CN117083322A - 生物医学装置 - Google Patents

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L·库拉德
K·L·珀茨
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Abstract

公开了一种生物医学装置，其是混合物的聚合产物，所述混合物包括(a)一种或多种双官能异氰酸酯；(b)一种或多种多元醇；(c)一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及(d)一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。

Description

生物医学装置
优先权声明
本申请要求于2021年3月15日提交的题为“生物医学装置(Biomedical Devices)”的美国临时专利申请序列号63/161,002的优先权，所述美国临时专利申请的内容通过引用整体并入本文。
背景技术
由含甲硅烷氧基材料制成的眼用镜片等生物医学装置已经研究了多年。此类材料通常可以细分为两大类，即水凝胶和非水凝胶。水凝胶可以吸收并以平衡状态保留水，而非水凝胶则不能吸收可观量的水。无论其水含量如何，水凝胶和非水凝胶甲硅烷氧基和/或氟化隐形眼镜两者都倾向于具有相对疏水不可润湿的表面。
水凝胶表示许多生物医学应用的一类期望材料，包含隐形眼镜和人工晶状体。水凝胶是含有水的处于平衡状态的水合的交联聚合物系统。硅酮水凝胶是一类已知的水凝胶，并且特征在于包含含甲硅烷氧基的材料。硅酮水凝胶相对于非硅酮水凝胶的优点在于，由于包含含甲硅烷氧基的单体，硅酮水凝胶通常具有更高的透氧性。因为大多数现有水凝胶基于含有交联剂的单体的自由基聚合，因此这些材料是热固性聚合物。
在如隐形眼镜等生物医学装置领域中，各种物理和化学特性，例如透氧性、润湿性、材料强度和稳定性，仅仅是为了提供可用的隐形眼镜而必须仔细平衡的几个因素。例如，由于角膜通过与大气接触而获得氧气供应，因此良好的透氧性是某些隐形眼镜材料的重要特性。润湿性也很重要，因为如果镜片不能充分润湿，就不能保持润滑，并且因此不能舒适地佩戴在眼睛里。因此，最佳隐形眼镜将至少具有优异的透氧性和优异的泪液润湿性两者。
发明内容
根据一说明性实施例，一种生物医学装置，其是混合物的聚合产物，所述混合物包括(a)一种或多种双官能异氰酸酯；(b)一种或多种多元醇；(c)一种或多种二羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及(d)一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
根据另一说明性实施例，提供了一种用于制造生物医学装置的方法，所述方法包括：(a)提供混合物，所述混合物包括(i)一种或多种双官能异氰酸酯；(ii)一种或多种多元醇；(iii)一种或多种二羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及(iv)一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿；(b)使所述混合物经历聚合条件以提供聚合装置；以及(c)使所述聚合装置水合。
具体实施方式
本文所描述的各种说明性实施例涉及从热固性或热塑性基于聚噁唑啉的含硅酮的聚氨酯材料获得的生物医学装置。本文在非限制性说明性实施例中描述的基于聚噁唑啉的含硅酮的聚氨酯材料特别适于隐形眼镜工业。另外，基于聚噁唑啉的含硅酮的聚氨酯材料是热塑性或热固性材料，其表现出示例性物理特性，具体地是在透氧性和透光性方面。有利地，本文所描述的热塑性或热固性材料适于传统的模制设备，由此能够高产量生产隐形眼镜。
热塑性聚氨酯具有最小的交联；并且聚合物网络中的任何键合主要通过氢键或其它物理机制。由于其交联水平较低，热塑性聚氨酯是相对柔性的。热塑性聚氨酯中的交联键可以通过增加温度而可逆地断裂，例如在模制或挤出期间。也就是说，热塑性材料在暴露于热时软化，并且在冷却时回到其原始状态。另一方面，热固性聚氨酯在固化时会发生不可逆地凝固。交联键是不可逆地凝固，并且当暴露于热时不会断裂。因此，通常具有高交联水平的热固性聚氨酯是相对刚性的。因此，如本文所使用的，术语“热塑性塑料”是指在低于其降解温度的温度下熔融的材料。如本文所使用的，术语“热固性”是指在高于其降解温度的温度下熔融的材料。
