[0001] 本发明属于表面处理技术领域，涉及一种表面处理剂及角膜接触镜的表面处理方法。

[0002] 穿戴角膜接触镜(比如隐形眼镜、美瞳等)已经成为很多人的日常行为。人眼分泌的泪液中含有蛋白质、油脂等成分，容易粘附在角膜接触镜的表面，形成一层厚度不均的蛋白沉淀并影响镜片的性能，比如透氧性变差、寿命变短等，也会导致佩戴者异物感加重、偶感不适的症状，甚至会出现过敏。尤其是含有聚硅氧烷的角膜接触镜对于蛋白吸附更为严重。现有技术中对于这种蛋白沉淀一般有两种处理方法，第(1)种是在角膜接触镜的表面共价键合接枝上一层抗蛋白粘连的薄层材料以减弱蛋白、油脂等的粘附；第(2)种是在护理液中加入蛋白清除成分，角膜接触镜浸泡入护理液中后粘附的蛋白、油脂等会被清除。

[0003] 对于上述第(1)种方法，现有技术记载了角膜接触镜表面共价键合接枝含磷酸胆酰的聚合物或者共价键合接枝低分子量磷酸胆酰化合物的方法，可以减少蛋白吸附和抑制油脂粘附。对于该方法，共价键合接枝效率和接枝结构是决定抗蛋白吸附性能的最主要因素，接枝效率越高，接枝的含磷酸胆酰的聚合物或低分子量磷酸胆酰化合物越多，抗蛋白吸附性能越好，接枝结构越稳定，抗蛋白吸附越持久。

[0004] 因此，上述现有技术还需要继续改进完善。

[0030] 以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

[0031] 现有技术中，为了将含磷酰胆酰的丙烯酸酯单体接枝到角膜接触镜的表面，通常是现将含不饱和碳碳双键的单体(比如乙烯基三甲氧基硅烷)接枝到角膜接触镜表面，再进行溶液聚合，将其余的单体通过共聚接枝到镜片的表面，但这种方法中单体容易在溶液中自聚，接枝情况也不可控。为了提高含磷酰胆酰基的表面处理剂的接枝效果，一方面，本发明提出一种表面处理剂，表面处理剂为丙烯酸酯共聚物与氨基硅烷偶联剂的开环反应产物，丙烯酸酯共聚物由包含以下共聚单体共聚而成：(A)5‑85％重量的含磷酰胆碱基(甲基)丙烯酸酯，(B)10‑90％重量的丙烯酸烷基酯，(C)1‑5％重量的马来酸酐。

[0032] 由含磷酰胆碱基(甲基)丙烯酸酯和丙烯酸烷基酯共聚的共聚物已经应用于接触式眼镜的抗蛋白吸附处理。对于将含磷酰胆碱基(甲基)丙烯酸酯的共聚物接枝到接触式眼镜上，需要在共聚物结构上引入可与眼镜表面反应的官能团。现有技术中，一般在聚合时加入乙烯基三甲氧基硅烷、3‑烯丙氧丙基三甲氧基硅烷等可聚合硅烷偶联剂单体，但是这些可聚合硅烷偶联剂单体容易在聚合物主链上形成多个相邻或相近的结构，导致出现以下的问题：(1)多个相邻的烷氧基硅基与眼镜基材反应时存在竞争关系，部分烷氧基硅基无法充分反应；(2)未反应的烷氧基硅基会水解缩合形成聚硅氧烷结构，聚硅氧烷结构对蛋白的吸附性好，影响抗蛋白效果。本发明的丙烯酸酯共聚物中加入少量的马来酸酐单体，常规的聚合条件下马来酸酐无法均聚，而且相比共聚单体(A)和共聚单体(B)，马来酸酐的聚合速率较低，所以本发明的丙烯酸酯共聚物中不会形成相邻或相近的马来酸酐结构，而且马来酸酐在聚合物的分布相对较为均衡，再通过氨基硅烷偶联剂与马来酸酐的开环反应，引入可进行接枝反应的三烷氧基硅基的同时，三烷氧基硅基不会形成多个相邻或相近的结构。因此，本发明的表面处理剂中，三烷氧基硅基的分布较为均衡，可以实现较高的接枝效率和反应较为完全，有助于提升表面处理剂的抗蛋白吸附性能。

[0033] 本发明中，丙烯酸酯共聚物的制备方法可以采用自由基聚合的方法，比如采用溶液聚合方法，以偶氮类自由基引发剂(比如AIBN)作为引发剂，无水乙醇、DMF、DMAc、DMSO等作为溶剂。溶液聚合反应结束后，可以将溶液投入到大量的乙醚中进行沉淀，收取沉淀并干燥，即得。

