CN115735141A - 衍生自接枝聚合物网络的眼科装置及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备眼科装置的方法以及由该方法得到的眼科装置。该方法包括：(a)提供第一反应性组合物，该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自由基基团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；以及(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该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)使该交联基底网络与含有收缩剂和一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触；以及(d)将该交联基底网络的该共价结合的可活化自由基引发剂活化，使得该接枝组合物与活化中聚合。

Description

衍生自接枝聚合物网络的眼科装置及其制备和使用方法
相关申请
本申请要求2022年5月11日提交的美国专利申请序列号17/662,916和2021年6月30日提交的美国临时专利申请序列号63/216,586的优先权，这些专利申请全文以引用方式并入本文。
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特性的聚合物材料时，通常遇到的挑战为，在许多情况下，构成最终材料的各个组分并不容易兼容。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。
用于形成聚合物材料的新技术在包括眼科装置的许多领域中为期望的。
发明内容
本发明涉及衍生自多种组分单体和聚合物的聚合物组合物以及其制备方法，包括其中此类组分单体和聚合物通常为不相容的。发现本发明的聚合物组合物用于多种应用中，例如眼科装置中。
因此，本发明提供了一种用于制造眼科装置的方法，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自由基基团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；以及(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收缩剂和一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触；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活化中聚合。
本发明还提供一种通过本文所述的方法制造的眼科装置。
附图说明
图1显示了用mPEG500盐溶液的镜片收缩。
图2显示了接枝在实施例1镜片表面上的mPEG500的浓度。
图3显示了接枝在实施例2镜片表面上的mPEG500的浓度。
图4显示了接枝在实施例3镜片表面上的mPEG500的浓度。
图5显示了接枝在实施例4镜片表面上的mPEG500的浓度。
图6显示了接枝在实施例5镜片表面上的mPEG500的浓度。
图7显示了接枝在实施例6镜片表面上的mPEG500的浓度。
图8显示了接枝在实施例7镜片表面上的mPEG500的浓度。
图9显示了接枝在实施例8镜片表面上的mPEG500的浓度。
图10显示了接枝在实施例9镜片表面上的mPEG500的浓度。
图11显示了接枝在实施例9镜片表面上的MPC的浓度。
图12显示了与实施例9镜片表面上的HEMA接枝一致的PVP/甲基丙烯酸酯谱带比率。
图13显示了与实施例9镜片表面上的HEMA接枝一致的DMA/甲基丙烯酸酯谱带比率。
图14显示了与实施例9镜片表面上的HEMA接枝一致的有机硅/甲基丙烯酸酯谱带比率。
图15显示了与实施例10镜片表面上的mPEG500接枝一致的PEG/甲基丙烯酸酯谱带比率。
图16显示了与实施例10镜片表面上的DMA接枝一致的DMA/甲基丙烯酸酯谱带比率。
图17显示了实施例11镜片的前曲面(FC)和底曲面(BC)上接枝PEG的重量百分比。
图18显示了实施例12镜片的前曲面(FC)和底曲面(BC)上接枝PEG的重量百分比。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及一种接枝方法并涉及由此类方法制备的产品。本发明的特征之一是发现在接枝到基底上的组合物中包含化合物如碱金属盐导致基底收缩。这种收缩使基底塌陷，从而限制烯键式不饱和化合物扩散到基底本体中，并因此在接枝步骤期间导致优先的表面官能化。另外，收缩剂有助于促进接枝过程。
相对于本公开中使用的术语，提供了以下定义。
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。”当使用聚合物样品的通用化学式，诸如[***]n时，“n”是指其聚合度，并且该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中的任一种的组合。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，或包含具有不同物理、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、以及其他乙烯基基团。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烷基(甲基)丙烯酸酯、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烷基上的合适取代基包括醚、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，以及受控的自由基聚合方法中的任一种，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。
“收缩剂”是指能够引起交联基底网络的物理尺寸减小的材料。例如，如果交联基底网络为接触镜片的形状，则镜片的直径将在其暴露于收缩剂之后减小。确定材料作为收缩剂的能力(包括该试剂的适用浓度)是直接的，并且例如通过以下实施例证明。
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、苯偶姻、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。常见的示例为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、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。
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个、2个或3个独立地选自以下项的基团：羟基、氨基、酰胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素、苯基、苄基、以及它们的组合。“亚烷基”是指二价烷基基团，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”是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，更优选为C4-C7环烷基，并且进一步更优选为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个、2个或3个独立地选自以下项的基团：烷基、羟基、氨基、酰胺基、氧杂、羰基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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。杂亚环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个、2个或3个独立地选自以下项的基团：烷基、羟基、氨基、酰胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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基环或环系。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。