專利名稱：用于形成透明可潤濕聚硅氧烷水凝膠制品的稀釋劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于形成模塑制品和特別是醫(yī)用裝置如接觸透鏡的相容組合物。更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及新型稀釋劑，所述稀釋劑可形成包含一種或多種親水組分、一種或多種含聚硅氧烷組分和一種或多種內(nèi)部濕潤劑的相容溶液。
背景技術(shù)：
已經(jīng)通過聚合包含至少一種含聚硅氧烷的單體和至少一種親水單體的混合物制備聚硅氧烷水凝膠。含聚硅氧烷單體或親水單體可用作交聯(lián)劑或可使用單獨的交聯(lián)劑。各種醇(包括正己醇、乙醇和正壬醇)已被用作稀釋劑來使聚硅氧烷單體和親水單體相容。然而，從這些組分和稀釋劑制得的制品未形成透明制品或不具有足夠的潤濕性而無法在沒有涂層的情況下使用。
還已公開具有多于4個碳原子的伯醇和仲醇用作含聚硅氧烷水凝膠的稀釋劑。然而，當(dāng)反應(yīng)混合物中包含內(nèi)部潤濕劑時，許多這些稀釋劑不形成透明可潤濕制品。雖然可用這些稀釋劑，但許多情況下需要另外的相容組分以制備透明可潤濕模塑制品。
因此，本領(lǐng)域仍然需要以經(jīng)濟和有效的方式聚合的聚硅氧烷水凝膠。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種親水組分、高分子量親水聚合物和至少一種稀釋劑的組合物，所述稀釋劑的α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10，其中所述組合物在選定反應(yīng)溫度下形成透明溶液。
本發(fā)明還涉及包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種含羥基組分、高分子量親水聚合物、α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑以及任選的含聚硅氧烷相容組分的組合物，所述相容組分的量不足以在不合所述稀釋劑的情況下增容所述共混物，其中所述組合物在選定反應(yīng)溫度下形成透明溶液。
本發(fā)明還涉及包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種親水組分、高分子量親水聚合物和稀釋劑的組合物，所述稀釋劑能夠在約環(huán)境溫度下以這樣的濃度形成相容混合物，2g稀釋劑中包含約1.6g所述親水組分、約0.3g所述高分子量親水聚合物以及至少約1g的含聚硅氧烷單體。
此外本發(fā)明還涉及制造裝置、特別是眼用裝置且更具體地講為接觸透鏡的方法和如此制造的制品。
附圖描述

圖1為各種稀釋劑的Hansen溶解度參數(shù)δp對α值的關(guān)系圖。
發(fā)明描述本發(fā)明涉及包含至少一種親水組分、至少一種聚硅氧烷組分、至少一種高分子量親水聚合物和至少一種稀釋劑的組合物，所述稀釋劑能夠在沒有相容劑存在下使各組分相容。
本文所用的“生物醫(yī)學(xué)裝置”是被設(shè)計用于哺乳動物組織或液體之內(nèi)或之上，且優(yōu)選人體組織或液體之內(nèi)或之上的任何制品。這些裝置的實例包括但不限于導(dǎo)管、植入體、斯滕特固定模(stent)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，最特別是用聚硅氧烷水凝膠制造的接觸透鏡。
本文所用的術(shù)語“透鏡”和“眼用裝置”是指位于眼內(nèi)部或眼上的裝置。這些裝置可提供光學(xué)校正、創(chuàng)傷護理、藥物輸送、診斷功能、化妝增強效果或這些性能的組合。術(shù)語“透鏡”包括但不限于軟質(zhì)接觸透鏡、硬質(zhì)接觸透鏡、人工晶狀體、覆蓋式透鏡(overlaylenses)、眼插入物(ocular insert)和光學(xué)插入物(optical insert)。
本文所用的短語“無表面處理”是指本發(fā)明裝置的外表面未單獨進行處理以改善裝置的潤濕性。本發(fā)明可以預(yù)知的處理包括等離子處理、接枝、被覆等。然而，可在本發(fā)明的裝置上涂覆提供除改善的潤濕性之外性能的涂層(例如但不限于抗菌涂層以及提供顏色的涂層或其他化妝增強作用的涂層)。
本文所用的術(shù)語“含聚硅氧烷相容組分”是指包含至少一種聚硅氧烷和至少一個羥基的活性組分。這類組分已經(jīng)公開于美國專利序號10/236,538和10/236,762。
合適的稀釋劑包括那些具有親水和疏水兩種性質(zhì)的物質(zhì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)親水性可以通過給氫能力采用Kamletα值來表征。稀釋劑的疏水性可通過Hansen溶解度參數(shù)δp來表征。本發(fā)明合適的稀釋劑為良好的氫鍵給體和極性稀釋劑。此處所用“良好的”氫鍵給體的給氫容易程度至少與3-甲基-3-戊醇相當(dāng)。對于某些稀釋劑，可以通過測定Kamletα值(或如本文所用的“α值”)來衡量給氫能力。合適的α值的范圍為約0.05到約1，優(yōu)選約0.1到約0.9。
本發(fā)明有用的稀釋劑還應(yīng)相對非極性。選定的稀釋劑的極性應(yīng)足夠低以在反應(yīng)條件下將非極性組分溶解于反應(yīng)混合物中。表征本發(fā)明稀釋劑的極性的一種方法是通過Hansen溶解度參數(shù)δp。在某些實施方案中，δp小于約10且優(yōu)選小于約6。
可以理解已選擇的親水和疏水組分的性質(zhì)可影響提供所需相容性的溶劑的性質(zhì)。例如，如果反應(yīng)混合物僅包含中等極性組分，可以使用具有中等δp的溶劑。然而如果反應(yīng)混合物包含強極性組分，需要使用高δp的稀釋劑。
可以使用的具體稀釋劑包括1-乙氧基-2-丙醇、二異丙氨基乙醇、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醋酸酯、1-叔丁氧基-2-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-(二異丙氨基)乙醇及其混合物等。
合適的稀釋劑種類包括具有2到20個碳原子的醇、具有10到20個碳原子衍生自伯胺的酰胺和具有8到20個碳原子的羧酸。在一些實施方案中，優(yōu)選伯醇和叔醇。優(yōu)選的種類包括具有5到20個碳原子的醇和具有10到20個碳原子的羧酸。
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、十二烷酸及其混合物等。
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-1-十二烷醇及其混合物等。
可以使用稀釋劑混合物。在一些實施方案中，最好使用具有不同性質(zhì)的稀釋劑。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)使用混合物時，該混合物可包含具有此處說明的性質(zhì)的稀釋劑和不具有所定義性質(zhì)的稀釋劑，或可包含各自僅包含一種所說明性質(zhì)的稀釋劑，只要稀釋劑混合物的α值和δp在本文規(guī)定的范圍內(nèi)。
