具有经由受控的反应动力学形成的结构的有机硅水凝胶制造技术

本发明专利技术涉及一种方法，所述方法包括以下步骤：使反应混合物反应以形成具有小于约80°的前进接触角的眼科装置，所述反应混合物包含至少一种含有机硅的组分、至少一种亲水组分和至少一种稀释剂；以及使眼科装置在升高的提取温度下与水性提取溶液接触，其中所述至少一种稀释剂的沸点比所述提取温度高至少约10°。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有经由受控的反应动力学形成的结构的有机硅水凝胶相关专利申请本专利申请要求2012年12月19日提交的名称为“SILICONEHYDROGELSHAVINGASTRUCTUREFORMEDVIACONTROLLEDREACTIONKINETICS”的美国专利申请13/720,218和2011年12月23日提交的名称为“SILICONEHYDROGELSHAVINGASTRUCTUREFORMEDVIACONTROLLEDREACTIONKINETICS”的美国临时专利申请61/579683的优先权，其内容以引用方式并入。
本专利技术涉及通过控制反应性混合物组分的反应动力学产生的性质具有优异平衡性的有机硅水凝胶。
技术介绍
由诸如聚(2-甲基丙烯酸羟乙酯)(HEMA)的非有机硅材料制成的软镜片与由有机硅水凝胶制成的软接触镜片相比提供了改善的透氧度。制备有机硅水凝胶接触镜片的最初努力不良的可润湿性、高模量、不良的清晰度、水解不稳定性或用于制备许多这些有机硅水凝胶的原材料高成本的阻碍。尽管对于这些缺点中每个缺点的各种解决方案已证明一定程度地成功，仍有对于可由廉价的可商购获得的单体制成的有机硅水凝胶的需要，并且其具有优异的可润湿性(无需表面改性)、低模量、良好的清晰度和期望的透氧度。已经公开了包含聚合物润湿剂，诸如聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP)和无环聚酰胺的有机硅水凝胶制剂。然而，这些聚合物相当大，并且需要使用专门的需定制的相容组分。相容组分的例子包括2-丙烯酸、2-甲基-2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)。形成可润湿性有机硅水凝胶镜片的替代方法是通常以单体混合物的约25-55％的量(按重量计)，将单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)掺入到单体混合物中，用于制备有机硅水凝胶聚合物。此类材料已被描述于美国专利4,136,250、4,153,641、4,260,725和6,867,245中。这些参考文献中所述的材料一般掺入多官能的有机硅单体或大分子单体，它们充当交联剂，并且因此增加最终聚合物的模量。US4,139,513公开了2-丙烯酸、2-甲基-2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)可被用于由包含NVP和HEMA的制剂形成镜片。SiGMA为所公开的有机硅的仅有的来源。然而，由于在这些单体中相对低的有机硅含量，难以实现最终聚合物中所需的透氧度水平。US2010/0048847公开了由一甲基丙烯酰氧基烷基聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯与约52％NVP、HEMA和TRIS的共混物，以及使用乙醇和乙酸乙酯的共混物作为稀释剂制成的有机硅水凝胶。所公开的聚合物为(不同程度)浑浊的，但在本专利申请中公开了可通过加入至少约1.5％的甲基丙烯酸(MAA)来降低雾度。然而，阴离子单体，诸如MAA的加入可致使在有机硅水凝胶中水不稳定性，如在“Theroleofionichydrophilicmonomersinsiliconehydrogelsforcontactlensapplication”Lai，Y.，Valint，P.和Friends，G.；第213ACS国际会议，SanFrancisco，1997年4月13-17日中所公开。由于该原因，仍形成澄清的、水解稳定的、可润湿(无需表面处理)的，通过组合一甲基丙烯酰氧基烷基聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯，诸如mPDMS和NVP而具有低模量的有机硅水凝胶。
技术实现思路
