在材質中，可藉由兩種或多種材質中進行製造，形成的軟式隱形眼鏡就會有獨有的特性與問題，那麼，常規的軟式隱形眼鏡材料有那些呢？
本篇文章帶領玩家們認識軟式隱形眼鏡材質與破解以下問題：
- 軟式隱形眼鏡材質種類有哪些
- 聚合物是什麼與如何定義
- 軟式隱形眼鏡材質的優點與缺點
- 水凝膠是什麼
- 含矽的軟式隱形眼鏡有什麼特性
聚合物是什麼
聚合物(polymers)，是由高分子量鏈所組成的固態材料，而高分子量鏈的組成是由重複的小單位所組成。
簡單來說，由眾多重複的小原子(小單位)形成了大分子(高分子量鏈)，然而大分子(高分子量鏈)會依照不同的排序形成出聚合物。
該詞是源由古希臘語，意思是｢很多組成｣。在日常生活中被廣泛應用，被稱為｢21世紀中的鋼鐵」。
所有的隱形眼鏡材質，均可定義為聚合物。
構成聚合物的種類、幾何排列，賦予了每種聚合物的化學特性。材質來源，可以完全天然、部分天然或是完全人工製成，舉例來說：
- 完全天然：纖維素
- 部分天然：醋酸纖維素
- 完全人工：PMMA
而市面上的隱形眼鏡材質，幾乎是完全人工製成的。
值得注意的是，軟式隱形眼鏡的材質，由水凝膠的材質所組成的。
水凝膠是什麼
水凝膠，屬於網狀的聚合物。
只要一提到軟式隱形眼鏡，腦中想到的是水凝膠這種材質。乃因它們能夠與因水膨脹、交聯性或者是親水性的聚合物製成具有不錯的柔韌性與柔軟性。
而親水性(hydrophilic)，該詞彙可以來表達它們喜歡水分的程度。
水凝膠的特性
眼睛對材質的要求相當地高，作為製成軟式隱形眼鏡的生物材料，需要達到以下幾點：
- 配戴鏡片感到舒適
- 配戴鏡片得到清晰、穩定的視力
- 鏡片舉有充足的耐用性與耐久性
- 需要充分的透氧性，讓角膜可以充分呼吸
- 允許離子能通過鏡片材質，為了保持眼睛運動
- 需要保持鏡片穩定，讓眼球表面形成連續的淚膜
光學特性
水凝膠製成的隱形眼鏡必須是透明的，才能有清晰良好的矯正視力效果。
可以依照透明、半透明、不透明材料有不同的特性：
- 透明：可以直接透視
- 半透明：雖然不可以透視，不過光線依舊能夠穿透
- 不透明：不可以透視、光線也不能夠穿透
光學清晰度的標準，以能夠穿透90%以上的可見光譜的光線。
另外，如果隱形眼鏡失去透明度的話，假設撇除掉外在因素，例如鏡片變形、蛋白質分泌物等問題，可能就是水分的微相分離，讓鏡片本身形成出不同的折射區域。
物理性質
物理性質對水凝膠隱形眼鏡非常的重要，因為這對以下鏡片的特性有直接相關：
- 視覺性能
- 適配特性
- 可操作性
- 鏡片的耐久性
- 鏡片的舒適性
- 眼睛生理影響
在鏡片充滿水分的情況下(水合作用)，大多數軟式隱形眼鏡具有柔軟與彈性。
不過反之，鏡片經過脫水作用，隱形眼鏡本身就會變得硬脆。
不過不用擔心，水凝膠材質因親水性而吸水，因此可以在水中膨脹，使它們能夠變得柔軟且彈性。
備註：在實驗中，通常以水作為塑化劑。
水凝膠材質與完全彈性材質的差異
水凝膠本身是具有黏彈性，一般受到壓力就會改變形狀。
視情況下，會隨著時間慢慢地回復原本的形狀；如果受力過大，可能造成材質的永久性受損，簡單來說就是無法完全回復原本的形狀。
不過完全彈性纖維就不同了，該材質不論受到多大的力，都會恢復原本的形狀。
表面特性
用於表達液體擴散到固體表面上的材質。
會直接影響到淚膜的相互作用，並且影響到生物相容性。
隱形眼鏡中的內部濕潤性，自身保有淚膜下，在隱形眼鏡表面上擴散的能力。
內部濕潤性，視臨床上的一種重要指標。所有隱形眼鏡的製成成功，與是否穩定淚膜的程度有關。
含水量
可以簡稱為EWC，可視環境中的因素，決定EWC的多寡。
因素可以是PH值、張力、溫度、乾燥程度，都可以影響到EWC。
其中，溫度是重要的考慮因素，因為當要拿隱形眼鏡並且配戴在眼球時，鏡片的溫度會略為升高，這是常見的現象。
