专利名称：：眼科和耳鼻喉科装置材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及改进的眼科和耳鼻喉科装置材料。特别地，本发明涉及具有提高的强度的、软质高折光指数丙烯酸装置材料。
背景技术：
：随着最近小切口白内障外科手术的进步，更多的重点已经放在了发展适合用于人造晶状体的软质可折叠的材料上。一般而言，这些材料分为三类水凝胶、硅酮和丙烯酸系树脂。一般而言，水凝胶材料具有相对低的折光指数，这4吏得它们与其它材料相比不太合乎需要，因为达到一定的折光能力需要更厚的透镜镜片。硅酮材料通常具有比水凝胶更高的折光指数，但是在折叠放入眼内后往往会急剧展开。急剧展开可能潜在伤害角膜内皮和/或割裂天然晶状体嚢。丙烯酸系树脂材料是合乎需要的，因为它们通常具有高的折光指数，并且与硅酮材料相比更加緩慢或可控制地展开。美国专利号5,290，892公开了适合用作眼内透镜("IOL")材料的高折光指数的丙烯酸系树脂材料。这些丙烯酸系树脂材料包含两种芳基丙烯酸单体作为主要组分。由这些丙烯酸材料制成的IOL可以辊压或折叠以通过小切口插入。美国专利号5，331，073还公开了软质丙烯酸IOL材料。这些材料包含两种丙烯酸单体作为主要组分，该两种丙烯酸单体通过它们各自的均聚物的性能来定义。第一种单体定义为其中其均聚物具有至少大约1.50的折光指数的单体。第二种单体定义为其中其均聚物具有小于大约22。C的玻璃化转变温度的单体。这些IOL材料还包含交联组分。此外，这些材料可以任选地包含不同于先前三种组分的第四种组分，其衍生自亲水性单体。这些材料优选具有总计小于大约15wt%的亲水性组分。美国专利号5，693，095公开了可折叠、高折光指数的眼科透镜材料，其包含至少大约90wt。/。的仅两种主要组分一种是芳基丙烯酸疏水性单体，一种是亲水性单体。该芳基丙烯酸疏水性单体具有以下通式XCH2=C-COCKCH2》m-Y-Ar其中X是H或CBb;m是0-6;Y为不存在、O、S或NR，其中R是H、CH3、CnH2n+1(n=l-10)、异OC3H7、C6BMilCH2C6H5;和Ar是任何芳族环，其可以是未取代的或者用CEb、C2H5、正-<:3117、异-<:3117、OCH3、C6Hu、Cl、Br、(:6115或(:112<:6115取代的。'095专利中描述的透镜材料优选具有大约-20至+25。C的玻璃化转变温度("Tg")。挠性眼内透镜可以折叠并通过小切口插入。一般而言，更软的材料可以在更大的程度上变形以便可以通过越来越小的切口插入。软质丙烯酸或甲基丙烯酸材料通常不具有允许IOL通过与硅酮IOL所需的那样小的切口插入的强度、挠性和不发粘的表面性质的合适的结合。硅酮弹性体的机械性能通过添加无机填料，通常为表面处理过的二氧化硅，而得到提高。表面处理过的二氧化硅也提高软质丙烯酸橡胶的机械性能，但是降低最终产品的光学透明度。折光指数更接近软质丙烯酸橡胶的备选填料材料是需要的。已知向M聚合物中添加增强用填料提高拉伸强度和抗撕裂性。增强通过限制聚合物链的局部运动自由度使该聚合物变硬并提高其韧性，并通过引入弱固定点的网络加强该结构。特定填料的增强能力取决于其特性(例如大小和表面化学性质)、与其一起使用的弹性体的类型和存在的填料的量。常规填料包括炭黑和硅酸盐填料，其中颗粒尺寸(对于最大的表面积)和湿润性(对于粘结强度)是最重要的。对于有效的增强来说，基体和填料之间的共价化学键通常是不需要的。最近的申请和综述请参见Boonstra，"Roleofparticulatefillersmelastomerremforcement:areview"iWj;附er1979，20，691,和Gu等人,"Preparationofhighstrengthandopticallytransparentsiliconerubber"五MA尸o(v附./1998，34，1727。发明概述已经发现了改进的软质可折叠的丙烯酸装置材料，其尤其适合用作IOL,但是还可用作其它的眼科或耳鼻喉科装置，如隐形眼镜、人工角膜(keratoprostheses)、角膜环或内嵌体、耳科通气管和鼻科植入体。这些聚合材料包含与在常规嵌段共聚物中发现的相似的微相分离区域。孩^目分离区域的存在提高了聚合材料的强度并且影响了其表面性质而无需添加的填料材料。本发明的材料的性能与具有相同的进料比率的统计(无规)共聚物不同。发明详述除非另外说明，所有组分的量都基于。/。(w/w)("wt。/。")给出。本发明的装置材料是自增强聚合材料。该材料通过以下物质的聚合制造a)单官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体[ll，b)双官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交联剂[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气氛下的真空脱气的聚丙烯模具中。将该填充的模具暴露在UV光下20分钟。如实施例l中说明的那样，将制品从该聚丙烯模具中取出并在室温下通过丙酮萃取除去残余单体。代表性的性能在表2中列出。实施例7.二甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)与丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸1,4-丁二醇酯的UV引发共聚合向20mL的闪烁管中装入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)。