专利名称：具有接枝亲水涂层的硅酮水凝胶透镜的制作方法
具有接枝亲水涂层的硅酮水凝胶透镜本发明一般性地涉及ー种基于芬顿(Fenton)化学将亲水涂层接枝于硅酮水凝胶隐形眼镜上的成本有效且时间有效的方法。另外，本发明提供ー种具有接枝的亲水涂层的硅酮水凝胶隐形眼镜。背景近年来，软硅酮水凝胶隐形眼镜由于其高透氧性和舒适性而变得越来越流行。然而，硅酮水凝胶材料通常具有为疏水性(不可润湿)的表面或其表面的ー些区域。疏水性表面或表面积会从目镜环境中吸收类脂或蛋白质并可附着在眼睛上。因此，硅酮水凝胶隐形眼镜一般需要表面改性。已提出多种表面改性路线以使硅酮水凝胶隐形眼镜可润湿。一种路线为根据各种机理将亲水性聚合物附着于隐形眼镜上。例如，US6, 099, 122,US 6, 436, 48UUS 6, 447, 920,US 6，465，056、US6, 521，352、 US 6，586，038、US 6，623，747、US 6，730，366、US 6，734，321、US6, 835，410 禾P US 6，923，978公开了将亲水涂层接枝于隐形眼镜上的各种方法，所述隐形眼镜具有用于亲水聚合物光-或化学接枝的表面官能团，其中隐形眼镜的表面官能团固有地存在于透镜中且衍生自具有官能团的单体，或通过等离子体处理、等离子体诱导接枝聚合、使用官能光引发剂、将光引发剂共价连接和将具有官能团的单体光接枝，或其组合而引入。US 6，623，786公开了ー种通过順序地浸入光引发剂溶液和亲水大分子単体溶液中，然后通过将大分子単体光交联而光接枝亲水聚合物的方法。US 6，440，571公开了ー种通过将器件用亲水聚合物涂覆而借助亲水聚合物的反应性官能与固有地存在于医疗器件表面上或附近的反应性官能(即衍生自用于制备隐形眼镜的透镜配制剂中具有官能团的乙烯基单体的那些官能)之间的反应将医疗器件(包括隐形眼镜)的表面改性以提高其生物相容性或亲水性的方法。然而，那些接枝方法未用于商品中，因为限于具有固有地存在于透镜中的官能团的某些类型硅酮水凝胶隐形眼镜的其适用性、其复杂性、不足的成本效率和/或不足的时间效率。因此仍需要以成本有效和时间有效的方式生产具有可润湿且耐久涂层(表面)的硅酮水凝胶隐形眼镜的方法。发明概述在ー个方面中，本发明提供一种将亲水涂层应用于隐形眼镜上的方法，本发明方法包括如下步骤(a)将隐形眼镜连续地但不以特殊順序地浸入含有涂覆材料和任选过氧化氢的涂覆溶液、水和含有亚铁离子和任选过氧化氢的亚铁离子溶液中，其中涂覆材料为选自如下中的至少ー员亲水性乙烯基单体、聚((甲基)丙烯酸C1-C3羟烷基酷)均聚物、 (甲基)丙烯酸C1-C3羟烷基酯与至少ー种乙烯基单体的共聚物、聚(C1-C5羟烷基(甲基) 丙烯酰胺)均聚物、C1-C5羟烷基(甲基)丙烯酰胺与至少ー种乙烯基单体的共聚物、丙烯酸酯化多糖、甲基丙烯酸酯化多糖、乙烯基内酰胺的均聚物、至少ー种乙烯基内酰胺在ー种或多种亲水性乙烯基共聚单体的存在或不存在下的共聚物、丙烯酰胺均聚物、甲基丙烯酰胺均聚物、丙烯酰胺与ー种或多种亲水性乙烯基单体的共聚物、甲基丙烯酰胺与ー种或多种亲水性乙烯基单体的共聚物、聚氧化乙烯、聚氧化乙烯衍生物、聚-N-N-ニ甲基丙烯酰胺、聚O-乙基^i唑啉)、肝素多糖、多糖、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚内酯及其组合，其中涂覆材料通过芬顿反应中产生的羟基而无UV辐射地接枝于隐形眼镜的表面上。在另一方面中，本发明提供一种根据本发明方法得到的具有亲水涂层的硅酮水凝胶隐形眼镜。本发明的这些和其它方面由目前优选实施方案的如下描述变得清晰。详述仅为本发明的阐述且不限制由所附权利要求及其等效物限制的本发明范围。如本领域技术人员所知，可不偏离公开内容的新概念的精神和范围地进行本发明的许多变化和改进。本发明实施方案详述现在详细地參考本发明的实施方案。对本领域技术人员而言显然可作出本发明的各种改进和变化而不偏离本发明的范围或精神。例如，作为ー个实施方案的一部分阐述或描述的特征可用于另ー实施方案以获得又一实施方案。因此，本发明意欲涵盖在所附权利要求和它们的等效物范围内的这类改进和变化。本发明的其它目的、特征和方面公开于或由以下详述获悉。本领域技术人员应当理解本讨论仅为典型实施方案的描述，且不意欲限制本发明的更宽方面。除非另外定义，本文时所用所有技术和科学术语具有与本发明所属领域中技术人员通常理解的相同涵义。一般而言，本文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參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。本文所用命名法和下文所述实验室程序为本领域中熟知且常用的那些。“隐形眼镜”指可放置于佩戴者眼睛上或眼睛内的结构。隐形眼镜可矫正、改善或改变使用者的视力，但未必是这样。隐形眼镜可具有本领域中已知或最近发展的任何合适材料，并且可以为软透镜、硬透镜或混合透镜。“硅酮水凝胶隐形眼镜”指包含硅酮水凝胶材料的隐形眼镜。“硅酮水凝胶”指当完全水合时可吸收至少10%水的含硅酮聚合物材料，并可通过使包含至少ー种含硅酮乙烯基单体或至少ー种含硅酮大分子単体或至少ー种可交联含硅酮预聚物的可聚合组合物共聚而得到。如本文所用“乙烯基单体”指具有烯属不饱和基团并可光化或热聚合的低分子量化合物。低分子量通常意指小于700道尔顿的平均分子量。术语“烯键式不饱和基团”或“烯属不饱和基团”在本文中以广义使用，且意欲包括任何含有至少ー个> C = C <基团的基团。典型烯属不饱和基团包括但不限于丙烯酰基
οο CH3.
