CN111819474A - 含有局部接枝网络的眼科装置及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过一种方法制备的聚合物组合物，所述方法包括：(a)提供第一反应性组合物，所述第一反应性组合物含有：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，所述两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂；(b)使所述第一反应性组合物经受第一活化步骤，使得所述第一反应性组合物在所述第一活化步骤中聚合，以形成含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；(c)使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触，其中所述接触在使得所述接枝组合物穿透到所述交联基底网络中的条件下进行；以及(d)在所述交联基底网络的一个或多个选择性区域处将所述共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述接枝组合物与所述交联基底网络在所述选择性区域处聚合。

Description

含有局部接枝网络的眼科装置及其制备和使用方法
相关专利申请
本申请要求于2019年1月4日提交的美国专利申请16/239,603和2018年1月30日提交的美国临时专利申请62/623,789的优先权，其全文以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及包含接枝聚合物网络的眼科装置(诸如接触镜片)以及制备和使用所述眼科装置的方法。
背景技术
由有助于所期望特性的单个组分制备的聚合物材料的开发为许多产品领域中的持续目标。例如，显示透氧度和亲水性的聚合物材料对于许多在医疗装置领域内的应用为期望的，诸如在眼科装置领域。
在形成试图结合多种性能的聚合物材料时，通常遇到的挑战是，在许多情况下，制成最终材料的各个组分并不容易地彼此相容。例如，在接触镜片领域中，已发现有机硅水凝胶提供具有显著增加的透氧度的镜片，并且因此能够减少角膜水肿和超脉管系统病症，这有时可与常规水凝胶镜片相关联。有机硅水凝胶通常通过将含有至少一种含有机硅的单体或反应性大分子单体和至少一种亲水性单体的混合物聚合而制成。然而，有机硅水凝胶镜片可能难以产生，因为有机硅组分和亲水性组分通常不相容。
除了反应物的总体相容性之外，在一些应用中还可能期望由不同材料形成产物，其中材料定位在某些区域中而不是遍布在整个区域中。例如，在眼科装置领域中，允许对装置(诸如接触镜片)进行区域化改性的方法可允许制造商产生具有定制镜片光焦度或其他所需特性的产品。
发明内容
本发明涉及衍生自多种组分单体和聚合物的新聚合物组合物，包括其中此类组分单体和聚合物通常为不相容的。本发明还涉及用于选择性地改性基底的材料组成的方法。发现此类聚合物组合物用于多种应用中，例如眼科装置中。
因此，在一个方面，本发明提供了通过包括以下的方法形成的眼科装置：
(a)提供第一反应性组合物，所述第一反应性组合物含有：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，该两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂；
(b)使第一反应性组合物经受第一活化步骤，使得该第一反应性组合物在所述第一活化步骤中聚合，以形成含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；
(c)使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触，其中所述接触在使得所述接枝组合物穿透到所述交联基底网络中的条件下进行；以及
(d)在所述交联基底网络的一个或多个选择性区域处将所述共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述接枝组合物与所述交联基底网络在所述选择性区域处聚合。
在另一方面，本发明提供了由组合物的反应产物构成的眼科装置，该组合物包含：(i)含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；和(ii)含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物，其中该接枝组合物位于该交联基底网络的选定区域处。
在另一方面，本发明提供了一种用于制备眼科装置的方法，该方法包含：
(a)提供第一反应性组合物，所述第一反应性组合物含有：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，该两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂；
(b)使该第一反应性组合物经受第一活化步骤，使得该第一反应性组合物在所述第一活化步骤中聚合，以形成含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；
(c)使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触，其中所述接触在使得所述接枝组合物穿透到所述交联基底网络中的条件下进行；以及
(d)在所述交联基底网络的一个或多个选择性区域处将所述共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述接枝组合物与所述交联基底网络在所述选择性区域处聚合。
附图说明
图1示出了可用于实现本发明一些实施方案的基于体素的光刻设备。
图2示出了根据本发明的各种实施方案的具有接枝圆柱体厚度分布的接触镜片。
图3示出了根据本发明的各种实施方案的未接枝的接触镜片和接枝有mPEG500的镜片。
具体实施方式
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。将本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其它参考文献以引用方式并入本文。
除非另外指明，否则数值范围，例如如在“2至10”或如在“介于2和10之间”包括限定该范围的数字(例如，2和10)。
除非另外指明，否则比率、百分比、份数等为按重量计。
短语“数均分子量”是指一个样品的数量平均分子量(Mn)；短语“重均分子量”是指一个样品的重量平均分子量(Mw)；短语“多分散性指数”(PDI)是指Mw除以Mn的比率，并且描述了样品的分子量分布。如果未指示“分子量”的类型或从上下文中不是显而易见的，则其旨在表示数均分子量。
如本文所用，术语“约”是指数字在+/-10％的范围内被修改。例如，短语“约10”将包括9和11两者。
如本文所用，术语“(甲基)”是指任选的甲基取代。因此，诸如“(甲基)丙烯酸酯”的术语既指甲基丙烯酸酯，也指丙烯酸酯。
无论在哪里提供化学结构，应当理解，对于取代基在所述结构上所公开的供选择的替代方案可以任何组合结合。因此，如果结构含有取代基R*和R**，它们中的每一个含有可能的基团的三个列表，公开了9种组合。对于特性的组合同样适用。
聚合物样品中重复单元的平均数目称为其“聚合程度。”当聚合物样品的通用化学式，诸如使用[***]n，“n”是指其聚合度，并且分子式应被理解为表示该聚合物样品的数均分子量。
如本文所用，术语“个体”包括人和脊椎动物。
如本文所用，术语“眼科装置”是指位于眼内或眼上或眼睛任何部位(包括眼部表面)的任何装置。这些装置可以提供光学校正、美容增强作用、改善视力、治疗有益效果(例如用作绷带)或递送活性组分，诸如药物和营养制剂组分或前述功能的任何组合。眼科装置的示例包括但不限于镜片、光学和眼部插入物(包括但不限于泪点塞等)。“镜片”包括软质接触镜片、硬质接触镜片、混合接触镜片、眼内镜片和嵌入及覆盖镜片。眼科装置优选可包括接触镜片。
如本文所用，术语“接触镜片”是指可置于个体的眼角膜上的眼科装置。接触镜片可提供矫正、美容或治疗有益效果，包括伤口愈合、药物或营养制剂递送、诊断性评价或监测、紫外线阻隔、可见光或眩光减少或它们任意的组合。接触镜片可为本领域已知的任何适当材料，并且可为软质镜片、硬质镜片，或含有具有不同物理、机械或光学特性诸如模量、水含量、光透射或它们的组合的至少两个不同部分的混合镜片。
本发明的眼科装置和接触镜片可由有机硅水凝胶构成。这些有机硅水凝胶通常含有至少一种亲水性单体和至少一种含有机硅的组分，所述组分在固化装置中彼此共价结合。本发明的眼科装置和接触镜片也可由常规水凝胶或常规水凝胶和有机硅水凝胶的组合构成。
“大分子”为数均分子量大于1500的有机化合物，并且可为反应性或非反应性的。
如本文所用，“目标大分子”为由包含单体、大分子单体、预聚物、交联剂、引发剂，添加剂、稀释剂等的反应性组合物合成的预期大分子。
如本文所用，“单体”是单单官能分子，其可以发生链增长聚合，并且尤其是自由基聚合，从而形成了在目标大分子的化学结构中的重复单元。某些单体具有可充当交联剂的二官能杂质。“亲水性单体”另外为当在25℃下以5重量％的浓度与去离子水混合时，产生澄清单相溶液的单体。“亲水性组分”为单体、大分子单体、预聚物、引发剂、交联剂、添加剂或聚合物，当在25℃下以5重量％的浓度与去离子水混合时，其产生澄清单相溶液。
如本文所用，“大单体”或“大分子单体”为具有至少一个可聚合基团的直链或支链的大分子，所述可聚合基团可发生链增长聚合，并且尤其是自由基聚合。
如本文所用，术语“可聚合”意指包含至少一个可聚合基团的化合物。“可聚合基团”为可发生链增长聚合(诸如自由基和/或阳离子聚合)的基团，例如当经受自由基聚合引发条件时可聚合的碳-碳双键基团。可聚合基团的非限制性示例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯基醚、(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基碳酸酯、以及其它乙烯基基团。优选地，可聚合基团包括(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、以及它们的混合物。优选地，可聚合基团包括(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、苯乙烯基官能团或任何前述物质的混合物。可聚合基团可为未取代的或取代的。例如，在(甲基)丙烯酰胺中的氮原子可结合到氢，或氢可被烷基或环烷基(其本身可被进一步取代)替代。与“可聚合”相比，术语“不可聚合”意指所述化合物不包含此类自由基反应性基团。
前述物质的示例包括取代或未取代的C1-6(甲基)丙烯酸烷基酯、C1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基C1-6烷基，其中所述C1-6烷基上合适的取代基包括醚、羟基、羧基、卤素以及它们的组合。
可使用任何类型的自由基聚合，包括但不限于本体、溶液、悬浮液和乳液，以及任何受控的自由基聚合方法，诸如稳定的自由基聚合、硝基氧介导的活性聚合、原子转移自由基聚合，可逆加成断裂链转移聚合、有机碲介导的活性自由基聚合等。
“烯键式不饱和化合物”为含有至少一个可聚合基团的单体、大分子单体或预聚物。烯键式不饱和化合物可优选由一个可聚合基团组成。
如本文所用，“含有机硅的组分”或“有机硅组分”为反应性组合物中的单体、大分子单体、预聚物、交联剂、引发剂、添加剂或聚合物，其具有至少一个硅氧键，通常为甲硅烷氧基基团、硅氧烷基团、碳硅氧烷基团、以及它们的混合物的形式。可用于本发明的含有机硅的组分的示例可存在于美国专利美国专利号3,808,178、4,120,570、4,136,250、4,153,641、4,740,533、5,034,461、5,070,215、5,244,981、5,314,960、5,331,067、5,371,147、5,760,100、5,849,811、5,962,548、5,965,631、5,998,498、6,367,929、6,822,016、6,943,203、6,951,894、7,052,131、7,247,692、7,396,890、7,461,937、7,468,398、7,538,146、7,553,880、7,572,841、7,666,921、7,691,916、7,786,185、7,825,170、7,915,323、7,994,356、8,022,158、8,163,206、8,273,802、8,399,538、8,415,404、8,420,711、8,450,387、8,487,058、8,568,626、8,937,110、8,937,111、8,940,812、8,980,972、9,056,878、9,125,808、9,140,825、9,156,934、9,170,349、9,217,813、9,244,196、9,244,197、9,260,544、9,297,928、9,297,929和欧洲专利号080539中。这些专利据此全文以引用方式并入本文。
“聚合物”为由聚合期间使用的单体和大分子单体的重复单元构成的目标大分子。
“均聚物”为由一种单体制成的聚合物；“共聚物”为由两种或更多种单体制成的聚合物；“三元共聚物”为由三种单体制成的聚合物。“嵌段共聚物”由组成上不同的嵌段或链段构成。二嵌段共聚物具有两个嵌段。三嵌段共聚物具有三个嵌段。“梳状或接枝共聚物”由至少一种大分子单体制成。
“重复单元”为聚合物中最小的原子组，其对应于特定单体或大分子单体的聚合。
“引发剂”为可分解成自由基基团的分子，所述自由基基团可与单体反应以引发自由基聚合反应。根据温度，热引发剂以一定速率分解；典型的示例为偶氮化合物，诸如1，1′-偶氮二异丁腈和4，4′-偶氮二(4-氰基戊酸)，过氧化物，诸如过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化物、叔丁基氢过氧化物、过氧苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和过氧化月桂酰，过酸，诸如过乙酸和过硫酸钾以及各种氧化还原体系。通过光化学方法分解的光引发剂；典型的示例为苯偶酰、安息香、苯乙酮、二苯甲酮、樟脑醌、以及它们的混合物以及各种一酰基和双酰基氧化膦、以及它们的组合的衍生物。
“自由基基团”为具有未配对价电子的分子，其可与可聚合基团反应以引发自由基聚合反应。
“交联试剂”或“交联剂”为能够在分子上的两个或更多个位置处发生自由基聚合，从而形成分枝点和聚合物网络的二官能或多官能单体。交联剂上的两种或更多种可聚合官能团可以相同或不同，并且可例如独立地选自乙烯基基团(包括烯丙基)、(甲基)丙烯酸酯基团和(甲基)丙烯酰胺基团。常见的示例为乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、亚甲基双丙烯酰胺、氰尿酸三烯丙酯等。
“预聚物”为单体(或大分子单体)的反应产物，该反应产物含有能够发生进一步反应以形成聚合物的剩余可聚合基团。
“聚合物网络”是为交联大分子形式的聚合物的一种类型。一般来讲，聚合物网络可溶胀但不能溶解于溶剂中。例如，本发明的交联基底网络为可溶胀而不溶解的材料。
“水凝胶”为在水或水性溶液中溶胀的聚合物网络，通常吸收至少10重量％的水(在25℃下)。“有机硅水凝胶”为由至少一种含有机硅的组分与至少一种亲水性组分制成的水凝胶。亲水性组分也可包括非反应性聚合物。
“常规水凝胶”是指由不含任何甲硅烷氧基、硅氧烷或碳硅氧烷基团的单体制成的聚合物网络。常规水凝胶由主要含有亲水性单体诸如甲基丙烯酸-2-羟乙酯(“HEMA”)、N-乙烯基吡咯烷酮(“NVP”)、N，N-二甲基丙烯酰胺(“DMA”)或乙酸乙烯酯的反应性组合物制备。
