本發(fā)明涉及一種可聚合zns納米粒、制備方法及其用于制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，屬于醫(yī)用生物材料和組織工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著世界人口老齡化以及使用電腦時(shí)間的延長(zhǎng)，患上眼部疾病如近視眼、白內(nèi)障等的幾率不斷增加。據(jù)報(bào)道，美國(guó)4～74歲人口中，43％患有輕度近視(低于-5.00d)，3.2％人口近視度數(shù)在500-1000度(-5.01to-10.00d)，另外有0.2％人口近視度數(shù)大于1000度；而我國(guó)的近視眼患者已達(dá)4億，在大學(xué)里發(fā)病率甚至高達(dá)80％。白內(nèi)障，尤其是老年性白內(nèi)障，是最常見的眼病之一，也是第三世界國(guó)家中第一位致盲眼病。據(jù)who統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今世界有1500萬白內(nèi)障致盲患者；而我國(guó)普查分析，約有400～500萬白內(nèi)障患眼待手術(shù)。佩戴角膜接觸鏡或晶狀體替換是矯正近視以及治療白內(nèi)障的常用方法，二者都需要生物相容性良好的眼用生物材料。折光率是這類材料的重要參數(shù)，高折光材料角膜接觸鏡或人工晶狀體可以做的更輕薄，減輕眼部應(yīng)用過程中并發(fā)癥的發(fā)生，提高生物相容性。

眼用屈光矯正器械一般需要制備為凹(如角膜接觸鏡)或凸(如人工晶狀體)透鏡，折射率決定了眼用屈光矯正材料的聚焦能力，為角膜接觸鏡或眼內(nèi)植入晶狀體的重要參數(shù)。材料的折光率越低，接觸鏡鏡片的邊緣越厚，這對(duì)于近視眼患者，尤其對(duì)于高度近視患者，會(huì)產(chǎn)生很多問題，如接觸鏡鏡片越厚透氧性能越差、阻斷了角膜上皮細(xì)胞的氧氣供給；接觸鏡鏡片越厚柔韌性降低，這會(huì)增加接觸鏡鏡片對(duì)角膜緣的壓力，引發(fā)角膜緣血管生成；另外，厚鏡片也會(huì)增加眼內(nèi)代謝產(chǎn)物在接觸鏡鏡片內(nèi)的積累，容易引起眼部病態(tài)反應(yīng)和毒性反應(yīng)。對(duì)于人工晶狀體，提高材料的屈光度有利于減少微創(chuàng)手術(shù)植入過程中的切口損傷，減少植入材料與人眼晶狀體的接觸幾率，降低前囊下白內(nèi)障的發(fā)生，而且高折光人工晶狀體對(duì)于睫狀肌拉伸下曲率變化導(dǎo)致的聚焦性能調(diào)節(jié)更敏感。目前，高折光材料已廣泛應(yīng)用于眼部的屈光矯正，但主要集中在框架眼鏡以及硬性角膜接觸鏡領(lǐng)域，如采用optimumhr(折光率：1.51)材料制備的硬性接觸鏡，屈光度可以增加+0.5d(眼鏡度數(shù)增加50度)或邊緣厚度降低5-10％，從而使鏡片質(zhì)量降低20-30％，這種材料制備的硬性接觸鏡可以有效減少佩戴過程中并發(fā)的角膜下緣病變，提高佩戴舒適性。與框架眼鏡相比，接觸鏡與眼球的距離更近，佩戴視物過程中眼睛的適應(yīng)性更好。另外，對(duì)于高度近視患者，佩戴高折光的框架鏡容易產(chǎn)生色散現(xiàn)象，而佩戴角膜接觸鏡時(shí)，由于鏡片隨角膜移動(dòng)，保證了鏡片在視線的中心，可有效避免色散現(xiàn)象的發(fā)生。相對(duì)于硬性鏡片，軟性接觸鏡的突出優(yōu)點(diǎn)是初期適應(yīng)期短和良好的佩戴舒適性，而且生產(chǎn)成本更低，所以高折光軟性角膜接觸鏡具有重要的臨床意義。

