專利名稱：硅氧烷醫(yī)療裝置的表面處理的制作方法
技術領域：
本專利直接介紹了一種對隱形眼鏡、醫(yī)用移植用品等醫(yī)療裝置進行表面處理的方法。更進一步地說，本專利介紹了一種可更新的醫(yī)療裝置表面改性方法，通過隱形眼鏡材料中的反應性官能團與聚合物材料的互補反應性官能團反應，在醫(yī)療裝置表面形成一個親水性聚合物層，從而改善了醫(yī)療裝置表面的生物相容性和親水性。本專利也可直接應用于隱形眼鏡或其他具有類似表面涂層的醫(yī)療裝置。
背景技術：
多年來，隱形眼鏡一直都是使用含硅氧烷材料制造。一般說來，這種含硅氧烷材料可以分為兩大類水凝膠和非水凝膠。非水凝膠不能吸附大量的水，而水凝膠在平衡狀態(tài)能夠吸附并保持一定量的水。一般情況下，水凝膠的含水量都在5重量％以上。更常見的情況是含水10～80重量％。不管其含水量如何，水凝膠和非水凝膠硅氧烷隱形眼鏡都趨向于具有疏水的、不可潤濕的表面。
表面結構和組成決定著固體材料的許多物理性能和最終用途。材料的表面特征會顯著地影響到表面性能，如潤濕性、摩擦性、粘附性或潤滑性等。因此，對于特別重視生物相容性的生物技術的應用來說，改善材料的表面特性具有特別重要的意義。因此，本領域的技術人員都清楚地知道材料的表面特征對材料應用的重要作用，其中他們最關心的是材料的生物相容性。本領域的技術人員也早就認識到必須使隱形眼鏡或其他醫(yī)療裝置的表面具有一定或更好的親水性。增加隱形眼鏡表面的親水性能夠改善眼淚在隱形眼鏡表面的潤濕性能。這又會進一步改善配戴隱形眼鏡的舒適性。對于連續(xù)配戴的隱形眼鏡來說，隱形眼鏡的表面發(fā)揮著尤其重要的作用。進行連續(xù)配戴的隱形眼鏡的設計，不僅需要考慮配戴的舒適性，還應該考慮如何避免諸如角膜浮腫、發(fā)炎或淋巴炎等副反應。多年來，人們一直在尋求適當?shù)姆椒▉砀倪M隱形眼鏡的表面，尤其是想方設法開發(fā)具有較高透氧性(high-DK)的隱形眼鏡表面材料，以便滿足連續(xù)配戴(過夜)的要求。
為了進一步提高隱形眼鏡的生物相容性，許多專利都公開了通過在隱形眼鏡表面粘上一層親水的或具有生物相容性的聚合物鏈的方法。例如，US 5,652,014介紹了一種氨化處理基片的方法，隨后利用一些聚合物，如PEO星形分子或硫酸化的多糖等與該基片反應。這種方法存在著一個問題因為聚合物分子鏈很難附著于硅氧烷基片上，從而聚合物分子鏈的密度較低。
US 5,344,701介紹了一種通過等離子體在基片附著一層惡唑啉酮或吖內(nèi)酯單體的方法。該發(fā)明在表面參與或合成的催化反應或定位分離領域有一定的用途，包括生物分子、診斷載體與酶膜反應器(enzyme membrane reactor)的親合分離。顯然，通過惡唑啉酮單體中未飽和的烯類雙鍵與等離子體在基片上生成的自由基反應，惡唑啉酮基團附著到了多孔性的基片上。也有可能是這些單體先附著在基片上，然后，再在等離子體的作用下，形成交聯(lián)的涂層。附著在表面上的惡唑啉酮基團可以用于粘附其他生物活性材料如蛋白質(zhì)，因為惡唑啉酮基團能夠與胺、醇或硫醇等反應。Valint等人的US5,364,918和Lai等人的US 5,352,714公開了一種用惡唑啉酮單體作為隱形眼鏡的內(nèi)潤濕劑的方法，這種潤濕劑能夠遷移到隱形眼鏡的表面。
Pinchuk等人的US 5,804,318公開了一種用潤滑涂層降低醫(yī)療材料表面摩擦系數(shù)的方法。所用的潤滑涂層包括親水性的共聚物，該共聚物的一些單體包含有懸垂的叔胺基官能團。水凝膠涂層通過共價鍵附著在通過環(huán)氧化處理的醫(yī)療材料的表面。
Goldenberg等人的US 4,734,475公開了由在主鏈中包括環(huán)氧乙烷(環(huán)氧基)取代的單體單元的聚合物制造的隱形眼鏡的應用。由此隱形眼鏡的外表面含有親水的誘導量的環(huán)氧乙烷與水溶性的活性有機化合物，如胺、醇、硫醇、脲、硫脲、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽或硫代硫酸鹽的反應產(chǎn)物。
由以上專利可以看出，尋找光學透明的親水性涂層材料，以便使硅氧烷醫(yī)療裝置表面具有更加優(yōu)良的生物相容性是一種理想的做法。在硅氧烷水凝膠隱形眼鏡表面引入一層特殊的涂層，以改進隱形眼鏡長期配戴時的舒適性，同時又改善隱形眼鏡材料表面的親水潤濕性能和氧氣透過性能，也是一種比較理想的做法。如果這種具有生物相容性的隱形眼鏡能夠連續(xù)配戴，尤其能夠連續(xù)配戴一個星期以上，同時又不會產(chǎn)生角膜炎等副反應的話，這種涂層就更加理想了。另外，如果這種涂層能夠隨時地進行再處理，使其恢復到新隱形眼鏡的狀態(tài)，那就再理想不過了。
附圖的簡要說明

圖1所示是下面的實施例15描述的隱形眼鏡的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50+μm2)，以比較根據(jù)本發(fā)明的隱形眼鏡；圖1的左側所示是隱形眼鏡的前表面形貌，右側所示是后表面形貌。
圖2所示是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的實施例14描述的涂覆的隱形眼鏡的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。該隱形眼鏡是用實施例10所描述的聚合物涂覆的硅氧烷剛性的透氣性隱形眼鏡，所述聚合物是二甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物。
圖3所示是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的實施例15描述的涂覆的隱形眼鏡的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)，該隱形眼鏡是用實施例10與實施例12所描述的共聚物的混合物涂覆的硅氧烷剛性的透氣性隱形眼鏡。
圖4所示是實施例16描述的隱形眼鏡的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)，用于與根據(jù)本發(fā)明的其他實施方案的其他隱形眼鏡相比較，該隱形眼鏡是用實施例11所描述的聚合物涂覆的硅氧烷水凝膠隱形眼鏡。
圖5所示是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的實施例16描述的隱形眼鏡的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。該隱形眼鏡是用實施例11所描述的聚合物涂覆的硅氧烷剛性的透氣性隱形眼鏡，所述聚合物是二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯與甲基丙烯酸八氟戊酯的共聚物。
圖6所示是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的實施例16描述的隱形眼鏡的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。該隱形眼鏡是用實施例11所描述的聚合物涂覆的硅氧烷剛性的透氣性隱形眼鏡，所述聚合物是二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯與甲基丙烯酸八氟戊酯的共聚物，其所用涂覆濃度高于圖5中隱形眼鏡所采用的涂覆濃度。
圖7所示是實施例18描述的RGP隱形眼鏡材料微珠在表面處理前的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。
圖8所示是實施例18第一個親水性聚物涂覆步驟之后的RGP微珠的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。
圖9所示是研磨除去實施例18聚合物涂層后的RGP微珠原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。
圖10所示是在實施例18中重新施加親水性聚合物表面后的原子力顯微鏡(AFM)表面形貌(50μm2)。
發(fā)明概要本發(fā)明直接介紹了一種對硅氧烷隱形眼鏡和其他硅氧烷醫(yī)療裝置進行表面處理的方法，其中包括對隱形眼鏡進行表面改性，以增加其親水性和潤濕性的方法。該表面改性方法包括利用隱形眼鏡基片中的反應性官能團與親水反應性聚合物中的單體單元所包含的互補官能團反應，從而把親水性聚合物粘附到隱形眼鏡基片的表面。隨后可從隱形眼鏡材料基片的表面除去該親水性聚合物鏈，之后重新施加以獲得似新的表面質(zhì)量。這里所說的“似新的表面質(zhì)量”是經(jīng)過重新表面涂覆處理的隱形眼鏡在外觀和性能上與第一次涂覆的隱形眼鏡相同或相近。
本發(fā)明也直接介紹了一種包括由此方法制備的醫(yī)療裝置，比如，隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡、醫(yī)用導管、移植材料等。
能夠根據(jù)本發(fā)明制備的醫(yī)療設備例子還有牙用制品，包括牙齒固定器、牙齒保護架、助聽器、醫(yī)用或整形外科用的縫合線、或其他醫(yī)療/外科移植用的器械如醫(yī)用夾子、止血鉗、支撐用品等。本發(fā)明詳細介紹如前所述，本發(fā)明直接介紹了一種醫(yī)療裝置的表面處理方法，包括對隱形眼鏡、眼內(nèi)透鏡、血管移植進行表面處理，以增加其生物相容性的方法。本發(fā)明對由水凝膠、硅氧烷水凝膠和具有剛性的透氣性材料(“RGP”)制成的隱形眼鏡的表面處理特別有用。具有剛性的透氣性材料和水凝膠是兩類十分有名的醫(yī)用材料。此處我們使用了術語“硅氧烷”，其含意是所說的材料包含有質(zhì)量百分數(shù)不低于5％的硅氧鍵(-SiO-)。比較合適的硅氧烷質(zhì)量百分數(shù)是10～100％。硅氧烷質(zhì)量百分數(shù)在30～90％之間更好。
RGP材料通常包括一些含水量小于5％的疏水性交聯(lián)聚合物。對本發(fā)明比較有用的RGP材料是根據(jù)如下專利制備的Ellis等人的專利US 4,826,936、4,463,149、4,604,479、4,686,267、4,826,936、4,996,275；Baron等人的專利US 5,032,658；Bambury等人的專利US 5,070,215；Valint等人的專利US 5,177,165；Baron等人的專利US 5,177,168；Valint等人的專利US 5,219,965；McGee和Valint的專利US 5,336,797；Lai等人的專利US 5,358,995；Valint等人的專利US 5,364,918；Bambury等人的專利US 5,610,252；Lai等人的專利US 5,708,094；Valint等人的專利US 5,981,669。Ellis等人的專利US 5,346,976介紹的制備RGP材料的方法更好一些。