如本文所用，术语“反应性组合物”是指含有一种或多种反应性组分(和任选地非反应性组分)的组合物，该组分被混合(当存在多于一种时)在一起并且当经受聚合条件时，形成聚合物组合物。如果存在多于一个组分，那么该反应性组合物也可在本文中被称为“反应性混合物”或“反应性单体混合物”(或RMM)。反应性组合物包含诸如单体、大分子单体、预聚物、交联剂和引发剂的反应性组分和诸如润湿剂、剥离剂、染料、诸如紫外线-可见光吸收剂、颜料、染料和光致变色化合物的光吸收化合物的任选的添加剂(其中任何一种可为反应性或非反应性的，但是优选能够保持在所得的聚合物组合物内)以及药物和营养制剂化合物和任何稀释剂。应当理解可基于所制得的最终产品及其预期用途而添加广泛范围的添加剂。反应性组合物的组分的浓度以它们在反应性组合物(除稀释剂之外)的所有组分中的重量百分比表示。当使用稀释剂时，它们的浓度以它们基于反应性组合物和稀释剂中的所有组分的量的重量百分比表示。
“反应性组分”为反应性组合物中的组分，其通过共价键、氢键、静电相互作用、互穿聚合物网络的形成或任何其它方式成为所得材料的化学结构的一部分。示例包括但不限于有机硅反应性组分(例如，下述含有机硅的组分)和亲水性反应性组分(例如，下述亲水性单体)。
如本文所用，术语“有机硅水凝胶接触镜片”是指含有至少一种有机硅水凝胶的接触镜片。相比于常规水凝胶，有机硅水凝胶接触镜片通常具有提高的透氧度。有机硅水凝胶接触镜片利用其水和聚合物内容物两者向眼睛传输氧气。
“DMD”是指数字微镜装置，其可以是由功能性地安装在CMOS SRAM之上的可移动微镜阵列组成的双稳态空间光调制器。可通过将数据载入反射镜下的存储单元来独立控制各个反射镜以引导反射光转向，从而将视频数据的像素空间映射到显示器上的像素。数据以二进制方式静电地控制反射镜的倾斜角，其中反射镜状态为+X度(开)或-X度(关)。然后由开反射镜反射的光可通过投影镜片并投射到屏幕上。光可在反射关闭时产生暗视场，并确定图像的暗电平基准。图像可通过开电平与关电平之间的灰度调制来形成，开关速率快到足以让观看者将其视为完整图像。DMD(数字微镜装置)可包括DLP投影系统。
“DMD脚本”是指空间光调制器的控制协议以及任何系统部件的控制信号，系统部件例如为光源或滤光轮，其中任何一者都可包括一系列时序命令。
术语“多官能”是指具有两个或更多个可聚合基团的组分。术语“单官能”是指具有一个可聚合基团的组分。
术语“卤素”或“卤代基”指示氟、氯、溴和碘。
如本文所用，术语“烷基”是指含有指定数量的碳原子的未取代或取代的直链或支链烷基基团。如果未指示数量，则烷基(任选地包括在烷基上的任何取代基)可含有1至16个碳原子。优选地，烷基基团含有1至10个碳原子，另选地1至7个碳原子，或另选地1至4个碳原子。烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基、戊基、己基、庚基、3-乙基丁基等。烷基上的取代基的示例包括1、2或3个基团，该基团独立地选自羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基、以及它们的组合。“亚烷基”意指二价烷基基团，诸如-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-和-CH2CH2CH2CH2-。
“卤代烷基”是指被一个或多个卤素原子取代的如上定义的烷基基团，其中每个卤素独立地为F、Cl、Br或I。优选的卤素为F。优选的卤代烷基基团含有1至6个碳，更优选1至4个碳，并且还更优选1至2个碳。“卤代烷基”包括全卤代烷基基团，诸如-CF3-或-CF2CF3-。“卤代亚烷基”意指二价卤代烷基基团，诸如-CH2CF2-。
“环烷基”是指含有指定数量的环碳原子的未取代或取代的环状烃。如果未指示数量，则环烷基可含有3至12个环碳原子。优选为C3-C8环烷基基团，更优选C4-C7环烷基，并且还更优选C5-C6环烷基。环烷基的示例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。环烷基上的取代基的示例包括1、2或3个基团，该基团独立地选自烷基、羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羰基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基、以及它们的组合。“亚环烷基”意指二价环烷基基团，诸如1，2-亚环己基、1，3-亚环己基或1，4-亚环己基。
“杂环烷基”是指其中至少一个环碳已被选自氮、氧和硫的杂原子替代的如上定义的环烷基环或环系。杂环烷基环任选地稠合至或以其他方式连接到其它杂环烷基环和/或非芳族烃环和/或苯环。优选的杂环烷基基团具有5至7个成员。更优选的杂环烷基基团具有5或6个成员。杂环亚烷基意指二价杂环烷基基团。
“芳基”是指含有至少一个芳族环的未取代或取代的芳族烃环系。芳基基团含有指定数量的环碳原子。如果未指示数量，则芳基可含有6至14个环碳原子。芳族环可任选地稠合或以其他方式连接到其它芳族烃环或非芳族烃环。芳基基团的示例包括苯基、萘基和联苯基。芳基基团的优选示例包括苯基。芳基上的取代基的示例包括1、2或3个基团，该基团独立地选自烷基、羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基、以及它们的组合。“亚芳基”意指二价芳基基团，例如1，2-亚苯基、1，3-亚苯基或1，4-亚苯基。
“杂芳基”是指其中至少一个环碳原子已被选自氮、氧和硫的杂原子替代的如上定义的芳环或环系。杂芳基环可稠合或以其他方式连接到一个或多个杂芳基环、芳族或非芳族烃环或杂环烷基环。杂芳基基团的示例包括吡啶基、呋喃基和噻吩基。“杂亚芳基”意指二价杂芳基基团。
“烷氧基”是指通过氧桥连接到母体分子部分的烷基基团。烷氧基基团的示例包括例如甲氧基、乙氧基、丙氧基和异丙氧基。“芳氧基”是指通过氧桥连接到母体分子部分的芳基基团。示例包括苯氧基。“环状烷氧基”意指通过氧桥连接到母体部分的环烷基基团。
“烷基胺”是指通过-NH桥连接到母体分子部分的烷基基团。亚烷基胺是指二价烷基胺基团，诸如-CH2CH2NH-。
“硅氧烷基”是指具有至少一个Si-O-Si键的结构。因此，例如，硅氧烷基基团意指具有至少一个Si-O-Si基团(即，硅氧烷基团)的基团，并且硅氧烷基化合物意指具有至少一个Si-O-Si基团的化合物。“硅氧烷基”涵盖单体(例如，Si-O-Si)以及低聚/聚合结构(例如，-[Si-O]n-，其中n为2或更大)。硅氧烷基基团中的每个硅原子被独立选择的RA基团取代(其中RA如式A选项(b)至(i)中定义)以完成其化合价。
“甲硅烷基”是指式R3Si-的结构，并且“甲硅烷氧基”是指式R3Si-O-的结构，其中甲硅烷基或甲硅烷氧基中的每个R独立地选自三甲基甲硅烷氧基、C1-C8烷基(优选C1-C3烷基，更优选乙基或甲基)和C3-C8环烷基。
“亚烷氧基”是指具有通式-(亚烷基-O-)p-或-(O-亚烷基)p-的基团，其中亚烷基如上定义，并且p为1至200，或1至100，或1至50，或1至25，或1至20，或1至10，其中每个亚烷基独立地任选地被一个或多个基团取代，该一个或多个基团独立地选自羟基、卤素(例如氟)、氨基、酰氨基、醚、羰基、羧基、以及它们的组合。如果p大于1，则每个亚烷基可为相同或不同的，并且亚烷氧基可为嵌段或无规构型。当亚烷氧基在分子中形成末端基团时，亚烷氧基的末端端部可例如为羟基或烷氧基(例如，HO-[CH2CH2O]p-或CH3O-[CH2CH2O]p-)。亚烷氧基的示例包括聚亚甲基氧基、聚亚乙基氧基、聚亚丙基氧基、聚亚丁基氧基和聚(亚乙基氧基-共-亚丙基氧基)。
“氧杂亚烷基”是指其中一个或多个非相邻的CH2基团已被氧原子取代的如上定义的亚烷基基团，诸如-CH2CH2OCH(CH3)CH2-。“硫杂亚烷基”是指其中一个或多个非相邻的CH2基团已被硫原子取代的如上定义的亚烷基基团，诸如-CH2CH2SCH(CH3)CH2-。
术语“连接基团”是指将可聚合基团连接到母体分子的部分。连接基团可为不会不利地干扰作为其一部分的化合物的聚合的任何部分。例如，连接基团可为化学键，或它可包含一个或多个亚烷基、卤代亚烷基、酰胺、胺、亚烷基胺、氨基甲酸酯、羧酸酯(-CO2-)、亚芳基、杂亚芳基、亚环烷基、杂环亚烷基、亚烷氧基、氧杂亚烷基、硫杂亚烷基、卤代亚烷氧基(被一个或多个卤素基团取代的亚烷氧基，例如-OCF2-、-OCF2CF2-、-OCF2CH2-)、硅氧烷基、亚烷基硅氧烷基或它们的组合。连接基团可任选被1个或多个取代基基团取代。合适的取代基基团可包括独立地选自烷基、卤素(例如氟)、羟基、HO-亚烷氧基、MeO-亚烷氧基、硅氧烷基、甲硅烷氧基、甲硅烷氧基-亚烷氧基-、甲硅烷氧基-亚烷基-亚烷氧基-(其中可存在多于一个亚烷氧基基团，并且其中亚烷基和亚烷氧基中的每个亚甲基独立地任选地被羟基取代)、醚、胺、羰基、氨基甲酸酯、以及它们的组合的那些。连接基团还可被可聚合基团诸如(甲基)丙烯酸酯取代。
优选的连接基团包括C1-C8亚烷基(优选C2-C6亚烷基)和C1-C8氧杂亚烷基(优选C2-C6氧杂亚烷基)，它们各自任选地被1或2个独立地选自羟基和甲硅烷氧基的基团取代。优选的连接基团还包括羧酸酯、酰胺、C1-C8亚烷基-羧酸酯-C1-C8亚烷基或C1-C8亚烷基-酰胺-C1-C8亚烷基。
当连接基团由如上所述的部分(例如，亚烷基和亚环烷基)的组合构成时，该部分可以任何顺序存在。例如，如果在下式E中，L指示为-亚烷基-亚环烷基-，则Rg-L可为Rg-亚烷基-亚环烷基-或Rg-亚环烷基-亚烷基-。尽管如此，列出顺序表示其中从连接基团所连接的末端可聚合基团(Rg)开始出现在化合物中的部分的优选顺序。例如，如果在式E中，L和L2均指示为亚烷基-亚环烷基，则Rg-L优选为Rg-亚烷基-亚环烷基-并且-L2-Rg优选为-亚环烷基-亚烷基-Rg。
如上文所看到的那样，在一个方面，本发明提供了通过一种方法形成的眼科装置，所述方法包括：
(a)提供第一反应性组合物，所述第一反应性组合物含有：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，该两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂；
(b)使该第一反应性组合物经受第一活化步骤，使得该第一反应性组合物在所述第一活化步骤中聚合，以形成含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；
(c)使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触，其中所述接触在使得所述接枝组合物穿透到所述交联基底网络中的条件下进行；以及
(d)在所述交联基底网络的一个或多个选择性区域处将所述共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述接枝组合物与所述交联基底网络在所述选择性区域处聚合。
聚合引发剂可为具有在两个或更多个单独的活化步骤中生成自由基基团能力的任何组合物。对于使用什么类型的聚合引发剂或活化机理，本发明没有特别的要求，只要第一次活化和第二次活化能顺序进行即可。因此，合适的聚合引发剂可例如热活化、通过可见光活化、通过紫外光活化、经由电子束照射活化、通过γ射线照射活化或它们的组合。用于本发明的聚合引发剂的示例无限制地包括双酰基氧化膦(“BAPO”)、双(酰基)磷烷氧化物(例如，双(蒾酰基)次磷酸)、偶氮化合物、过氧化物、α-羟基酮、α-烷氧基酮、1，2-二酮、锗基化合物(诸如双(4-甲氧基苯甲酰基)二乙基锗)、或它们的组合。
BAPO引发剂为优选的。合适的BAPO引发剂的示例包括但不限于具有式I的化学结构的化合物：
Figure BDA0002609922360000121
其中Ar1和Ar2独立地为取代或未取代的芳基基团，通常为取代的苯基基团，其中取代基为直链、支链或环状的烷基基团，诸如甲基基团，直链、支链或环状的烷氧基基团，诸如甲氧基基团，和卤素原子；Ar1和Ar2优选具有相同的化学结构；并且其中R1为具有1至10个碳原子的直链、支链或环状的烷基基团，或者R1为苯基基团、羟基基团或具有1至10个碳原子的烷氧基基团。
应当指出的是，可使用由不同类型的能量活化聚合引发剂，用于初始和后续的活化。例如，发生第一热活化和经由照射的第二活化的材料是在本发明的范围之内的。此类混合活化材料的示例包括式II、III、IV和V的化合物：
Figure BDA0002609922360000131
其中Ar1和Ar2独立地为取代或未取代的芳基基团，通常为取代的苯基基团，其中取代基为直链、支链或环状的烷基基团，诸如甲基基团，直链、支链或环状的烷氧基基团，诸如甲氧基基团，和卤素原子；Ar1和Ar2优选具有相同的化学结构；并且其中R1为具有1至10个碳原子的直链、支链或环状的烷基基团；其中R2为双官能亚甲基连接基团，其可沿着亚甲基链进一步包含具有1至10个碳原子的醚、酮或酯基团；并且R3为氢原子、羟基基团或具有1至10个碳原子的直链、支链或环状的烷氧基基团。另一个示例为7-甲基-7-(叔丁基偶氮)过氧辛酸叔丁酯。
此外，可在本发明中使用表现出两种不同分解温度的重氮化合物、二过氧化合物或偶氮-过氧化合物。
优选地，聚合引发剂为光聚合引发剂，优选双酰基氧化膦。双酰基氧化膦为期望的，因为它们可在不同波长下发生顺序活化步骤，并因此易于使用。在较长波长下，双酰基氧化膦可形成两个自由基基团，其中一个为一酰基氧化膦。随后，一酰基氧化膦(MAPO)可发生第二活化，通常在较短的波长下。由于其较长波长通常高于420nm(例如435nm及以上)，并且较短波长通常为420nm及以下，尤其优选的双酰基氧化膦为双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦。可以优选使用其中带宽相对较窄的LED或等效光作为辐射源，从而在允许初始照射的同时在交联基底网络中保留一些或大部分MAPO基团。
可使用的其它示例性双酰基氧化膦化合物包括双(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基苯基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基苯基氧化膦或双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)次膦酸或其盐。
在本发明中，含有聚合引发剂、一种或多种烯键式不饱和化合物和交联剂的第一反应性组合物在引起聚合引发剂发生其初始活化的条件下经受第一活化步骤。例如，如果聚合引发剂为BAPO，则第一反应性组合物可使用适当的光源在435nm或以上照射。因此，第一反应性组合物聚合以形成交联基底网络。交联基底网络含有作为共价结合的可活化自由基引发剂的聚合引发剂的残基。
可使用本领域技术人员已知的技术来进行第一反应性组合物的活化和聚合。例如，第一反应性组合物的反应性组分可在容器中混合。可任选地使用稀释剂来促进混合。可将混合物过滤、脱气并加热至所需温度，并且随后在引起聚合引发剂的第一活化和随后形成交联基底网络的条件下照射。用于聚合的容器可为模具，例如在期望产品具有特定的形状的情况下。例如，第一反应性组合物可在模具对(例如，前模具和后模具)的腔体内投配和聚合。优选地，用于本发明的眼科装置中的第一交联基底网络为常规水凝胶或有机硅水凝胶。更优选地，其为有机硅水凝胶。
根据本发明，使如上所述形成的交联基底网络与接枝组合物接触。接枝组合物含有一种或多种烯键式不饱和化合物。交联基底网络为可溶胀的材料，并因此吸收了用于后续接枝反应的至少一些接枝组合物。吸收到交联基底网络中可以各种方式进行。例如，该交联基底网络可被置于接枝组合物中并使其溶胀。或交联基底网络可首先在溶剂中溶胀，并且随后与接枝组合物组合，例如通过在接枝组合物中悬浮预溶胀的交联基底网络，在该期间，通过先前的分子扩散和流体交换将反应性组分分配到交联基底网络中。只要存在一些(大于0重量％的反应性组分)，则不存在应吸收到交联基底网络中的接枝组合物的特定最小量。在一些实施方案中，在25℃下，可以优选的是交联基底网络在接枝组合物中能够溶胀相对于其干重的至少0.0001重量％，另选地至少0.01重量％，另选地至少0.1重量％，另选地至少5重量％，另选地至少10重量％，或另选地至少25重量％。
在使交联基底网与接枝组合物接触后，活化交联基底网络的可活化自由基引发剂中的至少一些。例如，如果在该方法的步骤(a)中使用的聚合引发剂是BAPO，则共价结合到交联基底网络的自由基引发剂(在该示例中，一酰基氧化膦)可通过使用适当的光源在420nm及更低的照射下活化。根据本发明，活化可在交联基底网络的一个或多个选择性(局部)区域处进行。随后接枝组合物在选择性区域处发生聚合，并且经由基底中的自由基引发剂与交联基底网络共价接枝。因此，该产品为具有包含接枝聚合物网络的局部区域或体积的眼科装置。未接枝组合物可例如通过用溶剂提取而从网络中去除。
