當甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl methacrylate, HEMA )與甲基丙烯酸甘油酯(glyceryl methacrylate, GMA )材質結合時,下列敘述何者正確?
詳細解析
本題觀念:
隱形眼鏡材料的 FDA 分類系統——HEMA 與 GMA 共聚物的含水量與離子性分析
HEMA(hydroxyethyl methacrylate,甲基丙烯酸羥乙酯)與 GMA(glyceryl methacrylate,甲基丙烯酸甘油酯)兩種材料結合時,依照 FDA 1985 年軟式隱形眼鏡材料四大分類,需判斷共聚物的含水量(高 ≥50% vs 低 <50%)及離子性(是否含帶電荷單體,如 methacrylic acid, MAA)。
HEMA 單獨聚合(polyHEMA)的含水量約 38%,屬低含水,且不帶離子性,屬 FDA Group 1(低含水、非離子)。GMA 是一種親水性、非離子性單體,與 HEMA 共聚後可提高整體含水量,但兩者皆不含離子性 MAA 成分。因此:
- HEMA + GMA 的共聚物 → 非離子性(nonionic)
- 含水量視 GMA 比例而定:若 GMA 比例高,可達高含水(≥50%);較低比例時則偏低含水
本題的正確答案標記為多選(B;D),表示依不同 GMA 比例可產生「低含水且非離子」或「高含水且非離子」的材料。
選項分析
(A) 產生出低含水且離子隱形眼鏡材料 HEMA 與 GMA 均不含帶電荷的酸性基(如 MAA),兩者共聚時不會產生離子性材料。❌ 錯誤。
(B) 產生出低含水且非離子隱形眼鏡材料 HEMA 本身含水量約 38%(低含水),若 GMA 加入比例較低,共聚物仍可維持低含水;而兩者皆為非離子性單體,因此可產生「低含水且非離子」材料(FDA Group 1 類型)。✅ 正確。
(C) 產生出高含水且離子隱形眼鏡材料 此類材料(FDA Group 4)需含 MAA 等離子性成分,HEMA + GMA 組合中不含此成分。❌ 錯誤。
(D) 產生出高含水且非離子隱形眼鏡材料 GMA 為高親水性非離子單體,當其加入比例較高時,共聚物的含水量可超過 50%,形成「高含水且非離子」材料(FDA Group 2 類型)。✅ 正確。
答案解析
本題為多選題,正確答案為 (B) 和 (D)。
HEMA 與 GMA 皆為非離子性(nonionic)單體,兩者組合不可能形成離子性材料(排除 A 和 C)。
含水量則取決於 GMA 的使用比例:
- GMA 低比例:共聚物偏向 polyHEMA 特性,含水量約 38~49%→ 低含水非離子(B 正確)
- GMA 高比例:GMA 的多羥基結構(glyceryl = 含兩個 -OH 基)大幅提升親水性,使含水量升至 ≥50%→ 高含水非離子(D 正確)
依 FDA 分類:
| 分組 | 離子性 | 含水量 | 代表材料 |
|---|---|---|---|
| Group 1 | 非離子 | 低(<50%) | polyHEMA、polymacon |
| Group 2 | 非離子 | 高(≥50%) | omafilcon A(含 GMA) |
| Group 3 | 離子 | 低(<50%) | 含 MAA 的低含水材料 |
| Group 4 | 離子 | 高(≥50%) | etafilcon A(含大量 MAA) |
值得注意的是,部分 GMA 型材料(如某些 hioxifilcon 系列)屬 Group 2 高含水非離子類別。
核心知識點
- FDA 四分類:依「離子性」(是否含 MAA 等帶電荷單體)× 「含水量」(以 50% 為分界)分成 Group 1–4
- HEMA:非離子、含水量 38%(低含水)→ Group 1 基本材料
- GMA:非離子、高親水性(多羥基),加入 HEMA 後可提高含水量但不改變離子性
- 離子性材料需含 MAA(methacrylic acid)等酸性基,HEMA + GMA 組合無此成分
- 考試常見陷阱:不可混淆「高含水」與「離子性」——高含水不等於離子,Group 2 即為非離子高含水