含有带糖残基交联剂的聚合物眼镜片制造技术

公开了眼镜片，特别是软质水凝胶接触眼镜。镜片来自于由一亲水单体和一交联量的多官能化合物反应所得的交联聚合物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请系在1996年9月13日申请的美国第08/712,657号专利申请的部分继续申请，该申请又是于1995年3月23日申请并放弃的美国第08/409,385号专利申请的继续申请，该申请又是于1993年12月9日申请并放弃的美国第08/164,504号专利申请的继续申请，该申请又是于1993年4月12申请并放弃的美国第08/017,709号专利申请的继续申请，所有这些在此引入作为参考。本专利技术涉及从亲水单体和交联剂聚合而得来的交联聚合物。更具体地说，它涉及一种具有眼镜片，特别是软质水凝胶接触眼镜所需特性的聚合物。目前软质水凝胶接触眼镜是为长时间佩戴而设计的镜片。这些镜片来自诸如甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)之类的亲水单体的聚合。也可使用其它亲水单体，象N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，虽然这些替代单体在制造日佩戴或长时间佩戴用商业接触眼镜时没有象HEMA那样被广泛接受。由HEMA的聚合反应产物(聚HEMA)组成的接触眼镜在水中溶胀制成水凝胶。对于含水量较高的水凝胶，因为氧气在镜片中渗透依赖于水凝胶镜片中的水含量，所以其中的水含量是使患者舒适的一个重要因素。既然接触眼镜佩戴者的眼角膜组织需要氧气来“呼吸”，镜片中的水含量，既而其氧气渗透性是使佩戴者舒适及角膜健康达到可接受程度的重要因素。虽然聚HEMA镜片可以在水中溶胀来制备具有恰好能接受的水含量和氧气渗透性的水凝胶，但是那些仅仅由聚HEMA组成的镜片并不具有日常处理和护理所要求的足够的机械性能。因此，商业可得的接触眼镜来自于不仅对HEMA，而且对提高最终镜片机械性能的交联单体的聚合。通常使用的交联单体为二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)。尽管交联单体增强了最终镜片机械性能，因而也提高了镜片的加工性能，但是它还是有不利的后果。高含量的传统交联剂可减少最终镜片的水含量并且增大了其脆性。较低的水含量降低了氧气通过镜片的渗透性，进而影响长时间佩戴时患者的舒适程度和角膜健康。镜片脆性的增加使镜片变得更加易碎，因而也特别容易撕裂。既然单独的聚HEMA和HEMA与交联剂的反应产物都不会为软质接触眼镜带来最佳的性能，商业可得镜片通常结合附加的单体组分，由这些组分制得镜片。例如，往往进一步加入诸如甲基丙烯酸(MAA)之类的阴离子单体来增大镜片的水含量；进一步加入诸如丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯之类的疏水单体来增强最终镜片的机械性能。不幸的是，现在仍然需要提高眼镜片，特别是软质水凝胶接触眼镜的期望性能，因此人们对从新型的聚合物体系来开发这些镜片已经进行了大量的尝试。文献中的大量例子都试图从独特的聚合物体系制造水凝胶接触眼镜。接下来讨论关于制造眼镜片中所使用替代聚合物的一些更相关的教导美国第3,988,274号专利描述了从旨在优化氧气渗透性和镜片强度的而寻求的大量单体组分制造的软质接触眼镜。其中主要单体是单甲基丙烯酸的二醇酯，例如HEMA，或者单甲基丙烯酸的聚乙二醇酯(PEG单酯)。交联剂单体为常用多官能单体，象EGDMA，或者高分子量交联剂，象二甲基丙烯酸聚乙二醇酯。加入丙烯酸或甲基丙烯酸以提高水含量，加入诸如N-己基甲基丙烯酸酯之类的丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯来增大强度。美国第5,034,461号专利描述了从常用的如HEMA之类的烯键活性单体或这些单体的氟化类似物和一种预聚物的共聚物制造的软质接触眼镜。该预聚物通过以下步骤顺序制得，首先异氰酸酯封端的多元醇与聚亚烷基二醇反应，然后用HEMA对该反应产物进行封端。美国第4,780,488号专利描述了从多官能单体的交联聚合物制备接触眼镜材料。在其中的一个实施方案中，多官能单体通过首先用二异氰酸酯对聚亚烷基二醇如聚丙二醇(PPG)进行封端，然后通过与HEMA反应使含不饱和烯键的封端多元醇官能化来制得。尺寸稳定性可以通过加入常用的交联剂得以提高。欧洲专利申请321,403描述了从交联聚乙烯醇(PVA)制备接触眼镜。