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新型隐形眼镜材料中的高分子 王蕊 前言：不同的成分和制作工艺决定了现代隐形眼镜材料的参数和特性，现今隐形眼镜材料 已经有了很大的发展，本文将对新型隐形眼镜材料作一简要的介绍。 站在化学的角度看隐形眼镜材料 化学是隐形眼镜材料的基础，你可以把它想象成用化学成分混合生产的步骤进行“烹调”。 在隐形眼镜材料化学实验室里，化学成分包括各种单体和聚合物，化学家把它们结合成共聚 物和大分子，最后把它处理成能生产出有光学透明性、化学稳定性、耐用性、透氧性和湿润 性，并能置入眼内的隐形眼镜。总地来说，以碳原子为基础的分子形成了较早的隐形眼镜聚 合物，包括醋酸丁酸纤维素ＣＡＢ和聚甲基丙烯酸甲酯ＰＭＭＡ。大多数较新的隐形眼镜聚 合物都至少包含“硅”成分，包括ＧＰ（硅－甲基丙烯酸和氟硅氧烷丙烯酸）镜片和水凝胶 （硅－水凝胶）镜片。所有材料的最终配方还包括赋予镜片各种特征和性状的成分。一些成 分赋予了镜片含水量和表面湿润的特性，而另一些把聚合物连接起来，在弹性、硬度和牢度 之间获得合适的平衡。你可以把这些长条链状聚合物的交叉连接想象成挂在晾衣绳上的衣服 （化学集团）。当短绳系在一起时，长的晾衣绳在风中就更稳定了。 隐形眼镜材料中常见的单体 甲基丙烯酸甲酯（Ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＭＭＡ），能增加硬度和牢度。 硅，能增加弹性和通过材料的硅氧结合增加透气性，但有湿润性差的缺点。 氟（ＦＬ），也能略微增加透气性，在含硅的镜片中能提高湿润度和抗沉淀性。 聚甲基丙烯酸羟乙酯（ＨＥＭＡ），是大多数软镜最基础的吸水单体。 甲基丙烯酸（ＭＡＡ）和Ｎ－乙烯基吡咯烷酮（ｎ ｖｉｎｙｌ ｐｙｒｏｌｉｄｏｎｅ， ＮＶＰ）单体，都能吸收大量水分，通常与ＨＥＭＡ结合以增加镜片含水量。 二甲基丙烯酸乙二醇酯（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌｅ， ＥＧＤＭＡ），是一个交叉连接因子，能增加空间稳定度和硬度，但会减少含水量。 此外，一些特殊的单体和添加剂能使聚合物链在材料里更自由地移动；另外一些能阻挡紫外 线；还有一些能帮助材料抵抗脱水。材料配方和加工的细微差别决定了每种镜片材料最终的 化学和物理性质。例如在含水量３８％（低含水量）的ＨＥＭＡ单体中加入ＮＶＰ或ＭＡＡ， 能使最终的聚合体含水量达到中等（５０％左右）或更高（７０％左右）。在ＨＥＭＡ中加 入ＭＭＡ或ＥＧＤＭＡ能增加材料的耐用性、弹性和稳定性，但会降低含水量。 材料的透氧性 除了一般的生物相容性，隐形眼镜材料特性、氧气的渗透性和传递性对镜片的成功配戴也很 重要。角膜缺氧是隐形眼镜佩戴者最常出现的不适反应，是由于眼角膜无法得到足够的氧气 引起的。角膜原先是靠直接从空气中摄取氧气来呼吸的，由于隐形眼镜片贴在眼球表面，虽 然氧气还能通过镜片，但透过量明显减少，因此由于眼角膜缺氧而引起的角膜新生血管增多， 出现“红丝”，并增加眼睛感染的机会，因此在选择隐形眼镜镜片时最应选择具有高透氧性 的镜片。由于氧气是靠水来传送的，所以镜片的透氧性也与镜片的含水量高低以及镜片的厚 薄有关，然而隐形眼镜与佩戴者眼角膜是否匹配（配适状态是否完美）是影响佩戴效果的决 定性因素。 我们使用氧渗透性（Ｄｋ）和氧传导性（Ｄｋ／ｔ）的数值来比较普通镜片材料和各种品 牌的镜片，以确定镜片和角膜之间的气体交换量。氧渗透性是对散装聚合物的实验室测量数 据，由材料的扩散系数Ｄ乘以吸收系数ｋ而得到。Ｄｋ是塑胶中氧气渗透成分的一个功能。 丝蛋白 隐形眼睛的镜片与眼球直接接触,因此必须要求使用人体生理适应性好的材料。此外还需要 氧气通透性好、光透过性优良等性能。目前市场上的隐形眼镜多为树脂材料、再生丝素膜的 透光性、透氧性都较好,一般认为用天然蛋白质的蚕丝做材料制成的隐形眼镜片,对人体的适 应性远远优于树脂的镜片,因此蚕丝是隐形眼镜非常理想的素材。 由于蚕丝是天然蛋白,有许多其它材料不可替代的优点,丝素蛋白具有独特的分子结构、优良 的机械性能、极好的吸湿保湿性和抗微生物的性能,与机体有良好的生物相容性,因此可用于 隐形眼镜材料的研制。丝素膜具有优良的氧透过性,细胞附着性好且有增殖细胞的能力,如在 丝素中添加丙烯酸进行接枝聚合,就成为高吸水性的高分子材料,其最高吸水率可达 300 倍, 其保水性可与一般的专用材料相匹敌。并且在含水凝胶状态。 隐形眼镜材料必须是具备通气与通水性好、易消毒灭菌、透光性优良以及对人体生理适应性 好的材料。Minoura N 等将化学处理后的家蚕