专利名称：接触透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造接触透镜和适用于这种方法的可聚合组合物。
背景技术：
自从20世纪70年代中包含硅氧烷单体和多氟化单体的可透气性刚性接触透镜材料的发明以来，使用类似的技术来提高软质的、亲水性接触透镜材料的氧渗透性一直是该领域研究人员的目标。为了大幅度提高亲水性配方的氧渗透性，一种流行的解决方案是将大量的包含硅氧烷、氟或氟硅氧烷官能团的疏水性单体(单独或组合地)添加到含亲水性单体的配方中。这些疏水性单体与亲水性单体的相容性通常是差的，导致相分离和材料不透明，这对于如接触透镜的其中光学透明度至关重要的应用达不到理想效果。因此，氧渗透性或Dk的增加(其可通过添加所描述的疏水性材料来实现)可以显著损害透镜材料的其他关键性能。通过使用大量疏水性的硅氧烷、氟化的或氟硅氧烷化合物以改善氧渗透性在平衡成功的接触透镜材料所要求的所有性能方面是非常困难的，因为控制最终材料的不同性质的机制常常是对立的，使得所有性能的同时优化非常困难。因此硅氧烷水凝胶接触透镜材料必然是折中的解决方案，其中通过改变配方或加工条件来改善一种材料性可能会对另一性能产生不利影响。从描述相容性问题的解决方案的最早的专利(如1979年的美国专利US4139513)到将近20年后在20世纪90年代中期首次商业化成功的Bausch和 Lomb(Purevision )和视康(Focus Night and Day )制造的硅氧烷水凝胶产品的出现之间所经过的时间可以证明要取得所需的性能平衡的困难程度。即使可以将材料配制为光学透明，在分子水平上的微相分离仍可能导致对如镜片吸湿性和表面摩擦的性能的不利影响，且包含高水平的疏水性材料可导致模量(刚度)增加、产品稳定性差和生物相容性差(包括增加脂质和蛋白质沉积)。因此，需要产生无相分离和光学透明的且保留了许多其他对于成功用作接触透镜材料的关键性能的具有增加的 Dk的硅氧烷水凝胶。“分离的相”是指在一种材料中具有两个或多个不同相的非均质材料， 这些相具有显著不同的化学组成。一种常用于解决包含疏水性硅氧烷的材料和亲水性单体的不良相容性的问题以减少微相分离的方案是使用非反应性相容剂，例如溶剂或稀释剂。这些溶剂或稀释剂在最终固化过程之前添加到配方中，且不构成最终聚合物的一部分。一旦透镜铸成，通常通过有机溶剂提取来去除这些非反应性溶剂或稀释剂，这是复杂的和繁琐的过程，专利EP1752166 和EP1982825中描述了这样的例子。W02004/081105公开了使用特定稀释剂改善硅氧烷组分与亲水性组分的相容性，然后必须使用三次溶剂/水混合物(IPA 水的体积比为 70 30)的交换从固化的聚合物中将稀释剂提取出来。这种工艺增加了制造工艺的复杂程度，并直接和间接地增加了成本，资金成本、建筑成本及建立和运行使用有潜在危险的易燃有机溶剂的工艺的保险费用是可观的。还必须考虑日益重要的环境因素，且处置或回收有机溶剂废弃化学品的成本不断上升。
上面引用的公开并没有预期专门水性提取的使用。然而W02008/054667确实描述了利用具有选择的Hanson溶解度参数的溶剂制造接触透镜的方法，以使得得到的眼镜可以仅使用水性溶液来提取。虽然这后一文献描述了使用水性溶液来提取接触透镜聚合物， 但它并没有避免配方中溶剂的需要，这由于在镜片铸造阶段使用挥发性有机溶剂而又导致成本增加和制造的复杂性，其使用在现代化的生产环境中不是优选的。对硅氧烷水凝胶来说，必须通过有效水化和提取过程解决的进一步的问题是可能在固化的材料中存在的难溶于水的低水平的化合物。这些难溶于水的化合物可包括但不限于杂质、低聚物和未反应的单体，以及残留的溶剂或稀释剂，且难以利用水性提取工艺有效地去除。这些杂质、化合物或未反应的单体、溶剂和稀释剂可以渗入泪膜并可引起不适，或在极端情况下当镜片放置在眼睛上时引起刺痛。这对患者的舒适度显然不利且必须避免。 不受限于任何理论，据信这些化合物在性质上可以是，例如，双亲分子，且以极低浓度存在， 使得利用标准分析方法非常难以鉴定。