用于制備吸收uv的眼用透鏡的方法
【專利說明】用于制備吸收UV的眼用透鏡的方法
[0001]本發(fā)明涉及涉及用于制備吸收UV的硅酮水凝膠接觸透鏡的方法，所述吸收UV的硅 酮水凝膠接觸透鏡能夠阻斷紫外（"UV"）輻射（280nm至380nm)和任選地（而優(yōu)選地）具有 381nm至440nm波長的紫光輻射，從而在一定程度上保護(hù)眼睛免受UV輻射導(dǎo)致并且潛在地由 高能紫光(HEVL)導(dǎo)致的損傷。本發(fā)明還提供了根據(jù)本發(fā)明的方法制備的吸收UV的眼用透 鏡。
[0002] 背景
[0003] 不同于其它商購的硅酮水凝膠接觸透鏡，DAILIESTOTAEl?水梯度硅酮水凝 膠接觸透鏡通過使用非常規(guī)的鑄塑成型技術(shù) -所謂的Lightstream Technology?(ALCON)制 備，如美國專利 5,508,317、5,789,464、5,849,810、6,800,225和8，163,206中說明的，將這 些文獻(xiàn)完整地引入作為參考。Lightstream Technology?包括：（1)形成透鏡的組合物；（2) 以高精確度制備的可重復(fù)使用的模具;和(3)在光化輻射的空間限制下(例如UV/可見光）固 化極短的時(shí)間（例如少于約30秒）。根據(jù)Lightstream Technology?制備的透鏡可以具有相 對于原始透鏡設(shè)計(jì)的高硬度和高保真度，因?yàn)閼?yīng)用了可重復(fù)使用的高精確度模具。此外，由 于固化時(shí)間短并且制備收率高而可以以相對更低的成本制備具有高品質(zhì)的接觸透鏡。然 而，Lightstream Technology?還沒有應(yīng)用于制備吸收UV的娃酮水凝膠接觸透鏡。
[0004] 此外，由于存在UV-吸收劑和可能的一些可見性著色劑，在模具中形成透鏡的組合 物的光固化可能無法受到均勻地影響，得到的透鏡可能具有不可接受的來源于不均勻固化 的內(nèi)應(yīng)力。
[0005] 因此，對于用于根據(jù)光固化技術(shù)、特別是根據(jù)Lightstream Technology?制備無內(nèi) 應(yīng)力或最小內(nèi)應(yīng)力的吸收UV的硅酮水凝膠接觸透鏡的方法仍然存在需求。
[0006] 概述
[0007]本發(fā)明通常涉及用于制備硅酮水凝膠接觸透鏡的方法，所述的硅酮水凝膠接觸透 鏡具有在280至315納米約10%或更少(優(yōu)選約5%或更少，更優(yōu)選約2.5%或更少，甚至更優(yōu) 選約1 %或更少）的UVB透光度，在316至380納米約30 %或更少(優(yōu)選約20 %或更少，更優(yōu)選 約10 %或更少，甚至更優(yōu)選約5 %或更少）的UVA透光度和任選(但優(yōu)選)在381nm至440nm約 70 %或更少(優(yōu)選約65 %或更少，更優(yōu)選約60 %或更少，甚至更優(yōu)選約55 %或更少）的平均 紫光透光度。本發(fā)明的方法包括下列步驟：（1)提供制備軟接觸透鏡的模具，其中該模具具 有限定接觸透鏡前表面的第一模塑表面的第一半模和限定接觸透鏡后表面的第二模塑表 面的第二半模，其中裝配所述的第一和第二半模以使其彼此接受，以便在所述的第一與第 二模塑表面之間形成腔；（2)將形成透鏡的材料的預(yù)聚合混合物導(dǎo)入腔，其中預(yù)聚合混合物 包含至少一種親水性乙烯單體;至少一種包含硅氧烷的乙烯單體;至少一種聚硅氧烷交聯(lián) 劑(具有兩個(gè)或更多個(gè)烯鍵式不飽和基團(tuán)）；至少一種吸收UV的乙烯單體，其吸收紫外光和 任選(但優(yōu)選)的381nm至440nm的高能紫光;至少一種著色劑;和約0.05 %至約1.5%重量的 至少一種基于鍺的Norrish I型光引發(fā)劑，其能夠在使用光源照射下引發(fā)自由基聚合，所述 光源包括約380至約550nm區(qū)中的光；和（3)用380至550nm區(qū)中的光照射模具中混合物并且 交聯(lián)形成透鏡的材料，以形成吸收UV的硅酮水凝膠接觸透鏡。
[0008] 附圖簡述
