專(zhuān)利名稱(chēng)：：眼科和耳鼻喉科裝置材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及改進(jìn)的眼科和耳鼻喉科裝置材料。特別地，本發(fā)明涉及具有提高的強(qiáng)度的、軟質(zhì)高折光指數(shù)丙烯酸裝置材料。
背景技術(shù)：
：隨著最近小切口白內(nèi)障外科手術(shù)的進(jìn)步，更多的重點(diǎn)已經(jīng)放在了發(fā)展適合用于人造晶狀體的軟質(zhì)可折疊的材料上。一般而言，這些材料分為三類(lèi)水凝膠、硅酮和丙烯酸系樹(shù)脂。一般而言，水凝膠材料具有相對(duì)低的折光指數(shù)，這4吏得它們與其它材料相比不太合乎需要，因?yàn)檫_(dá)到一定的折光能力需要更厚的透鏡鏡片。硅酮材料通常具有比水凝膠更高的折光指數(shù)，但是在折疊放入眼內(nèi)后往往會(huì)急劇展開(kāi)。急劇展開(kāi)可能潛在傷害角膜內(nèi)皮和/或割裂天然晶狀體嚢。丙烯酸系樹(shù)脂材料是合乎需要的，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂懈叩恼酃庵笖?shù)，并且與硅酮材料相比更加緩慢或可控制地展開(kāi)。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,290，892公開(kāi)了適合用作眼內(nèi)透鏡("IOL")材料的高折光指數(shù)的丙烯酸系樹(shù)脂材料。這些丙烯酸系樹(shù)脂材料包含兩種芳基丙烯酸單體作為主要組分。由這些丙烯酸材料制成的IOL可以輥壓或折疊以通過(guò)小切口插入。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，331，073還公開(kāi)了軟質(zhì)丙烯酸IOL材料。這些材料包含兩種丙烯酸單體作為主要組分，該兩種丙烯酸單體通過(guò)它們各自的均聚物的性能來(lái)定義。第一種單體定義為其中其均聚物具有至少大約1.50的折光指數(shù)的單體。第二種單體定義為其中其均聚物具有小于大約22。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的單體。這些IOL材料還包含交聯(lián)組分。此外，這些材料可以任選地包含不同于先前三種組分的第四種組分，其衍生自親水性單體。這些材料優(yōu)選具有總計(jì)小于大約15wt%的親水性組分。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，693，095公開(kāi)了可折疊、高折光指數(shù)的眼科透鏡材料，其包含至少大約90wt。/。的僅兩種主要組分一種是芳基丙烯酸疏水性單體，一種是親水性單體。該芳基丙烯酸疏水性單體具有以下通式XCH2=C-COCKCH2》m-Y-Ar其中X是H或CBb;m是0-6;Y為不存在、O、S或NR，其中R是H、CH3、CnH2n+1(n=l-10)、異OC3H7、C6BMilCH2C6H5;和Ar是任何芳族環(huán)，其可以是未取代的或者用CEb、C2H5、正-<:3117、異-<:3117、OCH3、C6Hu、Cl、Br、(:6115或(:112<:6115取代的。'095專(zhuān)利中描述的透鏡材料優(yōu)選具有大約-20至+25。C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度("Tg")。撓性眼內(nèi)透鏡可以折疊并通過(guò)小切口插入。一般而言，更軟的材料可以在更大的程度上變形以便可以通過(guò)越來(lái)越小的切口插入。軟質(zhì)丙烯酸或甲基丙烯酸材料通常不具有允許IOL通過(guò)與硅酮IOL所需的那樣小的切口插入的強(qiáng)度、撓性和不發(fā)粘的表面性質(zhì)的合適的結(jié)合。硅酮彈性體的機(jī)械性能通過(guò)添加無(wú)機(jī)填料，通常為表面處理過(guò)的二氧化硅，而得到提高。表面處理過(guò)的二氧化硅也提高軟質(zhì)丙烯酸橡膠的機(jī)械性能，但是降低最終產(chǎn)品的光學(xué)透明度。折光指數(shù)更接近軟質(zhì)丙烯酸橡膠的備選填料材料是需要的。已知向M聚合物中添加增強(qiáng)用填料提高拉伸強(qiáng)度和抗撕裂性。增強(qiáng)通過(guò)限制聚合物鏈的局部運(yùn)動(dòng)自由度使該聚合物變硬并提高其韌性，并通過(guò)引入弱固定點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)該結(jié)構(gòu)。特定填料的增強(qiáng)能力取決于其特性(例如大小和表面化學(xué)性質(zhì))、與其一起使用的彈性體的類(lèi)型和存在的填料的量。常規(guī)填料包括炭黑和硅酸鹽填料，其中顆粒尺寸(對(duì)于最大的表面積)和濕潤(rùn)性(對(duì)于粘結(jié)強(qiáng)度)是最重要的。對(duì)于有效的增強(qiáng)來(lái)說(shuō)，基體和填料之間的共價(jià)化學(xué)鍵通常是不需要的。最近的申請(qǐng)和綜述請(qǐng)參見(jiàn)Boonstra，"Roleofparticulatefillersmelastomerremforcement:areview"iWj;附er1979，20，691,和Gu等人,"Preparationofhighstrengthandopticallytransparentsiliconerubber"五MA尸o(v附./1998，34，1727。發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了改進(jìn)的軟質(zhì)可折疊的丙烯酸裝置材料，其尤其適合用作IOL,但是還可用作其它的眼科或耳鼻喉科裝置，如隱形眼鏡、人工角膜(keratoprostheses)、角膜環(huán)或內(nèi)嵌體、耳科通氣管和鼻科植入體。這些聚合材料包含與在常規(guī)嵌段共聚物中發(fā)現(xiàn)的相似的微相分離區(qū)域。