基底网络的选择性区域处的接枝允许制造商改变那些区域处装置的化学组成。因此，可制备表现出所需特征或特性的新装置。作为非限制性示例，在接触镜片领域中，所述方法可允许对水凝胶材料进行折射改性以产生定制的镜片光焦度。这可通过在交联基底网络的选择性区域处接枝具有与基底材料不同的溶胀特性的材料来实现。这允许镜片形貌以生成定制的镜片光焦度的方式成形。
可使用各种技术来选择性活化存在于交联基底网络中的共价结合的自由基引发剂，以允许如上所述的局部接枝。优选的技术是基于体素的光刻，如例如US20150146159、US9075186和US8317505中大体描述的，这些专利中的每一个全文以引用方式并入本文。另外的参考文献包括US7905594、US8157373、US8240849、US8313828、US8318055、US8795558、US9180633、US9180634、US9417464、US9610742和US9857607，这些专利中的每一个全文以引用方式并入本文。图1中示出了可用于本发明的示例性基于体素的光刻设备。
参见图1，基于体素的光刻光学成形设备100可以包括光化辐射源110、空间网格111、具有成形光学表面140的成形光学器件130。在成形设备100的一些示例性实施例中，辐射或光可按照大致垂直的方式投射到成形光学器件130的表面140。成形光学器件130可经由扣环121或其他扣紧装置保持就位，扣紧装置可以使光学系统相对于成形光学器件130保持在正确取向上。基于光学器件表面140上的各个体素光可采取的其它路径可为显而易见的，并且在本发明的范围内。
在可以为空的或可以含有诸如接枝组合物的液体145的贮存器150和成形光学器件130与光束的相对取向可为显著的示例性实施方案中，可包括用于它们的联锁位置的附加机构，例如，带有相关联的联锁特征结构180和122的成形光学器件保持构件170。保持构件170与联锁特征结构180和122之间的对准还可提供使贮存器150在成形光学器件表面140上居中的位置控制。在一些示例性实施方案中，可通过间隔环151来增强这种位置控制，所述间隔环还可控制添加到贮存器150的材料的体积。
贮存器150可被封闭在约束容器190中，所述约束容器可排除诸如氧气的环境气体。可通过经包括在约束容器190中的管或通道160流入惰性气体(诸如，氮气)来增强这种排除。在其它示例性实施例中，可通过控制流过包括在约束容器190中的通道160的气体中氧气的稀释来管理含氧量。
成形光学器件130可由许多光学透明的材料制成，其中光束(诸如，光化辐射)可穿过成形光学器件130并投射在目标上。例如，成形光学器件130可包括熔融石英或者透明的聚合物材料。
在一些示例性实施方案中，可如上所述首先在模具中形成交联基底网络。然后可将交联基底网络定位(未示出)在成形光学器件表面140上并与容纳在贮存器150中的接枝组合物145接触。作为另外一种选择，可例如在如上所述的模具中形成交联基底网络，并使其与基于体素的光刻光学成形设备之外的接枝组合物接触。然后可将含有接枝组合物的交联基底网络定位(未示出)在成形光学器件表面140上。在该实施方案中，贮存器150可以是空的，或者它可以例如包含溶剂、水或另外的接枝组合物。
可在适当的波长下向交联镜片基底(含有接枝组合物)施加可在整个空间网格111上控制和变化的光化辐射110，以用于将基底的共价结合的可活化自由基引发剂活化。光化辐射110可被控制成使得其撞击在交联基底网络上的选择性位置处，从而导致共价结合的引发剂的局部活化，随后仅在那些位置处接枝。可使用各种技术来控制光化辐射，使得光化辐射仅撞击在交联基底网络的所需位置处。例如，可使用数字微镜装置(DMD)和DMD脚本以及各种相关部件，如US9075186中所述。
虽然如上所述的基于体素的光刻是用于交联基底网络的选择性活化的优选技术，但也可利用其它技术。例如，选择性活化可通过从活化光简单掩蔽交联基底网络中不需要活化的那些区域来提供。然后，基底的未掩蔽区域可经历活化和接枝。可例如通过提取来去除未反应的材料。
可添加附加的任选接枝步骤。这种另外的接枝可例如在整个基底本体中，或者其可在表面处比在芯处更浓，或者其可作为基底的选定区域局部化。例如，在上述局部接枝之后，可使接枝的交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的第二接枝组合物接触。如果基底含有残余的共价结合的可活化自由基引发剂，则此类第二组合物可接枝至基底上。
应当指出的是，共价结合至交联基底网络的自由基引发剂在活化时形成两个自由基基团，其中一个基团可以不与基底共价结合。因此，接枝组合物中的反应性组分中的一些可经由未结合的自由基基团聚合以形成不与网络共价结合的聚合物。此类聚合物在本文中被称为“副产物聚合物。”可通过在接枝组合物中包含交联剂来诱导该副产物聚合物与接枝聚合物网络共价结合。该组合物可含有不共价结合到接枝聚合物网络的副产物聚合物的至少一部分。为实现这一点，在基本上不存在交联剂的情况下进行接枝组合物的聚合。所谓“基本上不存在交联剂”意指用于接枝组合物中的任何交联剂以小于化学计量的量存在。在一些实施方案中，在接枝组合物中不存在交联剂。
本发明的第一反应性组合物和接枝组合物含有烯键式不饱和化合物作为反应性组分。烯键式不饱和化合物发生聚合反应以形成本文所述的聚合物组合物。如将会知道的那样，各种各样的烯键式不饱和化合物可用于本发明。
该烯键式不饱和化合物在第一反应性组合物和接枝组合物两者之间可相同或不同，虽然在一些实施方案中，优选在每种组合物中的烯键式不饱和化合物中的至少一些为不同的。通过使用与接枝组合物不同的用于第一反应性组合物的材料，使设计出结合所期望的特性的眼科装置变成可能，而所述特性得自原本可能不易相容的材料。这是本发明的优点中的一个。
用于包含在第一反应性组合物和/或接枝组合物中的烯键式不饱和化合物可包含独立选择的含有机硅的组分。
含有机硅的组分可包含一种或多种选自单体或大分子单体的化合物，其中每种化合物可独立地包含至少一个可聚合基团、至少一个硅氧烷基团以及一个或多个将可聚合基团连接到硅氧烷基团的连接基团。含有机硅的组分可例如含有1至220个硅氧烷重复单元，诸如下文所定义的基团。含有机硅的组分还可含有至少一个氟原子。
含有机硅的组分可包含：一个或多个如上文定义的可聚合基团；一个或多个任选地重复硅氧烷单元；和一个或多个将可聚合基团连接到硅氧烷单元的连接基团。含有机硅的组分可包含：一个或多个可聚合基团，该可聚合基团独立地为(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基醚、(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基碳酸酯、乙烯基基团或前述的混合物；一个或多个任选地重复硅氧烷单元；和一个或多个将可聚合基团连接到硅氧烷单元的连接基团。
含有机硅的组分可包含：一个或多个可聚合基团，该可聚合基团独立地为(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、苯乙烯基或前述物质的混合物；一个或多个任选地重复硅氧烷单元；和一个或多个将可聚合基团连接到硅氧烷单元的连接基团。
含有机硅的组分可包含：一个或多个可聚合基团，该可聚合基团独立地为(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺或前述物质的混合物；一个或多个任选地重复硅氧烷单元；和一个或多个将可聚合基团连接到硅氧烷单元的连接基团。
式A.含有机硅的组分可包含一个或多个式A的硅氧烷单体或大分子单体：
Figure BDA0002609922360000191
其中：
至少一个RA为式Rg-L-的基团，其中Rg为可聚合基团并且L为连接基团，并且剩余的RA各自独立地为：
(a)Rg-L-，
(b)任选地被一个或多个羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基或它们的组合取代的C1-C16烷基，
(c)任选地被一个或多个烷基、羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羰基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基或它们的组合取代的C3-C12环烷基，
(d)任选地被一个或多个烷基、羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基或它们的组合取代的C6-C14芳基基团，
(e)卤素，
(f)烷氧基、环状烷氧基或芳氧基，
(g)甲硅烷氧基，
(h)亚烷氧基-烷基或烷氧基-亚烷氧基-烷基，诸如聚亚乙基氧基烷基、聚亚丙基氧基烷基或聚(亚乙基氧基-共-亚丙基氧基烷基)，或
(i)包含1至100个硅氧烷重复单元的一价硅氧烷链，该硅氧烷重复单元任选地被烷基、烷氧基、羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、卤素或它们的组合取代；并且
n为0至500、或0至200，或0至100，或0至20，其中应当理解，当n不为0时，n为具有众数的分布，该众数等于指定值。当n为2或更大时，SiO单元可带有相同或不同的RA取代基，并且如果存在不同的RA取代基，则n基团可为无规或嵌段构型。
在式A中，三个RA可各自包含可聚合基团，另选地两个RA可各自包含可聚合基团，或另选地一个RA可包含可聚合基团。
式B.式A的含有机硅的组分可为式B的单官能化合物：
Figure BDA0002609922360000201
其中：
Rg为可聚合基团；
L为连接基团；
j1和j2各自独立地为0至220的整数，前提条件是j1和j2的总和为1至220；
在每次出现时RA1、RA2、RA3、RA4、RA5和RA7独立地为C1-C6烷基、C3-C12环烷基、C1-C6烷氧基、C4-C12环状的烷氧基、烷氧基-亚烷基氧-烷基、芳基(例如，苯基)、芳基-烷基(例如，苄基)、卤代烷基(例如，部分或完全氟化的烷基)、甲硅烷氧基、氟或它们的组合，其中在前述基团中的每个烷基任选地被一个或多个羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基，氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基或苄基取代，每个环烷基任选地被一个或多个烷基、羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羰基、烷氧基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基或苄基取代，并且每个芳基任选地被一个或多个烷基、羟基、氨基、酰氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基或苄基取代；并且
RA6为甲硅烷氧基、C1-C8烷基(例如，C1-C4烷基或丁基或甲基)或芳基(例如，苯基)，其中烷基和芳基可任选地被一个或多个氟原子取代；
式B-1.式B的化合物可包括式B-1的化合物，该化合物为式B的化合物，其中j1为0并且j2为1至220，或j2为1至100，或j2为1至50，或j2为1至20，或j2为1至5，或j2为1。
B-2.式B的化合物可包括式B-2的化合物，该化合物为式B的化合物，其中j1和j2独立地为4至100，或4至20，或4至10，或24至100，或10至100。
B-3.式B、B-1和B-2的化合物可包括式B-3的化合物，该化合物为式B、B-1或B-2的化合物，其中RA1、RA2、RA3和RA4在每次出现时独立地为C1-C6烷基或甲硅烷氧基。优选的烷基为C1-C3烷基，或更优选甲基。优选的甲硅烷氧基为三甲基甲硅烷氧基。
B-4.式B、B-1、B-2和B-3的化合物可包括式B-4的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2或B-3的化合物’其中RA5和RA7独立地为烷氧基-亚烷氧基-烷基，优选地它们独立地为式CH3O-[CH2CH2O]p-CH2CH2CH2的甲氧基封端的聚亚乙基氧基烷基，其中p为1至50的整数。
B-5.式B、B-1、B-2和B-3的化合物可包括式B-5的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2或B-3的化合物，其中RA5和RA7独立地为甲硅烷氧基，诸如三甲基甲硅烷氧基。
B-6.式B、B-1、B-2和B-3的化合物可包括式B-6的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2或B-3的化合物，其中RA5和RA7独立地为C1-C6烷基，另选地C1-C4烷基，或另选地丁基或甲基。
B-7.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5和B-6的化合物可包括式B-7的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5或B-6的化合物，其中RA6为C1-C8烷基，优选C1-C6烷基，更优选C1-C4烷基(例如甲基、乙基、正丙基或正丁基)。更优选地，RA6为正丁基。
B-8.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6和B-7的化合物可包括式B-8的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6或B-7的化合物，其中Rg包括苯乙烯基、乙烯基碳酸酯、乙烯基醚、乙烯基氨基甲酸酯、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺。优选地，Rg包括(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺或苯乙烯基。更优选地，Rg包括(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺。当Rg为(甲基)丙烯酰胺时，氮基团可被RA9取代，其中RA9为H、C1-C8烷基(优选C1-C4烷基，诸如正丁基、正丙基、甲基或乙基)，或C3-C8环烷基(优选C5-C6环烷基)，其中烷基和环烷基任选地被一个或多个基团取代，所述基团独立地选自羟基、酰胺、醚、甲硅烷基(例如，三甲基甲硅烷基)、甲硅烷氧基(例如，三甲基甲硅烷氧基)、烷基-硅氧烷基(其中烷基自身任选地被氟取代)、芳基-硅氧烷基(其中芳基自身任选地被氟取代)和甲硅烷基-氧杂亚烷基-(其中氧杂亚烷基自身任选地被羟基取代)。
B-9.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7和B-8的化合物可包括式B-9的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7或B-8的化合物，其中连接基团包括亚烷基(优选C1-C4亚烷基)、亚环烷基(优选C5-C6亚环烷基)、亚烷氧基(优选亚乙基氧基)、卤代亚烷氧基(优选卤代亚乙基氧基)、酰胺、氧杂亚烷基(优选含有3至6个碳原子)、硅氧烷基、亚烷基硅氧烷基、氨基甲酸酯、亚烷基胺(优选C1-C6亚烷基胺)或它们中两种或更多种的组合，其中连接基团任选地被一个或多个取代基取代，该一个或多个取代基独立地选自烷基、羟基、醚、胺、羰基、甲硅烷氧基和氨基甲酸酯。
B-10.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-10的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为亚烷基-硅氧烷基-亚烷基-亚烷氧基-或亚烷基-硅氧烷基-亚烷基-[亚烷氧基-亚烷基-硅氧烷基]q-亚烷氧基-，其中q为1至50。
B-11.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-11的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为C1-C6亚烷基，优选C1-C3亚烷基，更优选正亚丙基。