水凝膠是一種交聯(lián)的處于平衡狀態(tài)的水合聚合物。硅氧烷水凝膠通常含有質(zhì)量百分數(shù)在5％以上的水分。比較常見的硅氧烷水凝膠含有質(zhì)量百分數(shù)在10～80％的水分。這些硅氧烷水凝膠材料是通過不同單體的混合物聚合得到的。這種混合物至少含有一種含硅氧烷的單體，同時還至少含有一種親水性單體。其中的含硅氧烷單體或親水性單體應該能夠起到交聯(lián)劑的作用(交聯(lián)劑就是具有多個聚合官能團的單體)，否則的話，就需要單獨在混合物加入交聯(lián)劑。本技術領域已經(jīng)認識到了含硅氧烷單體非常適合于制備硅氧烷水凝膠，比如專利US 4,136,250、4,153,641、4,740,533、5,034,461、5,070,215、5,260,000、5,310,779、5,358,995等。
體積比較龐大的聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸就是可行的含硅單體的例子。下面的式(I)給出了一個體積比較龐大的聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸單體的分子結構。 其中X表示-O-或-NR-每個R18分別表示氫原子或甲基每個R19分別表示低級烷基自由基、苯基自由基或如下結構的基團 其中每個R19，分別表示低級烷基、苯基，h是1～10。
其他一些體積比較龐大的單體還有甲基丙烯酸氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷或甲基丙烯酸三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯(有些時候人們把這種單體稱作TRIS)以及三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基乙烯基氨基甲酸酯(有些時候人們把這些單體稱作TRIS-VC)。
這些體積比較龐大的單體能夠與硅氧烷大分子單體進行共聚。硅氧烷大分子單體是一端或兩端用不飽和基團封端的聚有機硅氧烷。例如，Deichert等人的專利US 4,153,641給出了幾種封端用的不飽和官能團，包括丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基。
另外一類有代表性的含硅氧烷的單體是含硅氧烷的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯，如1，3-二[(4-乙烯基氧羰氧基)1-丁基]四甲基二硅氧烷、3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯、3-(乙烯基氧羰巰基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、3-[三-(三甲基甲硅烷氧基)硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯、叔丁基二甲基甲硅烷氧基乙基乙烯基碳酸酯、三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯和三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯。
另外一類含硅單體包括聚氨基甲酸酯-硅氧烷大分子單體(有時候也稱作預聚物)。這些單體中可能含有像傳統(tǒng)的氨基甲酸酯彈性體那樣的硬-軟-硬鏈段。許多文獻給出了硅氧烷氨基甲酸酯的例子，如LaiYU-Chin，“The Rold of Bulky Polysiloxanylalkyl Methacryates inPolyurethane-Polysiloxane Hydrogels，”Journal of Applied PolymerScience，Vol 60，1193-1199(1996)。WO 96/31792和US 5,451,617，US5,451,651也給出了這類單體的例子。本專利參考了這些文獻給出的單體。其他的硅氧烷氨基甲酸酯的例子可用式II和III表示(II)E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E’；或(III)E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E’；其中，D表示含6～30個碳原子的烷基雙自由基、烷基環(huán)烷基雙自由基、環(huán)烷基自由基、芳基自由基、烷基芳基雙自由基。
G表示含1～40個碳原子的烷基雙自由基、環(huán)烷基雙自由基、烷基環(huán)烷基雙自由基、芳基雙自由基或烷基芳基雙自由基。其主鏈上可能含有醚鍵、硫鍵、胺基。
*表示氨基甲酸酯或脲基。
a至少是1。
A表示式IV的二價聚合基。 其中，每個Rs獨立表示含有1～10個碳原子的烷基或氟取代的烷基，其碳原子之間可能含有醚鍵；m’至少是1；而且，p是使聚合鏈的部分分子量在400～10,000的一個數(shù)；每個E和E’分別表示一個式VI所示的可以聚合的不飽和的有機基， 其中，R23是氫原子或甲基；R24是氫原子、含有1～6個碳原子的烷基或-CO-Y-R26基，其中，Y是-O-，-S-，或-NH-；R25是含有1～6個碳原子的二價的亞烷基；R26是含有1～12個碳原子的烷基；X表示-CO-或-OCO-。
Z表示-O-或-NH-。
Ar表示含有6～30個碳原子的芳基；w是0～6；x是0或1；y是0或1；z是0或1。
比較理想的含硅氧烷的氨基甲酸酯單體可用式VII表示， 其中，m至少是1，最好是3或4；a至少是1，最好是1；p是使聚合鏈的部分分子量在400～10,000的一個數(shù)，最好不小于30。R27是除去異氰酸酯基團以后的二異氰酸酯雙自由基，如異佛爾酮基二異氰酸酯雙自由基。E”是下式所示的基團， 另外一類有代表性的含硅氧烷的單體包括氟化單體。如US4,954,587和5,079,319所介紹，這類單體已經(jīng)用于制備氟化硅氧烷水凝膠，以便減少由這種水凝膠制備的隱形眼鏡表面沉積物的積累。據(jù)US 5,387,662和5,321,108介紹，使用具有氟取代側基如-(CF2)-H的含硅氧烷單體能夠改善親水性單體單元和含硅氧烷單體單元之間的相容性。
本發(fā)明任選的實施方案中，硅氧烷水凝膠含有5～50％、最好10～25％重量比的一個或多個硅氧烷大分子；5～75％、最好30～60％重量比的一個或多個硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸單體；10～50％、最好20～40％重量比的親水性單體。親水性單體包括但并不限定含有不飽和雙鍵的含內(nèi)氨酸單體，如N-乙烯基吡咯烷酮；甲基丙烯酸及丙烯酸；丙烯酸取代的醇，如2-羥乙基甲基丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯；或丙烯酰胺，如甲基丙烯酰胺與N，N二甲基丙烯酰胺；或US 5,070,215介紹的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體，以及US 4,910,277介紹的惡唑酮。其他一些親水性單體如N，N二甲基丙烯酰胺(DMA)、2-羥乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、甲基丙烯酸甘油酯、2-羥乙基甲基丙烯酰胺、聚乙二醇、單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸和丙烯酸在本發(fā)明中也非常有用。在這方面本領域的技術人員顯然還能找出其他一些合適的親水性單體。
上面給出的硅氧烷材料僅僅是一些實施例。利用本發(fā)明能夠改善表面性能的其他一些基片材料也已經(jīng)出現(xiàn)在了許多不同的出版物中，而且人們正在努力開發(fā)的應用于隱形眼鏡或其他醫(yī)療裝置的材料也可以用本發(fā)明介紹的方法進行表面處理。
如上所述。本發(fā)明直接介紹了一種對醫(yī)療裝置進行表面改性的一種方法，如可以在隱形眼鏡的表面涂上一層可除去的親水性聚合物，以改善其表面性能?！翱沙サ耐繉印北硎驹诨牧虾陀H水性聚合物之間形成一定的化學鍵，從而避免對基片材料的損傷。
本發(fā)明介紹的親水性聚合物分子鏈可以通過物理的或化學的方法從基片上除去，例如可以通過磨擦的方法。比較合適的機械方法包括高剪切流體處理法，如高速流體噴射，或者用流體化的磨擦性固體來除去涂層。親水性聚合物表面涂層也可以用打磨或拋光的方法除去。
本發(fā)明介紹了一種比較理想的從隱形眼鏡上除去聚合物表面涂層的機械方法，其采用能夠從市場上買到的擦洗劑來摩擦隱形眼鏡，這種商業(yè)化的擦洗劑是含有如硅石或氧化鋁，以及一種或幾種陰離子表面活性劑(如烷基醚磺酸酯)、非離子表面活性劑(如乙氧基烷基酚)與陽離子表面活性劑(如季胺鹽)。比較理想的擦洗劑包括Boston和Boston advanced牌的擦洗劑，這些擦洗劑可從如下地址買到Bausch & Lomb，Rochester，NY，14604。
氧化法是除去親水性聚合物表面涂層的比較合適的一種化學方法，例如氧化性等離子體、臭氧化或電暈放電。其他的化學方法包括化學水解、水解分裂或酶催化消除法等。
親水性聚合物鏈通過親水反應性聚合物(包括低聚物)與醫(yī)療裝置的表面反應粘附到醫(yī)療裝置的表面。這些親水反應性聚合物包含有可參與開環(huán)反應的官能團或異氰酸酯官能團，這些官能團能夠與醫(yī)療裝置表面的互補官能團反應。親水性聚合物鏈也可以通過含有羥基或胺(初級或二級)基團的親水反應性聚合物(包括低聚物)與硅氧烷材料中的互補的吖內(nèi)酯官能團反應，把親水性聚合物粘附到材料的表面。還可以通過含有羧基的親水性聚合物中的羧基與硅氧烷材料中的互補官能團環(huán)氧基反應，把親水性聚合物粘附到材料的表面。換句話說，就是利用醫(yī)療裝置表面的化學官能團與親水性聚合物形成共價鍵，把親水性聚合物粘附到醫(yī)療裝置基片的表面。