在材料中引入高折光無機(jī)納米粒子可有效提高材料的折光率，但制備高無機(jī)粒子含量的無機(jī)-有機(jī)雜化材料，應(yīng)用于屈光矯正領(lǐng)域仍存在諸多困難，這主要是無機(jī)粒子在有機(jī)高分子中難以分散，納米粒子的表面自由能很高，容易在材料內(nèi)團(tuán)聚而使材料透光度下降。摻雜高zns納米粒含量的雜化材料已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道，但更多采用的高分子單體為n,n-二甲基丙烯酰胺，或以其為主要單體的共聚高分子材料，并且所制備的材料中無機(jī)粒子的分散性欠佳，折射率、透光性能和力學(xué)性能欠佳，不能很好的滿足屈光矯正材料的應(yīng)用要求。如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn201511003965.7a公開了將高折光的zns納米粒子物理包埋在pdma-nvp水凝膠材料中，制備高折光眼用屈光矯正材料，細(xì)胞及兔眼內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)表明，材料具有良好的生物相容性。但現(xiàn)有隱形眼鏡水凝膠材料的制備過程中dma和nvp都是作為功能單體來使用，以其作為水凝膠的主要骨架結(jié)構(gòu)難以保證用于作為隱形眼鏡使用的力學(xué)性能要求，在專利文獻(xiàn)cn201511003965.7a中也未公開材料的力學(xué)性能相關(guān)數(shù)據(jù)，另外因?yàn)閦ns納米粒子物理包埋在pdma-nvp凝膠骨架中，鏡片在長(zhǎng)期放置或使用過程中zns粒子可能會(huì)因團(tuán)聚而導(dǎo)致相分離，進(jìn)而降低材料的光學(xué)性能。作為眼用屈光矯正裝置如隱形眼鏡、人工晶狀體，除了需要其材料具有高透光性能和高的折射率外，還要有良好的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度，楊氏模量以及斷裂伸長(zhǎng)率，以滿足在佩戴過程中發(fā)生物理損壞。

因此，急需一種穩(wěn)定的兼具高透光性能、高折射率和優(yōu)異的力學(xué)性能的材料，來滿足屈光矯正器械的應(yīng)用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種可聚合zns納米粒及其制備方法，通過在表面富含羥基的zns納米粒表面可控接枝可聚合活性基團(tuán)合成可聚合zns納米粒，其特征是表面可聚合基團(tuán)數(shù)量的可控接枝，進(jìn)而控制可聚合zns納米粒共聚入聚合物水凝膠本體后材料的交聯(lián)度及模量；并且本發(fā)明zns納米粒表面可聚合基團(tuán)的接枝一步反應(yīng)完成，合成簡(jiǎn)單。

本發(fā)明還提供一種利用上述可聚合zns納米粒制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，與隱形眼鏡的最常用的熱固化方法高度匹配。

術(shù)語說明：

接枝率：巰基醇修飾的zns納米粒接枝可聚合分子的質(zhì)量與巰基醇修飾的zns納米粒質(zhì)量的比率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種可聚合zns納米粒，所述可聚合zns納米粒為zns納米粒表面接枝有式i所示結(jié)構(gòu)：

其中，n＝2-12；m＝1-5。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述可聚合zns納米粒的接枝率為5-15％。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述可聚合zns納米粒的粒徑為2-6nm。

上述可聚合zns納米粒的制備方法，包括步驟如下：

(1)將鋅鹽、巰基醇和硫脲溶于有機(jī)溶劑a中，得混合液b；在攪拌、惰性氣體保護(hù)下，150-170℃下反應(yīng)8-12h；經(jīng)乙醇沉淀、洗滌、干燥，得巰基醇修飾的zns納米粒；

