具有内润湿剂的水凝胶制造技术

本发明专利技术提供了通过将高分子量亲水性聚合物引入到硅氧烷水凝胶单体混合物中制备的可湿性硅氧烷水凝胶。亲水性聚合物被包埋在水凝胶中，其中在它与水凝胶基体之间存在很少或没有共价键键合。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及疏水性聚合物。更具体地，本专利技术涉及当用内润湿剂制备时，适合用于生物医学设备如眼科透镜的疏水性聚合物。材料用于生物医学设备的适应性取决于许多因素，通常包括材料的润湿性能和它与生物材料如蛋白和脂肪粘附或反应的倾向性。在眼科应用如接触透镜(隐形眼镜)和眼内植入物中，氧渗透性也是重要的考虑因素。高氧渗透性一般是所希望的，良好的可湿性和抗与生物材料粘附或反应的性能也是所希望的。硅氧烷水凝胶对于制备生物医学设备如接触透镜能够是特别理想的材料，因为它们一般具有高氧渗透性。然而，它们的疏水本性使得由它们制备的设备难以润湿。解决该问题的一种方法是用更亲水的涂料涂布水凝胶。这样额外增加了生产它们的复杂性。另外，涂料选择是困难的，影响生理学性能的适当涂层厚度、涂层均匀性和其它因素的确定也是困难的。US专利5,219,965和它的后继专利提出了通过在用于制备聚合物体如接触透镜的单体混合物中引入具有疏水部分、亲水部分、链转移剂和不饱和端基的大分子单体来改性该物体的表面性能的方法。大分子单体能够包括分子量为500-10,000的聚-N-乙烯基吡咯烷酮，其中1,000-5,000的分子量是最优选的。大分子单体被聚合成水凝胶并且改进了聚合物的可湿性。然而这种改进一般没有达到能够由水凝胶制备透镜而不需使用亲水涂料的这种程度。无论如何，在不需要透镜涂料的情况下增强生物医学设备如接触透镜的可湿性将被认为是本领域中的重大进步。US专利4,045,547和4,042,552提出了将大量(14.25-35wt％)的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)聚合到聚(甲基丙烯酸羟乙酯)(HEMA)型接触透镜配方上的方法。聚合在不考虑水的存在的情况下进行。PVP的分子量没有提及。US专利4,833,196；4,791,175和4,678,838涉及将聚-N-乙烯基内酰胺引入到用于制备接触透镜的聚合物中的方法。聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)是优选的聚内酰胺。低分子量(～40,000道尔顿)PVP通过首先与臭氧反应使PVP氢过氧化和然后让PVP与其它单体聚合来以共价键键合于用于形成透镜的单体上。US专利5,198,477在主要由含乙烯基的单体制备的大环形成的互穿聚合物网络内使用低分子量(～25,000道尔顿)PVP。该PVP似乎被交联成互穿网络。在本专利技术的一个方面中，高分子量亲水性聚合物被包埋在硅氧烷水凝胶基体中。在本专利技术的另一个方面中，高分子量亲水性聚合物是聚乙烯基吡咯烷酮。在本专利技术的再一个方面中，高分子量亲水性聚合物具有100,000-500,000道尔顿的分子量(Mw)；优选分子量是至少约300,000道尔顿。在本专利技术的还一个方面中，从本专利技术的硅氧烷水凝胶制备眼科透镜。专利技术详述这里使用的术语“单体”是指能够被聚合的低分子量化合物(即，一般具有低于700的数均分子量)，以及含有能够进一步聚合的官能团的中到高分子量化合物或聚合物，有时称之为大分子单体(即，一般具有高于700的数均分子量)。因此，应当理解术语“含硅氧烷的单体”和“亲水性单体”包括单体，大分子单体和预聚物。预聚物是部分聚合的单体或能够进一步聚合的单体。“含硅氧烷的单体”是指在单体、大分子单体或预聚物中含有至少两个重复单元的单体。优选，全部Si和所连接的O以含硅氧烷的单体的总分子量的20wt％以上，和更优选30wt％以上的量存在于含硅氧烷的单体中。优选的本专利技术的含硅氧烷的单体具有以下结构式 结构式I其中R51是H或CH3，q是1或2并且对于每个q、R52、R53和R54独立是乙基、甲基、苄基、苯基或包括1-100重复Si-O单元的单价硅氧烷链，p是1-10，r＝(3-q)，X是O或NR55，其中R55是H或具有1-4个碳原子的单价烷基，a是0或1，L是优选包括2-5个碳原子的二价连接基团，它还可以任选包括醚或羟基，例如聚乙二醇链。