CN103261921A - 用官能基改性的眼用透镜及其制备方法 - Google Patents

用官能基改性的眼用透镜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述用于将一种或多种功能性化合物共价连接到眼用透镜的方法。该方法包括：(a)使透镜与功能性化合物接触，其中功能性化合物包含至少一个在将透镜暴露于辐射和/或热后能够与透镜形成共价键的基团；以及(b)辐射和/或加热步骤(a)中产生的透镜以使该功能性化合物共价连接到透镜上。本发明还描述通过本发明所述方法产生的眼用透镜。

Description

用官能基改性的眼用透镜及其制备方法
背景技术
一种为隐形眼镜实现UV吸收或润湿性质的方法是向透镜配料中引入UV或润湿剂，接着处理该配料以形成透镜。透镜形成一般包括固化在模具中的透镜形成材料。由于UV部分的吸收，透镜形成材料中存在UV吸收剂可以增加固化时间。这在制造眼用透镜时一般是不期望的。而且，UV吸收部分可以随时间从透镜中溶出，这降低透镜随时间的整体UV吸收性质。本文所述方法提供为透镜引入官能基例如UV吸收基团和亲水性材料的有效方式。
发明内容
描述为眼用透镜引入一种或多种功能性化合物的方法。一方面，该方法包括：(a)使透镜与功能性化合物接触，其中功能性化合物包含至少一个在将透镜暴露于辐射和/或热后能够与透镜形成共价键的基团；以及(b)辐射和/或加热步骤(a)中产生的透镜以使该功能性化合物共价连接到透镜上。另一方面，该方法包括：(a)使透镜与功能性化合物接触，其中功能性化合物包含至少一个能够经历低聚以产生低聚物的基团；以及(b)辐射和/或加热步骤(a)中产生的透镜以产生该低聚物。另一方面，功能性化合物可以共价连接到透镜上以及作为低聚物引入透镜内。本文还描述通过本文所述方法产生的眼用透镜。
本发明的优点部分阐述在下面描述中和部分将从描述中显而易见，或可以通过实施下述方面得知。下文所述优点将通过所附权利要求中具体指出的要素和组合实现和获得。要理解前面一般描述和下面详细描述都仅是示例性和解释性的，并非限制性。
附图说明
本说明书所包括并构成本说明书部分的附图说明下述若干方面。
图1示出本文适用的若干种功能性化合物的结构。
详细描述
在公开并描述本发明化合物、组合物和方法之前，要理解下述方面不限于特定化合物、合成方法或用途本身，其当然可以变化。还要理解本文所用术语仅用于描述特定方面，并非意在限制。
在本说明书和下面的权利要求书中，将提及的许多术语限定为具有如下意义：
如在本说明书和所附权利要求书中所用的，必须注意单数形式“a”和“所述”包括其复数，除非上下文另外明确指出。因此，例如提及“(一种)单体”包括两种或更多种这种单体的混合物等。
“任选的”或“任选地”表示随后描述的事件或情形可以或不出现，并且该描述包括事件或情形发生的情况和没有发生的情况。例如，“任选的连接剂”表示该连接剂可以存在或不存在。
除非另外指明，本文所用的所有技术和科学术语具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同意义。如本公开内容通篇所用，下面术语理解为具有如下意义，除非另外指明。
如本文所用，术语“烷基”是具有1至24个碳原子的支化或未支化的饱和烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。“低级烷基”是包含1至6个碳原子的烷基。
如本文所用，术语“芳基”是包括但不限于苯、萘等的任何碳基芳族基团。术语“芳族”还包括“杂芳基”，“杂芳基”定义为在芳族基团的环内包含至少一个杂原子的芳族基团。杂原子的例子包括但不限于氮、氧、硫和磷。芳基可以被取代或未经取代。芳基可以被包括但不限于烷基、炔基、烯基、芳基、卤素、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸或烷氧基的一个或多个基团取代。
如本文所用，术语“烷氧基”具有式-OR，其中R是如本文限定的烷基。
如本文所用，术语“芳氧基”具有式-OR’，其中R’是如本文限定的芳基。
如本文所用，术语“芳烷基”具有式-R-R’，其中R和R’分别是如本文限定的烷基和芳基。芳烷基的例子是苄基(-CH2Ph)。
如本文所用，术语“氨基”具有式-NRR’，其中R和R’独立地为氢、烷基或芳基。
如本文所用，术语“亚烷基”具有式-(CH2)n-，其中n是1至10。
如本文所用，术语“亚烷氧基”是由一个或多个式-(Ra)nO-重复单元构成的基团，其中Ra是线性或支化的C1-C4-亚烷基，n是1至10。
如本文所用，术语“亚烷胺基”是由一个或多个式-(Ra)nNR-重复单元构成的基团，其中Ra是线性或支化的C1-C4-亚烷基，n是1至10，R是氢、烷基或芳基。
如本文所用，术语“羰基”是由C=O基团构成的基团或分子。羰基可以作为醛、酮、酯、酸酐或羧酸基团存在。
如本文所用，术语“二羰基”是由两个C=O基团构成的基团或分子。每个羰基可以独立地作为醛、酮、酯、酸酐或羧酸基团存在。
如本文所用，术语“硅基”是由至少一个硅原子构成的基团或分子。硅基可以被一个或多个烷基取代，其中烷基可以相同或不同。
“水凝胶”指在其完全水合时可以吸收至少10重量%水的聚合物材料。水凝胶材料可以通过使至少一种亲水性单体在其它单体和/或大分子单体存在或不存在的情况下聚合或共聚得到或通过预聚物交联得到。
“硅氧烷水凝胶”指通过使包含至少一种含硅氧烷的乙烯类单体或至少一种含硅氧烷的大分子单体或含硅氧烷预聚物的可聚合组合物的共聚得到的水凝胶。
如本文所用，“亲水性”描述相对于脂质更容易与水结合的材料或其部分。
如本文所用，术语“流体”指能够像液体一样流动的材料。
“单体”指可以化学、光化或热聚合的低分子量化合物。低分子量通常意味着平均分子量小于700道尔顿。