(一；^ 一 eH = ehH2)、甲基丙烯酰基,—;;一 i=eH2)、烯丙基、乙烯基〈—i = ^+苯乙烯基
或其它含C = C基团。术语“(甲基)丙烯酰胺”指甲基丙烯酰胺和/或丙烯酰胺。术语“(甲基)丙烯酸酷”指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酷。如本文所用，关于可聚合组合物或材料的固化或聚合的“光化”意指固化(例如交联和/或聚合)通过光化照射如UV照射、离子辐射(例如Y射线或X射线照射)、微波照射等进行。热固化或光化固化方法是本领域技术人员熟知的。如本文所用“亲水性乙烯基单体”指通常获得可水溶或可吸收至少10重量％水的聚合物作为均聚物的乙烯基单体。如本文所用“疏水性乙烯基单体”指通常获得不溶于水且可吸收小于10重量％水的聚合物作为均聚物的乙烯基单体。“大分子単体”或“预聚物”指含有能经受进一步聚合和/或交联反应的官能团的中和高分子量化合物或聚合物。中和高分子量通常意指大于700道尔顿的平均分子量。优选大分子単体含有烯属不饱和基团并可光化或热聚合。“聚合物”意指通过将ー种或多种单体或大分子单体聚合/交联而形成的材料。“水接触角”指通过将至少3个单独的隐形眼镜的测量求平均值得到的水接触角 (通过静滴法測量)。材料的固有“透氧性"Dk为氧气通过材料的速率。根据本发明，关于材料或隐形眼镜的术语“透氧性(Dk) ”意指表观透氧性，其根据实施例中所述库仑方法用90或100 μ m平均厚度的试样(膜或透镜)在測量面积上測定。透氧性惯例地以barrer为单位表示，其中 “barrer” 定义为[(cm3 氧气)(mm) / (cm2) (sec) (mm Hg) ] X 1(Γ10。透镜或材料的“氧透过率"Dk/t为氧气在測量面积上通过平均厚度为t [以mm为单位]的特定透镜或材料的速率。氧透过率惯例地以barrers/mm为单位表示，其中“barrers/ mm” 定义为[(cm3 氧气)Acm2) (sec) (mmHg) ] X 10_9。通过透镜的“离子渗透性”与离子流扩散系数D (以[mm7min]为单位)有关，其通过应用如下Fick法则測定D =-n，/(AXdc/dx)其中n’ =离子传输速率[mol/min] ；A =暴露的透镜面积[mm2] ；dc =浓度差 [mol/L] ；dx =透镜的厚度[mm]。本发明一般性地涉及ー种制备具有亲水涂层的隐形眼镜的成本有效和时间有效的方法。本发明部分地基于芬顿化学可用于将亲水涂层应用于隐形眼镜上的发现。根据芬顿化学，在过氧化氢和铁催化剂的溶液中存在以下两种反应Fe2++H202 — Fe3++0H · +OF (1)Fe3++H202 — Fe2++00H · +H+ (2)净结果是两个过氧化氢分子在铁催化剂的存在下转化成两个羟基和水。认为由于大多数隐形眼镜在隐形眼镜的聚合物基质中含有不稳定的氢原子，芬顿化学中产生的羟基可在隐形眼镜表面上或附近在隐形眼镜的聚合物基质中产生第二基团，大基团。进ー步认为透镜大基团的迁移性大大限于透镜内并可用于引发一种或多种亲水乙烯基单体的接枝聚合或亲水聚合物在透镜上的接枝交联。因此，透镜大基团产生效率是稍后接枝增长的关键因素。本发明可提供如下优点。首先，整个方法基于湿化学，因此不需要隐形眼镜的干燥。将亲水涂层接枝于本发明隐形眼镜上可在水、有机溶剂或水-有机混合物溶剂中进行。 用于芬顿反应的有机-水溶剂体系可使透镜溶胀并使涂覆材料吸收于透镜中。第二，涂覆方法可例如通过将隐形眼镜依次浸入一系列溶液浴中各自小于约10分钟的期间而实现。 这种方法可容易地在全自动批量生产环境中进行。第三，根据本发明方法得到的涂层可具有最小或无聚六亚甲基双胍(PHMB)的吸收，所述聚六亚甲基双胍为广泛用于透镜护理液中的抗菌剂。较高浓度的双胍可导致角膜炎和其它眼组织刺激。理想的是隐形眼镜上的涂层具有最小或不具有PHMB吸收。第四，用于亲水材料共价连接的涂覆方法可在非常短的时间期间如约10秒至约2分钟中实现。在ー个方面中，本发明提供ー种在室温下无UV照射而将亲水涂层应用于隐形眼镜上的方法，本发明方法包括步骤(a)将隐形眼镜连续地但不以特殊順序地浸入含有涂覆材料和任选过氧化氢的涂覆溶液、水和含有亚铁离子和任选过氧化氢的亚铁离子溶液中，其中涂覆材料为选自如下中的至少ー员亲水性乙烯基单体、聚((甲基)丙烯酸C1-C3 羟烷基酷)均聚物、(甲基)丙烯酸C1-C3羟烷基酯与至少ー种乙烯基单体的共聚物、聚 (C1-C5羟烷基(甲基)丙烯酰胺)均聚物、C1-C5羟烷基(甲基)丙烯酰胺与至少ー种乙烯基単体的共聚物、丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化多糖(例如甲基纤维素丙烯酸酯或甲基纤维素-甲基丙烯酸酯)、乙烯基内酰胺的均聚物(例如聚(N-乙烯基吡咯烷酮)均聚物)、 至少ー种乙烯基内酰胺在ー种或多种亲水性乙烯基共聚单体的存在或不存在下的共聚物 (N-乙烯基吡咯烷酮与至少ー种乙烯基单体的共聚物)、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的均聚物、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与ー种或多种亲水性乙烯基单体的共聚物、聚氧化乙烯(即聚乙ニ醇(PEG))、聚氧化乙烯衍生物、聚-N-N-ニ甲基丙烯酰胺、聚乙基^i唑啉)、肝素多糖、多糖、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚内酯及其組合，其中涂覆材料通过芬顿反应中产生的羟基在室温下而无UV辐射地接枝于隐形眼镜的表面上。