(2)將步驟(1)得到的巰基醇修飾的zns納米粒溶于有機(jī)溶劑c中，加入催化劑，混合均勻，得混合液d；將甲基丙烯酸-2-異氰基酯溶于有機(jī)溶劑e中，混合均勻，得混合液f；在超聲和攪拌條件下，將混合液f逐滴加入到混合液d中，室溫反應(yīng)1-4h；經(jīng)乙醇沉淀、洗滌、干燥，得可聚合zns納米粒。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述鋅鹽、巰基醇和硫脲的摩爾比為1：(1-2)：(0.5-1)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)混合液b中所述鋅鹽的摩爾濃度為0.2-0.5mol/l。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述鋅鹽為醋酸鋅、硝酸鋅、硫酸鋅或氯化鋅中的一種；優(yōu)選的，所述鋅鹽為醋酸鋅。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述巰基醇為巰基乙醇、巰基丙醇、巰基丁醇、巰基戊醇、巰基己醇、巰基庚醇、巰基辛醇、巰基壬醇、巰基癸醇、巰基十一醇或巰基十二醇中的一種；優(yōu)選的，所述巰基醇為巰基乙醇。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述有機(jī)溶劑a、步驟(2)中所述有機(jī)溶劑c和有機(jī)溶劑e均為n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、甲苯、氯仿或二甲基亞砜中的一種或兩種以上的組合；所述有機(jī)溶劑a、有機(jī)溶劑c和有機(jī)溶劑e相同或不同。所述有機(jī)溶劑a、有機(jī)溶劑c和有機(jī)溶劑e應(yīng)能互混且形成均一溶液。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述惰性氣體為氮?dú)?、氬氣或氦氣中的一種。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)和步驟(2)中所述洗滌方式均為：用甲醇洗滌；步驟(1)和步驟(2)中所述干燥方式均為：20-40℃干燥12-36h。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述巰基醇修飾的zns納米粒和催化劑的質(zhì)量比為1:0.005-1:0.05。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述催化劑為二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫或二醋酸二丁基錫中的一種；優(yōu)選的，所述催化劑為二丁基二月桂酸錫。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)混合液d中巰基醇修飾的zns納米粒的質(zhì)量濃度為0.02-0.06g/ml。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)混合液f中甲基丙烯酸-2-異氰基酯的質(zhì)量濃度為0.005-0.015g/ml。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述甲基丙烯酸-2-異氰基酯為甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯、甲基丙烯酸-2-異氰基丙酯或甲基丙烯酸-2-異氰基丁酯中的一種或兩種以上的組合；優(yōu)選的，所述甲基丙烯酸-2-異氰基酯為甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述巰基醇修飾的zns納米粒和甲基丙烯酸-2-異氰基酯的質(zhì)量比為1:0.05-1:0.15。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述滴加速率為0.3-3ml/min。

利用上述可聚合zns納米粒制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，包括步驟如下：

(1)聚合溶液的配置：將可聚合zns納米粒超聲分散于有機(jī)溶劑中，加入單體、引發(fā)劑，超聲溶解，得聚合溶液；

(2)屈光矯正材料的制備：將步驟(1)得到的聚合溶液加入模具中，壓上模具的配套上模，確保聚合溶液內(nèi)沒有氣泡，經(jīng)熱固化或光固化、脫膜、洗滌，得屈光矯正材料。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述可聚合zns納米粒的質(zhì)量為聚合單體和可聚合zns納米?？傎|(zhì)量的10-70wt％。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述單體與引發(fā)劑的質(zhì)量比為0.002:1-0.01:1，所述聚合溶液中可聚合zns納米粒的質(zhì)量濃度為5-60％。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述有機(jī)溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜中的一種或兩種以上的組合。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述單體為甲基丙烯酸-β-羥基乙酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基甲酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或兩種以上的組合；優(yōu)選的，所述單體為甲基丙烯酸-β-羥基乙酯和n,n-二甲基丙烯酰胺的組合、甲基丙烯酸-β-羥基乙酯和n-乙烯基甲酰胺的組合或甲基丙烯酸-β-羥基乙酯和n-乙烯基吡咯烷酮的組合中的一種。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(1)中所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈(aibn)、過氧化苯甲酰(bpo)或2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(darocur1173)中的一種。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述熱固化溫度為60-100℃，熱固化時(shí)間為1-24h；所述光固化為在紫外光照射下固化1-4h。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(2)中所述洗滌方式為：浸入在蒸餾水中抽提未反應(yīng)的單體和溶劑。

根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明制備得到的屈光矯正材料于隱形眼鏡保存液或生理鹽水中保存。

本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)及有益效果如下：

本發(fā)明可聚合zns納米粒的合成方案如式ii所示，巰基醇修飾的zns納米粒表面富含羥基，通過異氰酸酯基和羥基間化學(xué)反應(yīng)表面接枝可聚合基團(tuán)，將合成的可聚合zns納米粒分散在眼用屈光矯正材料常用單體中，模壓法固化獲得高折射眼用屈光矯正材料。通過控制zns納米粒表面化學(xué)接枝的可聚合基團(tuán)的量，進(jìn)而控制制備的眼用屈光矯正材料的交聯(lián)度，從而制備高度透明、具有良好力學(xué)性能的眼用屈光矯正水凝膠材料。本發(fā)明合成的可聚合zns納米?？晒簿墼诙喾N高分子骨架上，制備的材料高度透明，材料的制備工藝與隱形眼鏡的主流工藝高度匹配，材料的性能滿足眼用屈光矯正材料的應(yīng)用。