如本文所用，与将透镜形成材料固化或聚合一起提及的“光化”表示通过光化辐射如UV辐射、可见光辐射、离子辐射(例如γ-射线或X-射线辐射)、微波辐射等进行固化(例如交联和/或聚合)。光化固化方法是本领域技术人员公知的。
如本文所用，“乙烯类单体”指具有烯键式不饱和基团并且可以光化聚合、化学聚合或热聚合的低分子量化合物。低分子量通常意味着平均分子量小于700道尔顿。
如本文所用，“亲水性乙烯类单体”指能够形成在完全水合时可以吸收至少10重量%水的均聚物的乙烯类单体。合适的亲水性单体非穷举性地是羟基-取代的低级烷基(C1至C8)丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、(低级烷基)丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、乙氧基化的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、羟基取代的(低级烷基)丙烯酰胺和-甲基丙烯酰胺、羟基取代的低级烷基乙烯基醚、乙烯基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-乙烯基噁唑啉、2-乙烯基-4,4'-二烷基噁唑啉-5-酮、2-和4-乙烯基吡啶、N-甲基-3-亚甲基-吡咯烷酮、具有总共3至5个碳原子的烯键式不饱和羧酸、氨基(低级烷基)-(其中术语“氨基”也包括季铵)、单(低级烷基氨基)(低级烷基)和二(低级烷基氨基)(低级烷基)丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、烯丙基醇、N-乙烯基烷基酰胺、N-乙烯基-N-烷基酰胺等。
如本文所用，“疏水性乙烯类单体”指能够形成可以吸收少于10重量%水的均聚物的乙烯类单体。
“大分子单体”指包含能够经历进一步聚合/交联反应的官能基的中至高分子量的化合物或聚合物。中和高分子量通常指平均分子量大于700道尔顿。一方面，大分子单体包含烯键式不饱和基团，并且可以光化聚合或热聚合。
“预聚物”指这样的起始聚合物，即其可以光化固化或热固化或化学固化(例如交联和/或聚合)以获得分子量远大于起始聚合物的经交联和/或聚合的聚合物。“可光化交联的预聚物”指这样的起始聚合物，即其在光化辐射活加热后可以交联获得分子量远大于起始聚合物的交联聚合物。
术语“功能性化合物”是具有一个或多个具有独特性质或特性的化合物。这种基团的例子包括但不限于UV吸收基团、亲水性基团、抗微生物聚合物、粘蛋白吸附基团或其任意组合。下文将更详细讨论每种基团。
用语“至少一个在将透镜暴露于辐射和/或热后能够与透镜形成共价键的基团”本文定义为在暴露于辐射和/或热后可以与透镜上的基团直接反应形成共价键的任何基团，或者作为替换在暴露于辐射和/或热时继而转化为可以与透镜形成共价键的另一基团的任何基团。下文提供这些基团的例子。
术语“烯烃基团”本文定义为包含至少一个C=C基团的任何基团。示例性的烯烃基团包括但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烯丙基、乙烯基、乙烯基酯或苯乙烯基。烯烃基团能够与具有烯烃基团的其它单体或聚合物在暴露于光化辐射或热后聚合。
术语“低聚物”是作为多个当量功能性化合物的低聚产物的化合物。在此功能性化合物具有一个或多个能够彼此反应产生低聚物的化合物。例如，功能性化合物可以具有本文所述可以经历低聚的烯烃基团。根据本发明，多种功能性化合物的低聚产物具有可以捕集在周围基体中的尺寸。
本文描述为眼用透镜引入一种或多种功能性化合物的方法。一方面，该方法包括：
(a)使透镜与功能性化合物接触，其中功能性化合物包含至少一个在将透镜暴露于辐射和/或热后能够与透镜形成共价键的基团；以及
(b)辐射和/或加热步骤(a)中产生的透镜以使该功能性化合物共价连接到透镜上，其中经历步骤a)和步骤b)处理的透镜具有通过具有UVB透射率表征的UVB吸收能力，所述UVB透射率比仅经历步骤a)处理的透镜在这两种透镜都用甲乙酮抽提约20小时时低至少50%、优选70%、更优选90%。
另一方面，该方法包括：(a)使透镜与功能性化合物接触，其中功能性化合物包含至少一个能够经历低聚以产生低聚物的基团；以及(b)辐射和/或加热步骤(a)中产生的透镜以产生该低聚物，其中经历步骤a)和步骤b)处理的透镜具有通过具有UVB透射率表征的UVB吸收能力，所述UVB透射率比仅经历步骤a)处理的透镜在这两种透镜都用甲乙酮抽提约20小时时低至少50%、优选70%、更优选90%。
第一步骤包括使透镜与功能性化合物接触。多种技术可以用来使功能性化合物接触透镜。一方面，将功能性化合物喷雾到透镜上。在此方面，在已将功能性化合物喷雾到透镜上后，允许功能性化合物浸泡透镜足够时间，以使足量的功能性化合物引入透镜。
另一方面，将透镜浸泡在功能性化合物的溶液中。在该方面，功能性化合物可以溶解在一种或多种溶剂中。一方面，溶剂可以是水。另一方面，溶剂可以是有机溶剂，包括但不限于醇(例如乙醇、异丙醇)、酮(例如甲乙酮)、醚、醛等。
功能性化合物的浓度也可以根据功能性化合物的选择、透镜材料和待连接到透镜上的功能性化合物的所需量变化。一方面，溶液具有1%至50%重量/重量、5%至40%重量/重量、10%至30%重量/重量或10%至20%重量/重量的功能性化合物/溶剂。为优化共价连接到透镜上的功能性化合物的量而可以变化的其它参数包括浸泡溶液的pH和浸泡步骤发生的温度。在某些方面，如果该pH和/或温度过高，功能性化合物可以与透镜分离。该例子示于实施例部分的实施例2。一方面，将透镜浸泡在pH为5至8和温度低于30°C的包含功能性化合物的溶液中。