然而，當鏡片置入在不同的PH值或是滲透率的會有細微的變化，尤其在離子材質的鏡片會有顯著的效果。
軟式隱形眼鏡材質
既然玩家們已經認識了水凝膠材質與它的特性，那麼接下來要更加仔細的分類。
事實上，水凝膠屬於聚合物，然而等一下介紹的材質是屬於大分子，每一種大分子能讓隱形眼鏡本身具有不同的特性，例如光學品質好、高含水、鏡片本身穩定等優點。
相對地，加入了某些材質也會有某些缺點，例如容易吸附蛋白質、Dk值低、對PH值敏感等。
那麼，我們接下來認識隱形眼鏡的材質吧！
聚甲基丙烯酸乙脂
聚甲基丙烯酸乙脂(polyhydroxy ethylmethacrylate, pHEMA)，是主要開發軟式隱形眼鏡的材質，能讓隱形眼鏡含水量高達38%、濕潤性也相當良好，是上一代的隱形眼鏡材質，PMMA再加上氫基(-OH)所形成的聚合物。
不只如此，pHEMA還可以與其他的大分子材質結合使用：
舉例來說，假設想要讓隱形眼鏡從55%高達到80%，那麼可以用MAA或是NVP做添加。
作為軟式隱形眼鏡的才要來說，是一種非常穩定的材料，因為不論是在PH值、溫度、張力的變化等，對含水量的影響都相對的小。
二甲基丙烯酸乙二醇脂
二甲基丙烯酸乙二醇脂(ethylene glycol dimethacrylate, EGDMA)，可以增加鏡片的穩定性，主要當作為交聯劑來使用。
不過作為交聯劑使用的話，那麼缺點就是使鏡片的含水量降低且降低韌性。
備註：鏡片韌性降低，就是鏡片不容易變形，延展性變差。
N-乙烯基毗咯烷酮
N-乙烯基毗咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone, NVP)，能夠與HEMA結合來增加鏡片含水量，可以讓氧氣更容易傳遞到角膜上。
是屬於中與高含水量的材料，甚至國外部分產品可高達驚人的90%的含水量，不只如此，含有NVP的鏡片通常也具有離子性(帶負電荷)，這都說明NVP是非常親水且具濕潤性的材質。
不過鏡片材質與NVP材質結合後，就會失去原有的光滑感，變成相當於橡膠的型態以及會蒸發的可能性會變得更高。
該聚合物，會對溫度相當的敏感，隱形眼鏡參數可能有所改變，Helfilcon A便是屬於製作此聚合物的材料。
甲基丙烯酸甲脂
甲基丙烯酸甲脂(methyl methacrylate, MMA)，與EGDMA一樣，主要是作為交聯劑使用。
MMA，對於隱形眼鏡的從事人員相當熟悉，因為該材質是硬式隱形眼鏡，PMMA的製作材料。既然可以製作硬式隱形眼鏡，那麼它的特性是光學品質佳、可增加鏡片的硬度或韌性。
是屬於惰性材質，因此會非常穩定，但是無法提高透氧度。
MMA可以跟上一段的NVP形成聚合物，能夠製作出含水量60~85%的隱形眼鏡，Lidofilcon就是它們的材質。
甲基丙烯酸
甲基丙烯酸(methacrylic acid, MAA)，是另一種親水性的單體，只要加入到隱形眼鏡的製劑時，就會產生離子性(帶負電荷)，這樣可以吸收更多的水分，MAA加入的愈多、水分吸收量也會愈多。
舉例來說，在HEMA製成的隱形眼鏡中，只要加入1.5~2.5%的MAA，就可以讓隱形眼鏡的含水量增加到50~60%，而且透氧度也會跟著增加。
像這種可以增加含水量的製劑，MAA是對張力相當的敏感，因此，如果在低滲透壓的溶液，鏡片就會膨脹；反之如果在高滲透壓的溶液，鏡片就會收縮。這跟紅血球在不同濃度的食鹽水是一樣的原理。
此外，MAA也對PH值相當敏感，如果泡在讓鏡片本身的PH值還要低的溶液中，不太會膨脹，而蛋白質容易吸附在鏡片表面，還有使用熱消毒時鏡片的尺寸會不太穩定。
典型的MAA與HEMA所結合的聚合物像是Methafilcon、Ocufilcon、Etifilcon。
甲基丙烯酸脂
