专利名称：有机制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种其中涂层含有一种聚合物的涂敷制品，该聚合物具有所需的对基质的粘附特性、耐久性、亲水性、润湿性、生物相容性和渗透性。更具体地，本发明涉及一种制品，如生物医学材料或制品，特别是接触透镜，包括佩戴时间更长的接触透镜，该透镜至少部分地涂敷有具有由系住的“头发”链构成的“瓶-刷”型结构的聚合物。本发明的涂层可通过在基质表面上接枝特定的烯属不饱和大分子单体得到，其中基质表面已事先加有引发剂基团。
本领域已公开了多种不同类型的在基质上制备聚合物涂层的方法。例如USP 5527925公开了官能化的光引发剂和有机基质，如含有共价键连于其表面的所述光引发剂的接触透镜。在该发明公开内容的一个实施方案中，如此改性的接触透镜表面进一步涂敷有可光聚合的烯属不饱和单体，然后该单体通过辐射聚合，由此形成一种新的基质表面。然而用该方法并不能总是获得所需的涂层性能，例如对于生物医学制品(包括接触透镜)的表面是必需的润湿性能。特别是，公知的一些材料长时间地保持连续的水溶液层或粘液层的能力仍不能令人满意，所述水溶液例如为人的体液如眼泪，这种性能对于许多生物医学应用来说是很重要的特性。
现已惊奇地发现，通过首先在制品表面上提供共价键连的光引发剂分子，用一种或多种不同的可聚合大分子单体层涂敷该改性的表面，然后进行加热或辐射，由此使大分子单体进行接枝聚合，形成新的制品表面，可得到制品，特别是生物医学装置如接触透镜，这些制品具有改进的润湿性、水保持能力和生物相容性。
因此本发明一方面涉及一种复合材料，该材料包括(a)一种无机或有机基体材料(bulk material)，其表面上共价键有进行自由基聚合的引发剂部分；和(b)一种亲水性表面涂层，该涂层可通过向提供有引发剂基团的基体材料表面涂敷一种或多种不同的烯属不饱和亲水性大分子单体，并使所述的大分子单体聚合而得到，其中大分子单体为下述通式(1)的每一种化合物 R1为氢，C1～C6烷基或基团-COOR＇；R、R＇和R1＇相互独立地表示氢或C1～C6烷基；A为直接键或下述通式表示的基团-C(O)-(A1)n-X- (2a)或-(A2)m-NH-C(O)-X- (2b)；或-(A2)m-X-C(O)- (2c)；或-C(O)-NH-C(O)-X- (2d)；或-C(O)-X1-(alk*)-X-C(O)-(2e)；或A和R1连同邻近的双键一起表示下述通式代表的基团 其中A1为未取代或被羟基取代的-O-C2～C12亚烷基，或为-O-C2～C12亚烷基-NH-C(O)-或-O-C2～C12亚烷基-O-C(O)-NH-R11-NH-C(O)-，其中R11为线性或支化的C1～C18亚烷基或未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C6～C10亚芳基，C7～C18亚芳烷基，C6～C10亚芳基-C1～C2亚烷基-C6～C10亚芳基，C3～C8亚环烷基，C3～C8亚环烷基-C1～C6亚烷基，C3～C8亚环烷基-C1～C2亚烷基-C3～C8亚环烷基或C1～C6亚烷基-C3～C8亚环烷基-C1-C6亚烷基；A2为C1～C8亚烷基；亚苯基或亚苄基；m和n相互独立地为0或1的数；X、X1和X＇相互独立地表示二价基团-O-或-NR″，其中R″为氢或C1～C6烷基；(alk*)为C2～C12亚烷基；且(齐聚物)表示(ⅰ)如下通式的调聚物基团-(alk)-S-[B]p-[B＇]q-Q(3a)，其中(alk)为C2～C12亚烷基，Q为一个适于用作聚合链反应终止剂的一价基团，p和q相互独立地表示0～100的整数，其中(p+q)的总数为2～250的整数，B和B＇相互独立地表示可通过用单键替换乙烯基双键由可共聚合的乙烯基单体衍生而来的1,2-亚乙基，基团B和B＇中至少一个被亲水性取代基取代；或(ⅱ)如下通式的齐聚物基团 其中R28为氢或未取代的或羟基取代的C1～C12烷基，u为2～250的整数，Q＇为聚合引发剂的残基；或(ⅲ)如下通式的基团 其中R28、X和u如上所定义，或(ⅳ)如下通式的齐聚物基 其中R2和R2＇相互独立地表示C1～C4烷基，An-为一阴离子，v为2～250的整数，Q″为适于用作聚合链反应终止剂的一价基团；或(v)如下通式的低聚肽基团-(CHR4-C(O)-NH)t-CHR4-COOH(3d)或-CHR4-(NH-C(O)-CHR4)t-NH2(3d＇)，其中R4为氢或未取代的或羟基、羧基、氨基甲酰基、氨基、苯基、邻-、间-或对-羟基苯基、咪唑基、吲哚基或基团-NH-C(=NH)-NH2取代的C1～C4烷基，t为2～250的整数，或者基于脯氨酸或羟基脯氨酸的低聚肽基团；条件是若(齐聚物)为通式(3a)的基团，则A不是直接键；若(齐聚物)为通式(3b)、(3c)或(3d)的基团，则A为通式(2a)、(2b)或(2d)的基团，或A和R1连同邻近的双键一起为通式(2f)的基团；若(齐聚物)为通式(3b＇)的基团，则A是直接键；以及若(齐聚物)为通式(3d＇)的基团，则A为通式(2c)或(2e)的基团。
适宜的基体材料的实例为石英、陶瓷、玻璃、硅酸盐矿物、硅胶、金属、金属氧化物、碳材料如石墨或玻璃化炭黑、天然或合成有机聚合物，或所述材料的层压物、复合物或共混物，特别是大量公知的天然或合成有机聚合物。聚合物的一些实例为加聚和缩聚聚合物(聚氨酯、环氧树脂、聚醚、聚酯、聚酰胺和聚酰亚胺)；乙烯基聚合物(聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯和其卤代衍生物，聚醋酸乙烯酯和聚丙烯腈)；弹性体(聚硅氧烷、聚丁二烯和聚异戊二烯)；或者改性或未改性的生物聚合物(胶原、纤维素、脱乙酰壳多糖等)。
优选组的基体材料为通常用于生产生物医学装置，如接触透镜，特别是长时间佩戴的接触透镜的那些材料，这些材料本身是非亲水性的。这些材料对于本领域技术人员来说是公知的，可包括例如聚硅氧烷、全氟聚醚、氟代的聚(甲基)丙烯酸酯或类似的衍生自例如其它可聚合羧酸的氟代聚合物，聚(甲基)丙烯酸烷基酯或类似的衍生自其它可聚合羧酸的烷基酯聚合物，或氟代聚烯烃如氟代乙烯丙烯，或四氟乙烯，优选与特殊的间二氧杂环戊烯，如全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯结合使用。适宜的基体材料的实例为例如Lotrafilcon A、Neofocon、Pasifocon、Telefocon、Silafocon、Fluorsilfocon、Paflufocon、Silafocon、Elastofileon、Fluorofocon或Teflon AF材料，如Teflon AF 1600或Teflon AF 2400，它们是约63～73摩尔％全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯和约37～27摩尔％四氟乙烯的共聚物，或约80～90摩尔％全氟-2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯和约20～10摩尔％四氟乙烯的共聚物。
另一优选组的基体材料为通常用于生产生物医学装置，如接触透镜，这些材料本身是亲水性的，因为反应性基团如羧基、氨基甲酰基、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐、胺、铵或羟基固有地存在于基体材料中，因此也就存在于由它们制得的生物医学装置的表面上。这些材料对于本领域技术人员来说是公知的，包括例如聚丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺(DMA)、聚乙烯醇，或例如由下述的两种或多种单体得到的共聚物，这些单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、乙烯醇等。其典型实例为例如Polymacon、Tefilcon、Methafilcon、Deltafilcon、Bufilcon、Phemfilcon、Ocufilcon、Focofilcon、Etafilcon、Hefilcon、Vifilcon、Tetrafilcon、Perfilcon、Droxifilcon、Dimefilcon、Isofilcon、Mafilcon、Nelfilcon或Atlafilcon。
另一组优选的基体材料为两亲嵌段共聚物，它们含有通过一个键或一个桥连单元连接的至少一个亲水性嵌段和至少一个疏水性嵌段。其实例为聚硅氧烷水凝胶，例如公开于PCT申请WO 96/31792和WO97/49740中的那些，这里将其引为参考。
基体材料还可以是任何通常用于生产肾透析膜、储血袋、起搏器导线或血管移植物的接触血液的材料。例如，基体材料可以是聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、DacronTM或由它们制得的复合物。
而且，基体材料还可以是有或无适宜反应性基团的无机或金属基础材料，例如陶瓷、石英或金属，如硅或金，或其它聚合物基质或非聚合物基质。例如，在可植入生物医学应用中，含陶瓷或碳水化合物的材料如多糖是非常有用的。此外，在生物传感器应用中，若很好地控制涂层的结构，则预期葡聚糖涂敷的基础材料可降低非特异性结合作用。生物传感器需要多糖涂敷在金、石英或其它聚合物基质上。
基体材料的形式可在很宽的范围内变化。例如为粒子、颗粒、胶囊、纤维、管状物、薄膜或膜，优选各种形式的成型物，如眼科用成型物，特别是接触透镜。
起始状态下，基体材料载有共价连接到其表面上的自由基聚合用的引发剂部分。按照本发明的一个优选实施方案，通过基体材料表面上的官能团与引发剂分子的反应性基团反应，将引发剂部分共价连接到基体材料的表面上。
适宜的官能团可固有地(事前)存在于基体材料的表面上。若基质含有很少的或不含反应性基团，则可用本身公知的方法对基体材料表面进行改性，例如等离子体化学方法(例如参见WO 94/06485)，或者用例如生成的-OH、-NH2或-COOH基团进行通常的官能化。适宜的官能团可选自许多本领域技术人员公知的基团。典型的实例为例如羟基、氨基、羧基、羰基、醛基、磺酸基、磺酰氯基团、异氰酸酯基、羧酸酐基团、内酯基团、吖内酯基团、环氧基，以及可被氨基或羟基置换的基团，如卤素基团，或其混合物。优选的是氨基和羟基。
典型地，连接在基体材料表面上的聚合引发剂为那些引发烯属不饱和化合物进行自由基聚合的物质。自由基聚合可通过热引发，或优选通过辐射引发。
适宜的热聚合引发剂对于本领域技术人员来说是公知的，并包括例如过氧化物、氢过氧化物、偶氮二(烷基或环烷基腈)、过硫酸盐、过碳酸盐或其混合物。其实例为过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基、二过氧化邻苯二甲酸二叔丁酯、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、1,1′-偶氮二(1-环己腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等。可以通过本身公知的方法，例如EP-A-378511中公开的方法将热引发剂连接到基体材料的表面上。
特别地，辐射诱导聚合的引发剂为具有一个光引发剂部分以及一个可与基质上的官能团共反应的官能团的官能光引发剂，所述基质上的官能团特别是-OH、-SH、-NH2、环氧基、羧酸酐、烷基氨基、-COOH或异氰酸酯基。光引发剂部分可属于不同的类型，例如噻吨酮型，优选安息香型。可与基体材料表面共反应的适宜官能团为例如羧基、羟基、环氧基或异氰酸酯基。
优选用于本发明中的聚合引发剂为公开于USP 5527925中的通式(Ⅰ)和(Ⅰa)的光引发剂，公开于PCT申请WO 96/20919中通式(Ⅰ)表示的那些，或者公开于EP-A-281941中通式Ⅱ和Ⅲ(包括通式Ⅱa-Ⅱy和Ⅲg)表示的那些，特别是其中通式Ⅱb、Ⅱi、Ⅱm、Ⅱn、Ⅱp、Ⅱr、Ⅱs、Ⅱx和Ⅲg表示的那些。所述三篇文献各自的部分，包括所述通式中的定义和对变量所给的优选实例，这里均引为参考。