有益效果如下：

(1)可聚合zns納米?？晒簿墼谀z高分子骨架上，與物理包埋相比具有更好的分散性及抗團(tuán)聚性能，制備的材料具有高度透光性；本發(fā)明中zns納米粒表面可聚合基團(tuán)的接枝一步反應(yīng)完成，合成簡(jiǎn)單；表面接枝可聚合基團(tuán)量可通過反應(yīng)物配比關(guān)系控制，而且zns納米粒表面接枝可聚合基團(tuán)的量對(duì)制備的屈光矯正材料性能具有顯著影響。

(2)本發(fā)明的可聚合zns納米粒在單體n,n-二甲基丙烯酰胺(dma)、溶劑n,n-二甲基丙烯酰胺(dmf)中具有良好的分散性，可共聚入角膜接觸鏡制備常用單體如甲基丙烯酸-β-羥基乙酯和dma的共聚物高分子骨架中，表現(xiàn)出良好的光性能和力學(xué)性能；目前現(xiàn)有技術(shù)中，合成的包含有zns納米粒的透明有機(jī)-無機(jī)雜化材料大多是以pdma高分子骨架為主要成分，本發(fā)明的可聚合zns納米粒還可共聚入聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸縮水甘油酯等疏水性高分子材料中，并仍具有良好的光透過性能，適用性較為廣泛。

(3)本發(fā)明的高折射眼用屈光矯正材料制備工藝和現(xiàn)有隱形眼鏡制備工藝高度契合，工藝成熟。優(yōu)化配方后制備的屈光矯正材料具有高含水、高折光、力學(xué)性能優(yōu)良等屈光矯正材料期望的性能。

附圖說明

圖1為不同類型zns納米粒的xrd圖譜；其中，(a)巰基乙醇修飾zns,(b)可聚合zns納米粒zns0.05,(c)可聚合zns納米粒zns0.10,(d)可聚合zns納米粒zns0.15。

圖2為不同類型zns納米粒的紅外光譜圖。

圖3為不同類型zns納米粒的核磁共振氫譜圖。

圖4為含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的干態(tài)屈光矯正材料的照片。

圖5為含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的干態(tài)屈光矯正材料的動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能圖(儲(chǔ)能模量vs溫度曲線)。

圖6為含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的干態(tài)屈光矯正材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能圖(損耗因子vs溫度曲線)。

圖7為含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的吸水飽和屈光矯正材料含水量和折光率的關(guān)系圖譜。

圖8為含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的吸水飽和的屈光矯正材料的透光性能圖。

圖9為含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的吸水飽和的屈光矯正材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

圖10為不同zns0.10含量的吸水飽和屈光矯正材料照片。

圖11為含有30wt％zns0.10的吸水飽和隱形眼鏡。

圖12為不同zns0.10含量吸水飽和屈光矯正材料透光性能圖。

圖13不同zns0.10含量吸水飽和屈光矯正材料的含水量和折光率的關(guān)系圖。

圖14兔眼佩戴30wt％zns0.10含量的隱形眼鏡30天的生物相容性圖。

圖15為含有50wt％可聚合zns納米粒zns0.15的非聚dma的屈光矯正材料照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于此。

同時(shí)下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。

實(shí)施例1

一種可聚合zns納米粒，所述可聚合zns納米粒為zns納米粒表面接枝有式iii所示結(jié)構(gòu)：

上述可聚合zns納米粒的制備方法，包括步驟如下：

(1)稱取2水合醋酸鋅(11g，0.05mol)，巰基乙醇(5.8g，0.074mol)，硫脲(2.75g，0.036mol)，倒入200ml三口燒瓶中，加入150mln,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶解，磁力攪拌以及氮?dú)獗Ｗo(hù)下160℃回流反應(yīng)10h，反應(yīng)液減壓下經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至40ml，然后滴加到過量乙醇中沉淀，沉淀物用甲醇洗滌，然后30℃真空干燥過夜，獲得巰基乙醇修飾的zns納米粒。

(2)稱取1g巰基乙醇修飾的zns納米粒，溶解在25mldmf中，加入0.05ml二丁基二月桂酸錫。稱取0.05g甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯于10ml塑料離心管中，加入5mldmf，震蕩獲得均一溶液，然后在超聲及磁力攪拌下逐滴(滴加速率為1ml/min)加入到巰基乙醇修飾的zns納米粒的dmf溶液中，室溫反應(yīng)2.5h；然后將反應(yīng)液逐滴滴加到過量乙醇中沉淀，沉淀物用甲醇洗滌，然后30℃真空干燥過夜，獲得可聚合zns納米粒，標(biāo)記為zns0.05，其中下角標(biāo)0.05代表甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯與巰基乙醇修飾的zns納米粒的質(zhì)量比。

