用于制備完全聚合的阻隔紫外線的硅氧烷水凝膠鏡片的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供由包含至少NVP和一種其它共聚單體的反應(yīng)混合物與自由基可聚合的取代或未取代的雙鄰羥基二苯甲酮制備基本上完全聚合的阻隔紫外線的水凝膠鏡片的方法，所述鏡片展示出對紫外線的足夠阻隔以便滿足對于紫外線阻隔而言的至少FDA II級規(guī)格。
【專利說明】用于制備完全聚合的阻隔紫外線的硅氧烷水凝膠鏡片的方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及眼科器件，以及更具體地涉及用于制備基本上完全聚合的阻隔紫外線 的水凝膠鏡片的方法，所述方法包括將至少N-乙烯基吡咯烷酮（NVP)與一種其它共聚單體 的混合物與自由基可聚合的取代或未取代的雙鄰羥基二苯甲酮進(jìn)行聚合，以提供具有潤濕 性表面并且足以阻隔紫外線以便滿足對于紫外線阻隔而言的至少II級規(guī)格的水凝膠眼科 器件。

【背景技術(shù)】
[0002] 由傳統(tǒng)的硅氧烷水凝膠材料形成的商業(yè)上成功的眼科器件的發(fā)展通常需要后固 化生成潤濕性表面。傳統(tǒng)的硅氧烷水凝膠接觸鏡可展示硅氧烷鏈的面飾（surfacing)，即 富含硅氧烷的域位于鏡片表面上。硅氧烷鏈的面飾可在鏡片表面上形成疏水性區(qū)域。這些 表面疏水性區(qū)域可能不利地影響鏡片的濕潤性。鏡片表面的后固化處理以提高潤濕性是有 效的但價格昂貴；附加的步驟增加了制造工藝的成本和時間。表面后固化處理的一種替代 方案是將相對高分子量（例如>300kDa)的聚乙烯吡咯烷酮（PVP)通過將其在固化前添加 到單體混合物內(nèi)而摻入到器件內(nèi)。所得到的材料具有纏結(jié)的非共價鍵結(jié)合的PVP，所述PVP 由于其高分子量而不會從水合鏡片輕易溶出。在聚合器件的器件中仍需要提供親水性聚合 物的其它方法。
[0003] 將大量的諸如N-乙烯基吡咯烷酮（NVP)的相對緩慢反應(yīng)的親水性單體連同更快 反應(yīng)的共聚單體摻入到單體混合物中可通過在器件固化時在原位形成主要是均聚乙烯吡 咯烷酮（PVP)的鏈而得到成功的眼科器件。然而，在眼科器件中通常發(fā)現(xiàn)的形成單體混合 物的單體可包括相對緩慢反應(yīng)的單體如NVP、0-乙烯基碳酸酯、0-乙烯基酯（例如乙酸乙 烯酯）、〇_烯丙基酯、〇-烯丙基碳酸酯和N-乙烯基氨基甲酸酯以及相對較快反應(yīng)的單體如 丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和苯乙烯。在含有快速反應(yīng)和緩慢反應(yīng) 的單體（例如可在用于形成硅氧烷水凝膠的單體混合物中所發(fā)現(xiàn)的）的混合物的器件形成 系統(tǒng)中，器件形成系統(tǒng)的反應(yīng)動力學(xué)上的差異（例如，加成到C = C對氫原子轉(zhuǎn)移）使得這 種系統(tǒng)特別容易固化不完全。因此，在這些器件形成系統(tǒng)中的固化反應(yīng)相對敏感的動力學(xué) 使得難于形成成功的眼科器件。
[0004] US 5, 135, 965公開了一些含有N-乙烯基吡咯烷酮（NVP)和紫外線吸收劑的單體 混合物，其能夠在反應(yīng)和萃取之后結(jié)合到器件上用于接觸鏡應(yīng)用。在US 5, 135, 965中公開 的配方不是硅氧烷水凝膠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本文所公開的是用于制備基本上完全聚合的阻隔紫外線的水凝膠鏡片的方法，所 述方法包括將至少NVP和一種其它共聚單體的單體混合物與自由基可聚合的取代或未取 代的雙鄰羥基二苯甲酮進(jìn)行聚合，以提供具有潤濕性表面并且足以阻隔紫外線以滿足對于 紫外線阻隔而言的至少II級規(guī)格的水凝膠眼科器件。評為FDA II級阻隔的接觸鏡是由美 國驗光協(xié)會（the American Optometric Association)推薦為了一般用途。這些鏡片必須 阻隔超過70%的UVA和95%的UVB以被認(rèn)為是FDA II類紫外線阻隔。更優(yōu)選地，基本上完 全聚合的阻隔紫外線的硅氧烷水凝膠具有在固化過程中原位形成的聚乙烯吡咯烷酮（PVP) 的長鏈。
[0006] 另一方面，本發(fā)明包括由本文所公開的方法而制備的制品。本發(fā)明的方法適用于 制備各種聚合物材料，無論是硬質(zhì)還是軟質(zhì)的。尤其優(yōu)選的聚合物材料是鏡片，包括接觸 鏡、有晶體眼和無晶體眼的人工晶狀體以及角膜植入物，但是包括生物材料的所有聚合物 材料都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。由本文所公開的方法而制備的優(yōu)選制品是光學(xué)透明的并可用 作接觸鏡。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖IA是示出從球面接觸鏡切割下來的聚四氟乙烯膠帶撕裂試樣的視圖；
