TWI582122B - 自零稀釋劑反應性混合物形成之聚矽氧水凝膠 - Google Patents

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Description

自零稀釋劑反應性混合物形成之聚矽氧水凝膠
本發明係關於可無需用稀釋劑形成之具有所要平衡特性之聚矽氧水凝膠稀釋劑。
與自諸如聚甲基丙烯酸2-羥乙酯(poly(2-hydroxyethyl methacrylate))(HEMA)之非聚矽氧材料製成之軟式鏡片相比，自聚矽氧水凝膠隱形眼鏡製成之此類軟式隱形眼鏡提供改良之透氧性。最初製作聚矽氧水凝膠隱形眼鏡的成效受到不良可濕性、高模數、不良清晰度、水凝不穩定性或用於製作這些聚矽氧水凝膠之原料的高成本之阻礙。雖然各種解決方案已證明稍微成功克服這些缺點各者，但仍需要可自價錢低廉的市售單體製作且具有極佳可濕性(不需要表面改質)、低模數、良好清晰度及所要透氧性之聚矽氧水凝膠。
已揭示含有聚合濕潤劑(諸如聚(N-乙烯吡咯啶酮)(PVP))及無環聚醯胺之聚矽氧水凝膠配方。但是，這些聚合物相當大並且需要使用必需定製製造的特殊相容組分。相容組分之實例包括2-丙烯酸，2-甲基，2-氫氧基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基甲矽烷基)氧]甲矽醚基]丙醯氧]丙脂(2-propenoic acid,2-methyl-,2-hydroxy-3-[3-[1,3,3,3-tetramethyl-1-[(trimethylsilyl)oxy]disiloxanyl]propoxy]propyl ester)(SiGMA)。
單體N-乙烯吡咯啶酮(NVP)亦被併入至用於製作聚矽氧水凝膠聚合物的單體混合液中，其用量典型為單體混合物之25%至55%(以重量計)。下列美國專利中已描寫此等材料：4,136,250；4,153,641；4,260,725及6,867,245。這些參考文獻中描述之材料大體上併入作為之交聯劑多官能 聚矽氧單體或巨分子單體，並且藉此增加最終聚合物之模數。
US 4,139,513揭示可使用2-丙烯酸，2-甲基-，2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲矽)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)以自包含NVP及HEMA之配方形成鏡片。SiGMA係所揭示之聚矽氧之唯一來源。但是，因為彼等單體中之相對低聚矽氧含量，所以難以達成最終聚合物中所要之透氧性程度。
US 2010/0048847揭示自含約52% NVP、HEMA與TRIS之單甲基丙烯酸氧基烷基聚二甲基矽氧烷甲基丙烯酸之摻合物製成之聚矽氧水凝膠。經揭示需要稀釋劑，並且甚至使用乙醇及乙酸乙酯之摻合物作為稀釋劑，揭示之聚合物揭示(在變化程度上)濁矇。藉由添加至少約1.5%甲基丙烯酸(MAA)而減少濁矇度。
但是，添加諸如MAA之陰離子單體可造成聚矽氧水凝膠中之水凝不穩定性，如Lai,Y.、Valint,P.及Friends,G.所揭示之「用於隱形眼鏡應用之聚矽氧水凝膠中離子親水性單體之作用」(The role of ionic hydrophilic monomers in silicone hydrogels for contact lens application)；1997年4月13至17日213th ACS National Meeting，San Francisco。
本發明係關於一種聚矽氧水凝膠，其包含下列項目、由下列項目所組成並且在某些實施例中基本上由下列項目所組成：約8至約17重量%之矽，其前進接觸角小於約80°，在無表面改質情況下自包含下列項目、由下列項目所組成並且在某些實施例中基本上由下列項目所組成之反應混合液所形成至少一單官能聚二烷基矽氧烷單體，其具有介於7個與120個之間之二烷基矽氧烷重複單元並且可選擇性地用至少一羥基取代；選擇性地一或多個單官能含羥基聚矽氧單體，其具有少於7個二烷基矽氧烷重複單元、三烷基聚矽氧基或其組合；前提為若該單官能聚二烷基矽氧烷不包含至少一羥基，包括至少一單官能含羥基聚矽氧單體；約40至約60重量%之至少一慢反應親水性單體；至少一含羥基親水性單體，其中含羥基組分對慢反應親水性 單體之莫耳比介於約0.15至約0.4之間，其中該反應混合液無稀釋劑。
本發明亦係關於一種聚矽氧水凝膠，其包含介於約8與約17之間重量%之矽、由介於約8與約17之間重量%之矽所組成或基本上由介於約8與約17之間重量%之矽所組成，其前進接觸角小於約80°，在無表面改質情況下自包含下列項目、由下列項目所組成或由下列項目所組成之一反應混合物形成該聚矽氧水凝膠：至少一羥基取代之單官能聚二烷基矽氧烷單體，其具有介於2與120之間之二烷基矽氧烷重複單元；選擇性地一或多個單官能聚矽氧單體，其具有7至120個二烷基矽氧烷重複單元，前提為若該單官能含羥基聚矽氧單體具有小於4個二烷基矽氧烷重複單元或為下列式IX 其中如本文中所定義，R3、R12、X、R15、R17及p係至少一單官能聚矽氧單體，其具有7至120個二烷基矽氧烷重複單元；約40至約60重量%之至少一慢反應親水性單體；至少一含羥基親水性單體，其中含羥基組分對慢反應親水性單體之莫耳比介於約0.15至約0.4之間，其中該反應混合液無稀釋劑。
本發明之聚矽氧水凝膠係用於製作生醫裝置、眼用裝置，且特別隱形眼鏡。
1‧‧‧室
2‧‧‧室
3‧‧‧光源
4‧‧‧鏡射表面
5‧‧‧do not describe
6‧‧‧門
7‧‧‧閘控孔隙
100‧‧‧眼用鏡片
101‧‧‧後表面模具部件
102‧‧‧前表面模具部件
103‧‧‧鏡片表面
104‧‧‧凹面
圖1係鏡片總成之示意圖。
圖2係用於動力評估之雙室高溫烘焙箱之示意圖。
圖3係圖2中所示之高溫烘焙箱之室2之示意圖。
本發明係關於可無需用稀釋劑形成之具有所要平衡特性之聚矽氧水凝膠稀釋劑。自包含下列之反應混合液來形成聚矽氧水凝膠：至少一羥基取代之單官能聚二烷基矽氧烷單體，其具有介於2與120之間二烷基矽氧烷重複單元；至少一慢反應親水性單體；及至少一含羥基親水性單體。所得聚矽氧水凝膠出乎意料的易於處理並且顯示卓越的平衡特性，包括霧度、水含量及透氧性。
如本說明書中所用者，「稀釋劑」係指用於反應組分之非反應溶劑。稀釋劑並不會反應以形成生醫裝置的一部分。
本文所用之「生醫裝置」係任何經設計來用於哺乳動物組織或液體中或者其上之物品或指使用於人類組織或液體中或其上之物品。該等裝置之實例包括但不限於導尿管、植入物、支架及眼用裝置，如眼內鏡片、淚管塞(punctal plug)及隱形眼鏡等。例如，該生醫裝置為眼用裝置，尤其是隱形眼鏡，更尤其為由聚矽氧水凝膠製成之隱形眼鏡。
如本說明書中所用者，「生醫裝置」指處於眼內或眼上之產品。如本說明書中所用者，「鏡片」及「生醫裝置」指處於眼內或眼上之產品。該等裝置可提供光學校正、傷口護理、藥物遞送、診斷功能、強化整飾、眩光減小、紫外線阻遏或是此等特性之組合。生醫裝置之非限制性的實例包括鏡片、淚管塞等相似裝置。本文所用之鏡片(或隱形眼鏡)包括但不限於軟式隱形眼鏡、硬式隱形眼鏡、眼內鏡片、覆蓋鏡片、眼嵌入物與光學嵌入物。
如本說明書中所用者，「反應混合液」係指可混合在一起並且反應以形成本發明之聚矽氧水凝膠之反應及非反應組分。反應組分係反應混合液中的任何組分，惟稀釋劑及不會變成聚合物結構部分之任何額外的加工助劑。
如本說明書中所用者，「(甲基)」係指選用之甲基取代。因此，諸如「(甲基)丙烯酸酯」之術語表示甲基丙烯酸自由基及丙烯酸自由基兩者。
除非另有說明，本說明書之所有百分比皆為重量%。
本文所用之片語「未經表面處理」或「無表面處理」意指本發明之裝置外表面並未經分別處理以改善裝置之可濕性。包括電漿處理、接枝、塗層等處理可能因為本發明而放棄使用。除了改善可濕性外，不考量提供其他特性例如但不限於抗菌塗層及色彩應用或其他強化整飾之塗層之表面處理。
如本說明書中所用者，「聚矽氧巨分子單體」及聚矽氧「預聚合物」意指含具有大於約2000分子量之化合物之單及多官能聚矽氧。
如本說明書中所用者，「含羥基組分」係含有至少一羥基之組分。
如本說明書中所用者，「動力半生期」意指在給定反應條件50%反應組分被消耗所歷時之時間。可使用本文所述之方法及計算法來計算動力半生期。
如本說明書中所用者，「單價反應性基」為能夠進行自由基與/或陽離子聚合反應的基。非限定的自由基反應官能基例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯醯胺，N-乙烯內醯胺、C2-12亞烷基、C2-12亞烷基苯基、C2-12亞烷基萘基、C2-6亞烷基苯基C1-6烷基、O-乙烯胺基甲酸酯和O-乙烯碳酸酯。陽離子反應性基的非限定性實例包括乙烯醚或環氧基與前述物質之混合液。自由基反應基的非限定性實例包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸氧基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
如本說明書中所用者，「親水性」意指水溶性。親水性組分係在25℃可溶於水且濃度為1重量分親水性組分至9重量分水。
如本說明書中所用者，「清澈」意指霧度值小於約50%。
在本發明中，選擇組分以在反應作用中之特定點發生反應。例如，選擇「快反應」組分以主要在整體共聚合反應開始時聚合，而選擇慢反應親水性單體以主要在整體共聚合反應結束時聚合。快反應組分包括含聚矽氧組分、羥基烷基單體及某些交聯劑。在一實施例中，慢反應組分之動力半生期大於最快速含聚矽氧單體至少約兩倍。可如本文所述測量動 力半生期。應明白，動力半生期與特定配方有關。
慢反應基之實例包括(甲基)丙烯醯胺、乙烯、烯丙及其組合以及至少一親水性基。在另一實施例中，慢反應基係選自N-乙烯醯胺、O-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯碳酸酯、N-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯醚、O-2-丙烯基，其中可進一步以一甲基取代乙烯或烯丙基。在再另一實施例中，慢反應基係選自乙烯醯胺、O-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯碳酸酯及N-乙烯胺基甲酸酯。
