CN111154028A

CN111154028A - 一种高折射率角膜接触镜材料及其应用

Info

Publication number: CN111154028A
Application number: CN202010009396.1A
Authority: CN
Inventors: 姜勇; 刘后涛; 晋亚紧; 陈玲; 王小雨
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本发明公开了一种高折射率角膜接触镜材料以及应用，该材料包括以下重量份比例的原料：具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体:18～52份，亲水单体：21～80份，交联剂：0.1～1份，自由基引发剂：0.1～1份。利用本发明角膜接触镜材料制成的角膜接触镜，具有良好的伸长率和回弹性，以及较好的机械强度，同时具有高折射率和光学透明。同时，利用该材料制备角膜接触镜，制作方法简单，无需溶剂，提高人眼佩戴的安全性。

Description

一种高折射率角膜接触镜材料及其应用

技术领域

本发明属于角膜接触镜材料技术领域，尤其涉及一种高折射率角膜接触镜材料及其应用。

背景技术

角膜接触透镜又称为“隐形眼镜”，与普通眼镜相比，具有佩戴美观及佩戴安定性等优点，越来越受到人们的喜爱，其使用人数正大量增加。据统计，佩戴角膜接触透镜的人数约占全世界人口的1.5％左右；在美国、日本等发达国家，角膜接触透镜的使用人数己经占全国人口总数的10％左右。在中国，青少年近视发病率一直居高不下，导致中国的角膜接触透镜市场发展迅速。另外，随着人们生活水平的提高和医学领域的进步，对防护性角膜接触透镜、美容性角膜接触透镜以及医疗性角膜接触透镜的开发和应用也提上了日程。据统计，近年来，中国角膜接触透镜的市场以每年高达20％的速度增长。

用于制造隐形眼镜的各种材料在本领域中是已知的。最早的隐形眼镜由玻璃材料制成。然而，玻璃引起严重的眼睛刺激，使得镜片不能长时间佩戴。为了克服这个缺点，后来开发的隐形眼镜由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。然而，早期的PMMA镜片不允许氧气进入角膜，导致眼睛不适和水肿。隐形眼镜材料不仅必须具有可接受的透氧水平，而且必须具有高折射率以提供视觉近距离和远距离的敏锐度，足够的表面润湿性，良好的尺寸稳定性，对表面沉积物的抵抗力，并且必须耐用以承受处理。

水凝胶是水合交联的聚合体系，其在平衡状态下含有水，具有良好的亲水性。水凝胶材料不仅能够保持稳定的形状，还能够允许小分子物质渗透和扩散，在生物医学工程领域具有重要的用途。水凝胶在自然界中广泛存在，很多生命体组织就是天然的水凝胶，因而水凝胶角膜接触镜材料容易被人体接受。

但是，目前水凝胶角膜接触镜仍然存在一些缺陷，如折射率低，机械强度差，仍然难以满足要求等。

发明内容

发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种高折射率角膜接触镜材料及其应用。利用该材料制成的水凝胶角膜接触透镜，具有良好的伸长率和回弹性，以及超强的机械强度。同时该水凝胶角膜接触透镜具有高含水率，高折射率，光学透明性和生物相容性，并且其制作方法简单，不需要使用溶剂，提高人眼佩戴的安全性。

技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种角膜接触镜材料，包括以下重量份比例的原料：

具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体:18～52份，亲水单体：21～80份，

交联剂：0.1～1份，自由基引发剂：0.1～1份。

作为优选：

所述的具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体结构为：

其中：

A为(CH₂)_w，w＝0-5；

B为(CH₂)_m或[O(CH₂)₂]_n，m＝2-5，n＝6-9；

C为H、CH₃、CH₂CH₃或CH₂OH；

X为不存在、O或S。

进一步优选，所述X为O或S时，B为(CH₂)m，其中m＝2-5。

所述亲水单体为甲基丙烯酸2-羟乙酯(英文简称：HEMA)、N-乙烯基吡咯烷酮(英文简称：NVP)和N,N-二甲基乙酰胺(英文简称：DMA)组成的混合物。

所述的交联剂为二甲基丙烯酸键型交联剂和二丙烯酸键型交联剂组成的混合物，所述的二甲基丙烯酸键型交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯(英文简称：EGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(英文简称：TEGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(英文简称：DEGDMA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(英文简称：TMPTMA)中的任意一种；所述的二丙烯酸键型交联剂为1，4-己二醇二丙烯酸酯(英文简称：HDDA)、四甘醇二丙烯酸酯(英文简称：TTEGDA)和新戊二醇二丙烯酸酯(英文简称：NPGDA)中的任意一种。

所述自由基引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮或者偶氮二异丁腈。2-羟基-2-甲基苯丙酮为光引发剂。偶氮二异丁腈为热引发剂。

本发明还提供了利用所述角膜接触镜材料制备角膜接触镜的方法，包括以下步骤：将具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体、亲水单体、交联剂和自由基引发剂混合后搅拌均匀，然后加入角膜接触镜模具中，通过热引发或者紫外引发的方法固化反应混合物，形成角膜接触镜。

上述制备方法简单易操作。现有的制备方法大多会加入溶剂。与现有的制备方法不同，本发明的制备方法不添加任何溶剂。本发明的制备方法后处理工艺简单，对人体产生的刺激性较小。后处理简单包括从模具中脱离容易和不需要除去溶剂两个方面。这样的话可以节约生产成本。本发明的制备方法采用反应物共聚合制成角膜接触透镜。

