TWI421306B - 具有高含水率之聚矽氧水膠 - Google Patents

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Description

具有高含水率之聚矽氧水膠
本發明係關於一種具有高含水率之聚矽氧水膠。本發明亦係關於藉此製得之經改質眼用物件，特別是隱形眼鏡或人工水晶體(IOL)。
隱形眼鏡發展至今已有近百年的歷史，為一般眼鏡族普遍使用的重要醫療器材之一。在1950年代，捷克科學家利用聚甲基丙烯酸羥乙酯(poly(hydroxyethyl methacrylate)；HEMA)材料製成水凝膠，發明了軟式隱形眼鏡，至今此種材料仍被使用。隨著科技的進步，隱形眼鏡材料的演進也朝向高透氧性及高舒適性發展。
以聚矽氧水膠作為材料之隱形眼鏡的發展亦已有多年的歷史，過去此等產品的開發目標主要在於提升聚矽氧水膠的透氧性及含水率等特性。目前市面上所販售之聚矽氧水膠產品的透氧值皆可達到100 barriers以上，然而，聚矽氧水膠的含水率卻無法有效地提升。
一般而言，聚矽氧水膠主要係由含矽單體之反應產物及其所包含之水所組成，其中水於聚矽氧水膠所佔之比例，亦可稱之為聚矽氧水膠之含水量。由於含矽單體與其反應產物皆較疏水且潤濕性差，易使得以其所製得之隱形眼鏡表面的潤濕效果不佳及含水率較低，導致配戴時眼睛容易感覺乾澀不舒適，此亦即是當前聚矽氧水膠隱形眼鏡所欲積極改善的方向。
對於提高隱形眼鏡含水率及表面潤濕性的問題，先前技術中已有利用各種物理或化學方法進行改良的相關揭示。例如，美國專利第4,158,089號及第6,242,508號揭示在配方中添加其他親水性的單體進行共聚合；美國專利第5,969,076號及第6,596,294號則揭示以化學方法合成出各種具親水性之含矽分子，並將其添加在配方中以提升親水性及潤濕性；美國專利第6,367,929號揭露在聚矽氧水膠主成份中添加高分子量之親水性高分子(如PVP)，藉以提升潤濕性及親水性。然而，就目前技術而言，此等方法對於提升聚矽氧水膠含水率的效果並不顯著，其含水率皆小於50%。
此外，亦有許多利用物理方式提升隱形眼鏡含水率或表面潤濕性的研究。例如，美國專利第6,867,245號及第5,274,008號揭示使用具有高極性的模具製備隱形眼鏡；美國專利第4,214,014號即揭示利用電漿對隱形眼鏡表面進行處理。此等物理方式的處理雖可成功地改善隱形眼鏡表面的潤濕效果，但對隱形眼鏡本身的含水率並無法有效地提升，致使在配戴經上述方式改良之隱形眼鏡時，僅有短暫的舒適效果，而無法獲得長時間的配戴舒適感。
就舒適性而言，長期配戴隱形眼鏡通常會使眼睛感到乾澀、不舒服，造成此等感覺的原因包括，隱形眼鏡的水份散失速率較快、淚腺無法提供充足淚液或隱形眼鏡長時間地與外界空氣接觸而導致水分逐漸散失。以上情形可能使隱形眼鏡配戴者感覺眼睛較乾澀，或甚至可能造成視力不佳的問題。
綜上所述，產業界仍需一技術解決方案，能使得聚合成型後之隱形眼鏡具有高含水率及高保水性的功效。
本發明之目的為提供一種用於眼用物件之聚矽氧水膠，其包含用於形成聚矽氧水膠之單體混合物的反應產物及水，其中該水之含量佔整體聚矽氧水膠總重量計，為不小於50重量%，且該單體混合物包含至少一種含矽單體及至少一種離子型單體，其中該離子型單體之含量以整體聚矽氧水膠乾重之總重量計，為不小於0.7重量%。
本發明之又一目的為提供一種由本發明之聚矽氧水膠所製得之眼用物件。
相較於先前技術，本發明之聚矽氧水膠本身具有高含水率，其可降低所製得之隱形眼鏡中的水分散失速率，並改善隱形眼鏡表面潤濕性不佳的缺點，有效解決先前技術所面臨的問題。
為使本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施方式，並配合所附圖式詳細說明如下：
本發明係關於一種用於眼用物件之聚矽氧水膠，其包含用於形成聚矽氧水膠之單體混合物的反應產物及水，其中該水之含量佔整體聚矽氧水膠總重量計，為不小於50重量%，該單體混合物包含至少一種含矽單體及至少一種離子型單體，其中該離子型單體之含量以整體聚矽氧水膠乾重之總重量計，為不小於0.7重量%。
於本文中，術語「單體」係涵蓋可聚合之低分子量化合物(即通常具有低於700之數均分子量)，及可聚合之中至高分子量化合物或聚合物，有時亦稱為巨單體(即通常具有大於700之數均分子量)。因此，當瞭解本文中之「含矽單體」及「離子型單體」一詞包含單體、巨單體及預聚物。預聚物係為部分聚合之單體或可進一步聚合之單體。
聚矽氧水膠通常係藉由聚合含有至少一種含矽單體之單體混合物來製備。「聚矽氧(polysiloxane或silicone)」意謂材料為包含至少5重量%之矽氧鏈(-OSi-鏈)，較佳為10至100重量%矽氧鏈，更佳為30至90重量%矽氧鏈之有機聚合物的材料。
用於形成本發明聚矽氧水膠之單體混合物包含至少一種離子型單體，該離子型單體具有可解離的官能基，如羧酸基團。環境的酸鹼性對此種基團解離的影響係如下所示：
