專利名稱：生物醫(yī)學裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致涉及生物醫(yī)學裝置，尤其涉及用于直接放置于眼睛上或眼睛內(nèi)的眼用 裝置，比如接觸透鏡或眼內(nèi)透鏡。
背景技術：
在生物醫(yī)學裝置(比如接觸透鏡)領域，必須小心地平衡各種物理和化學性質(zhì)，例 如透氧性、潤濕性、材料強度和穩(wěn)定性，以提供可用的接觸透鏡。例如，由于角膜僅通過和大 氣接觸而得到氧氣供給，對于任何接觸透鏡材料，良好的透氧性是關鍵特征。潤濕性也是重 要的，因為，如果透鏡不可充分潤濕，則它不能保持潤滑，因此不能舒適地戴在眼睛里。因 此，最佳的接觸透鏡至少兼具優(yōu)異的透氧性和優(yōu)異的淚液潤濕性。由氟化材料制成的接觸透鏡已研究多年。這樣的材料可大致分成主要的兩種，即 水凝膠和非水凝膠。水凝膠可以吸收水并在平衡狀態(tài)下保持水，而非水凝膠不吸收明顯量 的水。不考慮它們的水含量，水凝膠和非水凝膠氟化的接觸透鏡都往往具有相對疏水的、不 可潤濕的表面。通過將含氟基團引入接觸透鏡聚合物中，可以顯著增大透氧性。例如，美國專 利No. 4，996，275公開了使用共聚單體的混合物，包括氟化的化合物雙(1，1，1,3,3,3-六 氟-2-丙基)衣康酸酯，和有機硅氧烷組分相結合。為了減少沉積物在由這樣的材料制成的 接觸透鏡上的積聚，已指出將某些聚硅氧烷材料氟化。例如，參見美國專利No. 4，440，918 ； 4，954，587 ；4, 990，582 ；5, 010，141和5，079，319。然而，氟化的聚合物可受一個或多個下述 缺點的影響合成路線困難和/或昂貴、加工性能差、折射率低、潤濕性差、光學清晰度差、 與其他單體/試劑的混溶性差、和毒性。將含氟基團引入接觸透鏡聚合物的另一個實例是美國專利No. 4，650，843，其公開 了通過對下述組合物進行澆鑄聚合而獲得的軟接觸透鏡該組合物含有(a) 50到95重量％ 的亞烷基乙二醇的單甲基丙烯酸酯，(b)5到35重量％的含氟單體，和(c)0. 3到40重量％ 的一種或多種選自下列組的化合物丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸甘油酯、季戊 四醇的單甲基丙烯酸酯和烷基甲基丙烯酸酯。美國專利No. 5，162，469公開了用于制造接觸透鏡的一鍋合成(one potsynthesis)0所述'469專利還公開所述接觸透鏡由共聚物獲得，該共聚物按重量計含 有約5到約85百分數(shù)的可聚合的氟單體，和約5到約75百分數(shù)的可聚合的可水解的硅酮 單體。該共聚物還可包括甲基丙烯酸甘油酯。甲基丙烯酸甘油酯是親水單體，能吸收大量水并在固化和水合時形成高水含量的 水凝膠。然而，當將甲基丙烯酸甘油酯和含硅酮單體聚合以形成硅酮水凝膠時，甲基丙烯酸 甘油酯和單體(比如含硅酮單體)不是非常相容。因此，希望使用甲基丙烯酸甘油酯提供 改進的生物醫(yī)學裝置，其具有合適的物理性質(zhì)(例如模數(shù)和撕裂強度)，和化學性質(zhì)(例如 透氧性和潤濕性)，在生物相容的同時和身體長時間接觸。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供了從混合物的聚合產(chǎn)物獲得的生物醫(yī)學裝置， 所述混合物包含(a)共聚物，其為一種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的含氟 單體的反應產(chǎn)物；和(b)形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體。根據(jù)本發(fā)明的第二個實施方案，提供了從混合物的聚合產(chǎn)物獲得的接觸透鏡，所 述混合物包含(a)共聚物，其為一種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的含氟單 體的反應產(chǎn)物；和(b)形成接觸透鏡的共聚單體。根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案，提供了從混合物的聚合產(chǎn)物獲得的生物醫(yī)學裝 置，所述混合物包含(a)共聚物，其為一種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的 含氟單體的反應產(chǎn)物，其中該共聚物由烯鍵式不飽和基團封端；和(b)形成生物醫(yī)學裝置 的共聚單體。本發(fā)明的源自至少可聚合的多元醇和可聚合的含氟單體的反應產(chǎn)物的生物醫(yī)學 裝置(比如水凝膠透鏡)有利地具有抗沉積性以及保水性，從而改進透鏡的佩戴舒適性。