快反應基之實例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。大體上，(甲基)丙烯酸酯比(甲基)丙烯醯胺更快，並且丙烯醯胺比(甲基)丙烯醯胺更快。
在整份說明書中，每當給定化學結構，應明白，可依任何組合來組合針對結構上取代基所揭示之替代物。因此，若結構包含取代基R1及R2，則其等各者包含三個清單潛在基，揭示9種組合。同樣適用於特性組合。
已出乎意料的發現到，藉由選擇反應混合液之組分，可無需使用稀釋劑來形成具有所要平衡特性之聚矽氧水凝膠。
藉由使數種不同可聚合組分反應而成為聚合物來形成聚矽氧水凝膠。聚矽氧水凝膠反應混合液大體上含有使聚合物可實質上吸收大量水之親水性組分及使聚合物可傳輸氧之聚矽氧組分兩者。可惜，聚矽氧係高疏水性，並且組分具有越多聚矽氧，則與親水性組分的相容性越低。再者，對於如隱形眼鏡之最終用途，希望所得聚矽氧水凝膠具有高水含量(50%或以上)及良好透氧性(大於60，或大於80巴耳)兩者之組合。但是，因為這些特性來自於不同組分，而此等組分可不相容，所以難以達成此平衡，並且增加一特性(例如，水含量)大體上導致降低另一特性(通常，透氧性)。過去嘗試需要使用稀釋劑以使組分相容。但是，稀釋劑可能昂貴、易燃並且難以自鏡片移除，使得製造更加困難。
已出乎意料的發現到，可無需使用稀釋劑來製作具有所要平衡特性之一系列聚矽氧水凝膠。許多這些配方具有機械特性，使得可自鏡片模具乾釋出彼等配方，進一步簡化鏡片製程。
本發明之聚矽氧水凝膠顯示至少約50%之水含量及至少約60或至少約80之Dk(透氧係數)值之組合。聚矽氧水凝膠亦清澈。
本發明之反應混合液無稀釋劑，包含：約40與約60重量%之至少一慢反應親水性單體；至少一單官能含羥基聚矽氧單體；及至少一含羥基親水性單體，其中含羥基組分對慢反應親水性單體之莫耳比係介於約0.15至約0.4之間。
該反應混合液之第一組分係至少一慢反應親水性單體。慢反應親水性單體包括至少一慢反應基以及至少一親水性基。在另一實施例中，慢反應基可選自N-乙烯醯胺、O-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯碳酸酯、N-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯醚、O-2-丙烯基，其中可進一步以一甲基取代乙烯或丙烯基。慢反應基可選自乙烯醯胺、O-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯碳酸酯及N-乙烯胺基甲酸酯。親水性基包括羥基、胺、醚類、醯胺、銨基、羧酸、胺基甲酸酯、其組合及類似物。適合之親水性基包括羥基、醚類、醯胺、羧酸、其組合及類似物。若選擇(甲基)丙烯醯胺作為慢反應親水性單體，則必須使用具有非常短之動力半生期的含聚矽氧單體，諸如丙烯酸。
慢反應親水性單體可選自式I之N-乙烯基醯胺單體、式II-IV之乙烯吡咯啶酮及式V之n-乙烯哌啶酮：
其中R係H或甲基，並且在一實施例中，R係H；R1、R2、R3、R6、R7、R10及R11係獨立地選自H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、C(CH3)2；R4及R8係獨立地選自CH2、CHCH3及-C(CH3)；R5係選自H、甲基、乙基；以及R9係選自CH=CH2、CCH3=CH2及CH=CHCH3。
R1及R2中之碳原子總數目可係4或以下，較佳的是R1及R2係甲基。
慢反應親水性單體可選自式I之N-乙烯醯胺或單體式II或IV之乙烯吡咯啶酮。在再另一實施例中，R6係甲基，R7係氫，R9係CH=CH2，R10及R11係H。
該慢反應親水性單體可選自乙二醇乙烯醚(EGVE)、二(乙二醇)乙烯醚(DEGVE)、N-乙烯醯胺，包括N-乙烯吡咯啶酮(NVP)、1-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-甲基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、5-甲基-3-亞甲基-2-吡咯 啶酮；1-乙基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、N-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、5-乙基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-n-丙基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-n-丙基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-異丙基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-異丙基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、N-乙烯基-N-甲基乙醯胺(VMA)、N-乙烯基-N-乙基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基甲醯胺、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基異丙基醯胺、烯丙醇、N-乙烯基己內醯胺、N-2-羥基乙基乙烯基胺基甲酸酯、N-羧基乙烯基-β-丙胺酸(VINAL)、N-羧基乙烯基-α-丙胺酸及其混合物。
該慢反應親水性單體可選自N-乙烯吡咯啶酮、N-乙烯基乙醯胺、1-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-甲基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、5-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮及其混合物。較佳的是，慢反應親水性單體可選自NVP、VMA及1-甲基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮。更較佳的是，慢反應親水性單體包括NVP。
本發明之無稀釋劑配方進一步包含至少一快反應單官能含羥基聚矽氧組分，其包含少2個烷基聚矽氧基。至少一單官能含羥基聚矽氧組分可包含聚二烷基矽氧烷，其具有介於約4與約120之間、介於約4與約60之間或介於約4與約30之間之重複單元。烷基聚矽氧基可係二烷基矽氧烷基、三烷基聚矽氧基或其組合，但是，由於高分支聚矽氧基(諸如三(三甲基聚矽氧)基提供非所要機械特性至所得聚合物，所以高分支聚矽氧基不佳。聚矽氧水凝膠係自包含小於約10%、小於5%及0% TRIS之反應混合物形成。
當單一含聚矽氧組分係所要的時，至少一快反應單官能含羥基聚矽氧組分將包含充分量之烷基聚矽氧基，以提供具有介於約8與約17之間重量%之矽(基於共聚合物之重量，不包括水)之所得聚矽氧水凝膠。對於此實施例，適用之至少一快反應單官能含羥基聚矽氧組分可包含介於約4與約120之間、介於約6與約60之間或介於約6與約30之間二烷基矽氧烷重複單元。
本發明之反應混合液可包含：至少一單官能含羥基聚矽氧組分，其包含至少2個烷基聚矽氧基；及至少一單官能聚矽氧單體，其具有7至120個二烷基矽氧烷重複單元、介於約4與約60之間及介於約4或約30 之間之重複單元。
該至少一單官能聚矽氧單體可包含(a)快反應基及(b)聚二烷基矽氧烷鏈。因此，該至少一單官能聚矽氧單體可包含選自(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物之反應基。該單官能聚矽氧單體亦可含有至少一氟。該單官能聚矽氧單體可選自式VII之單(甲基)丙烯酸酯氧基烷基聚二烷基矽氧烷(mono(meth)acryloxyalkyl polydialkylsiloxane)單體或式VII之苯乙烯基聚二烷基矽氧烷(styryl polydialkylsiloxane)單體：
其中R12係H或甲基；X係O或NR16；每一R14獨立地係C1-C4烷基，其可被氟取代或係苯基，或每一R14可獨立地選自乙基及甲基，所有R14可係甲基，或至少一R14可係3,3,3-三氟丙基。
R12及每一R14可係甲基。
R15係C1-C4烷基；R13係二價烷基，其可進一步以選自由下列組成之群組之官 能基予以官能化：醚基、羥基、氨基甲酸酯基及其組合，或係C1至C6伸烷基，其可以醚類、羥基及其組合取代，較佳係C1或C3至C6伸烷基可以醚類、羥基及其組合取代；a可係7至120、7至60或7至30。
R16係選自H、C1-4烷基，其可進一步以一或多個羥基取代、較佳可係H或甲基。
R12及每一R14可係甲基。
至少一R14可係3,3,3-三氟丙基。