茲配合圖式進一步說明。如圖1所示，在pH小於7的酸性溶液中，羧酸基無法自行解離，且容易被溶液中的氫離子質子化而形成氫鍵，因而限制住水膠的網絡，亦限制了水膠中高分子鏈的運動，進而減少了水分子進入水膠的機會，降低水膠的膨潤率。
如圖2所示，在pH大於7的鹼性溶液中，羧酸基可解離，並以負離子COO- 形式出現在高分子鏈段上而造成氫鍵斷裂，且因為有陰離子形成，高分子鏈段間具有排斥力，使得鏈段間產生最大的距離，此空間的改變可使得更多的水分子進入水膠，進而提高水膠的含水率。
適合用於本發明中之離子型單體包括，但不限於，丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid；MA)、反丁烯二酸(fumarate)、呋喃-2-丙烯酸(furan-2-acrylic acid)、3-(2-噻吩)丙烯酸(3-(2-thienyl)acrylic acid)、6-甲基-2-(三甲矽烷基)-3-乙烯基-6-庚烯酸(6-methyl-2-(trimethylsilyl)-3-vinyl-6-heptenoic acid)、2-(三氟甲基)丙烯酸(2-(trifluoromethyl)acrylic acid)或其混合物。
根據本發明，離子型單體之含量以聚矽氧水膠乾重之總重量計為不小於0.7重量%，較佳為0.7至10重量%，更佳為1至3重量%。
適合用於形成本發明聚矽氧水膠之含矽單體並無任何特別的限制，任何習知的含矽單體皆可被應用於本發明中，其包括，但不限於，(三甲基甲矽烷氧基)-3-甲基丙烯氧基丙基矽烷((trimethylsiloxy)-3-methacryloxypropylsilane；TRIS)、3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯(3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate)、3-(二乙氧基甲基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯(3-diethoxymethylsilyl)-propyl methacrylate)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、二乙氧基(甲基)乙烯基矽烷(diethoxy(methyl)vinylsilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)甲基二甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl-methyldimethoxysilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)甲基二乙氧基矽(3-methacryloxypropyl-methyldiethoxysilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl-trimethoxysilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)三乙氧基矽烷(3-methacryloxypropyl-triethoxysilane)、乙烯基三(異丙氧基)矽烷(vinyltri(isopropoxy)silane)、乙烯基三丙氧基矽烷(vinyltripropoxysilane)、參(三甲基甲矽烷氧基)矽丙烷基甲基丙烯酸酯(tris(trimethylsiloxy) silylpropyl methacrylate)、雙(三甲基甲矽烷氧基)甲基矽丙烷基甲基丙烯酸酯(bis(trimethylsiloxy)methylsilylpropyl methacrylate)、五甲基二矽氧烷丙基甲基丙烯酸酯(pentamethyldisiloxanepropyl methacrylate)、參(三甲基甲矽烷氧基)甲矽烷基丙氧基乙基甲基丙烯酸酯(tris(trimethylsiloxy)silyl propyloxyethyl methacrylate)、參(聚二甲基甲矽烷氧基)甲矽烷基丙基甲基丙烯酸酯(tris(polydimethylsiloxy)silylpropyl methacrylate)或其混合物。
根據本發明，含矽單體之含量以聚矽氧水膠乾重之總重量計，為至少40重量%，較佳為40至60重量%，更佳為45至55重量%。