亚烷基胺意指二价烷基胺基团，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)-(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(优选地C1-C3烷基，更优选地乙基或甲基)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、酰胺基、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端基时，亚烷氧基的末端可以例如是羟基或烷氧基(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不相邻的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不相邻的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、亚杂环烷基、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(优选地C2-C6亚烷基)和C1-C8氧杂亚烷基(优选地C2-C6氧杂亚烷基)，它们各自任选被1个或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均被指示为亚烷基-亚环烷基，则Rg-L优选地为Rg-亚烷基-亚环烷基-并且-L2-Rg优选地为-亚环烷基-亚烷基-Rg。
如上所述，本发明提供了一种用于制造眼科装置的方法。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自由基基团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；以及(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收缩剂和一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触；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活化中聚合。
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。可用于本发明的聚合引发剂的示例包括但不限于双酰基氧化膦(“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 BDA0003985275440000121
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；优选地Ar1和Ar2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。
还可使用能够由不同类型的能量活化以用于初始和后续活化的聚合引发剂。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 BDA0003985275440000131
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；优选地Ar1和Ar2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。另外，接枝组合物含有收缩剂。如上所述，收缩剂有利地引起交联基底网络收缩，从而抵消交联基底网络的一些溶胀，如果不存在收缩剂，则交联基底网络将发生所述溶胀。这种收缩限制了烯键式不饱和化合物扩散到交联基底网络的本体中，从而在该方法的步骤(d)的聚合过期间导致优先表面官能化。此外，收缩剂有助于促进接枝过程。
用于本发明的收缩剂可以包括例如铵盐或金属盐，诸如碱金属盐或碱土金属盐。术语“碱金属”是指来自周期表第1族的元素，并且术语“碱土金属”是指来自周期表第2族的元素。碱金属和碱土金属盐可以具有式MA，其中M为一种或多种铵、碱金属或碱土金属阳离子并且A为一种或多种抗衡离子(其可以是一组原子)。M的示例包括锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶和钡。A的示例包括卤化物、磷酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、羧酸盐、醇盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、硼酸盐、硫氰酸盐等。A的其他示例包括氯化物、碳酸盐和硫酸盐。优选地，M为碱金属阳离子，优选地钠或钾，更优选地钠。优选地，A为卤化物如氯化物，或者为碳酸盐。在本发明中用作收缩剂的示例性盐包括氯化钠、碳酸钠和氯化钾。优选的收缩剂为氯化钠。
为了促进迁移到交联基底网络中，优选的是收缩剂可溶于接枝组合物中。溶解度可以例如通过使用合适的溶剂来提供。例如，如果收缩剂为碱金属盐如氯化钠，则接枝组合物可以分散或溶解在含有足量水的溶剂中以溶解收缩剂。优选地，接枝组合物为含水组合物的形式。
交联基底网络与接枝组合物的接触优选地通过将交联基底网络浸入含有接枝组合物(包括收缩剂)的液体或溶液中足够的时间以允许交联基底网络的最大尺寸减小以及允许接枝组合物部分渗透到基底中来进行。例如，此类接触可以进行1分钟或更长，或5分钟或更长。以另一个示例的方式，此类接触可以进行至多250分钟，或至多120分钟，或至多60分钟，或至多30分钟，或至多15分钟。典型的接触时间可包括例如1分钟至30分钟、5分钟至15分钟。
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为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)中的至少一些可通过使用适当的光源在420nm或更低的照射下活化。然后接枝组合物中的烯键式不饱和化合物发生聚合，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，该产物为由接枝聚合物网络构成的眼科装置。优选地，在眼科装置为中心厚度为例如30微米至300微米的软质水凝胶接触镜片的情况下，接枝组合物(固化后)已穿透的最大深度为中心厚度的至多30％，优选中心厚度的至多20％，更优选中心厚度的至多10％，最优选中心厚度的至多5％，或另选地，固化的接枝组合物层在镜片中心处的厚度可为至多90微米，优选介于9微米和90微米之间，更优选介于6微米和60微米之间，并且最优选介于3微米和30微米之间。用于确定穿透程度的方法是已知的，并且包括例如US10961341中描述的共聚焦显微镜。
可添加附加的任选接枝步骤。例如，在上述接枝之后，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”意指在接枝组合物中使用的任何交联剂以小于化学计量的量(即，小于副产物聚合物完全交联至网络中所需的量)存在。在一些实施方案中，在接枝组合物中不存在交联剂。
例如，可通过在容器中将反应性组分和基底混合来进行接枝组合物和交联基底网络的活化和聚合。稀释剂可任选地用于促进混合并有助于溶胀基底(例如，如果其尚未溶胀或水合)。可将混合物脱气、加热、平衡，并且在引起共价结合的可活化自由基引发剂的活化的条件下照射。
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包含至少一个氟原子。
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 BDA0003985275440000181
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、酰胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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、酰胺基、氧杂、羰基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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、酰胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、苯基、苄基或它们的组合取代的C6-C14芳基基团，
(e)卤代基，