稀釋劑用量可高達(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)選用量為反應(yīng)混合物中所有組分總重量的約15％到約40％。
用于制備本發(fā)明聚合物的一種或多種含聚硅氧烷組分和一種或多種親水組分可為現(xiàn)有技術(shù)中用于制備聚硅氧烷水凝膠的任何已知組分。這些術(shù)語“含聚硅氧烷組分”和“親水組分”不是相互排斥的，含聚硅氧烷組分可多少親水而親水組分可包含某些聚硅氧烷，因為含聚硅氧烷組分可具有親水基團而親水組分可具有聚硅氧烷基團。
此外，可在聚合反應(yīng)之前將一種或多種含聚硅氧烷組分和一種或多種親水組分反應(yīng)生成預(yù)聚物，該預(yù)聚物隨后在所述稀釋劑的存在下聚合形成本發(fā)明聚合物。當(dāng)使用預(yù)聚物或大分子單體時，優(yōu)選在所述稀釋劑的存在下將至少一種含聚硅氧烷單體和至少一種親水單體聚合，其中所述含聚硅氧烷單體和所述親水單體是不同的。本文所用術(shù)語“單體”是指可聚合的低分子量化合物(即數(shù)均分子量通常小于700)。因此，可以理解術(shù)語“含聚硅氧烷單體”和“親水單體”包括單體、大分子單體和預(yù)聚物。
含聚硅氧烷組分為單體、大分子單體或預(yù)聚物中包含至少一個[-Si-O-Si]基團的組分。優(yōu)選Si和所連接的O在含聚硅氧烷組分中的量大于20％重量，且更優(yōu)選大于含聚硅氧烷組分總分子量的30％重量。有用的含聚硅氧烷組分優(yōu)選包含可聚合官能團例如丙烯酸酯、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。本發(fā)明有用的含聚硅氧烷組分的實例可見于美國專利3,808,178、4,120,570、4,136,250、4,153,641、4,740,533、5,034,461和5,070,215以及EP 080539。此處提到的所有專利通過引用而結(jié)合到本文中。這些引用公開了烯屬含聚硅氧烷組分的許多實例。
計算以下描述了可用于確定含有PVP的聚硅氧烷水凝膠接觸透鏡是否會模糊的計算。
按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法計算組分的摩爾數(shù)。用組合物中存在的組分的克數(shù)乘以硅的重量分?jǐn)?shù)，得到組分中硅的重量。例如，SiMAA的分子量為422.8g。因為SiMAA包含3個Si原子，Si的重量分?jǐn)?shù)為3×28.09/422.8＝0.199，其中28.09g為硅的分子量。因此，X克SiMAA中硅的克數(shù)為0.199×X。然后計算得到硅的摩爾數(shù)。
組分中氫鍵給體基團(″HBD″)的克數(shù)通過制劑中組分的克數(shù)乘以HBD基團的重量分?jǐn)?shù)計算得到。例如，HEMA的分子量為130.14g。因為HEMA包含一個羥基，HBD基團的重量分?jǐn)?shù)為17/130.14＝0.131(羥基采用17g)。因此，X克HEMA中的HBD基團的克數(shù)為0.131×X。
HBD基團的摩爾數(shù)(′摩爾HBD′)是通過組分中存在的HBD基團的克數(shù)除以HBD基團的分子量計算得到(羥基(-OH)為17g，酰胺(-NH)為15g)。
組分中HBA(氫鍵受體)基團的克數(shù)(′克HBA′)是通過制劑中組分的克數(shù)乘以HBA基團的重量分?jǐn)?shù)計算得到。例如，DMA的分子量為99.13g。因為DMA包含一個HBA(酰氨羰基)基團，HBA基團的重量分?jǐn)?shù)為28/99.13＝0.282，其中28g為酰氨羰基的分子量。X克DMA中的HBA的克數(shù)為0.282×X。對PVP而言，HBA基團的摩爾數(shù)基于單體重復(fù)單元的分子量(111.14g)計算得到。
HTS比率(HTS是指氫鍵給體與硅的比率)是通過將HBD基團摩爾數(shù)加和，隨后除以制劑中除稀釋劑以外的硅的摩爾數(shù)總和計算得到。
優(yōu)選摩爾HBD是通過將存在的PVP(包括稀釋劑)的摩爾數(shù)的兩倍加到得自其他來源的HBA(氫鍵受體)基團摩爾數(shù)而計算得到。就本說明書而言，HBA基團定義為酰胺、氨基甲酸酯、內(nèi)酰胺或脲官能團的一部分的羰基。
“摩爾HBD與摩爾HBA的比率(HMWHP)”是通過制劑中(除稀釋劑之外)存在的HBD基團的摩爾數(shù)除以高分子量親水聚合物(例如PVP)中存在的HBA基團的摩爾數(shù)計算得到(稱作″HMWHP″)。
“存在的摩爾HBD與優(yōu)選的摩爾HBD的比率”通過制劑(包含稀釋劑)中的HBD基團摩爾總數(shù)除以所需的HBD基團摩爾數(shù)的計算值得到。
在由包含PVP的組合物形成的透鏡中，優(yōu)選下列比率。摩爾HBD與摩爾HBA的比率(HMWHP)優(yōu)選為≥約0.8，更優(yōu)選≥約0.8到≤約5，更優(yōu)選≥約1.3到≤約5，且最優(yōu)選≥約1.7到≤約5?！按嬖诘哪朒BD與優(yōu)選的摩爾HBD的比率”優(yōu)選為≥約0.6，更優(yōu)選≥約0.6到＜約4.5，更優(yōu)選≥約0.8到＜約4.5，且最優(yōu)選≥約1.0到≤約3.0。“HTS比率”優(yōu)選為＞約0.14，更優(yōu)選＞約0.17到≤約0.35，且最優(yōu)選＞約0.18到≤約0.35。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解這些計算對本發(fā)明的其他接觸透鏡有用但可具有不同的優(yōu)選范圍(取決于所用的HMWHP)。
實施例合適的含聚硅氧烷單體的其他實例為聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸類單體(polysiloxanylalkyl(meth)acrylic monomers)，所述單體用下式表示式I 其中R表示H或低級烷基；X表示O或NR4；R4各自獨立表示氫或甲基，R1-R3各自獨立表示低級烷基或苯基，且n為1或3-10。
這些聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸類單體的實例包括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甲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。
優(yōu)選的含聚硅氧烷組分類型為聚有機硅氧烷預(yù)聚物，所述預(yù)聚物用下式表示式II
其中A各自獨立表示活性不飽和基團，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A包含能夠進行自由基聚合反應(yīng)的活性不飽和基團)；R5、R6、R7和R8各自獨立選自一價烴基或具有1到18個碳原子的鹵代一價烴基，碳原子之間可有醚鍵；R9表示具有1到22個碳原子的二價烴基，且m為0或大于或等于1的整數(shù)，優(yōu)選5到400，且更優(yōu)選10到300。一個具體的實例為α，ω-雙甲基丙烯酰氧基丙基聚二甲基硅氧烷。另一個優(yōu)選的實例為mPDMS(單甲基丙烯酰氧基丙基封端單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷)。