該至少一單官能聚矽氧單體可選自式VII之單(甲基)丙烯酸氧基烷基聚二烷基矽氧烷單體。適用之含聚矽氧單體之實例包括選自由下列組成之群組之單甲基丙烯酸氧基烷基聚二甲基矽氧烷甲基丙烯酸(monomethacryloxyalkylpolydimethylsiloxane methacrylate)：單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正丁基封端聚二甲基矽氧烷(monomethacryloxypropyl terminated mono-n-butyl terminated polydimethylsiloxane)、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正甲基封端聚二甲基矽氧烷(monomethacryloxypropyl terminated mono-n-methyl terminated polydimethylsiloxane)、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正丁基封端聚二乙基聚矽氧(monomethacryloxypropyl terminated mono-n-butyl terminated polydiethylsiloxane)、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正甲基封端聚二甲基矽氧烷(monomethacryloxypropyl terminated mono-n-methyl terminated polydimethylsiloxane)、N-(2,3-二羥基丙烷)-N’-(丙基四(二甲基矽氧基)二甲基正丁基矽烷)丙烯醯胺(N-(2,3-dihydroxypropane)-N’-(propyl tetra(dimethylsiloxy)dimethylbutylsilane)acrylamide)、α-(2-羥基-1-甲基丙烯酸氧基丙基氧基丙基)-ω-丁基-十甲基五矽氧烷(α-(2-hydroxy-1-methacryloxypropyloxypropyl)-ω-butyl-decamethylpentasiloxane)及其混合物。
該含聚矽氧組分可選自由下列組成之群組：單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正丁基封端聚二甲基矽氧烷、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正甲基封端聚二甲基矽氧烷、N-(2,3-二羥基丙烷)-N’-(丙基四(二甲基矽氧基) 二甲基正丁基矽烷)丙烯醯胺、α-(2-羥基-1-甲基丙烯酸氧基丙基氧基丙基)-ω-丁基-十甲基五矽氧烷及其混合物。
該含聚矽氧組分可選自US20110237766之丙烯醯胺聚矽氧，並且特別係下列通式(s1)至(s6)中表達之聚矽氧單體。
其中m係4至12或適合地係4至10。
亦可包括額外的含聚矽氧組分。可包括具有本文揭示之反應基的任何額外揭示之聚矽氧組分。實例包括顯示分支聚矽氧鏈之含聚矽氧單體，諸如SiMAA及TRIS。
該至少一單官能含聚矽氧單體係以充分量存在於反應混合液中，以提供所要透氧性。本發明優點在於可達成大於約80巴耳、大於約90巴耳或大於約100巴耳之透氧性。適合之用量將取決於該含聚矽氧單體中所包括之聚矽氧鏈長度，具有較長鏈之含聚矽氧單體需要較小單體。用量包括自約20至約60重量%或自約30至約55重量%。
當單官能含聚矽氧單體不含有至少一羥基時，本發明之反應混合液進一步包含至少一單官能含羥基聚矽氧組分，其包含至少2個烷基聚矽氧基。該單官能含羥基聚矽氧組分包含與單官能含聚矽氧單體相同的反應性官能。在某些實施例中，該單官能含羥基聚矽氧組分係式IX之化合 物 其中R12、R3、R15、X係如上文所定義，p係4至20或4至12，R18係以至少一羥基取代之二價烷基，其可進一步以選自由下列組成之群組之官能基予以官能化：醚基、氨基甲酸酯基及其組合，或係以至少一羥基取代之C1至C6伸烷基，其亦可以至少一醚基取代，或係以至少一羥基取代之C1或C3至C6伸烷基，其亦可以至少一醚基取代；R17係選自R14或三甲基矽氧基。
單官能含羥基聚矽氧組分之實例包括3-(甲基丙烯酸氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基矽氧基)甲基矽烷(3-(methacryloxy-2-hydroxypropoxy)propylbis(trimethylsiloxy)methyl silane)(SimMA)、α-(2-羥基-1-甲基丙烯酸氧基丙基氧基丙基)-ω-丁基-八甲基五矽氧烷(α-(2-hydroxy-1-methacryloxypropyloxypropyl)-ω-butyl-octamethylpentasiloxane)、N-(2,3-二羥基丙烷)-N’-(丙基四(二甲基矽氧基)二甲基正丁基矽烷)丙烯醯胺(N-(2,3-dihydroxypropane)-N’-(propyl tetra(dimethylsiloxy)dimethylbutylsilane)acrylamide)： 及下列結構之單體：
該單官能含羥基聚矽氧組分可包含α-(2-羥基-1-甲基丙烯酸氧基丙基氧基丙基)-ω-丁基-八甲基五矽氧烷。
該反應混合液可係實質上無TRIS，並且亦可係實質上無含聚矽氧巨分子單體或具有數平均分子量大於約8,000或大於約5,000之預聚合物。
本發明之反應混合液進一步包含選自下列之至少一羥基烷基單體：式X之羥基烷基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯胺單體或式XI之苯乙烯基化合物 其中R1係H或甲基，X係O或NR4、R4係H、C1至C4烷基，其可進一步以至少一OH、甲基或2-羥基乙基取代；以及R係選自C2至C4單或二羥基取代之烷基及具有1至10個重複單元之聚(乙二醇)；2-羥基乙基、2,3-二羥基丙基或2-羥基丙基。
適合地，R1係H或甲基，X係氧及R係選自C2至C4單或二羥基取代之烷基及具有1至10個重複單元之聚(乙二醇)；或R1係甲基，X係氧及R係選自C2至C4單或二羥基取代之烷基及具有2至20個重複單元之聚(乙二醇)；或R1係甲基，X係氧及R係選自C2至C4單或二羥基取代之烷基。適合地，至少一羥基係在R烷基之封端上。
適用之羥基烷基單體之實例包括2-羥基乙基甲基丙烯酸、2-羥基乙基丙烯酸、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、1-羥基丙基-2-(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-2-甲基-丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥基-2,2-二甲基-丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)丙烯醯胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸、雙-(2-羥基乙基)(甲基)丙烯醯胺、2,3-二羥基丙基(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
該羥基烷基單體可選自由下列組成之群組：2-羥基乙基甲基丙烯酸、甘油甲基丙烯酸、2-羥基丙基甲基丙烯酸、羥基丁基甲基丙烯酸、3-羥基-2,2-二甲基-丙基甲基丙烯酸及其混合物。
羥基烷基單體可包含2-羥基乙基甲基丙烯酸、3-羥基-2,2-二甲基-丙基甲基丙烯酸或甘油甲基丙烯酸。
含羥基組分可具有與含聚矽氧單體相同的反應性官能。
羥基烷基單體係以莫耳百分比存在，其形成羥基對慢反應親水性單體之莫耳比至少約0.15，例如，介於約0.15與0.4之間。這係藉由羥基烷基單體中之羥基的莫耳數(包括慢反應親水性單體及含聚矽氧單體上之任何羥基)除以每給定質量單體混合液之慢反應親水性單體莫耳數而計算得出。在此實施例中，對於包含HO-mPDM、HEMA、EGVE及NVP之反應混合液，將計數HO-mPDM、HEMA及EGVE之各者上之羥基。存在於稀釋劑(若使用)中之任何羥基未被計算在內。選擇較低量之羥基烷基單體， 以提供最終鏡片小於約50%或小於約30%之霧度值。
替代地，反應混合液中之反應組分上之所有羥基對矽之莫耳比(HO：Si)可係介於約0.16與0.4之間。藉由反應混合液之反應組分中之羥基莫耳濃度(除為慢反應親水性單體或稀釋劑之部分的之任何羥基外)除以矽莫耳濃度來計算莫耳比。在此情況中，羥基烷基單體及任何含羥基聚矽氧組分兩者皆被計算在內。因此，在計算包含HO-mPDM、HEMA、NVP及EGVE之反應混合液之HO：Si比率中，在計算HO：Si中僅計數HO-mPDM、HEMA之各者上之羥基。
顯而易見，最小量之羥基組分將取決於數項因數而改變，包括：羥基烷基單體上之羥基數目；用量；分子量；及含聚矽氧組分上親水性官能存在或不存在。例如，其中HEMA係用作羥基烷基單體，及約38重量%之mPDMS係用作唯一的含聚矽氧單體，包括至少約8重量%之HEMA(0.16 HO：Si)，以提供所要霧度值。但是，當使用較小量之mPDMS(約20%)時，量僅約2或3%之之HEMA提供霧度值低約50%之聚矽氧水凝膠隱形眼鏡。同樣地，當配方包括實質量之含羥基聚矽氧組分(諸如大於約20重量%HO-mPDMS如同實例68至73中)、量僅約7重量%(0.13 HO：Si或0.24 HOtotal：Si)之HEMA可提供所要程度之霧度。
其中大於約60、80或100巴耳之Dk值係所要的，不希望有超過達成所要霧度所需量之過量羥基烷基單體。
該反應混合液可進一步包含額外的親水性單體。可使用用於製備水凝膠可之任何親水性單分子。例如，可使用含丙烯酸基(CH2=CROX，其中R係氫或C1-6烷基，並且X係O或N)或乙烯基(-C=CH2)之單體。額外的親水性單體之實例係N,N-二甲基丙烯醯胺(N,N-dimethylacrylamide)、聚乙二醇單甲基丙烯酸(polyethyleneglycol monomethacrylate)、甲基丙烯酸、丙烯酸、其組合及類似物。
本發明之反應混合液可額外包含至少一交聯劑。
