[发明专利]经离子改性的有机硅、组合物和由其形成的医疗器材

说明书

本文中展示和描述了亲水性有机硅、包括其的组合物、和包括其的制品。所述亲水性有机硅为经离子改性的有机硅化合物，其中该化合物包含两性离子部分并具有净的中性电荷。可提供所述亲水性有机硅化合物作为组合物例如适于形成水凝胶的组合物的一部分，所述水凝胶可用于形成膜材料和甚至制品(例如在隐形眼镜中的)。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2017年2月16日提交的美国临时申请No.62/459,632的优先权和权益，该美国临时申请的全部公开内容通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及有机硅化合物和包括这样的化合物的组合物。具体地，提供具有为净中性的总电荷的经离子改性的有机硅化合物、包括这样的有机硅化合物的组合物、和由这样的组合物形成的制品。

背景技术

长期连续佩戴的隐形眼镜(接触镜，contact lenses)由聚二甲基硅氧烷制备的硅橡胶制成。由于硅橡胶隐形眼镜是非常憎水的并且在热性质例如导热性和热扩散性上与角膜是迥异的，它们尽管是透氧的但可给予异物感、特别地灼热感。由硅橡胶制成的隐形眼镜趋于佩戴不适。此外，所述硅橡胶是软的且弹性的，使得其难以进行精确的机械处理例如切割、研磨和抛光。已经开始进行用于使硅橡胶眼镜的表面亲水化的很多尝试，但尚未开发出令人完全满意的隐形眼镜。水含量高的隐形眼镜通常由聚-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物制成。因为水含量高的隐形眼镜典型地以重量计包含约60％至约80％的水，所以它们具有如下劣势：(a)与水含量低的隐形眼镜相比，在材料品质方面较差，(b)容易被眼泪中发现的在使用期间渗透和积聚到眼镜中的无机和有机化合物所污染，和(c)由于在使用期间水的蒸发而引起的在眼镜轮廓的维持方面差，其容易使折射率改变。

反应性有机硅-水凝胶配制剂由于它们相对高的透氧性、柔性、舒适性以及减少的角膜并发症而被用来制造长期佩戴的软隐形眼镜。常规的水凝胶材料(例如甲基丙烯酸2-羟基乙基酯，HEMA)本身具有不足的透氧性并且它们通过所吸收的水分子将氧输送到眼睛。水具有低的透氧性，其也称为Dk值，其可以Barrer计，其中1Barrer＝10^-11(cm³ O₂)cm cm^-2s^-1mmHg^-1，其中“cm³ O₂”为在标准温度和压力下的氧气数量，和其中“cm”表示所述材料的厚度并且“cm^-2”为所述材料的表面积的倒数。水的Dk为约80Barrer。当长期暴露到大气时，这些眼镜缓慢地脱水并输送到角膜的氧量减少。眼刺激、红肿和其它角膜并发症可发生，其可将所述眼镜的使用局限于受限的佩戴时长。将反应性有机硅单体与常规单体共混是潜在的解决方案，但这样的共混物一直受相容性问题的困扰。

应对该问题的可行方案是通过在单体上引入亲水性单元而使所述有机硅单体变得亲水。提供亲水性有机硅单体的一种途径是使经有机基改性的有机硅单体与有机单体在交联剂的存在下聚合。提供亲水性的现有尝试的实例包括美国专利No.4,260,725；5,352,714；5,998,498；6,867,245；6,013,711；6,207,782；7,601,766；7,557,231；7,732,546；7,781,558；和7,825,273中记载的那些，所述美国专利各自通过引用并入本文中。该途径由于不受控的粘度增加而导致大量未反应的单体，这需要通过水-异丙醇的溶剂混合物将可浸出单体从基体提取出。这导致加工成本增加。此外，通过所述方法制成的有机硅水凝胶配制剂还不展现显著的润湿性。

已经使用甲基丙烯酰氧基丙基三-(三甲基甲硅烷氧基)硅烷单体制备包含有机硅的水凝胶。所述(甲基)丙烯酰氧基丙基三-(三甲基甲硅烷氧基)硅烷是疏水的并且在制备聚氨酯-有机硅聚合物中使用。这些聚氨酯-有机硅聚合物包含疏水性有机硅的嵌段。由这些聚合物制成的隐形眼镜由于所述聚合物内的疏水性区域可导致眼睛的不舒适性。