本专利技术提供了一种有机硅水凝胶，其由反应混合物形成，所述反应混合物包含以下组分、由以下组分组成或者基本上由以下组分组成：约30重量％至约75重量％的至少一种慢反应亲水单体，其具有慢反应亲水单体动力学半衰期；具有含有机硅的组分动力学半衰期的至少一种含有机硅的组分，其可任选地被至少一个含羟基的基团取代；至少一种光引发剂；和至少一种含羟基的组分，其选自羟基取代的至少一种含有机硅的组分，所述至少一种含有机硅的组分被至少一个含羟基的基团、至少一种羟烷基单体以及它们的混合物取代并且具有含有机硅的组分半衰期，其中当具有含有机硅的组分动力学半衰期的至少一种含有机硅的组分被至少一种含羟基的基团取代时，这可为一种与所述至少一种含羟基的组分相同的组分；并且其中，所述慢反应亲水组分半衰期与所述含有机硅的组分半衰期的比率为至少2。本专利技术还提供了一种有机硅水凝胶，其由反应混合物形成，所述反应混合物包含以下组分、由以下组分组成或者基本上由以下组分组成：约30重量％至约75重量％的至少一种慢反应亲水单体；至少一种含有机硅的组分；和至少一种光引发剂；其中至少一种所述含有机硅的组分、任选的另外的亲水组分或二者包括至少一种羟基基团，并且其中选择所述慢反应亲水组分和所述含有机硅的组分，使得在转化率为90％的情况下的转化率为至少约20。本专利技术还提供了通过光固化反应混合物形成本专利技术的有机硅水凝胶的方法，其中在约30分钟内或更短时间内完成所述光固化。本专利技术还提供了经由电子束辐射光固化反应混合物形成本专利技术的有机硅水凝胶的方法。附图说明图1是镜片组件的示意图。图2是用于动力学评价的双隔室固化箱的示意图。图3是图2中示出的固化箱的隔室2的示意图。图4是由实例1、3-13、17、19-23和比较例1、3、4和6-7中制造的接触镜片的转换摩尔比与前进接触角的曲线图。图5是由实例1、3-13、17、19-23和比较例1、3、4和6-7中制造的接触镜片的半衰期比率与前进接触角的曲线图。图6是接触镜片的半衰期比率与前进接触角的曲线图，其中半衰期比率的轴扩展以示出直至3的区域。图7是接触镜片的半衰期比率与Dk的曲线图，其中半衰期比率的轴扩展以示出直至4的区域。具体实施方式本专利技术涉及由含有至少一种亲水组分的反应混合物形成的有机硅水凝胶，所述亲水组分的动力学半衰期为至少最慢含有机硅的组分的动力学半衰期的长度的两倍。反应混合物的至少一种组分包含至少一种羟基基团。所得的有机硅水凝胶出人意外地易于处理，并且表现出性质(包括雾度、水含量和透氧度)的优异平衡性。如本文所用，“稀释剂”是指对反应性组分来说非反应性的溶剂。稀释剂不反应形成生物医学装置的部分。如本文所用，“生物医学装置”是被设计成在哺乳动物组织或体液之内或之上并且在人体组织或体液之内或之上使用的任何制品。这些装置的例子包括但不限于导管、植入物、支架和眼科装置(诸如，眼内镜片、泪点塞和接触镜片)。例如，生物医学装置是眼科装置，具体地是接触镜片，更具体地是由有机硅水凝胶制成的接触镜片。如本文所用，术语“眼科装置”是指驻留在眼睛之内或之上的产品。如本文所用，术语“镜片”和“眼科装置”是指驻留在眼睛之内或之上的装置。这些装置可以提供光学校正、伤口治疗、药物递送、诊断功能、美容增强作用或效果、减少炫光、阻挡紫外线或者这些特性的组合。眼科装置的非限制性例子包括镜片、泪点塞等。术语镜片(或接触镜片)包括但不限于软接触镜片、硬接触镜片、眼内镜片、叠层镜片、眼部插入物和光学插入物。如本文所用，“反应混合物”是指混合在一起并且反应形成本专利技术的有机硅水凝胶的反应性和非反应性组分(包括稀释剂)。反应性组分是反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由反应混合物形成的有机硅水凝胶，所述反应混合物包含：　　约30重量%至约75重量%的至少一种慢反应亲水单体，其具有慢反应亲水单体动力学半衰期；　　具有含有机硅的组分动力学半衰期的至少一种含有机硅的组分，其可任选地被至少一个含羟基的基团取代；　　至少一种光引发剂；和　　至少一种含羟基的组分，其选自被至少一个羟基基团取代的所述含有机硅的组分、至少一个羟烷基单体以及它们的混合物，其中所述慢反应亲水组分半衰期与所述含有机硅的组分半衰期的比率为至少2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.23 US 61/579683;2012.12.19 US 13/7202181.一种由反应混合物形成的有机硅水凝胶，所述反应混合物包含：30重量%至75重量%的至少一种慢反应亲水单体，其具有慢反应亲水单体动力学半衰期；具有含有机硅的组分动力学半衰期的至少一种含有机硅的组分，其可任选地被至少一个含羟基的基团取代；至少一种光引发剂；和至少一种含羟基的组分，其选自被至少一个羟基基团取代的所述含有机硅的组分、至少一个羟烷基单体以及它们的混合物，其中所述慢反应亲水组分半衰期与所述含有机硅的组分半衰期的比率为至少2。2.根据权利要求1所述的有机硅水凝胶，其由反应混合物形成，所述反应混合物包含37重量%至75重量%的具有慢反应亲水单体动力学半衰期的所述至少一种慢反应亲水单体。