在已将透镜与功能性化合物接触之后，可以在步骤(b)前进行任选步骤。一方面，在步骤(a)之后且在步骤(b)之前，可以将透镜置于水中，接着从水中取出透镜并将其置于阴模表面中，其中经历步骤a)和步骤b)处理的透镜具有通过具有UVB透射率表征的UV吸收能力，所述UVB透射率比仅经历步骤a)处理的透镜在这两种透镜都用甲乙酮抽提约20小时时低至少50%、优选70%、更优选90%。
一旦透镜已与功能性化合物接触，辐射和/或加热透镜以使功能性化合物共价连接到透镜上，和/或将功能性化合物作为低聚物引入透镜内。步骤(b)的条件可以根据功能性化合物上存在的基团类型变化。一方面，功能性化合物具有共价连接到功能性化合物上的光引发剂。另一方面，功能性化合物可以具有一个或多个烯烃基团。不希望囿于理论，当透镜曝光时，光引发剂和烯烃基团可以转化为可以继而与透镜形成共价键的反应性中间体。或者，官能基可以聚合产生低聚物，其中低聚(例如加热或辐射)后低聚物捕集在透镜内。低聚物可以部分至完全被透镜捕集，这可以根据功能性化合物的用量和功能性化合物可以渗入透镜内的持续时间变化。在某些方面，根据功能性化合物的选择，功能性化合物可以共价连接到透镜上和作为低聚物引入透镜内。下文详细描述本文适用的光引发剂和烯烃基团的例子。在某些方面，本文所述功能性化合物具有直接结合到功能性化合物上的光引发剂或烯烃基团。因此，本文所述方法不需要使用其它光引发剂。例如，本文所述方法不需要将透镜与单独的光引发剂接触，接着将透镜与功能性化合物接触。因此，使用本文所述的功能性化合物仅需要一个接触步骤，而不是两个单独步骤。
在辐射透镜以将功能性化合物引入透镜的情况下，根据功能性化合物上存在的基团选择改变技术。一方面，当功能性化合物具有一个或多个烯烃基团时，可以将具有功能性化合物的透镜暴露于空间受限的光化辐射以使功能性化合物共价连接到透镜上。另一方面，当功能性化合物具有一种或多种引发剂时，功能性化合物可以暴露于辐射并转化为可以继而与透镜形成共价键和/或形成捕集在透镜内的低聚物的反应性中间体。
在其它方面，用于使功能性化合物共价连接到透镜上和/或产生功能性化合物低聚物的能量采取被例如掩模或掩蔽物或其组合引导从而以空间受限的方式撞击到具有清楚定义的边界的区域上的射线形式。例如，空间受限的UV辐射可以通过使用掩模或掩蔽物来实现，其中掩模或掩蔽物具有被UV不可透过区域(遮蔽区域)包围的透明或开放区域(未遮蔽区域)，如美国专利6,627,124(其全文内容通过引用并入本文)的图1-9中示意性示出的。未遮蔽区域具有被未遮蔽区域清楚定义的的边界。用于交联的辐射是辐射能、UV辐射、可见光、γ辐射、电子辐射或热辐射，该辐射能优选呈基本平行的束的形式，从而一方面实现好的限制，另一方面高效利用该能量。辐射透镜以使功能性化合物共价连接到透镜上的示例性程序提供在实施例中。
在其它方面，具有功能性化合物的透镜可以经受热以使功能性化合物共价连接到透镜上和/或产生功能性化合物低聚物。例如，如果功能性化合物具有与其结合的热引发剂，可以使透镜暴露于热，以使热引发剂转化为可以继而与透镜形成共价键和/或产生低聚物的反应性中间体。
在功能性化合物已共价连接到透镜上和/或作为低聚物引入透镜内后，可以接着进行任选的步骤。一方面，可以对透镜进行抽提以在步骤(b)后从透镜上基本除去任何未反应的功能性化合物。在将功能性化合物施加到透镜上所用的任何溶剂也可以用在抽提步骤中。抽提溶剂可以与步骤(a)中所用的溶剂相同或不同。抽提条件可以变化。一方面，将透镜在15oC至25oC下抽提不到一分钟至若干小时。抽提透镜的示例性程序提供在实施例中。
根据透镜应用，本文可以使用具有多种不同官能基的功能性化合物。一方面，功能性化合物包含紫外吸收剂、直接或间接结合紫外吸收剂的光引发剂和直接或间接结合紫外吸收剂的烯烃基团。一方面，功能性化合物包括式I：
Figure BDA00003339521900091
其中
X包括光引发剂；
Y包括烯烃基团；
Z包括紫外吸收剂；以及
L1和L2独立地包括任选的连接基。
下文详细描述每种组分。
一方面，紫外吸收剂包括苯并三唑或二苯甲酮。已知许多苯并三唑和二苯甲酮UV吸收剂，并且许多可商购。苯并三唑或二苯甲酮UV吸收剂的特性并不关键，但应该基于其特性UV截留进行选择以得到所期望的UV吸收性。一方面，苯并三唑UV吸收剂可以是羟基苯基苯并三唑，二苯甲酮UV吸收剂可以是羟基苯基二苯甲酮。一方面，功能性化合物的UV吸收剂组分具有下式X：
Figure BDA00003339521900092
其中R3包括氢、烷基、卤素或烷氧基。
一方面，光引发剂部分包括氧化膦、过氧化物基团、叠氮基团、α-羟基酮或α-氨基酮。也可以使用其它类型1和类型2引发剂，例如噻吨酮和苯偶酰二甲基缩酮。氧化膦光引发剂的例子描绘在式XI中：
Figure BDA00003339521900101
其中Q1-Q3独立地是-H、-CH3、-CH2CH3、-CH(CH3)CH3或-C(CH3)3。该引发剂部分可以在式XI的任意芳族基团中的任意碳原子处直接或间接结合到紫外吸收剂组分。
适合作光引发剂部分的过氧化物基团例子描绘在式XII中：
Figure BDA00003339521900102
其中V不存在或是O，L1本文已定义，R是烷基例如-(CH2)nH(n=1-18)、-CH(CH3)CH3、-C(CH3)3、-C6H5、-CH(CH3)CH2CH3、-C(CH3)2CH2C(CH3)3、-C(CH3)2(CH2)4H、-C(CH2CH3)2(CH2)4H、-C(CH3)2(CH2)5H、-C(CH2CH3)2(CH2)5H、-C(CH3)2(CH2)6H或-C(CH2CH3)2(CH2)6H。