在其中的一个实施方案中，PVA衍生物通过PVA与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应制备。PVA/GMA可以与包含大量疏水单体和少量亲水单体的乙烯单体组合物共聚。美国第4,921,956号专利描述了一种可以用来增加得自亲水聚合物的软质接触眼镜水含量的活性改性剂。在一个实施方案中，该改性剂包含可以与亲水单体反应的氰酸酯官能团，所述亲水单体聚合后即形成镜片。最近，人们开始尝试从含有葡萄糖或蔗糖衍生物的聚合物开发接触眼镜。美国第5,196,458号专利即公开了从含有那样的葡萄糖或蔗糖衍生物的聚合物制备接触眼镜。预聚物通过烷氧化葡萄糖或蔗糖与封端的自由基反应性异氰酸酯反应制得，异氰酸酯例如紫外线可固化(UV-可固化)异氰酸酯。自由基反应性并氰酸酯通过首先与诸如PEG或PPG之类的聚烷基醚反应，然后该中间体与二异氰酸酯反应进行封端。在一相关的专利公开，1990年10月31日公布的欧洲专利申请394,496中，得知糖衍生物可以聚合形成生物医学用聚合物。在一个实施方案中，糖衍生物为通过诸如甲基糖苷之类的烷基糖苷与诸如HEMA之类的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯反应制得的糖苷衍生物。另一从替代聚合体系制造眼镜片，特别是软质接触眼镜的尝试在1990年12月20日公布的欧洲专利申请493,320中进行了描述。该公开教导了可从以下反应产物制得镜片a)用紫外线可固化异氰酸酯封端了的聚烷基醚(包括三或四官能化聚烷基醚)，b)含烯键官能团氟化单体，c)例如HEMA或DMA之类的亲水单体，和d)常用的交联剂，如EGDMA。尽管为优化眼镜片，尤其是软质接触眼镜的性能，业已进行了许多的尝试，但是这些尝试都不符合制造既具有理想的长时间佩戴时适于患者舒适及角膜健康的特性，又具有出色机械性能的眼镜片的最终目标。真正所需要的是这样一种聚合物当用其制成眼镜片特别是软质接触眼镜时，在明显不影响机械性能的前提下具有获得最高程度的患者舒适和角膜健康所必须的性能。旨在长时间佩戴的眼镜片为了可以佩戴必须符合多种相当严格的标准。组成接触眼镜的材料必须允许氧气透过并到达眼睛，而且排废物于眼睛之外。对于大多数软质水凝胶接触眼镜来说，这可以通过增加材料水含量(镜片总重量的50％或更高)来获得。然而，当水从镜片的前表面蒸发时，水含量高的软质接触眼镜象灯芯一样可将水从角膜吸出。这可以导致眼睛干燥，进而在佩戴镜片时可能不太舒适。相反，由于水含量较低而且水渗透较少，可透气的硬质接触眼镜并不显示该虹吸效果。硬质镜片的另一优点是它可以制作得非常薄，因而允许进一步提高氧气的可透性。然而，硬质镜片，由于它们的坚硬不易弯曲特性，如果镜片不完全合适时就会感觉不舒适。当极不合适时，硬质镜片会导致角膜磨损眨眼过程中机械搅动的后果之一。而且，与软质镜片不同，多数硬质镜片往往不会吸收蛋白质和脂类，软质镜片即轻微交联的含水量较高的水凝胶材料。对蛋白质和脂类的吸收可导致镜片变劣并降低视觉灵敏度。软质亲水接触眼镜因其即使在长时间的佩戴后仍然表现出相当高的舒适程度而已经被广泛接受。在过去十年中所生产的多数软质亲水接触眼镜聚合物通过增加聚合物中的水含量来提高氧气和二氧化碳通过镜片的渗透。然而这种水含量的增加会导致前述将湿气吸离眼睛的问题，以及降低镜片的劲度，结果使镜片难于处理。另外，增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交联聚合物，包括至少占交联聚合物重量５０％的亲水单体与具有以下通式的交联量多官能化合物的反应产物：［Ｓ（Ａ）↓［ｎ］］↓［ｙ］其中Ｓ代表五元或六元糖环残基；ｙ为１～２０，包括端值；ｎ是形成Ｓ的臂的数目；Ｒ↓［１］是连 在环的异头碳上的取代基，选自：（ａ）－ＣＨ↓［３］（ｂ）－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［３］（ｃ）碳原子数可高达２０的多种直链和支链烷基（ｄ）芳香环，包括苄基、苯基、ｐ－甲苯基和萘基（ｅ）乙酸酯和其它羧酸酯（ｆ）氟化烷基Ａ 为通过聚合环氧乙烷或环氧丙烷，不需要使用二异氰酸酯而直接在环外所形成的直链聚醚。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FF莫罗克，JD福德，LD埃利奥特，IM努涅斯，
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]