软质疏水性丙烯酸材料的制造方法与工艺

文档序号:11413173阅读:591来源:国知局
软质疏水性丙烯酸材料本发明总体上涉及软质疏水性丙烯酸材料,该材料对流体扩散具有改进的抗性,并且具有在施加力后允许变形的适合的机械特性,这些是作为用于基于流体的调节型人工晶状体(IOL)的生物相容性材料所希望的。发明背景人眼的功能,简单来说是通过将光透射通过被称为角膜的透明外在部分并且进一步通过晶状体将图像聚焦到视网膜上而提供视觉。聚焦的图像的质量取决于许多因素,包括眼睛的尺寸和形状以及角膜和晶状体的透明度。在天然晶状体中,由称为视觉调节的机制提供远距视力和近距视力的双聚焦。天然晶状体是被包含在囊袋内,并且在生命早期是柔软的。该囊袋利用小带从睫状肌悬挂。睫状肌的松弛拉紧小带,并且拉伸囊袋。因此,天然晶状体倾向于展平。睫状肌的拉紧会松弛小带上的张力,允许囊袋和天然晶状体呈现更圆的形状。以此方式,天然晶状体可以选择性地聚焦在近的和远的物体上。当晶状体老化时,它变得较硬并且不太能够响应睫状肌的拉紧而改变其形状。这使晶状体更难以聚焦在近物体上,这种医学状况被称为老花眼。老花眼影响年龄超过45或50岁的几乎所有成人。当年龄和疾病造成晶状体变得不太透明时,由于可以透射到视网膜的光的减少而导致视力退化。眼睛晶状体的这种缺陷在医学上称做白内障。可接受的对这种情况的治疗是利用外科手术移除晶状体并由人工晶状体(IOL)替代晶状体功能。在美国,大多数的白内障晶状体是通过称做晶状体乳化术的外科技术移除的。在这个过程中,在前囊膜中形成开口,将薄的超声乳化法切割尖端插入患病晶状体中并进行超声振动。振动的切割尖端使得晶状体液化或乳化,这样,晶状体可以从眼中吸出。一旦将患病的晶状体移除就用人工晶状体替代。常规IOL的植入可以恢复白内障患者的视力,但不能减轻老花眼。广泛的研究努力已经促成以下调节型IOL的开发:该调节型IOL能够像天然晶状体一样也响应于睫状肌的收缩而改变其光焦度。调节型IOL的活跃研究领域的一方面是可以在睫状肌收缩/松弛后经历曲率变化的基于流体的调节型IOL(例如美国专利号4,787,903、4,816,031、4,932,966、5,066,301、5,443,506、6,117,171、6,730,123、7,122,053、7,217,288、7,247,168、7,261,737、7,438,723、7,485,144、7,753,953、7,776,088、8,038,711、8,048,155、8,158,712、8,197,541、8,361,145、8,398,709、8,454,688、8,475,529、以及美国专利申请公开号2013/02668070A1,将这些文件通过引用以其全文结合在此)。US8,158,712描述了以下生物相容性聚合物,这些生物相容性聚合物包括甲基丙烯酸三氟乙酯(或其替代品)、丙烯酸丁酯(或其替代品)、以及苯基丙烯酸乙酯(或其替代品),并且具有在约0.1MPa和约0.6MPa之间的弹性模量以及在约1.44和约1.52之间的屈光指数,并且是基本上对流体(例如硅油、水或盐水)扩散具有抗性的。根据US8,158,712,那些生物相容性聚合物可以用于制造包括可变形光学器件前表面和软质可变形触件的调节型IOL,这些可变形触件依赖于该可变形光学器件前表面的形状的流体驱使性变化。概述已发现软质疏水性丙烯酸材料,其特别适合用作基于流体的调节型IOL,但其还可用作其他眼科或耳鼻喉科器件,例如隐形眼镜、人工角膜、角膜环或嵌体、耳科通气管和鼻科植入体。这些聚合物材料包括全氟丙烯酸单体和碳氢化合物丙烯酸单体的选择的组合。除了其他因素外,本发明是基于以下发现:全氟丙烯酸单体和碳氢化合物丙烯酸单体的适合组合导致示出令人希望的机械特性(例如,从约1MPa至约3MPa的储能模量)以及在高屈光指数硅油中进行加速老化之后非常低的硅酮摄取的软质疏水性材料。这些主题材料特别适合用于制作基于流体的调节型IOL。发明的详细说明除非另外定义,在此所用到的所有的技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。一般而言,在此所用命名法和实验室程序是熟知的且通常用于本领域中。常规方法用于这些程序,例如本领域和各种一般参考文献中提供的那些。如果术语以单数提供,则本发明还预期该术语的复数。在此所用的命名法和下文所述的实验室程序为本领域中熟知且常用的那些。如在此使用的“约”意思是被称为“约”的数字包括所叙述的数字加上或减去那个所叙述的数字的1%-10%。