封闭该管并且搅拌该混合物大约1小时以允许该聚苯乙烯组分溶解。将该单体混合物通过1.0微米的玻璃纤维膜式过滤器过滤，并通过N2鼓泡脱气。添加2-羟基-2-甲基-l-苯基-丙-l-酮(Darocu,1173)(0.0310g)并且充分混合该溶液。将该单体混合物分配到N2气氛下的真空脱气的聚丙烯模具中。将该填充的模具暴露在UV光下20分钟。如实施例l中说明的那样，将制品从该聚丙烯模具中取出并在室温下通过丙酮萃取除去残余单体。代表性的性能在表2中列出。表2.与丙烯酸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>实施例8.曱基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)与丙烯酸2-苯基乙酯和lwt。/o的二丙烯酸l，4-丁二醇酯的UV引发共聚合向加mL的闪烁管中装入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)。封闭该管并且搅拌该混合物大约1小时以允许该聚苯乙烯组分溶解。使用l.O微米的玻璃纤维膜式过滤器将该单体混合物过滤，然后通过0.45微米的PTFE膜式过滤器，并且通过N2鼓泡进行脱气。添加2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙國l國酮(Darocu,1173)(0.0581g)并且充分混合该溶液。将该单体混合物分配到N2气氛下的真空脱气的聚丙烯模具中。将该填充的模具暴露在UV光下20分钟。如实施例l中说明的那样，将制品从该聚丙烯模具中取出并在室温下通过丙酮萃取除去残余单体。代表性的性能在表3中列出。实施例9.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)与丙烯酸2-苯基乙酯和2wt。/。的二丙烯酸l,4-丁二醇酯的UV引发共聚合向20mL的闪烁管中装入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)。封闭该管并且搅拌该混合物大约1小时以允许该聚苯乙烯组分溶解。使用l.O微米的玻璃纤维膜式过滤器将该单体混合物过滤，然后通过0.45微米的PTFE膜式过滤器，并且通过N2鼓泡进行脱气。添加2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙画l-酮(Darocur⑧1173)(0.0561g)并且充分混合该溶液。将该单体混合物分配到N2气氛下的真空脱气的聚丙烯模具中。将该填充的模具暴露在UV光下20分钟。如实施例l中说明的那样，将制品从该聚丙烯模具中取出并在室温下通过丙酮萃取除去残余单体。代表性的性能在表3中列出。实施例IO.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)与丙烯酸2-苯基乙酯和3wt。/o的二丙烯酸l,4-丁二醇酯的UV引发共聚合向加mL的闪烁管中装入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)。封闭该管并且搅拌该混合物大约1小时以允许该聚苯乙烯组分溶解。使用l.O微米的玻璃纤维膜式过滤器将该单体混合物过滤，然后通过0.45^L米的PTFE膜式过滤器，并通过N2鼓泡进行脱气。添加2-羟基-2-甲基-l-苯基-丙-U^Darocur1173)(0.0580g)并且充分混合该溶液。将该单体混合物分配到N2气氛下的真空脱气的聚丙烯模具中。将该填充的模具暴露在UV光下20分钟。如实施例l中说明的那样，将制品从该聚丙烯模具中取出并在室温下通过丙酮萃取除去残余单体。代表性的性能在表3中列出。表3.与丙烯酸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>聚苯乙烯大分子单体的添加提高了软质丙烯酸聚合物的强度性能，允许提高的变形而不发生破坏。例如，在表1中，与相同单体进料比率的丙烯酸2-苯基乙酯和苯乙烯的统计共聚物相比，丙烯酸2-苯基乙酯-聚苯乙烯甲基丙烯酸酯接枝共聚物(实施例l)具有提高的拉伸强度、断裂应变、抗撕裂性，和降低的模量。另外，与所有丙烯酸配制剂相比，苯乙烯组分的添加获得折光指数的提高，允许制造具有相同折射能力的较小质量的透镜。聚苯乙烯大分子单体的分子量还影响聚合物性能。在表2中，实施例4包含较高Mn的甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯，与用较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，这获得提高的拉伸强度和抗撕裂性，而模量仅有适度增加。DSC证实了此共聚物中的相分离形态(实施例4)。进一步提高该聚苯乙烯大分子单体MW获得提高的拉伸性能(实施例5)，然而此共聚物在光学上是不透明的，因为相分离的区域现在大得足以使光散射。二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯还可以与或不与另外的低分子量交联剂一起使用(表2，实施例6和7)以调节断裂应变。所有这些聚合物作为铸件具有优异的透明度。然而，7K合和加温后的光学透明度随交联剂浓度变化(表3)。与较低的BDDA浓度(实施例8)相比，当在40。