(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、酰胺基、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，或者另选地一个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 BDA0003985275440000191
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；
RA1、RA2、RA3、RA4、RA5和RA7在每次出现时独立地为C1-C6烷基、C3-C12环烷基、C1-C6烷氧基、C4-C12环状烷氧基、烷氧基-亚烷氧基-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，其中前述基团中的每个烷基任选地被一个或多个羟基、氨基、酰胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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、酰胺基、氧杂、羰基、烷氧基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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、酰胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、羰基、烷氧基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤代基、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，其为其中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或j2为1至5或j2为1的式B的化合物。
B-2.式B的化合物可包括式B-2的化合物，其为其中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的式B的化合物。
B-3.式B、B-1和B-2的化合物可包括式B-3的化合物，其为其中RA1、RA2、RA3和RA4在每次出现时独立地为C1-C6烷基或甲硅烷氧基的式B、B-1或B-2的化合物。优选的烷基为C1-C3烷基，或更优选地甲基。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，其为其中RA5和RA7独立地为烷氧基-亚烷氧基-烷基、优选它们独立地为式CH3O-[CH2CH2O]p-CH2CH2CH2的甲氧基封端的聚亚乙基氧基烷基的式B、B-1、B-2或B-3的化合物，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，其为其中RA5和RA7独立地为甲硅烷氧基如三甲基甲硅烷氧基的式B、B-1、B-2或B-3的化合物。
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，其为其中RA5和RA7独立地为C1-C6烷基、另选地为C1-C4烷基、或者另选地为丁基或甲基的式B、B-1、B-2或B-3的化合物。
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，其为其中RA6为C1-C8烷基、优选地C1-C6烷基、更优选地C1-C4烷基(例如甲基、乙基、正丙基或正丁基)的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5或B-6的化合物。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，其为其中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)丙烯酰胺的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6或B-7的化合物。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(优选地C1-C4烷基，诸如正丁基、正丙基、甲基或乙基)，或C3-C8环烷基(优选地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，其为其中连接基团包括亚烷基(优选地C1-C4亚烷基)、亚环烷基(优选地C5-C6亚环烷基)、亚烷氧基(优选地亚乙基氧基)、卤代亚烷氧基(优选地卤代亚乙基氧基)、酰胺、氧杂亚烷基(优选地含有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(优选地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)的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7或B-8的化合物。
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，其为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)的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。
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，其为其中连接基团为C1-C6亚烷基，优选地C1-C3亚烷基，更优选地正亚丙基的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。
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，其为其中连接基团为亚烷基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其为其中连接基团为氧杂亚烷基的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其为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)的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其为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个、2个或3个独立选择的烷基基团(优选地C1-C3烷基、更优选地甲基)取代)的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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个甲基基团取代。
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，其为其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为亚烷基胺的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其为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)的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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(优选地C1-C3烷基，更优选地甲基)或第三个为C3-C8环烷基。在另一个示例中，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(优选地C1-C3烷基，更优选地甲基)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，其为其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为任选地被羟基取代的胺-氧杂亚烷基的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其为其中Rg包括苯乙烯基并且连接基团为亚烷氧基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其为其中连接基团为亚烷基-氨基甲酸酯-氧杂亚烷基的式B、B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8或B-9的化合物。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，其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 BDA0003985275440000241