叠氮基团(-N=N-)的例子在国际申请WO2004/062371中有提供。例如，本文可以使用Wako Chemicals生产的4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)。
在其它方面，光引发剂部分包括α-羟基酮或α-氨基酮。例如，光引发剂包括式IIa或b：
Figure BDA00003339521900111
其中R、R1和R2独立地为氢、烷基、芳基、芳烷基；并且
A包括羟基、烷氧基、芳氧基、或取代或未经取代的氨基。
在其它方面，光引发剂部分包括式III或Iva或b：
Figure BDA00003339521900112
适用作UV聚合引发剂的官能化α-羟基酮可商购。例如，2-羟基-1-[4-(2-羟基-乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮(
Figure BDA00003339521900113
2959，Ciba SpecialtyChemicals)包含可用于直接或间接将光引发剂结合到紫外吸收剂组分上的自由伯羟基。可商购的α-羟基酮的其它例子包括但不限于
Figure BDA00003339521900114
和379和Darocure1173。
式I功能性化合物还包含一个或多个烯烃基团。如上述，烯烃基团在暴露于光化辐射或热后能够与透镜形成共价键和/或产生功能性化合物低聚物。
在某些方面，当式I中的光引发剂和/或烯烃基团间接结合紫外吸收剂时，可以使用连接基。多种不同基团可以用作连接基。连接基的长度也可以变化。此外，连接基的选择可以改变功能性化合物的亲水性/疏水性。这特别适用在眼用透镜制备过程中使用某些溶剂时。本文适用的连接基(L1和/或L2)的例子包括但不限于硅基、羰基、二羰基、亚烷基、亚烷氧基、芳烷基、芳基或亚烷胺基。也可考虑这些基团的任意组合。一方面，连接基可以是具有式-C(O)L3C(O)-的二羰基，其中L3是本文限定的连接基。一方面，L3是(CH2)n，其中n是1至6的整数。另一方面，L3是由具有式-(CH2)mO-的一个或多个单元构成的亚烷氧基，其中m为1至5。本文适用的连接基的其它具体例子描述在下文。图1还提供本文所述功能性化合物的具体例子，在该化合物中存在特定连接基。
一方面，功能性化合物包括式V：
Figure BDA00003339521900121
其中R3包括氢、烷基、卤素、芳基、芳烷基或烷氧基；
L1和L2独立地包括连接基；
X包括光引发剂；和
Y包括烯烃基团。
一方面，式V中的R3是氢。另一方面，式V中的-L1-X包括式VI：
Figure BDA00003339521900131
其中R1和R2独立地为氢、烷基、芳基、芳烷基；
A包括羟基、烷氧基、芳氧基、或取代或未经取代的氨基；和
B包括硅基、羰基、二羰基、亚烷基、亚烷氧基、亚烷胺基或其任意组合。另一方面，式V中的-L2-Y包括式-(CH2)tUC(O)C(R4)=CH2，其中t为1至3，U为O或NH，R4是氢或甲基。
另一方面，功能性化合物包括式VII：
Figure BDA00003339521900132
一方面，其中R10是氢或甲基。另一方面，L1可以衍生自本文所述的任何保护基团，包括例如下表1中提供的那些，其可以与烷基、芳烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或芳烷氧基结合。在其它方面，L1也可以包括下式：
Figure BDA00003339521900141
其中o、p、q、r、s、u和v独立地为1至5的整数；
R11和R12独立地为氢或烷基；和
X包括下式：
Figure BDA00003339521900142
一方面，功能性化合物包括式VIII：
Figure BDA00003339521900143
其中R3包括氢、烷基、卤素、芳基、芳烷基或烷氧基；
L1和L2独立地包括连接基；
X包括光引发剂；
Y包括烯烃基团；和
PG包括保护基团。
另一方面，功能性化合物包括式IXa或b：
Figure BDA00003339521900151
其中R5包括氢、烷基或烷氧基；
L1和L2独立地包括连接基；
X包括光引发剂；
Y包括烯烃基团；和
PG包括保护基团。
一方面，功能性化合物包括式X：
Figure BDA00003339521900161
其中R6包括氢、烷基或烷氧基；
L1和L2独立地包括连接基；
X包括光引发剂；
Y包括烯烃基团；和
PG包括保护基团。
在某些方面，功能性化合物的UV吸收剂组分可以具有一个或多个基本防止被UV吸收剂组分吸收能量的保护基团。因此，在该方面，保护基团可以使得UV吸收剂组分基本不吸收UV。一般而言，保护基团是可以利用本领域已知的技术容易地断开的任何基团。保护基团的例子包括但不限于甲硅烷基或酯基。一方面，当甲硅烷基或羰基结合到芳族氧上时，甲硅烷基或羰基可以通过改变pH断开。本文适用的保护基团清单和脱保护方法提供在表1中。
表1
Figure BDA00003339521900162
Figure BDA00003339521900181
Figure BDA00003339521900191
在存在保护基团时，用于使化合物脱保护的方法包括例如将最终眼用透镜浸泡在高碱性溶液中。一方面，可以将透镜浸泡在pH大于10、大于11或大于12的水溶液中，接着干燥。在其它方面，脱保护可以通过将装置暴露于热中来完成。例如，可以将透镜置于高压釜中并加热足够时间和温度以断开保护基团。
所述通式I功能性化合物可以采用本领域已知技术合成。美国申请公开2010/0168359中所公开的方法可以用于制备通式I的功能性化合物。式I功能性化合物的许多例子提供在图1中。