親水性聚合物可以是均聚物，也可以是含有異氰酸酯或任選的開環(huán)的反應性官能團的單體單元的共聚物。盡管這些反應性單體也可是親水性的，但是，親水反應性聚合物也可以是反應性單體與一種或幾種非反應性親水單體單元的共聚產(chǎn)物。親水性聚合物中也可以含有極少量的疏水性單體?？蓞⑴c開環(huán)反應的單體有吖內(nèi)酯官能團、環(huán)氧官能團和酸酐官能團。
當然，也可以采用親水反應性聚合物的混合物。例如，親水性聚合物粘附到醫(yī)療材料的表面也可能是如下聚合物的混合物反應的結果(a)第一種親水反應性聚合物，其親水聚合物上的單體單元具有反應性官能團，該官能團與所述醫(yī)療裝置表面上的反應性官能團互補，以及另外，(b)第二種親水反應性聚合物，其具有與第一種親水反應性聚合物反應的補充的反應性官能團。我們發(fā)現(xiàn)，含有環(huán)氧官能團的聚合物與含有酸官能團的聚合物的混合物，同時或者按一定順序應用于醫(yī)療材料的表面涂覆處理時，能夠提供相對較厚的涂層。利用反應性聚合物的混合物提供了對基片材料的表面化學結構進一步調(diào)節(jié)的方法。
比較理想的親水反應性聚合物含有1～100摩爾％的反應性單體單元，5～50摩爾％時更好一些，10～40摩爾％時最好。聚合物中可以含有0～99摩爾％的非反應性親水單體單元，50～95摩爾％時更好一些，60～90摩爾％時最好(反應性單體參與反應以后也可能具有親水性。但是，從定義上講這種單體不同于所說的非反應性的親水單體)。親水反應性聚合物重均分子量的范圍在200～1,000,000之間比較合適，更理想的范圍是1,000～500,000，最好是在5,000～100,000之間。
親水性單體也可是質(zhì)子惰性的，如丙烯酰胺(N，N-二甲基丙酰酰胺，DMA)、內(nèi)酰胺如N-乙烯基吡咯烷酮、以及聚(亞烷基氧化物)如甲氧基聚氧乙烯基甲基丙烯酸酯。親水性單體也可能是親質(zhì)子的如甲基丙烯酸或羥烷基(甲基)丙烯酸酯，如羥乙基(甲基)丙烯酸酯。親水性單體也可以包括陰離子表面活性劑，如丙烯酰胺2-甲基丙基磺酸鈉(AMPS)。還可以是一些兩性離子表面活性劑，如N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰氧基乙基-N-(3-硫代丙基)內(nèi)銨鹽(SPE)與N，N-二甲基-N-甲基丙烯酰胺基丙基-N-(3-硫代丙基)內(nèi)銨鹽(SPP)。
疏水性單體的用量可任選高達35摩爾％，優(yōu)選0～20摩爾％，最好是在0～10摩爾％。例如，疏水性單體可以是烷基甲基丙烯酸酯、氟代烷基甲基丙烯酸酯、長鏈丙烯酰胺如辛基丙烯酰胺等。
如上所述，親水反應性聚合物可包括選自以下官能單體的反應性單體單元吖內(nèi)酯官能單體、環(huán)氧官能單體、酸酐官能單體。例如用于涂覆隱形眼鏡的環(huán)氧官能親水反應性聚合物可能是含有甲基丙烯酸縮水甘油酯單體單元的共聚物，其將與包括羧酸基團的隱形眼鏡基片反應。酸酐官能親水反應性聚合物的合適例子包括由諸如馬來酐和衣康酸酐的單體單元衍生的單體單元。
通常，親水反應性聚合物的環(huán)氧官能反應基團或酸酐官能反應基團與基片中的羧基(-COOH)、醇(-OH)、伯胺(-NH2)基團或巰基(-SH)反應，所述基片例如由包括作為由甲基丙烯酸(MAA)、羥烷基甲基丙烯酸酯如羥乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、氨基烷基甲基丙烯酸酯如氨基丙基甲基丙烯酸酯制得，其均為常用或可購得的。當為醇時，如化學工作者所知，可使用催化劑如4-二甲基氨基吡啶，以加速室溫下的反應。通過使用水解至酸的吖內(nèi)酯單體單元，也可在基片產(chǎn)生酸基團。這些酸基團能與親水反應性聚合物中的環(huán)氧或酸酐基團反應。例如，在此基片中，Valint等人的美國專利第5,364,918號在這里全部作為參考。
通常，親水反應性聚合物中的吖內(nèi)酯或異氰酸酯官能團可類似地與聚合物基片中的胺或醇反應，醇的反應優(yōu)選有催化劑存在。另外，親水反應性聚合物中的羧酸、胺與水解的吖內(nèi)酯可與基片中的環(huán)氧基團反應，例如與在這里全部作為參考的Goldenberg等人的美國專利第4,734,475號所描述的單體反應。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，預制的(不可聚合的)親水聚合物，其含有由至少一種選自以下單體衍生的重復單元開環(huán)單體、含異氰酸酯單體、含胺單體、含羥基單體、或含羧基單體，該親水聚合物與醫(yī)療裝置如隱形眼鏡基片表面上的反應基團反應。典型地，該親水反應性聚合物沿聚合物鏈附著在基片的一處或多處上。當如環(huán)氧、異氰酸酯或開環(huán)單體單元附著后，親水反應性聚合物中的任何未反應的官能團可水解為非反應部分。
用于包括親水反應性聚合物的合適的親水非反應性單體通常包括水溶的常用的乙烯基單體，如2-羥乙基-；2-與3-羥丙基；2，3-二羥丙基；聚乙氧基乙基；及聚乙氧基丙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺與甲基丙烯酰胺；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基與N，N-二乙基氨基乙基丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯及相應的丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺；2-與4-乙烯基吡啶；4-與2-甲基-5-乙烯基吡啶；N-甲基-4-乙烯基哌啶；2-甲基-1-乙烯基咪唑；N，-N-二甲基烯丙基胺；二甲基氨基乙基乙烯基醚及N-乙烯基吡咯烷酮。
有用的非反應性單體通常包括水溶的常用乙烯基單體如以下結構的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯 其中，R2氫或甲基，且R3是氫或是具有高達10個碳原子的脂肪烴，該脂肪烴是被一種或多種水溶基團取代的，如被羧基、羥基、氨基、低級烷基氨基、低級二烷基氨基、具有2至約100個重復單元的聚環(huán)氧乙烷基團取代，或被一種或多種硫酸酯、磷酸酯、環(huán)酸酯、膦酸酯、羧基氨基、磺酸氨基、膦酸氨基基團、或它們的混合物取代；R3優(yōu)選是低聚物或聚合物如聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙-丙)二醇、聚(羥乙基甲基丙烯酸酯)、聚(二甲基丙烯酰胺)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚砜、聚(乙烯基醇)、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺-丙烯酸)、聚(苯乙烯磺酸)鈉鹽、聚(環(huán)氧乙烷)、聚(環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯)、聚(乙二酸)、聚(乳酸)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、纖維素、多糖、其混合物、以及其共聚物；下式的丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺
其中，R2和R3的限定如上；下式的丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺 其中R4是含有1～3個碳原子的低級烷基，R2限定如上；下式的衣康酸酯 其中R3限定如上；下式的馬來酸酯和富馬酸酯R3OOCH＝CHOOR3其中R3限定如上；下式的乙烯基醚H2C＝CH-O-R3其中R3限定如上；下式的脂肪族乙烯基化合物R2CH＝CHR3其中R2限定如上、R3與以前定義的原子團相同，只是R3不能是氫原子；乙烯基取代的雜環(huán)如乙烯基吡啶、哌啶及咪唑，以及N-乙烯基內(nèi)酰胺如N-乙烯基-2-吡咯烷酮。
比較有用的水溶性單體包括丙烯酸及甲基丙烯酸、衣糠酸、巴豆酸、富馬酸與馬來酸、以及其低級羥烷基單酯與二酯如2-羥乙基富馬酸酯與馬來酸酯、丙烯酸鈉及甲基丙烯酸鈉、2-甲基丙烯酰氧基氧乙基磺酸和烯丙基磺酸。
親水反應性聚合物中包含有一些疏水性單體，有助于在溶液中形成微分散的聚合物聚集體，這類聚合物溶液的濁度較高就可以說明這一點。由涂覆的醫(yī)療裝置的原子力顯微鏡圖像，也能觀察到此聚集體。
合適的疏水性共聚單體包括常見的不溶于水的乙烯基單體，如下式的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。 其中，其中R2與以前定義的原子團相同。R5是具有多達20個碳原子的直鏈或支鏈脂肪烴、環(huán)烷烴或芳香烴，其可為未取代的，或由一個或幾個以下基團取代的含有多達12個碳原子的烷氧基、烷酰氧基或烷基、或鹵素尤其是氯原子或氟原子、2～100單元的C2～C5聚亞烷氧基、或者是低聚物如聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)或聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯)、其混合物、以及其共聚物；下式的丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺 其中R2和R5的定義如上；下式的乙烯基醚H2C＝CH-O-R5
其中R5的定義如上；下式的乙烯基酯H2C＝CH-OCO-R5其中R5的定義如上；下式的衣糠酸酯 其中R5的定義如上；下式的馬來酸酯和富馬酸酯R5OOC-HC＝CH-OOOR5其中R5的定義如上；下式的乙烯基取代的烴R2CH＝CHR5其中R2和R5的定義如上；有用的或合適的疏水性單體還有如下一些甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、乙氧基乙基、苯基、芐基、環(huán)己基、六氟異丙基、正辛基丙烯酸酯、正辛基甲基丙烯酸酯、以及相應的丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；二甲基富馬酸酯、二甲基衣糠酸酯、二甲基馬來酸酯、二乙基富馬酸酯、甲基乙烯基醚、乙氧基乙基乙烯基醚、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-己烯、氯乙烯、甲基乙烯基酮、硬脂酸乙烯酯、2-己烯、甲基丙烯酸2-乙基己酯。