优选地，聚合引发剂部分衍生自如下通式的官能光引发剂 其中Z为二价-O-、-NH-或-NR22-；Z1为-O-、-O-(O)C-、-C(O)-O-或-O-C(O)-O-；R13为H、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基或N-C1～C12烷基氨基；R14和R15相互独立地表示H、线性或支化的C1～C8烷基、C1～C8羟烷基或C6～C10芳基，或者基团R14-(O)b1-和R14-(O)b2-一起表示-(CH2)c-，其中c为3～5的整数，或者基团R14-(O)b1-、R14-(O)b2-和R15-(O1)b3-一起表示如下通式的基团 R12为直接键或线性或支化的C1～C8亚烷基，该亚烷基为未取代的或被-OH取代，和/或非间断的或被一个或多个基团-O-、-O-C(O)-或-O-C(O)-O-间隔；R11＇为支化的C3～C18亚烷基，未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C6～C10亚芳基，或未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C7～C18亚芳烷基，未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C3～C8亚环烷基，未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C3～C8亚环烷基-CyH2y-，或未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的-CyH2y-(C3～C8亚环烷基)-CyH2y-，其中y为1～6的整数；R16独立地与R11′具有相同的定义或为线性C3～C18亚烷基；R22为线性或支化的C1～C6烷基；T为二价-O-、-NH-、-S-、C1～C8亚烷基或 ；Z2为直接键或-O-(CH2)d-，其中d为1～6的整数，其中的端基CH2连接在邻近的通式(10c)中的T上；R17为H、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、N-C1～C12烷基氨基或-NR25R26，其中R25为C1～C8烷基，R26为H或C1～C8烷基；R18为线性或支化的C1～C8烷基、C2～C8链烯基或C6～C10芳基-C1～C8烷基；R19独立于R18并与其具有相同的定义，或者是C6～C10芳基，或者R18和R19一起为-(CH2)e-，其中e为2～6的整数；R20和R21相互独立地表示可被C1～C4烷氧基取代的线性或支化的C1～C8烷基，或C6～C10芳基-C1～C8烷基，或C2～C8链烯基；或者R20和R21一起表示-(CH2)f1-Z3-(CH2)f2-，其中Z3为直接键、-O-、-S-或-NR26-，R26为H或C1～C8烷基，f1和f2相互独立地表示2～4的整数；R23和R24相互独立地表示H、C1～C8烷基、C1～C8环烷基、苄基或苯基；a、a1、b1、b2和b3相互独立地表示0或1；条件是当R15为氢时，b1和b2均为0；(b1+b2+b3)的总和不超过2；当R12为直接键时，a为0。
通式(10a)或(10b)的化合物的优选亚组包括这样的化合物，其中b1和b2均为0；Z和Z1均为二价-O-；b3为0或1；R14为C1～C4烷基或苯基，或者两个R14一起表示四亚甲基或五亚甲基；R15为C1～C4烷基或H，R13为氢；a和a1相互独立地为0或1；R12为线性或支化的C2～C4亚烷基，或为直接键，这种情形下a为0；R11＇为支化的C5～C10亚烷基，亚苯基或被1～3个甲基取代的亚苯基，亚苄基或被1～3个甲基取代的亚苄基，亚环己基或被1～3个甲基取代的亚环己基，环己基-CyH2y-，或-CyH2y-环己基-CyH2y-，或被1～3个甲基取代的环己基-CyH2y-或-CyH2y-环己基-CyH2y-；y为1或2；R16与R11＇具有相同的定义，或者是线性C3～C10亚烷基。
通式(10a)或(10b)的化合物中，特别优选的亚组包括这样的化合物，其中b1和b2均为0，Z和Z1均为二价-O-，b3为0或1；R14为甲基或苯基，或者两个R14一起表示五亚甲基；R15为甲基或H；R13为氢；a为1，R12为亚乙基，或a为0，R12为直接键；a1为0或1；R11＇为支化的C6～C10亚烷基，亚苯基或被1～3个甲基取代的亚苯基，亚苄基或被1～3个甲基取代的亚苄基，亚环己基或被1～3个甲基取代的亚环己基，环己基-CH2-或被1～3个甲基取代的环己基-CH2-；R16与R11＇具有相同的定义，或者是线性C5～C10亚烷基。
通式(10c)的化合物的优选亚组包括这样的化合物，其中T为二价-O-、-NH-、-S-或-(CH2)y-，其中y为1～6的整数；Z2为直接键或-O-(CH2)y-，其中y为1～6的整数，其中的端基CH2连接到邻近的通式(10c)中的T上；R17为H、C1～C12烷基或C1～C12烷氧基；R18为线性C1～C8烷基、C2～C8链烯基或C6～C10芳基-C1～C8烷基；R19独立于R18并与其具有相同的定义，或者是C6～C10芳基，或者R18和R19一起为-(CH2)e-，其中e为2～6的整数；R20和R21相互独立地表示可被C1～C4烷氧基取代的线性或支化的C1～C8烷基，或C6～C10芳基-C1～C8烷基，或C2～C8链烯基；或者R20和R21一起表示-(CH2)f1-Z3-(CH2)f2-，其中Z3为直接键、-O-、-S-或-NR26-，R26为H或C1～C8烷基，f1和f2相互独立地表示2～4的整数；R16为支化的C6～C10亚烷基，亚苯基或被1～3个甲基取代的亚苯基，亚苄基或被1～3个甲基取代的亚苄基，亚环己基或被1～3个甲基取代的亚环己基，亚环己基-CH2-或被1～3个甲基取代的亚环己基-CH2-。
通式(10c)的化合物中，特别优选的亚组包括这样的化合物，其中T为二价-O-；Z2为-O-(CH2)y-，其中y为1～4的整数，其中的端基CH2连接到邻近的通式(10c)中的T上；R17为H；R18为甲基、烯丙基、甲苯基甲基或苄基；R19为甲基、乙基、苄基或苯基，或者R18和R19一起为五亚甲基，R20和R21相互独立地表示C1～C4烷基，或者R20和R21一起表示-CH2-CH2-O-CH2-CH2-，R16为支化的C6～C10亚烷基，亚苯基或被1～3个甲基取代的亚苯基，亚苄基或被1～3个甲基取代的亚苄基，亚环己基或被1～3个甲基取代的亚环己基，亚环己基-CH2-或被1～3个甲基取代的亚环己基-CH2-。
特别优选的官能光引发剂的一些实例为如下通式的化合物 OCN-CH2-C(CH3)2-CH2-CH(CH3)-CH2-CH2-NH-C(O)-O-R27(11c)，其中R27为基团 在本发明的优选实施方案中，无机或优选有机基质与光引发剂之间的共价连接是通过基质表面的羟基、氨基、烷基氨基、巯基或羧基，特别是羟基或氨基，与光引发剂的异氰酸酯基反应而进行的，例如使用上述通式(10b)、(10c)、(11a)、(11b)或(11c)的光引发剂。这一反应的适宜方法是公知的，例如上述文献所公开的。该反应例如可在较高的温度下，如0～100℃，优选室温下进行，并任选地可在催化剂存在下进行。反应后，可例如用溶剂除去过量的化合物。
按照本发明的一个优选实施方案，复合材料中的基体材料(a)为表面上含有活泼氢基团，特别是-OH、-NH2和/或-NH-的有机聚合物，这些基团可与异氰酸酯基共反应，其中的一部分或所有的H原子被如下通式的基团取代 其中对于变量R11＇～R21、T、Z、Z1、Z2、a、b1、b2和b3，上述所给的定义和优选方案均适用。
在本发明的另一优选实施方案中，无机或优选有机基质与光引发剂之间的共价连接是通过基质表面的环氧基、羧酸酐基团、内酯基团、吖内酯基团或优选异氰酸酯基，与光引发剂的羟基、氨基、烷基氨基、巯基或羧基，特别是羧基、羟基和氨基反应而进行的，例如使用上述通式(10a)的光引发剂。这一反应例如可如下进行，首先使上述表面上含活泼氢基团，特别是-OH、-NH2和/或-NH的基体材料选择性地与通式为OCN-R11＇-NCO的二异氰酸酯(其中R11′如上所定义)中的一个异氰酸酯基反应，然后使改性的基体材料与上述通式(10a)的光引发剂反应。
下述优选内容适用于通式(1)大分子单体的定义中所包含的变量R’优选为氢或C1～C4烷基，更优选氢或C1～C2烷基，特别优选氢。
R1优选为氢、甲基或羧基，特别优选氢。
R优选为氢或甲基。
X优选为二价基团-O-或-NH-。若(齐聚物)为通式(3a)、(3c)或(3d)的基团，X特别优选为基团-NH-，若(齐聚物)为通式(3b)的基团，X特别优选为基团-O-。X’优选为-O-或-NH-，更优选-NH-。X1优选-O-或-NH-。
R11作为亚烷基优选为线性或支化的C3～C14亚烷基，更优选线性或支化的C4～C12亚烷基，最优选线性或支化的C6～C10亚烷基。一些优选的亚烷基为1，4-亚丁基、2,2-二甲基-1，4-亚丁基、1,5-亚戊基、2,2-二甲基-1,5-亚戊基、1,6-亚己基、2,2,3-或2，2,4-三甲基-1，5-亚戊基、2,2-二甲基-1，6-亚己基、2,2,3-或2，2,4-或2，2,5-三甲基-1，6-亚己基、2，2-二甲基-1，7-亚庚基、2,2,3-或2,2,4-或2,2,5-或2,2,6-三甲基-1,7-亚庚基、1,8-亚辛基、2,2-二甲基-1,8-亚辛基和2,2,3-或2,2,4-或2,2,5-或2,2,6-或2,2,7-三甲基-1，8-亚辛基。
当R11为亚芳基时，它例如为亚萘基或特别是亚苯基，它们均可被例如C1～C4烷基或C1～C4烷氧基取代。优选地，R11作为亚芳基为未取代的或在至少一个连接点的邻位上被C1～C4烷基或C1～C4烷氧基取代的1,3-或1,4-亚苯基。取代亚芳基的实例为1-甲基-2,4-亚苯基、1,5-二甲基-2,4-亚苯基、1-甲氧基-2,4-亚苯基和1-甲基-2,7-亚萘基。
R11作为亚芳烷基优选为萘基亚烷基，最优选苯基亚烷基。亚芳烷基中的亚烷基优选含1～12个，更优选1～6个，最优选1～4个碳原子。最优选地，亚芳烷基中的亚烷基为亚甲基或亚乙基。一些实例为1,3-或1,4-亚苄基、萘-2-基-7-亚甲基、6-甲基-1,3-或-1,4-亚苄基和6-甲氧基-1,3-或-1,4-亚苄基。
R11为亚环烷基时优选C5～C6亚环烷基，最优选未取代的或被甲基取代的亚环己基。一些实例为1,3-亚环丁基、1,3-亚环戊基、1,3-或1,4-亚环己基、1,3-或1,4-亚环庚基、1,3-或1,4-或1,5-亚环辛基、4-甲基-1,3-亚环戊基、4-甲基-1,3-亚环己基、4,4-二甲基-1,3-亚环己基、3-甲基或3,3-二甲基-1,4-亚环己基、3,5-二甲基-1,3-亚环己基和2,4-二甲基-1,4-亚环己基。
当R11为亚环烷基-亚烷基时，优选亚环戊基-C1～C4-亚烷基，特别是亚环己基-C1～C4-亚烷基，它们均可是未取代的或被C1～C4烷基、特别是甲基单或多取代。更优选地，基团亚环烷基-亚烷基为亚环己基-亚乙基，最优选亚环己基-亚甲基，它们均可是未取代的或在亚环己基上被1～3个甲基取代。一些实例为环戊-1-基-3-亚甲基、3-甲基-环戊-1-基-3-亚甲基、3,4-二甲基-环戊-1-基-3-亚甲基、3,4,4-三甲基-环戊-1-基-3-亚甲基、环己-1-基-3-或-4-亚甲基、3-或4-或5-甲基-环己-1-基-3-或-4-亚甲基、3,4-或3,5-二甲基-环己-1-基-3-或-4-亚甲基、以及3,4,5-或3,4,4-或3,5,5-三甲基-环己-1-基-3-或-4-亚甲基。
当R11为亚烷基-亚环烷基-亚烷基时，优选C1～C4-亚烷基-亚环戊基-C1～C4-亚烷基，特别是C1～C4-亚烷基-亚环己基-C1～C4-亚烷基，它们均可是未取代的或被C1～C4烷基、特别是甲基单或多取代。更优选地，基团亚烷基-亚环烷基-亚烷基为亚乙基-亚环己基-亚乙基，最优选亚甲基-亚环己基-亚甲基，它们为未取代的或在亚环己基上被1～3个甲基取代。一些实例为环戊烷-1,3-二亚甲基、3-甲基-环戊烷-1,3-二亚甲基、3,4-二甲基-环戊烷-1,3-二亚甲基、3,4,4-三甲基-环戊烷-1,3-二亚甲基、环己烷-1,3-或1,4-二亚甲基、3-或4-或5-甲基-环己烷-1,3-或1,4-二亚甲基、3,4-或3,5-二甲基-环己烷-1,3-或1,4-二亚甲基、3,4,5-或3,4,4-或3,5,5-三甲基-环己烷-1,3-或1,4-二亚甲基。
R11作为C3～C8-亚环烷基-C1～C2-亚烷基-C3～C8-亚环烷基或C6～C10-亚芳基-C1～C2-亚烷基-C6～C10-亚芳基优选C5～C6-亚环烷基-亚甲基-C5～C6-亚环烷基或亚苯基-亚甲基-亚苯基，它们均可是未取代的或在环烷基或苯环上被一个或多个甲基取代。
基团R11具有对称或优选具有非对称结构。优选组的R11包括这样的基团，其中R11为线性或支化的C6～C10亚烷基；亚环己基-亚甲基或亚环己基-亚甲基-亚环己基，它们各自为未取代的或在环己基部分被1～3个甲基取代；或亚苯基或亚苯基-亚甲基-亚苯基，它们各自为未取代的或在苯基部分被甲基取代。优选地，二价基团R11衍生自二异氰酸酯，最优选衍生自选自下述的二异氰酸酯，即异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-亚甲基二(环己基异氰酸酯)、1,6-二异氰酸酯基-2,2,4-三甲基正己烷(TMDI)、亚甲基二(苯基异氰酸酯)、亚甲基二(环己基-4-异氰酸酯)和六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)。
优选的A1为未取代的或被羟基取代的-O-C2～C8-亚烷基，或基团-O-C2～C6-亚烷基-NH-C(O)-，特别是-O-(CH2)2-4-、-O-CH2-CH(OH)-CH2-或基团-O-(CH2)2-4-NH-C(O)-。特别优选的A1为基团-O-(CH2)2-NH-C(O)-。
