专利名称：具有末端硅氧烷的非反应性亲水性聚合物及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及亲水性聚合物，其具有含末端硅氧烷的链段。可以将该亲水性聚合物复合到多种基底中，包括医疗装置，以改善它们的润湿性、润滑性和蛋白质摄取。
背景技术：
自20世纪50年代起，市场上就可购买到改善视力的接触镜片。第一副接触镜片由硬质材料制成。尽管这些镜片目前仍在使用，但是由于它们的初始舒适性较差并且透氧 性相对较低，因而并未得到广泛使用。后来随着本领域的发展进步，出现了以水凝胶为基础的软质接触眼镜。许多使用者发现软质镜片更舒适，并且舒适度的提高允许软质接触镜片的使用者佩戴镜片的时间比硬质接触镜片的使用者更长。另一类可用的接触镜片是有机硅水凝胶接触镜片。将包含有机硅的组分与常规的水凝胶组分相结合，形成显示具有比常规水凝胶更高的透氧度的有机硅水凝胶。然而，与常规的水凝胶镜片相比，一些有机硅水凝胶显示具有不利的高接触角和蛋白质摄取。已经公开了多种适于处理预成型的有机硅水凝胶接触镜片的化合物，包括表面反应性分段型嵌段共聚物，基本上可溶于水的含有机硅的表面活性剂，官能化的混合PDMS/极性两亲共聚物嵌段体系，包括聚二甲基硅氧烷-PVP嵌段共聚物和(甲基)丙烯酸酯化的聚乙烯基吡咯烷酮。仍然需要改善接触镜片的性质尤其是有机硅水凝胶接触镜片的性质的方法。
发明内容
本发明涉及聚合物制品，在一个实施例中涉及包含有机硅的眼科装置，并在一个实施例中涉及有机硅水凝胶和至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物，在所述聚合物的主链中，包含具有约300至约5000聚合度的亲水链段，和在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机娃链段，其中所述有机娃链段包含约6和约200个之间的甲娃烧氧基单元，其中所述非反应性亲水性聚合物通过线性有机硅嵌段而与所述有机硅水凝胶结合并为所述眼科装置提供比有机硅水凝胶减少至少约20 %的脂质摄取。在另一个实施例中，本发明涉及包含至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物的组合物，所述聚合物包含具有约300至约5000聚合度的亲水链段和在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元，并且所述非反应性亲水性聚合物通过线性有机硅嵌段而与包含至少一种疏水性聚合物组分或区域的基底、诸如含有机硅的聚合物(诸如有机硅水凝胶)结合。
图I用制备例3的聚合物的多角度激光光散射(SEC-MALLS)结果示出了尺寸排阻色谱。图2示出了实例34-46的脂质摄取与亲水聚合度的关系图。图3示出了实例34-46的脂质摄取与亲水聚合度的关系图。
具体实施例方式如本文所用，非反应性是指不能形成显著的共价键合。没有显著的共价键合是指虽然可以存在微弱程度的共价键合，但只是将润湿剂保持在聚合物中的附带事件。无论可以存在什么样的附带共价键合，它本身都不足以保持非反应性亲水性聚合物与聚合物基质或在聚合物基质中的结合。相反，使润湿剂与聚合物相结合的主导作用是有机硅链段的至少一部分的截留。根据本说明书，当有机硅链段物理上保持在至少部分疏水的聚合物基质 中或锚定到其上时，有机硅链段即被“截留”。这可以通过有机硅链段在至少部分疏水的聚合物基质中的缠结、范德华力、偶极-偶极相互作用、静电吸引、氢键以及这些作用的组合来实现。如本文所用，至少部分疏水的聚合物基质是包含衍生自疏水组分，诸如疏水单体、大分子单体和预聚物的重复单元的那些。疏水组分是不溶于水并在聚合时具有大于约90°的接触角的那些。如本文所用，稳定是指化合物通过会不利地影响润湿剂的所需性质或润湿剂与聚合物基底的组合的单次30分钟、121°C的高压灭菌循环后不会发生变化。例如，在一些实施例中，硅氧烷链段与亲水性聚合物链段之间的酯键是不可取的。可以在干燥状态或存在与眼科相容的盐水溶液，诸如但不限于硼酸缓冲盐溶液的情况下进行高压灭菌。如本文所用，近单分散是指I. 5或更小的多分散性。在一些实施例中，本发明的聚合物显示具有小于约I. 3的多分散性，并在其他实施例中，在约I. 05与I. 3之间。如本文所用，结合是指亲水性聚合物在没有共价键合的情况下保持在至少部分疏水的聚合物中。如本文所用，链段是指具有重复单元的一段聚合物，其中所述重复单元具有相似的性质，诸如组成或亲水性。如本文所用，有机硅链段是指_[SiO] _。每个-[SiO]-重复单元中的Si原子可以是烷基或芳基取代的，优选地被Cu烷基取代，并在一个实施例中被甲基取代，以形成二甲