另一个困难是，这些可能会导致眼刺痛或眼部不适的化合物用目前可用的筛选方法不一定指示为细胞毒性的，因为这些方法对低浓度的这些化合物没有所需的灵敏度，或者细胞毒性和刺痛的机制根本不同。这使得有效体外筛选方法的发展受到挑战。考虑到这些问题的硅氧烷水凝胶的水化工艺已经披露，包括US2007/0231292， 它描述了使用作为渗滤助剂的添加剂以促进不需要的残留溶剂和杂质从材料中的去除。 W02007/111973描述了基于溶剂的配方的水性提取以去除残留的溶剂和少量难溶于水的化合物，这至少部分地是在升高的温度下实现。该公开在镜片铸造工艺过程中没有避免使用溶剂，也没有预期通过专门水性提取和水化工艺的无溶剂配方的使用。无论是单独或与硅氧烷单体结合使用氟化单体用于生产具有所需氧渗透性的刚性透镜(RGP)已充分记载，例如W093/23773，且研究者已经试图利用该RGP技术与亲水性单体结合来生产含硅氧烷单体或含硅氧烷单体和氟化单体的水凝胶聚合物。美国专利 US6649722 (Rosenzweig等)记载了含硅氧烷单体和与亲水性单体、TRIS和不同分子量的氟化分子结合的大分子的配方。由Lee等人(材料化学杂志，2000年10期，859-865页)利用类似于Rosenzweig在不存在含硅氧烷的单体的情况下所用的那些单体的含磺胺单体进行的工作声称得到可用的水凝胶。然而，报道的这些材料的氧渗透性比制造可用透镜片所需要的性能明显较低。已提出了替代方案，其包括在不存在含硅氧烷单体或大分子单体的情况下氟化分子与亲水性单体结合。美国专利US5011275 (Mueller等人)描述了声称具有所需机械性能的材料。然而，与含硅氧烷聚合物相比，这些材料的氧渗透性通常是差的。另一种替代方法是将氟部分作为侧链或者作为端基引入与含硅氧烷分子共价连接的基团中。在US5321108和US5908906(Kunzler等人)中，报道了通过使用这种方法，可以将较高分子量的分子引入硅氧烷水凝胶中，以及所制造的接触透镜的相对软度或硬度可通过增加或减少这些组分的分子量来改变。这些专利还报告亲水性共聚单体中的氟化硅氧烷的相容性和溶解性大大改善达到不需要额外的增溶剂或相容剂的程度，然而这两篇专利都包括在置于水性体系之前用溶剂提取所得聚合物的步骤。在US5959117和EPl 196499 中作者采用了类似的方法，其中所描述的可选择的含氟大分子单体可以是单官能或双官能的，且在这两种情况下，聚合物先用有机溶剂再用沸水提取，然后在缓冲盐水中平衡。
EP1985645描述了一系列具有一个可聚合官能团的硅氧烷大分子单体。所公开的单体之一是单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚三氟丙基甲基硅氧烷。US5321108描述了使用含聚硅氧烷单体的氟化侧链以改善含硅氧烷单体与亲水性单体的相容性。包含与氟化侧链的末端二氟化碳原子连接的氢原子据称改善这些单体与亲水性单体的相容性。全氟化的侧链据称不溶于亲水性单体。该发明的聚合物膜用2-丙醇提取过夜，然后在缓冲盐水中煮沸。因此，这些文献公开了通过引入氟化部分避免在透镜铸造过程中使用溶剂的方法。然而，它们没有避免对昂贵、危险和复杂的有机溶剂提取工艺的需要。因此仍存在通过无溶剂配方及具备利用完全和专门的水性系统来水化和从透镜中提取杂质的能力的组合大量生产模铸的硅氧烷水凝胶透镜或其他生物医学和眼科装置的需求，其中该透镜保留了成功接触透镜材料所必需的全部性能。已经发现，令人惊奇的是这可以通过仔细选择配方的组分和优化加工条件来实现。
发明内容
术语“眼科装置”指的是设计为置于眼部环境中的装置。这包括但不限于软质接触透镜、硬质接触透镜、巩膜透镜、人工晶状体。本发明还涉及其他生物医学装置，如用于伤口敷料、药物递送或其他假体的水凝胶。因此，本发明的第一方面，提供制造接触透镜的方法，该方法包括以下步骤a)在模具中使包含以下组分的可聚合配方反应以形成接触透镜(1)至少一种具有以下通式的含氟硅氧烷单体，其中X是可聚合基团，各个札独立地为CV6烷基或R4-CF3基团，其中R4独立地为 CV6烯基，各个&独立地为CV6烯基或含氟Ch6烯基，R3是单价的直链或支链烷基、包含1 到30个Si-O单元的硅氧烷链、苯基、苄基、含杂原子的直链或支链基团或其组合，m为1到 6，η为0到14，ρ为1到14，η+ρ彡15，Y是二价连接基团，a为0或1，其中q是1到3，和 r 为 3-q ；(2)至少一种不含氟硅氧烷单体和(3)至少一种亲水性单体，b)使接触透镜经历一个或多个溶剂提取步骤以去除杂质、低聚物和未反应的单体和使接触透镜水化，其中所有的溶剂提取步骤用水性溶剂进行。优选含氟硅氧烷单体的q 值为1到2。更优选含氟硅氧烷单体具有如下结构