C下7]C合时，具有较高的BDDA浓度的共聚物(实施例9，IO)显示提高的光学透明度。实施例ll.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)与丙烯酸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-丁二醇酯的热引发共聚合向20mL闪烁管中装入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)。封闭该管并搅拌以允许该聚苯乙烯大单体溶解。将该单体混合物通过1.0微米的玻璃纤维膜进行过滤。通过将N2鼓泡通过该单体混合物将该配制剂脱气。添加二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯(Perkadox16S)(0.02g)并充分混合该溶液。将该单体混合物分配到N2气氛下的真空脱气的聚丙烯模具中。然后将该填充的模具放入70。C的机械对流烘箱中l小时，然后在110。C下后固化2小时。将制品从该聚丙烯模具中取出并在室温下通过丙酮萃取除去任何残余单体。将该产物聚合物在60。C真空下干燥。与具有相同的进料组成的统计共聚物相比，这些接枝共聚物还显示降低的表面粘性，这提高了IOL的可制造性和操控性。已经通过参考某些优选的实施方案描述了本发明；然而，应当理解的是，在不脱离本发明的特殊或基本特征的情况下，本发明还可以以其它具体形式或其变化方案实施。因此认为上述实施方案是在各个方面的示例性说明而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述描述限定。权利要求1.一种聚合物眼科或耳鼻喉科装置材料，其包含a)单官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体[1]；b)双官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交联单体[2]；和c)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯大分子单体[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单体[4]；其中R、R′独立地＝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.权利要求l的聚合物装置材料，其中通式(l)的单体选自由其中R=H，B=0(CH2)2,Y-苯基；和R=CH3,B=0(CH2)4，Y-苯基的那些组成的组。3.权利要求l的聚合物装置材料，其中通式(2)的单体选自由其中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的那些组成的组。4.权利要求l的聚合物装置材料，其中通式(2)的单体选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(环氧乙烷)二曱基丙烯酸酯(数均分子量为600-1000);和它们相应的丙烯酸酯组成的组。5.权利要求l的聚合物装置材料，其中通式(3)的大分子单体选自由其中R=CH3,R'=H,X=0(CH2)2，Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3);和议=013,R'=CH3,X=0(CH2)2，Z-不存在，AK:H3CH2CH(CH3)的那些组成的组。6.权利要求l的聚合物装置材料，其中通式(4)的大分子单体选自由其中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)的那些組成的组。7.权利要求l的装置材料，其中该装置材料包含通式(l)的单体、通式(2)的单体、通式(3)的大分子单体和通式(4)的大分子单体。8.权利要求l的装置材料，其中通式(l)的单体的总量为至少50%(w/w)。9.权利要求8的装置材料，其中通式(l)的单体的总量为65-85。/。(w/w)。10.权利要求l的装置材料，其中通式(2)的单体的总量不超过15%(w/w)。11.权利要求10的装置材料，其中通式(2)的单体的总量小于3。/。(w/w)。12.权利要求l的装置材料，其中大分子单体(3)和(4)的总量为5-40o/o(w/w)。13.权利要求l的装置材料，其中通式(3)的大分子单体和通式(4)的大分子单体具有小于51，000的数均分子量。14.权利要求l的装置材料，其中该装置材料还包含选自由可聚合UV吸收剂和可聚合着色剂组成的组的成分。15.权利要求l的装置材料，其中该装置材料在干燥状态下具有的折光指数为至少1.47。16.权利要求l的装置材料，其中该装置材料具有小于25'C的连续相玻璃化转变温度。17.权利要求l的装置材料，其中该装置材料具有至少150%的伸长率和小于6.0MPa的杨氏模量。18.—种包含权利要求l的装置材料的眼科或耳鼻喉科装置，其中该眼科或耳鼻喉科装置选自由眼内透镜；隐形眼镜；人工角膜；角膜内嵌体或环；耳科通气管；和鼻科植入体组成的组。19.一种包含权利要求l的装置材料的眼内透镜。全文摘要本发明公开了具有提高的强度的、软质高折光指数装置材料。该材料包含聚苯乙烯大分子单体。文档编号G02B1/04GK101198887SQ200680020946公开日2008年6月11日申请日期2006年6月12日优先权日2005年6月13日发明者D·C·施吕特申请人:爱尔康公司