专利名称：多臂大分子单体、其聚合材料及包含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，如眼镜片。
背景技术：
由含甲硅烷氧基的材料制备的生物医学装置，例如眼镜片，已经被研究了数年。这种材料可以大体被细分为两大类，即水凝胶类和非水凝胶类。水凝胶可以一种平衡态吸收并保持水分，而非水凝胶不能吸收足够的水分。忽略其含水量，水凝胶类和非水凝胶类的甲硅烷氧基和/或氟化的接触镜都趋向于具有相对疏水的、不可润湿的表面。对于很多生物医学应用，包括接触镜和人工晶状体，水凝胶代表着一类理想的材料。水凝胶是含水的、交联的聚合体系，可以保持含水在一个平衡态上。硅树脂水凝胶是一类已知的水凝胶，其特征是包含甲硅烷氧基材料。通常含甲硅烷氧基的单体通过自由基聚合与亲水性单体共聚，其中含甲硅烷氧基的单体或亲水性单体可作为交联剂(交联剂被定义为具有多种聚合官能度的单体)，也可以使用单独的交联剂。硅树脂水凝胶相对非硅树脂的水凝胶的优点是硅树脂水凝胶因为含甲硅烷氧基单体而通常具有更高的透氧性。因为这类水凝胶是基于包含交联剂的单体自由基聚合，所以这类材料是热固性聚合物。在诸如接触镜的生物医学装置领域，如透氧性、润湿性、材料强度和稳定性的各种物理性能和化学性能是必需平衡的一些因素，以提供适用的接触镜。例如，角膜是通过与大气接触接受氧的供给，因此良好的透氧性对某些接触镜材料是重要特性。润湿性也很重要， 因为如果镜片不足够润湿，则它不能保持润滑，就不能舒适地被佩戴于眼睛上。因此，最佳的接触镜应至少具有优异的透氧性和优异的泪液润湿性。硅树脂镜片的一个问题是硅树脂链会在镜片表面形成疏水区域。这会对润湿性， 眼球的运动和佩戴者的舒适度产生不利的影响。减轻该问题的一种方法是在硅树脂水凝胶接触镜的表面涂覆一层亲水性涂层，例如等离子体涂层。减轻该问题的另一种方法是在单体混合物中加入相对大量的亲水性单体，比如二甲基丙烯酰胺(DMA)和/或N-乙烯基吡咯烷酮。这种方法的一个缺点是有潜在可能出现 PVP和DMA低聚物的浸析，因为这些低聚物与甲基丙烯酸酯相对低的反应能力可能使其不能共价地键合到聚合物网络当中。因此，提供改良的生物医学装置是令人期望的，比如在长时间与人体接触时具有合适的物理化学特性(比如透氧性、光滑性和润湿性)和生物相容性的接触镜。提供以简单的、成本有效的方式很容易制备的生物医学装置也是令人期望的。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，提供一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，所述混合物包含(a) —种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链， 其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫羰基硫片段；和(b) —种或多种形成生物医学装置的单体。根据本发明的第二个实施方式，提供一种生物医学装置，其包括一种混合物的聚合产物，所述混合物包含(a) —种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含疏水性基团链节和RAFT试剂的终端硫-羰基-硫片段；以及(b) — 种或多种形成生物医学装置的单体。本发明所提及的生物医学装置有利地由至少一种或多种包含连接到一个核上的多个侧链的多臂大分子单体形成，其中每个侧链含有一个可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段。所述含有多个带有RAFT试剂的硫-羰基-硫片段的侧链的多臂大分子单体被明确限定为可以形成具有亲水的或光滑的(或者两者兼具的)表面的生物医学装置的多臂大分子单体。所述的诸如接触镜的生物医学装置的亲水的和/或光滑的表面大体上可防止或限制泪液中的脂肪和蛋白质吸附在眼镜上和防止它们最终被吸收进眼镜内， 从而保持接触镜的澄清度。这又保证了其工作质量从而使眼镜佩戴者感觉更为舒适。
具体实施例方式本发明旨在提供用于与人体组织或体液直接接触的生物医学装置。此处使用的术语“生物医学装置”是指设计用于哺乳动物组织或体液之中或者之上，优选地用于人体组织或体液之中或者之上的制品。代表性的生物医学装置的例子包括但不仅限于人工输尿管、 隔膜、宫内节育器、心脏瓣膜、导管、假牙衬垫、假肢装置、眼镜镜片，所述镜片是用于直接放置在眼睛里或者眼睛上，例如，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，最优选的为由硅树脂水凝胶制成的接触镜。此处所使用术语“眼科装置，，是指放在眼睛内或者眼睛上的装置。这些装置可以提供视力矫正、损伤护理、药物释放、诊断功能、化妆强化或化妆效果以及这些性能的组合。 有用的眼科装置包括但不限于眼镜片如软性接触镜(例如软性水凝胶镜片、软性非水凝胶镜片及其类似物)、刚性接触镜(例如刚性透气接触镜材料及其类似物)、人工晶状体、覆盖透镜、眼用膜剂、光学插入物等。按本领域技术人员理解，如果镜片可以向后折叠至自身上而不折断，则认为该镜片是软的。本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成的，所述混合物包含 (a) 一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段(或RAFT基团)；以及(b) —种或多种形成生物医学装置的单体。在一个实施方式中，本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成， 所述混合物包含(a) —种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段；以及(b) —种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述一种或多种多臂大分子单体不包括聚碳酸酯嵌段。