用于生产水溶性可热交联的聚合物材料的方法技术

技术编号:20984462 阅读:21 留言:0更新日期:2019-04-29 19:39
本发明专利技术涉及一种用于生产水溶性可热交联的亲水性聚合物材料的有成本效益的方法。所得材料可以在制备用于包装并高压灭菌医疗器件尤其是接触镜片的包装溶液中得到具体应用。那些包装溶液尤其适合于根据包装内交联(IPC)方法在接触镜片或医疗器件上形成相对厚且柔软的水凝胶涂层。所得非硅酮水凝胶涂层可具有优越的润滑性(摩擦等级为0),具有最小化的或没有表面裂化。

A Method for Producing Water-Soluble Thermally Crosslinkable Polymer Materials

The present invention relates to a cost-effective method for producing water-soluble and heat-crosslinkable hydrophilic polymer materials. The obtained material can be used in the preparation of packaging solution for packaging and high-pressure sterilization medical devices, especially contact lenses. Those packaging solutions are particularly suitable for the formation of relatively thick and soft hydrogel coatings on contact lenses or medical devices based on in-package cross-linking (IPC) methods. \u6240\u5f97\u975e\u7845\u916e\u6c34\u51dd\u80f6\u6d82\u5c42\u53ef\u5177\u6709\u4f18\u8d8a\u7684\u6da6\u6ed1\u6027(\u6469\u64e6\u7b49\u7ea7\u4e3a0)\uff0c\u5177\u6709\u6700\u5c0f\u5316\u7684\u6216\u6ca1\u6709\u8868\u9762\u88c2\u5316\u3002