親水反應性聚合物由相應的單體(此處所說的單體也包括大分子單體)，通過本領域的技術人員常用的聚合方法聚合得到的。典型地，親水反應性聚合物可由如下方法制備(1)將單體混合；(2)加入聚合引發(fā)劑；(3)將單體和引發(fā)劑的混合物利用紫外光等光源進行輻照處理，和/或升高溫度并處理該混合物。典型的聚合引發(fā)劑有自由基引發(fā)劑，如過氧化乙酰、月桂酰過氧化物、癸酰過氧化物、coprylyl過氧化物、苯甲酰過氧化物、叔丁基過氧酰新戊酸酯、過碳酸鈉、叔丁基peroctoate、偶氮二異丁氰(AIBN)。二乙氧基苯乙酮類的紫外線自由基引發(fā)劑也可用于這種聚合。固化過程當然也取決于所使用的引發(fā)劑的種類和單體混合物的物理特征，如粘度。不管如何聚合，所用引發(fā)劑一般都是單體混合物的0.001～2重量％。通常，加入自由基形成劑以使上述單體的混合物升溫。
制備親水反應性聚合物的聚合反應可以使用溶劑，也可以不使用溶劑。原則上講，凡是能夠溶解單體的所有溶劑都可用于這種聚合反應。例如如水；醇如低級鏈烷醇，如乙醇、甲醇；羧酰胺，如二甲基甲酰胺；偶極的質(zhì)子惰性溶劑，如二甲亞砜或甲乙酮；酮，如丙酮、環(huán)己酮；烴，如甲苯；醚，如THF、二甲氧基乙烷或二氧雜環(huán)己烷；鹵代烴，如三氯乙烷；以及合適溶劑的混合物，如水和醇的混合物，如水/甲醇或水/乙醇混合物。
在本發(fā)明介紹的一種方法中，隱形眼鏡或其他醫(yī)療裝置可以通過浸泡在親水反應性聚合物的溶液里，與聚合物進行反應。例如，隱形眼鏡可以在親水反應性聚合物或共聚物適當介質(zhì)的溶液里放置或浸泡適當?shù)臅r間，所用的介質(zhì)可以是質(zhì)子惰性溶劑，如乙腈。
如上所述，本發(fā)明的實施方案中包括把親水反應性聚合物粘附到醫(yī)療裝置的表面。這種聚合物包括含有異氰酸酯的單體單元或開環(huán)單體單元。在本發(fā)明的實施方案中，開環(huán)反應的單體含有如下所示的吖內(nèi)酯基團。 其中，R3和R4分別表示含有1～14個碳原子的烷基、含有3～14個碳原子的環(huán)烷基、含有5～12個環(huán)原子的芳基、含有6～26個碳原子的芳基、0～3個從S、N、O中選擇的非過氧化的雜原子、或R3和R4與它們所連接的碳原子放在一起形成的含有4～12個環(huán)原子的碳環(huán)。N是整數(shù)0或1。V1aint等人的US 5,177,165也提到了本專利使用的一些單體。
這種反應性官能團的環(huán)狀結構很容易與要處理的基片材料表面的互補官能團發(fā)生親核開環(huán)反應。例如，吖內(nèi)酯官能團可與前面提到的基片表面的伯胺、羥基或巰基反應，從而在聚合物鏈的一個或多個位置親水反應性聚合物與基片形成共價鍵。大多數(shù)基片材料的表面粘附處理都能在基片表面形成一些聚合物環(huán)，其中每個環(huán)含有一個兩端粘附至基片的親水性分子鏈。
制備親水反應性聚合物的吖內(nèi)酯官能團單體，可以是前面給出的官能團結構與吖內(nèi)酯粘附點不飽和烴上的乙烯基官能團組合成的任何單體、預聚物或低聚體。優(yōu)選親水反應性聚合物中的吖內(nèi)酯官能團由2-鏈烯吖內(nèi)酯單體提供。2-鏈烯吖內(nèi)酯是公知的單體，如Heilmann等人的US 4,304,705、5,081,197和5,901,489介紹的內(nèi)容在這里作為參考。合適的2-鏈烯吖內(nèi)酯單體包括2-乙烯基-1，3-惡唑啉-5-酮、
2-乙烯基-4-甲基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4-甲基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-乙烯基-4，4-二甲基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4，4-二甲基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-乙烯基-4-甲基-乙基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4-甲基-4-丁基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-乙烯基-4，4-二丁基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4-甲基-4-十二烷基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4，4-二苯基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4，4-環(huán)戊基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4，4-環(huán)丁基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-乙烯基-4，4-二乙基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-乙烯基-4-甲基-4-壬基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-甲基-4-苯基-1，3-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4-甲基-4-苯基-1，3-惡唑啉-5-酮、以及2-乙烯基-4，4-環(huán)丁基-1，3-惡唑啉-5-酮、更理想的情況下，吖內(nèi)酯單體是如下式的化合物 其中，R1和R2分別表示氫原子或含有1～6個碳原子的低級烷基；R3和R4分別表示1～6個碳原子的烷基或者5～6個碳原子的環(huán)烷基。例如特別包括2-異丙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮(IPDMO)、2-乙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮(VDMO)、螺-4’-(2’-異丙烯基-2’-惡唑啉-5’-酮)環(huán)己烷(IPCO)、環(huán)己烷-螺-4’-(2’-乙烯基-2’-惡唑啉-5’-酮)(VCO)、以及2-(1-異丙烯基)-4，4-二甲基-惡唑啉-5-酮(PDMO)等。
這些化合物可按如下反應順序制備 第一步是氨基酸的Shotten-Bauman?；磻＠帽Ｂ然蚣谆Ｂ纫刖酆瞎倌軋F。第二步是氯甲酸酯參與的閉環(huán)反應，從而得到理想的惡唑啉酮。得到的產(chǎn)物可用常規(guī)的有機化學方法進行分離和提純。
如上所述，吖內(nèi)酯類化合物可與親水性和/或疏水性單體共聚，生成親水反應性聚合物。在親水反應性聚合物粘附到理想的基片材料上以后，所有末反應的惡唑啉酮基團都必須水解，以便把惡唑啉酮官能團轉(zhuǎn)化成氨基酸。通常情況下，水解反應按下式進行 R1和R2之間的碳-碳雙鍵沒有斷裂，但是，在進行共聚反應制備共聚物時可能發(fā)生反應。
用于與吖內(nèi)酯官能團共聚以生成用于涂覆醫(yī)療裝置的親水反應性聚合物的共聚單體包括上面提到的，優(yōu)選二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮。歐洲專利公開第0,392,735號，其公開內(nèi)容及參考給出了其他一些共聚單體。為了使共聚物具有親水性，優(yōu)選二甲基丙烯酰胺作為共聚單體。
這些吖內(nèi)酯官能單體可按不同的質(zhì)量百分數(shù)與其他單體進行共聚。使用與含吖內(nèi)酯官能團的單體具有相似競聚率的單體進行共聚合，可得到無規(guī)共聚物。Odian，Principles of Polymerization，2ndEd.，John Viley & Sons，P.425-430(1981)公開了共聚反應中競聚率的測定方法。也可以使用比含吖內(nèi)酯具有更高反應活性的單體進行共聚合，可得到嵌段共聚物，其鏈的端基附近具有較高濃度的吖內(nèi)酯官能團。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，盡管效果可能不如含吖內(nèi)酯官能團的單體那么理想，但是，含有至少一個自由基聚合位的吖內(nèi)酯官能預聚物和低聚體也可以用于提供親水反應性聚合物的吖內(nèi)酯官能團。例如，利用自由基聚合法，含吖內(nèi)酯官能團單體可與任選的US 4,378,411和4,695,608介紹的共聚單體進行共聚合，制備含有吖內(nèi)酯官能低聚物。US 4,485,236和5,081,197，EP 0,392,735都介紹了吖內(nèi)酯官能預聚物和低聚體的非限制性例，在此都被用來參考。
本發(fā)明的另一個實施方案中，親水反應性聚合物中的開環(huán)反應基團是環(huán)氧官能團。盡管也可以使用其他含環(huán)氧官能團類單體，但優(yōu)選含有環(huán)氧乙烷單體，如甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、4-乙烯基-1-環(huán)己烯基-1，2環(huán)氧化物等。
利用親水反應性聚合物進行表面涂覆處理的醫(yī)療裝置可按常規(guī)的方法進行制備。例如，本發(fā)明使用的隱形眼鏡可以使用多種常規(guī)技術制備，以便得到具有理想的前、后表面的隱形眼鏡。US 3,408,429和3,660,545介紹了一種旋轉(zhuǎn)制造法；US 4,113,224和4,197,266介紹了一種優(yōu)選的靜態(tài)澆注成型法。為了使隱形眼鏡具有理想的最終形態(tài)，單體混合物在固化以后，通常還需要進行一定的機械處理。例如US 4,555,732就介紹了一種這樣的制備方法，其把過量的單體混合物澆注到模具中進行旋轉(zhuǎn)成型處理，得到具有后表面、相對厚一些的隱形眼鏡。然后，對后表面進行切削處理，得到具有理想厚度的后面表。最后，再對隱形眼鏡的其他表面進行切削處理，以便得到具有理想形狀的隱形眼鏡。
