具有經由受控的反應動力學形成的結構的有機硅水凝膠制造技術

本發明專利技術涉及一種方法，所述方法包括以下步驟：使反應混合物反應以形成具有小于約80°的前進接觸角的眼科裝置，所述反應混合物包含至少一種含有機硅的組分、至少一種親水組分和至少一種稀釋劑；以及使眼科裝置在升高的提取溫度下與水性提取溶液接觸，其中所述至少一種稀釋劑的沸點比所述提取溫度高至少約10°。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有經由受控的反應動力學形成的結構的有機硅水凝膠相關專利申請本專利申請要求2012年12月19日提交的名稱為“SILICONEHYDROGELSHAVINGASTRUCTUREFORMEDVIACONTROLLEDREACTIONKINETICS”的美國專利申請13/720,218和2011年12月23日提交的名稱為“SILICONEHYDROGELSHAVINGASTRUCTUREFORMEDVIACONTROLLEDREACTIONKINETICS”的美國臨時專利申請61/579683的優先權，其內容以引用方式并入。
本專利技術涉及通過控制反應性混合物組分的反應動力學產生的性質具有優異平衡性的有機硅水凝膠。
技術介紹
由諸如聚(2-甲基丙烯酸羥乙酯)(HEMA)的非有機硅材料制成的軟鏡片與由有機硅水凝膠制成的軟接觸鏡片相比提供了改善的透氧度。制備有機硅水凝膠接觸鏡片的最初努力不良的可潤濕性、高模量、不良的清晰度、水解不穩定性或用于制備許多這些有機硅水凝膠的原材料高成本的阻礙。盡管對于這些缺點中每個缺點的各種解決方案已證明一定程度地成功，仍有對于可由廉價的可商購獲得的單體制成的有機硅水凝膠的需要，并且其具有優異的可潤濕性(無需表面改性)、低模量、良好的清晰度和期望的透氧度。已經公開了包含聚合物潤濕劑，諸如聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP)和無環聚酰胺的有機硅水凝膠制劑。然而，這些聚合物相當大，并且需要使用專門的需定制的相容組分。相容組分的例子包括2-丙烯酸、2-甲基-2-羥基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)。形成可潤濕性有機硅水凝膠鏡片的替代方法是通常以單體混合物的約25-55％的量(按重量計)，將單體N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)摻入到單體混合物中，用于制備有機硅水凝膠聚合物。此類材料已被描述于美國專利4,136,250、4,153,641、4,260,725和6,867,245中。這些參考文獻中所述的材料一般摻入多官能的有機硅單體或大分子單體，它們充當交聯劑，并且因此增加最終聚合物的模量。US4,139,513公開了2-丙烯酸、2-甲基-2-羥基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(SiGMA)可被用于由包含NVP和HEMA的制劑形成鏡片。SiGMA為所公開的有機硅的僅有的來源。然而，由于在這些單體中相對低的有機硅含量，難以實現最終聚合物中所需的透氧度水平。US2010/0048847公開了由一甲基丙烯酰氧基烷基聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯與約52％NVP、HEMA和TRIS的共混物，以及使用乙醇和乙酸乙酯的共混物作為稀釋劑制成的有機硅水凝膠。所公開的聚合物為(不同程度)渾濁的，但在本專利申請中公開了可通過加入至少約1.5％的甲基丙烯酸(MAA)來降低霧度。然而，陰離子單體，諸如MAA的加入可致使在有機硅水凝膠中水不穩定性，如在“Theroleofionichydrophilicmonomersinsiliconehydrogelsforcontactlensapplication”Lai，Y.，Valint，P.和Friends，G.；第213ACS國際會議，SanFrancisco，1997年4月13-17日中所公開。由于該原因，仍形成澄清的、水解穩定的、可潤濕(無需表面處理)的，通過組合一甲基丙烯酰氧基烷基聚二甲基硅氧烷甲基丙烯酸酯，諸如mPDMS和NVP而具有低模量的有機硅水凝膠。
技術實現思路
