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因角膜病引起的角膜盲,一直是个全球性问题,角膜盲患者数量逐年上升,而在移植手术中,角膜供体供需极度不平衡,致使大多数患者无法通过角膜移植来恢复光明。因此,人工角膜的出现及时地解决了角膜移植来源缺匮乏的困境,为角膜盲患者视力复明提供了新的选择。人工角膜,是指以合成材料为基材加工成的,具有和天然角膜相似或相同的功能和特性,并用于替代患者受损病变角膜的人造角膜,其在构成上可分为周边支架和光学中心区两部分。目前,在临床应用时发现人工角膜尚存在两个主要缺陷,一是“镜柱-支架”分体型结构存在中心与支架区连接不稳问题,因此易导致角膜溶解、脱出;二是一些材料制成的人工角膜理化稳定性较低,在人眼内保留率低、使用寿命短。丙烯酸酯类聚合物,如聚（2-羟基-甲基丙烯酸）（PHEMA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,由于优异的物化特性和生物性能而普遍应用在眼科领域中,并且它们制备工艺简单、成本低廉,可塑性强,十分适合后期加工。但是单一组分的PHEMA水凝胶机械强度较差,而刚性PMMA则硬度较高,脆性较大。因此,本研究中引入疏水刚性单体（MMA）与HEMA共聚,得到P（HEMA-MMA）水凝胶,提高力学强度和物化性能,研究P（HEMA-MMA）一体式人工角膜的制备工艺与应用。本文采用本体聚合和间歇降温结合的方法合成了P（HEMA-MMA）水凝胶膜材料,并对P（HEMA-MMA）水凝胶进行制备工艺的设计和优化,同时对P（HEMA-MMA）人工角膜支架和中心区两部分进行了结构设计。主要的研究内容和结果如下:1.以HEMA、MMA单体为原料,采用本体聚合的方法,制备了P（HEMA-MMA）水凝胶膜,通过正交实验法优化了反应条件。对P（HEMA-MMA）水凝胶膜进行制备工艺设计,在课题组前期研究的基础上,对人工角膜的结构进行了改良,新设计更符合P（HEMA-MMA）一体式人工角膜结构要求;针对影响P（HEMA-MMA）水凝胶膜成型的关键参数如预聚温度（降温频率）、预聚空间（模具空腔与反应液体积之比）、完全聚合时间等进行研究,优化;选用含水率和预聚时间作为指标分析制备工艺过程的稳定性。结果表明,当共聚单体HMEA,MMA质量用量比为4:1,引发剂（偶氮二异丁腈,AIBN）为0.08 wt%,聚合温度为90℃,聚合时间2 h,可制得性能优良的P（HEMA-MMA）水凝胶膜;当降温频率为15min·次-1,体积比为15.14（即聚合空间为70 mm*70 mm*35 mm）,完全聚合时间为2 h时,P（HEMA-MMA）水凝胶膜光滑透明、平整均一,成型效果最好。另外,对制备过程中材料的预聚时间和含水率进行分析发现P（HEMA-MMA）水凝胶的预聚时间和含水率属于稳态浮动过程,未出现异常点,从而证明了P（HEMA-MMA）水凝胶的制备工艺是稳定的。2.通过重量分析方法测定P（HEMA-MMA）水凝胶膜的溶胀过程并计算其含水率;采用傅立叶表面衰减全反射红外（ATR-FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）表征材料的表面结构,依据《GB/T 1040-1992塑料拉伸性能试验方法》对水凝胶膜进行力学性能试验;利用紫外可见分光光度计（UV-vis）表征水凝胶膜的光透过率。结果表明,所制备的P（HEMA-MMA）水凝胶膜的平衡溶胀比为0.6左右,8 h覆水平衡,聚合物水凝胶膜表面平整透明;含水率为35.3%;拉伸强度为0.307MPa0.677 MPa;透光率比单体聚合物高,可达97%。3.参照人工晶状体的相关标准,对P（HEMA-MMA）水凝胶膜进行理化稳定性能研究:通过完全萃取试验和溶出物测试考察P（HEMA-MMA）膜中残留物质的析出、溶出水平。通过模拟生理环境对P（HEMA-MMA）水凝胶膜进行为期3个月（使用寿命:5年）水解稳定性试验。完全萃取试验和溶出物测试表明:完全萃取试验检出的P（HEMA-MMA）膜中残留单体含量较低,即单体HEMA总含量为0.06846 mg/g,MMA为0 mg/g,此外未检出引发剂AIBN的残留。在脂溶性（甲醇）和水溶性（超纯水）两种浸提介质中,溶出的HEMA含量分别为0.1217mg/g和0.1098 mg/g（溶出率:0.012%,0.011%）,溶出率低并且两者结果相接近,材料含水率变化（30%36%）与空白对照差别并不大,失重率分别为2.14%和1.90%,透光率高于90%,试验后水凝胶膜的拉伸强度为0.33 MPa0.36 MPa,表明溶出测试后,P（HEMA-MMA）水凝胶膜仍保持较优的理化性能。水解稳定性试验表明:胶膜的含水率仍在30%35%内;力学性能逐步下降,至第77d后趋于平稳,拉伸强度保持0.33 MPa,断裂伸长率仍为124%,仍能满足要求,透光率处于93%97%之间,检出HEMA、MMA释放总含量分别为0.3958 mg/g和0.01544 mg/g,此外未检出其它降解物质,进一步证明水凝胶膜中不含AIBN残留;水解期间,水凝胶膜表面大体保持平整,没有表现出十分明显的弱化趋势。从而推知P（HEMA-MMA）水凝胶膜作为人工角膜植入材料是安全、有效的。4.根据GB/T 16886进行了体外细胞毒性试验和体内试验包括急性全身毒性、皮肤刺激、皮内反应、致敏试验共五项试验。结果表明P（HEMA-MMA）水凝胶膜细胞毒性为0级或1级;体内试验包括急性全身毒性、皮内反应、致敏试验、皮肤刺激等四项结果均表明P（HEMA-MMA）水凝胶工艺材料未显示出任何的毒性、刺激或致敏特征,符合GB/T 16886的要求。