根据本发明，隐形眼镜可以为任何隐形眼镜，包括软和硬隐形眼镜。优选的软隐形眼镜为硅酮水凝胶隐形眼镜。本领域技术人员已知如何制备硅酮水凝胶隐形眼镜，例如通过将包含至少含硅酮乙烯基単体或大分子単体、至少ー种亲水乙烯基单体或大分子単体和其它必需组分的透镜配制剂在模具中铸模。任何合适的亲水性乙烯基单体可在本发明中用作涂覆材料。亲水性乙烯基单体的实例为(这不是详尽的列挙)羟基取代的低级(甲基)丙烯酸烷基(C1-C3)酷、羟基取代的低级烷基乙烯基醚A1-C3烷基(甲基)丙烯酰胺、ニ-(C1-C3烷基)(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-乙烯基^i唑啉、2-乙烯基-4，4' -ニ烷基巧恶唑啉-5 酮、2-和4-乙烯基吡啶、氨基(低级烷基)-(其中术语“氨基”还包括季铵)、单(低级烷基氨基)(低级烷基)和ニ(低级烷基氨基)(低级烷基)(甲基)丙烯酸酯、烯丙醇、N-乙烯基C1-C3烷基酰胺、N-乙烯基-N-C1-C3烷基酰胺、重均分子量为至多1500的C1-C4烷氧基聚乙ニ醇(甲基)丙烯酸酯等。优选的亲水性乙烯基单体的实例为N，N- ニ甲基丙烯酰胺(DMA)、N，N- ニ甲基甲基丙烯酰胺(DMMA)ヽ2-丙烯酰氢基羟基乙酸、3-丙烯酰氨基-1-丙醇、N-羟乙基丙烯酰胺、N-[三(羟甲基)甲基]-丙烯酰胺、N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-乙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-乙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、 5-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-乙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-异丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、 1-异丙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丁基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-叔丁基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、丙烯酸2-羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酷、 甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、三甲基铵2-羟基丙基甲基丙烯酸酯氢氯化物、氨丙基甲基丙烯酸酯氢氯化物、甲基丙烯酸ニ甲基氨基乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸甘油酯(GMA)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、烯丙醇、乙烯基吡啶、重均分子量为至多1500的C1-C4烷氧基聚乙ニ醇(甲基)丙烯酸酷、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基异丙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、烯丙醇、N-乙烯基己内酰胺及其混合物。亲水聚合物也可用作涂层并可接枝交联于隐形眼镜上。亲水聚合物的优选实例包括但不限于乙烯基内酰胺的均聚物、至少ー种乙烯基内酰胺在ー种或多种亲水性乙烯基共聚单体的存在或不存在下的共聚物、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺均聚物、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与ー种或多种亲水性乙烯基单体的共聚物、聚氧化乙烯(即聚乙ニ醇(PEG))、聚氧化乙烯衍生物、聚-N-N- ニ甲基丙烯酰胺、聚乙基巧悉唑啉)、肝素多糖、多糖、聚乙烯醇 (PVA)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚内酯及其組合，优选在本发明中作为涂覆材料的亲水聚合物为乙烯基内酰胺的均聚物、至少ー种乙烯基内酰胺在ー种或多种亲水性乙烯基共聚单体的存在或不存在下的共聚物，或其组合。