A2优选C1～C6亚烷基、亚苯基或亚苄基，更优选C1～C4亚烷基，进一步更优选C1～C2亚烷基。n为整数0或优选1。 m优选为整数1。R1’优选为氢或甲基，特别优选氢。当(齐聚物)为通式(3a)、(3b)、(3c)或(3d)的基团时，A优选表示通式(2a)或(2b)的基团，特别优选通式(2a)的基团，其中上述含义和优选内容适用于其中所含的变量。本发明优选的亲水性大分子单体包括上述通式(1)的化合物，其中R为氢或甲基，R1为氢、甲基或羧基，R1’为氢，A为通式(2a)或(2b)的基团，(齐聚物)为通式(3a)、(3b)、(3c)或(3d)的基团。更优选的亲水性大分子单体包括上述通式(1)的化合物，其中R为氢或甲基，R1和R1’均为氢，A为通式(2a)的基团，(齐聚物)为通式(3a)、(3b)、(3c)或(3d)的基团。其它优选的大分子单体包括上述通式(1)的化合物，其中A为上述通式(2e)的基团，(齐聚物)为通式(3a)的基团。
(alk)和(alk*)各自独立地优选为C2～C8亚烷基，更优选C2～C6亚烷基，进一步更优选C2～C4亚烷基，特别优选1,2-亚乙基。亚烷基(alk)和(alk*)可以为支化的，或优选为线性亚烷基。
Q例如为氢。
(p+q)的总和优选为2～150的整数，更优选5～100，进一步更优选5～75，特别优选10～50。在本发明的一个优选实施方案中，q为O，p为2～250的整数，优选2～150，更优选5～100，进一步更优选5～75，特别优选10～50。
基团B或B’的适宜的亲水性取代基可以是非离子、阴离子、阳离子或两性离子取代基。因此，含单体单元B或B’的通式(3a)的调聚物链可以是含阴离子、阳离子和/或两性离子基团的带电荷链，或者可以是不带电荷的链。此外，调聚物链可含有不带电荷和带电荷的单元的共聚物混合物。若存在的话，调聚物内电荷的分布可以是无规的或嵌段状的。
在本发明的一个优选实施方案中，通式(3a)的调聚物基团仅含有非离子单体单元B和/或B’。在本发明的另一优选实施方案中，通式(3a)的调聚物基团仅含有离子单体单元B和/或B’，例如仅含有阳离子单体单元或仅含有阴离子单体单元。本发明的另一优选实施方案涉及含非离子单元B和离子单元B’的通式(3a)的调聚物基团。
适宜的B或B’的非离子取代基包括，例如被一个或多个相同或不同的取代基取代的C1～C6烷基，所述取代基选自-OH、C1～C4烷氧基和-NR9R9’，其中R9和R9’相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C6烷基或苯基；被羟基、C1～C4烷氧基和-NR9R9’取代的苯基，其中R9和R9’如上所定义；基团-COOY，其中Y为未取代的或被例如羟基、C1～C4烷氧基、-O-Si(CH3)3和-NR9R9’取代的C1～C24烷基，其中R9和R9’如上所定义，基团-O-(CH2CH2O)1～24-E，其中E为氢或C1～C6烷基，或基团-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为具有1～8个糖单元的糖类基团，或为基团-O-(CH2CH2O)1～24-E，其中E如上所定义，或Y为未取代的或被C1一C4烷基或C1～C4烷氧基取代的C5～C8环烷基，或者是未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的苯基或C7～C12芳烷基；-CONY1Y2，其中Y1和Y2各自独立地表示氢，未取代或被例如羟基、C1～C4烷氧基取代的C1～C12烷基，或者基团-O-(CH2CH2O)1-24-E，其中E如上所定义，或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成无其它杂原子或具有另外的一个氧或氮原子的五元或六元杂环；基团-OY3，其中Y3为氢；或未取代的或被-NR9R9’取代的C1～C12烷基；或者为基团-C(O)-C1～C4烷基；其中R9和R9’如上所定义；或者具有至少一个N原子且均通过所述N原子键合的五至七元杂环基团。
适宜的B或B’的阴离子取代基包括，例如被-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2和-COOH取代的C1～C6烷基；被一个或多个相同或不同的取代基取代的苯基，所述取代基选自-SO3H、-COOH、-OH和-CH2-SO3H；-COOH；基团-COOY4，其中Y4为被例-如-COOH、-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2或基团-NH-C(O)-O-G’取代的C1～C24烷基，其中G’为阴离子碳水化合物基团；基团-CONY5Y6，其中Y5为被-COOH、-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2取代的C1～C24烷基，Y6独立地具有Y5的定义或为氢或C1～C12烷基；或-SO3H；或其盐，例如其钠盐、钾盐或铵盐等。
适宜的B或B’的阳离子取代基包括被基团-NR9R9’R9”+An-取代的C1～C12烷基，其中R9、R9’和R9”相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C6烷基或苯基，An-为阴离子；或基团-C(O)OY7，其中Y7为被-NR9R9’R9”+An-取代的C1～C24烷基，并且进一步是未取代的或被例如羟基取代的，其中R9、R9’、R9”和An-如上所定义。
适宜的B或B’的两性离子取代基包括基团-R3-Zw，其中R3为直接键或一个官能团，例如羰基、碳酸酯、酰胺、酯、二酸酐、二酰亚胺(dicarboimide)、脲或氨基甲酸乙酯基团；Zw为各自含有一个阴离子和一个阳离子基团的脂族部分。
下述优选方案适用于B和B’的亲水性取代基(ⅰ)非离子取代基优选的B或B’的烷基取代基为C1～C4烷基，特别是C1～C2烷基，它可被一个或多个选自-OH和-NR9R9’的取代基取代，其中R9和R9’相互独立地表示氢或C1～C4烷基，优选氢、甲基或乙基，特别优选氢或甲基，例如-CH2-NH2、-CH2-N(CH3)2。
优选的B或B’的苯基取代基为被-NH2或N(C1～C2烷基)2取代的苯基，例如邻-、间-或对-氨基苯基。
当B或B’的亲水性取代基为-COOY时，Y作为任选地取代的烷基，优选为C1～C12烷基，更优选C1～C6烷基，进一步更优选C1～C4烷基，特别优选C1～C2烷基，它们均可如上所述为未取代的或取代的。当烷基Y被-NR9R9’取代时，上述含义和优选方案适用于R9和R9’。适宜的被-NH-C(O)-O-G取代的烷基Y的糖类取代基-O-G的实例为单-或二糖基团，例如，葡萄糖、乙酰基葡萄糖、甲基葡萄糖、葡糖胺、N-乙酰基葡糖胺、葡糖酸内酯、甘露糖、半乳糖、半乳糖胺、N-乙酰基半乳糖胺、果糖、麦芽糖、乳糖、岩藻糖、蔗糖或海藻糖，脱水糖基团如左旋葡聚糖，葡糖苷基团如辛基葡糖苷，糖醇基团如山梨糖醇，糖酸衍生物基团如乳糖酸酰胺，或最多有8个糖单元的低聚糖基团，如环糊精、淀粉、聚氨基葡糖、麦芽三糖或麦芽六糖的片断。基团-O-G优选表示单-或二糖基团，或最多有8个糖单元的环糊精片断基团。特别优选的糖类基团-O-G为海藻糖基团或环糊精片断基团。当烷基Y被基团-O-(CH2CH2O)1～24-E或-NH-C(O)-O-G取代时，其中-O-G为-O-(CH2CH2O)1-24-E，每一种情形下(CH2CH2O)单元的数目均优选为1～12，更优选为2～8。E优选为氢或C1～C2烷基。
Y作为C5～C8环烷基例如为环戊基或优选环己基，它们均可是未取代的或被例如1～3个C1～C2烷基取代。Y作为C7～C12芳烷基例如为苄基。
优选的非离子基团-COOY为这样的一些，其中Y为C1～C6烷基；或被一个或两个选自羟基、C1～C2烷氧基、-O-Si(CH3)3和-NR9R9’的取代基取代的C2～C6烷基，其中R9和R9’相互独立地表示氢或C1～C4烷基；或者Y为基团-CH2-CH2-O-(CH2CH2O)1～12-E，其中E为氢或C1～C2烷基；或为基团-C2～C4亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为糖类基团。
更优选的非离子基团-COOY为这样的一些，其中Y为C1～C4烷基；或被一个或两个选自-OH和-NR9R9’的取代基取代的C2～C4烷基，其中R9和R9’相互独立地表示氢或C1～C2烷基；或者为基团-CH2-CH2-O-(CH2CH2O)1-12-E，其中E为氢或C1～C2烷基；或为基团-C2～C4亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为糖类基团。
特别优选的基团-COOY包括这样的一些，其中Y为C1～C2烷基，特别是甲基；或未取代的或被羟基或N，N-二-C1～C2烷基氨基取代的C2～C3烷基，或者是基团-C2～C3亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为海藻糖基团或最多有8个糖单元的环糊精片断基团。
优选的B或B’的非离子取代基-C(O)-NY1Y2是这样的一些，其中Y1和Y2相互独立地表示氢或未取代的或被羟基取代的C1～C6烷基；或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成无其它杂原子或具有另外的一个氧或氮原子的六元杂环。相互独立地，Y1和Y2更优选的含义为氢或未取代的或被羟基取代的C1～C4烷基；或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成N-C1～C2烷基哌嗪或吗啉环。特别优选的非离子基团-C(O)-NY1Y2是这样的一些，其中Y1和Y2相互独立地表示氢或C1～C2烷基；或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成吗啉环。
优选的B或B’的非离子取代基-OY3是这样的一些，其中Y3为氢，未取代的或被-NH2或-N(C1～C2烷基)2取代的C1～C4烷基，或者为基团-C(O)C1～C2烷基。Y3特别优选氢或乙酰基。
优选的B或B’的非离子杂环取代基为具有一个N原子且此外无其它杂原子，或还具有N或O杂原子的5元或6元杂芳族或杂脂族基团，或为5～7元内酰胺。这些杂环基团的实例为N-吡咯烷酮基，2-或4-吡啶基，2-甲基吡啶-5-基，2-、3-或4-羟基吡啶基，N-ε-己内酰胺基，N-咪唑基，2-甲基咪唑-1-基，N-吗啉基或4-N-甲基哌嗪-1-基，特别是N-吗啉基或N-吡咯烷酮基。
优选的一组B或B’的非离子取代基包括C1～C2烷基，它们是未取代的或被-OH或-NR9R9’取代，其中R9和R9’相互独立地表示氢或C1～C2烷基；基团-COOY，其中Y为C1～C4烷基；被-OH或-NR9R9’取代的C2～C4烷基，其中R9和R9’相互独立地表示氢或C1～C2烷基，或者Y为基团-C2～C4亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为糖类基团；基团-C(O)-NY1Y2，其中Y1和Y2相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C6烷基；或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成无其它杂原子或具有另外的一个氧或氮原子的六元杂环；基团-OY3，其中Y3为氢，未取代的或被-NH2或-N(C1～C2烷基)2取代的C1～C4烷基，或者为-C(O)C1～C2烷基；或者具有一个N原子且此外无其它杂原子，或具有其它的N-、O-或S-杂原子的5元或6元杂芳族或杂脂族基团，或5～7元内酰胺。
更优选的一组B或B’的非离子取代基包括基团-COOY，其中Y为C1～C2烷基，被羟基、氨基或N，N-二C1～C2烷基氨基取代的C2～C3烷基，或为基团-C2～C4亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为海藻糖基团或最多有8个糖单元的环糊精片断；基团-C(O)-NY1Y2，其中Y1和Y2相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C4烷基，或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成N-C1～C2烷基哌嗪或吗啉环；或者选自N-吡咯烷酮基，2-或4-吡啶基，2-甲基吡啶-5-基，2-、3-或4-羟基吡啶基，N-ε-己内酰胺基，N-咪唑基，2-甲基咪唑-1-基，N-吗啉基或4-N-甲基哌嗪-1-基的杂环基团。
