CN102869704A

CN102869704A - 具有末端硅氧烷的非反应性亲水性聚合物及其用途

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Publication number: CN102869704A
Application number: CN2011800227645A
Authority: CN
Inventors: 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
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-05-05
Also published as: AR081020A1; US20110275734A1; KR20130062289A; US20170051145A1; EP2566911A1; CA2797125A1; JP6285066B2; JP2013532196A; US9815979B2; US9522980B2; RU2012152485A; KR101918459B1; TWI503354B; JP6189213B2; AU2011248062A1; US20180044518A1; EP2566911B1; TW201206999A; JP2017171935A; WO2011140318A1

Abstract

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。

Description

具有末端硅氧烷的非反应性亲水性聚合物及其用途

相关专利申请

本专利申请要求于2010年5月6日提交的美国临时专利申请No.61/332,059的优先权，该专利申请的内容作为本文的基础并以引用方式并入。

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。

附图说明

图1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℃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1.5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1.3的多分散性，并在其他实施例中，在约1.05与1.3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C_1-4烷基取代，并在一个实施例中被甲基取代，以形成二甲基硅氧烷重复单元。

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烷基。

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γ-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个之间的甲硅烷氧基单元。

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：

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0.1的式II的聚硅氧烷RAFT剂；

式II

以及

(iii)由自由基源(即引发剂)产生的自由基。

在以上两式中，R₁选自取代的和未取代的C_1-24烷基；在一些实施例中，选自取代的和未取代的C_1-10烷基，在其他实施例中，选自C_1-6、C_1-4、甲基或正丁基；

R₂-R₅独立地选自H、C₁-C₄烷基和C_6-10芳基以及它们的组合，在一个实施例中，R₂-R₅独立地选自C₁-C₄烷基以及它们的组合；并且在另一个实施例中，R₂-R₅为甲基；

n为6-200、6-60、6-50、6-20、6-15并在一些实施例中为6-12；

R₉选自直键、C_1-12亚烷基、C_1-4亚烷基。

在式II的聚硅氧烷RAFT剂中，R₆为引发自由基聚合的自由基离去基团。R₆选自由任选地取代的烷基；任选地取代的饱和、不饱和或芳族碳环或杂环；任选地取代的烷硫基；任选地取代的烷氧基；或任选地取代的二烷氨基组成的二价基团。在一个实施例中，R₆选自任选地取代的苄基、任选地取代的苯基、醋酸酯、任选地取代的丙酸酯、4-氰基戊酸酯或异丁酸酯官能团。

X选自-O-(CO)-、-(CO)O-、-NR₈-(CO)-、-(CO)NR₈-、-O-或直键；

R₈选自H、甲基、乙基或丙基；

Z选自氢、氯、氟、任选地取代的烷基、任选地取代的芳基、任选地取代的杂环基、任选地取代的烷硫基、任选地取代的烷氧基、任选地取代的烷氧羰基、任选地取代的芳氧基羰基(-COOR”)、羧基(-COOH)、任选地取代的酰氧基(-O₂CR”)、任选地取代的氨基甲酰基(-CONR”₂)、氰基(-CN)、二烷基-或二芳基-磷酰氧基[-P(＝O)(OR”)₂]、二烷基-或二芳基-磷酰基[-P(＝O)(OR”)₂]，以及由任何机制形成的聚合物链；

p为1或大于1、1-5、3-5的整数，并在一些实施例中为1或2。当p≥2时，则R₁选自衍生自任选地取代的烷基、任选地取代的芳基、聚合物链或它们的组合中的任何一种的p价部分，其中连接部分选自脂族碳、芳族碳、硅和硫。在下面的式I和II的结构类似物，即式III和IV中公开了这样的实施例：

式III

式IV

其中t为1或大于1的整数。当t≥2时，则R₆为p价，并将连接到不止一个硫代羰基硫官能团上。在下面的式I和II的结构类似物，即式V和VI中公开了这样的实施例：

式V

式VI

亲水性链段Q包含下式的重复单元：

式VII

其中

U选自氢、卤素、C₁-C₄烷基，其可以任选地被羟基、烷氧基、芳氧基(OR”)、羧基、酰氧基、芳酰氧基(O₂CR”)、烷氧基-羰基、芳氧基-羰基(CO₂R”)以及它们的组合取代；

V独立地选自氢、R”、CO₂H、CO₂R”、COR”、CN、CONH₂、CONHR”、CONR”₂、O₂CR”、OR”和卤素；以及环状和无环N-乙烯基酰胺；

R”选自任选地取代的C₁-C₁₈烷基、C₂-C₁₈链烯基、芳基、杂环基、烷芳基，其中取代基独立地选自环氧、羟基、烷氧基、酰基、酰氧基、羧基和羧酸酯、磺酸和磺酸酯、烷氧基-或芳氧基-羰基、异氰酸根、氰基、甲硅烷基、卤以及二烷基氨基；磷酸。在一个实施例中，R”选自甲基、吡咯烷酮基、-N(CH₃)-COCH₃[N-乙烯基乙酰胺]、-CH₂CH₂-COOH、-CH₂CH₂CH₂-COOH、-CH₂CH₂CH₂CH₂-COOH、-(CH₃)₂-CH₂-SO₃H、-CH₂CH₂CH₂-⁺N(CH₃)₂-CH₂CH₂CH₂-SO₃ ^-。

在一个实施例中，取代基R_2-5是相同的。在另一个实施例中，R_2-5相同并选自甲基、乙基或苯基。在另一个实施例中，R_2-5相同并选自甲基或乙基。在另一个实施例中，R_2-5中的每一个都为甲基。

下面以式VIII示出了稳定的非反应性亲水性聚合物的例子，该式具有用方括号标识的取代基R₁、X和R₆：

式VIII

下面包括具有p价R₆键合的稳定的非反应性亲水性聚合物的例子：

式IX

在另一个实施例中，X选自乙烯基(ethylenyl)或-O(C＝O)-，其中乙烯基是优选的，因为其水解稳定。

在另一个实施例中，R₆为亚烷基，其选自：

次氮基烷基，其选自：

或芳族基团，其选自：

R₆的选择将受所选的硫代羰基化合物和用于下一步中的聚合反应的单体的影响。

在一个实施例中，R₆选自以下结构：

式X.R₆聚硅氧烷官能化RAFT剂(右)最终共聚物(左)的结构

在R₆为p价的一个实施例中，它可以由以下结构构成：

若h＝1，则i＝1至5若h＝4，则m＝1至2

若h＝2，则i＝1至4若h＝5，则m＝1

若h＝3，则i＝1至3

Z选自任选地取代的烷氧基、任选地取代的烷硫基、任选地取代的芳基或任选地取代的苄基。在一个实施例中，Z为任选地取代的烷硫基，在另一个实施例中，Z为任选地取代的烷氧基。

应当理解，上文所述的取代可按任何组合形式加以组合。例如，以上对Z的描述包括具有三个单独定义的取代基家族的化合物家族。这些取代基家族中的任何一个可以与其他取代基所公开的取代基家族加以组合。

非反应性亲水性聚合物的亲水链段具有介于约10和约1500之间的聚合度，在一些实施例中为至少约300，在其他实施例中为至少约500。在另外的实施例中，非反应性亲水性聚合物的亲水链段具有以下范围内的聚合度：约300至约10,000、约300至约5,000、介于约500至约10,000之间、约500至约5,000和约500至约2000以及约700至约2000。聚合度可以用MALDI-TOF、SEC-MALLS、NMR或它们的组合测得。

亲水链段可以具有任何所需的结构，诸如直链、支链或梳状结构。在一个实施例中，亲水链段是直链的。

在一个实施例中，亲水链段可以由已知的亲水性单体形成。亲水性单体为与水在25℃下混合，浓度为10重量％时获得透明单相的那些。亲水性单体的例子包括乙烯基酰胺、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、苯乙烯类、乙烯基醚、乙烯基碳酸酯、乙烯基氨基甲酸酯、乙烯基脲以及它们的混合物。

合适的亲水性单体的例子包括N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-2-哌啶酮、N-乙烯基-2-己内酰胺、N-乙烯基-3-甲基-2-己内酰胺、N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-4-甲基-2-哌啶酮、N-乙烯基-4-甲基-2-己内酰胺、N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-4，5-二甲基-2-吡咯烷酮、乙烯基咪唑、N-N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N-二(2-羟乙基)丙烯酰胺、丙烯腈、N-异丙基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-乙基噁唑啉、N-(2-羟丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)(甲基)丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、3-(二甲基(4-乙烯基苄基)铵)丙烷-1-磺酸酯(DMVBAPS)、3-((3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵)丙烷-1-磺酸酯(AMPDAPS)、3-((3-甲基丙烯酰胺基丙基)二甲基铵)丙烷-1-磺酸酯(MAMPDAPS)、3-((3-(丙烯酰氧基)丙基)二甲基铵)丙烷-1-磺酸酯(APDAPS)、甲基丙烯酰氧基)丙基)二甲基铵)丙烷-1-磺酸酯(MAPDAPS)、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基丙酰胺、N-乙烯基-N-甲基-2-甲基丙酰胺、N-乙烯基-2-甲基丙酰胺、N-乙烯基-N，N’-二甲基脲等，以及它们的混合物。在一个实施例中，亲水性单体包括N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、(甲基)丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺等以及它们的混合物。在一些实施例中，亲水链段还可以包含带电荷的单体，包括但不限于甲基丙烯酸、丙烯酸、3-丙烯酰胺基丙酸、4-丙烯酰胺基丁酸、5-丙烯酰胺基戊酸、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸(AMBA)、N-乙烯氧基碳基-α-丙氨酸、N-乙烯氧基碳基-β-丙氨酸(VINAL)、2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮(VDMO)、反应性磺酸盐，包括2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙烷磺酸钠(AMPS)、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钾盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钠盐、双3-磺基丙基衣康酸二钠、双3-磺基丙基衣康酸二钾、乙烯基磺酸钠盐、乙烯基磺酸盐、苯乙烯磺酸盐、甲基丙烯酸乙磺酸盐、它们的组合等。在亲水链段包含至少一个带电亲水性单体的实施例中，期望包括作为共聚单体的不带电亲水性单体。

亲水链段与线性有机硅链段的聚合度(DP)比例在20∶1与500∶1之间，在其他实施例中，该比例在30∶1与200∶1之间、50∶1与200∶1之间，以及在其他实施例中，该比例在70∶1与200∶1之间。

本发明的非反应性亲水性聚合物可以通过多种聚合方法形成。在一个实施例中，非反应性亲水性聚合物用RAFT聚合反应形成。在另一个实施例中，非反应性亲水性聚合物通过常规的自由基聚合形成。

聚硅氧烷RAFT剂

可以通过使至少一种反应性线性聚硅氧烷与正交反应性化合物上的至少一个反应性基团反应形成式II的聚硅氧烷RAFT剂。在后续的或同时发生的反应中，反应性硫代羰基硫亲核物质在正交反应性化合物的至少一个其他反应性基团上反应。正交反应性化合物包含至少两个反应性基团，它们具有不同的反应性或反应机理，使得一个基团的反应可以在其他反应性基团中的至少一个未发生反应的情况下进行到完成或接近完成底程度。正交反应性化合物具有结构

RG¹-R₆-RG²

其中R₆为上文所定义的自由基离去基团，RG¹和RG²独立地选自成对的正交反应性基团，例如但不限于酸性卤化物和烷基卤化物、活化的酯和烷基卤化物、烷基卤化物和不饱和双键，以及它们的混合物等。烷基卤化物的例子包括C_1-20溴化物、C_1-20氯化物和C_1-20碘化物，更具体地讲为甲基溴、乙基溴、甲基氯、乙基氯、甲基碘、乙基碘、苄基溴、苄基氯或苄基碘。

酸性卤化物的例子包括乙酰氯、乙酰溴、乙酰碘、苄基氯、苄基溴、苄基碘、丙酰氯、丙酰溴和丙酰碘。不饱和双键的例子包括乙烯基和烯丙基双键。活化酯的例子包括N-羟基琥珀酰亚胺基-、对硝基酚醛-和全氟化的酚醛碳基酯。正交反应性化合物的具体例子包括但不限于以下化合物：对氯甲基苯乙烯、4-(溴甲基)苯甲酰溴(4-BBB)、2-溴丙酰溴和2-溴乙酰溴以及它们的组合等。其他组合对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。

合适的硫代羰基硫部分可以包括黄原酸酯、二硫酯、二硫代氨基甲酸酯、三硫代碳酸酯等。下文通过以下结构示出了具体的和优选的硫代羰基硫官能团：

其中w为1-12的整数，R₁₀、R₁₁和R₁₂可以是任何任选地取代的烷基或芳基。在一个实施例中，R₁₀为C₁-C₆烷基(其中C₁是最优选的)，R₁₁为苯基。在其他实施例中，R₁₀为C_1-6烷基，R₁₁为碳连接的芳族杂环(如4-吡啶基)。在其他实施例中，R₁₂为苯基或苄基，其中优选苯基。

在一个实施例中，聚合剂是至少一种含硫代羰基硫的化合物，并在一个实施例中，是至少一种黄原酸酯。在另一个实施例中，含硫代羰基硫的化合物为二硫代氨基甲酸酯。在另一个实施例中，采用至少一种三硫代碳酸酯。在另一个实施例中，采用二硫酯。

合适的反应性硫代羰基硫亲核物质的例子包括但不限于O-烷基-乙基黄原酸盐、N-烷基-二硫代氨基甲酸盐、S-烷基-三硫代碳酸盐、N-烷基-二硫代氨基甲酸盐以及苯基、苄基或烷基二硫代酸盐。优选的硫代羰基硫亲核物质包括O-烷基-乙基黄原酸盐和S-烷基-三硫代碳酸盐。具体例子包括O-乙基二硫代碳酸、O-丙基二硫代碳酸、O-丁基二硫代碳酸、O-戊基二硫代碳酸、O-己基二硫代碳酸、O-癸基二硫代碳酸、O-十二烷基二硫代碳酸、O-(2，3-二羟基丙基)二硫代碳酸、乙基三硫代碳酸、丙基三硫代碳酸、丁基三硫代碳酸、戊基三硫代碳酸、己基三硫代碳酸、癸基三硫代碳酸、十二烷基三硫代碳酸、2，3-二羟基丙基三硫代碳酸、甲基(苯基)二硫代氨基甲酸、甲基(吡啶-4-基)二硫代氨基甲酸、苯并二硫代酸和2-苯基乙烷二硫代酸的I和II族碱金属盐。

正交反应性化合物与硫代羰基硫亲核物质的反应形成键合到聚硅氧烷上的链转移剂。这些反应的顺序不总是决定性的，可以按照上文所述的顺序将组分一起按一锅法反应，或者可以让硫代羰基硫亲核物质与正交反应性组分预先反应形成链转移剂，然后链转移剂可以与反应性线性聚硅氧烷进行反应。