乙烯基内酰胺均聚物和共聚物的实例为聚乙烯吡咯烷酮和N-乙烯基吡咯烷酮与ー种或多种乙烯基単体的共聚物(例如N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸ニ甲基氨基乙酯的共聚物)。亲水聚合物的数均分子量Mn优选为5，000-500, 000,更优选10，000-300, 000,甚至更优选 20, 000-100, 000。在一个实施方案中，将隐形眼镜首先浸入含有涂覆材料的涂覆溶液中，然后浸入水中，其后浸入含有亚铁离子和过氧化氢的亚铁离子溶液中。在另ー实施方案中，将隐形眼镜首先浸入含有亚铁离子和过氧化氢的亚铁离子溶液中，然后浸入水中，其后浸入含有涂覆材料的涂覆溶液中。在另ー实施方案中，将隐形眼镜首先浸入含有亚铁离子且无过氧化氢的亚铁离子溶液中，然后浸入水中，其后浸入含有涂覆材料和过氧化氢的涂覆溶液中。在另ー实施方案中，亚铁离子溶液和/或涂覆溶液包含Sn2+离子。在优选实施方案中，通过使隐形眼镜与含锡(即Sn2+)溶液接触而将隐形眼镜预处理。含锡预处理可改善根据芬顿化学亲水性乙烯基单体的接枝聚合或亲水聚合物在透镜上的接枝交联。认为氢氧化锡[(Sn(OH)2]和羟基氯化锡[(Sn(OH)Cl]胶体膜在透镜的SnCl2-预处理期间形成，且它使得透镜表面对芬顿试剂产生的基团侵袭敏感以在透镜聚合物基质中形成大基团。在另ー优选实施方案中，将隐形眼镜通过包含阴离子基团的乙烯基单体如羧酸或磺酸，其后浸入阳离子狗2+中而预处理。认为阳离子狗2+会与这种乙烯基单体配合，导致狗2+在芬顿反应发生以前锚固在透镜表面上。形成的配合物使产生的氧化氢基团直接接近透镜主链，这有利于大基团产生和透镜接枝效率。在另ー优选实施方案中，将隐形眼镜用聚阴离子聚合物预处理以在隐形眼镜上形成聚阴离子聚合物层，然后依次浸入无过氧化氢的亚铁溶液、水，然后含有过氧化氢的涂覆溶液中。隐形眼镜与芬顿接枝涂覆方法中所用溶液的接触时间可持续至多约10分钟，优选约2至约360秒。用于形成本发明底涂层的锚固亲水聚合物的分子量Mw为至少约10，000 道尔顿，优选至少约50，000道尔顿，更优选至少约100，000道尔顿，甚至更优选约
8500，000-5，000，000 道尔顿。根据本发明，在与芬顿接枝涂覆方法中所用溶液接触以前，如本领域技术人员所知，可使硅酮水凝胶隐形眼镜经受用萃取溶剂萃取以从模制透镜中除去未聚合组分。作为选择，萃取步骤可在芬顿接枝涂覆方法以后进行。芬顿接枝涂覆方法中所用溶液可在将ー种或多种试剂溶于水中，并调整所得溶液的PH中制备。应当理解该溶液含有一种或多种如本领域技术人员已知的与水溶混的有机溶剤。本发明芬顿接枝涂覆方法中所用溶液中的涂覆材料浓度优选为在水或水/有机溶剂混合物中约0. 1至约70重量％。本发明芬顿接枝涂覆方法中所用溶液中的亚铁离子浓度优选为约0. 1至约40mM。本发明芬顿接枝涂覆方法中所用溶液中过氧化氢浓度优选为约1. 0至约80mM。一般而言，隐形眼镜与溶液的接触步骤可在约10至约125°C，优选约20至约 80°C，更优选约25至约35°C的温度下，最优选在室温下进行。根据本发明，将具有本发明芬顿接枝涂层的硅酮水凝胶隐形眼镜封装在含有包含润湿剂或粘度增强剂的封装溶液的透镜容器中。在另一方面中，本发明提供一种隐形眼镜，优选硅酮水凝胶隐形眼镜。本发明隐形眼镜包含芯材料，优选硅酮水凝胶材料，和根据本发明方法得到的亲水涂层。本发明硅酮水凝胶隐形眼镜具有可润湿表面，所述表面的特征是具有优选约90 度或更小，更优选约80度或更小，甚至更优选约70度或更小，最优选约60度或更小的平均水接触角。本发明硅酮水凝胶隐形眼镜具有优选至少约50barrer，更优选至少约6^arrer， 甚至更优选至少约SObarrer的透氧性。根据本发明，透氧性为根据实施例所述程序的表观 (当测试具有约100 μ m厚度的试样时直接测量的)透氧性。本发明硅酮水凝胶隐形眼镜具有约30至约200 μ m,更优选约40至约150 μ m，甚至更优选约50至约120 μ m，最优选约60 至约110 μ m的中心厚度。本发明硅酮水凝胶隐形眼镜可进一歩具有约1. 5MPa或更小，优选约1. 2MPa或更小，更优选约1. 0或更小，甚至更优选约0. 3MPa至约1. OMPa的弹性模量。本发明硅酮水凝胶隐形眼镜进一歩具有优选至少约1. 5X 10_6mm7min，更优选至少约2. 6X 10_6mm7min，甚至更优选至少约6. 4 X IO^mmVmin的离子流扩散系数D。本发明硅酮水凝胶隐形眼镜当完全水合时具有优选约18至约70%，更优选约20 至约60重量％的水含量。硅酮水凝胶隐形眼镜的水含量根据如US 5，849，811所公开的 Bulk Technique 测定。涂覆材料的上述各个实施方案和优选实施方案可用于本发明这一方面中。前述公开内容能使本领域技术人员实践本发明。为更好地使读者理解其具体实施方案和优点，建议參考以下实施例。实施例1透氧性测量.