基娃氧烧重复单兀。如本文所用，线性有机硅链段是指在聚合物主链中具有硅和氧原子的硅氧烷重复单元。例如，聚二甲基硅氧烷是线性有机硅链段的例子，因为主链中包含-SiO-基团。PolyTRIS不是线性有机硅链段，因为包含的硅氧烷基团是碳-碳主链的侧基。如本文所用，基底是指制品，诸如片材、膜、管或更复杂的形式，诸如生物医疗装置。如本文所用，生物医疗装置是设计为在哺乳动物组织或流体中或者哺乳动物组织或流体上使用的任何制品。这些制品的例子包括但不限于导管、植入物、支架、缝合线和眼科装置，诸如人工晶状体和接触镜片等。
如本文所用，术语镜片是指位于眼内或眼上的眼科装置。这些装置可以提供光学校正、美容效果、紫外线阻隔和可见光或眩光减少、治疗效果、包括伤口愈合、药物或营养物递送、诊断评估或监控，或者它们的任何组合。术语“镜片”包括但不限于软质接触镜片、硬质接触镜片、人工晶状体、覆盖镜片、眼用膜剂和光学嵌件。如本文所用，含有机硅的聚合物是包含有机硅或硅氧烷重复单元的任何聚合物。含有机硅的聚合物可以是均聚物，诸如硅氧烷弹性体，或共聚物，诸如氟代有机硅和有机硅水凝胶。如本文所用，有机硅水凝胶是指这样的聚合物，其含有包含有机硅的重复单元，并且水含量为至少约10%，并在一些实施例中为至少约20%。如本文所用，RAFT是指可逆加成断裂链转移聚合。如本文所用，反应性组分是聚合反应混合物中在发生聚合反应后变成聚合物结构的一部分的组分。因此，反应性组分包括共价键合到聚合物网络中的单体和大分子单体，以及不会共价键合到聚合物网络、但永久性或半永久性地与聚合物相结合的组分。不会共价键合的组分的例子包括不可聚合的润湿剂、药物等。不会变成聚合物结构部分的稀释剂和加工助剂不是反应性组分。如本文所用，取代的是指包含卤素、酯、芳基、烯烃、炔烃、酮、醛、醚、羟基、酰胺、胺以及它们的组合的烧基。如本文所用，自由基源是指任何合适的生成自由基的方法，诸如合适化合物的热致均裂反应(热引发剂，诸如过氧化物、过氧化酯或偶氮化合物)，由单体自发产生(如苯乙烯)，氧化还原引发体系，光化学引发体系或高能量辐射，诸如电子束、X-或Y-辐射。已知的充当“自由基源”的化学物质通常被本领域的技术人员称为引发剂，出于本发明的目的，也将它们这样称谓。本发明的稳定的非反应性亲水性聚合物包含亲水性链段和在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段。有机硅链段包含约5和约200个之间的甲
娃烧氧基单兀。在一个实施例中，稳定的非反应性亲水性聚合物具有通式I :
Li R3 4 R5/s\ \
\ / I \ /|I // I I
D-汽j ηV門 i 汽^JiII
K-J--Ol--U-Ol I Kg A-Kg I LI-O |
\ η I式I其中R1至R6、R9、X、Q、Z、n、t和p如下文所定义，并可以通过接触以下物质而形成(i)至少一种具有式H2C = UV的亲水性单体，(ii)链转移常数大于O. I的式II的聚硅氧烷RAFT剂；
权利要求
1.一种包含至少一种稳定的近单分散的非反应性亲水性聚合物的组合物，在所述聚合物的主链中，所述聚合物包含聚合度为约300至约10，000的亲水链段、以及在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元，并且所述非反应性亲水性聚合物通过所述线性有机硅嵌段与有机硅水凝胶结合。
2.根据权利要求I所述的组合物，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约10，000之间的聚合度。
3.根据权利要求I所述的组合物，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约5000之间的聚合度。
4.根据权利要求I所述的组合物，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约2000之间的聚合度。
5.根据权利要求I所述的组合物，其中基于所述聚合度，所述非反应性亲水性聚合物中存在的亲水链段和线性有机硅链段的比例在13:1和500:1之间。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中基于聚合度，亲水链段与线性有机硅链段的所述比例在30:1和200:1之间。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中基于聚合度，亲水链段与线性有机硅链段的所述比例在70:1和200:1之间。
8.根据权利要求I所述的组合物，其中所述亲水链段为直链或支链的。
9.根据权利要求I所述的组合物，其中所述有机硅链段包括聚二烷基硅氧烷、聚二芳基娃氧烧以及它们的混合物。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述烷基选自C1-C4烷基。
