软接触透镜制造技术

一种含聚硅酮水凝胶的软接触透镜，上述聚硅酮水凝胶是通过固化含聚硅酮单体的反应混合物制成的。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过固化包括含聚硅酮单体的反应混合物所形成的以及用于形成软接触透镜的聚硅酮水凝胶。水凝胶是含水量处于平衡状态的水合交联聚合物系统。水凝胶通常具有透氧性和生物适应性，使得它们成为制造医用装置特别是接触透镜或眼内透镜的最佳材料。传统的水凝胶是用主要含亲水单体的单体混合物制备的，例如2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)或N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)。美国专利4,495,313、4,889,664和5,039,459公开了传统水凝胶的组成。这些传统的水凝胶材料的透氧性与材料的含水量有关，而且通常低于20-30barrers。对于由传统的水凝胶材料制成的接触透镜，这种水平的透氧性适合于短时间佩戴接触透镜，然而，这种水平的透氧性可能不足以在长时间佩戴接触透镜期间(例如30天不摘)保持角膜健康。因此，已经进行努力而且继续努力提高传统水凝胶的透氧性。一种公知的提高水凝胶的透氧性的方法是向水凝胶的组分中加含聚硅酮单体，从而制成聚硅酮水凝胶。含聚硅酮的聚合物的透氧性通常比传统的水凝胶高。已经通过聚合包括至少一种含聚硅酮单体和至少一种亲水性单体的混合物制备出聚硅酮水凝胶。或者含聚硅酮单体或者亲水性单体可能作为交联剂(交联剂是具有多个可聚合官能团的单体)或者可能使用单独的交联剂。聚硅酮水凝胶的组成已经在美国专利4,954,587、5,010,141、5,079,319、5,115,056、5,260,000、5,336,797、5,358,995、5,387,632、5,451,617和5,486,579及WO96/31792中公开。美国专利3,808,178公开了小的含聚硅酮单体与不同的亲水性单体的共聚物的形成。美国专利5,034,461描述了用聚硅酮-聚氨酯大分子单体与亲水性单体例如HEMA或N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)的不同组合制备的聚硅酮水凝胶。加入甲基丙烯酰基氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)降低了这种水凝胶的模量，但是在许多例子中模量还是高于期望值。美国专利5,358,995和5,387,632描述了用聚硅酮大分子单体、TRIS、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)与DMA的不同组合制备的水凝胶。用TRIS代替相当一部分聚硅酮大分子单体降低了水凝胶的模量。同一作者的两篇文章“The Role of BulkyPolysiloxanylalkyl Methacrylates in Polyuretyane-Polysiloxane Hydrogels”(发表在J.Appl.Poly.Sci.Vol.60,1193-1199(1996)和“The Role of Bulky PolysiloxanylalkylMethacrylates in Oxygen-Permeable Hydrogel Materials”(发表在J.Appl.Poly.Sci.Vol.56,317-324(1995)中也描述了实验结果，表明用含聚硅酮大分子单体和亲水性单体例如DMA的反应混合物制备水凝胶的模量随着加入TRIS而降低。使用甲基丙烯酰基氧丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷(MBM)制造硬接触透镜在WO9110155和JP61123609中进行了描述。当相当高水平的松散的含聚硅酮单体例如TRIS被加入到水凝胶中时，弹性或聚合物在受应力之后返回原来的形状的速度可能下降到接触透镜的佩戴者不能接受的程度，上述水凝胶是由含聚硅酮大分子单体和亲水性单体制成的。本领域还需要足够软的聚硅酮水凝胶，以便制造具有高的透氧性、适当的含水量和足够的弹性以及使佩戴者感到舒适的软接触透镜。本专利技术提供了通过固化包括具有如下结构的含聚硅酮单体的反应混合物制备的聚硅酮水凝胶 结构Ⅰ其中R51是H或CH3,q为1或2，而且对于每个q,R52、R53和R54分别是包括1至100个重复Si-O单元的乙基、甲基、苯甲基、苯基或一价硅氧烷链，p为1至10的数，r=(3-q),X为O或NR55，其中R55为H或具有1至4个碳的一价烷基团，a为0或1，以及L最好是包括2至5个碳的二价连接基团，所述二价连接基团也可选择包括醚或羟基基团，例如聚乙二醇链。