特别优选的一组B或B’的非离子取代基包括基团-COO-C1～C2烷基，-COO-(CH2)2～4-OH，-CONH2，-CON(CH3)2，-CONH-(CH2)2-OH， 和-COO(CH2)2-4-NHC(O)-O-G，其中-O-G为海藻糖基团或最多有8个糖单元的环糊精片断。(ⅱ)阴离子取代基优选的B或B’的阴离子取代基为C1～C4烷基，特别是C1～C2烷基，它们被一个或多个选自-SO3H和-OPO3H2的取代基取代，例如-CH2-SO3H；被-SO3H或磺基甲基取代的苯基，例如邻-、间-或对-磺基苯基，或邻-、间-或对-磺基甲基苯基；-COOH；基团-COOY4，其中Y4为被-COOH、-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2或基团-NH-C(O)-O-G’取代的C2～C6烷基，其中G’为乳糖酸、透明质酸或唾液酸基团，特别是被-SO3H或-OSO3H取代的C2～C4烷基；基团-CONY5Y6，其中Y5为被磺基取代的C1～C6烷基，特别是被磺基取代的C2～C4烷基，Y6为氢，例如基团-C(O)-NH-C(CH3)2-CH2-SO3H；或-SO3H；或其适宜的盐。特别优选的B或B’的阴离子取代基为-COOH，-SO3H，邻-、间-或对-磺基苯基，邻-、间-或对-磺基甲基苯基，或基团-CONY5Y6，其中Y5为被磺基取代的C2～C4烷基，Y6为氢。(ⅲ)阳离子取代基优选的B或B’的阳离子取代基包括被基团-NR9R9’R9”+An-取代的C1～C4烷基，特别是C1～C2烷基；或者基团-C(O)OY7，其中Y7为被基团-NR9R9’R9”+An-取代的C2～C6烷基，特别是C2～C4烷基，并进一步可以是未取代的或被羟基取代的。优选地，R9、R9’和R9”相互独立地表示氢或C1～C4烷基，更优选甲基或乙基，特别优选甲基。适宜的阴离子An-为Hal-，其中Hal为卤素，例如Br-、F-、I-，特别是Cl-，以及HCO3-、CO32-、H2PO3-、HPO32-、PO33-、HSO4-、SO42-，或有机酸基团如OCOCH3-等。特别优选的B或B’的阳离子取代基为基团-C(O)OY7，其中Y7为被-N(C1～C2烷基)3+An-取代并进一步被羟基取代的C2～C4烷基，An-为阴离子，例如基团-C(O)O-CH2-CH(OH)-CH2-N(CH3)3+An-。(ⅳ)两性离子取代基-R3-ZwR3优选为羰基、酯或酰胺官能团，更优选酯基-C(O)O-。
适宜的Zw部分的阴离子基团为例如-COO-、-SO3-、-OSO3-、-OPO3H-或二价基团-O-PO2--或-O-PO2--O-，优选基团-COO-、-SO3-或二价基团-O-PO2--，特别是基团-SO3-。
适宜的Zw部分的阳离子基团为例如-NR9R9’R9”+或二价基团-NR9R9’+-，其中R9、R9’和R9”如上所定义，优选地，它们相互独立地表示氢或C1～C6烷基，更优选氢或C1～C4烷基，最优选甲基或乙基。
Zw部分例如为C2～C30烷基，优选C2～C12烷基，更优选C3～C8烷基，它们均可为未间隔的或被-O-间隔的，并被一个上述的阴离子和阳离子基团取代或间隔，此外，它们可进一步为未取代的或被基团-OY8取代，其中Y8为氢或羧酸的酰基。
优选地，Y8为氢或高级脂肪酸的酰基。
Zw优选为C2～C12烷基，更优选为C3～C8烷基，它们被一个上述的阴离子和阳离子基团取代或间隔，此外还可进一步被基团-OY8取代。
优选组的两性离子取代基-R3-Z对应于通式-C(O)O-(alk)-N(R9)2+-(alk’)-An-或-C(O)O-(alk”)-O-PO2--(O)0-1-(alk)-N(R9)3+其中R9为氢或C1～C6烷基；An-为阴离子基团-COO-、-SO3-、-OSO3-、-OPO3H-，优选-COO-或-SO3-，最优选-SO3-，alk’为C1～C12亚烷基，(alk”)为未取代的或被基团-OY8取代的C2-C24亚烷基，Y8为氢或羧酸的酰基，(alk)为C2～C8亚烷基。
(alk’)优选C2～C8亚烷基，更优选C2～C6亚烷基，最优选C2～C4亚烷基。(alk”)优选为C2～C12亚烷基，更优选C2～C6亚烷基，最优选C2～C3亚烷基，它们均是未取代的或被羟基或基团-OY8取代。(alk)优选为C2～C4亚烷基，更优选C2～C3亚烷基。R9为氢或C1～C4烷基，更优选甲基或乙基，特别优选甲基。优选的B或B’的两性离子取代基为通式-C(O)O-CH2-CH(OY8)-CH2-O-PO2--(CH2)2-N(CH3)3+其中Y8为氢或高级脂肪酸的酰基。
在本发明的一个实施方案中，B和B’中的一个还可以是疏水性共聚单体的基团，特别地，所述共聚单体包括常用于接触透镜生产中的那些。适宜的疏水性乙烯基共聚单体包括但不限于丙烯腈、甲基丙烯腈、C1～C18链烷酸乙烯基酯、C2～C18烯烃、C2～C18卤代烯烃、苯乙烯、C1～C6烷基苯乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸的C2～C10全氟烷基酯、或相应的部分氟代的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、C3～C12全氟烷基-乙基-硫代羰基氨乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酰氧基-和甲基丙烯酸氧基烷基硅氧烷以及N-乙烯基咔唑等。适宜的疏水性乙烯基共聚单体的实例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、苯乙烯、氯丁二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、1-丁烯、丁二烯、乙烯基甲苯、全氟己基乙基硫代羰基氨乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、三-三甲基甲硅烷氧基-甲硅烷基-丙基甲基丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷和二(甲基丙烯酰氧基丙基)四甲基二硅氧烷。
B表示例如下述通式的基团 其中R5为氢或C1～C4烷基，优选氢或甲基；R6为亲水性取代基，其中适用上述含义和优选方案；R7为C1～C4烷基、苯基或基团-C(O)OY9，其中Y9为氢或未取代或羟基取代的C1～C4烷基；R8为基团-C(O)Y9’或-CH2-C(O)OY9’，其中Y9’独立地具有Y9的含义。
R7优选为C1～C2烷基、苯基或基团-C(O)OY9。R8优选为基团-C(O)OY9’或-CH2-C(O)OY9’，其中Y9和Y9’相互独立地表示氢、C1～C2烷基或羟基-C1～C2烷基。按照本发明，特别优选的-CHR7-CHR8-单元是这样的，其中R7为甲基或基团-C(O)OY9，R8为基团-C(O)OY9’或-CH2-C(O)OY9’，其中Y9和Y9’相互独立地表示氢、C1～C2烷基或羟基-C1～C2烷基。
独立地，B’可具有上述B的含义之一，或者为疏水性共聚单体基团，例如上述疏水性共聚单体之一的基团。
若(齐聚物)为通式(3a)的调聚物基团，则基团-(alk)-S-[B]p-[B’]q-Q优选为下述通式的基团 更优选下述通式的基团 其中对于R5、R6、Q、p和q，适用上述的含义和优选方案，R5’独立地适用上述R5的含义和优选方案，R6’独立地适用上述R6的含义和优选方案，或者R6’为选自下述的疏水性取代基，这些疏水性取代基为氢、-CN、C1～C18链烷酰基、C1～C16烷基、C1～C11卤代烷基、苯基、C1～C6烷基苯基、C2～C10全氟烷氧基羰基或相应的部分氟代的烷氧基羰基、C3～C12全氟烷基-乙基-硫代羰基氨基乙氧基羰基、烷基甲硅烷氧基氧羰基和咔唑基。
按照本发明的优选组的合适亲水性大分子单体包括上述通式(1)的化合物，其中R为氢或甲基，R1为氢、甲基或羧基，R1’为氢，A为上述通式(2a)、(2b)或(2e)的基团，其中n和m各自为0或1，X和X1相互独立地为-O-或-NH-，A1为未取代的或羟基取代的-O-C2～C8亚烷基，或基团-O-C2～C6亚烷基-NH-C(O)-，A2为C1～C4亚烷基、亚苯基或亚苄基，(alk*)为C2～C4亚烷基，(齐聚物)表示下述通式的基团 其中(alk)为C2～C6亚烷基，Q是适于用作聚合链反应终止剂的一价基团，p和q分别为0～100的整数，且(p+q)的总和为5～100，R5和R5’相互独立地表示氢或甲基，R6和R6’相互独立地适用上述的含义和优选方案。
按照本发明，更优选的一组合适的亲水性大分子单体包括下述通式的化合物 其中R为氢或甲基，A1为-O-(CH2)2～4-、-O-CH2-CH(OH)-CH2-或基团-O-(CH2)2～4-NH-C(O)-，X为-O-或-NH-，(alk)为C2～C4亚烷基，Q是适于用作聚合链反应终止剂的一价基团，p为5～50的整数，R5为氢或甲基，R6适用上述的含义和优选方案。本发明的一个特别优选的实施方案涉及通式如下的亲水性大分子单体 其中R、R5、R6、Q、(alk)和p适用上述的含义和优选方案。一组特别优选的亲水性大分子单体为上述通式(1b)的化合物，其中R为氢或甲基，(alk)为C2～C4亚烷基，R5为氢或甲基，p为5～50的整数，Q如上所定义，R6适用上述的含义和优选方案。
若(齐聚物)为通式(3b)表示的基团(ⅱ)，则通式(3b)中的Q’例如为C1～C12烷基、苯基或苄基，优选C1～C2烷基或苄基，特别是甲基。R29优选为未取代的或羟基取代的C1～C4烷基，特别是甲基。u优选为2～150的整数，更优选5～100，进一步更优选5～75，特别优选10～50。
若(齐聚物)为通式(3b’)表示的基团，则上述所给的含义和优选方案适用于其中所含的变量X、R29和u。
若(齐聚物)为通式(3c)表示的基团(ⅳ)，则R2和R2’分别优选乙基，特别是甲基；v优选为2～150的整数，更优选5～100，进一步更优选5～75，特别优选10～50；Q”例如为氢；An-如上所定义。
若(齐聚物)表示通式(3d)或(3d’)的低聚肽基团(ⅴ)，则R4例如为氢、甲基、羟甲基、羧甲基、1-羟乙基、2-羧乙基、异丙基、正-、仲-或异丁基、4-氨基-正丁基、苄基、对羟基苄基、咪唑基甲基、吲哚基甲基或基团-(CH2)3-NH-C(=NH)-NH2。t优选为2～150的整数，更优选5～100，进一步更优选5～75，特别优选10～50。
在上述的通式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)和(2e)中，左边的键均连接在双键上，而右边的键连接在齐聚物上。通式(3a)和(3a’)应理解为每一种齐聚物基团的统计描述，也就是说，单体的取向和单体的序列(在共聚物中)不以任何方式受所述通式固定。因此B和B’的排列可以是无规的或嵌段的。在整个说明书中，-COOH和-SO3H基团总是包括其适宜的盐形式，特别是-COO-Ka+和-SO3-Ka+，其中Ka+为阳离子，如碱金属阳离子或铵阳离子。
本发明大分子单体的重均分子量主要依赖于所需的性能，例如为300～12000，优选300～8000，更优选300～5000，特别优选500～2000。
通式(1)的大分子单体可由本身公知的方法制备。例如，其中A为通式(2a)、(2b)或(2d)表示的基团的通式(1)的化合物，可通过通式(5)的化合物与通式(6)的化合物反应得到， 其中R、R1和R1’各自具有上述的含义，A*例如为基团-C(O)-A**，其中A**为卤素，特别是氯，酯基和含环氧基的氧化烯基，例如基团 或为基团-O-C2～C12亚烷基-N=C=O；或A*为基团-(A2)m-N=C=O，其中A2和m具有所述的含义，HX-(齐聚物)(6)其中X具有上述的含义。
具有羧酰卤基团、环氧基团或异氰酸酯基团的通式(5)的化合物，与通式(6)的氨基或羟基化合物的反应在本领域是公知的，并可如有机化学教科书中所述进行。例如，通式(5)的异氰酸酯衍生物与通式(6)的化合物的反应，可在惰性有机溶剂中，在0～100℃，优选0～50℃，特别优选在室温下，任选地在催化剂存在下进行，其中所述惰性有机溶剂例如为任选卤代的烃如石油醚、甲基环己烷、甲苯、氯仿、二氯甲烷等，或醚类如乙醚、四氢呋喃、二噁烷，极性更大的溶剂如DMSO、DMA、N-甲基吡咯烷酮，甚至低级醇，所述催化剂例如为叔胺，如三乙胺或三正丁胺，1,4-二氮杂双环辛烷，或锡化合物如二丁基二月桂酸锡或二辛酸锡。此外，通式(5)的异氰酸酯衍生物与其中-XH为氨基的通式(6)的化合物的反应，也可以在水溶液中在无催化剂存在下进行。优选在惰性气氛如氮气或氩气下进行所述反应。
再者，其中A为通式(2c)或(2e)表示的基团的通式(1)的大分子单体，可由通式(7a)或(7b)的化合物与通式(8)的化合物以本身公知的方式反应得到， 其中R、R1、R1’、A2、X、X1、(alk*)和m各自具有上述的含义，-X1’(O)C-(齐聚物)(8)其中(齐聚物)具有上述的含义，X1’例如为-OH或卤素，特别是氯，或X1’与-(O)C-一起形成酸酐基团。
其中A为直接键且(齐聚物)为通式(3c’)表示的基团的通式的大分子单体为公知的，或可按本领域公知的方法制备，例如如S.Kobayashi等，Polymer Bulletin 13，p447-451(1985)所述制备。
