專利名稱：具有末端硅氧烷的非反應(yīng)性親水性聚合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及親水性聚合物，其具有含末端硅氧烷的鏈段?？梢詫⒃撚H水性聚合物復(fù)合到多種基底中，包括醫(yī)療裝置，以改善它們的潤濕性、潤滑性和蛋白質(zhì)攝取。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)50年代起，市場上就可購買到改善視力的接觸鏡片。第一副接觸鏡片由硬質(zhì)材料制成。盡管這些鏡片目前仍在使用，但是由于它們的初始舒適性較差并且透氧 性相對較低，因而并未得到廣泛使用。后來隨著本領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步，出現(xiàn)了以水凝膠為基礎(chǔ)的軟質(zhì)接觸眼鏡。許多使用者發(fā)現(xiàn)軟質(zhì)鏡片更舒適，并且舒適度的提高允許軟質(zhì)接觸鏡片的使用者佩戴鏡片的時間比硬質(zhì)接觸鏡片的使用者更長。另一類可用的接觸鏡片是有機硅水凝膠接觸鏡片。將包含有機硅的組分與常規(guī)的水凝膠組分相結(jié)合，形成顯示具有比常規(guī)水凝膠更高的透氧度的有機硅水凝膠。然而，與常規(guī)的水凝膠鏡片相比，一些有機硅水凝膠顯示具有不利的高接觸角和蛋白質(zhì)攝取。已經(jīng)公開了多種適于處理預(yù)成型的有機硅水凝膠接觸鏡片的化合物，包括表面反應(yīng)性分段型嵌段共聚物，基本上可溶于水的含有機硅的表面活性劑，官能化的混合PDMS/極性兩親共聚物嵌段體系，包括聚二甲基硅氧烷-PVP嵌段共聚物和(甲基)丙烯酸酯化的聚乙烯基吡咯烷酮。仍然需要改善接觸鏡片的性質(zhì)尤其是有機硅水凝膠接觸鏡片的性質(zhì)的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及聚合物制品，在一個實施例中涉及包含有機硅的眼科裝置，并在一個實施例中涉及有機硅水凝膠和至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物，在所述聚合物的主鏈中，包含具有約300至約5000聚合度的親水鏈段，和在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機娃鏈段，其中所述有機娃鏈段包含約6和約200個之間的甲娃燒氧基單元，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過線性有機硅嵌段而與所述有機硅水凝膠結(jié)合并為所述眼科裝置提供比有機硅水凝膠減少至少約20 %的脂質(zhì)攝取。在另一個實施例中，本發(fā)明涉及包含至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物的組合物，所述聚合物包含具有約300至約5000聚合度的親水鏈段和在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元，并且所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過線性有機硅嵌段而與包含至少一種疏水性聚合物組分或區(qū)域的基底、諸如含有機硅的聚合物(諸如有機硅水凝膠)結(jié)合。
圖I用制備例3的聚合物的多角度激光光散射(SEC-MALLS)結(jié)果示出了尺寸排阻色譜。圖2示出了實例34-46的脂質(zhì)攝取與親水聚合度的關(guān)系圖。圖3示出了實例34-46的脂質(zhì)攝取與親水聚合度的關(guān)系圖。
具體實施例方式如本文所用，非反應(yīng)性是指不能形成顯著的共價鍵合。沒有顯著的共價鍵合是指雖然可以存在微弱程度的共價鍵合，但只是將潤濕劑保持在聚合物中的附帶事件。無論可以存在什么樣的附帶共價鍵合，它本身都不足以保持非反應(yīng)性親水性聚合物與聚合物基質(zhì)或在聚合物基質(zhì)中的結(jié)合。相反，使?jié)櫇駝┡c聚合物相結(jié)合的主導(dǎo)作用是有機硅鏈段的至少一部分的截留。根據(jù)本說明書，當(dāng)有機硅鏈段物理上保持在至少部分疏水的聚合物基質(zhì) 中或錨定到其上時，有機硅鏈段即被“截留”。這可以通過有機硅鏈段在至少部分疏水的聚合物基質(zhì)中的纏結(jié)、范德華力、偶極-偶極相互作用、靜電吸引、氫鍵以及這些作用的組合來實現(xiàn)。如本文所用，至少部分疏水的聚合物基質(zhì)是包含衍生自疏水組分，諸如疏水單體、大分子單體和預(yù)聚物的重復(fù)單元的那些。疏水組分是不溶于水并在聚合時具有大于約90°的接觸角的那些。如本文所用，穩(wěn)定是指化合物通過會不利地影響潤濕劑的所需性質(zhì)或潤濕劑與聚合物基底的組合的單次30分鐘、121°C的高壓滅菌循環(huán)后不會發(fā)生變化。例如，在一些實施例中，硅氧烷鏈段與親水性聚合物鏈段之間的酯鍵是不可取的?？梢栽诟稍餇顟B(tài)或存在與眼科相容的鹽水溶液，諸如但不限于硼酸緩沖鹽溶液的情況下進(jìn)行高壓滅菌。如本文所用，近單分散是指I. 5或更小的多分散性。在一些實施例中，本發(fā)明的聚合物顯示具有小于約I. 3的多分散性，并在其他實施例中，在約I. 05與I. 3之間。如本文所用，結(jié)合是指親水性聚合物在沒有共價鍵合的情況下保持在至少部分疏水的聚合物中。如本文所用，鏈段是指具有重復(fù)單元的一段聚合物，其中所述重復(fù)單元具有相似的性質(zhì)，諸如組成或親水性。如本文所用，有機硅鏈段是指_[SiO] _。每個-[SiO]-重復(fù)單元中的Si原子可以是烷基或芳基取代的，優(yōu)選地被Cu烷基取代，并在一個實施例中被甲基取代，以形成二甲