水膠之水合、交聯聚合系統中，含呈平衡狀態之水，水分子與高分子鏈之間的物理或化學關聯極為重要，水分子在水膠中的不同行為與狀態則扮演不同且關鍵的角色(Synthesis and Characterization of a pH- and Ionic Strength-Responsive Hydrogel,Soft Materials,5:4,183-195；Journal of Applied Polymer Science,Vol. 101,3227-3232(2006))。
水分子在水膠中主要具有二種型態：自由水(free water)與結合水。其中，結合水可再進一步區分為冷凍結合水(freezing bound water；或稱冷凍束縛水)及非冷凍結合水(non-freezing bound water；或稱非冷凍束縛水)。
自由水係指水分子在整個高分子鏈的網絡中，與高分子鏈間無任何吸引力或排斥力，故其可在高分子鏈的網絡中自由移動。非冷凍結合水則指與高分子表面之官能基具有很強作用力(氫鍵)的水分子，通常可視為高分子之一部分。此種水分子無法在高分子鏈的網絡中自由地活動，故當溫度達到水的凝固點時，此種水分子間無法產生規則的排列，因而難以形成結晶態。此外，冷凍結合水之水分子作用力則是介於前二者之間，其與鍵結在高分子鏈上的水之間只有輕微的作用力(凡得瓦力)，其於凝固點時的結晶性較一般水分子稍弱。
當高分子鏈上具有許多親水性基團時，水膠材料與水分子間即會產生水合作用，因而提高冷凍結合水及非冷凍結合水的含量，明顯地影響到水膠的膨潤性與含水量。通常水膠具有大於5重量%之水含量，且較佳在10至80重量%之間。各種水分子於水膠中的含量可藉由掃描式熱差分儀(differential scanning calorimetry)及熱重分析儀(thermogravimetric analyzer)測得。
本發明聚矽氧水膠所含非冷凍結合水之含量，以自由水、冷凍結合水及非冷凍結合水之整體水含量計，為不少於20%，較佳為20至40%，更佳為20至37%。於此狀況下，該聚矽氧水膠具有吸附較多水分子之能力。由於非冷凍結合水與水膠材料間具有作用力，可使水分散失較慢，因而將此特性應用於隱形眼鏡上，則可減緩隱形眼鏡中之水分蒸散速率，使隱形眼鏡於配戴的過程中可保有更佳的水潤舒適感。
本發明聚矽氧水膠，具有不小於50%的含水率，較佳為50至70%，更佳為55至63%。
本發明聚矽氧水膠所含單體混合物可視需要進一步包含至少一種親水性非離子型單體，該親水性非離子型單體包括，但不限於，2-羥乙基甲基丙烯酸酯(2-hydroxyethyl methacrylate；HEMA)、2-羥乙基丙烯酸酯(2-hydroxyethyl acrylate)、甲基丙烯酸甘油酯(glycerol methacrylate)、2-二甲基胺乙基丙烯酸酯(2-dimethylaminoethyl acrylate)、N-乙烯基-甲醯胺(N-vinyl-formamide)、N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone；NVP)、丙烯醯基嗎福啉(acryloylmorpholine)、甲基丙烯醯胺(methacrylamide)、N,N-二甲基丙烯醯胺(N,N-dimethylacrylamide；DMA)、N,N-二乙基丙烯醯胺(N,N-diethylacrylamide)、二羥乙基甲基丙烯醯胺(2-hydroxyethyl methacrylamide)、N-異丙基丙烯醯胺(N-isopropylacrylamide)或其混合物。
親水性非離子型單體之使用量以聚矽氧水膠乾重之總重量計，為不高於60重量%，較佳為30至60重量%，更佳為35至55重量%，最佳為40至50重量%。
本發明之聚矽氧水膠在共聚時可藉由加入適當之引發劑，並利用諸如UV、熱量或其組合之方法發生固化以澆鑄成形。代表性熱引發劑為有機過氧化物，例如過氧化乙醯、過氧化月桂醯、過氧化癸醯、過氧化硬脂醯、過氧化苯甲醯、過氧化特戊酸第三丁酯、過氧化二碳酸酯及諸如256,225(Atofina Chemical,Philadelphia,PA)之市售熱引發劑及其類似物，該等引發劑以佔總單體混合物約0.01至2重量%之濃度使用。代表性UV引發劑為在此領域中已知之引發劑，諸如，但不限於，二苯乙二酮甲醚、二苯乙二酮乙醚、1173、1164、2273、1116、2959、3331、651及184(Ciba Specialty Chemicals,Ardsley,New York)。
如此技術領域中具有通常知識者所瞭解，除上述聚合作用引發劑外，本發明之聚矽氧水膠中視需要亦可包括其它組份，例如，額外的著色劑、UV吸收劑及額外的加工助劑等，諸如彼等在隱形眼鏡技術中已知者。
本發明聚矽氧水膠具有良好透氧性、高含水量及高保水性等功效，因此非常適合作為眼用物件，特別是隱形眼鏡或人工水晶體(IOL)。經表面接觸角量測儀測得，本發明聚矽氧水膠所製得之物件具有不大於30°之表面接觸角，較佳為10至30°，更佳為15至25°。