B-12.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-12的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为亚烷基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基。优选地，连接基团为CH2CH2N(H)-C(＝O)-O-CH2CH2-O-CH2CH2CH2。
B-13.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-13的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为氧杂亚烷基。优选地，连接基团为CH2CH2-O-CH2CH2CH2。
B-14.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-14的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为亚烷基-[硅氧烷基-亚烷基]q-，其中q为1至50。此类连接基团的示例为：-(CH2)3-[Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)2]q-。
B-15.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-15的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为亚烷氧基-氨基甲酸酯-亚烷基-亚环烷基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基，其中亚环烷基任选地被1、2或3个独立选择的烷基基团(优选C1-C3烷基，更优选甲基)取代。此类连接基团的示例为-[OCH2CH2]q-OC(＝O)-NH-CH2-[1，3-亚环己基]-NHC(＝O)O-CH2CH2-O-CH2CH2-，其中亚环己基在1和5位被3个甲基取代。
B-16.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-16的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为亚烷氧基，其中亚烷氧基中的每个亚烷基独立地任选地被羟基取代。此类连接基团的示例为-O-(CH2)3-。此类连接基团的另一个示例为-O-CH2CH(OH)CH2-O-(CH2)3-。
B-17.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-17的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为亚烷基胺。此类连接基团的示例为-NH-(CH2)3-。
B-18.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-18的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为任选地被羟基、甲硅烷氧基或甲硅烷基-亚烷氧基取代的氧杂亚烷基(其中亚烷氧基本身任选地被羟基取代)。此类连接基团的示例为CH2CH(G)CH2-O-(CH2)3-，其中G为羟基。在另一个示例中，G为R3SiO-，其中两个R基团为三甲基甲硅烷氧基，并且第三个为C1-C8烷基(优选C1-C3烷基，更优选甲基)或第三个为C3-C8环烷基。在另一示例中，G为R3Si-(CH2)3-O-CH2CH(OH)CH2-O-，其中两个R基团为三甲基甲硅烷氧基，并且第三个为C1-C8烷基(优选C1-C3烷基，更优选甲基)或C3-C8环烷基。在又另一示例中，G为可聚合基团，诸如(甲基)丙烯酸酯。此类化合物可用作交联剂。
B-19.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-19的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为任选地被羟基取代的胺-氧杂亚烷基。此类连接基团的示例为-NH-CH2CH(OH)CH2-O-(CH2)3-。
B-20.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-20的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为亚烷氧基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基。此类连接基团的示例为-O-(CH2)2-N(H)C(＝O)O-(CH2)2-O-(CH2)3-。
B-21.式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8和B-9的化合物可包括式B-21的化合物，该化合物为式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物，其中连接基团为亚烷基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基。此类连接基团的示例为-(CH2)2-N(H)C(＝O)O-(CH2)2-O-(CH2)3-。
式C.式A、B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15、B-18和B-21的含有机硅的组分可包括式C的化合物，该化合物为具有以下结构的式A、B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15、B-18或B-21的化合物：
Figure BDA0002609922360000241
其中
RA8为氢或甲基；
Z为O、S或N(RA9)；并且
L，j1，j2，RA1，RA2，RA3，RA4，RA5，RA6，RA7和RA9如式在B或其各种子式(例如B-1、B-2等)中定义。
C-1.式C的化合物可包括式C-1的(甲基)丙烯酸酯，该化合物为式C的化合物，其中Z为O。
C-2.式C的化合物可包括C-2的(甲基)丙烯酰胺，该化合物为式C的化合物，其中Z为N(RA9)，并且RA9为H。
C-3.式C的化合物可包括式C-3的(甲基)丙烯酰胺，该化合物为式C的化合物，其中Z为N(RA9)，并且RA9为如上指示的未取代的或任选地取代的C1-C8烷基。RA9的示例包括CH3、-CH2CH(OH)CH2(OH)、-(CH2)3-硅氧烷基、-(CH2)3-SiR3和-CH2CH(OH)CH2-O-(CH2)3-SiR3，其中在前述基团中的每个R独立地选自三甲基甲硅烷氧基、C1-C8烷基(优选C1-C3烷基，更优选甲基)和C3-C8环烷基。RA9的另一示例包括：-(CH2)3-Si(Me)(SiMe3)2和-(CH2)3-Si(Me2)-[O-SiMe2]1-10-CH3。
式D.式C的化合物可包括式D的化合物：
Figure BDA0002609922360000251
其中
RA8为氢或甲基；
Z1为O或N(RA9)；
L1为含有1至8个碳原子的亚烷基，或含有3至10个碳原子的氧杂亚烷基，其中L1任选地被羟基取代；并且
j2、RA3、RA4、RA5、RA6、RA7和RA9如在式B或其各种子式(例如，B-1、B-2等)中定义。
D-1.式D的化合物可包括式D-1的化合物，该化合物为式D的化合物，其中L1为任选地被羟基取代的C2-C5亚烷基。优选地，L1为任选地被羟基取代的正亚丙基。
D-2.式D的化合物可包括式D-2的化合物，该化合物为式D的化合物，其中L1为任选地被羟基取代的含有4至8个碳原子的氧杂亚烷基。优选的L1为任选地被羟基取代的含有五个或六个碳原子的氧杂亚烷基。示例包括-(CH2)2-O-(CH2)3-和-CH2CH(OH)CH2-O-(CH2)3-。
D-3.式D、D-1和D-2的化合物可包括式D-3的化合物，该化合物为式D、D-1或D-2的化合物，其中Z1为O。
D-4.式D、D-1和D-2的化合物可包括式D-4的化合物，该化合物为式D、D-1或D-2的化合物，其中Z1为N(RA9)，并且RA9为H。
D-5.式D、D-1和D-2的化合物可包括式D-5的化合物，该化合物为式D、D-1或D-2的化合物，其中Z1为N(RA9)，并且RA9为任选地被1或2个取代基取代的C1-C4烷基，该取代基选自羟基、甲硅烷氧基和C1-C6烷基-硅氧烷基-。
D-6.式D、D-1、D-2、D-3、D-4和D-5的化合物可包括式D-6的化合物，该化合物为式D、D-1、D-2、D-3、D-4或D-5的化合物，其中j2为1。
D-7.式D、D-1、D-2、D-3、D-4和D-5的化合物可包括式D-7的化合物，该化合物为式D、D-1、D-2、D-3、D-4或D-5的化合物，其中j2为2至220，或2至100，或10至100，或24至100，或4至20，或4至10。
D-8.式D、D-1、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6和D-7的化合物可包括式D-8的化合物，该化合物为式D、D-1、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6或D-7的化合物，其中RA3、RA4、RA5、RA6和RA7独立地为C1-C6烷基或甲硅烷氧基。优选地RA3、RA4、RA5、RA6和RA7独立地选自甲基、乙基、正丙基、正丁基和三甲基甲硅烷氧基。更优选地，RA3、RA4、RA5、RA6和RA7独立地选自甲基、正丁基和三甲基甲硅烷氧基。
D-9.式D、式D-1、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6和D-7的化合物可包括式D-9的化合物，该化合物为式D、D-1、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6或D-7的化合物，其中RA3和RA4独立地为C1-C6烷基(例如，甲基或乙基)或甲硅烷氧基(例如，三甲基甲硅烷氧基)，并且RA5、RA6和RA7独立地为C1-C6烷基(例如，甲基、乙基、正丙基或正丁基)。
式E.用于本发明的含有机硅的组分可包含多官能含有机硅的组分。因此，例如，式A的含有机硅的组分可包含式E的双官能材料：
Figure BDA0002609922360000271
其中
Rg、L、j1、j2、RA1、RA2、RA3、RA4、RA5和RA7如上文对于式B或其各种子式(例如，B-1、B-2等)定义；
L2为连接基团；并且
Rg1为可聚合基团。
E-1.式E的化合物可包括式E-1的化合物，该化合物为式E的化合物，其中Rg和Rg1各自为结构CH2＝CH-O-C(＝O)-O-或结构CH2＝C(CH3)-O-C(＝O)-O-的乙烯基碳酸酯。
E-2.式E的化合物可包括式E-2的化合物，该化合物为式E的化合物，其中Rg和Rg1各自为(甲基)丙烯酸酯。
E-3.式E的化合物可包括式E-3的化合物，该化合物为式E的化合物，其中Rg和Rg1各自为(甲基)丙烯酰胺，其中氮基团可被RA9取代(其中RA9如上文定义)。
E-4.合适的式E、E-1、E-2和E-3的化合物包括式E-4的化合物，该化合物为式E、E-1、E-2或E-3的化合物，其中j1为零并且j2为1至220，或j2为1至100，或j2为1至50，或j2为1至20。
E-5.合适的式E、E-1、E-2和E-3的化合物包括式E-5的化合物，该化合物为式E、E-1、E-2或E-3的化合物，其中j1和j2独立地为4至100。
E-6.合适的式E、E-1、E-2、E-3、E-4和E-5的化合物包括式E-6的化合物，该化合物为式E、E-1、E-2、E-3、E-4或E-5的化合物，其中RA1、RA2、RA3、RA4和RA5在每次出现时独立地为C1-C6烷基，优选它们独立地为C1-C3烷基，或优选各自为甲基。
E-7.合适的式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5和E-6的化合物包括式E-7的化合物，该为式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5或E-6的化合物，其中RA7为烷氧基-亚烷氧基-烷基，优选其为式CH3O-[CH2CH2O]p-CH2CH2CH2的甲氧基封端的聚亚乙基氧基烷基，其中p为1至50，或1至30，或1至10，或6至10的整数。
E-8.合适的式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6和E-7的化合物包括式E-8的化合物，该化合物为式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6或E-7的化合物，其中L包括亚烷基、氨基甲酸酯、硅氧烷基、亚环烷基、酰胺、卤代亚烷氧基、氧杂亚烷基，或它们中的两种或更多种的组合，其中连接基团任选地被一个或多个取代基取代，该一个或多个取代基独立地选自烷基、羟基、醚、胺、羰基和氨基甲酸酯。
E-9.合适的式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6、E-7和E-8的化合物包括式E-9的化合物，该化合物为式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6、E-7或E-8的化合物，其中L2包括亚烷基、氨基甲酸酯、硅氧烷基、亚环烷基、酰胺、卤代亚烷氧基、氧杂亚烷基，或它们中的两种或更多种的组合，其中连接基团任选地被一个或多个取代基取代，该一个或多个取代基独立地选自烷基、羟基、醚、胺、羰基和氨基甲酸酯。
适用于本发明的含有机硅的组分的示例包括但不限于表1中列出的化合物。其中表1中的化合物含有聚硅氧烷基团的话，除非另外指明，在此类化合物中的SiO重复单元数优选为3至100，更优选3至40，或还更优选3至20。
表1
Figure BDA0002609922360000281
Figure BDA0002609922360000291
Figure BDA0002609922360000301
合适的含有机硅的组分的附加的非限制性示例列于表2中。除非另外指明，在适用的情况下，j2优选为1至100，更优选为3至40，或还更优选为3至15。在含有j1和j2的化合物中，j1和j2的总和优选为2至100，更优选3至40，或还更优选3至15。
表2
Figure BDA0002609922360000302
Figure BDA0002609922360000311
用于包含在第一反应性组合物和/或接枝组合物中的烯键式不饱和化合物可包含独立选择的亲水性组分。亲水性组分包括与剩余反应性组分组合时能够为所得的组合物提供至少约20％，或至少约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。优选地，亲水性组分具有至少一个可聚合基团和至少一个亲水性官能团。可聚合基团的示例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、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。
术语“乙烯类”或“含乙烯基”单体是指含有乙烯基(-CH＝CH2)的单体，其通常具有高活性。已知此类亲水含乙烯基单体可以相对容易地聚合。
“丙烯酸类”或“含丙烯酸”的单体为含有丙烯酸基(CH2＝CRCOX)的那些单体(其中R为H或CH3，并且X为O或N)(还已知这些单体容易聚合)，诸如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、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、它们的混合物等。
可使用具有至少一个羟基基团的亲水性单体(羟烷基单体)。羟烷基基团可选自C2-C4单或二羟基取代的烷基，和具有1-10个重复单元的聚(乙二醇)；或选自2-羟基乙基、2，3-二羟丙基或2-羟丙基以及它们的组合。
