具有可濕性表面的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡的制作方法
【專利摘要】本發明提供了通過在兩面鑄塑模具中固化包含甘油單(甲基)丙烯酸酯和至少一種其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體的液體混合物而獲得的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，所述有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡在沒有使聚合后的透鏡形狀材料經過后加工以改善其表面的水潤濕性的情況下具有可濕性表面。
【專利說明】具有可濕性表面的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡
【技術領域】
[0001]本發明涉及具有可濕性表面的含水軟性隱形眼鏡(hydrous soft contactlens) o更具體地，本發明涉及一種通過在兩面鑄塑模具(both-face cast mold)中聚合以下混合溶液而獲得的有機娃水凝膠(娃酮或(聚)娃氧燒水凝膠，silicone hydrogel),所述混合溶液含有至少一種在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的有機娃單體和甘油單(甲基)丙烯酸酯(glycerol mono (meth) acrylate),即使當所述有機娃水凝膠在由疏水性樹脂材料如聚丙烯制成的容器中進行聚合時，在無需任何額外處理用于改善聚合后的透鏡形狀材料的表面水可濕性，或無需包含高分子量親水性聚合物用于增強表面水可濕性下，所述有機硅水凝膠具有透明性和可濕性表面。
【背景技術】
[0002]在佩戴隱形眼鏡中，來自大氣的氧供應減少，導致干擾角膜上皮細胞分裂并且根據臨床結果出現角膜增厚。因此，已經嘗試改善所述材料的透氧性以提供更安全的隱形眼鏡。
[0003]含水軟性隱形眼鏡通常已知由于材料的柔軟性而具有良好的佩戴舒適性。然而，其透氧性取決于透鏡的含水量，并且因此比硬性隱形眼鏡低。為此，含有有機硅單體或硅氧烷大分子單體的有機硅水凝膠最近已被開發并商業化作為透鏡材料組分之一。作為用于制造軟性隱形眼鏡的方法，通常會采用鑄塑成型工藝，因為這能夠制造大量均勻的產品。
[0004]作為用于鑄塑成型工藝的模具材料，由于在低成本下容易成型而經常使用聚丙烯。然而，聚丙烯本身是疏水性材料。在用這樣的材料的成型容器來制造有機硅水凝膠時，疏水性單體一部分被定向與該聚合容器接觸，使得在聚合后透鏡表面具有高疏水性。
[0005]淚液的脂質組分容易附著至具有疏水性的透鏡表面，這會在透鏡上引起渾濁或主觀癥狀如在佩戴隱形眼鏡時很難看清，或在某些情況下會通過進一步在所附著的脂質組分上附著蛋白質而誘發眼病。
[0006]由于這些原因，為了補救有機硅水凝膠的軟性隱形眼鏡的表面疏水性，已經提出各種各樣的方法，如下所述。
[0007]專利文獻I公開了一種用于改善水可濕性和耐磨損性的方法，其包括在低溫下用活性氣體和/或惰性氣體的等離子體處理透鏡材料表面，然后將其暴露于氧氣氛以在透鏡材料表面上形成過氧化氫，隨后在100°c以上的溫度將其浸入親水性單體的水溶液中，以在所述表面上接枝聚合親水性單體。然而，這種方法復雜，包括用于對所述表面賦予親水性的許多步驟，如制備共聚物，低溫等離子體處理，浸入到親水性單體的水溶液中，和100°c以上的高溫處理。因此這種方法對于商業化生產并不是優選的。
[0008]專利文獻2公開了一種有機硅水凝膠，其包含高分子量親水性聚合物作為透鏡材料組分中的內部潤濕劑。在該方法中，將高分子量親水性聚合物如聚乙烯吡咯烷酮溶解在包含透鏡組分的聚合溶液中，并且所述溶液隨后進行聚合以使高分子量親水性聚合物被包含在所述透鏡組分中。這種方法允許在沒有表面等離子體處理或接枝聚合下賦予親水性表面。同時，在隱形眼鏡組分聚合之后，未聚合的單體和低聚物通常保留在聚合的透鏡中。由于在佩戴期間所述單體和低聚物從透鏡洗脫會誘發眼刺激，所以所述單體和低聚物通常在聚合后用醇或醇溶液萃取。在這種情況下，萃取中所用的醇的濃度越高，萃取效率越高，使得大量未聚合的單體和低聚物能夠在短時間內除去。然而，在專利文獻2的方法中，用于賦予親水性的高分子量親水性聚合物僅僅是物理連接至聚合物的網絡結構或與其纏結。因此，用醇或高濃度醇溶液的長時間萃取使高分子量親水性聚合物連同未聚合單體和低聚物一起從透鏡中被萃取，以至在萃取后不能維持良好的親水性。
[0009]專利文獻3公開了一種使用由具有在0.01至0.15重量％范圍內的吸水率的樹脂形成的鑄塑模具來制造隱形眼鏡的方法。在該方法中，代替傳統上用作鑄塑成型工藝的容器材料的聚丙烯，使用具有更高吸水性和優異表面水可濕性的樹脂作為用于制造隱形眼鏡的鑄塑模具，使得親水性單體在聚合期間在鑄塑模具表面附近的區域內定向。由此，制得具有優異表面水可濕性的隱形眼鏡。然而，這種方法不是優選的，由于樹脂的高吸水率導致在形成后引起在形狀穩定性方面的問題，在形成條件和樹脂中獲得精度具有困難。