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B或其各个子式(例如B-1、B-2等)中所定义。
C-1.式C的化合物可包括式C-1的(甲基)丙烯酸酯，其为其中Z为O的式C的化合物。
C-2.式C的化合物可包括式C-2的(甲基)丙烯酰胺，其为其中Z为N(RA9)并且RA9为H的式C的化合物。
C-3.式C的化合物可包括式C-3的(甲基)丙烯酰胺，其为其中Z为N(RA9)并且RA9为如上所述的未取代的或任选取代的C1-C8烷基的式C的化合物。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(优选地C1-C3烷基，更优选地甲基)和C3-C8环烷基。RA9的其他示例包括：-(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 BDA0003985275440000242
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如上文在式B或其各个子式(例如，B-1、B-2等)中所定义。
D-1.式D的化合物可包括式D-1的化合物，其为其中L1为任选地被羟基取代的C2-C5亚烷基的式D的化合物。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，其为其中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的式D的化合物。优选地，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，其为其中Z1为O的式D、D-1或D-2的化合物。
D-4.式D、D-1和D-2的化合物可包括式D-4的化合物，其为其中Z1为N(RA9)并且RA9为H的式D、D-1或D-2的化合物。
D-5.式D、D-1和D-2的化合物可包括式D-5的化合物，其为其中Z1为N(RA9)并且RA9为任选地被1个或2个取代基(该取代基选自羟基、甲硅烷氧基和C1-C6烷基-硅氧烷基-)取代的C1-C4烷基的式D、D-1或D-2的化合物。
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，其为其中j2为1的式D、D-1、D-2、D-3、D-4或D-5的化合物。
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，其为其中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的式D、D-1、D-2、D-3、D-4或D-5的化合物。
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，其为其中RA3、RA4、RA5、RA6和RA7独立地为C1-C6烷基或甲硅烷氧基的式D、D-1、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6或D-7的化合物。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、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，其为其中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)的式D、D-1、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6或D-7的化合物。
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 BDA0003985275440000261
其中
Rg、L、j1、j2、RA1、RA2、RA3、RA4、RA5和RA7如上文对于式B或其各个子式(例如，B-1、B-2等)所定义；
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，其为其中Rg和Rg1各自为结构CH2＝CH-O-C(＝O)-O-或结构CH2＝C(CH3)-O-C(＝O)-O-的乙烯基碳酸酯的式E的化合物。
E-2.式E的化合物可包括式E-2的化合物，其为其中Rg和Rg1各自为(甲基)丙烯酸酯的式E的化合物。
E-3.式E的化合物可包括式E-3的化合物，其为其中Rg和Rg1各自为(甲基)丙烯酰胺(其中氮基团可被RA9(其中RA9如上文定义)取代)的式E的化合物。
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，其为其中j1为零并且j2为1至220或者j2为1至100或者j2为1至50或者j2为1至20的式E、E-1、E-2或E-3的化合物。
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，其为其中j1和j2独立地为4至100的式E、E-1、E-2或E-3的化合物。
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，其为其中RA1、RA2、RA3、RA4和RA5在每次出现时独立地为C1-C6烷基，优选地它们独立地为C1-C3烷基，或优选地各自为甲基的式E、E-1、E-2、E-3、E-4和E-5的化合物。
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，其为其中RA7为烷氧基-亚烷氧基-烷基，优选地其为式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)的式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5或E-6的化合物。
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，其为其中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，所述取代基独立地选自烷基、羟基、醚、胺、羰基和氨基甲酸酯)的式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6或E-7的化合物。
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，其为其中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，所述取代基独立地选自烷基、羟基、醚、胺、羰基和氨基甲酸酯)的式E、E-1、E-2、E-3、E-4、E-5、E-6、E-7或E-8的化合物。
适用于本发明的含有机硅的组分的示例包括但不限于表A中所列的化合物。其中表A中的化合物含有聚硅氧烷基团的话，除非另外指明，否则在此类化合物中的SiO重复单元数优选为3至100，更优选为3至40，或还更优选为3至20。
表A
Figure BDA0003985275440000281
Figure BDA0003985275440000291
合适的含有机硅的组分的另外非限制性示例列于表B中。除非另外指明，否则在适用的情况下，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B
Figure BDA0003985275440000301
Figure BDA0003985275440000311
Figure BDA0003985275440000321
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-乙烯基酰胺基双键。
