TWM509912U - 一種矽酮水凝膠鏡片 - Google Patents

Description

一種矽酮水凝膠鏡片

本創作涉及包含至少一種親水性聚合物內潤濕劑的矽酮水凝膠鏡片。尤指一種以具有親水性側鏈之聚矽氧烷混合物及一具官能化結構之親水性聚合物之預聚物製成之矽酮水凝膠鏡片。

自1950年代以來，商業販售之隱形眼鏡就普遍地應用於視力的改善。早期隱形眼鏡由硬質材料製成，因透氧性較高而可長時間配戴，但使用者往往會對硬質的材料感到有些不適。現代的軟式隱形眼鏡，通常由水凝膠製成。目前，聚矽氧烷水凝膠已普遍應用於軟式隱形眼鏡。但軟式隱形眼鏡其透氧性能較差，且幾乎貼附於角膜上，若軟性隱形眼鏡吸附淚液中的蛋白質、脂質、膠原且使其沉積於鏡片表面時，容易滋生病菌，而蛋白質沉積的鏡片與眼結膜摩擦，容易讓配戴者眼睛出現異物感、癢、視力模糊等症狀。

目前已有研究透過用親水性塗料，例如電漿(plasma)塗料塗佈聚矽氧烷水凝膠鏡片的表面來緩解該問題。例如公開了通過將電漿塗料塗覆於透鏡表面或使用活性親水性聚合物處理鏡片的表面，提高鏡片與角膜的相容性，但表面的處理增加了鏡片製作的步驟，而降低其商業的利潤。

此外，亦有將親水性聚合物混入大分子單體的反應混合物中的相關研究。但並非所有的含矽氧烷的大分子單體均具有與親水性聚合物相容的能力。已有將聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)(PVP)或聚-2-乙基-2-Pl唑啉加入水凝膠組合物中，使其形成一交錯分布之聚合物，以該聚合物製成的隱形鏡片具有低表面摩擦度、低脫水速率和高抗生物沉積性。

先前的研究指出，平均分子量(Mw)大於300,000之PVP可交聯於聚矽氧烷之矽酮水凝膠內。但在有機溶劑萃取純化過程中，仍觀察到高分子量PVP有少量的耗損。

因此，如何減少親水性聚合物於製作過程的流失且合成具高透氧率及含水率之矽酮水凝膠鏡片為本創作欲解決的技術課題。

本創作提供一種矽酮水凝膠鏡片，包括一具內表面及外表面之鏡片體，該鏡片體由一中央光學區及一邊緣區所組成，該中央光學區直徑介於5-10mm，該中央光學區厚度介於0.04-0.15mm，該邊緣區厚度為0.22mm，該鏡片體係由一具有親水性側鏈之聚矽氧烷混合物及一具官能化結構之親水性聚合物之預聚物所製成。

於上述較佳實施方式中，該具官能化結構之親水性聚合物於該預聚物中之存在量介於5至12重量百分比。

於上述較佳實施方式中，該具有親水性側鏈之聚矽氧烷混合物具有式(I)之化學結構： 於式(I)中，R為一親水性側鏈，x值介於0-10，n值介於1-800，m值介於1-5000。

於上述較佳實施方式中，該親水性側鏈R具有式(II)之化學結構： 於式(II)中，R1為：羥基(OH)、甲基(CH₃ )、氫基(H)、羥甲基(CH₂ OH)、乙基(C₂ H₅ )中之任一者，R2為：氫基(H)、羥基(OH)中之任一者，h值介於0-30，j值介於0-10，k值介於0-10，y值介於0-100，z值介於0-30。

於上述較佳實施方式中，該親水性側鏈R係選自：3-烯丙氧基-1,2,丙二醇、2-烯丙氧基乙醇、三甲基醇丙烷烯丙基醚中之至少一者。

於上述較佳實施方式中，該具官能化結構之親水性聚合物包括：聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚-N-乙烯基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基_4-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮和聚-N-乙烯基-4,5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、聚-N,N-二甲 基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚環氧乙烷、聚-2-(乙基螺唑啉)、肝素多醣、多醣中之至少一者。