羟烷基单体的示例包括(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2，3-二羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟丁酯、2-(甲基)丙烯酸1-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-2-甲基-丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基-2，2-二甲基-丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)(甲基)丙烯酰胺、N，N-双(2-羟乙基)(甲基)丙烯酰胺、N，N-双(2-羟丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(3-羟丙基)(甲基)丙烯酰胺、2，3-二羟丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、以及它们的混合物。
羟烷基单体也可选自甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸-3-羟基-2，2-二甲基丙酯、以及它们的混合物。
羟烷基单体可包括甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸3-羟基-2，2-二甲基-丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸甘油酯。
当期望具有大于约3重量％的量的亲水性聚合物时，含羟基的(甲基)丙烯酰胺通常太亲水，而不能被包含作为相容性的羟烷基单体，并且含羟基的(甲基)丙烯酸酯可被包含在反应性组合物中，并且可选择羟烷基单体的较低量以向最终镜片提供小于约50％或小于约30％的雾度值。
应当理解，羟基组分的量将根据多个因素改变，包括羟烷基单体上的羟基基团数目、含有机硅的组分上的亲水性官能团的量、分子量和存在。亲水性羟基组分能够以至多约15重量％，至多约10重量％，约3重量％至约15重量％，或约5重量％至约15重量％的量存在于反应性组合物中。
可掺入聚合物组合物中的亲水性含乙烯基的单体包括诸如亲水性N-乙烯基内酰胺和N-乙烯基酰胺单体的单体，包括：N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、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、N-乙烯基乙酰胺(NVA)、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺(VMA)、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-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、1-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮；1-乙基-5-亚甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、5-乙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-N-丙基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮、1-N-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、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-乙烯基异丙基酰胺、N-乙烯基己内酰胺、N-羧乙烯基-β-丙氨酸(VINAL)、N-羧乙烯基-α-丙氨酸、N-乙烯基咪唑、以及它们的混合物。
可用于本发明的亲水性O-乙烯基氨基甲酸酯和O-乙烯基碳酸酯单体包括：N-2-羟乙基乙烯基氨基甲酸酯和N-羧基-β-丙氨酸N-乙烯基酯。亲水性乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体的其它示例公开于美国专利号5,070,215中，并且亲水性噁唑酮单体公开于美国专利号4,910,277中。
可使用的乙烯基氨基甲酸酯和碳酸酯的示例包括：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、其它亲水性乙烯基单体，包括乙烯基咪唑、乙二醇乙烯基醚(EGVE)、二(乙二醇)乙烯基醚(DEGVE)、烯丙基醇、2-乙基噁唑啉、乙酸乙烯酯、丙烯腈、以及它们的混合物。
(甲基)丙烯酰胺单体也可作为亲水性单体使用。示例包括N-N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N，N-双(2-羟乙基)丙烯酰胺、丙烯腈、N-异丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺以及上文列出的任一羟基官能(甲基)丙烯酰胺。
可引入本文所公开的聚合物中的亲水性单体可选自N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、2-羟乙基丙烯酰胺、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、N-羟丙基甲基丙烯酰胺、双羟乙基丙烯酰胺、2，3-二羟丙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺(VMA)以及聚乙二醇单甲基丙烯酸酯。
亲水性单体可选自DMA、NVP、VMA、NVA、以及它们的混合物。
亲水性单体可为直链或支链聚(乙二醇)、聚(丙二醇)的大分子单体，或环氧乙烷和环氧丙烷在统计学上的无规或嵌段共聚物。这些聚醚的大分子单体具有一个可聚合基团。此类可聚合基团的非限制性示例为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯基醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺以及其它乙烯基化合物。这些聚醚的大分子单体可包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、以及它们的混合物。其它合适的亲水性单体对于本领域的技术人员将显而易见。
亲水性单体也可包括带电单体，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、3-丙烯酰胺基丙酸(ACA1)、4-丙烯酰胺基丁酸、5-丙烯酰胺基戊酸(ACA2)、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸(AMBA)、N-乙烯基氧羰基-α-丙氨酸、N-乙烯基氧羰基-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，其包括钠-2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)、3-磺丙基(甲基)丙烯酸钾盐、3-磺丙基(甲基)丙烯酸钠盐、双3-磺丙基衣康酸二钠、双3-磺丙基衣康酸二钾、乙烯基磺酸钠盐、乙烯基磺酸盐、苯乙烯磺酸盐、磺乙基甲基丙烯酸酯、以及它们的组合等。
亲水性单体可选自N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、N-乙烯基甲基乙酰胺(VMA)和N-乙烯基N-甲基乙酰胺(NVA)、N-羟丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸单甘油酯、2-羟乙基丙烯酰胺、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、双羟乙基丙烯酰胺、2，3-二羟丙基(甲基)丙烯酰胺以及它们的混合物。
亲水性单体可选自DMA、NVP、HEMA、VMA、NVA、以及它们的混合物。
基于所有反应性组分的重量，亲水性单体(包括羟烷基单体)可以至多约60重量％，约1重量％至约60重量％，约5重量％至约50重量％，或约5重量％至约40重量％的量存在。
可采用的其它亲水性单体包括末端羟基基团中的一个或多个被可聚合基团替代的聚氧乙烯多元醇。示例包括末端羟基基团中的一个或多个被可聚合基团替代的聚乙二醇。示例包括聚乙二醇，该聚乙二醇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”)、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、乙烯基苯甲酰氯等)反应，以生成聚乙烯多元醇，该聚乙烯多元醇具有一个或多个通过诸如氨基甲酸酯或酯基的连接部分键合到聚乙烯多元醇的可聚合的末端可聚合烯属基团。
其它示例为美国专利号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号4,190,277中所公开的亲水性噁唑酮单体。其它合适的亲水性单体对于本领域的技术人员将显而易见。
可掺入到本文所公开的聚合物组合物中的亲水性单体包括亲水性单体诸如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、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基甲基丙烯酰胺、HEMA以及聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(mPEG)。
亲水性单体可包括DMA、NVP、HEMA以及它们的混合物。
第一反应性组合物和/或接枝组合物可含有一种或多种独立选择的烯键式不饱和两性离子化合物，诸如烯键式不饱和甜菜碱。优选地，两性离子化合物位于接枝组合物中。合适的化合物的示例包括：N-(2-羧乙基)-N，N-二甲基-3-[(1-氧代-2-丙烯-1-基)氨基]-1-丙烷铵，内盐(CAS 79704-35-1，也称为3-丙烯酰氨基-N-(2-羧乙基)-N，N-二甲基丙烷-1-铵或CBT)；3-甲基丙烯酰氨基-N-(2-羧乙基)-N，N-二甲基丙烷-1-铵；N，N-二甲基-N-[3-[(1-氧代-2-丙烯-1-基)氨基]丙基]-3-磺基-1-丙烷铵内盐(CAS 80293-60-3，也称为3-((3-丙烯酰氨基丙基)二甲基胺基)丙烷-1-磺酸盐或SBT)；3-((3-甲基丙烯酰氨基丙基)二甲基胺基)丙烷-1-磺酸盐；3，5-二氧杂-8-氮杂-4-磷杂十一碳-10-烯-1-铵，4-羟基-N，N，N-三甲基-9-氧代-4-氧化物内盐(CAS 163674-35-9，“PBT”)；2-(丙烯酰氨基乙氧基)-(2-(三甲基胺基)乙基)磷酸盐；2-(甲基丙烯酰氨基乙氧基)-(2-(三甲基胺基)乙基)磷酸盐；4-羟基-N，N，N，10-四甲基-9-氧代-3，5，8-三氧杂-4-磷杂十一-10-烯-1-铵基内盐，4-氧化物(CAS 67881-98-5，也称为2-(甲基丙烯酰氧基)乙基(2-(三甲基胺基)乙基)磷酸盐或MPC)；或2-(丙烯酰氧基)乙基(2-(三甲基胺基)乙基)磷酸盐。
第一反应性组合物和/或接枝组合物可含有一种或多种独立选择的烯键式不饱和季铵盐。优选地，该季铵盐位于接枝组合物中。合适的化合物的示例包括2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵；2-(丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵；3-甲基丙烯酰氨基-N，N，N-三甲基丙烷-1-氯化铵；或3-丙烯酰氨基-N，N，N-三甲基丙烷-1-氯化铵
第一反应性组合物和/或接枝组合物可含有一种或多种独立选择的烯键式不饱和活性药物成分。优选地，该活性药物化合物位于接枝组合物中。合适的化合物的示例包括环孢素或水杨酸酯单体。
第一反应性组合物和/或接枝组合物可含有一种或多种独立选择的烯键式不饱和肽。优选地，肽位于接枝组合物中。示例性化合物包括例如，其中肽的氨基末端可用酰化剂，诸如(甲基)丙烯酰基氯、(甲基)丙烯酸酐、α，α-二甲基苄基异氰酸异丙烯酯和甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯以及已知的共试剂和催化剂酰化以形成适于掺入本发明的反应性组合物中的单体的那些
本发明的第一反应性组合物含有交联剂。交联剂可任选地存在于接枝组合物中。可使用多种交联剂，包括含有机硅和不舍有机硅的交联剂、以及它们的混合物。合适的交联剂的示例包括乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、四乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、三烯丙基氰尿酸酯(TAC)、甘油三甲基丙烯酸酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯；2，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯；1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯；二甲基丙烯酸-1，4-丁二醇酯、甲基丙烯酰氧乙基乙烯基碳酸酯(HEMAVc)、甲基丙烯酸烯丙酯、亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(其中聚乙二醇优选具有至多5,000道尔顿的分子量)。交联剂以本领域的技术人员典型的量使用，如在反应组合物中约0.000415至约0.0156摩尔每100克反应性组分。
应当指出的是，如果烯键式不饱和化合物，诸如亲水性单体或含有机硅的单体充当交联剂，例如由于具有双官能或多官能性的，则将单独的交联剂加入所述反应组合物中是任选的。在该情况下，烯键式不饱和化合物也被认为是交联剂。可充当交联剂并且当其存在时不需要向反应组合物中加入另外的交联剂的亲水性单体的示例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向反应组合物中加入交联单体的含有机硅的单体的示例包括α，ω-双甲基丙烯酰基丙基聚二甲基硅氧烷。此外，任何上文公开的多官能含有机硅的组分均可用作交联剂。
第一反应性组合物和接枝组合物的任一者或两者可含有附加组分，诸如但不限于紫外线吸收剂、光致变色化合物、药物和营养制剂化合物、抗微生物化合物、反应性着色剂、颜料、可共聚和不可聚合的染料、剥离剂以及它们的组合。可存在于第一和/或接枝组合物中的其它组分包括润湿剂，诸如在US 6,367,929、WO03/22321、WO03/22322所公开的那些，相容性组分，诸如在US2003/162862和US2003/125498所公开的那些。附加的组分的总和可为至多约20重量％。反应性组合物可包含至多约18重量％润湿剂，或约5重量％至约18重量％润湿剂。
如本文所用，润湿剂为具有大于约5,000道尔顿，介于约150,000道尔顿至约2,000,000道尔顿之间；介于约300,000道尔顿至约1,800,000之间；或介于约500,000道尔顿至约1,500,000道尔顿之间的重均分子量的亲水性聚合物。
可被添加到本发明的第一反应性组合物和/或接枝组合物中的任选的润湿剂的量可根据所使用的其它组分和所得产品的期望性质而变化。当存在时，在反应性组合物中的内部润湿剂的量可以包括约1重量％至约20重量％；约2重量％至约15％，或约2至约12％，均基于所有反应性组分的总重量。优选地，当使用时，润湿剂存在于第一反应性组合物中。
润湿剂包括但不限于均聚物、统计学无规共聚物、二嵌段共聚物、三嵌段共聚物、分段嵌段共聚物、接枝共聚物、以及它们的混合物。内润湿剂的非限制性示例为聚酰胺、聚酯、聚内酯、聚酰亚胺、聚内酰胺、聚醚、多元酸均聚物和通过合适单体的自由基聚合制备的共聚物，该单体包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯基醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基氨基甲酸酯、O-乙烯基碳酸酯和其它乙烯基化合物。润湿剂可由任何亲水性单体制成，包括本文列出的那些。
