專利名稱：包含活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的可潤(rùn)濕水凝膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含至少一種活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的聚硅氧烷水凝膠及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
至少自1950年代以來，接觸透鏡就在商業(yè)上用于改善視力。第一個(gè)接觸透鏡由硬質(zhì)材料制成，使用者對(duì)此感到有些不適。現(xiàn)代軟接觸透鏡由較軟材料，通常由水凝膠制成。新近已出現(xiàn)由聚硅氧烷水凝膠制成的軟接觸透鏡。聚硅氧烷水凝膠為具有高氧滲透性的水溶脹聚合物網(wǎng)絡(luò)。但當(dāng)使用這些透鏡時(shí)，某些使用者感到不適，過量眼沉積物導(dǎo)致視敏度降低。
已有他人試圖通過用親水性涂料，例如等離子體涂料涂布聚硅氧烷水凝膠接觸透鏡的表面來緩解該問題。例如公開了通過將等離子體涂料涂覆于透鏡表面或使用活性親水性聚合物處理透鏡表面，可制備與眼表面更相容的聚硅氧烷水凝膠透鏡。在醫(yī)學(xué)裝置表面上或附近的活性官能團(tuán)與親水性聚合物上的活性官能團(tuán)化學(xué)相連，從而產(chǎn)生親水性表面。在一個(gè)實(shí)例中，使用乙烯基吡咯烷酮-(4-乙烯基環(huán)己基-1，2-環(huán)氧化物)共聚物涂覆聚硅氧烷底材。但是，表面改性通常為在接觸透鏡制備中增加的步驟。
已公開包含10-90％的得自烯屬不飽和疏水性單體的重復(fù)單元的表面活性大分子單體用于接觸透鏡應(yīng)用。使用兩步反應(yīng)形成PVP-甲基丙烯酸酯?？偟姆椒ò◣撞胶铣刹襟E，因此需要對(duì)每一種中間體進(jìn)行充分純化。所得到的“表面-活性大分子單體”的Mn、Mw分子量和多分散性低，其值分別為4,900、8,900和1.8(相對(duì)于PEG標(biāo)準(zhǔn)物)。包括相當(dāng)大量的疏水性單體可防止形成可潤(rùn)濕接觸透鏡。未報(bào)道佩戴超過1小時(shí)的透鏡潤(rùn)濕性數(shù)據(jù)。
已公開向包含大分子單體的反應(yīng)混合物中摻入內(nèi)親水性潤(rùn)濕劑。但是，不是所有的含硅氧烷的大分子單體顯示與親水性聚合物相容。還已公開通過將可聚合的表面活性劑加至用于形成制品的單體混合物中，使聚合物制品表面改性。但是，不可能持續(xù)改善體內(nèi)潤(rùn)濕性和減少表面沉積物。
已有將聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)(PVP)或聚-2-乙基-2-唑啉加入水凝膠組合物，形成顯示表面摩擦程度低、低脫水速率和高度防生物沉積物的互穿網(wǎng)絡(luò)。
以前已表明，在交聯(lián)的聚硅氧烷水凝膠基體內(nèi)可包埋高分子量(Mw大于300,000)PVP。但是，在有機(jī)溶劑萃取純化過程中，仍觀察到高分子量PVP有少量損失(小于10％)。
因此最好找到可摻入透鏡制劑、不經(jīng)表面處理即可改善透鏡潤(rùn)濕性的其他的親水性聚合物。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于生物醫(yī)學(xué)裝置的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑。
本發(fā)明還涉及一種包含至少一種含硅烷氧烷的組分和至少一種活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的反應(yīng)產(chǎn)物的可潤(rùn)濕聚硅氧烷水凝膠。
本發(fā)明還涉及包含至少一種氧滲透性組分和足以賦予所述裝置潤(rùn)濕性量的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的聚硅氧烷水凝膠接觸透鏡。


圖1為表示活性和非活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑％損失的圖。
圖2為表示活性和非活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑％損失的圖。
發(fā)明詳述本文使用的“生物醫(yī)學(xué)裝置”是設(shè)計(jì)用于哺乳動(dòng)物組織或液體內(nèi)或上，優(yōu)選用于人組織或液體內(nèi)或上的任何制品。這些裝置的實(shí)例包括但不局限于導(dǎo)管、植入物、斯滕特氏印模(stents)和眼用裝置，例如眼內(nèi)透鏡和接觸透鏡。優(yōu)選的生物醫(yī)學(xué)裝置為眼用裝置，特別是接觸透鏡，最特別是由聚硅氧烷水凝膠制成的接觸透鏡。
本文中使用的術(shù)語“透鏡”和“眼用裝置”是指置于眼中或眼上的裝置。這些裝置可提供視力校正、創(chuàng)傷護(hù)理、藥物釋放、診斷功能、美容促進(jìn)作用或效果或這些性質(zhì)的組合。術(shù)語透鏡包括但不局限于軟接觸透鏡、硬接觸透鏡、眼內(nèi)透鏡、覆蓋透鏡、眼插入物和光學(xué)插入物。
本文使用的短語“不經(jīng)表面處理”表示本發(fā)明裝置外表面不進(jìn)行單獨(dú)處理來改善裝置的潤(rùn)濕性。由于本發(fā)明可放棄的處理包括等離子體處理、接枝、涂層等。但是，可在本發(fā)明的裝置上施用提供改善潤(rùn)濕性以外特性的涂料，例如但不局限于抗微生物涂料，以及施用著色或其他美容促進(jìn)涂料。
本文使用的術(shù)語“含硅氧烷的相容性組分”是指包含至少一個(gè)硅氧烷基團(tuán)和至少一個(gè)羥基的反應(yīng)組分。此類組分已在美國(guó)專利順序號(hào)10/236,538和10/236,762中公開。
本文使用的“大分子單體”為具有至少一個(gè)可聚合的端基且聚合度(DP)為10-1000個(gè)單體重復(fù)單元，相應(yīng)于數(shù)均分子量為約100-約100,000道爾頓的低分子量聚合物。
本文使用的術(shù)語“單體”為包含至少一個(gè)可聚合的基團(tuán)，且使用折光指數(shù)檢測(cè)通過凝膠滲透色譜法測(cè)定平均分子量約小于2000道爾頓的化合物。
本發(fā)明的組合物包含、基本由和由至少一種含硅烷氧烷的組分和至少一種活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑組成。本文使用的“活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑”是指重均分子量至少為約2000道爾頓的物質(zhì)，其中當(dāng)所述物質(zhì)摻入聚硅氧烷水凝膠制劑時(shí)，改進(jìn)固化的聚硅氧烷水凝膠的潤(rùn)濕性?；钚杂H水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑可具有寬范圍的分子量(重均分子量)。適宜的分子量大于約5,000道爾頓，更優(yōu)選為約5,000-約2,000,000道爾頓。在某些實(shí)施方案中，可優(yōu)選約5,000-約180,000道爾頓的低分子量，最優(yōu)選為約5,000-約150,000道爾頓，而在其他實(shí)施方案中，可使用約60,000-約2,000,000道爾頓的較高的分子量范圍，優(yōu)選為約100,000-約1,800,000道爾頓，更優(yōu)選為約180,000-約1,500,000道爾頓，最優(yōu)選為約180,000-約1,000,000(均為重均分子量)。
可通過凝膠滲透色譜法(GPC){尺寸排阻色譜法(SEC)}，使用六氟異丙醇作為溶劑，且除非另外說明，否則使用聚(2-乙烯基吡啶)作為校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物測(cè)定分子量大于約2000道爾頓的聚合物的分子量。
本發(fā)明的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑(“IWA”)包含至少90％，優(yōu)選至少約95％的得自親水性組分的重復(fù)單元。本文使用的親水性組分為當(dāng)與少量交聯(lián)單體聚合時(shí)，形成能吸收至少約5％重量的水，優(yōu)選大于約10％重量的水，在某些情況下大于約20％的水的聚合物的物質(zhì)。
本文使用的“活性”是指可進(jìn)行陰離子、陽離子或自由基聚合的任何基團(tuán)。自由基活性基團(tuán)包括丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基丙烯酸酯、丙烯酰胺、C1-6烷基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基或C2-6烯基苯基C1-6烷基。陽離子活性基團(tuán)包括乙烯基醚、環(huán)氧基團(tuán)及其混合物。優(yōu)選的活性基團(tuán)包括甲基丙烯酸酯、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺及其混合物。本發(fā)明的活性親水性聚合物IWA可具有一種或多種活性基團(tuán)。在一個(gè)實(shí)施方案中，活性親水性聚合物IWA在末端具有一個(gè)活性基團(tuán)。
活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑在這些裝置的配方中存在的量足以提供不經(jīng)表面改性在使用過程中保持基本不含表面淀積物的接觸透鏡。通常使用的時(shí)間為至少約8小時(shí)，優(yōu)選連續(xù)佩戴數(shù)天，更優(yōu)選佩戴24小時(shí)或更長(zhǎng)的時(shí)間而不用除去。基本不含表面淀積物是指當(dāng)使用裂隙燈觀察時(shí)，在受試人群中，至少約80％，優(yōu)選至少約90％，更優(yōu)選約100％的透鏡佩戴者在佩戴過程中出現(xiàn)的淀積物定級(jí)為無或輕微。
活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑合適的量占所有活性組分總重量的約1-約15％，更優(yōu)選為約3-約15％，最優(yōu)選為約5-約12％。
活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的實(shí)例包括但不局限于衍生自以下的活性親水性聚合物聚酰胺、聚內(nèi)酯、聚酰亞胺、聚內(nèi)酰胺和官能化的聚酰胺、聚內(nèi)酯、聚酰亞胺、聚內(nèi)酰胺，例如將N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)官能化，做法是引發(fā)DMA與較少摩爾量的羥基-官能的偶氮引發(fā)劑(例如2，2′-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽、2，2′-偶氮雙{2-甲基-N-[1，1-雙(羥甲基)-2-羥乙基]丙酰胺、2，2′-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙酰胺]或2，2′-偶氮雙{2-甲基-N-[2-(1-羥丁基)]丙酰胺}}聚合，隨后使所得到的親水性聚合物的羥基與包含可自由基聚合的化合物的材料(例如但不局限于甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、甲基丙烯酸酐、3-異丙烯基-α，α-二甲基芐基異氰酸酯或異丁烯酰氯)反應(yīng)，形成活性親水性聚合物IWA。在一個(gè)實(shí)施方案中，活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑在聚合物骨架、側(cè)基或二者中包含N基團(tuán)?；钚杂H水性聚合物IWA可包括DMA、唑啉或N-乙烯基吡咯烷酮，可用作為封端劑的甲基丙烯酸縮水甘油酯處理。可將甲基丙烯酸縮水甘油酯基開環(huán)，得到羥基，該羥基可在混合體系中與另一種親水性預(yù)聚物結(jié)合，以增加活性親水性聚合物IWA與賦予相容性的任何其他基團(tuán)的相容性。上述化合物的實(shí)例有式I的親水性聚合物和式II的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑
在另一個(gè)實(shí)例中，可通過引發(fā)單體(例如DMA)與較少摩爾量的胺官能的偶氮引發(fā)劑(例如2，2′-偶氮雙(2-甲基丙酰胺)二鹽酸鹽)聚合，隨后使所得到的低分子量聚合物的氨基與包含可自由基聚合的材料(例如甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、3-異丙烯基-α，α-二甲基芐基異氰酸酯、甲基丙烯酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氯或異丁烯酰氯)反應(yīng)，制備活性親水性聚合物IWA。上述化合物的實(shí)例有式III的低分子量親水性聚合物和式IV的活性親水性聚合物IWA
在再一個(gè)實(shí)例中，還可通過引發(fā)單體(例如DMA)與較少摩爾量的羧酸官能的偶氮引發(fā)劑(例如四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒(propionamidine)])聚合，隨后使所得到的低分子量親水性聚合物的羧酸基與包含可自由基聚合的材料(例如甲基丙烯酸2-氨基乙酯或3-氨基丙基甲基丙烯酰胺)反應(yīng)，制備活性親水性聚合物IWA。
本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，低分子量親水性聚合物與可自由基聚合的化合物之間的不完全反應(yīng)導(dǎo)致在產(chǎn)物混合物中部分包含起始低分子量親水性聚合物、活性親水性聚合物IWA和未反應(yīng)的可自由基聚合的化合物。如果低分子量親水性聚合物存在于最終的產(chǎn)物混合物中，不必從產(chǎn)物混合物中除去。而是可保留低分子量親水性聚合物，在接觸透鏡制劑中用作稀釋劑，在純化透鏡的過程中除去。本領(lǐng)域技術(shù)人員還認(rèn)識(shí)到，活性親水性聚合物IWA的分子量可根據(jù)反應(yīng)參數(shù)(例如引發(fā)劑存在的量、反應(yīng)溫度和單體濃度)而變。此外，存在鏈轉(zhuǎn)移劑(如巰基乙酸和巰基乳酸)還可用于控制活性親水性聚合物IWA的分子量。
上述化合物的實(shí)例有式V的低分子量親水性聚合物和式VI和VII的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑 一類優(yōu)選的活性親水性聚合物IWA包括在其骨架中包含環(huán)狀部分的那些物質(zhì)，更優(yōu)選為環(huán)狀酰胺或環(huán)狀酰亞胺?；钚杂H水性聚合物IWA包括但不局限于衍生自以下的大分子單體聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚-N-乙烯基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-2-己內(nèi)酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-己內(nèi)酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-己內(nèi)酰胺、聚-N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮和聚-N-乙烯基-4，5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、聚-N，N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚環(huán)氧乙烷、聚-2-(乙基唑啉)、肝素多糖、多糖、其混合物和共聚物(包括嵌段或無規(guī)、支化、多鏈、梳形或星形)，其中特別優(yōu)選聚-N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)。也可使用共聚物，例如PVP的接枝共聚物。還可通過在溶液中使用堿金屬和過渡金屬硼氫化物(例如硼氫化鈉(NaBH4)、硼氫化鋅、三乙酰氧基硼氫化鈉、硼氫化雙(異丙氧基鈦))，隨后與合適的可聚合物基團(tuán)反應(yīng)，活化這些包含內(nèi)酰胺的聚合物。
另一類優(yōu)選的活性親水性聚合物IWA包括包含能與羥基相連的側(cè)位無環(huán)酰氨基的活性聚合物和共聚物。
合適的活性親水性聚合物IWA的實(shí)例有在其骨架中包含式VIII的重復(fù)單元的聚合物和共聚物 其中Q為直接鍵， 其中Rc為C1-C3烷基；Ra選自H、取代或未取代的直鏈或支鏈C1-C4烷基，Rb選自H、取代或未取代的直鏈或支鏈C1-C4烷基、具有最多達(dá)2個(gè)碳的氨基、具有最多達(dá)4個(gè)碳原子的酰氨基和最多達(dá)2個(gè)碳的烷氧基，且其中Ra和Rb中的碳原子數(shù)加在一起為8，優(yōu)選為6或更少。本文使用的取代的烷基包括被胺、酰胺、醚或羧基取代的烷基。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，Ra和Rb獨(dú)立選自H和取代或未取代的C1-C2烷基，優(yōu)選未取代的C1-C2烷基。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，Q為直接鍵，Ra和Rb獨(dú)立選自H、取代或未取代的C1-C2烷基。
優(yōu)選本發(fā)明的活性親水性聚合物IWA包含占大部分的式VIII的重復(fù)單元，更優(yōu)選至少約80％摩爾的式VIII的重復(fù)單元。
式VIII的重復(fù)單元的具體實(shí)例有衍生自以下的重復(fù)單元N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基丙酰胺、N-乙烯基-N-甲基-2-甲基丙酰胺、N-乙烯基-2-甲基丙酰胺、N-乙烯基-N，N′-二甲脲和以下的無環(huán)聚酰胺 可由選自以下的單體形成其他重復(fù)單元N-乙烯基酰胺、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羥烷基酯、(甲基)丙烯酸烷基酯或其他親水性單體和硅氧烷取代的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯?？捎糜谛纬苫钚杂H水性聚合物IWA的單體的具體實(shí)例有N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸2-羥乙酯和甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷等及其混合物。優(yōu)選的其他重復(fù)單元單體包括N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯及其混合物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，活性親水性聚合物IWA包括聚(N-乙烯基-N-甲基乙酰胺)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，活性親水性聚合物IWA包括衍生自包含乙烯基內(nèi)酰胺單體和羧酸乙烯酯單體的單體的活性高分子量共聚物。優(yōu)選活性高分子量共聚物的分子量(重均分子量)為至少約60,000道爾頓，更優(yōu)選為約60,000-約750,000道爾頓，還更優(yōu)選為約100,000-約600,000道爾頓，最優(yōu)選為約180,000-約500,000道爾頓。
在一個(gè)實(shí)施方案中，這些活性高分子量共聚物可在三步中合成。第一步，使用自由基引發(fā)劑，將乙烯基內(nèi)酰胺單體與羧酸乙烯酯單體共聚，得到高分子量親水性共聚物。第二步，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，將所得到的共聚物的羧酸酯基部分或完全水解，得到“改性的”高分子量共聚物，該共聚物通過聚合物骨架上的羥基能進(jìn)一步與一種或多種可光聚合的化合物反應(yīng)。部分水解得到包含乙烯基內(nèi)酰胺、乙烯醇和羧酸乙烯酯單元的三元共聚物，例如乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯和乙烯醇的三元共聚物。第三步，使用如上定義的活性基團(tuán)處理改性的高分子量親水性共聚物，得到活性親水性聚合物IWA。
合適的N-乙烯基內(nèi)酰胺包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-哌啶酮、N-乙烯基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-3-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-3-甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-4-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-4-甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-5-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-5-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-5，5-二甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-3，3，5-三甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-5-甲基-5-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-3，4，5-三甲基-3-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-6-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-6-乙基-2-哌啶酮、N-乙烯基-3，5-二甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-4，4-二甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-7-甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-7-乙基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-3，5-二甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-4，6-二甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-3，5，7-三甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基馬來酰亞胺、乙烯基琥珀酰亞胺、其混合物等。
優(yōu)選的乙烯基內(nèi)酰胺包括在雜環(huán)中包含4個(gè)碳原子的雜環(huán)單體。非常優(yōu)選的乙烯基內(nèi)酰胺為N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