透镜的透氧性和透镜材料的氧透过率根据类似于美国专利 No. 5，760，100 禾ロ Winterton 等人的文章(The Cornea transactions of the World Congress on the Cornea 111, H. D.Cavanagh Ed. , Raven Press :New York 1988,第273-280页)所述的技术測定，通过引用将二者的全部内容并入本文中。氧通量(J)在湿単元(即气流保持在约100%相対湿度下)中在34°C下使用DklOOO仪器(可由Applied Design and Development Co.，Norcross, GA得到)或类似分析仪器测量。使具有已知百分数的氧气(例如21%)的空气流以约10-20cm3/min.的速率经过透镜的一面，而使氮气流以约10-20cm3/min的速率经过透镜的相对面。在測量以前将试样在试验介质(即盐水或蒸馏水)中在指定试验温度下平衡至少30分钟但不大于45分钟。在測量以前将用作重叠层的任何试验介质在指定试验温度下平衡至少30分钟但不大于45分钟。搅拌电机的速度设置为1200士50rpm，相当于在步进电机控制器上400士 15的指定设置。测量该体系周围的气压P測量。暴露于试验下的区域中透镜的厚度(t)通过用Mitotoya测微计VL-50或类似仪器测量约10个位置并求测量平均值而測定。氮气流中的氧浓度(即扩散通过透镜的氧气)使用DK1000仪器测量。透镜材料的表观透氧性Dkapp由下式測定Dkapp = Jt/ (P 氧)其中J =氧通量[微升02/cm2-分钟]Pe= (P测量-P水蒸汽)=(空气流中的％ O2)[匪Hg]=空气流中的氧分压P测量=气压(匪Hg)P水蒸汽=0讓Hg，在;34°C下(在干单元中)(匪Hg)P水蒸汽=40讓Hg，在;34°C下(在湿单元中)(讓Hg)t =暴露测试区上透镜的平均厚度(mm)Dkapp以为barrer单位表示。材料的氧透过率(Dk/t)可通过将透氧性(Dkapp)除以透镜的平均厚度(t)计算。离子渗透性測量.透镜的离子滲透性根据美国专利No. 5，760，100(通过引用将其全部内容并入本文中)所述程序測量。以下实施例中报告的离子渗透性的值为根据透镜材料Alsacon作为參比材料的相对离子流扩散系数(D Dref)。Alsacon具有0. 314X 10 / min的离子流扩散系数。水接触角測量.隐形眼镜上的水接触角为隐形眼镜的表面亲水性(或浸湿性) 的一般測量。特別是，低水接触角相应于更亲水的表面。隐形眼镜的平均接触角(Sessile Drop)使用来自位于Boston，Massachusetts的AST，Inc.的VCA 2500XE接触角测量设备測量。该设备能測量前进或后退接触角或固着(静止)接触角。測量在全水合隐形眼镜上且在如下吹干以后立即进行。将隐形眼镜从小瓶中取出并在 200ml新鮮DI水中洗涤3 次以从透镜表面上除去松散结合的包装添加剤。然后将透镜放在无绒清洁布上，良好地轻拍以除去表面水，安装在接触角測量支座上，用鼓风干燥，最后测量接触角。水膜崩裂时间(WBUT)试验.WBUT代表贡献于測量透镜浸湿性的水膜崩裂时间。 WBUT意指在将它从水中取出以后干点显示于透镜表面上所花的时间量，以秒表示。试验程序如下所述。将透镜从小瓶或包中取出；将5滴盐水(PBS、AQuify,ClearCare等)置于透镜一面上；翻转透镜并再将5滴盐水(PBS、AQuify, ClearCare等)置于透镜另一面上；将透镜放在食指上并使用你的拇指温和地摩擦透镜10秒。用盐水彻底冲洗透镜的两面。将第二容器，即透镜盒或小瓶用完全覆盖整个透镜的最小量的盐水填充，将透镜放入容器中并使其浸泡5分钟。将合适的容器用水填充并使透镜在水中平衡30秒。使用镊子温和地夹住透镜的边缘并缓慢地取出透镜。如果透镜折叠或卷起来，则将透镜放回水中直至它不折叠并重试。把透镜对着光井使用秒表或钟表，开始计数。一旦任何干点开始显示于透镜表面上吋，作为当水从透镜上流下时显示出的干区域，或作为随着时间数量会提高的小点， 停止计数。将透镜放回水中并记录时间。实施例2具有末端甲基丙烯酸酯基团的增链聚ニ甲基硅氧烷乙烯基大分子単体的制备在第一步骤中，通过使49. 85g α，ω -双(2_羟基乙氧基丙基)-聚ニ甲基硅氧烷与11. Ig异佛尔酮ニ异氰酸酯(IPDI)在150g干甲基乙基酮(MEK)中在0.063g 二月桂酸 ニ丁锡(DBTDL)的存在下反应而将α，ω-双(2_羟基乙氧基丙基)-聚ニ甲基硅氧烷(Mn =2000, Shin-Etsu, KF-6001a)用异佛尔酮ニ异氰酸酯封住。反应在40°C下保持4. 5小吋，形成IPDI-PDMS-IPDI。在第二步骤中，将164. 8g α，ω -双(2_羟基乙氧基丙基)-聚 ニ甲基硅氧烷(Mn = 3000, Shin-Etsu, KF-6002)和50g干MEK的混合物逐滴加入其中已加入另外0. 063g DBTDL的IPDI-PDMS-IPDI溶液中。将反应器保持在40°C下4. 5小时，形成 HO-PDMS-IPDI-PDMS-IPDI-PDMS-OH 然后在降低的压カ下除去MEK。在第三步骤中，将末端羟基在第三步骤中通过加入7. 77g甲基丙烯酸异氰酸根合乙酯(IEM)和另外0. 