CN103605215B - 基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜，所述彩色隐形眼镜的虹膜区具使所述彩色隐形眼镜镜片呈多种颜色的一维光子晶体结构，本发明还公开了其制备方法，主要步骤包括：配制具介质的水凝胶前聚体溶液，将水凝胶前聚体溶液反复交替滴加并烘干于隐形眼镜模具的虹膜区，形成一维光子晶体结构，而后在隐形眼镜模具的瞳孔区加入隐形眼镜原材，固化后脱模即制成这种彩色隐形眼镜。本发明使用物理成色，利用一维光子晶体的鲜艳结构色来实现彩色隐形眼镜镜片的成色，提高了镜片的色彩稳定性、生物相容性和安全性，佩戴更安全，具有很好的实用性和广阔的市场前景。

Description

基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜及其制备方法

技术领域

本发明涉及隐形眼镜领域，特别是涉及一种彩色隐形眼镜及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，彩色隐形眼镜越来越流行，尤其受到年轻人的追捧，具有广阔的市场前景和实用价值。

但是目前市面上的彩色隐形眼镜安全问题较为严重，很多彩色隐形眼镜发生“召回门”事件引起了社会的关注。其危害的主要原因是传统的镜片制备离不开色素层，具有生物毒性的色素层的会阻碍眼睛与外界氧气、水分子的交换，降低了镜片的透氧性，保湿性。同时色素层易脱落使得镜片色彩的稳定性差。影响镜片美观的同时也会给人眼健康带来危害。长期佩戴这种镜片，眼球会处于缺氧干涩的的状态，容易造成角膜感染、结膜炎、角膜溃疡等并发症，严重的甚至双目失明。

为了规避色素给人眼带来的一系列危害，满足消费者要求美观的心态同时保证镜片的安全性，因此需要一种新型的安全、美观的彩色隐形眼镜。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜及其制备方法，规避现有技术中成色步骤中使用色素层带来的一系列安全问题，大大提高了彩色隐形眼镜的安全性和色彩稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜，所述彩色隐形眼镜的虹膜区具使所述彩色隐形眼镜镜片呈多种颜色的一维光子晶体结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述一维光子晶体结构由一种或多种水凝胶前聚体溶液在隐形眼镜模具的虹膜区依次滴加并烘干、如此反复堆叠而成，所述一维光子晶体结构中堆叠的结构层的厚度为10纳米到200纳米之间，层数为5到500层之间。

在本发明一个较佳实施例中，所述水凝胶前聚体溶液由介质与溶剂混合配制而成，所述介质的种类为一种或多种，不同种类的所述的介质的折射率互不相同，每种所述介质与所述溶剂分别混合配制成不同的所述水凝胶前聚体溶液。

在本发明一个较佳实施例中，所述介质包括聚苯乙烯-b-聚二乙烯基吡啶嵌段物、聚乳酸-聚乙二醇嵌段物、环氧丙烷两嵌段共聚物、聚氧化乙烯-聚酯化羧基螺吡喃两亲性嵌段共聚物、二氧化硅或二氧化钛，配制所述水凝胶前聚体溶液的溶剂包括乙醇、甲苯、丙酮或蒸馏水。

在本发明一个较佳实施例中，在虹膜区具一维光子晶体的隐形眼镜模具的瞳孔区加入隐形眼镜原材，固化后脱模即得到具一维光子晶体结构的彩色隐形眼镜。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：

提供一种基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的制备方法，包括以下步骤：

（1）隐形眼镜模具的选择：

选择隐形眼镜模具作为制备彩色隐形眼镜的基底材料；

（2）水凝胶前聚体溶液的配制：

选择一种或多种介质，不同种类的所述介质的折射率互不相同，将每种介质分别与溶剂混合配制成不同的水凝胶前聚体溶液，所述介质的尺寸在5纳米到300纳米之间，所述水凝胶前聚体溶液的质量体积比浓度在2%-80%之间；

（3）彩色隐形眼镜的虹膜区的制备：

将步骤（2）中配制的一种或多种水凝胶前聚体溶液在步骤（1）中选择的隐形眼镜模具的虹膜区内依次交替滴加并烘干，反复多次，在隐形眼镜模具表面形成层层堆叠的一维光子晶体结构；