上述較佳實施方式中，該具官能化結構之親水性聚合物係衍生自：環狀醯胺或環狀醯亞胺中之至少一者。

上述較佳實施方式中，該中央光學區直徑進一步介於6.5-9mm。

上述較佳實施方式中，該中央光學區厚度進一步介於0.06-0.1mm。

1‧‧‧鏡片體

11‧‧‧中央光學區

12‧‧‧邊緣區

13‧‧‧外表面

14‧‧‧內表面

A‧‧‧鏡片體之俯視圖

B‧‧‧鏡片體之側視圖

D1‧‧‧中央光學區之直徑

第一圖為本創作之矽酮水凝膠鏡片之俯視圖(A)及側視圖(B)。

本創作為提供一種具官能化濕潤劑之矽酮水凝膠鏡片及其製作方法，其中，先以開環聚合反應(ring opening polymerization)及矽氫化反應(hydrosilation)合成一具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物，接著，合成一具官能化結構之親水性聚合物作為一濕潤劑，添加具官能化結構之親水性聚合物至具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物並製成一具官能化濕潤劑之矽酮水凝膠鏡片。

首先，進行具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物的合成，第一步先藉由一開環聚合反應合成一中間產物：具矽氫鍵之聚矽氧烷混合物，如下列化學反應式(a)所示。

於一環矽氧烷(1)、一環氫矽氧烷(2)及一直鏈聚矽氧烷(3)之混合物中添加一強酸(4)，強酸(4)之莫耳數為環矽氧烷(1)、環氫矽氧烷(2)及直鏈聚矽氧烷(3)混合物總莫耳數的1-10%，於常溫下進行一開環聚合反應，形成一具矽氫鍵之聚矽氧烷混合物(5)；其中，環矽氧烷(1)可為八甲基環化四矽氧烷(Octamethylcyclotetrasiloxane)、六甲基環三矽氧烷(Hexamethylcyclotrisiloxane)中之至少一者；而環氫矽氧烷(2)可為2,4,6,8-聚矽氧烷(2,4,6,8-Tetramethylcyclotetrasiloxane)；而直鏈聚矽氧烷(3)所示之x值介於0-10，例如直鏈聚矽氧烷(3)可為一1,3-二(3-甲基丙烯酸丙酯)四甲基二矽氧烷(1,3-Bis(3-methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxane)；而所述強酸(4)除化學反應式(a)所示之三氟甲磺酸(Trifluoromethane sulfonic acid)外，亦可使用硫酸(Sulfuric acid)代替。

在室溫下進行一開環聚合反應後，可得到具矽氫鍵之聚矽氧烷混合物(5)，其中，具矽氫鍵之聚矽氧烷混合物(5)所示 之n值為矽氫鍵的數量且為介於1-800之間，m值則介於1-5000之間。

爾後，進行一矽氫化反應，而得到如化學反應式(b)所示。

添加一親水性化合物(6)至上述具矽氫鍵之聚矽氧烷混合物(5)中，於溫度85-90℃下，以含鉑觸媒(Pt/C)催化進行一矽氫化反應，用以得到具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物(7)。

上述親水性化合物(6)與具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物(7)所示之R1可為羥基(OH)、甲基(CH₃ )、氫基(H)、羥甲基(CH₂ OH)、乙基(C₂ H₅ )中之任一者，R2可為氫基(H)、羥基(OH)中之任一者，h值介於0-30，j值介於0-10，k值介於0-10，y值介於0-100，z值介於0-30。例如，親水性化合物(6)可為3-烯丙氧基-1,2,丙二醇(3-allyloxy-1,2-propanediol)、2-烯丙氧基乙醇 (2-Allyloxyethanol)、三甲基醇丙烷烯丙基醚(Trimethylolpropane allyl ether)中之至少一者。

接著，合成一具官能化結構之親水性聚合物，所述具官能化結構之親水性聚合物可進行陰離子性、陽離子性或自由基聚合反應。其中，具官能化結構之親水性聚合物係衍生自：環狀醯胺或環狀醯亞胺中之至少一者。所述親水性聚合物包括：聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚-N-乙烯基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基_4-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮和聚-N-乙烯基-4,5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、聚-N,N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚環氧乙烷、聚-2-(乙基螺唑啉)、肝素多醣、多醣、其混合物或共聚物中至少一者，其中以聚-N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)為本案最佳的實施方式。

例如，合成一甲基丙烯酸酯化PVP之親水性聚合物。首先，進行一鏈轉移聚合反應，如化學反應式(c)所示，將一已蒸餾的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(8)加入一鏈轉移劑：巰基乙醇(9)與一偶氮引發劑：偶氮二(異丁腈)(AIBN)以生成平均分子量(MW)介於10000至1000000道爾頓之羥基封端的PVP(10)。