適用之交聯劑包括含兩個或兩個以上可聚合雙鍵之單體，諸如乙二醇二甲基丙烯酸(「EGDMA」)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(「TMPTMA」)、甘油三甲基丙烯酸酯(glycerol trimethacrylate)、聚乙二醇 二甲基丙烯酸(polyethylene glycol dimethacrylate)(其中該聚乙二醇具有一分子量較佳為高至例如約5000)，以及其他聚丙烯酸酯與聚甲基丙烯酸酯，例如上述之包含兩個或兩個以上之丙烯酸甲酯端部份體之封端聚氧乙烯多元醇。交聯劑之用量與所選擇之聚矽氧組分之用量及類型平衡以達成所要模數。適用之量包括反應混合液中莫耳濃度介於約0.6至約2.4毫莫耳/100 g之間之反應組分或介於約0.6至約1.8毫莫耳/100 g之間之反應組分。另外，若親水性單體及/或含聚矽氧單體作為交聯劑，可選擇性地於反應混合液中使用額外之交聯劑。可作為交聯劑且存在時不需要添加額外的交聯劑至反應混合液中之親水性單體實例包括上述之包含二個或更多之丙烯酸甲酯端部份體之多元醇聚氧乙烯。
可作為交聯劑且存在時不需要添加額外的交聯劑單體至反應混合液中之含聚矽氧單體實例包括α,ω-雙甲基丙稀醯基丙基聚二甲基矽氧烷(α,ω-bismethacryloypropyl polydimethylsiloxane)。
反應混合液亦可含有多個交聯劑，其取決於之親水性組分反應速率。對於非常慢反應親水性組分(例如VMA、EGVE、DEGVE)，可組合具有慢反應官能基(例如二乙烯基、三乙烯基、二丙烯、三丙烯)或慢反應官能基與快反應官能基之組合(例如HEMAVc)之交聯劑與具有快反應官能基((甲基)丙烯酸酯)之交聯劑，以改良最終水凝膠中之慢反應單體之聚合物之滯留。
反應混合液可包含至少兩個交聯劑、至少一第一交聯劑(其具有將與慢反應親水性單體反應之官能基)及至少一第二交聯劑(其具有將與聚矽氧組分及羥基烷基(甲基)丙烯酸酯反應之官能基)。此快及慢反應交聯劑之混合液提供具有改善回彈性及回復之最終聚合物，尤其在鏡片表面上。適用之第一交聯劑之實例包括僅具有(甲基)丙烯酸官能性之交聯劑，諸如EGDMA、TEGDMA及其組合。適用之第二交聯劑之實例包括僅具有乙烯基官能性之交聯劑，諸如三聚氰酸三烯丙酯(TAC)。當使用混合液時，反應混合液中所有交聯劑的適合量分別包括介於約0.10重量%與約1重量%之間及約0.1重量%至約2重量%，不包含稀釋劑。在另一實施例中，反應混合液中所有交聯劑的總量係介於可聚合組分之0.7至約6.0毫莫耳/100 g 之間；介於反應組分之約0.7至約4.0毫莫耳/100 g之間。快及慢反應交聯劑之存在量分別係可聚合組分之約0.30至約2.0毫莫耳/100 g；介於反應組分之約0.4至約2.0毫莫耳/100 g之間。
該反應混合液亦可包含至少一紫外線吸收化合物。適用之紫外線吸收劑可係衍生自2-(2’-羥基苯基)苯并三唑(2-(2’-hydroxyphenyl)benzotriazole)、2-羥基二苯基酮(2-hydroxybenzophenone)、2-羥基苯基三氮雜苯(2-hydroxyphenyltriazine)、草酰替苯胺(oxanilide)、氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)、水楊酸鹽(salicylate)及4-羥基苯甲酸酯(4-hydroxybenzoate)；其可進一步反應以併入反應可聚合基，諸如(甲基)丙烯酸酯。包含可聚合基之紫外線吸收劑之特定實例包括2-(2’-羥基-5-甲基丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑(Norbloc)、2-(2,4-二羥基苯基)-2H-苯并三唑之5-乙烯基(5-vinyl and 5-isopropenyl derivatives of 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-2H-benzotriazole)及5-異丙烯基衍生物及2-(2,4-二羥基苯基)-2H-苯并三唑(4-acrylates or 4-methacrylates of 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-2H-benzotriazole)或2-(2,4-二羥基苯基)-1,3-2H-二苯并三唑之4-丙烯酸或4-甲基丙烯酸(2-(2,4-dihydroxyphenyl)-1,3-2H-dibenzotriazole)、其混合物及類似物。當包括紫外線吸收劑時，可包括之量為介於約0.5與約4重量%之間或介於約1重量%與約2重量%之間。
較佳的是該反應混合液包含一聚合作用起始劑。所述聚合作用起始劑包括：如月桂基過氧化物、苯甲醯基過氧化物、異丙基過碳酸酯、偶氮雙異丁腈等等化合物，其於略為升高之溫度下產生自由基；光起始劑系統，如芳香α-羥基酮；以及三級胺加二酮。光起始劑系統之說明性實例為1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)、雙(2,6-二甲基氧基苯甲醯基)-2,4-4-三甲基戊基膦氧化物(bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4-4-trimethylpentyl phosphine oxide)(DMBAPO)以及樟腦醌與4-(N,N-二甲基胺基)苯甲酸乙酯(ethyl 4-(N,N-dimethylamino)benzoate)之組合。
本發明之反應混合液可包含至少一光起始劑。使用光起始劑提供所要固化時間(達成基本上完全固化時間)小於約30分鐘、小於約20分鐘或小於約15分鐘。適用之可見光光起始劑包括但不限於芳族α羥基酮、烷氧基氧安息香、苯乙酮、氧化醯膦、氧化雙醯膦以及三級胺加二酮、其混合物及類似物。光引發劑之說明性實例為1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、雙(2,6-二甲基氧基苯甲醯基)-2,4-4-三甲基戊基膦氧化物(DMBAPO)、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物(IRGACURE 819)、2,4,6-三甲基苯甲基二苯基膦氧化物及2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、苯偶因甲酯及樟腦醌與4-(N,N-二甲基胺基)苯甲酸乙酯之組合。可經市售取得之可見光起始劑系統包括Irgacure 819、Irgacure 1700、Irgacure 1800、Irgacure 819、Irgacure 1850(均來自Ciba Specialty Chemicals)及Lucirin TPO起始劑(購自BASF)。市售紫外線光引發劑包括Darocur 1173與Darocur 2959(Ciba Specialty Chemicals)。該等與其它可能經使用之起始劑於體積III、光起始劑s for自由基Cationic & Anionic Photo聚合作用、2nd Edition by J.V.Crivello & K.Dietliker；edited by G.Bradley；John Wiley及Sons；New York；1998年，該等案之內容以引用方式併入本文中。反應混合液中使用具有效量的起始劑，以引發反應混合液之光聚合作用，例如，每100反應部分單體中佔約0.1到約2(重量%)。
亦可包括抑制劑。自由基抑制劑係與傳播自由基快速地反應以產生終止鏈之穩定自由基物種之化合物。抑制劑種類包括醌、取代之酚、副芳香胺、內酯及硝基化合物。特定之實例抑制劑包括BHT、MEHQ、羥基胺、苯并呋喃酮(benzofuranone)衍生物、分子氧、維生素E、一氧化氮/二氧化氮混合液(其在原位形成氮氧化物)混合液及其組合及類似物。
可包括某些抑制劑連同所選擇之單體。亦可故意添加抑制劑至本發明之反應混合液。可包括之抑制劑量係反應混合液之自約100至約2,500 μgm/gm。
可使用適當選用之可見光或紫外光來起始反應混合液之聚合作用。或者，可在沒有光引發劑下引發，例如使用電子束(e-beam)。起始劑可選自雙醯基膦氧化物，諸如雙(2,4,6-三甲氧苯甲醯基)-苯基膦氧化物 (Irgacure 819®)或1-羥基苯基酮及雙(2,6-二甲基氧基苯甲醯基)-2,4-4-三甲基戊基膦氧化物(DMBAPO)之組合。較佳聚合作用起始方法係可見光。雙(2,4,6-三甲氧苯甲醯基)-苯基膦氧化物(Irgacure 819®)可係光起始劑。
本發明之反應混合液係在無稀釋劑或「不摻水」情況下形成。
反應混合液可能包含額外組份，例如但不限定於醫藥劑、抗菌化合物、反應染色劑、色素、可共聚合及非可聚合染料、釋放劑及其組合。
反應組分之組合包括具有自約30至約50重量%之含聚矽氧單體(包括單官能含聚矽氧單體及單官能含羥基聚矽氧組分兩者)、約40至約60重量%之至少一慢反應單體、自約1至約15重量%之羥基烷基單體(皆係以所有反應組分之重量%為基礎)之反應組分組合。
本發明之反應混合液可藉由所屬技術領域中具有通常知識者已知之任何方法而成形聚合物或裝置，方法例如搖動或攪拌。
例如，本發明之生醫裝置可藉由使用一聚合作用起始劑來混合反應組份而製備，並以適當條件固化形成能夠經由後續車床加工或切割等方式形成適當形狀之產品。或者，可將反應混合液放置於模具，之後使之固化成適當物件。
許多已知在隱形眼鏡製造中固化反應混合液之製程包括旋轉鑄造與靜態鑄造。美國專利號第3,408,429號與第3,660,545號揭露了旋轉鑄造方法，美國專利號第4,113,224號與第4,197,266號揭露了靜態鑄造方法。自本發明之聚合物生產隱形眼鏡的方法可藉由直接鑄模聚矽氧水凝膠，其經濟實惠且能夠精確控制水合鏡片之最終形狀。針對該方法，反應混合液置於一模具中，該模具具有聚矽氧水凝膠之最終理想形狀(即，充水聚合物)，並且置反應混合物於由此發生單體聚合之條件下，從而產生最終理想產物形狀之聚合物。
參考圖1，該圖表說明了一眼用鏡片100，如隱形眼鏡，與用來成形眼用鏡片100之模具部件101-102。模具部件包括一後表面模具部件101與一前表面模具部件102。如本說明書中所用者，「前表面模具部件」指其凹面104為之模具部件，該鏡片成形表面係用來成形眼用鏡片的前表 面。同樣地，術語「後表面模具部件」指模具部件101，其凸面105形成一鏡片成形表面，該鏡片成形表面將成形為眼用鏡片100之後表面。模具部件101與102可為一凹凸形狀，較佳的是包括平面環形凸緣，其圍繞於模具部件101-102凹凸地區之最上緣之圓周。