能够用于形成本专利技术的硅氧烷水凝胶的结构式I的含硅氧烷的单体的实例是甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷，(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷。优选的含硅氧烷的单体是单甲基丙烯酰氧基烷基终端的聚二甲基硅氧烷(“mPDMS”)，如在结构式II中表示的那些 结构式II其中b＝0-100，R57是任何可以包括杂原子的C1-10脂族或芳族基团；前提是R57在它键接于Si的部位没有被官能化。C3-8烷基是优选的，丁基，尤其仲丁基是最优选的。R56是烯属不饱和部分；优选是单个可聚合的乙烯基。更优选它是甲基丙烯酰基部分，但它还能够是丙烯酰基或苯乙烯部分或其它类似部分。优选其它含硅氧烷的单体与结构式I的含硅氧烷的单体结合以形成本专利技术的软接触透镜。在这一方面，甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)，在US4,711,943中描述的TRIS的酰胺类似物，和在US5,070,215中描述的乙烯基氨基甲酸酯或碳酸酯类似物也适合使用。事实上，任何已知用于制备硅氧烷水凝胶的含硅氧烷的单体都能够与结构式I的含硅氧烷的单体结合使用以形成本专利技术的软接触透镜。在1997年10月9日提出的US专利申请序列号08/948,128(这里引用供参考)公开了可用于该目的的许多含硅氧烷的单体。能够与结构式I的含硅氧烷的单体结合使用以形成本专利技术的硅氧烷水凝胶的其它单体的一些实例是在1998年3月2日提出、在这里引用作参考的标题为硅氧烷水凝胶聚合物的U.S.序列号09/033,348(Vanderlaan等人)中公开的含羟烷基胺官能化硅氧烷的单体。能够使用包括以下结构式的嵌段或无规单体的线性或支化羟烷基胺官能化单体 结构式III其中n是0-500，m是0-500，(n+m)＝10-500，更优选20-250；R2、R4、R5、R6和R7独立地是一价烷基，或芳基，它可以进一步被醇、酯、胺、酮、羧酸或醚基取代，优选是未取代的单价烷基或芳基；R1、R3和R8独立地是一价烷基或芳基，它可以进一步被醇、酯、胺、酮、羧酸或醚基取代，优选是未取代的一价烷基或芳基，或是以下含氮结构 结构式IV前提是R1、R3和R8中的至少一个符合结构式IV，其中R9是二价烷基如-(CH2)s-，其中s是1-10，优选3-6，最优选3；R10和R11独立地是H，可以进一步被醇、酯、胺、酮、羧酸或醚基取代的单价烷基或芳基，或具有以下结构式 结构式V其中R14是H，或一价可聚合的基团，包括丙烯酰基，甲基丙烯酰基，苯乙烯基，乙烯基，烯丙基或N-乙烯基内酰胺，优选H或甲基丙烯酰基；R16是H，能够进一步被醇、酯、胺、酮、羧酸或醚基取代的一价烷基或芳基，或包括丙烯酸根、甲基丙烯酸根、苯乙烯基、乙烯基、烯丙基或N-乙烯基内酰胺的可聚合的基团，优选被醇或甲基丙烯酸根取代的烷基；R12、R13和R15独立地是H，一价烷基或芳基，它们能够进一步被醇、酯、胺、酮、羧酸或醚基取代，或R12与R13，或R15与R13能够键接在一起形成环结构，前提是至少一些在单体上的结构式IV基团包括可聚合的基团。R12、R13和R15优选是H。在供选择实施方案中，本专利技术的硅氧烷水凝胶还可以包括亲水性单体。任选用于制备本专利技术的水凝胶聚合物的亲水性单体可以是在现有技术中公开用于制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
可湿性硅氧烷水凝胶，包括以下组分的反应产物： ａ）含硅氧烷的大分子单体， ｂ）含硅氧烷的反应混合物，和 ｃ）比硅氧烷反应混合物包含的硅氧烷更亲水的高分子量聚合物， 其中所述亲水性聚合物包埋在所述硅氧烷水凝胶中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DC图尔纳，AC麦登，DG范德拉安，RB斯蒂芬，RN罗维，JD福德，FF莫洛克，GA希尔，A阿利，KP麦克卡贝，
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：US[美国]