当R₁为单价时，反应性线性聚硅氧烷的一端由R₁(如上所定义)封端，另一端由能够与正交反应性基团RG¹和RG²中的至少一者反应的基团封端。例如，当RG¹或RG²中的至少一者为乙烯基时，聚硅氧烷反应性基团可以是硅烷。又如，如果至少一个RG¹或RG²为活化的酯，则聚硅氧烷反应性基团可以是亲核部分，如伯醇或胺，其可以选自氨基丙基或羟基丙基。聚硅氧烷可以选自C₁-C₄聚烷基和聚芳基硅氧烷。合适的聚硅氧烷的例子包括聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷以及它们的共聚物。反应性线性聚硅氧烷可以选自下式的化合物：

式XI

其中R₁至R₅如上文所定义，n为约6至约200、约6至约60、约6至约50、约6至约20、约6至约15、约6至约12，以及在一些实施例中约10至约12个硅氧烷重复单元。例如，将会认识到，在一些实施例中，n可以代表一个范围。例如，n为10的反应性线性聚硅氧烷可以包含具有在8至12个(中值为约10)范围内的重复单元的聚硅氧烷。

R_9’独立地选自H、未取代的C_1-12烷基、被羟基、氨基等取代的C_1-12烷基，以及在一些实施例中，R_9’选自未取代的C_1-4烷基、被羟基、氨基等取代的C_1-4烷基以及它们的组合。

反应性线性聚硅氧烷的具体例子包括

在一个实施例中，m为0至9、0至5，在一些实施例中，为0至3，以及在一些实施例中，为0或3。

当通过与包含酸性卤和烷基卤两者的正交反应性化合物(如4-BBB)的酯化作用或酰胺化作用制备聚硅氧烷官能化的RAFT剂时，可以在存在至少一种除酸剂的情况下进行反应。这在下文的反应方案I中进行描述。除酸剂包括碳酸盐，诸如Na₂CO₃或Li₂CO₃；叔胺，诸如三乙基胺(TEA)；或非亲核性位阻仲胺，诸如2，2，6，6-四甲基哌啶(TMP)。为了防止在反应过程中出现对聚硅氧烷的不受控制的扰乱，TMP优于碳酸盐。另外，在一些实施例中，TMP优于TEA，因为它与烷基卤化物和酸性卤化物的反应性较低。还可以使用空间位阻型叔胺，诸如乙基-二(2-甲基丙基)胺，只要它们与烷基卤化物和酸性卤化物的反应性非常低即可。

反应方案I

当用包含反应性双键和烷基卤的正交反应性化合物(如1-(氯甲基)-4-乙烯基苯))通过氢化硅烷化化学制备聚硅氧烷官能化的RAFT剂时，在存在Pt催化剂，诸如Karlsteadt催化剂的情况下进行反应。该反应途径(下文以反应方案II示出)对酯化或酰胺化是优选的，因为所需的反应步骤数量更少，并且对聚硅氧烷的扰乱有所减轻。此外，该反应途径的最终产物在R₆与聚二烷基硅氧烷链之间产生水解更稳定的键合(即X)。在最终的RAFT聚合物中，这在聚二烷基硅氧烷链段与亲水性聚合物之间产生纯的含碳二价键合。

反应方案II

与正交反应性化合物反应的聚二烷基硅氧烷基团和硫代羰基硫部分的数量取决于反应性有机硅的性质，正交反应性组分上的具体官能团的性质和数量，以及用于形成所关注的最终化合物(即聚二烷基硅氧烷官能化的RAFT剂)的硫代羰基硫亲核物质的反应性质。例如，如果羟丙基末端正丁基聚二甲基硅氧烷与4-(溴甲基)苯甲酰溴(4-BBB)在存在TMP的情况下反应(参见反应方案I)，则本领域的技术人员预计会观察到在羟丙基末端正丁基聚二甲基硅氧烷与4-BBB的酸性溴之间形成酯。不希望硫代羰基硫亲核盐，诸如O-乙基二硫代碳酸钾(EX)，与4-BBB上的酸性氯反应；但相反，预期会发生EX对4-BBB上的酸性溴的置换。如果不使用4-BBB，而是使用包含一个酸性卤和两个烷基卤的正交反应性化合物，如3，5-双(溴甲基)苯甲酰溴，则预计将会获得包含两个单独的但共价连接的硫代羰基硫部分的聚二烷基硅氧烷官能化的RAFT剂。当在存在亲水性单体的情况下进行聚合时，该具体的聚硅氧烷官能化的RAFT剂将会获得在链的一端包含单个聚硅氧烷链段并在相对一端包含两个亲水链段的聚合结构。本领域的技术人员将会理解，采用上述氢化硅烷化化学并导致具有两个或更多个亲水链段和一个线性有机硅链段的结构、或具有两个或更多个线性有机硅链段和一个亲水链段的结构的类似合成途径均适用于本发明。

可以在0℃至约100℃的温度范围内进行反应。在一个实施例中，在约环境温度下进行反应。反应进行的时间可以为约1分钟至约24小时，并在一些实施例中，为约1小时至约3小时。反应产物为聚硅氧烷RAFT剂。

可以在没有溶剂的情况下进行反应，或者在至少一种能够溶解聚硅氧烷单体、硫代羰基化合物和正交反应性化合物以及由它们的反应形成的中间体的极性非质子溶剂中进行反应。合适的溶剂包括乙腈、丙酮、DMF、NMP以及它们的组合等。

在一个实施例中，将聚二甲基硅氧烷RAFT剂分别与适当选择的单体、自由基引发物质(即，自由基引发剂，诸如CGI-819或AIBN)以及任选的能够溶解反应中使用的和产生的所有反应物和产物的溶剂接触。该步骤的反应时间为约1分钟至约12小时，并在一些实施例中，为约1至约6小时。反应温度包括约0℃和约150℃之间的那些温度。

聚合反应条件

通过聚硅氧烷官能化的RAFT剂与至少一种亲水性单体和自由基引发剂接触所产生的最终聚合物的分子量由以下公式控制：

公式1

其中M_n为数均分子量，[M]和[CTA]分别为亲水性单体和聚硅氧烷RAFT剂浓度，X为亲水性单体转化率，MW_单体为亲水性单体的分子量，MW_CTA为聚硅氧烷RAFT剂的分子量。通过求解M_n/MW_单体重排公式，得到给定单体转化率下亲水性聚合物链段的预测聚合度(DP)。如果X为1(即，以100％的转化率聚合)，并且在计算中忽略MW_CTA(因为它包含有机硅链段)，则公式简化为预测给定[M]∶[CTA]比率和100％转化条件下目标亲水DP的表达式：

公式2

出于本发明的目的，优选的目标[M]∶[CTA]比率为约10至2500，更优选地为50至1500，最优选地为200至1000。

可以通过改变聚硅氧烷RAFT剂与产生的自由基的摩尔比来控制非反应性亲水性聚合物的多分散性。通常，提高聚硅氧烷RAFT剂与引发剂的摩尔比(如3至10)会减少引发剂衍生链的量，从而获得多分散性较低的聚合物。

根据使用的引发剂体系选择在存在合适的聚二烷基硅氧烷RAFT剂的情况下使亲水性单体聚合形成非反应性亲水性聚合物的聚合反应条件，以提供链增长与终止之间的所需平衡。也可以选择其他聚合反应组分，诸如溶剂、引发剂和添加剂，使得它们具有接近增长自由基的低转移常数。

在通过RAFT制备非反应性亲水性聚合物的实施例中，选择的引发体系使得在反应条件下，引发剂或引发的自由基与转移剂没有明显不利的相互作用。引发剂还应该具有在反应介质或单体混合物中的必要溶解度。根据选择的亲水性单体选择引发剂。因此，例如，如果使用自由基反应性亲水性单体，则引发剂可以是能够提供自由基源的任何引发剂，诸如光引发剂、热引发剂、氧化还原引发剂和γ引发剂。合适的光引发剂包括下文所述的紫外和可见光光引发剂。选择的热引发剂在聚合温度下具有合适的半衰期。这些引发剂可以包括以下化合物中的一种或多种：2，2’-偶氮双(异丁腈)、2，2’-偶氮双(2-氰基-2-丁烷)、二甲基2，2’-偶氮双二甲基异丁酸酯、4，4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、1，1’-偶氮双(环己烷腈)、2-(叔丁基偶氮)-2-氰基丙烷、2，2’-偶氮双[2-甲基-N-(1，1)-双(羟甲基)-2-羟乙基]丙酰胺、2，2’-偶氮双[2-甲基-N-羟乙基)]-丙酰胺、2，2’-偶氮双(N，N’-二亚甲基异丁基脒)二盐酸盐、2，2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2’-偶氮双(N，N’-二亚甲基异丁基胺)、2，2’-偶氮双(2-甲基-N-[1，1-双(羟甲基)-2-羟乙基]丙酰胺)、2，2’-偶氮双(2-甲基-N-[1，1-双(羟甲基)乙基]丙酰胺)、2，2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]、2，2’-偶氮双(异丁酰胺)二水合物、2，2’-偶氮双(2，2，4-三甲基戊烷)、2，2’-偶氮双(2-甲基丙烷)、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化辛酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、叔丁基过氧异丁酸酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧二硫酸钾、过氧二硫酸铵、连二次硝酸二叔丁酯、连二次硝酸二异丙苯酯。在一个实施例中，热引发剂选自在适度高温下生成自由基的引发剂，诸如月桂基过氧化物、过氧化苯甲酰、过碳酸异丙酯、偶氮双异丁腈，它们的组合等。氧化还原引发剂的例子包括以下氧化剂和还原剂的组合：

氧化剂：过氧二硫酸钾、过氧化氢、叔丁基过氧化氢。

还原剂：铁(II)、钛(III)、硫代亚硫酸钾、硫酸氢钾。

在一个实施例中，引发剂选自在反应介质或单体混合物中具有必要的溶解度并在聚合反应条件下具有合适的自由基量子产率的光引发剂。例子包括苯偶姻衍生物、二苯甲酮、酰基膦氧化物和光氧化还原体系。在另一个实施例中，引发剂选自可见光引发剂，其选自1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、双(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4-4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819)、2，4，6-三甲基苄基二苯基氧化膦和2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯偶姻甲基酯，和莰醌与4-(N,N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯的组合，它们的组合等。在另一个实施例中，引发剂包含至少一种含氧化膦的光引发剂，并在另一个实施例中，包含双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。当使用光引发剂时，使用所选光引发剂的激活波长内的辐射照射反应混合物。

可以在溶液、悬浮液或乳液中以分批、连续或补料方式进行聚合反应。在一个实施例中，该方法通过将聚合剂加入包含聚硅氧烷封端的链转移剂的反应混合物中进行。其他条件也可使用并在本领域中是已知的。

非反应性亲水性聚合物

可以通过已知的方法纯化亲水性聚合物，诸如溶剂沉淀和/或后续的溶剂萃取。

本发明的亲水性聚合物具有

(a)至少一种末端非反应性聚硅氧烷，其具有约6至约200、约6至约60、约6至约50、约6至约20、约6至约15、约6至约12并在一些实施例中约10至约12个硅氧烷重复单元；

(b)以及通过连接基L键合到所述非反应性聚硅氧烷的至少一条亲水性聚合链，其具有至少约300、至少约500、约300至约10,000、约300至约5,000、介于约500至约10,000之间、约500至约5,000和约500至约2000的聚合度，以及在使用RAFT聚合反应并且使用前不除去RAFT剂的一些实施例中，还在末端具有RAFT聚合剂。

通常，RAFT聚合剂不是热稳定或水解稳定的，因此RAFT聚合剂处于末端是本发明的有益效果，因为在复合到聚合物基底中之前易于将它们裂解或置换。在用于最终用途之前，可以将非反应性亲水性聚合物分离，并用于与第二合适单体的第二“扩链”聚合反应。作为另外一种选择，RAFT聚合剂可以留在亲水性聚合物上并在复合到聚合物基底的过程中或使用过程中(如果RAFT和/或其降解产物是无毒的、非刺激性的)被裂解。在一个实施例中，在将非反应性亲水性聚合物复合到基底或要与基底接触的溶液中之前除去RAFT聚合剂。合适的除去端基的方法包括但不限于与胺反应，诸如US7109276、US6794486、US7807755、US2007232783、US2010137548、US5385996、US5874511中所公开。

在一个实施例中，本发明的非反应性亲水性聚合物具有上文式I中所示的结构。

在另一个实施例中，非反应性亲水性聚合物可以用常规的自由基反应形成。在该实施例中，可以通过至少一种亲水性单体与具有分子量在约300和约1800之间的疏水链段的偶氮型大分子引发剂的自由基反应，借助US2010/0099829和共同提交的专利申请USSN61/482,260中所公开的方法形成非反应性亲水性聚合物。

本发明的亲水性聚合物可以与多种聚合物非共价结合，这些聚合物包括聚硅氧烷、有机硅水凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯以及它们的混合物和共聚物等。

至少部分疏水的聚合物基质的附加例子包括高度交联的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，其用于可植入装置，诸如关节置换件，被制备为通常具有至少约400,000、并在一些实施例中约1,000,000至约10,000,000的分子量，如通过基本上为0的熔融指数(ASTM D-1238)和大于8并在一些实施例中在约25与30之间的低比重而限定。

制备缝线和伤口敷料时适合用作纱线的可吸收聚合物包括但不限于脂族聚酯，它们包括但不限于下列物质的均聚物和共聚物：丙交酯(其包括乳酸d-、l-和内消旋丙交酯)、乙交酯(包括乙醇酸)、ε-己内酯、对二氧杂环己酮(1，4-二氧杂环己烷-2-酮)、三亚甲基碳酸酯(1，3-二氧杂环己烷-2-酮)、三亚甲基碳酸酯的烷基衍生物、δ-戊内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、ε-癸内酯、羟基丁酸酯、羟基戊酸酯、1，4-二氧杂环庚烷-2-酮(包括其二聚体1，5，8，12-四氧杂环十四烷-7，14-二酮)、1，5-二氧杂环庚烷-2-酮、6，6-二甲基-1，4-二氧杂环己烷-2-酮以及它们的聚合物共混物。

不可吸收的聚合材料，诸如但不限于聚酰胺(聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚己酰胺(尼龙6)、聚十二酰胺(尼龙12)和聚间苯二甲酰己二胺(尼龙61)共聚物以及它们的共混物)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁酯、共聚物以及它们的共混物)、氟聚合物(如聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯)、聚烯烃(如聚丙烯，包括全同立构和间同立构聚丙烯以及它们的共混物，以及主要由与杂同立构聚丙烯共混的全同立构或间同立构聚丙烯构成的共混物(诸如1985年12月10日提交的、转让给Ethicon，Inc.的美国专利4,557,264中所述，其以引用方式并入)和聚乙烯(如1985年12月10日提交的、转让给Ethicon，Inc.的美国专利4,557,264中所述))以及它们的组合。