另一種有用的含聚硅氧烷組分類型包括下式的含聚硅氧烷碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體式III 其中Y表示O、S或NH；RSi表示含聚硅氧烷有機基團；R表示氫或甲基；d為1、2、3或4；且q為0或1。合適的含聚硅氧烷有機基團RSi包含以下
-(CH2)qSi[(CH2)sCH3]3；-(CH2)qSi[OSi(CH2)sCH3]3； 其中R10表示 其中p為1到6；R10表示具有1到6個碳原子的烷基或氟烷基；e為1到200；q為1、2、3或4；且s為0、1、2、3、4或5。
含聚硅氧烷碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體具體包括1，3-雙[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-isiloxane3-(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-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基氨基甲酸乙烯酯、三甲基甲硅烷基乙基碳酸乙烯酯、三甲基甲硅烷基甲基碳酸乙烯酯，和 另一類含聚硅氧烷組分包括下式的化合物式IV-VI(*D*A*D*G)α*D*D*E1；
E(*D*G*D*A)α*D*G*D*E1或；E(*D*A*D*G)α*D*A*D*E1其中D表示具有6到30個碳原子的烷基雙基、烷基環(huán)烷基雙基、環(huán)烷基雙基、芳基雙基或烷基芳基雙基，G表示具有1到40個碳原子的烷基雙基、環(huán)烷基雙基、烷基環(huán)烷基雙基、芳基雙基或烷基芳基雙基，且主鏈中可包含醚、硫或胺鍵；*表示氨基甲酸酯鍵或脲鍵；α至少為1；A表示下式的二價聚合物基團式VII R11獨立地表示具有1到10個碳原子的烷基或氟代烷基，碳原子之間可包含醚鍵；y至少為1；且p部分的重量為400到10,000；E和E1各自獨立表示下式的可聚合不飽和有機基團式VIII 其中R12為氫或甲基；R13為氫、具有1到6個碳原子的烷基或-CO-Y-R15基團，其中Y為-O-、Y-S-或-NH-；R14為具有1到12個碳原子的二價基團；X表示-CO-或-OCO-；Z表示-O-或-NH-；Ar表示具有6到30個碳原子的芳基；w為0到6；x為0或1；y為0或1；且z為0或1。
優(yōu)選的含聚硅氧烷組分用下式表示
式IX 其中R16為二異氰酸酯除去異氰酸基后的雙基，例如異佛爾酮二異氰酸酯的雙基。另一個優(yōu)選的含聚硅氧烷大分子單體為式X的化合物(其中x+y為10到30的數(shù))，所述化合物通過氟代醚、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)而制得。
式X 其他適用于本發(fā)明的含聚硅氧烷組分包括那些描述于WO96/31792的組分，例如含聚硅氧烷、聚亞烷基醚、二異氰酸酯、多氟代烴、多氟代醚和多糖基團的大分子單體。美國專利5,321,108、5,387,662和5,539,016描述了具有極性氟化接枝或側(cè)基的聚硅氧烷，所述側(cè)基中氫原子連接于端位的二氟代碳原子上。這類聚硅氧烷也可用作本發(fā)明的聚硅氧烷單體。
親水組分包括那些能夠在與其余的活性組分結(jié)合時為所得的透鏡提供至少約20％、優(yōu)選至少約25％的含水量的親水組分。可存在的合適的親水組分的量占所有活性組分重量的約10到約60％。優(yōu)選約15到約50％重量，更優(yōu)選約20到約40％重量?？捎糜谥苽浔景l(fā)明聚合物的親水單體具有至少一個可聚合雙鍵和至少一個親水官能團?？删酆想p鍵的實例包括丙烯酸類、甲基丙烯酸類、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、富馬酸類、馬來酸類、苯乙烯基、異丙烯基苯基、碳酸乙烯酯、氨基甲酸乙烯酯、烯丙型、O-乙烯基乙酰基(O-vinylacetyl)和N-乙烯基內(nèi)酰胺和N-乙烯基酰氨基雙鍵。這類親水單體本身可用作交聯(lián)劑?！氨┧犷悺被颉昂┧犷悺眴误w為那些包含丙烯酰基(CR’H＝CRCOX)的單體，其中R為H或CH3，R’為H、烷基或羰基，且X為O或N，所述單體也已知為容易聚合，例如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)，丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、N-(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)明水凝膠的親水性含乙烯基單體包括例如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(N-carboxy-β-alanine N-vinyl ester)的單體，優(yōu)選NVP。
其他可用于本發(fā)明的親水單體包括一個或多個端羥基置換為包含可聚合雙鍵的官能團的聚氧乙烯多元醇。實例包括一個或多個端羥基置換為包含可聚合雙鍵的官能團的聚乙二醇。實例包括與一摩爾或多摩爾當(dāng)量的封端基團(例如甲基丙烯酸異氰酸基乙酯(″IEM″)、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、乙烯基苯甲酰氯等)反應(yīng)制備的具有一個或多個可聚合的端位烯屬基團的聚乙二醇，所述烯屬基團通過連接部分(例如氨基甲酸酯或酯基)連接于聚乙二醇。
另外其他實例為公開于美國專利5,070,215的親水碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體和公開于美國專利4,190,277的親水噁唑酮單體。其他合適的親水單體本領(lǐng)域技術(shù)人員對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
更優(yōu)選的可摻入到本發(fā)明聚合物中的親水單體包括例如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、N-(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的親水單體。
最優(yōu)選的親水單體包括DMA、NVP及其混合物。
本文所用的“高分子量親水聚合物”是指重均分子量不小于約100,000道爾頓的物質(zhì)，其中所述物質(zhì)一旦摻入到聚硅氧烷水凝膠制劑中提高了已固化聚硅氧烷水凝膠的潤濕性。這些高分子量親水聚合物的優(yōu)選的重均分子量大于約150,000，更優(yōu)選約150,000到約2,000,000道爾頓，更優(yōu)選約300,000到約1,800,000道爾頓，最優(yōu)選約500,000到約1,500,000道爾頓。
或者，本發(fā)明親水聚合物的分子量也可用基于運動粘度測量的K值表示，如見述于Encyclopedia of Polymer Science andEngineering(聚合物科學(xué)與工程百科全書)(N-乙烯基酰胺聚合物，第二版，第17卷，第198-257頁，John Wiley & Sons Inc)。當(dāng)用這種方式表示時，親水單體的K值大于約46且優(yōu)選為約46到約150。這些裝置的制劑中存在的高分子量親水聚合物的量足以使接觸透鏡(未進行表面改性)的潤濕性提高至少10％，優(yōu)選提供可潤濕的透鏡。對接觸透鏡而言，“可潤濕”是指透鏡的前進動態(tài)接觸角小于約80°，優(yōu)選小于70°并更優(yōu)選小于約60°。