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，所述单体诸如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、其他亲水性乙烯基单体，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。
可掺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-丙烯酰胺基-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-硫代-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-磷杂十一-10-烯-1-铵，4-羟基-N,N,N-三甲基-9-氧代内盐，4-氧化物(CAS 163674-35-9，“PBT”)；2-(丙烯酰胺基乙氧基)-(2-(三甲基铵基)乙基)磷酸盐；2-(甲基丙烯酰胺基乙氧基)-(2-(三甲基铵基)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-(三甲基铵基)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，包括含有机硅和不含有机硅的交联剂、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。
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为任选的。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UV吸收剂、高能可见光(HEV)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 BDA0003985275440000381
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可以独立地选自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、羟乙基和羟甲基。
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和式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 BDA0003985275440000391
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 BDA0003985275440000401
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。
此外，通过上述方法形成的眼科装置可通过在接枝组合物和其它试剂之间的一个或多个化学反应而进一步改性，以引入其它官能团或改变表面特性。例如，将聚(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)接枝到交联基底网络上提供羟基，该羟基可与为接枝组合物和/或最终制品提供额外特征的其它分子进一步反应(例如，通过酰化反应)。此类分子可为紫外线可见光阻滞剂、染料、颜料、生物活性化合物如肽、前药等等。将聚丙烯酸接枝在交联基底网络上提供羧酸酯基团，该羧酸酯基团可与上文已提及的其它分子进一步反应(例如通过活性酯方法)。此外，在接触镜片由作为交联基底网络的有机硅水凝胶制成并随后用聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)或它们的共聚物接枝的情况下，所得的聚(酸/环氧树脂)涂布的或涂底漆的接触镜片可用于多种逐层涂布技术以改变接触镜片的表面特性。
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，或者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
成品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。
在这种固化之后形成的交联基底网络可以从模具中机械地剥离。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，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。用于水性提取的示例性溶液可包括水(包括去离子水)、磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液或它们中两种或更多种的混合物。
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。提取也可包括例如以下中的一种或多种：加热水溶液；搅拌水溶液；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
使用Nikon Elements分析软件在校准的Nikon立体显微镜上测量接触镜片直径(DM)。使用已知尺寸的圆形校准测量工具以固定放大倍数进行校准。将接触镜片凹面向下放置到用图1中列出的相应盐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。然后将细胞放置在显微镜载物台上，使镜片图像聚焦并测量直径。相对于已知标准校准测量结果。通常，进行两次直径测量并在图1所示的曲线图中使用平均值。
使用Thermo Scientific Nicolet iS50仪器测量傅里叶变换红外(FTIR)光谱。透射FTIR光谱通过将镜片安装到样品室中使得光束穿过镜片的中心来测量，从而产生“本体”或总体组成信息。使用标准金刚石ATR晶体(45°入射角)测量衰减全反射(ATR)FTIR光谱，从而产生“表面”组成信息。使用Thermo Scientific OMNICTM软件进行峰高分析。
样品制备：在进行透射或ATR FTIR分析之前，将测试镜片浸泡在氘代盐水中1小时。用氧化氘交换水使FTIR光谱中的水谱带偏移，以提供适于观察光谱中酰胺羰基区域的透光光谱区域。根据ISO-10344，使用氧化氘替代水来制备氘代盐水。从氘代盐水中取出测试镜片之后，通过透射或ATR分析来分析测试镜片。对于透射分析，使用活检穿孔器从镜片的中心(厚度为约100μm)切下4mm圆盘。将切除的镜片节段放置在(2.5mm)金刚石压缩腔中并紧固以使样品变薄，从而允许FTIR光束透射穿过材料。压缩程度使得所关注的光谱峰具有小于2个吸光度单位的强度。使用聚光器形成窄的光束腰，从而允许FTIR光束的较大部分穿透样品。对于ATR分析，将未切割镜片的中心放置在金刚石ATR晶体上，并用配备有数字力适配器的压力夹保持在适当位置，以监测所施加的力(约0.5kgf)。
数据采集：在分析之前，使用空压缩腔或无镜片样品的干净ATR晶体进行背景扫描。使用通常的校正程序针对这些背景吸光度校正所有接触镜片光谱。通过使用分辨率4cm-1，在400至4000cm-1的波数范围内平均16次扫描来采集光谱。
确定了以下官能团的红外吸收谱带：在1715cm-1处的酯羰基(对应于甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯)、在1657cm-1处的环酰胺羰基(对应于PVP)、在1618cm-1处的无环酰胺羰基(对应于DMA)、在796cm-1处的直链硅氧烷(对应于mPDMS)、在970cm-1处的磷酰基(对应于MPC)以及在1350cm-1处摇摆的醚CH2(对应于mPEG500)。一般来讲，选择吸收谱带作为内标物。例如，可以选择1618cm-1处的无环酰胺羰基谱带，或者可以选择1715cm-1处的(甲基)丙烯酸酯吸收谱带。然后，作为聚合反应性单体混合物组分或聚合物成分的浓度变化的替代物的官能团的浓度变化可通过比较样品与样品之间官能团(或组分)谱带的带高除以内标物谱带的带高的比率来测量。例如，PVP对甲基丙烯酸酯的FTIR吸收谱带比率(在图中表示为PVP/甲基丙烯酸酯谱带比率并表示摩尔比)可用于比较样品之间的PVP的相对浓度。在HEMA接枝的情况下，由于接枝的HEMA对甲基丙烯酸酯FTIR吸收谱带的贡献远大于对PVP信号，因此可以使用PVP/甲基丙烯酸酯谱带比率的降低作为成功HEMA接枝的间接证据。
另选地，通过使用一组具有已知浓度的两种聚合的反应性单体混合物组分的校准标准物，可实现更精确的定量。例如，在一组在DMA中含有各种浓度的mPEG500的标准物中测量mPEG500与DMA的FTIR吸收谱带比率。然后可以将观察到的这两种组分的吸收谱带比率的变化与样品中浓度的相关变化相关联。开发了mPEG500和MPC在DMA中的校准曲线，使得可以测量镜片(其包含DMA)上接枝的mPEG500和MPC的浓度(重量百分比)。