一般來說，模具部件101-102經排列為「三明治」。前表面模具部件102位於底部，與模具部件凹面104面朝上。後表面模具部件101可對稱置於前表面模具部件102上方，並與後表面模具部件101之凸面105部份投影至前表面模具部件102之凹地區。後表面模具部件101可按規格尺寸切割，這樣其中該凸面105將與前模具部件102之凹面104之外邊緣整個週長接合，藉此共同形成一成形眼用鏡片100之密封模具腔穴。
模具部件101-102可由熱塑性塑膠形成並對聚合起始光化輻射為透明的，其意為至少有一些(及有時候為全部)有效引發模具腔穴中反應混合液聚合作用之輻射的強度與波長可穿過模具部件101-102。
例如，適合製作模具部件之熱塑性塑料可包括：聚苯乙烯；聚氯乙烯；聚烯烴，如聚乙烯和聚丙烯；共聚物或苯乙烯與丙烯腈或丁二烯、聚丙烯腈、聚醯胺、聚酯、例如購自Ticona之Topas或購自Zeon之Zeonor的環烯烴共聚物、任何前述之共聚物或摻合物或其他已知材料。
隨著反應混合液聚合作用以形成鏡片100，該鏡片表面103通常會附著至模具部件表面104。本發明之步驟便於表面103自模具部件表面釋放。
第一模具部件101在一脫模具過程中可自第二模具部件102分離。在固化程序期間鏡片100可附著至第二模具部件102(即，前曲線模具部件)，並且在分離後鏡片100仍然附著至第二模具部件102直到已自前曲線模具部件102釋放。替代地，鏡片100可附著至第一模具部件101。
可藉由任何程序自模具釋放鏡片100，包括接觸溶劑或乾釋放。例如，鏡片100及脫模具後鏡片100所附著至之模具部件可係接觸水溶液。水溶液可經加熱至任何低於水溶液沸點之溫度。可用熱交換單元來達成加熱以使爆炸可能性降至最低，或藉由任何其他加熱液體的可行手段或裝置。
本文所用之製程包括將鏡片自模具移除及以一交換溶液移除或置換稀釋劑等步驟。該等步驟可分別完成，或在單一步驟或階段中完成。處理溫度可為任何介於約30℃至水溶液沸點間之溫度，例如介於約30℃至約95℃之間，或介於約50℃至約95℃之間。
水溶液主要係水。水溶液可係至少約70重量%水、至少約90重量%水或至少約95%。該水溶液也可能為一隱形眼鏡包裝溶液，例如硼酸鹽緩衝溶液、硼酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液等。該水溶液也可能包括添加劑，例如界面活性劑、防腐劑、離型劑、抗菌劑、配藥和營養藥劑組成、潤滑劑、潤濕劑、鹽類、緩衝液及彼等之混合液。水溶液可包含之添加劑的特定實例包括Tween 80(其係為聚氧乙烯山梨糖醇酐單油酸酯)、四丁酚醛(Tyloxapol)、辛基酚聚氧乙烯醚(octylphenoxy(oxyethylene)ethanol)、兩性10)、EDTA、山梨酸、DYMED、雙氯苯雙胍己烷葡糖酸鹽(octylphenoxy gluconate)、過氧化氫、乙汞硫柳酸鈉、聚季銨鹽(polyquad)、聚六亞甲基雙胍及彼等之混合液。當使用不同區域時，在各個不同區域可使用不同的添加劑。可在水合溶液中加入按重量計介於0.01%至10%之不同量之添加劑，但其累計按重量計少於約10%。
可藉由任何方法使眼用鏡片100曝露至水溶液，例如清洗、噴塗、浸泡、浸漬或任何上述之組合的方法。例如，鏡片100可用含有去離子水之水溶液於水合塔中清洗。
使用水合塔，含有鏡片100之前曲線模具部件102可置於托盤或盤子上並垂直堆疊。可於鏡片100之堆疊頂端引進水合溶液使該溶液向下流過鏡片100。該溶液也可沿著塔的不同處引進。盤子可移動向上以使鏡片100暴露於越來越新鮮之溶液。
替代地，眼用鏡片100可浸泡或浸漬於水溶液中。
此接觸步驟可持續長達約12小時、長達約2小時或自約2分鐘至約2小時；然而，接觸步驟的長度取決於鏡片材料，包括任何添加劑、用作為溶液或溶劑之材料，以及溶液之溫度。充分的處理時間通常使隱形眼鏡收縮並自模具部件釋放。較長之接觸時間會提供較佳瀝濾。
使用的水溶液之體積可為任何大於約1 ml/鏡片之用量，並 且在一些實施例中，大於約5 ml/鏡片。
在分離或脫模具後，在前曲線的鏡片(可能為框架之一部分)當自前曲線釋放時會與個別凹縫杯配對以得到隱形眼鏡。該杯可成為盤的一部分。實例中可包括各具32個鏡片的盤，且20盤可堆積成一鏡片盒。
替代地，鏡片可沉浸於水溶液中。可堆積鏡片盒並且接著下降至含水溶液之槽中。水溶液也可包括其他上述之添加劑。
本發明之眼用裝置(更具體而言為眼用鏡片)具有之特性平衡確保其利用性。此特性包括清晰度、光學、水含量、透氧性及前進接觸角。因此，生醫裝置可係水含量大於約55%、大於約60%之隱形眼鏡。
此處之清晰(clarity)係指幾乎不具有可見渾濁。使用本文所述之霧度測試，清澈鏡片之霧度值小於約70%、更佳地小於約50%或小於約10%。
適用之透氧性包括大於約80巴耳、大於約85巴耳或至少約100巴耳之透氧性。
再者，生醫裝置(更具體而言指眼用裝置及隱形眼鏡)具有小於約150 psi或小於約100 psi之模數。
生醫裝置(更具體而言指眼用裝置及隱形眼鏡)具有小於約80°、小於約75°或小於約70°之平均前進接觸角。在某些實施例中，本發明之物品具有上述透氧性、水含量及前進接觸角組合。所有上述範圍之組合皆被認為屬於本發明所揭露者。
霧度(haze)測量
在環境溫度下將一水合測試鏡片放置於裝有一硼酸緩衝液的清澈20×40×10公釐玻璃光槽中，置於平坦黑色背景上，以對於鏡片單元法線66°角由下方用光纖燈(Dolan-Jenner PL-900光纖燈或具有0.5"直徑之Titan Tool Supply Co.光纖燈，光導設定在一4-5.4電源設置)照明，自上捕捉鏡片影像，以置於鏡片平台14公釐上之攝像機(具有Navitar TV Zoom 7000變焦距鏡頭之DVC 1300C：19130 RGB相機)對著鏡片單元法線來測量霧度。背景散射藉使用EPIX XCAP V2.2軟體減去空白光槽影像自散射鏡頭減得。藉由結合對鏡片中央10公釐並與一-1.00 diopter CSI Thin Lens®比 較，其任意設定一霧度值為100，無鏡片之霧度值為0，來定量分析背景散射光影像。分析五個鏡片，平均其結果獲得一霧度值以作為標準CSI鏡片之百分比。鏡片具有小於約150%(相較於上文所述之CSI)或小於約100%之霧度值。
替代地，除了一-1.00 diopter CSI Thin Lenses®之外，可使用一系列水性原料乳膠球(購自Ted Pella,Inc.,之市售0.49 μm Polystyene Latex Spheres-經認證非球大小標準，產品號碼610-30)分散液作為標準。在去離子水中製備一系列校準樣品。每一變化濃度之溶液可置於光析管(2 mm路徑長度)及使用上述方法測量溶液霧度。
中數GS=中數灰度
藉由將中數GS對濃度圖表斜率(47.1)除以實驗獲得之標準曲線斜率而導出校正因數，並將此比率乘所測量之鏡片散射值，以獲得GS值。
「CSI霧度值」可係以下式計算：CSI霧度值=100×(GS-BS)/(217-BS)
其中GS係灰度，及BS係背景散射。
含水量
隱形眼鏡含水量如下測量：將三組三個鏡片置於填充溶液中24小時。以濕布塗抹每一鏡片並秤重。在60℃壓力為0.4英寸汞柱條件下使鏡片乾燥4小時。秤量乾燥鏡片的重量。含水量如下計算：
計算並報告樣品含水之平均值和標準偏差。
模數
使用配有一被降低至初始測量高度之測力傳感器的運動式拉伸試驗機，以具一固定率之十字頭計算模數。適當之試驗機包括Instron型1122。具有0.522吋長、0.276吋「耳」寬及0.213吋「頸」寬之狗骨形樣品裝在夾具上，並以2吋/分鐘之定速應變予以伸長直到斷裂。測量樣品初始測量長度(Lo)與樣品斷裂時長度(Lf)。測量每種組成物之12個試樣並報告其平均值。伸長百分比為=[(Lf-Lo)/Lo]×100。拉伸模數係以應力/應變曲線之最初線性部分所測得。
前進接觸角(前進接觸角)
本文中所報告之所有接觸角皆係前進接觸角。使用如下鏡片測量前進接觸角。在鏡片中心地帶裁剪大約5 mm寬之條狀物，並在填充溶液中使之平衡，以製備每套的4個樣品。當樣品被浸入或移出緩衝液時，於23℃使用Wilhelmy微平衡測量介於鏡片表面與硼酸鹽緩衝液間之潤濕力。
使用下面的等式F=2γpcosθ或θ=cos-1(F/2γp)
其中F為潤濕力，γ為探針液體之表面張力，p為在樣品半月板之週長，θ為接觸角。該前進接觸角係得自當樣品被浸入填充溶液中時，溼潤之實驗部份。每個樣品被循環4次，平均結果以得到鏡片之接觸角。
透氧性(Dk，透氧係數)
Dk(透氧係數)計算方法如下。將鏡片置於一由4 mm直徑黃金陰極和銀環陽極組成之極譜氧氣感應器，接著以一支撐網蓋在上端。使鏡片曝露於一含2.1%之增溼氧氣(O2)之大氣中。使用感應器測量擴散通過鏡片之氧氣。一鏡片疊放於另一鏡片之上，以增加厚度或使用一較厚鏡片。測量4個具有顯著不同厚度值之樣品之L/Dk，並針對厚度繪製圖表。回歸斜率之倒數為樣品之Dk(透氧係數)。使用此法測量市售隱形眼鏡作為參考數值。Balafilcon A鏡片可購自Bausch & Lomb提供一大約。79巴耳之測量數值。Etafilcon鏡片提供20至25巴耳之測定。(1巴耳=10-10(cm3氣體×cm2)/(cm3聚合物×sec×cm Hg))。
吸收量(溶菌酶、載脂蛋白、黏蛋白)
溶菌酶吸收測量方式如下：溶菌酶吸收測試用之溶菌酶溶液含有取自雞蛋白之溶菌酶(Sigma,L7651)以濃度2 mg/ml溶解於添加有1.37 g/l碳酸氫鈉和0.1 g/l之D-葡萄糖的磷酸鹽緩衝液。
每一實例以三片鏡片接受每種蛋白質溶液測試，三片鏡片以PBS(磷酸鹽緩衝液)之對照組溶液測試。以無菌紗布去除測試鏡片上之包裝溶液，並以無菌鉗轉移至無菌24孔盤(每孔一鏡片)，每孔包含2 ml之溶菌酶溶液。鏡片皆完全浸沒於溶液中。將2 ml之溶菌酶溶液置於一孔，不放入隱形眼鏡，此為對照組。