同样，通式(1c)的大分子单体， 其中(alk*)、X’、X和(齐聚物)具有上述含义，可以由本身公知的方式制得，例如使通式(9)的化合物与上述通式(6)的化合物反应， 其中(alk*)具有上述含义，或者使通式(9a)的化合物与上述通式(6)的化合物反应， 其中(alk*)和X1分别具有上述含义。
通式(5)、(6)、(7a)、(7b)、(8)、(9)和(9a)的化合物为公知的化合物，它们可商品购得或按照公知的方法制备。例如，其中(齐聚物)为通式(3a)表示的基团的通式(6)和(8)的化合物及其制备是公知的，例如如PCT申请WO 92/09639所公开的。
通式(1d)的化合物， 其中对于R、R1、R1’、R”、(alk)、B、B’、Q、p和q，适用上述的含义和优选方案，A’为直接键、C1～C2亚烷基、亚苯基、亚苄基、或基团-C(O)-或-C(O)-O-C2～C12亚烷基-，这种化合物是新的并表示本发明的另一目的。本发明的一个优选实施方案涉及上述通式(1d)的化合物，其中R1、R1’、R”分别为氢，R为氢或甲基，(alk)为C2～C4亚烷基，q为O，p为5～50的整数，优选5～20，A’为基团-C(O)-O-C2～C4亚烷基-，对于B和Q，适用上述的含义和优选方案。
通式(1d)的化合物例如可通过使通式(5a)的异氰酸酯化合物与通式(6a)的调聚物在上述条件下反应得到。 其中R、R1、R1’和A’分别具有上述含义， 其中R”、B、B’、Q、(alk)、p和q分别具有上述含义。优选地，该反应在惰性气氛、室温下，在水溶液中使用约等摩尔量的通式(5a)和通式(6a)的化合物进行。
通式(1d’)的化合物也是新的，并代表本发明的另一目的 其中对于R、R1、R1’、X、(alk)、B、B’、Q、p和q，适用上述的含义和优选方案，A”为基团-(A2)m-或优选-C(O)-X1-(a1k*)-，其中对于A2、m、X1和(alk*)，适用上述的含义和优选方案。
可以按照本身公知的方法将亲水性大分子单体涂敷到引发剂改性的基体材料表面上，并在那里进行聚合。例如，基体材料可浸渍在大分子单体的溶液中，或首先将大分子单体层沉积在改性的基体材料表面上，例如通过浸渍、喷涂、扩散、刮涂、倾倒、辊涂、旋转涂敷或真空蒸气淀积。然后可以通过例如热作用，优选辐射，特别是UV辐射，引发大分子单体在基体材料表面上的聚合。适宜的辐射光源对于本领域技术人员来说是公知的，包括例如汞灯、高压汞灯、氙灯、碳弧灯或太阳光。辐射的时间例如依赖于最终复合材料的所需性能，但通常至多为30分钟，优选10秒～10分钟，特别优选0.5～5分钟。优选在惰性气体中进行辐射。聚合后，例如可通过适宜溶剂的处理，除去所形成的非共价键连的聚合物、齐聚物或未反应的大分子单体。
通过上述的涂敷方法，大分子单体可被接枝到基体材料表面上，形成具有例如含束缚的“头发”链的所谓瓶刷型结构(BBT)的涂层。在一个实施方案中，这种BBT结构含有长亲水性或疏水性主链，该主链载有相对密积的相当短亲水性侧链(称为初级瓶刷)。另一实施方案涉及次级瓶刷，其特征在于亲水性侧链本身载有密积的亲水性“次级”侧链。所述初级和次级BBT结构的聚合物涂层在一定程度上类似于在人体中，例如在软骨或粘膜组织中出现的高保水结构。
大分子单体涂层的厚度主要取决于所需的性能。它可以是例如0.001～1000μm，优选0.01～500μm，更优选0.01～100μm，进一步更优选0.05～50μm，特别优选0.1～5μm，最优选0.1～1μm。
本发明的再一实施方案为生物医学装置，例如含有按照本发明的复合材料的眼科装置，优选包括硬和特别是软的接触透镜在内的接触透镜，眼内透镜或人造角膜。本发明的材料还可用作例如伤口愈合敷料、眼部绷带，持久释放活性化合物的材料，如给药片，用于外科手术的模塑物，如心脏瓣膜、血管移植物、导管、人造器官，包封的生物植入物，如胰岛，假体材料，如骨骼替代物，或诊断用模塑物，膜或生物医学器械或装置。
按照本发明的生物医学装置如眼科装置，与现有技术的相比，具有许多意想不到的优点，这使得这些装置非常适用于实际使用，例如用作长期佩戴的接触透镜或眼内透镜。例如，它们确实具有可由其接触角、保水性和其水-膜崩裂时间或泪膜崩裂时间(TBUT)显示出来的高表面润湿性。
TBUT在眼科装置如接触透镜领域是特别重要的。眼睑相对于接触透镜的易于移动被证明对于使用者的舒适与否来说是很重要的；这种滑动由于在接触透镜上存在连续的泪液层而变得容易，该泪液层润滑了组织/透镜界面。然而临床试验显示，现在可得的接触透镜在眨眼之间部分地干燥，由此增加了眼睑和透镜间的摩擦。摩擦增加的结果导致眼睛疼痛并减少了接触透镜的移动。考虑到两次眨眼之间的平均时间，发现可润湿且生物相容的接触透镜应持留连续的泪液层大于10秒，优选大于15秒。而现在的生物医学材料，通常其TBUT大大低于10秒，因此不能达到该目标，本发明的复合材料所具有的TBUT大于10秒，特别是大于15秒。此外，通过涂敷按照本发明的表面涂层，可在相当程度上提高商品接触透镜的TBUT。例如，商品接触透镜如Focus DailiesTM、Focus New Vues或Lotrafilcon A的TBUT，通过涂敷按照本发明的表面涂层，可提高大于50％，或按照特别优选的实施方案可提高大于等于100％。在接触透镜的基线上，涂层显著的润滑性有易于眼睛上透镜的移动，这对于接触透镜的长时间佩戴来说是很重要的。而且，对于长时间佩戴的接触透镜，本发明的复合材料还可提供其它很重要的效果，例如透镜上泪液膜的厚度增加，这可显著地降低微生物的粘附并防止沉淀的形成。由于所述新表面涂层极软以及其润滑特性，由本发明复合材料制得的生物医学制品，特别是接触透镜，显示出良好的佩戴舒适性，包括对于一天晚些时候的(late day)干燥和长时间(过夜)佩戴方面的提高。而且，所述新的表面涂层以可逆的方式与眼部粘液相互作用，这有利于提高佩戴舒适性。
此外，含有本发明复合材料的生物医学装置，例如眼科装置如接触透镜，具有非常明显的生物相容性以及良好的机械性能。例如，这些装置具有血液相容性并具有良好的组织同化作用。此外，通常观察不到任何对眼睛不良的作用，同时与通常的接触透镜相比，其对蛋白质或类脂的吸附较低，盐的沉积形成也较低。通常其污垢较低，微生物粘附较低且生物腐蚀较低，同时其具有良好的机械性能，如低摩擦系数和较低的磨耗性能。而且，本发明的复合材料具有良好的尺寸稳定性。此外，按照本发明在给定的基体材料上附加上亲水性表面涂层，不会对视觉透明性产生不利影响。
总之，按照本发明的眼科装置，如接触透镜和人造角膜，对于细胞碎片、化妆品、灰尘或赃物、溶剂蒸气或化学品，其损害较低，同时由于可提供眼科装置良好眼上移动的软水凝胶表面，对于佩戴这种眼科装置的使用者来说它们还非常舒适。
由本发明的复合材料制得的生物医学装置，如肾透析膜、储血袋、起搏器导线、血管移植物，由于结合水的连续层，可抵制通过蛋白质的污染，由此降低血栓形成的速率和程度。由本发明制造的与血液接触的装置因此具有血液相容性和生物相容性。
在实施例中，若不另加说明，量均为重量，温度均是摄氏度。泪液崩裂时间值通常指的是透镜上泪液膜非侵入性崩裂时间(PLTF-NIBUT)，它是按M.Guillon等，Ophthal.Physiol.Opt.9，355-359(1989)，或者M.Guillon等，Optometry and Vision Science74，273-279(1997)公开的方法测定的。使用Krüss K-12仪器(KrüssGmbH，Hamburg，德国)，按动态Wilhelmy方法测定涂敷的和非涂敷的透镜的平均前进和后退水接触角。当固体浸入到公知表面张力的液体中或从其中取出时，测定固体上的润湿力。实施例A-1 1,2-二氨基环己烷等离子体涂敷(DACH)于异丙醇中、甲苯中、并再次在异丙醇中萃取后，将两片干燥的Lotrafilcon A透镜(聚硅氧烷/全氟聚醚共聚物)放置在等离子体反应器内的玻璃夹具上，该等离子体反应器配有外部环电极，以及产生电感-偶合、冷辉光放电等离子体用的27.13MHz射频(RF)发生器。基质和等离子体区域下边缘的间距为12cm。将反应器抽空至压力为0.008mbar，并在这样的条件下保持1小时。然后将进入反应器等离子体区域的氩等离子体气流速率设定为20sccm(标准立方厘米)，反应器内的压力调节至O.12mbar，并开启RF发生器。使250瓦的等离子体放电功率共保持1分钟(为清洁并活化透镜表面)。之后，从DACH储存容器(保持在24℃)中以0.15mbar的压力将1,2-DACH蒸气引入到反应器室中，时间为1分钟。这之后，选定下述DACH等离子体聚合的参数等离子体激发用的氩气流速率=5sccm，输送DACH用的氩气载体气流速率=5sccm，DACH蒸发单元的温度=24℃，等离子体区域的下边缘和基质之间的间距=5cm，压力=0.2mbar，等离子体功率=100瓦。用脉冲辉光放电等离子体(1μsec.on,3μsec.off)处理透镜约5分钟。沉积5分钟后，打断等离子体放电，并使DACH蒸气流入到反应器中，该过程进行5分钟。然后抽空反应器，并在0.008mbar的压力下保持30分钟，以除去残留的单体和活性物种。用干燥的氮气使内部压力回到大气压。然后将基质翻转一下并重复整个过程，以涂敷基质的另一侧。然后将样品从反应器中取出，用于随后进行的光引发剂连接。实施例B-1 反应性光引发剂分子的表面连接用1,2-DACH等离子体进行等离子体处理后，立即将由实施例A-1得到的氨基官能化的接触透镜浸入到1％的反应性光引发剂(Ⅰ)的乙腈溶液中，其中所述的光引发剂(Ⅰ)是由异佛尔酮二异氰酸酯和4-(2-羟基乙氧基)苯基2-羟基-2-丙基酮的加成反应制得的(Darocure2959)(其合成参见EP 632329)。透镜表面上的氨基与光引发剂分子中的异氰酸酯基反应12小时。这段时间过后，将透镜从反应溶液中取出，在乙腈中洗涤并萃取8小时，并在减压下干燥2小时。随后将干燥的透镜用于光接枝。实施例B-2 反应性光引发剂分子的表面连接用l,2-DACH等离子体进行等离子体处理后，立即将由实施例A-1得到的氨基官能化的接触透镜浸入到1％的反应性光引发剂(Ⅱ)的乙腈溶液中，其中所述的光引发剂(Ⅱ)是由异佛尔酮二异氰酸酯和2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-丁烷-1-酮(其合成参见WO 96/20796)的加成反应制得的。透镜表面上的氨基与光引发剂分子中的异氰酸酯基反应16小时。这段时间过后，将透镜从反应溶液中取出，在乙腈中洗涤并萃取12小时，并在减压下干燥2小时。随后将干燥的透镜用于光接枝。单官能亲水性调聚物的合成实施例X丙烯酰胺调聚物向500ml三颈圆底烧瓶中加入5.25g(46.2mmol)半胱胺盐酸盐于270ml 0.1摩尔含水乙酸中的溶液。加入330mg(1.2mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐和42.7g(600mmol)丙烯酰胺(Fluka 01696)。将一较强的冷却器与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃，保持3小时，然后冷却至室温。冷冻干燥一分析样品，并用1H-NMR测定单体转化率。没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
通过加入1M的氢氧化钠溶液并稀释至总体积为600ml，将剩余混合物的pH值调节至10.5。用A/G Technology Corporation,Needham，MA的UFP-1-E-4A盒，通过超滤除去盐和残余的低分子量组分，得到31g作为渗余物(retentate)的产物和15g低分子量的渗透物。通过官能团滴定测定氨基的浓度，结果为0.43mmol/gNH2，对应于调聚物的平均分子量为2325g/mol。实施例X-1丙烯酰胺调聚物向1000ml三颈圆底烧瓶中加入17.5g(154mmol)半胱胺盐酸盐于150ml去离子水中的溶液。加入1.1g(4mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐和142g(2mol)丙烯酰胺(在450ml去离子水中)。通过加入1M的盐酸将溶液的pH值调节至3。将一较强的冷却器和嵌入式温度计与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃，保持3小时，然后冷却至室温。冷冻干燥一分析样品，并用1H-NMR测定单体转化率。没有检测出对应于C=C双键的共振。
通过加入1M的氢氧化钠溶液并稀释至总体积为1200ml，将剩余混合物的pH值调节至10.5。用配有Millipore Helicon RO-4 Nanomax50膜的Millipore Proscale系统，操作压力为15bar，通过反渗透除去盐和低分子量残余物，如未反应的链转移剂。通过冷冻干燥从所得的渗余物中分离出产物。产量102g白色粉末。
通过官能团滴定测定氨基的浓度，结果为0.22mmol/gNH2，对应于调聚物的平均分子量为4500g/mol。GPC分析显示出单峰分子量分布，无高分子量聚合物。实施例X-2～X-7 丙烯酰胺调聚物通过实施例X-1所列的方法得到其它的丙烯酰胺调聚物，但是所使用的丙烯酰胺、链转移剂和聚合引发剂的量列于下表中。表
