专利名称：生物医学装置、高分子材料及包括其的接触镜的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及生物医学装置，诸如眼科透镜。
背景技术：
诸如接触镜的生物医学装置由各种高分子材料制造而成，包括刚性透气性材料、软性弹性材料和软性水凝胶材料。现在市售的接触镜大多由软性水凝胶材料制成。水凝胶是一种交联的聚合体系，它一般能够吸收和保持重量10重量％至80重量％ (特别是20至70重量％)的水分。水凝胶透镜一般通过聚合能够成形成透镜的单体混合物来制备，所述单体混合物包括至少一种亲水单体，诸如甲基丙烯酸 2-羟乙酯、N，N- 二甲基丙烯酰胺，氮-乙烯基-2-吡咯烷酮、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸。在硅酮水凝胶透镜的情况下，含硅酮单体与亲水单体共聚。忽略其含水量，水凝胶和非水凝胶硅氧化和/或氟化接触镜趋于具有相对疏水的、非可润湿的表面。在诸如接触镜的生物医学装置领域，必需仔细平衡诸如透氧性、润湿性、材料强度和稳定性的各种物理和化学性能，以便提供可用的接触镜，但上述只是几个因素。例如，由于角膜仅通过与大气接触来接受氧的供给，因此良好的透气性为某些接触镜材料的重要特性。润湿性也很重要，因为如果透镜不足够润湿，则不能保持润滑，进而不能舒适地佩戴于眼睛中。因此，最佳的接触镜应至少同时具有优异的透气性和优异的泪液润湿性。公知，增加接触镜表面的亲水性提高了接触镜的润湿性。这又会改善透镜佩戴的舒适性。此外，佩戴透镜时，泪液中的蛋白质和脂质会沉积在透镜表面，可能造成整体透镜的易感染性。累积的沉积物可引起眼睛不适，或甚至发炎。在长期佩戴型接触镜的情况下，即无需每天睡觉前取出使用的透镜，表面尤为重要，因为长期佩戴型透镜必须设计成经过长时间的佩戴之后，有高质量的舒适度和生物相容性。因此，仍然需要能够有效改进透镜表面品质的新配制物。因此，希望提供改进的诸如接触镜的生物医学装置，使其在与身体长期接触时具有合适的物理化学特性，例如透氧性、光滑性和可润湿性，同时仍是生物相容的。还希望提供易于以简单、成本有效方式制备的生物医学装置。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，提供了一种生物医学装置，其包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个可逆结成断裂链转移(RAFT)试剂的硫代羰基硫片段。根据本发明的第二个实施方案，提供了一种眼科透镜，其包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段。本发明的生物医学装置有利地由一种或多种含亲水单元和疏水单元的无规共聚物形成，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段。所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中该无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段，能够形成具有亲水表面和/或光滑表面(或两者)的生物医学装置。在此诸如接触镜的生物医学装置的亲水和/或光滑表面基本上防止或限制泪液中的脂质和蛋白质吸附在透镜上，以及最终被吸收到透镜内部，从而保持接触镜的清晰度。这又保证了其性能质量，从而使眼镜佩戴者感觉更为舒适。此外，镜片不会迅速干燥，从而进一步提高眼镜佩戴者的舒适度。
具体实施例方式本发明涉及用于与人体组织或体液直接接触的生物医学装置。此处使用“生物医学装置”是指设计成用于哺乳动物组织或体液之上或之中，优选用于人体组织或体液之上或之中的任何制品。生物医学装置的代表性实例包括但不限于人工输尿管、隔膜、宫内节育器、心脏瓣膜、导管、假牙衬里、假肢装置、眼科透镜应用，其中透镜是指直接放置在眼睛上或者眼睛里，诸如眼内装置和接触镜。优选的生物医学装置是眼科装置，特别是接触镜，以
及最优选的为由水凝胶制成的接触镜。此处所使用术语“生物装置”是指放在眼睛内或者眼睛上的装置。这些装置可以提供光学矫正、伤口护理、药物投放、诊断功能或增强化妆效果以及这些性质的组合。可用的眼科装置包括但不限于接触镜如软性接触镜(例如软性水凝胶透镜、软性非水凝胶透镜等)、硬性接触镜(例如硬性透气透镜材料等)、眼内透镜、覆盖透镜、眼睛插入物、光学插入物等。如本领域技术人员可理解的那样，如果透镜可以向后折叠至自身上而不折断，则认为该透镜是“软的”。本发明的生物医学装置包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段。在一个实施方案中，本发明的生物医学装置包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段，并且其中所述一种或多种无规聚合物不包括聚碳酸酯单元。在一个实施方案中，本发明的生物医学装置包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段，并且其中所述生物医学装置不是热塑性的。在一个实施方案中，本发明的生物医学装置包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段，并且其中所述生物医学装置是水凝胶。在一个实施方案中，本发明的生物医学装置包括混合物的聚合产物，所述混合物由一种或多种无规共聚物组成，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个。