权利要求
1. 一种制造接触透镜的方法，包括以下步骤a)在模具中使可聚合的配方反应以形成接触透镜，所述配方包含(1)至少一种具有如下通式的含氟硅氧烷单体，
2.如权利要求1所述的方法，其中组分(1)的总量为总配方的至少20重量％，且组分 ⑴和⑵的总量低于总配方的50重量％。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包含至少一种交联剂。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包含不含硅的疏水性单体。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述亲水性单体包括N-乙烯基吡咯烧酮、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N, N- 二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸2-羟乙基酯中的一种或多种。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中N，N-二甲基丙烯酰胺的存在量为3到10重量％。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述不含氟硅氧烷单体包括甲基丙烯酸三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基酯。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中q为1或2。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含氟硅氧烷单体包括
10.无溶剂的可聚合配方，所述配方包含(1)至少一种具有如下通式的含氟硅氧烷单体其中X是可聚合基团，各个R1独立地为Cp6烷基或Ii4-CF3基团，其中R4独立地为CV6 烯基，各个&独立地为Cp6烯基或含氟Cp6烯基，R3是单价直链或支链烷基、包含1到30个 Si-O单元的硅氧烷链、苯基、苄基、含杂原子的直链或支链基团或其组合，m为1到6，η为O 到14，ρ为1到14，η+ρ彡15，Y是二价连接基团，和a为O或1 ；(2)至少一种不含氟硅氧烷单体；和(3)至少一种亲水性单体，其中组分(1)的总量为总配方的至少20重量％，且组分(1)和O)的总量低于总配方的50重量％。
11.可聚合配方，包含(1)20重量％到35重量％的至少一种具有下式的含氟硅氧烷单体其中η为1到10 ；(2)15重量％至35重量％的至少一种不含氟硅氧烷单体；(3)25重量％至60重量％的N-乙烯基吡咯烷酮或N-甲基-N-乙烯基乙酰胺 2重量％至10重量％的甲基丙烯酸2-羟乙基酯，其中组分⑴和⑵的总量少于50重量％。
12.可聚合配方，包含(1)20重量％到35重量％的至少一种具有如下通式的含氟硅氧烷单体
全文摘要
一种制造接触透镜的方法，包括以下步骤在模具中使可聚合的配方反应以形成接触透镜，所述配方包含至少一种含氟硅氧烷单体、至少一种不含氟硅氧烷单体和至少一种亲水性单体，使接触透镜经历一个或多个溶剂提取步骤以去除杂质、低聚物和未反应的单体和使接触透镜水化，其中所有的溶剂提取步骤使用水性溶剂进行。
文档编号G02B1/04GK102576092SQ201080046803
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者I·吉普森, R·A·布罗德 申请人:索弗龙隐形眼镜有限公司