高分子量親水聚合物的合適的量為所有活性組分總重量的約1到約15％，更優(yōu)選約3到約15％，最優(yōu)選約3到約12％。
高分子量親水聚合物的實例包括但不限于聚酰胺、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，例如通過以下方法功能化的DMA將DMA與較少摩爾量的羥基官能單體(例如HEMA)共聚，隨后將所得共聚物的羥基與包含可自由基聚合基團的材料(例如甲基丙烯酸異氰酸基乙酯或甲基丙烯酰氯)反應(yīng)。也可以使用從DMA或N-乙烯基吡咯烷酮與甲基丙烯酸縮水甘油酯反應(yīng)制得的親水預(yù)聚物。甲基丙烯酸縮水甘油酯環(huán)可以打開以得到二醇，所述二醇可與混合體系中的其他親水預(yù)聚物一起用來提高高分子量親水聚合物、羥基官能化含聚硅氧烷單體和任何其他賦予相容性的基團的相容性。優(yōu)選的高分子量親水聚合物為主鏈包含環(huán)狀部分的那些，更優(yōu)選環(huán)狀酰胺或環(huán)狀酰亞胺。高分子量親水聚合物包括但不限于聚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、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、聚氧乙烯、聚2-乙基噁唑啉、肝素多糖(heparinpolysaccharide)、多糖及其混合物和共聚物(包括嵌段或無規(guī)、分支、多鏈、梳形或星形)，其中特別優(yōu)選聚N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)。也可以使用共聚物(例如PVP的接枝共聚物)。
高分子量親水聚合物為本發(fā)明的醫(yī)用裝置提供改善的潤濕性，并且特別是改善的體內(nèi)潤濕性。未束縛于任何理論，認(rèn)為高分子量親水聚合物為在含水環(huán)境中的氫鍵受體(氫與水鍵合)，因此更為有效地親水。無水使親水聚合物更易結(jié)合到反應(yīng)混合物中。除了明確命名的高分子量親水聚合物之外，可以預(yù)期的是任何高分子量聚合物可用于本發(fā)明，條件是當(dāng)所述聚合物加入聚硅氧烷水凝膠制劑中時，該親水聚合物(a)基本上不與反應(yīng)混合物產(chǎn)生相分離且(b)賦予所得的已固化聚合物潤濕性。在一些實施方案中，優(yōu)選高分子量親水聚合物在操作溫度下溶解于稀釋劑?？蓛?yōu)選使用水或水溶性稀釋劑的制備方法，因為該方法簡單并可降低成本。在這些實施方案中，優(yōu)選在操作溫度下溶于水的高分子量親水聚合物。
在某些實施方案中，也可以包括含羥基的組分?？捎糜谥苽浔景l(fā)明聚合物的含羥基組分具有至少一個可聚合雙鍵和至少一個親水官能團。可聚合雙鍵的實例包括丙烯酸類、甲基丙烯酸類、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、碳酸乙烯酯、氨基甲酸乙烯酯、烯丙型、O-乙烯基乙酰基和N-乙烯基內(nèi)酰胺和N-乙烯基酰氨基雙鍵。含羥基組分也可用作交聯(lián)劑。此外含羥基組分包含羥基。該羥基可為伯、仲或叔醇基，且可位于烷基或芳基上?？捎玫暮u基單體的實例包括但不限于甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、N-(2-羥乙基)甲基丙烯酰胺、N-(2-羥乙基)丙烯酰胺、N-2-羥乙基氨基甲酸乙烯酯(N-2-hydroxyethyl vinylcarbamate)、碳酸2-羥乙酯乙烯酯(2-hydroxyethyl vinyl carbonate)、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如公開于美國專利5,006,622、5,070,215、5,256,751和5,311,223的其他羥基官能單體。優(yōu)選的親水組分包括甲基丙烯酸2-羥乙酯。
通常需要將一種或多種交聯(lián)劑(也稱作交聯(lián)單體)加入到反應(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(其中聚乙二醇的分子量優(yōu)選高達(dá)例如約5000)和其他聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯，例如上述的包含兩個或多個末端甲基丙烯酸酯部分的封端聚氧乙烯多元醇。交聯(lián)劑按常規(guī)用量使用，例如每100克反應(yīng)混合物中的活性組分使用約0.000415到約0.0156摩爾交聯(lián)劑。(活性組分為反應(yīng)混合物中除稀釋劑和任何其他不成為聚合物結(jié)構(gòu)的一部分的加工助劑之外的所有物質(zhì)。)或者，如果親水單體和/或含聚硅氧烷單體用作交聯(lián)劑，任選將交聯(lián)劑加入反應(yīng)混合物?？捎米鹘宦?lián)劑和當(dāng)存在時不需要向反應(yīng)混合物中加入另外的交聯(lián)劑的親水單體的實例包括上述包含兩個或更多末端甲基丙烯酸酯部分的聚氧乙烯多元醇。
可用作交聯(lián)劑和當(dāng)存在時不需要向反應(yīng)混合物中加入另外的交聯(lián)劑的含聚硅氧烷單體的實例包括α，ω-雙甲基丙烯?；鄱谆柩跬?α，ω-bismethacryloypropyl polydimethylsiloxane)。
所述反應(yīng)混合物可包含其他組分，例如但不限于UV吸收劑、藥用試劑、抗菌化合物、活性著色劑(reactive tint)、顏料、可共聚和不可聚合染料、脫模劑及其組合。
所述反應(yīng)混合物中優(yōu)選包含聚合反應(yīng)催化劑。聚合反應(yīng)引發(fā)劑包括在適當(dāng)升高的溫度下產(chǎn)生自由基的化合物(例如月桂基過氧化物、過氧化苯甲酰、過碳酸異丙酯、偶氮二異丁腈等)和光引發(fā)劑體系(例如芳基α-羥基酮、烷氧基氧基苯偶姻、苯乙酮、?；趸ⅰ㈦p?；趸⒁约笆灏芳佣约八鼈兊幕旌衔锏?。光引發(fā)劑的說明性實例為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?、苯偶姻甲基酯(benzoin methyl ester)以及樟腦醌與4-(N，N-二甲氨基)苯甲酸乙酯的組合。市售可見光引發(fā)劑體系包括Irgacure 819、Irgacure 1700、Irgacure1800、Irgacure 819、Irgacure 1850(均得自Ciba Specialty Chemicals)和Lucirin TPO引發(fā)劑(得自BASF)。市售UV光引發(fā)劑包括Darocur 1173和Darocur 2959(Ciba Specialty Chemicals)?？梢允褂玫倪@些和其他光引發(fā)劑公開于G.Bradley編著的Photoinitiators for Free RadicalCationic & Anionic Photopolymerization(自由基陽離子和陰離子光聚合反應(yīng)的光引發(fā)劑)(J.V.Crivello & K.Dietliker，第二版，第三卷，JohnWiley and Sons，New York，1998)，該文獻通過引用而結(jié)合到本文中。