063g DBTDL 而用甲基丙烯酰氧基乙基封住，形成IEM-PDMS-IPDI-PDMS-IPDI-PDMS-IEM。具有末端甲基丙烯酸酯基团的CE-PDMS大分子単体的可选择制备将MO. 43g KF-6001加入装配有搅拌器、温度计、低温恒温器、滴液漏斗和氮气/ 真空入口转接器的I-L反应器中，然后通过应用高真空QX10_2毫巴)而干燥。然后在干氮气的气氛下，然后将320g蒸馏MEK加入反应器中并将混合物彻底搅拌。将0. 235g DBTDL 加入反应器中。在将反应器升温至45°C以后，在温和搅拌下将45.86g IPDI通过添加漏斗经10分钟加入反应器中。将反应保持在60°C下2小吋。将630g KF-6002溶于452g蒸馏 MEK中并搅拌直至形成均勻溶液。加入0.235g DBTDL，并将反应器在干氮气覆盖下保持在 55°C下整夜。第二天，通过闪蒸除去MEK。将反应器冷却，然后将22. 7g IEM排入反应器中， 其后是0.235g DBTDL。在3小时以后，加入另外3. 3g IEM，并使反应进行整夜。第二天将反应混合物冷却至18°C以得到CE-PDMS大分子単体。实施例3用単体配制剂制备隐形眼镜向棕色瓶中随后称重并加入15. 75g CE-PDMSUO. 25g N-[三(三甲基甲硅烷氧基)-甲硅烷基丙基]丙烯酰胺(Tris-Am)、11.5g N，N-ニ甲基丙烯酰胺(DMA)、12gl_丙醇 (I-PrOH)和0. 5g Darocur 1173。将混合物在环境温度下用磁力搅拌器搅拌15分钟。在将0. 25g LPEG 2000 (N-(羰基-甲氧基聚乙ニ醇-2000)-1, 2-ニ硬脂酰-sn-丙三基-3-磷酸乙醇胺，钠盐)加入配制剂中以后，将它在40°C下用磁力搅拌器搅拌15分钟。然后将配制剂用5 μ m过滤器过滤。然后加入0.05g Visitint分散体(在TRIS中的5%铜酞菁分散体)并在40°C下搅拌15分钟。将配制剂冷却至室温用于隐形眼镜铸造。透镜在球形LS_3Glass/Quartz模具中使用_3. OOD的功率和14. 29mm的掩模直径铸造。使用Hamamatsu灯以16mW/cm2的強度固化透镜27秒。强度无330nm截止滤光器而測量，然后放回过滤器。透镜通过将透镜用去离子水从模具上冲洗掉而解块并储存于水中直至接枝涂覆方法。作为选择，透镜如下铸造将聚丙烯透镜模具的阴模用约75微升如上制备的透镜形成材料填充，将模具用聚丙烯透镜模具的阳模(基线模具)封闭。隐形眼镜通过将封闭的模具在装配有飞利浦灯GO瓦，F405)的双面UV固化箱中固化而得到，其中顶部光強度为约3. 61mW/cm2，底部光強度为约3. 54mW/cm2。透镜通过将透镜用去离子水从模具上冲洗掉而解封并储存于水中直至接枝涂覆方法。实施例4制备在配制剂中具有N-乙烯基吡咯烷酮(NVP) (10% )的隐形眼镜透镜配制剂和透镜类似于实施例3制备，但具有如下組成实施例3中制备的 CE-PDMS 大分子单体(31.5%) ； Tris-Am (20. 5 % ) ；DMA(13% ) ；Darocur 1173(1. 0% )； N-乙烯基吡咯烷酮(NVP) (10 % ) ；L-PEG2000 (0. 5 % ), Visitint (0. 1 % )和异丙醇 (2-PrOH) (23. 4% )。隐形眼镜根据实施例3所述程序制备。实施例5制备在配制剂中具有丙烯酸羟乙酯(HEA) (6. 88% )的隐形眼镜透镜配制剂和透镜类似于实施例3制备，但具有如下組成实施例3中制备的 CE-PDMS 大分子单体(32.04%) ；Tris-Am(20. 38% ) ；DMA(15. 71 % )；丙烯酸 2-羟乙酯 (HEA) (6. 88%) ；DCl 173(1. 00%)；双丙烯酸亚甲基酯(MBA) (0. 2% ) ；LPEG2000 (0. 5% )和 I-PrOH(23. 2% )。隐形眼镜根据实施例3所述程序制备。实施例6用典型単体PEG-Ma的芬顿接枝涂覆方法单体-Fe2+溶液将50-70重量％ PEG-甲基丙烯酸酯(Mw = 360)在室温下溶于 DI水中，其含有l-20mM FeCl20单体- 溶液将50-70重量％ PEG-甲基丙烯酸酯(Mw = 360)在室温下溶于 DI水中，其含有10-40mM H2O2。将实施例4中制备的含有NVP的隐形眼镜浸入FeCl2水溶液QOmM)中约10秒， 然后在水浴中冲洗约2秒，最后在40mM H2O2的存在下浸入50% (ν/ν)典型単体PEG-甲基丙烯酸酯(Mw = 360)水溶液中约10秒。将涂覆透镜放入含有PBS的小瓶中并在约121°C 下压热器处理约30分钟。透镜的接触角从约112度(无芬顿接枝涂层的对照透镜)降至约80度。WBUT为约6秒。作为选择，将透镜浸入PEG-Ma単体溶液中约2分钟；然后浸入DI水中约10秒；然后将透镜浸入20mM Fe2+溶液中约2分钟；然后浸入40mMH2&溶液中约10秒。将透镜封装在PBS中并在约121°C下压热器处理约30分钟。静止接触角从约112度降至约80度，WBUT 为约7秒。实施例7用典型聚合物PVP的芬顿接枝涂覆方法将实施例4中制备的含有NVP的隐形眼镜浸入含有8重量％ PVP(Mw 360k)的 FeCl2水溶液QOmM)中约10秒，然后浸入40mM H2O2水溶液中10秒，然后在水浴中冲洗约 2分钟。将涂覆的透镜放入含有PBS的小瓶中并在约121°C下压热器处理约30分钟。透镜的接触角从约112度(无芬顿接枝涂层的对照透镜)降至约105度。WBUT从O提高至约7秒。实施例8