[0010]專利文獻4公開了一種有機硅水凝膠，其包括在用于透鏡組分的單體混合物溶液中的20?60重量％ N-乙烯基吡咯烷酮。在這種方法中，由于在具有乙烯基基團的N-乙烯基吡咯烷酮和具有丙烯酰基基團或甲基丙烯酰基基團的其它透鏡組分之間的反應性差異，在透鏡中形成了聚乙烯基吡咯烷酮的均聚物區域，使得在沒有使用如在專利文獻2所述的方法中的高分子量親水性聚合物下賦予親水性表面。換句話說，與丙烯酰基基團和甲基丙烯酰基基團具有不同反應性的N-乙烯基吡咯烷酮以類似于均聚物的形式形成為透鏡的一部分從而賦予所述透鏡表面的親水性。然而，在該方法中，為了賦予親水性，需要使用20至60重量％ N-乙烯基吡咯燒酮，使得所生產的有機硅水凝膠具有50%以上的水分含量。一般地，隨著透鏡的水分含量增加，在佩戴期間從所述透鏡中蒸發的水的量也增加。因此，透鏡的佩戴者就會更頻繁地感覺到干澀。透鏡具有的水分含量越高，則由于變干就會感到越不舒服，這不是優選的。此外，暴露于透鏡表面的聚乙烯基吡咯烷酮具有滑溜或發粘的觸感，在佩戴之后通過清洗很難洗凈并且在某些情況下很難進行處理，這不是優選的。
[0011]專利文獻5公開了一種用來制造隱形眼鏡的聚合物，其獲自5至95重量％的至少一種含有機硅單體和5至80%的至少一種親水性單體。所公開的親水性單體的實例是甘油甲基丙烯酸酯。然而，在該發明中所公開的有機硅單體是分子結構中不包括至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的單體和大分子單體。雖然甘油甲基丙烯酸酯僅僅公開作為與有機硅單體和大分子單體可共聚的親水性單體，但在實施方式中沒有公開使用甘油甲基丙烯酸酯的材料。在說明書中，并沒有公開或啟示在沒有任何特殊的附加處理或使用高分子量親水性聚合物下，通過將包含甘油單(甲基)丙烯酸酯的聚合溶液注入由聚丙烯制成鑄塑模具中以進行聚合，而易于獲得具有優異水可濕性的有機硅水凝膠。此外，從由分子結構中不具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的單體和甘油甲基丙烯酸酯構成的組分體系，由于甘油甲基丙烯酸酯的高親水性導致不能制得均勻的單體混合物溶液(本發明的比較例8至10)。在說明書的第[0029]段中，三種類型的單體被描述為最優選的親水性單體，包括N，N-二甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酸2-羥乙酯和N-乙烯基-2-吡咯烷酮。然而，由選自這三種類型的親水性單體和有機硅單體的混合物溶液生產的隱形眼鏡具有不適合于隱形眼鏡的白色混濁，或具有拒水性的透鏡表面，不是可濕性表面(本發明的比較例I至5)。[0012]專利文獻6公開了一種由甲基丙烯酸2，3- 二羥丙酯和甲基丙烯酸有機硅氧烷基酯制備的軟性隱形眼鏡。然而，從甲基丙烯酸2，3-二羥丙酯和分子結構中不具有羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體的雙組分體系，并沒有獲得均勻的單體混合物溶液(本發明的比較例8至10)。由于在專利文獻6的所有實施例中都加入了甲基丙烯酸縮水甘油酯，看來甲基丙烯酸縮水甘油酯是必需組分之一。然而，甲基丙烯酸縮水甘油酯具有很強的眼睛刺激作用，使得從生物安全性的角度看其用于隱形眼鏡的組分不是優選的。因此，在使用甲基丙烯酸縮水甘油酯作為隱形眼鏡的組分的情況下，需要將聚合后的聚合物在約100°C的熱水中處理以使縮水甘油基基團開環，這是不期望的，因為所述聚合物通過長時間的加熱可能發生水解。另外，在專利文獻6的任何實施例中所采用的制造方法是一種花邊切割工藝，而沒有公開鑄塑成型工藝。也沒有公開鑄塑成型工藝的問題，即由于疏水單體在與模具接觸的部分定向導致具有高疏水性的聚合透鏡表面。
[0013]引用列表
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻I JP2003-215509A
[0016]專利文獻2 JP2005-513173A
[0017]專利文獻3 JP2OO7-16O7O6A
[0018]專利文獻4 JP2010-510550A
[0019]專利文獻5:JP11_228644A
[0020]專利文獻6 JP3-196117A
【發明內容】
[0021]技術問題
[0022]本發明的一個目的是提供一種具有可濕性表面的有機硅水凝膠，即使使用通常用于鑄塑成型的聚丙烯模具材料，同時無需使用特殊的鑄塑成型樹脂材料，并且無需任何額外的處理用于改善聚合后的透鏡形狀材料的表面水可濕性，或無需包含高分子量親水性聚合物用于增強表面水可濕性。解決問題的方案
[0023]作為廣泛研究的結果，本發明的發明人發現，上述目的能夠利用通過聚合一種聚合溶液而獲得的有機硅水凝膠實現，所述聚合溶液含有至少一種分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體和甘油單(甲基)丙烯酸酯，使得本發明得以完成。本發明的方法，即使使用常用的聚丙烯鑄塑成型材料，也允許在沒有任何特別的額外處理或包含高分子量親水性聚合物的情況下容易獲得具有可濕性表面的有機硅水凝膠。
