[发明专利]有机基-改性的有机硅聚合物和包含它的水凝胶

说明书

适合用于制备所披露的水凝胶聚合物膜的亲水有机硅聚合物组合物。在一个方面，亲水有机硅单体为式1，其中，A为包括含有机硅的侧基的二价嵌段。在一种实施方式中，所述含硅氧烷的侧基包含聚亚烷基氧基团。所述聚合物的结构可以控制和调整以提供具有优异的润湿性和透氧性的材料。所述聚合物适合用于多种应用包括提供用于形成隐形眼镜的膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月22日提交的题目为“有机基-改性的有机硅聚合物和包含其的水凝胶”的美国临时专利申请No.61/614,262的优先权，该临时专利申请通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及水凝胶组合物，其包括含有有机基-改性(organo-modified)的有机硅的聚合物。在一个方面，本发明涉及有机基-硅氧烷两亲聚合物和包含它的组合物。所述聚合物在各种组合物和制剂(包括，例如个人护理和水凝胶组合物)中用作简单添加剂或作为预聚物以及适合用于制造生物医学产品(包括隐形眼镜)的膜。

背景技术

有机基-改性的有机硅聚合物用于大量应用如保健、个人护理、家庭护理、涂料、农用组合物等。足够有机含量的存在可以为与纯粹(bare)有机硅相关的性质带来显著改变。合成有机硅-有机聚合物的常用方法是本体聚合有机硅单体/具有有机单体的大分子单体/大分子单体。这导致具有不受控交联程度的无规化结构，其阻碍合成的再现性并由此阻碍最终性质的。需要发展一种方法来谨慎设计和构建有机硅-有机聚合物，该聚合物具有良好限定的结构，受控的组成和可调的结构-性质关系。这些聚合物可以具有末端或侧部反应性基团用于进一步聚合，即预聚物，这使得它们可用于反应性组合物，例如共聚物、水凝胶、涂料、乳液/胶乳等。

可固化的有机硅-水凝胶制剂由于其相对高的透氧性、柔韧性、舒适性和低的角膜并发症而用来制备延长佩戴的软隐形眼镜。常规的水凝胶材料(例如，甲基丙烯酸2-羟基乙基酯，HEMA)本身具有差的透氧性并且它们通过吸收的水分子将氧输送到眼睛。水具有低的透氧性，也称为Dk值，以巴雷表示，其中1巴雷＝10^-11(cm³O₂)cm cm^-2s^-1mmHg^-1，其中“cm³O₂”是在标准温度和压力下的氧气量，“cm”表示材料厚度且“cm^-2”为该材料表面积的倒数。水的Dk为80巴雷。在长期暴露于大气时，这些眼镜慢慢脱水并且输送到角膜的氧气量下降。可以导致眼睛刺痛、发红和其他角膜并发症，并因此限制眼镜的使用至有限的佩戴时间。

用于隐形眼镜的膜和有机硅-水凝胶材料因其高的透氧性、柔韧性和舒适性而受欢迎。然而，有机硅材料具有差的润湿性，因此，已经开发了几种方法来改进这些水凝胶制剂的水含量。这包括将亲水单体加入水凝胶制剂。但是这引起有机硅和有机单体之间的不相容并导致相分离。

此问题的一种可行解决方案是通过将亲水单元加入单体内而制备内在亲水的有机硅单体。一种提供亲水有机硅单体的方法是在交联剂存在下使有机基-改性的有机硅单体和有机单体聚合。提供亲水性的先前尝试的例子包括在美国专利4,260,725、5,352,714、5,998,498、6,867,245、6,013,711和6,207,782中描述的那些。此方法因不可调节的粘度累积导致大量未反应的单体，这要求通过水-异丙醇溶剂混合物从基质中萃取可滤去的单体，导致增加的加工成本。此外，由这些方法制备的有机硅水凝胶制剂仍无法表现出显著的润湿性。为了克服此问题，将更多的亲水单体或内部润湿剂加入水凝胶组合物中，但这损害了透氧性。或者，可以使用二次处理如“等离子体氧化”，但该处理很昂贵。