润湿剂可包括无环聚酰胺，该无环聚酰胺包含侧链无环酰胺基团并且能够与羟基基团缔合。环状聚酰胺包含环状酰胺基团并且也能够与羟基基团结合。
合适的无环聚酰胺的示例包括包含式XXIX或式XXX的重复单元的聚合物和共聚物：
Figure BDA0002609922360000381
其中X为直接键、-(CO)-或-(CO)-NHRe-、其中R26和R27为H或甲基基团；其中Re为C1至C3烷基基团；Ra选自H、直链或支链、取代或未取代的C1至C4烷基基团；Rb选自H、直链或支链、取代或未取代的C1至C4烷基基团、具有至多两个碳原子的氨基基团、具有至多四个碳原子的酰胺基团，以及具有至多两个碳基的烷氧基基团；Rc选自H、直链或支链、取代或未取代的C1至C4烷基基团，或甲基、乙氧基、羟乙基和羟甲基；Rd选自H、直链或支链、取代或未取代的C1至C4烷基基团；或甲基、乙氧基、羟乙基和羟甲基，其中Ra和Rb中碳原子的数目合在一起为8或更少，包括7、6、5、4、3或更少，并且其中Rc和Rd中碳原子的数目合在一起为8或更少，包括7、6、5、4、3或更少。Ra和Rb中碳原子的数目合在一起可为6或更少或者4或更少。Rc和Rd中碳原子的数目合在一起可为6或更少。如本文所用，取代的烷基基团包括被胺、酰胺、醚、羟基、羰基、羧基基团或它们的组合取代的烷基基团。
Ra和Rb可独立地选自H、取代或未取代的C1至C2烷基基团。X可为直接键，并且Ra和Rb可独立地选自H、取代或未取代的C1至C2烷基基团。
Rc和Rd可独立地选自H、取代或未取代的C1至C2烷基基团、甲基、乙氧基、羟乙基，以及羟甲基。
本发明的无环聚酰胺可包括大部分的式XXIX或式XXX的重复单元，或者无环聚酰胺可包含至少约50摩尔％(包括至少约70摩尔％以及至少80摩尔％)的式XXIX或式XXX的重复单元。
式XXIX或式XXX的重复单元的具体示例包括衍生自以下各项的重复单元：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、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺以及式XXXI和XXXII的无环酰胺：
Figure BDA0002609922360000391
可用于形成环状聚酰胺的合适环状酰胺的示例包括α-内酰胺、β-内酰胺、γ-内酰胺、δ-内酰胺，以及ε-内酰胺。合适的环状聚酰胺的示例包括包含式XXXIII的重复单元的聚合物和共聚物：
Figure BDA0002609922360000392
其中f为1至10的数，X为直接键、-(CO)-，或-(CO)-NH-Re-，其中Re为C1至C3烷基基团，并且R28为氢原子或甲基基团。在式XXXIII中，f可为8或更小，包括7、6、5、4、3、2，或1。在式XXXIII中，f可为6或更小，包括5、4、3、2或1，或者可为2至8，包括2、3、4、5、6、7或8，或者可为2或3。
当X为直接键时，f可为2。在此类情况下，环状聚酰胺可为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
环状聚酰胺可包含50摩尔％或更多的式XXXIII的重复单元，或环状聚酰胺可包含至少约50摩尔％的式XXXIII的重复单元，包含至少约70摩尔％和至少约80摩尔％。
式XXXIII的重复单元的具体示例包括衍生自N-乙烯基吡咯烷酮的重复单元，其形成PVP均聚物和乙烯基吡咯烷酮共聚物或被亲水性取代基诸如磷酰胆碱取代的N-乙烯基吡咯烷酮。
聚酰胺还可为包含环状酰胺、无环酰胺重复单元的共聚物或包含环状和无环酰胺重复单元两者的共聚物。另外的重复单元可由选自(甲基)丙烯酸羟烷基酯、(甲基)丙烯酸烷基酯或其它亲水性单体和硅氧烷取代的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的单体形成。列出为合适的亲水性单体的任一单体可用作共聚单体以形成另外的重复单元。可用于形成聚酰胺的另外的单体的具体示例包括甲基丙烯酸2-羟乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟丁酯、GMMA、PEGS等以及它们的混合物。还可包含离子单体。离子单体的示例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、3-(二甲基(4-乙烯基苄基)铵基)丙烷-1-磺酸酯(DMVBAPS)、3-((3-丙烯酰氨基丙基)二甲基铵基)丙烷-1-磺酸酯(AMPDAPS)，3-((3-甲基丙烯酰氨基丙基)二甲基铵基)丙烷-1-磺酸酯(MAMPDAPS)、3-((3-(丙烯酰氧基)丙基)二甲基铵基)丙烷-1-磺酸酯(APDAPS)、(甲基丙烯酰氧基)丙基)二甲基铵基)丙烷-1-磺酸酯(MAPDAPS)。
反应性组合物可包含无环聚酰胺和环状聚酰胺或它们的共聚物。无环聚酰胺可为本文所述的那些无环聚酰胺中的任一种或它们的共聚物，并且环状聚酰胺可为本文所述的那些环状聚酰胺中的任一种或它们的共聚物。聚酰胺可选自包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯基甲基乙酰胺(PVMA)、聚二甲基丙烯酰胺(PDMA)、聚乙烯基乙酰胺(PNVA)、聚(羟乙基(甲基)丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、以及它们的共聚物和混合物。
润湿剂可由DMA、NVP、HEMA、VMA、NVA、以及它们的组合制成。润湿剂也可以通过具有可聚合基团而成为如本文所定义的反应性组分，这些反应性基团例如通过内润湿剂的HEMA重复单元上的侧链羟基基团和甲基丙烯酰氯或甲基丙烯酸酐之间的酰化反应制成。其它官能化方法对于本领域的技术人员而言将显而易见。
此类内润湿剂公开于专利US6367929、US6822016、7,052,131、US7666921、US7691916、US7786185、US8022158和US8450387。
一般来讲，反应性组合物内的反应性组分可分散或溶解于稀释剂中。合适的稀释剂为本领域已知的或可由本领域的普通技术人员容易地确定。例如，当有机硅水凝胶被制备时，合适的稀释剂公开于WO 03/022321和US6,020,445，它们的公开内容通过引用方式并入本文。
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。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组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、低数均分子量聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，诸如US 4,018,853、US 4,680,336和US 5,039,459中所公开的，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。基于反应性组合物中全部组分的总重量，稀释剂可以至多约55％的量使用。更优选的是，按反应性组合物中全部组分的总重量计，稀释剂的用量小于约45重量％，并且更优选用量介于约15重量％和约40重量％之间。
在优选的方面，本发明的交联基底网络可为有机硅水凝胶(含有共价结合的可活化自由基引发剂，诸如MAPO基团)，并且接枝组合物可在聚合后提供亲水性接枝材料(其可任选地带电)，例如包括聚(N，N-二甲基丙烯酰胺)(PDMA)、聚合的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(例如，具有约300至约1000的数均分子量)(聚(mPEG))、甲基丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸的共聚物、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基(2-(三甲基铵基)乙基)磷酸酯(MPC)。此类接枝聚合物网络当用于眼科装置中时可表现出改善的生物相容性和生物计量。
交联基底网络可为常规的水凝胶(例如，包含甲基丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸的共聚物并且含有MAPO基团)，并且接枝组合物在聚合之后提供亲水性接枝材料(其可任选地带电)，诸如聚酰胺。示例包括PDMA、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚(N-乙烯基N-甲基乙酰胺)(PVMA)，以及它们的共聚物。此类接枝聚合物网络可表现出改善的生物相容性和生物计量，例如当用于眼科装置中时。
交联基底网络可为常规的水凝胶(例如，甲基丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸的共聚物并且含有MAPO基团)，并且接枝组合物在聚合后提供疏水性的含硅氧烷的材料。此类接枝聚合物网络可表现出所期望的物理和机械特性，如透氧度(Dk)和模量，以及改善的生物相容性和触摸。
对于含有一种或多种含有机硅的组分的眼科装置，诸如接触镜片，该含有机硅的组分可优选地以基于包含在第一反应性组合物和反应性第二组合物中的所存在的所有反应性组分计至多约95重量％，或约10至约80，或约20至约70重量％的量存在。合适的亲水性组分可优选地以基于包含在第一反应性组合物和接枝组合物中的所存在的所有反应性组分计约10重量％至约60重量％，或约15重量％至约50重量％，或约20重量％至约40重量％的量存在。
应当指出的是，附加的、任选的步骤可包括在用于制备本发明的聚合物组合物的方法中。例如，在步骤(b)之后，可将油墨或染料添加到交联基底网络。然后，可进行剩余的步骤(步骤(c)等)。这允许将油墨或染料夹在接枝聚合物网络中间。
对于眼科装置，诸如接触镜片，交联基底网络优选为有机硅水凝胶，该有机硅水凝胶具有使其成为期望的特性平衡。这些特性包括水含量、雾度、接触角、模量，透氧度、类脂摄取、溶菌酶摄取和PQ1摄取。优选特性的示例如下。所有值之前有“约”，并且眼科装置可具有所列特性的任何组合：
水含量：至少20％，或至少25％
雾度：30％或更低，或10％或更低
动态接触角(DCA(°))：100°或更低，或50°或更低
模量(psi)：120或更低，或80至120
透氧度(Dk(巴勒))：至少80，或至少100，或至少150，或至少200
断裂伸长率：至少100
对于离子硅水凝胶，也可优选以下特性(除了上述那些之外)：
溶菌酶吸收率(μg/镜片)：至少100，或至少150，或至少500，或至少700
聚季铵盐-1(PQ1)摄取(％)：15或更少，或10或更少，或5或更少
完成的眼科装置可由多种技术制造。例如，在水凝胶接触镜片的情况下，上述第一反应性组合物可在模具中固化，或通过旋模成型或静态浇铸形成。旋模成型法在美国专利号3,408,429和3,660,545中有所公开，而静模铸造法在美国专利号4,113,224和4,197,266中有所公开。在一个实施方案中，本发明的接触镜片通过直接模塑水凝胶形成，该方法既经济，又允许精确控制水合接触镜片的最终形状。对于该方法，将第一反应性组合物置于具有所需形状的模具中，并且使反应性组合物经受如上所述的条件，由此使反应性组分聚合以产生最终所需产物的近似形状的交联基底网络。
在此类固化之后形成的交联基底网络可经受提取以去除未反应的组分并从接触镜片模具剥离交联基底网络。随后可将交联基底网络浸入接枝组合物中(其可任选含有稀释剂)，并允许足够的时间使反应性组合物扩散到交联基底网络中至期望的水平。然后，如上所述照射悬浮液以形成接枝产物，并且随后可提取接触镜片以去除未反应的组分。
交联基底网络和接触镜片的提取可采用常规提取液，诸如醇的此类有机溶剂进行，或可使用水性溶液提取。水性溶液为包含水的溶液。水性溶液可包含至少约30重量％水，或至少约50重量％水，或至少约70％水或至少约90重量％水。
提取可例如经由将交联基底网络或接触镜片浸入水性溶液中或将材料暴露于水性溶液的流动来实现。提取也可包括例如如下中的一种或多种：加热水性溶液；搅拌水性溶液；将水性溶液中的剥离助剂的水平增加至足以引起交联基底网络从模具中剥离的水平；机械或超声搅拌；以及将至少一种滤去助剂掺入水性溶液中，直至足以促进从交联基底网络或接触镜片中充分去除未反应的组分的水平。上述操作可以分批或连续方法进行，同时进行加热、搅拌或两者，或者不进行。
一些实施方案还可包括施加物理搅拌，以促进浸出和剥离。例如，可在水性溶液内振动或引起交联基底网络所粘附的交联基底网络模具部件前后移动。其它实施方案可以包括通过水性溶液的超声波。
接触镜片可通过已知方式(包括但不限于高压灭菌)来灭菌。
现在将在以下实施例中详细描述本发明的一些实施方案。
实施例
接触镜片直径(DM)在校准的配备有三丰公司(Mitutoyo)数显千分尺头的范库伦(Van Keuren)微型光学比测器设备上测量。将接触镜片凹面向下置于用硼酸盐缓冲润湿溶液完全填充的晶体池中。将顶盖放置到池上，以确保下面不截留空气。随后将池置于比测器台上，并使镜片图像聚焦并对准，使得镜片的一个边缘接触屏幕上的中心线。标记第一边缘，沿着其直径移动镜片直至第二边缘接触屏幕上中心线，然后通过再次按动数据按钮标记第二边缘。通常，进行两个直径测量并将平均值报告于数据表中。
重量分析地测量水含量(WC)。使镜片在润湿溶液中平衡24小时。用棉签从润湿溶液中取出三个测试镜片中的每一个，并将其放在已用润湿溶液浸湿的吸水巾上。镜片的两个面都与吸水巾接触。用镊子将测试镜片放入配衡秤盘中称重。制备另外两组样品，并称重。所有重量测量一式三份进行，并且那些值的平均值用于计算。湿重定义为盘和湿镜片的总重量减去单独称重盘的重量。
通过将样品盘放入已预热至60℃达30分钟的真空烘箱中，测量干重。施加真空，直至获得达到至少1英寸汞柱的压力。允许较低的压力。关闭真空阀和泵，并且将镜片干燥至少12小时，通常过夜。打开放气阀，允许干燥的空气或干燥的氮气进入。使烘箱达到大气压。取出盘子，并称重。干重定义为盘和干镜片的总重量减去单独称重盘的重量。如下计算测试镜片的水含量：含水量％＝(湿重-干重)/湿重×100。计算水含量的平均值和标准偏差，并且将平均值报告为测试镜片的水含量％。
由接枝镜片的平均干重减去基底镜片的平均干重计算接枝镜片重量增益，并表示为百分比。将接枝镜片和基底镜片均在去离子水中平衡数小时以去除任何残余的盐。通常，对于每个样品，称重至少三个镜片并且取平均值。
接触镜片的折射率(RI)通过Leica ARIAS 500 Abbe折射计按手动模式或通过Reichert ARIAS 500 Abbe折射计按自动模式以100微米的棱镜间隙距离进行测量。用去离子水在20℃(+/-0.2℃)下校准仪器。打开棱镜组件并将测试镜片放置于最靠近光源的磁点之间的下部棱镜上。如果棱镜干燥，将几滴盐水施加于底部棱镜。镜片的前曲面抵靠底部棱镜。随后关闭棱镜组件。调节对照以使得明暗交界线出现于十字线区之后，测量折射率。对五个测试镜片进行RI测量。五次测量所计算的平均RI记录为折射率及其标准偏差。
通过ISO 9913-1：1996和ISO 18369-4：2006中大体描述的，但具有以下变动的极谱法来确定透氧度(Dk)。测量在含有2.1％氧气的环境进行，该环境通过为测试腔室配备有以适当比率设定的氮和空气输入，例如1800毫升/分钟的氮气和200毫升/分钟的空气来创建。使用调节的氧气浓度来计算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施加MMA镜片来测量暗电流。在测量前并未吸干镜片。堆叠四个镜片，而不是使用具有以厘米测量的不同厚度(t)的镜片。使用弧形传感器，而不是平传感器；半径为7.8mm。对7.8mm半径的传感器和10％(v/v)气流的计算如下：
Dk/t＝(测量的电流-暗电流)×(2.97x10-8mL O2/(μA-sec-cm2-mm Hg)
边缘校正与材料的Dk有关。
对于小于90巴勒的所有Dk值：
t/Dk(边缘校正)＝[1+(5.88×t)]×(t/Dk)
对于介于90巴勒和300巴勒之间的Dk值：
t/Dk(边缘校正)＝[1+(3.56×t)]×(t/Dk)
对于大于300巴勒的Dk值：