[0008] 圖IB是示出圖IA中所示的試樣在切割出狹縫并準(zhǔn)備放置在Instron4502夾具內(nèi) 的視圖；
[0009] 圖2A是示出用于從接觸鏡切割出狗骨形拉伸試樣的沖模的視圖；
[0010] 圖2B是示出將撕裂試樣安裝在Instron 4502夾具內(nèi)的視圖。

【具體實施方式】
[0011] 除非明確說明，否則在形成根據(jù)本發(fā)明的單體混合物中所用的所有材料都以重量 百分比列出。此外，除非明確說明，否則應(yīng)該理解成用于制備本文所公開的單體和單體混合 物的所有材料的量表示重量值的正態(tài)分布的統(tǒng)計平均值，如在本文所公開的單體和單體混 合物的實驗室或商業(yè)制備中所通常遇到的那樣。因此，除非明確說明，否則所有數(shù)值應(yīng)當(dāng)理 解成是由術(shù)語"約"所修飾。
[0012] 如本文所用的表述"基本上完全聚合的"指的是固化的器件的相對單體包含率，反 映了在固化之前的單體混合物的相對單體比率。也就是說，如果在固化之前存在于單體混 合物中的單體未完全摻入到聚合器件內(nèi)，那么在萃取物中可以觀察到組分變化。更重要的 是，聚合器件的性能例如表面潤濕性和水含量可反映在聚合器件內(nèi)特定的單體的不存在， 所述聚合器件的性能依賴于固化之前單體混合物中特定單體的存在。在含有甲基丙烯酰胺 化合物的比較實例的情況下，加入苯并三唑類阻隔劑導(dǎo)致鏡片表面潤濕性的可變性增大以 及水含量的相當(dāng)顯著地降低。這表明固化之前存在于比較實例的含有甲基丙烯酰胺的單體 混合物中的NVP基本上沒有摻入到固化的聚合基質(zhì)內(nèi)。因此，包含甲基丙烯酰胺和苯并三 唑類阻隔劑的比較實例并未基本上完全聚合。
[0013] 光差示掃描量熱法（DSC)是可用于展示單體體系是否"基本上完全聚合的"分析 技術(shù)的另一個實例?？捎糜谡故締误w體系是"基本上完全聚合的"的其它分析技術(shù)在將來 可能存在或可進(jìn)行研發(fā)。
[0014] 如本文所用的術(shù)語"單體"是指可以聚合的具有不同分子量的化合物（即通常具 有約700至約100, 000的數(shù)均分子量）。此外，如本文所用的術(shù)語"單體"是指中到高分子 量的化合物，有時也被稱為含有能夠進(jìn)一步聚合的官能團(tuán)的大分子單體（即通常具有大于 700的數(shù)均分子量的單體）。預(yù)聚物是能夠進(jìn)一步聚合的部分聚合的單體。因此，應(yīng)該理解 的是，術(shù)語"含有機(jī)硅的單體"、"含硅氧烷的單體"和"親水性單體"包括單體、大分子單體 和預(yù)聚物。
[0015] "含有機(jī)硅的單體"在單體、大分子單體或預(yù)聚物中含有至少一個[-Si--O-]或至 少一個[-Si-(C2-C7烷基）一Si-O-]重復(fù)單元。優(yōu)選地，所有Si和所連接的0在含有 機(jī)娃的單體中的量占含有機(jī)娃的單體的總分子量的大于5重量％，更優(yōu)選大于30重量％。 "含硅氧烷單體"是指在單體、大分子單體或預(yù)聚物中含有至少一個[-Si--O-]重復(fù)單元的 單體。
[0016] 通常在眼科器件中發(fā)現(xiàn)的形成單體混合物中的單體包括反應(yīng)較慢的單體如N-乙 烯基吡咯烷酮（NVP)、0-乙烯基碳酸酯、0-乙烯基酯（例如乙酸乙烯酯）、0-烯丙基酯、0-烯 丙基碳酸酯和N-乙烯基氨基甲酸酯以及反應(yīng)更快的單體如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯 酰胺、甲基丙烯酰胺和苯乙烯類。在含有快速和慢速反應(yīng)單體（例如可在用于形成硅氧烷 水凝膠的單體混合物中所發(fā)現(xiàn)的）的混合物的器件形成系統(tǒng)中，反應(yīng)性能上的差異（例如， 自由基固化對氫原子轉(zhuǎn)移）使得這種系統(tǒng)特別容易固化不完全。這些器件形成系統(tǒng)的固化 過程的相對敏感性使得難于形成成功的眼科器件。將大量的相對緩慢反應(yīng)的親水性單體如 NVP連同更快反應(yīng)的共聚單體摻入到單體混合物中可通過在器件固化時在原位形成主要是 均聚聚乙烯吡咯烷酮（PVP)的鏈而形成成功的眼科器件。
[0017] 在眼科器件中使用紫外線阻隔劑是已知的。在210-315nm范圍內(nèi)的紫外光會導(dǎo)致 角膜損傷。因此，包含紫外線吸收劑的眼科器件是所希望的，特別是對于那些在戶外度過相 當(dāng)長時間的患者而言。官能化苯并三唑類紫外線吸收劑（例如結(jié)構(gòu)式為I-IV的那些）因 為它們在紫外線區(qū)域內(nèi)的相對高消光系數(shù)而已被普遍用作針對類似接觸鏡的薄制品的紫 外線阻隔劑。