（4）彩色隐形眼镜镜片固化：

向步骤（3）中得到的具一维光子晶体结构的隐形眼镜模具的瞳孔区内加入隐形眼镜原材，经反应后脱模即获得到虹膜区具有鲜艳结构色的彩色隐形眼镜镜片。

在本发明一个较佳实施例中，所述介质包括聚苯乙烯-b-聚二乙烯基吡啶嵌段物、聚乳酸-聚乙二醇嵌段物、环氧丙烷两嵌段共聚物、聚氧化乙烯-聚酯化羧基螺吡喃两亲性嵌段共聚物、二氧化硅或二氧化钛，配制所述水凝胶前聚体溶液的溶剂包括乙醇、甲苯、丙酮或蒸馏水。

在本发明一个较佳实施例中，所述彩色隐形眼镜的虹膜区的颜色由介质的分子量或介质组装层数来决定，所述介质组装成的介质层的厚度为10纳米到200纳米之间，层数为5到500层之间。

在本发明一个较佳实施例中，所述彩色隐形眼镜的虹膜区的彩色区域和所述彩色区域上的图案通过旋涂或模具来获得。

在本发明一个较佳实施例中，在步骤（4）之后还需进行彩色隐形眼镜镜片的水化处理：先在超纯水中水化24小时，再在生理盐水中水化至所述彩色隐形眼镜镜片的膨胀率不再改变。

本发明的有益效果是：本发明基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜及其制备方法，提出了一种全新的彩色隐形眼镜的制备方法，改变了传统彩色隐形眼镜的化学成色原理，规避了化学色素层带来的一系列安全问题，本发明使用物理成色，利用一维光子晶体的鲜艳结构色来实现彩色隐形眼镜镜片的成色，提高了镜片的色彩稳定性、生物相容性和安全性，佩戴更安全，具有很好的实用性和广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中一维光子晶体结构的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：11为虹膜区中的一维光子晶体结构，12为瞳孔区，13为彩色隐形眼镜本体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1 基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的制备：

（1）隐形眼镜模具的选择：

选择市面上能够买到的隐形眼镜模具作为制备彩色隐形眼镜的基底材料；

（2）彩色隐形眼镜水凝胶前聚体溶液的配制：

选择具有不同折射率两种介质，介质的尺寸在5纳米到300纳米之间，配制成的水凝胶前聚体溶液的质量体积比浓度在2%-80%之间；

（3）彩色隐形眼镜的虹膜区的制备：

将步骤（2）中配制的水凝胶前聚体溶液依次交替滴加在步骤（1）选择的隐形眼镜模具的虹膜区，反复滴加多次，在隐形眼镜模具的表面形成层层堆叠的一维光子晶体结构，其中每层介质层的厚度为10纳米到200纳米之间，层数为5到50层之间；

（4）彩色隐形眼镜镜片固化：

将隐形眼镜的原料HEMA溶液滴加在隐形眼镜模具上，进行紫外线照射或热聚合，将制成的彩色隐形眼镜镜片从模具上剥离后在超纯水中水化48小时，再在生理盐水中水化至膨胀率不再改变，即获得了基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜。

实施例2  以层层自组装的方法制备结构色隐形眼镜：

（1）彩色隐形眼镜水凝胶前聚体溶液的选择和配制：

选择具有不同折射率两种介质，介质材料的尺寸在5纳米到300纳米之间，配制成的水凝胶前聚体溶液的质量体积比浓度在2%-80%之间；

（2）彩色隐形眼镜镜片的虹膜区的制备：

将步骤（1）中获得的彩色隐形眼镜水凝胶前聚体溶液依次涂在隐形眼镜模具的虹膜区，在氮饱和的状态下烘干，通过层层自组装的方法制备出具有一维光子晶体结构的虹膜区；

（3）彩色隐形眼镜镜片的固化水化：

将隐形眼镜镜片的瞳孔区用HEMA溶液聚合完成后，在超纯水中水化48小时，再在生理盐水中水化至镜片初片的膨胀率不再改变，即获得了基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜。