[0034] 进一步的，上述丙烯酸酯共聚物的共聚单体中，含磷酰胆碱基(甲基)丙烯酸酯的重量百分含量不低于50％，举例的，可以是50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％等中的任一值，但不限于上述所列举的。

[0035] 上述技术方案中，氨基硅烷偶联剂的结构如下式(1)所示，

[0036] NH2R1Si(OR2)3(1)

[0037] 其中，R1为C2‑C8亚烷基或C3‑C8的氧、硫、氮取代亚烷基，R2为C1‑C4烷基。

[0038] 举例的，常用的氨基硅烷偶联剂有氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、β‑氨乙基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷、β‑氨乙基‑γ‑氨丙基三乙氧基硅烷等，可以从市场上直接获得。

[0039] 上述技术方案中，含磷酰胆碱基(甲基)丙烯酸酯的结构如下式(2)所示，[0040]

[0041] 其中，R3选自H或C1‑C4烷基，R4为聚合度1‑10的聚乙氧基和聚丙氧基中的一种或两种组合或C1‑C10亚烷基，R5、R6和R7独自的选自C1‑C8烷基，a＝1‑10。

[0042] 举例的，含磷酰胆碱基(甲基)丙烯酸酯可以是(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)、(甲基)丙烯酰氧基丙基磷酰胆碱、4‑((甲基)丙烯酰氧基)丁基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯、2‑[(甲基)丙烯酰氨基]乙基‑2'‑(三甲基铵基)‑乙基磷酸酯、3‑[(甲基)丙烯酰氨基]丙基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯、4‑[(甲基)丙烯酰氨基]丁基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯、5‑((甲基)丙烯酰氧基)戊基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯、6‑((甲基)丙烯酰氧基)己基‑2'‑(三甲基铵基)‑乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)乙基‑2'‑(三乙基铵基)乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)乙基‑2'‑(三丙基铵基)乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)乙基‑2'‑(三丁基铵基)乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)丙基‑2'‑(三甲基铵基)‑乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)丁基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)戊基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯、2‑((甲基)丙烯酰氧基)己基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯等。

[0043] 上述技术方案中，丙烯酸烷基酯的结构如下式(3)所示，

[0044] CH2＝C(R8)COOR9   (3)

[0045] 其中，R8选自H或C1‑C4烷基，R9选自C1‑C8烷基。

[0046] 举例的，丙烯酸烷基酯可以是丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯等。丙烯酸烷基酯优选为丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯。

[0047] 本发明中，丙烯酸酯共聚物与氨基硅烷偶联剂发生开环反应后，酸酐结构形成了羧基，羧基过多时可能会对眼睛造成不适感，可以通过缓冲溶液进行调整pH，也可以对部分或全部羧基进行反应处理，转化为其它结构或者相对惰性的结构。上述技术方案中，丙烯酸酯共聚物与氨基硅烷偶联剂的开环反应产物产生的羧基与氨基硅烷偶联剂进行反应形成酰胺结构。采用氨基硅烷偶联剂，可以利用羧基和氨基的脱水反应形成酰胺结构，实现对羧基的封闭。

[0048] 上述技术方案中，丙烯酸酯共聚物与氨基硅烷偶联剂的开环反应产物产生的羧基也可以与胺烷基反应形成酰胺结构。采用胺烷基，可以利用羧基和氨基的脱水反应形成酰胺结构，实现对羧基的封闭。

[0049] 胺烷基的结构如下式(4)所示，

[0050] NH2R10(4)

[0051] 其中R10选自C1‑C10烷基或C2‑C10的氧、硫、氮取代烷基。

[0052] 举例的，胺烷基可以是氨基丙烷、氨基丁烷、氨基己烷、乙醇胺、丙醇胺、2‑(2‑氨乙氧基)乙醇等。

[0053] 另一方面，本发明提出一种角膜接触镜的表面处理方法，采用含上述任一技术方案所述的表面处理剂的处理液进行表面处理。

[0054] 角膜接触镜的制造原料包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、N‑乙烯基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、硅氧烷基苯乙烯、甲基丙烯酸硅氧烷基酯、有机硅大分子单体等。角膜接触镜根据硬度可分为硬性、半硬性和软性两种，但是由于原料成分的原因都容易在佩戴过程中吸附蛋白质。采用含本发明表面处理剂的处理液处理角膜接触镜，可以提高角膜接触镜的抗蛋白吸附性能，而且稳定性好、性能持久。