[0009] 圖1顯示3種鑄塑成型的硅酮水凝膠接觸透鏡的內(nèi)應(yīng)力水平:A-基本上無內(nèi)應(yīng)力； B-強(qiáng)內(nèi)應(yīng)力；和C-極強(qiáng)內(nèi)應(yīng)力。
[0010]圖2顯示由形成透鏡的材料的混合物(制品5A，實(shí)施例5)制備的硅酮水凝膠接觸透 鏡的UV-Vis透射光譜。
[0011] 圖3顯示由形成透鏡的材料的混合物（制品5C，實(shí)施例5)制成的硅酮水凝膠接觸透 鏡的UV-Vis透射光譜。
[0012] 圖4顯示由形成透鏡的材料的混合物（制品5D，實(shí)施例5)制備的硅酮水凝膠接觸透 鏡的UV-Vis透射光譜。
[0013] 圖5顯示由形成透鏡的材料的混合物（制品5E，實(shí)施例5)制成的硅酮水凝膠接觸透 鏡的UV-Vis透射光譜。
[0014] 圖6顯示形成透鏡的材料的混合物(制品5F，實(shí)施例5)制備的硅酮水凝膠接觸透鏡 的UV-Vis透射光譜。
[0015] 圖7顯示由形成透鏡的材料的混合物（制品5G，實(shí)施例5)制成的硅酮水凝膠接觸透 鏡的UV-Vis透射光譜。
[0016] 圖8顯示形成透鏡的材料的混合物(制品5H，實(shí)施例5)制備的硅酮水凝膠接觸透鏡 的UV-Vis透射光譜。
[0017] 圖9顯示使用不同的光引發(fā)劑由3種不同的預(yù)聚合混合物鑄塑成型的3種硅酮水凝 膠接觸透鏡的內(nèi)應(yīng)力水平。
[0018] 詳細(xì)描述
[0019] 如果不另外定義，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技 術(shù)人員所通常理解的相同含義。通常，本文所用命名和實(shí)驗(yàn)室方法是眾所周知的并且是本 領(lǐng)域通常使用的。對于這些方法而言使用常規(guī)方法，例如本領(lǐng)域和多種一般參考文獻(xiàn)中提 供的那些方法。當(dāng)術(shù)語以單數(shù)形式提供時(shí)，本發(fā)明人也考慮了該術(shù)語的復(fù)數(shù)形式。本文所用 的命名和下述實(shí)驗(yàn)室方法是本領(lǐng)域眾所周知的和常用的那些。
[0020] 本文所用的"約"是指涉及"約"的數(shù)值包含所述數(shù)值加上或減去所述數(shù)值的1-10%〇
[0021] "任選的"或"任選地"是指隨后描述的事件或情況可以發(fā)生，也可以不發(fā)生，并且 該描述包括其中事件或情況發(fā)生的情形和其中其不發(fā)生的情形。
[0022] "眼用透鏡"是指接觸透鏡和/或眼內(nèi)透鏡。"接觸透鏡"是指可以置于佩戴者眼上 或內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。接觸透鏡可以校正、改善或改變使用者的視力，但不是必須如此。"硅酮水凝 膠接觸透鏡"是指包含硅酮水凝膠材料的接觸透鏡。
[0023] 本申請中所用的術(shù)語"水凝膠"或者"水凝膠材料"指的是非水溶性的并且在其完 全水化時(shí)可以在其聚合物基質(zhì)中包含至少10%重量的水的交聯(lián)聚合物材料。
[0024] "硅酮水凝膠"指的是包含硅酮的水凝膠。硅酮水凝膠通常通過包含至少一種含硅 酮的乙烯單體或至少一種含硅酮的乙烯大分子單體或者至少一種含硅酮的具有烯鍵式不 飽和基團(tuán)的預(yù)聚合物的可聚合組合物的共聚獲得。
[0025] "乙烯單體"指的是具有一個(gè)唯一的烯鍵式不飽和基團(tuán)的化合物。
[0026] 當(dāng)涉及在溶劑中的化合物或材料時(shí)，術(shù)語"可溶"是指該化合物或材料可以在室溫 (即約20°C至約30°C的溫度)溶于溶劑，得到具有至少約0.5%重量濃度的溶液。
[0027] 當(dāng)涉及在溶劑中的化合物或材料時(shí)，術(shù)語"不溶"是指該化合物或材料可以在室溫 (如上述所定義)溶于所述溶劑，得到具有低于0.005%重量濃度的溶液。
[0028] 本文中術(shù)語"烯屬不飽和基團(tuán)"或"烯鍵式不飽和基團(tuán)"以廣泛意義使用并且意指 包括含有至少一個(gè)〉C = C〈基團(tuán)的任何基團(tuán)。示例性的烯鍵式不飽和基團(tuán)包括但不限于（甲 基）丙烯?；?br>）、烯丙基、乙烯3