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产水溶性可热交联的聚合物材料的方法本专利技术总体上涉及一种用于生产水溶性可热交联的聚合物材料的方法。
技术介绍
一类新的软性接触镜片(水梯度型硅酮水凝胶接触镜片)已经开发并成功引入市场中。此类新的硅酮水凝胶接触镜片的特征在于具有水梯度型结构构造,从芯到表面的水含量具有从33%至超过80%的增加。此种独特设计递送了高度润滑的且极其柔软的镜片表面。此类软性接触镜片可以根据有成本效益的途径来生产,所述途径描述于美国专利号8,529,057(通过引用以其全文结合在此)并且涉及使水溶性高度支化的亲水性聚合物材料交联并共价地附接到镜片表面上以形成表面凝胶的步骤。根据US8,529,057,水溶性高度支化的亲水性聚合物材料通过以下方式制备:使聚酰胺胺-表氯醇(PAE)与润湿剂在PAE与所述润湿剂的不同浓度比下并在反应温度下部分反应给定的反应时间,以实现所述表面凝胶的所希望的润滑性同时最小化或消除表面缺陷(例如,表面裂化等)。然而,US8,529,057中描述的方法可能不是有效的,因为它要求相对长的反应时间(即,在较高的生产成本下)和/或相对较大量的润湿剂。相对长的反应时间和过量的润湿剂(尤其是相对昂贵的润湿剂)可增加生产成本。因此,仍需要开发用于生产对于生产水梯度型接触镜片有用的水溶性高度支化的亲水性聚合物材料的有成本效益的方法。
技术实现思路
在一个方面,本专利技术提供了一种用于生产水溶性可热交联的聚合物材料的方法,本专利技术的方法包括以下步骤:(1)获得反应性混合物,所述反应性混合物是包含以下各项的水溶液:(a)具有氮杂环丁烷鎓基团的含氮杂环丁烷鎓的聚合物,(b)具有至少一种选自由伯氨基、仲氨基、羧基、硫醇基团、及其组合组成的组的反应性官能团的亲水性增强剂(即,润湿剂),以及(c)一种或多种非聚合物离子化合物,前提是所述水溶液具有至少8.0的pH和/或所述非聚合物离子化合物按以下总量存在于所述水溶液中:(i)如果所述亲水性增强剂在所述水溶液的pH下是非离子的或带正电的,0mM至约135mM(毫摩尔),或(ii)如果所述亲水性增强剂在所述水溶液的pH下是带负电的,从约20mM至约135mM;以及(2)将所述反应性混合物加热至达到从约40℃至约85℃的反应温度并在所述反应温度下维持所述反应性混合物的温度持续一段时间以获得所述水溶性可热交联的聚合物材料,其中所述亲水性增强剂通过一个或多个各自在一个氮杂环丁烷鎓基团与一个反应性官能团之间形成的共价键而共价地附接到所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物上,其中所述水溶性可热交联的聚合物材料包含氮杂环丁烷鎓基团。本专利技术的此方面和其他方面从目前优选的实施例的以下说明中将变得清楚。详细说明仅是对本专利技术的说明并且不限制本专利技术的范围,本专利技术的范围由所附权利要求书及其等效物限定。如对于本领域技术人员应是显而易见的,在不背离本披露的新颖概念的精神和范围的情况下,可以做出本专利技术的许多变化和修改。具体实施方式除非另外定义,否则在此使用的所有技术和科学术语具有与由本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。总体上,在此使用的命名法和实验室程序是本领域众所周知的且常用的。常规方法用于这些程序,如本领域和各种一般参考文献中提供的那些。当以单数提供术语时,诸位专利技术人也考虑了所述术语的复数。在此使用的命名法和以下描述的实验室程序是本领域中众所周知的且常用的那些。“接触镜片”是指可放置在佩带者眼睛上或内部的结构。接触镜片可以矫正、改进或改变使用者的视力,但不是必须如此。接触镜片可以具有本领域中已知的或后来开发的任何适当材料,并且可以是软性镜片、硬性镜片或混合镜片。“硅酮水凝胶接触镜片”是指包含硅酮水凝胶本体(芯)材料的接触镜片。本领域技术人员非常好地了解如何制造接触镜片(非硅酮水凝胶接触镜片或硅酮水凝胶接触镜片)。例如,接触镜片可以按如例如在美国专利号3,408,429中描述的常规的“旋转铸造模制”生产,或通过如在美国专利号4,347,198;5,508,317;5,583,463;5,789,464;以及5,849,810中描述的全铸造模制方法以静态形式生产,或通过如在制造定制的接触镜片中使用的钮扣的车床式切割生产。“软性接触镜片”是指具有小于2.5MPa的弹性模量(即,杨氏模量)的接触镜片。“水凝胶”或“水凝胶材料”是指这样的交联聚合物材料,其具有三维聚合物网络(即聚合物基体),不溶于水,但是当其完全水合时可以在其聚合物基体中保持按重量计至少10%的水。“硅酮水凝胶”是指通过可聚合组合物的共聚获得的含硅酮的水凝胶,所述组合物包含至少一种含硅酮的单体或至少一种含硅酮的大分子单体或至少一种可交联的含硅酮的预聚物。如在本申请中使用的,术语“非硅酮水凝胶”是指理论上不含硅的水凝胶。如在此使用的,“亲水性”描述了与脂质相比将更容易与水缔合的材料或其部分。如在此使用的,“表面亲水性”描述了代表表面与水相互作用的程度的表面特性,如通过水破裂时间(WBUT)所测量的。WBUT的值越高,表面亲水性越高。根据本专利技术,接触镜片(或医疗器件)的“表面润滑性”是通过摩擦等级来测量的,所述摩擦等级是从0至4的数字。摩擦等级的值越高,表面润滑性越低。“乙烯基单体”是指具有一个唯一的烯键式不饱和基团、可溶于溶剂中并可光化聚合或热聚合的化合物。关于化合物或材料在溶剂中的术语“可溶”意指化合物或材料在室温(即,约22℃至约28℃的温度)下可溶于溶剂中以得到具有按重量计至少约0.05%的浓度的溶液。关于化合物或材料在水中的术语“水溶性的”意指化合物或材料在室温下可溶于水中以得到具有按重量计至少约0.05%的浓度的溶液关于化合物或材料在溶剂中的术语“不溶”意指化合物或材料在室温(如上文所定义)下可溶于溶剂中以得到具有按重量计小于0.005%的浓度的溶液。如本申请使用的,术语“烯键式不饱和基团”在本文中以广义使用,并且旨在涵盖含有至少一个>C=C<基团的任何基团。示例性烯键式不饱和基团包括但不限于(甲基)丙烯酰基烯丙基、乙烯基、苯乙烯基或其他含C=C的基团。术语“(甲基)丙烯酰胺”是指甲基丙烯酰胺和/或丙烯酰胺。术语“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。如在此使用的,“亲水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生水溶性的或可吸收按重量计至少10%的水的聚合物的乙烯基单体。如在此使用的,“疏水性乙烯基单体”是指作为均聚物典型地产生不溶于水并可吸收按重量计少于10%的水的聚合物的乙烯基单体。