TW201531734A - 具有親水層的隱形眼鏡 - Google Patents

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Abstract

本發明之技術的具體實施方式係關於具有經水凝膠塗覆之核心的隱形眼鏡，以及彼之製造方法。經塗覆的鏡片可包含硬式透氣性隱形眼鏡。經塗覆的鏡片還可包含混成聚矽氧與硬式透氣性隱形眼鏡。一方面，具體實施方式提供一種經塗覆的隱形眼鏡，其包含水平衡常數少於約2%的鏡片核心，該鏡片核心包含外表面；以及共價附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，該水凝膠層經調整以接觸眼睛表面，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體。

Description

具有親水層的隱形眼鏡 [相關申請案之交叉引用]
本申請案請求申請日為2013年11月15日，專利名稱為「Contact Lens with a Hydrophilic Layer」之美國臨時專利申請案第61/905,092號申請的權利，以引用方式將其全部內容併入本案作為參考
本申請案也關於Havenstrite，等人的美國臨時專利申請案，包含於2013年8月26日申請的App.No.13/975,868，於2012年8月27日申請的App.No.61/693,689，於2013年3月15日申請的App.No.61/800,835，以及於2013年3月15日申請的App.No.61/800,959，每一專利名稱為「Multilayered Contact Lens」，以引用方式將彼等全部內容併入本案作為參考。本申請案也關於Havenstrite等人於2013年6月13日申請的App.No.61/834813，專利名稱為「Contact Lens with a Hydrophilic Layer」的美國臨時專利申請案，以引用方式將其全部內容併入本案作為參考。
[引用參考]
本專利說明書中提及的所有公開與專利申請案以引用方式將其全部內容併入本案作為參考，在某種程度上彷彿個別公開或專利申請案被具體且逐個地指明併入本案作為參考。
本發明之技術的具體實施方式係關於具有經改良的生物相容性與配戴性能之隱形眼鏡，以及製造該經改良的隱形眼鏡之方法。更具體地說，本發明之技術係關於具有高度穩定之水凝膠層覆蓋鏡片核心的隱形眼鏡。
隱形眼鏡係醫療裝置，其被放置與眼睛表面接觸與被用於視力矯正、美觀目的、與治療眼病變。可使物質與材料沉積於隱形眼鏡表面以改良鏡片之生物相容性，因而改良鏡片與眼部之交互作用。
這一代的隱形眼鏡一般包括含有核心材料的聚矽氧。這類鏡片具有許多優於其硬式塑膠前驅物的優點。例如，含聚矽氧鏡片對眼鏡是生物相容的且業已改良用於正常眼睛表面健康之透氧與流體性。然而，儘管有這些優點，對含聚矽氧鏡片而言主要的挑戰是含聚矽氧材料之疏水性，該疏水性可導致眼組織擦傷與感染。因此，本發明所描述之具體實施方式提供具有經改良的親水性與生物相容性以及用於製造這類鏡片之實用與成本低的方法。
硬式透氣性(RGP)鏡片是軟式隱形眼鏡的另一種替代物。RGP鏡片被設計用於比軟式鏡片更長期的配戴且可提供比現有軟式鏡片更清晰視覺(crisper vision)。RGP鏡片也可自動校正大多數散光。RGP鏡片配戴舒適度比軟式鏡片差。在某些情形下，RGP鏡片可需要數日的調整時間以習慣。
混合式RGP鏡片具有RGP核心，該核心具有形成於該RGP核心之外表面的軟式材料。該軟式材料可改良該混合式RGP鏡片之舒適度同時仍然提供RGP鏡片的某些好處。
隱形眼鏡技術之另外的挑戰是蛋白質結合傾向與眼睛部位的吸收。例如，隱形眼鏡可使蛋白質結合於鏡片上而造成蛋白質沉積於眼部。另外，該鏡片可引起包含蛋白質變性的結構改變，該蛋白質變性可導致免疫反應，例如流淚、變紅、或眼睛區域腫脹。因此，所設想之具體實施方式提供具有改良之蛋白質與眼睛部位的不良交互作用抗性之隱形眼鏡與製造鏡片的方法。
隱形眼鏡應用之進一步考量的問題是有些使用者經歷過和乾眼症患者相似的不舒服。乾眼症被認為是覆蓋於眼睛表面之淚膜瓦解，或特別容易瓦解的結果。淚膜是淚水層，其被配置於角膜細胞所分泌之下層黏液層與眼瞼的內結膜表面上的瞼腺所分泌之上層脂質層之間。淚膜包含橫越眼睛表面的淚水池，其之流動途徑在某種程度上在任何時候都可能脂質層無關。
淚膜完整性對於諸如氧氣與離子輸送，與潤滑受眼瞼持續不斷的滑動接觸之眼睛表面來說是很重要的。乾眼症很可能實際上是以淚膜持續容易瓦解的形式存在。在某些情形下，患者可能有低度乾眼症，其在淚膜完整性受到隱形眼鏡的存在所挑戰時變得明顯。為了克服這問題，本發明之某些具體實施方式提供減少或實質上消除淚膜因隱形眼鏡而瓦解的隱形眼鏡技術。
可瞭解的是，乾眼症可被稱為用於說明的非限制性實例。本發明所描述之方法與裝置可被用於治療或預防其他眼病變，其包括(但不限於)：青光眼、角膜潰瘍、鞏膜炎、角膜炎、虹膜炎、與角膜新血管生成。
一般來說，在一具體實施方式中，經塗覆的隱形眼鏡包含：平衡含水率少於約2%的鏡片核心，該鏡片核心包含外表面，以及共價附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，該水凝膠層經調整以接觸眼睛表面，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體。
上述與其他的具體實施方式可包含以下特徵之一或多者。該一或多個物種可為至少部分交聯。該鏡片核心可實質上沒有水。該親水性聚合物群體包含選自由下列所組成的組群之第一物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯 亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。該親水性聚合物群體包含選自由下列所組成的組群之第二物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。該親水性聚合物群體可包括含有PEG的第一物種。該親水性聚合物群體可包括含有聚丙烯醯胺的第二物種。該隱形眼鏡可為硬式透氣性隱形眼鏡。該鏡片核心可包含硬式透氣性材料。該硬式透氣性材料可包含氟。該硬式透氣性材料可包含氟代丙烯酸酯。該硬式透氣性材料可包含聚矽氧。該鏡片可包含聚矽氧烷。該鏡片可包含交聯聚矽氧烷。該鏡片核心本質上可由交聯聚矽氧烷組成。該鏡片核心之彈性模數可少於約1.8MPa。該鏡片核心之彈性模數可大於約500MPa。該鏡片核心之平衡含水率可少於約1%。該鏡片核心之平衡含水率可少於約0.5%。該鏡片核心可為軟式隱形眼鏡。該一或多個物種可經化學交聯。該一或多個物種可經離子交聯。該一或多個物種可經物理交聯。該水凝膠層可實質上包圍該核心之外表面。該水凝膠層與核心可實質上是光學透明的。該水凝膠層可經調整以讓光線穿透該水凝膠層透射到達眼睛表面。該水凝膠層之厚度可介於約50nm到約500nm之 間。該水凝膠層之厚度可少於約5微米。該水凝膠層之最大厚度可介於約1微米到約5微米之間。該水凝膠層之厚度可介於約100nm到約250nm之間。該水凝膠層之厚度可介於約1nm到約50nm之間。該水凝膠層之厚度可少於約50nm。該水凝膠層之厚度可少於約40nm。該水凝膠層之厚度可低於100nm。該水凝膠層之最大厚度可為約10微米。該水凝膠層之第一部分的第一厚度可不同於該水凝膠層之第二部分的第二厚度。該第一物種可包含反應性親電子基或反應性親核基，以及該第二物種可包含與該第一物種互補的反應性親電子基或反應性親核基，該反應性親電子基與該反應性親核基可經調整以進行反應，藉此形成該第一物種與該第二物種之間的交聯。該反應性親電子基可選自由下列所組成的組群：胺基反應性基團、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基(dienophile)、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺(phosphoramidite)。該反應性親核基可選自由下列所組成的組群：胺類、胺基反應性基團、氫硫基、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基(dienophile)、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺(phosphoramidite)。該第一物種之反應性親電子基或該第二物種之反應性親電子基中的至少一者可以共價鍵聯接至該核心之外表面。該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角可少於約50度。該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角可少於約35度。該核心可實質上沒有聚矽氧。 該鏡片之臨界摩擦係數可少於約0.056。該鏡片之水膜破裂時間可大於約20秒。該蛋白質沉積可為每一鏡片少於約5微克蛋白質。該鏡片可實質上不使蛋白質變性。該鏡片可使少於約5%之與該鏡片接觸的蛋白質變性。該鏡片之脂質沉積可為每一鏡片少於約100微克脂質。該親水性聚合物層可進一步包含至少一種活性劑。該至少一種活性劑可選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。該抗微生物劑可包含銀奈米粒子。該鏡片之透氧率(DK/t)可大於200。該鏡片之透氧率(DK/t)可大於300。
一般來說，在一具體實施方式中，多層隱形眼鏡包含：鏡片核心層，該鏡片核心層被外部親水性聚合物層覆蓋，其中該親水性聚合物層與該鏡片核心層共價鍵結，其中該親水性聚合物層包括含有聚乙二醇(PEG)之第一巨單體子群體與含有聚丙烯醯胺之第二巨單體子群體，其中該第一巨單體子群體與第二巨單體子群體被交聯，其中該親水性聚合物層之厚度少於約100nm。
上述與其他的具體實施方式可包含以下特徵之一或多者。該核心可包含水凝膠。該核心可包含聚矽氧水凝膠。該鏡片核心層可包含硬式透氣性鏡片材料。可藉由親電子反應基團與第二親核反應基團之間的共價鍵聯而使該親水性聚合物層附接至該核心層。該親水性聚合物層之厚度可少於約1微米。該親水性聚合物層之厚度可介於 約1nm到約50nm。該親水性聚合物層之厚度可少於約50nm。該親水性聚合物層之厚度可少於約40nm。該親水性聚合物層可進一步包含至少一種活性劑。該至少一種活性劑可選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。該抗微生物劑可包含銀奈米粒子。
一般來說，在一具體實施方式中，經塗覆的軟式隱形眼鏡包括：含有平衡含水率少於約2%的聚矽氧烷之鏡片核心，該鏡片核心包含外表面，以及附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體，其中該鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
上述與其他的具體實施方式可包含以下特徵之一或多者。該聚矽氧烷可為交聯聚矽氧烷。該具有一或多個物種的親水性聚合物群體可至少部分交聯。該軟式鏡片核心之離子流(ionoflux)擴散係數可為零。該軟式鏡片核心之ionoflux擴散係數可少於約1x10-7cm2/min。該水凝膠層可共價附接至該鏡片核心之外表面。
一般來說，在一具體實施方式中，隱形眼鏡包含透氧率(Dk/t)大於約200的經塗覆的軟式鏡片，該經塗覆的軟式鏡片包含具有外表面之鏡片核心與塗層，該經塗覆的鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
上述與其他的具體實施方式可包含以下特徵之一或多者。該鏡片之透氧率可大於約300。該軟式鏡片可包含水凝膠層塗層。該水凝膠層可共價附接至該鏡片核心之外表面。該鏡片核心可包含交聯聚矽氧烷。
一般來說，在一具體實施方式中，隱形眼鏡包括：含有聚矽氧烷且具有外表面之鏡片核心，以及附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體，其中該鏡片之厚度少於約50微米，其中該鏡片之折射率大於約1.420。
上述與其他的具體實施方式可包含以下特徵之一或多者。該鏡片之厚度可少於約25微米。該鏡片核心之水平衡常數可少於約1%。該鏡片可為軟式鏡片。該鏡片之厚度可少於約75微米。該鏡片之厚度可少於約50微米。該鏡片之厚度可少於約25微米。該核心包含感測器。該核心包含葡萄糖感測器。該核心包含生物特徵感測器(biometric sensor)。該核心可經調整以測量溫度與心跳之一或多者。該核心可包含導電性金屬材料、照相機、電源、電子元件、無線發射器、與記憶體中的一或多者。該鏡片之透氧率(DK/t)可大於200。該鏡片之透氧率(DK/t)可大於300。該鏡片核心之彈性模數可少於約1.8MPa。該鏡片核心之平衡含水率可少於約1%。該鏡片核心之平衡含水率可少於約0.5%。該水凝膠層之厚度可介於約1nm到約50nm之間。該水凝膠層或親水性聚合物層之厚度可少於約50nm。該水凝膠層或親水性聚合物層之厚度 可少於約40nm。該水凝膠層或親水性聚合物層之厚度可低於約100nm。該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角可少於約50度。該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角可少於約35度。該鏡片之臨界摩擦係數可少於約0.05。該鏡片之水膜破裂時間可大於約20秒。該鏡片之蛋白質沉積可為每一鏡片少於約5微克蛋白質。該鏡片可實質上不使蛋白質變性。該鏡片可使少於約5%之與該鏡片接觸的蛋白質變性。該鏡片之脂質沉積可為每一鏡片少於約100微克脂質。該親水性聚合物層可進一步包含至少一種活性劑。該至少一種活性劑可選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。該抗微生物劑可包含銀奈米粒子。該鏡片可適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
一般來說，在一具體實施方式中，製造水凝膠塗覆的隱形眼鏡的方法包含：使該隱形眼鏡之外表面與親水性聚合物溶液之第一聚合物物種反應，其中該第一聚合物物種之第一部分包含共價附接至該隱形眼鏡之外表面的基團，以及使該親水性聚合物溶液之第一聚合物物種與該親水性聚合物溶液之第二聚合物物種反應，其中該第二聚合物物種包含在第二共價反應中與第一聚合物物種之第二部分共價鍵結的基團，藉此形成水凝膠塗層，該塗層含有至少部分交聯的第一聚合物物種與第二聚合物物種。
上述與其他的具體實施方式可包含以下特徵 之一或多者。在該隱形眼鏡之外表面與該第一聚合物物種之第一部分之間的共價附接可藉由第一親核性共軛反應所形成。該第二共軛反應可為第二親核性共軛反應。在親核性共軛反應中之該部分交聯可介於該第一物種之親電子基團與該第二物種之親核基團之間。該親水性聚合物群體可包含選自由下列所組成的組群之第一物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。該親水性聚合物群體可包含選自由下列所組成的組群之第二物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。該親水性聚合物群體可包括含有聚乙二醇(PEG)的第一物種。該親水性聚合物群體可包括含有聚丙烯醯胺的第二物種。該第一物種可包含反應性親電子基或反應性親核基，以及該第二物種可包含與該第一物種互補的反應性親電子基或反應性親核基，該反應性親電子基與該反應性親核基可經調整以進行反應，藉此形成該第一物種與該第二物種之間的交聯。該反應性親電子基可選自由下列所組成的組群：胺基反應性基團、氫硫基反應性 基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺。該反應性親核基可選自由下列所組成的組群：胺類、胺基反應性基團、氫硫基、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺。該第一物種之反應性親電子基或該第二物種之反應性親電子基中的至少一者可以共價鍵聯接至該核心之外表面。該隱形眼鏡可包含硬式透氣性鏡片。該方法可進一步包含將隱形眼鏡之外表面改性以在該外表面上形成複數個反應性親核部位或複數個親電子部位。該改性步驟可包含使該隱形眼鏡之外表面受氣體電漿處理。該方法可進一步包含將二官能性單體或聚合物加到用於形成該隱形眼鏡的預聚合混合物中。該二官能性單體或聚合物可實質上不改變該隱形眼鏡之光學特性。該二官能性單體或聚合物可提供額外的親核或親電子反應部位於該隱形眼鏡表面上。該方法可進一步包含將隱形眼鏡之外表面改性。該將隱形眼鏡之外表面改性可包含下列中的一或多者：pH值調節、電漿活化、光活化、液態單體混合物活化、濕式活化、與添加可與仍存留反應部位之隱形眼鏡反應的單體。該第一與第二親核性共軛反應可皆是Click反應。該Click反應可為共軛加成反應。該第一與第二親核性共軛加成反應可皆是1,4-親核性加成反應。該第一與第二親核性共軛加成反應可皆是麥可類型反應(Michael-type reaction)。該反應步驟可在pH值介於約5到約11之間進行。該隱形眼鏡可包含由聚矽氧烷構成 的核心。該隱形眼鏡可包括含有聚矽氧烷的核心。該隱形眼鏡可包含實質上沒有聚矽氧烷的核心。該隱形眼鏡可包含水凝膠核心。該方法可進一步包含添加至少一種活性劑到該水凝膠塗層中。該至少一種活性劑可選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。該抗微生物劑可包含銀奈米粒子。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之厚度可少於約50微米。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之透氧率(DK/t)可大於200。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之透氧率(DK/t)可大於300。該隱形眼鏡之彈性模數可少於約1.8MPa。該隱形眼鏡之平衡含水率可少於約1%。該水凝膠層之厚度可介於約1nm到約50nm之間。該水凝膠層之厚度可少於約50nm。該水凝膠層之厚度可少於約40nm。該水凝膠層之厚度可低於約100nm。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角可少於約50度。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角可少於約35度。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之臨界摩擦係數可少於約0.05。該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之水膜破裂時間可大於約20秒。該方法可進一步包含選擇反應條件、第一聚合物物種、與第二聚合物物種中的一或多者以實現該特性。
2‧‧‧隱形眼鏡
4‧‧‧凹表面，後表面
6‧‧‧凸表面，前表面
8‧‧‧周緣
10‧‧‧經塗覆的隱形眼鏡
12‧‧‧凹表面
14‧‧‧凸表面
16‧‧‧淚膜
18‧‧‧鏡片核心
20‧‧‧親水性聚合物層
40‧‧‧眼睛
42‧‧‧眼瞼
44‧‧‧內結膜表面
46‧‧‧水晶體
48‧‧‧角膜表面
50‧‧‧虹膜
51‧‧‧第一支鏈聚合物物種
52‧‧‧第二支鏈聚合物物種
54‧‧‧共價鍵聯
60‧‧‧鏡片核心
61‧‧‧共價鍵聯
62‧‧‧凹表面
63‧‧‧交聯
64‧‧‧凸表面
70A‧‧‧第一親水性聚合物層
70B‧‧‧第二親水性聚合物層
100‧‧‧裝置
102‧‧‧鏡片固持夾具
104‧‧‧試驗鏡片
106‧‧‧氣泡
108‧‧‧注射泵
160‧‧‧鏡片
162‧‧‧反應部位
200‧‧‧示意圖
202‧‧‧親核基團
204‧‧‧電子對接受基團
206‧‧‧PEG-氫硫基
210‧‧‧鏡片核心
214‧‧‧共軛加成反應
216‧‧‧共軛加成反應
320‧‧‧隱形眼鏡
324‧‧‧前驅物
326‧‧‧異丙醇與水之溶液
328‧‧‧第二清洗
330‧‧‧水浴
332‧‧‧包裝
334‧‧‧高壓蒸氣滅菌
370‧‧‧水合狀態
372‧‧‧活化
374‧‧‧含塗層材料之溶液
376‧‧‧水浴
378‧‧‧包裝
382‧‧‧配戴
400‧‧‧連續式攪拌槽反應器(CSTR)
402‧‧‧攪拌器
404‧‧‧進料管線或導管
404a‧‧‧隱形眼鏡
404b‧‧‧隱形眼鏡
406‧‧‧進料或入流
408‧‧‧出料或出流開口或導管
500‧‧‧鏡片核心
501‧‧‧凸面
502‧‧‧非混合溶液，塗覆聚合物
503‧‧‧凹表面
504‧‧‧紫外線
506‧‧‧真空吸盤
A‧‧‧反應性官能基，反應性基團，反應性基團
B‧‧‧反應性基團
N‧‧‧反應性官能基
N1‧‧‧反應性基團
N2‧‧‧反應性基團
P1‧‧‧第一聚合物物種
P2‧‧‧第二聚合物物種
VP1‧‧‧流率
VP2‧‧‧流率
V0‧‧‧流率
Tp‧‧‧聚合物滯留時間
Tc‧‧‧接觸滯留時間
本發明之新穎特徵在後附申請專利範圍中被 具體提出。藉由參照以下提出應用本發明之原理的示範性具體實施方式的詳述及該示例具體實施方式之附圖可更佳瞭解本發明之特徵與優點：圖1A顯示具有凹凸表面之隱形眼鏡。
圖1B是具有經共價附接的交聯水凝膠層之示範隱形眼鏡的橫剖面圖。
圖2是在角膜上的圖1B所示之隱形眼鏡的橫剖面圖。
圖3A至3B顯示分別具有反應性基團A與N的第一聚合物物種與第二聚合物物種。
圖4A至4B顯示磺醯基與氫硫基之間的反應。
圖5A至5C示意地顯示共價附接至鏡片核心的具有二個物種之親水性聚合物。
圖6A至6C顯示捕留氣泡試驗。
圖7顯示經活化的鏡片表面。
圖8是具有主要反應物的第一與第二反應之示意圖。
圖9A至9D更詳細地顯示圖8所繪之反應物與反應。
圖10A至10B是所描述之示範方法的流程圖。
圖11A至11B顯示連續式攪拌槽反應器之示意圖。
圖12A至12B顯示製造具有不同深度或組成之左右相稱的水凝膠層的鏡片之方法。
圖13A至13T顯示用於示範鏡片之接觸角。
圖14A至14J顯示用於接觸角計算之MATLAB程式碼。
圖15A至15B顯示形成於隱形眼鏡核心上的聚乙二醇膜之掃瞄電子顯微鏡影像。
圖16顯示形成於各式各樣商品隱形眼鏡上的親水性塗層之接觸角。
如圖1所示，隱形眼鏡2通常可被理解成具有凹表面4與凸表面6的本體。該鏡片本體可包含該表面之間的周緣(periphery或perimeter)8。該周緣還可包含該表面之間的周圍邊緣。
該凹表面4也可被稱為後表面，凸表面6也可被稱為前表面，這些名稱乃參照使用者配戴時的個別位置。實際上，鏡片之凹表面經調整以配戴靠在或接近眼睛表面。當配戴時，該凹表面可靠在使用者的角膜表面48(見圖2)。該凸表面朝向外面，當眼睛40張開時面對環境。當眼睛40閉上時，該凸表面接近或靠在眼瞼42之內結膜表面44(見圖2)。
由於鏡片之凹凸表面可靠在或接近眼睛組織(例如角膜表面)，該表面之性質可大幅影響如上述之使用 者舒適度與鏡片的配戴性能。例如，該鏡片可破壞眼睛40之淚膜16引起乾眼症。所以，本發明所述之具體實施方式提供經塗覆的隱形眼鏡，其具有施用於鏡片之至少一面上的親水性聚合物層，以改良鏡片之濕潤性與淚膜破壞最小的配戴性能。
在一具體實施方式中，該所設想之經塗覆的隱形眼鏡包含具有至少一個表面具有親水性聚合物層的核心或主體材料。在某些情形下，該親水層適用於靠在眼睛表面。該親水層可覆蓋一部分的鏡片核心之表面。或者，該親水層可完全或實質上完全覆蓋核心之表面。
在其他的變型中，多於一個核心之表面具有親水層。例如，鏡片之凹表面與凸表面可塗覆親水性聚合物層。在凹表面或凸表面上的每一親水層可獨立地完全或部分覆蓋個別表面。在某些情形下，在核心的每一面上的親水層形成橫越二個表面的連續親水層。
在另外的變型中，親水性聚合物層係由具有一或多個交聯物種的交聯水凝膠聚合物網絡所形成。親水性聚合物網絡可為部分交聯或實質上完全交聯。在某些變型中，親水性聚合物經交聯至達到約95%端基轉換率。在某些具體實施方式中，該一或多個物種經化學交聯。在某些具體實施方式中，該一或多個物種經離子交聯。在某些具體實施方式中，該一或多個物種經物理交聯。在某些具體實施方式中，該一或多個物種經化學、物理、與離子組合式交聯。
圖1B顯示經塗覆的隱形眼鏡10之示範性具體實施方式的橫剖面。經塗覆的隱形眼鏡10包含鏡片核心18與附接至鏡片核心18之親水性聚合物層20。如圖所示，親水性聚合物層20包圍鏡片核心18。在鏡片18兩面上的凹表面12與凸表面14皆塗覆有同一親水性聚合物層20，該親水性聚合物層20延伸到核心10之周緣8。如圖所示，外聚合物層20越過或橫越周緣部分18而實質上是連續的。各式各樣的不同材料可用作為下文詳細描述的鏡片核心。在某些具體實施方式中，該鏡片核心可為硬式透氣性材料。在某些具體實施方式中，該鏡片核心可為疏水性材料，例如聚矽氧。本發明中所用之聚矽氧包含聚矽氧烷。在某些具體實施方式中，該鏡片核心可包含水凝膠。