在有机-水溶剂混合物中的芬顿接枝涂覆PEG-MA(Mn 454)的芬顿接枝在水/有机溶剂中进行。结果显示浓度为约20%的水溶混性溶剂DMF、DMS0、MEK(甲基乙基酮)、乙腈和ニ(甘醇)可用于本发明芬顿涂覆方法中。另外，可通过芬顿反应交联的任何反应性表面活性剂如丙烯酸酯化或聚乙ニ醇化 (pegylated)非离子表面活性剂或PVP-PDMS、PEG-PDMS, DMA-PDMS共聚物可用于将可润湿聚合物接枝于透镜中。例如，将实施例4中制备的含有NVP的隐形眼镜浸入溶于含有20mMFeCl2的 20/80 (v/v，MEK/H20)溶剂中的50重量％ PEG-MA (Mn 454)中约20秒。然后将透镜浸入DI 水浴中20秒，然后浸入40mM H2O2水溶液中50秒。将涂覆透镜放入含有PBS的小瓶中并在约121°C下压热器处理约30分钟。透镜的接触角从约112度(无芬顿接枝涂层的对照透镜)降至约90度。WBUT提高至约6秒。实施例9用Sn(II)预处理的芬顿接枝涂覆SnCl2溶液制备.0.3M SnCl2溶液(pHl)通过将SnCl2溶于水中，然后用37% HCl将pH调整至约 1.0而制备。得到清澈溶液或0. 3M SnCl2溶液(pHl)通过将SnCl2溶于HCl溶液中而制备，所述HCl溶液通过将40ml 37% HCl储液加入水中并用水将体积调整至IL而制备。得到清澈溶液。将实施例4中制备的含NVP隐形眼镜浸入0. 3M SnCl2水溶液(pHl)中约5分钟， 然后浸入20mM FeCl2水溶液(pH 4)中约10秒，然后在水中冲洗约2秒，最后在40mM H2O2 的存在下浸入70% (v/v)PEG-甲基丙烯酸酯(Mw = 454)水溶液(pH 4)中约10秒。将涂覆透镜放入含有PBS的小瓶中并在约121°C下压热器处理约30分钟。透镜的接触角从约 112度(无芬顿接枝涂层的对照透镜)降至约46度。实施例10用配位剂AMPSA或MAA预处理在含HEA透镜上芬顿接枝涂覆含HEA隐形眼镜根据实施例5所述程序制备。芬顿接枝涂覆方法A.将隐形眼镜浸入2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸(AMPSA) (10重量％，pH 4) 中约3分钟。B.将隐形眼镜浸入甲基丙烯酸(MAA)溶液(10重量<%，pH4)中约3分钟。C.将隐形眼镜浸入AMPSA溶液(10重量％，pH 4)中约2分钟；浸入水中约2_3 秒；浸入FeCl2溶液(10mM，PH4)中约2分钟；浸入含有10重量％ Copolymer-845 (N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸ニ甲基氨基乙酯的共聚物)的溶液(PH4)和30mM H2O2中约2分钟。Dl.将隐形眼镜浸入MAA溶液(10重量％，pH 4)中约2分钟；浸入水中约2_3秒； 浸入FeCl2溶液(10mM，PH 4)中约2分钟；浸入含有10重量％ Copolymer-845的溶液(pH 4)，然后30mM H2O2中约2分钟。D2.将隐形眼镜浸入MAA溶液(10重量％，pH 4)中约2分钟；浸入水中约2_3秒； 浸入FeCl2溶液(10mM，PH 4)中约2分钟；浸入含有10重量％ Copolymer-845的溶液(pH4)，然后30mM H2O2中约2分钟。将涂覆的隐形眼镜封装在磷酸盐缓冲盐水中，密封并在约121°C下压热器处理约 30分钟。測定在高压釜以后隐形眼镜的水膜崩裂时间(WBUT)和水接触角，结果报告于表1 中。表权利要求
1.一种将亲水涂层应用于硅酮水凝胶隐形眼镜上的方法，其包括步骤将隐形眼镜连续地但不以特殊順序地浸入含有涂覆材料和任选过氧化氢的涂覆溶液、水和含有亚铁离子和任选过氧化氢的亚铁离子溶液中，其中涂覆材料为选自如下中的至少ー员亲水性乙烯基単体、聚((甲基)丙烯酸C1-C3羟烷基酷)均聚物、(甲基)丙烯酸C1-C3羟烷基酷与至少一种乙烯基単体的共聚物、聚(C1-C5羟烷基(甲基)丙烯酰胺)均聚物、C1-C5羟烷基(甲基)丙烯酰胺与至少ー种乙烯基单体的共聚物、丙烯酸酯化多糖、甲基丙烯酸酯化多糖、乙烯基内酰胺的均聚物、至少ー种乙烯基内酰胺在ー种或多种亲水性乙烯基共聚单体的存在或不存在下的共聚物、丙烯酰胺均聚物、甲基丙烯酰胺均聚物、丙烯酰胺与一种或多种亲水性乙烯基单体的共聚物、甲基丙烯酰胺与ー种或多种亲水性乙烯基单体的共聚物、聚氧化乙烯、聚氧化乙烯衍生物、聚-N-N-ニ甲基丙烯酰胺、聚O-乙基てi唑啉)、肝素多糖、多糖、 聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚内酯及其組合，其中涂覆材料通过芬顿反应中产生的羟基而无UV辐射地接枝于隐形眼镜的表面上以形成亲水涂层。