具體實施例方式本發(fā)明旨在提供用于和身體組織或體液直接接觸的生物醫(yī)學裝置。生物醫(yī)學裝置 的典型實例包括但不局限于人工輸尿管、膈膜、子宮內(nèi)裝置、心瓣膜、導管、義齒襯材、假肢 裝置、眼科透鏡應用，其中所述透鏡用于直接放置于眼睛內(nèi)或眼睛上，例如眼內(nèi)裝置和接觸 透鏡等。這些裝置可以提供視覺校正、損傷護理、藥物投放、診斷功能或化妝增強或效果、或 這些性質(zhì)的組合。此處使用的術語“眼用裝置”指駐留于眼睛內(nèi)或眼睛上的裝置?？捎玫难?用裝置包括但不局限于眼用透鏡，比如軟接觸透鏡(例如軟的水凝膠透鏡；軟的非水凝膠 透鏡等)、硬接觸透鏡(例如硬的透氣透鏡材料等)、眼內(nèi)透鏡、覆蓋透鏡(overlay lens)、 眼睛插入物(ocular inserts)、光學插入物等。本領域技術人員理解，如果透鏡可以向后折 疊至自身上而不折斷，則認為該透鏡是“軟”的。優(yōu)選的生物醫(yī)學裝置是眼用裝置，優(yōu)選為 接觸透鏡，最優(yōu)選為由硅酮水凝膠制成的接觸透鏡。本發(fā)明的生物醫(yī)學裝置由混合物的聚合產(chǎn)物形成，該混合物至少含有(a)共聚 物，其為一種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的含氟單體的反應產(chǎn)物；和(b) 形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體。用于形成所述混合物的組分(a)的共聚物的合適的可聚合 的多元醇包括具有一個或多個連接于其上的可聚合的烯鍵式不飽和基團的多元醇。舉例來 說，“可聚合的烯鍵式不飽和基團”的典型實例包括含(甲基)丙烯酸酯的基團、含(甲基) 丙烯酰胺的基團、含乙烯基碳酸酯的基團、含乙烯基氨基甲酸酯的基團、含苯乙烯的基團、 含衣康酸酯的基團、含乙烯基的基團、含乙烯氧基的基團、含富馬酸酯的基團、含馬來酰亞 胺的基團、乙烯基磺?；鶊F等。此處使用的術語“(甲基)”表示任選的甲基取代基。因 此，例如，比如“(甲基)丙烯酸酯”的術語表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，“(甲基)丙烯酰 胺”表示甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺。在一個實施方案中，可聚合的烯鍵式不飽和基團可由下面通式表示 其中R1是氫或具有1到6個碳原子的烷基，比如甲基；每個R2各自獨立地為氫、 具有1到6個碳原子的烷基、或-CO-Y-R5基團，其中Y是-0-、-S-或-NH-，R5是具有1到 約10個碳原子的烷基；R4是連接基(例如，具有1到約12個碳原子的二價烯基)；B表 示-0-或-NH- ；Z表示-CO-、-0C0-或-C00- ；Ar表示具有6到約30個碳原子的芳基；w是 0到6 ;a是0或1 ;b是0或1 ;c是0或1。烯鍵式不飽和基團可作為側基、端基或兩者連 接于多元醇。合適的可聚合的多元醇的典型實例包括具有例如2到10個羥基，優(yōu)選為2到6 個羥基，和含有3到12個碳原子的直鏈或帶支鏈烷基的多羥基(烷基)丙烯酸酯；具有例 如2到10個羥基，優(yōu)選為2到6個羥基，和含有3到12個碳原子的直鏈或帶支鏈的烷基的 多羥基(烷基)丙烯酰胺等?？捎玫亩嗔u基(烷基)丙烯酸酯包括但不局限于含甘油的丙 烯酸酯、-甲基丙烯酸酯和_乙基丙烯酸酯，含山梨糖醇的丙烯酸酯、_甲基丙烯酸酯和_乙 基丙烯酸酯，含赤蘚醇的丙烯酸酯、“甲基丙烯酸酯和_乙基丙烯酸酯，含木糖醇的丙烯酸 酯、-甲基丙烯酸酯、-乙基丙烯酸酯，它們的衍生物等及它們的混合物?？捎玫亩嗔u基(烷 基)丙烯酰胺包括但不局限于含甘油的_丙烯酰胺、-甲基丙烯酰胺和_乙基丙烯酰胺，含 山梨糖醇的丙烯酰胺、-甲基丙烯酰胺和-乙基丙烯酰胺，含赤蘚醇的丙烯酰胺、-甲基丙烯 酰胺和_乙基丙烯酰胺，含木糖醇的丙烯酰胺、-甲基丙烯酰胺、-乙基丙烯酰胺，它們的衍 生物等及它們的混合物。在一個實施方案中，多元醇是甲基丙烯酸甘油酯。用于形成所述混合物的組分(a)的共聚物的合適的含氟單體包括具有一個或多 個連接于其上的可聚合的烯鍵式不飽和基團的含氟單體。舉例來說，“可聚合的烯鍵式不飽 和基團”的典型實例包括含(甲基)丙烯酸酯的基團、含(甲基)丙烯酰胺的基團、含乙烯 基碳酸酯的基團、含乙烯基氨基甲酸酯的基團、含苯乙烯的基團、含衣康酸酯的基團、含乙 烯基的基團、含乙烯氧基的基團、含富馬酸酯的基團、含馬來酰亞胺的基團、乙烯基磺酰基 基團等，以及對上述多元醇所列舉的。烯鍵式不飽和基團可作為側基、端基或兩者連接于含 氟單體。在一個實施方案中，可用的可聚合的含氟單體包括氟代烴，該氟代烴具有一個或多 個與之連接的可聚合的烯鍵式不飽和基團并任選地含有一個或多個醚鍵，例如氟代直鏈或 帶支鏈的C1-C18烷基，該烷基具有一個或多個與之連接且之間包括醚鍵的可聚合的烯鍵式 不飽和基團；氟代C3-C24環(huán)烷基，該環(huán)烷基具有一個或多個與之連接且之間可包括醚鍵的 可聚合的烯鍵式不飽和基團；氟代C5-C3tl芳基，該芳基具有一個或多個與之連接且之間可 包括醚鍵的可聚合的烯鍵式不飽和基團；等。舉例來說，此處使用的烷基的典型實例包括除分子的其他部分外，含有碳和氫原 子，碳原子數(shù)為1到約18的飽和或不飽和的直鏈或帶支鏈的烴鏈基團，例如甲基、乙基、正 丙基、1-甲基乙基(異丙基)、正丁基、正戊基等。舉例來說，此處使用的環(huán)烷基的典型實例包括具有約3到約24個碳原子的取 代或未取代的非芳香族單或多環(huán)體系，例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、全氫化萘 基、金剛烷基和降冰片基橋接的環(huán)基或螺二環(huán)基(spirobicyclic groups)，例如螺-(4，4)-壬-2-基等，任選地含有一個或多個雜原子，例如0和N等。