基娃氧燒重復(fù)單兀。如本文所用，線性有機硅鏈段是指在聚合物主鏈中具有硅和氧原子的硅氧烷重復(fù)單元。例如，聚二甲基硅氧烷是線性有機硅鏈段的例子，因為主鏈中包含-SiO-基團(tuán)。PolyTRIS不是線性有機硅鏈段，因為包含的硅氧烷基團(tuán)是碳-碳主鏈的側(cè)基。如本文所用，基底是指制品，諸如片材、膜、管或更復(fù)雜的形式，諸如生物醫(yī)療裝置。如本文所用，生物醫(yī)療裝置是設(shè)計為在哺乳動物組織或流體中或者哺乳動物組織或流體上使用的任何制品。這些制品的例子包括但不限于導(dǎo)管、植入物、支架、縫合線和眼科裝置，諸如人工晶狀體和接觸鏡片等。
如本文所用，術(shù)語鏡片是指位于眼內(nèi)或眼上的眼科裝置。這些裝置可以提供光學(xué)校正、美容效果、紫外線阻隔和可見光或眩光減少、治療效果、包括傷口愈合、藥物或營養(yǎng)物遞送、診斷評估或監(jiān)控，或者它們的任何組合。術(shù)語“鏡片”包括但不限于軟質(zhì)接觸鏡片、硬質(zhì)接觸鏡片、人工晶狀體、覆蓋鏡片、眼用膜劑和光學(xué)嵌件。如本文所用，含有機硅的聚合物是包含有機硅或硅氧烷重復(fù)單元的任何聚合物。含有機硅的聚合物可以是均聚物，諸如硅氧烷彈性體，或共聚物，諸如氟代有機硅和有機硅水凝膠。如本文所用，有機硅水凝膠是指這樣的聚合物，其含有包含有機硅的重復(fù)單元，并且水含量為至少約10%，并在一些實施例中為至少約20%。如本文所用，RAFT是指可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合。如本文所用，反應(yīng)性組分是聚合反應(yīng)混合物中在發(fā)生聚合反應(yīng)后變成聚合物結(jié)構(gòu)的一部分的組分。因此，反應(yīng)性組分包括共價鍵合到聚合物網(wǎng)絡(luò)中的單體和大分子單體，以及不會共價鍵合到聚合物網(wǎng)絡(luò)、但永久性或半永久性地與聚合物相結(jié)合的組分。不會共價鍵合的組分的例子包括不可聚合的潤濕劑、藥物等。不會變成聚合物結(jié)構(gòu)部分的稀釋劑和加工助劑不是反應(yīng)性組分。如本文所用，取代的是指包含鹵素、酯、芳基、烯烴、炔烴、酮、醛、醚、羥基、酰胺、胺以及它們的組合的燒基。如本文所用，自由基源是指任何合適的生成自由基的方法，諸如合適化合物的熱致均裂反應(yīng)(熱引發(fā)劑，諸如過氧化物、過氧化酯或偶氮化合物)，由單體自發(fā)產(chǎn)生(如苯乙烯)，氧化還原引發(fā)體系，光化學(xué)引發(fā)體系或高能量輻射，諸如電子束、X-或Y-輻射。已知的充當(dāng)“自由基源”的化學(xué)物質(zhì)通常被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為引發(fā)劑，出于本發(fā)明的目的，也將它們這樣稱謂。本發(fā)明的穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物包含親水性鏈段和在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段。有機硅鏈段包含約5和約200個之間的甲
娃燒氧基單兀。在一個實施例中，穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物具有通式I :
Li R3 4 R5/s\ \
\ / I \ /|I // I I
D-汽j ηV門 i 汽^JiII
K-J--Ol--U-Ol I Kg A-Kg I LI-O |
\ η I式I其中R1至R6、R9、X、Q、Z、n、t和p如下文所定義，并可以通過接觸以下物質(zhì)而形成(i)至少一種具有式H2C = UV的親水性單體，(ii)鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)大于O. I的式II的聚硅氧烷RAFT劑；
權(quán)利要求
1.一種包含至少一種穩(wěn)定的近單分散的非反應(yīng)性親水性聚合物的組合物，在所述聚合物的主鏈中，所述聚合物包含聚合度為約300至約10，000的親水鏈段、以及在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元，并且所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過所述線性有機硅嵌段與有機硅水凝膠結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約10，000之間的聚合度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約5000之間的聚合度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約2000之間的聚合度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中基于所述聚合度，所述非反應(yīng)性親水性聚合物中存在的親水鏈段和線性有機硅鏈段的比例在13:1和500:1之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中基于聚合度，親水鏈段與線性有機硅鏈段的所述比例在30:1和200:1之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中基于聚合度，親水鏈段與線性有機硅鏈段的所述比例在70:1和200:1之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述親水鏈段為直鏈或支鏈的。