於化學反應式(c)中，羥基封端的PVP(10)所示之q值介於1-10000，而鏈轉移劑除巰基乙醇外，亦可使用異丙醇、異丙氧基乙醇、巰基乙胺或巰基丙酸。

爾後，進行官能化反應，如化學反應式(d)所示，將所得之羥基封端的PVP(10)加入甲基丙烯酰基氯(11)及溶劑二氯甲烷(CH₂ Cl₂ )，使其轉化為一甲基丙烯酸酯化PVP(12)之親水性聚合物。

混合前述具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物與具官能化結構之親水性聚合物，使其形成一預聚物，其中，親水性聚合物之存在量占預聚物總重之5至12%。將預聚物倒入模中以製作矽酮水凝膠鏡片，如第1圖所示，所製作出之矽酮水凝膠鏡片具一鏡片體1，A表示鏡片體1之俯視圖，B表示鏡片體1之側視圖，鏡片體1具一外表面13及內表面14，鏡片體1由中央光學區11及邊緣區12所組成，其中，中央光學區直徑D1介於5-10mm之間，於一較佳實施方式中，中央光學區直徑D1介於6.5-9mm之間，此外，所述中央光學區厚度介於0.04-0.15mm之間，於另 一較佳實施方式中，中央光學區厚度介於0.06-0.1mm之間，所述邊緣區厚度為0.22mm。

相較於習知技術，本創作提供一種由具親水性側鏈之聚矽氧烷混合物與具官能化結構之親水性聚合物製成的矽酮水凝膠鏡片，所製成的矽酮水凝膠鏡片具高透氧率及含水率，且可降低角膜蛋白質的沉積，提高配戴的舒適度，於製作過程中更可降低親水性聚合物的流失；故，本創作實為一極具產業價值之創作。

本創作得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

1‧‧‧鏡片體

11‧‧‧中央光學區

12‧‧‧邊緣區

13‧‧‧外表面

14‧‧‧內表面

A‧‧‧鏡片體之俯視圖

B‧‧‧鏡片體之側視圖

D1‧‧‧中央光學區之直徑

Claims (9)

1. 一種矽酮水凝膠鏡片，包括一具內表面及外表面之鏡片體，該鏡片體由一中央光學區及一邊緣區所組成，該中央光學區直徑介於5-10mm，該中央光學區厚度介於0.04-0.15mm，該邊緣區厚度為0.22mm，其中該鏡片體係由一具有親水性側鏈之聚矽氧烷混合物及一具官能化結構之親水性聚合物之預聚物所製成。
2. 如專利申請範圍第1項所述之矽酮水凝膠鏡片，該具官能化結構之親水性聚合物於該預聚物中之存在量介於5至12重量百分比。
3. 如專利申請範圍第1項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該具有親水性側鏈之聚矽氧烷混合物具有式(I)之化學結構： 於式(I)中，R為一親水性側鏈，x值介於0-10，n值介於1-800，m值介於1-5000。
4. 如專利申請範圍第3項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該親水性側鏈R具有式(II)之化學結構： 於式(II)中，R1為：羥基(OH)、甲基(CH₃ )、氫基(H)、羥甲基(CH₂ OH)、乙基(C₂ H₅ )中之任一者，R2為：氫基(H)、羥基(OH)中之任一者，h值介於0-30，j值介於0-10，k值介於0-10，y值介於0-100，z值介於0-30。
5. 如專利申請範圍第4項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該親水性側鏈R係選自：3-烯丙氧基-1,2,丙二醇、2-烯丙氧基乙醇、三甲基醇丙烷烯丙基醚中之至少一者。
6. 如專利申請範圍第1項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該具官能化結構之親水性聚合物包括：聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚-N-乙烯基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基_4-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-己內酰胺、聚-N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮和聚-N-乙烯基-4,5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、聚-N,N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚環氧乙烷、聚-2-(乙基螺唑啉)、肝素多醣、多醣中之至少一者。
7. 如專利申請範圍第1項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該具官能化結構之親水性聚合物係衍生自：環狀醯胺或環狀醯亞胺中之至少一者。
8. 如專利申請範圍第1項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該中央光學區直徑進一步介於6.5-9mm。
9. 如申請專利範圍第1項所述之矽酮水凝膠鏡片，其中該中央光學區厚度進一步介於0.06-0.1mm。