圖2顯示圖1B之經塗覆的隱形眼鏡10被置於使用者之眼睛40中。眼睛40包含水晶體46與虹膜50。隱形眼鏡10之凹表面12配置於角膜中央。隱形眼鏡10之凸表面14朝向外面，當眼睛張開時面對環境。當眼瞼42閉上時，凸表面14接近眼瞼42之內結膜表面44。隨著眼瞼42張開與閉上，內結膜表面44滑過隱形眼鏡10之凸表面14。
當被置於角膜上時，隱形眼鏡10之親水層20與眼睛40之天然淚膜16交互作用。隱形眼鏡10可被置於淚膜16中與/或實質上存在於覆蓋眼睛40之淚膜16的含水層中。在某些情形下，隱形眼鏡10浸在淚膜16中。 親水層可經調整以使淚膜被隱形眼鏡破壞減到最少。
A.親水性聚合物層
本發明中所用之術語「親水層」或「水凝膠層」可指在鏡片核心上的單一連續層或不同之經塗覆的部分。
儘管圖1B顯示覆蓋鏡片核心的兩面之單一親水層，應理解在某些情形下，僅一部分鏡片(例如單一表面或一部分表面)可塗覆有親水性聚合物層。在某些情形下，親水層可僅塗覆鏡片核心之表面的一面(例如凹表面)。此外，親水層可能沒有塗覆整個表面。
此外，其他的所設想之具體實施方式可包含二或多種不連續的親水性聚合物層。例如，第一親水性聚合物層可至少部分覆蓋凹表面同時第二親水性聚合物層可至少部分覆蓋凸表面。不同於圖1B所示之具體實施方式，第一與第二親水性聚合物層可能沒有彼此接觸或共用邊界。
在某些具體實施方式中，鏡片核心與周圍的水凝膠或親水層之間的配置可被理解成具有親水性聚合物層附接至鏡片核心層外表面的多層結構。親水性聚合物層可被置於凹表面或凸表面之任一者上。在某些變型中，親水層可僅覆蓋一部分鏡片核心層。
在其他情形下，該配置可包含在鏡片核心層的一面上之第一親水性聚合物層，在鏡片核心層的另一面 上之第二親水性聚合物層。鏡片核心層係二個親水性聚合物層之間的中間層。第一與第二親水性聚合物層可共用邊界(例如連續層)或可形成分開的獨立層(例如不連續層)。
在某些情形下，本發明之隱形眼鏡的多層配置可藉由Qui et al,U.S.Pat.Appl.Nos.201200026457與201200052458中所描述之螢光分析方法所確立。
此外，整個親水層都可具有相對一致的尺寸、組成、與機械性質。參閱圖1B，整個親水層20都具有實質上一致的厚度、含水率、與化學組成。在某些具體實施方式中，親水層具有實質上均勻的組成與實質上一致的深度與/或厚度。
可以瞭解的是，對所有情況而言，不需要且可能不期望一致性。在某些情形下，單一親水層可包含具有不同特性(包含尺寸、組成、與/或機械性質)之部分。例如，親水層的一部分可具有與另一部分不同的厚度，這可致使二個部分之間的含水率變動。
同樣，當使用二或更多個親水層時，親水性聚合物層之任何特性可相同或不同。例如，鏡片核心材料與親水性聚合物可經不對稱疊層。在鏡片基材之相對的面上的層之間，所得之親水性聚合物層的深度/厚度可變動。這可導致(例如)在經塗覆的隱形眼鏡之面向角膜的凹表面與面向外面的凸表面之間的不同的機械性質。
在某些變型中，親水性聚合物層之平均厚度可在約1nm到約500nm範圍內。在某些具體實施方式 中，水凝膠層之厚度介於約1nm到約50nm之間。在某些具體實施方式中，親水層之厚度介於約50nm到約500nm之間。在特定具體實施方式中，親水層之厚度介於約100nm到約250nm之間。在某些具體實施方式中，水凝膠層之厚度低於約100nm。在某些具體實施方式中，水凝膠層之厚度低於約50nm。在某些具體實施方式中，水凝膠層之厚度低於約40nm。
在某些具體實施方式中，親水層之厚度介於約1微米到約200微米之間，或介於約1微米到約100微米之間，或介於約10微米到約200微米之間，或介於約25微米到約200微米之間，或介於約25微米到約100微米之間，或介於約5微米到約50微米之間，或介於約10微米到約50微米之間，或介於約10微米到約35微米之間，或介於約10微米到約25微米之間，或介於約1微米到約5微米之間，或介於約1微米到約10微米之間。
在其他具體實施方式中，親水層之厚度介於約0.01微米到約1微米之間，或介於約0.01微米到約0.05微米之間，或介於約0.05微米到約1微米之間，或介於約0.02微米到約0.04微米之間，或介於約0.025微米到約0.075微米之間，或介於約0.02微米到約0.06微米之間，或介於約0.03微米到約0.06微米之間。在示範性具體實施方式中，親水層之平均厚度介於約0.01微米到約25微米之間，或介於約0.01微米到約20微米之間，或介於約0.01微米到約15微米之間，或介於約0.01 微米到約10微米之間，或介於約0.01微米到約5微米之間，或介於約0.01微米到約2.5微米之間，或介於約0.01微米到約2微米之間。在其他的變型中，親水層之平均厚度是從約0.1微米到約20微米，或從約0.25微米到約15微米，或從約0.5微米到約12.5微米，或從約2微米到約10微米。
在某些具體實施方式中，親水層之厚度少於約10微米。在某些具體實施方式中，親水層之厚度少於約5微米。在某些具體實施方式中，親水層之厚度少於約1微米。
在進一步的變型中，水凝膠層之厚度或深度也可以被表示成單分子層的層之倍數表示。在某些具體實施方式中，親水層之厚度超過單分子層之標稱厚度至少5倍。例如，在某些情形下，親水性聚合物層是由具有約5nm之PEG單分子層半徑的PEG分子形成。含有PEG之親水性聚合物層可具有約50nm的厚度，這導致親水性聚合物層之厚度或深度比PEG單分子層半徑大了約10倍。
在沒有限制下，本發明之隱形眼鏡的前表面或後表面的厚度可藉由在如本發明所述之完全水合狀態下對隱形眼鏡之橫剖面進行掃瞄電子顯微鏡、AFM或螢光顯微鏡分析所測定。在示範性具體實施方式中，前或後表面之厚度是在完全水合狀態下所描述之隱形眼鏡的內層(例如核心)厚度的至多約30%(即30%或更少)、至多約20%(即20%或更少)、或至多約10%(即10%或更少)。在 示範性具體實施方式中，在本段中所描述之形成隱形眼鏡的前或後表面之親水層的厚度實質上是均勻的。在示範性具體實施方式中，這些親水層在隱形眼鏡的周緣合併以完全包圍該含矽層的內層。
此外，親水層可被理解為具有體積。在某些情形下，親水層之第一部分可具有第一體積V1與親水層之第二部分可具有第二體積V2。該體積可根據估計的親水層表面積而計算。總體積也可被理解為單一親水層(例如覆蓋整個隱形眼鏡的親水層)之體積或具有對應的體積之不同親水層的總和。
體積計算可根據在鏡片核心之每一面上的約1.25平方公分之估計的表面積。在某些情形下，親水性聚合物層之體積是在約15nl到約1.5nl範圍內。在其他的變型中，約15nl到約150nl的體積範圍符合約50nm到約500nm之包圍的親水層的厚度範圍。
此外，在某些變型中，親水層可為包含一部分淚膜池體積的淚水池之主體。將總淚膜體積估計為約4μl到約10μl。為了以下計算，考慮到將總淚膜體積估計為約7.5μl。因此，在某些具體實施方式中，親水層可為包含大約從約0.2%到約2%的總淚膜池體積之淚水池的主體。
對親水層之含水率而言，在某些具體實施方式中，含水率介於約80重量%與約98重量%之間。在其他具體實施方式中，親水層之含水率介於約85重量%與 約95重量%之間。此外，親水層之含水率可以總含水率或以重量/體積百分率表示。親水層之含聚合物率也可以重量/體積百分率表示。
親水層也可包含具有一或多個子群體或物種的親水性聚合物群體。在某些情形下，一或多個物種或子群體經交聯以形成親水性聚合物層。親水性聚合物層前驅物可以含有可交聯的材料之溶液被提供。一旦交聯，該一或多個物種便形成親水性聚合物塗層。
在一個變型中，親水層包含第一聚合物物種與第二聚合物物種，該第一聚合物物種與第二聚合物物種至少部分交聯以形成親水層。此外，聚合物物種或子群體可包含直鏈或支鏈組分。支鏈物種可包含具有從2臂到12臂分支範圍內的聚合物。在其他具體實施方式中，支鏈物種可包含具有約100或更多個分支的星形分支物種。
圖3A示意地顯示第一支鏈聚合物物種51與第二支鏈聚合物物種52。第一支鏈聚合物物種51有4個具反應性官能基A的支臂。第二支鏈聚合物物種52有4個具反應性官能基N的支臂。在某些具體實施方式中，第一聚合物物種51之反應性基團A經調整以與第二聚合物物種52之反應性基團B反應。基團A與B之間的反應可形成第一與第二聚合物物種之間的共價交聯。圖3B繪出藉由第一聚合物物種51之反應性基團A與第二聚合物物種52之反應性基團B之間的反應所形成之經A-N基團而進行交聯的第一與第二物種51、52。在某些具體實施方 式中，一或多個聚合物與/或巨單體物種之間的交聯作用形成親水性聚合物層。例如，使聚合物溶液中的一或多種聚合物物種交聯可形成用於塗覆鏡片核心之具有期望的特性之水凝膠。
可以瞭解的是，第一與第二聚合物物種之交聯機制與/或反應可包含先前技術領域中習知的許多合適方法(包含光化學或熱交聯)。在某些情形下，交聯可藉由個別反應性基團之間的親核性共軛反應、麥可類型反應(Michael-type reaction)(例如1,4加成反應)、與/或Click反應，而發生於親水層中之多於一個的聚合物物種上。
任何合適之聚合物可被用於親水層中的親水性聚合物群體。在某些情形下，聚合物群體包含源自下列之物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、丙烯酸系聚合物(例如聚甲基丙烯酸酯)、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
在某些具體實施方式中，親水性聚合物群體包含一或多個物種。該一或多種聚合物物種均可選自：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、丙烯酸系聚合物(例如聚甲基丙烯酸酯)、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、 硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
在某些具體實施方式中，親水性聚合物群體包括含有聚乙二醇(PEG)的第一物種。該含有PEG之第一物種可與選自下列之第二聚合物物種組合：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、丙烯酸系聚合物(例如聚甲基丙烯酸酯)、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。在某些具體實施方式中，第二物種可包含第二PEG物種。在某些具體實施方式中，第二物種可包含聚丙烯醯胺。
在某些具體實施方式中，親水性聚合物群體包括含有聚丙烯醯胺之物種。該含有聚丙烯醯胺之物種可與選自下列之第二聚合物物種組合：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、丙烯酸系聚合物(例如聚甲基丙烯酸酯)、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。在某些具體實施方式中，第二物種可包含PEG物種。
此外，任何合適之反應性基團可被用於含有反應性官能基(例如反應性親核基與電子對受體)的聚合物物種與子群體，該反應性官能基進行反應以形成聚合物物種或子群體之間的共價鍵聯，以形成所描述之親水性聚合 物層。
1.反應性官能基
可用於共價鍵聯與交聯之反應性官能基與反應種類是先前技術領域中眾所周知的。在某些情形下，合適的與反應性官能基之反應的種類包含在相對溫和之條件下進行的反應。這些反應包括(但不限於)：親核取代反應(例如胺類與醇類和醯基鹵與經活化的酯類之反應)、親電子取代反應(例如烯胺反應)及碳-碳與碳-雜原子多重鍵的加成反應(例如Michael反應與Diels-Alder反應)。這些與其他可用的反應被論述於(例如)：March,ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY,3rd Ed.,John Wiley & Sons,New York,1985；Hermanson,BIOCONJUGATE TECHNIQUES,Academic Press,San Diego,1996；與Feency at al.,MODIFICATION OF PROTEINS；Advances in Chemistry Series,Vol.198,American Chemical Society,Washington,D.C.,1982。
a)胺類與胺基反應性基團
在一具體實施方式中，反應性官能基係選自下列的一員：胺類(例如一級胺或二級胺)、肼類、醯肼類、與磺醯肼類。胺類可被醯基化、烷基化或氧化。胺基反應性基團之可用的非限定性實例包含：N-羥基丁二醯亞胺(NHS)酯類、硫代NHS酯類、亞胺酸酯類、異氰酸酯 類、異硫氰酸酯類、醯基鹵類、芳基疊氮類、對硝基苯酯類、醛類、磺醯氯類與羧基類。
NHS酯與硫代NHS酯優先與反應伴侶之一級(包含芳族)胺基團反應。組胺酸之咪唑基被認為與用於反應之一級胺競爭，但是反應產物不穩定且容易水解。該反應涉及對NHS酯之酸性羧基上的胺作親核攻擊以形成醯胺且釋放N-羥基丁二醯亞胺。
亞胺酸酯是用於與(例如)蛋白質的胺基團反應之最專一性的醯化試劑。在pH值介於7到10下，亞胺酸酯只與一級胺反應。一級胺對亞胺酸酯作親核攻擊以產生中間物，該中間物在高pH值下分解成脒或在低pH值下分解成新亞胺酸酯。該新亞胺酸酯可與另一個一級胺反應而使二個胺基團交聯，此為公認的單官能基亞胺酸酯起雙官能基反應的一個案例。與一級胺反應的主要產物是脒，該脒是比原來的胺更強的鹼。因而保留了原來的胺基團之正電荷。所以亞胺酸酯不影響共軛體之總電荷。
異氰酸酯(與異硫氰酸酯)與共軛體組分之一級胺反應以形成穩定的鍵。異氰酸酯(與異硫氰酸酯)與氫硫基、咪唑基、與酪胺醯基反應產生相對不穩定的產物。
醯基疊氮也用作為胺基專一性試劑，其中在弱鹼性條件(例如pH 8.5)下反應伴侶之親核性的胺攻擊酸性羧基。
芳基鹵化物(例如1,5-二氟-2,4-二硝基苯)不僅優先與共軛體組分之胺基與苯酚基反應，而且也與氫硫基 與咪唑基反應。
羧酸之對硝基苯酯也是可用的胺基反應性基團。儘管試劑專一性不是很高，然而α-與ε-胺基似乎最快反應。
醛與共軛體組分之一級胺類反應。儘管胺基與醛反應形成Schiff鹼不穩定。然而當與另一個雙鍵共軛時，Schiff鹼是穩定的。二個雙鍵之共振交互作用防止Schiff鍵聯水解。此外，在高局部濃度下的胺可攻擊烯族雙鍵以形成穩定的Michael加成產物。或者，藉由還原胺化反應可形成穩定的鍵。
芳族磺醯氯與共軛體組分之各式各樣的部位反應，但是與胺基反應是最重要的，這導致穩定的磺醯胺鍵聯。
游離的羧基與可溶於水與有機溶劑之碳二醯亞胺反應形成異脲，然後該異脲可與可用的胺類偶合產生醯胺鍵聯。例如Yamada et al.,Biochemistry 1981,20：4836-4842教示如何用碳二醯亞胺使蛋白質改性。
b)氫硫基與氫硫基反應性基團
在另一具體實施方式中，反應性官能基係選自下列的一員：氫硫基(可被轉變成二硫化物)與氫硫基反應性基團。氫硫基反應性基團之可用的非限定性實例包含：順丁烯二醯亞胺類、烷基鹵類、醯基鹵類(包含溴乙醯胺與氯乙醯胺)、吡啶二硫化物類、與硫代酞醯亞胺 類。
順丁烯二醯亞胺優先與共軛體組分之氫硫基反應以形成穩定的硫醚鍵。順丁烯二醯亞胺也以慢得多的速率與一級胺基團與咪唑基團反應。然而，在pH 7下，順丁烯二醯亞胺可被認為是氫硫基專一性基團，由於在pH 7下單一氫硫基之反應速率比對應的胺之反應速率大了1000倍。
烷基鹵與氫硫基、硫化物、咪唑、及胺基反應。然而，在中性到弱鹼性pH值下，烷基鹵主要與氫硫基反應以形成穩定的硫醚鍵。在高pH值下，有利於與胺基反應。
吡啶二硫化物經由二硫化物交換與游離的氫硫基反應以形成混合二硫化物。因此，吡啶二硫化物是相對專一之氫硫基反應性基團。
硫代酞醯亞胺與游離的氫硫基反應也形成二硫化物。
c)其他反應性官能基
其他示範反應性官能基包含：(a)羧基與其各式各樣的衍生物包括(但不限於)：N-羥基苯並三唑酯、醯基鹵、醯基咪唑、硫酯、對硝基苯酯、烷酯、烯酯、炔酯與芳族酯；(b)羥基，其可被轉變成酯、醚、醛等；(c)鹵烷基，其中該鹵基可被下列親核基取代，藉此 使新基團共價附接至該鹵素原子之部位：例如胺、羧酸根陰離子、氫硫基陰離子、碳陰離子、或烷氧離子；(d)親二烯基，其可參與Diels-Alder反應，例如馬來醯亞胺基團；(e)醛或酮基團，經由形成羰基衍生物(例如亞胺、腙、縮胺基脲(semicarbazone)或肟)，或經由Grignard加成反應或烷基鋰加成反應使得以進行後續的衍生反應；(f)烯，其可發生(例如)環化加成反應、醯化作用、Michael加成反應等；(g)環氧化物，其可與(例如)胺及羥基反應；(h)亞磷醯胺(phosphoramidite)與其他可用於核酸合成的其他標準官能基，以及(i)任何其他的可用以形成在經官能化的配位基與分子實體或表面之間形成共價鍵結之官能基。
d)具有非專一反應性之反應性官能基
除了使用部位專一反應性基團之外，本發明還考慮使用非專一反應性基團。非專一基團包含(例如)光活化基團。光活化基團理想上在黑暗中是惰性的而在光存在之情形下轉變成反應性物種。在一具體實施方式中，光活化基團係選自在加熱疊氮化物或疊氮化物光分解時所產生的氮烯之巨單體。缺電子氮烯是極具反應性的且可與各式各樣的化學鍵(包含N-H、O-H、C-H、與C=C)反應。儘管可利用三種疊氮化物(芳基疊氮、烷基疊氮、與醯基疊 氮)，然而目前較佳是芳基疊氮。在光分解時芳基疊氮之反應性是具有N-H與O-H鍵優於具有C-H鍵。缺電子芳基氮烯快速環擴大以形成脫氫氮雜環庚烯，其易於與親電子劑反應，而非形成C-H插入產物。拉電子取代基(例如環中的硝基或羥基)的存在可使芳基疊氮之反應性增加。拉電子取代基將芳基疊氮之最大吸收推到較長的波長。未經取代的芳基疊氮在260至280nm範圍中有最大吸收，而羥基與硝基芳基疊氮在超出305nm處有重大吸光。因此，由於容許使用對親和組分較無害的光分解條件，羥基與硝基芳基疊氮優於未經取代的芳基疊氮。
在示範性具體實施方式中，光活化基團係選自氟化芳基疊氮。氟化芳基疊氮之光分解產物是芳基氮烯，皆高效率地進行此種基團之特性反應，包含插入C-H鍵(Keana et al.,J.Org.Chem.55：3640-3647,1990)。
在另一具體實施方式中，光活化基團係選自二苯甲酮基。二苯甲酮試劑通常產生比芳基疊氮試劑更高的交聯產率。
在另一具體實施方式中，光活化基團係選自重氮化合物，其在光分解時形成缺電子碳烯。這些碳烯進行各式各樣的反應，例如插入C-H鍵、加到雙鍵(包含芳族系統)、氫提取、及與親核中心配位以提供碳離子。
在又一具體實施方式中，光活化基團係選自重氮丙酮酸酯。例如重氮丙酮酸對硝基苯酯中之對硝基苯酯與脂族胺反應以產生重氮丙酮酸醯胺，該重氮丙酮酸醯 胺進行紫外線光分解以形成醛類。經光分解之經重氮丙酮酸酯改性的親和性組分會如同甲醛或戊二醛般地反應。
該領域之習知技藝者可根據反應伴侶而合適地選擇反應性官能基。例如，活性酯(例如NHS酯)可為一級胺之可用的伴侶。氫硫基反應性基團(例如順丁烯二醯亞胺)可為SH、氫硫基團之可用的伴侶。
在本發明之化合物與在標靶基團(或聚合物或連接基)上所發現的反應性官能基之另外的示範組合請見表1。
該領域之習知技藝者會快速瞭解這些鍵聯有許多可以各式各樣的方式及使用各式各樣的條件被製造。 對酯類製備而言，請參閱(例如)March supra at 1157；用於硫酯類之製備，請參閱March supra at 362-363,491,720-722,829,941,and 1172；用於碳酸酯類之製備，請參閱March supra at 346-347；用於胺甲酸酯類之製備，請參閱March supra at 1156-57；用於醯胺類之製備，請參閱March supra at 1152；用於脲與硫脲類之製備，請參閱March supra at 1174；用於縮醛與縮酮類之製備，請參閱Greene et al.supra 178-210與March supra at 1146；用於醯氧基烷基衍生物之製備，請參閱PRODRUGS：TOPICAL AND OCULAR DRUG DELIVERY,K.B.Sloan,ed.,Marcel Dekker,Inc.,New York,1992；用於烯醇酯類之製備，請參閱March supra at 1160；用於N-磺醯亞胺酸酯類之製備，請參閱Bundgaard et al.,J.Med.Chem.,31：2066(1988)；用於酸酐類之製備，請參閱March supra at 355-56,636-37,990-91,and 1154；用於N-醯胺類之製備，請參閱March supra at 379；用於N-Mannich鹼類之製備，請參閱March supra at 800-02,and 828；用於羥基甲基酮酯類之製備，請參閱Petracek et al.Annals NY Acad.Sci.,507：353-54(1987)；用於二硫化物類之製備，請參閱March supra at 1160；以及用於膦酸酯與膦酸醯胺(phosphonamidate)類之製備。
可選擇反應性官能基以使得其不會參與或干擾形成反應性配位基類似物所必須的反應。或者，可藉由保護基的存在來保護反應性官能基使其不參與反應。該領 域之習知技藝者會瞭解如何保護特定官能基使其不會干擾所選定的反應條件組。可用的保護基實例請參閱Greene et al.,PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS,John Wiley & Sons,New York,1991。
一般來說，在形成本發明之化合物與標靶(或其他)劑與隨意的連接基團之間的鍵聯之前，會先將至少一個化學官能基活化。該領域之習知技藝者會瞭解可使用各式各樣的標準方法與條件來將各式各樣的化學官能基(包含羥基、胺基、與羧基)活化。例如，可藉由用光氣處理將配位基(或標靶劑)之羥基活化以形成對應的氯甲酸酯或氯甲酸對硝基苯酯，以形成對應的碳酸酯。
在示範性具體實施方式中，本發明使用包含羧基官能基的標靶劑。可藉由(例如)轉變成對應的醯基鹵或活性酯將羧基活化。此反應可在如March,supra pp.388-89中所說明的各式各樣的條件下進行。在示範性具體實施方式中，藉由含有羧基之基團與乙二醯氯反應而製備醯基鹵。將活性劑與配位基或配位基聯結臂組合物結合以形成本發明之共軛體。該領域之習知技藝者會瞭解使用含有羧基之標靶劑僅作為介紹，可將具有許多其他的官能基之藥劑與本發明之配位基共軛。
參閱圖4，在某些具體實施方式中，反應性官能基包含氫硫基團與磺醯基團。反應性親核基可為氫硫基，其經調整以和具有電子對接受基團作用的磺醯基反應。在第一聚合物物種含有反應性氫硫基與第二聚合物物 種含有反應性磺醯基時，可藉由硫醚基團而形成第一與第二聚合物物種之間的交聯(圖4B)。儘管圖4A至4B圖示與氫硫基團及磺醯基團的反應，然而可使用本發明中所描述之任何反應性基團以形成本發明中所描述之鏡片。
在其他的變型中，藉由磺醯基團而使親水層中的一或多種聚合物物種以共價鍵聯接，該磺醯基團例如(但不限於)：烯磺醯基(alkylene sulfonyl)基團、二烯磺醯基(dialkylene sulfonyl)基團、乙烯磺醯基(ethylene sulfonyl)基團、或二乙烯磺醯基(diethylene sulfonyl)基團。在進一步的變型中，藉由下列基團而使親水層中的一或多種聚合物物種以共價鍵聯接：磺醯基基團與硫醚基團、或烯磺醯基基團與硫醚基團、或二烯磺醯基基團與硫醚基團、或乙烯磺醯基基團與硫醚基團、或二乙烯磺醯基基團與硫醚基團。
在進一步的變型中，藉由下列基團而使親水層中的一或多種聚合物物種以共價鍵聯接：酯基團、或烯酯(alkylene ester)基團、或乙烯酯(ethylene ester)基團、或硫醚基團、或酯基團與硫醚基團、或烯酯(alkylene ester)基團與硫醚基團、或乙烯酯(ethylene ester)基團與硫醚基團。
在某些具體實施方式中，親水性聚合物群體中的反應性子群體比例約為1：1。在其他具體實施方式中，子群體或物種之一者的濃度超過另一物種約10%到約30%。例如，具有電子對接受基團之聚合物物種的濃度可 超過另一具有反應性親核基之聚合物物種。
此外，在第一與第二聚合物物種的濃度約為1：1時，用於各物種之反應性基團的相對數量可大概相同或不同。例如，聚合物物種可具有比在帶有親核基之其他聚合物物種上的反應部位數量更多的具有電子對接受基團之部位。這可藉由(例如)具有第一支鏈聚合物物種而實現，該第一支鏈聚合物物種具有比帶有親核基團之第二聚合物物種更多的具有反應性電子對接受部位的臂。
2.含有PEG之親水層
在某些具體實施方式中，親水層中的聚合物包含聚乙二醇(PEG)。該PEG可包含分子量介於約1kDa與約40kDa之間的物種。在特定具體實施方式中，該PEG物種之分子量介於約5kDa與約30kDa之間。在某些具體實施方式中，親水性聚合物群體由一種聚乙二醇(PEG)組成。在其他的變型中，具有至少一個胺基或羧基或氫硫基或乙烯碸或丙烯酸酯基團(作為親水性增強劑)之PEG聚合物的重量平均分子量Mw可為從約500到約1,000,000，或從約1,000到約500,000。在其他具體實施方式中，親水性聚合物群體包含不同種的PEG。