在得到具有理想形狀的隱形眼鏡以后，需要先除去隱形眼鏡中殘余的溶劑，然后再處理隱形眼鏡的棱角。這是因為一般情況下，最初的單體混合物中都加有一定量的有機稀釋劑。加入有機溶劑能夠最大程度地抑制單體混合物聚合得到的聚合產(chǎn)物的相分離，并能夠降低反應性聚合產(chǎn)物的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，從而提高固化效率，最終得到均一的聚合物制品。單體混合物溶液的均勻性以及得到的聚合物的均勻性對硅氧烷水凝膠的性能具有特別重要的影響，這主要是因為含硅氧鍵的單體特別容易與親水性共聚單體分離，從而無法得到理想的聚合物。常用的有機稀釋劑有，2-羥基癸烷、2-甲基癸烷、含有C6～C10直鏈或支鏈的一元醇，如正己醇、正壬醇都是比較理想的選擇。Vanderlaan等人的美國專利第6,020,445號公開了合適的醇，這里作為參考。其他有用的溶劑包括二醇如乙二醇；多元醇如甘油；醚如二乙二醇單乙醚；酮類，如甲乙酮；酯類，如庚酸甲酯；烴類如甲苯。比較理想的稀釋劑應該很容易蒸發(fā)，以便能夠在接近常壓的情況下，利用蒸發(fā)的方法除去固化好的聚合物中殘余的有機稀釋劑。一般情況下，稀釋劑的用量是單體混合物的5～60重量％，最好是在10～50重量％之間。
固化好的隱形眼鏡需要除去殘余的溶劑，其可以在常壓或接近常壓或在真空下的條件下進行。必要的時候，通過提高溫度，可加快有機稀釋劑的蒸發(fā)速度，從而縮短除去稀釋劑所需要的時間。所需要的時間、溫度和壓力取決于有機溶劑的蒸發(fā)速度以及所使用的單體組成，本領域的技術人員可以很容易地確定。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，除去步驟中的溫度，優(yōu)選至少50℃，例如60～80℃。同時，可以在惰性氣體保護下或在真空下，利用一排爐子進行線性加熱，以便提高除去殘余有機溶劑的速度。在固化好的已經(jīng)除去有機溶劑的隱形眼鏡中，有機溶劑的含量不應該高于20重量％，優(yōu)選不高于5重量％或更少。
除去有機稀釋劑以后，就可以把隱形眼鏡從模具中取出來或者進行其他機械加工了。例如，可以對隱形眼鏡的棱或表面進行拋光處理。一般情況下，這些機械加工需要在隱形眼鏡從模具中取出之前進行。比較好的一種處理工序是隱形眼鏡在模具中進行除去有機溶劑處理，然后利用真空鑷子取出隱形眼鏡。爾后，再用機械攝子把隱形眼鏡移入另外一套真空攝子中，并利用旋轉(zhuǎn)著的平面來處理隱形眼鏡的表面或棱角。最后，翻轉(zhuǎn)隱形眼鏡，以便處理其他面和棱角。
在進行了上述機械處理或從模具中取出后，就可以按照本發(fā)明介紹的上述方法進行表面處理了，包括粘附親水反應性聚合物。
在表面處理步驟之后，隱形眼鏡可能還需要抽提以除去殘余的有機溶劑。通常情況下，在隱形眼鏡的制造過程中，有些單體并沒有完全參與聚合反應。這些聚合不徹底的聚合材料可能會影響隱形眼鏡的透明性，或者對眼睛造成傷害。所說的這些殘余物包括前面沒有完全除去的有機溶劑、單體混合物中沒有參與聚合反應的單體、聚合過程中生成的低聚體副產(chǎn)物，以及制備隱形眼鏡時在模具中加入的添加劑。
從上述隱形眼鏡聚合材料中抽除殘余物質(zhì)的常規(guī)方法是先用醇提取幾個小時(目的是除去疏水性殘余物)，然后再用水提取幾個小時(目的是除去親水性殘余物)。在配戴隱形眼鏡之前，應該先抽除這些殘余的醇類物質(zhì)，只有這樣使用起來才能更舒服、更安全?？蓺堄嗟拇碱愇镔|(zhì)，只有這樣使用起來才能更舒服、更安全?？梢杂脽崴莘▉沓ゴ碱悮堄辔?。殘余物應該盡可能地除去得徹底一些，因為這些殘余物會影響隱形眼鏡的壽命。另外，這些殘余物還會影響隱形眼鏡的舒適性和其他性能，如殘余物會影響隱形眼鏡的透明性和均一性。因此，在選擇提取溶劑的時候應該十分慎重，絕對不能選擇哪些可能會影響隱形眼鏡透明性的提取溶劑。通過觀察可以很容易地看出隱形眼鏡透明性的好壞。
在除去提取溶劑后，隱形眼鏡需要進行水化處理。隱形眼鏡可以用水或緩沖鹽水等進行處理。在隱形眼鏡水化處理好以后(隱形眼鏡一般膨脹10～20％或更多)，涂層仍能夠完好無損地粘附在隱形眼鏡的表面。這種涂層具有良好的持久性和親水性，而且很難從隱形眼鏡脫落。
水化處理后，隱形眼鏡需要進行外形檢查。一般由訓練有素的專業(yè)人士對隱形眼鏡進行嚴格的檢查，如檢查隱形眼鏡的透明性或是否存在孔洞、微粒、氣泡、塑料氣孔、裂縫或裂紋等。通常情況下，都是在放大10倍的條件下對隱形眼鏡的質(zhì)量進行檢查。在隱形眼鏡通過了外形檢查以后，就可以對隱形眼鏡進行包裝了。一般是將隱形眼鏡保存在藥水瓶、塑料包裝瓶或其他無菌容器內(nèi)進行銷售。最后，包裝好的隱形眼鏡需要進行滅菌處理。一般情況下，可以采用常規(guī)的高壓消毒器中進行消毒。最好是在一定壓力下進行周期性的消毒。專業(yè)人士一般采用空氣流循環(huán)消毒。優(yōu)選在100～200℃，熱壓處理10～120分鐘。經(jīng)過消毒處理以后，再檢查一下隱形眼鏡的尺寸，就可以存入倉庫進行銷售了。
本發(fā)明使用的剛性的透氣性(RGP)材料包括由根據(jù)如下專利的含硅氧烷單體制備的材料US 4,152,508、4,330,383、4,686,267、4,826,889、4,826,936、4,861,850、4,996,275、及5,346,976。在此，這些專利作為參考。這些RGP材料作為本發(fā)明的基片前，一般不需要溶劑的除去或抽提步驟。
下面給出的事實例進一步說明了本發(fā)明的目的和優(yōu)勢，但這些實施例中所用的特定材料和用量、以及其他實驗條件和細節(jié)不能認為是不適當?shù)叵拗票景l(fā)明。實施例1此例公開了一種有代表性的用做以下實施例中涂覆基片的硅氧烷水凝膠鏡片材料，材料的配方如表1所示。
表1

以上組分分別為TRIS-VC三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基乙烯基氨基甲酸酯NVPN-乙烯基吡咯烷酮V2D25如前述美國專利第5,534,604號描述的含硅氧烷的乙烯基碳酸酯VINAL N-乙烯基氧羰基丙氨酸
Darocur Darocur-1173，UV引發(fā)劑染色劑1，4-二[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯基氨基]蒽醌實施例2本實施例說明了一種根據(jù)本發(fā)明的隱形眼鏡表面改性之前的隱形眼鏡制備方法。按上述實施例1的配方制成的硅氧烷水凝膠鏡片由聚丙烯模具澆鑄成型。在惰性氣體氮氣氣氛中，將45μl的該配方物質(zhì)注入一個潔凈的聚丙烯半邊為凹型的模具，用另一半聚丙烯凸型模具蓋上。模具的兩邊加壓70psi，混合物用紫外光(6-11mW/cm2，紫外光譜計測定)處理約15分鐘。模具再暴露于紫外光下5分鐘。去掉上邊那一半模具，在一個強制通風的爐子中使鏡片在60℃下保持3小時，以便去處正壬醇。隨后，鏡片邊緣在60g力的作用下以2300rpm球狀拋光10秒鐘。實施例3本實施例說明了親水反應性共聚物的合成，其中包括按照以下表2的成分配比的80∶20重量百分比的單體(DMA/VDMO)。
表2

將除了VAZO-64以外的所有組分放進500毫升的圓底燒瓶中，該燒瓶帶有磁性攪拌器、冷凝器、氬氣覆蓋和熱控制器。上述溶液用氬氣除去空氣30分鐘。加入VAZO-64后，溶液加熱至60℃保持50小時。反應完成后(用FTIR-傅立葉變換紅外光譜儀監(jiān)測)，將溶液緩慢加入2500毫升的乙醚中沉淀出聚合物?；旌衔飻嚢?0分鐘，沉降10分鐘，然后過濾。沉淀物在30-35℃真空條件下干燥過夜。以聚苯乙烯標準為基準，測得的聚合物的分子量為Mn＝19448，Mw＝43548，Pd＝2.25。(Pd指聚合物分布性)。實施例4本實施例說明了N，N-二甲基丙烯酰胺預聚物的合成方法。這種預聚物可用于制備根據(jù)本發(fā)明反應性親水聚合物所用的大單體。該預聚物按下述反應步驟制成。
將試劑DMA(200克，2.0摩爾)、巰基乙醇(3.2克，0.041摩爾)、AIBN(3.3克，0.02摩爾的Vazo-64)和四氫呋喃(1000毫升)放于一個兩升圓底燒瓶中，該燒瓶帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器及氮氣入口。向溶液中充入氮氣一個半小時。然后，在氮氣保護下升溫至60℃，并維持72小時。將從反應混合物加入20升乙醚中，聚合物就會沉淀出來(分離出171.4g聚合物)。SEC(尺寸排阻色譜法)分析樣品得出Mn＝3711、Mw＝7493、Pd＝2.02。實施例5本實施例說明了使用實施例4的預聚物合成一種DMA大單體的方法。該大單體用于制造下面實施例6和實施例8中的親水反應性聚合物。該大單體按下述反應步驟制成
將實施例4中的預聚物(150克，0.03摩爾)、甲基丙烯酸異氰酸乙酯(IEM，5.6克，0.036摩爾)、二丁基錫二月桂酸酯(0.23克，3.6×10-5摩爾)、四氫呋喃(THF，1000毫升)和2，6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT，0.002克，9×10-6摩爾)在氮氣保護下混合?；旌衔锛訜嶂?5℃，充分攪拌7小時。停止加熱，混合物在氮氣保護下攪拌過夜。加入幾毫升甲醇和殘留的IEM反應?；旌衔镌诖罅?16升)乙醚中沉淀可得到大單體。固體在真空下干燥(生成115克)。以聚苯乙烯為基準，聚合物的SEC分析得出以下結果Mn＝2249，Mw＝2994，Pd＝1.33。實施例6本實施例說明了一種可用于形成本發(fā)明的涂層的DMA/DMA-大單體/VDMO聚合物的制備方法。將二甲基丙烯酰胺(DMA)16克(0.1614摩爾)、乙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮(VDMO)2克(0.0144摩爾)、在實施例5中制備的二甲基丙烯酰胺大單體(DMA-mac)2克(0.0004摩爾)、以及200毫升甲苯放于500毫升的圓底燒瓶中，燒瓶帶有磁性攪拌器，冷凝器，氬氣覆蓋和溫度控制器。上述溶液用氬氣除去空氣30分鐘。加入0.029克(0.1摩爾％)Vazo-64后，溶液加熱至60℃保持50小時。反應完成后(用FTIR監(jiān)測)，將溶液緩慢加入2500毫升的的乙醚中以沉淀出聚合物。添加結束后，混合物攪拌10分鐘，沉淀10分鐘，然后過濾。沉淀物在30-35℃真空條件下干燥過夜。干燥的聚合物用來制備用于凝膠滲透色譜法分析的樣品、裝入瓶中并貯存于干燥器中。實施例7本實施例說明了一種可用于涂覆根據(jù)本發(fā)明的硅氧烷基片的DMA/PEOMA/VDMO聚合物的制備方法。將二甲基丙烯酰胺(DMA)12克(0.1211摩爾)、乙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮4克(0.0288摩爾)、及4克(0.0036摩爾)單體MW為1000的PEO甲基丙烯酸酯(PEOMA)、以及200毫升甲苯放于500毫升的圓底燒瓶中，燒瓶帶有磁性攪拌器、冷凝器、氬氣覆蓋和溫度控制器。