目前,常用的软性接触镜材料主要有2-甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的均聚物(pHEMA)和以HEMA为主要单体组成的共聚物的水凝胶。然而,这些材料都存在着不同程度的蛋白质和细菌黏附的问题。这将会影响接触镜的光学透明性、透氧性以及佩戴的舒适度,甚至可能引起眼部炎症及并发症。因此,构建新型的具有抗蛋白质污染性能的软性接触镜水凝胶材料,对于改善消费者的佩戴体验,降低引起眼部炎症及并发症的风险,丰富软性接触镜的材料体系,具有重要的意义。受细胞外层膜物质的化学结构及其特性的启迪,人们发现甜菜碱型两性离子聚合物是一种具有抗非特异性蛋白质吸附性能的材料,主要包括磷酰胆碱(PC)、羧酸甜菜碱(CB)、磺酸甜菜碱(SB)三类。其中,含SB或CB的单体或反应性化合物的合成相对简单,且起始反应试剂价廉易得。因而,将含SB或CB的两性离子大分子链引入水凝胶体系中,可望构建具有良好亲水性、抗蛋白质污染特性的新型软性角膜接触镜材料。基于这一研究思路,本研究在传统的聚(甲基丙烯酸甲酯-co-N-乙烯基吡咯烷酮)(Poly(HEMA-NVP))水凝胶体系中,引入羧酸或者磺酸甜菜碱共聚单体,通过自由基聚合制备了含甜菜碱两性离子的水凝胶;利用FTIR和SEM表征了所得产物的化学组成和结构形貌;考察了所制备的水凝胶的溶胀性能、保水性、表面润湿性、透光性、力学性能和抗蛋白质污染性能;通过对比分析建立了共聚物水凝胶的组成、结构与性能之间的构效关系,为构建新型抗生物黏附的软性接触镜材料奠定坚实的理论和实践基础。主要的研究内容和结果如下所述:(1)通过季铵化反应合成了酰胺骨架的羧酸甜菜碱两性离子单体CBMAA-1;以CBMAA-1为共聚单体之一,通过与HEMA、NVP单体的水相自由基共聚反应制备得到了一系列组成不同的共聚物水凝胶Poly(HEMA-NVP-CBMAA-1)。研究表明:随着CBMAA-1含量增加,所制备的水凝胶的表面水接触角降低,亲水性得到改善,而透光性和力学性能有所下降;以BSA为模型蛋白质的蛋白质吸附试验结果表明所制备的水凝胶还具有一定的抗蛋白质污染能力。与不含CBMAA-1的水凝胶HNC-0相比,含量为5.0 wt%的水凝胶HNC-4表面的蛋白质吸附量约降低了32%,仅为0.65μg/cm2。(2)以HEMA、NVP和甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)为共聚单体,通过自由基共聚在水相中合成了具有不同SBMA含量的共聚物水凝胶Poly(HEMA-NVP-SBMA)。随着共聚单体混合物中SBMA含量的增加,所制备的共聚物水凝胶的WCA下降,EWC增加,透光率略有增加,而拉伸机械性能则下降。通过蛋白质BSA吸附试验测定了吸附到共聚物水凝胶和作为对照的商品化的软性接触镜产品EASY DAY?上的BSA吸附量。结果表明,共聚物水凝胶的BSA吸附量随着SBMA含量的增加而降低。当SBMA含量为5.0 wt%时制备得到的共聚物水凝胶HNS-4表面的BSA吸附量为0.42μg/cm2,仅为商品化的软性接触镜产品EASY DAY?表面BSA吸附量的43.0%,显示出较优的抗蛋白质污染性能。(3)通过经酯开环反应合成了酰胺骨架磺酸甜菜碱两性离子单体DMAPMAPS,以EGDMA为交联剂,通过水相室温热引发自由基共聚反应制备了一系列DMAPMAPS含量不同的共聚物水凝胶Poly(HEMA-NVP-DMAPMAPS);对水凝胶的结构与性能的研究表明,随着DMAPMAPS含量增加,共聚物水凝胶的表面亲水性提高,平衡水含量增加,水凝胶的失水速率表现出下降的趋势,水凝胶保水能力增强,透光性增加,而力学性能下降;随着交联剂EGDMA用量的增加,水凝胶的亲水性和透光率均下降,力学性能提高。BSA蛋白质吸附实验结果表明,水凝胶表面的BSA吸附量分别随着DMAPMAPS含量和EGDMA用量的增加而下降和增加。当DMAPMAPS含量为5.0 wt%,EGDMA用量为1.0~2.0 wt%时,制备得到的水凝胶综合性能较好,其表面BSA吸附量在0.38~0.52μg/cm2范围内,同时具有优异的透光性能和力学性能,可望用作一种优异的抗蛋白质污染的软性接触镜材料。