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生,说明书包括该事件或情况发生的情况和它不发生的情况。除非另外指出,所有组分量基于%(w/w)(“重量%”)呈现。术语“烷基”是指通过从直链或分支烷烃化合物去除氢原子而获得的单价基团。烷基(基团)与有机化合物中的另一个基团形成键。术语“全氟取代的烷基”是指包含至少三个氟原子的烷基基团,这些氟原子中的每一个替代该烷基的一个氢原子。术语“亚烷基二价基团”或“亚烷基双自由基”或“烷基双自由基”可互换地指代通过从烷基去除一个氢原子而获得的二价基团。亚烷基二价基团与有机化合物中的其他基团形成两个键。术语“烷氧基(alkoxy或alkoxyl)”是指通过从直链或分支烷基醇的羟基基团去除氢原子而获得的单价基团。烷氧基(基团)与有机化合物中的另一个基团形成键。在本申请中,关于烷基双自由基或烷基基团的术语“取代”意指该烷基双自由基或该烷基基团包括至少一个取代基,该至少一个取代基替代该烷基双自由基或该烷基基团的一个氢原子,并且是选自下组,该组由以下各项组成:羟基(-OH)、羧基(-COOH)、-NH2、巯基(-SH)、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷硫基(烷基硫化物)、C1-C4酰基氨基、C1-C4烷基氨基、二-C1-C4烷基氨基、卤素原子(Br或Cl)、及其组合。术语“(甲基)丙烯酸酯”是指包含基团-O-C(=O)-CH=CH2或-O-C(=O)-C(CH3)=CH2的单体。术语“芳基丙烯酸单体”是指具有以下化学式的单体其中:A是H或CH3;B2是(CH2)m或[O(CH2)2]Z;m是2-6;z是1-10;Y是直接键、O、S、或NR',其条件是如果Y是O、S、或NR',则B是(CH2)m;R'是H、CH3、Cn'H2n'+1、异-OC3H7、C6H5、或CH2C6H5;n’=1-10;w是0-6,其条件是m+w≤8;并且D是H、Cl、Br、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C6H5、或CH2C6H5。芳基丙烯酸单体的实例包括但不限于丙烯酸2-乙基苯氧基酯;甲基丙烯酸2-乙基苯氧基酯;丙烯酸苯酯;甲基丙烯酸苯酯;丙烯酸苄酯;甲基丙烯酸苄酯;丙烯酸2-苯基乙酯;甲基丙烯酸2-苯基乙酯;丙烯酸3-苯基丙酯;甲基丙烯酸3-苯基丙酯;丙烯酸4-苯基丁酯;甲基丙烯酸4-苯基丁酯;丙烯酸4-甲基苯酯;甲基丙烯酸4-甲基苯酯;丙烯酸4-甲基苄酯;甲基丙烯酸4-甲基苄酯;丙烯酸2,2-甲基苯基乙酯;甲基丙烯酸2,2-甲基苯基乙酯;丙烯酸2,3-甲基苯基乙酯;甲基丙烯酸2,3-甲基苯基乙酯;丙烯酸2,4-甲基苯基乙酯;甲基丙烯酸2,4-甲基苯基乙酯;丙烯酸2-(4-丙基苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-丙基苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-(1-甲基乙基)苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-(1-甲基乙基)苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-甲氧基苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-甲氧基苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-环己基苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-环己基苯基)乙酯;丙烯酸2-(2-氯苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(2-氯苯基)乙酯;丙烯酸2-(3-氯苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(3-氯苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-氯苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-氯苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