[发明专利]硅氧烷水凝胶聚合物

说明书

本发明涉及通过将包括含硅氧烷单体的反应混合物固化而形成的聚合物，其经过水解形成硅氧烷水凝胶。另外，本发明还涉及这些硅氧烷水凝胶形成接触透镜的用途。

水凝胶是含有平衡态水的水合交联聚合物体系。水凝胶一般是透氧且生物相容的，这使其成为制备生物医学元件，特别是接触或眼内透镜的优选材料。

普通水凝胶是由主要含有亲水性单体例如甲基丙烯酸2-羟乙酯或N-乙烯基吡咯烷酮的单体混合物制得的。美国专利U.S.4,495,313、4,889,664和5,039,459公开了普通水凝胶的形成。这些普通水凝胶材料的透氧性与材料的水含量有关，一般低于20-30阻隔单位。对于由普通水凝胶材料制得的接触透镜，其透氧量只适于接触透镜的短期配戴，而在接触透镜的长期配戴(例如在不摘情况下配戴30天)过程中，该透氧量可能不足以保持健康的角膜。因此，已经并继续尝试提高普通水凝胶的透氧性。

一个提高水凝胶透氧性的公知方式是向水凝胶配方中加入含硅氧烷单体，于是制得硅氧烷水凝胶。含硅氧烷聚合物一般比普通水凝胶具有更高的透氧性。硅氧烷水凝胶已由固化一种混合物而制得，该混合物含有至少一种含硅氧烷单体和至少一种亲水性单体。或是含硅氧烷单体或是亲水性单体可以用作交联剂(交联剂是具有多个可聚合官能团的单体)，或者可以使用单独的交联剂。在美国专利U.S.4,954,587、5,010,141、5,079,319、5,115,056、5,260,000、5,336,797、5,358,995、5,387,632、5,451,617和5,486,579以及WO 96/31792中已经公开了硅氧烷水凝胶的形成。含硅氧烷单体常常与亲水性单体不相容。在这些参考文献中，以通常占反应混合物总重量的相对大的量，加入有机稀释剂正己醇、乙醇或正壬醇来加溶这些通常不相容的单体。大量的稀释剂使得难以重复地模塑硅氧烷水凝胶接触透镜，因为大量的稀释剂，如果挥发的话，在工艺过程中将导致大量稀释剂蒸发。而且如此大量稀释剂的使用可能有火灾危险，并常常产生韧性降低的聚合材料。大量稀释剂的使用也可能需要在较大尺寸模具中模塑聚合物，以补偿由聚合反应后去除稀释剂所引起的收缩。更严重的是，现有技术中所用稀释剂不足以溶解许多硅氧烷单体和大单体和亲水性单体的混合物，特别是与相对高含量的亲水性单体的混合物。这些混合物和所得到的聚合物是不透明的且无法用于接触透镜。

现有技术中已经公开了将亲水性单体和硅氧烷单体混合的其它尝试。这些尝试包括下面内容。

美国专利U.S.5,321,108、5,387,662和5,539,016中公开了一种方法是，避免加入高含量的稀释剂而形成硅氧烷水凝胶。这些专利描述了带有极性氟化接枝物或侧基的聚硅氧烷的使用，其中接枝物或侧基具有连于末端二氟取代碳原子上的氢原子。而这确实改进了硅氧烷和亲水性单体的特定混合物的相容性，但这需要复杂硅氧烷大单体的多步合成。

在ACS PMSE Proceeding,1997,76,34中公开了由异佛尔酮二异氰酸酯、二乙二醇、聚硅氧烷二醇和甲基丙烯酸2-羟乙酯制得的硅氧烷大单体，和通过将这些大单体与亲水性单体混合制得的聚合物。

在ACS PMSE Proceeding,1997,76,36中描述了硅氧烷官能化的丙二酸酯大单体，和其与二甲基丙烯酰胺(DMA)的水凝胶共聚物。需要加入己醇以改进相容性。

在ACS PMSE Proceeding,1997,76,40中描述了富马酸酯封端的硅氧烷大单体，和其与甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)和DMA的共聚物。大量的己醇加入到单体混合物中。

在ACS PMSE Proceeding,1997,76,34中描述了甲基丙烯酸羟烷基酯封端的硅氧烷，和其与TRIS和DMA的聚合物。在每一端上仅有一个羟基的情况下，此类大单体与例如DMA的极性单体未必具有充分的相容性，很可能需要使用相对高含量的稀释剂。

在ACS PMSE proceeding,1997,76,42中描述了甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙基酯(IEM)封端葡糖酸酰胺封端的硅氧烷大单体，和其与TRIS和DMA的共聚物。该合成方法需要使用有毒性的IEM。

WO96/31792描述了一些硅氧烷大单体，和由这些大单体与亲水性单体例如DMA和HEMA和其它单体例如TRIS的混合物制得的各种硅氧烷水凝胶。其中描述了各种稀释剂以变化的量用于单体混合物中。

美国专利U.S.3,808,178公开了少量含硅氧烷单体和各种亲水性单体的共聚物的形成。