在某些情形下，該聚合物包含PEG的次單元。在某些變型中，隱形眼鏡之含PEG層的聚合物之次單元是至少約95%、或至少約96%、或至少約97%、或至少約98%、或至少約99%、或至少約99.5%聚乙二醇。
在某些情形下，含PEG之親水層的含水率介於約80重量%與約98重量%之間。在其他具體實施方式中，親水層的含水率介於約85重量%與約95重量%之間。
含PEG之親水層可包含具有膨脹比的PEG水凝膠。為了測定膨脹比，可在聚合反應後立即稱量PEG水凝膠，然後浸入蒸餾水中一段時間。稱量膨脹後之PEG水凝膠以測定水被吸收進聚合物網絡中的量以測定膨脹比。根據此比較也測定在水膨脹前後之質量增加倍率。在某些具體實施方式中，含PEG之親水層的質量增加倍率少於約10%、或少於約8%、或少於約6%、或少於約5%、或少於約4%、或少於約3%、或少於約2%、或少於約1%。在某些情形下，藉由在潮濕時稱量水凝膠，然後將水凝膠脫水及稱量以測量質量增加倍率。質量增加倍率是將膨脹後的重量減去乾燥時的重量再除以膨脹後的重量。與整體水凝膠相反，對親水層而言，可藉由塗覆未脫水之基材然後進行質量變化計算而實現。
另一方面，本發明提供具有二個可交聯之PEG物種的親水層。第一PEG物種可包含反應性官能基，其經調整以與第二PEG物種上的另一種反應性官能基反應。任何的所描述之官能基(例如前面(A)(1)節)可適合於形成第一與第二PEG物種之間的交聯。
在某些情形下，第一PEG物種包含電子對接受基團，第二PEG物種可包含反應性親核基團。一旦藉 由電子對接受基團與親核基團之間的反應而進行交聯，PEG聚合物網絡便形成具有含水率或濃度之水凝膠。PEG水凝膠可具有塗覆鏡片核心之親水層的作用，以提供改良的濕潤性、配戴性能、與/或減少淚膜破壞。
3.親水層調合物
另一方面，親水層包含第一PEG物種與含有聚丙烯醯胺之第二PEG物種。第一PEG物種可包含反應性官能基，其經調整以與含有聚丙烯醯胺之第二物種上的另一種反應性官能基反應。任何的所描述之官能基(例如前面(A)(1)節)可適合於形成第一PEG物種與含有聚丙烯醯胺之第二物種之間的交聯。
在某些情形下，第一PEG物種包含電子對接受基團，含有聚丙烯醯胺之第二物種可包含反應性親核基團，或者相反。一旦藉由電子對接受基團與親核基團之間的反應而進行交聯，PEG/聚丙烯醯胺聚合物網絡便形成具有含水率或濃度之水凝膠。PEG/聚丙烯醯胺水凝膠可具有塗覆鏡片核心之親水層的作用，以提供改良的濕潤性、配戴性能、與/或減少淚膜破壞。
在某些具體實施方式中，第一與第二物種藉由共價反應被至少部分交聯，該共價反應是第二親核性共軛反應。
在某些具體實施方式中，在親核性共軛反應中，第一與第二物種在該第一物種之親電子基團與該第二 物種之親核基團之間被至少部分交聯。
在某些具體實施方式中，第一物種包含反應性親電子基或反應性親核基，及該第二物種包含與該第一物種互補的反應性親電子基或反應性親核基。該反應性親電子基與該反應性親核基經調整以進行反應，藉此形成該第一物種與該第二物種之間的交聯。
4.活性劑
親水性聚合物層可包含活性劑，例如下列的任何一種或多種：藥劑、UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。在某些具體實施方式中，銀奈米粒子可用作為抗微生物劑。該物質與材料可沉積於隱形眼鏡上以加強隱形眼鏡與眼部的交互作用。這些物質可由聚合物、藥物、或其他合適物質組成且可用於治療各式各樣的病變，該病變包括(但不限於)：乾眼症、青光眼、角膜潰瘍、鞏膜炎、角膜炎、虹膜炎、與角膜新血管生成。
5.互穿聚合物網絡
外水凝膠網絡也可由用同步或依序的聚合反應步驟所形成之互穿聚合物網絡(或半互穿聚合物網絡)組成。例如，在形成最初的外水凝膠層後，該外水凝膠層可在單體溶液(例如丙烯酸連同交聯劑與引發劑)中膨脹。在 曝露於UV光後，第二互穿網絡形成。雙重網絡賦予額外的機械強度與耐用性同時保持高含水率與高濕潤性。
B.鏡片核心
任何合適的隱形眼鏡可用作為所描述之經親水性聚合物層塗覆的鏡片核心。例如，鏡片核心可為疏水性或親水性的。親水性核心可能具有足夠的含水率但是缺乏蛋白質結合抗性，該蛋白質結合抗性是所設想之親水層提供的。親水性核心將會包括含有水凝膠之核心，例如純水凝膠鏡片。例如，鏡片核心可含有聚甲基丙烯酸己基乙酯(pHEMA)。
1.硬式透氣性鏡片核心
在某些具體實施方式中，鏡片核心是硬式透氣性(RGP)材料。在某些具體實施方式中，硬式透氣性材料是非親水性的。在某些具體實施方式中，硬式透氣性材料是疏水性的。硬式透氣性材料實例包含：乙酸丁酸纖維素、聚丙烯酸酯-聚矽氧、非親水性聚矽氧彈性材料、聚矽氧烷、氟矽聚合物(fluoro-silicon polymer)等。本發明所用之聚矽氧包含聚矽氧烷類。可用本發明所述之方法處理的商品RGP實例包含：Bauch & Lomb Boston Lens、Paragon CRT Lens、Menicon Rose K、Menicon Lagado Flosi、Menicon Lagado Tyro、Menicon Lagado Onsi、Contamac Optimum Classic、Contamac Optimum Comfort 、Contamac Optimum Extra、與Contamac Optimum Extreme。本發明所述之親水性塗層可形成於如本發明所述的RGP核心之凸表面與凹表面的一或二者上。
硬式鏡片可根據鏡片模數被描述。例如，硬式鏡片之模數典型上是約2000MPa(2GPa)。相反地，軟式鏡片之模數在約2MPa或更少的等級。在某些具體實施方式中，硬式鏡片核心可被描述為彈性模數大於500MPa。
在某些具體實施方式中，硬式透氣性材料包含氟。在某些具體實施方式中，硬式透氣性材料包含氟代丙烯酸酯。在某些具體實施方式中，鏡片核心可用聚矽氧以外的材料製成且可實質上沒有聚矽氧與聚矽氧烷。
平衡含水率可被描述為在平衡狀態被鏡片或鏡片核心吸收的水量。例如，平衡含水率可藉由下列被測定：稱量脫水的鏡片核心或鏡片，將鏡片浸入水中數分鐘，從水中取出鏡片，及稱量浸入水中之後的鏡片。然後可藉由將水浴後的鏡片重量減去乾鏡片重量再除以乾鏡片重量而計算出平衡含水率。平衡含水率可被表示為百分率。
在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平衡含水率少於約5%。在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平衡含水率少於約4%。在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平衡含水率少於約3%。在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平 衡含水率少於約2%。在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平衡含水率少於約1%。在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平衡含水率少於約0.5%。在某些具體實施方式中，硬式透氣性鏡片核心的平衡含水率少於約0.1%。
在某些具體實施方式中，鏡片核心包含具有軟塗層(例如含有聚矽氧或其他軟材料之塗層)的硬式透氣性材料。具有軟外塗層之RGP鏡片被認為是混合型鏡片。軟塗層可於鏡片之凸表面與凹表面的一或二者上。本發明所述之親水性塗層可形成於如本發明所述的混合型RGP/軟塗層核心之凸表面與凹表面的一或二者上。商品混合型RGP鏡片實例包含Synergeyes製造之鏡片，例如Synergeyes Duette Lens與Synergeyes Ultra Health。
RGP與混合型RGP鏡片典型上被患者使用數個月或更久。在某些情形下，RGP與混合型RGP鏡片可被使用一年或更久。與拋棄式且被短時間使用之軟式鏡片相反，RGP與混合型RGP鏡片可被暴露於比拋棄式軟式鏡片更嚴苛的清潔方法。為了符合RGP與混合型RGP鏡片設計上的要求，希望任何塗層具有足夠長的放置壽命以及能禁得起與該等鏡片有關之更嚴苛的清潔。或者，藉由加入反應性聚合物溶液到鏡片保養液中，可在整個配戴週期使塗層再生多次。
親水層(例如PEG)被認為不具有良好的長期穩定性。在申請日為2013年8月26日之共同擁有之專利申 請號13-975,868中，用促進老化研究分析形成於軟式鏡片核心上的PEG層。老化研究指出PEG層之放置壽命與穩定性優於預期。該塗層對較長的配戴與更嚴苛的清潔之耐久性是超出預期之外的。另外的試驗已證實塗覆方法最適合於RGP與混合型RGP鏡片。此外，即使暴露於和該等鏡片有關之更嚴苛的清潔方法，該塗層業已顯出對RGP與混合型RGP鏡片而言合適的放置壽命。藉由高壓蒸氣滅菌與促進老化試驗來測試該塗層之其他細節被詳述於實施例中。
2.聚矽氧鏡片核心
合適的疏水性核心包含具有高聚矽氧含量(例如高聚矽氧烷含量)的鏡片。在某些具體實施方式中，含有聚矽氧烷之鏡片核心可與本發明所述之水凝膠塗層一起用。聚矽氧鏡片核心可包含一或多種聚矽氧烷化合物。在某些具體實施方式中，聚矽氧烷經交聯。
在某些具體實施方式中，鏡片核心可主要是用交聯聚矽氧烷與微量的雜質或微量的添加劑製成。鏡片核心可實質上完全由純聚矽氧(例如聚矽氧烷化合物)組成，也就是說，鏡片核心包含約100重量%的聚矽氧。在其他具體實施方式中，鏡片核心可只用聚矽氧烷(例如100重量%的聚矽氧)製成。在某些具體實施方式中，鏡片核心由聚矽氧烷組成。在其他情形下，鏡片核心、主體、或基材包含約10重量%至約50重量%的聚矽氧。在某些情形 下，基材或核心包含約25重量%的聚矽氧。
聚矽氧鏡片核心抗水且不吸收水。不吸收水可以水平衡常數描述。與吸收水的水凝膠相反，聚矽氧明顯不吸收水。
在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約5%。在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約4%。在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約3%。在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約2%。在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約1%。在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約0.5%。在某些具體實施方式中，聚矽氧鏡片核心之平衡含水率少於約1%。在某些具體實施方式中，該鏡片核心實質上沒有水。
在某些具體實施方式中，鏡片核心是軟式隱形眼鏡。例如，軟式隱形眼鏡之彈性模數可少於約2.0MPa。在某些具體實施方式中，隱形眼鏡之彈性模數少於約1.8MPa。
慣用聚矽氧隱形眼鏡在先前技術領域內已知是黏在眼睛表面上且在不作另外加工與處理之情形下不適用於成年人。未經塗覆的慣用聚矽氧鏡片可黏在眼睛上並且在移動或取走鏡片時損害眼睛表面。本發明所述之水凝膠塗層可被用於塗覆聚矽氧鏡片之二面以改良鏡片性質與和眼睛的生物相容性。本發明所述之水凝膠塗層可讓經塗 覆的聚矽氧鏡片適用於眼球運動而不損害眼睛或眼球表面。本發明所述之經塗覆的鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
聚矽氧鏡片核心之另一個優點是聚矽氧的高折射率。慣用水凝膠鏡片之含水率高得多。含水率使鏡片之總折射率減少。具有高折射率之薄聚矽氧核心可和薄水凝膠塗層併用以製造厚度比慣用鏡片小且折射率較高的隱形眼鏡。在某些具體實施方式中，隱形眼鏡之折射率可大於約1.420。隱形眼鏡之厚度可少於約50微米。在某些具體實施方式中，隱形眼鏡之厚度可少於約25微米。
眼球運動也可被表示為美國專利號5,760,100與5,849,811所述之ionoflux。該等專利也描述用於測定ionoflux之方法。就聚矽氧核心而言，由於聚矽氧核心會黏在眼睛表面，所以ionoflux很小。在某些具體實施方式中，該鏡片核心之ionoflux擴散係數是零。在某些具體實施方式中，該鏡片核心之ionoflux擴散係數少於約1x10-7cm2/min。
聚矽氧核心可由各式各樣的不同單體形成且包含各式各樣的不同單體。較佳的含聚矽氧之乙烯單體包含(但不限於)：N-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基丙基]-(甲基)丙烯醯胺、N-[三(二甲基丙基矽烷氧基)-矽烷基丙基]-(甲基)丙烯醯胺、N-[三(二甲基苯基矽烷氧基)矽烷基丙基](甲基)丙烯醯胺、N-[三(二甲基乙基矽烷氧基)矽烷基丙基](甲基)丙烯醯胺、N-(2-羥基-3-(3-雙(三甲基矽烷氧 基)甲基矽烷基)丙氧基)丙基)-2-甲基丙烯醯胺；N-(2-羥基-3-(3-雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷基)丙氧基)丙基)丙烯醯胺；N,N-雙[2-羥基-3-(3-(雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷基)丙氧基)丙基]-2-甲基丙烯醯胺；N,N-雙[2-羥基-3-(3-(雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷基)丙氧基)丙基]丙烯醯胺；N-(2-羥基-3-(3-三(三甲基矽烷氧基)矽烷基)丙氧基)丙基)-2-甲基丙烯醯胺；N-(2-羥基-3-(3-三(三甲基矽烷氧基)矽烷基)丙氧基)丙基)丙烯醯胺；N,N-雙[2-羥基-3-(3-(三(三甲基矽烷氧基)矽烷基)丙氧基)丙基]-2-甲基丙烯醯胺；N,N-雙[2-羥基-3-(3-(三(三甲基矽烷氧基)矽烷基)丙氧基)丙基]丙烯醯胺；N-[2-羥基-3-(3-(三級丁基二甲基矽烷基)丙氧基)丙基]-2-甲基丙烯醯胺；N-[2-羥基-3-(3-(三級丁基二甲基矽烷基)丙氧基)丙基]丙烯醯胺；N,N-雙[2-羥基-3-(3-(三級丁基二甲基矽烷基)丙氧基)丙基]-2-甲基丙烯醯胺；N,N-雙[2-羥基-3-(3-(三級丁基二甲基矽烷基)丙氧基)丙基]丙烯醯胺；3-甲基丙烯醯氧基丙基五甲基二矽氧烷、甲基丙烯酸三(三甲基矽烷氧基)矽烷基丙酯(TRIS)、(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷)、(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)丙基三(三甲基矽烷氧基)矽烷、3-甲基丙烯醯氧基-2-(2-羥基乙氧基)-丙氧基)丙基雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷、胺甲酸N-2-甲基丙烯醯氧基乙基-O-(甲基-雙-三甲基矽烷氧基-3-丙基)矽烷酯、碳酸3-(三甲基矽烷基)丙基乙烯酯、3-(乙烯氧基羰基硫代)丙基-三(三甲基矽烷氧基)矽烷、胺 甲酸3-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基]丙基乙烯酯、胺甲酸3-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基]丙基烯丙酯、碳酸3-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基]丙基乙烯酯、碳酸三級丁基二甲基-矽烷氧基乙基乙烯酯；碳酸三甲基矽烷基乙基乙烯酯、與碳酸三甲基矽烷基甲基乙烯酯)。最佳的式(1)之含矽氧烷的(甲基)丙烯醯胺單體是N-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基丙基]丙烯醯胺、TRIS、N-[2-羥基-3-(3-(三級丁基二甲基矽烷基)丙氧基)丙基]丙烯醯胺、或彼等之組合。
一種較佳的含聚矽氧之乙烯單體或巨單體是含聚矽氧烷之乙烯單體或巨單體。該等含聚矽氧烷之乙烯單體或巨單體實例是各式各樣分子量之單甲基丙烯酸化或單丙烯酸化的聚二甲基矽氧烷(例如單-3-甲基丙烯醯氧基丙基末端、單-丁基末端聚二甲基矽氧烷或單-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)丙基末端、單-丁基末端聚二甲基矽氧烷)；各式各樣分子量之二甲基丙烯酸化或二丙烯酸化聚二甲基矽氧烷；碳酸乙烯酯末端聚二甲基矽氧烷；胺甲酸乙烯酯末端聚二甲基矽氧烷；各式各樣分子量之乙烯基末端聚二甲基矽氧烷；甲基丙烯醯胺末端聚二甲基矽氧烷；丙烯醯胺末端聚二甲基矽氧烷；丙烯酸酯末端聚二甲基矽氧烷；甲基丙烯酸酯末端聚二甲基矽氧烷；雙-3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基丙基聚二甲基矽氧烷；N,N,N',N'-四(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙基)-α,ω-雙-3-胺基丙基-聚二甲基矽氧烷；聚矽氧烷基烷基(甲基)丙烯酸系單體；美國專利號5,760,100中所述之選自由下列所組成 的組群之含矽氧烷之巨單體：Macromer A、Macromer B、Macromer C、與Macromer D(以引用方式將其全部內容併入本案作為參考)；甲基丙烯酸環氧丙酯與胺基官能基聚二甲基矽氧烷的反應產物；經羥基官能化的含矽氧烷之乙烯單體或巨單體；下列美國專利號中所揭示的含聚矽氧烷之巨單體：4,136,250、4,153,641、4,182,822、4,189,546、4,343,927、4,254,248、4,355,147、4,276,402、4,327,203、4,341,889、4,486,577、4,543,398、4,605,712、4,661,575、4,684,538、4,703,097、4,833,218、4,837,289、4,954,586、4,954,587、5,010,141、5,034,461、5,070,170、5,079,319、5,039,761、5,346,946、5,358,995、5,387,632、5,416,132、5,451,617、5,486,579、5,962,548、5,981,675、6,039,913、與6,762,264(以引用方式將彼等全部內容併入本案作為參考)；美國專利號4,259,467、4,260,725、與4,261,875中所揭示的含聚矽氧烷之巨單體(以引用方式將彼等全部內容併入本案作為參考)。也可使用由聚二甲基矽氧烷與聚氧化烯組成之雙或三嵌段巨單體。例如，可使用丙烯酸酯末端封端的聚氧化乙烯-嵌段-聚二甲基矽氧烷-嵌段-聚氧化烯以加強透氧性。合適的單官能性經羥基官能化的含矽氧烷之乙烯單體/巨單體與合適的多官能性經羥基官能化的含矽氧烷之乙烯單體/巨單體商品提供者是Gelest,Inc,Morrisville,Pa。
3.聚矽氧-水凝膠(SiHy)鏡片核心
在另一具體實施方式中，鏡片核心可包含聚矽氧-水凝膠(SiHy)。聚矽氧水凝膠鏡片核心由於水凝膠吸收水而可具有比聚矽氧鏡片核心具體實施例更高的含水率。例如，聚矽氧水凝膠鏡片核心之平衡含水率大於2%且少於60%。在該等情形下，SiHy鏡片核心可被塗覆所述之親水性聚合物層以改良鏡片核心的濕潤性與配戴性能。在其他的變型中，鏡片核心包含約10重量%至約50重量%的聚矽氧。在某些具體實施方式中，親水層之厚度可少於100nm。
在示範性具體實施方式中，經塗覆的隱形眼鏡之含聚矽氧的層或核心是lotrafilcon、balafilcon、galyfilcon、senofilcon、narafilcon、omafilcon、comfilcon、enfilcon、或asmofilcon。在某些情形下，含聚矽氧的核心是NuSil Med6755。
或者，以非聚矽氧為基礎之核心可用作為塗覆之基材。例如，用非聚矽氧材料製成之透氧性鏡片也可被塗覆所述之親水層。
在示範性具體實施方式中，核心或核心層之厚度是從約25微米至約200微米、或從約50微米至約150微米、或從約75微米至約100微米、或從約20微米至約80微米、或從約25微米至約75微米、或從約40微米至約60微米。
C.使親水層附接至核心
本發明另一方面提供親水性聚合物層被共價鍵聯且附接至核心之經塗覆的隱形眼鏡。親水層與核心之間的共價鍵聯可被理解為被共價配置於鏡片核心與親水層之間的連接基團。在某些情形下，連接基團使親水層共價附接至鏡片核心之外表面。
在某些具體實施方式中，連接基團可包含在至少(A)(1)節中所述之反應性官能基中的任一者。在進一步的變型中，連接基團可為在至少(A)(1)節中所述之反應性官能基中的一或多者之間的反應所形成之基團。例如，連接基團可包含在親水層中的聚合物物種上的電子對接受基團，例如麥可類型電子對受體(例如碸基團)，該電子對接受基團進行反應而使親水性聚合物層共價附接至核心。
有利地是，藉由類似用來使親水性聚合物層交聯的反應，親水性聚合物層可附接至核心。參閱圖5A至5C，親水性聚合物層包含具有反應性基團A之第一聚合物物種P1與具有反應性基團N1之第二聚合物物種P2。如上所述，可藉由反應性基團A與N1之間的反應而使第一聚合物物種與第二聚合物物種交聯以形成親水性聚合物層。如圖5A所示，交聯63使第一與第二物種以共價鍵聯接以形成在鏡片核心60之凸表面64上的第一親水性聚合物層70A與凹表面62上的第二親水性聚合物層70B。
參閱圖5A，第一聚合物物種也與核心之外表 面形成共價鍵聯61。如圖所示，由第一聚合物物種P1之反應性基團A與核心之表面形成共價鍵聯。在某些具體實施方式中，第一聚合物物種P1上的反應性基團A進行反應以(1)使親水性聚合物層中的聚合物物種交聯與(2)使所形成之親水性聚合物層附接至核心。在該等情形下，這讓A基團之第一部分與N1基團反應，及讓A基團之第二部分與核心之表面反應。在某些情形下，第一聚合物物種P1濃度與/或第一聚合物物種之有效反應性基團A數量超過對應的第二聚合物物種之濃度與/或有效反應性基團N1數量。
參閱圖5B，鏡片核心可包含反應性基團N2。反應性基團N2經調整以與親水性聚合物層中的聚合物物種之反應性基團反應。在某些情形下，反應性基團N2只與聚合物物種中的一者反應。參閱圖5C，反應性基團N2與第一物種P1上的反應性基團A反應以形成親水性聚合物層與核心之間的共價附接。
可瞭解的是，使親水性聚合物層附接至核心的反應可包含先前技術領域內已知的許多合適方法，其包含在至少(A)(1)節中所述之方法。在某些情形下，共價鍵聯藉由個別反應性基團之間的親核性共軛反應、麥可類型反應(例如1,4加成反應)、與/或Click反應而發生於親水層中的多於一個的聚合物物種上。在某些具體實施方式中，第一與第二親核性共軛反應是Click反應。在某些情形下，Click反應是共軛加成反應。在某些情形下，共軛 加成反應是1,4-親核性加成反應。在某些情形下，共軛加成反應皆是麥可類型反應。
在某些情形下，反應性基團A是電子對受體及反應性基團N1與N2是反應性親核基。N1與N2可為相同或不同的反應性基團。參閱圖5A至5C，親水性聚合物層係藉由反應性基團A與反應性親核基N1之間的第一反應所形成。此外，藉由反應性基團A與親核劑N2之間的第二反應而使親水性聚合物層附接至核心。在同一反應容器中二個反應可同時或接近同時發生。
在反應性官能基包含氫硫基團與磺醯基團時，反應性基團A可為第一PEG巨單體上的磺醯基。碸基團具有作為第一PEG巨單體上的電子對接受基團之作用。反應性親核劑N1與/或N2可為氫硫基(見圖4A)。對第一反應而言，藉由反應性氫硫基與磺醯基而使第一與第二PEG巨單體交聯，該交聯形成硫醚基團(見圖4B)。在核心上的親核劑N2也是氫硫基時，可藉由第一PEG巨單體上的磺醯基團與鏡片核心之表面上的N2之間的反應而形成硫醚。
可瞭解的是，核心上的親核基(或其他類型反應性基團)不必與親水性聚合物層中的反應性基團相同。然而，利用相同的反應性基團可提供相同的優點，例如個別反應之可控制性與可預測性。
在其他的變型中，藉由磺醯基團而使親水性聚合物層以共價鍵聯接至鏡片核心，該磺醯基團例如(但 不限於)：烯磺醯基(alkylene sulfonyl)基團、二烯磺醯基(dialkylene sulfonyl)基團、乙烯磺醯基(ethylene sulfonyl)基團、或二乙烯磺醯基(diethylene sulfonyl)基團。在進一步的變型中，藉由下列基團而使親水性聚合物層共價附接至鏡片核心：磺醯基基團與硫醚基團、或烯磺醯基基團與硫醚基團、或二烯磺醯基基團與硫醚基團、或乙烯磺醯基與硫醚基團、或二乙烯磺醯基與硫醚基團。
在進一步的變型中，藉由下列基團而使親水性聚合物層共價附接至鏡片核心：酯基團、或烯酯(alkylene ester)基團、或乙烯酯(ethylene ester)基團、或硫醚基團、或酯基團與硫醚基團、或烯酯(alkylene ester)基團與硫醚基團、或乙烯酯(ethylene ester)基團與硫醚基團。