可藉由諸如揭示於美國第3,408,429號專利及第3,496,254號專利中之旋轉澆鑄(spin cast molding)製程、諸如揭示於美國第5,271,875號專利中之固定澆鑄(cast molding)製程或諸如揭示於美國第4,084,459號專利及第4,197,266號專利中之壓製成型等習知方法，使由本發明之聚矽氧水膠所得共聚物形成隱形眼鏡。單體混合物之聚合作用可在對應於所要隱形眼鏡形狀之旋轉模具或固定模具中進行。必要時，如此獲得之隱形眼鏡可進一步經受機械修整。聚合作用亦可在適當的模具或容器中進行以得到呈鈕扣形、盤形或桿形之眼鏡材料，其接著可經處理(例如經由車床或雷射切割或拋光)以得到具有所要形狀之隱形眼鏡。
以下實施例係用於對本發明作進一步說明，惟非用以限制本發明之範圍。任何此技術領域中具有通常知識者可輕易達成之修飾及改變均包括於本案說明書揭示內容及所附申請專利範圍之範圍內。
實施例 合成化學藥品
1.　2-羥乙基甲基丙烯酸酯(簡稱HEMA)：購自Sigma。
2.　N-乙烯基吡咯烷酮(簡稱NVP)：，購自Sigma。
3.　甲基丙烯酸(MA)：，購自Sigma。
4.　(三甲基甲矽烷氧基)-3-甲基丙烯氧基丙基矽烷(TRIS)：，購自Sigma。
5.　CoatOsil：，購自Momentive。
6.　乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)：，購自Sigma。
7.　D1173光起始劑：購自於Ciba Chemicals。
聚矽氧水膠材料之製備 實例1：
依據表1中配方1所示之組成及含量，將各成份均勻混合，並經紫外光照交聯聚合60分鐘，將完成之聚合物浸泡於50%酒精中20分鐘，再以70%酒精萃取60分鐘以去除未反應的單體。將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中60分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
實例2：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為9之氫氧化鈉(NaOH)溶液中60分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
實例3：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為10之氫氧化鈉(NaOH)溶液中60分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
比較例1：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜直接浸泡於生理食鹽水中，不經過浸泡鹼性溶液之程序。
實例4：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中30分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
實例5：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中120分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
實例6：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中240分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
實例7：
同實例1的進料比及反應條件，惟將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中480分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
實例8：
依據表1中配方2所示之組成及含量，將各成份均勻混合，並經紫外光照交聯聚合60分鐘，將完成之聚合物浸泡於50%酒精中20分鐘，再以70%酒精萃取60分鐘以去除未反應的單體。將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中60分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
比較例2：
依據表1中配方3所示之組成及含量，將各成份均勻混合，並經紫外光照交聯聚合60分鐘，將完成之聚合物浸泡於50%酒精中20分鐘，再以70%酒精萃取60分鐘以去除未反應的單體。將所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於pH為8之碳酸氫鈉(NaHCO3 )溶液中60分鐘，再浸泡於生理食鹽水中60分鐘以進行置換，最後將該薄膜置於生理食鹽水中浸泡120分鐘至含水率平衡。