本專利技術提供了一種有機硅水凝膠，其由反應混合物形成，所述反應混合物包含以下組分、由以下組分組成或者基本上由以下組分組成：約30重量％至約75重量％的至少一種慢反應親水單體，其具有慢反應親水單體動力學半衰期；具有含有機硅的組分動力學半衰期的至少一種含有機硅的組分，其可任選地被至少一個含羥基的基團取代；至少一種光引發劑；和至少一種含羥基的組分，其選自羥基取代的至少一種含有機硅的組分，所述至少一種含有機硅的組分被至少一個含羥基的基團、至少一種羥烷基單體以及它們的混合物取代并且具有含有機硅的組分半衰期，其中當具有含有機硅的組分動力學半衰期的至少一種含有機硅的組分被至少一種含羥基的基團取代時，這可為一種與所述至少一種含羥基的組分相同的組分；并且其中，所述慢反應親水組分半衰期與所述含有機硅的組分半衰期的比率為至少2。本專利技術還提供了一種有機硅水凝膠，其由反應混合物形成，所述反應混合物包含以下組分、由以下組分組成或者基本上由以下組分組成：約30重量％至約75重量％的至少一種慢反應親水單體；至少一種含有機硅的組分；和至少一種光引發劑；其中至少一種所述含有機硅的組分、任選的另外的親水組分或二者包括至少一種羥基基團，并且其中選擇所述慢反應親水組分和所述含有機硅的組分，使得在轉化率為90％的情況下的轉化率為至少約20。本專利技術還提供了通過光固化反應混合物形成本專利技術的有機硅水凝膠的方法，其中在約30分鐘內或更短時間內完成所述光固化。本專利技術還提供了經由電子束輻射光固化反應混合物形成本專利技術的有機硅水凝膠的方法。附圖說明圖1是鏡片組件的示意圖。圖2是用于動力學評價的雙隔室固化箱的示意圖。圖3是圖2中示出的固化箱的隔室2的示意圖。圖4是由實例1、3-13、17、19-23和比較例1、3、4和6-7中制造的接觸鏡片的轉換摩爾比與前進接觸角的曲線圖。圖5是由實例1、3-13、17、19-23和比較例1、3、4和6-7中制造的接觸鏡片的半衰期比率與前進接觸角的曲線圖。圖6是接觸鏡片的半衰期比率與前進接觸角的曲線圖，其中半衰期比率的軸擴展以示出直至3的區域。圖7是接觸鏡片的半衰期比率與Dk的曲線圖，其中半衰期比率的軸擴展以示出直至4的區域。具體實施方式本專利技術涉及由含有至少一種親水組分的反應混合物形成的有機硅水凝膠，所述親水組分的動力學半衰期為至少最慢含有機硅的組分的動力學半衰期的長度的兩倍。反應混合物的至少一種組分包含至少一種羥基基團。所得的有機硅水凝膠出人意外地易于處理，并且表現出性質(包括霧度、水含量和透氧度)的優異平衡性。如本文所用，“稀釋劑”是指對反應性組分來說非反應性的溶劑。稀釋劑不反應形成生物醫學裝置的部分。如本文所用，“生物醫學裝置”是被設計成在哺乳動物組織或體液之內或之上并且在人體組織或體液之內或之上使用的任何制品。這些裝置的例子包括但不限于導管、植入物、支架和眼科裝置(諸如，眼內鏡片、淚點塞和接觸鏡片)。例如，生物醫學裝置是眼科裝置，具體地是接觸鏡片，更具體地是由有機硅水凝膠制成的接觸鏡片。如本文所用，術語“眼科裝置”是指駐留在眼睛之內或之上的產品。如本文所用，術語“鏡片”和“眼科裝置”是指駐留在眼睛之內或之上的裝置。這些裝置可以提供光學校正、傷口治療、藥物遞送、診斷功能、美容增強作用或效果、減少炫光、阻擋紫外線或者這些特性的組合。眼科裝置的非限制性例子包括鏡片、淚點塞等。術語鏡片(或接觸鏡片)包括但不限于軟接觸鏡片、硬接觸鏡片、眼內鏡片、疊層鏡片、眼部插入物和光學插入物。如本文所用，“反應混合物”是指混合在一起并且反應形成本專利技術的有機硅水凝膠的反應性和非反應性組分(包括稀釋劑)。反應性組分是反應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由反應混合物形成的有機硅水凝膠，所述反應混合物包含：　　約30重量%至約75重量%的至少一種慢反應親水單體，其具有慢反應親水單體動力學半衰期；　　具有含有機硅的組分動力學半衰期的至少一種含有機硅的組分，其可任選地被至少一個含羥基的基團取代；　　至少一種光引發劑；和　　至少一種含羥基的組分，其選自被至少一個羥基基團取代的所述含有機硅的組分、至少一個羥烷基單體以及它們的混合物，其中所述慢反應親水組分半衰期與所述含有機硅的組分半衰期的比率為至少2。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.23 US 61/579683;2012.12.19 US 13/7202181.一種由反應混合物形成的有機硅水凝膠，所述反應混合物包含：30重量%至75重量%的至少一種慢反應親水單體，其具有慢反應親水單體動力學半衰期；具有含有機硅的組分動力學半衰期的至少一種含有機硅的組分，其可任選地被至少一個含羥基的基團取代；至少一種光引發劑；和至少一種含羥基的組分，其選自被至少一個羥基基團取代的所述含有機硅的組分、至少一個羥烷基單體以及它們的混合物，其中所述慢反應親水組分半衰期與所述含有機硅的組分半衰期的比率為至少2。2.根據權利要求1所述的有機硅水凝膠，其由反應混合物形成，所述反應混合物包含37重量%至75重量%的具有慢反應親水單體動力學半衰期的所述至少一種慢反應親水單體。