[0018] 式 I

【權(quán)利要求】
1. 用于制備基本上完全聚合的阻隔紫外線的水凝膠鏡片的方法，所述方法包括： 將至少NVP和一種其它共聚單體的單體反應(yīng)混合物與自由基可聚合的取代或未取代 的雙鄰羥基二苯甲酮進(jìn)行聚合，以提供基本上完全聚合的水凝膠眼科器件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基本上完全聚合的水凝膠眼科器件具有潤 濕性表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述水凝膠眼科器件展示出對紫外線的充分 阻隔，以便滿足對于紫外線阻隔而言的至少FDA II級規(guī)格。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述聚合步驟使得單體反應(yīng)混合物的單體體系 組分基本上完全共固化，以提供基本上完全共聚合的眼科器件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述自由基可聚合的取代或未取代的雙鄰羥基 二苯甲酮選自1，3-雙（4-苯甲酰基-3-羥基苯氧基）-2-丙基丙烯酸酯和1，3-雙（4-苯 甲?；?3-羥基苯氧基）-2-丙基甲基丙烯酸酯和它們的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，所述基本上完全共聚合的眼科器件在完全水 合時具有約42. 3 %至約59. 1 %的水含量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，所述基本上完全共聚合的眼科器件具有約 21的后退接觸角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，所述基本上完全共聚合的眼科器件具有約 29至約33的前進(jìn)接觸角。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述自由基可聚合的取代或未取代的雙鄰羥基 二苯甲酮用自由基可聚合的單丙烯酸酯基團(tuán)或單甲基丙烯酸酯基團(tuán)進(jìn)行官能化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，包含基本上完全共聚合的紫外線阻隔劑的所述 眼科器件具有〇. 91至1. 83的Wilhelmy板法回線面積。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述單體混合物還包含含有機(jī)硅的疏水性單 體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述含有機(jī)硅的單體以0. 1至75. 8重量％的 量存在。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述含有機(jī)硅的單體以2至20重量％的量存 在。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述含有機(jī)硅的單體以5至13重量％的量存 在。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述單體混合物還包括不含有機(jī)硅的疏水性 單體。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述不含有機(jī)硅的疏水性單體以約0至60重 量％的量存在。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述不含有機(jī)硅的疏水性單體選自丙烯酸烷 基醋和甲基丙稀酸燒基醋。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述單體混合物還包含選自以下組中的大體 積單體：甲基丙烯酰氧基丙基三（三甲基甲硅烷氧基）硅烷（TRIS)、五甲基二硅氧烷基甲 基甲基丙烯酸酯、三（三甲基甲硅烷氧基）甲基丙烯酰氧基丙基硅烷、苯基四甲基二硅氧烷 基乙基丙烯酸酯、甲基雙（三甲基甲硅烷氧基）甲基丙烯酰氧基甲基硅烷、3-[三（三甲基 甲娃燒氧基）甲娃燒基]丙基乙稀基氣基甲酸醋、3_[二（二甲基甲娃燒氧基）甲娃燒基] 丙基烯丙基氨基甲酸酯、和3-[三（三甲基甲硅烷氧基）甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯以 及它們的混合物。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述大體積單體以大于0重量％至41. 2重 量％的量存在。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述大體積單體以大于34重量％至41重量％ 的量存在。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述大體積單體以大于25重量％至41重量％ 的量存在。
22. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述單體混合物還包含選自乙二醇二甲基丙 烯酸酯（EGDMA)、甲基丙烯酸烯丙酯（AMA)、以及它們的混合物的疏水性交聯(lián)劑。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述疏水性交聯(lián)劑以0至76重量％的量存在。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述疏水性交聯(lián)劑以2至20重量％的量存在。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述疏水性交聯(lián)劑以5至13重量％的量存在。
26. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述單體混合物還包含除了 NVP之外的緩慢反 應(yīng)的親水性單體。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述緩慢反應(yīng)的親水性單體是1-乙烯基辛內(nèi) 酰胺。
28. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述單體混合物還包含快速反應(yīng)的親水性單 體。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述快速反應(yīng)的親水性單體選自不飽和羧酸、 丙烯酸取代的醇、丙烯酰胺和它們的混合物。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述快速反應(yīng)的親水性單體選自甲基丙烯酸、 丙烯酸、甲基丙烯酸2-羥乙基酯、丙烯酸2-羥乙基酯、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰 胺（DMA)、N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM)和它們的混合物。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述快速反應(yīng)的親水性單體以25至60重量％ 的量存在。
32. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述快速反應(yīng)的親水性單體以30至50重量％ 的量存在。
33. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述快速反應(yīng)的親水性單體以35至45重量％ 的量存在。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述緩慢反應(yīng)的親水性單體以25至65重量％ 的量存在。
35. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述緩慢反應(yīng)的親水性單體以30至55重量％ 的量存在。
36. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述緩慢反應(yīng)的親水性單體以35至45重量％ 的量存在。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述單體混合物還包含至少一種緩慢反應(yīng)的親 水性單體、至少一種烯鍵式不飽和疏水性單體和有機(jī)稀釋劑，所述方法包括由選自靜態(tài)澆 注和旋轉(zhuǎn)澆注的方法步驟進(jìn)行成形和聚合的組合步驟。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其還包括將聚合材料暴露于選自水、2-丙醇等以及 它們的混合物的溶劑的步驟。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其還包括將聚合材料在水或緩沖溶液中進(jìn)行高壓滅 菌的步驟。
【文檔編號】G02B1/04GK104335075SQ201380027415
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】I·M·努涅斯, J·亨特 申請人:博士倫公司