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述有機硅鏈段包括聚二烷基硅氧烷、聚二芳基娃氧燒以及它們的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述烷基選自C1-C4烷基。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述聚二烷基硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述親水鏈段由選自下列的單體形成乙烯基酰胺、乙烯基內(nèi)酯、乙烯基酰亞胺、乙烯基內(nèi)酰胺、親水性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺以及它們的混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過以下方法形成 (a)使羥基烷基封端的聚二烷基硅氧烷與4-(溴甲基)苯甲酰溴在存在至少一種位阻非親核胺的情況下反應(yīng)，隨后與硫代羰基硫陰離子反應(yīng)，形成具有有機硅鏈段并在所述有機娃鏈段的一個末端上具有二硫代化合物的聚娃氧燒官能化的RAFT試劑； (b)使所述聚硅氧烷官能化的RAFT試劑與至少一種親水性單體、自由基引發(fā)劑和任選的溶劑接觸；以及 (c)使所述至少一種親水性單體在存在所述聚硅氧烷官能化的RAFT試劑的情況下聚合，從而在所述聚硅氧烷官能化的RAFT試劑上形成親水鏈段，使得所述二硫代化合物位于所述親水鏈段的一個末端上，所述有機硅鏈段位于相對的末端上。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過以下方法形成 (a)使硅烷封端的聚二烷基硅氧烷與I-(氯甲基)-4-乙烯基苯在存在催化劑的情況下反應(yīng)，隨后與硫代羰基硫陰離子反應(yīng)，形成具有有機硅鏈段并在所述有機硅鏈段的一個末端上具有二硫代化合物的聚硅氧烷官能化的RAFT試劑； (b)讓所述聚硅氧烷官能化的RAFT試劑與至少一種親水性單體、自由基引發(fā)劑和任選的溶劑接觸；以及 (c)使至少一種親水性單體在存在所述聚硅氧烷官能化的RAFT試劑的情況下聚合，從而在所述聚硅氧烷官能化的RAFT試劑上形成親水鏈段，使得所述二硫代化合物位于所述親水鏈段的一個末端上，所述有機硅鏈段位于相對的末端上。
15.一種方法，包括在適于使非反應(yīng)性親水性聚合物與包含有機硅的接觸鏡片結(jié)合的接觸條件下，讓所述包含有機硅的接觸鏡片與包含接觸角減小有效量的至少一種穩(wěn)定的近單分散的非反應(yīng)性親水性聚合物的溶液接觸，在所述聚合物的主鏈中，所述聚合物包含聚合度為約300至約10，000的親水鏈段、以及在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接觸鏡片包括有機硅水凝膠接觸鏡片。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接觸角減小有效量為至少約lOppm。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接觸角減小有效量在約IOppm和約5000ppm 之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括在約環(huán)境溫度和約200°C之間的接觸溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述溶液為水性溶液。
21.—種方法,包括 (a)形成包含至少一種含有機硅的組分和至少一種穩(wěn)定的近單分散的非反應(yīng)性親水性聚合物的反應(yīng)性混合物，其中在所述聚合物的主鏈中，所述聚合物包含聚合度為約300至約10，000的親水鏈段、以及在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元，以及 (b)固化所述反應(yīng)性混合物，形成接觸鏡片。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述反應(yīng)性混合物還包含至少一種親水組分。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述反應(yīng)性混合物包含約O.I至約50重量％的非反應(yīng)性親水性聚合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述反應(yīng)性混合物包含約I至約20重量％的非反應(yīng)性親水性聚合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述反應(yīng)性混合物包含約2至約15重量％的非反應(yīng)性親水性聚合物。