泪点塞的主体可由任何合适的生物相容性聚合物制成，包括但不限于有机硅、有机硅共混物、有机硅共聚物(例如pHEMA(聚羟乙基甲基丙烯酸酯)、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和甘油的亲水性单体)、以及有机硅水凝胶聚合物(例如美国专利No.5,962,548、6,020,445、6,099,852、6,367,929和6,822,016中所述的那些)。其他合适的生物相容性材料包括例如氟化聚合物，例如聚四氟乙烯(“PTFE”)、聚偏二氟乙烯(“PVDF”)和特氟隆；聚丙烯；聚乙烯；尼龙；以及乙烯-乙烯醇(“EVA”)。

超声外科器械的聚合物部件可以由聚酰亚胺、氟化乙烯丙烯(FEP特氟隆)、PTFE特氟隆、有机硅橡胶、EPDM橡胶制成，其中的任何一种都可以填充诸如特氟隆或石墨等材料，也可以不填充。例子在US20050192610和US 6458142中有所公开。对于这些实施例而言，可以将非反应性亲水性聚合物与使至少部分疏水的聚合物基质溶胀的溶剂混合，然后与聚合物基质接触。

在一个实施例中，使亲水性聚合物与预成型制品结合，这些制品包括有机硅眼科装置，诸如镜片或泪点塞、有机硅水凝胶制品，诸如有机硅水凝胶镜片。在该实施例中，据信末端聚硅氧烷与包含疏水性聚合物组分的基底相结合。在该实施例中，将亲水性聚合物溶解在也使基底溶胀的溶剂中。将聚合物基底与包含亲水性聚合物的溶液接触。当基底为有机硅水凝胶制品(诸如接触镜片)时，合适的溶剂包括包装溶液、储存溶液和清洁溶液。以该实施例为例，将有机硅水凝胶镜片放在包含亲水性聚合物的包装溶液中。按溶液中的所有组分计，存在于溶液中的亲水性聚合物的量介于约0.001和约10％之间，在一些实施例中，介于约0.005和约2％之间，在其他实施例中，介于约0.01和约0.5重量％之间。

本发明的包装溶液可以是任何用于储存接触镜片的水性溶液。典型的溶液包括但不限于盐水溶液、其他缓冲液和去离子水。优选的水溶液为含盐的盐水溶液，这些盐包括但不限于氯化钠、硼酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠或它们对应的钾盐。这些成分通常结合形成包含酸及其共轭碱的缓冲液，使得酸和碱的加入只会引起pH相对较小的变化。缓冲液还可以包含2-(N-吗啉)乙磺酸(EMS)、氢氧化钠、2，2-双(羟甲基)-2，2’，2”-次氮基三乙醇、N-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸、柠檬酸、柠檬酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸、醋酸钠、乙二胺四乙酸等以及它们的组合。优选地，溶液为硼酸盐缓冲或者磷酸盐缓冲的盐水溶液。溶液还可以包含已知的附加组分，诸如粘度调节剂、抗微生物剂、聚合电解质、稳定剂、螯合剂、抗氧化剂、它们的组合等。

在足以复合润滑和表面润湿有效量的亲水性聚合物的条件下使基底与亲水性聚合物接触。如本文所用，润滑有效量是赋予一定程度的润滑性所必需的量，这种润滑性在使用装置时用手可以感觉到(诸如在手指间摩擦装置)。另外，如本文所用，表面润湿有效量是赋予镜片一定程度的增大的润湿性所必需的量，这种润湿性通过已知的接触角测量技术(即座滴法、俘泡法或动态接触角测量)测得。已经发现的是，在一个实施例中，当装置为软性接触镜片时，只需50ppm的亲水性聚合物就可以提供改善的镜片“触感”和用座滴法测得的减小的表面接触角。在加工包装溶液、储存溶液或清洁溶液中，大于约50ppm以及更优选地大于约100ppm的亲水性聚合物量将更明显地改善触感。因此，在该实施例中，亲水性聚合物在溶液中的浓度可以为最高约5000ppm，在一些实施例中，介于约10和5000ppm之间，以及在一些实施例中，介于约10和约2000ppm之间。可以对包装好的镜片进行热处理，以增加渗透并缠结在镜片中的亲水性聚合物的量。合适的热处理包括但不限于常规的热灭菌循环，其包括约120℃的温度和约20分钟的时间，并可以在高压釜中进行。如果不使用热灭菌，可以单独对包装好的镜片进行热处理。单独热处理的合适温度包括至少约40℃，并优选地介于约50℃和溶液的沸点之间。合适的热处理时间包括至少约10分钟。应当理解，温度更高时，所要的处理时间更短。

许多有机硅水凝胶材料都是已知的并可以使用，包括但不限于senofilcon、galyfilcon、lotrafilcon A和lotrafilcon B、balafilcon、comfilcon等。几乎任何有机硅水凝胶聚合物都可以用本发明的亲水性聚合物处理，包括但不限于US6,637,929、WO03/022321、WO03/022322、US5,260,000、US5,034,461、US6,867,245、WO2008/061992、US5,760,100、USUS7,553,880中所公开的那些。

可将类似的方法用于由有机硅水凝胶之外的聚合物制成的基底。主要的变化是溶剂的选择，溶剂应溶解亲水性聚合物并使基底溶胀。可以使用溶剂的混合物，如果需要，也可以包括附加组分，诸如表面活性剂。例如，如果制品为有机硅制品，诸如有机硅接触镜片或有机硅泪点塞，则可以将亲水性聚合物溶解在诸如脂族醇、水及其混合物的溶剂中。具体的例子包括异丙醇、正丙醇等，浓度如上文所述。

在另一个实施例中，可以将亲水性聚合物包含在制备聚合物制品的反应混合物中。在这样的实施例中，亲水性聚合物的有效量可以占所有镜片组分总重量的约0.1％至50％，优选地为约1％至20％，最优选地为约2％至15％。例如，如果制品为有机硅水凝胶接触镜片，则在具有一种或多种含有机硅的组分和一种或多种亲水性组分的接触镜片反应混合物中可以包含最高约20重量％的亲水性聚合物。用于制备本发明聚合物的含有机硅的组分和亲水性组分可以是现有技术用于制备有机硅水凝胶的任何已知组分。这些术语，具体地讲，含有机硅的组分和亲水性组分，不是互相排他的，这在于含有机硅的组分可以是略为亲水的，而亲水性组分可以包含一些有机硅，因为含有机硅的组分可以具有亲水基团，而亲水性组分可以具有有机硅基团。

本发明的亲水性聚合物的一个优点是，在非反应性亲水性聚合物由RAFT形成的实施例中，易于根据所选择制品的制造要求控制分子量(MW)和分子量分布(MWD)。例如，在将亲水性聚合物复合到低粘度反应性单体混合物(诸如用于形成铸造成型的接触镜片的那些)中的一个实施例中，亲水性聚合物的MW和MWD可以保持低于约100,000g/mol，而多分散性小于约1.3。与市售的聚合物诸如PVP相比，具有较低MW的亲水性聚合物允许添加更高浓度的本发明的亲水性聚合物。常规的聚合物诸如PVP具有较高的多分散性，这会形成极粘稠的单体混合物，从而因粘性而往往会产生加工方面的问题。

“含有机硅的组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中包含至少一个[-Si-O-]基团的组分。在一个实施例中，Si和所连接的O在含有机硅组分中的含量大于20重量％，在另一个实施例中，该含量大于含有机硅组分总分子量的30重量％。可用的含有机硅组分包含可聚合的官能团，诸如(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。可用于本发明的含有机硅组分的例子可见于美国专利No.3,808,178；4,120,570；4,136,250；4,153,641；4,740,533；5,034,461和5,070,215，以及EP080539。本文列举的所有专利的全部内容均以引用方式并入。这些参考文献公开了烯属含有机硅组分的多个例子。

合适的含有机硅组分包括式I的化合物

其中R¹独立地选自一价反应性基团、一价烷基或一价芳基，上述任何基团还可以包含选自羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯基、碳酸酯基、卤素或它们的组合的官能团；和含有1至100个Si-O重复单元的一价硅氧烷链，所述重复单元还可以包含选自烷基、羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯基、卤素或它们的组合的官能团；

其中b＝0至500，其中应当理解当b不为0时，b为众数(mode)等于设定值的分布；

其中至少一个R¹包含一价反应性基团，并在一些实施例中，1至3个R¹包含一价反应性基团。

如本文所用，“一价反应性基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合反应的基团。自由基反应性基团的非限制性例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C_1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C_1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C_2-12烯基、C_2-12烯基苯基、C_2-12烯基萘基、C_2-6烯基苯基、C_1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯以及O-乙烯基碳酸酯。阳离子反应性基团的非限制性例子包括乙烯基醚或环氧基以及它们的混合物。在一个实施例中，自由基反应性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺以及它们的混合物。

合适的一价烷基和芳基包括未取代的一价C₁至C₁₆烷基、C₆-C₁₄芳基，诸如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚乙烯氧丙基、它们的组合等。

在一个实施例中，b为0，一个R¹为一价反应性基团，至少3个R¹选自具有1至16个碳原子的一价烷基，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。本实施例的有机硅组分的非限制性例子包括2-甲基-2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、

2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、

3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)、

3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷以及

3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。

在另一个实施例中，b为2至20、3至15，或者在一些实施例中为3至10；至少一个末端R¹包含一价反应性基团，其余的R¹选自具有1至16个碳原子的一价烷基，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在另一个实施例中，b为3至15，一个末端R¹包含一价反应性基团，另一个末端R¹包含具有1至6个碳原子的一价烷基，其余的R¹包含具有1至3个碳原子的一价烷基。本实施例的有机硅组分的非限制性例子包括(单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为400-1000)(“OH-mPDMS”)、单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为800-1000)(“mPDMS”)。

在另一个实施例中，b为5至400或10至300，两个末端R¹均包含一价反应性基团，其余的R¹独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基，所述一价烷基在碳原子之间可以具有醚键并且还可以包含卤素。

在另一个实施例中，一至四个R¹包含下式的乙烯基碳酸酯或氨基甲酸酯：

式XII

其中：Y代表O-、S-或NH-，

R代表氢或甲基，d为1、2、3或4；并且q为0或1。

含有机硅的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1，3-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷；3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯；碳酸三甲基甲硅烷基甲基乙烯酯；以及

在期望生物医学装置的模量在约200以下的情况中，只有一个R¹应包含一价反应性基团，其余的R¹基团中不超过两个将包含一价硅氧烷基团。

在一个需要有机硅水凝胶镜片的实施例中，本发明的镜片将由反应性混合物制成，其中按由聚合物制成的反应性单体组分的总重量计，反应性混合物包含至少约20重量％的含有机硅组分，在一些实施例中在约20重量％至70重量％之间。

另一类含有机硅的组分包括以下各式的聚氨酯大分子单体：

式XIII-XV

(*D*A*D*G)_a*D*D*E¹、

E(*D*G*D*A)_a*D*G*D*E¹或

E(*D*A*D*G)_a*D*A*D*E¹

其中：

D代表具有6至30个碳原子的烷二基、烷基环烷二基、环烷二基、芳二基或烷基芳二基，

G代表具有1至40个碳原子并且主链中可以包含醚键、硫代键或胺键的烷二基、环烷二基、烷基环烷二基、芳二基或烷基芳二基；

*代表氨基甲酸酯或脲基键；

_a为至少1；

A代表下式的二价聚合基：

式XVI

R¹¹独立地代表具有1至10个碳原子并且碳原子之间可以包含醚键的烷基或氟代烷基；y为至少1；并且p提供400至10,000的部分重量；E和E¹的每一个独立地代表可聚合的不饱和有机基，其用下式表示：

式XVII

其中：R¹²为氢或甲基；R¹³为氢、具有1至6个碳原子的烷基，或-CO-Y-R¹⁵基，其中Y为-O-、Y-S-或-NH-；R¹⁴为具有1至12个碳原子的二价基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表具有6至30个碳原子的芳基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；并且z为0或1。

在一个实施例中，含有机硅的组分包括由下式表示的聚氨酯大分子单体：

式XVIII

其中R¹⁶为移除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双基，例如异佛尔酮二异氰酸酯的双基。其他合适的含有机硅的大分子单体为由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯反应形成的式X的化合物(其中x+y为10至30范围内的数值)。

式XIX

其他适用于本发明的含有机硅的组分包括WO 96/31792中所述的那些，诸如包含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体。另一类合适的含有机硅的组分包括通过GTP制备的含有机硅大分子单体，诸如美国专利No.5,314,960、5,331,067、5,244,981、5,371,147和6,367,929中所公开的那些。美国专利No.5,321,108、5,387,662和5,539,016描述了具有极性氟化接枝或侧基的聚硅氧烷，其中极性氟化接枝或侧基具有连接到二氟取代的末端碳原子上的氢原子。US 2002/0016383描述了含醚键和硅氧烷键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯以及含聚醚和聚硅氧烷基团的可交联单体。上述任何聚硅氧烷也可用作本发明中的含有机硅组分。

亲水性组分包括与剩余反应性组分结合时能够为所得的镜片提供至少约20％并在一些实施例中至少约25％的水含量的那些。合适的亲水性组分包括亲水性单体、预聚物和聚合物，按所有反应性组分的重量计，所述亲水性组分的含量可以在约10至约60重量％之间，在一些实施例中，为约15至约50重量％，以及在其他实施例中为约20至约40重量％之间。可用于制备本发明聚合物的亲水性单体具有至少一个可聚合的双键和至少一个亲水官能团。可聚合双键的例子包括丙烯酸、异丁烯酸、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、富马酸、马来酸、苯乙烯基、异丙烯基苯基、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、烯丙基、O-乙烯基乙酰基以及N-乙烯基内酰胺和N-乙烯基酰氨基双键。此类亲水性单体自身可以用作交联剂。“丙烯酸型”或“含丙烯酸”的单体为包含以下丙烯酸基团的那些单体

(CR′H＝＝CRCOX)

其中R为H或CH₃，R′为H、烷基或羰基，并且X为O或N，还已知其易于聚合，诸如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸以及它们的混合物。

可复合到本发明水凝胶中的亲水含乙烯基单体包括(例如)下列单体：N-乙烯基内酰胺(如N-乙烯基吡咯烷酮(NVP))、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-2-羟乙基乙烯基氨基甲酸酯、N-羧基-β-丙氨酸N-乙烯基酯，其中在一个实施例中NVP是优选的。