孩^目分離區(qū)域的存在提高了聚合材料的強(qiáng)度并且影響了其表面性質(zhì)而無(wú)需添加的填料材料。本發(fā)明的材料的性能與具有相同的進(jìn)料比率的統(tǒng)計(jì)(無(wú)規(guī))共聚物不同。發(fā)明詳述除非另外說(shuō)明，所有組分的量都基于。/。(w/w)("wt。/。")給出。本發(fā)明的裝置材料是自增強(qiáng)聚合材料。該材料通過(guò)以下物質(zhì)的聚合制造a)單官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體[ll，b)雙官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交聯(lián)劑[2，和c)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯[3]或二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯[4]。<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage7</formula>\2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實(shí)施例l中說(shuō)明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過(guò)丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表2中列出。實(shí)施例7.二甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸1,4-丁二醇酯的UV引發(fā)共聚合向20mL的閃爍管中裝入0.6015g二曱基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、2.3960g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.0164g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時(shí)以允許該聚苯乙烯組分溶解。將該單體混合物通過(guò)1.0微米的玻璃纖維膜式過(guò)濾器過(guò)濾，并通過(guò)N2鼓泡脫氣。添加2-羥基-2-甲基-l-苯基-丙-l-酮(Darocu,1173)(0.0310g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實(shí)施例l中說(shuō)明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過(guò)丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表2中列出。表2.與丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸l，4-丁二醇酯的曱基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)共聚物<table>complextableseeoriginalpage17</column></row><table>實(shí)施例8.曱基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和lwt。/o的二丙烯酸l，4-丁二醇酯的UV引發(fā)共聚合向加mL的閃爍管中裝入l,:2005g甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、4.7472g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.0597g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時(shí)以允許該聚苯乙烯組分溶解。使用l.O微米的玻璃纖維膜式過(guò)濾器將該單體混合物過(guò)濾，然后通過(guò)0.45微米的PTFE膜式過(guò)濾器，并且通過(guò)N2鼓泡進(jìn)行脫氣。添加2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙國(guó)l國(guó)酮(Darocu,1173)(0.0581g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實(shí)施例l中說(shuō)明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過(guò)丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表3中列出。實(shí)施例9.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和2wt。/。的二丙烯酸l,4-丁二醇酯的UV引發(fā)共聚合向20mL的閃爍管中裝入1.20088曱基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、4.6929g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.1225g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時(shí)以允許該聚苯乙烯組分溶解。使用l.O微米的玻璃纖維膜式過(guò)濾器將該單體混合物過(guò)濾，然后通過(guò)0.45微米的PTFE膜式過(guò)濾器，并且通過(guò)N2鼓泡進(jìn)行脫氣。添加2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙畫(huà)l-酮(Darocur⑧1173)(0.0561g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實(shí)施例l中說(shuō)明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過(guò)丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表3中列出。