[0055] 上述技术方案中，角膜接触镜在表面处理之前预先经过等离子体处理。角膜接触镜的成分一般都是有机物，表面呈惰性，会影响本发明的表面处理剂的处理效果。采用等离子体对角膜接触镜进行处理，可以在角膜接触镜的表面形成较为丰富的羟基、羧基等，实现与本发明的表面处理剂结构上的烷氧基硅基的良好反应。

[0056] 上述技术方案中，处理液中表面处理剂的浓度为0.01‑1wt％。举例的，处理液中表面处理剂的浓度可以是0.01wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.12wt％、0.15wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、
0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85wt％、0.9wt％、0.95wt％、1wt％等中的任一值，无特别的限制。进一步的，处理液中表面处理剂的浓度为0.05‑0.2wt％，既可以起到较好的处理效果，也避免了成本增加。

[0057] 上述技术方案中，处理液还含有表面活性剂。表面活性剂可以起到对角膜接触镜清洁的作用。举例的，表面活性剂可以是非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂，比如泊洛沙姆407、泊洛沙姆235、泊洛沙姆188、泊洛沙姆403、泊洛沙姆237、泊洛沙姆124、烷基二氨基乙基甘氨酸、苯扎氯铵、苄索氯铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。表面活性剂的用量可以是护理液中量的0.01‑0.5％。

[0058] 本发明的护理液中还可以包含pH缓冲剂(硼酸缓冲剂、磷酸缓冲剂、碳酸缓冲剂、柠檬酸缓冲剂、醋酸缓冲剂等)、氯化钠、保湿剂、纯水、防腐剂、抗菌剂等。

[0059] 以下根据各实施例对本发明的技术方案更进一步进行描述和说明。如无特别指明，以下各实施例中所述份数为重量份数。

[0060] 实施例1‑10制备表面处理剂

[0061] 实施例1

[0062] 溶剂DMF脱水干燥处理。

[0063] 将30份(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、67份丙烯酸丁酯和3份马来酸酐加入到150份DMF中，搅拌溶解，再加入1份AIBN引发剂，升温至70℃反应8h，降温，获得聚合物溶液，将聚合物溶液投入到2000份乙醚中进行沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得丙烯酸酯共聚物。

[0064] 取10份丙烯酸酯共聚物溶解到40份脱水处理的无水乙醇中，按酸酐基团和氨基摩尔比1:1.2加入3‑氨基丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌2h，升温至50℃继续反应2h，溶液再投入到500份乙醚中沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得表面处理剂。

[0065] 实施例2

[0066] 本实施例与实施例1的区别为：实施例1中，(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱由30份调整为50份，丙烯酸丁酯由67份调整为47份。其余步骤保持不变。

[0067] 实施例3

[0068] 本实施例与实施例1的区别为：实施例1中，(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱由30份调整为70份，丙烯酸丁酯由67份调整为27份。其余步骤保持不变。

[0069] 实施例4

[0070] 本实施例与实施例1的区别为：实施例1中，(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱由30份调整为85份，丙烯酸丁酯由67份调整为12份。其余步骤保持不变。

[0071] 实施例5

[0072] 本实施例与实施例3的区别为：实施例1中，马来酸酐由3份调整为1份，丙烯酸丁酯由27份调整为29份。其余步骤保持不变。

[0073] 实施例6

[0074] 本实施例与实施例3的区别为：实施例1中，马来酸酐由3份调整为5份，丙烯酸丁酯由27份调整为25份。其余步骤保持不变。

[0075] 实施例7

[0076] 取10份实施例3中的表面处理剂、2份4‑正丁胺和0.5份二环己基碳二亚胺(DCC)加入到30份DMF溶剂中，在40℃搅拌反应3h，产物投入到500份乙醚中进行沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得产物羧基封端的表面活性剂。

[0077] 实施例8

[0078] 本实施例与实施例7的区别为：实施例7中，4‑正丁胺替换为等重量的乙醇胺。其余步骤保持不变。

[0079] 实施例9

[0080] 本实施例与实施例7的区别为：实施例7中，4‑正丁胺替换为等重量的3‑氨基丙基三甲氧基硅烷。其余步骤保持不变。

[0081] 对比例1

[0082] 对比例1为实施例3中的丙烯酸酯共聚物。

[0083] 对比例2

[0084] 溶剂DMF脱水处理。

[0085] 将70份(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、27份丙烯酸丁酯和3份乙烯基三甲氧基硅烷加入到100份DMF中，搅拌溶解，再加入1份AIBN引发剂，升温至70℃反应8h，降温，获得聚合物溶液，将聚合物溶液投入到2000份乙醚中进行沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得表面处理剂。