[0024]本發明為如下:
[0025](I) 一種通過在兩面鑄塑模具中聚合以下混合溶液而獲得的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，所述混合物溶液含有至少一種在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體和甘油單(甲基)丙烯酸酯，所述有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡在沒有施加額外處理以改善聚合后的透鏡形狀材料的表面水可濕性的情況下具有可濕性表面。
[0026](2)⑴中所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的所述有機硅單體由以下通式(I)表示:
[0027][式I]
【權利要求】
1.一種通過在兩面鑄塑模具中聚合以下混合溶液而獲得的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，所述混合溶液含有至少一種在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體和甘油單(甲基)丙烯酸酯，所述有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡在沒有施加額外的處理以改善聚合后的透鏡形狀材料表面的表面水可濕性的情況下具有可濕性表面。
2.根據權利要求1所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的所述有機硅單體由以下通式(I)表示:
3.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中所述有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡通過聚合以下聚合溶液而獲得，所述聚合溶液含有30-70重量％的在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的所述有機硅單體和15-60重量％的甘油單(甲基)丙烯酸酯。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中所述有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡通過聚合以下混合溶液而獲得，所述混合溶液含有: (a)30-70重量％的在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的所述有機硅單體， (b)15-60重量％的所述甘油單(甲基)丙烯酸酯， (c)0-20重量％的在其分子結構中不具有羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體， (d)0-50重量％的親水性單體，和 (e)0.1-1重量％的可交聯單體。
5.根據權利要求4所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中在其分子結構中不具有羥基基團或聚乙二醇基團的所述有機硅單體(C)是一種或多種選自三(三甲基甲硅烷氧基)-Y -甲基丙烯酰氧基丙基硅烷和甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲娃烷基]丙基酷的單體。
6.根據權利要求4或5所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中所述親水性單體(d)是一種或多種選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮和甲基丙烯酸的單體。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中所述兩面鑄塑模具由聚丙烯構成。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡，其中所述軟性隱形眼鏡具有20%以上且低于50%的水分含量。
9.一種用于制造有機硅水凝膠軟性隱形眼鏡的方法，所述方法包括: 通過將至少一種在其分子結構中具有至少一個羥基基團或聚乙二醇基團的有機硅單體和甘油單(甲基)丙烯酸酯混合來制備混合溶液的步驟； 將所述混合溶液填充到兩面鑄塑模具中的步驟；和 在所述兩面鑄塑模具中聚合所述混合溶液的步驟。
10.根據權利要求9的方法，所述方法不要求施加額外的處理來改善聚合后的透鏡形狀材料的表面水可濕性。
【文檔編號】G02C7/04GK103959140SQ201380004103
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年3月11日 優先權日:2012年4月18日
【發明者】今福元 申請人:Hoya株式會社