[发明专利]多层材料

说明书

本发明涉及具有极大改进的在表面上保持含水层的、用于生物医学的复合材料。本发明还涉及由具有合适的整体性质、但不能充分保持含水层的材料生产这样材料的方法。具体说，本发明的材料和方法具有制造眼科器械，例如接触镜片的用途。

在材料的许多应用中要求保持一层含水流体的薄膜。例如，保持含水的流体层对导管的润滑来说是有好处的，保持含水的流体层能减少在心脏起博器和人造血管移植物表面上的蛋白质发生秽臭，或者能防止细菌由于未能被适当地附着而在表面上出现集群现象。在另一方面，对佩戴者的舒适来说，眼睑在接触镜片上的轻快移动是重要的；这种滑动被存在于接触镜片上的一层连续的泪流而促进，连续的泪流层润滑细胞组织/镜片界面。然而，临床试验表明，现有的镜片在眨眼间被部分弄干，因而增加眼睑和镜片间的摩擦。增加的摩擦将导致眼睛的疼痛以及接触镜片的移动。由于二次眨眼间的平均时间约为12秒钟，因此制造一种可湿的和生物上相容的接触镜片是有好处的，这种镜片能保持连续的泪流层在12秒钟以上。当前的生物医学材料不能达到此目的，例如，由水可高度膨胀的聚合物pHEMA保持这样泪层的时间只有约5秒钟。

因此，对许多应用来说，具有可湿的和生物上相容的表面的材料是非常想望的。材料的可湿性主要取决于材料表面的化学组成。特别是，表面保持连续的水溶液(例如泪流)层的能力是受材料表面的组成影响的。早先解决眼科领域的可湿性问题的试验是着眼于生产亲水材料。例如，在一种制造可湿的软接触镜片的试验中，通过交联环氧化的硅化合物制造具有侧环氧基的硅弹性体(法国专利FR2622201，J.M.Frances和G.Wajs)。通过将葡糖醛酸接枝到环氧基而赋予弹性体以可湿性。通过本体合成而将亲水物结合到聚合物中的缺点在于得到的材料的光学性能(例如透光性和折光指数)、机械性能(例如强度、硬度、透气性和弹性)以及加工性的最佳平衡比惯用材料差得多，并且不能满足应用的要求。对改进氟代聚合物的或丙烯酸酯基的镜片来说，结合亲水单体是不合适的。

在制造与角膜和眼流体相容的硬接触镜片的尝试中，使葡聚糖酯单乙烯基化合物与各种丙烯酸酯相共聚(日本专利JP63/309914，H.Kitaguni等人)。葡聚糖/甲基丙烯酸甲酯共聚物是通过接枝聚合制备的，并已生产出可湿的接触镜片[Y.Oniohi等人，Contemp.Top.Polymer.Sci.4，149(1984)]。一般说，通过本体聚合法制备葡聚糖酯共聚物对改进接触镜片的润湿性只提供有限的机会。通过本体合成而将亲水化合物结合到聚合物中的缺点在于材料的光学性能(例如透光性和折光指数)、机械性能(例如强度、硬度、透气性和弹性)以及加工性不能独立地被优选。

一种改进接触镜片表面的方法被公开在GB2163436号(Halpern)中。根据该方法用碳水化合物涂覆镜片，然后将其或与多异氰酸酯进行共价交联或与二价阳离子进行静电交联。该法生成并不是共价键合到镜片中的交联皮层，因此当受到剪力例如眼睑的作用力时，交联皮层将分层。

一种替代的方法被公开在WO90/04609(Sepracor)中。在其聚合物链的端部具有反应基例如羟基或氨基的聚合物基材，特别是聚合物膜，与具有端基诸如环氧基、羰基、羧基、氨基、卤素、羟基、磺酰卤基、酰卤基、异氰酸基、或它们的混合物的多官能连系部分反应，多官能连系部分本身是与配位体例如羟乙基纤维素或葡聚糖相键合的。由于基材中聚合物链的分子量是高的，链端的密度、特别在表面上的密度将是低的，因此接枝多糖链的密度将是低的。

使用葡聚糖和其他碳水化合物对聚合物进行表面改性还被WO83/03977报导，然而在该情况下连系部分是硅烷而被处理的物件例如接触镜片未被公开。

另外的已有技术分别涉及到接触镜片表面的改性(US5080924)或眼科移植(WO93/03776)，其中在其表面上的氨基与二醛反应，然后再与多糖相偶合。然而，醛与多糖的羟基反应将产生酸不稳定的酮缩醇键。

以上方法均要求物件存在适用于拟被用于共价反应的化学反应基。在眼科应用和可移植的生物材料器械中研究的许多材料并不具有合适的反应表面基团，例如，硅基接触镜片和聚四氟乙烯血管移植物。本发明还包括激活器械表面的方法，该方法是通用的，以致任何具有合适的整体性质的材料均可被转变或是易于接受的用于共价固定的涂层，该涂层高度保持含水层。在本发明的这方面实施方案中，聚合物材料表面最好是通过气体等离子体(辉光放电)表面处理法而被激活的。