另一方面，功能性化合物包括经由连接基结合到光引发剂的亲水性聚合物。一方面，亲水性聚合物包括聚(N-乙烯基内酰胺)、聚丙烯酰胺、纤维素化合物、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚乙烯基醚。另一方面，亲水性聚合物包括聚乙二醇、聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚(环氧乙烷)(PEO)、聚(环氧丙烷)(PPO)。
本文所述的任何连接基和光引发剂都可以用在该实施方案中。一方面，光引发剂包括氧化膦、过氧化物基团、叠氮基团、α-羟基酮或α-氨基酮。另一方面，连接基包括硅基、羰基、二羰基、亚烷基、亚烷氧基、亚烷胺基或其任意组合。
一方面，功能性化合物包括式XV：
Figure BDA00003339521900201
其中X是本文所述的任何光引发剂；和
G是亲水性聚合物。
一方面，式XV中的X是：
Figure BDA00003339521900202
另一方面，功能性化合物包括式XVI：
Figure BDA00003339521900203
其中X是本文所述的任何光引发剂；和
G是亲水性聚合物。
一方面，式XVI中的X是上述式III、Iva或IVb。
一方面，功能性化合物包括式XVII：
Figure BDA00003339521900211
其中L是本文所述的任何连接基；
X是本文所述的任何光引发剂；和
J是粘蛋白吸附单元。
一方面，式XVII中的X是上述式XI。
另一方面，功能性化合物包括经由连接基结合光引发剂的紫外吸收剂。一方面，功能性化合物包括式XVIII：
Figure BDA00003339521900212
其中R3包括氢、烷基、卤素、芳基、芳烷基或烷氧基；
L是本文所述的任何连接基；和
X是本文所述的任何光引发剂。
一方面，式XVIII中的X是上述式XI。
眼用透镜可以由各种不同透镜形成材料制备。术语“透镜形成材料”本文定义为能够采用本领域已知技术聚合的任何材料。透镜形成材料可以是单体、预聚物、大分子或其任意组合。
一方面，透镜形成材料包括预聚物。例如，可以使用包含至少一种可光化交联或可热交联的预聚物的流体预聚物组合物。一方面，流体预聚物组合物是包含至少一种可光化交联预聚物的水溶液。要理解预聚物组合物还可以包含一种或多种乙烯类单体、一种或多种乙烯类大分子单体和/或一种或多种交联剂。但是，这些组分的量应该低，以使最终眼用设备不包含不可接受含量的未聚合的单体、大分子单体和/或交联剂。不可接受含量的未聚合的单体、大分子单体和/或交联剂的存将需要抽提除去，而这要求成本高且效率不够的额外步骤。
可光化交联的预聚物的例子包括但不限于美国专利5,583,163和6,303,687(它们全文内容通过引用并入)中所述的水溶性可交联聚(乙烯基醇)预聚物；美国专利申请公开No.2004/0082680(其全文内容通过引用并入本文)中所述的水溶性乙烯基封端的聚氨酯预聚物;美国专利5,849,841(其全文内容通过引用并入)中公开的聚乙烯醇、聚乙烯亚胺或聚乙烯胺的衍生物；美国专利6,479,587和美国申请公开2005/0113549(它们全文内容通过引用并入本文)中所述的水溶性可交联聚脲预聚物;EP655,470和美国专利5,712,356中公开的可交联聚丙烯酰胺、乙烯内酰胺、MMA和共聚单体的可交联统计共聚物；EP712,867和美国专利5,665,840中公开的乙烯内酰胺、乙酸乙烯酯和乙烯醇的可交联共聚物；EP932,635和美国专利6,492,478中公开的具有可交联侧链的聚醚-聚酯共聚物；EP958,315和美国专利6,165,408中公开的支化聚亚烷基二醇-氨酯预聚物;EP961,941和美国专利6,221,303中公开的聚亚烷基二醇-四(甲基)丙烯酸酯预聚物；国际申请WO2000/31150和美国专利6,472,489中公开的可交联聚烯丙基胺葡萄糖酸内酯预聚物；以及共同拥有的美国专利6,039,913、7,091,283、7,268,189和7,238,750中所述的那些含硅氧烷预聚物。
另一方面，透镜形成材料是包含至少亲水性乙烯类单体的可聚合组合物，所述亲水性乙烯类单体包括但不限于甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸羟烷基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-甲基-3-亚甲基-吡咯烷酮、烯丙基醇、N-乙烯基烷基酰胺、N-乙烯基-N-烷基酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、(低级烷基)丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、以及羟基取代的(低级烷基)丙烯酰胺和-甲基丙烯酰胺。可聚合组合物还可以包含一种或多种疏水性乙烯类单体、交联剂、自由基引发剂和本领域技术人员已知的其它组分。这些材料通常需要抽提步骤。
另一方面，透镜形成材料是含硅氧烷预聚物。含硅氧烷预聚物的例子是美国专利6,039,913、7,091,283、7,268,189和7,238,750、美国专利申请公开US2005/0237483A1和2008/0015315A1、共同待审的美国专利申请12/001562、12/001521、60/896,326和60/896,325中所述的那些，它们的全文内容通过引用并入本文。
另一方面，透镜形成材料是包含至少一种含硅乙烯类单体或大分子单体的可聚合组合物，或者可以是用于制备软质隐形眼镜的任何透镜配料。示例性的透镜配料包括但不限于lotrafilcon A、lotrafilcon B、confilcon、balafilcon、galyfilcon、senofilcon A配料等。透镜形成材料可以还包含其它组分如亲水性乙烯类单体、交联剂、疏水性乙烯类单体、可视性着色剂、光敏剂、抗微生物剂等。