3.根据权利要求1所述的有机硅水凝胶，其由反应混合物形成，所述反应混合物包含37重量%至70重量%的具有慢反应亲水单体动力学半衰期的所述至少一种慢反应亲水单体。4.根据权利要求1所述的有机硅水凝胶，其由反应混合物形成，所述反应混合物包含39重量%至60重量%的具有慢反应亲水单体动力学半衰期的所述至少一种慢反应亲水单体。5.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅水凝胶，其中所述动力学半衰期比率为至少3。6.根据权利要求5所述的有机硅水凝胶，其中所述动力学半衰期比率为至少5。7.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，还具有至少80的Dk。8.根据权利要求7所述的有机硅水凝胶，还具有至少85的Dk。9.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，还具有小于70%的%雾度。10.根据权利要求9所述的有机硅水凝胶，还具有小于50%的%雾度。11.根据权利要求10所述的有机硅水凝胶，还具有小于10%的%雾度。12.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，还包含至少55%的水含量。13.根据权利要求12所述的有机硅水凝胶，还包含至少60%的水含量。14.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，还具有小于150psi的模量。15.根据权利要求14所述的有机硅水凝胶，还具有100psi或更小的模量。16.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述反应混合物还包含至少一种紫外线吸收化合物。17.根据权利要求16所述的有机硅水凝胶，其中所述至少一种紫外线吸收化合物是反应性的。18.根据权利要求16所述的有机硅水凝胶，其中所述至少一种紫外线吸收化合物选自苯并三唑。19.根据权利要求16所述的有机硅水凝胶，其中所述至少一种紫外线吸收化合物选自反应性2-(2’-羟基苯基)苯并三唑、2-羟基二苯甲酮、2-羟基苯基三嗪、草酰替苯胺、氰基丙烯酸酯、水杨酸酯和4-羟基苯甲酸酯。20.根据权利要求16所述的有机硅水凝胶，其中所述至少一种紫外线吸收化合物选自2-(2’-羟基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2,4-二羟基苯基)-2H-苯并三唑的5-乙烯基和5-异丙烯基衍生物以及2-(2,4-二羟基苯基)-2H-苯并三唑或2-(2,4-二羟基苯基)-1,3-2H-二苯并三唑的4-丙烯酸酯或4-甲基丙烯酸酯以及它们的混合物。21.根据权利要求16所述的有机硅水凝胶，包含介于0.5重量%和4重量%之间的至少一种紫外线吸收剂。22.根据权利要求21所述的有机硅水凝胶，包含介于1重量%和2重量%之间的紫外线吸收剂。23.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述反应混合物不含稀释剂。24.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述反应混合物不含TRIS。25.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述反应混合物不含含大分子单体或预聚物的有机硅。26.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体包含选自(甲基)丙烯酰胺、乙烯基、烯丙基以及它们的组合的反应性基团，并且所述含有机硅的组分包含选自(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、酰胺以及它们的混合物的反应性基团。27.根据权利要求26所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体包含选自乙烯基、烯丙基以及它们的组合的反应性基团，并且所述含有机硅的组分包含选自(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、酰胺以及它们的混合物的反应性基团。28.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体包含选自N-乙烯基酰胺、O-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基碳酸酯、N-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基醚、O-2-丙烯基的反应性基团，其中所述乙烯基或烯丙基基团还任选地被甲基基团取代。