甲基丙烯酸脂(alyceryl meth acrylate)，比HEMA更加親水，因為以分子世界來觀察，具有2個氫基，而且可讓鏡片濕潤性提高與抗沉積能力效果提升。
不過，缺點就是含水量與透氧程度偏低。
以GMA的參與，可以製作兩種鏡片材質的聚合物，其一是GMA再加上MMA；其二是GMA再加上HEMA。
甲基丙烯酸脂相關的材質其一
首先介紹前者，製成的材質，含水量落在30~42%之間，比pHEMA還要來得堅固，以這GMA與MMA組成的聚合物便是Crodilcon。
甲基丙烯酸脂相關的材質其二
後者則是具有高含水、非離子性的特性，可被美國的FDA定義為第二類的隱形眼鏡。
含水量可高達70%，是前者材質的兩倍，該鏡片可低脫水、快速達成水合狀態，因此使用時，可以擁有良好的水平衡比例。
此外，因為有GMA，所以抗沉積能力良好、在PH值變化的環境中相對穩定。
Hioxifilcon A、Hioxifilcon B、Hioxifilcon D均屬於該第二類材質。
聚乙烯醇
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)，跟NVP、MAA一樣，屬於非常親水的材質，可增加鏡片的含水量與Dk值。
生物相容性高、也具有抗沉積能力，還能增加鏡片的硬度與韌性，經過檢測光學品質佳。
像這種具有多數優點的材質，缺點就是難以製作，通常該材質的鏡片是需要訂製，為客人量身打造的，自然價格可能相比其他材質也相對昂貴。
軟式隱形眼鏡材質整理
| 材質 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| pHEMA | 親水性好 濕潤性 延展性佳 材質柔軟 | 低透氧 |
| EGDMA | 穩定性高 | 低透氧 |
| NVP | 具離子性 親水性好 濕潤性提高 對水吸附能力強 | 對PH值敏感 |
| MMA | 硬度增加 光學品質好 材質穩定 | 不透氧 |
| MAA | 具離子性 親水性好 | 對PH值敏感 |
| GMA | 濕潤性高 抗沉積能力高 | 含水量低 低透氧 |
| PVA | 抗沉積能力高 對水吸附能力強 | 難製作 |
矽水膠隱形眼鏡材質
矽水膠(silicone hydrogel, SiHy)，在研發鏡片材質的歷史中，是相對比較晚開發出的材質，約1988年。
簡單來講，就是水凝膠+矽材質所組成。
第一個以矽為基礎的隱形眼鏡，是由MMA再加上矽所組成，同時也為硬式隱形眼鏡的發展做一個基礎，將MMA的特性與增加透氧的矽元素結合。
另一種，是由MMA再加上矽酮丙烯酸脂(silicone acrylate, SA)所組成，該材質稱為三甲基甲矽烷氧基矽烷(trimethylsiloxy silicone, TRIS)，是目前RGP的基礎材料之一。
含矽的聚合物會讓氧氣通過，而水則讓鏡片移動。原理是先將視角轉到分子的世界，鏡片的矽孔多，雖然能夠透氧但是不容易保濕。
雖然已開發出與矽結合的聚合物可以增加保濕度，此鏡片依舊會有高含水、低透氧的特性。
不過含水量較低所以鏡片硬度較硬、濕潤度不好而影響配戴的舒適度、容易形成乾點與容易附著沉積物。
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總結
軟式隱形眼鏡的材質可以說是相當多元，以上這些例子是在市面上相對常見的幾種。
現今，為了擁有更好的使用者體驗，軟式隱形眼鏡一直不斷地改良、進化。材料的組合與拆分，如何應用、應用在何處，這些都是讓隱形眼鏡的品質變得更加完善。
軟式隱形眼鏡材質介紹與它們的優缺點，在本篇文章已詳細描述，希望對玩家們繼續觀察。
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