11.根据权利要求9所述的组合物，其中所述聚二烷基硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷。
12.根据权利要求I所述的组合物，其中所述亲水链段由选自下列的单体形成乙烯基酰胺、乙烯基内酯、乙烯基酰亚胺、乙烯基内酰胺、亲水性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺以及它们的混合物。
13.根据权利要求I所述的组合物，其中所述非反应性亲水性聚合物通过以下方法形成 (a)使羟基烷基封端的聚二烷基硅氧烷与4-(溴甲基)苯甲酰溴在存在至少一种位阻非亲核胺的情况下反应，随后与硫代羰基硫阴离子反应，形成具有有机硅链段并在所述有机娃链段的一个末端上具有二硫代化合物的聚娃氧烧官能化的RAFT试剂； (b)使所述聚硅氧烷官能化的RAFT试剂与至少一种亲水性单体、自由基引发剂和任选的溶剂接触；以及 (c)使所述至少一种亲水性单体在存在所述聚硅氧烷官能化的RAFT试剂的情况下聚合，从而在所述聚硅氧烷官能化的RAFT试剂上形成亲水链段，使得所述二硫代化合物位于所述亲水链段的一个末端上，所述有机硅链段位于相对的末端上。
14.根据权利要求I所述的组合物，其中所述非反应性亲水性聚合物通过以下方法形成 (a)使硅烷封端的聚二烷基硅氧烷与I-(氯甲基)-4-乙烯基苯在存在催化剂的情况下反应，随后与硫代羰基硫阴离子反应，形成具有有机硅链段并在所述有机硅链段的一个末端上具有二硫代化合物的聚硅氧烷官能化的RAFT试剂； (b)让所述聚硅氧烷官能化的RAFT试剂与至少一种亲水性单体、自由基引发剂和任选的溶剂接触；以及 (c)使至少一种亲水性单体在存在所述聚硅氧烷官能化的RAFT试剂的情况下聚合，从而在所述聚硅氧烷官能化的RAFT试剂上形成亲水链段，使得所述二硫代化合物位于所述亲水链段的一个末端上，所述有机硅链段位于相对的末端上。
15.一种方法，包括在适于使非反应性亲水性聚合物与包含有机硅的接触镜片结合的接触条件下，让所述包含有机硅的接触镜片与包含接触角减小有效量的至少一种稳定的近单分散的非反应性亲水性聚合物的溶液接触，在所述聚合物的主链中，所述聚合物包含聚合度为约300至约10，000的亲水链段、以及在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述接触镜片包括有机硅水凝胶接触镜片。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述接触角减小有效量为至少约lOppm。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述接触角减小有效量在约IOppm和约5000ppm 之间。
19.根据权利要求15所述的方法，包括在约环境温度和约200°C之间的接触温度。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述溶液为水性溶液。
21.—种方法,包括 (a)形成包含至少一种含有机硅的组分和至少一种稳定的近单分散的非反应性亲水性聚合物的反应性混合物，其中在所述聚合物的主链中，所述聚合物包含聚合度为约300至约10，000的亲水链段、以及在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元，以及 (b)固化所述反应性混合物，形成接触镜片。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应性混合物还包含至少一种亲水组分。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应性混合物包含约O.I至约50重量％的非反应性亲水性聚合物。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应性混合物包含约I至约20重量％的非反应性亲水性聚合物。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述反应性混合物包含约2至约15重量％的非反应性亲水性聚合物。
26.—种眼科装置，所述眼科装置包含含有机硅的聚合物和至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物，在所述非反应性亲水性聚合物的主链中，所述非反应性亲水性聚合物包含聚合度为约300至约10，000的亲水链段、以及在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元，其中所述非反应性亲水性聚合物通过所述线性有机硅嵌段与所述含有机硅的聚合物结合，并为所述眼科装置提供比所述含有机硅的聚合物减少至少约20%的脂质摄取。