实施例3  基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的性能测试：

（1）透光性测试：

选用基于一维光子晶体的结构色彩色隐形眼镜为测试对象，对其瞳孔区进行透光性测试，结果显示白光的透光率为94%以上；

（2）含水量测试：

隐形眼镜材料吸水饱和后，水分占总重量的40%—64%，镜片属于中、高含水镜片。

（3）镜片中心厚度测试：

选取镜片中心瞳孔区，测量其厚度为0.05-0.06mm，该结果显示镜片属于中等标准型镜片。

（4）镜片的细胞毒性测试：

该测试采用了ISO9363-1方法，通过考察该隐形眼镜的细胞毒性来观察镜片的安全性能。测试结果为细胞毒性反应0级，即级数最低的等级，说明了镜片的无毒性。与已经商业化的海昌普通无色隐形眼镜相比，细胞毒性测试结果一样。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜，其特征在于，所述彩色隐形眼镜的虹膜区具使所述彩色隐形眼镜镜片呈多种颜色的一维光子晶体结构；所述一维光子晶体结构由一种或多种水凝胶前聚体溶液在隐形眼镜模具的虹膜区依次滴加并烘干、如此反复堆叠而成，所述一维光子晶体结构中堆叠的结构层的厚度为10纳米到200纳米之间，层数为5到500层之间。

2.根据权利要求1所述的基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜，其特征在于，所述水凝胶前聚体溶液由介质与溶剂混合配制而成，所述介质的种类包括一种或多种，不同种类的所述的介质的折射率互不相同，每种所述介质与所述溶剂分别混合配制成不同的所述水凝胶前聚体溶液。

3.根据权利要求2所述的基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜，其特征在于，所述介质为聚苯乙烯-b-聚二乙烯基吡啶嵌段物、聚乳酸-聚乙二醇嵌段物、环氧丙烷两嵌段共聚物、聚氧化乙烯-聚酯化羧基螺吡喃两亲性嵌段共聚物、二氧化硅或二氧化钛，配制所述水凝胶前聚体溶液的溶剂为乙醇、甲苯、丙酮或蒸馏水。

4.根据权利要求1所述的基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜，其特征在于，在虹膜区具一维光子晶体的隐形眼镜模具的瞳孔区加入隐形眼镜原材，固化后脱模即得到具一维光子晶体结构的彩色隐形眼镜。

5.一种基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）隐形眼镜模具的选择：

选择隐形眼镜模具作为制备彩色隐形眼镜的基底材料；

（2）水凝胶前聚体溶液的配制：

选择一种或多种介质，不同种类的所述介质的折射率互不相同，将每种介质分别与溶剂混合配制成不同的水凝胶前聚体溶液，所述介质的尺寸在5纳米到300纳米之间，所述水凝胶前聚体溶液的质量体积比浓度在2%-80%之间；

（3）彩色隐形眼镜的虹膜区的制备：

将步骤（2）中配制的一种或多种水凝胶前聚体溶液在步骤（1）中选择的隐形眼镜模具的虹膜区内依次交替滴加并烘干，反复多次，在隐形眼镜模具表面形成层层堆叠的一维光子晶体结构；

（4）彩色隐形眼镜镜片固化：

向步骤（3）中得到的具一维光子晶体结构的隐形眼镜模具的瞳孔区内加入隐形眼镜原材，经反应后脱模即获得到虹膜区具有鲜艳结构色的彩色隐形眼镜镜片。

6.根据权利要求5所述的基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的制备方法，其特征在于，所述介质为聚苯乙烯-b-聚二乙烯基吡啶嵌段物、聚乳酸-聚乙二醇嵌段物、环氧丙烷两嵌段共聚物、聚氧化乙烯-聚酯化羧基螺吡喃两亲性嵌段共聚物、二氧化硅或二氧化钛，配制所述水凝胶前聚体溶液的溶剂为乙醇、甲苯、丙酮或蒸馏水。

7.根据权利要求5所述的基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的制备方法，其特征在于，所述彩色隐形眼镜的虹膜区的颜色由介质的分子量或介质组装层数来决定，所述介质组装成的介质层的厚度为10纳米到200纳米之间，层数为5到500层之间。

8.根据权利要求5所述的基于一维光子晶体的彩色隐形眼镜的制备方法，其特征在于，在步骤（4）之后还需进行彩色隐形眼镜镜片的水化处理：先在超纯水中水化24小时，再在生理盐水中水化至所述彩色隐形眼镜镜片的膨胀率不再改变。