含水率測試
將經紫外光照交聯成形之實例1至8及比較例1及2之聚矽氧水膠薄膜自水中取出，並拭乾其表面水份，量測得到濕重為W 0 。於室溫25℃下，將薄膜靜置5分鐘及10分鐘，分別測得重量為W 1 及W 2 。將薄膜放置在烘箱中，以110℃烘烤24小時，以除去材料的水分，並量測得到薄膜乾重為W 3 。經以下公式計算得到水份散失率及含水率，其結果顯示於表2中。
水份散失率(5分鐘)%=
水份散失率(10分鐘)%=
含水率(整體)%=
非冷凍結合水含量測試
將經紫外光照交聯成形之實例1至8及比較例1及2之聚矽氧水膠薄膜以下列步驟分別進行量測，所得結果顯示於表2中。
以熱重分析儀(Thermogravimetric Analyzer，TGA)測量聚矽氧水膠之含水量。取約0.1克之聚矽氧水膠置於樣品盤中，溫度設定由室溫上升至150℃，升溫速度為10℃/分鐘，所得之差量即為聚矽氧水膠之含水量。
以掃描式熱差分儀(Differential Scanning Calorimetry，DSC)測量聚矽氧水膠中水的吸熱峰面積。取約0.1克之聚矽氧水膠置於樣品鋁盤密封，將溫度條件設定為-30至20℃，升溫速度為5℃/分鐘，經量測得到熱分析圖譜。分別將所得圖譜中之約0℃及約-1至-3℃的吸熱峰面積除以純水的熱焓(333.3焦耳/克)即可得到自由水及冷凍結合水的重量。
將由熱重分析儀所得之聚矽氧水膠總含水量扣除自由水及冷凍結合水的含量即可得到非冷凍結合水之含量，並可經計算得到其含量比。
於表2中，實例1至3及比較例1顯示所製得之聚矽氧水膠薄膜浸泡於不同pH下所測得之各項數據；實例1及4至7及比較例1顯示所製得之聚矽氧水膠薄膜經不同時間的鹼性溶液處理所測得之各項數據；實例1及8及比較例2顯示以不同離子型單體含量所製得之聚矽氧水膠薄膜所測得之各項數據。
由表2及圖3所示各項數據可知，當聚矽氧水膠中之非冷凍結合水的含量不少於整體水含量之20%時，本發明之聚矽氧水膠之含水率隨著非冷凍結合水含量的增加而增加，且聚矽氧水膠內部的水份散失率亦較緩慢，而具有保水的效果。
表面接觸角測試
利用接觸角量測儀測量實例1至3及8及比較例1及2之聚矽氧水膠薄膜之表面接觸角。當液體滴在固體表面上時，固體表面和液滴切線的夾角即為「接觸角」。當接觸角為0度時，表示液體能完全地濕潤固體表面；當接觸角為180度時，代表液體完全不能濕潤固體表面。接觸角測試之數據如下表3所示。
由於經過鹼性溶液處理之聚矽氧水膠中的離子型單體解離程度較高，可吸引較多的水分子，使聚矽氧水膠表面的親水性提升，具有較佳的潤濕效果，因此表面接觸角的數值明顯下降。
應容易了解本發明之各種改良是可行的並且是熟諳此技者容易聯想到及預期的。
圖1表示羧酸基在酸性溶液中無法自行解離，易被溶液中的氫離子質子化而形成氫鍵，因而限制住水膠的網絡，減少了水分子進入水膠的機會。
圖2表示羧酸基在鹼性溶液中可解離，以負離子COO- 形式出現在高分子鏈段上而造成氫鍵斷裂，形成陰離子並產生排斥力，造成鏈段間產生最大的距離，使得更多的水分子進入水膠。
圖3為實例1及4至7及比較例1之聚矽氧水膠薄膜的含水率數據。

Claims (16)

  1. 一種用於眼用物件之聚矽氧水膠，其包含用於形成聚矽氧水膠之單體混合物的反應產物及水，其中該水之含量佔整體聚矽氧水膠總重量計，為不小於50重量%，該單體混合物包含至少一種含矽單體、親水性非離子型單體及至少一種離子型單體，其中以整體聚矽氧水膠乾重之總重量計，該離子型單體之含量為0.7至10重量%，該含矽單體之含量為40至60重量%，該親水性非離子型單體之使用量為30至60重量%，其中該聚矽氧水膠所含水分子包含自由水、冷凍結合水及非冷凍結合水，且該非冷凍結合水之含量以整體水含量計不少於20%。
  2. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該離子型單體之含量以整體聚矽氧水膠乾重之總重量計，為1至3重量%。
  3. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該含矽單體之含量以整體聚矽氧水膠乾重之總重量計，為45至55重量%。
  4. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該離子型單體係選自由丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸(methacrylic acid；MA)、反丁烯二酸(fumarate)、呋喃-2-丙烯酸(furan-2-acrylic acid)、3-(2-噻吩)丙烯酸(3-(2-thienyl)acrylic acid)、6-甲基-2-(三甲矽烷基)-3-乙烯基-6-庚烯酸(6-methyl-2-(trimethylsilyl)-3-vinyl-6-heptenoic acid)、2-(三氟甲基)丙烯酸(2-(trifluoromethyl)acrylic acid)及其混合物所組成之群組。