本實(shí)施例制備的可聚合zns納米粒的粒徑約為4nm。

實(shí)施例2

一種可聚合zns納米粒的制備方法，步驟如實(shí)施例1所述，所不同的是：甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯的加入量為0.1g，其它步驟一致與實(shí)施例1一致，得到的可聚合zns納米粒，標(biāo)記為zns0.10，其中下角標(biāo)0.1代表甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯與巰基乙醇修飾的zns納米粒的質(zhì)量比。

本實(shí)施例制備的可聚合zns納米粒的粒徑約為4nm。

實(shí)施例3

一種可聚合zns納米粒的制備方法，步驟如實(shí)施例1所述，所不同的是：甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯的加入量為0.15g，其它步驟一致與實(shí)施例1一致，得到的可聚合zns納米粒，標(biāo)記為zns0.15，其中下角標(biāo)0.15代表甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯與巰基乙醇修飾的zns納米粒的質(zhì)量比。

本實(shí)施例制備的可聚合zns納米粒的粒徑約為4nm。

實(shí)施例4

一種可聚合zns納米粒，所述可聚合zns納米粒為zns納米粒表面接枝有式iv所示結(jié)構(gòu)：

上述可聚合zns納米粒的制備方法，包括步驟如下：

(1)稱取2水合醋酸鋅(11g，0.05mol)，巰基乙醇(7.8g，0.1mol)，硫脲(3.81g，0.05mol)，倒入200ml三口燒瓶中，加入100ml二甲基亞砜溶解，磁力攪拌以及氮?dú)獗Ｗo(hù)下150℃回流反應(yīng)12h，反應(yīng)液減壓下經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至40ml，然后滴加到過量乙醇中沉淀，沉淀物用甲醇洗滌，然后30℃真空干燥過夜，獲得巰基乙醇修飾的zns納米粒。

(2)稱取1g巰基乙醇修飾的zns納米粒，溶解在25ml二甲基亞砜中，加入0.05ml二丁基二月桂酸錫。稱取0.05g甲基丙烯酸-2-異氰基丙酯于10ml塑料離心管中，加入5ml二甲基亞砜，震蕩獲得均一溶液，然后在超聲及磁力攪拌下逐滴(滴加速率為3ml/min)加入到巰基乙醇修飾的zns納米粒的二甲基亞砜溶液中，室溫反應(yīng)4h；然后將反應(yīng)液逐滴滴加到過量乙醇中沉淀，沉淀物用甲醇洗滌，然后30℃真空干燥過夜，獲得可聚合zns納米粒，標(biāo)記為zns0.05，其中下角標(biāo)0.05代表甲基丙烯酸-2-異氰基乙酯與巰基乙醇修飾的zns納米粒的質(zhì)量比。

實(shí)施例5-8

一種利用zns納米粒制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，包括步驟如下：

(1)聚合溶液的配置：按表1配方，稱取可聚合zns納米粒超聲分散在配方量溶劑n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和單體n,n-二甲基丙烯酰胺(dma)中，獲得透明均一溶液，加入配方量單體甲基丙烯酸-β-羥基乙酯(hema)，引發(fā)劑aibn(引發(fā)劑的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的0.5wt％)，超聲溶解，獲得聚合溶液；

(2)屈光矯正材料的制備：用滴管吸取上述聚合溶液滴入平板模具下模凹槽中，壓上模具的配套上模，確保內(nèi)部沒有氣泡。將模具放置在80℃烘箱中熱固化12h。

(3)脫膜：固化完成后，打開模具，取下固化的平板膜，浸入在蒸餾水中抽提未反應(yīng)的單體和溶劑，取出，保存在生理鹽水中。

表1屈光矯正材料配方

實(shí)施例9-12

一種利用可聚合zns納米粒制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，包括步驟如下：

(1)聚合溶液的配置：按表2配方，稱取可聚合zns納米粒超聲分散在配方量溶劑n,n-二甲基甲酰胺和單體n,n-二甲基丙烯酰胺中，獲得透明均一溶液，加入配方量的單體甲基丙烯酸-β-羥基乙酯(hema)，引發(fā)劑aibn(引發(fā)劑的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的0.5wt％)，超聲溶解，獲得均一的聚合溶液；

(2)屈光矯正材料的制備：用滴管吸取上述聚合溶液滴入角膜接觸鏡或平板模具下模凹槽中，壓上模具的配套上模，確保內(nèi)部沒有氣泡。將模具放置在80℃烘箱中熱固化12h。