上述溶液用氬氣除去空氣30分鐘。加入0.025克(0.1摩爾％)Vazo-64后，溶液加熱至60℃保持50小時。反應完成后(用FTIR監(jiān)測)，將溶液緩慢加入2500毫升的的乙醚中以沉淀出聚合物。加入后，混合物攪拌10分鐘，沉淀10分鐘，然后過濾。沉淀物在30-35℃真空條件下干燥過夜。干燥的聚合物用來制備用于凝膠滲透色譜法分析的樣品、裝入瓶中并貯存于干燥器中。實施例8本實施例說明了一種親水反應性聚合物的合成，該聚合物具有刷形或支鏈結構，DMA鏈懸掛在聚合物的主軸上。該聚合物由DMA大單體、甲基丙烯酸縮水甘油酯和DMA單體按下述方法制成。在反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，32克，0.32摩爾)、實施例5中制成的DMA大單體4克(0.0008摩爾)、蒸餾過的甲基丙烯酸縮水甘油酯(GM，4.1克，0.029摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.06克，0.00037摩爾)和甲苯(500毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下反應燒瓶升溫至60℃維持20小時。然后反應混合物緩慢加入4升乙醚中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。固體放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到33.2克反應性聚合物(83％的產(chǎn)率)。該反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例9本實施例說明了用于涂覆根據(jù)本發(fā)明的硅氧烷基片的乙烯基吡咯烷酮-共-4-乙烯環(huán)己基-1，2-環(huán)氧化聚合物(NVP-共-VCH)的合成。該聚合物按下述反應圖示制備 在一個1升的反應燒瓶中加入蒸餾過的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP，53.79克，0.48摩爾)、4-乙烯環(huán)己基-1，2-環(huán)氧化物(VCHE，10.43克，0.084摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.05克，0.0003摩爾)和THF(600毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持20小時。然后反應混合物緩慢加入6升乙醚中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。固體放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到21克反應性聚合物(32％的產(chǎn)率)。該親水反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例10本實施例說明了一種DMA/GMA的親水反應性(線性)共聚物DMA/GMA的合成方法，該共聚物用于以下實施例13、14和15中，按下述反應圖示制備 在一個1升的反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，48克，0.48摩爾)、蒸餾過的甲基丙烯酸縮水甘油酯(GM，12克，0.08摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.096克，0.0006摩爾)和甲苯(600毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、溫度控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持20小時。然后反應混合物緩慢加入6升乙醚中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。產(chǎn)物放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到50.1克反應性聚合物(83％的產(chǎn)率)。該親水反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例11本實施例說明了一種DMA/OFPMA/GMA的水溶性反應性聚合物DMA/OFPMA/GMA的合成方法，按下述反應圖示制備 在一個500毫升的反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，16克，0.16摩爾)、1H，1H，5H-八氟戊基甲基丙烯酸酯(OFPMA，1克，0.003摩爾)、蒸餾過的甲基丙烯酸縮水甘油酯(GM，4克，0.028摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.03克，0.00018摩爾)和甲苯(300毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持20小時。然后反應混合物緩慢加入3升乙醚中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。固體放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到19.3克反應性聚合物(92％的產(chǎn)率)。該反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例12本實施例說明了一種DMA/MAA的親水反應性聚合物DMA/MAA的合成方法，按下述反應圖示制備 在一個500毫升的反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，16克，0.16摩爾)、甲基丙烯酸(MAA，4克，0.05摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.033克，0.0002摩爾)和無水2-丙醇(300毫升)。該反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器和氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持72小時。然后反應混合物緩慢加入3升乙醚中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。產(chǎn)物放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到9.5克反應性聚合物(48％的產(chǎn)率)。該反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例13本實施例說明了Balafilcon A隱型眼鏡(PureVison牌鏡片，可由Bausch & Lomb，Inc.，Rochester，NY購買)的表面處理方法。該鏡片由實施例1中的材料制成，其表面處理采用了上述實施例10中制成的親水反應性聚合物。這種表面處理方法的步驟如下 準備好實施例10中反應性聚合物的溶液(每1000毫升水中10克)。鏡片用2-丙醇在4小時中浸取3次，然后在一小時內(nèi)用水浸取3次。將鏡片(36個樣品)放進反應性聚合物溶液中，加入一滴甲基二乙醇胺催化該反應。將鏡片在高壓釜內(nèi)放置30分鐘。實施例14本實施例說明了如下所示按照此發(fā)明的一個RGP鏡片的表面處理方法。該材料是Boston XO(hexafocon A)鏡片，可從Bausch & Lomb，Inc.購買。 準備好例10中反應性聚合物的溶液(每100毫升水中5克)。將鏡片(20個樣品)放進該反應性聚合物溶液中，加入兩滴三乙醇胺并加熱至55℃并保持一小時。將表面涂覆過的鏡片用純凈水沖洗兩次，然后干燥。未經(jīng)過處理的鏡片表面上的水滴呈珠狀存在。而在經(jīng)過完全處理的鏡片上的水滴會潤濕鏡片的表面。
在Bausch & Lomb Inc.的表面科學實驗室測定了涂層的X射線光電子能譜(XPS)。Physical Electronics[PHI]Model 5600XPS用來測定表面特性。此設備使用一個單色鋁陽極，在300瓦、15kV、20毫安下操作。該設備基壓為2.0×10-10托，操作時壓力是5.0×10-8托。此設備使用了半球分析器。該設備具有使用PHI8503A軟件(版本4.0)的Apollo工作站。在取樣角度45°時該設備的取樣深度實際測量為74。
使用一臺低分辨率的測量譜圖(0-1100eV)識別每個樣品表面(10-100)的元素。表面元素的組成由高分辨率譜圖在測得的元素基礎上確定。這些元素包括氧、氮、碳、硅和氟。為了定量計算元素含量，先把光電子峰的面積與儀器轉(zhuǎn)換函數(shù)和感興趣軌道的交叉部分關聯(lián)起來，然后，通過積分計算出光電子峰的面積，從而可得出元素組成。帶有涂層的鏡片的XPS數(shù)據(jù)和控制條件如下表3所示表3

實施例15本實施例說明了可從Bausch & Lomb Inc.購買的Boston XO隱型眼鏡鏡片的另一種表面處理方法，依據(jù)以下反應順序 制備上述實施例10和實施例12所述的反應性聚合物溶液(每100毫升水中2.5克每一種聚合物)。使用該聚合物混合物的目的是想通過分層效應在鏡片上形成更厚一些的聚合物涂層。將鏡片(20個樣品)放進反應性聚合物溶液中，加入兩滴三乙醇胺并加熱至55℃-小時。然后將表面涂覆的鏡片用純凈水沖洗兩次后干燥。未經(jīng)過處理的鏡片表面上的水滴呈珠狀存在。而在經(jīng)過處理的鏡片上的水滴會潤濕鏡片的表面。原子力顯微鏡(AFM)分析顯示由于聚合物的結合，在鏡片表面形成了一層致密的聚合物涂層。無聚合物涂層(見圖1)的、具有實施例14的聚合物涂層(圖2)的及具有實施例15的聚合物涂層(圖3)的Boston XO鏡片的比較見圖1至圖3。
在Bausch & Lomb Inc.的表面科學實驗室中得到X-射線光電子能譜(XPS)數(shù)據(jù)。用Physical electronics(PHI)Model 5600XPS來測定表面特性。此設備使用一個單色鋁陽極，在300瓦、15kV、20毫安下操作。設備底壓為2.0×10-10托，操作時壓力是5.0×10-8托。該設備具有使用PHI8503A軟件(版本4.0)的Apollo工作站。在取樣角度45°時該設備的取樣深度實際測量為74。