合適的羧酸乙烯酯包括同時(shí)具有乙烯基和羧酸酯官能團(tuán)并優(yōu)選具有最高達(dá)10個(gè)碳原子的化合物。合適的羧酸乙烯酯的具體實(shí)例有庚酸乙烯酯、己酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、三氟乙酸乙烯酯、其混合物等。優(yōu)選的羧酸乙烯酯為乙酸乙烯酯。
高分子量共聚物還可包含衍生自乙烯醇的重復(fù)單元。合適的乙烯醇包括2-甲基-2-丙烯酸2-羥乙酯、對(duì)羥基苯乙烯、4-乙烯基芐醇、二乙二醇單甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸2-[2-(2-羥基乙氧基)乙氧基]乙酯、甲基丙烯酸酯2，3-二羥基丙酯、2-甲基-2-丙烯酸2-羥基-1-(羥甲基)乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、丁二醇單丙烯酸酯、丁二醇單甲基丙烯酸酯、3-[(4-乙烯基苯基)甲氧基]-1，2-丙二醇、3-(乙烯基苯基)甲氧基-1，2-丙二醇間-和對(duì)-異構(gòu)體的混合物、2-(乙烯基苯基)甲氧基乙酸間-和對(duì)-異構(gòu)體的混合物、木糖醇1-甲基丙烯酸酯和木糖醇3-甲基丙烯酸酯、N-2-羥乙基甲基丙烯酰胺、N-2-羥乙基丙烯酰胺。
一類該實(shí)施方案的活性親水性聚合物IWA在其聚合物鏈中包含衍生自以下單體單元的單元(所有的數(shù)字前面加上詞“約”)

由高分子量共聚物形成的活性親水性聚合物IWA還可由衍生自以下的共聚物形成聚酰胺、聚內(nèi)酯、聚酰亞胺、聚內(nèi)酰胺和官能化的聚酰胺、聚內(nèi)酯、聚酰亞胺、聚內(nèi)酰胺、聚羧酸酯，例如將N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)和乙酸乙烯酯(VA)官能化，做法是引發(fā)NVP和VA與較少摩爾量的偶氮引發(fā)劑聚合，水解或部分水解羧酸酯基團(tuán)，隨后使所得到的高分子量親水性共聚物的羥基與包含可自由基聚合基團(tuán)的材料(例如甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯、甲基丙烯酸酐、丙烯酰氯或異丁烯酰氯)反應(yīng)，形成高分子量可光聚合的親水性共聚物(HMWPPHC)。合適的偶氮催化劑為本領(lǐng)域已知的，包括AIBN、2，2′-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽、2，2′-偶氮雙{2-甲基-N-[1，1-雙(羥甲基)-2-羥乙基]丙酰胺、2，2′-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙酰胺]、2，2′-偶氮雙{2-甲基-N-[2-(1-羥丁基)]丙酰胺}、2，2′-偶氮雙(2-甲基丙酰胺)二鹽酸鹽或四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]}。還可使用由甲基丙烯酸縮水甘油酯制備的活性親水性聚合物IWA。可使甲基丙烯酸縮水甘油酯環(huán)開環(huán)，得到二醇，該二醇可與混合體系中的另一種親水性聚合物結(jié)合，以增加活性親水性聚合物IWA、相容性組分和賦予相容性的任何其他基團(tuán)的相容性。上述活性親水性聚合物IWA的實(shí)例有式IX和X的化合物
活性親水性聚合物IWA的用量可為約1-約15％重量，更優(yōu)選為約3-約15％，最優(yōu)選為約5-約12％，均基于所有活性組分的總重量計(jì)算。
在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選在加工溫度下溶于稀釋劑的活性親水性聚合物IWA。由于簡(jiǎn)單和成本低，可優(yōu)選使用水或水溶性稀釋劑的制造方法。在這些實(shí)施方案中，優(yōu)選在加工溫度下水溶性的活性親水性聚合物IWA。
除了活性親水性聚合物IWA以外，本發(fā)明的水凝膠還包含一種或多種含硅烷氧烷的組分和任選的一種或多種親水性組分。用于制備本發(fā)明的聚合物的含硅烷氧烷的組分和親水性組分可為現(xiàn)有技術(shù)用于制備聚硅氧烷水凝膠的任何已知的組分。術(shù)語含硅烷氧烷的組分和親水性組分互不排斥，因?yàn)楹柰檠跬榈慕M分可在一定程度上親水，親水性組分可包含一些硅氧烷，因?yàn)楹柰檠跬榈慕M分可具有親水性基團(tuán)，而親水性組分可具有硅氧烷基團(tuán)。
另外，一種或多種含硅烷氧烷的組分和一種或多種親水性組分可在聚合反應(yīng)之前反應(yīng)形成預(yù)聚物，隨后在稀釋劑存在下，使該預(yù)聚物聚合形成本發(fā)明的聚合物。當(dāng)使用預(yù)聚物或大分子單體時(shí)，優(yōu)選在稀釋劑存在下，使至少一種含硅氧烷的單體和至少一種親水性單體聚合，其中含硅氧烷的單體不同于親水性單體。本文中使用的術(shù)語“單體”指可被聚合的低分子量化合物(即通常數(shù)均分子量小于700)。因此，術(shù)語“含硅烷氧烷的組分”和“親水性組分”可理解為包括單體、大分子單體和預(yù)聚物。
含硅烷氧烷的組分為在單體、大分子單體或預(yù)聚物中包含至少一個(gè)[-Si-O-Si]基團(tuán)的組分。優(yōu)選存在于含硅烷氧烷的組分中的Si和連接的O的量大于含硅烷氧烷的組分的總分子量的20％重量，更優(yōu)選大于30％重量。優(yōu)選可用的含硅烷氧烷的組分包含可聚合的官能團(tuán)，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能團(tuán)。用于本發(fā)明的含硅烷氧烷的組分的實(shí)例可在美國(guó)專利3,808,178、4,120,570、4,136,250、4,153,641、4,740,533、5,034,461和5,070,215和EP080539中找到。在此引用的所有專利通過全文引用結(jié)合到本文中來。這些參考文獻(xiàn)公開許多烯屬含硅氧烷組分的實(shí)例。
合適的含硅氧烷的單體的其他實(shí)例為下式表示的聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸類(polysiloxanylalkyl(meth)acrylic)單體式XI 其中Z表示H或低級(jí)烷基，優(yōu)選H或甲基；X表示O或NR4；R4各自獨(dú)立表示氫或甲基，R1-R3各自獨(dú)立表示低級(jí)烷基或苯基，和j為1或3-10。
這些聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸類單體的實(shí)例有甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯和甲基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷。最優(yōu)選甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。
一類優(yōu)選的含硅烷氧烷的組分為式XII表示的聚(有機(jī)硅氧烷)預(yù)聚物式XII 其中A各自獨(dú)立表示活性不飽和基團(tuán)，例如丙烯酸或甲基丙烯酸的酯或酰胺或烷基或芳基(條件是至少一個(gè)A包含能進(jìn)行自由基聚合的活性不飽和基團(tuán))；R5、R6、R7和R8各自獨(dú)立選自具有1-18個(gè)碳原子(碳原子之間可具有醚鍵)的一價(jià)烴基或鹵素取代的一價(jià)烴基；
R9表示具有1-22個(gè)碳原子的二價(jià)烴基，和m為0或大于或等于1的整數(shù)，優(yōu)選為5-400，更優(yōu)選為10-300。一個(gè)具體的實(shí)例為α，ω-雙甲基丙烯酰氧基丙基聚二甲基硅氧烷。另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)例為mPDMS(單甲基丙烯酰氧基丙基封端的單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷)。
另一類可用的含硅烷氧烷的組分包括下式的含硅氧烷的碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體式XIII 其中Y表示O、S或NH；RSi表示含硅氧烷的有機(jī)基團(tuán)；R表示氫或低級(jí)烷基，優(yōu)選H或甲基；d為1、2、3或4，q為0或1。合適的含硅氧烷的有機(jī)基團(tuán)RSi包括以下基團(tuán)-(CH2)qSi[(CH2)sCH3]3；-(CH2)qSi[OSi(CH2)sCH3]3； 其中R10表示 其中p為1-6；或具有1-6個(gè)碳原子的烷基或氟代烷基；e為1-200；q為1、2、3或4；且s為0、1、2、3、4或5。
含硅氧烷的碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體具體包括1，3-雙[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷；3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基氨基甲酸烯丙酯(3-[tris(trimethylsiloxyl)silyl]propylallyl carbamate)；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基氨基甲酸乙烯酯(3-[tris(trimethylsiloxy)wilyl]propyl vinyl carbamate)；碳酸三甲基甲硅烷基乙酯乙烯酯；碳酸三甲基甲硅烷基甲酯乙烯酯，和 另一類含硅烷氧烷的組分包括下式的化合物式XIV-XV(*D*A*D*G)a*D*D*E1；E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1或；E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1其中D表示具有6-30個(gè)碳原子的烷基二基、烷基環(huán)烷基二基、環(huán)烷基二基、芳基二基或烷基芳基二基，G表示具有1-40個(gè)碳原子的烷基二基、環(huán)烷基二基、烷基環(huán)烷基二基、芳基二基或烷基芳基二基，它們?cè)谥麈溨锌砂?、硫或胺鍵；*表示尿烷或脲基鍵；a為至少1；A表示下式的二價(jià)聚合物基團(tuán)式XVI
R11獨(dú)立表示具有1-10個(gè)碳原子的烷基或氟代烷基，它們?cè)谔荚娱g可包含醚鍵；r至少為1，且p為分子量400-10,000的部分；E和E1各自獨(dú)立表示下式表示的可聚合的不飽和有機(jī)基團(tuán)式XVII 其中R12為氫或甲基；R13為氫、具有1-6個(gè)碳原子的烷基或-CO-Y-R15基團(tuán)，其中Y為-O-、Y-S-或-NH-；R14為具有1-12個(gè)碳原子的二價(jià)基團(tuán)；X表示-CO-或-OCO-；Z表示-O-或-NH-；Ar表示具有6-30個(gè)碳原子的芳族基團(tuán)；a為0-6；b為0或1；e為0或1和c為0或1。
優(yōu)選的含硅烷氧烷的組分用下式表示式XVIII 其中R16為除去異氰酸基后的二異氰酸酯的二基，例如異佛爾酮二異氰酸酯的二基。另一種優(yōu)選的含硅氧烷的大分子單體為通過氟醚、羥基封端的聚二甲基硅氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯和甲基丙烯酸異氰酸基乙酯反應(yīng)形成的式X的化合物(其中x+y為10-30的數(shù))。
式XIX
適用于本發(fā)明的其他含硅烷氧烷的組分包括在WO 96/31792中所述的那些，例如包含聚硅氧烷、聚亞烷基醚、二異氰酸酯、聚氟代烴、聚氟代醚和多糖基團(tuán)的大分子單體。美國(guó)專利5,321,108、5,387,662和5,539,016描述了具有極性氟化接枝基團(tuán)或側(cè)基的聚硅氧烷，該接枝基團(tuán)或側(cè)基具有與末端二氟代碳原子連接的氫原子。在本發(fā)明中此類聚硅氧烷也可作為硅氧烷單體使用。