(3)脫膜：固化完成后，打開模具，取下固化的隱形眼鏡或平板膜，浸入在蒸餾水中抽提未反應(yīng)的單體和溶劑，然后取出，保存在生理鹽水中。

表2屈光矯正材料配方

實(shí)施例13-14

一種利用可聚合zns納米粒制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，包括步驟如下：

(1)聚合溶液的配置：按表3配方，稱取可聚合zns納米粒超聲分散在配方量溶劑n,n-二甲基甲酰胺和單體n,n-二甲基丙烯酰胺中，獲得透明均一溶液，加入配方量的單體甲基丙烯酸縮水甘油酯(gma)或甲基丙烯酸甲酯(mma)，引發(fā)劑aibn(引發(fā)劑的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的0.5wt％)，超聲溶解，獲得均一的聚合溶液；

(2)屈光矯正材料的制備：用滴管吸取上述聚合溶液滴入平板模具下模凹槽中，壓上模具的配套上模，確保內(nèi)部沒有氣泡。將模具放置在80℃烘箱中熱固化12h。

(3)脫膜：固化完成后，打開模具，取下固化的平板膜，浸入在蒸餾水中抽提未反應(yīng)的單體和溶劑，然后取出，保存在生理鹽水中。

表3屈光矯正材料配方

實(shí)施例15-17

一種利用可聚合zns納米粒制備高折射眼用屈光矯正材料的方法，包括步驟如下：

(1)聚合溶液的配置：按表4配方稱取可聚合zns納米粒超聲分散在配方量溶劑n,n-二甲基甲酰胺中，獲得透明均一溶液，加入配方量的單體，引發(fā)劑aibn(引發(fā)劑的質(zhì)量為單體總質(zhì)量的0.5wt％)，超聲溶解，獲得均一的聚合溶液；

(2)屈光矯正材料的制備：用滴管吸取上述聚合溶液滴入平板模具下模凹槽中，壓上模具的配套上模，確保內(nèi)部沒有氣泡。將模具放置在80℃烘箱中熱固化12h。

(3)脫膜：固化完成后，打開模具，取下固化的平板膜，放置在70℃真空干燥箱中過夜，去除溶劑。

表4屈光矯正材料配方

試驗(yàn)例1

對(duì)實(shí)施例1-3制備得到的可聚合zns納米粒、zns納米粒以及巰基乙醇修飾的zns納米粒進(jìn)行紅外、核磁和xrd測(cè)試，測(cè)試方法如下：

(1)x射線衍射光譜

xrd使用brukeraxsd8x-射線衍射儀進(jìn)行測(cè)定，銅靶，操作電壓40kv，電流100ma，測(cè)試結(jié)果如圖1所示，其中，(a)巰基乙醇修飾zns,(b)可聚合zns納米粒zns0.05,(c)可聚合zns納米粒zns0.10,(d)可聚合zns納米粒zns0.15。

(2)紅外光譜

合成的可聚合zns納米粒在30℃下真空干燥過夜，與溴化鉀混合研磨、制板。在400～4000cm^-1波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描紅外吸收，結(jié)果如圖2所示。

(3)1hnmr

合成的可聚合zns納米粒在30℃下真空干燥過夜，超聲溶解于氘代dmso中，測(cè)定可聚合zns納米粒的核磁共振氫譜，結(jié)果如圖3所示。

結(jié)果討論：由紅外光譜和核磁共振波譜可知，可聚合碳碳雙鍵成功接枝在巰基乙醇修飾的zns納米粒表面，由xrd衍射光譜可知，可聚合基團(tuán)在zns納米粒表面的接枝反應(yīng)并沒有改變粒子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和粒徑。合成的可聚合zns納米粒粒徑大約4nm，在溶劑n,n-二甲基甲酰胺(dmf)以及單體n,n-二甲基丙烯酸酰胺中具有良好的分散性能。

試驗(yàn)例2

對(duì)實(shí)施例5-8制備得到的高折射眼用屈光矯正材料進(jìn)行測(cè)試，研究不同可聚合基團(tuán)接枝量的zns粒子對(duì)所制備的屈光矯正材料性能的影響，測(cè)試方法如下：

(1)光學(xué)性能

將吸水飽和的屈光矯正材料樣品剪成1cm×4.5cm的長(zhǎng)方形，用蒸餾水沖洗后，緊貼裝有蒸餾水尺寸為1cm×1cm×4.5cm的比色皿光學(xué)面內(nèi)壁放置，以蒸餾水為空白，用紫外-可見光分光光度計(jì)測(cè)量材料的透光性，測(cè)量范圍為200nm～800nm，狹縫寬度為2nm。對(duì)含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的吸水飽和的屈光矯正材料(樣品厚度:0.25mm)的透光性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如圖8所示。