用PEG标准校正，通过GPC测定分子量。用高氯酸(0.1N)，在乙酸中进行端氨基的滴定。实施例X-8丙烯酰胺/丙烯酸钠共调聚物(co-telomer)向配有回流冷凝器和橡胶隔膜的250ml两颈圆底烧瓶中加入实施例X-8得到的18g丙烯酰胺调聚物在88ml去离子水中的溶液(100ml溶液)。向澄清无色的溶液中加入KOH，直至pH值为12。搅拌溶液并加热至90℃。10小时后，从反应器中取出20ml样品溶液，冷却至室温，用Spectrapor膜管，在1000Da处截止，通过渗析提纯并冷冻干燥。得到亮白色的固体产物，皂化度为9.0％(通过滴定测定)。实施例Y 单氨基封端的N-丙烯酰基吗啉调聚物向100ml三颈圆底烧瓶中加入1.6g(14.3mmol)半胱胺盐酸盐于45ml 0.1M含水乙酸中的溶液。加入55mg(0.2mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐和14.1g(100mmol)丙烯酰基吗啉。将一较强的冷却器和嵌入式温度计与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃，保持3小时，然后冷却至室温。冷冻干燥一分析样品，并用1H-NMR测定单体转化率。没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
将剩余的混合物冷冻干燥并溶解在甲醇中，在2升乙醚中使调聚物沉淀并通过过滤收集。产量15g白色粉末。
将调聚物再次溶解在50ml水中，通过加入143ml 0.1M的氢氧化钠溶液并用水稀释至总体积为500ml，将pH值调节至10.5。用A/GTechnology Corporation，Needham，MA的UFP-1-E-4A盒，通过超滤除去盐和残余的低分子量组分，得到9.2g作为渗余物的产物和3.8g低分子量的渗透物。通过官能团滴定测定氨基的浓度，结果为0.54mmol/gNH2，对应于调聚物的平均分子量为1850g/mol。实施例Y-1 单羧基封端的N-丙烯酰基吗啉调聚物向配有机械搅拌器、强力冷却器和嵌入式温度计的1500ml五颈磺化烧瓶中加入27.7g(300mmol)巯基乙酸于400ml去离子水中的溶液。加入488mg(1.8mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐和127.1g(900mmol)丙烯酰基吗啉。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃，保持4小时，然后冷却至室温。冷冻干燥一分析样品，并用1H-NMR测定单体转化率。没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
通过加入30％的KOH溶液，将剩余混合物的pH值调节至5。用配有Millipore Helicon RO-4 Nanomax 50膜的Millipore Proscale系统，操作压力为15bar，通过反渗透除去盐和低分子量残余物，如未反应的链转移剂。通过冷冻干燥从所得的渗余物中分离出产物。产量124g白色粉末。
通过官能团滴定测定羧酸官能团的浓度，结果为1.84mmol/gCOOH，对应于调聚物的平均分子量为543g/mo1。GPC分析显示出单峰分子量分布，无高分子量聚合物。实施例Y-2 N-丙烯酰基吗啉/2-羟乙基丙烯酰胺共调聚物向1000ml三颈圆底烧瓶中加入28.4g(250mmol)半胱胺盐酸盐于400ml去离子水中的溶液。加入407mg(1.5mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐、70.6g(500mmol)丙烯酰基吗啉和28.8g(250mmol)N-羟乙基丙烯酰胺。将一较强的冷却器和嵌入式温度计与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃，保持4小时，然后冷却至室温。冷冻干燥一分析样品，并用1H-NMR测定单体转化率。没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
通过加入30％的KOH溶液，将剩余混合物的pH值调节至10。用配有Millipore Helicon RO-4 Nanomax 50膜的Millipore Proscale系统，操作压力为15bar，通过反渗透除去盐和低分子量残余物，如未反应的链转移剂。通过冷冻干燥从所得的渗余物中分离出产物。产量85g白色粉末。
通过官能团滴定测定氨基的浓度，结果为0.95mmol/g NH2，对应于共调聚物的平均分子量为1050g/mol。GPC分析显示出单峰分子量分布，无高分子量聚合物。实施例Y-3 由2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基氯化铵得到的调聚物向100ml三颈圆底烧瓶中加入0.92g(10mmol)巯基乙酸于50ml去离子水中的溶液。加入27mg(0.1mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐和11.9g(50mmol)2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基氯化铵。通过加入4M盐酸将溶液的pH值调节至3。将一较强的冷却器与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃，保持3小时，然后冷却至室温。冷冻干燥一分析样品，并用1H-NMR测定单体转化率。没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
通过将水溶液在2000ml丙酮中沉淀，分离出产物。过滤出沉淀物并进行真空干燥。得到10.2g白色、易吸湿的固体。通过官能团滴定测定羧酸官能团的浓度，结果为0.41mmol/g COOH，对应于调聚物的平均分子量为2440g/mol。实施例Z由单异氰酸酯基乙基甲基丙烯酸酯基海藻糖得到的调聚物向100ml三颈圆底烧瓶中加入3.8g(33.4mmol)半胱胺盐酸盐于45ml 0.1M含水乙酸中的溶液。加入55mg(0.2mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐和53.g(106mmol)IEM和海藻糖的单加合物。将一较强的冷却器和嵌入式温度计与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃过夜，然后冷却至室温。在2升丙酮中沉淀出产物并通过过滤分离，得到53.6g浅黄色粉末。用1H-NMR测定单体转化率，没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
将17.3g产物溶解于200ml水中，通过加入107ml 0.1M的氢氧化钠溶液并用水稀释至总体积为500ml，将pH值调节至10.5。用A/GTechnology Corporation，Needham，MA的UFP-1-E-4A盒，通过超滤除去盐和残余的低分子量组分，得到14.3g作为渗余物的产物和2.5g低分子量的渗透物。通过官能团滴定测定氨基的浓度，结果为0.12mmol/gNH2，对应于调聚物的平均分子量为8300g/mol，聚合度为16。实施例Z-1 齐聚氧化乙烯甲基丙烯酸酯调聚物向250ml三颈圆底烧瓶中加入34mg(0.125mmol)a，a’-偶氮二异丁脒二盐酸盐溶解于50ml甲醇中的溶液。加入20g(45.6mmol)单氨基封端的聚氧化乙烯(由NOF Corporation得到的BlemerPE350，MW为约400)和1.8g(15.2mmo1)2-(BOC-氨基)乙硫醇。将一较强的冷却器与烧瓶连接。将该装置抽空至100mbar并充入氩气。重复该过程5次。将该混合物加热至60℃过夜，然后冷却至室温。取出分析样品并蒸发掉溶剂。用1H-NMR测定单体转化率，没有检测出对应于C=C双键的共振，说明单体转化率大于98％。
通过蒸发溶剂分离出产物。得到21g澄清无色的粘稠液体。通过滴定测定BOC-保护基团的浓度为0.34mmol/g，对应于调聚物的平均分子量为2900g/mol。通过在酸性介质中处理产物，除去BOC-保护基团。通式(1)大分子单体的合成实施例C-1 IEM官能化的丙烯酰胺调聚物溶液的制备将实施例X制备的7.5g氨基为端基(胺滴定=0.43mEq/g)的丙烯酰胺调聚物溶解于80ml HPLC水中。然后向溶液中鼓入氩气约30分钟。然后在搅拌下将该混合物加入到等摩尔量(0.5g)的异氰酸酯基乙基甲基丙烯酸酯中(IEM，异氰酸酯滴定=6.45mEq/g)。然后将整个混合物在氩气下搅拌4小时。然后将混合物通过0.45μm的Teflon过滤器过滤，用氩气脱气以除去氧，用于光接枝。实施例C-1(a)～C-1(c)使用下表所列的调聚物、水和IEM量，由实施例C-1的方法制备其它IEM官能化的丙烯酰胺调聚物。
实施例C-2 IEM官能化的N-丙烯酰基吗啉调聚物溶液的制备将实施例Y制备的6.2g氨基为端基(胺滴定=0.54mEq/g)的丙烯酰基吗啉调聚物溶解于80ml HPLC水中。然后向溶液中鼓入氩气约30分钟。然后在搅拌下将该混合物加入到等摩尔量(0.52g)的异氰酸酯基乙基甲基丙烯酸酯中(IEM，异氰酸酯滴定=6.45mEq/g)。然后将整个混合物在氩气下搅拌4小时。然后将混合物通过0.45μm的Teflon过滤器过滤，用氩气脱气以除去氧，用于光接枝。实施例C-3 IEM官能化的α，α’-单IEM-海藻糖调聚物溶液的制备将实施例Z制备的6.45g氨基为端基(胺滴定=0.12mEq/g)的6-0-氨基甲酰基甲基丙烯酰基乙基-α，α’-海藻糖调聚物溶解于80ml HPLC水中。然后向溶液中鼓入氮气约30分钟进行脱气。然后在搅拌下将该溶液加入到等摩尔量(0.12g)的异氰酸酯基乙基甲基丙烯酸酯中(IEM，异氰酸酯滴定=6.45mEq/g)。然后将整个混合物在氩气下搅拌4小时。然后将混合物通过0.45μm的Teflon过滤器过滤，用氩气脱气以除去氧，用于光接枝。实施例C-4 N-丙烯酰基吗啉大分子单体的制备将54.3g(100mmol)实施例Y-1的羧基封端的调聚物溶解于100ml干燥的THF中。加入20.85g(10lmmol)N，N-二环己基碳化二亚胺、1.22g(10mmol)4-二甲氨基吡啶和11.5g(100mmol)N-羟乙基丙烯酰胺，并将该混合物加热至40℃，保持4小时。将混合物冷却至室温并通过过滤除去沉淀出的二环己基脲。通过蒸发溶剂分离出大分子单体。产量64.8g。通过端基滴定测定C=C双键的浓度为1.54mmol/g。未检测出残余的羟基或羧酸官能团。实施例C-5 IEM官能化的羟乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉共调聚物溶液的制备将2.15g实施例Y-2的共调聚物(胺滴定=0.95mEq/g，对应于调聚物的平均分子量为1050g/mol)溶解于22ml HPLC水中。然后向溶液中鼓入氩气约30分钟。然后在搅拌下向该溶液中缓慢地加入0.32g的异氰酸酯基乙基甲基丙烯酸酯(IEM，异氰酸酯滴定=6.45mEq/g)。然后将整个混合物在氩气下搅拌12小时。通过FTIR测定，溶液中未检测出异氰酸酯基团。然后将混合物通过0.20μm的Teflon过滤器过滤，用纯的氮气脱气2×30分钟以除去氧，用于光接枝。表面接枝涂层的制备实施例D-1 IEM官能化的丙烯酰胺调聚物在接触透镜表面上的光接枝在手套箱中，将1ml实施例C-1制得的IEM官能化的丙烯酰胺调聚物溶液引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约3分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约3分钟。然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用原子力显微镜(AFM)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、傅里叶变换红外衰减全反射模式(FTIR-ATR)和接触角测试仪对其进行分析。
由ESEM测定，涂层的厚度范围为300～400nm。FTIR-ATR证实了涂层的类似聚丙烯酰胺的结构。
改性透镜的水/空气接触角为9°前进接触角(adv.)，3°后退接触角(rec.)，6°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。
透镜在表面上保持连续水层的时间超过1分钟；佩戴6小时后，涂敷表面的透镜上泪液膜非侵入性崩裂时间(PLTF-NIBUT)多于商品Focus DailiesTM接触透镜的两倍(平均TBUT为Focus DailiesTM接触透镜TBUT的208％)。