2.根据权利要求1的方法，其中所述涂覆材料为聚乙烯吡咯烷酮或N-乙烯基吡咯烷酮与一种或多种乙烯基単体的共聚物。
3.根据权利要求1的方法，其中所述涂覆材料为选自如下的亲水性乙烯基单体N， N-ニ甲基丙烯酰胺、N，N-ニ甲基甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰氨基羟基乙酸、3-丙烯酰氨基-1-丙醇、N-羟乙基丙烯酰胺、N-[三(羟甲基)甲基]-丙烯酰胺、N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-乙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-乙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-乙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-异丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-异丙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-正丁基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-叔丁基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟乙酷、丙烯酸羟丙酷、甲基丙烯酸羟丙酷、三甲基铵2-羟基丙基甲基丙烯酸酯氢氯化物、 氨丙基甲基丙烯酸酯氢氯化物、甲基丙烯酸ニ甲基氨基乙酷、甲基丙烯酸甘油酷、N-乙烯基-2-卩比咯烷酮、烯丙醇、乙烯基吡啶、重均分子量为至多1500的ら-(；烷氧基聚乙ニ醇(甲基)丙烯酸酷、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基异丙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、烯丙醇、N-乙烯基己内酰胺及其混合物。
4.根据权利要求1的方法，其中将所述隐形眼镜通过使隐形眼镜与Sn2+溶液接触而 Sn2+-预处理。
5.根据权利要求1、2、3或4的方法，其中接触首先以如下順序浸渍(1)在含有涂覆材料的涂覆溶液中；( 在水中；和在含有亚铁离子和过氧化氢的亚铁离子溶液中。
6.根据权利要求1、2、3或4的方法，其中接触首先以如下順序浸渍(1)在含有亚铁离子和过氧化氢的亚铁离子溶液中；( 在水中；和在含有涂覆材料的涂覆溶液中。
7.根据权利要求1、2、3或4的方法，其中接触首先以如下順序浸渍(1)在含有亚铁离子和过氧化氢的亚铁离子溶液中；( 在水中；和在含有涂覆材料的涂覆溶液中。
8.根据权利要求1、2、3或4的方法，其中接触首先以如下順序浸渍⑴在含有亚铁离子且无过氧化氢的亚铁离子溶液中；( 在水中；和在含有涂覆材料和过氧化氢的涂覆溶液中。
9.根据权利要求1、2、3或4的方法，其中亚铁离子溶液和/或涂覆溶液包含Sn2+离子。
10.根据权利要求1、2、3或4的方法，其中将隐形眼镜用聚阴离子聚合物预处理以在隐形眼镜上形成聚阴离子聚合物层，随后以如下順序浸渍(1)在无过氧化氢的亚铁溶液中； (2)在水中；和C3)在含有过氧化氢的涂覆溶液中。
11.根据权利要求1的方法，其中接触首先以如下順序浸渍(1)在含有包含羧酸或磺酸基团的乙烯基单体的涂覆溶液中；( 在含有亚铁离子且无过氧化氢的亚铁离子溶液中；C3)在水中；和(4)在含有过氧化氢的溶液中。
12.根据权利要求1-11中任ー项的方法，其中亚铁离子溶液和/或涂覆溶液包含Sn2+离子ο
13.根据权利要求1-12中任ー项的方法，其进ー步包括如下步骤将具有亲水涂层的隐形眼镜装在含有包装溶液的透镜容器中，所述包装溶液包含润湿剂或粘度增强剂；将容器密封；和将具有隐形眼镜的容器在115-125°C的温度下压热器处理约15至约90分钟的时间。
14.ー种根据权利要求1-13中任一项得到的硅酮水凝胶隐形眼镜。
15.根据权利要求14的硅酮水凝胶隐形眼镜，其中所述隐形眼镜具有选自如下的至少 ー种性能优选至少约40barrer的透氧性、约30至约200 μ m的中心厚度、约2. OMPa或更小的弹性模量、至少约1.5X10_6mm7min的离子流扩散系数D和优选约15%至约70%的水含量。
全文摘要
本发明提供一种基于芬顿(Fenton)化学将亲水涂层接枝于硅酮水凝胶隐形眼镜上的成本有效方法。亲水涂层在室温下无UV辐射地共价连接于隐形眼镜上。本发明还提供一种具有根据本发明方法得到的亲水涂层的硅酮水凝胶隐形眼镜。
文档编号G02C7/04GK102597856SQ201080048620
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月2日 优先权日2009年11月4日
发明者D·吴, J·D·普鲁伊特, X·钱 申请人:诺瓦提斯公司