可用于本发明的其他亲水性单体包括一个或多个末端羟基由包含可聚合双键的官能团取代的聚氧乙烯多元醇。例子包括末端羟基中的一个或多个被包含可聚合双键的官能团取代的聚乙二醇。例子包括下述聚乙二醇，其与一或更多摩尔当量的封端基团(诸如甲基丙烯酸异氰根合乙酯(“IEM”)、甲基丙烯酸酸酐、甲基丙烯酰氯、乙烯基苯甲酰氯等)反应，生成聚乙烯多元醇，该多元醇具有一个或多个通过诸如氨基甲酸根或酯基的连接部分键合到聚乙烯多元醇上的可聚合的末端烯属基团。

其他例子为美国专利No.5,070,215中所公开的亲水性乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体以及美国专利No.4,190,277中所公开的亲水性恶唑酮单体。其他合适的亲水性单体对于本领域的技术人员将显而易见。

在一个实施例中，可以复合在本发明聚合物中的亲水性单体包括(例如)以下亲水性单体：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基甲基丙烯酰胺、HEMA和聚乙二醇单甲基丙烯酸酯。

在另一个实施例中，亲水性单体包括DMA、NVP、HEMA以及它们的混合物。

本发明的反应性混合物还可以包含作为亲水性组分的一种或多种亲水性聚合物。如本文所用，亲水性聚合物是指重均分子量不小于约5,000道尔顿的物质，其中所述物质与有机硅水凝胶制剂复合后提高固化的有机硅水凝胶的润湿性。在一个实施例中，这些亲水性聚合物的重均分子量大于约30,000；在另一个实施例中，在约150,000至约2,000,000道尔顿之间，在又一个实施例中，在约300,000至约1,800,000道尔顿之间，在再一个实施例中，约500,000至约1,500,000道尔顿。

作为另外一种选择，本发明的亲水性聚合物的分子量也可以用基于运动粘度测量的K值表示，如Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，N-Vinyl Amide Polymers，Second edition，Vol 17，pgs.198-257，John Wiley&Sons Inc(《聚合物科学和工程百科全书》，“N-乙烯基酰胺聚合物”，第二版，第17卷，第198-257页，约翰威立国际出版公司)中所述。以该方式表示时，亲水性单体的K值大于约46，并在一个实施例中，K值在约46和约150之间。这些装置的制剂中存在的亲水性聚合物含量足以形成接触镜片，并使润湿性提高至少10％，在一些实施例中，提供未经表面处理的可润湿镜片。对于接触镜片而言，“可润湿”是指镜片显示出小于约80°，小于70°并在一些实施例中小于约60°的前进动态接触角。

按所有反应性组分的总量计，亲水性聚合物的合适量包括约1至约20重量％，在一些实施例中为约5至约17重量％，在其实施例中为约6至约15重量％。

亲水性聚合物的例子包括但不限于聚酰胺、聚内酯、聚酰亚胺、聚内酰胺，以及官能化的聚酰胺、聚内酯、聚酰亚胺、聚内酰胺，例如通过使DMA与较低摩尔量的羟基官能化单体(如HEMA)共聚，然后使所得的共聚物的羟基与包含可自由基聚合基团的材料(如异氰酸乙酯基甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酰氯)反应而官能化的DMA。也可以使用由DMA或N-乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸缩水甘油酯制成的亲水性预聚物。可将甲基丙烯酸缩水甘油酯的环打开而得到可与其他亲水性预聚物结合用于混合体系中的二醇，以提高亲水性聚合物、羟基官能化的含有机硅单体以及任何其他赋予相容性的基团的相容性。在一个实施例中，亲水性聚合物在其主链中包含至少一个环状部分，例如但不限于环状酰胺或环状酰亚胺。亲水性聚合物包括但不限于聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚-N-乙烯基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-2-己内酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-己内酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-己内酰胺、聚-N-乙烯基-3-乙基-2-吡咯烷酮，以及聚-N-乙烯基-4，5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、聚-N-N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯基醇、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、聚-2-乙基噁唑啉、肝素多糖、多糖、它们的(包括嵌段或无规、支链、多链、梳状或星状)混合物和共聚物，其中在一个实施例中聚-N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)被特别优选。也可以使用共聚物，诸如PVP的接枝共聚物。

亲水性聚合物改善本发明的医疗装置的润湿性，尤其是体内润湿性。不受任何理论的束缚，据信亲水性聚合物为氢键受体，其在水性环境中与水形成氢键，从而有效地变为更具亲水性。不存在水可促进反应混合物中亲水性聚合物的复合。除了具体指定的亲水性聚合物外，预期任何亲水性聚合物都可用于本发明，前提条件是当将所述聚合物加入制剂中时，亲水性聚合物(a)基本上不与反应混合物发生相分离，并且(b)赋予所得固化聚合物以润湿性。在一些实施例中，优选的是在反应温度下将亲水性聚合物溶于稀释剂中。

还可以使用相容剂。在一些实施例中，相容组分可以是任何官能化的含有机硅的单体、大分子单体或预聚物，其在聚合和/或形成最终制品时与所选的亲水性组分相容。可以用WO03/022321中公开的相容性测试选择合适的相容剂。在一些实施例中，反应性混合物中包含还含有羟基的有机硅单体、预聚物或大分子单体。例子包括3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、单(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基封端的、单丁基封端的聚二甲基硅氧烷(MW 1100)、含羟基官能化的有机硅的GTP大分子单体、含聚二甲基硅氧烷的羟基官能化的大分子单体、它们的组合等。在另一个实施例中，本专利申请的非反应性亲水性聚合物可以用作相容组分。

在某些实施例中，还包括不含至少一个有机硅基团的另一种含羟基组分。可用于制备本发明聚合物的含羟基组分具有至少一个可聚合的双键和至少一个包含至少一个羟基的亲水官能团。可聚合双键的例子包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺基、富马酸、马来酸、苯乙烯基、异丙烯基苯基、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、烯丙基、O-乙烯基乙酰基以及N-乙烯基内酰胺和N-乙烯基酰氨基双键。羟基可以是伯醇、仲醇或叔醇基团，并可以位于烷基或芳基上。可以使用的含羟基单体的例子包括但不限于甲基丙烯酸-2-羟乙酯(“HEMA”)、丙烯酸-2-羟乙酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、2-羟乙基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)-O-乙烯基氨基甲酸酯、2-羟乙基乙烯基碳酸酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸羟己酯、甲基丙烯酸羟辛酯和其他羟基官能化单体，如美国专利5,006,622、5,070,215、5,256,751和5,311,223中所公开。

含羟基组分还可以用作交联剂。

在一些实施例中，亲水性组分包括甲基丙烯酸-2-羟乙酯。在某些实施例中，反应性混合物中包含至少约3重量％的HEMA、至少约5重量％的HEMA，并在一些实施例中，至少约6重量％的HEMA。

通常需要在反应混合物中添加一种或多种交联剂(也称为交联单体)，例如乙二醇二甲基丙烯酸酯(“EGDMA”)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(“TMPTMA”)、甘油三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(其中聚乙二醇优选地具有高达例如约5000的分子量)以及其他聚(甲基)丙烯酸酯(诸如上述包含两个或更多个末端甲基丙烯酸酯部分的封端聚氧乙烯多元醇)。使用常用量的交联剂，如反应混合物中每100g反应性组分使用约0.000415至约0.0156摩尔的交联剂。作为另外一种选择，如果亲水性单体和/或含有机硅的单体充当交联剂，则可选择是否在反应混合物中添加交联剂。可充当交联剂并且当其存在时不需要在反应混合物中加入另外的交联剂的亲水性单体的例子，包括含两个或更多个末端甲基丙烯酸酯部分的上述聚氧乙烯多元醇。

可充当交联剂并且当其存在时不需要在反应混合物中加入交联单体的含有机硅单体的例子，包括α，ω-双甲基丙烯酰基丙基聚二甲基硅氧烷。

反应混合物可以包含附加组分，诸如但不限于紫外线吸收剂、光致变色化合物、药物和营养化合物、抗微生物化合物、活性调色剂、颜料、可共聚和不可聚合的染料、脱模剂以及它们的组合。

通常将反应性组分混合在稀释剂中，形成反应混合物。合适的稀释剂是本领域已知的。适用于有机硅水凝胶的稀释剂在WO03/022321、US6,020,445中有所公开，它们的公开内容以引用方式并入本文。

适用于有机硅水凝胶反应混合物的稀释剂类别包括具有2至20个碳的醇、具有10至20个碳原子的衍生自伯胺和具有8至20个碳原子的羧酸的酰胺。在一些实施例中，优选伯醇和叔醇。优选类别包括具有5至20个碳的醇和具有10至20个碳原子的羧酸。

可以使用的具体稀释剂包括1-乙氧基-2-丙醇、二异丙基氨基乙醇、异丙醇、3，7-二甲基-3-辛醇、1-癸醇、1-十二烷醇、1-辛醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、2-辛醇、3-甲基-3-戊醇、叔戊醇、叔丁醇、2-丁醇、1-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-丙醇、1-丙醇、乙醇、2-乙基-1-丁醇、(3-乙酰氧基-2-羟基丙氧基)丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、1-叔丁氧基-2-丙醇、3，3-二甲基-2-丁醇、叔丁氧基乙醇、2-辛基-1-十二烷醇、癸酸、辛酸、十二烷酸、2-(二异丙基氨基)乙醇、它们的混合物等。

优选的稀释剂包括3，7-二甲基-3-辛醇、1-十二烷醇、1-癸醇、1-辛醇、1-戊醇、1-己醇、2-己醇、2-辛醇、3-甲基-3-戊醇、2-戊醇、叔戊醇、叔丁醇、2-丁醇、1-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、乙醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-辛基-1-十二烷醇、癸酸、辛酸、十二烷酸、它们的混合物等。

更优选的稀释剂包括3，7-二甲基-3-辛醇、1-十二烷醇、1-癸醇、1-辛醇、1-戊醇、1-己醇、2-己醇、2-辛醇、1-十二烷醇、3-甲基-3-戊醇、1-戊醇、2-戊醇、叔戊醇、叔丁醇、2-丁醇、1-丁醇、2-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、3，3-二甲基-2-丁醇、2-辛基-1-十二烷醇、它们的混合物等。

适用于不含有机硅的反应混合物的稀释剂包括甘油、乙二醇、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、聚乙二醇、聚丙二醇、低分子量PVP(诸如US 4,018,853、US 4,680,336和US 5,039,459中所公开，包括但不限于二元醇的硼酸酯)、它们的组合等。

可以使用稀释剂的混合物。按反应混合物中全部组分的总重量计，稀释剂的含量可以最高为约55重量％。更优选的是，按反应混合物中全部组分的总重量计，稀释剂的用量小于约45重量％，更优选地在约15与约40重量％之间。

反应混合物中优选地包含聚合反应引发剂。聚合反应引发剂包括例如在适度的高温下生成自由基的过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过碳酸异丙酯、偶氮二异丁腈等化合物，以及光引发剂体系，诸如芳族α-羟基酮、烷氧基氧代苯偶姻、苯乙酮、酰基氧化膦、二酰基氧化膦以及叔胺加二酮、它们的混合物等。光引发剂的示例性例子为1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、双(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4-4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819)、2，4，6-三甲基苄基二苯基氧化膦和2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯偶姻甲基酯以及樟脑醌和4-(N，N-二甲基氨基)苯甲酸乙酯的组合物。可商购获得的可见光引发剂体系包括Irgacure 819、Irgacure 1700、Irgacure 1800、Irgacure 819、Irgacure 1850(均得自汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals))和Lucirin TPO引发剂(得自巴斯夫(BASF))。可商购获得的紫外光引发剂包括Darocur 1173和Darocur 2959(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals))。可使用的这些和其他光引发剂公开于Volume III，Photoinitiators for Free RadicalCationic&Anionic Photopolymerization，2^nd Edition by J.V.Crivello&K.Dietliker；edited by G.Bradley；John Wiley and Sons；New York；1998(第III卷，《用于自由基阳离子和阴离子光聚合反应的光引发剂》，第二版，J.V.Crivello与K.Dietliker著；G.Bradley编辑；纽约约翰威立国际出版公司；1998年)中有所公开，该文献以引用方式并入本文。在反应混合物中按照引发该反应混合物光聚合的有效量使用引发剂，例如每100重量份的反应性单体约0.1至约2重量份的引发剂。可以根据所用的聚合反应引发剂，使用适当选择的热或可见光或紫外光或其他方法引发反应混合物的聚合反应。作为另外一种选择，可以在没有光引发剂的情况下用(例如)电子束引发反应。然而，当使用光引发剂时，优选的引发剂为双酰基氧化膦，例如，双(2，4，6-三曱基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure

)或1-羟基环己基苯基酮和双(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三曱基戊基氧化膦(DMBAPO)的组合，优选的聚合反应引发方法为可见光。最优选的为双(2，4，6-三曱基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure

)。

反应混合物中存在的含有机硅单体的优选范围为反应混合物中反应性组分的约5至95重量％，更优选地为约30至85重量％，最优选地为约45至75重量％。上述发明中存在的亲水性单体的优选范围为反应混合物中反应性组分的约5至80重量％，更优选地为约10至60重量％，最优选地为约20至50重量％。上述发明中存在的稀释剂的优选范围为总反应混合物(包括反应性和非反应性组分)的约2至70重量％，更优选地为约5至50重量％，最优选地为约15至40重量％。

优选的反应性组分与稀释剂的组合为具有以下组分的那些组合：约25至约55重量％的含有机硅单体、约20至约40重量％的亲水性单体、约5至约20重量％的含羟基组分、约0.2至约3重量％的交联单体、约0至约3重量％的紫外线吸收单体、约2至约10重量％的无环聚酰胺(均按所有反应性组分的重量％计)和约20至约50重量％(包括反应性组分和非反应性组分在内的所有组分的重量％)的受权利要求书保护的稀释剂中的一种或多种。

本发明的反应混合物可通过本领域技术人员已知的任何方法诸如振摇或搅拌形成，并且用于通过已知方法形成聚合物制品或装置。

例如，本发明的生物医学装置可通过如下方法制备，将反应组分和稀释剂与聚合反应引发剂混合，并且通过适当条件固化以形成产品，该产品随后可通过车床加工、切割等等形成适当的形状。作为另外一种选择，可以将反应混合物放入模具中，随后固化为合适的制品。