苯乙烯 基或其它含有c=c的基團(tuán)。
[0029] 術(shù)語"(甲基)丙烯酰胺"是指甲基丙烯酰胺和/或丙烯酰胺。
[0030] 術(shù)語"(甲基)丙烯酰氨基"是指 烯鍵式不飽和 基團(tuán)，其中R°是氛或Ci_Ci『烷基。
[0031] 術(shù)語"烯基"是指包含不與氧或氮原子或羰基共價(jià)結(jié)合的ch2 = ch-的一價(jià)基團(tuán)。
[0032] 本申請中使用的術(shù)語"（甲基)丙烯酰胺型單體"是指包含一個(gè)（甲基)丙烯酰氨基 的乙烯單體。
[0033] 術(shù)語"(甲基)丙烯酸酯"是指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。
[0034] 本文所用的"親水性乙烯單體"指的是可以聚合形成水溶性的或者可以吸收至少 1〇重量％水的均聚物的乙烯單體。
[0035] "疏水性乙烯單體"指的是可以聚合形成在水中不溶的并且可以吸收少于10重 量％水的均聚物的乙烯單體。
[0036] "UVA"是指在316至380納米波長出現(xiàn)的輻射；"UVB"是指在280至315納米出現(xiàn)的輻 射；"紫光"是指在381至440納米波長出現(xiàn)的輻射。
[0037] "UVA透光度"（或"UVA % T"）、"UVB透光度"或"UVB % T"和"平均紫光透光度"或 "Violet % T"通過下式計(jì)算：
[0038]
[0039]
[0040] 紫光％T = 381nm至440nm的平均％透光度
[0041 ] 其中發(fā)光％!1根據(jù)ISO 18369-3(章節(jié)4.6.1.2)定義。
[0042] 本申請中使用的術(shù)語"大分子單體"或"預(yù)聚合物"是指包含兩個(gè)或更多個(gè)烯鍵式 不飽和基團(tuán)的中和高分子量化合物或聚合物。中和高分子量通常是指大于700道爾頓的平 均分子量。
[0043] 本申請中使用的術(shù)語"交聯(lián)劑"是指具有至少兩個(gè)烯鍵式不飽和基團(tuán)的化合物。 "交聯(lián)劑"是指具有約700道爾頓或更少分子量的交聯(lián)劑。
[0044] 本申請中使用的術(shù)語"聚合物"是指通過聚合/交聯(lián)一個(gè)或多個(gè)大分子單體或預(yù)聚 合物形成的材料。
[0045]本申請中使用的術(shù)語聚合物材料(包括單體或大分子單體材料）的"分子量"是指 重量平均值分子量，另有特別注釋或試驗(yàn)條件表示例外的情況除外。
[0046]本申請中使用的術(shù)語"氨基"是指式-ΝΗΓ的伯或仲氨基，其中R°是氫或Q-Cn)-烷 基，另有特別注釋的除外。
[0047] "直鏈寡二甲基硅氧烷鏈"是指-[Si(CH3)2-0]ml-的二價(jià)基團(tuán)，其中ml是3至10、優(yōu) 選3至8、更優(yōu)選3至5的整數(shù)。
[0048] "聚硅氧燒"是；
t段，其中nl和n2彼此獨(dú)立地是0至500的 整數(shù)并且(nl+n2)是 10 至 500，心、1?2、1?3、1?4、^、1?6、1?7和1?8彼此獨(dú)立地是(：1-(： 1()烷基、(：1-〇4烷 基-或Cl-C4_烷氧基_取代的苯基、Cl-ClQ氣烷基、Cl -ClQ氣釀、C6_Cl8芳基或_alk~(0C2H4)n3_ 0R°(其中al 1^是&-〇5-亞烷基二價(jià)基團(tuán)，R°是!1或&-&()烷基，并且n3是1至10的整數(shù)）。
[0049] 本文所用的術(shù)語"流體"意指材料能夠像液體一樣流動。
[0050] 術(shù)語"烷基"是指通過從直鏈或支鏈烷化合物除去氫原子得到的一價(jià)基團(tuán)。烷基 (基團(tuán)）與有機(jī)化合物中的另一個(gè)基團(tuán)形成一個(gè)鍵。
[0051] 術(shù)語"亞烷基"是指通過從烷基除去一個(gè)氫原子得到的二價(jià)基團(tuán)。亞烷基(或基團(tuán)） 與有機(jī)化合物中的其它基團(tuán)形成兩個(gè)鍵。