引發(fā)劑以有效量用于反應(yīng)混合物中來引發(fā)反應(yīng)混合物的光聚合反應(yīng)，例如每100份反應(yīng)單體約0.1到約2重量份。根據(jù)所使用的聚合反應(yīng)引發(fā)劑，可通過使用適當(dāng)選擇的熱或可見光或紫外光或其他方法引發(fā)反應(yīng)混合物的聚合反應(yīng)?；蛘?，可在沒有光引發(fā)劑的情況下利用例如電子束引發(fā)。然而，當(dāng)使用光引發(fā)劑時，優(yōu)選的引發(fā)劑為雙酰基氧化膦，例如雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基氧化膦(Irgacure819)或1-羥基環(huán)己基苯基酮與雙(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4-4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)的組合，且優(yōu)選聚合反應(yīng)的引發(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)。
優(yōu)選反應(yīng)混合物中的含聚硅氧烷單體為反應(yīng)混合物中的活性組分重量的約5到95％，更優(yōu)選約30到85％，且最優(yōu)選約45到75％。優(yōu)選上述發(fā)明中的親水單體為反應(yīng)混合物中的活性組分重量的約5到80％，更優(yōu)選約10到60％，且最優(yōu)選約20到50％。優(yōu)選上述發(fā)明中的稀釋劑為反應(yīng)混合物總重量(包含活性和非活性組分)的約2到70％，更優(yōu)選約5到50％，最優(yōu)選約15到40％。令人驚奇的是發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用本發(fā)明的稀釋劑時，可潤濕生物醫(yī)學(xué)裝置，特別是無需加入大量含聚硅氧烷相容組分可制得可潤濕眼用裝置。
優(yōu)選的活性組分和稀釋劑的組合具有約25到約55％重量的含聚硅氧烷單體、約20到約40％重量的親水單體、約5到約20％重量的含羥基組分、約0.2到約3％重量的交聯(lián)單體、約0到約3％重量的UV吸收單體、約2到約10％重量的高分子量親水聚合物(均基于活性組分的總重量計算)和約20到約50％重量(基于所有包括活性和非活性組分的總重量計算)的一種或多種要求保護的稀釋劑。
本發(fā)明的反應(yīng)混合物可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法制得，例如搖振或攪拌，且通過已知方法用于形成聚合物制品或裝置。
例如，本發(fā)明的生物醫(yī)學(xué)裝置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，在合適的條件固化來形成產(chǎn)品，并隨后將該產(chǎn)物通過磨床加工、切削等形成合適的形狀而制得?；蛘撸蓪⒎磻?yīng)混合物置于模具中并隨后固化為合適的制品。
已知各種用于在接觸透鏡的制造中加工所述反應(yīng)混合物的方法，包括旋轉(zhuǎn)鑄造和靜態(tài)澆鑄。旋轉(zhuǎn)鑄造方法公開于美國專利3,408,429和3,660,545,靜態(tài)澆鑄方法公開于美國專利4,113,224和4,197,266。優(yōu)選制備包含本發(fā)明聚合物的接觸透鏡的方法是聚硅氧烷水凝膠的模塑法，該方法經(jīng)濟且能夠?qū)λ贤哥R的最終形狀進行精確控制。對這種方法，將反應(yīng)混合物置于具有最終所需的聚硅氧烷水凝膠(即水溶脹聚合物)的形狀的模具中，且反應(yīng)混合物處于單體聚合的條件下來制備最終所需產(chǎn)品形狀的聚合物/稀釋劑混合物。隨后，該聚合物/稀釋劑混合物用溶劑處理來除去稀釋劑并最終用水置換來制備具有最終尺寸和形狀的聚硅氧烷水凝膠，所述最終尺寸和形狀與原先模塑的聚合物/稀釋劑制品的尺寸和形狀非常相似。這種方法可用于制造接觸透鏡并進一步公開于美國專利4,495,313、4,680,336、4,889,664和5,039,459,這些專利通過引用而結(jié)合到本文中。
本發(fā)明的生物醫(yī)學(xué)裝置，特別是眼用透鏡具有均衡的性能，這使它們特別有用。這些性能包括透明度、含水量、透氧度和接觸角。因此，在一個實施方案中，生物醫(yī)學(xué)裝置為接觸透鏡，所述接觸透鏡的含水量大于約17％，優(yōu)選大于約20％且更優(yōu)選大于約25％。
本文所用的透明度是指基本上沒有可見的模糊。透明透鏡的霧度值優(yōu)選小于約150％，更優(yōu)選小于約100％。
合適的透氧度優(yōu)選大于約40barrer，更優(yōu)選大于約60barrer。
同樣，生物醫(yī)學(xué)裝置特別是眼用裝置和接觸透鏡的前進接觸角小于約80°，優(yōu)選小于約70°且更優(yōu)選小于約65°。在一些優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的制品具有上述的透氧度、含水量和接觸角的組合。上述范圍的所有組合均包含于本發(fā)明。
α值用以下方法測量。制備0.05％重量4-硝基茴香醚(Aldrich，CAS# 100-17-4)的HPLC級二氯甲烷儲備溶液。制備0.1％重量Dimroth′s甜菜堿(Aldrich，CAS#10081-39-7)的HPLC級二氯甲烷溶液。儲備溶液在使用前儲存在暗處。
將100微升上述4-硝基茴香醚溶液加入5毫升待測稀釋劑中制得4-硝基茴香醚試驗樣品溶液。將試驗測稀釋劑置于UV-VIS雙光束分光計(這個方法采用Unicam Model UV 300 UV-VIS雙光束分光計)的參比光束中。在250到350nm進行吸收掃描。如果最大吸收大于2個吸光度單位，則用待測稀釋劑稀釋4-硝基茴香醚試驗樣品溶液并重復(fù)吸收掃描測量。記錄最大吸收峰波長。
將500微升上述Dimroth′s甜菜堿溶液加入到5毫升待測稀釋劑中。將該試驗稀釋劑置于UV-VIS雙光束分光計的參比光束中。在550到800nm進行吸收掃描。如果最大吸收大于2個吸光度單位，則用待測稀釋劑稀釋Dimroth′s甜菜堿試驗樣品溶液并重復(fù)吸收掃描測量。記錄最大吸收峰波長。
α值計算如下1.將所記錄的4-硝基茴香醚試驗樣品溶液的λmax通過取倒數(shù)并乘以107從nm轉(zhuǎn)化為cm-1。
2.將所記錄的4-硝基茴香醚試驗樣品溶液的λmax通過除以1000從cm-1轉(zhuǎn)化為千凱澤爾(kilokayser)。將結(jié)果指定為υ1。
3.對所記錄的Dimroth′s染料試驗樣品溶液的λmax重復(fù)步驟1和2。將結(jié)果指定為υobsd。
4.計算υcalc＝(-υ1×1.873)+74.585.計算α＝(υobsd-υcalc)/6.24α值見下表1表1
*表示α值得自Kamlet，M.J.、Abboud，J.M.、Abraham，M.H.和Taft，R.W.發(fā)表于J.Org.Chem.，1983，第48卷，第2877頁的文獻。
