一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及角膜材料相关技术领域，尤其是指一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料及其制备方法。


背景技术：

2.在过去几十年中，眼部疾病的高复发率引起了人们的广泛关注。眼压监测成为了提前预防眼部疾病的有效途径。例如，公开号为cn201814555u的专利提供了一种新型的非接触式眼压计校准用模拟人眼装置，密闭箱体的面板上呈一条直线、按相同间距安装有三个仿生模拟人眼以及一个对位模拟人眼，每个仿生模拟人眼结构为：仿生角膜固定在圆筒形基座上而形成围合眼球腔；其中，第一、第二仿生模拟人眼的眼球腔封闭而分别具有固定眼压值，第三仿生模拟人眼的眼球腔经进气管与一气孔相通，该进气管上设有控制阀，对位模拟人眼为一有机玻璃半球。
3.但可用于该类装置的模拟人眼的角膜材料却少有报道。有鉴于此，有必要设计一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料，来更好地校准眼压计。


技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术中缺乏模拟人眼的角膜材料的不足，提供了一种能模拟人眼的眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料及其制备方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料的制备方法，它包括如下步骤：
7.步骤s1、pdms主剂预聚物溶液备用；
8.步骤s2、黑色染料备用；
9.步骤s 3、pdms固化剂溶液备用；
10.步骤s4、将步骤s1中的pdms主剂与步骤s2中的黑色染料按照一定的质量比进行混合，充分搅拌后得到黑色混合液；
11.步骤s5、将步骤s3中所得到混合溶液与pdms固化剂按照一定的质量比加入，搅拌均匀；待气泡全部消除后将黑色混合溶液倒入模具，置于室温风干干燥；
12.步骤s6、将步骤s5中的材料从模具中取出，可得到所需形状的角膜材料。
13.pdms又叫聚二甲基硅氧烷，是一种高分子有机硅化合物。由pdms所制备的材料无毒；弹性较好；化学性质稳定，不易于空气中的物质反应；且疏水性良好。通过使用pdms(聚二甲基硅氧烷)材料使其主剂与黑色染料按照一定的质量比混合，充分搅拌。搅拌均匀后再按照混合溶液与pdms固化剂一定的质量比加入pdms固化剂，搅拌均匀。待气泡全部消除后，倒入角膜模具中。在室温风干干燥处理后，把材料从模具中取出，即得到所需要形状的角膜材料。得到的角膜具有良好的力学性质等优点，且其柔软程度可根据pdms的主剂与固化剂的比例来调控，也可通过控制角膜的厚度来控制，从而达到了能模拟人眼的目的。
14.作为优选，在步骤s5中，气泡消除温度不宜超过37℃。
15.作为优选，在步骤s5中，步骤s3中所得到混合溶液与pdms固化剂的质量比为6：1～13：1。
16.作为优选，在步骤s5中，室温风干干燥的处理时间为4～24h。
17.作为优选，在步骤s6中，打开模具尽量使得材料粘附在模具底部，便于更快捷、更完整地取出角膜材料。
18.本发明还提供了一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料，该角膜材料根据上述制备方法制备得到。
19.本发明的有益效果是：由pdms所制备的材料无毒；弹性较好；化学性质稳定，不易于空气中的物质反应；且疏水性良好。得到的角膜具有良好的力学性质等优点，且其柔软程度可根据pdms的主剂与固化剂的比例来调控，也可通过控制角膜的厚度来控制，从而达到了能模拟人眼的目的。
附图说明
20.图1为本发明实施例一厚度为0.26mm的角膜材料的应力应变曲线图；
21.图2为实施例一模具制得的角膜材料；
22.图3和图4是实施例一的角膜模具；
23.图5为实施例一进行拉伸测试时的取样方法。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
25.了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
26.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
27.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
28.本发明提供了一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料的制备方法，它包括如下步骤：
29.步骤s1、pdms主剂预聚物溶液备用；
30.步骤s2、黑色染料备用；
31.步骤s 3、pdms固化剂溶液备用；
32.步骤s4、将步骤s1中的pdms主剂与步骤s2中的黑色染料按照一定的质量比进行混合，充分搅拌后得到黑色混合液；