實(shí)施例IO.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和3wt。/o的二丙烯酸l,4-丁二醇酯的UV引發(fā)共聚合向加mL的閃爍管中裝入l,2008g甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、4.6393g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.1824g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時(shí)以允許該聚苯乙烯組分溶解。使用l.O微米的玻璃纖維膜式過(guò)濾器將該單體混合物過(guò)濾，然后通過(guò)0.45^L米的PTFE膜式過(guò)濾器，并通過(guò)N2鼓泡進(jìn)行脫氣。添加2-羥基-2-甲基-l-苯基-丙-U^Darocur1173)(0.0580g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實(shí)施例l中說(shuō)明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過(guò)丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表3中列出。表3.與丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸1，4-丁二醇酯的甲基丙烯酸酯封端的<table>complextableseeoriginalpage19</column></row><table>聚苯乙烯大分子單體的添加提高了軟質(zhì)丙烯酸聚合物的強(qiáng)度性能，允許提高的變形而不發(fā)生破壞。例如，在表1中，與相同單體進(jìn)料比率的丙烯酸2-苯基乙酯和苯乙烯的統(tǒng)計(jì)共聚物相比，丙烯酸2-苯基乙酯-聚苯乙烯甲基丙烯酸酯接枝共聚物(實(shí)施例l)具有提高的拉伸強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變、抗撕裂性，和降低的模量。另外，與所有丙烯酸配制劑相比，苯乙烯組分的添加獲得折光指數(shù)的提高，允許制造具有相同折射能力的較小質(zhì)量的透鏡。聚苯乙烯大分子單體的分子量還影響聚合物性能。在表2中，實(shí)施例4包含較高M(jìn)n的甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯，與用較低分子量的甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯合成的接枝共聚物相比，這獲得提高的拉伸強(qiáng)度和抗撕裂性，而模量?jī)H有適度增加。DSC證實(shí)了此共聚物中的相分離形態(tài)(實(shí)施例4)。進(jìn)一步提高該聚苯乙烯大分子單體MW獲得提高的拉伸性能(實(shí)施例5)，然而此共聚物在光學(xué)上是不透明的，因?yàn)橄喾蛛x的區(qū)域現(xiàn)在大得足以使光散射。二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯還可以與或不與另外的低分子量交聯(lián)劑一起使用(表2，實(shí)施例6和7)以調(diào)節(jié)斷裂應(yīng)變。所有這些聚合物作為鑄件具有優(yōu)異的透明度。然而，7K合和加溫后的光學(xué)透明度隨交聯(lián)劑濃度變化(表3)。與較低的BDDA濃度(實(shí)施例8)相比，當(dāng)在40。C下7]C合時(shí)，具有較高的BDDA濃度的共聚物(實(shí)施例9，IO)顯示提高的光學(xué)透明度。實(shí)施例ll.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯、甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和二丙烯酸l，4-丁二醇酯的熱引發(fā)共聚合向20mL閃爍管中裝入0.80g曱基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)、2.56g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)、0.60g曱基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEEMA)和0.04g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并攪拌以允許該聚苯乙烯大單體溶解。將該單體混合物通過(guò)1.0微米的玻璃纖維膜進(jìn)行過(guò)濾。通過(guò)將N2鼓泡通過(guò)該單體混合物將該配制劑脫氣。添加二(4-叔丁基環(huán)己基)過(guò)氧化二碳酸酯(Perkadox16S)(0.02g)并充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。然后將該填充的模具放入70。C的機(jī)械對(duì)流烘箱中l(wèi)小時(shí)，然后在110。C下后固化2小時(shí)。將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過(guò)丙酮萃取除去任何殘余單體。將該產(chǎn)物聚合物在60。C真空下干燥。與具有相同的進(jìn)料組成的統(tǒng)計(jì)共聚物相比，這些接枝共聚物還顯示降低的表面粘性，這提高了IOL的可制造性和操控性。已經(jīng)通過(guò)參考某些優(yōu)選的實(shí)施方案描述了本發(fā)明；然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的特殊或基本特征的情況下，本發(fā)明還可以以其它具體形式或其變化方案實(shí)施。