(2)折光率

將屈光矯正材料切割成2cm×4cm長(zhǎng)條，使用阿貝折光儀室溫下測(cè)定樣品的折光率。對(duì)含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的吸水飽和屈光矯正材料的折光率進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖7所示，圖7為含水量和折光率的關(guān)系圖譜。

(3)力學(xué)性能

屈光矯正材料達(dá)到溶脹平衡后，使用力學(xué)拉伸儀配備的樣品制備模具將屈光矯正材料剪切成啞鈴型。裁剪好的樣品浸泡在蒸餾水中，使材料再次吸水飽和，確保測(cè)試時(shí)樣品的含水量處于飽和狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)過程中，溫度維持在25℃，濕度為60％，材料拉伸速率為20mm/min。對(duì)含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的吸水飽和的屈光矯正材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖9所示。

(4)動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析

含有50wt％不同類型zns納米粒的屈光矯正材料在30℃真空干燥過夜，剪切成5mm×10mm長(zhǎng)條，采用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)分析，升溫速率為5℃/min，測(cè)試溫度范圍為30-250℃，頻率為1hz。對(duì)含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的干態(tài)屈光矯正材料的動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖5、6所示。

結(jié)果討論：

含有50wt％不同類型可聚合zns納米粒的干態(tài)屈光矯正材料的照片如圖4為，其中，(a)zns0.05,(b)zns0.10,(c)zns0.15(樣品厚度:0.5mm)。由圖4可知，本發(fā)明包含50wt％不同類型可聚合zns納米粒的屈光矯正材料均未觀察到肉眼可視的相分離現(xiàn)象，具有良好的透光性能。而實(shí)施例5將未經(jīng)可聚合基團(tuán)接枝的zns納米粒物理包埋在凝膠骨架中，聚合后發(fā)生嚴(yán)重的相分離，制備的凝膠膜白灼，不透明，甚至在降低粒子的含量至單體總量的12wt％時(shí)，仍然相分離嚴(yán)重，制備的膜透光度不好。

由圖5和6可知，含有50wt％zns0.05(實(shí)施例6)的屈光矯正材料中微觀上仍然存在相分離現(xiàn)象，這可能是因?yàn)榻又Ψ磻?yīng)中加入的接枝分子過少，合成的zns粒子中存在部分未接枝的粒子；含有50wt％zns0.10(實(shí)施例7)制備的屈光矯正材料粒子分布均勻，未發(fā)生微相分離，但繼續(xù)增加粒子表面可聚合基團(tuán)的接枝量，含有50wt％zns0.15(實(shí)施例8)的屈光矯正材料仍觀察到輕微微相分離現(xiàn)象。本發(fā)明制備的屈光矯正材料，特別是含50wt％zns0.10的濕態(tài)屈光矯正材料的楊氏模量和市售隱形眼鏡材料大體相當(dāng)，而當(dāng)粒子表面接枝的可聚合基團(tuán)增多時(shí)，會(huì)增加材料的交聯(lián)程度，從而導(dǎo)致吸水飽和的屈光矯正材料的楊氏模量增加，這會(huì)使材料變得更硬，不利于作為隱形眼鏡佩戴的舒適性。

由圖7可知，本發(fā)明制備的屈光矯正材料可以同時(shí)具有高含水，高折光的性能，這有利于制備更輕薄，透氧性能更好，佩戴更舒適的隱形眼鏡產(chǎn)品。

如圖8所示，微相分離的發(fā)生會(huì)影響到材料的透光性能；以zns0.10制備的屈光矯正材料(實(shí)施例7)具有最好的透光性能。

由圖9可知，粒子表面接枝的可聚合基團(tuán)增多也增加了材料的拉伸強(qiáng)度，這有利于作為隱形眼鏡材料佩戴時(shí)及佩戴過程中抵抗更大的外力，三種實(shí)施例中制備的濕態(tài)水凝膠的斷裂伸長(zhǎng)率都大于100％，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隱形眼鏡水凝膠材料的要求。

試驗(yàn)例3

對(duì)實(shí)施例9-12制備得到的高折射眼用屈光矯正材料進(jìn)行測(cè)試，研究不同可聚合zns納米粒加入量對(duì)所制備的屈光矯正材料性能的影響，測(cè)試方法如下：