33.步骤s5、将步骤s3中所得到混合溶液与pdms固化剂按照一定的质量比加入，搅拌均匀；待气泡全部消除后将黑色混合溶液倒入模具，置于室温风干干燥；
34.步骤s6、将步骤s5中的材料从模具中取出，可得到所需形状的角膜材料。
35.在步骤s5中，气泡消除温度不宜超过37℃。
36.在步骤s5中，步骤s3中所得到混合溶液与pdms固化剂的质量比为6：1～13：1。
37.在步骤s5中，室温风干干燥的处理时间为4～24h。
38.在步骤s6中，打开模具尽量使得材料粘附在模具底部，便于更快捷、更完整地取出角膜材料。
39.本发明还提供了一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料，该角膜材料根据上述制备方法制备得到。
40.实施例一
41.本实施例提供了一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料的制备方法，包括如下步骤：
42.s1、pdms主剂预聚物溶液备用；
43.s2、黑色染料备用；
44.s3、pdms固化剂溶液备用；
45.s4、将步骤s1中的pdms主剂与步骤s2中的黑色染料按照一定的质量比进行混合，充分搅拌后得到黑色混合液；
46.s5、将步骤s3中所得到混合溶液与pdms固化剂按照质量比为6：1～13：1加入，搅拌均匀；待气泡全部消除后将黑色混合溶液倒入如图3和图4所示的模具，置于室温风干干燥；
47.s6、将步骤s5中的材料从模具中取出，可得到如图2所示所需形状的角膜材料。
48.为使制备的pdms角膜材料能应用于公开号为cn201814555u的专利的模拟人眼装置，模具尺寸按照其要求选用，曲率7.8mm，角膜直径11～12mm，厚度0.2-0.6mm。其次，为满足不同压力值，可通过调节pdms预聚物与固化剂的比例。固化剂的比重占的越高，其成型角膜的柔软程度降低，其压力值增大。压力值也可通过控制角膜的厚度来进行调控。如表一为不同比例、不同厚度的角膜材料所测得的压力值。
49.表1.不同比例、不同厚度角膜材料压力值
[0050][0051][0052]
由表一可看出相同厚度的角膜材料，增加固化剂所占比例，其压力值增加。相同预聚物固化剂比例，角膜厚度增加其压力值增加。由此，可以通过调节预聚物与固化剂的比例来调节角膜压力值，来满足模拟人眼装置对不同压力值的要求，也可以通过控制角膜的厚度来达到不同压力值的要求。角膜的成型温度也会对其柔软程度有一定影响，成型温度越高，角膜柔软度降低。因此，在制备角膜的过程中要尽量控制温度的变化，减小温度对实验结果的影响。pdms的成型速度与温度有很大关系，温度越高，成型速度就越快。但因其本文
的角膜是在金属模具中形成，金属导热性较快，如果温度太高，金属导热速度快，温度的快速升高，会导致液态的pdms在模具中产生气泡，不利于角膜的成型。综上所述，在制备角膜过程中我们采取室温风干干燥的方法，比较温和，减少气泡产生的可能。
[0053]
为检验pdms材质角膜是否能应用于模拟人眼装置，在此，我们对其力学性能进行了测试。制备了厚度为0.26mm左右的角膜，对其进行了测试。按照图5的取样方法取样检测，此处需要说明的是，采用透明角膜进行取样的方法和采用添加黑色染料的角膜进行取样的方法相同，故为了能更清楚的展示本发明所采用的取样方法，本发明中的图5采用了透明角膜进行取样检测的图片，而在实际操作过程中，是使用添加黑色染料的角膜进行取样检测的，测试结果如图1，弹性模量计算结果如表二所示。
[0054]
表2.厚度为0.26mm角膜的弹性模量
[0055]
名称厚度/mm弹性模量/mpa1号0.261.272号0.261.263号0.271.28
[0056]
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，在步骤s4中，pdms主剂预聚物溶液与黑色染料的比例可按照需求进行调节。需要颜色较深的角膜材料可以适当的增加黑色染料的比例。角膜材料的柔软度可通过调整固化剂的比例调整。需要较柔软一点的角膜可以降低固化剂的比例；要增加角膜的硬度可以增加固化剂的量。在步骤s5中，风干干燥温度会影响成型时间，温度较高，成型时间会减少。温度在22-25℃左右，成型时间在24h左右。
[0057]
综上所述，本发明还提供了一种眼压计校准用模拟人眼装置的角膜材料。本发明使用pdms(聚二甲基硅氧烷)材料使其主剂与黑色染料按照一定的质量比混合，充分搅拌。搅拌均后再按照混合溶液与pdms固化剂质量比为6：1～13：1加入pdms固化剂，搅拌均匀。待气泡全部消除后，倒入角膜模具中。在室温风干干燥4～24h后，把材料从模具中取出，即得到所需要形状的角膜材料。通过上述方式，本发明制得的角膜材料柔软无毒、力学性能良好，性能稳定、其柔软程度可通过改变主剂与固化剂的比例进行调控，也可以通过改变角膜的厚度来调控。由pdms材料所制成的角膜材料与人眼角膜性能相近，且整体制备过程简单、易于调控、成本低、利于产业化，是用于模拟人眼装置的一个较好的选择。
[0058]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。