有益效果：相对于现有技术，本发明角膜接触镜材料制成的水凝胶角膜接触透镜，具有高含水率，高折射率，光学透明性和生物相容性，并且具有良好的伸长率和回弹性，以及超强的机械强度。另外，二甲基丙烯酸键型交联剂及二丙烯酸键型交联剂的使用，可以使制备的接触镜材料具有更加良好的伸长率和超强的机械强度。并且在反应混合物当中加入取代芳环结构的可聚合乙烯基单体，可以使角膜接触透镜获得较高的折射率。最后，本发明的制备方法采用本体聚合的方式，后处理简单，残留物少。

附图说明

图1为本发明材料制成的高折射率角膜接触镜的透过率检测图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术解决方案。

实施例1-8

(1)各原料的组成和用量如表1中编号1-8所示：

表1(单位：wt％)

其中：

1)实施例1、3、4的具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体为邻苯基苯乙氧基丙烯酸酯。实施例2、5、6的具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体为甲基丙烯酸4-苯基丁基酯。实施例7、8的具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体为甲基丙烯酸5-苯基戊基酯。

2)实施例1、4、5的二甲基丙烯酸键型交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。实施例2、7、8的二甲基丙烯酸键型交联剂为三乙二醇二甲基丙烯酸酯。实施例3的二甲基丙烯酸键型交联剂为二乙二醇二甲基内烯酸酯。实施例6的二甲基丙烯酸键型交联剂为三羟甲基丙烷三甲基内烯酸酯。

3)实施例1、2、7的二内烯酸键型交联剂为1.4-己二醇二内烯酸酯。实施例3、5的二丙烯酸键型交联剂为四甘醇二内烯酸酯。实施例4、6、8的二丙烯酸键型交联剂为新戊二醇二丙烯酸酯。

4)实施例1-8中的自由基引发剂为光引发剂2-羟基-2-甲基苯丙酮。

(2)利用表1所示组分进行反应来制备角膜接触镜

室温(确认25℃)下，将反应物混合以产生可固化的混合物。将混合物置于角膜接触镜模具中，打开紫外固化设备，将紫外光强度调到3uw/cm2，稳定15-30min，后将充填好的角膜接触镜模具放置入紫外固化设备中，反应时间为1h。

对比例：

如表1中编号9所示，本对比例的透镜为现有技术中的一种角膜接触透镜，该透镜由重量百分比为70％的HEMA，重量百分比为10％的NVP，重量百分比为19.7％的SIGMA,重量百分比为0.1％的EGDMA，重量百分比为00.1％的乙二醇二甲基丙烯酸酯组成。

利用其制备角膜接触镜的方法同实施例1-8。

试验例

通常测试角膜接触透镜的多种不同的性能参数包括曲率、直径、中心厚度、含水率、透过率等。

用装备到DGS-E型机台上的1D110-ME型Mitutoyo Digimatic Indicator测量干中心厚度。

在Optimec B型角膜接触透镜分析仪SAG型上测量湿角膜接触镜直径和矢状高度，并计算曲率。

测量前，所有角膜接触透镜样品在21±1℃下在盐溶液中平衡最少2小时，并恰好在测量前用不脱绒的棉质轻轻吸干以除去过量的表面水分。可以通过重量测量的方式分析测量本体含水量。

将角膜接触透镜样品放在磷酸缓冲液中，把它放置在样品室中，使用紫外可见分光光度计uv2450测量平均可见光透过率。

用WAY-2W型阿贝折射仪测定角膜接触镜的折射率。

各参数测量结果如表2所示：

表2

从表2的数据可以看出，本发明的角膜接触镜具有良好的定形形态、含水量、透过率和折射率。从折射率的数值来看，本发明的角膜接触镜具有非常高的折射率。而编号为9的对比例的折射率为1.476，均远远低于本发明的角膜接触镜。

从附图1可以看出，本发明的角膜接触镜透过率在90％以上，这符合商用角膜接触镜标准。

Claims

1.一种角膜接触镜材料，其特征在于，包括以下重量份比例的原料：

交联剂：0.1～1份，自由基引发剂：0.1～1份。

2.根据权利要求1所述的角膜接触镜材料，其特征在于，所述的具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体结构为：

其中：

A为(CH₂)_w，w＝0-5；

B为(CH₂)_m或[O(CH₂)₂]_n，m＝2-5，n＝6-9；

C为H、CH₃、CH₂CH₃或CH₂OH；

X为不存在、O或S。

3.根据权利要求2所述的角膜接触镜材料，其特征在于，所述X为O或S，B为(CH₂)m，其中m＝2-5。

4.根据权利要求1所述的角膜接触镜材料，其特征在于，所述亲水单体为甲基丙烯酸2-羟乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺组成的混合物。

5.根据权利要求1所述的角膜接触镜材料，其特征在于，所述交联剂为二甲基丙烯酸键型交联剂和二丙烯酸键型交联剂组成的混合物，所述的二甲基丙烯酸键型交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种；所述的二丙烯酸键型交联剂为1，4-己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的角膜接触镜材料，其特征在于，所述自由基引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮或者偶氮二异丁腈。

7.利用权利要求1-6任一项所述角膜接触镜材料制备角膜接触镜的方法，其特征在于，包括以下步骤：将具有取代芳环结构的可聚合乙烯基单体、亲水单体、交联剂和自由基引发剂混合后搅拌均匀，然后加入角膜接触镜模具中，通过热引发或者紫外引发的方法固化反应混合物，形成角膜接触镜。