D-1(a)实施例C-1(a)的大分子单体溶液；由ESEM测定，涂层的厚度范围为800～1400nm。FTIR-ATR证实了涂层的类似聚丙烯酰胺的结构；改性透镜的水/空气接触角为0°adv.,0°rec.,0°滞后；相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后；透镜在表面上保持连续水层的时间超过2分钟；佩戴6小时后，涂敷表面的透镜上泪液膜非侵入性崩裂时间(PLTF-NIBUT)较商品Focus NewVuesTM接触透镜约高64％(平均TBUT为Focus New VuesTM接触透镜TBUT的164％)。
D-1(b)实施例C-1(b)的大分子单体溶液；改性透镜的水/空气接触角为18°adv.,12°rec.,6°滞后。
D-1(b*)实施例C-1(b)的大分子单体溶液，但用2分钟的光接枝暴露时间代替3分钟的暴露时间；改性透镜的水/空气接触角为38°adv.,22°rec.,16°滞后。
D-1(c)实施例C-1(c)的大分子单体溶液；改性透镜的水/空气接触角为32°adv.,16°rec.,16°滞后。实施例D-2 IEM官能化的丙烯酰胺调聚物在接触透镜表面上的光接枝按照实施例D-1的方法涂敷了两个实施例B-1的透镜，但用2分钟的光接枝暴露时间代替3分钟的暴露时间。
改性透镜的水/空气接触角为12°adv.,6°rec.,6°滞后。实施例D-3 IEM官能化的N-丙烯酰基吗啉调聚物在接触透镜表面上的光接枝在手套箱中，将1ml实施例C-2制得的IEM官能化的丙烯酰基吗啉调聚物溶液引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约3.5分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约3.5分钟。
然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用ESEM、FTIR-ATR和接触角测试仪对其进行分析。
由ESEM测定，涂层的厚度范围为200～300nm。FTIR-ATR证实了涂层的类似聚丙烯酰基吗啉的结构。
改性透镜的水/空气接触角为17°adv.,9°rec.,8°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。透镜在表面上保持连续水层的时间超过1分钟。实施例D-4 实施例C-4的N-丙烯酰基吗啉大分子单体在接触透镜表面上的光接枝通过在4.5ml水中溶解0.5g实施例C-4制备的反应性大分子单体，得到一10％的水溶液。然后通过对该溶液抽空至压力为约5～6bar，并用氩气对溶液鼓泡20分钟，对溶液进行脱气。然后在手套箱中，将1ml该溶液引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约3分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约3分钟。
然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用FTIR-ATR和接触角测试仪对其进行分析。
FTIR-ATR证实了涂层的类似聚丙烯酰基吗啉的结构。
改性透镜的水/空气接触角为19°adv.,9°rec.,10°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。实施例D-5 IEM官能化的α，α’-单-IEM-海藻糖调聚物在接触透镜表面上的光接枝在手套箱中，将1ml实施例C-3制得的IEM官能化的α，α’-单-1EM-海藻糖调聚物溶液引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约3.5分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约3.5分钟。
然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用ESEM和接触角测试仪对其进行分析。
由ESEM测定，涂层的厚度范围为250～300nm。
改性透镜的水/空气接触角为15°adv.,10°rec.,5°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。透镜在表面上保持连续水层的时间超过1分钟。实施例D-6 IEM官能化的羟乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉共调聚物在接触透镜表面上的光接枝在手套箱中，将1ml实施例C-5制得的IEM官能化共调聚物溶液引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约2分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约2分钟。
然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用接触角测试仪对其进行分析。
改性透镜的水/空气接触角为43°adv.,25°rec.,18°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。透镜在表面上保持连续水层的时间超过1分钟。实施例D-7 反应性聚(2-甲基-2-噁唑啉)大分子单体在接触透镜表面上的光接枝通过在13ml水中溶解1.2g下述通式的反应性大分子单体制备一水溶液 (聚(2-甲基-2-噁唑啉)，该大分子单体具有苯乙烯基作为可聚合的官能团，其重均分子量Mw=约1500，其合成参见S.Kobayashi等，Polymer Bulletin 13,p447-451(1985))然后通过对该溶液抽空至压力为约5～6bar，并用氩气对溶液鼓泡30分钟，对溶液进行脱气。然后在手套箱中，将1ml该溶液引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约3分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约3分钟。
然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用接触角测试仪对其进行分析。
改性透镜的水/空气接触角为57°adv.,35°rec.,22°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。实施例D-8 IEM官能化的N-丙烯酰基吗啉调聚物和IEM官能化的丙烯酰胺调聚物的混合物在接触透镜表面上的光接枝将2ml C-1的脱气溶液和2ml C-2的脱气溶液混合在一起并搅拌5分钟。在手套箱中，将1ml该混合物引入到体积为约3ml的陪替氏培养皿中。然后将实施例B-1中的其表面上载有共价连接的光引发剂分子的干燥透镜放置在该溶液中，并在透镜上再加入1ml脱气的溶液，目的是用溶液覆盖整个透镜。15分钟后，将溶液中带有透镜的陪替氏培养皿暴露于15mW的紫外光下，时间约2分钟。然后将透镜翻转过来，并再次暴露于15mW的紫外光下，时间约2分钟。
然后将改性的透镜从溶液中取出，用蒸馏水洗涤两次，连续地在超纯水中萃取16小时，并用接触角测试仪对其进行分析。改性透镜的水/空气接触角为26°adv.,19°rec.,7°滞后。相比而言，未改性透镜的接触角为101°adv.,64°rec.,37°滞后。
权利要求
1．一种复合材料，该复合材料含有(a)一种无机或有机基体材料，其表面上共价键有进行自由基聚合的引发剂部分；和(b)一种亲水性表面涂层，该涂层可通过向提供有引发剂基团的基体材料表面涂敷一种或多种不同的烯属不饱和亲水性大分子单体，并使所述的大分子单体聚合而得到，其中大分子单体为下述通式(1)的每一种化合物 R1为氢，C1～C6烷基或基团-COOR＇；R、R＇和R1＇相互独立地表示氢或C1～C6烷基；A为直接键或下述通式表示的基团-C(O)-(A1)n-X- (2a)或-(A2)m-NH-C(O)-X- (2b)；或-(A2)m-X-C(O)- (2c)；或-C(O)-NH-C(O)-X- (2d)；或-C(O)-X1-(alk*)-X-C(O)-(2e)；或A和R1连同邻近的双键一起表示下述通式代表的基团 其中A1为未取代或被羟基取代的-O-C2～C12亚烷基，或为-O-C2～C12亚烷基-NH-C(O)-或-O-C2～C12亚烷基-O-C(O)-NH-R11-NH-C(O)-，其中R11为线性或支化的C1～C18亚烷基或未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C6～C10亚芳基，C7～C18亚芳烷基，C6～C10亚芳基-C1～C2亚烷基-C6～C10亚芳基，C3～C8亚环烷基，C3～C8亚环烷基-C1～C6亚烷基，C3～C8亚环烷基-C1～C2亚烷基-C3～C8亚环烷基或C1～C6亚烷基-C3～C8亚环烷基-C1～C6亚烷基；A2为C1～C8亚烷基；亚苯基或亚苄基；m和n相互独立地为0或1的数；X、X1和X＇相互独立地表示二价基团-O-或-NR"，其中R"为氢或C1～C6烷基；(alk*)为C2～C12亚烷基；且(齐聚物)表示(ⅰ)如下通式的调聚物基团 其中(alk)为C2～C12亚烷基，Q为一个适于用作聚合链反应终止剂的一价基团，p和q相互独立地表示0～100的整数，其中(p+q)的总数为2～250的整数，B和B＇相互独立地表示可通过用单键替换乙烯基双键由可共聚合的乙烯基单体衍生而来的1，2-亚乙基，基团B和B＇中至少一个被亲水性取代基取代；或(ⅱ)如下通式的齐聚物基团 其中R28为氢或未取代的或羟基取代的C1～C12烷基，u为2～250的整数，Q＇为聚合引发剂的残基；或(ⅲ)如下通式的基团 其中R28、X和u如上所定义，或(ⅳ)如下通式的齐聚物基团 其中R2和R2＇相互独立地表示C1～C4烷基，An-为一阴离子，v为2～250的整数，Q”为适于用作聚合链反应终止剂的一价基团；或(ⅴ)如下通式的低聚肽基团-(CHR4-C(O)-NH)t-CHR4-COOH (3d)或-CHR4-(NH-C(O)-CHR4)t-NH2(3d＇)，其中R4为氢或未取代的或羟基、羧基、氨基甲酰基、氨基、苯基、邻-、间-或对-羟基苯基、咪唑基、吲哚基或基团-NH-C(=NH)-NH2取代的C1～C4烷基，t为2～250的整数，或者基于脯氨酸或羟基脯氨酸的低聚肽基团；条件是若(齐聚物)为通式(3a)的基团，则A不是直接键；若(齐聚物)为通式(3b)、(3c)或(3d)的基团，则A为通式(2a)、(2b)或(2d)的基团，或A和R1连同邻近的双键一起为通式(2f)的基团；若(齐聚物)为通式(3b＇)的基团，则A是直接键；以及若(齐聚物)为通式(3d＇)的基团，则A为通式(2c)或(2e)的基团。
2．权利要求1的复合材料，其中基体材料为天然或合成的有机聚合物，该聚合物具有共价键连于其表面上的聚合引发剂基团，该聚合引发剂基团可热或光化学地引发烯属不饱和亲水性大分子单体的自由基聚合。
3．权利要求1或2的复合材料，其中复合材料中的基体材料(a)为天然或合成的有机聚合物，该聚合物在其表面上含有可与异氰酸酯基团共反应的活泼H基团，其中一部分或所有的H原子被如下通式的基团取代 其中Z为二价-O-、-NH-或-NR22-；Z1为-O-、-O-(O)C-、-C(O)-O-或-O-C(O)-O-；R13为H、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基或N-C1～C12烷基氨基；R14和R15相互独立地表示H、线性或支化的C1～C8烷基、C1～C8羟烷基或C6～C10芳基，或者基团R14-(O)b1-和R14-(O)b2-一起表示-(CH2)c-，其中c为3～5的整数，或者基团R14-(O)b1-、R14-(O)b2-和R15-(O1)b3-一起表示如下通式的基团 R12为直接键或线性或支化的C1～C8亚烷基，该亚烷基为未取代的或被-OH取代，和/或非间断的或被一个或多个基团-O-、-O-C(O)-或-O-C(O)-O-间隔；R11＇为支化的C3～C18亚烷基，未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C6～C10亚芳基，或未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C7～C18亚芳烷基，未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C3～C8亚环烷基，未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的C3～C8亚环烷基-CyH2y-，或未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的-CyH2y-(C3～C8亚环烷基)-CyH2y-，其中y为1～6的整数；R16独立地与R11＇具有相同的定义或为线性C3～C18亚烷基；R22为线性或支化的C1～C6烷基；T为二价-O-、-NH-、-S-、C1～C8亚烷基或 Z2为直接键或-O-(CH2)d-，其中d为1～6的整数，其中的端基CH2连接在邻近的通式(10c)中的T上；R17为H、C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、N-C1～C12烷基氨基或-NR25R26，其中R25为C1～C8烷基，R26为H或C1～C8烷基；R18为线性或支化的C1～C8烷基、C2～C8链烯基或C6～C10芳基-C1～C8烷基；R19独立于R18并与其具有相同的定义，或者是C6～C10芳基，或者R18和R19一起为-(CH2)e-，其中e为2～6的整数；R20和R21相互独立地表示可被C1～C4烷氧基取代的线性或支化的C1～C8烷基，或C6～C10芳基-C1～C8烷基，或C2～C8链烯基；或者R20和R21一起表示-(CH2)f1-Z3-(CH2)f2-，其中Z3为直接键、-O-、-S-或-NR26-，R26为H或C1～C8烷基，f1和f2相互独立地表示2～4的整数；R23和R24相互独立地表示H、C1～C8烷基、C3～C8环烷基、苄基或苯基；a、b1、b2和b3相互独立地表示0或1；条件是当R15为氢时，b1和b2均为0；(b1+b2+b3)的总和不超过2；当R12为直接键时，a为0。