已知多种方法可用于在接触镜片制造中加工反应混合物，包括旋模成型和静模铸造。旋模成型法在美国专利No.3,408,429和3,660,545中有所公开，静模铸造法在美国专利No.4,113,224和4,197,266中有所公开。制备包含本发明聚合物的接触镜片的优选方法是通过有机硅水凝胶的模铸实施，该方法是经济的，并且使含水镜片的最终形状能得到精确控制。对于该方法，将反应混合物放入具有最终所需硅水凝胶(即水溶胀聚合物)的形状的模具中，然后将反应混合物置于可使单体聚合的条件下，从而产生具有最终所需产品形状的聚合物/稀释剂混合物。然后，用溶剂处理该聚合物/稀释剂混合物，以除去稀释剂，并最终用水替代它，从而形成最终尺寸和形状与原始模制聚合物/稀释剂制品的尺寸和形状非常相似的有机硅水凝胶。该方法可以用于形成接触镜片，并在美国专利No.4,495,313、4,680,336、4,889,664和5,039,459中有进一步的描述，这些专利以引用方式并入本文。

本发明的生物医学装置(尤其是眼用镜片)的各种性质均衡，这使得它们特别有用。此类性质包括透明度、水含量、透氧度和接触角。复合至少一种根据本发明的非反应性亲水性聚合物提供具有非常理想的接触角的制品，并改善生物计量学性能，如通过降低的脂质运载蛋白、脂质和粘蛋白摄取水平所表明。复合本发明的非反应性亲水性聚合物的有机硅水凝胶接触镜片显示具有小于约50°，在一些实施例中小于约40°的接触角，以及使接触角减小40％，在一些实施例中，减小50％或更多。相似地，可以使脂质运载蛋白减少30％或更多，并且可以制备具有约2μg或更少的脂质运载蛋白的有机硅水凝胶镜片。粘蛋白摄取水平可以降低至少约10％，并在一些实施例中，至少约20％。脂质摄取可以降低50％或更多，并且可以制备具有约15μg或更少的脂质的有机硅水凝胶镜片。复合本发明的亲水性聚合物的有机硅水凝胶镜片显示具有约4μg或更少的粘蛋白摄取水平。

在一个实施例中，生物医学装置为水含量大于约17％，优选地大于约20％还更优选地大于约25％的接触镜片。

如本文所用，透明度意指基本上不出现可见雾度。透明镜片优选地具有小于约150％，更优选地小于约100％的雾度值。

适于含有机硅镜片的透氧度优选地大于约40barrer，还更优选地大于约60barrer。

在一些实施例中，本发明的制品具有上述透氧度、水含量和接触角的组合。上述范围的所有组合均视为在本发明之内。

以下非限制性实例对本发明进行进一步的描述。

在室温下使用KRUSS DSA-100TM仪器，用去离子水作为探头溶液，通过座滴技术确定镜片的润湿性。在去离子水中冲洗待测试的镜片(3-5/样本)，以除去残留的包装溶液。将每个测试镜片放在用包装溶液浸湿的不脱毛吸水巾上。使镜片的两个面接触吸水巾，以除去表面水分，而不干燥镜片。为了确保适当弄平，将镜片“碗面向下”放在接触镜片塑料模具上的凸形表面上。将塑料模具和镜片放在座滴仪器夹持器上，确保注射器正确的居中对齐并且注射器对应指定的液体。用DSA 100滴形分析软件在注射器顶端上形成3至4微升的去离子水液滴，确保液滴远离镜片悬挂。通过将针头向下移动使液滴平滑地释放到镜片表面上。释放液滴后立即将针头撤走。让液滴在镜片上平衡5至10秒，根据在液滴图像与镜片表面之间测得的接触角计算接触角。

可以按照以下方法测量水含量：将待测试的镜片在包装溶液中放置24小时。用棉签从包装溶液中取出三个测试镜片中的每一个，并将其放在用包装溶液浸湿的吸水巾上。使镜片的两个面都与吸水巾接触。用镊子将测试镜片放入秤盘中称重。如上所述制备另外两组样本，并称重。将秤盘称量三次，其平均值即为湿重。

将样本盘放入已预热至60℃达30分钟的真空烘箱中，测量干重。施加真空，直至达到至少0.4英寸汞柱。关闭真空阀和泵，将镜片干燥四小时。打开吹扫阀，让烘箱达到大气压力。取出盘子，并称重。按照以下方法计算水含量：

湿重＝盘和镜片的组合湿重-秤盘的重量

干重＝盘和镜片的组合干重-秤盘的重量

计算并记录样本的含水量的平均偏差和标准偏差。

可以通过如下方法测量雾度：在环境温度下将水化测试镜片放入平坦黑色背景上的20×40×10mm透明玻璃皿中的硼酸缓冲盐溶液中，用光纤灯(泰坦工具供应公司(Titan Tool Supply Co.)，具有直径为0.5英寸的光导的光纤灯，功率设置为4-5.4)以66°角垂直于镜片槽从下面照射，用设置在镜片平台上方14mm处的摄影机(带有Navitar TVZoom 7000zoom镜片的DVC 1300C：19130RGB摄影机)从上面获取镜片的图像。通过用EPIX XCAP V 1.0软件减去空白玻璃皿的图像，从而将背景散射从镜片散射中减去。通过对镜片中央10mm的范围积分，然后与任意设置为雾度值100(将无镜片设为0雾度值)的-1.00屈光度CSI Thin

比较，对经减去的散射光图像进行定量分析。分析五个镜片，对结果求平均，得到作为标准CSI镜片的百分比的雾度值。

可以用ISO 9913-1：1996(E)中大致描述的极谱法测定透氧度(Dk)，但具有以下变化。在含2.1％的氧气的环境下进行测量。通过为测试室配备以合适比率设置的氮气和空气输入创造该环境，例如1800ml/min的氮气和200ml/min的空气。用校正的p_O2计算t/Dk。使用硼酸缓冲盐溶液。通过使用加湿的纯氮气环境而不加MMA镜片来测量暗电流。在测量之前不吸干镜片。堆叠四个镜片，而不是使用具有不同厚度的镜片。使用弧形传感器，而不是平面传感器。所得的Dk值以barrer为单位。

用以下溶液和方法测量脂质运载蛋白摄取量。脂质运载蛋白溶液包含来自牛乳(西格玛(Sigma)，L3908)的B乳球蛋白(脂质运载蛋白)，其中B乳球蛋白以2mg/ml的浓度溶于补充了1.37g/l碳酸氢钠和0.1g/l D-葡萄糖的磷酸盐缓冲液(西格玛(Sigma)，D8662)中。

用脂质运载蛋白溶液测试每例的三个镜片，用PBS作为对照溶液测试三个镜片。将测试镜片放在无菌纱布上吸干，以移除包装溶液，然后用无菌镊子将其无菌地转移到24孔无菌细胞培养板上(每个孔一个镜片)，其中每个孔包含2ml脂质运载蛋白溶液。各个镜片被完全浸入溶液中。用PBS代替脂质运载蛋白作为浸泡溶液，制作对照镜片。用石蜡膜密封包含浸入脂质运载蛋白中的镜片的板以及包含浸入PBS中的对照镜片的板，以防止蒸发和脱水，将其放到轨道摇床上，在35℃下以100rpm的速率搅拌并温育72小时。72小时的温育期后，将镜片浸入包含大约200ml PBS的三(3)个独立的小瓶中冲洗3至5次。将镜片放到纸巾上吸干，以除去过量的PBS溶液，然后转移到无菌24孔板中，其中每个孔包含1ml的PBS溶液。

用镜上二喹啉甲酸法通过QP-BCA试剂盒(西格玛(Sigma)，QP-BCA)按照制造商所述的步骤(标准制备方法在试剂盒中有描述)确定脂质运载蛋白的摄取量，并通过从在脂质运载蛋白溶液中浸泡的镜片上测得的光密度减去在PBS中浸泡过的镜片(背景)上测得的光密度算出。用能够读取562nm处光密度的SynergyII微板读取仪测量光密度。

用以下溶液和方法测量粘蛋白摄取量。粘蛋白溶液包含来自牛颔下腺的粘蛋白(西格玛(Sigma)，M3895型1-S)，其中粘蛋白以2mg/ml的浓度溶于补充了1.37g/l碳酸氢钠和0.1g/l的D-葡萄糖的磷酸盐缓冲液(西格玛(Sigma)，D8662)中。

用粘蛋白溶液测试每例的三个镜片，用PBS作为对照溶液测试三个镜片。将测试镜片放在无菌纱布上吸干，以移除包装溶液，然后用无菌镊子将其无菌地转移到24孔无菌细胞培养板中(每个孔一个镜片)，其中每个孔包含2ml粘蛋白溶液。各个镜片被完全浸入溶液中。用PBS代替脂质运载蛋白作为浸泡溶液，制作对照镜片。

用石蜡膜密封包含浸入粘蛋白中的镜片的板以及包含浸入PBS中的对照镜片的板，以防止蒸发和脱水，将其放到轨道摇床上，在35℃下以100rpm的速率搅拌并温育72小时。72小时的温育期后，将镜片浸入包含大约200ml PBS的三(3)个独立的小瓶中冲洗3至5次。将镜片放到纸巾上吸干，以除去过量的PBS溶液，然后转移到无菌24孔板中，其中每个孔包含1ml的PBS溶液。

用镜上二喹啉甲酸法通过QP-BCA试剂盒(西格玛(Sigma)，QP-BCA)按照制造商所述的步骤(标准制备方法在试剂盒中有描述)确定粘蛋白的摄取量，并通过从在粘蛋白溶液中浸泡的镜片上测得的光密度减去在PBS中浸泡过的镜片(背景)上测得的光密度算出。用能够读取562nm处光密度的SynergyII微板读取仪测量光密度。

用重组角膜上皮组织构建体在体外评价细胞活性。组织构建体为全层角膜上皮(得自Skinethics的角膜上皮组织)，其在聚碳酸酯插入皿上在空气-液体界面处体外重组和生长，形成完全分层的上皮构建体。

为了评价镜片，将镜片钻孔活组织检查样本(0.5cm²)局部施加在组织上，然后在37℃和5％CO₂条件下进行24小时温育。除去镜片活组织检查样本，用PBS洗涤组织。然后用MTT比色测定法(Mosman，T.Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival：application toproliferation and cytotoxicity assays.J.Immunol.)Methods，65；55-63(1983)(Mosman，T.，对细胞生长和生存的快速比色测定：用于增殖和细胞毒性测定，《免疫学方法杂志》，第65卷第55-63页，1983年))测量细胞活性：在MTT存在时，在37℃和5％CO₂条件下对组织进行3小时的温育，然后在异丙醇中提取组织。然后用微板读取仪测量异丙醇提取物在550nm处的吸光度。结果用PBS对照的百分比表示(将用PBS处理过的组织与用镜片处理过的组织进行对比)。

为了对溶液进行评价，将30μg溶液局部施加到组织上。细胞活性的测试如对镜片所述。各评价均一式三份进行。

用如下方法测量脂质摄取量：

为进行研究的每种镜片类型创建标准曲线。将带标记的胆固醇(用NBD标记的胆固醇([7-硝基苯并-2-氧杂-1，3-二唑-4-基]，CH-NBD；亚拉巴马州阿拉巴斯特阿万蒂(Avanti，Alabaster，AL)))在35℃溶于1mg/mL的脂质的甲醇储备溶液中。从该储备溶液中获取等分试样，在pH 7.4的磷酸盐缓冲盐水(PBS)中以0至100μg/mL范围内的浓度制作标准曲线。

将每种浓度的一毫升标准品放入24孔细胞培养板的孔中。将每种类型的10个镜片放入另一个24孔板中，与标准曲线样品一起在浓度为20μg/ml的1mL CH-NBD中浸泡。将另一组镜片(5个镜片)浸泡在没有脂质的PBS中，以校正镜片本身产生的任何自体荧光。所有浓度都在pH 7.4的磷酸盐缓冲盐水(PBS)中形成。将标准曲线板、测试板(包括浸泡在CH-NBD中的镜片)和对照板(包括浸泡在PBS中的镜片)均包裹在铝箔中保持黑暗，并在35℃下在搅拌下温育24小时。24小时之后，从温育箱中取出标准曲线板、测试板和对照板。立即在微板荧光读取仪(Synergy HT)上读取标准曲线板。

通过将每个单独的镜片在容有大约100ml PBS的3只连续小瓶中浸渍3至5次冲洗测试板和对照板上的镜片，以确保只测定结合的脂质，而没有携带的脂质。然后将镜片放入新的24孔板中，其中每个孔包含1mL PBS，然后在荧光读取仪上读取。读取试验样本之后，移除PBS，并如前所述将相同浓度的1mL CH-NBD新溶液放到镜片上，然后放回35℃的温育箱中，摇动，直至下一个周期。将该程序重复15天，直到镜片上的脂质完全饱和。只记录饱和状态下获得的脂质量。

如下所述测量溶菌酶摄取量：用于溶菌酶摄取量测试的溶菌酶溶液包含来自鸡蛋白(西格玛(Sigma)，L7651)的溶菌酶，其中溶菌酶以2mg/ml的浓度溶于补充了1.37g/l碳酸氢钠和0.1g/l D-葡萄糖的磷酸盐缓冲液中。

脂质运载蛋白溶液包含来自牛乳(西格玛(Sigma)，L3908)的B乳球蛋白(脂质运载蛋白)，其中B乳球蛋白以2mg/ml的浓度溶于补充了1.37g/l碳酸氢钠和0.1g/l D-葡萄糖的磷酸盐缓冲液中。

用每种蛋白质溶液测试每例的三个镜片，用PBS作为对照溶液测试三个镜片。将测试镜片放在无菌纱布上吸干，以移除包装溶液，然后用无菌镊子将其无菌地转移到24孔无菌细胞培养板上(每个孔一个镜片)，其中每个孔包含2ml溶菌酶溶液。各个镜片被完全浸入溶液中。将2ml的溶菌酶溶液装入没有接触镜片的孔中，作为对照。

用石蜡膜密封包含镜片的板和只包含蛋白质溶液以及PBS中的镜片的对照板，以防止蒸发和脱水，将其放到轨道摇床上，在35℃下以100rpm的速率搅拌并温育72小时。72小时的温育期后，将镜片浸入包含大约200ml PBS的三(3)个独立的小瓶中冲洗3至5次。将镜片在纸巾上吸湿，移除过量的PBS溶液，并将其转移到无菌锥形管(每个管中1个镜片)中，每个管中包含一定量的PBS，PBS的量是根据所吸收的溶菌酶的估计值(按照每个镜片的组成预计)确定的。每个管中要测试的溶菌酶浓度必须在制造商所描述的白蛋白标准范围内(0.05mg至30mg)。将已知每个镜片吸收100μg以下溶菌酶的样品稀释5倍。将已知每个镜片(如etafilcon A镜片)吸收500μg以上溶菌酶的样品稀释20倍。

除了etafilcon，所有样本都使用1ml的PBS等分试样。etafilcon A镜片使用20ml。用相同的方法处理每个对照镜片，不同的是孔板包含PBS，而不是溶菌酶或脂质运载蛋白溶液。