一方面，透镜形成材料可以是任何含硅氧烷的乙烯类单体。含硅氧烷的乙烯类单体的例子包括但不限于甲基丙烯酰氧基烷基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷、二(甲基丙烯酰氧基丙基)四甲基-二硅氧烷、单甲基丙烯酸酯化的聚二甲基硅氧烷、单丙烯酸酯化的聚二甲基硅氧烷、巯基封端的聚二甲基硅氧烷、三三甲基甲硅烷基氧甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯(TRIS)、N-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基]甲基丙烯酰胺(“TSMAA”)、N-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基]丙烯酰胺(“TSAA”)、2-丙烯酸、2-甲基-,2-羟基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(也可以称作(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基氧)丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷)、(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基氧)丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、二-3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基氧丙基聚二甲基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基-2-(2-羟基乙氧基)丙基氧)丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷、N,N,N’,N’-四(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)-α,ω-二-3-氨丙基-聚二甲基硅氧烷、聚硅氧烷基烷基(甲基)丙烯酸单体、含硅氧烷碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯单体(例如1,3-二[4-乙烯基氧羰基氧)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(三甲基甲硅烷基)、丙基乙烯基碳酸酯、3-(乙烯基氧羰基硫)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]丙基乙烯基氨基甲酸酯、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]丙基乙烯基碳酸酯、叔丁基二甲基甲硅烷氧基乙基乙烯基碳酸酯、三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯和三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯。优选的含硅氧烷单体是TRIS和TSAA，其为3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷，表示为CAS No.17096-07-0。术语“TRIS”也包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷的二聚体。可以使用不同分子量的单甲基丙烯酸酯化或单丙烯酸酯化的聚二甲基硅氧烷。本文适用的另一种含硅氧烷单体的例子是TSAA。也可以使用不同分子量的二甲基丙烯酸酯化或二丙烯酸酯化的聚二甲基硅氧烷。对于可光固化的粘结剂聚合物，制备粘结剂聚合物中所用的含硅单体优选具有良好的水解(或亲核)稳定性。
在其它方面，具有烯键式不饱和基团的含硅氧烷大分子单体可以用于制备适用作透镜形成材料的硅氧烷水凝胶材料。特别优选的含硅氧烷大分子单体选自US5,760,100中所述的大分子单体A、大分子单体B、大分子单体C和大分子单体D，其全文内容通过引用并入本文。在其它方面，大分子单体可以是CE PDMS和L21(Atlas material)。大分子单体可以被丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙烯基单或二官能化。包含两个或更多个可聚合基团(乙烯类基团)的大分子单体也可以充当交联剂。由聚二甲基硅氧烷和聚环氧烷组成的二和三嵌段大分子单体也适用。例如可以使用甲基丙烯酸酯封端的聚环氧乙烷-嵌段-聚二甲基硅氧烷-嵌段-聚环氧乙烷以提高氧气渗透率。
一方面，眼用透镜是隐形眼镜或眼内透镜。另一方面，当透镜是隐形眼镜时，透镜是硅水凝胶。
实施例
给出下面实施例以为本领域技术人员提供关于如何制备并评估本文所述和要求保护的化合物、组合物和方法的全面公开内容和描述，并且这些实施例意在纯粹举例用，并非意在限制本发明人视为其发明的范围。已经努力确保数据(例如量、温度等)的准确性，但应该考虑某些误差和偏差。除非另有说明，份是重量份，温度按°C计或是室温，压力为常压或接近大气压。反应条件例如组分浓度、所需溶剂、溶剂混合物、温度、压力和可以用来优化从所述工艺获得的产物纯度和收率的其它反应范围和条件存在许多变化和组合。仅需要合理和常规实验来优化这类工艺条件。
UV透射率