  5. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該含矽單體係選自由(三 甲基甲矽烷氧基)-3-甲基丙烯氧基丙基矽烷((trimethylsiloxy)-3-methacryloxypropylsilane；TRIS)、3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯(3-(triethoxysilyl)propyl methacrylate)、3-(二乙氧基甲基甲矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯(3-diethoxymethylsilyl)-propyl methacrylate)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、二乙氧基(甲基)乙烯基矽烷(diethoxy(methyl)vinylsilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)甲基二甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl-methyldimethoxysilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)甲基二乙氧基矽(3-methacryloxypropyl-methyldiethoxysilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)三甲氧基矽烷(3-methacryloxypropyl-trimethoxysilane)、3-(甲基丙烯酸氧丙基)三乙氧基矽烷(3-methacryloxypropyl-triethoxysilane)、乙烯基三(異丙氧基)矽烷(vinyltri(isopropoxy)silane)、乙烯基三丙氧基矽烷(vinyltripropoxysilane)、參(三甲基甲矽烷氧基)矽丙烷基甲基丙烯酸酯(tris(trimethylsiloxy)silylpropyl methacrylate)、雙(三甲基甲矽烷氧基)甲基矽丙烷基甲基丙烯酸酯(bis(trimethylsiloxy)methylsilylpropyl methacrylate)、五甲基二矽氧烷丙基甲基丙烯酸酯(pentamethyldisiloxanepropyl methacrylate)、參(三甲基甲矽烷氧基)甲矽烷基丙氧基乙基甲基丙烯酸酯(tris(trimethylsiloxy)silyl propyloxyethyl methacrylate)、 參(聚二甲基甲矽烷氧基)甲矽烷基丙基甲基丙烯酸酯(tris(polydimethylsiloxy)silylpropyl methacrylate)及其混合物所組成之群組。
  6. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該水之含量佔整體聚矽氧水膠總重量計為50至70%。
  7. 如請求項6之聚矽氧水膠，其中該水之含量佔整體聚矽氧水膠總重量計為55至63%。
  8. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該非冷凍結合水之含量以整體水含量計為20至40%。
  9. 如請求項8之聚矽氧水膠，其中該非冷凍結合水之含量以整體水含量計為20至37%。
  10. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該親水性非離子型單體之使用量以聚矽氧水膠乾重之總重量計，為35至55重量%。
  11. 如請求項10之聚矽氧水膠，其中該親水性非離子型單體之使用量以聚矽氧水膠乾重之總重量計，為40至50重量%。
  12. 如請求項1之聚矽氧水膠，其中該親水性非離子型單體係選自由2-羥乙基甲基丙烯酸酯(2-hydroxyethyl methacrylate；HEMA)、2-羥乙基丙烯酸酯(2-hydroxyethyl acrylate)、甲基丙烯酸甘油酯(glycerol methacrylate)、2-二甲基胺乙基丙烯酸酯(2-dimethylaminoethyl acrylate)、N-乙烯基-甲醯胺(N-vinyl-formamide)、N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone；NVP)、丙烯醯基嗎福 啉(acryloylmorpholine)、甲基丙烯醯胺(methacrylamide)、N,N-二甲基丙烯醯胺(N,N-dimethylacrylamide；DMA)、N,N-二乙基丙烯醯胺(N,N-diethylacrylamide)、二羥乙基甲基丙烯醯胺(2-hydroxyethyl methacrylamide)、N-異丙基丙烯醯胺(N-isopropylacrylamide)及其混合物所組成之群組。