以下缩写将用于整个实施例中并且具有以下含义：
DMA：N,N-二甲基丙烯酰胺(Jarchem)
HEMA：甲基丙烯酸-2-羟乙酯(Bimax或Evonik)
MAA：甲基丙烯酸(Acros)
MPC：3,5,8-三氧杂-4-磷杂十一-10-烯-1-铵，4-羟基-N,N,N,10-四甲基-9-氧代，内盐，4-氧化物；CAS 67881-98-5
mPEG500：甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯(Aldrich)(Mn＝500g/mol)
PVP K90：聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(ISP Ashland)
EGDMA：二甲基丙烯酸乙二醇酯(Esstech)
TMPTMA：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(Esstech)
TEGDMA：二甲基丙烯酸四乙二醇酯(Esstech)
mPDMS：单正丁基封端的单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(Mn＝800-1500g/mol)(Gelest)
Omnirad 403：双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦
Omnirad 819：双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(IGM树脂)
Omnirad 1173：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(IGM Resins)
Omnirad 1870：70重量％Omnirad 403和30重量％Omnirad 1173的混合物(IGMResins)
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中所述磷酸乙醇胺，钠盐
DIW：去离子水
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。
D3O：3,7-二甲基-3-辛醇(Vigon)
3E3P：3-乙基3-戊醇
BAGE：硼酸甘油酯(硼酸与甘油的摩尔比为1:2)：在合适的反应器中将299.3克(3.25mol)甘油和99.8克(1.61mol)硼酸溶解于1247.4克5％(w/w)乙二胺四乙酸水溶液中，并且然后在温和真空(2托-6托)下在搅拌下加热至90℃-94℃，保持4小时-5小时，并使其冷却至室温。
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
OZ：镜片的光学区
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
CSN：交联基底网络
LED：发光二极管
rpm：每分钟转数
m：米
mm：毫米
cm：厘米
μm：微米
nm：纳米
mL：毫升
mW：毫瓦
kgf：千克力或9.806牛顿或9.802kg-m/s2
s：秒
min：分钟
g：克
kg：千克
托：1mm Hg或133.32帕斯卡
FTIR：傅里叶变换红外光谱
24孔板：
Figure BDA0003985275440000481
组织培养处理的非热解聚苯乙烯板(Corning)
交联基底网络(CSN 1-3)
反应性单体混合物(代表第一反应性组合物)通过将制剂组分与表1中所列的稀释剂混合而形成。这些制剂通过3μm过滤器过滤，根据粘度，使用加热过的或未加热的不锈钢或玻璃注射器，并且在环境温度下通过施加真空(约650mm Hg)脱气，保持约10分钟。随着氮气气氛和约0.5％-1.0％氧气，将75μL的反应性混合物给料到FC中。然后，将BC放置到FC上。在60℃或70℃下使用在托盘位置处具有约6mW/cm2的强度的435nm LED光照射含有八个镜片模具组件的托盘约10分钟。将所得接触镜片在制备时储存在暗处，并通过例如用铝箔包裹来保护其免受任何额外的光照。
在CSN 1-3中制备的接触镜片是适于随后接枝反应的交联基底网络，因为它们含有单酰基氧化膦端基，所述单酰基氧化膦端基充当第二活化源并且在420nm处辐射时分解成放射状。在CSN1中制备的接触镜片刚好在接枝实验之前从模具中机械地剥离。通过将镜片浸泡在70％ IPA中1小时，随后再浸泡在新鲜的70％ IPA中至少30分钟，并且然后再浸泡在新鲜的DIW中至少30分钟，将在CSN2中制备的接触镜片从模具中剥离。通过将镜片浸泡在加热至60℃-70℃的DIW中至少1小时，将在CSN3中制备的接触镜片从模具中剥离。对于在CSN2和CSN3中制备的两种接触镜片，将镜片真空干燥48小时，并在使用前储存在充氮手套箱中。
图1显示了当悬浮在盐水溶液或含有可聚合组分如单体和大分子单体如mPEG500的盐水溶液中时，典型的交联基底网络(在这种情况下为CSN1)在尺寸上如何收缩。收缩在前五分钟内迅速发生。在缓慢膨胀之前，镜片再保持收缩15分钟至20分钟。因此，在约5分钟至约15分钟之间存在优选的接枝窗口，在此期间可以在收缩的交联基底网络镜片上最佳地进行接枝，导致镜片的表面改性。
表1.用于交联基底网络的RMM
Figure BDA0003985275440000491
Figure BDA0003985275440000501
实施例1
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备三种单独的RMM，并标记为RMM 1-3。还制备了仅由5(w/w)mPEG500的DIW溶液组成的对照溶液。如表2所示，这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟-60分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上(底曲面向上/前曲面向下)放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的振荡器上的24孔板的中心孔中。每个孔含有1.5mL RMM或对照溶液。在12分钟的平衡时间后，在板位置处用强度为6mW/cm2的420nmLED光照射孔4分钟。对于实施例1C和实施例1D，如表2中所列，可在照射期间操作振荡器。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图2所示，在这些实验条件下，只有盐单体溶液在镜片的前表面和后表面上产生任何显著的mPEG500接枝。
表2.实验条件
实施例 脱气时间(min) 搅拌(rpm) RMM
实施例1A 30 0 1
实施例1B 60 0 2
实施例1C 60 150 2
实施例1D 60 225 2
实施例1E 60 0 3
对照 30 0 1
实施例2
如表3中所列，在由18％-20％(w/w)氯化钠和3％-7％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备三种单独的RMM。还制备了仅由5(w/w)mPEG500的DIW溶液组成的对照溶液。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650mm Hg)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的振荡器上的24孔板的中心孔中。每个孔含有1.5mL RMM或对照溶液。在12分钟的平衡时间后，根据实施例，在板位置处用强度为6mW/cm2的420nm LED光照射孔3分钟-5分钟。在所有实验中，可在照射期间以120rpm操作振荡器。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图3所示，实施例2C和实施例2D的接枝条件在镜片的前表面和后表面(包括光学区和周边边缘中的位置)上产生最显著量的mPEG500接枝。
表3.实验条件
Figure BDA0003985275440000511
Figure BDA0003985275440000521
实施例3