3.根據權利要求1所述的有機硅水凝膠，其由反應混合物形成，所述反應混合物包含37重量%至70重量%的具有慢反應親水單體動力學半衰期的所述至少一種慢反應親水單體。4.根據權利要求1所述的有機硅水凝膠，其由反應混合物形成，所述反應混合物包含39重量%至60重量%的具有慢反應親水單體動力學半衰期的所述至少一種慢反應親水單體。5.根據前述權利要求中任一項所述的有機硅水凝膠，其中所述動力學半衰期比率為至少3。6.根據權利要求5所述的有機硅水凝膠，其中所述動力學半衰期比率為至少5。7.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，還具有至少80的Dk。8.根據權利要求7所述的有機硅水凝膠，還具有至少85的Dk。9.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，還具有小于70%的%霧度。10.根據權利要求9所述的有機硅水凝膠，還具有小于50%的%霧度。11.根據權利要求10所述的有機硅水凝膠，還具有小于10%的%霧度。12.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，還包含至少55%的水含量。13.根據權利要求12所述的有機硅水凝膠，還包含至少60%的水含量。14.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，還具有小于150psi的模量。15.根據權利要求14所述的有機硅水凝膠，還具有100psi或更小的模量。16.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述反應混合物還包含至少一種紫外線吸收化合物。17.根據權利要求16所述的有機硅水凝膠，其中所述至少一種紫外線吸收化合物是反應性的。18.根據權利要求16所述的有機硅水凝膠，其中所述至少一種紫外線吸收化合物選自苯并三唑。19.根據權利要求16所述的有機硅水凝膠，其中所述至少一種紫外線吸收化合物選自反應性2-(2’-羥基苯基)苯并三唑、2-羥基二苯甲酮、2-羥基苯基三嗪、草酰替苯胺、氰基丙烯酸酯、水楊酸酯和4-羥基苯甲酸酯。20.根據權利要求16所述的有機硅水凝膠，其中所述至少一種紫外線吸收化合物選自2-(2’-羥基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2,4-二羥基苯基)-2H-苯并三唑的5-乙烯基和5-異丙烯基衍生物以及2-(2,4-二羥基苯基)-2H-苯并三唑或2-(2,4-二羥基苯基)-1,3-2H-二苯并三唑的4-丙烯酸酯或4-甲基丙烯酸酯以及它們的混合物。21.根據權利要求16所述的有機硅水凝膠，包含介于0.5重量%和4重量%之間的至少一種紫外線吸收劑。22.根據權利要求21所述的有機硅水凝膠，包含介于1重量%和2重量%之間的紫外線吸收劑。23.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述反應混合物不含稀釋劑。24.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述反應混合物不含TRIS。25.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述反應混合物不含含大分子單體或預聚物的有機硅。26.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體包含選自(甲基)丙烯酰胺、乙烯基、烯丙基以及它們的組合的反應性基團，并且所述含有機硅的組分包含選自(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、酰胺以及它們的混合物的反應性基團。27.根據權利要求26所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體包含選自乙烯基、烯丙基以及它們的組合的反應性基團，并且所述含有機硅的組分包含選自(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、酰胺以及它們的混合物的反應性基團。28.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體包含選自N-乙烯基酰胺、O-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基碳酸酯、N-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基醚、O-2-丙烯基的反應性基團，其中所述乙烯基或烯丙基基團還任選地被甲基基團取代。