的2-丙烯酸 2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯，0.3g的甲基丙烯酸（MA），0.15g的偶氮二异丁腈（AIBN）。
得到的镜片中间淡蓝色，边缘无色。镜片透氧系数DK值为95，折射率为1.390，光透射比为96.23%（图7），接触角为45.5°。
实施例3
本实施例提供的一种硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜，硅水凝胶材料包括：2.0g的（3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基）丙基二（三甲基甲硅烷氧基）甲基硅烷（SIGMA），2.0g的（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），0.05g的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA），0.06g的偶氮二异丁腈，3g的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），0.5g的甲基丙烯酸，2g的正壬醇，硅水凝胶材料总重0.1%的C.I活性蓝36。
水凝胶材料包括：32g的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），9.0g的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP），1.5g 的2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA），0.10g的二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），0.4g的2-丙烯酸 2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯，0.15g的偶氮二异丁腈（AIBN）。
得到的镜片中间淡蓝色，边缘无色。镜片透氧系数DK值为119，折射率为1.389，光透射比为94.59%（图8），接触角为50.5°。
实施例4
本实施例提供的一种硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜，硅水凝胶材料包括：2.0g的3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，1.5g的（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），0.05g的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA），0.06g的偶氮二异丁腈，0.5g的N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA），4g的N-乙烯吡咯烷酮（NVP），0.5g的甲基丙烯酸，2g的异丙醇，硅水凝胶材料总重1%的C.I活性蓝36。
水凝胶材料包括：35g甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），4.0g的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP），0.5g 的2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA），0.10g的二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），0.5g的甲基丙烯酸，0.15g的偶氮二异丁腈（AIBN）。
得到的镜片中间淡蓝色，边缘无色。镜片透氧系数DK值为92，折射率为1.389，光透射比为94.54%（图9），接触角为51.1°。
实施例5
本实施例提供的一种硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜，硅水凝胶材料包括：2.5g的（3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基）丙基二（三甲基甲硅烷氧基）甲基硅烷（SIGMA），1.5g的（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），0.5g 的1,3-双(3-丙烯酸氧基丙基)四(三甲基硅氧基)二硅烷，0.05g的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），0.06g的偶氮二异丁腈，0.3g的N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA），4g的N-乙烯吡咯烷酮（NVP），0.2g的甲基丙烯酸，2g的异丙醇，水凝胶材料总重1%的C.I活性蓝36。
水凝胶材料包括：26g的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），2.5g的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP），0.50g的二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA），0.3g的2-丙烯酸 2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯，0.5g的甲基丙烯酸，0.10g的偶氮二异丁腈（AIBN）。
得到的镜片中间淡蓝色，边缘无色。镜片透氧系数DK值为113，折射率为1.387，光透射比为92.94%（图10），接触角为43.5°。

Claims (7)

1.一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，包括光学区域的中心部分，围绕中心部分的周边部分，其特征在于，光学区域的中心部分为硅水凝胶材料，围绕中心部分的周边部分为水凝胶材料；
所述硅水凝胶材料的组成以重量份数计包括：聚硅氧烷单体30-70份；亲水性单体30-50份；交联剂0.2-1.0份；引发剂0.3-2份；辅助材料5-20份；
所述聚硅氧烷单体包括（甲基丙烯酰氧基丙基）甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物（RMS-033），还包括甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷（DMS-R11）、（3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基）丙基二（三甲基甲硅烷氧基）甲基硅烷（SIGMA）、1,3-双(3-丙烯酸氧基丙基)四(三甲基硅氧基)二硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或两种；
所述辅助材料为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）；
所述水凝胶材料的组成以重量份数计包括：亲水性单体40-90份，交联剂0.2-1.0份；引发剂0.3-2份；紫外吸收剂0.5-2份；
上述硅水凝胶材料和水凝胶材料中亲水性单体为N-乙烯吡咯烷酮（NVP）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯（GMMA）中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，其特征在于，所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）、聚乙二醇（400）二丙烯酸酯中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，其特征在于，所述溶剂为正丁醇、异丙醇、正壬醇中的任意一种。
5.如权利要求1所述的一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜，其特征在于，所述紫外吸收剂为2-丙烯酸 2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜的制造方法，其特征在于，采用全模压法，经过两次注料成型，所用模具包括凹模和凸模；所述制造方法包括以下步骤：
（1）精确称量0.05g混合均匀的硅水凝胶材料，注入第一凹模（1）内，通过热成型固化，得到硅水凝胶镜片（3），形成组合角膜接触镜镜片光学区域的中心部分，硅水凝胶镜片（3）留在第一凹模（1）上，与第一凹模（1）共同构成第二凹模（2）；
（2）在第二凹模（2）中放入凸模（5），凸模与凹模接触面（6）与硅水凝胶镜片（3）紧密贴合，第二凹模（2）内壁与凸模（5）外表面之间形成空腔（7），将混合均匀的水凝胶材料滴入该空腔（7）内，通过热成型固化，形成组合角膜接触镜镜片围绕中心部分的周边部分；
（3）脱模：将步骤（2）得到的凸模和凹模组合体，放进脱模机脱去第一凹膜（1），得到白膜；
（4）分离：将步骤（3）中所述白膜通过数显不锈钢电热板加热，经过镜片分离机使镜片与凸模（5）分离，镜片再经过水化，得到硅水凝胶与水凝胶组合的角膜接触镜组合角膜接触镜镜片。
7.如权利要求6所述的一种硅水凝胶与水凝胶组合角膜接触镜的制造方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中，所述热成型固化操作为：采用隧道烘箱进行成型。
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