材料的光學(xué)性能、折光率的測(cè)試方法如試驗(yàn)例2所述；對(duì)不同zns0.10含量吸水飽和屈光矯正材料的透光性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖12所示。

對(duì)不同zns0.10含量吸水飽和屈光矯正材料的折光率進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖13所示，圖13為含水量和折光率的關(guān)系圖。

對(duì)不同zns0.10含量吸水飽和屈光矯正材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如表5所示；

表5不同zns0.10含量吸水飽和屈光矯正材料的力學(xué)性能

兔眼佩戴生物相容性測(cè)試方法如下：

制備的30wt％zns0.10含量的屈光矯正材料浸泡在無菌生理鹽水中平衡48h，然后佩戴在眼部健康的家兔左眼(右眼不佩戴，作為對(duì)照)，每天9：00佩戴，8h后取下，連續(xù)佩戴30天。每次佩戴結(jié)束取下，保存在無菌生理鹽水中，第二日重復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過程中如有鏡片破損，及時(shí)更換新隱形眼鏡鏡片。30天后耳緣靜脈空氣栓塞處死，取出眼球及其附屬器，10％中性甲醛固定、洗滌與脫水、透明、浸蠟與包埋、切片、染色、封片，顯微鏡下觀察并記錄結(jié)果，如圖14所示。

結(jié)果討論：

不同zns0.10含量的吸水飽和屈光矯正材料的照片如圖10所示，由圖10可知，當(dāng)zns0.10含量高達(dá)60％時(shí)，所制備的屈光矯正材料仍具有良好的透光性能。

含有30wt％zns0.10的吸水飽和隱形眼鏡如圖11所示；由圖11可知，含有30wt％zns0.10的吸水飽和隱形眼鏡具有優(yōu)異的透光性能。

由圖12可知，增加材料中zns0.10含量輕微降低了吸水飽和的屈光矯正材料的透光性能，但增加到60wt％時(shí)，制備的屈光矯正材料仍具有良好的透光性能。

由表5和圖13可知，隨著粒子加入量的增加，屈光矯正材料的含水量和斷裂伸長(zhǎng)率下降，但折光率、拉伸強(qiáng)度和楊氏模量提高；用粒子加入量為30wt％配方制備的隱形眼鏡含水量達(dá)到65％，折光率可達(dá)到1.42，且固化后易于脫膜，形態(tài)及性能良好。

由圖14可知，制備的隱形眼鏡在兔眼佩戴過程中未見明顯的刺激性反應(yīng)，切片觀察角膜上皮層表面規(guī)則，可見2-3層復(fù)層鱗狀上皮，細(xì)胞形態(tài)正常；角膜基質(zhì)層膠原纖維平行有序排列；后彈力層結(jié)構(gòu)均勻，未見增生；角膜內(nèi)皮層單層細(xì)胞形態(tài)正常。兔眼結(jié)膜上皮層細(xì)胞形態(tài)正常、完整；固有層見纖維結(jié)締組織網(wǎng)結(jié)構(gòu)，未見淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)、增生。材料表現(xiàn)出良好的兔眼生物相容性。

試驗(yàn)例4

對(duì)實(shí)施例13-14制備得到的高折射眼用屈光矯正材料進(jìn)行測(cè)試，研究可聚合zns納米粒在不同聚合物凝膠中的分散性能，測(cè)試方法如試驗(yàn)例2所述。

結(jié)果討論：合成的可聚合zns納米粒在聚(gma-dma)和聚(mma-dma)基質(zhì)中也具有良好的分散性能，制備的材料干態(tài)和吸水飽和后都具有良好的透光性能，吸水飽和后水凝膠折光率均約為1.49。

試驗(yàn)例5

對(duì)實(shí)施例15-17制備得到的高折射眼用屈光矯正材料進(jìn)行測(cè)試，研究可聚合zns粒在非dma單體中聚合的性能，測(cè)試方法如試驗(yàn)例2所述。

含有50wt％可聚合zns納米粒zns0.15的非聚dma屈光矯正材料(樣品厚度:0.25mm)的照片如圖15所示，由圖15可知，本發(fā)明合成的可聚合zns在非dma聚合物中仍具有良好的分散性能，特別是以pgma和pmma等疏水性高分子為基質(zhì)，也獲得了高zns含量的透明材料。目前文獻(xiàn)報(bào)道的含有zns的雜化材料多以pdma為基質(zhì)，本發(fā)明制備的含50wt％zns0.15的非dma聚合物屈光矯正材料仍具有良好的透光性能，并且實(shí)施例15-17制備的屈光矯正材料的折光率均約為1.71。