  13. 一種由如請求項1至12中任一項之聚矽氧水膠所製得之眼用物件，其係隱形眼鏡或人工水晶體。
  14. 如請求項13之眼用物件，其具有不大於30°之表面接觸角。
  15. 如請求項14之眼用物件，其中該表面接觸角為10°至30°。
  16. 如請求項15之眼用物件，其中該表面接觸角為15°至25°。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104725553B (zh) * 2015-03-20 2018-01-16 北京艾克伦医疗科技有限公司 一种用于制备人工晶状体的复合材料及其应用
CN110283273A (zh) * 2019-06-21 2019-09-27 甘肃天后光学科技有限公司 一种高保湿软性亲水硅水凝胶及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200413419A (en) * 2002-03-11 2004-08-01 Johnson & Johnson Vision Care Low polydispersity poly-HEMA compositions
TW200622284A (en) * 2004-08-27 2006-07-01 Asahikasei Aime Co Ltd Silicone hydrogel contact lenses
EP1017737B1 (en) * 1997-09-03 2008-01-23 The Regents of the University of California Novel biomimetic hydrogel materials

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034461A (en) * 1989-06-07 1991-07-23 Bausch & Lomb Incorporated Novel prepolymers useful in biomedical devices
DE60042841D1 (de) * 1999-12-16 2009-10-08 Asahikasei Aime Co Ltd Zum tragen über lange zeiträume geeignete weiche kontaktlinsen
TW200927792A (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Far Eastern Textile Ltd Silicon-containing prepolymer and silicon containing hydrogel and contact lens made therefrom
TW200936562A (en) * 2008-02-26 2009-09-01 Far Eastern Textile Ltd Modified dimethylacrylate monomer, its process of manufacturing and a filling composite resin by using the monomer
TWI401263B (zh) * 2009-12-31 2013-07-11 Far Eastern New Century Corp 增進聚矽氧水膠潤濕性之共聚物、包含其之聚矽氧水膠組成物及由此製得之眼用物件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1017737B1 (en) * 1997-09-03 2008-01-23 The Regents of the University of California Novel biomimetic hydrogel materials
TW200413419A (en) * 2002-03-11 2004-08-01 Johnson & Johnson Vision Care Low polydispersity poly-HEMA compositions
TW200622284A (en) * 2004-08-27 2006-07-01 Asahikasei Aime Co Ltd Silicone hydrogel contact lenses

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