t/Dk(边缘校正)＝[1+(3.16×t)]×(t/Dk)
根据从数据的线性回归分析获得的斜率的倒数来计算未边缘校正的Dk，其中x变量为以厘米计的中心厚度，并且y变量为t/Dk值。另一方面，根据从数据的线性回归分析获得的斜率的倒数来计算边缘校正的(ECDk)，其中x变量为以厘米计的中心厚度，并且y变量为边缘校正的t/Dk值。所得Dk值以巴勒为单位报告。
镜片的可湿性通过改良的威廉米(Wilhelmy)平板法，在室温(23±4℃)下使用校准的Kruss K100张力计，并使用不含表面活性剂的硼酸盐缓冲盐水作为探针溶液来确定。所有设备必须干净和干燥；在测试期间，仪器周围振动必须在最小。润湿性通常作为前进接触角(Kruss DCA)报告。张力仪配备有湿度发生器，并将温度和湿度计放置于张力仪室中。相对湿度保持在70±5％。该实验通过将已知周长的镜片标本浸入已知表面张力的润湿溶液中进行，同时通过灵敏的天平测量因润湿而施加在样品上的力。根据样品浸渍期间所收集的力数据，确定润湿溶液在镜片上的前进接触角。后退接触角由力数据确定，同时从液体取出样品。威朗米平板法基于下式：Fg＝γρcosθ-B，其中F＝液体与镜片之间的润湿力(mg)，g＝重力加速度(980.665cm/秒2)，γ＝探针液体的表面张力(达因/cm)，ρ＝液体/镜片弯液面处接触镜片的周长(cm)，θ＝动态接触角(度)，并且B＝浮力(mg)。浸渍深度为零时，B为零。通常，从接触镜片的中心区域切割测试条。每个条为大约5mm宽和14mm长，使用塑料镊子将其附接到金属夹具，用金属线钩刺穿，并且在润湿溶液中平衡至少3小时。随后，每个样品循环四次，并且将结果取平均值，得到镜片的前进接触角和后退接触角。典型的测量速度为12mm/分钟。将样品在数据采集和分析期间保持完全浸没在润湿溶液中，而不接触金属夹子。平均五个单个镜片的值以获得所报告的实验镜片的前进和后退接触角。
在室温下使用KRUSS DSA-100 TM仪器，并用去离子水作为探头溶液(SessileDrop)，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，以去除残留的润湿溶液。将每个测试镜片放在用润湿溶液浸湿的不脱毛吸水巾上。使镜片的两个面接触吸水巾，以去除表面水分，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。使用DSA 100-Drop Shape Analysis软件在注射器尖端上形成3至4微升去离子水滴，确保液滴悬离镜片。通过将针头下移，使液滴平稳地释出于镜片表面上。分配液滴后，立即撤离针头。使液滴在镜片上平衡5至10秒，并且在液滴图像与镜片表面之间测量接触角。通常评估三至五个镜片，并且报告平均接触角。
接触镜片的机械特性通过使用拉伸试验机，例如配备有测力传感器和气动抓持控制装置的Instron型号1122或5542进行测量。负一屈光度的镜片因其中心均一的厚度分布而为优选的镜片几何形状。将具有0.522英寸长、0.276英寸“耳”宽和0.213英寸“颈”宽的取自-1.00度镜片的狗骨形样品切片装入夹具中并以2英寸/分钟的恒定应变速率拉伸直至其断裂。在测试之前，使用电子测厚仪测量狗骨样品的中心厚度。测量样品的初始计量长度(Lo)和断裂时的长度(Lf)。测量每种组合物的至少五个标本，并且使用平均值计算断裂伸长百分比：伸长百分比＝[(Lf-Lo)/Lo]×100。拉伸模量(M)计算为应力-应变曲线的初始线性部分的斜率；模量单位为磅每平方英寸或psi。拉伸强度(TS)由峰值载荷和初始横截面积计算：拉伸强度＝峰值载荷除以初始横截面积；拉伸强度的单位为psi。韧性由断裂能和初始样品的体积计算：韧性＝断裂能除以初始样品体积；韧性的单位为in-lbs/in3。断裂伸长率(ETB)也记录为断裂应变百分比。
PQ1摄取(PQ1)通过色谱方式测量。用具有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的Optifree Replenish或类似的镜片溶液(PQ1浓度＝10微克/mL，可从爱尔康(Alcon)商购获得)的聚丙烯接触镜片盒中。还准备含有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储存72小时。从各个样品和对照中取1mL溶液，并与三氟乙酸(10μL)混合。使用HPLC/ELSD和Phenomenex LunaC5(4.6mm×5mm；5μm粒度)柱，采用以下设备和条件进行分析：Agilent 1200 HPLC或等同物和ELSD，操作于T＝100℃，增益值(Gain)＝12，压力＝4.4巴，过滤＝3s；ELSD参数可随仪器不同而变化；使用流动相A水(0.1％TFA)以及流动相B乙腈(0.1％TFA)，柱温为40℃且进样量为100μL。洗脱曲线被使用并列于表A。通过将峰面积值作为PQ1标准溶液的浓度的函数作图来创建校准曲线。随后，通过求解代表校准曲线的二次方程来计算样品中PQ1的浓度。对三个镜片进行各项分析，结果取平均值。PQ1吸收报告为在浸渍后含镜片的PQ1相对于不含镜片的对照物中的PQ1的损失百分比。
表A：HPLC洗脱方案
时间(分钟) ％A ％B 流速(mL/分钟)
0.00 100 0 1.2
1.00 100 0 1.2
5.00 0 100 1.2
8.50 0 100 1.2
8.60 100 0 1.2
11.00 100 0 1.2
被接触镜片所吸收胆固醇的量通过LC-MS方法确定(脂质)。将镜片浸泡于胆固醇溶液中，并且随后用二氯甲烷提取。对二氯甲烷提取物进行蒸发并用庚烷/异丙醇混合物重构，以供LC-MS后续分析。结果报告为每个镜片的胆固醇微克数。氘代胆固醇内标物用于提高该方法的准确度和精度。
胆固醇原液通过如下方式制备：将15.0±0.5毫克的胆固醇置入10mL广口玻璃容量瓶中，然后用异丙醇稀释。
胆固醇浸泡液通过如下方式制备：将0.430±0.010克的溶菌酶(纯度＝93％)、0.200±0.010克的白蛋白和0.100±0.010克的B-乳球蛋白置入200mL玻璃容量瓶中，将约190毫升的PBS添加至烧瓶，并涡旋以溶解内容物。随后，添加2毫升的胆固醇原液并用PBS稀释至容积。将容量瓶加盖并充分摇动。胆固醇浸泡液的浓度为约15μg/mL。注意：可调节这些组分的质量以考虑批量间的纯度波动，使得可实现目标浓度。
将六个接触镜片从其包装件取出，用不起毛的纸巾吸干以去除过量的润湿溶液。将镜片置入六个独立的8mL玻璃小瓶中(每个小瓶一个镜片)，并且将3.0mL的胆固醇浸泡液添加到各个小瓶中。将小瓶加盖并置入37℃和100rpm的New Brunswick Scientific培养箱-摇动器中持续72小时。在温育之后，将各镜片用PBS在100mL烧杯中冲洗三次并置入20-mL闪烁小瓶中。
向各含有镜片的闪烁小瓶中添加5mL的二氯甲烷和100μL的内标溶液。在最少16小时的提取时间之后，将上清液体转移到5mL的一次性玻璃培养管中。将该管置入Turbovap中，并且使溶剂完全蒸发。将1mL稀释剂置入培养管中并重新溶解内容物。前述稀释剂为70∶30(v/v)的庚烷与异丙醇混合物。稀释剂也为流动相。将所得的溶液小心地转移到自动取样瓶中以备LC-MS分析。
内标原液通过如下方式制备：将约12.5+2mg的氘代胆固醇(2，2，3，4，4，6-d6-胆固醇)称取到25mL容量瓶中，然后用稀释剂进行稀释。内标原液的浓度为约500μg/mL。
内标溶液通过如下方式制备：通过将1.0mL的内标原液置入50mL容量瓶中，然后用稀释剂稀释至容积。该中间内标溶液的浓度为约10μg/mL。
参考标准原液通过如下方式制备：将约50+5mg的胆固醇称取到100mL容量瓶中，然后用稀释剂进行稀释。该参考原液中胆固醇的浓度为约500μg/mL。
随后，通过将适当量的标准溶液置入所列的25mL、50mL或100mL容量瓶中，根据表B制备工作标准溶液。在标准溶液添加至容量瓶之后，用稀释剂将混合物稀释至容积，并且充分漩涡。
表B：工作标准溶液制剂
Figure BDA0002609922360000491
进行下列LC-MS分析：注射6次“标准物4”，以评价系统适用性。工作标准物和内标物的峰面积的RSD％必须＜5％，并且它们峰面积比的RSD(％)必须＜7％以通过系统适用性。注射工作标准物1-6，以创建校准曲线。相关系数的平方(r2)必须>0.99。注射测试样品，然后注射划界标准物(标准物4)。划界标准物的峰面积比必须在系统适用性注射的平均峰面积比的±10％之内。
通过将对应于各工作标准溶液的浓度的峰面积比(参考标准物/内标物)值作图，来构建校准曲线。通过求解二次方程来计算样品中胆固醇的浓度。用于LC-MS分析的典型设备及其设置列于下文并示于表C和D中。每次调谐质谱仪时，仪器调谐参数的值可能改变。
Turbovap条件：
温度：45℃
时间：30分钟或更久至干燥
气体：在5psi下的氮气
HPLC条件：
HPLC：Thermo Accela HPLC仪器或等同物
HPLC柱：Agilent Zorbax NH2(4.6mm×150mm；5μm粒度)
流动相：70％庚烷和30％异丙醇
柱温：30℃
进样量：25μL
流速：1000μL/分钟
表C：质谱条件
Figure BDA0002609922360000501
表D：调谐参数
仪器调谐参数 值
放电电流(任意单位)： 20
毛细管温度(℃)： 240
气化器温度(℃)： 500
管透镜偏置(V)： 68
套管气体压力(任意单位)： 20
辅助性气体流(任意单位)： 15
接触镜片对溶菌酶的吸收量通过HPLC-UV方法进行测量。溶菌酶吸收率被确定为接触镜片被浸没之前磷酸盐缓冲盐水溶液(PBS)中的溶菌酶含量与镜片于37℃浸没72小时之后测试溶液中浓度的差值。
溶菌酶浸泡液通过如下方式制备：将0.215±0.005克的溶菌酶(纯度＝93％)置入100mL容量瓶中，然后添加50mL的PBS以经涡旋溶解溶菌酶，接着用PBS稀释至容积。使用Millipore Stericup过滤装置对所得的溶菌酶浸泡液进行过滤/灭菌。溶菌酶浸泡液的浓度为约2000μg/mL。可调节溶菌酶的质量以考虑批量间的纯度波动，使得可实现2000μg/mL的浓度。
将三个接触镜片从其包装件取出，并且用不起毛的纸巾吸干以去除过量的润湿溶液。将镜片置入三个独立的8mL玻璃小瓶中(每个小瓶一个镜片)。将1.5mL的胆固醇浸泡液添加到各个小瓶中。将小瓶加盖并检查以确保各镜片完全浸入浸泡液中。作为对照样品，将1.5mL的溶菌酶浸泡液添加到三个独立的8mL玻璃小瓶中。随后，在37℃和100rpm下，使样品在New Brunswick Scientific培养箱-摇动器上温育72小时。
通过使900mL水、100mL乙腈和1mL三氟乙酸在1L玻璃瓶中混合，来制备稀释剂。
溶菌酶原液通过如下方式制备：将0.240±0.010克的溶菌酶(纯度＝93％)置入100mL容量瓶中，之后用稀释剂稀释至容积。溶菌酶原液的浓度为约2200μg/mL。
如表E所示，通过使用5mL容量瓶将适当量的溶菌酶原液与稀释剂混合，制备一系列工作标准溶液。
表E：工作标准物
Figure BDA0002609922360000521
通过将1mL的三氟乙酸添加到10mL玻璃容量瓶中，然后用HPLC水进行稀释，来制备10％(v/v)溶液。用于HPLC-UV分析的样品如下制备：(1)通过将1000μL的测试样品和10μL的10％TFA溶液置入自动取样瓶中，或者(2)通过将1000μL的参考标准物和10μL的参考标准稀释剂置入自动取样瓶中。
该分析涉及以下步骤：6次进行“标准物4”注射以评估系统适用性。峰面积和保留时间的RSD％必须＜0.5％，以通过系统适用性。注射工作标准物1-6，以创建校准曲线。相关系数的平方(r2)必须>0.99。注射测试样品，然后注射划界标准物(标准物4)。划界标准物的峰面积必须为系统适用性注射的平均峰面积的±1％。
通过将对应于各溶菌酶工作标准溶液的浓度的峰面积值作图，来构建校准曲线。通过求解线性方程来计算测试样品中溶菌酶的浓度。典型的设备及其设置列于下文或示于表F中。
仪器：Agilent 1200 HPLC，具有UV检测(或等同形式HPLC-UV)
检测：UV@280nm(5nm带宽)
HPLC柱：Phenomenex Luna C5(50x4.6mm)或Agilent PLRP-S(50×4.6mm)
流动相A：H2O(0.1％TFA)
流动相B：乙腈(0.1％TFA)
柱温：40℃
进样量：10μL
表F：HPLC运行条件
时间(分钟) ％A ％B 流速(mL/分钟)
0.0 95 5 1.2
4.0 5 95 1.2
4.1 95 5 1.2
6.5 95 5 1.2
可通过如下方法测量雾度：在环境温度下将水化测试镜片置于平坦黑色背景上方的透明玻璃池中的硼酸盐缓冲盐水中，从下方用光纤灯(Dolan-Jenner PL-900光纤灯，具有0.5″直径光导)以垂直于镜片池的66°角照射，并且从上方垂直于镜片池用放置在镜片保持器上方14mm处的摄影机(配备有合适的zoom摄影机镜片的DVC 1300C：19130 RGB摄影机或等同物)捕获镜片的图像。通过使用EPIX XCAP V 3.8软件减去含有硼酸盐缓冲盐水(基线)的空白池的图像，从而将背景散射从测试镜片散射中减去。通过将光强度调节在900至910平均灰度之间来获得高端散射(磨砂玻璃)的值。使用盐水填充的玻璃池测量背景散射(BS)的值。通过对镜片中央10mm进行积分，对于减除后的散射光图像作定量分析，并且随后与毛玻璃标准进行比较。光强度/功率设置被调节成对于毛玻璃标准实现900-910范围内的平均灰度值；在该设置下，基线平均灰度值在50-70的范围内。对基线和毛玻璃标准的平均灰度值进行记录并且分别用于产生0至100的级别。在灰度分析中，记录基线、毛玻璃、以及每个测试镜片的平均值和标准偏差。对于各个镜片，根据以下公式计算换算值：换算值等于平均灰度值(镜片减去基线)除以平均灰度值(毛玻璃减去基线)，乘以100。分析三至五个测试镜片，并且对结果求平均值。
现在本发明结合以下示例进行描述。在描述本发明的多个示例性实施方案之前，应当理解，本发明不限于在以下描述中所提及的构造细节和工序。本发明能够具有其它实施方案，并且能够以多种方式实践或实施。
在实施例中将用到以下缩写，它们具有以下含义：
DMA：N，N-二甲基丙烯酰胺(Jarchem)
HEMA：甲基丙烯酸-2-羟乙酯(Bimax)
mPEG 500：聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(Aldrich)(Mn＝500g/mol)
PVP：聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(ISP Ashland)
TEGDMA：四乙二醇二甲基丙烯酸酯(Esstech)
Irgacure 819：双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(BASF或Ciba SpecialtyChemicals)
HO-mPDMS：单正丁基封端的单(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(Mn＝400-1500g/mol)(Ortec或DSM-Polymer Technology Group)
Norbloc：2-(2′-羟基-5-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑(Janssen)
蓝色HEMA：1-氨基-4-[3-(4-(2-甲基丙烯酰氧基-乙氧基)-6-氯三嗪-2-基氨基)-4-磺苯基氨基]蒽醌-2-磺酸，如美国专利号5,944,853中所述
D3O：3，7-二甲基-3-辛醇(Vigon)
DIW：去离子水
IPA：异丙醇
PG：1，2-丙二醇
PS：硼酸盐缓冲润湿溶液：将18.52克(300mmol)的硼酸，3.7克(9.7mmol)的硼酸钠十水合物和28克(197mmol)的硫酸钠溶解于足够的去离子水中以填充2升的容量瓶。
BC：由PP、TT、Z或它们的共混物制成的底曲面或后曲面塑料模具
FC：由PP、TT、Z或它们的共混物制成的前曲面塑料模具
PP：聚丙烯，即丙烯的均聚物
TT：Tuftec，即氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(Asahi Kasei Chemicals)