將包含鏡片之培養盤及僅包含蛋白質溶液和PBS浸泡鏡片之對照盤封口，以預防蒸散脫水，放置於定軌搖床上以35℃培養，搖動速度為100 rpm，搖動72小時。經過72小時之培養後，將鏡片浸入三個裝有 200 ml之PBS的瓶中清洗3至5次。鏡片以紙巾吸乾多餘PBS溶液，並移入無菌錐形管(每管1鏡片)，每一管中包含之PBS量取決於各鏡片組成物之預估溶菌酶吸收量。各待測管中之溶菌酶濃度必須在製造商規範之白蛋白標準範圍內(0.05微克至30微克)。每鏡片溶菌酶吸收低於100 μg之樣本稀釋5倍。每鏡片溶菌酶吸收高於500 μg之樣本(如etafilcon A鏡片)稀釋20倍。
除etafilcon以外之所有樣本使用1 ml等份之PBS。而etafilcon A鏡片使用20 ml。各對照組鏡片接受相同程序處理，僅裝有PBS而非溶菌酶溶液之孔盤除外。
利用QP-BCA組(Sigma,QP-BCA)，依照製造商提供之程序(測試組中所述標準準備工作)，使用鏡片上二辛可寧酸方法測量溶菌酶吸收，計算方式為從溶菌酶溶液浸泡鏡片上測得之光學密度，減除PBS浸泡鏡片(背景)上測得之光學密度。
光學密度之測量係利用可於562 nm讀取光學密度之SynergyII微盤分析儀。
利用以下溶液及方法測量載脂蛋白吸收。取自牛奶(Sigma,L3908)之B Lactoglobulin(載脂蛋白)以濃度2 mg/ml溶於磷酸鹽緩衝液(Sigma,D8662)中，添加碳酸氫鈉1.37 g/l及D-葡萄糖0.1 g/l而成載脂蛋白溶液。
以上述載脂蛋白溶液測試每一實例之三片鏡片，並將三片鏡片以PBS之對照組溶液測試。以無菌紗布去除測試鏡片上之包裝溶液，並以無菌鉗轉移至無菌24孔盤(每孔一鏡片)，每孔包含2 ml之載脂蛋白溶液。鏡片皆完全浸沒於溶液中。對照組鏡片則以PBS取代載脂蛋白為浸泡溶液。將裝有浸泡於載脂蛋白溶液中之鏡片的培養盤，以及裝有浸泡於PBS之對照組鏡片的培養盤封口以預防蒸散脫水，放置於定軌搖床上以35℃培養，搖動速度為100 rpm，搖動72小時。經過72小時之培養後，將鏡片浸入三個裝有200 ml之PBS的瓶中清洗3至5次。鏡片以紙巾吸乾多餘PBS溶液，並移入無菌24孔盤，每孔包含1 ml之PBS溶液。
依據鏡片上二辛可寧酸方法測量載脂蛋白吸收，利用 QP-BCA組(Sigma,QP-BCA)，採取製造商提供之程序(測試組中所述標準準備工作)，計算方式為從載脂蛋白溶液浸泡鏡片上測得之光學密度，減除PBS浸泡鏡片(背景)上測得之光學密度。光學密度之測量係利用可於562 nm讀取光學密度之SynergyII微盤分析儀。
利用以下溶液及方法測量黏蛋白吸收。取自牛頜下腺之黏蛋白(Sigma,M3895-type 1-S)以濃度2 mg/m溶於磷酸鹽緩衝液磷酸鹽緩衝液(Sigma,D8662)添加碳酸氫鈉1.37 g/l及D-葡萄糖0.1 g/l而成黏蛋白溶液。
以上述黏蛋白溶液測試每一實例之三片鏡片，並將三片鏡片以PBS之對照組溶液測試。以無菌紗布去除測試鏡片上之包裝溶液，並以無菌鉗轉移至無菌24孔盤(每孔一鏡片)，每孔包含2 ml之黏蛋白溶液。鏡片皆完全浸沒於溶液中。對照組鏡片則以PBS取代載脂蛋白為浸泡溶液。
將裝有浸泡於黏蛋白溶液中之鏡片的培養盤，以及裝有浸泡於PBS之對照組鏡片的培養盤封口以預防蒸散脫水，放置於定軌搖床上以35℃培養，搖動速度為100 rpm，搖動72小時。經過72小時之培養後，將鏡片浸入三個裝有200 ml之PBS的瓶中清洗3至5次。鏡片以紙巾吸乾多餘PBS溶液，並移入無菌24孔盤，每孔包含1 ml之PBS溶液。
依據鏡片上二辛可寧酸方法測量黏蛋白吸收，利用QP-BCA組(Sigma,QP-BCA)，採取製造商提供之程序(測試組中所述標準準備工作)，計算方式為從黏蛋白溶液浸泡鏡片上測得之光學密度，減除PBS浸泡鏡片(背景)上測得之光學密度。光學密度之測量係利用可於562 nm讀取光學密度之SynergyII微盤分析儀。
可如下判定組分動力半生期。於20 mL琥珀色硼矽玻璃閃爍小瓶(Wheaton 320品牌；目錄編號80076-576或同等物)中秤量每一動力學實例之組分的重量。將瓶加蓋(使用PTFE綠襯蓋Qorpak；供應商編號5205/100，目錄編號16161-213)並且在震動輥軋上輥軋，直到所有固體溶解並且獲得同質混合液。
除氣
在真空下用黃燈將反應單體混合液除氣達7至10分鐘，並 且在中斷真空後用氮氣回填。快速將瓶加蓋並且經由閘控孔隙7置於雙室氮高溫烘焙箱之室1，如圖2所示。室1中之條件為室溫及<0.5%氧(使用持續氮氣沖洗)。
氮高溫烘焙箱-室2
藉由持續/恆定氮氣沖洗來維持雙室中之氧濃度。藉由加熱器(COY,Laboratory Products Inc.)來維持室2中之溫度。在執行每一動力學研究之前氮高溫烘焙箱可平衡至少4小時。在平衡週期期間，經除氣之反應混合液(在經緊緊加蓋之琥珀色瓶中)被置於室1中。
光源及強度設定
如圖3所示，2個螢光燈具(Lithonia照明螢光照明器具(充氣管照明器具)，60 cm×10.5 cm)各配備平行排列的2個螢光燈(Philips TLK 40W/03，58 cm)。藉由調整架相對於光源之高度(圖2及3中所示)來使固化強度減弱。給定架高度處之強度是藉由在與樣品位置一致的鏡射表面上置放經校準輻射計/光度計感測器來測量，如圖3所示。在有4個燈之配置中，感測器直接置放在介於第二與第三個燈之間的空間下方。
使用經校準分析天平(4位小數)，測定有加蓋(含聚乙烯嵌入物之白蓋)之清澈硼矽玻璃閃爍[小]瓶(Wheaton 986541)之重量。有加蓋之瓶被傳送至氮高溫烘焙箱之室1。擰開蓋，並且使用經校準10至100 μL Eppendorf量管，將100 μL反應單體混合液傳送至瓶中。瓶被經緊緊加蓋、經由門6迅速移至室2並且置於鏡射表面4上，如圖2所示。在有4個燈之配置中，樣品直接置放在介於第二與第三個燈之間的空間下方。光源3被開啟並且對樣品曝光達特定時間週期。雖然光源設定為4至5 mW/cm2，然而歸因於樣品玻璃瓶上的蓋，到達樣品的實際強度係0.7至1.3 mW/cm2。曝光後關閉光源3，並且重新秤量瓶(含蓋)重量以差重判定樣品重量。使用經校準500至5000 μL Eppendorf量管，將10 mL之HPLC品級甲醇添加至瓶。
用移液管將等份(100 μL)反應單體混合液移至分開的硼矽 玻璃閃爍瓶中，並且執行上述程序以在下列最小時間點(分鐘)產生様品：0、0.25、0.50、0.75、1、2、4、6、8、10。
在室溫整夜輕輕搖動以萃取甲醇中之固化聚合物。
使用下列程序藉由高效能液相層析術用紫外線偵檢(HPLC/UV)分析萃取物的殘餘組分。
比對外部校準標準執行萃取物中mPDMS之量化(約6至11，使用n=6低聚合物之回應)，通常涵蓋1 μg/mL至800 μg/mL之範圍。若萃取物中mPDMS之濃度超過校準範圍，則用甲醇將萃取物稀釋以使濃度在校準範圍內，以便更精確量化。
層析條件
管柱：Agilent Zorbax Eclipse XDB18,4.6×50 mm×1.8 μm
管柱溫度：30℃
紫外線偵檢器：217 nm
注入體積：20 μL
流動相
洗滌液A：去離子
洗滌液B：乙腈
洗滌液C：異丙醇
流速：1 mL/min
比對外部校準標準(約6至11)執行萃取物(除mPDMS外)中組分之量化，每一組分通常涵蓋1 μg/mL至800 μg/之範圍。若萃取物中組分之濃度超過校準範圍，則用甲醇將萃取物適當稀釋以使濃度在校準範圍內，以便更精確量化。
層析條件
管柱：Agilent Zorbax Eclipse Plus 18,4.6×75 mm×1.8 μm
管柱溫度：30℃
紫外線偵檢器：217 nm
注入體積：5 μL
流動相
洗滌液A：去離子水，含0.05% H3PO4
洗滌液B：乙腈，含0.05% H3PO4
洗滌液C：甲醇
流速：1 mL/min
計算
1.在每一時間點測定下列值： 樣品萃取物中每一組分之濃度(μg/mL)。
樣品萃取物中每一組分之濃度表達為樣品重量之百分比，如下：%組分=[(μg/mL *萃取物體積*稀釋因數* 10-6 g/μg)/(g樣品重量)] * 100
非反應組分存在百分比，以相對於T0之百分比來表達(其中T0表示100%非反應組分)在Tx之%=(在Tx測量之%/在T0測量之%) * 100
2.使用上文計算之%組分，如下計算每一組分之濃度(以微莫耳/g為單位)：微莫耳/g=(%組分* 103)/(組分之分子量)
3.使用步驟2測定之每一組分(以微莫耳/g為單位)，在Timex之濃度表達為Log[Ax]/[Ao]，其中[Ax]係在x分鐘組分之濃度，及[Ao]係在0分鐘鐘組分之濃度(T0)在每一時間點判定表達式Log[Ax]/[Ao]。
假設第一階動力學，以判定每一組分之聚合作用動力速率及半生期兩者。使用下列等式計算聚合作用速率 Log[A]/[A0]=-kt/2.303及半生期ln[A0]/[0.5A0]=kt1/2或t1/2=0.693/k
針對每一組分，產生Log[Ax]/[A0]對時間(分鐘)之圖表。通常，繪製最佳對應於線性生長(較短固化時間)之資料點(x,y)圖表，並且擬合數據於線性方程式。
使用斜率，自下列方程式估算每一組分之動力速率常數(k)：k(分鐘-1)=斜率* -2.303
自下列方程式估算每一組分之半生期(分鐘)：t1/2=0.693/k
在每一時間點，將每一組分估算之半生期與相對於T0之每一組分百分比所產生之數據做比較。通常，基於第一階動力學，針對每一組分達成50%消耗所花費的時間接近半生期。若兩者顯著地不同(通常對於小於約1分鐘之半生期，消耗約30%；對於小於約2.5分鐘但大於於1分鐘之半生期，消耗約25%；及對於大於2.5分鐘之半生期，消耗約20%)，則重新估算數據點(x,y)以產生動力速率常數(k)，其提供與測量值更一致(20%內)之半生期(基於第一階考量)。
下述實施例描述但不限制本發明。這些實例只是用來提出一種實施本發明之方法。在隱形眼鏡領域中知識淵博者以及其他專家可由其他方法實現本發明。然而，該等方法仍應屬本發明之範圍。
一些使用於實例中之其他材料識別如下：
實例
以下縮寫用於下述實例：
實例1-5