在一个实施方式中，本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成， 所述混合物包含(a) —个或多个多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含一个可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段；以及(b) —种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述生物医学装置不是热塑性的。在一个实施方式中，本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成，所述混合物包含(a) —种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段；以及(b) —种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述生物医学装置是水凝胶。包含连接到一个核上的多个含RAFT试剂硫-羰基-硫片段的侧链的多臂大分子单体是通过RAFT聚合来制备的。例如，单体通过一种RAFT机理聚合以形成大分子单体；例如，每个侧链是一嵌段共聚物，其中每个嵌段的分子量和整个大分子单体的分子量被精确控制。因此RAFT聚合是一种制备具有很好确定的分子结构的和低分散性的多臂大分子单体的自由基聚合技术。适用于本发明的RAFT试剂是基于硫-羰基-硫化学，这是本领域普通技术人员所熟知的。RAFT试剂例如可以是含黄原酸酯的化合物、含三硫代碳酸酯的化合物、含二硫代氨基甲酸酯的化合物、或含二硫代酯的化合物，其中每个化合物含有一个硫羰基且优选含有一个硫-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，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含(a)—种或多种多臂大分子单体，所述多臂大分子单体包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b) —种或多种形成生物医学装置的单体。
2.根据权利要求1中所述的生物医学装置，其中每个所述侧链的硫-羰基-硫片段都是相同的硫-羰基-硫片段。
3.根据权利要求1和权利要求2中所述的生物医学装置，其中每个所述侧链的所述硫-羰基-硫片段包含二硫代羧酸酯基团，黄原酸酯基团、二硫代氨基甲酸酯基团或者三硫代碳酸酯基团。
4.根据权利要求1-3中所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多臂大分子单体包含3到10个侧链。
5.根据权利要求1-4中所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多臂大分子单体的侧链还包含一个或多个亲水性单元。
6.根据权利要求5中所述的生物医学装置，其中所述亲水性单元衍生自亲水性单体， 所述亲水性单体选自不饱和羧酸、丙烯酰胺、乙烯基内酰胺、聚(亚烷基氧)(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、含羟基的(甲基)丙烯酸酯、亲水性的碳酸乙烯酯、亲水性的氨基甲酸乙烯酯单体，亲水性的噁唑酮单体及其混合物。
7.根据权利要求5中所述的生物医学装置，其中所述亲水性单元衍生自烯键式不饱和可聚合烷氧基化聚合物，所述烯键式不饱和可聚合烷氧基化聚合物选自聚乙二醇 (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甲基丙烯酸酯及其混合物。
8.根据权利要求1-7中所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多臂大分子单体还包含一个或多个疏水性单元。
9.根据权利要求8所述的生物医学装置，其中所述疏水性单元衍生自疏水性单体，所述疏水性单体选自烯键式不饱和可聚合的含氟单体、烯键式不饱和可聚合的含脂肪酸酯的单体、烯键式不饱和可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体、具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合单体及其混合物。
10.根据权利要求1-9所述的生物医学装置，其中所述核包括含有取代的或者未取代的单环或者多环的基团。
11.根据权利要求1-10所述的生物医学装置，其中所述核包括一个或多个氧化亚烷基基团或者亚烷基。
12.根据权利要求1-11所述的生物医学装置，其中所述一种或多种形成生物医学装置的单体是含硅氧烷的单体。
13.根据权利要求1-12所述的生物医学装置，其中所述一种或多种形成生物医学装置的单体是亲水性单体或者疏水性单体。
14.根据权利要求1-13所述的生物医学装置，其中所述装置选自接触镜、刚性透气接触镜、软性接触镜、水凝胶接触镜、人工晶状体和角膜植入物。
15.根据权利要求1-13所述的生物医学装置，其中所述装置是水凝胶。
全文摘要
本发明公开生物医学装置，例如接触镜，所述生物医学装置是由一种混合物的聚合产物形成的，所述混合物包含(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体。
文档编号G02B1/04GK102460222SQ201080026647
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月14日 优先权日2009年6月16日
发明者I·M·努涅斯, J·F·孔茨勒, J·G·林哈特, J·亨特 申请人:博士伦公司