-溴苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-溴苯基)乙酯;丙烯酸2-(3-苯基苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(3-苯基苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-苯基苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-苯基苯基)乙酯;丙烯酸2-(4-苄基苯基)乙酯;甲基丙烯酸2-(4-苄基苯基)乙酯;丙烯酸2-(苯硫基)乙酯;甲基丙烯酸2-(苯硫基)乙酯;丙烯酸2-苄氧基乙酯;丙烯酸3-苄氧基丙酯;甲基丙烯酸2-苄氧基乙酯;甲基丙烯酸3-苄氧基丙酯;丙烯酸2-[2-(苄氧基)乙氧基]乙酯;甲基丙烯酸2-[2-(苄氧基)乙氧基]乙酯;或其组合。总体上,本发明是针对软质疏水性丙烯酸材料,这些软质疏水性丙烯酸材料对流体扩散具有改进的抗性,并且具有在施加力后允许变形的适合的机械特性。本发明的软质疏水性丙烯酸材料的特征在于具有通过动态力学分析(DMA)在压缩模式下在约35℃测量的从约0.5MPa至约3.0MPa(优选从约0.75MPa至约2.5MPa,更优选从约1.0MPa至约2.0Mpa)的储能模量以及在硅酮流体中在70℃进行加速老化持续32天之后按重量计少于约2.0%(优选按重量计少于约1.5%,更优选按重量计少于约1.0%或更少,甚至更优选按重量计约0.8%或更少,最优选按重量计约0.5%或更少)的硅酮摄取,并且是获得自可聚合组合物,该可聚合组合物包括按重量计从约55%至约90%(优选按重量计从约60%至约85%,更优选按重量计从约65%至约80%)的至少一种全氟取代的(甲基)丙烯酸C2-C12烷基酯;按重量计从约10%至约45%(优选按重量计从约15%至约40%,更优选按重量计从约20%至约35%)的至少一种(甲基)丙烯酸C2-C12烷基酯;以及至少一种交联剂,其条件是该可聚合组合物基本上不含(即,按重量计少于约2%,优选按重量计少于约1%,更优选按重量计约0.5%或更少,甚至更优选按重量计约0.1%或更少,最优选完全不含)任何芳基丙烯酸单体。任何适合的(甲基)丙烯酸C2-C12烷基酯可以用于本发明。优选的(甲基)丙烯酸C2-C12烷基酯的实例包括而不限于丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、甲基丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、甲基丙烯酸正壬酯、丙烯酸正癸酯、甲基丙烯酸正癸酯、丙烯酸正十一酯、甲基丙烯酸正十一酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2,2-二甲基丙酯、甲基丙烯酸2,2-二甲基丙酯、丙烯酸三甲基环己酯、甲基丙烯酸三甲基环己酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、及其混合物。任何适合的全氟取代的(甲基)丙烯酸C2-C12烷基酯可以用于本发明。全氟取代的(甲基)丙烯酸C2-C12烷基酯的实例包括而不限于甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸七氟丁酯、丙烯酸七氟丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯、丙烯酸五氟苯酯、甲基丙烯酸五氟苯酯、及其组合。交联剂可以是具有多于一个不饱和基团的任何末端乙烯式不饱和化合物。适合的交联剂包括例如:二甲基丙烯酸乙二醇酯;二甲基丙烯酸二乙二醇酯;二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙基酯;二甲基丙烯酸1,3-丙二醇酯;二甲基丙烯酸2,3-丙二醇酯;二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯;二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯;CH2=C(CH3)C(=O)O-(CH2CH2O)p-C(=O)C(CH3)=CH2,其...
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