在進一步的具體實施方式中，鏡片核心與親水層之間的鍵聯是共價鍵聯，具體排除其他形態的化學鍵結或化學組合。例如，所述之水凝膠層可藉由共價鍵結組成之化學鍵結而鍵結至疏水性鏡片表面。
在某些具體實施方式中，可使用一或多種不同的聚合物溶液來附接親水性聚合物層。例如，可使用不同聚合物溶液之混合物。在將溶液施加於隱形眼鏡之前可混合每一不同聚合物溶液。聚合物溶液均可包含一或多種聚合物物種。該一或多種聚合物物種可具有與鏡片或鏡片核心之表面改性類似或互補的反應性基團。每一不同聚合物溶液中的一或多種聚合物物種可包含不同的反應性基團 與部份的基團。在某些情形下，不同聚合物溶液可分別具有獨特之具有任一本發明所述之反應性基團的聚合物物種。在某些情形下，不同聚合物溶液可具有相同物種但具有不同反應性基團。在某些情形下，不同聚合物溶液可有共同的一種聚合物物種且使用額外的不同聚合物物種。在某些具體實施方式中，使用二種聚合物溶液。在某些具體實施方式中，使用三或更多種聚合物溶液。
D.多層隱形眼鏡
在某些具體實施方式中，本發明所設想之經塗覆的隱形眼鏡是具有在含聚矽氧層上的親水性聚合物層之多層鏡片。某些變化提供含聚矽氧層與第一含聚乙二醇層，其中該第一含聚乙二醇層與含聚矽氧層彼此共價附接，而且該隱形眼鏡具有多層結構。在某些具體實施方式中，第一含聚乙二醇層包含PEG與聚丙烯醯胺。在某些具體實施方式中，含聚乙二醇層包含二或多種PEG。在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡不包含第二含聚矽氧層。在其他具體實施方式中，隱形眼鏡不包含第二含聚乙二醇層。在另一具體實施方式中，隱形眼鏡不包含第二含聚矽氧層或第二含聚乙二醇層。在某些具體實施方式中，隱形眼鏡包括含聚丙烯醯胺之第二層。在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡包含前表面與後表面，其中該前表面是第一含聚乙二醇層，該後表面是含聚矽氧層。在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡包含前表面與後表面，其中該前表面 是含聚矽氧層，該後表面是第一含聚乙二醇層。
在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡的形成前表面之層與形成後表面之層的厚度實質上是相同的。在其他情形下，該層可獨立具有任何合適的厚度，包含上述之水凝膠層或核心的厚度。
另一方面，本發明提供隱形眼鏡，其包括含聚矽氧層、第一含聚乙二醇層與第二含聚乙二醇層，其中該第一含聚乙二醇層與第二含聚乙二醇層彼此共價附接，且該第二含聚乙二醇層與聚矽氧層彼此共價附接，且該隱形眼鏡具有多層結構。在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡不包括第二含聚矽氧層。在示範性具體實施方式中，所述之隱形眼鏡不包括第三含聚乙二醇層。在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡不包括第二含聚矽氧層或第三含聚乙二醇層。在示範性具體實施方式中，隱形眼鏡包含前表面與後表面，其中該前表面是第一含聚乙二醇層，該後表面是第二含聚乙二醇層。在示範性具體實施方式中，本節所述之隱形眼鏡包含前表面與後表面，其中該前表面是第一含聚乙二醇層，該後表面是第二含聚乙二醇層，且該第一與第二含聚乙二醇層實質上是彼此相同的。在其他情形下，第一含聚乙二醇層之組成、尺寸、或其他特性獨立於第二含聚乙二醇層。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由磺醯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之 任何隱形眼鏡而言，藉由烯磺醯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二烯磺醯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯磺醯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二乙烯磺醯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
在某些具體實施方式中，藉由具有胺基之基團而使親水層與含聚矽氧層共價附接。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由磺醯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由烯磺醯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二烯磺醯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯磺醯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二乙烯磺醯基團 與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由磺醯基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由烯磺醯基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二烯磺醯基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯磺醯基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二乙烯磺醯基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由磺醯基團與硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由烯磺醯基團與硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二烯磺醯基團與硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯磺醯基團與硫醚基團而使第二聚乙 二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由二乙烯磺醯基團與硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由酯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由烯酯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯酯基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由酯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由烯酯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯酯基團與硫醚基團而使第一聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由酯基團與硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由烯酯基團與硫醚基團而 使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。在示範性具體實施方式中，對本發明之任何隱形眼鏡而言，藉由乙烯酯基團與硫醚基團而使第二聚乙二醇層與含聚矽氧層共價附接。
E.接觸角
有利地是，某些所設想之經塗覆的隱形眼鏡提供親水性聚合物層，其具有彼此交聯的親水性聚合物群體，而且整體共價附接至鏡片核心或層。因此，親水性聚合物層可改良隱形眼鏡核心之濕潤性。
如下文所進一步詳細描述，可藉由接觸角測角計(其實現被稱為捕留氣泡接觸角試驗的方法)測量水凝膠層之親水性或濕潤性。相對高的親水性與相對低的前進接觸角有關連。
在根據所揭示之技術的隱形眼鏡之典型具體實施方式中，當鏡片進行氣泡接觸角試驗時，鏡片顯示在約20°至約50°範圍內的前進接觸。在某些具體實施方式中，鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約50度。在更具體的實施方式中，鏡片顯示在約20°至約35°範圍內的前進接觸。在某些具體實施方式中，鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約35度。
圖6A至6C顯示本發明之技術的具體實施方式所提供之捕留氣泡試驗的技術方案，該捕留氣泡試驗在隱形眼鏡產業中常被用作為隱形眼鏡之濕潤性或親水性的 替代測量。圖6A顯示用於捕留氣泡試驗之裝置100。裝置100包含鏡片固持夾具102與試驗鏡片104。來自注射泵108的氣泡106被定位於試驗鏡片表面。
圖6B顯示接觸角之示意圖，該接觸角發生在隱形眼鏡與氣泡之間的水溶液中，使該氣泡膨脹靠著隱形眼鏡或退縮離開隱形眼鏡。
圖6C提供一系列的使氣泡膨脹靠著隱形眼鏡表面然後退縮離開所產生的角度之示意圖。圖式之左側表示試驗之「後退期」；圖式之右側表示試驗之「前進期」。在左側，在氣泡最先接觸氣泡與隱形眼鏡之間的中心接觸點後，相互接觸之面積擴大，並且周圍的水空間從中心接觸點後退。因此這被稱為「後退期」。在右側，隨著氣泡被抽出，水溶液朝向氣泡與隱形眼鏡之間的中心接觸點前進。因此這被稱為試驗之「前進期」。在試驗期間這些態勢可被製作成視像(videograped)以獲取動力學。在所記錄的影片中，可使用以軟體為基礎的邊緣檢測與角分離技術來測量在氣泡與隱形眼鏡界面的後退角與前進角。
在試驗之前進與後退二個部分中，小接觸角反映隱形眼鏡表面對水的親和性比對空氣的親和性更高。因此，小接觸角和隱形眼鏡表面之親水性或濕潤性之間有關聯。相反地，大接觸角反映隱形眼鏡表面對水的親和性相對缺乏。利用此試驗可使本發明之技術的隱形眼鏡具體實施方式的親水性量化。
在示範性具體實施方式中，所述之具有親水 性聚合物層的隱形眼鏡之前進接觸角少於20度、或少於25度、或少於30度、或少於35度、或少於40度、或少於50度、或少於60度、或少於70度、或少於80度。在另一具體實施方式中，前進接觸角介於約20度與約80度之間、或介於約30度與約70度之間、或介於約35度與約65度之間、或介於約40度與約80度之間、或介於約40度與約65度之間、或介於約45度與約55度之間、或介於約50度與約60度之間、或介於約40度與約50度之間。在某些具體實施方式中，親水性聚合物層之前進接觸角是約50度加減約10度。
圖13顯示所揭示及在下面被更詳細論述的經含PEG塗層塗覆之商品隱形眼鏡的前進接觸角數據。
F.其他經塗覆的鏡片之特性
所揭示之經塗覆的鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
在某些具體實施方式中，水凝膠與鏡片核心實質上是光學透明的。在某些具體實施方式中，水凝膠層經調整以讓光線穿透該水凝膠層透射到達眼睛表面。在某些具體實施方式中，水凝膠層實質上包圍鏡片核心之外表面。
經塗覆的鏡片厚度可測量經塗覆的鏡片之短軸。在某些具體實施方式中，核心與塗層之厚度少於約75微米。在某些具體實施方式中，核心與塗層之厚度少 於約50微米。
在某些具體實施方式中，核心與塗層之厚度少於約25微米。
在某些具體實施方式中，水凝膠層之第一部分的第一厚度不同於該水凝膠層之第二部分的第二厚度。水凝膠層之第一部分可包含本發明所述之一或多種聚合物物種。該第二部分可包含和第一部分中的一或多種聚合物物種相同或不同的一或多種聚合物物種。
1.臨界摩擦係數
本發明所揭示之水凝膠塗層可使經塗覆的鏡片之臨界摩擦係數(CCOF)減少。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之臨界摩擦係數少於約0.06。例如，聚矽氧核心可被塗覆親水性聚合物層以使臨界摩擦係數減少到少於約0.06或少於約0.056。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之臨界摩擦係數少於約0.05。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之臨界摩擦係數少於約0.046。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之臨界摩擦係數少於約0.045。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之臨界摩擦係數少於約0.03。可使用慣用技術測量CCOF，如實施例91所述。
2.水膜破裂時間
本發明所述之水凝膠塗覆的鏡片可造成隱形 眼鏡具有改良的水膜破裂時間。水膜破裂時間可藉由從鹽溶液浴中取出與計時要多久水膜破裂和從鏡片表面消退所測定，如實施例93所述。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之水膜破裂時間大於約25秒。
3.蛋白質抗性
本發明所述之水凝膠塗覆的鏡片可造成隱形眼鏡具有改良的蛋白質抗性。該改良的蛋白質抗性可使鏡片讓配戴者更舒適。
一個蛋白質抗性測量是測量在正常使用期間沉積於鏡片上的蛋白質的量。蛋白質抗性測量可按照實施例92所述地測量。在某些具體實施方式中，蛋白質沉積係每一鏡片少於約5微克蛋白質。
另一個蛋白質抗性測量是測量蛋白質因與鏡片接觸而變性的量。在某些具體實施方式中，本發明所述之水凝膠塗覆的鏡片實質上不使蛋白質變性。在某些具體實施方式中，本發明所述之經塗覆的鏡片使少於約5%之與該鏡片接觸的蛋白質變性。
4.脂質抗性
本發明所述之水凝膠塗覆的鏡片可造成隱形眼鏡具有改良的脂質抗性。該改良的脂質抗性可使鏡片讓配戴者更舒適。
一個脂質抗性測量是測量在正常使用期間沉 積於鏡片上的脂質的量。在某些具體實施方式中，在正常使用期間的脂質沉積係每一鏡片少於約100微克脂質。脂質抗性測量可使用與實施例92所述的蛋白質抗性測量類似的方法。
5.透氧率
本發明所述之經塗覆的隱形眼鏡可具有改良的透氧性。該改良的透氧性可為配戴者舒適度之指標。一個使透氧性量化的方式是透氧率(DK/t)。慣用商品隱形眼鏡之透氧率值最大到100。水凝膠鏡片之透氧率典型上是約25至50。本發明所揭示之經塗覆的鏡片可改良透氧率值。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之透氧率(DK/t)大於200。在某些具體實施方式中，經塗覆的鏡片之透氧率(DK/t)大於300。透氧性係按照ISO 18639-4：2006 section 4.4.3 polarographic method中所描述地測量。低含水率鏡片具有較高的透氧率，因為在聚矽氧中的氧溶解度比在水中的氧溶解度高10倍。具有水凝膠塗層結構之鏡片核心可實質上使透氧性增加。
6.折射率
在某些具體實施方式中，隱形眼鏡之折射率大於約1.420。在其他具體實施方式中，隱形眼鏡之折射率大於約1.400。在其他具體實施方式中，隱形眼鏡之折射率是1.380。在其他具體實施方式中，隱形眼鏡之折射 率是1.360。
7.隨意的添加到隱形眼鏡中的裝置
在某些具體實施方式中，經塗覆的隱形眼鏡可包含電子元件、佈線、導電性材料、感測器、照相機、電源、無線發射器、與記憶體中的一或多者。這些材料可在鏡片核心中，在水凝膠塗層中，或在鏡片核心與水凝膠塗層中。在某些具體實施方式中，電子元件或導電性材料位於抗水的核心(例如聚矽氧核心)中。
在某些具體實施方式中，該核心包含感測器。在某些具體實施方式中，該核心包含葡萄糖感測器。在某些具體實施方式中，該核心包含生物特徵感測器(biometric sensor)。在某些具體實施方式中，該核心經調整以測量配戴者的體溫與心跳之一或多者。在某些具體實施方式中，該核心包含導電性金屬材料、照相機、電源、電子元件、無線發射器、與記憶體中的一或多者。
G.製造經塗覆的隱形眼鏡或多層隱形眼鏡的方法
另一方面，本發明提供製造所述之經塗覆與/或多層隱形眼鏡的方法。
在某些具體實施方式中，該方法包含使隱形眼鏡表面與親水性聚合物溶液反應的步驟。親水性聚合物溶液可含有一或多種子群體或物種，該一或多種子群體或物種經調整以進行反應以在隱形眼鏡之至少一部分上形成 塗層。在某些情形下，親水性聚合物溶液進行反應以在隱形眼鏡上形成交聯的塗層。該塗層可被部分或實質上完全交聯。在某些情形下，親水性聚合物溶液的一或多個物種可以共價鍵聯接至隱形眼鏡核心之外表面。
本發明所述之製造經塗覆的隱形眼鏡之方法還包含選擇反應條件以製造具有任何本發明所述之期望特性的塗層與/或經塗覆的隱形眼鏡。例如，可選擇反應條件、第一聚合物物種、與第二聚合物物種中的一或多者以實現任何本發明所述之塗層與經塗覆的隱形鏡片特性。
如圖3A所示，親水性聚合物溶液可包含具有反應性基團A之第一聚合物物種與具有反應性基團N之第二聚合物物種。可藉由使第一與第二聚合物物種上的反應性基團反應以形成交聯親水性聚合物層而在隱形眼鏡上形成親水性聚合物層。如圖3B所示，反應性基團A與N可形成第一與第二聚合物物種之間的共價鍵聯54，藉此使二個物種交聯以形成親水性聚合物層。在某些情形下，個別聚合物物種上的第一與第二反應性基團之間進行反應以形成水凝膠。
如上所述，可使用任何合適反應以形成親水性聚合物層。該合適反應包含(但不限於)親核性共軛反應、麥可類型反應(例如1,4親核性加成反應)、與/或Click反應。在某些情形下，反應性基團A與N分別是電子對接受基團與親核基團，或者相反。
此外，在某些變型中，親水性聚合物層中的 聚合物物種或子群體可包含PEG物種。在某些情形下，第一PEG物種與第二PEG物種進行反應以形成親水性聚合物層。例如，第一PEG物種可包含電子對受體，其經調整以與第二PEG物種之親核反應基團反應以使PEG物種以共價鍵聯接。在某些情形下，含聚丙烯醯胺之第二物種與第一PEG物種進行反應。例如，第一PEG物種可包含電子對受體，其經調整以與第二聚丙烯醯胺物種之親核反應基團反應以使PEG與聚丙烯醯胺物種以共價鍵聯接。
某些具體實施方式提供親水性聚合物層與鏡片核心或層之間的共價附接。例如，親水性聚合物層或溶液中的一或多種聚合物子群體或物種可經調整以與鏡片核心反應，以形成親水層與鏡片核心之間的共價附接。在某些情形下，親水性聚合物層附接之方法包含使至少一種聚合物物種與鏡片核心之表面之反應部位反應以形成聚合物物種與鏡片核心之表面之間的共價鍵。
參閱圖5A至5C，第一聚合物物種P1可包含反應性基團A，其經調整以與鏡片核心60表面之反應性基團N2反應。A與N2基團之間的反應形成第一聚合物物種P1與鏡片核心60之間的共價鍵聯61。如圖所示，反應性基團A也可經調整以與第一聚合物物種P2之另一反應性基團N1反應以形成親水性聚合物層。因此，P1與P2之間的第一反應形成親水性聚合物層且第一反應使親水性聚合物層與鏡片核心偶合。
在某些情形下，第一聚合物物種P1上的相同反應性基團A能與反應性基團N1或N2反應。在一個變型中，反應性基團A之第一部分與N1基團反應及該反應性基團之第二部分與N2基團反應。在某些具體實施方式中，反應性基團A之第一部分與第二部分是在聚合物物種的同一分子上。在進一步的變型中，反應性基團A之第一與第二部分是在同一聚合物物種的不同支臂上。P1與P2、及P1與鏡片核心之間的雙重反應可在同一反應容器中及在同一反應時間(或反應時間有某部分重疊)發生。
如上所述，可使用任何合適反應以形成親水性聚合物層且使該親水性聚合物層附接至鏡片核心。該合適反應包含(但不限於)親核性共軛反應、麥可類型反應(例如1,4親核性加成反應)、與/或Click反應。例如，複數個反應可皆為親核性共軛反應。或者，複數個反應可為不同類型反應。
在某些具體實施方式中，第一與第二反應是親核性共軛反應，更特別地，二者皆是1,4-親核性加成麥可類型反應。舉例來說，在某些具體實施方式中，第一巨單體群體之親核反應基團包含氫硫基，第二巨單體群體之電子對接受基團包含碸基團。
在其他的方法具體實施方式中，第一與第二親核性共軛反應可被更寬地描述為「Click」類型反應。原本Karl Sharpless and others所描述之Click反應乃指巨分子之模組式組裝(modular assembly)，具有以下特徵： 發生於水性環境、由於大的熱力學力而強制完成的高產量、與實質上沒有產生副產物、或產生對生物系統無毒的副產物。Click反應有利於應用於製造隱形眼鏡，因為鏡片可在水溶液中反應、沒有毒性副產物、反應快速、與高產量。
可被用來在我們的浸塗方法中附接支鏈聚合物的Click類型反應之其他實例包含：(a)通用硫醇烯(thiol-ene)Click反應，(b)[3+2]環化加成反應，其包含Huisgen 1,2-雙極性環化加成反應(dipolar cycloaddition reaction)，(c)Diels-Alder反應，(d)異腈(異氰化物)與四之間的[4+1]環化加成反應，(e)主要對小型張力環(strained ring)(例如環氧化物與氮雜環丙烷)的親核取代反應，(f)脲之羰基化學類(carbonyl-chemistry-like)生成反應，與(g)對碳-碳雙鍵的加成反應，例如二羥基化反應或在硫醇炔(thiolyne)反應中的炔。
在特定具體實施方式中，製造上述之經塗覆的鏡片之方法包含以下步驟：使隱形眼鏡外表面與親水性聚合物溶液之第一PEG物種反應，其中該第一PEG物種含有電子對接受基團且藉由第一親核性共軛反應而使該電子對接受基團之第一部分共價附接至隱形眼鏡外表面；及使親水性聚合物溶液之第一PEG物種與該親水性聚合物溶液之第二PEG物種反應，該第二PEG物種含有親核反應基團，其經調整以在第二親核性共軛反應中與第一PEG物種之電子對接受基團的第二部分以共價鍵聯接，其中藉 由第一與第二親核性共軛反應而使PEG水凝膠塗層形成且共價附接至隱形眼鏡外表面。
在某些具體實施方式中，第一物種之反應性親電子基或第二物種之反應性親電子基中的至少一者以共價鍵聯接至鏡片核心或隱形眼鏡外表面。
在某些具體實施方式中，藉由親電子反應基團與第二親核反應基團之間的共價鍵聯而使親水性聚合物層附接至核心層。
在某些具體實施方式中，在隱形眼鏡外表面與第一聚合物物種之第一部分之間的共價附接係藉由第一親核性共軛反應所形成。
在另外的具體實施方式中，該方法包含使鏡片核心之表面活化。使表面活化可在該表面上形成複數個化學反應部位。對與親水性聚合物反應而言，反應部位可為(例如)親核部位。
參閱圖7，證實沒有反應部位的鏡片160在活化或改性方法後具有複數個反應部位162。在某些情形下，使用電漿方法使鏡片核心之表面活化。該活化方法可包含以下步驟：使鏡片核心之外表面受氣體電漿處理。在某些具體實施方式中，將鏡片移到固持裝置(典型上是金屬)，及放置於真空電漿室中。使鏡片於大氣電漿中受電漿處理以在表面上形成反應部位。在某些情形下，在200mTorr下將大氣電漿施加於鏡片約3分鐘，藉此在鏡片上形成親核官能性部位。在某些具體實施方式中，在電漿處 理前使鏡片脫水。
在進一步的變型中，隱形眼鏡表面可藉由電漿處理(較佳在氧氣或氮氣中)而活化。例如，所設想之方法可包含在氮氣電漿中使核心材料活化。
在某些具體實施方式中，將隱形眼鏡之外表面改性以在該外表面上形成複數個反應性親核部位或複數個親電子部位。
在某些具體實施方式中，將隱形眼鏡之其他表面改性可藉由將二官能性單體或聚合物加到用於形成該隱形眼鏡的預聚合混合物中所完成。該二官能性單體或聚合物實質上不改變該隱形眼鏡之光學特性。該二官能性單體或聚合物提供額外的親核或親電子反應部位於該隱形眼鏡表面上。
在某些具體實施方式中，將隱形眼鏡之外表面改性包含添加可與在反應後仍存留反應部位之隱形眼鏡表面反應的單體。
在其他具體實施方式中，也可藉由曝露於提高的pH值(例如大於11的溶液pH值)而使隱形眼鏡表面活化。
在進一步的具體實施方式中，也可藉由將單體混合物改性以包含對支鏈親水性塗覆聚合物具反應性的基團而使活化。使單體混合物活化可為直接活化，或用(例如)藉由光或改變pH值所裂解的保護基來活化。在其他情形下，包含氫硫基與胺基矽烷之官能性矽烷的電漿聚 合反應也可用於活化。另外，烯丙醇與烯丙胺的電漿聚合反應也可用於活化。
在某些具體實施方式中，核心活化或改性步驟產生能與親水性聚合物層之聚合物物種中的至少一者反應之反應性基團N2(見圖5B)。在某些情形下，親水性聚合物層的聚合物物種中的至少一者與核心外表面上的複數個反應部位的一部分反應以形成親水性聚合物層與核心表面之間的共價附接。在某些情形下，在形成核心表面上的親水性聚合物層之前先使鏡片核心活化。
在某些具體實施方式中，製造經塗覆的鏡片之方法包含使經活化的核心表面與經官能化的親水性聚合物群體反應之步驟。例如，親水性聚合物可包含經官能化的支鏈親水性巨單體群體與經親核反應基團官能化的第一子群體和經電子對接受基團官能化的第二子群體。在進一步的具體實施方式中，該方法可包含在第一親核性共軛反應中使二個巨單體子群體之官能基團彼此反應以形成二個巨單體子群體之間的共價鍵聯，藉此形成交聯聚合物網絡。