水凝膠還可包含親水性組分，例如當(dāng)與剩余的(remaining)活性組分組合時(shí)能夠?yàn)樗玫降耐哥R提供至少約20％，優(yōu)選至少約25％的含水量的那些組分。當(dāng)存在親水性組分時(shí)，合適的親水性組分可存在的量最高達(dá)所有活性組分重量的約60％，優(yōu)選為約10-約60％，更優(yōu)選為約15-約50％，還更優(yōu)選為約20-約40％。可用于制備本發(fā)明的聚合物的親水性單體具有至少一個(gè)可聚合的雙鍵和至少一種親水性官能團(tuán)。具有可聚合的雙鍵的官能團(tuán)的實(shí)例有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、富馬酸、馬來酸、苯乙烯基、異丙烯基苯基、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、烯丙基、O-乙烯基乙?；蚇-乙烯基內(nèi)酰胺和N-乙烯基酰氨基雙鍵。此類親水性單體本身可用作交聯(lián)劑?！氨┧嵝汀被颉昂┧岬摹眴误w為包含丙烯酸型基團(tuán)(CR′H＝CRCOX)的那些單體，其中R為H或CH3，R′為H、烷基或羰基，且X為O或N，還已知它們?nèi)菀拙酆?，例如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、丙烯酸2-羥乙酯、甘油甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酰胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及其混合物。
可摻入本發(fā)明的水凝膠的含乙烯基的親水性單體包括各種單體，例如N-乙烯基內(nèi)酰胺(例如N-乙烯基吡咯烷酮(NVP))、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-2-羥乙基氨基甲酸乙烯酯、N-羧基-β-丙氨酸N-乙烯基酯，優(yōu)選NVP。
可用于本發(fā)明的其他親水性單體包括具有一個(gè)或多個(gè)被含可聚合的雙鍵的官能團(tuán)置換的末端羥基的聚氧乙烯多元醇。其實(shí)例有具有一個(gè)或多個(gè)被含可聚合的雙鍵的官能團(tuán)置換的末端羥基的聚乙二醇。其實(shí)例有與一個(gè)或多個(gè)摩爾當(dāng)量的封端基團(tuán)例如甲基丙烯酸異氰酸基乙酯(“IEM”)、甲基丙烯酸酐、異丁烯酰氯、乙烯基苯甲酰氯等反應(yīng)的聚乙二醇，產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)末端可聚合烯基的聚乙烯多元醇，該烯基通過連接部分(例如氨基甲酸酯或酯基)與聚乙烯多元醇結(jié)合。
其他實(shí)例還有在美國(guó)專利5,070,215中公開的親水性碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體和在美國(guó)專利4,910,277中公開的親水性唑酮單體。其他合適的親水性單體對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
更優(yōu)選的可摻入本發(fā)明的聚合物的親水性單體包括各種親水性單體，例如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、丙烯酸2-羥乙酯、甘油甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和聚乙二醇單甲基丙烯酸酯。
最優(yōu)選的親水性單體包括DMA、NVP及其混合物。
當(dāng)本發(fā)明的活性親水性聚合物IWA摻入聚硅氧烷水凝膠制劑時(shí)，可希望包括至少一種含羥基的組分，該組分能幫助本發(fā)明的活性親水性聚合物IWA與含硅烷氧烷的組分相容?？捎糜谥苽浔景l(fā)明的聚合物的含羥基的組分具有至少一個(gè)可聚合的雙鍵和至少一種親水性官能團(tuán)?？删酆系碾p鍵的實(shí)例有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、富馬酸、馬來酸、苯乙烯基、異丙烯基苯基、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、烯丙基、O-乙烯基乙?；蚇-乙烯基內(nèi)酰胺和N-乙烯基酰氨基雙鍵。含羥基的組分還可用作交聯(lián)劑。此外，含羥基組分包含羥基。該羥基可為伯、仲或叔醇基團(tuán)，可位于烷基或芳基上。可使用的含羥基的單體的實(shí)例包括但不局限于甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、2-羥乙基甲基丙烯酰胺、2-羥基乙基丙烯酰胺、N-2-羥乙基氨基甲酸乙烯酯、碳酸2-羥乙酯乙烯酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸羥己酯、甲基丙烯酸羥辛酯和在美國(guó)專利5,006,622、5,070,215、5,256,751和5,311,223中所公開的其他羥基官能的單體。優(yōu)選的含羥基的單體包括甲基丙烯酸2-羥乙酯以及包括聚硅氧烷(silicone)或硅氧烷(siloxane)官能團(tuán)的羥基官能的單體，例如在WO03/022321中公開的羥基官能的含硅氧烷的單體，相容性組分包含至少一個(gè)活性氫和至少一種如WO03/022322中所公開的硅氧烷基團(tuán)，這些專利所公開的內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中來。具體實(shí)例包括2-丙烯酸2-甲基-2-羥基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(還可稱為(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、雙-3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基丙基聚二甲基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基-2-(2-羥基乙氧基)丙氧基)丙基雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、N-2-甲基丙烯酰氧基乙基-O-(甲基-雙-三甲基甲硅烷氧基-3-丙基)甲硅烷基氨基甲酸酯和N，N，N′，N′-四(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)-α，ω-雙-3-氨基丙基-聚二甲基硅氧烷及其混合物。優(yōu)選甲基丙烯酸2-羥乙酯、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷及其混合物。
當(dāng)使用相容性組分時(shí)，聚合物制劑中相容性組分的有效量為約5％(％重量，以活性組分的總重量計(jì))至約90％，優(yōu)選為約10％-約80％，最優(yōu)選為約20％-約50％。
或者活性親水性聚合物IWA可包括在親水性水凝膠中。通常這些水凝膠由上述列舉的親水性單體制備。市售的水凝膠制劑包括但不局限于依他菲康(etafilcon)、polymacon、維菲康、genfilcon A和lenefilcon A。
通常將活性組分在稀釋劑中混合形成反應(yīng)混合物。合適的稀釋劑為本領(lǐng)域已知的。
用于聚硅氧烷水凝膠反應(yīng)混合物的合適的稀釋劑種類包括醚、酯、烷烴、烷基鹵化物、硅烷、酰胺、醇及其組合。酰胺和醇為優(yōu)選的稀釋劑，其中醇具有2-20個(gè)碳原子，酰胺由伯胺衍生并具有10-20個(gè)碳原子，羧酸具有8-20個(gè)碳原子。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選伯醇和叔醇。優(yōu)選的種類包括具有5-20個(gè)碳的醇和具有10-20個(gè)碳原子的羧酸。
可使用的具體的稀釋劑包括1-乙氧基-2-異丙醇、二異丙基氨基乙醇、異丙醇、3，7-二甲基-3-辛醇、1-癸醇、1-十二烷醇、1-辛醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、2-辛醇、3-甲基-3-戊醇、叔戊醇、叔丁醇、2-丁醇、1-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-丙醇、1-丙醇、乙醇、2-乙基-1-丁醇、SiGMA乙酸酯、1-叔丁氧基-異丙醇、3，3-二甲基-2-丁醇、叔丁氧基乙醇、2-辛基-1-十二烷醇、癸酸、辛酸、十二烷酸、2-(二異丙基氨基)乙醇、其混合物等。
優(yōu)選的稀釋劑包括3，7-二甲基-3-辛醇、1-十二烷醇、1-癸醇、1-辛醇、1-戊醇、1-己醇、2-己醇、2-辛醇、3-甲基-3-戊醇、2-戊醇、叔戊醇、叔丁醇、2-丁醇、1-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、乙醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-辛基-1-十二烷醇、癸酸、辛酸、十二烷酸、其混合物等。
更優(yōu)選的稀釋劑包括3，7-二甲基-3-辛醇、1-十二烷醇、1-癸醇、1-辛醇、1-戊醇、1-己醇、2-己醇、2-辛醇、1-十二烷醇、3-甲基-3-戊醇、1-戊醇、2-戊醇、叔戊醇、叔丁醇、2-丁醇、1-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-辛基-1-十二烷醇、其混合物等。
用于不含硅氧烷的反應(yīng)混合物的合適的稀釋劑包括甘油、乙二醇、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、聚乙二醇、聚丙二醇、例如在US 4,018,853、US 4,680,336和US 5,039,459中公開的低分子量PVP，包括但不局限于二元醇的硼酸酯；其組合等。
可使用多種稀釋劑的混合物。稀釋劑的用量可最高達(dá)反應(yīng)混合物中所有組分總重量的約50％。更優(yōu)選稀釋劑的用量小于反應(yīng)混合物中所有組分總重量的約45％，更優(yōu)選為約15-約40％。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，稀釋劑包含不含可光聚合的活性基團(tuán)的低分子量親水性聚合物。稀釋劑還可包含其他組分，例如脫模劑。合適的脫模劑為水溶性的，有助于透鏡脫模(deblock)。
通常需要將一種或多種還稱為交聯(lián)單體的交聯(lián)劑加入反應(yīng)混合物中，例如乙二醇二甲基丙烯酸酯(“EGDMA”)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(“TMPTMA”)、甘油三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(其中優(yōu)選聚乙二醇的分子量最高達(dá)如約5000)和其他聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，例如上述包含兩個(gè)或多個(gè)末端甲基丙烯酸酯部分的封端聚氧乙烯多元醇。交聯(lián)劑常用量為例如約0.000415-約0.0156摩爾/100克反應(yīng)混合物中的活性組分。(活性組分是反應(yīng)混合物中除不會(huì)成為聚合物結(jié)構(gòu)部分的稀釋劑和任何其他加工助劑以外的所有物質(zhì))。或者，如果親水性單體和/或含硅氧烷的單體用作交聯(lián)劑，向反應(yīng)混合物中加入交聯(lián)劑是任選的?？捎米鹘宦?lián)劑和存在時(shí)不需要向反應(yīng)混合物中加入另外的交聯(lián)劑的親水性單體的實(shí)例有上述包含兩個(gè)或多個(gè)末端甲基丙烯酸酯部分的聚氧乙烯多元醇。