Hansen溶解度參數(shù)δp可通過Barton，CRC Handbook of SolubilityPar.(CRC溶解度參數(shù)手冊)，第一版，1983，第85-87頁所述的基團貢獻方法和表13、14來計算。
使用以下方法測定霧度將硼酸鹽緩沖鹽水中的水合試驗透鏡置于一個透明的20×40×10mm玻璃池，所述池處于環(huán)境溫度下并位于平面黑色背景之上，從下方用纖維光學(xué)燈(fiber optic lamp)(得自Titan Tool Supply Co.的具有直徑為0.5″的光導(dǎo)且功率調(diào)定為4-5.4的纖維光學(xué)燈)與透鏡池垂直方向成66°角照射，并用攝像機(具有NavitarTV Zoom 7000變焦透鏡的DVC 1300C19130 RGB相機)垂直于透鏡池從上面捕捉透鏡的圖像，所述攝像機位于透鏡平面上方14mm。采用EPIX XCAP V 1.0軟件扣除空白池的圖像而從透鏡的散射中扣除背景散射。經(jīng)扣除的散射光圖像通過在透鏡中央10mm上積分并隨后與-1.00屈光度的CSI Thin Lens進行比較而定量分析，所述CSIThin Lens的霧度值任意設(shè)定為100，沒有任何透鏡的霧度值設(shè)定為0。分析5個透鏡，結(jié)果取平均作為以標(biāo)準(zhǔn)CSI透鏡的百分?jǐn)?shù)表示的霧度值。
接觸透鏡的含水量測定如下將三組透鏡(每組三個)置于包裝溶液中24小時。每個透鏡用濕抹布吸干并稱重。這些透鏡在60℃下，0.4英寸汞柱或更小的壓力下干燥4小時。將已干燥的透鏡稱重。含水量計算如下％含水量＝(濕重-干重)×100/濕重記錄計算后的樣品含水量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
模量通過采用移動型拉力試驗機的恒速十字頭(crosshead)來測量，所述試驗機配備有降低到初始標(biāo)高的負(fù)載傳感器。合適的試驗機包括Instron model 1122。將啞鈴狀樣品(0.522英寸長，0.276英寸“耳”寬和0.213英寸“頸”寬)加載到夾具上，并以2in/min的恒速拉力拉伸直到樣品破壞。測量樣品的初始標(biāo)距(Lo)和破壞時的樣品長度(Lf)。每種組合物測定12個樣品并記錄平均值。伸長率＝[(Lf-Lo)/Lo]×100。拉伸模量在應(yīng)力/應(yīng)變曲線的初始線性部分測量。
前進接觸角如下測量。每組各制備四個樣品，每個樣品通過從透鏡中切出一個寬度約為5mm的中心帶并在包裝溶液中平衡而制得。在23℃下當(dāng)樣品浸入鹽水或從鹽水中拉出時使用Wilhelmy微量天平測量透鏡表面和硼酸鹽緩沖鹽水之間的潤濕力。使用下列方程F＝2γpcosθ或θ＝cos-1(F/2γp)其中F為潤濕力，γ為探測液體的表面張力，p為樣品在彎液面的周長，θ為接觸角。前進接觸角通過樣品浸入包裝溶液的潤濕實驗部分獲得。每個樣品進行四次，結(jié)果取平均來獲得該透鏡的前進接觸角。
Dk如下測量。將透鏡置于由4mm直徑的金陰極和銀環(huán)陽極組成的極譜法氧傳感器上，隨后在上面覆蓋網(wǎng)孔支架(mesh support)。透鏡暴露于潮濕的2.1％O2的大氣中。利用傳感器測定擴散通過透鏡的氧。層疊多個透鏡增加厚度，或使用更厚的透鏡。測量厚度值顯著不同的4個樣品的L/Dk并對厚度繪圖。回歸斜率的倒數(shù)為樣品的Dk。用這種方法在市售接觸透鏡上測量而獲得參考值。得自Bausch &Lomb的Balafilcon A透鏡測量為約79barrer。Etafilcon透鏡測量為20到25barrer(1barrer＝10-10(cm3氣體×cm2)/(cm3聚合物×秒×cmHg))。
以下實施例進一步描述了本發(fā)明，但沒有限制本發(fā)明。它們僅意味著提出實踐本發(fā)明的方法。接觸透鏡領(lǐng)域的技術(shù)人員和其他專家可找到其他的實踐本發(fā)明的方法。然而，那些方法被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
實施例中所采用的一些材料標(biāo)識如下DMAN，N-二甲基丙烯酰胺HEMA甲基丙烯酸2-羥乙酯mPDMS重均分子量(Mn)為800-1000的單甲基丙烯酰氧基丙基封端單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷Norbloc2-(2’-羥基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑PVP聚N-乙烯基吡咯烷酮(K值90)SiGMA醋酸酯醋酸2-羥基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二甲硅氧烷基]丙氧基]丙酯SiGMA二醇2，3-二羥基丙氧基丙基-雙(三甲基甲硅烷氧基)-甲基硅烷IPA異丙醇D3O3，7-二甲基-3-辛醇
3M3P3-甲基-3-戊醇2M2P2-甲基-2-戊醇TEGDMA四甘醇二甲基丙烯酸酯TRIS3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷CGI 819雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基氧化膦CGI 1850l-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1∶1(重量)共混物。
實施例1采用以下步驟篩選下述表1所列化合物與mPDMS、DMA和PVP(K90)的相容性在室溫下將mPDMS滴入預(yù)先稱重的快速攪拌的含1.67g DMA、0.33g PVP和2.0g待測稀釋劑的溶液的管瓶中，直到所得混合物變模糊且在攪拌幾分鐘后沒有變透明。確定所加入的mPDMS的質(zhì)量并報告于表2中。
稀釋劑購自以下來源Aldrich Chemicals1-癸醇、1-十二烷醇、1-辛醇、1-戊醇、1-己醇、癸酸、2-己醇、2-辛醇、2-戊醇、1-丁醇、叔戊醇、異丙醇、2-(二異丙氨基)乙醇、四氫呋喃、丙酮、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、戊酸、二丙二醇甲醚乙酸酯、N，N-二甲基丙酰胺、乙腈、2-甲基-2，4-戊二醇、N-叔丁基甲酰胺、(S)-乳酸乙酯、N-乙基乙酰胺、胂酸(solketal)、N-甲基丙酰胺、二甲基亞砜、十二烷、乙酸異丙酯、N-乙基-2-甲代烯丙基胺和三乙胺。
Fluka3-甲基-3-戊醇、乙醇、氯仿和甲苯。
Millennium ChemicalsD3O。
Fisher Scientific甲醇和乙酸。
Acros1-乙氧基-2-丙醇。
Gelest3-氨丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、四乙氧基硅烷、mPDMS 1000、八甲基環(huán)四硅氧烷和DMS-C15。
JarchemDMA。PVP K90購自ISP。
N-辛基乙酰胺是通過在室溫下在Na2CO3的存在下在甲醇中將乙酸酐與1-辛胺反應(yīng)而制得并用FTIR表征。
SiGMA醋酸酯是在醋酸鋰的催化下將(3-縮水甘油氧基丙基)雙(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷與醋酸反應(yīng)制備，并用GC/MS表征。SiGMA二醇是通過鉑催化的2，3-二羥丙基烯丙基醚與1，1，1，3，5，5，5-六甲基三硅氧烷的硅氫化制備，并用GC/MS、FTIR和NMR表征。已知的試驗稀釋劑的最小純度見表1。