藉由混合表1中列出之組分及藉由在環境溫度下施用真空 約17(±3)分鐘除氣而形成反應混合液。接著在室溫及<0.5% O2下將反應混合液(75 μL)按劑量加至熱塑性塑膠隱形眼鏡模具(FC-Zeonor，BC聚丙烯)，模具在被加劑量之前已在RT中(室1，圖1)在N2箱中除氣達最少12小時。BC置放在FC模具上以在托盤中生產8個BC/FC總成。裝配了8個托盤並且移至固化室(室2，圖1)。模具總成置放在一個鏡射表面上，並且一個石英板(0.50 mm厚)置放在BC模具的頂部。在強度4至5 mW/cm2、<0.5% O2及50至55℃下使鏡片固化18分鐘。
分離鏡片模具。鏡片保持在前曲線模具中並且經由擊打FC模具之底側而乾脫模具。
在環境溫度下於玻璃瓶中之去離子水中萃取鏡片(500 mL中64個鏡片)達90分鐘且輥壓。鏡片存放在裝有硼酸鹽緩衝包裝溶液之鏡片瓶中並且在122℃殺菌30分鐘。
1 莫耳比
實例5之摻合物稍微濁矇，指示反應混合液不均勻。實例1及4之鏡片特性如下表2所示。
實例1之鏡片易碎，並且某些鏡片在自鏡片模具機械釋放期間粉碎或破裂。隨著mPDMS濃度增加，觀察到的易碎程度降低，並且脫模具及裝卸之乾鏡片增加。含有15重量%mPDM以及0.37莫耳比之mPDMS：HOmPDMS的實例4展現了良好的釋放及脫模。實例4之鏡片亦展現了所要水含量、霧度及Dk。
實例6至10
使用實例1至5中描述之程序但使用表3中示之配方來製作鏡片。
所有鏡片皆清澈，如低霧度值所示，並且當水合時感覺潤滑。實例10之鏡片易碎，並且某些鏡片在脫模時粉碎及破裂。實例8及9之鏡片展現低於約100 psi之模數，其係適用在軟式隱形眼鏡應用中。實例6至11系列顯示交聯劑濃度為高至約0.8重量%(1.8毫莫耳/100 g反應組分)，並且在某些情況中交聯劑濃度為介於約0.2與約0.6重量%之間(0.6至2.4毫莫耳/100 g反應組分)，提供所需模數。
實例11
如同實例10製作鏡片，並且使用下列異丙醇「逐步」萃取至PS：25/75 iPA/H2O(10分鐘)、H2O(30分鐘)、H2O(10分鐘)、H2O(10分 鐘)，上文表4中顯示該等特性。
實例12至16
使用實例1至5中描述之程序，以表5中之配方製作隱形眼鏡。
實例12之鏡片難以自模具機械釋放並且在包裝溶液變濁矇。實例12之鏡片之特性未測量。測量實例13至16之鏡片之特性及並且在表6中報告。
實例12至16顯示增加羥基烷基甲基丙烯酸之濃度(諸如零稀釋劑配方中的HEMA)可減低霧度、減低所得鏡片之變形並且改善自模具機械釋放。
實例12之HO：Si比率(包括HEMA及HO-mPDMS兩者)係0.11，而實例13至16之HO：Si比率係自0.17(實例13)至0.33(實例16)。
實例17至19
使用實例1至5中描述之程序，以表7中之配方製作隱形眼鏡。測量特性及並且在表8中報告。
HO：Si=RMM中之所有羥基
實例17之鏡片展現良好平衡特性，但在機械釋放時易碎。約25%之鏡片在水合時展現破裂，並且某些鏡片在機械釋放時仍然在背曲線模具上。
實例18及19之鏡片已增加mPDMS及Si含量之濃度。這些鏡片展現極佳機械釋放且在水合鏡片中未觀察到破裂，並且展現所需平衡的鏡片特性。實例19之鏡片顯示Dk為98及水含量為大於50%。
比較例1及實例20至27
使用實例1至5中描述之程序，以表9之配方製作鏡片。測量該等特性並且顯示於中表10。亦測量生物特徵量測資料(載脂蛋白、黏蛋白、溶菌酶吸收量及溶菌酶活度)並且顯示於中表11。
實例21至26中之所有鏡片展現所需之平衡鏡片特性及吸收量特徵。
實例27之鏡片在固化後變硬且易碎，並且在機械乾釋放期間粉碎。但是，使用70/30之IIPA/水成功釋放實例27之鏡片。
實例29至33
使用實例1至5中描述之程序，以表13之配方製作鏡片。測量該等特性並且顯示於中表14。
實例之鏡片29及30展示所需特性之平衡。由於配方液滴中之NVP濃度低於約40重量%，前進接觸角(DCA)增加高於80℃，其對於無表面處理或塗層之隱形眼鏡係非所需。此係出人意外的，此係因為所有配方含有5重量%PVP(K90)，其顯示出顯著改善以無PVP之配方製作的隱形眼鏡之可濕性。在此系列中，HO-mPDMS之濃度亦自實例29中之25重量%增加至實例33中之45重量%。實例32展現之模數為117 psi，此對某些隱形眼鏡而言係勉强可接受值並且可藉由減少交聯劑含量來調整。實例33 展現之模數為149 psi，此為太高而不理想，但可藉由減少交聯劑濃度而減低，如同實例28。
實例34至39
使用實例1至5中描述之程序，以表15之配方製作鏡片。測量該等特性並且顯示於中表16。
類似於實例33，含有小於約40重量%NVP之配方未展示小於約80℃之前進接觸角。再者，考量實例37及39，在某些情況中，大於約32重量%之HO-mPDMS濃度展現的模數高於所需值。可藉由減少交聯劑濃度、減少HO-mPDMS濃度或其組合，而降低這些模數。
實例40至43和比較例1及2
使用實例1至5中描述之方法，以表173中列出之配方製作隱形眼鏡。測量鏡片特性並且顯示於中表18，如下文。
實例之鏡片40至43顯示所需霧度及可濕性，以及其他所需特性之平衡。使用SA2(含甲基丙烯醯胺聚矽氧組分)製作實例42及43。這些實例之每一者的慢反應親水性單體半生期：含聚矽氧組分半生期之比率大於約2。比較例1及2使用DMA(而非使用NVP)並且未展示所要接觸角。
比較比較例2之模數(54 psi，含Norbloc)與比較例3之模數(78 psi，不含Norbloc)，可發現到藉由包含Norbloc所造成之TEGDMA之反應速率變化足以減低所得聚合物網路中之交聯。因此，除了變更交聯劑量外，亦可選用不同反應速率之交聯劑，以達成所需之聚合物結構和模數。比較實例42及43之含SA2/NVP配方亦觀察到相同作用。
實例44至49
使用表84中示之配方製作鏡片。藉由在環境溫度下施用真空約17(±3)分鐘將反應混合液除氣。接著在室溫及<0.1% O2下將反應混合液(75 μL)按劑量加至熱塑性塑膠隱形眼鏡模具(FC-Zeonor，BC聚丙烯)，模具在被加劑量之前已在RT(室1，圖1)在N2箱中除氣達最少12小時。BC置放在FC模具上，並且鏡片移至室2中以強度4至5 mW/cm2、<0.1% O2及62至65℃固化20分鐘。
所有鏡片之模具都機械分離並且鏡片仍然在FC中。藉由壓按前曲線背部乾釋放鏡片。於去離子水中萃取鏡片。
所有鏡片存放在裝有硼酸鹽緩衝包裝溶液之鏡片瓶中並且在122℃殺菌30分鐘。
測量鏡片特性並且顯示於中表20。
自包含VMA以及VMA與NVP之混合液的配方製作具有所需特性平衡之鏡片。

Claims (25)

  1. 一種聚矽氧水凝膠，其包含8至17重量%之矽，在無表面改質情況下，其一前進動態接觸角(根據發明說明之「前進接觸角」段落所述之方法測量)小於80°，由包含下列之反應混合物形成：至少一單官能聚二烷基矽氧烷單體，其具有介於7個與120個之間之二烷基矽氧烷重複單元並且可以至少一羥基取代；選擇性地一或多個單官能含羥基矽氧烷單體，其具有少於7個二烷基矽氧烷重複單元、三烷基矽氧烷基或其組合；前提為若該單官能聚二烷基矽氧烷不包含至少一羥基，則包括至少一單官能含羥基矽氧烷單體；40至60重量%之至少一慢反應親水性單體；至少一含羥基親水性單體，其中含羥基組分對慢反應親水性單體之莫耳比係介於0.15至0.4之間，其中該反應混合物無稀釋劑，其中至少一慢反應親水性單體具有一動力半生期，該至少一慢反應親水性單體之該動力半生期係最慢單官能聚矽氧組分之動力半生期至少兩倍，其中該慢反應親水性單體包括至少一選自由下列所構成之群組的反應性基：(甲基)丙烯醯胺、乙烯基、烯丙基、N-乙烯醯胺、O-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯碳酸酯、N-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯醚、O-2-丙烯基及其組合，其中可進一步以一甲基取代乙烯或烯丙基；且其中該聚矽氧水凝膠包含45至60重量%羥基烷基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯胺。
  2. 一種聚矽氧水凝膠，其包含介於8至17之間重量%之矽，在無表面改質情況下其一前進動態接觸角(根據發明說明之「前進接觸角」段落所述之方法測量)小於80°，由包含下列之反應混合物形成：至少一羥基取代之單官能聚二烷基矽氧烷單體，其具有介於2與120之間之二烷基矽氧烷重複單元；選擇性地一或多個單官能矽氧烷單體，其具有7至120個二烷基矽氧烷重複單元，前提為若該單官能含羥基矽氧烷單體具有小於4個二烷基矽氧烷重複單元或為下式IX R12係H或甲基。R15係C1-C4烷基；其中p係4至20，R17係獨立地為C1至C4烷基，其可被氟取代、或苯基或三甲基矽氧基；R18係至少一羥基取代之二價烷基；X係O或NR16；及R16係選自H、C1-4烷基；含有至少一單官能矽氧烷單體，其具有7至120個二烷基矽氧烷重複單元；40至60重量%之至少一慢反應親水性單體； 至少一含羥基親水性單體，其中含羥基組分對慢反應親水性單體之莫耳比係介於0.15至0.4之間，其中該反應混合物無稀釋劑，其中至少一慢反應親水性單體具有一動力半生期，該至少一慢反應親水性單體之該動力半生期係最慢單官能聚矽氧組分之動力半生期至少兩倍，其中該慢反應親水性單體包括至少一選自由下列所構成之群組的反應性基：(甲基)丙烯醯胺、乙烯基、烯丙基、N-乙烯醯胺、O-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯碳酸酯、N-乙烯胺基甲酸酯、O-乙烯醚、O-2-丙烯基及其組合，其中可進一步以一甲基取代乙烯或烯丙基。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其包含介於8至15重量%之間之矽。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該單官能矽氧烷單體包括7至60個二烷基矽氧烷重複單元。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該單官能矽氧烷單體包含一或兩個羥基。