[0052] 在本申請中，當(dāng)涉及亞烷基二價(jià)基團(tuán)或烷基時(shí)，術(shù)語"取代的"是指亞烷基二價(jià)基 團(tuán)或烷基包含至少一個(gè)取代基，其代替亞烷基或烷基的一個(gè)氫原子并且選自羥基、羧基、_ NH2、硫氫基、Ci-C4烷基、&-C4烷氧基、&-C4烷硫基(烷基硫化物）、&-C4?；被?、Ci-C4烷基 氨基、二-&-C4烷基氨基、鹵原子(Br或C1)及其組合。
[0053] 在本申請中，惡唑啉"是指化合物，其中R1是氫、甲基或乙基。
[0054] "聚5惡唑啉片段"是指二價(jià)基團(tuán)，其中R1是氫、甲基或乙基，并且q是3至5〇〇 的整數(shù)，并且在開環(huán)聚合中得到。
[0055] 術(shù)語"氮雜環(huán)丁鑛'(azetidinium)"是指的帶正電荷的二價(jià)基團(tuán)（或基團(tuán) 或部分），其中TjPT2是連接至一個(gè)一價(jià)基團(tuán)的直接鍵。
[0056] 術(shù)語"二氫唑酮"是指
價(jià)基團(tuán)，其中p是0或1;T3和T4彼此獨(dú)立地是Ci-Cs 烷基(優(yōu)選甲基）。
[0057] 自由基引發(fā)劑可以是光引發(fā)劑或熱引發(fā)劑。"光引發(fā)劑"是指通過使用光引發(fā)自由 基交聯(lián)/聚合反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。"熱引發(fā)劑"是指通過使用熱能引發(fā)自由基交聯(lián)/聚合反應(yīng)的 化學(xué)物質(zhì)。
[0058] "吸收UV的乙烯單體"是指包含烯鍵式不飽和基團(tuán)和吸收UV的部分的化合物，所述 吸收UV的部分可以吸收或篩去200nm至400nm范圍的UV輻射，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的。 [0059] "光化輻射的空間限制"是指如下行為或方法，其中通過例如掩?；蚱琳匣蚱浣M合 引導(dǎo)射線形式的能量輻射從而以空間受限方式照射到具有輪廓分明的外圍邊界的區(qū)域上。 UV輻射的空間限制使用具有輻射(例如UV和/或可見光)可透區(qū)域、圍繞該輻射可透區(qū)域的 輻射(例如UV和/或可見光)不可透區(qū)域和作為該輻射不可透與輻射可透區(qū)域之間的邊界的 投影輪廓的掩?；蚱琳系玫剑缑绹鴮＠?,800,225(圖1-11)和6,627，124(圖1-9)、7,384， 590(圖1-6)和7,387，759(圖1-6)的附圖中示意性顯示的那樣，將其全文并入本文作為參 考。掩?；蚱琳夏軌蚩臻g投射具有由該掩?；蚱琳系耐队拜喞?guī)定的橫截面輪廓的輻射束 (例如UV輻射和/或可見輻射）。該投射的輻射束(例如UV輻射和/或可見輻射)限制輻射照射 在位于從模具的第一模塑表面到第二模塑表面的投射束路徑中的透鏡制品上。所得接觸透 鏡包含由第一模塑表面限定的前表面、相反的由第二模塑表面限定的后表面和由投射的UV 和/或可見光束的橫截面輪廓（即輻射的空間限制）限定的透鏡邊緣。用于交聯(lián)的輻射是輻 射能，特別是UV輻射(和/或可見輻射）、γ輻射、電子輻射或熱輻射，該輻射能優(yōu)選是基本平 行的束形式，從而一方面實(shí)現(xiàn)能量的良好限制，另一方面實(shí)現(xiàn)能量的有效利用。
[0060] "著色劑"是指能夠生成淡色（例如藍(lán)色或綠色）邊緣至邊緣可見著色以有利于接 觸透鏡操作的著色添加劑（例如銅酞菁(copper phthalocyanine))。可見著色的接觸透鏡 一旦被佩戴者佩戴，則實(shí)際上是不可見的，并且不能以任何方式改變佩戴者眼睛的顏色。
[0061] 術(shù)語"有關(guān)引發(fā)劑的有效強(qiáng)度"或?ΙΙ"是指具有引發(fā)劑吸收光譜的固化光的光譜 強(qiáng)度分布重疊。這類重疊通過對指定波長范圍（例如380nm至480nm)固化光的光譜強(qiáng)度分布 結(jié)果進(jìn)行積分和引發(fā)劑的（1-T)曲線、根據(jù)下列方程來計(jì)算，其中將T定義為透光度。
[0062]