表2
*0.00g表示該共混物在添加任何mPDMA之前不均勻。
能夠與約0.6或更多克的mPDMS在上述混合物中形成透明共混物的稀釋劑顯示出所需的與被測組分的初步相容性。
實施例2-23實施例1的一些稀釋劑用于由表3所示的單體混合物制備接觸透鏡。
表3
HEMA購自Rohm。CGI-819和CGI 1850購自CIBA SpecialtyChemicals。TEGDMA購自Esstech，Norbloc購自Janssen。
各組分在室溫下混合過夜。
將單體混合物(75微升/孔)分配到氮氣手套箱中的由得自TiconaPolymers的乙烯和降冰片烯的共聚物Topas制造的前曲面中。將聚丙烯后曲面配合到前曲面合上模具。通過在45℃下在N2中用PhilipsTL 20W/03T熒光燈照射約30分鐘固化透鏡。打開模具并將透鏡取出，放入70/30(體積/體積)的IPA/H2O中，隨后用新鮮的該溶液洗滌兩次，隨后置于去離子水中并觀察透明度。結(jié)果見表4。
表4
*透鏡畸形測定實施例5、6和14的透鏡的機械性能并見表5。結(jié)果顯示，在己醇的三種同分異構(gòu)體中，用仲醇制得的透鏡的模量相對那些用伯醇或叔醇制得的透鏡的模量而言減少。盡管不希望束縛于理論，可以相信的是從仲醇稀釋劑奪取氫原子可通過減少所得透鏡的模量以及透明度(見表4)的方式來影響固化。
表5
實施例24用下表6所示各組分制造透鏡。在室溫下將各組分混合過夜得到透明共混物。將反應(yīng)混合物裝入氮氣箱中的透鏡模具中，所述透鏡模具包含由得自Ticona Polymers的乙烯與降冰片烯的共聚物Topas制造的前曲面和聚丙烯后曲面。在60℃下在N2中用Philips TL20W/03T熒光燈按1.3mW/cm2將透鏡固化約30分鐘。打開模具，將透鏡取出，放入IPA中，并在室溫下取出，放入IPA中浸約1小時以除去殘余的稀釋劑和單體，接著浸入約50∶50的IPA和水的溶液中，隨后置于去離子水中并觀察透明度。透鏡光學(xué)透明、柔軟并可潤濕。透鏡性質(zhì)見下表8。
表6
實施例25用下表7所示各組分制造透鏡。將各組分在室溫下混合過夜得到透明共混物。
表7
將反應(yīng)混合物裝入氮氣箱中的透鏡模具中，所述透鏡模具包含由得自Ticona Polymers的乙烯和降冰片烯的共聚物Topas制造的前曲面和聚丙烯后曲面。在所述溫度下在N2中用Philips TL 20W/03T熒光燈按1.3mW/cm2照射將透鏡固化約15分鐘。打開模具，將透鏡取出，放入70/30(體積/體積)的IPA/水的混合物中，用新鮮的70/30 IPA/水更換兩次，并隨后置于去離子水中。結(jié)果見表8。
表8
實施例26-27按照美國專利5,760,100的實施例B-5的方法來制備氟代醚-硅氧烷-甲基丙烯酸酯大分子單體。表9所示共混物通過將所列組分在室溫下混合過夜而制得。在氮氣氣氛下通過用75微升單體混合物填充TOPAS模具前曲面，用聚丙烯后曲面合上該模具并在室溫下用Philips TL 20W/09N熒光燈照射30分鐘固化來制造透鏡。脫模，并將透鏡浸入70/30(體積/體積)的IPA和水的溶液中。將透鏡在該溶液中通過兩次更換新鮮溶液而浸析，每個循環(huán)至少浸析30分鐘，隨后置于硼酸鹽緩沖的鹽水溶液中。測定各透鏡的前進DCA(動態(tài)接觸角)，結(jié)果見下表9。
重復(fù)實施例26，所不同的是加入PVP和HEMA，且減少TRIS和DMA的量來使用另外的組分。各組分的量見下表9。各透鏡根據(jù)實施例26制備，確定前進DCA，結(jié)果見下表9。
表9
因此，通過適當(dāng)選擇稀釋劑，包含聚硅氧烷單體的水凝膠可形成可潤濕眼用裝置而無需任何表面處理過程。
權(quán)利要求
1.一種組合物，所述組合物包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種親水組分、高分子量親水聚合物和α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑，其中所述組合物在選定反應(yīng)溫度下形成透明的共混物，其中所述反應(yīng)溫度高達(dá)約75℃。
2.權(quán)利要求1的組合物，所述組合物還包含含聚硅氧烷相容組分，所述相容組分的量不足以在不含所述稀釋劑的情況下增容所述共混物。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述反應(yīng)溫度為約40℃。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中所述α值為約0.1到約0.9。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述親水組分和所述含聚硅氧烷組分為可聚合的且所述組合物在所述反應(yīng)溫度下聚合時形成透明制品。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中所述稀釋劑選自具有至少3個碳原子的醇。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中所述稀釋劑選自具有至少4個碳原子的醇。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中所述稀釋劑選自具有至少6個碳原子的醇。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中所述δp小于約6。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中所述含聚硅氧烷相容組分的量為0到約5％重量。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中所述稀釋劑選自1-乙氧基-2-丙醇、二異丙氨基乙醇、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醋酸酯、1-叔丁氧基-2-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-(二異丙氨基)乙醇及其混合物。
12.權(quán)利要求1的組合物，其中所述稀釋劑選自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、十二烷酸及其混合物。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中所述稀釋劑選自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-1-十二烷醇及其混合物。
14.權(quán)利要求1的組合物，其中所述高分子量親水聚合物的分子量大于約150,000道爾頓。
15.權(quán)利要求1的組合物，其中所述高分子量親水聚合物的分子量為約150,000到約2,000,000道爾頓。
16.權(quán)利要求1的組合物，其中所述高分子量親水聚合物的分子量為約500,000到約1,500,000道爾頓。
17.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物包含約1到約15％重量的高分子量親水聚合物。