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备RMM。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在12分钟的平衡时间后，根据实验用具有如表4所列的强度和持续时间的420nm LED光照射孔。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图4所示，实施例3C-实施例3G的接枝条件在镜片的前表面和后表面上产生大于20重量％的接枝mPEG500。在实施例3B和实施例3C中，测得mPEG500的表面浓度为本体浓度的约两倍至三倍。
表4.实验条件
Figure BDA0003985275440000522
实施例4
如表5中所列，在由5％-25％(w/w)氯化钠和2.5％-25％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备七种单独的RMM。还制备了仅由5(w/w)mPEG500的DIW溶液组成的对照溶液。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在12分钟的平衡时间后，用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔1.5分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。所有的镜片都是圆形的，除了实施例4E，其中一些镜片轻微变形。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图5中所示，实施例4B和实施例4E的接枝条件产生具有比在本体中测量的那些更高浓度的mPEG500的表面。似乎RMM中较高的盐浓度相比于较低的盐浓度有利于表面接枝，而mPEG500浓度对于有效的表面接枝可能太低或太高。
表5.实验条件
Figure BDA0003985275440000531
实施例5
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备RMM。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在12分钟的平衡时间后，根据实验用具有如表6所列的强度的420nm LED光照射孔。照射时间保持恒定在1.5分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图6所示，实施例5E-实施例5G的接枝条件在镜片的前表面和后表面上产生大于20重量％的接枝mPEG500。似乎通过使用双面差异固化条件增加了表面接枝，特别是当差异适中时(顶部比底部高两倍)。实施例5A-实施例5D是圆形镜片，而实施例5E-实施例5G轻微变形。
表6.实验条件
实施例 顶部照射强度(mW/cm<sup>2</sup>) 底部照射强度(mW/cm<sup>2</sup>)
实施例5A 5 1
实施例5B 4 1
实施例5C 3 1
实施例5D 2 1
实施例5E 4 2
实施例5F 3 2
实施例5G 4 2
实施例6
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备RMM。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在如表7所列的各种平衡时间之后，用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔1.5分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图7所示，实施例6B-实施例6H的接枝条件在镜片的前表面和后表面上产生大于20重量％的接枝mPEG500。同时，仅实施例6A和实施例6B产生基本上圆形的镜片；所有其他镜片在一定程度上变形。结果，实施例6B的接枝条件似乎对于mPEG500表面接枝到CSN1上是最佳的。
表7.实验条件
实施例 平衡时间(分钟)
实施例6A 14
实施例6B 12
实施例6C 10
实施例6D 8
实施例6E 7
实施例6F 6
实施例6G 5
实施例6H 4
实施例7
如表8所示，在由15％(w/w)盐和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备七种单独的RMM。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在平衡12分钟后，用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔2分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图8所示，实施例7A-实施例7D的接枝条件在不同程度上是成功的。所有接枝的镜片都是圆形的。
表8.实验条件
实施例 盐组成和浓度(重量百分比)
实施例7A 氯化钠(15)
实施例7B 氯化钾(15)
实施例7C 碳酸钠(15)
实施例7D 氯化镁(15)
实施例7E 氯化钙(15)
实施例7F 硝酸镁(15)
实施例7G 氯化铁(II)(15)
实施例8
如表9所示，在由各种盐和浓度以及5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备七种单独的RMM。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在平衡6分钟后，用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔2分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图9所示，实施例8A、实施例8C和实施例8E的接枝条件是成功的并且比本体接枝更有利于表面接枝。所有接枝的镜片都是圆形的。
表9.实验条件
实施例 盐组成和浓度(重量百分比)
实施例8A 氯化钠(20)
实施例8B 氯化钾(20)
实施例8C 溴化钠(40)
实施例8D 碳酸钠(15)
实施例8E 氯化钙(40)
实施例8F 硝酸镁(36)
实施例9
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备RMM。还制备了仅由5(w/w)mPEG500的DIW溶液组成的对照溶液(A或B)。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将表10中所列的四个CSN1镜片或四个CSN2镜片凹面向上放置在位于保持在35℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mL RMM。在平衡7分钟后，用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔5分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图10所示，将mPEG500接枝到CSN1和CSN2上。然而，在这些条件下，更多的mPEG500被接枝到CSN1上而不是CSN2上。对照溶液发生非常少的接枝。
表10.交联基底网络
实施例 CSN
实施例9A CSN1
对照A CSN1
实施例9B CSN2
对照B CSN2
重复实施例9A和实施例9B，不同之处在于RMM由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)MPC组成。实施例9C使用CSN1，并且实施例9D使用CSN2。如图11所示，将MPC接枝到CSN1和CSN2上，但在这些条件下大部分接枝到底曲面侧上。
重复实施例9A和实施例9B，不同之处在于RMM由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)HEMA组成。实施例9E使用CSN1，并且实施例9F使用CSN2。在这种情况下，没有由HEMA标准建立的校准曲线，因为接枝的HEMA对甲基丙烯酸酯FTIR吸收谱带的贡献远大于PVP、DMA或有机硅信号，所以可以使用那些谱带比率的降低作为成功HEMA接枝的间接证据。除了稀释PVP、DMA和有机硅信号之外，接枝的HEMA有助于谱带比率的分母，从而进一步降低那些谱带比率。如图12-图14中所示，实施例9E和实施例9F与CSN相比显示出PVP/甲基丙烯酸酯、DMA/甲基丙烯酸酯和有机硅/甲基丙烯酸酯谱带比率的降低，这与HEMA接枝一致。
实施例10