舉例來說，此處使用的芳基的典型實例包括含約5到約30個碳原子的取代或未取 代的單芳香或多芳基，例如，苯基、萘基、四氫萘基、茚基、聯(lián)苯基等，任選地含有一個或多個 雜原子，例如0和N等。合適的可聚合的含氟單體的實例包括但不局限于2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯 酸酯、2，2，3，3_四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，3，_五氟丙基(甲基)丙烯酸酯、1-三 氟甲基-2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、1H，1H，5H-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、六氟 異丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，4，4-六氟丁基(甲基)丙烯酸酯、五氟戊基(甲基)丙 烯酸酯、五氟己基(甲基)丙烯酸酯等及它們的混合物。此處公開的共聚物可通過傳統(tǒng)的聚合技術(一般為熱或光化學聚合)共聚至少一 種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的含氟單體而獲得。對于熱聚合，可使用微 波輻射。在熱聚合期間使用的溫度可在約40°C到約120°C的范圍內(nèi)，一般使用約50°C到約 100°C。對于光化學聚合，可使用諸如Y射線、紫外線(UV)或可見光的輻射。聚合通常在例如溶液或分散體的反應介質(zhì)中進行，溶液或分散體使用溶劑，例如 水、含有1到12個碳原子的烷醇，比如甲醇、乙醇、異丙醇、丙-2-醇、叔丁醇、叔戊醇、正己 醇、壬醇等、環(huán)醚(比如四氫呋喃等)、芳香烴(比如甲苯等)。可選地，可使用上述溶劑的 任何混合物。所述混合物中可包括聚合引發(fā)劑以促進聚合步驟。典型的自由基熱聚合引發(fā)劑 通常是過氧化物或偶氮引發(fā)劑，例如乙縮醛過氧化物、月桂酰過氧化物、癸酰過氧化物、硬 脂酰過氧化物、苯甲酰過氧化物、過氧化叔戊酸叔丁酯、過氧化二碳酸酯、2，2'-偶氮-二 (2-甲基丙腈)、安息香甲基醚等及它們的混合物。典型的紫外線引發(fā)劑是本領域已知 的引發(fā)劑，例如安息香甲基醚、安息香乙基醚、Darocure 1173、1164、2273、1116、2959、 3331 (EMIndustries)和 Igracure 651 和 184(Ciba-Geigy)等及它們的混合物。其他可使 用的聚合引發(fā)劑公開于例如“Polymer Handbook”，第 4 版，Ed. J. Brandrup,E. H. Immergut, Ε. Α. Grulke, Α. Abe 和 D. R. Bloch, Wiley-Interscience 出版，New York, 1998。通常，混合 物中使用的引發(fā)劑的濃度為總混合物的約0. 1到約5重量百分數(shù)。通常，聚合可進行約1小時到約72小時，并在惰性氣氛(例如氮氣或氬氣)下進 行。如果需要，得到的聚合物在使用前可在真空下干燥例如約1到約72小時，或置于水溶液 中。得到的反應產(chǎn)物的數(shù)均分子量可為約500到約500，000，優(yōu)選為約1000到約200，000。可調(diào)節(jié)此處公開的用于制備共聚物的各種共聚單體的精確比例和性質(zhì)，以提供特 別適合用于形成根據(jù)本發(fā)明的生物醫(yī)學裝置的共聚物。通常，基于形成共聚物的混合物的 總重量，在進行聚合以提供根據(jù)本發(fā)明的共聚物的形成共聚物的混合物中，一種或多種可 聚合的多元醇的存在量為至少約10重量百分數(shù)，優(yōu)選為約30到約80重量百分數(shù)?；谛?成共聚物的混合物的總重量，在進行聚合以提供根據(jù)本發(fā)明的共聚物的混合物中，一種或 多種可聚合的含氟單體的存在量為不超過約50重量百分數(shù)，優(yōu)選為約10到約30重量百分 數(shù)。如果需要，所述共聚物可由本領域已知的合適的封端基封端。合適的封端基的實 例包括異氰酸酯基乙基甲基丙烯酸酯(“IEM”)、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、乙烯基苯甲 酰氯等，以生產(chǎn)具有一個或多個端部可聚合的烯基的共聚物，所述烯基通過連接部分(比如氨基甲酸酯或酯基)和共聚物鍵合。除共聚物外，所述混合物還含有一種或多種形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體。通 常，形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體含有至少一個可聚合基團。在一個實施方案中，形成生 物醫(yī)學裝置的共聚單體是形成眼用裝置的共聚單體，比如形成接觸透鏡的共聚單體。