18.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物包含約3到約12％重量的高分子量親水聚合物。
19.權(quán)利要求1的組合物，其中所述高分子量親水聚合物的主鏈選自環(huán)狀酰胺和環(huán)狀酰亞胺。
20.權(quán)利要求1的組合物，其中所述高分子量親水聚合物選自聚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、聚氧乙烯、聚2-乙基噁唑啉、肝素多糖、多糖及其混合物和共聚物，包括嵌段或無規(guī)、分支、多鏈、梳形或星形。
21.權(quán)利要求1的組合物，其中所述高分子量親水聚合物包含聚N-乙烯基吡咯烷酮。
22.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物的HBD摩爾數(shù)與HBA摩爾數(shù)之比(HMWHP)大于等于約0.8。
23.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物的存在的HBD摩爾數(shù)與優(yōu)選的HBD摩爾數(shù)之比大于等于約0.6。
24.權(quán)利要求1的組合物，其中所述組合物的HTS比率大于約0.14。
25.一種組合物，所述組合物包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種含羥基組分、高分子量親水聚合物和α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑，其中所述組合物在選定反應(yīng)溫度下形成透明的共混物，其中所述反應(yīng)溫度高達(dá)約75℃。
26.權(quán)利要求25的組合物，所述組合物還包含含聚硅氧烷相容組分，所述相容組分的量不足以在不含所述稀釋劑的情況下增容所述共混物。
27.權(quán)利要求25的組合物，其中所述含羥基組分包含至少一個可聚合雙鍵和至少一個親水官能團。
28.權(quán)利要求27的組合物，其中所述可聚合雙鍵選自丙烯酸類、甲基丙烯酸類、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、碳酸乙烯酯、氨基甲酸乙烯酯、烯丙型、O-乙烯基乙?；蚇-乙烯基內(nèi)酰胺和N-乙烯基酰氨基雙鍵。
29.權(quán)利要求27的組合物，其中所述含羥基單體選自甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、N-(2-羥乙基)甲基丙烯酰胺、N-(2-羥乙基)丙烯酰胺、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、甲基丙烯酸羥辛酯及其混合物。
30.權(quán)利要求27的組合物，其中所述含羥基單體包括甲基丙烯酸2-羥乙酯。
31.權(quán)利要求27的組合物，其中所述含聚硅氧烷組分包括氟代醚-硅氧烷-甲基丙烯酸酯大分子單體。
32.權(quán)利要求27或31的組合物，其中所述含羥基單體包括甲基丙烯酸2-羥乙酯，所述高分子量親水聚合物包括聚N-乙烯基吡咯烷酮。
33.權(quán)利要求27的組合物，其中所述含聚硅氧烷組分包括單甲基丙烯酰氧基丙基封端單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷。
34.權(quán)利要求33的組合物，其中所述含羥基單體包括甲基丙烯酸2-羥乙酯，所述高分子量親水聚合物包括聚N-乙烯基吡咯烷酮。
35.一種組合物，所述組合物包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種親水組分、高分子量親水聚合物和稀釋劑，所述組合物能夠在大約環(huán)境溫度下且以所述稀釋劑所述親水組分所述高分子量親水聚合物所述含聚硅氧烷組分的重量比為約2∶約1.6∶約0.3∶至少約1的條件下形成透明的共混物。
36.權(quán)利要求32的組合物，其中所述親水組分包括N，N-二甲基丙烯酰胺，所述含聚硅氧烷組分包含單甲基丙烯酰氧基丙基封端單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷，所述高分子量親水聚合物包括聚N-乙烯基吡咯烷酮。
37.一種包含已固化混合物的眼用裝置，其中所述固化前的混合物包含至少一種含聚硅氧烷組分、至少一種親水組分、至少一種高分子量親水聚合物和至少一種α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑。
38.一種包含已固化混合物的眼用裝置，其中所述固化前的混合物包含至少一種含聚硅氧烷組分，至少一種含羥基組分，至少一種高分子量親水聚合物和至少一種α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑。
39.一種制造透明且可潤濕眼用裝置的方法，所述方法包括混合至少一種含聚硅氧烷組分，至少一種親水組分，至少一種高分子量親水聚合物和至少一種α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑，將所述混合物置于模具中，固化所述混合物，從所述模具中取出所述混合物，并從所述混合物中除去基本上全部的所述稀釋劑。
40.一種制造透明且可潤濕眼用裝置的方法，所述方法包括混合至少一種含聚硅氧烷組分，至少一種含羥基組分，至少一種高分子量親水聚合物和至少一種α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)δp小于約10的稀釋劑，將所述混合物置于模具中，固化所述混合物，并從所述模具中取出所述混合物。
41.一種組合物，所述組合物包含單甲基丙烯酰氧基丙基封端單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、K值為90的聚N-乙烯基吡咯烷酮、雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基氧化膦和3，7-二甲基-3-辛醇。
42.一種組合物，所述組合物包含單甲基丙烯酰氧基丙基封端單正丁基封端的聚二甲基硅氧烷、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、2-(2’-羥基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、K值為90的聚N-乙烯基吡咯烷酮、雙(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦和叔戊醇。
全文摘要
本發(fā)明為一種組合物，該組合物可用于形成透明制品例如接觸透鏡，該組合物包含含聚硅氧烷組分、親水組分、高分子量親水聚合物和α值為約0.05到約1且Hansen溶解度參數(shù)小于約10的稀釋劑。
文檔編號G02C7/04GK1780883SQ200480011821
公開日2006年5月31日 申請日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者D·G·范德拉安, J·R·佩蒂切, A·阿扎姆, K·P·麥卡布, O·拉托爾 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司