Z：Zeonor，即聚环烯烃热塑性聚合物(Nippon Zeon Co Ltd)
RMM：反应性单体混合物
TL03光照：Phillips TLK 40W/03或等同物
LED：发光二极管
WC：水含量(重量％)
EC Dk：边缘校正的透氧度(巴勒)
M：模量(psi)
TS：拉伸强度(psi)
ETB：断裂伸长率(％)
RI：折射率
座滴法：前进接触角(度)
实施例1
通过混合表1中列出的反应性组分，然后用D3O稀释该混合物，使得反应性组分与D3O的重量比为75∶25(w/w)，从而形成反应性单体混合物。使用不锈钢注射器将该制剂过滤通过3μm过滤器，并通过施加真空(约40mm Hg)脱气。表示含有可活化的一酰基氧化膦端基的交联基底网络的接触镜片(球面，负一屈光度)在如下所述的中试工厂生产线上制造。
在氮气气氛和约3％氧气下，将约73μL的反应性单体混合物投配到由Z和TT的90∶10(w/w)共混物制成的FC中。然后，将由Z和PP的90∶10(w/w)共混物制成的BC放置到FC上。将各自含有八个镜片模具组件的托盘传送通过固化隧道，在此期间在60℃下使用具有3.5mW/cm2的强度的435nm LED光在托盘的表面处照射托盘总共13分钟。光源定位在托盘上方。在黄光下工作时，通过在25℃下在70％(v/v)IPA水性溶液中浸泡6小时，每2小时用新鲜溶液交换IPA水性溶液，然后在25℃下在DIW中水合4小时，在2小时后交换DIW，从而将镜片从模具剥离。将水合镜片储存在琥珀色广口瓶中的DIW中，并且防止暴露于白光。
表1
组分 重量％
OH-mPDMS，n＝4 13
OH-mPDMS，n＝15 49
DMA 21
HEMA 6
PVP K90 7
TEGDMA 1.64
Norbloc 2
Irgacure 819 0.34
蓝色-HEMA 0.02
实施例2
在分液漏斗中，将mPEG500溶解于水中并用环己烷萃取三次以去除抑制剂，然后通过旋转蒸发去除水。通过将纯化的mPEG500溶解在PG和DIW的50∶50(v/v)溶液中来制备5％(w/v)接枝溶液。
在手套箱中，在黄光下并采取预防措施来限制对白光的暴露，将来自实施例1的镜片用无棉绒薄纸吸干并悬浮于过量的接枝溶液中持续至少24小时。将经平衡的镜片的广口瓶转移到手套箱中，该手套箱包括如图1所示的用于基于体素的光刻的设备，其中氧气浓度小于0.5％。打开广口瓶并使用振动台搅拌持续至少2小时以与低氧气气氛平衡。
将设备的贮存器填充有350微升的接枝溶液。然后，将镜片放置在贮存器的中心中，FC面朝下。将玻璃光学器件定位在镜片的顶部上，从而将镜片保持在适当位置。将镜片暴露于负10圆柱体数字镜装置(DMD)光显示，得到具有如图2所示的接枝圆柱体厚度分布的镜片。DMD光显示使用具有350毫安的放大器输出的410nm LED灯。DMD光显示持续82秒。将接枝镜片置于含有DIW的小瓶中。在至少30分钟后，滗析DIW并用新鲜DIW替换。在至少30分钟后，滗析DIW并用PS替换。最终，通过在121℃下高压灭菌约30分钟对镜片进行灭菌。作为对照，将悬浮于接枝溶液中的一些未接枝镜片也用DIW和PS处理，然后灭菌。
无菌接枝的镜片和未接枝的镜片的照片在图3中示出，图3清楚地示出了通过将mPEG500局部接枝到有机硅水凝胶交联基底网络上的接枝圆柱体。

Claims (33)

1.一种眼科装置，所述眼科装置通过包括以下的方法形成：
(a)提供第一反应性组合物，所述第一反应性组合物含有：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，所述两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂；
(b)使所述第一反应性组合物经受第一活化步骤，使得所述第一反应性组合物在所述第一活化步骤中聚合，以形成含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；
(c)使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触，其中所述接触在使得所述接枝组合物穿透到所述交联基底网络中的条件下进行；以及
(d)在所述交联基底网络的一个或多个选择性区域处将所述共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述接枝组合物与所述交联基底网络在所述选择性区域处聚合。
2.根据权利要求1所述的眼科装置，其中步骤(c)的所述接枝组合物含有交联剂。
3.根据权利要求1所述的眼科装置，其中步骤(c)的所述接枝组合物不含交联剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的眼科装置，其中步骤(a)的所述一种或多种烯键式不饱和化合物包含一个或多个可聚合基团，所述一个或多个可聚合基团独立地选自：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯基、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基醚、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基和C2-6烯基苯基-C1-6烷基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的眼科装置，其中步骤(c)的所述一种或多种烯键式不饱和化合物包含一个或多个可聚合基团，所述一个或多个可聚合基团独立地选自：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯基、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基醚、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基和C2-6烯基苯基-C1-6烷基。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的眼科装置，其中所述聚合引发剂为双酰基氧化膦、双酰基磷烷氧化物、重氮化合物、二过氧化物化合物、偶氮双(一酰基氧化膦)、偶氮双(一酰基磷烷氧化物)、过氧双(一酰基氧化膦)、过氧双(一酰基磷烷氧化物)、偶氮双(α-羟基酮)、过氧双(α-羟基酮)、偶氮双(1，2-二酮)、过氧双(1，2-二酮)、锗基化合物、7-甲基-7-(叔丁基偶氮)过氧辛酸叔丁酯，或它们的组合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的眼科装置，其中所述聚合引发剂为双酰基氧化膦或双(酰基)磷烷氧化物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的为水凝胶形式的眼科装置，并且其中所述第一反应性组合物含有一种或多种含有机硅的组分，并且所述接枝组合物含有一种或多种亲水性反应性组分。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的为水凝胶形式的眼科装置，并且其中所述第一反应性组合物含有一种或多种亲水性反应性组分，并且所述接枝组合物含有一种或多种含有机硅的组分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的眼科装置，其中所述第一反应性组合物、所述接枝组合物或所述第一反应性组合物和所述接枝组合物两者含有一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂选自紫外线吸收剂、光致变色化合物、药物化合物、营养制剂化合物、抗微生物化合物、反应性着色剂、颜料、可共聚染料、不可聚合染料、剥离剂、润湿剂和剥离剂。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的眼科装置，所述眼科装置选自接触镜片、眼内镜片、泪点塞和眼部插入物。
12.一种由组合物的反应产物构成的眼科装置，所述组合物包含：
(i)含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；和
(ii)含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物，
其中所述接枝组合物位于所述交联基底网络的选定区域处。
13.根据权利要求12所述的眼科装置，其中所述接枝组合物还包含交联剂。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的眼科装置，其中所述交联基底网络为第一反应性组合物的反应产物，所述第一反应性组合物包含：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，所述两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂。
15.根据权利要求14所述的眼科装置，其中所述聚合引发剂为双酰基氧化膦、双酰基磷烷氧化物、重氮化合物、二过氧化物化合物、偶氮双(一酰基氧化膦)、偶氮双(一酰基磷烷氧化物)、过氧双(一酰基氧化膦)、过氧双(一酰基磷烷氧化物)、偶氮双(α-羟基酮)、过氧双(α-羟基酮)、偶氮双(1，2-二酮)、过氧双(1，2-二酮)、锗基化合物、7-甲基-7-(叔丁基偶氮)过氧辛酸叔丁酯，或它们的组合。
16.根据权利要求14所述的眼科装置，其中所述聚合引发剂为双酰基氧化膦或双(酰基)磷烷氧化物。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的眼科装置，其中在所述接枝组合物和所述第一反应性组合物中的所述一种或多种烯键式不饱和化合物包含可聚合基团，所述可聚合基团独立地选自：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯基、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基醚、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基和C2-6烯基苯基-C1-6烷基。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的眼科装置，其中所述交联基底网络由一种或多种含有机硅的组分形成，并且所述接枝组合物含有亲水性反应性组分。
19.根据权利要求12至17中任一项所述的眼科装置，其中所述交联基底网络由一种或多种亲水性反应性组分形成，并且所述接枝组合物含有一种或多种含有机硅的组分。
20.根据权利要求12至17中任一项所述的眼科装置，其中所述交联基底网络由一种或多种亲水性反应性组分形成，并且所述接枝组合物含有亲水性反应性组分。
21.根据权利要求12至17中任一项所述的眼科装置，其中所述交联基底网络由一种或多种含有机硅的组分形成，并且所述接枝组合物含有一种或多种含有机硅的组分。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的眼科装置，其中所述交联基底网络、所述接枝组合物或所述交联基底网络和所述接枝组合物两者含有一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂选自紫外线吸收剂、光致变色化合物、药物化合物、营养制剂化合物、抗微生物化合物、着色剂、颜料、染料、染料、剥离剂和润湿剂。
23.一种用于制备眼科装置的方法，所述方法包括：
(a)提供第一反应性组合物，所述第一反应性组合物含有：(i)在第一活化时能够形成两个或更多个自由基基团的聚合引发剂，所述两个或更多个自由基基团中的至少一个能够通过后续的活化进一步活化；(ii)一种或多种烯键式不饱和化合物；和(iii)交联剂；
(b)使所述第一反应性组合物经受第一活化步骤，使得所述第一反应性组合物在所述第一活化步骤中聚合，以形成含有共价结合的可活化自由基引发剂的交联基底网络；
(c)使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触，其中所述接触在使得所述接枝组合物穿透到所述交联基底网络中的条件下进行；以及
(d)将所述交联基底网络的所述共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述接枝组合物与所述交联基底网络在所述可活化自由基引发剂中聚合。
24.根据权利要求23所述的方法，其中步骤(c)的所述接枝组合物含有交联剂。
25.根据权利要求23所述的方法，其中步骤(c)的所述接枝组合物不含交联剂。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中步骤(a)的所述一种或多种烯键式不饱和化合物包含一个或多个可聚合基团，所述一个或多个可聚合基团独立地选自：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯基、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基醚、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基和C2-6烯基苯基-C1-6烷基。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法，其中步骤(c)的所述一种或多种烯键式不饱和化合物包含一个或多个可聚合基团，所述一个或多个可聚合基团独立地选自：(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯基、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、O-乙烯基醚、O-乙烯基碳酸酯、O-乙烯基氨基甲酸酯、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基和C2-6烯基苯基-C1-6烷基。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述聚合引发剂为双酰基氧化膦、双酰基磷烷氧化物、重氮化合物、二过氧化物化合物、偶氮双(一酰基氧化膦)、偶氮双(一酰基磷烷氧化物)、过氧双(一酰基氧化膦)、过氧双(一酰基磷烷氧化物)、偶氮双(α-羟基酮)、过氧双(α-羟基酮)、偶氮双(1，2-二酮)、过氧双(1，2-二酮)、锗基化合物、7-甲基-7-(叔丁基偶氮)过氧辛酸叔丁酯，或它们的组合。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其中所述聚合引发剂为双酰基氧化膦或双(酰基)磷烷氧化物。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的为水凝胶形式的方法，并且其中所述第一反应性组合物含有一种或多种含有机硅的组分，并且所述接枝组合物含有一种或多种亲水性反应性组分。
31.根据权利要求23至29中任一项所述的为水凝胶形式的方法，并且其中所述第一反应性组合物含有一种或多种亲水性反应性组分，并且所述接枝组合物含有一种或多种含有机硅的组分。
32.根据权利要求23至31中任一项所述的方法，其中所述第一反应性组合物、所述接枝组合物或所述第一反应性组合物和所述接枝组合物两者含有一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂选自紫外线吸收剂、光致变色化合物、药物化合物、营养制剂化合物、抗微生物化合物、反应性着色剂、颜料、可共聚染料、不可聚合染料、剥离剂、润湿剂和剥离剂。
33.根据权利要求1至11中任一项所述的眼科装置，其中所述方法还包括：在步骤(d)之后，使所述交联基底网络与含有一种或多种烯键式不饱和化合物的第二接枝组合物接触，并且将在所述交联基底网络中残余的共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得所述第二接枝组合物与所述交联基底网络在所述可活化自由基引发剂中聚合。
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