在另 一實施方案中，形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體是含硅酮的單體。用于形成接觸透鏡(比如 硅酮水凝膠)的合適的含硅酮單體在本領域是眾所周知的，例如美國專利No. 4，136，250 ； 4，153，641 ；4，740，533 ；5，034，461 ；5，070，215 ；5，260，000 ；5，310，779 ；和 5，358，995 中提 供了許多實例。合適的含硅單體的典型實例包括塊狀聚硅氧烷烷基(甲基)丙烯酸單體。塊狀聚 硅氧烷烷基(甲基)丙烯酸單體的實例通過式I的結構表示 其中X表示-0-或-NR-，其中R表示氫或C1-C4烷基；每個R6獨立地表示氫或甲 基；每個R7獨立地表示低級烷基、苯基或下面結構式表示的基團
其中每個R7’獨立地表示低級烷基或苯基；h為1到10。
其他合適的含硅單體的典型實例包括但不局限于下式Ia所示的塊狀聚硅氧烷烷
基氨基甲酸酯單體 其中X表示-NR-；其中R表示氫或C1-C4烷基；R6表示氫或甲基；每個R7獨立地表
示低級烷基、苯基或下列結構式表示的基團等 其中每個R7獨立地表示低級烷基或苯基；h為1到10等。塊狀單體的實例是3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基-硅氧基)硅烷或三(三 甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯(有時稱為TRIS)和三(三甲基硅氧基)甲硅燒 基丙基乙烯基氨基甲酸酯(有時稱為TRIS-VC)等及它們的混合物。這樣的塊狀單體可以和硅酮大分子單體共聚，硅酮大分子單體是在分子的兩端或 更多端用不飽和基團封端的聚(有機硅氧烷)。例如，美國專利No. 4，153，641公開了多種 不飽和基團，比如丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。另一類典型的含硅酮單體包括但不局限于含硅酮乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲 酸酯單體，例如，1，3-雙[4-乙烯氧基羰氧基)丁-1-基]四甲基二硅氧烷；3-(三甲基甲 娃烷基)丙基乙烯基碳酸酯；3_(乙烯氧基羰基硫)丙基-[三(三甲基硅氧基)硅烷]; 3_[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基硅氧基)甲硅 烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；叔 丁基二甲基硅氧基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基甲 基乙烯基碳酸酯等。另一類含硅單體包括像傳統(tǒng)的氨基甲酸乙酯彈性體一樣具有硬-軟-硬嵌段的聚 氨基甲酸乙酯_聚硅氧烷大分子單體(有時也稱為預聚物)。硅酮氨基甲酸乙酯的實例公開 于多個出版物，包括Lai，Yu_Chin，“The Role of BulkyPolysiloxanylalkyl Methacryates in Polyurethane-Polysiloxane HydrogeIs", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 60,1193-1199(1996)。PCT公開申請No. WO 96/31792也公開了這樣的單體的實例，在 此以引用的方式將其內(nèi)容整體并入。硅酮氨基甲酸乙酯單體的其他實例由下式II和III表不E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E'或(II)E(*D*G*D*A)a*D*A*D*E'或(III)其中D表示具有6到約30個碳原子的烷基雙基、烷基環(huán)烷基雙基、環(huán)烷基雙基、芳 基雙基或烷基芳基雙基；G表示具有1到約40個碳原子的烷基雙基、環(huán)烷基雙基、烷基環(huán)烷基雙基、芳基雙 基或烷基芳基雙基，其主鏈上可含有醚、硫或胺鍵；*表示氨基甲酸乙酯或脲基鍵；a至少是1 ；A表示式IV的二價聚合基團
(CH2)l
P(IV)其中每個Rli立地表示具有1到約10個碳原子的烷基或氟代烷基，其碳原子之 間可含有醚鍵；m’至少是1 ；P是數(shù)字，提供該部分分子量為約400到約10，000 ；E和E'每個獨立地表示下式V表示的可聚合的不飽和有機基 其中R8是氫或甲基；R9獨立地表示氫、具有1到6個碳原子的烷基、或-CO-Y-R11基團，其中Y 是-0-、-S"或-NH-；R10是具有1到約10個碳原子的二價亞烷基；R11是具有1到約12個碳原子的烷基；X 表示-CO-或-0C0-；Z 表示-0-或-NH-；Ar表示具有約6到約30個碳原子的芳基；w是0到6;x是0或l;y是0或1;且ζ是0或1。優(yōu)選的含硅酮氨基甲酸乙酯單體由下式VI表示
Rli
Ar)y-
-X
(X)
ch2)w-
(V；
R9
10 其中m至少是1，優(yōu)選為3或4 ;a至少是1，優(yōu)選為1 ；ρ是數(shù)字，提供該部分的分子 量為約400到約10，000，優(yōu)選為至少約30 ；R12在除去異氰酸酯基后是二異氰酸酯的雙基，