27.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述脂质摄取量小于约20g/镜片。
28.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述脂质摄取量为约15g/镜片或更小。
29.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物包含6至60个甲硅烷氧基重复单元。
30.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约10，000之间的聚合度。
31.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约5000之间的聚合度。
32.根据权利要求26所述的眼科装置，其中基于所述聚合度，所述非反应性亲水性聚合物中存在的亲水链段和线性有机硅链段的比例在13:1和500:1之间。
33.根据权利要求32所述的眼科装置，其中基于聚合度，亲水链段与线性有机硅链段的所述比例在70:1和200:1之间。
34.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物进一步包含6至20个甲硅烷氧基重复单元。
35.一种包含至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物的眼科溶液，其中在所述聚合物的主链中，所述聚合物包含聚合度为约300至约10，000的亲水链段、以及在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元，其中所述非反应性亲水性聚合物的存在量为接触角减小量，并且所述眼科溶液是透明的。
36.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物包含6至60个甲硅烷氧基重复单元。
37.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物进一步包含6至20个甲硅烷氧基重复单元。
38.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物以在约O. 005%和约2%之间的量存在。
39.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物以在约O. 01和约O. 5重量％之间的量存在。
40.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物包含6至60个甲硅烷氧基重复单元。
41.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约10，000之间的聚合度。
42.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中所述非反应性亲水性聚合物的所述亲水链段具有约500和约5000之间的聚合度。
43.根据权利要求35所述的眼科溶液，其中基于所述聚合度，所述非反应性亲水性聚合物中存在的亲水链段和线性有机硅链段的比例在13:1和500:1之间。
44.根据权利要求43所述的眼科溶液，其中基于聚合度，亲水链段与线性有机硅链段的所述比例在70:1和200:1之间。
45.根据权利要求26所述的眼科装置，其中所述至少一种稳定的非反应性亲水性聚合物进一步包含6至20个甲硅烷氧基重复单元。
全文摘要
本发明涉及包含至少一种稳定的近单分散的非反应性亲水性聚合物的组合物，在所述聚合物的主链中，所述聚合物包含聚合度为约10至约1000的亲水链段、以及在所述非反应性亲水性聚合物的至少一个末端上的线性有机硅链段，其中所述有机硅链段包含约6和约200个之间的甲硅烷氧基单元，并且所述非反应性亲水性聚合物通过所述线性有机硅嵌段与有机硅水凝胶结合。可以将所述非反应性亲水性聚合物复合到用于制备所述有机硅水凝胶的制剂中，或者可以让其与形成后的有机硅水凝胶接触。
文档编号G02B1/04GK102869704SQ201180022764
公开日2013年1月9日 申请日期2011年5月5日 优先权日2010年5月6日
发明者C.斯凯尔斯, K.文卡塔苏班, S.马哈德文, Z.法利, C.戴维斯, B.M.希利 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司