用镜上二喹啉甲酸法通过QP-BCA试剂盒(西格玛(Sigma)，QP-BCA)按照制造商所述的步骤(标准制备方法在试剂盒中有描述)确定溶菌酶和脂质运载蛋白的吸收量，并通过从在溶菌酶溶液中浸泡的镜片上测得的光密度减去在PBS中浸泡过的镜片(背景)上测得的光密度算出。

用能够读取562nm处光密度的SynergyII微板读取仪测量光密度。

如下所述测量PQ1摄取量：如下所述测量PQ1摄取量：用所配制的以下浓度的一系列标准PQ1溶液校准HPLC：2、4、6、8、12和15μg/mL。将镜片放入具有3mL Optifree Replenish(其包含0.001重量％的PQ1，可从爱尔康(Alcon)购得)的聚丙烯接触镜片盒中。还准备包含3mL溶液但未放入对照镜片的对照镜片盒。将镜片和对照溶液在室温下放置72小时。从各个样本和对照中取1ml溶液，并与三氟乙酸(10μL)混合。用HPLC/ELSD和Phenomenex Luna C4(4.6mm×5mm；5μm粒度)色谱柱并在以下条件下进行分析：

仪器：Agilent 1200HPLC或具有Sedere Sedex 85ELSD的等效色谱仪

Sedex 85ELSD：T＝60℃，增益＝10，压力＝3.4巴，过滤＝1s

流动相A：H₂0(0.1％TFA)

流动相B：乙腈(0.1％TFA)

柱温：40℃

进样体积：100μL

表I.HPLC条件

时间(分钟)	％A	％B	流速(mL/min)
				0.00	100	0	1.2
1.00	100	0	1.2
				5.00	5	100	1.2
8.50	5	100	1.2
				8.60	100	0	1.2
11.00	100	0	1.2

对三个镜片进行各项分析，结果取平均值。

如下所述测量镜片参数，包括基弧、直径、屈光度和CT。直径和屈光度用Mach-Zehnder干涉仪测量，将镜片浸入盐水溶液中，凹面向下安装在比色皿中，进一步描述参见US2008/0151236。测量之前在约20℃下使镜片平衡15分钟。干涉仪输出为所测试的接触镜片波前的两个光束之间的干涉作用。

矢状深度和CT用GE Panametrics 25Multi Plus超声测厚仪测量。该仪器通过测量来自换能器的超声脉冲测量镜片的矢状厚度和中心厚度。脉冲由镜片反射至换能器。根据矢状厚度和镜片直径计算了接触镜片的基弧半径。测量之前将镜片放入Panametrics 25Multi Plus碗中平衡至少15秒。测量CT和矢状厚度之前，将镜片凹面向下放置在全矢状镜片夹持器中央。

在实例中将用到以下缩写，它们具有以下意义。

ACA1 3-丙烯酰胺基丙酸，如制备例22中所制备

ACA2 5-丙烯酰胺基戊酸，如制备例23中所制备

BBB 4-(溴甲基)苯甲酰溴(西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich))

Irgacure-819 双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(汽巴精化(Ciba SpecialtyChemicals))

KX O-乙基乙基黄原酸钾

mPDMS 单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(800-1000MW

NaHTTC 己基三硫代碳酸钠

XG1996TTC S-己基-S’-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)乙基)苄基三硫代碳酸酯

nBPDMS-H 3-(正丁基四甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)丙醇(在制备例1中制备和示出)

NVP N-乙烯基吡咯烷酮(Acros Chemical)，通过真空蒸馏进一步纯化

NRPTHP 制备例3中制备的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物

HO-mPDMS 单(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(400-1000MW))

SBX 3-(正丁基四甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)丙基4-((乙氧基硫代甲酰硫)甲基)苯甲酸酯(制备例2中制备)

SiGMA 2-甲基-，2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙基酯

TRIS-VC 三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基乙烯基氨基甲酸酯

V₂D₂₅ 含有机硅的乙烯基碳酸酯，在US5,260,000的第4列第33-42行有所描述

XG-1996 4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)乙基)苄基氯，分子量为约1000g/mol，(结构示于制备例5中)

D3O 3，7-二甲基-3-辛醇

制备例1

烯丙醇与nBPDMS的氢化硅烷化

在N₂下向3颈圆底烧瓶中加入nBPDMS-H(73g，0.18摩尔，PTG批号1708682.001)和烯丙醇(48g，0.83摩尔，Fluka批号127884154306205)。用冰浴和500微升在二甲苯中含2重量％铂的Karlstedt催化剂(奥德里奇(Aldrich)01231))将混合物的温度降至0℃。5分钟后移除冰浴，让混合物达到室温。观测放热情况，温度在几分钟内达到最高64℃。然后在水浴中冷却反应混合物，让其另外反应48小时。在减压下通过旋转蒸发除去残余的烯丙醇。通过小硅胶塞过滤油状液体，以回收/除去铂催化剂。

制备例2：合成3-(正丁基四甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)丙基4-((乙氧基硫代甲酰硫)甲基)苯甲酸酯(SBX)

向100mL圆底烧瓶中加入4.71g(10.0mmol)nBSP、3.0g(10.5mmol)BBB、1.27g(10.0mmol)Li₂CO₃和20mL CH₃CN。在室温下将溶液搅拌20小时，随后进行过滤。然后让澄清的滤液与1.65g(10mmol)O-乙基乙基黄原酸钾(KX)再反应3小时，直到获得微红色-橙色溶液。接近反应结束时，烧瓶底部形成了固体沉淀(KBr)。将混合物转移至分液漏斗，并加入水和己烷，以萃取水溶性杂质。除去水相，用新鲜的己烷洗涤两次，然后丢弃。将全部三个己烷相合并，在无水Na₂SO₄上干燥。过滤所得的溶液，通过旋转蒸发使溶液减少，得到微红色-棕色油状液体。通过¹H NMR (300MHz，CDCl₃)确认了化合物结构：δ(ppm)0.0(m，～30H)，0.4-0.6(m，4H)，0.8-0.9(t，3H)，1.2-1.3(m，4H)，1.4(t，3H，)1.6-1.8(m，3H)，4.2(t，2H)。反应示于下文。

反应方案III

制备例3：在SBX存在下合成基于PVP的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

用比例为300∶1的[NVP]∶[SBX]和比例为5∶1的[SBX]∶[Irgacure-819]配制聚合溶液。一般来讲，溶液的配制步骤如下：将50g蒸馏NVP加入100m琥珀色广口瓶中。然后，将1.063g SBX和125mg Irgacure-819加入单体中并搅拌，以确保均匀。用橡胶隔片密封容纳最终聚合溶液的琥珀色广口瓶并用N₂吹扫30分钟，以除去溶液中的O₂。最后，将密封的广口瓶放入N₂手套箱中保存过夜。

在N₂气氛下用4只标准Phillips TL 20W/03RS灯泡以2.0mW/cm²的强度将聚合溶液固化3小时。固化之前，将聚合溶液倒入结晶皿中，然后将其放到反射玻璃表面上。下面在反应方案4中示出了反应方案。

反应方案IV

固化3小时后，从结晶皿中取出所得的玻璃状聚合材料，留一小部分进行¹H NMR分析，将剩余的材料溶于180mL乙醇中。将溶液搅拌过夜，第二天早上通过乙醚进行沉淀。通过在CDCl₃中的¹H NMR光谱分析分别确认了单体转化率和留下来的(未纯化的)聚合物和最终沉淀的聚合物的纯度。NMR数据显示，在三小时的时间内聚合反应达到了93％的转化率。沉淀的聚合物显示只存在极少的NVP；然而，存在残余的乙醚。通过尺寸排阻色谱与多角度激光光散射法(SEC-MALLS)测定了聚合物的绝对分子量为约42,000克/摩尔(表1)。

表1

M_n(克/摩尔)	M_w(克/摩尔)	多分散性
			41,800	46,830	1.12

制备例3的SEC-MALLS表征：SEC-MALLS设备采用以下配置：由80％的0.05M Na₂SO₄和20％的CH₃CN组成的水/有机共洗脱液(流速为0.5mL/min，温度为40℃)，具有在线Agilent 1200UV/vis二极管阵列检测器的Tosoh Biosciences TSK凝胶柱(SuperAW3000(排阻极限＜60000g/mol，

)和SuperAW4000(排阻极限＜400,000g/mol，)，Wyatt Optilab rEX干涉折射计以及Wyatt miniDAWN Treos多角度激光光散射(MALLS)检测器(λλ＝658nm)。将聚乙烯基吡咯烷酮在30℃(λ＝658nm)下0.155mL/g的dη/dc用于绝对分子量测定。用Wyatt ASTRA V SEC/LS软件包计算绝对分子量和多分散性。结果示于图1中。

实例1-10

使用上文所述的方法测量了以下商购获得的有机硅水凝胶接触镜片，确定接触角和脂质运载蛋白摄取量。从包装中取出每种类型的镜片，将其转移至装有包装溶液的玻璃小瓶中，该包装溶液含有制备例3中制备的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物(“NRPTHP”)，其量示于表2中。将重新包装在NRPTHP包装溶液中的镜片在121℃下高压灭菌28分钟，灭菌之后，让其在环境温度下浸泡在NRPTHP包装溶液中，浸泡时间列于表2中。通过上文所述的座滴法程序测量了接触角，并测量了脂质运载蛋白摄取量，数据记录在表2中。

表2

AO＝具有Hydraclear Plus(senofilcon)的ACUVUE OASYS，可从强生视力健公司(Johnson&Johnson Vision Care，Inc.)商购获得

AA＝具有Hydraclear(galyfilcon)的ACUVUE ADVANCE，可从强生视力健公司(Johnson&Johnson Vision Care，Inc.)商购获得

ATE＝具有Hydraclear1(narafilcon)的ACUVUE TrueEye，可从强生视力健公司(Johnson&Johnson Vision Care，Inc.)商购获得

PV＝PUREVISION(balafilcon)，可从博士伦(Bausch&Lomb)商购获得。

当与未处理的senofilcon A基底(实例1)比较时，用本发明的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物处理过的镜片显示润湿性显著提高(如通过降低的座滴值所证实)，并且生物计量学性能也有所提高(如通过降低的脂质运载蛋白摄取水平所证实)。在三组不同的浓度/浸泡条件下评价了ACUVUE OASYS镜片(实例2-4)，所有实例均显示接触角(减小至少40％)和脂质运载蛋白摄取量(减少至少约35％)显著减小。对于测试的所有溶液和暴露时间(即3000与150ppm和2与14天)而言，在根据本发明处理过的镜片中润湿性或脂质运载蛋白摄取量没有明显的差异。

重要的是，应注意NRPTHP处理过的镜片的脂质运载蛋白值达到了etafilcon A的相应值和测定法的检测下限。

用实例4的条件测试了三种其他类型的有机硅水凝胶镜片(从强生视力健公司(Johnson&Johnson Vision Care，Inc.)商购获得的具有Hydraclear(galyfilcon)的ACUVUE ADVANCE，从强生视力健公司(Johnson&Johnson Vision Care，Inc.)商购获得的具有Hydraclear1(narafilcon)的ACUVUE TrueEye，以及从博士伦(Bausch&Lomb)商购获得的PUREVISION (balafilcon))。对于所有基底而言，座滴接触角和脂质运载蛋白摄取量均显著降低。对于用3000ppm PVP/Sil处理过的senofilcon A、galyfilcon A、narafilcon A和balafilcon A而言，观察到接触角和脂质运载蛋白摄取量减小了以下相应的百分比值：senofilcon A，50.2和41.4％；galyfilcon A，40.1和31.0％；narafilcon A，45.8和31.0％；以及balafilcon A，55.2和42％。该数据尤其引人关注，因为镜片具有表3所示的一系列性质。

表3

测量了实例1、2和4的镜片，以检查参数。结果(基弧、中心厚度和直径)示于下表4中。

表4

实例号	BC(mm)	CT(mm)	直径(mm)	屈光度
					1	8.49(0.06)	0.065(0.008)	14.02(0.11)	-1.01(0.03)
2	8.43(0.008)	0.071(0.002)	14.03(0.02)	-0.94(0.03)
					4	8.43(0.02)	0.070(0.003)	14.03(0.05)	-0.92(0.03)

尽管本发明的NRPTHP对senofilcon A的润湿性和体外性能具有显著影响，但它对镜片参数的影响非常小，如上面表4中的数据所示。与未处理的镜片相比，对NRPTHP处理过的镜片测试的所有参数显示，参数的显示值均在参数测试方法的标准偏差内。

实例11-18

将得自实例1、5、7和9的对照镜片(分别为senofilcon、galyfilcon、narafilcon和balafilcon镜片)放入镜片盒中，镜片盒中装有3ml OptifreeRepleniSH多功能溶液(从爱尔康(Alcon)商购获得)或OptifreeRepleniSH多功能溶液，所述溶液中含有0.1％的制备例3中所制备的NRPTHP。将镜片盒封闭，让镜片在室温下在多功能溶液中浸泡24小时。用上文所述的方法评价了接触角和脂质运载蛋白摄取量，结果示于下面的表5中。表5中添加了实例1、5、7和9(没有NRPTHP的对照镜片)和实例4(高压灭菌之前包装溶液中掺入了NRPTHP)的结果，以便进行比较。

表5

PS-在包装溶液中加入NRPTHP并进行高压灭菌

实施实例11至18以评价是否可以将NRPTHP复合到取自商购获得的多功能溶液(如OptiFree RepleniSH)的接触镜片中。将实例1、5、7和9(对照镜片)与实例11、13、15和17(镜片未用NRPTHP处理，但浸泡在MPS溶液中)进行比较，明显的是，浸泡在MPS溶液中对任何测试镜片的接触角和脂质运载蛋白摄取量都没有影响。然而，与浸泡在没有NRPTHP的MPS中的镜片(实例11、13、15和17)的数据相比，实例12、14、16和18(浸泡在含NRPTHP的MPS中)的镜片显示出所有镜片类型的体外性能明显改善，包括润湿性提高(接触角减小)和脂质运载蛋白摄取量明显降低。在浸泡于补充了NRPTHP的MPS中的镜片上获得的接触角和脂质运载蛋白摄取量数据类似于在重新包装到含3000ppm NRPTHP的包装溶液中并高压灭菌的镜片(实例4、6、8和10)上获得的数据。

实例19-22

用Optifree RepleniSH多功能溶液(可从爱尔康(Alcon)商购获得)对得自实例1(对照)和4(3000ppm NRPTHP)的镜片进行多个摩擦循环后进行了评价。在每个循环中，将镜片“碗面向上”放置在测试者的食指上，并将3-5滴多功能溶液滴入碗内。然后在测试者的拇指和食指之间将镜片的每一侧摩擦8-10次。在每个摩擦“循环”结束时，用Optifree RepleniSH冲洗镜片。对每组镜片进行的摩擦循环的次数列于表6中。如上文所述测量了接触角和脂质运载蛋白摄取量，结果列于下面对表6中。