該方法也可包含在第二親核性共軛反應中使第二巨單體子群體之電子對接受基團與經活化的鏡片核心之親核基團反應，以使電子對接受基團共價附接至鏡片核心表面。當該第一與第二親核性共軛反應完畢時，得到有交聯親水性水凝膠層共價附接的隱形眼鏡。
如上所述，該第一與第二親核性共軛反應可 為相同類型的反應惟因不同的反應物而有不同的反應。該二個反應可能涉及相同的電子對受體，例如包含可參與複數個反應的電子對受體之親水性聚合物物種。該複數個反應可因具有不同的親核反應母分子而不同，在一種情形下，親水性聚合物物種具有親核基團，及在第二種情形下，鏡片核心的以聚矽氧為基礎之聚合物具有親核基團。
圖8顯示二個示範性共軛加成反應214、216與主要反應物的示意圖200。主要反應物可被理解成親核基團202與電子對接受基團204。在第一反應中，具有親核官能基團之反應物(例如PEG-氫硫基206)與具有電子對接受官能基團204(例如PEG-碸204)反應；反應214之產物是PEG分子的鍵聯對，其以中央硫醚鍵方式鍵聯。由於反應係於經官能化的PEG分子中間進行，PEG為鍵聯網絡的形式，而且由於PEG網絡在水性環境中是親水性的，該網絡係為集成的水凝膠形式。
在第二反應216中，具有電子對接受官能基團之反應物204(例如PEG-碸204)與以聚矽氧為基礎之鏡片核心210反應；此第二反應216之產物是PEG-碸與鏡片核心之間的共價鍵。如上所述，由於也包含以共價鍵聯接至經活化的以聚矽氧為基礎之鏡片核心的個別分子作為水凝膠結構之組分，該水凝膠結構整體變成經共價鍵聯接的鏡片核心。
圖9A至9D更詳細地顯示圖8中示意地繪出的反應物與反應。圖9A顯示藉由電漿處理而使以聚矽氧 為基礎之鏡片核心活化而得到覆蓋著經活化的親核部位層之鏡片表面。圖9B顯示反應物實例的結構與麥可類型反應本身的細節，該反應物包含PEG分子、麥可類型電子受體(例如乙烯碸基團)、親核官能基團(例如氫硫基)。
圖9C至9D顯示反應程序，其中支鏈親水性聚合物物種之二個子群體、具親核官能基團(N)之第一子群體與具電子對接受官能基團(A)之第一子群體係在反應溶液中，該反應溶液浸浴經親核活化(N)的鏡片核心。在圖9D的下部，根據圖8所繪之第一反應，二個子群體之反應個別組成分子借助於彼等之官能基而開始鍵聯在一起而形成水凝膠網絡。根據圖8所繪之第二反應，親水性聚合物之電子對接受官能基團(A)以共價鍵聯接至鏡片表面的親核部位，藉此使該水凝膠網絡共價附接至鏡片表面。
圖10A至10B提供製造具有經共價附接的水凝膠膜之隱形眼鏡的方法之二個變型的流程圖。圖10A顯示包含電漿活化法的方法。該等電漿處理可包含暴露於氧電漿或氮電漿的任一者。圖10B顯示包含化學活化或「濕式」活化法的方法。
如圖10A所述，隱形眼鏡320受電漿處理324以在隱形眼鏡上形成反應部位。這可藉由將鏡片放置於真空電漿室中所實現。在某些具體實施方式中，將鏡片移到固持裝置(典型上是金屬)，並且放置於真空電漿室中。在200mTorr下於大氣電漿中使鏡片受電漿處理約3分鐘，藉此在鏡片上產生親核官能部位。如上所述，可在 電漿處理前使鏡片脫水。
參閱圖10A，使鏡片核心活化，然後將經活化的鏡片核心放進包含塗覆聚合物與/或塗覆聚合物物種或前驅物324的溶液中。該塗覆聚合物可為所述之親水性聚合物的任一者，該親水性聚合物包括含有經官能化的支鏈PEG物種之子群體的親水性聚合物群體。在某些情形下，該溶液也包含異丙醇與水。該溶液之pH值可大於7。該溶液可被攪動以得到充分攪動的浸浴，及使鏡片於該溶液中培育一段時間。在某些情形下，培育時間(incubation time)是約50分鐘。
隨意地，塗覆方法可包含提取步驟以從經塗覆的鏡片除去不需要的組分。例如，在將以聚矽氧為基礎的鏡片核心用於主體或基材時，提取鏡片核心中的未反應的聚矽氧分子或使其擴散離開鏡片。有利地，該提取方法除去可能溶出離開鏡片進入眼部的鏡片核心原料(例如用於含聚矽氧核心之聚矽氧原料)。因此，該方法之進一步的步驟可包含將鏡片移到異丙醇與水之溶液中一段時間(例如約50分鐘)326以持續從鏡片核心提取未反應的聚矽氧分子。另外，就第二清洗328而言，可將鏡片移到新的異丙醇與水之溶液中一段時間(例如約50分鐘)以進一步從鏡片核心提取未反應的聚矽氧分子。在某些變型中，也可將鏡片移到水浴330以在水中平衡一段時間(例如約50分鐘)。
另外，如圖10A所示，可將鏡片移到有包裝 溶液332的包裝容器。也可使鏡片高壓蒸氣滅菌334。在某些情形下，於約250℉下使鏡片高壓蒸氣滅菌約30分鐘。
圖10B描述用於使鏡片核心活化與塗覆經活化的核心之濕式活化法。該濕式活化法可以使鏡片於水合狀態下370開始。下一個步驟可包含使水合表面鏡片核心活化372。這可藉由電漿或化學處理而實現。例如，臭氧可用於使核心之表面活化。一旦經活化，便可將經活化的鏡片放到含塗料之溶液中374。該溶液可包含所述之親水性聚合物溶液與水。在某些情形下，該溶液之pH>7。可攪動該溶液以得到充分攪動的浸浴與使鏡片於該溶液中培育。在某些情形下，培育時間是約50分鐘。
然後，可將鏡片移到水浴以在水中平衡376。該平衡步驟也可具有從鏡片洗出過多的聚合物之作用。可使鏡片在水中平衡約50分鐘。可將鏡片移到有包裝溶液378的包裝容器。另外，另一個步驟還可使鏡片高壓蒸氣滅菌。在某些情形下，於約250℉下使鏡片高壓蒸氣滅菌約30分鐘。在高壓蒸氣滅菌後，所得之經塗覆的鏡片已可供使用382。
有利地，本發明所述之方法提供成本低的塗覆方法，其可與目前產業界使用的隱形眼鏡製造程序作整合。
某些該方法的具體實施方式可被理解為沉浸法，其中在攪動的容器中使經活化的鏡片核心沉浸於反應 液中，該反應液包含親水性巨單體反應物，且操作該反應容器以達到合適反應條件。在生物化學工程專業術語中，該反應容器與反應條件可被理解為於連續式攪拌槽反應器(CSTR)中發生。在典型具體實施方式中，反應步驟在有水溶劑的反應液中發生。該等水溶劑可包含水、甲醇、乙醇、或任何合適的使PEG溶解的水溶劑的任一或多者。
圖11A提供適合進行所述之反應的連續式攪拌槽反應器(CSTR)400之示意圖。CSTR 400包含用於攪動在槽中的反應內容物之攪拌器402。進料管線或導管404讓包括含至少一種聚合物物種之親水性聚合物溶液的反應液進料或入流406。如圖所示，第一與第二聚合物物種流入CSTR 400。在某些情形下，第一與第二聚合物物種分別有不同的流率VP1與VP2。在其他情形下，流率可相同。
圖11A顯示在CSTR 400中的複數個隱形眼鏡404a與404b。在某些情形下，可使隱形眼鏡保持於有開口或有足夠的孔隙度的網狀固持器中以讓其中的隱形眼鏡與CSTR中的溶液接觸。
圖11A也顯示用於從CSTR 400除去液體的出料或出流開口或導管408。在某些情形下，經除去的液體是用過的反應液。經除去的液體之流率可設計為V0。
在某些情形下，Tp指示在CSTR 400中的聚合物滯留時間，TC指示在CSTR 400中的接觸滯留時間。圖11B顯示在CSTR 400中聚合物塗覆粒子尺寸是時間的函 數之關係，其中Tp是1至72小時與TC是0.25至24小時。
在某些變型中，在反應液中，反應液之總親水性巨單體濃度典型上是在約0.01(w/v)%與約0.50(w/v)%範圍內。在某些具體實施方式中，第一與第二巨單體子群體在實質上相等的濃度下存在於反應液中。然而，在其他具體實施方式中，第二巨單體子群體(電子對受體)之反應基團濃度超過第一巨單體子群體(親核劑)之反應基團濃度。
電子對反應基團比親核劑反應基團過量對本發明所含有的反應而言可有利於水凝膠塗覆的隱形眼鏡之形成，其中經官能化的親水性聚合物子群體之電子對接受基團可參與二個反應。經電子對受體官能化的聚合物子群體參與(1)與經親核劑官能化的子群體之共價交聯和(2)共價附接至以聚矽氧為基礎的鏡片核心表面上的親核部位。相反地，經親核基團官能化的聚合物子群體只參與單一反應，其中該聚合物子群體接合經電子對接受基團官能化的聚合物子群體。
反應物濃度也可適當地以參與巨單體之反應基團的相對濃度表示，而非以巨單體本身的濃度表示。這是由巨單體被實際上參與反應之官能基團裝飾的程度之可能的變型中推導得出。因此，在某些反應具體實施方式中，第二巨單體子群體之反應基團濃度比第一巨單體子群體之反應基團濃度超過了至少約1%。在更特定的具體實 施方式中，第二巨單體子群體之反應基團濃度比第一巨單體子群體之反應基團濃度超過了約1%到約30%範圍。在更特定的具體實施方式中，第二巨單體子群體之反應基團濃度比第一巨單體子群體之反應基團濃度超過了約5%到約20%範圍。
現在回到反應條件方面，在某些具體實施方式中，使反應步驟進行約5分鐘到約24小時。在特定具體實施方式中，使反應步驟進行約0.5小時到約24小時。在某些具體實施方式中，使反應步驟於約15℃到約100℃範圍內的溫度下進行。在更特定的具體實施方式中，使反應步驟於約20℃到約40℃範圍內的溫度下進行。在某些具體實施方式中，使反應步驟在pH值介於約7與約11之間進行。在某些具體實施方式中，使反應步驟在pH值介於約5與約11之間進行。
在某些具體實施方式中，使經活化的鏡片材料於稀反應液中培育，該反應液含有4臂式支鏈且末端經氫硫基官能化的10kDa PEG、8臂式支鏈且末端經乙烯碸基團官能化的10kDa PEG。該稀反應液含有介於0.01與0.5%之間的總聚合物，其中有10%過量的乙烯碸基團。該反應可在水性條件、甲醇、乙醇、或其他可溶解PEG的溶劑中進行。可使該反應於約15℃到約100℃範圍內的溫度下進行。可使該反應進行約5分鐘與約24小時之間。可使該反應在鹼性pH值(較佳在7至11範圍內)進行。
就聚合反應於稀溶液中進行而言，水凝膠(例 如交聯親水性聚合物粒子)被形成為彼此反應的支鏈聚合物。反應進行可使用動態光散射掃描技術所監測以測量在水凝膠網絡形成時的水凝膠粒子尺寸與/或巨單體聚集等級。溫度、pH值、對流速度、與濃度會影響反應速率與水凝膠粒子尺寸和生成率。小於可見光的水凝膠粒子不會引起隱形眼鏡的光學失真。層厚可藉由監測反應期間的水凝膠形成所調整。
在某些變型中，聚乙二醇是該親水性聚合物。然而，也可使用其他的多官能性的天然與合成親水性聚合物，例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)與聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)與聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯與其他丙烯酸系聚合物、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
在其他具體實施方式中，該方法包含形成鏡片表面上的交聯親水性聚合物層，其共價附接至隱形眼鏡。支鏈親水性聚合物之間的交聯可由於在乙烯碸與氫硫基之間的麥可類型親核性共軛反應而發生，親水性聚合物與鏡片表面之間的交聯由於活化步驟期間所產生的在乙烯碸與親核劑之間的共軛加成反應而發生。在某些情形下，由於分子被遞增地去質子化而使pH值上升，親核劑之反應性會增加。
在進一步的變型中，也可使用在烯醇基與共軛羰基之間的通用麥可類型反應。例如，可用丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯、或順丁烯二醯亞胺來替代乙烯碸。其他實例包含作為用於加成至共軛羰基的有效親核劑的Gilman試劑。Stork烯胺反應可使用烯胺類與共軛羰基所進行。
另外的共價反應機制包含羥胺與親電子劑(例如醛或酮)反應以形成肟鍵聯。
另外的共價反應機制包含N-羥基丁二醯亞胺酯與胺類的反應。
另外的共價反應機制包含異氰酸酯與親核劑(包含醇類與胺類)反應以形成胺甲酸酯鍵聯。
另外的具體實施方式提供形成隱形眼鏡之方法，其包含在用完即棄式軟模中鑄型鏡片。在某些具體實施方式中，使鏡片於瓊脂中塗覆。這可藉由使鏡片於液體瓊脂溶液中包埋所完成。冷卻該瓊脂與讓其硬化。在硬化後，從該瓊脂中移出經包埋的鏡片，得到瓊脂模，其包含製造鏡片之凹面的上片與符合鏡片之凸面的下片。使該模分開，將第一滴液體水凝膠溶液加到該模之下半部，然後使鏡片核心活化，然後將另一滴液體水凝膠溶液加到鏡片之上半部。然後培育該模直到水凝膠固化為止，然後從該模中取出隱形眼鏡，得到具有經附接的親水層之鏡片。
在某些具體實施方式中，使用應用瓊脂的軟式模製方法。例如，可將Delrin板機械加工以形成模穴(例如12個模穴)。為了製模，可使瓊脂熔融且將小量液體瓊脂加到模穴，然後放入鏡片，然後加另外的液體瓊脂以覆蓋鏡片。可使該模冷凍以使瓊脂固化。在某些情形 下，使該模於冰箱中冷凍約20分鐘以使瓊脂固化。
在進一步的具體實施方式中，使用直徑與鏡片相同的衝頭衝打該鏡片周圍。然後可使用小型真空拾取工具以移開該模之上部，然後可使用小型真空拾取工具以從該模中取出鏡片，然後放回該模之上部。
此方法可得到具有符合待塗覆之鏡片的模穴之用完即棄式軟模(該被用於製模的鏡片可能與待塗覆之鏡片同一類型，但並非最後要被塗覆之真正鏡片)。
為了產生經塗覆的鏡片，可使用上述方法中的一者使鏡片核心活化。然後可移開瓊脂鏡片模之上部與將水凝膠前驅物溶液(例如10μL)加到該模之底部，然後放入鏡片核心，然後加入水凝膠前驅物溶液(例如10μL)，然後放上該模之蓋子。可使用鑷子按下該模之上部與除去任何氣泡。
然後可使鏡片盒培育。在某些情形下，使鏡片盒於37℃下培育1小時以使水凝膠聚合。然後可從該模中取出鏡片與儲存於含疊氮化物之PBS中以防止污染。
為了觀測層厚，可將少量螢光素-順丁烯二醯亞胺加到經塗覆的鏡片上的水凝膠層上。該螢光素-順丁烯二醯亞胺與水凝膠共價反應，使水凝膠層可用螢光顯微鏡看見。
在某些情形下，藉由敲打經平行固定的2片切片機刀片以裁切鏡片且留下2片刀片之間的薄片段可將 經塗覆的鏡片裁切成500微米厚的片段。可用螢光顯微鏡看見鏡片剖面(這只用於只有一面經水凝膠官能化的鏡片，該未經塗覆的面具有內控的作用)。在某些情形下，根據此技術評估平均層厚為約250微米。
另外，可將該瓊脂軟模用於經塗覆的聚矽氧水凝膠鏡片核心以及經塗覆的純聚矽氧鏡片核心。也可用上述接觸角測量技術或其他合適技術來評估鏡片。
在另一具體實施方式中，可使用鑄塑技術使含PEG層附接至含聚矽氧鏡片層。首先，使含聚矽氧層改性以確保會與PEG巨單體共價反應之表面基團存在。 其次，製模，該模含有與該含聚矽氧層相同形狀或相似形狀的上部與底部。將該含聚矽氧層連同液體巨單體PEG溶液放進該模中，將該模之上部與底部放在一起。使PEG熱固化約1小時與將該模分開。
也可使用浸塗法使含PEG層附接至含聚矽氧鏡片層。首先，使含聚矽氧層改性以確保會與PEG巨單體共價反應之表面基團存在。例如，可在電漿處理步驟中、或藉由在鹼性溶液中培育、或藉由包含單體混合物中的反應基團而形成表面基團。其次，製備由反應性支鏈親水性聚合物之稀溶液組成的浸塗溶液。將經活化的鏡片放進浸塗溶液中且培育1至24小時。然後將鏡片徹底清洗，然後在測量捕留氣泡接觸角之前在過量緩衝液中用高壓蒸氣滅菌。
在替代的方法中，可使用另一種浸塗法使親 水性聚合物層共價附接至含聚矽氧層。首先，可使含聚矽氧層改性以形成與親水性巨單體共價反應之表面化學基團。例如，可在電漿處理步驟中、或藉由在鹼性溶液中培育、或藉由包含單體混合物中的反應基團而形成表面基團。其次，可製備由反應性支鏈親水性聚合物之稀溶液組成的浸塗溶液。例如，該稀溶液可由在末端經乙烯碸與氫硫基官能化的支鏈聚乙二醇與0.2M三乙醇胺溶液組成。將經活化的鏡片放進浸塗溶液中且於介於約20℃與約60℃之間的溫度下培育1至24小時。然後將鏡片徹底清洗，然後在過量之經磷酸鹽緩衝的食鹽溶液中用高壓蒸氣滅菌。
在示範性具體實施方式中，本發明提供製造所述之隱形眼鏡的方法。該方法包含使經活化的鏡片接觸浸塗溶液，藉此製造隱形眼鏡。在示範性具體實施方式中，該方法進一步包含使鏡片活化，藉此形成經活化的鏡片。可藉由該領域內習知的方法或本發明所述之方法(例如電漿處理或在鹼性溶液中培育)，或藉由包含單體混合物中的反應基團而使鏡片活化。在示範性具體實施方式中，接觸時間介於1至24小時之間、或從1至12小時、或從12至24小時、或從6至18小時。在示範性具體實施方式中，該方法進一步包含在接觸步驟後清洗該鏡片。在示範性具體實施方式中，該方法進一步包含在接觸步驟後將該鏡片用高壓蒸氣滅菌。在示範性具體實施方式中，該方法進一步包含在清洗步驟後將該鏡片用高壓蒸氣滅 菌。
在另一具體實施方式中，形成隱形眼鏡的替代方法包含噴霧塗覆法，其中使用反應性超音波噴霧塗覆法以塗覆具有薄且黏性的交聯水凝膠層之基材。使用雙成分水凝膠(包含末端經乙烯碸封端的支鏈PEG與末端經氫硫基封端的支鏈PEG)來製造交聯薄膜。該雙成分同時滴在超音波噴霧噴嘴上，在該噴嘴處該雙成分複合且霧化成小液滴，然後在空氣護套中被加速到達基材。調整反應速率以確保反應夠快到可在表面形成固體結構，但又夠慢到讓成分在噴嘴處混合後不會立即聚合。
在某些具體實施方式中，本發明提供多層隱形眼鏡。該多層隱形眼鏡包含經外親水性聚合物層覆蓋的鏡片核心層。該親水性聚合物層與鏡片核心層共價鍵結。該親水性聚合物層包括含有聚乙二醇(PEG)之第一巨單體子群體與含有聚丙烯醯胺之第二巨單體子群體。該第一巨單體子群體與第二巨單體子群體被交聯。該親水性聚合物層之厚度少於約100nm。在某些具體實施方式中，鏡片核心是聚矽氧水凝膠。在某些具體實施方式中，鏡片核心是硬式透氣性鏡片材料。
在某些具體實施方式中，本發明提供隱形眼鏡。該隱形眼鏡包含透氧率(Dk/t)大於約200的經塗覆的軟式鏡片。該經塗覆的軟式鏡片包含具有外表面之鏡片核心與塗層。該經塗覆的鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
所考慮適合大量製造的替代噴霧方法是超音波噴霧塗覆法，其可確保精確的薄膜塗覆。此前，超音波噴霧塗覆法業已被應用於支架與微電子產業上，而且目前被用於大量製造線上。Sonotek儀器使用於形成經塗覆的隱形眼鏡原型。此技術使3D列印可行，因此有可能提供用於建構具有經整合的感測器或電子元件之複雜的鏡片結構之平台。
Sonotek儀器有超音波驅動的噴霧噴嘴，其具有二條使溶液沉積於噴嘴尖頭的進料管線。雙成分水凝膠系統涉及使PEG乙烯碸成分溶於含三乙醇胺(TEOA，具有機鹼作用)之甲醇中與使PEG氫硫基成分溶於純甲醇中。在5微升/分速率下將該二種溶液輸送到噴嘴尖頭，與調整各PEG成分濃度以使得等體積的各成分混合物達到10莫耳%過量的乙烯碸基團。當溶液被沉積於超音波噴嘴尖頭上時，溶液混合且被霧化成直徑約20微米的液滴。然後加壓空氣套使液滴加速到達待塗覆的表面上。藉由使PEG乙烯碸成分包含FITC-順丁烯二醯亞胺，混合與交聯，使膜沉積物可以為膜。經鑑定濃度為TEOA：SH莫耳比6：1的TEOA可在各式各樣基材(包含純聚矽氧與聚矽氧水凝膠鏡片核心)上沉積均勻的交聯水凝膠。替代的水性噴霧塗覆法也被試驗且證實為可行，然而對隱形眼鏡基材而言，該甲醇方法有利於形成~5微米的高度均勻的膜。在經塗覆之鏡片上的接觸角測量證實經沉積之膜的均勻完整性。
圖12A與12B繪出針對製造具有經共價附接的左右相稱之水凝膠層的技術方法之替代具體實施方式，其中該水凝膠層面之組成與深度不同。在某些情形下，可有利地製造不對稱(凸面對凹面)的隱形眼鏡，該不對稱乃對水凝膠塗層之分別與二個表面有關聯的厚度或組成而言。例如，可有利地形成在凹表面(後表面)上比在凸表面(前表面)上更厚的水凝膠層，以便固容納較大量的淚液靠在角膜上與防止乾眼症。
圖12A顯示製造具有在凹表面503上的較厚親水層之鏡片的方法，其中使含有UV阻斷劑之鏡片核心500浸入塗覆聚合物的非混合溶液502中，然後曝露於紫外線504。紫外線使聚合物之間的反應以及聚合物與表面之間的反應加速。紫外線打在與鏡片表面相互垂直之載體上的鏡片，直接打到凹面503上且穿過凸面501。由於存在於鏡片中的UV阻斷劑，凹面503曝露於較高劑量的紫外線，而凸面501接收相對低的劑量。此不對稱的紫外線劑量造成不同厚度的層。為了實現在層厚控制中的完全獨立變化，可將不同強度的紫外線劑量用於從每一側照射。
圖12B顯示用於製造在鏡片500之凹表面503上的較厚水凝膠層的替代方法。如圖所示，鏡片500之凸面501被固持於真空吸盤506中同時使凹表面503接觸到塗覆聚合物502。該真空吸盤透過鏡片500吸引水溶劑同時使塗覆聚合物集中於凹表面503的鏡片界面。在達到期望的層厚之後，從真空吸盤506移走鏡片500。在某 些變型中，然後將鏡片500放進充分混合的塗覆聚合物浴液中，以持續建構在鏡片二面上的水凝膠層。
H.實施例
本發明由以下實施例進一步說明。該實施例並非企圖界定或限制本發明之範圍。
實施例1：聚矽氧水凝膠鏡片之官能化。在官能化前將聚矽氧水凝膠鏡片儲存於純化水中。製備10體積%的二乙烯碸之0.5M碳酸氫鈉溶液(pH 11)。在每10mL溶液6片鏡片的比率下將鏡片放進該溶液中與在搖盤上將鏡片劇烈混合60分鐘。取出鏡片，在濾網中清洗以除去任何過剩的反應液，與在每10mL水1片鏡片的比率下放到純化水之容器中。在搖盤上將鏡片劇烈混合60分鐘。重複該清洗步驟2次，總共是清洗3次。然後，在附接水凝膠層之前將鏡片儲存於三乙醇胺(TEOA)中至少20分鐘且至多6小時。
實施例2：聚矽氧鏡片之官能化。在官能化前將聚矽氧鏡片乾燥儲存。在每10mL溶液6片鏡片的比率下將鏡片放進10%鹽酸與2%過氧化氫的溶液中。將鏡片劇烈混合5分鐘之後取出，在塑膠濾網中清洗以除去任何過剩的反應液，然後在每20mL水1片鏡片的比率下放到純化水之容器中。將鏡片劇烈混合5分鐘。然後將鏡片放進95%乙醇、3%水、1%冰乙酸、與1%3-氫硫基丙基三甲氧基矽烷的溶液中與劇烈混合60分鐘。在濾網中用純 乙醇清洗鏡片，與在每20mL乙醇1片鏡片的比率下放到純乙醇之容器中。將鏡片劇烈混合60分鐘。重複該清洗步驟1次。最後從清洗液中取出鏡片與讓鏡片乾燥。將鏡片儲存於4℃下。在將水凝膠附接至鏡片前，將鏡片浸於150mM二硫蘇糖醇中30分鐘，然後在DI水中清洗。在此步驟之後，必須在15分鐘內附接水凝膠。
實施例3：含聚矽氧層之電漿官能化。將含聚矽氧層(聚矽氧或聚矽氧水凝膠)放進真空室中2小時以確保所有的水分都被除去。在乾燥後，將鏡片插進電漿室中。在每分鐘10標準立方公分下用連續氮氣流使壓力降到375毫托。使電漿室安定30秒，然後在100W下啟動電漿3分鐘。然後使電漿室通氣到大氣，取出鏡片。然後在1小時內使用鏡片。
實施例4：製備用於將數層大面積(bulk)層加到隱形眼鏡之模。使用聚矽氧水凝膠鏡片與瓊脂製模。使5克瓊脂溶於333mL水中，在溫度控制型電磁攪拌器上加熱溶液直到達到88℃。使用含有小模穴(直徑1”與深度0.5”)的Delrin板來容納每一個模。用吸量管將液體瓊脂充填模穴到半滿。然後放進隱形眼鏡，以凸面向下置於熔融瓊脂上，將另外的瓊脂加到隱形眼鏡上以讓瓊脂完全包埋每一鏡片。每一板含有12個模穴且在形成全部的12個後，將該板置於4℃下10分鐘直到完全固化為止。一旦固化，使用直徑與隱形眼鏡(14mm)相同的小黃銅衝頭衝打在每一鏡片周圍的瓊脂中的洞。使用手持式真空吸盤來 拉起瓊脂模上部，使用鑷子取出聚矽氧水凝膠鏡片，然後將瓊脂模上部放回。對每一個模重複此步驟。然後瓊脂模準備好用於水凝膠附接。
實施例5：製備聚乙二醇水凝膠巨單體溶液。PEG水凝膠由二種成分組成。第一種成分是末端經乙烯碸官能化的8臂10kDa聚乙二醇(PEG)(PEG-VS)。第二種成分是末端經氫硫基官能化的4臂10kDa PEG(PEG-SH)。在pH 8.0下使PEG-VS溶於三乙醇胺緩衝液(TEOA)(10% w/v)，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。使PEG-SH溶於蒸餾水(10% w/v)，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。
實施例6：製造PEG水凝膠。將實施例5之巨單體溶液一起混合以形成PEG水凝膠。在混合前將稀TEOA加到PEG-VS溶液中以達到不同濃度。將該成分與10莫耳%過量的氫硫基一起混合。下表列出製造不同重量百分率PEG水凝膠的用量。例如，為了形成5% PEG水凝膠：將96μL TEOA加到Eppendorf離心管中的30μL PEG-VS中。最後，將66mL PEG-SH加到Eppendorf離心管中，使用渦漩震盪混合3秒以確保徹底混合。然後使PEG水凝膠於37℃下培育1小時以確保徹底聚合。
實施例7：測定非膨脹性PEG水凝膠調合物。用吸量管將PEG水凝膠巨單體溶液加到間隙1mm的二片疏水性載玻片之間，在37℃下培育1小時。為了測定膨脹率，在聚合後立即稱量PEG水凝膠，然後浸入蒸餾水中24小時。稱量已膨脹的PEG水凝膠以測定被吸收進聚合物網絡中的水量，以測定質量增加倍率。如下所示，所有PEG水凝膠調合物的質量變化小且在聚合後有5%的PEG水凝膠調合物沒有任何膨脹。