[0063]術(shù)語"強(qiáng)度梯度"是指根據(jù)下列等式的引發(fā)劑的EII值與指定波長范圍（例如380nm 至480nm)內(nèi)固化光的總強(qiáng)度的比值。
[0064]
[0065] 術(shù)語"良好截面"是指在通過用于截面的計(jì)量法分析時(shí)鑄塑成型的接觸透鏡的截 面不顯示內(nèi)應(yīng)力，如該截面的曲率接近成型的模具的曲率所示的（圖1A)。平截面(圖1B)、相 對平的和略扭曲的曲率(實(shí)施例10)或相反的曲率(圖1C)可以表示透鏡內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力過強(qiáng)。 鑄塑成型的透鏡內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力表示遍在于鑄塑成型的透鏡的不均勻網(wǎng)狀構(gòu)造并且通常因模 具中形成透鏡的組合物的不均勻固化導(dǎo)致。根據(jù)實(shí)施例1中所述的方法檢查截面的內(nèi)應(yīng)力。
[0066] 材料固有的"氧滲透性"Dk是氧氣穿過材料的速率。當(dāng)涉及水凝膠(硅氧烷或非硅 氧烷)或接觸透鏡時(shí)，本申請中使用的術(shù)語"氧滲透性(Dk)"指的是根據(jù)下文實(shí)施例中所示 的方法對因邊界層效應(yīng)產(chǎn)生的氧流產(chǎn)生表面抗性測量和校正的氧滲透性。氧滲透性通常以 barrer為單位表示，其中 "barrer"定義為[(cm3氧）(mm)/(cm2)(sec)(mmHg)] X 10-1Q。
[0067] 透鏡或材料的"氧透過率"Dk/t是在待測量區(qū)域之上氧穿過平均厚度t(以mm為單 位)的特定透鏡或材料的比率。氧透過率通常以barrer/mm為單位表示，其中"barrer/mm"定 義為[(cm 3氧)/(cm2)(sec)(mmHg)] X 10-9〇
[0068] 當(dāng)涉及接觸透鏡或材料時(shí)，術(shù)語"模量"或"彈性模量"是指為接觸透鏡或材料的硬 度的測量值的拉伸模量或Young氏模量?？梢允褂酶鶕?jù)ANSI Z80.20標(biāo)準(zhǔn)的方法測量模量。 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知如何測定硅酮水凝膠材料或接觸透鏡的彈性模量。例如，所有商購接 觸透鏡具有所報(bào)道的彈性模量值。
[0069] 本發(fā)明涉及用于制備硅酮水凝膠接觸透鏡的方法，所述的硅酮水凝膠接觸透鏡沒 有或基本上沒有內(nèi)應(yīng)力并且具有在280至315納米約10 %或更少(優(yōu)選約5 %或更少，更優(yōu)選 約2.5%或更少，甚至更優(yōu)選約1 %或更少）的UVB透光度，在316至380納米約30%或更少(優(yōu) 選約20%或更少，更優(yōu)選約10%或更少，甚至更優(yōu)選約5%或更少）的UVA透光度和任選(但 優(yōu)選)在38 lnm至440nm約70 %或更少(優(yōu)選約65 %或更少，更優(yōu)選約60 %或更少，甚至更優(yōu) 選約55%或更少）的平均紫光透光度。本發(fā)明部分基于如下發(fā)現(xiàn):基于鍺的Norrish I型光 引發(fā)劑可以有利地用于制備硅酮水凝膠接觸透鏡，其吸收UV輻射和任選(但優(yōu)選)HEVL輻射 并且沒有或基本上沒有通常與通過在模具中光固化具有吸收UV的乙烯單體(并且還具有一 些著色劑）的形成透鏡的組合物得到的接觸透鏡相關(guān)的內(nèi)應(yīng)力?？衫迷诳梢妳^(qū)具有活性 并且提供快速固化時(shí)間的有限數(shù)量的光引發(fā)劑。氧化膦型光引發(fā)劑（即ΤΡ0)和鍺型光引發(fā) 劑(Ge-PI)可以滿足這些基本要求。然而，本文中發(fā)現(xiàn)，不同于TP0，Ge-PI可以用于固化形成 透鏡的組合物，以形成硅酮水凝膠接觸透鏡，其基本上沒有或完全沒有通過對透鏡的截面 進(jìn)行計(jì)量檢查觀察到的內(nèi)應(yīng)力。得自形成透鏡的包含ΤΡ0作為光引發(fā)劑的組合物的