表6

对实例1、19和20的结果进行比较，可以看出，用MPS摩擦senofilcon镜片时，接触角和脂质运载蛋白摄取量值均无实质性变化。然而，实例21和22(经受8和16个摩擦循环的NRPTHP处理过的镜片)显示，实例21和22(经受8或16个摩擦循环的NRPTHP处理过的镜片)的接触角从实例4(NRPTHP处理过的镜片，0个摩擦循环)的36°度大幅减小了约90％，分别达到3°和4°度。让本发明的镜片经受用Optifree RepleniSH进行的摩擦循环也进一步降低了脂质运载蛋白摄取量。NRPTHP处理过的镜片显示，与没有摩擦相比，通过摩擦使脂质运载蛋白摄取量显著降低(实例21和22分别为1.7和1.6，而相比之下实例4为2.0)。

实例29

从包装中取出三个senofilcon镜片并将它们转移到装有包装溶液的玻璃小瓶中，该包装溶液含有500ppm在制备例3中制备的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物(“NRPTHP”)。将镜片重新包装在NRPTHP包装溶液中，在121℃下高压灭菌28分钟，灭菌之后，让其在环境温度下在NRPTHP包装溶液中浸泡至少24小时。测量NRPTHP处理过的镜片的粘蛋白摄取量，对结果取平均值，发现为3.86+0.21μg/镜片。还测试了三个未处理的senofilcon镜片，发现其具有5.22+0.03μg/镜片的平均粘蛋白摄取量。

实例30

配制1％的制备例3NRPTHP的PBS溶液。在玻璃小瓶中对其中一些NRPTHP溶液进行高压灭菌。

将senofilcon A镜片放入具有3ml PBS/NRPTHP溶液(其中NRPTHP的浓度为0.1重量％)的玻璃瓶中，将镜片和溶液转移到聚丙烯泡罩包装中，密封，然后在121℃下高压灭菌21分钟。

测量PBS对照溶液、具有NRPTHP的PBS溶液、高压灭菌后的PBS/NRPTHP溶液以及在PBS/NRPTHP中高压灭菌的接触镜片的细胞活性。结果在表7中示出。

表7

测试样品	细胞活性(％)
		PBS对照	100±4
PB S/NRPTHP溶液	102±2
		PBS/NRPTHP溶液(高压灭菌)	84±2
PBS/NRPTHP镜片	99±5

细胞活性大于80％时，人眼佩戴镜片后会比较舒适，并且对人上皮细胞的扰动最小。数据表明，当暴露于高水平的PRPTHP时，无论是来自溶液还是具有相关NRPTHP的接触镜片，对人角膜上皮细胞的扰动都极低。

制备例4：合成3-(正丁基四二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基) 丙基4-((乙氧基硫代甲酰硫)甲基)苯甲酸酯(SBX-D)

将3-(正丁基四甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)丙醇(4.71g，10摩尔)溶于20mL的己烷/TMP(1.42g，10摩尔)中。向溶液中加入4-(溴代甲基)苯甲酰溴(BBB)(2.92g，10.5摩尔)，立即形成白色固体。将混合物搅拌过夜，第二天早上通过过滤除去沉淀。然后将O-乙基乙基黄原酸钾(KX)(1.68g，10.5摩尔)加入过滤后的反应混合物(含有几毫升乙腈)中，并让最终混合物搅拌过夜。第二天早上，再次过滤混合物，以除去残余的未反应的KX。向滤液中加入己烷和水，在分液漏斗中摇晃混合物。分离含水层，用己烷萃取两次。收集所有己烷层，在无水Na₂SO₄上干燥。通过旋转蒸发除去溶剂，分离出油状最终产物3-(正丁基四甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)丙基4-((乙氧基硫代甲酰硫)甲基)苯甲酸酯(SBX-D，结构如下所示)。通过¹H NMR(300MHz，CDCl₃)确认了化合物结构：δ(ppm)0.0(m，30H)，0.4-0.6(m，4H)，0.8-0.9(t，3H)，1.2-1.3(m，4H)，1.4(t，3H，)1.6-1.8(m，3H)，4.2(t，2H)，4.4(s，2H)，4.65(q，2H)，7.4(d，2H)，8.0(d，2H)。

式XX

SBX-D：3-(正丁基四甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)丙基4-((乙氧基硫代甲酰硫)甲基)苯甲酸酯

制备例5：合成O-乙基S-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)乙基)苄基二硫代碳酸酯(XG-1996-XAN)

在100mL圆底烧瓶中，将XG-1996(以下文的式XXI示出，MW分布以约1000克/摩尔为中心，其对应于10-12个的平均重复单元数m)(10g，10摩尔)溶于约40mL丙酮中。加入O-乙基乙基黄原酸钾(KX)，将所得的反应混合物搅拌过夜。溶液中沉淀出白色盐，过滤混合物，以移除固体。通过旋转蒸发浓缩滤液。粗产物为黄色油状物并包含未反应的固体KX。加入去离子水(约40摩尔)，将产物(O-乙基S-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基甲硅烷基)乙基)苄基二硫代碳酸酯，即XG-1996-XAN(结构以下文的式XXII示出)用己烷(4×40摩尔)萃取，然后在Na₂SO₄上干燥。将己烷溶液旋转蒸发至大约一半的量，然后让其通过硅胶塞。用己烷冲洗硅胶塞，合并所有成分并旋转蒸发至干燥，留下透明的浅黄色油。通过¹H NMR(300MHz，CDCl₃)确认了化合物结构：δ(ppm)0.03-0.08(m，75H)，0.52(t，2H)，0.82-.92(m，4H)，1.22-1.35(m，5H)，1.40(t，3H)，2.62(t，2H)，4.32(s，2H)4.64(q，2H)，7.14(d，2H)，7.21(d，2H)。

式XXI

XG-1996：-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)乙基)苄基氯(分子量为约1000克/摩尔)

式XXII

XG-1996-XAN：O-乙基S-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)乙基)苄基二硫代碳酸酯

制备例6：在SBX-D存在下合成基于PVP的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

用制备例4中制备的SBX-D代替得自制备例2的SBX，重复制备例3。制备例4中制备的SBX-D未显示出制备例2中出现的硅氧烷的扰乱。由于扰乱，制备例3的NRPTHP包含具有不同数量的聚硅氧烷单元的聚硅氧烷链段，而制备例6的NRPTHP包含的聚硅氧烷链段基本上都具有5个聚硅氧烷单元。通过用于表征制备例3的相同的SEC-MALLS技术分析了聚合物，发现其具有与制备例3相当的分子量。

制备例7：在XG-1996-XAN存在下合成基于PVP的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

用制备例5中制备的XG-1996-XAN代替得自制备例2的SBX，重复制备例3。

实例31-32

从包装中取出三个senofilcon镜片并将它们转移到装有包装溶液的玻璃小瓶中，该包装溶液含有500ppm制备例3或6中制备的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物(“NRPTHP”)。将镜片重新包装在NRPTHP包装溶液中，在121℃下高压灭菌28分钟，灭菌之后，让其在环境温度下在NRPTHP包装溶液中浸泡至少24小时。测量镜片的座滴接触角，并记录在表8中。

表8

实例号

NRPTHP

硅氧烷重

Pd

接触角

		复单元数
				对照	无	NA	NA	70±6
31	制备例6	5	72±6
				32	制备例3	约5	1.12	49±7

与未处理的对照相比，实例31显示出接触角无改善，而实例32显示出显著的改善。制备例3的NRPTHP具有被扰乱的硅氧烷链段，这导致形成不同长度的链段，而制备例6的NRPTHP显示，在制备过程中其硅氧烷链段未被扰乱，硅氧烷链段中保留了数量一致的聚硅氧烷单元数(5)。与实例31至32相比，聚硅氧烷链段中具有5个或更少的聚硅氧烷单元的NRPTHP不会对浸泡在含NRPTHP的溶液中的接触镜片的润湿性提供任何可测量的改善。

实例33

使用制备例7的NRPTHP(平均具有约10-12条聚硅氧烷链)重复实例32。测量了实例32、34的镜片的接触角，并记录在表9中(连同对照，即未浸泡在NRPTHP中的ACUVUE OASYS接触镜片)。

表9

比较实例32和实例33，复合具有大于约6个硅氧烷单元的聚硅氧烷链段进一步改善镜片的润湿性，并且还提高润湿性改善的持久性。

制备例8

合成S-己基-S’-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基) 乙基)苄基三硫代碳酸S-己基-S’-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基二甲基甲硅烷基)乙基)苄基三硫代碳酸酯(XG1996TTC)

在1L圆底烧瓶中，将XG-1996(以式XXI示出，MW分布以约1000克/摩尔为中心，其对应于10-12个的平均重复单元数m)(10g，10摩尔)溶于约250mL丙酮中。将己基三硫代碳酸钠(NaHTTC)溶于100mL丙酮中，再将其加入反应混合物中。将反应混合物搅拌过夜。从亮黄色溶液中沉淀出白色固体。通过旋转蒸发除去丙酮，将粗产物在250mL去离子水和250mL己烷之间分配。分离出己烷层，用己烷(3×200mL)萃取含水层。合并所有有机层，用盐水(250mL)洗涤然后在Na₂SO₄上干燥。让己烷中的粗产物通过硅胶塞，以除去浑浊物。通过旋转蒸发除去己烷，留下透明黄色油状产物S-己基-S’-4-(2-(正丁基聚二甲基甲硅烷氧基甲硅烷基)乙基)苄基三硫代碳酸酯(XG1996HTTC)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)：δ(ppm)0.00-0.05(m，60H)，0.52(t，2H)，0.83-0.91(m，8H)，1.22-1.44(m，10H)，1.63-1.73(m，2H)，2.61(t，2H)，3.34(t，2H)，4.56(s，2H)，7.14(d，2H)，7.21(d，2H)。

制备例9-15：通过RAFT聚合反应合成一系列具有不同分子量的基于PVP的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

制备了一系列分子量不同的含NVP的NRPTHP。对于所有组合物而言，有机硅链段的长度都保持10-12个重复单元的恒定值，即，所有聚合物均由得自制备例5的同一批XG1996XAN制得。使用若干NVP∶XG1996XAN比率，以便获得亲水性聚合物链段的不同目标聚合度，包括25、50、100、300、500、1000和2000。

配制聚合溶液：使用以下程序和组分配制了聚合溶液，组分的用量列于下面的表10中。将蒸馏的NVP加入120mL琥珀色玻璃广口瓶中。然后，将D3O、XG1996XAN和Irgacure-819加到单体中，然后加温并搅拌，以确保均匀。将装有最终聚合溶液的琥珀色广口瓶放入N₂气氛中，用N₂吹扫20分钟，以除去溶液中的O₂。将广口瓶密封并放入N₂手套箱中，直至使用。

表10

制备例编号	9	10	11	12	13	14	15
								目标聚合度	25	50	100	300	500	1000	2000

材料	(g)	(g)	(g)	(g)	(g)	(g)	(g)
								XG-1996-XAN	18.02	9.01	4.50	3.0	0.901	0.450	0.225
NVP	50.0	50.0	50.0	100	50.0	50.0	50.0
								CGI-819	1.51	0.754	0.377	0.251	0.075	0.038	0.019
D3O	50.0	50.0	50.0	0	50.0	50.0	50.0
								正戊醇	0	0	0	10	0	0	0

在氮气气氛下，将每种聚合溶液倒入190mm直径的结晶盘中，然后将其放到反射玻璃表面上。在N₂气氛下用4只标准Phillips TL20W/03RS灯泡以2.0mW/cm2的强度将聚合溶液固化1小时。

固化1小时后，将所得的粘性聚合材料倒入具有活塞的分液漏斗中，其中活塞具有大孔。用少量乙醇将结晶盘冲洗干净。将聚合物溶液滴加到用力搅拌的乙醚中，使产物沉淀。使用一个装有1800mL醚的2L烧瓶。将沉淀的聚合物真空干燥若干小时，然后用乙醚通过两天的Soxhlet萃取进一步纯化(25DP的聚合物对于Soxhlet萃取而言太细，所以将其用另外1800mL醚洗涤)。如下所述，通过SEC-MALLS分析了聚合物的MW和MWD。

制备例9和10的SEC-MALLS表征：SEC-MALLS设备采用以下配置：由70％的正丙醇和30％的N-甲基吡咯烷酮组成的有机共洗脱液(流速为0.75mL/min，温度为40℃)，具有在线Agilent 1200UV/vis二极管阵列检测器的Jordi Gel DVB

(300×7.8mm)，WyattOptilab rEX干涉折射计以及Wyatt miniDAWN Treos多角度激光光散射(MALLS)检测器(λ＝658nm)。将制备例9-15的PVP NRPTHP以及制备例19-21的聚DMA NRPTHP在30℃(λ＝658nm)下分别为0.106和0.094mL/g的dη/dc值用于绝对分子量测定。用Wyatt ASTRA VSEC/LS软件包计算了绝对分子量和多分散性。

结果示于下表11中。

表11

制备例编号	样品类型	Mn(克/摩尔)	Mw(克/摩尔)	PDI
					9	PVP-Sil	5,109	5,743	1.12

10	PVP-Sil	8,910	10,108	1.13
					11	PVP-Sil	15,997	18,917	1.18
12	PVP-Sil	33,830	45，330	1.34
					13	PVP-Sil	59,027	80,057	1.36
14	PVP-Sil	80,260	113,833	1.42
					15	PVP-Sil	88,550	128,833	1.45

制备例16-18：通过常规自由基聚合反应合成一系列具有不同分子量的基于PVP的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

使用以下程序制备了一系列具有不同分子量的含PVP的NRPTHP。

在氮气流下将1.68g(6mmol)4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)和1.83g(15mmol)4-二甲基氨基吡啶、3.0g(15mmol)N，N-二环己基碳二亚胺以及40mL丙酮放入配有氯化钙管的200mL三口烧瓶中。将8.58g(9mmol)一端具有羟基并用式(a1)

表示的聚二甲基硅氧烷(由智索株式会社(Chisso Corporation)制造，FM-0411，Mw1000)滴加到溶液中并在室温下搅拌六小时。滤出沉淀的固体，向获得的滤液中加入己烷，然后用0.5N HCl将滤液洗涤两次，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤两次，再用饱和氯化钠水溶液洗涤一次。用硫酸钠干燥有机相，过滤，然后浓缩，得到粗产物。将粗产物，即用式(a2)

表示的大分子引发剂用硅胶柱(硅胶180g，己烷/乙酸乙酯＝100/0→10/1(v/v)，各400mL)进行纯化，得到了5.18g目标有机硅大分子引发剂。

将NVP、用(a5)表示的有机硅大分子引发剂(有机硅部分的Mw为1000，0.15g，0.07mmol)和叔戊醇(TAA)(用量示于表12中)加到200mL三口烧瓶中，然后连接三通阀、温度计和机械搅拌器。