可用作交聯(lián)劑和存在時(shí)不需要向反應(yīng)混合物中加入交聯(lián)單體的含硅氧烷的單體的實(shí)例包括α，ω-雙甲基丙烯酰氧基丙基聚二甲基硅氧烷。
反應(yīng)混合物可包含其他組分，例如但不局限于UV吸收劑、藥物、抗微生物化合物、活性調(diào)色劑、顏料、共聚和非聚合染料、脫模劑及其組合。
優(yōu)選聚合催化劑或引發(fā)劑包括在反應(yīng)混合物內(nèi)。聚合反應(yīng)引發(fā)劑包括在適度高溫下產(chǎn)生自由基的化合物，例如月桂酰過氧化物、過氧化苯甲酰、過碳酸異丙酯、偶氮二異丁腈等；和光敏引發(fā)劑體系，例如芳族α-羥基酮、烷氧基氧基苯偶姻、苯乙酮、?；趸?、二?；趸⒑褪灏芳佣?、其混合物等。光敏引發(fā)劑的示例性的實(shí)例有1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、雙(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)、雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基氧化膦(Irgacure 819)、2，4，6-三甲基芐基二苯基氧化膦和2，4，6-三甲基苯甲?；交趸?、苯偶姻甲酯以及莰醌和4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯的組合。市售的可見光敏引發(fā)劑體系包括Irgacure 819、Irgacure 1700、Irgacure 1800、Irgacure 819、Irgacure1850(均來自Ciba Specialty Chemicals)和Lucirin TPO引發(fā)劑(BASF有售)。市售的UV光敏引發(fā)劑包括Darocur 1173和Darocur 2959(CibaSpecialty Chemicals)?？墒褂玫倪@些和其他光敏引發(fā)劑在J.V.Crivello& K.Dietliker的Photoinitiators for Free Radical Cationic & AnionicPhotopolymerization(用于自由基陽離子和陰離子光聚合反應(yīng)的光引發(fā)劑)，第III卷，第2版；G.Bradley編輯；John Wiley and Sons；NewYork；1998中公開，該文獻(xiàn)通過引用結(jié)合到本文中。以引發(fā)反應(yīng)混合物的光聚合反應(yīng)的有效量，例如約0.1-約2份/100份活性單體(重量)，在反應(yīng)混合物中使用引發(fā)劑。可根據(jù)使用的聚合引發(fā)劑，用適當(dāng)選擇的熱或可見光或紫外線或其他方法引發(fā)反應(yīng)混合物聚合?；蛘卟挥霉饷粢l(fā)劑，用例如電子束引發(fā)。但是，當(dāng)使用光敏引發(fā)劑時(shí)，優(yōu)選的引發(fā)劑為二酰基氧化膦，例如雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基氧化膦(Irgacure 819)或1-羥基環(huán)己基苯基酮和雙(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)的組合，優(yōu)選的聚合引發(fā)方法為可見光。最優(yōu)選雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基氧化膦(Irgacure 819)。
本發(fā)明還包括、由和基本由包含共價(jià)結(jié)合的活性親水性聚合物IWA的聚硅氧烷水凝膠以及由以下所示配方形成的生物醫(yī)學(xué)裝置、眼用裝置和接觸透鏡組成(所有的數(shù)字前面加上詞“約”)

RHPIWA為活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑OPC為氧滲透性組分HM為親水性單體CC為相容性組分可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法，例如振動(dòng)或攪拌形成本發(fā)明的反應(yīng)混合物，通過已知方法用該反應(yīng)混合物形成聚合物制品或裝置。
例如可通過將活性組分和一種或多種稀釋劑與聚合反應(yīng)引發(fā)劑混合，隨后通過合適的條件固化形成產(chǎn)物，可隨后通過車床加工、切割等成型為適當(dāng)?shù)男螤?，從而制備本發(fā)明的生物醫(yī)學(xué)裝置?；蛘呖蓪⒎磻?yīng)混合物置于模具中，隨后固化成適當(dāng)?shù)闹破贰?br> 已知在制備接觸透鏡時(shí)處理反應(yīng)混合物的各種方法，包括旋轉(zhuǎn)鑄造(spincasting)和靜模鑄造(static casting)。旋轉(zhuǎn)鑄造方法在美國(guó)專利3,408,429和3,660,545中公開，靜模鑄造方法在美國(guó)專利4,113,224和4,197,266中公開。優(yōu)選的制備包含本發(fā)明的聚合物的接觸透鏡的方法為模塑聚硅氧烷水凝膠，該方法經(jīng)濟(jì)并保證精確控制水化透鏡的最終形狀。在該方法中，將反應(yīng)混合物置于具有最終所需聚硅氧烷水凝膠(即水溶脹的聚合物)形狀的模具中，使該反應(yīng)混合物處于使各單體聚合的條件，從而制備最終所需產(chǎn)品形狀的聚合物/稀釋劑混合物。隨后可將該聚合物/稀釋劑混合物用溶劑處理，除去稀釋劑，最后用水取代它，得到具有最終尺寸和形狀的聚硅氧烷水凝膠，它與最初模塑的聚合物/稀釋劑制品的尺寸和形狀非常類似?？捎迷摲椒ㄐ纬山佑|透鏡，且在美國(guó)專利號(hào)4,495,313、4,680,336、4,889,664和5,039,459中進(jìn)一步描述，這些專利通過引用結(jié)合到本文中。
生物醫(yī)學(xué)裝置特別是本發(fā)明的眼用透鏡具有平衡的特性，該平衡特性使它們尤其有效。這些特性包括透明度、含水量、透氧度和接觸角。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，生物醫(yī)學(xué)裝置為含水量大于約17％，優(yōu)選大于約20％，更優(yōu)選大于約25％的接觸透鏡。
本文使用的透明度表示基本上不存在可見的渾濁。優(yōu)選透明透鏡的濁度值(haze value)小于約150％，更優(yōu)選小于約100％。
優(yōu)選合適的透氧度大于約40barrer，更優(yōu)選大于約60barrer。
生物醫(yī)學(xué)裝置，特別是眼用裝置和接觸透鏡還具有小于約80°，優(yōu)選小于約70°，更優(yōu)選小于約65°的接觸角(前進(jìn))。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的制品具有上述透氧度、含水量和接觸角的組合。上述范圍的所有組合視為在本發(fā)明范圍內(nèi)。
以下非限制性的實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
在23℃下，在硼酸緩沖鹽溶液中，用Wilhelmy天平測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角或DCA。按100微米/秒的速度，將從透鏡中心部分切下的樣品條浸入鹽水中，同時(shí)用Wilhelmy微量天平測(cè)量透鏡表面與硼酸緩沖鹽溶液之間的潤(rùn)濕力。使用以下方程F＝2γpcosθ或θ＝cos-1(F/2γp)其中F為潤(rùn)濕力，γ為探測(cè)液體的表面張力，p為樣品在彎液面的周長(zhǎng)，θ為接觸角。通常由動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕實(shí)驗(yàn)得到兩個(gè)接觸角-前進(jìn)接觸角和后退接觸角。前進(jìn)接觸角由其中將樣品浸入探測(cè)液體的潤(rùn)濕實(shí)驗(yàn)部分得到，這些是本文中記錄的值。測(cè)量每種組合物的至少4個(gè)透鏡，記錄平均值。
含水量測(cè)量如下將待測(cè)透鏡置于包裝溶液(packing solution)，保持24小時(shí)。用頂端有海棉的藥簽將3個(gè)測(cè)試透鏡中的每個(gè)透鏡從包裝溶液中取出，將透鏡放置在已用包裝溶液潤(rùn)濕的吸濕擦拭物上。使透鏡兩面與擦拭物接觸。用鑷子將測(cè)試透鏡置于稱量盤，稱重。再制備兩組樣品，如上稱重。將盤稱重3次，平均值為濕重。
通過將樣品盤置于已經(jīng)預(yù)熱至60℃并保持30分鐘的真空干燥箱中，來測(cè)量干重。抽真空，直至達(dá)到至少0.4英寸汞柱。關(guān)閉真空閥和泵，將透鏡干燥4小時(shí)。開啟放氣閥，使干燥箱達(dá)到常壓。取出盤，稱重。含水量計(jì)算如下濕重＝盤加透鏡的濕重-稱盤的重量干重＝盤加透鏡的干重-稱盤的重量含水量％＝[(濕重-干重)/濕重]×100計(jì)算樣品中含水量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并記錄。
用配備降至初始標(biāo)距高度的載荷傳感器的恒速移動(dòng)型拉伸試驗(yàn)機(jī)滑動(dòng)橫梁測(cè)量模量。合適的試驗(yàn)機(jī)包括Instron型1122。將長(zhǎng)0.522英寸，“耳”寬0.276英寸和“頸”寬0.213英寸的狗骨(dog-bone)形樣品置于夾子內(nèi)，以2英寸/分鐘恒速拉伸，直至斷裂。測(cè)量樣品的初始標(biāo)距長(zhǎng)度(Lo)和樣品斷裂時(shí)的長(zhǎng)度(Lf)。測(cè)量每種組合物的12份樣品，記錄平均值。在應(yīng)力/應(yīng)變曲線的初始線性部分測(cè)量拉伸模量。
如下測(cè)定濁度在環(huán)境溫度下，將水化測(cè)試透鏡置于在平整黑色背景上方的透明20×40×10mm玻璃比色皿中的硼酸緩沖鹽溶液中，與透鏡比色皿的法線成66°角從下方用光學(xué)纖維燈(Titan ToolSupply Co.光學(xué)纖維燈，帶有0.5英寸直徑光導(dǎo)，功率設(shè)置為4-5.4)照明，用置于高于透鏡平臺(tái)14mm處，與透鏡比色皿垂直的攝像機(jī)(具有Navitar TV Zoom 7000變焦鏡頭的DVC 1300C19130 RGB攝像機(jī))捕獲上方的透鏡圖象。通過用EPIX XCAP V 1.0軟件減去空白比色皿的圖象，來從透鏡散射中減去背景散射。通過在透鏡中心10mm范圍積分，然后與濁度值任意設(shè)為100的-1.00屈光度CSI Thin Lens對(duì)比，定量分析減去散射的光圖象，沒有透鏡時(shí)的濁度值設(shè)為0。分析5個(gè)透鏡，將結(jié)果平均，得到以標(biāo)準(zhǔn)CSI透鏡百分比計(jì)的濁度值。
通過在ISO 9913-11996(E)中概括描述的極譜法，但進(jìn)行以下變化來測(cè)定透氧度(Dk)。在含2.1％氧的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量。通過配備設(shè)定適當(dāng)比例(例如1800ml/min氮?dú)夂?00ml/min空氣)氮?dú)夂涂諝廨斎氲臏y(cè)試室，來創(chuàng)造該環(huán)境。用經(jīng)調(diào)節(jié)的Po2計(jì)算t/Dk。使用硼酸緩沖鹽溶液。用純潮濕氮?dú)猸h(huán)境來代替使用MMA透鏡，測(cè)量暗電流。測(cè)量前，透鏡不吸濕(blot)。將4個(gè)透鏡堆疊，而不使用不同厚度的透鏡。用弧形傳感器代替平傳感器。以barrer記錄得到的Dk值。
以下縮寫將在實(shí)施例中使用，并具有以下含義。