无规共聚物包括一个或多个亲水单元和疏水单元，并且至少一个RAFT试剂的硫代羰基硫片段通过RAFT聚合制备，即单体通过RAFT路线聚合。RAFT聚合是能够制备具有良好限定分子结构和低分散度的无规共聚物的自由基聚合技术。在此适用的RAFT试剂基于硫代-羰基-硫化学，其是本领域技术人员公知的。硫代羰基硫片段可衍生自RAFT试剂，如含黄原酸酯化合物、含三硫代碳酸酯化合物、含二硫代氨基甲酸酯化合物或含二硫代酯化合物，其中每个化合物含有硫代羰基硫基团。此处可用的一类RAFT试剂的通式如下
权利要求
1.生物医学装置，其包括混合物的聚合产物，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个可逆结成断裂链转移(RAFT)试剂的硫代羰基硫片段。
2.根据权利要求I所述的生物医学装置，其中硫代羰基硫片段包括二硫代酯基团、黄原酸酯基团、二硫代氨基甲酸酯基团或三硫代碳酸酯基团。
3.根据权利要求I和2之一所述的生物医学装置，其中亲水单元衍生自选自以下组中的亲水单体不饱和羧酸、丙烯酰胺、乙烯基内酰胺、烯属不饱和聚(环氧烷)、(甲基)丙烯酸、含羟基(甲基)丙烯酸酯、亲水性碳酸乙烯酯、亲水性乙烯基氨基甲酸酯单体、亲水性噁唑酮单体及它们的混合物。
4.根据权利要求1-3之一所述的生物医学装置，其中亲水单元衍生自选自以下组中的烯属不饱和可聚合烷氧基化聚合物聚乙二醇(PEG)-200甲基丙烯酸酯、PEG-400甲基丙烯酸酯、PEG-600甲基丙烯酸酯、PEG-1000甲基丙烯酸酯及它们的混合物。
5.根据权利要求1-4之一所述的生物医学装置，其中无规共聚物的数均分子量为约1000 到约 300000。
6.根据权利要求1-5之一所述的生物医学装置，其中无规共聚物的数均分子量为约10000 到约 100000。
7.根据权利要求1-6之一所述的生物医学装置，其中疏水单元衍生自选自以下组中的疏水单体烯属不饱和可聚合含氟单体、烯属不饱和可聚合含脂肪酸酯单体、烯属不饱和可聚合含多硅氧烷烷基单体、烯属不饱和可聚合的具有开环活性官能团的单体、烯属不饱和可聚合的具有氨基官能团的氮保护单体，该氮保护单体中全部或部分氨基官能团用氮保护基团封闭，以及它们的混合物。
8.根据权利要求7所述的生物医学装置，其中烯属不饱和可聚合含氟单体选自2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，3-五氟丙基(甲基)丙烯酸酯、I-三氟甲基-2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、1H，1H，5H-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、八氟戊基甲基丙烯酸酯、八氟戊基乙烯基碳酸酯、八氟戊基正乙烯基氨基甲酸酯、六氟异丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，4，4_六氟丁基(甲基)丙烯酸酯、五氟苯基(甲基)丙烯酸酯，五氟己基(甲基)丙烯酸酯及它们的混合物。
9.根据权利要求7所述的生物医学装置，其中烯属不饱和可聚合含脂肪酸酯单体选自月桂酸乙烯酯、壬酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、巴豆酸乙烯酯、巴豆酸烯丙酯、乙烯基硬脂酸酯及它们的混合物。。
10.根据权利要求7所述的生物医学装置，其中烯属不饱和可聚合含多硅氧烷烷基单体选自甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯、3_(乙烯氧基羰基硫代)丙基[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基甲娃烧氧基)甲娃烧基]丙基乙稀基氣基甲酸酷、3_[二(二甲基甲娃烧氧基)甲娃烧基]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、三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酰胺、M1-MCR-C12及它们的混合物。
11.根据权利要求7所述的生物医学装置，其中烯属不饱和可聚合的具有开环活性官能团的单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐、衣康酸酐及它们的混合物。
12.根据权利要求1-12之一所述的生物医学装置，其中混合物还包括一种或多种形成生物医学装置的单体。
13.根据权利要求1-12之一所述的生物医学装置，其中混合物还包括亲水单体、疏水单体或两者。
14.根据权利要求1-13之一所述的生物医学装置，其中该装置选自接触镜、刚性透气接触镜、软性接触镜、水凝胶接触镜、人工晶状体和角膜移植物。
15.根据权利要求1-13之一所述的生物医学装置，其中该装置是水凝胶。
全文摘要
本发明公开了生物医学装置，例如接触镜，其由混合物的聚合产物形成，所述混合物包括一种或多种无规共聚物，所述无规共聚物包括亲水单元和疏水单元，其中所述一种或多种无规共聚物具有至少一个可逆结成断裂链转移(RAFT)试剂的硫代羰基硫片段。
文档编号A61L27/52GK102803998SQ201080026469
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月14日 优先权日2009年6月16日
发明者J·G·林哈特, J·A·麦吉, I·M·努涅斯 申请人:博士伦公司