根据ISO18369-3:2006第4.6节描述的测试方法测量透镜的UV透射率。使用配有Labsphere DRA-CA-302积分球附件和定制设计的6mm孔径透镜中心架和石英池附件的Varian CARY3E UV-可见光分光光度计(PrecisionConcepts,1525Bluegrass Lakes Parkway,Alpharetta,GA30004)测量透镜的UV透射率。
实施例1
具有甲基丙烯酸酯端基的经扩链的聚二甲基硅氧烷乙烯类大分子单体 (CE-PDMS大分子单体)的制备
在第一步骤，通过使49.85gα,ω-二(2-羟基乙氧基丙基)-聚二甲基硅氧烷与11.1g IPDI在150g干甲乙酮(MEK)中在0.063g二月桂酸二丁基锡(DBTDL)存在下反应用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)封端α,ω-二(2-羟基乙氧基丙基)-聚二甲基硅氧烷(Mn=2000,Shin-Etsu,KF-6001a)。反应在40°C下持续4.5小时，形成IPDI-PDMS-IPDI。在第二步骤，将164.8gα,ω-二(2-羟基乙氧基丙基)-聚二甲基硅氧烷(Mn=3000,Shin-Etsu,KF-6002)与50g干MEK的混合物逐滴加入已额外加入有0.063g DBTDL的IPDI-PDMS-IPDI溶液中。将反应器在40°C保持4.5小时，形成HO-PDMS-IPDI-PDMS-IPDI-PDMS-OH。接着减压除去MEK。在第三步骤，通过加入7.77g异氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯(IEM)和额外的0.063gDBTDL在第三步骤用甲基丙烯酰氧乙基封端端羟基，形成IEM-PDMS-IPDI-PDMS-IPDI-PDMS-IEM。
具有甲基丙烯酸酯端基的CE-PDMS大分子单体的替代制备
将240.43g KF-6001加入1-L配有搅拌器、温度计、低温恒温器、滴液漏斗和氮气/真空入口接头的反应器中，接着通过施加高真空(2×10-2mBar)干燥。接着，在干氮气氛围中将320g经蒸馏的MEK加入反应器内，并彻底搅拌混合物。将0.235g DBTDL加入反应器中。在将反应器加热到45°C后，将45.86g IPDI通过滴液漏斗在10分钟内加入适度搅拌的反应器中。反应在60°C持续2小时。接着将溶解在452g经蒸馏的MEK中的630g KF-6002加入并搅拌，直至形成均匀溶液。加入0.235g DBTDL，并将反应器保持在约55°C和干氮气覆盖下过夜。第二天，通过闪蒸除去MEK。将反应器冷却，接着将22.7g IEM和约0.235g DBTDL先后加入反应器中。在约3小时后，再加入3.3g IEM，并使反应进行过夜。第二天，将反应混合物冷却到约18°C以获得具有甲基丙烯酸酯端基的CE-PDMS大分子单体。
实施例2
透镜配料的制备
通过将组分溶解在1-丙醇中制备具有下面组成的透镜配料：30.9重量%实施例2中制备的CE-PDMS大分子单体、21.8重量%N-[三(三甲基甲硅烷氧基)-甲硅烷基丙基]丙烯酰胺(TRIS-Am)、16.0重量%N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、0.5重量%N-(羰基-甲氧基聚乙二醇-2000)-1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺,钠盐)(L-PEG)、1.0重量%Darocur1173(DC1173)、6.3重量%2-羟乙基丙烯酸酯(HEA)、0.2重量%N,N’-亚甲基二丙烯酰胺(MBA)和23.3重量%1-丙醇。
透镜制备
由以上制备的透镜配料在可重复使用的模具中通过铸塑制备透镜，所述模具类似于美国专利No.7,384,590和7,387,759(图1-6)的图1-6中所示的模具。该模具包括由石英(或CaF2)制成的阳半模和由玻璃(或PMMA)制成的阴半模。UV辐射源是约16mW/cm2强度下具有WG330+TM297截止滤波器的Hamamatsu灯。用UV辐射将透镜配料辐射约27秒。将铸塑透镜保存在去离子水中直至进一步处理。
实施例3
将实施例2的隐形眼镜在图1的功能性化合物11的10%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡120秒。取出透镜，并在去离子水中再平衡。随后将透镜置于阴模表面上。使用Hamamatsu高压汞灯系统将透镜暴露于10mW/cm2的光中120秒(具有297nm长通滤波器(long pass filter)和～16%灯强度的ESE UVB传感器)。透镜在MEK中经历20小时的抽提步骤，并测量UV/VIS透射率。将实施例2的对比隐形眼镜在图1的功能性化合物11的10%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡120秒。取出透镜，在去离子水中再平衡，在MEK中抽提20小时，并测量UV/VIS透射率。接下来没有将透镜像前面透镜那样暴露于UV光中。
暴露于UV光的透镜表现出14.6%的UVA、0.6%的UVB和95.3%的光透射比，而没有暴露于UV光的对比透镜表现出88.1%的UVA、74.7%的UVB和97.9%的光透射比。
实施例4
将实施例2的隐形眼镜在图1的功能性化合物11的10%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡60秒。取出透镜，并在去离子水中再平衡。随后将透镜置于阴模表面上。使用Hamamatsu高压汞灯系统将透镜暴露于10mW/cm2的光中60秒(具有297nm长通滤波器和～16%灯强度的ESE UVB传感器)。透镜在MEK中经历20小时的抽提步骤，并测量UV/VIS透射率。将实施例2的对比隐形眼镜在图1的功能性化合物11的10%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡60秒。取出透镜，在去离子水中再平衡，在MEK中抽提20小时，并测量UV/VIS透射率。接下来没有将透镜像前面透镜那样暴露于UV光中。