使用一臺低分辨率的測量譜圖(0-1100eV)識別每個樣品表面(10-100)的元素。表面元素的組成由高分辨率譜圖在測得的元素基礎上確定。這些元素包括氧、氮、碳、硅和氟。為了定量計算元素含量，先把光電子峰的面積與儀器轉(zhuǎn)換函數(shù)和感興趣軌道的交叉部分關聯(lián)起來，然后，通過積分計算出光電子峰的面積，從而可得出元素組成。帶有涂層的鏡片的XPS數(shù)據(jù)和控制條件如下表4a所示表4a

實施例16本實施例說明了Balafilcon A隱型眼鏡(PureVison牌鏡片，可從Bausch & Lomb Inc.，Rochester，NY購買)的表面處理。該鏡片由實施例1中的材料制成，其表面處理采用了上述實施例11中制成的親水反應性聚合物，按下述反應圖示制備
制備實施例11中反應性聚合物的溶液兩份(見下表4B)。鏡片用2-丙醇浸取4小時，然后放在純凈水中10分鐘。然后換掉水浴，鏡片再浸泡10分鐘。將鏡片(30個樣品)分別放進每份反應性聚合物溶液中，加入一滴甲基二乙醇胺催化該反應。將鏡片在高壓釜內(nèi)放置30分鐘。瓶中的溶液用純凈水替換兩次，然后將鏡片再次高壓處理。此過程用于除去不以化學鍵結合在鏡片上親水性的聚合物。
表4B

控制的原子力顯微鏡(AFM)圖像見圖4，圖5和圖6顯示了樣品A和樣品B的表面。我們可以在圖5、圖6中清楚地看到親水性涂層與控制鏡片樣品的表面圖象的比較。XPS的元素分析也表明材料表面發(fā)生了改變。在Bausch & Lomb Inc.的表面科學實驗室中得到X-射線光電子能譜(XPS)數(shù)據(jù)。用Physical Electronic(PHI)Model5600XPS來測定表面特性。此設備使用一個單色鋁陽極，在300瓦、15kV、20毫安下操作。設備底壓為2.0×10-10托，操作時壓力是5.0×10-8托。該設備具有使用PHI8503A軟件(版本4.0)的Apollo工作站。在取樣角度45°時該設備的取樣深度實際測量為74。
使用一臺低分辨率的測量譜圖(0-1100eV)識別每個樣品表面(10-100)的元素。表面元素的組成由高分辨率譜圖在測得的元素基礎上確定。這些元素包括氧、氮、碳、硅和氟。為了定量計算元素含量，先把光電子峰的面積與儀器轉(zhuǎn)換函數(shù)和感興趣軌道的交叉部分關聯(lián)起來，然后，通過積分計算出光電子峰的面積，從而可得出元素組成。XPS數(shù)據(jù)如下表4C所示表4C

實施例17本實施例說明了改進的抑制Balafilcon A鏡片(Pure Vision鏡片)的脂類沉積的方法。該鏡片用此發(fā)明中的不同親水反應性聚合物涂覆。樣品E鏡片使用實施例11中DMA/OFPMA/GM共聚物的1％溶液涂覆，樣品EE鏡片用同樣的共聚物的2％溶液涂覆。樣品F和FF鏡片分別用實施例10中的DMA/GM共聚物的1％和2％溶液進行涂覆。鏡片放入反應性親水性共聚物的含水溶液中，加入一種催化劑并經(jīng)過熱壓循環(huán)。然后用HPLC級水沖洗，放在新鮮的HPLC水中，再次熱壓處理?？刂歧R片(末經(jīng)過任何表面處理)放在新鮮的HPLC水中并熱壓處理。一個控制鏡片是末經(jīng)過任何表面處理的BalafilconA鏡片，另一個控制鏡片是市售的經(jīng)過氧化等離子體處理的PureVison鏡片。用氣相色譜(GC)進行脂類分析，包括HP Ultra 1柱和FID檢測器及氦氣載氣。按照活體外(in vitro)脂類沉積的規(guī)定，每種檢測的鏡片類型用六個鏡片進行沉積實驗，采用十六烷酸甲酯、膽固醇、鯊烯和MOPS緩沖液中的粘蛋白的脂類混合物。粘蛋白作為表面活性劑對脂類起增溶作用。將上述脂類混合物1.5毫升加到實驗用的鏡片上，將鏡片在37℃攪拌水浴中進行24小時的沉積。然后將鏡片從水浴中取出，用ReNu牌鹽水清洗以除去殘留的沉積溶液，放在玻璃小瓶中萃取。用1∶1的CHCl3/MeOH進行3小時浸取，再用己烷進行3小時浸取。將浸出物一起在GC色譜上進行分析，同時將沉積混合物中的每種脂類的標準溶液用1∶1的CHCl3/MeOH處理，并在GC色譜上進行分析，以確定從鏡片上萃取出的脂類濃度。按上述規(guī)定，所進行測試的鏡片的體外脂類沉積數(shù)據(jù)見下表表5。
表5

*平均脂類濃度表示6個鏡片的平均值該結果表明，按照本發(fā)明進行涂覆的鏡片可以減少脂類沉積，這對于經(jīng)常配帶的水凝膠型的鏡片非常有利。實施例18步驟準備反應性聚合物的溶液，N，N-二甲基丙烯酰胺-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯(0.4克/20毫升的HPLC水)和8滴三乙醇胺。拋光的基片(4個樣品)用非接觸型原子力顯微鏡成像，然后用HPLC級水擦干凈。將基片放入4-5毫升反應性聚合物溶液中，用扁平的小盒子密封然后加熱至55℃1小時。處理后的聚合物基片用HPLC水清洗兩次，然后干燥。未經(jīng)過處理的鏡片表面上的水滴呈珠狀存在。而在經(jīng)過處理的鏡片上的水滴會潤濕鏡片的表面。
基片用3-4滴Boston Advance牌隱形眼鏡清洗液、一種含有硅膠作為擦洗劑的消毒性表面活性溶液沖洗，然后用HPLC級水清洗兩次。將聚合物基片干燥，進行AFM成像并記錄。圖像看來與進行涂覆前相似。
重復上述的涂覆步驟，進行AFM成像并記錄。其圖像與帶有涂層的鏡片圖像相似。
實施例18的步驟用3個新的RGP隱型眼鏡材料鈕(button)重復實驗。利用X射線光電子能譜(XPS)進行實驗的表面分析。XPS數(shù)據(jù)見下表。從下表(表6)可以清楚的看到N元素的增加(來自涂層聚合物)和基片中硅元素(Si)及氟元素(F)的相應減少，這表明聚合物涂層的應用、脫除和重新應用。
圖7為例18中在表面處理之前一個RGP隱型眼鏡材料鈕(button)的AFM表面形貌圖(50μm2)。
圖8為例18中在經(jīng)過第一次用親水性聚合物進行表面處理之后，一個RGP鈕(button)的AFM表面形貌圖(50μm2)。
圖9為例18中脫除聚合物涂層后一個RGP鈕(button)的AFM表面形貌圖(50μm2)。
圖10為例18中對表面重新用親水性聚合物處理后，一個RGP扭(button)的AFM表面形貌圖(50μm2)。表6實施例18的XPS結果

實施例19本實施例說明了單體12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸的合成方法，此單體用于反應性聚合物的合成?？蓞⒖糝egen的美國專利第4,485,045號，題為“用于制造脂質(zhì)體的磷脂酰膽堿的合成”的文章。 在2升反應燒瓶中加入12-羥基十二烷酸(99.5克，0.46摩爾)，無水吡啶56毫升和無水四氫呋喃1000毫升?；旌衔镌诒≈欣鋮s至0℃，將蒸餾過的甲基丙烯酰氯(48克，0.046摩爾)在無水四氫呋喃(200毫升)中的溶液緩慢加入冷反應混合物中并進行良好的攪拌。加入后混合物可置于室溫并在攪拌下過夜。溶劑通過燒瓶的蒸餾去處，將剩余物放入1升乙醚中。醚溶液用純凈水沖洗，硫酸鎂干燥并再次用燒瓶蒸餾，得到98.5克粗產(chǎn)品。通過硅膠色譜法，用1∶2的乙基乙酸和庚烷混合物進一步提純原料，得到63％的產(chǎn)率。實施例20本實施例說明了N，N-二甲基丙烯酰胺-共-12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸(LMAA)的親水反應性聚合物的合成方法。 在500毫升反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，15.2克，0.153摩爾)、12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸(LMAA，4.8克，0.017摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.032克，0.0002摩爾)和無水四氫呋喃(200毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持72小時。然后反應混合物緩慢加入2.5升庚烷中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。產(chǎn)物放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到15克反應性聚合物(75％的產(chǎn)率)。該反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例21本實施例說明了N，N-二甲基丙烯酰胺-共-八氟戊基甲基丙烯酸酯-共-12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸的親水反應性聚合物的合成方法。 在一個500毫升的反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，15克，0.151摩爾)、1H，1H，5H-八氟戊基甲基丙烯酸酯(OFPMA，0.5克，0.0016摩爾)、12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸(LMAA，4.5克，0.0158摩爾)、Vazo-64(AIBN，0.032克，0.0002摩爾)和無水四氫呋喃(200毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器、冷凝器、熱控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持72小時。然后反應混合物緩慢加入2.5升庚烷中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。產(chǎn)物放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到18.7克反應性聚合物(94％的產(chǎn)率)。該反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。實施例22本實施例說明了N，N-二甲基丙烯酰胺-共-十二烷基甲基丙烯酸酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯的親水反應性聚合物的合成方法。