例如異氟爾酮二異氰酸酯的雙基，每個Ε"是下式表示的基團 另一類典型的含硅酮單體包括氟化單體。這樣的單體已在氟硅酮水凝膠的形 成中使用，以減少由此制造的接觸透鏡上沉積的積聚物，如例如美國專利No. 4，954，587 ； 5，010，141和5，079，319所述。已發(fā)現(xiàn)使用具有某些氟化的側基(即，_(CF2)-H)的含 硅酮單體可以改進親水的單體單元和含硅酮單體單元之間的相容性，參見例如美國專利 No. 5，321，108 和 5，387，662。上述硅酮材料僅僅是示例性的，也可使用用于形成根據(jù)本發(fā)明的生物醫(yī)學裝置， 已在多種出版物中公開，正在持續(xù)開發(fā)用于接觸透鏡和其他生物醫(yī)學裝置的材料。例如，形 成生物醫(yī)學裝置的共聚單體可以是陽離子單體，比如陽離子性的含硅酮的單體或陽離子性 的氟化的含硅酮單體。所述混合物也可含有一種或多種親水單體。合適的親水單體包括一種或多種不飽 和羧酸、乙烯基內(nèi)酰胺、酰胺、可聚合的胺、乙烯基碳酸酯、乙烯基氨基甲酸酯、噁唑酮單體 等及它們的混合物?？捎玫牟伙柡汪人岚谆┧峄虮┧??？捎玫孽０钒ū?胺，比如N，N- 二甲基丙烯酰胺和N，N- 二甲基甲基丙烯酰胺?？捎玫囊蚁┗鶅?nèi)酰胺包括環(huán) 內(nèi)酰胺，比如N-乙烯基-2-吡咯烷酮。其他親水單體的實例包括用可聚合的基團官能化的 聚(烯烴二醇)?？捎玫墓倌芑木?烯烴二醇)的實例包括含有單甲基丙烯酸酯或二甲 基丙烯酸酯端基的鏈長不同的聚(二乙二醇)。在優(yōu)選實施方案中，聚(烯烴二醇)聚合物 含有至少兩個烯烴二醇單體單元。更進一步的實例是美國專利No. 5，070, 215中公開的親 水的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體，和美國專利No. 4，910，277中公開的親水的 噁唑酮單體。其他合適的親水單體對于本領域技術人員是顯而易見的。基于所述混合物的 總重量，親水單體在單體混合物中的存在量可在O到約70重量百分數(shù)的范圍內(nèi)。
所述混合物還可含有一種或多種疏水單體。合適的疏水單體包括C1-C2tl烷基和 C3-C2tl環(huán)烷基(甲基)丙烯酸酯、取代和未取代的C6-C3tl芳基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙 烯腈、氟化的烷基甲基丙烯酸酯、長鏈丙烯酰胺(比如辛基丙烯酰胺)等。基于所述混合物 的總重量，疏水單體在單體混合物中的存在量在0到約30重量百分數(shù)的范圍內(nèi)。所述混合物還可含有一種或多種交聯(lián)單體。交聯(lián)單體可以是具有多個可聚合的官 能度，優(yōu)選為乙烯基官能度的材料。交聯(lián)單體的典型實例包括二乙烯基苯；甲基丙烯酸烯丙 酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯 酸酯；乙二醇二(甲基)丙烯酸酯的乙烯基碳酸酯衍生物等?；谒龌旌衔锏目傊亓浚?聯(lián)單體在單體混合物中的存在量在0到約40重量百分數(shù)的范圍內(nèi)。本發(fā)明的生物醫(yī)學裝置(例如接觸透鏡或眼內(nèi)透鏡)可通過下述方法制備即聚 合前述單體混合物以形成產(chǎn)物，該產(chǎn)物隨后可通過例如車床加工(lathing)、注射成型、壓 縮成型、切割等形成適當?shù)男螤?。例如，在生產(chǎn)接觸透鏡時，可在管內(nèi)聚合初始單體混合物 以提供棒狀物品，然后切成鈕扣狀物。然后將該鈕扣狀物用車床加工成接觸透鏡?？蛇x地，可直接在塑模(例如聚丙烯塑模)中通過例如旋轉澆鑄和靜態(tài)澆鑄方法 從單體混合物澆鑄接觸透鏡。旋轉澆鑄方法公開于美國專利No. 3，408，429和3，660，545， 靜態(tài)澆鑄方法公開于美國專利No. 4，113，224,4, 197，266和5，271，875。旋轉澆鑄方法包 括將單體混合物注入塑模，在將單體混合物暴露于輻射源(比如紫外光)的同時以受控方 式旋轉塑模。靜態(tài)澆鑄方法包括將單體混合物注入兩個模塑區(qū)域之間，一個模塑區(qū)域的形 狀用于形成前透鏡表面，另一個模塑區(qū)域的形狀用于形成后透鏡表面，并在保持于塑模組 件之中的同時通過例如單體混合物的自由基聚合固化單體混合物以形成透鏡。固化透鏡 材料的自由基反應技術的實例包括熱輻射、紅外輻射、電子束輻射、Y輻射、紫外線(UV) 輻射等；或可使用這些技術的組合。美國專利No. 5，271，875描述了靜態(tài)澆鑄模塑方法， 該方法能在由后塑模和前塑模限定的模腔中模塑成品透鏡。作為另外的方法，美國專利 No. 4，555，732公開了一種方法，其中在塑模中通過旋轉澆鑄固化過量的單體混合物以形成 具有前透鏡表面和相對大厚度的成形物品，然后通過車床加工固化的旋轉澆鑄物品的后表 面以提供具有所需厚度和后透鏡表面的接觸透鏡。通過將所述混合物暴露于熱量和/或輻射(例如紫外光、可見光、或高能輻射) 可以促進聚合。所述混合物中可以包括聚合引發(fā)劑以促進聚合步驟。自由基熱聚合引發(fā) 劑的典型實例包括有機過氧化物，例如乙縮醛過氧化物、月桂酰過氧化物、癸酰過氧化物、 硬脂酰過氧化物、苯甲酰過氧化物、過氧化叔戊酸叔丁酯、過氧化二碳酸酯等。