[0086] 对比例3

[0087] 本对比例与对比例2的区别为：对比例2中，乙烯基三甲氧基硅烷替换为等重量的3‑丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。其余步骤保持不变。

[0088] 实施例10

[0089] 溶剂DMAc脱水处理。

[0090] 将65份(甲基)丙烯酰氧基丙基磷酰胆碱、25份丙烯酸丁酯、8份丙烯酸乙酯和2份马来酸酐加入到200份DMAc中，搅拌溶解，再加入1份AIBN引发剂，升温至70℃反应8h，降温，获得聚合物溶液，将聚合物溶液投入到4000份乙醚中进行沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得丙烯酸酯共聚物。

[0091] 取10份丙烯酸酯共聚物溶解到40份DMAc中，按酸酐基团和氨基摩尔比1:1.5加入β‑氨乙基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌4h，溶液再投入到500份乙醚中沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得表面处理剂。

[0092] 实施例11

[0093] 本实施例与实施例10的区别为：实施例9中，(甲基)丙烯酰氧基丙基磷酰胆碱替换为等重量的4‑((甲基)丙烯酰氧基)丁基‑2'‑(三甲基铵基)乙基磷酸酯。其余步骤保持不变。

[0094] 对比例4

[0095] 溶剂DMAc脱水处理。

[0096] 将65份(甲基)丙烯酰氧基丙基磷酰胆碱、25份丙烯酸丁酯、8份丙烯酸乙酯和2份3‑丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到200份DMAc中，搅拌溶解，再加入1份AIBN引发剂，升温至70℃反应8h，降温，获得聚合物溶液，将聚合物溶液投入到4000份乙醚中进行沉淀，过滤收取沉淀，沉淀用乙醚清洗2次，在50℃烘箱中干燥过夜，获得表面处理剂。

[0097] 角膜接触镜表面处理

[0098] 市售的角膜接触镜采用清洗剂清洗干净并干燥后采用等离子体进行表面处理。

[0099] 实施例1‑10和对比例1‑4获得的表面处理剂分别采用纯水进行溶解，配制成浓度为0.3wt％的护理液。如果表面处理剂的溶解性不好，可以适当加入一些无水乙醇以促进溶解，但最终表面处理剂的浓度都是0.3wt％.

[0100] 将上述经过等离子体处理的角膜接触镜浸泡入上述护理液中，浸泡时间为5h，取出，用纯水清洗3次，并置于50℃烘箱中干燥2h。

[0101] 抗蛋白吸附评价方法：将处理后的角膜接触镜浸泡入3ml人工泪液中，在37℃静置24小时。采用BCA法对溶液部分的蛋白重量进行定量(校正曲线为牛血清白蛋白)，以溶液部分蛋白质减少量作为蛋白质吸附量计算。

[0102] 人工泪液组成：1.2mg/ml溶菌酶、3.88mg/ml白蛋白、1.61mg/ml γ‑球蛋白、9.00mg/ml氯化钠、0.14mg/ml磷酸二氢钾、0.80mg/ml七水合磷酸氢二钠，余量为纯水。

[0103] 结果如下表1所示。对比例5为完全未处理的角膜接触镜，对比例6为等离子体处理的角膜接触镜。

[0104] 表1

[0105]

[0106] 由上述表1的数据可知，角膜接触镜经过本发明的表面处理剂处理后就有很好的抗蛋白吸附性能，蛋白吸附量很低。

[0107] 按照上述配制护理液的方法和角膜接触镜处理方法，采用实施例3的表面处理剂分别配制浓度为0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％的护理液，并进行角膜接触镜的表面处理。按照上述抗蛋白吸附评价方法进行测试，表面处理剂浓度为0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％时对应的蛋白吸附量分别为0.18mg、0.15mg、0.13mg、
0.12mg、0.10mg。

[0108] 分别将实施例3、实施例7、实施例9和对比例3获得的表面处理剂配制成浓度为0.3wt％的护理液，按照上述角膜接触镜处理方法进行处理。将处理后的角膜接触镜浸泡入
3ml人工泪液中，在37℃静置24小时，取出浸泡入市售隐形眼镜护理液(海昌，长效洁净水亮洁)6小时，取出，纯水清洗2次，再浸泡入人工泪液中。如此经过30次的蛋白吸附测试和清洁护理，再次按照上述抗蛋白吸附评价方法测试抗蛋白吸附性能，测得实施例3、实施例7、实施例9和对比例3的蛋白吸附量分别为0.21mg、0.23mg、0.27mg和0.74mg。因此，可以看出，本发明的表面处理剂用于处理角膜接触镜，接枝稳定性好，具有较好的持久性。

[0109] 如上所述，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。