實施例8：製造在凹面上具有一層大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡。為了製造具有大面積PEG水凝膠 層的隱形眼鏡，使用與接收大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡相同的犧牲性鏡片來製備實施例3之模。在Eppendorf離心管中將50體積% TEOA、34.4% PEG-SH、與15.6% PEG-VS混合與渦漩震盪以製備溶液。使用小型手持式真空吸盤來拉起瓊脂模上部，將經官能化的鏡片(實施例1或實施例2或實施例3任一者之鏡片)放進該模中。將20μL混合PEG溶液加到鏡片凹面上，將瓊脂模上部放回上面。藉由輕輕地在該模之上部引流來除去氣泡直到所有的氣泡離開該模。將該模放進37℃的培育器中1小時。然後取出鏡片，以目視檢查，與放進純化水中儲存。
實施例9：製造在凸面上具有一層大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡。為了製造具有大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡，使用與接收大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡相同的犧性性鏡片來製備實施例3之模。在Eppendorf離心管中將50體積% TEOA、34.4% PEG-SH、與15.6% PEG-VS混合與渦漩震盪以製備溶液。使用小型手持式真空吸盤來拉起瓊脂模上部，將20μL混合PEG溶液加到該模底部。將經官能化的鏡片(實施例1或實施例2或實施例3任一者之鏡片)放進該模中，將瓊脂模上部放回上面。藉由輕輕地在該模之上部引流來除去氣泡直到所有的氣泡離開該模。將該模放進37℃的培育器中1小時。然後取出鏡片，以目視檢查，與放進純化水中儲存。
實施例10：製造在凹面與凸面上(包埋)均具有大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡。為了製造包埋於大面積PEG水凝膠層中的隱形眼鏡，使用與接收大面積PEG水凝膠層的隱形眼鏡相同的犧牲性鏡片來製備實施例4之模。在Eppendorf離心管中將50體積% TEOA、34.4% PEG-SH、與15.6% PEG-VS混合與渦漩震盪以製備溶液。使用小型手持式真空吸盤來拉起瓊脂模上部，將20μL混合PEG溶液加到該模底部。將經官能化的鏡片(實施例1或實施例2或實施例3任一者之鏡片)放進該模中，將20μL混合PEG溶液加到鏡片凹面上，然後將瓊脂模上部放回上面。藉由輕輕地在該模之上部引流來除去氣泡直到所有的氣泡離開該模。將該模放進37℃的培育器中1小時。然後取出鏡片，以目視檢查，與放進純化水中儲存。
實施例11：包埋於PEG水凝膠中的Oasys鏡片。根據實施例1使隱形眼鏡(Acuvue Oaysys,lotrafilcon A)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例12：具有大面積PEG水凝膠層的Oasys鏡片。根據實施例1使隱形眼鏡(Acuvue Oaysys,lotrafilcon A)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例8加入大面積層。
實施例13：包埋於PEG水凝膠中的PureVision鏡片。根據實施例1使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實 施例10將鏡片包埋。
實施例14：具有大面積PEG水凝膠層的PureVision鏡片。根據實施例1使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例8加入大面積層。
實施例15：包埋於大面積PEG水凝膠層中的聚矽氧鏡片。根據實施例2使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例16：在凹面上具有大面積PEG水凝膠層的聚矽氧鏡片。根據實施例2使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例8加入大面積層。
實施例17：在凸面上具有大面積PEG水凝膠層的聚矽氧鏡片。根據實施例2使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例9加入大面積層。
實施例18：接觸角測量。使用捕留氣泡技術以測量鏡片接觸角。首先，使鏡片於蒸餾水中以渦漩震盪以除去表面污染物。然後使鏡片浸入蒸餾水中且懸置於有洞的板子頂上，鏡片凸表面穿過該洞向下突出。將11/16”不銹鋼球置於鏡片頂上以使鏡片在施加氣泡時保留於適當的位置。其次，將16號鈍針頭的弧形尖端置於鏡片中心之表面下方。然後使氣泡前進直到接觸鏡片為止，這時使 氣泡縮回直到脫離鏡片或針頭為止。高畫質攝影機記錄整個程序，然後在氣泡脫離鏡片或針頭之前立即從存取記憶體儲存影像。由此影像，在MATLAB中計算出在氣泡兩側上的鏡片與氣泡之間的角度且存檔為鏡片之接觸角。
實施例19：具有大面積PEG水凝膠層的Oasys鏡片之接觸角測量。根據實施例18來測量實施例11之鏡片的接觸角。
實施例20：製備光聚合性聚乙二醇水凝膠巨單體溶液。水凝膠由二種成分組成。第一種是末端經丙烯酸酯官能化的8臂10kDa聚乙二醇(PEG)(PEG-Ac)。第二種是末端經氫硫基官能化的4臂10kDa PEG(PEG-SH)。在pH 8.0下使PEG-Ac溶於三乙醇胺緩衝液(TEOA)(10% w/v)，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。使PEG-SH溶於蒸餾水(10% w/v)，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。
實施例21：製造光聚合性PEG水凝膠。將實施例20之巨單體溶液一起混合以形成水凝膠。在混合前 將稀TEOA加到PEG-Ac溶液中以達到不同濃度。將該成分與10莫耳%過量的氫硫基一起混合。下表列出製造不同重量百分率水凝膠的用量。例如，為了形成5% PEG水凝膠：將96μL TEOA加到Eppendorf離心管中的30μL PEG-Ac中。最後，將66mL PEG-SH加到Eppendorf離心管中，使用渦漩震盪混合3秒以確保徹底混合。然後使該溶液曝露於紫外線(365nm,5mW/cm2，10分鐘)以使該混合物聚合。
實施例22：逐層反應性旋轉塗覆。製備實施例20之巨單體溶液。將實施例1或2或3之鏡片固定於旋轉塗覆機夾盤。在從500至5000rpm範圍的速度下使鏡片旋轉。當旋轉時，使鏡片持續暴露於紫外線(365nm,5mW/cm2)，同時如下交替地加入巨單體溶液液滴：10μL PEG-Ac然後10μL PEG-SH等。將此重複從10至1000個範圍內的多個循環。
實施例23：用於酶仲介的氧化還原鏈引發反 應之PEG浸漬溶液。PEG浸漬溶液由葡萄糖氧化酶(GOX)、Fe+2、與聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)(Mw從2,000Da至10,000Da)組成。例如，浸漬溶液可含有3.1 x 10-6M GOX、2.5 x 10-4M硫酸鐵(II)、10% PEGDA 5,000Da。
實施例24：藉由界面酶仲介的氧化還原鏈引發反應包埋於PEG水凝膠中的隱形眼鏡。將實施例18之載有葡萄糖的鏡片浸入實施例19之溶液直到水凝膠層成長到期望的厚度為止。達到10至100微米的厚度之時間是在從2秒至10分鐘範圍內。
實施例25：捕留氣泡接觸角測量。將10倍近攝鏡頭附加於實施例17中詳述之照相機上，測量接觸角。近攝鏡頭可以近距離拍攝氣泡/隱形眼鏡界面之影片。將注射泵(New Era Syringe Pump 750)加到測試夾具上以確保持續且可重複的氣泡控制。使用Syringe Pump Pro程式軟體使注射泵程式化。用黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)建構新的測試夾具室以幫助薄透明玻璃帷幕式板與半透明黑底螢光屏的使用。將被測試的鏡片固定於二塊板之間且浸入PBS中。從直的16號鈍針頭使氣泡擴大到2mm直到接觸到鏡片為止。高畫質網路攝影機記錄鏡片+氣泡界面同時注入3μl空氣，然後在7.2μl/分鐘速率下從微注射器(Precision Sampling corp,series A-2,25μl)抽出。使用實施例25測量本發明所述之鏡片的接觸角且詳述於圖13A至13T。使用專門發展的MatLab Code測量接 觸角且詳述於圖14A至14J。
實施例26：PEG濃度相依性。為了測定PEG濃度在用於水凝膠之聚合速率的效果，在遞減的濃度下使實施例4之巨單體溶液混合，且在設定的時間間隔下檢查直到固化為止。在1.5ml Eppendorf離心管中使以下份量的PEG-VS與PEG-SH與指定份量的0.2M TEOA複合以形成所註明的濃度。將各溶液渦漩震盪，然後用自動微量吸管(pippete)加到載玻片上。在5、10、或30秒時間間隔(用於低濃度之遞增的時間間隔)下用自動微量吸管加入PEG溶液直到纖絲形成，纖絲形成指示凝膠已經聚合。記錄聚合時間。
實施例27：PEG pH值相依性。為了測定水凝膠之聚合速率與為pH值的函數關係，在遞增的pH值下使實施例4之巨單體溶液與0.2M TEOA混合。在1.5ml Eppendorf離心管中於指定的pH值下使以下份量的20% PEG-VS與10% PEG-SH與TEOA混合。視需要，藉由用 NaOH或HCl調整pH值在所註明的濃度下製備TEOA緩衝液。得到4%水凝膠溶液。將各溶液渦漩震盪，然後用自動微量吸管加到載玻片上。在5、10、或30秒時間間隔(用於低pH值之遞增的時間間隔)下用自動微量吸管加入PEG溶液直到纖絲形成，纖絲形成指示凝膠已經聚合。記錄聚合時間。
實施例28：浸塗鏡片以得到大面積PEG層。在電漿室(Plasma Etch PE-50)中使用氮氣使鏡片官能化，該電漿室之設定為375mTorr，3分鐘，100%射頻功率(RF power)。在每分鐘10至20標準立方公分下用連續氮氣流使壓力降到375毫托。使電漿室安定30秒，然後在100W下啟動電漿3分鐘。然後使電漿室通氣到大氣，取出鏡片。然後在1小時內使用鏡片。使實施例4之PEG巨單體溶液與過量TEOA混合以得到具有0.1%與0.5%的總固體濃度與具有10莫耳%過量的VS(見下表中的量)之溶液。也製備作為對照組的0% PEG溶液。將下面所詳述之0.2M TEOA加入個別塑膠管形瓶(McMaster Carr 4242T83)中；然後加入所註明的體積之PEG-VS。將表面經官能化的PureVision鏡片放進此溶液中與渦漩震盪。加入PEG-SH與使溶液渦漩震盪。將鏡片置於攪拌台上24小時。將鏡片移到含有磷酸鹽緩衝鹽溶液(PBS)之新塑膠管形瓶中並置於攪拌台上24小時。將鏡片移到玻璃缸與在250℉下於濕式循環中高壓蒸氣滅菌30分鐘。
實施例29：聚矽氧鏡片表面經活化以加強水凝膠黏著性。用實施例28之電漿處理方法使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化。在50mL錐形管中，將鏡片放進具有pH 11碳酸氫鈉緩衝液之10% w/v二乙烯碸溶液中並且渦漩震盪。置於攪拌台上1小時，然後用20ml去離子水(DI水)清洗鏡片，將在40ml DI水中的鏡片置於攪拌台上1小時。然後重複此循環1次，將在40ml DI水中的鏡片放進冰箱中8小時。
實施例30：經浸塗以得到大面積PEG層的聚矽氧鏡片。在實施例28之0%、0.1%、與0.5% PEG溶液中使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化，浸塗與高壓蒸氣滅菌。
實施例31：表面經活化與浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。用實施例28之電漿處理方法使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。將鏡片放進400μL PEGVS中，渦漩震盪，然後置於攪拌台上5分鐘。然後，將鏡片放進3mL 0.2M TEOA中，渦漩震盪，然後置於攪拌台上5分鐘。根據實施例28將鏡片放進 0.1% PEG之TEOA溶液中。根據實施例28使鏡片渦漩震盪，置於攪拌台上24小時，與高壓蒸氣滅菌。
實施例32：經浸塗FITC-順丁烯二醯亞胺使PEG層可視化的PureVision鏡片。用實施例28之電漿處理方法使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。根據實施例28將鏡片放進0.1%與0.5% PEG溶液中。將5.1μl的10mg/mL FITC-順丁烯二醯亞胺加到各溶液中以使PEG層可視化。使溶液渦漩震盪與置於攪拌台上24小時。
實施例33：經浸塗與縮短的清洗循環以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化與塗覆。在PEG溶液中24小時後，將鏡片放進含有PBS之管形瓶中與置於攪拌台上1.5小時。將鏡片放進第二組含有PBS之管形瓶中與置於攪拌台上1.5小時。根據實施例28使鏡片高壓蒸氣滅菌。
實施例34：經浸塗超低濃度PEG且無清洗循環的PureVision鏡片。用實施例28之電漿處理方法使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。使實施例4之巨單體溶液於0.01%與0.05% PEG下與TEOA混合。也製備作為對照組的0% PEG溶液。將PureVision鏡片放進此溶液中與渦漩震盪。加入PEG-SH與使溶液渦漩震盪。使在個別塑膠管形瓶中的鏡片於250℉下高壓蒸氣滅菌30分鐘，不清洗且不從PEG溶液中取出。
實施例35：於超低濃度PEG中浸塗且在玻璃中立即高壓蒸氣滅菌的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilconA)官能化與塗覆。根據實施例28將鏡片放進含有3ml PBS的玻璃管形瓶(McMaster-Carr 4417T48)中與高壓蒸氣滅菌。
實施例36：於異丙醇中經浸塗與提取的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化與在0%與0.5%濃度下塗覆。將鏡片置於攪拌台上18小時。用純異丙醇(IPA)替換PEG溶液與放回攪拌台上1小時。將IPA更新且將鏡片清洗1小時。用去離子水替換IPA且將鏡片清洗1小時。換水2次且每一次將鏡片清洗30分鐘。根據實施例28將鏡片放進PBS中與高壓蒸氣滅菌。
實施例37：於有機溶劑中浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。將1ml純TEOA加到40ml異丙醇(IPA)中以製造0.2M溶液。將純甲醇加到含0.2M TEOA之IPA中以形成50%溶液。使1ml濃TEOA溶於40ml純甲醇(MeOH)中以形成含0.2M TEOA之MeOH溶液。用實施例28之電漿處理方法使隱形眼鏡(PureVision, balafilcon A)官能化。使實施例4之巨單體溶液與50% MeOH與50% IPA(含0.2M TEOA及0.5% PEG)混合。也製備作為對照組的0% PEG溶液。也使實施例4之巨單體溶液與含0.2M TEOA及0.5% PEG之MeOH混合。將下面所詳述之體積的MeOH與IPA加到個別塑膠管形瓶中；將表面經官能化的PureVision鏡片放進溶液中與渦漩震盪。加入PEG-VS與PEG-SH，但由於在溶劑中的鏡片之敏感性而不渦漩震盪。將鏡片置於攪拌台上18小時，使用一系列清洗以除去有機溶劑；將溶液換成IPA，及將鏡片置於攪拌台上1小時。將IPA換成去離子(DI)水與將鏡片置於攪拌台上1小時。將DI水換成PBS與根據實施例28將鏡片高壓蒸氣滅菌。
實施例38：於IPA溶劑提取期間用DVS活化PureVision鏡片。將1ml 100% TEOA加到40ml異丙醇(IPA)中以製造0.2M溶液。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化，放進5ml含0.2M TEOA之IPA中。也製備作為對照組的無電漿處理與無PEG之鏡片。將7.5% DVS加到各管形瓶中。使鏡片於溶液中渦動，然後置於攪拌台上1小時。丟棄DVS，將40ml IPA加到各溶液中，然後將鏡片置於攪拌台上1小時。換新IPA與將鏡片置於攪拌台上1小時。將IPA換成40ml去離子(DI)水與將鏡片混合1小時。換新DI水與將鏡片混合1小時。根據實施例28浸塗鏡片與高壓蒸氣滅菌。
實施例39：於MeOH溶劑提取期間用DVS活化的PureVision鏡片。將1ml 100% TEOA加到40ml甲醇(MeOH)中以製造0.2M溶液。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化與放進5ml含0.2M TEOA之MeOH中。也製備作為對照組的無電漿處理與無PEG之鏡片。將7.5% DVS加到各管形瓶中。使鏡片於溶液中渦動，然後置於攪拌台上1小時。丟棄DVS，將40ml IPA加到各溶液中，然後將鏡片置於攪拌台上1小時。換新IPA與將鏡片置於攪拌台上1小時。將IPA換成40ml去離子(DI)水與將鏡片混合1小時。換新DI水與將鏡片混合1小時。根據實施例28浸塗鏡片與高壓蒸氣滅菌。
實施例40：於甲醇溶劑中浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。根據實施例39製造含0.2M TEOA之MeOH溶液。使實施例4之巨單體溶液與含0.2M TEOA及含0.1%、0.25%、與0.5% PEG之MeOH混合。也製備作為對照組的0% PEG溶液。將下面所詳述之體積的MeOH加到個別玻璃管形瓶中；然後加入所註明之體積的PEG-VS。將表面經官能化的PureVision鏡片放進此溶液中與渦漩震盪。加入PEG-SH與使溶液渦漩震盪。將鏡片置於攪拌台上24小時。
發展與實行MeOH清洗循環：將含0.2M TEOA與PEG之MeOH溶液換成純MeOH，將鏡片置於攪 拌台上1小時。將MeOH換成IPA與將鏡片置於攪拌台上1小時。將IPA換成由50% IPA與50% DI水組成之溶液與將鏡片置於攪拌台上1小時。將50% IPA與50% DI水組成之溶液換成100% DI水與將鏡片置於攪拌台上1小時。將DI水換成磷酸鹽緩衝鹽溶液(PBS)與根據實施例28將鏡片高壓蒸氣滅菌。
實施例41：電漿處理方法。用於該電漿處理方法之設定經過測試與更新。該電漿處理方法使用氮氣，等級5，在電漿室(Plasma Etch PE-50)中，該電漿室之設定為150mTorr設定點、200mTorr真空，3分鐘，100%射頻功率(RF power)。在每分鐘2.5至5標準立方公分下用連續氮氣流使壓力降到200毫托。使電漿室安定30秒，然後在100W下啟動電漿3分鐘。然後使電漿室通氣到大氣，取出鏡片。然後在1小時內使用鏡片。
實施例42：於異丙醇中提取、乾燥、與浸塗之鏡片。將鏡片放進1.5ml IPA與置於攪拌台上18小時。換新IPA與將鏡片置於攪拌台上1小時。將IPA換成去離子水與清洗鏡片1小時。換水2次且每一次將鏡片清 洗30分鐘。將鏡片放進真空室中與使用泵(Mastercool,6cfm)將真空室排空24小時。根據實施例28用實施例41之電漿處理方法使鏡片官能化與在0%與0.5%濃度下塗覆。將PEG溶液換成去離子水與清洗鏡片1小時。根據實施例28將鏡片放進PBS中與高壓蒸氣滅菌。
實施例43：浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。重複實施例28而使用實施例41之電漿處理方法。
實施例44：於低濃度PEG中浸塗且在玻璃中立即高壓蒸氣滅菌的PureVision鏡片。重複實施例36而使用實施例41之電漿處理方法。
實施例45：於有機溶劑中浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。重複實施例38而使用實施例41之電漿處理方法。
實施例46：於甲醇溶劑中浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。重複實施例40而使用實施例41之電漿處理方法。
實施例47：於異丙醇中提取、乾燥、浸塗、與立即高壓蒸氣滅菌的PureVision鏡片。根據實施例42將隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)提取、乾燥、與浸塗。根據實施例28在浸塗方法後在PEG溶液中同時立即高壓蒸氣滅菌。
實施例48：於異丙醇中提取、乾燥、與浸塗的聚矽氧鏡片。根據實施例42將隱形眼鏡(NuSil,Med 6755)提取、乾燥、浸塗、與高壓蒸氣滅菌。
實施例49：於異丙醇中提取、乾燥、與浸塗的PureVision鏡片。根據實施例42將隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)提取、乾燥、浸塗、與高壓蒸氣滅菌。
實施例50：於甲醇溶劑中浸塗且使用熱輻射以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。在電漿室(Plasma Etch PE-50)中使用氧氣使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化，該電漿室之設定為200mTorr，3分鐘，100%射頻功率。根據實施例40將鏡片浸塗與放進37℃下的旋轉式加熱爐中24小時。根據實施例40清洗鏡片與高壓蒸氣滅菌，但使用以下縮短的清洗時間：MeOH 2x快速渦動，IPA 2x20分鐘，IPA：H2O(50：50)20分鐘，H2O 10分鐘，與PBS用於高壓蒸氣滅菌。
實施例51：於甲醇溶劑中浸塗且使用熱輻射以得到大面積PEG層的聚矽氧鏡片。在電漿室(Plasma Etch PE-50)中使用氧氣使聚矽氧隱形眼鏡(NuSil,Med 6755)官能化，該電漿室之設定為200mTorr，3分鐘，100%射頻功率。根據實施例40將鏡片浸塗與放進37℃下的旋轉式加熱爐中24小時。根據實施例40清洗鏡片與高壓蒸氣滅菌，但使用以下縮短的清洗時間：MeOH 2x快速渦動，IPA 2x20分鐘，IPA：H2O(50：50)20分鐘，H2O 10分鐘，與PBS用於高壓蒸氣滅菌。
實施例52：經預活化且於甲醇溶劑中浸塗且 使用熱輻射的PureVision鏡片。在電漿室(Plasma Etch PE-50)中使用氧氣使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化，該電漿室之設定為200mTorr，3分鐘，100%射頻功率。根據實施例40用PEG-VS或VS使鏡片預活化、浸塗與放進37℃下的旋轉式加熱爐中24小時。根據實施例40清洗鏡片與高壓蒸氣滅菌，但使用以下縮短的清洗時間：MeOH 2x快速渦動，IPA 2x20分鐘，IPA：H2O(50：50)20分鐘，H2O 10分鐘，與PBS用於高壓蒸氣滅菌。
實施例53：經浸塗以得到大面積PEG層的聚矽氧鏡片。重複實施例30而使用實施例41之電漿處理方法。
實施例54：經浸塗以得到使用氧氣之大面積PEG層的PureVision鏡片。重複實施例28而在電漿處理方法期間使用氧氣，等級5。
實施例55：經電漿處理與於玻尿酸中浸塗以得到大面積層的PureVision鏡片。根據實施例28加入10mg玻尿酸(HA)使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。將鏡片放進此溶液中與置於攪拌台上1小時。將HA溶液換成DI水及將鏡片置於攪拌台上1小時。換水及將鏡片置於攪拌台上1小時，重複此步驟2次。將鏡片放進個別含有3ml至5ml的PBS之塑膠管形瓶中。
實施例56：經電漿處理且於NaOH中用DVS活化表面的PureVision鏡片。根據實施例28加入10mg 玻尿酸(HA)使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。將0.5ml DVS加到4.5ml的0.5M碳酸氫鈉(NaOH)中。將鏡片放進此溶液中且置於攪拌台上20分鐘。也將鏡片放進5ml NaOH中作為對照組。將此溶液換成DI水與將鏡片置於攪拌台上20分鐘。重複此步驟2次。
實施例57：經電漿處理與於玻尿酸中浸塗以得到具有可供層可視化的FITC-順丁烯二醯亞胺之大面積層的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化與根據實施例55浸塗。將51μl的FITC-順丁烯二醯亞胺加到各溶液中以使PEG層可視化。根據實施例55將鏡片清洗與儲存。
實施例58：經電漿處理且於玻尿酸中於NaOH中浸塗以得到大面積層的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。加入5ml HA到45ml的10M NaOH中。加入5ml HA到45ml DI水中作為對照組。將鏡片放進此溶液中與置於攪拌台上1小時。將此溶液換成DI水與將鏡片置於攪拌台上1小時。將鏡片放進個別含有3ml至5ml的PBS之塑膠管形瓶中。