29.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體包含選自羥基、胺、醚、酰胺、銨基團、羧酸、氨基甲酸酯以及它們的組合的至少一種親水基團。30.根據權利要求29所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體包含選自羥基、醚、酰胺、羧酸以及它們的組合的至少一種親水基團。31.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體選自式I的N-乙烯基酰胺單體、式II-IV的乙烯基吡咯烷酮、式V的n-乙烯基哌啶酮：其中R為H或甲基；R1、R2、R3、R6、R7、R10和R11獨立地選自H、CH3、CH2CH3、CH2CH2CH3、C(CH3)2；R4和R8獨立地選自CH2、CHCH3和C(CH3)；R5選自H、甲基、乙基；并且R9選自CH=CH2、CCH3=CH2和CH=CHCH3。32.根據權利要求31所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體選自式II或式IV的乙烯基吡咯烷酮或式I的N-乙烯基酰胺單體，并且R1和R2中的碳原子總數為4或更少。33.根據權利要求31所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體選自式III或式IV的乙烯基吡咯烷酮，并且R6為甲基，R7為氫，R9為CH=CH2，R10和R11為H。34.根據權利要求31所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體選自乙二醇乙烯基醚（EGVE）、二(乙二醇)乙烯基醚（DEGVE）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）、1-甲基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-5-亞甲基-2-吡咯烷酮、5-甲基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮、1-乙基-5-亞甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮、5-乙基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-5-亞甲基-2-吡咯烷酮、1-異丙基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮、1-異丙基-5-亞甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺（VMA）、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基異丙酰胺、烯丙醇、N-乙烯基己內酰胺、N-2-羥乙基乙烯基氨基甲酸酯、N-羧基-β-丙氨酸N-乙烯酯、N-羧乙烯基-β-丙氨酸(VINAL)、N-羧乙烯基-α-丙氨酸以及它們的混合物。35.根據權利要求34所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體選自NVP、VMA和1-甲基-5-亞甲基-2-吡咯烷酮。36.根據權利要求35所述的有機硅水凝膠，其中所述慢反應親水單體包括NVP。37.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，其中所述含有機硅的組分包含至少一個羥基基團。38.根據權利要求1或2所述的有機硅水凝膠，還包含至少一種羥烷基單體。39.根據權利要求38所述的有機硅水凝膠，其中所述羥烷基單體選自式VII的（甲基)丙烯酸羥烷基酯或(甲基)丙烯酰胺單體、或式VIII的苯乙烯基化合物其中R1為H或甲基，X為O或NR16，R16為H、C1-C4烷基，所述C1-C4烷基還任選地被至少一個OH取代，并且R17選自C2-C4一或二羥基取代的烷基和具有1-10個重復單元的聚(乙二醇)。40.根據權利要求39所述的有機硅水凝膠，其中R1為H或甲基，X為氧，并且R17選自C2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A阿利，DG范德拉安，JD福德，SL喬斯林，
申請(專利權)人：莊臣及莊臣視力保護公司，
類型：發明
國別省市：美國;US