SiGMA2-丙烯酸2-甲基-2-羥基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯DMA N，N-二甲基丙烯酰胺HEMA 甲基丙烯酸2-羥乙酯mPDMS分子量(Mn)為800-1000單甲基丙烯酰氧基丙基封端的單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷Norbloc 2-(2′-羥基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑CGI 1850 1∶1(重量)的1-羥基環(huán)己基苯基酮和雙(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦的共混物CGI 819 2，4，6-三甲基芐基二苯基氧化膦LMWHP包含具有羥基、胺、羧酸或羧酸酯端基的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)骨架的低分子量親水性聚合物HMWHC包含(N-乙烯基吡咯烷酮)-(9-乙烯基咔唑)(97.5/2.5)共聚物的高分子量親水性共聚物RHPIWA 包含具有共價(jià)結(jié)合的可光聚合的端基的聚(N-乙烯基吡咯烷酮)骨架的活性親水性聚合物IWAIPA 異丙醇D3O 3，7-二甲基-3-辛醇TEGDMA 四甘醇二甲基丙烯酸酯EGDMA乙二醇二甲基丙烯酸酯MMA 甲基丙烯酸甲酯THF 四氫呋喃二烷 1，4-二烷DMF N，N-二甲基甲酰胺DMAc N，N-二甲基乙酰胺低分子量PVP 聚(N-乙烯基吡咯烷酮)，Mw為約2500實(shí)施例1將9-乙烯基咔唑(0.79g，4.1mmol)(Aldrich，Milwaukee，WI)、四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒](0.16g，0.46mmol)(WakoChemicals USA，St.Louis，MO)和新蒸餾的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)(15.1g，136mmol)加至配備磁力攪拌器和氮?dú)馊肟诘?50ml圓底燒瓶中。將甲醇(19.2g)和蒸餾水(23.4g)加至反應(yīng)混合物中。使用3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)(freeze-pump-thaw cycles)將混合物脫氣，隨后升至周圍溫度。將反應(yīng)混合物于60℃下加熱16小時(shí)，隨后使用丙酮作為溶劑沉淀3次，得到白色聚合物，Mn、Mw和多分散性值分別為166,000、420,000和2.6。通過凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定分子量，使用聚(2-乙烯基吡啶)標(biāo)準(zhǔn)物和六氟異丙醇作為流動(dòng)相。1HNMR(D2O)Δ＝7.0-8.2(bm，8H，咔唑芳族H)，3.4-3.8(bm，1H，-CH2CH-)，2.8-3.3(bm，2H，-C[O]NCH2-)，2.0-2.4(bm，2H，-C[O]CH2-)，1.8-2.0(bm，2H，-CH2CH2CH2-)，1.4-1.7(bm，2H，-CH2CH-)。
實(shí)施例2將9-乙烯基咔唑(Aldrich，Milwaukee，WI)(1.9g，9.6mmol)，四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒](Wako Chemicals USA，St.Louis，MO)(0.56g，1.4mmol)和新蒸餾的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)(52.8g，475mmol)加至配備磁力攪拌器和氮?dú)馊肟诘?升圓底燒瓶中。將甲醇(231.4g)加至反應(yīng)混合物中。使用3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)將混合物脫氣，隨后升至周圍溫度。將反應(yīng)混合物于60℃下加熱4小時(shí)，隨后通過在二異丙基醚中沉淀(3次)分離，得到白色聚合物，Mn、Mw和多分散性值分別為30,000、110,000和3.7，使用聚(2-乙烯基吡啶)標(biāo)準(zhǔn)物和六氟異丙醇作為流動(dòng)相。
實(shí)施例3將得自實(shí)施例2的聚合物(27.0g，239mmol)、DMAC(173g)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP，Avocado Research Chemicals，Heysham，England)(1.2g，9.6mmol)、吡啶(20ml)、甲基丙烯酸酐(Aldrich，Milwaukee，WI)(7.43g，48.2mmol)和氫醌(50mg，0.5mmol，Aldrich，Milwaukee，WI)加至配備磁力攪拌器和氮?dú)馊肟诘?00ml圓底燒瓶中。將反應(yīng)混合物于70℃下加熱6小時(shí)，隨后通過在二異丙基醚中沉淀(3次)分離，得到白色固體，Mn、Mw和多分散性值分別為33,000、109,000和3.3，使用聚(2-乙烯基吡啶)標(biāo)準(zhǔn)物和六氟異丙醇作為流動(dòng)相。
實(shí)施例4將N-乙烯基吡咯烷酮(50.0g，450mmol)、2-巰基丙酸(Aldrich，Milwaukee，WI)(0.97g，9.2mmol)、9-乙烯基咔唑(1.8g，9.2mmol)和四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒](Wako Chemicals USA，St.Louis，MO)(0.53g，1.3mmol)、DMAC(143g)和蒸餾水(40ml)加至配備氮?dú)馊肟诤痛帕嚢杵鞯?00ml圓底燒瓶中。使用外部CO2/丙酮浴冷凍反應(yīng)混合物，隨后放置在真空中。使用氮?dú)饣靥?backfill)溶液，解凍，隨后在真空下再次冷凍，共3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)。在氮?dú)鈿夥障聦⑷芤杭訜嶂?0℃下保持小時(shí)。將氫醌(50mg，0.5mmol，Aldrich，Milwaukee，WI)加至反應(yīng)混合物中，隨后冷卻至5℃。加入1-羥基苯并三唑(Aldrich，Milwaukee，WI)(3.7g，28mmol)、甲基丙烯酸2-氨基乙酯鹽酸鹽(Aldrich，Milwaukee，WI)(4.6g，28mmol)和1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)(Aldrich，Milwaukee，WI)(5.3g，28mmol)，隨后將混合物于5℃下攪拌1小時(shí)，隨后在室溫下再攪拌20小時(shí)。用DMAC(250ml)稀釋反應(yīng)混合物，隨后緩慢倒入70∶30的叔丁基甲基醚/己烷中，沉淀出白色固體(90％)。將聚合物溶解于異丙醇中，再沉淀2次。所得到的PVP大分子單體的Mn、Mw和多分散性值分別為41,000、155,000和3.7。
實(shí)施例5將N-乙烯基吡咯烷酮(42.6g，384mmol)、9-乙烯基咔唑(0.59g，3.0mmol)、2，2′-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽(Wako Chemicals USA，St.Louis，MO)(2.67g，7.89mmol)和甲醇(160g)加至配備氮?dú)馊肟诤痛帕嚢杵鞯?00ml圓底燒瓶中。將反應(yīng)混合物進(jìn)行3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)，隨后在氮?dú)鈿夥障录訜嶂?0℃下保持6小時(shí)。通過在二異丙基醚中沉淀3次分離白色固體狀的聚合物(85％)，隨后干燥。
將所得到的聚合物(15.8g，141mmol)溶解于無水1，4-二烷(Aldrich，Milwaukee，WI)(400ml)中。將氫醌(50mg，0.5mmol)加至反應(yīng)混合物中，隨后加入甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯(Aldrich，Milwaukee，WI)(2.2g，14mmol)和100微升0.33M的辛酸亞錫(通過將辛酸亞錫(Aldrich，Milwaukee，WI)溶解于無水甲苯中制得)。將反應(yīng)混合物加熱至70℃下保持8小時(shí)，隨后緩慢倒入二異丙基醚中，得到白色固體(88％)。將聚合物再次溶解于異丙醇中，隨后再沉淀2次。所得到的PVP大分子單體的Mn、Mw和多分散性值分別為8,000、46,000和6.0。
實(shí)施例6將N-乙烯基吡咯烷酮(50.4g，453mmol)、2-巰基丙酸(Aldrich，Milwaukee，WI)(1.0g，9.2mmol)、9-乙烯基咔唑(1.78g，9.4mmol)和2，2′-偶氮雙(2-甲基丙酰胺)二鹽酸鹽(Wako Chemicals USA，St.Louis，MO)(2.5g，9.3mmol)、DMAC(150g)和蒸餾水(100ml)加至配備氮?dú)馊肟诤痛帕嚢杵鞯?00ml圓底燒瓶中。使用外部CO2/丙酮浴冷凍反應(yīng)混合物，隨后放置在真空中。使用氮?dú)饣靥钊芤?，解凍，隨后在真空下再次冷凍，共3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)。在氮?dú)鈿夥障聦⑷芤杭訜嶂?0℃下保持6小時(shí)。將氫醌(50mg，0.5mmol)加至反應(yīng)混合物中，隨后冷卻至10℃。加入1-羥基苯并三唑(3.9g，30mmol)、甲基丙烯酸2-氨基乙酯鹽酸鹽(4.6g，28mmol)和EDC(5.7g，30mmol)，隨后將混合物于5℃下攪拌1小時(shí)，隨后在室溫下再攪拌40小時(shí)。用DMAC(200ml)稀釋反應(yīng)混合物，隨后緩慢倒入70∶30的叔丁基甲基醚/己烷中，沉淀出白色固體(84％)。將聚合物溶解于異丙醇中，再沉淀2次。所得到的PVP大分子單體的Mn、Mw和多分散性值分別為9,800、44,000和4.5。
實(shí)施例7形成接觸透鏡將表2中所列的各反應(yīng)組分與稀釋劑(叔戊醇)混合在一起，于23℃下攪拌、振動(dòng)或輥壓至少約3小時(shí)，直至所有的組分溶解。活性組分以所有活性組分的重量百分比計(jì)，稀釋劑和低分子量PVP以反應(yīng)混合物的重量百分比計(jì)。
使用N2吹掃各活性組分約15分鐘。將約40-50微升反應(yīng)制劑移液至干凈的聚丙烯凹半模中，隨后蓋上匹配的聚丙烯凸半模。將半模壓緊，隨后在可見光(0.4mW/cm2，使用Philips TL 20W/03T熒光燈，通過International Light radiometer/photometer測(cè)定)存在下，將混合物于55℃下固化約30分鐘。讓模具冷卻至室溫。除去上半模，使用鑷子慢慢移走透鏡。將透鏡在90℃的水中脫模約20分鐘，隨后放置在包含硼酸鹽緩沖包裝溶液的管形瓶中。
表2

在少量(約1％摩爾)熒光乙烯基單體存在下合成活性親水性聚合物IWA(RHPIWA)。共價(jià)結(jié)合的熒光“探針”或熒光基團(tuán)用于檢測(cè)制備活性親水性聚合物IWA的未反應(yīng)的單體從接觸透鏡的擴(kuò)散。熒光探針在RHPIWA中的濃度足夠低，使得標(biāo)記的RHPIWA的物理性能與未標(biāo)記的RHPIWA的物理性能類似。