因此認(rèn)為上述實(shí)施方案是在各個(gè)方面的示例性說(shuō)明而不是限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述描述限定。權(quán)利要求1.一種聚合物眼科或耳鼻喉科裝置材料，其包含a)單官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體[1]；b)雙官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交聯(lián)單體[2]；和c)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯大分子單體[3]或二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯大分子單體[4]；其中R、R′獨(dú)立地＝H、CH3或CH2CH3；B＝O(CH2)n、NH(CH2)n或NCH3(CH2)n；X＝O(CH2)n、NH(CH2)n、NCH3(CH2)n，或不存在；n＝0-6；Y＝苯基、(CH2)mH、(CH2)mC6H5、OH、CH2CH(OH)CH2OH、(OCH2CH2)mOCH3或(OCH2CH2)mOCH2CH3；m＝0-12；Z＝(CH2)a、(CH2CH2O)b、O或不存在；D＝(CH2)a、O(CH2CH2O)b、O或不存在；a＝1-12；b＝1-24；和A＝CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、CH3CH2CH2CH2-或CH3CH2CH(CH3)-。2.權(quán)利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(l)的單體選自由其中R=H，B=0(CH2)2,Y-苯基；和R=CH3,B=0(CH2)4，Y-苯基的那些組成的組。3.權(quán)利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(2)的單體選自由其中R=H，X=OCH2，D=(CH2)2;R=CH3，X=OCH2,D-不存在；和R=CH3，X-不存在，D=0(CH2CH20)b,其中b>IO的那些組成的組。4.權(quán)利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(2)的單體選自由二曱基丙烯酸乙二醇酯；二曱基丙烯酸二甘醇酯；二甲基丙烯酸l,6-己二醇酯；二甲基丙烯酸l,4-丁二醇酯；聚(環(huán)氧乙烷)二曱基丙烯酸酯(數(shù)均分子量為600-1000);和它們相應(yīng)的丙烯酸酯組成的組。5.權(quán)利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(3)的大分子單體選自由其中R=CH3,R'=H,X=0(CH2)2，Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3);和議=013,R'=CH3,X=0(CH2)2，Z-不存在，AK:H3CH2CH(CH3)的那些組成的組。6.權(quán)利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(4)的大分子單體選自由其中R=CH3，R'=H,X=0(CH2)2,Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3);和R=CH3，R'=CH3,X=0(CH2)2，Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3)的那些組成的組。7.權(quán)利要求l的裝置材料，其中該裝置材料包含通式(l)的單體、通式(2)的單體、通式(3)的大分子單體和通式(4)的大分子單體。8.權(quán)利要求l的裝置材料，其中通式(l)的單體的總量為至少50%(w/w)。9.權(quán)利要求8的裝置材料，其中通式(l)的單體的總量為65-85。/。(w/w)。10.權(quán)利要求l的裝置材料，其中通式(2)的單體的總量不超過(guò)15%(w/w)。11.權(quán)利要求10的裝置材料，其中通式(2)的單體的總量小于3。/。(w/w)。12.權(quán)利要求l的裝置材料，其中大分子單體(3)和(4)的總量為5-40o/o(w/w)。13.權(quán)利要求l的裝置材料，其中通式(3)的大分子單體和通式(4)的大分子單體具有小于51，000的數(shù)均分子量。14.權(quán)利要求l的裝置材料，其中該裝置材料還包含選自由可聚合UV吸收劑和可聚合著色劑組成的組的成分。15.權(quán)利要求l的裝置材料，其中該裝置材料在干燥狀態(tài)下具有的折光指數(shù)為至少1.47。16.權(quán)利要求l的裝置材料，其中該裝置材料具有小于25'C的連續(xù)相玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。17.權(quán)利要求l的裝置材料，其中該裝置材料具有至少150%的伸長(zhǎng)率和小于6.0MPa的楊氏模量。18.—種包含權(quán)利要求l的裝置材料的眼科或耳鼻喉科裝置，其中該眼科或耳鼻喉科裝置選自由眼內(nèi)透鏡；隱形眼鏡；人工角膜；角膜內(nèi)嵌體或環(huán)；耳科通氣管；和鼻科植入體組成的組。19.一種包含權(quán)利要求l的裝置材料的眼內(nèi)透鏡。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了具有提高的強(qiáng)度的、軟質(zhì)高折光指數(shù)裝置材料。該材料包含聚苯乙烯大分子單體。文檔編號(hào)G02B1/04GK101198887SQ200680020946公開(kāi)日2008年6月11日申請(qǐng)日期2006年6月12日優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日發(fā)明者D·C·施呂特申請(qǐng)人:愛(ài)爾康公司