29.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体包含选自羟基、胺、醚、酰胺、铵基团、羧酸、氨基甲酸酯以及它们的组合的至少一种亲水基团。30.根据权利要求29所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体包含选自羟基、醚、酰胺、羧酸以及它们的组合的至少一种亲水基团。31.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体选自式I的N-乙烯基酰胺单体、式II-IV的乙烯基吡咯烷酮、式V的n-乙烯基哌啶酮：其中R为H或甲基；R1、R2、R3、R6、R7、R10和R11独立地选自H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、C(CH3)2；R4和R8独立地选自CH2、CHCH3和C(CH3)；R5选自H、甲基、乙基；并且R9选自CH=CH2、CCH3=CH2和CH=CHCH3。32.根据权利要求31所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体选自式II或式IV的乙烯基吡咯烷酮或式I的N-乙烯基酰胺单体，并且R1和R2中的碳原子总数为4或更少。33.根据权利要求31所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体选自式III或式IV的乙烯基吡咯烷酮，并且R6为甲基，R7为氢，R9为CH=CH2，R10和R11为H。34.根据权利要求31所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体选自乙二醇乙烯基醚（EGVE）、二(乙二醇)乙烯基醚（DEGVE）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、1-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-乙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-乙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-异丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-异丙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺（VMA）、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-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基异丙酰胺、烯丙醇、N-乙烯基己内酰胺、N-2-羟乙基乙烯基氨基甲酸酯、N-羧基-β-丙氨酸N-乙烯酯、N-羧乙烯基-β-丙氨酸(VINAL)、N-羧乙烯基-α-丙氨酸以及它们的混合物。35.根据权利要求34所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体选自NVP、VMA和1-甲基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮。36.根据权利要求35所述的有机硅水凝胶，其中所述慢反应亲水单体包括NVP。37.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，其中所述含有机硅的组分包含至少一个羟基基团。38.根据权利要求1或2所述的有机硅水凝胶，还包含至少一种羟烷基单体。39.根据权利要求38所述的有机硅水凝胶，其中所述羟烷基单体选自式VII的（甲基)丙烯酸羟烷基酯或(甲基)丙烯酰胺单体、或式VIII的苯乙烯基化合物其中R1为H或甲基，X为O或NR16，R16为H、C1-C4烷基，所述C1-C4烷基还任选地被至少一个OH取代，并且R17选自C2-C4一或二羟基取代的烷基和具有1-10个重复单元的聚(乙二醇)。40.根据权利要求39所述的有机硅水凝胶，其中R1为H或甲基，X为氧，并且R17选自C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿利，DG范德拉安，JD福德，SL乔斯林，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：美国;US