4．权利要求3的复合材料，其中基体材料(a)为在其表面上含有活泼氢的-OH、-NH2和/或-NH-基团的有机聚合物，其中一些或所有的H原子被通式(12a)或(12b)的基团取代。
5．权利要求1～4任一项的复合材料，其中亲水性大分子单体为通式(1)的化合物，其中R为氢或甲基，R1为氢、甲基或羧基，R1’为氢，A为通式(2a)或(2b)的基团。
6．权利要求1～4任一项的复合材料，其中亲水性大分子单体为通式(1)的化合物，其中R为氢或甲基，R1为氢、甲基或羧基，R1’为氢，A为通式(2e)的基团。
7．权利要求1～6任一项的复合材料，其中亲水性大分子单体为通式(1)的化合物，其中(齐聚物)为通式(3a)的调聚物基团。
8．权利要求1～7任一项的复合材料，其中B或B’的亲水性取代基为非离子取代基，这些非离子取代基选自被一个或多个相同或不同的取代基取代的C1～C6烷基，所述取代基选自-OH、C1～C4烷氧基和-NR9R9’，其中R9和R9’相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C6烷基或苯基；被羟基、C1～C4烷氧基和-NR9R9’取代的苯基，其中R9和R9’如上所定义；基团-COOY，其中Y为未取代的或被羟基、C1～C4烷氧基、-O-Si(CH3)3和-NR9R9’取代的C1～C24烷基，其中R9和R9’如上所定义，基团-O-(CH2CH2O)1-24-E，其中E为氢或C1～C6烷基，或基团-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为具有1～8个糖单元的糖类基团，或为基团-O-(CH2CH2O)1-24-E，其中E如上所定义，或Y为未取代的或被C1～C4烷基或C1～C4烷氧基取代的C5～C8环烷基，或者是未取代的或C1～C4烷基-或C1～C4烷氧基取代的苯基或C7～C12芳烷基；-CONY1Y2，其中Y1和Y2各自独立地表示氢，未取代或被羟基、C1～C4烷氧基取代的C1～C12烷基，或者基团-O-(CH2CH2O)1-24-E，其中E如上所定义，或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成无其它杂原子或具有另外的一个氧或氮原子的五元或六元杂环；基团-oY3，其中Y3为氢；或未取代的或被-NR9R9’取代的C1～C12烷基；或者为基团-C(O)-C1～C4烷基；其中R9和R9’如上所定义；或者具有至少一个N原子且均通过所述N原子键合的五至七元杂环基团。
9．权利要求8的复合材料，其中非离子亲水取代基选自基团-COOY，其中Y为C1～C2烷基，被羟基、氨基或N,N-二C1～C2烷基氨基取代的C2～C3烷基，或为基团-C2～C4亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为各自最多有8个糖单元的海藻糖基团或环糊精片断；基团-C(O)-NY1Y2，其中Y1和Y2相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C4烷基，或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成N-C1～C2烷基哌嗪或吗啉环；或者选自N-吡咯烷酮基，2-或4-吡啶基，2-甲基吡啶-5-基，2-、3-或4-羟基吡啶基，N-ε-己内酰胺基，N-咪唑基，2-甲基咪唑-1-基，N-吗啉基或4-N-甲基哌嗪-1-基的杂环基团。
10．权利要求1～7任一项的复合材料，其中B或B’的亲水性取代基为阴离子取代基，这些阴离子取代基选自被-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2、-COOH或基团-NH-C(O)-O-G’取代的C1～C6烷基，其中G’为乳糖酸、透明质酸或唾液酸基团；被一个或多个相同或不同的取代基取代的苯基，所述取代基选自-SO3H、-COOH、-OH和-CH2-SO3H；-COOH；基团-COOY4，其中Y4为被-COOH、-SO3H、-OSO3H或-OPO3H2取代的C1～C24烷基；基团-CONY5Y6，其中Y5为被-COOH、-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2取代的C1～C24烷基，Y6独立地具有Y5的定义或为氢或C1～C12烷基；或-SO3H；以及其盐。
11．权利要求1～7任一项的复合材料，其中B或B’的亲水性取代基为阳离子取代基，这些阳离子取代基选自被基团-NR9R9’R9”+An-取代的C1～C12烷基，其中R9、R9’和R9”相互独立地表示氢或未取代或被羟基取代的C1～C6烷基或苯基，An-为阴离子；或基团-C(O)OY7，其中Y7为被-NR9R9’R9”+An-取代的C1～C24烷基，并且进一步是未取代的或被例如羟基取代，其中R9、R9’、R9”和An-如上所定义。
12．权利要求1～7任一项的复合材料，其中B或B’的亲水性取代基为下述通式的两性离子取代基，-C(O)O-(alk)-N(R9)2+-(alk’)-An-或-C(O)O-(alk”)-O-PO2-(O)0-1-(alk)-N(R9)3+其中alk’为C1～C12亚烷基，(alk”)为未取代的或被羟基或基团-OY8取代的C2～C24亚烷基，Y8为氢或羧酸的酰基，(alk)为C2～C8亚烷基，R9为氢或C1～C6烷基；An-为阴离子，优选-COO-、-SO3-、-OSO3-或-OPO3H-。
13．权利要求1～7任一项的复合材料，其中B为下述通式的基团， 其中R5为氢或C1～C4烷基；R6为如权利要求8、9、10、11或12定义的亲水性取代基；R7为C1～C4烷基、苯基或基团-C(O)OY9，其中Y9为氢或未取代或羟基取代的C1～C4烷基；R8为基团-C(O)Y9’或-CH2-C(O)OY9’，其中Y9’独立地具有Y9的含义；B’独立地具有上述B的含义之一，或为疏水性共聚单体的基团。
14．权利要求1～7任一项的复合材料，其中(齐聚物)表示通式(3a)的基团，且基团-(alk)-S-[B]p-[B’]q-Q为通式(3a’)的基团， 其中(alk)为C2～C4亚烷基，R5和R5’相互独立地表示氢或甲基，Q是适于用作聚合链反应终止剂的一价基团，p和q分别为0～100的整数，且(p+q)的总和为5～100的整数，R6和R6’相互独立表示基团-COOY，其中Y为C1～C4烷基、C2～C4烷基，它可被一个或两个选自羟基和-NR9R9’的取代基取代，其中R9和R9’相互独立地为氢或C1～C2烷基，或者为基团-CH2-CH2-O-(CH2CH2O)1-12-E，其中E为氢或C1～C2烷基；或为基团-C2～C4亚烷基-NH-C(O)-O-G，其中-O-G为各自具有1～8个糖单元的海藻糖或环糊精片断的基团；基团-CONY1Y2，其中Y1和Y2独立地表示氢，未取代或羟基取代的C1～C4烷基，或者Y1和Y2与相邻的N原子一起形成N-C1～C2烷基哌嗪或吗啉环；选自N-吡咯烷酮基，2-或4-吡啶基，2～甲基吡啶-5-基，2-、3-或4-羟基吡啶基，N-ε-己内酰胺基，N-咪唑基，2-甲基咪唑-1-基，N-吗啉基或4-N-甲基哌嗪-1-基的杂环基团；被一个或多个取代基取代的C1～C2烷基，所述取代基选自-SO3H和-OPO3H2；被-SO3H或磺基甲基取代的苯基；-COOH；基团-COOY4，其中Y4为被-COOH、-SO3H、-OSO3H或-OPO3H2取代的C2～C6烷基；基团-CONY5Y6，其中Y5为被磺基取代的C1～C6烷基，Y6为氢；或-SO3H；或其适宜的盐。
15．权利要求14的复合材料，其中p为10～50的整数，q为O，R5为氢，R6为-C(O)NH2。
16．权利要求14的复合材料，其中p为10～50的整数，q为0，R5甲基或氢，R6为基团-COO(CH2)2-4-NHC(O)-O-G，其中-O-G为海藻糖基团。
17．权利要求1～14任一项的复合材料，其中涂敷于亲水性表面并聚合的大分子单体具有下述通式， 其中R为氢或甲基，(alk)为C2～C4亚烷基，R5为氢或甲基，p为5～50的整数，Q为适于用作聚合链反应终止剂的一价基团，R6为基团-COO-C1～C2烷基，-COO-(CH2)2～4-OH，-CONH2，-CON(CH3)2，-CONH-(CH2)2-OH， 和-COO(CH2)2～4-NHC(O)-O-G，其中-O-G为海藻糖基团或最多有8个糖单元的环糊精片断。
18．权利要求1的复合材料，其中(齐聚物)为通式(3b)或(3b’)的基团。
19．权利要求1～18任一项的复合材料，其中大分子单体在基体材料表面上的聚合是通过辐射作用引发的。
20．权利要求19的复合材料，其中聚合通过UV辐射作用引发，时间为0.5～5分钟。
21．权利要求1～20任一项的复合材料，其中亲水性表面涂层可通过将至少一种大分子单体接枝到基体材料表面上得到，形成含有束缚链的瓶刷型结构。
22．权利要求l～20任一项的复合材料，其中亲水性表面涂层的涂层厚度为O.01～50μm，优选0.1～1μm。
23．一种生产复合材料的方法，该方法包括下述步骤(a)提供一种表面上共价键连有聚合引发剂基团的无机或有机基体材料；(b)向具有引发剂基团的的基体材料表面涂敷一种或多种不同的权利要求1的通式(1)表示的烯属不饱和亲水性大分子单体的涂层；(c)通过辐射作用，优选通过UV辐射作用，使不饱和亲水性大分子单体的涂层聚合。
24．权利要求23的方法，其中无机或有机基体材料为生物医学装置，特别是接触透镜、眼内透镜或人造角膜。
25．含有权利要求1～22任一项的复合材料的生物医学装置。
26．权利要求25的生物医学装置，其中生物医学装置为接触透镜、眼内透镜或人造角膜。
27．权利要求26的生物医学装置，该装置为接触透镜，且其泪液崩裂时间(TBUT)大于15秒。
28．权利要求1～22任一项的复合材料在生产眼科装置，特别是接触透镜、眼内透镜或人造角膜中的应用。
29．一种如下通式的化合物， 其中R1为氢、C1～C6烷基或基团-COOR’，R、R’和R1’相互独立地为氢或C1～C6烷基；(alk)为C2～C12亚烷基，A’为直接键、C1～C2亚烷基、亚苯基、亚苄基或基团-C(O)-或-C(O)-O-C2～C12亚烷基，Q、B、B’、p和q如权利要求1定义。
30．权利要求29的通式(1d)的化合物，其中R1和R1’分别为氢，R为氢或甲基，(alk)为C2～C4亚烷基，q为0，p为5～100的整数，优选5～50，A’为基团-C(O)-O-C2～C4亚烷基，B为如权利要求13定义的通式(4a)的基团。
31．一种如下通式的化合物， 其中A’’为基团-(A2)m-或-C(0)-X1-(alk*)-，且A2、B、B’、Q、R、R1、R1’、X、X1、(alk)、(alk*)、m、p和q如权利要求1定义。
全文摘要
本发明涉及一种新的复合材料,该材料包括(a)一种无机或有机基体材料,其表面上共价键有自由基聚合用的引发剂部分;和(b)可通过将一种或多种如权利要求书中所定义的通式(1)的不同烯属不饱和亲水性大分子单体涂敷到具有引发剂基团的基体材料上,并聚合所述的大分子单体得到的亲水性表面涂层。本发明的复合材料具有所需的基质粘附性、耐久性、亲水性、润湿性、生物相容性和渗透性,因此可用于生产生物医学制品,如眼科装置。
文档编号C08F2/00GK1298489SQ99805513
公开日2001年6月6日 申请日期1999年4月28日 优先权日1998年4月30日
发明者P·查伯莱希克, J·霍普肯, D·洛曼 申请人:诺瓦提斯公司