暴露于UV光的透镜表现出21.1%的UVA、2.3%的UVB和96.0%的光透射比，而没有暴露于UV光的对比透镜表现出81.1%的UVA、65.2%的UVB和98.5%的光透射比。
实施例5
将实施例2的隐形眼镜在图1的功能性化合物13的20%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡120秒。取出透镜，并在去离子水中再平衡。随后将透镜置于阴模表面上。使用Hamamatsu高压汞灯系统将透镜暴露于10mW/cm2的光中120秒(具有297nm长通滤波器和～16%灯强度的ESEUVB传感器)。透镜在MEK中经历20小时的抽提步骤，并测量UV/VIS透射率。将实施例2的对比隐形眼镜在图1的功能性化合物13的20%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡120秒。取出透镜，在去离子水中再平衡，在MEK中抽提20小时，并测量UV/VIS透射率。接下来没有将透镜像前面透镜那样暴露于UV光中。
暴露于UV光的透镜表现出36.7%的UVA、0.3%的UVB和94.1%的光透射比，而没有暴露于UV光的对比透镜表现出92.0%的UVA、56.6%的UVB和97.7%的光透射比。
实施例6
将实施例2的隐形眼镜在图1的功能性化合物13的20%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡60秒。取出透镜，并在去离子水中再平衡。随后将透镜置于阴模表面上。使用Hamamatsu高压汞灯系统将透镜暴露于10mW/cm2的光中60秒(具有297nm长通滤波器和～16%灯强度的ESE UVB传感器)。透镜在MEK中经历20小时的抽提步骤，并测量UV/VIS透射率。将实施例2的对比隐形眼镜在图1的功能性化合物13的20%(重量/重量)甲乙酮(MEK)溶液中浸泡60秒。取出透镜，在去离子水中再平衡，在MEK中抽提20小时，并测量UV/VIS透射率。接下来没有将透镜像前面透镜那样暴露于UV光中。
暴露于UV光的透镜表现出33.6%的UVA、0.1%的UVB和97.1%的光透射比，而没有暴露于UV光的对比透镜表现出92.7%的UVA、59.4%的UVB和97.3%的光透射比。
本申请的通篇中提及多种出版物。这些出版物的全文公开内容在此通过引用并入本申请，以更全面地描述本文所述的化合物、组合物和方法。
可以对本文所述的化合物、组合物和方法进行各种修改和改变。考虑本说明书并实施本文所述的化合物、组合物和方法，本文所述的化合物、组合物和方法的其它方面将是显而易见的。本说明书和实施例意在视为示例性的。

Claims (15)

1.一种制备眼用透镜的方法，其包括：
(a)使透镜与功能性化合物接触，其中功能性化合物包含至少一个在将透镜暴露于辐射和/或热后能够与透镜形成共价键的基团；以及
(b)辐射和/或加热步骤(a)中产生的透镜以使所述功能性化合物共价连接到透镜上。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤(a)中，将透镜浸泡在包含功能性化合物的溶液中。
3.根据权利要求2的方法，其中所述溶液在水、醇、酮、醚、醛或其任意组合中包含功能性化合物。
4.根据权利要求1-3的方法，其中透镜通过固化一种或多种透镜形成材料产生，其中所述透镜形成材料包含可光化交联的预聚物、可热交联的预聚物、亲水性乙烯类单体、含硅氧烷的预聚物、含硅的乙烯类单体或大分子单体、含硅氧烷的大分子单体或其任意组合。
5.根据权利要求1-3的方法，其中透镜包含硅水凝胶。
6.根据权利要求1-5的方法，其中功能性化合物包括UV吸收基团、亲水性基团、抗微生物聚合物、粘蛋白吸附基团或其任意组合。
7.根据权利要求1-6的方法，其中至少一个能够与透镜形成共价键的基团包含光引发剂、热引发剂、烯烃基团或其任意组合。
8.根据权利要求7的方法，其中光引发剂包括氧化膦、过氧化物基团、叠氮基团、α-羟基酮或α-氨基酮。
9.根据权利要求7的方法，其中所述烯烃基团包括丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基、乙烯基、乙烯基酯基团或苯乙烯基团。
10.根据权利要求1-5的方法，其中功能性化合物包含紫外吸收剂、直接或间接结合紫外吸收剂的光引发剂、以及直接或间接结合紫外吸收剂的烯烃基团。
11.根据权利要求1-5的方法，其中功能性化合物包括式I：
Figure FDA00003339521800021
其中X包括光引发剂；
Y包括烯烃基团；
Z包括紫外吸收剂；和
L1和L2独立地包括任选的连接基。
12.根据权利要求1-5的方法，其中功能性化合物包括式V：
Figure FDA00003339521800022
其中R3包括氢、烷基、卤素、芳基、芳烷基或烷氧基；
L1和L2独立地包括连接基；
X包括光引发剂；和
Y包括烯烃基团。
13.根据权利要求1-5的方法，其中功能性化合物包括经由连接基结合光引发剂的亲水性聚合物。
14.根据权利要求1-5的方法，其中功能性化合物包括紫外吸收剂、光引发剂、粘蛋白吸附单元，其中光引发剂和粘蛋白吸附单元共价结合紫外吸收剂。
15.一种根据权利要求1-14的方法制备的眼用透镜。
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