首先測(cè)試熒光探針和熒光標(biāo)記的大分子單體，以確定制備透鏡所需的各條件(例如光強(qiáng)度和熱)是否影響熒光基團(tuán)的熒光發(fā)射。隨后將所得到的熒光標(biāo)記的大分子單體與活性組分和稀釋劑混合，制備接觸透鏡。使用Shimadzu RF5301-PC spectrofluorometer(激發(fā)λ＝343nm，發(fā)射λ＝348nm，狹縫寬度＝3nm)，由萃取介質(zhì)測(cè)定用熒光咔唑基標(biāo)記的PVP大分子單體的釋放。使用PVP大分子單體標(biāo)準(zhǔn)物的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線來校準(zhǔn)PVP大分子單體從透鏡釋放的量。使用基于PVP(包含2.5％摩爾的咔唑基)的高分子量親水性共聚物(HMWHC)作為對(duì)照物，其Mn、Mw和PD值分別為94,800、511,000和5.4。內(nèi)潤(rùn)濕劑的分子量(Mn)和萃取50-100小時(shí)后的內(nèi)潤(rùn)濕劑的量示于表3。
表3

實(shí)施例7A-7F的結(jié)果表明，反應(yīng)混合物組分及其量可變。所有的透鏡濁度低。
實(shí)施例7C-7F的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的分子量與不含可光聚合的基團(tuán)的實(shí)施例2的低分子量親水性聚合物(用于制劑7B)的分子量相當(dāng)，或比其低。活性親水性聚合物IWA(實(shí)施例7C-F)從接觸透鏡的％釋出(5-35％)低于不含可光聚合的基團(tuán)的聚合物的％釋出(實(shí)施例7B，50％)。實(shí)施例7A使用非活性高分子量親水性共聚物。圖1表示內(nèi)潤(rùn)濕劑在IPA中的％損失與時(shí)間的關(guān)系。實(shí)施例7D的活性親水性聚合物IWA損失小于約5％的IWA，而實(shí)施例7A(包含非活性親水性聚合物IWA)損失為約12％的IWA。基于實(shí)施例4，使用含有一種或多種可光聚合的端基的低級(jí)分子親水性聚合物IWA可達(dá)到相當(dāng)甚至更低的釋出。各實(shí)施例還表明，可使用幾種合成路線來合成活性親水性聚合物IWA，得到具有不同結(jié)構(gòu)(特別是端基)的活性親水性聚合物IWA。
分析得自實(shí)施例7F的透鏡，以測(cè)定接觸角、含水量和機(jī)械性能。結(jié)果示于下表4。
表4

因此，活性親水性聚合物IWA可制備具有所需性能的接觸透鏡。
實(shí)施例8如實(shí)施例3所述合成活性親水性聚合物IWA，不同之處在于不使用9-乙烯基咔唑，得到白色聚合物，Mn、Mw和多分散性值分別為38,000、113,000和3.0。
實(shí)施例9如實(shí)施例4所述合成活性親水性聚合物IWA，不同之處在于不使用9-乙烯基咔唑，得到白色聚合物，Mn、Mw和多分散性值分別為34,500、138,000和4.0。
實(shí)施例10如實(shí)施例5所述合成活性親水性聚合物IWA，不同之處在于不使用9-乙烯基咔唑，得到白色聚合物，Mn、Mw和多分散性值分別為8,500、42,000和4.9。
實(shí)施例11
如實(shí)施例6所述合成活性親水性聚合物IWA，不同之處在于不使用9-乙烯基咔唑，得到白色聚合物，Mn、Mw和多分散性值分別為10,000、40,000和4.0。
實(shí)施例12形成接觸透鏡如實(shí)施例7所述制備包含實(shí)施例8-11的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑(無熒光基團(tuán))的透鏡。固化強(qiáng)度、溫度和時(shí)間分別保持為4.0mW/cm2、55℃和12分鐘。所有的透鏡同樣濁度低。
實(shí)施例13將NVP(50.5g，454mmol)、乙酸乙烯酯(6.7g，78mmol)、9-乙烯基咔唑(1.0g，5.4mmol)、四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒](0.578g，1.39mmol)、甲醇(170g)和蒸餾水(27g)加至配備磁力攪拌器和氮?dú)馊肟诘?00ml圓底燒瓶中。使用3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)將混合物脫氣，隨后升至周圍溫度。將反應(yīng)混合物于60℃下加熱6小時(shí)，隨后通過在二異丙基醚中沉淀(3次)分離，得到白色聚合物。將聚合物再次溶解于蒸餾水(1升)中，隨后加入NaOH(3.6g，89mmol)。將反應(yīng)混合物加熱至70℃下保持4小時(shí)，隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑進(jìn)行濃縮。用冷丙酮沉淀聚合物，再次溶解于2升蒸餾水中，使用3500分子量截除Spectra/Por滲析膜(購自VWR)，用水滲析72小時(shí)，用異丙醇滲析48小時(shí)。除去溶劑，分離聚合物，得到灰白色固體，Mn、Mw和多分散性值分別為49,000、191,000和3.9。
實(shí)施例14將得自實(shí)施例13的高分子量聚合物產(chǎn)物(21g，200mmol)、無水三乙胺(11.6g，115mmol)、4-(二甲基氨基)吡啶(Aldrich，Milwaukee，WI)(6.1g，50mmol)、氫醌(Aldrich，Milwaukee，WI)(50mg，0.5mmol)和無水1，4-二烷(300ml)加至配備氮?dú)馊肟诤痛帕嚢杵鞯?00ml圓底燒瓶中。將異丁烯酰氯(Aldrich，Milwaukee，WI)(6.0g，57mmol)滴加至反應(yīng)混合物中。隨后將混合物于60℃下加熱4小時(shí)。在50/50的叔丁基甲基醚/己烷中沉淀，分離聚合物，得到灰白色固體，Mn、Mw和多分散性值分別為54,000、200,000和3.7。
實(shí)施例15將NVP(50.7g，457mmol)、乙酸乙烯酯(3.7g，43mmol)，9-乙烯基咔唑(0.90g，4.9mmol)、四水合2，2′-偶氮雙[N-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒](0.38g，0.91mmol)、甲醇(75g)和蒸餾水(75g)加至配備磁力攪拌器和氮?dú)馊肟诘?00ml圓底燒瓶中。使用3次冷凍-脫氣-溶解循環(huán)將混合物脫氣，隨后升至周圍溫度。將反應(yīng)混合物于60℃下加熱18小時(shí)，隨后在50/50的二異丙基醚/己烷中沉淀(3次)，分離，得到白色聚合物。將聚合物再次溶解于蒸餾水(1升)中，隨后加入NaOH(1.7g，43mmol)。將反應(yīng)混合物加熱至60℃下6小時(shí)，隨后于60℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑進(jìn)行濃縮。用70/30的丙酮/己烷沉淀聚合物，再次溶解于2升蒸餾水中，使用3500分子量截除Spectra/Por滲析膜(購自VWR)，用水滲析72小時(shí)，用異丙醇滲析48小時(shí)。除去溶劑，分離聚合物，得到灰白色固體，Mn、Mw和多分散性值分別為86,000、310,000和3.6。
實(shí)施例16將得自實(shí)施例15的高分子量聚合物產(chǎn)物(25g，240mmol)、氫醌(Aldrich，Milwaukee，WI)(50mg，0.5mmol)、甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯(Aldrich，Milwaukee，WI)(3.21g，20.4mmol)和100ml 0.33M的辛酸亞錫[通過將辛酸亞錫(Aldrich，Milwaukee，WI)溶解于無水甲苯中制得]和無水1，4-二烷(300ml)加至配備氮?dú)馊肟诤痛帕嚢杵鞯?00ml圓底燒瓶中。將反應(yīng)混合物加熱至70℃下保持8小時(shí)，隨后緩慢倒入二異丙基醚中，得到白色固體(92％)。將聚合物溶解于異丙醇中，再沉淀2次，得到灰白色固體，Mn、Mw和多分散性值分別為86,000、320,000和3.7。
實(shí)施例17將表3所列的各反應(yīng)組分與稀釋劑(叔戊醇)混合在一起，根據(jù)上述實(shí)施例7所述的方法加工制備透鏡。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在少量(約1％摩爾)熒光乙烯基單體存在下合成活性親水性聚合物IWA。通用結(jié)構(gòu)示于式XIX，其中9-乙烯基咔唑單元的量為0.1-2％摩爾。
如實(shí)施例7所述，使用少量共價(jià)結(jié)合的熒光“探針”或熒光基團(tuán)檢測(cè)表3所列的聚合物從接觸透鏡的擴(kuò)散。透鏡組成、內(nèi)潤(rùn)濕劑的分子量和萃取50-100小時(shí)后的內(nèi)潤(rùn)濕劑的量示于下表5。
表5

實(shí)施例17A-F的結(jié)果表明，反應(yīng)混合物組分及其量可變。所有的透鏡濁度低。
如表5所示，在異丙醇中約100小時(shí)后，不含活性基團(tuán)的聚合物(實(shí)施例17C和17E)的釋出速率比高分子量對(duì)照物(實(shí)施例17A)快，比低分子量對(duì)照物(實(shí)施例17B)慢。包含本發(fā)明的活性親水性聚合物IWA的實(shí)施例17D和17F的內(nèi)潤(rùn)濕劑釋出輕微。由于在固化和在有機(jī)溶劑中萃取后，反應(yīng)混合物中各組分的初始重量百分比保持相對(duì)恒定，除以前所述的其他透鏡性能以外，保持內(nèi)潤(rùn)濕劑還有助于透鏡保持潤(rùn)濕性，因此這點(diǎn)是重要的。
實(shí)施例18
如實(shí)施例13所述進(jìn)行合成，但不使用9-乙烯基咔唑。此外，反應(yīng)混合物中的甲醇用等重量的蒸餾水代替。聚合物的Mn、Mw和多分散性為45,000、225,000和5.0。
實(shí)施例19如實(shí)施例14所述進(jìn)行合成，但不使用9-乙烯基咔唑。此外，反應(yīng)混合物中的甲醇用等重量的蒸餾水代替。聚合物的Mn、Mw和多分散性為49,000、230,000和4.7。
實(shí)施例20如實(shí)施例17所述，使用相同量的反應(yīng)組分，但不加入熒光基團(tuán)，制備包含實(shí)施例18的低分子量親水性聚合物和實(shí)施例19的活性親水性聚合物IWA的透鏡。固化強(qiáng)度、溫度和時(shí)間同樣分別保持為4.0mW/cm2、55℃和12分鐘。所有的透鏡濁度低。
權(quán)利要求
1.一種聚硅氧烷水凝膠，所述聚硅氧烷水凝膠由包含至少一種氧滲透性組分和至少一種活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的反應(yīng)混合物形成。
2.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑的Mw為約5,000-約2,000,000道爾頓。
3.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑的Mw為約5,000-約180,000道爾頓。
4.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑的Mw為約5,000-約150,000道爾頓。
5.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑的Mw為約60,000-約2,000,000道爾頓。
6.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑的Mw為約1800,000-約1,500,000道爾頓。
7.權(quán)利要求1的水凝膠，所述水凝膠包含多種活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的混合物。
8.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑衍生自至少一種選自以下的聚合物聚酰胺、聚內(nèi)酯、聚酰亞胺、聚內(nèi)酰胺和官能化的聚酰胺、聚內(nèi)酯、聚酰亞胺、聚內(nèi)酰胺及其共聚物和混合物。