在一個1000毫升的反應燒瓶中加入蒸餾過的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，32克，0.32摩爾)、十二烷基甲基丙烯酸酯(LMA，1.5克，0.006摩爾)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GM，8克，0.056摩爾)，Vazo-64(AIBN，0.06克，0.00036摩爾)和無水四氫呋喃(600毫升)。反應容器帶有磁性攪拌器，冷凝器，熱控制器和一個氮氣入口。向溶液中通氮氣15分鐘以除去溶解的氧氣。在氮氣保護下燒瓶升溫至60℃維持20小時。然后反應混合物緩慢加入3升乙醚中，同時進行良好的機械攪拌。在反應性聚合物沉淀后，真空過濾收集聚合產(chǎn)物。產(chǎn)物放在30℃的真空爐子中過夜以除掉醚，得到29.2克反應性聚合物(70％的產(chǎn)率)。該反應性聚合物在使用前儲存在干燥器中。
可以根據(jù)在此所做的工作進行本發(fā)明的許多改進和變化。因此可以理解的是，在本權利要求范圍之內(nèi)，本發(fā)明比在此處描述的實驗要廣泛的多。
權利要求
1.一種用來處理醫(yī)療裝置表面的方法，其包括(a)由包含具有反應性官能團的單體單元的材料制備醫(yī)療裝置，所述官能團選自以下組中吖內(nèi)酯、羧酸、胺、羥基、環(huán)氧基及其組合；(b)制備聚合物鏈上含有選自以下組中的互補的反應性官能團的親水反應性聚合物吖內(nèi)酯、異氰酸酯、酸酐、環(huán)氧基、羥基、伯胺或仲胺、或羧酸官能團、以及他們的組合，當其含有羥基或胺基互補反應性官能團時，所述材料含有吖內(nèi)酯反應性官能團；當其含有羧酸互補官能團時，所述材料含有環(huán)氧基反應性官能團；(c)使步驟(b)中聚合物鏈上具有互補反應性官能團的親水反應性聚合物與步驟(a)中醫(yī)療裝置表面上或附近的反應性官能團反應，從而在醫(yī)療裝置上形成生物相容性表面；(d)除去步驟(c)中的生物相容性表面，以及(e)重復步驟(b)和(c)，在所述醫(yī)療裝置上形成新的生物相容性表面，其具有與步驟(c)的原始生物相容性表面基本相似的性能。
2.如權利要求1的方法，其中所述醫(yī)療裝置是硅氧烷隱形眼鏡或眼內(nèi)透鏡，且涂層是無色的。
3.如權利要求1的方法，其中所述醫(yī)療裝置是硅氧烷水凝膠的、可連續(xù)配戴的隱形眼鏡。
4.如權利要求1的方法，其中所述親水反應性聚合物包括1～100mo1％的具有所述反應性官能團的單體單元。
5.如權利要求1的方法，其中所述親水反應性聚合物包括0～99mo1％的由非反應性親水單體衍生的單體單元。
6.如權利要求1的方法，其中所述聚合物包括50～95mo1％的由選自以下組中的非反應性親水單體衍生的單體單元丙烯酰胺、內(nèi)酯、聚(亞烷基環(huán)氧基)甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸或羥烷基甲基丙烯酸酯，以及5～50mo1％的由選自以下組中的官能反應性單體衍生的單體單元環(huán)氧基、吖內(nèi)酯和含有單體的酸酐，其中所述烷基或亞烷基具有1～6個碳原子。
7.如權利要求1的方法，其中所述官能反應性單體是選自以下組中甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來酐、衣糠酸酐、甲基丙烯酸異氰酯。
8.如權利要求1的方法，其中所述親水性單體是選自以下組中二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-乙烯基-吡咯烷酮甲基丙烯酸。
9.如權利要求1的方法，其中所述親水反應性聚合物包括0～35mo1％的由疏水性單體衍生的單體單元。
10.如權利要求1的方法，其中所述親水聚合物包括具有下式的惡唑啉酮 其中R3和R4分別為具有1～14個碳原子的烷基、具有3～14個碳原子的環(huán)烷基、具有5～12個環(huán)原子的芳基、具有6～26個碳原子的芳基、以及0～3個選自S、N、非過氧化的O中的雜原子，或者R3和R4與它們所連接的碳原子一起可以形成含有4～12個環(huán)原子的碳環(huán)，n是整數(shù)0或1。
11.如權利要求10的方法，其中所述聚合物包括含有下式單體的單體混合物的反應產(chǎn)物 其中R1和R2分別表示氫原子或具有1～6個碳原子的低級烷基，R3和R4分別表示具有1～6個碳原子的烷基或具有5～6個碳原子的環(huán)烷基。
12.如權利要求11的方法，其中所述單體是選自以下組中2-乙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮、2-異丙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮、以及2-乙烯基-4，4-二甲基-2-惡唑啉-5-酮。
13.如權利要求10的方法，其中所述醫(yī)療裝置浸泡于包含至少一種無著色物質(zhì)的親水反應性聚合物的溶液中。
14.如權利要求1的方法，其中所述除去步驟(d)還包括研磨所述生物相容性表面。
15.如權利要求3的方法，其中所述除去步驟(d)還包括使用研磨粒子在載體水溶液中研磨所述生物相容性表面。
16.如權利要求15的方法，其中所述研磨粒子包括硅石或氧化鋁。
17.一種包含親水性表面的醫(yī)療裝置，其包括由包括具有選自以下組中的反應性官能團的單體單元制備的醫(yī)療裝置吖內(nèi)酯、羧酸、胺、羥基、環(huán)氧官能團、以及其相容的組合，及粘附到醫(yī)療裝置上的親水性聚合物，其中粘附點是通過所述親水反應性聚合物單體單元中的異氰酸酯、羥基、胺、羧酸、或開環(huán)互補的反應性官能團或其相容組合與醫(yī)療裝置表面上或附近的所述官能團反應實現(xiàn)的，其中當為羥基或胺互補反應性官能團時，所述材料包括吖內(nèi)酯反應官能團，當為羧酸互補官能團時，所述硅氧烷材料包括環(huán)氧反應官能團，由此制得清晰、透明的生物相容性涂層，該生物相容性涂層可通過機械研磨除去，并可重新應用以恢復所述醫(yī)療裝置的表面性能至似新的狀況。
18.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述醫(yī)療裝置是硅氧烷隱形眼鏡或眼內(nèi)設備。
19.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述醫(yī)療裝置是可連續(xù)配戴的硅氧烷水凝膠隱形眼鏡。
20.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述親水性聚合物包括1～100mol％的具有所述反應性官能團的單體單元和0～99mo1％的由非反應性親水單體衍生的單體單元。
21.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述反應性官能團由含有一種或多種如下基團的單體衍生縮水甘油基、吖內(nèi)酯、異氰酸酯和酸酐。
22.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述親水性單體單元由選自以下組中的單體衍生而來丙烯酰胺、內(nèi)酰胺、聚(亞烷氧基)甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸或羥烷基甲基丙烯酸酯。
23.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述親水性聚合物的分子鏈中包含有如下鏈段 其中R3和R4分別為具有1～14個碳原子的烷基、具有3～14個碳原子的環(huán)烷基、具有5～12個環(huán)原子的芳基、具有6～26個碳原子的芳基、以及0～3個選自N、S、及非過氧化的O中的雜原子，或者R1和R2與它們連接的碳原子一起可以形成含有4～12個環(huán)原子的碳環(huán)，n是整數(shù)0或1。
24.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述親水性聚合物的分子鏈中包含有如下鏈段 其中R3和R4分別表示氫原子或具有1～6個碳原子的低級烷基；以及R3和R4分別表示具有1～6個碳原子的烷基或5～6個碳原子的環(huán)烷基。
25.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述親水性聚合物鏈粘附到含碳層是通過以下聚合物的混合物的反應實現(xiàn)的(a)第一種親水反應性聚合物，其親水聚合物上的單體單元具有反應性官能團，該官能團與所述醫(yī)療裝置表面上的反應性官能團互補，以及另外，(b)第二種親水反應性聚合物，其具有與第一種親水反應性聚合物反應的補充的反應性官能團。
26.如權利要求25的醫(yī)療裝置，其中所述第一種親水反應性聚合物是環(huán)氧官能的聚合物；第二種親水反應性聚合物是酸官能的聚合物，這兩種聚合物同時或順序地施加于待涂覆的基片上。
27.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述基片包括涂層，該涂層包括單獨的環(huán)氧官能的親水反應性聚合物與酸官能的親水性聚合物的反應產(chǎn)物。
28.如權利要求17的醫(yī)療裝置，其中所述基片包括吖內(nèi)酯官能的單體單元，該單體單元覆蓋了表面上和附近的酸基團。
29.如權利要求1的方法，其中所述醫(yī)療裝置是剛性的隱形眼鏡。
30.如權利要求29的方法，其中所述剛性的隱形眼鏡是剛性的透氣性隱形眼鏡。
全文摘要
本發(fā)明直接介紹了一種醫(yī)療裝置如隱形眼鏡與醫(yī)療移植用品的可更新的表面處理技術。具體而言，本發(fā)明介紹的是一種對醫(yī)療裝置的表面改性的方法。通過在裝置表面進行涂覆處理，該方法能夠改善醫(yī)療裝置的生物相容性和親水性。利用一種具有活性官能團的親水性聚合物與醫(yī)療裝置附近或表面的互補官能團進行化學反應，在醫(yī)療裝置表面形成一層可除去的親水性聚合物，從而達到表面涂覆的目的。本發(fā)明可直接應用于隱形眼鏡或其他具有表面涂層的醫(yī)療裝置的表面處理。
文檔編號A61L27/34GK1422298SQ01807805
公開日2003年6月4日 申請日期2001年3月21日 優(yōu)先權日2000年4月3日
發(fā)明者約瑟夫·A·麥吉, 小保羅·L·瓦林特, 小詹姆斯·A·博納菲尼 申請人:博士倫公司