典型的紫外 線引發(fā)劑是本領域已知的，包括安息香甲基醚、安息香乙基醚、Darocure 1173、1164、2273、 1116,2959,3331 (EM Industries)和 Igracure 651 和 184(Ciba-Geigy)等。通常，單體混 合物以總混合物的約0. 01到1重量百分數(shù)的濃度使用引發(fā)劑。所述混合物的聚合將得到聚合物，水合后形成水凝膠。通常，基于混合物的總重 量，混合物中共聚物的含量在約0. 1到約50重量百分數(shù)的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約0. 25到約30 重量百分數(shù)的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在約1到約10重量百分數(shù)的范圍內(nèi)；基于混合物的總重量，形 成生物醫(yī)學裝置的共聚單體的含量在約50到約99. 9重量百分數(shù)的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約70到 約99. 75重量百分數(shù)的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在約90到約99重量百分數(shù)的范圍內(nèi)。生產(chǎn)水凝膠透鏡時，所述混合物還可至少包括稀釋劑，當聚合產(chǎn)物被水合以形成
12水凝膠時，稀釋劑最終替換成水。通常，水凝膠的水含量大于約5重量百分數(shù)，更通常在約 10到約80重量百分數(shù)之間。稀釋劑的用量應小于約50重量百分數(shù)，大多數(shù)情況下，稀釋劑 含量將小于約30重量百分數(shù)。然而，在特別的聚合物體系中，實際的極限值受各種單體在 稀釋劑中的溶解度的影響。為了生產(chǎn)光學透明的共聚物，在共聚單體和稀釋劑，或者稀釋劑 和最終共聚物之間不發(fā)生造成視覺不透明的相分離是重要的。此外，可使用的稀釋劑的最大量取決于稀釋劑引起最終聚合物的溶脹量。在水合 時當稀釋劑替換為水時，過度溶脹將會或者可能造成共聚物塌陷(collapse)。合適的稀釋 劑包括但不局限于乙二醇；甘油；液態(tài)聚(乙二醇)；醇；醇/水混合物；環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙 烷嵌段共聚物；低分子量直鏈聚(2-羥基乙基甲基丙烯酸酯)；乳酸的乙二醇酯；甲酰胺； 酮；二烷基亞砜；丁基卡比醇；等及它們的混合物。如果必要，在邊緣拋光操作之前從透鏡除去剩余的稀釋劑是理想的，該邊緣拋光 操作可以通過在環(huán)境壓力或者環(huán)境壓力附近或者在真空下蒸發(fā)完成?？墒褂酶邷匾钥s短蒸 發(fā)稀釋劑所需的時間。用于溶劑除去步驟的時間、溫度和壓力條件根據(jù)諸如稀釋劑的揮發(fā) 性和具體的單體組分等因素變化，本領域技術人員可以容易地確定。如果需要，用于生產(chǎn)水 凝膠透鏡的混合物還可包括本領域已知的用于制造水凝膠材料的交聯(lián)劑和潤濕劑。此處獲得的生物醫(yī)學裝置(例如接觸透鏡)可進行任選的機械加工操作。例如，任 選的機械加工步驟可包括磨光或拋光透鏡邊緣和/或表面。通常，這樣的機械加工過程可 在從塑模部件脫去產(chǎn)物前或后進行，例如通過使用真空鑷子從塑模提起透鏡以將透鏡從塑 模干法脫去，然后借助于機械鑷子將透鏡轉移至第二組真空鑷子并相對于旋轉表面放置， 以修平表面或邊緣。然后可翻轉透鏡以機械加工透鏡的另一側。然后可以將透鏡轉移至含有緩沖鹽水溶液的單個透鏡包裝?？梢栽谵D移透鏡前或 后將鹽水溶液加入包裝。合適的包裝設計和材料在本領域是已知的。用膜可釋放地密封塑 料包裝。合適的密封膜在本領域是已知的，包括箔、聚合物膜及它們的混合物。然后，對含 有透鏡的密封包裝進行殺菌以保證產(chǎn)品無菌。合適的殺菌裝置和條件在本領域是已知的， 包括例如高壓釜處理。本領域技術人員容易理解，在上述模塑和包裝過程中可包括其他步驟。這樣的其 他的步驟可包括例如涂布形成的透鏡、在成形期間表面處理透鏡(例如，通過塑模轉印)、 檢查透鏡、丟棄有缺陷的透鏡、清潔半模(moldhalves)、重復使用半模等和它們的組合。為了使本領域技術人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，提供下列實施例，但僅用于說明本發(fā)明。 實施例不應視為限制權利要求限定的本發(fā)明的范圍。在實施例中，使用下列縮寫I2D5S4H:甲基丙烯酸酯封端的預聚物，源自摩爾比為8 2 5的異氟爾酮二異 氰酸酯、二乙二醇和Mn為4000的α，ω -雙-羥基丁基聚二甲基硅氧烷，并用2_羥基乙基 甲基丙烯酸酯封端。TRIS 三(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯NVP =N-乙烯基-2-吡咯烷酮DMA :N, N- 二甲基丙烯酰胺VDMO 乙烯基二甲基噁唑酮HEMA :2_羥基乙基甲基丙烯酸酯