在最佳实施例中，聚硅酮水凝胶还包括第二含聚硅酮单体和亲水性单体。本专利技术的优点在于在聚硅酮水凝胶中使用结构Ⅰ的含聚硅酮单体，降低了该水凝胶的模量，尤其是在包含作为交联剂的附加的含聚硅酮单体和结构Ⅰ的含聚硅酮单体的水凝胶中。当结构Ⅰ的单体比现有技术中描述的单体存在的量少时，就可以有效降低聚硅酮水凝胶的模量，从而允许使用低水平的结构Ⅰ的含聚硅酮单体，同时保持本专利技术的聚硅酮水凝胶的弹性。这一效果似乎很可能是因为该硅氧烷基团不如现有技术中使用的含聚硅酮单体例如TRIS松散。根据本专利技术制造的聚合物可以用于制造具有高的透氧性、好的弹性的软接触透镜，而且制造成本低、效率高。本专利技术的聚合物可以用于制造需要生物适应性和高透氧性的医用装置，最好是接触透镜。这里使用的术语“单体”是指可以聚合的低分子量化合物(即通常具有平均分子量低700的化合物)和指含有还能够进一步聚合的官能团的高分子量化合物或聚合物介质，有时称为大分子单体(即通常具有平均分子量大于700的化合物或聚合物介质)。这样，就应该理解，术语“含聚硅酮单体”和“亲水单体”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。“含聚硅酮单体”是在单体、大分子单体或预聚物中包括至少两个重复单元的单体、大分子单体或预聚物。较好，在含聚硅酮单体中存在的Si和连接O的总量大于含聚硅酮单体总分子量的百分之二十重量，而且更好大于百分之三十重量。可以用于形成本专利技术的聚硅酮水凝胶的结构Ⅰ的含聚硅酮单体的例子有甲基丙烯酰基氧丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、甲基丙烯酰基氧丙基五甲基二硅氧烷、(3-甲基丙烯酰基氧基-2-羟丙基氧基)丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、和以一-甲基丙烯丙基终止的例如结构Ⅱ的聚二甲基硅氧烷 结构Ⅱ其中b=0至100。较好的结构Ⅰ的含聚硅酮单体是甲基丙烯酰基氧丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、甲基丙烯酰基丙氧基五甲基二硅氧烷和以一甲基丙烯酰基丙氧基终止的聚二甲基硅氧烷。更好的结构Ⅰ的含聚硅酮单体是甲基丙烯酰基氧丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、和甲基丙烯酰基氧丙基五甲基二硅氧烷。最好的结构Ⅰ的含聚硅酮单体是甲基丙烯酰基氧丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷(MBM)。最佳是附加的含聚硅酮单体与结构Ⅰ的含聚硅酮单体结合形成本专利技术的软接触透镜。任何已知的对制造聚硅酮水凝胶有用的含聚硅酮单体都可以用于与结构Ⅰ的含聚硅酮单体结合形成本专利技术的软接触透镜。申请日为1997年10月9日、序列号为No.08/948,128的美国专利申请中公开了许多用于这一目的的含聚硅酮单体，将该专利申请包括在这里作为参考。可以用于与结构Ⅰ的含聚硅酮单体结合形成本专利技术的聚硅酮水凝胶的最佳的附加的含聚硅酮单体是在序列号(VTN-0389)的美国专利申请中公开的羟烷基胺-官能团含聚硅酮单体，该专利申请名称为“聚硅酮水凝胶聚合物”，由Vanderlaan et al.与本申请一同申请，将该专利申请包括在此作为参考。包括如下结构的嵌段(block)或随机单体的较佳含聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含聚硅酮水凝胶的软接触透镜，上述聚硅酮水凝胶是通过固化如下结构的含聚硅酮单体的反应混合物制成的： Ｒ↑［５１］－＊Ｘ－（Ｌ）↓［ａ］－（ＣＨ↓［２］）↓［ｐ］－＊－（ＯＳｉＲ↑［５２］Ｒ↑［５３］Ｒ↑［５４］）↓［ｑ］ 结构Ⅰ 其中Ｒ↑［５１］是Ｈ或ＣＨ↓［３］，ｑ为１或２，而且对于每个ｑ，Ｒ↑［５２］、Ｒ↑［５３］和Ｒ↑［５４］分别是包括１至１００个重复Ｓｉ－Ｏ单元的乙基、甲基、苯甲基、苯基或一价硅氧烷链，ｐ为１至１０的数，ｒ＝（３－ｑ），Ｘ为Ｏ或ＮＲ↑［５５］，其中Ｒ↑［５５］是Ｈ或具有１至４个碳的一价烷基基团，ａ为０或１，以及Ｌ为二价链基团。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DG范德拉安，M哈吉斯，S威廉斯，I努内兹，ML阿尔顿，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力产品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]