9.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑衍生自至少一種選自式II、IV、VI和VII的聚合物式II 式IV 式VI 式VII
10.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑衍生自至少一種包含式VIII的重復(fù)單元的聚合物 其中Q為直接鍵、 其中Rc為C1-C3烷基；Ra選自H、取代或未取代的直鏈或支鏈C1-C4烷基，Rb選自H、取代或未取代的直鏈或支鏈C1-C4烷基、具有最多達(dá)2個(gè)碳的氨基、具有最多達(dá)4個(gè)碳原子的酰氨基和最多達(dá)2個(gè)碳的烷氧基，且其中Ra和Rb中的碳原子數(shù)加在一起為8，優(yōu)選為6或更少，本文使用的取代的烷基包括被胺、酰胺、醚或羧基取代的烷基。
11.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑存在的量為所有活性組分總重量的約1-約15％。
12.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑存在的量為所有活性組分總重量的約3-約15％。
13.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑存在的量為所有活性組分總重量的約5-約12％。
14.權(quán)利要求10的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑還包含選自以下的重復(fù)單元N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、硅氧烷取代的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烷基酯及其混合物。
15.權(quán)利要求10的水凝膠，其中所述內(nèi)潤(rùn)濕劑還包含選自以下的重復(fù)單元N-乙烯基吡咯烷酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯及其混合物。
16.權(quán)利要求10的水凝膠，其中所述重復(fù)單元包括N-乙烯基-N-甲基乙酰胺。
17.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述氧滲透性組分包含至少一種含硅烷氧烷的組分。
18.權(quán)利要求17的水凝膠，其中所述至少一種含硅烷氧烷的組分選自含硅氧烷的單體、含硅氧烷的大分子單體及其混合物。
19.權(quán)利要求17的水凝膠，其中所述至少一種含硅烷氧烷的組分選自聚甲硅烷氧基烷基(甲基)丙烯酸類單體、聚(有機(jī)硅氧烷)預(yù)聚物、含硅氧烷的碳酸乙烯酯單體、含硅氧烷的氨基甲酸乙烯酯單體及其混合物。
20.權(quán)利要求1的水凝膠，所述水凝膠還包含至少一種親水性單體。
21.權(quán)利要求20的水凝膠，其中所述親水性單體存在的量最高達(dá)所有活性組分重量的約60％。
22.權(quán)利要求20的水凝膠，其中所述親水性單體存在的量為所有活性組分重量的約10-約60％。
23.權(quán)利要求20的水凝膠，其中所述親水性單體存在的量為所有活性組分重量的約20-約40％。
24.權(quán)利要求20的水凝膠，其中所述親水性單體選自N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甘油甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯及其混合物。
25.權(quán)利要求1的水凝膠，所述水凝膠還包含至少一種相容性組分。
26.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分選自含羥基的單體和大分子單體。
27.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、2-羥乙基甲基丙烯酰胺、2-羥乙基丙烯酰胺、N-2-羥乙基氨基甲酸乙烯酯、碳酸2-羥乙酯乙烯酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸羥己酯、甲基丙烯酸羥辛酯和包含聚硅氧烷或硅氧烷基團(tuán)的羥基官能的單體及其混合物。
28.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、雙-3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基丙基聚二甲基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基-2-(2-羥基乙氧基)丙氧基)丙基雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、N-2-甲基丙烯酰氧基乙基-O-(甲基-雙-三甲基甲硅烷氧基-3-丙基)甲硅烷基氨基甲酸酯和N，N，N′，N′-四(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)-α，ω-雙-3-氨基丙基-聚二甲基硅氧烷及其混合物。
29.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷及其混合物。
30.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分存在的量為所述活性組分總重量的約5-約90％。
31.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分存在的量為所述活性組分總重量的約10-約80％。
32.權(quán)利要求25的水凝膠，其中所述相容性組分存在的量為所述活性組分總重量的約20-約50％。
33.一種接觸透鏡，所述接觸透鏡由權(quán)利要求1的水凝膠形成。
34.權(quán)利要求1的水凝膠，其中所述活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑包括衍生自包括乙烯基內(nèi)酰胺單體和羧酸乙烯酯單體的單體的活性高分子量共聚物。
35.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的分子量(重均分子量)為至少約60,000道爾頓。
36.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的分子量(重均分子量)為約60,000-約750,000道爾頓。
37.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的分子量(重均分子量)為約180,000-約500,000道爾頓。
38.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述乙烯基內(nèi)酰胺單體選自N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-哌啶酮、N-乙烯基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-3-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-3-甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-4-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-4-甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-5-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-5-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-5，5-二甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-3，3，5-三甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-5-甲基-5-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-3，4，5-三甲基-3-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-6-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-6-乙基-2-哌啶酮、N-乙烯基-3，5-二甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-4，4-二甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-7-甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-7-乙基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-3，5-二甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-4，6-二甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基-3，5，7-三甲基-2-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基馬來酰亞胺、乙烯基琥珀酰亞胺及其混合物。
39.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述乙烯基內(nèi)酰胺單體選自在雜環(huán)中包含4個(gè)碳原子的雜環(huán)單體。
40.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述乙烯基內(nèi)酰胺單體包括N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
41.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述羧酸乙烯酯單體選自具有1-10個(gè)碳原子且同時(shí)具有乙烯基和羧酸酯官能團(tuán)的化合物。
42.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述羧酸乙烯酯單體選自庚酸乙烯酯、己酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯及其混合物。
43.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述羧酸乙烯酯單體包括乙酸乙烯酯。
44.權(quán)利要求34的水凝膠，其中所述活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑選自式IX、X的化合物及其混合物，
全文摘要
本發(fā)明涉及包含至少一種含硅烷氧烷的組分和至少一種活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的反應(yīng)產(chǎn)物的可潤(rùn)濕聚硅氧烷水凝膠。本發(fā)明還涉及包含至少一種氧滲透性組分和足以賦予所述裝置潤(rùn)濕性量的活性親水性聚合物內(nèi)潤(rùn)濕劑的聚硅氧烷水凝膠接觸透鏡。
文檔編號(hào)A61L27/52GK101065686SQ200580040777
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者W·R·萊爾多, S·C·阿諾, K·P·麥卡布, S·奧爾, A·阿利 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司