HEMAVC 甲基丙烯酰氧基乙基乙烯基碳酸酯Dl 173 2-羥基_2_甲基苯基丙酮(作為Darocur 1173引發(fā)劑出售)IMVT :1，4-雙(4-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基氨基)蒽醌PP 聚丙烯THF:四氫呋喃I2D5S4.8H:甲基丙烯酸酯封端的預聚物，源自摩爾比為8 2 5的異氟爾酮二 異氰酸酯，二乙二醇和Mn為4800的α，ω -雙-羥基丁基聚二甲基硅氧烷，并用2_羥基乙 基甲基丙烯酸酯封端。DBTDL 二月桂酸二丁基錫IPA 異丙醇實施例1聚(甲基丙烯酸甘油酯-共-八氟戊基甲基丙烯酸酯)(“P(GM_共-0FPMA)”)。向裝有冷凝器和氮氣進入管的三頸5001燒瓶中加入甲基丙烯酸甘油酯(9. 724g ； 60. 711mmol)、THF(200ml) UH, 1H, 5H-八氟戊基甲基丙烯酸酯(4. 481g ； 14. 927mmol)、禾口 AIBN(0. 214g ；1. 303mmol)。用氮氣劇烈鼓泡燒瓶中物質(zhì)20分鐘。然后在恒定氮氣流下隔 夜加熱回流。第二天沉淀出白色產(chǎn)物。通過除去溶劑回收產(chǎn)品。 實施例2和比較實施例A接觸透鏡的制備。通過按重量混合表1所列的下列組分制成混合物。表 1 通過將混合物引入由用于前表面的PP塑模和用于后表面的PP塑模組成的塑模組 件，并在100°c下熱固化所述混合物2小時，而將得到的混合物澆鑄成接觸透鏡。用實施例 1的共聚物形成的實施例2得到的接觸透鏡比沒有實施例1的共聚物的情況下形成的比較 實施例A的接觸透鏡相對更容易從塑模脫模。實施例3甲基丙烯酸異氰基乙酯官能化的聚(甲基丙烯酸甘油酯-共-八氟戊基甲基丙烯 酸酯)的制備。向裝有冷凝器和氮氣進入管的三頸IOOml燒瓶中加入甲基丙烯酸甘油酯 (2. 746g ；17. 146mmol)、甲醇(50ml)、1H，1H，5H-八氟戊基甲基丙烯酸酯(1. 261g ； 4. 199mmol)和AIBN(0. 068g ； (0. 414mmol))。用氮氣劇烈鼓泡燒瓶中物質(zhì)20分鐘。然后 在恒定氮氣流下加熱混合物兩天。然后先在減壓下然后在高真空下除去溶劑3小時，以得 到白色聚合物固體。在干燥的氮氣流下將無水THF (50ml)轉移至含有白色聚合物固體的燒 瓶，然后將DBTDL (0. 04g)和甲基丙烯酸異氰基乙酯(0. 6585g ； (4. 244mmol))加入燒瓶。然 后在氮氣吹掃下在室溫下攪拌燒瓶中物質(zhì)兩天。然后使用截留分子量(數(shù)均)為500的纖 維素酯透析膜在2500ml 50/50IPA/水溶液中透析該溶液6天。通過除去溶劑回收大分子 單體產(chǎn)品。實施例4和比較實施例B硅酮水凝膠透鏡的制備。通過按重量混合表2所列的下列組分制成混合物。表2 通過將混合物引入由用于前表面的PP塑模和用于后表面的PP塑模組成的塑模組 件，并在100°C下熱固化單體混合物2小時，而將得到的混合物澆鑄成硅酮水凝膠透鏡。用 實施例3的大分子單體形成的實施例4得到的硅酮水凝膠透鏡比沒有實施例3的大分子單 體的情況下形成的比較實施例B的硅酮水凝膠透鏡相對更容易從塑模脫模。另外，用實施 例3的大分子單體形成的實施例4的硅酮水凝膠透鏡是光學透明的?？梢岳斫?，對此處公開的實施方案可作多種修改。因此上面的描述不應視為限制 性，而僅僅作為優(yōu)選實施方案的范例。例如，上面所述的作為本發(fā)明的最佳操作模式而實施 的功能僅用于說明目的。本領域技術人員在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下可以實施其 他結構和方法。此外，本領域技術人員在所附的特征和優(yōu)勢的范圍和精神之內(nèi)可以想到其 他修改。
權利要求
由混合物的聚合產(chǎn)物獲得的生物醫(yī)學裝置，所述混合物包含(a)共聚物，其為一種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的含氟單體的反應產(chǎn)物；和(b)形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體。
2.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述可聚合的多元醇是由可聚合的烯鍵 式不飽和基團封端的多元醇，所述可聚合的含氟單體是由可聚合的烯鍵式不飽和基團封端 的含氟單體。
3.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述可聚合的多元醇選自可聚合的甘 油、可聚合的赤蘚醇、可聚合的木糖醇、可聚合的山梨糖醇及它們的混合物。
4.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述可聚合的多元醇選自(甲基)丙烯 酸甘油酯、(甲基)丙烯酸赤蘚醇酯、(甲基)丙烯酸木糖醇酯、(甲基)丙烯酸山梨糖醇酯 及它們的混合物。
5.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述可聚合的含氟單體是氟化的(甲 基)丙烯酸酯單體。