26.—種眼科裝置，所述眼科裝置包含含有機硅的聚合物和至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物，在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的主鏈中，所述非反應(yīng)性親水性聚合物包含聚合度為約300至約10，000的親水鏈段、以及在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過所述線性有機硅嵌段與所述含有機硅的聚合物結(jié)合，并為所述眼科裝置提供比所述含有機硅的聚合物減少至少約20%的脂質(zhì)攝取。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述脂質(zhì)攝取量小于約20g/鏡片。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述脂質(zhì)攝取量為約15g/鏡片或更小。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物包含6至60個甲硅烷氧基重復(fù)單元。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約10，000之間的聚合度。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約5000之間的聚合度。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中基于所述聚合度，所述非反應(yīng)性親水性聚合物中存在的親水鏈段和線性有機硅鏈段的比例在13:1和500:1之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的眼科裝置，其中基于聚合度，親水鏈段與線性有機硅鏈段的所述比例在70:1和200:1之間。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物進(jìn)一步包含6至20個甲硅烷氧基重復(fù)單元。
35.一種包含至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物的眼科溶液，其中在所述聚合物的主鏈中，所述聚合物包含聚合度為約300至約10，000的親水鏈段、以及在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的存在量為接觸角減小量，并且所述眼科溶液是透明的。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物包含6至60個甲硅烷氧基重復(fù)單元。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物進(jìn)一步包含6至20個甲硅烷氧基重復(fù)單元。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物以在約O. 005%和約2%之間的量存在。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物以在約O. 01和約O. 5重量％之間的量存在。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物包含6至60個甲硅烷氧基重復(fù)單元。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約10，000之間的聚合度。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中所述非反應(yīng)性親水性聚合物的所述親水鏈段具有約500和約5000之間的聚合度。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的眼科溶液，其中基于所述聚合度，所述非反應(yīng)性親水性聚合物中存在的親水鏈段和線性有機硅鏈段的比例在13:1和500:1之間。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的眼科溶液，其中基于聚合度，親水鏈段與線性有機硅鏈段的所述比例在70:1和200:1之間。
45.根據(jù)權(quán)利要求26所述的眼科裝置，其中所述至少一種穩(wěn)定的非反應(yīng)性親水性聚合物進(jìn)一步包含6至20個甲硅烷氧基重復(fù)單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含至少一種穩(wěn)定的近單分散的非反應(yīng)性親水性聚合物的組合物，在所述聚合物的主鏈中，所述聚合物包含聚合度為約10至約1000的親水鏈段、以及在所述非反應(yīng)性親水性聚合物的至少一個末端上的線性有機硅鏈段，其中所述有機硅鏈段包含約6和約200個之間的甲硅烷氧基單元，并且所述非反應(yīng)性親水性聚合物通過所述線性有機硅嵌段與有機硅水凝膠結(jié)合。可以將所述非反應(yīng)性親水性聚合物復(fù)合到用于制備所述有機硅水凝膠的制劑中，或者可以讓其與形成后的有機硅水凝膠接觸。
文檔編號G02B1/04GK102869704SQ201180022764
公開日2013年1月9日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者C.斯凱爾斯, K.文卡塔蘇班, S.馬哈德文, Z.法利, C.戴維斯, B.M.希利 申請人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司