用真空泵将三口烧瓶内部抽真空，然后用氩气替换三次，随后升温至70℃。确认温度稳定且不再产热后，升温至75℃，将样品搅拌6小时。

聚合反应完成后，将温度冷却至室温，然后将样品倒入正己烷/乙醇＝600mL/20mL中，静置。通过滗析移除上清液，然后用正己烷/乙醇＝500mL/20mL洗涤2次。将获得的固体组分放入真空烘干机中在40℃下干燥16小时，然后加入液氮，用刮刀将样品压碎，然后转移到具有拉链的袋中。用真空烘干机在40℃下干燥3小时，得到嵌段共聚物。得到的嵌段共聚物的分子量示于表12中。

表12

实例号
							NVP(g)	MI(g)	TAA(g)	Mn(kD)	Mw(kD)
16	29.56	0.19	69.42	177	347
						17	19.45	0.15	445.73	160	300
18	31.3	0.15	72.92	139	300

制备例19-21：在XG1996TTC存在下通过RAFT聚合反应合成一系列具有不同分子量的基于PDMA的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

使用制备例9-15所用的程序(包括固化和纯化程序)和含量列于下表13中的组分制备了一系列具有不同分子量的含DMA的NRPTHP。对于所有制备例而言，有机硅链段的长度均保持10-12个重复单元的恒定值，即，所有聚合物均由得自制备例5的同一批XG1996HTTC制得。使用三种DMA∶XG1996HTTC比率，以便改变亲水性聚合物的分子量，包括300、600和1000。如下所述，通过SEC-MALLS分析了聚合物的MW和MWD。结果示于下表14中。

表13

制备例编号	19	20	21
				DP	300	600	1000
材料	(g)	(g)	(g)
				XG1996HTTC	9.67	0.58	0.290
DMA	250.0	30.0	25.0
				CGI-819	0.176	0.0021	0.0053
D3O	0.0	30.0	25.0
				戊醇	250.0	0	0.0

表14

制备例编号	样品类型	Mn(克/摩尔)	Mw(克/摩尔)	PDI
					19	PDMA-Sil	23,720	27，790	1.17
20	PDMA-Sil	44,830	49,480	1.10
					21	PDMA-Sil	92,180	102,700	1.11

实例34-43

重复实例32，但添加2000ppm制备例9-18的NRPTHP。用座滴法测量了镜片的接触角，并测量了脂质摄取量。对于每种镜片，NRPTHP聚合度(DP)、脂质摄取量和接触角示于下表15中(连同对照，即未浸泡在NRPTHP中的ACUVUE OASYS接触镜片)。接触角和脂质摄取量结果分别以图示方式示于图2和3中。

表15

制备例22：合成3-丙烯酰胺基丙酸(ACA1)

通过将4.6g金属钠溶于250mL搅拌的甲醇中再向其加入β-丙氨酸(3-氨基戊酸，8.9g，0.1摩尔)配制了新鲜的甲醇钠溶液。

向搅拌的给定混合物的悬浮液中滴加丙烯酰氯(10.0g，1.1当量)，同时一直保持在低于35℃的温度下。将混合物再搅拌30分钟，浓缩至约50mL，过滤，以除去形成的氯化钠。

用盐酸水溶液将吸湿材料的水溶液酸化至pH 3。蒸发挥发性物质，然后用3-5％(v/v)甲醇/乙酸乙酯通过硅胶过滤，得到所需的3-丙烯酰胺基丙酸。

制备例23：合成5-丙烯酰胺基戊酸(ACA2)

通过将5.76g金属钠溶于250mL搅拌的甲醇中配制了新鲜的甲醇钠溶液。将戊酸(5-氨基戊酸，14.68g，0.125摩尔)溶于给定的溶液中，再向混合物中加入2.1g碳酸钠。

向搅拌的给定混合物的悬浮液中滴加丙烯酰氯(12.31g，1.1当量)，同时一直保持在低于35℃的温度下。将混合物再搅拌30分钟，然后过滤，以除去存在的氯化钠和残余的碳酸盐。

在减压下蒸发甲醇和其他挥发性物质，然后用2×75mL乙腈洗涤残余物，得到20.4g的5-丙烯酰胺基戊酸的钠盐。用HCl将盐水溶液酸化至pH3后，蒸发残余的水分，然后用2-3％(v/v)甲醇/乙酸乙酯通过硅胶过滤，得到纯的游离羧酸。

制备例24：在XG1996TTC(30％离子)存在下合成基于聚(DMA-共-ACA2)的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

DMA得自嘉化学公司(Jarchem)，并通过真空蒸馏进一步纯化。XG1996TTC根据上文的制备例8制得。将Irgacure 819溶于D3O(10mg/mL)中。

通过在20mL琥珀色玻璃瓶中将1.1g ACA2溶于3mL乙醇和1.5gDMA中配制了聚合溶液。然后，向单体中加入166mg XG1996TTC和1.51mg(151μl储备溶液)Irgacure-819，并加温/搅拌，以确保均匀(CTA/引发剂比率＝20)。用橡胶隔片密封容纳最终聚合溶液的琥珀色小瓶并用N₂吹扫20分钟，以除去溶液中的O₂。最后，将密封的广口瓶放入N₂手套箱中保存。

在N₂气氛下用4只标准Phillips TL 20W/03RS灯泡以2.0mW/cm²的强度将聚合溶液固化45分钟。固化之前，将聚合溶液倒入80mm直径的结晶盘中，然后将其放到反射玻璃表面上。

固化之后，将所得的高粘性聚合材料溶于5mL乙醇中。搅拌溶液，然后滴加到用力搅拌着的乙醚中，使产物沉淀。使用装有200mL醚的500mL烧瓶。将沉淀的聚合物真空干燥若干小时。通过SEC-MALLS分析了聚合物的MW和MWD。亲水链段的聚合度为约300。

反应示于下文。

制备例25：在XG1996TTC(80％离子)存在下合成基于聚(DMA-共-ACA2)的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物NRPTHP

通过真空蒸馏纯化DMA。根据制备例8制备XG1996TTC。将得自汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)的Irgacure 819溶于D3O(10mg/mL)中。

通过在20mL琥珀色玻璃瓶中将2.07g ACA2溶于6mL乙醇和300mg DMA中配制了聚合溶液。然后向单体中加入58mgXG1996TTC和1.06mg(106μl储备溶液)Irgacure-819，并加温/搅拌，以确保均匀(CTA/引发剂比率＝20)。用橡胶隔片密封容纳最终聚合溶液的琥珀色小瓶并用N₂吹扫20分钟，以除去溶液中的O₂。最后，将密封的小瓶放入N₂手套箱中保存。如制备例24所述固化和纯化聚合溶液。通过SEC-MALLS分析了聚合物的MW和MWD。亲水链段的聚合度为约300。

实例46-50

对于每个实例，均从包装中取出三只senofilcon镜片并转移到装有包装溶液的玻璃小瓶中，该包装溶液含有制备例24或25中制得的非反应性聚硅氧烷封端的亲水性聚合物(“NRPTHP”)，其浓度示于表15中。将镜片重新包装在NRPTHP包装溶液中，在121℃下高压灭菌28分钟，灭菌之后，让其在环境温度下在NRPTHP包装溶液中浸泡至少24小时。测量了镜片的接触角、溶菌酶摄取量和PQ-1摄取量并记录在表16中。还测试了作为对照的未处理的senofilcon镜片。

表16

表16中的数据显示，具有大于6个硅氧烷链段和聚合度为约300的亲水链段的非反应性亲水性共聚物有效减小接触角。制备例22和23的亲水性共聚物包含阴离子组分ACA2，其以实例46至48的浓度时，有效增加了溶菌酶摄取量并降低了PQ1摄取量。溶菌酶是眼睛产生的天然蛋白，当接触镜片摄取天然形式的溶菌酶时，据信可改善接触镜片的生物相容性。PQ1为常用于接触镜片多功能溶液中的防腐剂。当接触镜片摄取的PQ1量大于约10％时，会产生污点，因此是不可取的。实例46-48的镜片显示接触角、溶菌酶和PQ1摄取量具有期望的平衡。

制备例26

在氮气流下将1.68g(6mmol)4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)和1.83g(15mmol)4-二甲基氨基吡啶、3.0g(15mmol)N，N-二环己基碳二亚胺以及40mL丙酮放入配有氯化钙管的200mL三口烧瓶中。将8.58g(9mmol)一端具有羟基并用下式(a2)

表示的聚二甲基硅氧烷(由智索株式会社(Chisso Corporation)制造，FM-0411，Mw1000)滴加到溶液中并在室温下搅拌六小时。滤出沉淀的固体，向获得的滤液中加入己烷，然后用0.5N HCl将滤液洗涤两次，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤两次，再用饱和氯化钠水溶液洗涤一次。用硫酸钠干燥有机相，过滤，然后浓缩，得到粗产物。用硅胶柱(硅胶180g，己烷/乙酸乙酯＝100/0→10/1(v/v)，各400mL)纯化粗产物，得到了5.18g目标有机硅大分子引发剂。

制备例27

在氮气流下将1.40g(5mmol)4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)、9.1g(9.1mmol)聚二甲基硅氧烷(由智索株式会社(Chisso Corporation)制造，FM0311，Mw1000)、0.67g(5.5mmol)4-二甲基氨基吡啶和50mL丙酮加入配有氯化钙管的200mL三口烧瓶中。

将1.70mL(11mmol)N，N-二异丙基碳二亚胺滴加到该共混溶液中。在环境温度下搅拌6小时后，滤出沉淀的固体，向获得的滤液中加入己烷，然后将滤液用0.5N HCl洗涤两次，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤两次，再用饱和氯化钠水溶液洗涤一次。用硫酸钠干燥有机相，过滤，浓缩，然后用硅胶柱(硅胶180g，己烷/乙酸乙酯＝10/1→3/1→2/1，各300mL)纯化粗产物，得到了1.89g目标有机硅大分子引发剂。

制备例28

用与工作实例1相同的方法获得了其中有机硅部分的分子量为5000的有机硅大分子引发剂，不同的是将一端包含羟基的聚二甲基硅氧烷(a2)替换为结构相同但具有更高分子量的聚二甲基硅氧烷(由智索株式会社(Chisso Corporation)制造，FM-0421，Mw 5000)。如工作实例1中所述纯化所得的有机硅大分子引发剂。

制备例29

用与工作实例1相同的方法获得了其中有机硅部分的分子量为10,000的有机硅大分子引发剂，不同的是将一端包含羟基的聚二甲基硅氧烷(a2)替换为结构相同但具有更高分子量的聚二甲基硅氧烷(由智索株式会社(Chisso Corporation)制造，FM-0425，Mw 10,000)，然后进行纯化。

实例50

将N-乙烯基吡咯烷酮(NVP，29.56g，0.266mol)、通过工作实例1获得的用下式(a4)表示的有机硅大分子引发剂(有机硅部分的分子量为1000，0.19g，0.0866mmol)和叔戊醇(TAA，69.42g)加入200mL三口烧瓶中，然后连接三通阀、温度计和机械搅拌器。

聚合反应完成后，将温度冷却至室温，然后将样品倒入正己烷/乙醇＝500mL/40mL中，静置。通过滗析移除上清液，然后用正己烷/乙醇＝500mL/20mL洗涤2次。将获得的固体组分放入真空烘干机中在40℃下干燥16小时，然后加入液氮，用刮刀将样品压碎，然后转移到具有拉链的袋中。用真空烘干机在40℃下干燥3小时，得到嵌段共聚物。得到的嵌段共聚物的分子量示于表18中。

工作实例51至57

根据实例50的程序形成了另外的嵌段共聚物，但使用了表17中所指定的量的组分。获得的每种嵌段共聚物的分子量示于表18中。

工作实例58

将N-乙烯基吡咯烷酮(NVP，31.12g，0.28mol)、通过工作实例1获得的用下式(a5)表示的有机硅大分子引发剂(有机硅部分的分子量为1000，0.15g，0.07mmol)和叔戊醇(TAA，72.96g)加入200mL三口烧瓶中，然后连接三通阀、温度计和机械搅拌器。

聚合反应完成后，将温度冷却至室温，然后将样品倒入正己烷/乙醇＝600mL/20mL中，静置。通过滗析移除上清液，然后用正己烷/乙醇＝500mL/20mL洗涤2次。将获得的固体组分放入真空烘干机中在40℃下干燥16小时，然后加入液氮，用刮刀将样品压碎，然后转移到具有拉链的袋中。用真空烘干机在40℃下干燥3小时，得到嵌段共聚物。得到的嵌段共聚物的分子量示于表18中。

实例59-60

根据实例58的程序形成了另外的嵌段共聚物，但使用了表17中所指定的量的组分。得到的嵌段共聚物的分子量示于表18中。

比较例6

用与实例50相同的方法进行了聚合，不同的是将聚合反应引发剂替换为制备例28的有机硅大分子引发剂(有机硅部分的分子量(Mw)为5000)，使用的组分的量如表17中所指定。得到的嵌段共聚物的分子量示于表18中。

比较例7和8

用与实例50相同的方法进行了聚合，不同的是将聚合反应引发剂替换为制备例29的有机硅大分子引发剂(有机硅部分的分子量(Mw)为10,000)，使用的组分的量如表17中所指定。使用以下条件获得嵌段共聚物的分子量：

(1)GPC测量

在以下条件下进行GPC测量。

设备：东曹株式会社(Tosoh Corporation)

色谱柱：TSKgel SUPER HM H，2根(粒径：5μm，6.0mmID×15cm)

流动相：N-甲基吡咯烷酮(10mM LiBr)

柱温：40℃

测量时间：40分钟

进样量：10μL

检测器：RI检测器

流速：0.2mL/min

样品浓度：0.4重量％

标准样品：聚苯乙烯(分子量为500至1,090,000)结果在表18中示出。

表17

工作实例14

将通过实例50至55和58至60以及比较例6至8获得的嵌段共聚物以2000ppm的浓度溶于包装溶液中。测量了所得溶液的透光率并示于表18中。

表18

如表18所示，实例50至55和58至60的共聚物形成了透明溶液，即使浓度为2000ppm时。当硅氧烷链段的分子量大于约5000(比较例6至8)时，2000ppm溶液的透光率减小，不能获得透明溶液。

Claims

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1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1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1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1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1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1所述的组合物，其中所述有机硅链段包括聚二烷基硅氧烷、聚二芳基硅氧烷以及它们的混合物。

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1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1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) 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1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1-(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10ppm。

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10ppm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℃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. 一种方法，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0.1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1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. 一种眼科装置，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0.005%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0.01和约0.5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。