6.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述可聚合的含氟單體選自2，2，2_三 氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3_四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，3_五氟丙基(甲 基)丙烯酸酯、1-三氟甲基_2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、1H，1H，5H-八氟戊基(甲 基)丙烯酸酯、六氟異丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，4，4-六氟丁基(甲基)丙烯酸酯及 它們的混合物。
7.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述共聚物由烯鍵式不飽和基團封端。
8.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體是含 硅酮單體。
9.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述混合物還包含親水單體、疏水單體 或兩者。
10.根據(jù)權利要求9所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述親水單體選自2_羥基乙基甲基丙 烯酸酯、2-羥基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基 乙酰胺、N，N- 二甲基甲基丙烯酰胺、N，N- 二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸及它們的混 合物。
11.根據(jù)權利要求9所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述疏水單體是具有1到約20個硅原 子的含硅酮單體。
12.根據(jù)權利要求11所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述硅酮單體是3-甲基丙烯酰氧基丙 基三(三甲基硅氧基)硅烷。
13.根據(jù)權利要求9所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述疏水單體是含脂環(huán)的單體，所述單 體選自異冰片基丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、環(huán)己基丙烯酸酯、環(huán)己基甲基丙烯酸 酯及它們的混合物。
14.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述組分(a)占所述混合物的約0.1到 約50重量百分數(shù)，所述形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體組分(b)占所述混合物的約50到約 99. 9重量百分數(shù)。
15.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述組分(a)占所述混合物的約0.25 到約30重量百分數(shù)，所述形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體組分(b)占所述混合物的約70到約99. 75重量百分數(shù)。
16.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述組分(a)占所述混合物的約1到約 10重量百分數(shù)，所述形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體組分(b)占所述混合物的約90到約99重量百分數(shù)。
17.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，該裝置是眼用透鏡。
18.根據(jù)權利要求17所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述眼用透鏡是接觸透鏡。
19.根據(jù)權利要求18所述的生物醫(yī)學裝置，其中所述接觸透鏡是硬性透氣性隱形眼
20.根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)學裝置，該裝置是水凝膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了由混合物的聚合產(chǎn)物形成的生物醫(yī)學裝置，所述混合物包含(a)共聚物，其為一種或多種可聚合的多元醇和一種或多種可聚合的含氟單體的反應產(chǎn)物；和(b)形成生物醫(yī)學裝置的共聚單體。
文檔編號C08F220/08GK101896514SQ200880120230
公開日2010年11月24日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權日2007年12月14日
發(fā)明者賴有進, 郎衛(wèi)紅 申請人:博士倫公司