“大分子单体”或“预聚物”是指含有烯键式不饱和基团并且具有大于700道尔顿的平均分子量的化合物或聚合物。如本申请使用的,术语“乙烯基交联剂”是指具有至少两个烯键式不饱和基团的化合物。“乙烯基交联剂”是指具有700道尔顿或更小的分子量的乙烯基交联剂。如本申请使用的,术语“聚合物”意指通过将一种或多种单体或大分子单体或预聚物或其组合聚合/交联形成的材料。如在本申请中使用的,聚合物材料(包括单体材料或大分子单体材料)的术语“分子量”是指数均分子量,除非另外确切地指出或除非测试条件另外指明。术语“烷基”是指通过从直链或支链烷烃化合物中去除氢原子获得的单价基团。烷基(基团)与有机化合物中的一个其他基团形成一个键。术语“亚烷基二价基团”或“亚烷基二基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产水溶性可热交联的聚合物材料的方法,所述方法包括以下步骤:(1)获得反应性混合物,所述反应性混合物是包含以下各项的水溶液:(a)具有氮杂环丁烷鎓基团的含氮杂环丁烷鎓的聚合物,(b)具有至少一种选自由伯氨基、仲氨基、羧基、硫醇基团、及其组合组成的组的反应性官能团的亲水性增强剂(即,润湿剂),以及(c)一种或多种非聚合物离子化合物,前提是所述水溶液具有至少8.0(优选至少8.5、更优选至少9.0、甚至更优选至少9.5)的pH和/或所述非聚合物离子化合物按以下总量存在于所述水溶液中:(i)如果所述亲水性增强剂在所述水溶液的pH下是非离子的或带正电的,0mM至约135mM(优选约0.5mM至约130mM、更优选从约1mM至约120mM),或(ii)如果所述亲水性增强剂在所述水溶液的pH下是带负电的,从约20毫摩尔(mM)至约135mM(优选约25mM至约130mM、更优选从约30mM至约120mM);以及(2)将所述反应性混合物加热至达到从约40℃至约85℃的反应温度并在所述反应温度下维持所述反应性混合物的温度持续足够的时间段以获得所述水溶性可热交联的聚合物材料,其中所述亲水性增强剂通过一个或多个各自在一个氮杂环丁烷鎓基团与一个反应性官能团之间形成的共价键而共价地附接到所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物上,其中所述水溶性可热交联的聚合物材料包含氮杂环丁烷鎓基团。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.20 US 62/396,8431.一种用于生产水溶性可热交联的聚合物材料的方法,所述方法包括以下步骤:(1)获得反应性混合物,所述反应性混合物是包含以下各项的水溶液:(a)具有氮杂环丁烷鎓基团的含氮杂环丁烷鎓的聚合物,(b)具有至少一种选自由伯氨基、仲氨基、羧基、硫醇基团、及其组合组成的组的反应性官能团的亲水性增强剂(即,润湿剂),以及(c)一种或多种非聚合物离子化合物,前提是所述水溶液具有至少8.0(优选至少8.5、更优选至少9.0、甚至更优选至少9.5)的pH和/或所述非聚合物离子化合物按以下总量存在于所述水溶液中:(i)如果所述亲水性增强剂在所述水溶液的pH下是非离子的或带正电的,0mM至约135mM(优选约0.5mM至约130mM、更优选从约1mM至约120mM),或(ii)如果所述亲水性增强剂在所述水溶液的pH下是带负电的,从约20毫摩尔(mM)至约135mM(优选约25mM至约130mM、更优选从约30mM至约120mM);以及(2)将所述反应性混合物加热至达到从约40℃至约85℃的反应温度并在所述反应温度下维持所述反应性混合物的温度持续足够的时间段以获得所述水溶性可热交联的聚合物材料,其中所述亲水性增强剂通过一个或多个各自在一个氮杂环丁烷鎓基团与一个反应性官能团之间形成的共价键而共价地附接到所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物上,其中所述水溶性可热交联的聚合物材料包含氮杂环丁烷鎓基团。2.如权利要求1所述的方法,其中,所述反应性混合物包含按重量计从0.01%至约10%(优选按重量计从0.05%至约5%、更优选按重量计从0.08%至约1%、甚至更优选按重量计从0.1%至约0.4%)的所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物以及按重量计从约0.01%至约10%(优选按重量计从0.02%至约5%、更优选按重量计从0.05%至约2%、甚至更优选按重量计从0.08%至约1.0%)的所述具有至少一种反应性官能团的亲水性增强剂,前提是所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物与所述亲水性增强剂在所述反应性混合物中的浓度比是从约1000:1至1:1000(优选从约500:1至约1:500、更优选从约250:1至约1:250、甚至更优选从约100:1至约1:100)。3.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物是表氯醇官能化的聚胺。4.如权利要求3所述的方法,其中,所述表氯醇官能化的聚胺是聚酰胺胺-表氯醇。5.如权利要求3所述的方法,其中,所述表氯醇官能化的聚胺是聚(2-噁唑啉-共-乙烯亚胺)-表氯醇。6.如权利要求1或2所述的方法,其中,所述含氮杂环丁烷鎓的聚合物是含氮杂环丁烷鎓的乙烯基单体的均聚物或共聚物。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法,其中,所述亲水性增强剂是:具有一个唯一的伯或仲氨基、羧基或硫醇基团的聚乙二醇;具有两个末端伯或仲氨基、羧基和/或硫醇基团的聚乙二醇;具有一个或多个伯或仲氨基、羧基和/或硫醇基团的多臂聚乙二醇;具有一个或多个伯或仲氨基、羧基和/或硫醇基团的聚乙二醇树状聚合物。8.如权利要求1至6中任一项所述的方法,其中,所述亲水性增强剂是共聚物,所述共聚物是组合物的聚合产物,所述组合物包含(1)按重量计约60%或更少(优选按重量计约50%或更少、更优选按重量计从约0.1%至约30%、甚至更优选按重量计从约0.5%至约20%、最优选按重量计从约1%至约15%)的一种或多种反应性乙烯基单体以及(2)一种或多种非反应性亲水性乙烯基单体。9.如权利要求8所述的方法,其中,所述一种或多种反应性乙烯基...

【专利技术属性】
技术研发人员:CY·常邱永兴K·K·塔卢A·德莱弗斯科特
申请(专利权)人:诺华股份有限公司
类型:发明
国别省市:瑞士,CH

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