實施例59：經電漿處理後包埋於PEG水凝膠中的聚矽氧鏡片。根據實施例28使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例60：經電漿處理且於低或高分子量 PEG中浸塗的PureVision鏡片。使用末端經乙烯碸官能化的單官能性聚乙二醇(mPEG-VS)使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。使用5kDa與20kDa的mPEG。
在pH 8.0下在三乙醇胺緩衝液(TEOA)中製備數個5% w/v總濃度的mPEG-VS溶液，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。也製備0% PEG溶液作為對照組。
將3ml PEG溶液加到個別塑膠管形瓶(McMaster Carr 4242T83)中。將表面經官能化的PureVision鏡片放進此溶液中與渦漩震盪。將鏡片置於攪拌台上24小時。將鏡片移到含有磷酸鹽緩衝鹽溶液(PBS)之新塑膠管形瓶中與置於攪拌台上24小時。
實施例61：經電漿處理後包埋於加入用於使PEG層可視化的FITC-順丁烯二醯亞胺之PEG水凝膠中的聚矽氧鏡片。根據實施例28使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。將5.1μl的FITC-順丁烯二醯亞胺加到各溶液中以使PEG層可視化。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例62：經乾燥與電漿處理後包埋於PEG水凝膠中的Oaysys鏡片。根據實施例42使隱形眼鏡(Acuvue Oaysys,lotrafilcon A)乾燥與根據實施例28使其官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例62：包埋於PEG水凝膠中的鏡片。根 據實施例1使鏡片(Lotrafilcon B)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例63：經乾燥與電漿處理後包埋於PEG水凝膠中的鏡片。根據實施例42使鏡片(Lotrafilcon B)乾燥與根據實施例28使其官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例64：經電漿處理與於低或高分子量PEG中浸塗的聚矽氧鏡片。根據實施例28使聚矽氧鏡片(NuSil,Med 6755)官能化，加上無電漿處理的對照組，根據實施例60將鏡片浸塗。
實施例65：經乾燥與電漿處理後包埋於PEG水凝膠中的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化。根據實施例4製備瓊脂模。根據實施例10將鏡片包埋。
實施例66：浸塗以得到大面積PEG層的PureVision鏡片。根據實施例28使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)官能化與塗覆。根據實施例33將鏡片清洗與根據實施例28將鏡片高壓蒸氣滅菌。
實施例67：水凝膠隱形眼鏡之葡萄糖濃度。使在表面上含有丙烯酸基團的水凝膠隱形眼鏡於葡萄糖溶液中(10mL/片)培育至少4小時。葡萄糖濃度可從0.1mM至0.25mM。
實施例68：經浸塗與經加速壽命試驗以鑑定大面積PEG層的穩定性之PureVision鏡片。重複實施例 46；使隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A)於甲醇溶劑中浸塗以得到大面積PEG層。在根據實施例28之高壓蒸氣滅菌後，根據實施例25以測試鏡片。將鏡片放進PBS中，再根據實施例28以高壓蒸氣滅菌一次或放進無菌鹽溶液(Walgreens-Sterile Saline Solution)中。將鏡片放進在20℃、40℃、或60℃下的雜交反應箱(Stovall Life Science Inc)中。一般地按照FDA 510K對醫療裝置的清潔規定所詳述地在對應加速壽命試驗的6或12個月的日子測試鏡片，特別地針對每日配戴的隱形眼鏡鏡片。在試驗後，將無菌鹽溶液換新與將鏡片放進個別雜交反應箱中。批號與對應的溶液與溫度被詳述於下。
實施例69：經浸塗以得到大面積PEG層的 MJS鏡片。根據實施例41使MJS鏡片(MJS Lens Technology Ltd,Standard Product,55%含水率)官能化，根據實施例28將鏡片塗覆與高壓蒸氣滅菌與根據實施例25進行試驗。然後將鏡片放進在60℃下的雜交反應箱(Stovall Life Science Inc)中7日。換新無菌鹽溶液(Walgreens-Sterile Saline Solution)與根據實施例25進行試驗。
實施例70：利用質量平衡測定經聚乙二醇塗覆的隱形眼鏡之含水率。本實施例說明如何測定本發明之隱形眼鏡的含水率。在測定本發明之隱形眼鏡的聚乙二醇層之可能的含水率情形，製備層成分組成的樣本供評估用。然後將所得之凝膠脫水與試驗以測定含水率。
用吸量管將實施例5中所描述之PEG水凝膠巨單體溶液加到間隙1mm的二片疏水性載玻片之間，在37℃下培育1小時。
使經水合的樣本吸乾與透過質量平衡來記錄在水合狀態下的質量。然後使所有樣本在<1英吋汞柱的真空度下乾燥過夜。
在乾燥過夜後從真空爐中取出經乾燥的樣本，然後測量以記錄乾質量。使用以下關係式計算含水率：含水率=[(濕質量-乾質量)/濕質量]X 100%
實施例71：製備聚乙二醇水凝膠巨單體溶液。在一實施例中，PEG水凝膠由二種成分組成。第一種是末端經乙烯碸官能化的8臂10kDa聚乙二醇(PEG) (PEG-VS)。第二種是末端經氫硫基官能化的4臂10kDa PEG(PEG-SH)。在pH 8.0下使PEG-VS溶於三乙醇胺緩衝液(TEOA)(10% w/v)，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。使PEG-SH溶於蒸餾水(10% w/v)，然後在0.45微米PVDF濾器中過濾滅菌。
實施例72：隱形眼鏡。在另一實施例中，以下鏡片與材料各自透過後續的實施例被處理：聚矽氧(NuSil,Med 6755)；PureVision,balafilcon A；Acuvue Oaysys,senofilcon A；AIR OPTIX,Lotrafilcon B,MJS Lens,MJS Lens Technology Ltd.。所有後續的引用「鏡片」均包括上述鏡片與材料。
實施例73：經浸塗以得到大面積聚乙二醇(PEG)水凝膠層的隱形眼鏡。在另一實施例中，使商品與水合的鏡片於去離子水中清洗3次，每次30分鐘。在真空室中將鏡片乾燥2至24小時。
在標準電漿室(Plasma Etch PE-50)中使用氮氣使鏡片表面官能化，該電漿室之設定為200mTorr，3分鐘，100W射頻功率，每分鐘5至20標準立方公分。然後在1小時內使用鏡片。
使PEG巨單體與去離子水(DI水)、或異丙醇(IPA)、或含0.2M TEOA之甲醇(MeOH)混合以得到具有0.1%、0.25%與0.5%的總固體濃度溶液。使用不同濃度的基材；各溶液是在10莫耳%過量的VS(見下表中的量)情形下，也製備作為對照組的0% PEG溶液。
將以下所詳述之作用物體積加到個別管形瓶中，然後加入所註明體積的PEG-VS。將表面經官能化的鏡片放進此溶液中。加入PEG-SH與將鏡片置於攪拌台上1至24小時。在對應作用物中個別清洗鏡片30分鐘。對溶劑條件而言，連續不斷的30分鐘清洗是在100% IPA，50% IPA之DI水溶液，與100% DI水中。在水性作用物中的鏡片只用100% DI水清洗。
將鏡片放進磷酸鹽緩衝鹽溶液(PBS)中與在250℉下於濕式循環中高壓蒸氣滅菌30分鐘。鏡片大體上適宜與接觸角分別藉由配戴與內部直接測量所測定。
實施例74：經浸塗循環的PEG之鏡片。在另一實施例中，對隱形眼鏡PureVision、balafilcon A而言，於0.4M TEOA下重複上面實施例73之步驟。保存來自此程序的PEG。24小時後，使用50%原本的(750μL)與50%新的或前面未用到的PEG。重複實施例73且使用此PEG。
實施例75：表面經過氧化氫活化與浸塗的鏡片。在另一實施例中，將脫水的隱形眼鏡PureVision、balafilcon A放進商品過氧化氫中1小時。用DI水清洗鏡片30分鐘。根據實施例73重複塗覆、清洗、高壓蒸氣滅 菌、與試驗程序。
實施例76：經提取、乾燥、與浸塗的鏡片。在另一實施例中，將鏡片放進1.5ml的IPA或MeOH(溶劑)中，將鏡片置於攪拌台上12至18小時。換新溶劑與在對應的溶劑中清洗鏡片1小時。將溶劑換成去離子水，然後將鏡片清洗3次，每次30分鐘至1小時。在真空室中將鏡片乾燥2至24小時。
在標準電漿室(Plasma Etch PE-50)中使用氮氣使鏡片表面官能化，該電漿室之設定為200mTorr，3分鐘，100W射頻功率，每分鐘5至20標準立方公分。然後在1小時內使用鏡片。根據實施例73使鏡片塗覆、清洗、高壓蒸氣滅菌、與試驗。
實施例77：經浸塗與經加速壽命試驗以鑑定大面積PEG層的穩定性之鏡片。在另一實施例中，對隱形眼鏡(PureVision,balafilcon A與MJS Lens Technology Ltd)而言，重複實施例73之步驟。在高壓蒸氣滅菌與試驗程序後，將鏡片放進PBS中與高壓蒸氣滅菌一次或放進無菌鹽溶液中。將鏡片放進在20℃、40℃、或60℃下的雜交反應箱(Stovall Life Science Inc)中。一般地按照FDA 510K對醫療裝置的清潔規定所詳述地在對應加速壽命試驗的6或12個月的日子測試鏡片，特別針對每日配戴的隱形眼鏡鏡片。在試驗後，將無菌鹽溶液換新與將鏡片放進個別雜交反應箱中。
實施例78：經由捕留氣泡接觸角試驗鑑定特 性的塗層。在另一實施例中，使用捕留氣泡技術以測量鏡片接觸角。將鏡片裝在具球根狀特徵的小板子上。使鏡片浸入PBS中且懸置於有洞的板子頂上，鏡片凸表面穿過該洞向下突出。將鈍針頭置於鏡片中心之表面下方。然後用注射泵使氣泡前進直到接觸鏡片為止，這時使氣泡縮回直到脫離鏡片或針頭為止。高畫質攝影機憑藉放大透鏡而記錄整個程序，然後在氣泡脫離鏡片或針頭之前立即從隨機存取記憶體儲存影像。由此影像，在MATLAB中計算出在氣泡兩側上的鏡片與氣泡之間的角度且存檔為鏡片之接觸角。
實施例79：潤滑性試驗方法
吾人設計且建立試驗方法以觀測水凝膠塗層對鏡片之潤滑性的影響。在此評估中使用了三種隱形眼鏡：
1.包裝的聚矽氧水凝膠鏡片A
2.水凝膠塗覆的聚矽氧水凝膠鏡片A
3.包裝的聚矽氧水凝膠鏡片B 6秒
將硼矽酸玻璃板清潔與浸入PBS槽中。用填隙片使該板的一端升高30mm以形成具有~11度的角度之斜面。將測試鏡片置於該斜面頂端且用約1.13克的不銹鋼螺栓增加重量。讓鏡片向下滑過該斜面~152mm且記錄到達斜面底端所需之時間。結果如下：
試驗結果表明水凝膠塗覆的鏡片之潤滑性比未經塗覆的對照組的明顯增加。
如本說明書與申請專利範圍中所用的，包括實施例中所用的數量，除非另外指定，否則所有的數量皆被視作前面有「約」或「大概」，即使前面沒有顯示也一樣。「約」或「大概」可用於描述量與/或位置時，以指出所述之數值與/或位置是在數值與/或位置的合理預測範圍內。例如，數值可具有所述數值(或數值之範圍)之+/- 0.1%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 1%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 2%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 5%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 10%的數值等。本文所敘述之任何數值範圍企圖包括其所包含的全部子範圍。
實施例80
圖15A與15B顯示形成於使用本發明所述之處理的隱形眼鏡核心上的PEG層之掃瞄電子顯微鏡影像。圖15A所分析之PEG層的厚度為29.77nm。圖15B所分析之PEG層的厚度為37.72nm。
實施例81
根據本發明所述之程序來處理硬式透氣性隱形眼鏡。用本發明所揭示之程序處理商品RGP鏡片以在下列商品鏡片上面形成親水性塗層：Bauch & Lomb Boston Lens、Paragon CRT Lens、Menicon Rose K、Menicon Lagado Flosi、Menicon Lagado Tyro、Menicon Lagado Onsi、Contamac Optimum Classic、Contamac Optimum Comfort、Contamac Optimum Extra、與Contamac Optimum Extreme。
實施例82
根據本發明所述之程序來處理混合式RGP鏡片。用本發明所揭示之程序處理商品混合式RGP鏡片以在Synergeyes Duette Lens與Synergeyes Ultra Health上面形成親水性塗層。
實施例83
對如本發明所述之經親水性PEG聚合物層塗覆的不同商品隱形眼鏡測量前進接觸角。圖13顯示本發明所揭示之經PEG塗層塗覆的商品隱形眼鏡之前進接觸角數據。測量在用親水性PEG聚合物塗覆商品隱形眼鏡前後的商品隱形眼鏡之前進接觸角。在測量前進接觸角之前處理所有的鏡片以提取任何存在的包裝溶液界面活性劑。
測量未經塗覆的Oasys鏡片(Gold Standard)、PureVision鏡片、聚矽氧彈性材料鏡片、聚矽氧混合式鏡片、與硬式透氣性鏡片之前進接觸角。也測量經塗覆的PureVision鏡片、經塗覆的聚矽氧彈性材料鏡片、經塗覆的聚矽氧混合式鏡片、與經塗覆的硬式透氣性鏡片之前進接觸角。
所用的溶劑皆是商品且不進一步提純就被使用。所用的起始原料是商品或是根據文獻步驟所製備且具有根據所報告的實驗數據。
實施例84：製備聚合物溶液
塗覆溶液包含二種成分。第一種成分是末端經乙烯碸基團官能化的聚乙二醇(PEG)分子。第二種成分是具有側鏈胺官能基的聚丙烯醯胺分子。於去離子水中製備濃度2.5%的聚合物溶液，然後透過0.45微米PVDF濾器過濾滅菌。
實施例85：製備聚合物溶液
塗覆溶液包含二種成分。第一種成分是末端經丁二醯亞胺酯基團官能化的聚乙二醇(PEG)分子。第二種成分是具有側鏈胺官能基的聚丙烯醯胺分子。於去離子水中製備濃度2.5%的聚合物溶液，然後透過0.45微米PVDF濾器過濾滅菌。
實施例86：製備聚合物溶液
塗覆溶液包含二種成分。第一種成分是末端經乙烯碸基團官能化的聚乙二醇(PEG)分子。第二種成分是具有側鏈氫硫基官能基的聚丙烯醯胺分子。於去離子水中製備濃度2.5%的聚合物溶液，然後透過0.45微米PVDF濾器過濾滅菌。
實施例87：隱形眼鏡
藉由後續的實施例個別處理以下鏡片與材料：(NuSil,Med 6755)；PureVision,balafilcon A； Acuvue Oaysys,senofilcon A；AIR OPTIX,Lotrafilcon B；Biofinity,Comfilcon A。後面所有提到的「鏡片」包括每一種前述鏡片與材料。
實施例88：與水溶液中經浸塗的隱形眼鏡
於去離子水中將商品水合鏡片清洗3次，每次30分鐘。於真空室中使鏡片乾燥2至24小時。
使用反應性離子蝕刻電漿室使鏡片表面官能化，反應時間2分鐘。然後在1小時內使用鏡片。
將在實施例84、85或86中所述之對應PEG與聚丙烯醯胺聚合物溶液一起混複合，然後調整pH值。使聚合物混合以使得反應性基團是在10%的等莫耳濃度內。使用DI水將經混合的聚合物溶液之總固體濃度調整成0.05%。
將表面經官能化的鏡片放進經混合的聚合物溶液中，然後置於攪拌台上0.5至24小時。然後用磷酸鹽緩衝鹽溶液大規模清洗鏡片。
將鏡片放進磷酸鹽緩衝鹽溶液(PBS)中與在250℉下於濕式循環中高壓蒸氣滅菌30分鐘。然後經由捕留氣泡接觸角、蛋白質沉積與潤滑性鑑定鏡片。
實施例89：於高壓蒸氣滅菌中經浸塗的隱形眼鏡
於去離子水中將商品水合鏡片清洗3次，每次30分鐘。於真空室中使鏡片乾燥2至24小時。
使用反應性離子蝕刻電漿室使鏡片表 面官能化，反應時間2分鐘。然後在1小時內使用鏡片。
將在實施例84、85或86中所述之對應PEG與聚丙烯醯胺聚合物溶液一起混合。使聚合物混合以使得反應性基團是在10%的等莫耳濃度內。於鹽溶液中將經混合的聚合物溶液之總固體濃度調整成0.05%。
實施例90：捕留氣泡接觸角
使用捕留氣泡技術以測量鏡片接觸角。將鏡片裝在具球根狀特徵的小板子上。使鏡片浸入PBS中且懸置於有洞的板子頂上，鏡片凸表面穿過該洞向下突出。將鈍針頭置於鏡片中心之表面下方。然後用注射泵使氣泡前進直到接觸鏡片為止，這時使氣泡縮回直到脫離鏡片或針頭為止。高畫質攝影機憑藉放大透鏡而記錄整個程序，然後在氣泡脫離鏡片或針頭之前立即從隨機存取記憶體儲存影像。由此影像，在MATLAB中計算出在氣泡兩側上的鏡片與氣泡之間的角度且存檔為鏡片之接觸角，詳情見圖14。
鏡片之捕留氣泡接觸角鑑定的結果請見下表。
如表中所示，所施加的塗層使經塗覆的鏡片之接觸角明顯比未經塗覆的鏡片減少。
實施例91：潤滑性鑑定
儀器測量的擦痕試驗法包括用金剛石尖筆在固定速度與界定的法向力(defined normal force)(固定或漸增)下劃過樣本表面一段界定的距離。試驗得到切線力與摩擦力。
藉由用低固定荷重(避免表面損傷與變形)進行測試與藉由用球來代替金剛石壓頭，可以測量在二種材料之間的摩擦係數而不用造成磨損或損傷。在這種情形下，藉由將切線力除以所施加的法向力而計算出摩擦係數。
使用來自ASTM標準(G171、G99、G133、G115、G1624、與G7187)且根據ASTM G171的指導、建議與通用程序來進行試驗，但是將半徑3mm的壓頭改成半徑200微米的壓頭。
使用CSM Instruments S/N 01-2767的Nano Scratch Tester“NST”。軟體是“Scratch”4.48版。使用下 列的NST設定：荷重100mN與200mN，刮痕長度1mm，速度2mm/分鐘，Cantilever HL-125，Static Partner Size Diameter 6mm，溫度21至23℃。
Oasys鏡片的摩擦係數是0.036 +/- 0.009。Oasys鏡片的摩擦係數是0.036 +/- 0.009。經塗覆的Oasys鏡片的摩擦係數是0.022 +/- 0.01。經塗覆的聚矽氧鏡片的摩擦係數是0.055 +/- 0.003。
實施例92：蛋白質沉積鑑定
在振盪機上將各式各樣的上面所列出之隱形眼鏡(對每一種鏡片類型而言n=4)浸於複鹽溶液(CSS)中18小時以除去任何殘留的泡殼包裝液。然後在CSS中清洗2次與在拭鏡紙上擦乾。將每一鏡片放進含有1mL人工淚液(ATS)的管形瓶中，該人工淚液含有125I標記的溶菌酶。將管形瓶蓋上，用Parafilm密封，與於37℃下振盪培育3與7日。
在溫浴結束時，在CSS中清洗每一鏡片2次與在拭鏡紙上擦乾。然後將鏡片放進無菌的5ml(12 X 75mm)無發熱性的聚丙烯圓底試管中，然後用Gamma Counter(Perkin Elmer Wallac Wizard 1470 Automatic Gamma Counter,Wellesley,MA,USA)測定放射性計數。如下表所示，經塗覆的PureVision鏡片具有比未經塗覆的PureVision鏡片更高的蛋白質抗性，由存在於鏡片表面上的蛋白質量較低指明。
實施例93：水膜破裂時間鑑定
在鹽溶液中大規模地清洗鏡片以除去包裝液。然後用有橡膠套的鑷子固持住鏡片邊緣，浸入含有磷酸鹽緩衝鹽溶液之管形瓶中，然後快速抽出。測量水膜開始破裂且收縮越過表面的時間且稱呼為水膜破裂時間。如下表所示，經塗覆的鏡片具有比未經塗覆的鏡片更長的水膜破裂時間。例如，經塗覆的鏡片之水膜破裂時間全部大於25秒。
如本說明書與申請專利範圍中所用的，包括實施例中所用的數量，除非另外指定，否則所有的數量皆被視作前面有「約」或「大概」，即使前面沒有顯示也一樣。「約」或「大概」可用於描述量與/或位置時，以指出所述之數值與/或位置是在數值與/或位置的合理預測範 圍內。例如，數值可具有所述數值(或數值之範圍)之+/- 0.1%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 1%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 2%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 5%、所述數值(或數值之範圍)之+/- 10%的數值等。本文所敘述之任何數值範圍企圖包括其所包含的全部子範圍。
就另外的與本發明有關之細節而言，可根據相關技術領域之習知技藝者的知識範圍而使用材料與製造技術。這對本發明之以方法為基礎的方面而言也同樣適用。而且，可設想所述之本發明的變型之任何隨意的特徵可被獨立地陳述與請求，或和本發明所述之特徵的任一或多項併用。同樣，引用的單數術語包括複數個所存在的相同術語。更具體地說，在本發明與後附的申請專利範圍所用之單數型態「一種」、「與」、「前述之」、與「該」包含複數個指示對象，除非另外清楚地指明。應該進一步注意申請專利範圍可被起草以排除任何隨意的要件。因此，本聲明企圖具有使用有關陳述請求之要件的例如「僅」、「只」等排他性術語，或使用「負面」限制的前置基礎的效果。除非另外定義，否則本發明所用之所有技術與科學術語具有與本發明所屬之領域之具有普通技能者一般瞭解的相同的意義。本發明之廣泛性不僅不限於本專利說明書，而且也不只有所使用的請求術語的單純意義。
2‧‧‧隱形眼鏡
4‧‧‧凹表面，後表面
6‧‧‧凸表面，前表面
8‧‧‧周緣
10‧‧‧經塗覆的隱形眼鏡
12‧‧‧凹表面
14‧‧‧凸表面
16‧‧‧淚膜
18‧‧‧鏡片核心
20‧‧‧親水性聚合物層

Claims (156)

  1. 一種經塗覆的隱形眼鏡，其包含：平衡含水率少於約2%的鏡片核心，該鏡片核心包含外表面；以及共價附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，該水凝膠層經調整以接觸眼睛表面，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體。
  2. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該一或多個物種係經至少部分交聯。
  3. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片核心實質上沒有水。
  4. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該親水性聚合物群體包含選自由下列所組成的組群之第一物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
  5. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該親水性聚合物群體包含選自由下列所組成的組群之第二物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、 羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
  6. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該親水性聚合物群體包括含有PEG的第一物種。
  7. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該親水性聚合物群體包括含有聚丙烯醯胺的第二物種。
  8. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該隱形眼鏡是硬式透氣性隱形眼鏡。
  9. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片核心包含硬式透氣性材料。
  10. 如申請專利範圍第9項之鏡片，其中該硬式透氣性材料包含氟。
  11. 如申請專利範圍第9項之鏡片，其中該硬式透氣性材料包含氟代丙烯酸酯。
  12. 如申請專利範圍第9項之鏡片，其中該硬式透氣性材料包含聚矽氧。
  13. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片包含聚矽氧烷。
  14. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片包含交聯聚矽氧烷。
  15. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片核心本質上由交聯聚矽氧烷組成。
  16. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片核心之彈性模數少於約1.8MPa。