  6. 如申請專利範圍第2項之聚矽氧水凝膠，其中該聚矽氧水凝膠包含45至60重量%羥基烷基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯胺。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其進一步包含一至少60之Dk(透氧係數)，其中Dk係根據發明說明之「透氧性(Dk，透氣係數)」段落所述之方法測量。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其進一步包含一至少55%之水含量。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其進一步包含一小於50%之霧度，其中霧度係根據發明說明之「霧度(haze)測量」段落所述之方法測量。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其進一步包含一小於120psi之模數，其中模數係根據發明說明之「模數」段落所述之方法測量。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該慢反應親水性單體包含選自由下列組成之群組之一反應基：乙烯基、烯丙基及其組合，及該單官能聚二烷基聚矽氧單體及該單官能含羥基聚矽氧單體包含選自由下列組成之群組之反應基：(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、醯胺及其混合物。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該慢反應親水性單體係選自式I之N-乙烯基醯胺單體、式II-IV之乙烯吡咯啶酮及式V之n-乙烯哌啶酮： 其中R係H或甲基；R1、R2、R3、R6、R7、R10及R11係獨立地選自H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、CH(CH3)2；R4及R8係獨立地選自CH2、CHCH3及CH2(CH3)；R5係選自H、甲基、乙基；以及R9係選自CH=CH2、CCH3=CH2及CH=CHCH3.
  13. 如申請專利範圍第12項之聚矽氧水凝膠，其中該慢反應親水性單體係選自式II或IV之乙烯吡咯啶酮或式I之N-乙烯醯胺單體，及R1及R2中之碳原子總數目係4或以下，或其中該慢反應親水性單體係選自式III或IV之乙烯吡咯啶酮，及R6係甲基，R7係氫，R9係CH=CH2，R10及R11係H。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該慢反應親水性單體係選自乙二醇乙烯醚(EGVE)、二(乙二醇)乙烯醚(DEGVE)、N-乙烯吡咯啶酮(NVP)、1-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-甲基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、5-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮；1-乙基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、N-甲基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、5-乙基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-n-丙基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-n-丙基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-異丙基-3-亞甲基-2-吡咯啶酮、1-異丙基-5-亞甲基-2-吡咯啶酮、N-乙烯基-N-甲基乙醯胺(VMA)、N-乙烯基-N-乙基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基甲醯胺、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基異丙基醯胺、烯丙醇、N-乙烯己內醯胺、N-2-羥基乙基乙烯基胺基甲酸酯、N-羧基-β-丙胺酸N-乙烯酯；N-羧基乙烯基-β-丙胺酸(VINAL)、N-羧基乙烯基-α-丙胺酸及其混合物。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該慢反應親水性單體包含NVP。
  16. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該反應性混合物進一步包含羥基烷基單體，其係選自式X之羥基烷基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯胺單體或式XI之苯乙烯基化合物 其中R1係H或甲基，X係O或NR4，R4係H、C1至C4烷基，其可進一步以至少一OH取代，以及R係選自C2至C4單或二羥基取代之烷基以及具有1至10個重複單元之聚(乙二醇)。
  17. 如申請專利範圍第16項之聚矽氧水凝膠，其中R1係H或甲基，X係氧及R係選自C2至C4單或二羥基取代之烷基以及具有1至10個重複單元之聚(乙二醇)，或其中該羥基烷基單體係選自由下列組成之群組：2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、2-羥基乙基丙烯酸酯、3-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、1-羥基丙基-2-(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-2-甲基-丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥基-2,2-二甲基-丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、甘油(甲基)丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)丙烯醯胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、雙-(2- 羥基乙基)(甲基)丙烯醯胺、2,3-二羥基丙基(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
  18. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該單官能聚二烷基矽氧烷單體係選自式VI之單(甲基)丙烯酸酯氧基烷基聚二烷基矽氧烷單體或式VII之苯乙烯基聚二烷基矽氧烷單體： 其中R12係H或甲基；X係O或NR16；R13係二價烷基，其可進一步以選自由下列組成之群組之官能基予以官能化：醚基、羥基、胺基甲酸酯基及其組合；每一R14係獨立地為C1至C4烷基，其可以氟取代，或苯基；R15係C1-C4烷基；a係7至120； R16係選自H、C1-4烷基，其可進一步以一或多個羥基取代。
  19. 如申請專利範圍第18項之聚矽氧水凝膠，其中每一R14係獨立地選自乙基及甲基，或其中R12及每一R14係甲基，或其中至少一R14係3,3,3-三氟丙基，或其中R13係選自C1至C6伸烷基，其可以醚類、羥基及其組合取代，或其中a係7至30，或其中R16係H或甲基，或其中該單官能聚二烷基聚矽氧單體係選自由下列組成之群組：單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正丁基封端聚二甲基矽氧烷、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正甲基封端聚二甲基矽氧烷、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正丁基封端聚二乙基矽氧烷、單甲基丙烯醯氧基丙基封端單正甲基封端聚二乙基矽氧烷、N-(2,3-二羥基丙烷)-N’-(丙基四(二甲基矽氧基)二甲基正丁基矽烷)丙烯醯胺、α-(2-羥基-1-甲基丙烯酸氧基丙基氧基丙基)-ω-丁基-八甲基五矽氧烷及其混合物。
  20. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其進一步包含至少一交聯單體。
  21. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其進一步包含至少一光起始劑。
  22. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中該反應混合物進一步包含至少一紫外線吸收化合物。
  23. 如申請專利範圍第20項之聚矽氧水凝膠，其中該反應混合物進一步包含至少一慢反應交聯劑及至少一快反應交聯劑，其中該慢反應交聯劑具有將與聚矽氧組分及羥基烷基(甲基)丙烯酸酯反應之官能基，及該快反應交聯劑具有將與慢反應親水性單體反應之官能基。
  24. 如申請專利範圍第1或2項之聚矽氧水凝膠，其中所有包含至少一羥基之組分，及快反應反應基存在之濃度係足以提供介於0.16與0.4之間之羥基對矽莫耳比。
  25. 如申請專利範圍第6項之聚矽氧水凝膠，其中該羥基烷基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯胺單體存在之濃度係足以提供0.13至0.35之HO：Si比率。
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