实施例10A：在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备RMM。还制备了仅由5(w/w)mPEG500的DIW溶液组成的对照溶液。这些溶液在使用前立即通过施加静态真空(约650托)脱气30分钟。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN3镜片凹面向上放置在位于保持在35℃下的具有氮气气氛的手套箱内的支架上的24孔板的中心孔中。该支架被构造成允许从该板的上方和下方进行照射。每个孔含有1.5mLRMM。在平衡7分钟后，用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔5分钟。照射后，将接枝的镜片用DIW水合，使其在DIW中平衡至少12小时，并且然后放置在具有新鲜DIW的小瓶中并在122℃下高压灭菌30分钟。如图15所示，使用与用于HEMA接枝的那些类似的方法，有可能使用PEG与甲基丙烯酸酯的谱带比率来检测CSN3上的PEG接枝。对照溶液没有测量到PEG接枝。
实施例10B：重复实施例10A，但RMM由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)DMA组成。如图16所示，使用与用于HEMA接枝的那些类似的方法，有可能使用DMA与甲基丙烯酸酯的谱带比率来检测CSN3上的低水平的DMA接枝。
实施例11
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备实施例11中使用的RMM。使用包含在充氮手套箱中的旋转蒸发器将这些溶液在50毫巴处脱气30分钟。脱气后，将RMM封盖并转移到第二充氮手套箱中以制备实施例11中的接枝实验。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上(底曲面向上/前曲面向下)放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的振荡器上的24孔板的中心孔中。每个孔含有1.5mL RMM。在6分钟平衡开始时，测量手套箱氧气浓度。在平衡之后，第二次测量手套箱氧气浓度，并用顶部强度为4mW/cm2和底部强度为2mW/cm2的420nm LED光照射孔1.5分钟。对于实施例11A，照射后的镜片保持在氮气手套箱内的时间量等于将24孔板浸没在DIW中之前留在氮气手套箱外的时间量。对于实施例11B和实施例11C，在将24孔板浸没在DIW中之前，在氮气手套箱中增加15秒骤冷时间(实施例11B增加至105秒)或在氮气手套箱外增加15秒骤冷时间(实施例11C增加至105秒)。将24孔板浸没在DIW中后，将镜片转移到新鲜DIW中，使其在DIW中平衡至少12小时，将其放置在含有包装溶液的小瓶中，并在121℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝PEG的浓度。如图17所示，BC滞后于FC，BC和FC平均分别为约25重量％和30重量％。不管照射后在氮气手套箱内部或外部的额外时间，骤冷时间对PEG接枝的量几乎没有影响。
表11.实验条件
Figure BDA0003985275440000591
实施例12
在由20％(w/w)氯化钠和5％(w/w)mPEG500组成的DIW中制备实施例12中使用的RMM。使用包含在充氮手套箱中的旋转蒸发器将这些溶液在50毫巴处脱气30分钟。脱气后，将RMM封盖并转移到第二充氮手套箱中以制备实施例12中的接枝实验。对于每个实施例，在黄光下工作并防止过早光暴露，将四个CSN1镜片凹面向上(底曲面向上/前曲面向下)放置在位于保持在30℃下的具有氮气气氛的手套箱内的振荡器上的24孔板的中心孔中。每个孔含有1.5mL RMM。在6分钟平衡开始时，测量手套箱氧气浓度。在平衡后，第二次测量手套箱氧气浓度。用顶部强度和底部强度分别为4和2mW/cm2的420nm LED灯照射孔持续总照射时间的一半，随后将顶部和强度分别翻转为2和4mW/cm2持续总照射时间的另一半。对于实施例12A、实施例12B和实施例12C，2步固化过程的总时间分别为90秒、60秒和30秒。
照射后，将24孔板取出到氮气手套箱外并浸没在DIW中。将24孔板浸没在DIW中后，将镜片转移到新鲜DIW中，使其在DIW中平衡至少12小时，将其放置在含有包装溶液的小瓶中，并在121℃下高压灭菌30分钟。使用FTIR测量接枝的mPEG500的浓度。如图18中所示，重量％PEG作为时间的函数降低。在90秒总时间时，BC滞后于FC(约28重量％相对于32重量％PEG)。尽管在较低的总时间(60秒和30秒总时间)处，在FC和BC两者上的近似重量％PEG接近相等，并且在两条曲线上产生较少的总接枝的PEG。
表12.实验条件
Figure BDA0003985275440000601

Claims (13)

1.一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自由基基团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；以及(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收缩剂和一种或多种烯键式不饱和化合物的接枝组合物接触；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活化中聚合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述收缩剂为铵盐、金属盐或它们中两种或更多种的混合物。
3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述收缩剂为铵盐、碱金属盐、碱土金属盐或它们中两种或更多种的混合物。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述收缩剂为氯化钠、碳酸钠、氯化钾或它们中两种或更多种的混合物。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述接枝组合物的所述烯键式不饱和化合物在所述交联基底网络的表面处的浓度大于在其芯处的浓度。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，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独立地选自以下的可聚合基团：(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。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，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独立地选自以下的可聚合基团：(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。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，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。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，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。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述眼科装置为水凝胶形式，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。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，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UV吸收剂、HEV光吸收剂、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。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述眼科装置选自由以下组成的组：接触镜片、眼内镜片、泪点塞和眼部插入物。
13.一种眼科装置，所述眼科装置通过根据任一前述权利要求所述的方法制备。
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