  17. 如申請專利範圍第16項之鏡片，其中該鏡片核 心之彈性模數大於約500MPa。
  18. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片核心之平衡含水率少於約1%。
  19. 如申請專利範圍第18項之鏡片，其中該鏡片核心之平衡含水率少於約0.5%。
  20. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片核心是軟式隱形眼鏡。
  21. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該一或多個物種經化學交聯。
  22. 如申請專利範圍第21項之鏡片，其中該一或多個物種經離子交聯。
  23. 如申請專利範圍第21項之經塗覆的隱形眼鏡，其中該一或多個物種經物理交聯。
  24. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該水凝膠層實質上包圍該核心之外表面。
  25. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層與核心實質上是光學透明的。
  26. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層經調整以讓光線穿透該水凝膠層透射到達眼睛表面。
  27. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度介於約50nm到約500nm之間。
  28. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度少於約5微米。
  29. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠 層之最大厚度介於約1微米到約5微米之間。
  30. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度介於約100nm到約250nm之間。
  31. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度介於約1nm到約50nm之間。
  32. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度少於約50nm。
  33. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度少於約40nm。
  34. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度低於100nm。
  35. 如申請專利範圍第24項之鏡片，其中該水凝膠層之最大厚度為約10微米。
  36. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該水凝膠層之第一部分的第一厚度不同於該水凝膠層之第二部分的第二厚度。
  37. 如申請專利範圍第36項之鏡片，其中該第一物種包含反應性親電子基或反應性親核基，以及該第二物種包含與該第一物種互補的反應性親電子基或反應性親核基，該反應性親電子基與該反應性親核基經調整以進行反應，藉此形成該第一物種與該第二物種之間的交聯。
  38. 如申請專利範圍第37項之鏡片，其中該反應性親電子基係選自由下列所組成的組群：胺基反應性基團、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基 (dienophile)、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺(phosphoramidite)。
  39. 如申請專利範圍第37項之鏡片，其中該反應性親核基係選自由下列所組成的組群：胺類、胺基反應性基團、氫硫基、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基(dienophile)、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺(phosphoramidite)。
  40. 如申請專利範圍第37項之鏡片，其中該第一物種之反應性親電子基或該第二物種之反應性親電子基中的至少一者以共價鍵聯接至該核心之外表面。
  41. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約50度。
  42. 如申請專利範圍第41項之鏡片，其中該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約35度。
  43. 如申請專利範圍第41項之鏡片，其中該核心實質上沒有聚矽氧。
  44. 如申請專利範圍第41項之鏡片，其中該鏡片之臨界摩擦係數少於約0.05。
  45. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片之水膜破裂時間大於約20秒。
  46. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該蛋白質沉積係每一鏡片少於約5微克蛋白質。
  47. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片實質上不使蛋白質變性。
  48. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片使少於約5%之與該鏡片接觸的蛋白質變性。
  49. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片之脂質沉積係每一鏡片少於約100微克脂質。
  50. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該親水性聚合物層進一步包含至少一種活性劑。
  51. 如申請專利範圍第50項之鏡片，其中該至少一種活性劑係選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。
  52. 如申請專利範圍第51項之鏡片，其中該抗微生物劑包含銀奈米粒子。
  53. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片之透氧率(DK/t)大於200。
  54. 如申請專利範圍第53項之鏡片，其中該鏡片之透氧率(DK/t)大於300。
  55. 一種多層隱形眼鏡，其包含鏡片核心層，該鏡片核心層被外部親水性聚合物層覆蓋，其中該親水性聚合物層與該鏡片核心層共價鍵結，其中該親水性聚合物層包括含有聚乙二醇(PEG)之第一巨單體子群體與含有聚丙烯醯胺之第二巨單體子群體，其中該第一巨單體子群體與第二巨單體子群體被交聯，其中該親水性聚合物層之厚度少於約100nm。
  56. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該核心包 含水凝膠。
  57. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該核心包含聚矽氧水凝膠。
  58. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該鏡片核心層包含硬式透氣性鏡片材料。
  59. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中藉由親電子反應基團與第二親核反應基團之間的共價鍵聯而使該親水性聚合物層附接至該核心層。
  60. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該親水性聚合物層之厚度少於約1微米。
  61. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該親水性聚合物層之厚度介於約1nm到約50nm。
  62. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該親水性聚合物層之厚度少於約50nm。
  63. 如申請專利範圍第62項之鏡片，其中該親水性聚合物層之厚度少於約40nm。
  64. 如申請專利範圍第55項之鏡片，其中該親水性聚合物層進一步包含至少一種活性劑。
  65. 如申請專利範圍第64項之鏡片，其中該至少一種活性劑係選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。
  66. 如申請專利範圍第65項之鏡片，其中該抗微生物劑包含銀奈米粒子。
  67. 一種經塗覆的軟式隱形眼鏡，其包含：含有平衡含水率少於約2%的聚矽氧烷之鏡片核心，該鏡片核心包含外表面；以及附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體，其中該鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
  68. 如申請專利範圍第67項之鏡片，其中該聚矽氧烷是交聯聚矽氧烷。
  69. 如申請專利範圍第67項之鏡片，其中該具有一或多個物種的親水性聚合物群體被至少部分交聯。
  70. 如申請專利範圍第67項之鏡片，其中該軟式鏡片核心之ionoflux擴散係數是零。
  71. 如申請專利範圍第67項之鏡片，其中該軟式鏡片核心之ionoflux擴散係數少於約1x10-7cm2/min。
  72. 如申請專利範圍第67項之鏡片，其中該水凝膠層共價附接至該鏡片核心之外表面。
  73. 一種隱形眼鏡，其包含：透氧率(Dk/t)大於約200的經塗覆的軟式鏡片，該經塗覆的軟式鏡片包含具有外表面之鏡片核心與塗層，該經塗覆的鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
  74. 如申請專利範圍第73項之鏡片，其中該鏡片之透氧率大於約300。
  75. 如申請專利範圍第73項之鏡片，其中該軟式鏡片包含水凝膠層塗層。
  76. 如申請專利範圍第73項之鏡片，其中該水凝膠層共價附接至該鏡片核心之外表面。
  77. 如申請專利範圍第73項之鏡片，其中該鏡片核心包含交聯聚矽氧烷。
  78. 一種隱形眼鏡，其包含：含有聚矽氧烷且具有外表面之鏡片核心；以及附接至至少一部分的該外表面之水凝膠層，其中該水凝膠層包含具有一或多個物種的親水性聚合物群體，其中該鏡片之厚度少於約50微米，其中該鏡片之折射率大於約1.420。
  79. 如申請專利範圍第78項之鏡片，其中該鏡片之厚度少於約25微米。
  80. 如申請專利範圍第78項之鏡片，其中該鏡片核心之水平衡常數少於約1%。
  81. 如申請專利範圍第78項之鏡片，其中該鏡片是軟式鏡片。
  82. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該鏡片之厚度少於約75微米。
  83. 如申請專利範圍第82項之鏡片，其中該鏡片之厚度少於約50微米。
  84. 如申請專利範圍第82項之鏡片，其中該鏡片之厚度少於約25微米。
  85. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該核心包含感測器。
  86. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該核心包含葡萄糖感測器。
  87. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該核心包含生物特徵感測器(biometric sensor)。
  88. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該核心經調整以測量溫度與心跳之一或多者。
  89. 如申請專利範圍第1項之鏡片，其中該核心包含導電性金屬材料、照相機、電源、電子元件、無線發射器、與記憶體中的一或多者。
  90. 如申請專利範圍第55至89項中任一項之鏡片，其中該鏡片之透氧率(DK/t)大於200。
  91. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片之透氧率(DK/t)大於300。
  92. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片核心之彈性模數少於約1.8MPa。
  93. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片核心之平衡含水率少於約1%。
  94. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片核心之平衡含水率少於約0.5%。
  95. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該水凝膠層之厚度介於約1nm到約50nm之間。
  96. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該水凝膠 層或親水性聚合物層之厚度少於約50nm。
  97. 如申請專利範圍第96項之鏡片，其中該水凝膠層或親水性聚合物層之厚度少於約40nm。
  98. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該水凝膠層或親水性聚合物層之厚度低於約100nm。
  99. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約50度。
  100. 如申請專利範圍第99項之鏡片，其中該鏡片之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約35度。
  101. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片之臨界摩擦係數少於約0.05。
  102. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片之水膜破裂時間大於約20秒。
  103. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片之蛋白質沉積係每一鏡片少於約5微克蛋白質。
  104. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片實質上不使蛋白質變性。
  105. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片使少於約5%之與該鏡片接觸的蛋白質變性。
  106. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片之脂質沉積係每一鏡片少於約100微克脂質。
  107. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該親水性聚合物層進一步包含至少一種活性劑。
  108. 如申請專利範圍第107項之鏡片，其中該至少 一種活性劑係選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。
  109. 如申請專利範圍第108項之鏡片，其中該抗微生物劑包含銀奈米粒子。
  110. 如申請專利範圍第90項之鏡片，其中該鏡片適用於充分保持眼睛表面健康與配戴者舒適度的眼球運動。
  111. 一種製造水凝膠塗覆的隱形眼鏡的方法，其包含：使該隱形眼鏡之外表面與親水性聚合物溶液之第一聚合物物種反應，其中該第一聚合物物種之第一部分包含共價附接至該隱形眼鏡之外表面的基團，以及使該親水性聚合物溶液之第一聚合物物種與該親水性聚合物溶液之第二聚合物物種反應，其中該第二聚合物物種包含在第二共價反應中與第一聚合物物種之第二部分共價鍵結的基團，藉此形成水凝膠塗層，該塗層含有至少部分交聯的第一聚合物物種與第二聚合物物種。
  112. 如申請專利範圍第111項之方法，其中在該隱形眼鏡之外表面與該第一聚合物物種之第一部分之間的共價附接係藉由第一親核性共軛反應所形成。
  113. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該第二共價反應是第二親核性共軛反應。
  114. 如申請專利範圍第111項之方法，其中在親核性共軛反應中之該部分交聯係介於該第一物種之親電子基 團與該第二物種之親核基團之間。
  115. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該親水性聚合物群體包含選自由下列所組成的組群之第一物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
  116. 如申請專利範圍第111至115項中任一項之方法，其中該親水性聚合物群體包含選自由下列所組成的組群之第二物種：聚乙二醇(PEG)、磷酸膽鹼、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯酮、聚(N-異丙基丙烯醯胺)(PNIPAM)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚(2-唑啉)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚電解質、玻尿酸、幾丁聚醣、硫酸軟骨素、海藻酸鹽、羥丙基甲基纖維素、與葡聚糖。
  117. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該親水性聚合物群體包括含有聚乙二醇(PEG)的第一物種。
  118. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該親水性聚合物群體包括含有聚丙烯醯胺的第二物種。
  119. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該第一物種包含反應性親電子基或反應性親核基以及該第二物種包含與該第一物種互補的反應性親電子基或反應性親核基，該反應性親電子基與該反應性親核基經調整以進行反應，藉此形成該第一物種與該第二物種之間的交聯。
  120. 如申請專利範圍第119項之方法，其中該反應性親電子基係選自由下列所組成的組群：胺基反應性基團、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺。
  121. 如申請專利範圍第119項之方法，其中該反應性親核基係選自由下列所組成的組群：胺類、胺基反應性基團、氫硫基、氫硫基反應性基團、羧基、羥基、鹵烷基、親二烯基、醛基或酮基、烯類、環氧化物、與亞磷醯胺。
  122. 如申請專利範圍第119項之方法，其中該第一物種之反應性親電子基或該第二物種之反應性親電子基中的至少一者以共價鍵聯接至該核心之外表面。
  123. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡包含硬式透氣性鏡片。
  124. 如申請專利範圍第111項之方法，其進一步包含將隱形眼鏡之外表面改性以在該外表面上形成複數個反應性親核部位或複數個親電子部位。
  125. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該改性步驟包含使該隱形眼鏡之外表面受氣體電漿處理。
  126. 如申請專利範圍第111項之方法，其進一步包含將二官能性單體或聚合物加到用於形成該隱形眼鏡的預聚合混合物中。
  127. 如申請專利範圍第126項之方法，其中該二官能性單體或聚合物實質上不改變該隱形眼鏡之光學特性。
  128. 如申請專利範圍第126項之方法，其中該二官能性單體或聚合物提供額外的親核或親電子反應部位於該隱形眼鏡表面上。
  129. 如申請專利範圍第111項之方法，其進一步包含將隱形眼鏡之外表面改性。
  130. 如申請專利範圍第129項之方法，其中該將隱形眼鏡之外表面改性包含下列中的一或多者：pH值調節、電漿活化、光活化、液態單體混合物活化、濕式活化、與添加可與仍存留反應部位之隱形眼鏡反應的單體。
  131. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該第一與第二親核性共軛反應皆是Click反應。
  132. 如申請專利範圍第131項之方法，其中該Click反應是共軛加成反應。
  133. 如申請專利範圍第131項之方法，其中該第一與第二親核性共軛加成反應皆是1,4-親核性加成反應。
  134. 如申請專利範圍第133項之方法，其中該第一與第二親核性共軛加成反應皆是麥可類型反應(Michael-type reaction)。
  135. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該反應步驟是在pH值介於約5到約11之間進行。
  136. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡包含由聚矽氧烷構成的核心。
  137. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡包括含有聚矽氧烷的核心。
  138. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡包含實質上沒有聚矽氧烷的核心。
  139. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡包含水凝膠核心。
  140. 如申請專利範圍第111項之方法，其進一步包含添加至少一種活性劑到該水凝膠塗層中。
  141. 如申請專利範圍第140項之方法，其中該至少一種活性劑係選自由下列所組成的組群：UV吸收劑、可視著色劑、抗微生物劑、生物活性劑、可溶濾的潤滑劑、可溶濾的淚液安定劑、或彼等之任何混合物。
  142. 如申請專利範圍第141項之方法，其中該抗微生物劑包含銀奈米粒子。
  143. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之厚度少於約50微米。
  144. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之透氧率(DK/t)大於200。
  145. 如申請專利範圍第144項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之透氧率(DK/t)大於300。
  146. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡之彈性模數少於約1.8MPa。
  147. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該隱形眼鏡之平衡含水率少於約1%。
  148. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠層之厚度介於約1nm到約50nm之間。
  149. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠層之厚度少於約50nm。
  150. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠層之厚度少於約40nm。
  151. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠層之厚度低於約100nm。
  152. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約50度。
  153. 如申請專利範圍第153項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之以捕留氣泡試驗測量的前進接觸角少於約35度。
  154. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之臨界摩擦係數少於約0.055。
  155. 如申請專利範圍第111項之方法，其中該水凝膠塗覆的隱形眼鏡之水膜破裂時間大於約20秒。
  156. 如申請專利範圍第111項之方法，其進一步包含選擇反應條件、第一聚合物物種、與第二聚合物物種中的一或多者以實現如申請專利範圍第143至155項中任一項界定之特性。
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