本文所公开的生物医学装置旨在与身体组织或体液直接接触。如本文所使用的，术语“生物医学装置”是指被设计成用于在哺乳动物组织或流体中或其上使用的任何物品，并且优选地用于人组织或流体中或其上。生物医学装置的代表性实例包含但不限于人工输尿管、横膈膜、宫内装置、心脏瓣膜、导管、义齿衬垫、假体装置、眼用镜片应用，其中镜片旨在直接放置在眼睛中或眼睛上，例如眼内装置和隐形眼镜。在一说明性实施例中，生物医学装置是眼用装置，具体地隐形眼镜，并且更具体地由硅酮水凝胶制成的隐形眼镜。
如本文所使用的，术语“眼用装置”是指驻留在眼睛内或眼睛上的装置。这些装置可以提供光学矫正、伤口护理、药物递送、诊断功能或美容增强或作用或这些特性的组合。有用的眼用装置包含但不限于眼用镜片，如软性隐形眼镜，例如软性水凝胶镜片、软性非水凝胶镜片等，硬性隐形眼镜，例如，硬性可透气镜片材料等，人工晶状体、重叠镜片、眼部插入物、光学插入物等。如本领域技术人员所理解的，如果镜片可以折回其自身而不破裂，则认为所述镜片是“软性的”。
在一说明性实施例中，眼用装置可以是高含水量的眼用装置。在一说明性实施例中，高含水量的眼用装置将具有至少约65重量％的平衡水含量。在另一说明性实施例中，高含水量的眼用装置将具有至少约70重量％的平衡水含量。在另一说明性实施例中，高含水量的眼用装置将具有至少约75重量％的平衡水含量。
在说明性非限制性实施例中，本文所公开的生物医学装置由混合物的聚合产物形成，所述混合物包括(a)一种或多种双官能异氰酸酯；(b)一种或多种多元醇；(c)一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及(d)一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
合适的一种或多种双官能异氰酸酯包含例如任何脂肪族、环脂族或芳香族异氰酸酯。可以在本文中使用的合适的芳香族二异氰酸酯包含例如甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、甲苯2,6-二异氰酸酯(TDI)、4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸二异氰酸(MDI)、2,4'-亚甲基二苯基二异氰酸(MDI)、聚合物亚甲基二苯基二异氰酸酯(PMDI)、对亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、间亚苯基二异氰酸酯(PDI)、萘1,5-二异氰酸酯(NDI)、萘2,4-二异氰酸酯(NDI)、对二甲苯二异氰酸酯(XDI)和其均聚物、共聚物和共混物。可以在本文中使用的合适的脂肪族二异氰酸酯包含例如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(“H12MDI”)、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、反式环己烷二异氰酸酯(CHDI)，以及其均聚物、共聚物和共混物。合适的多官能异氰酸酯包含HDI或H12MDI的三聚物、低聚物或其其它衍生物。如本文所使用的，术语“双官能”意指异氰酸酯组合物和多羟基化合物的平均官能度为约2。
在一说明性实施例中，所述一种或多种双官能异氰酸酯具有式OCN-R1-NCO，其中R1是直链或支链C3-C18亚烷基、未经取代或经取代的C6-C10亚芳基、未经取代或经取代的C7-C18亚芳烷基、未经取代或经取代的C6-C10亚芳基-C1-C2亚烷基-C6-C10亚芳基、未经取代或经取代的C3-C8亚环烷基、未经取代或经取代的C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基、未经取代或经取代的C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基-C3-C8亚环烷基或未经取代或经取代的C1-C6亚烷基-C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基。
在一说明性实施例中，基于混合物的总重量，所述一种或多种双官能异氰酸酯可以以范围为约20重量％至约60重量％的量存在于混合物中。在一说明性实施例中，基于混合物的总重量，混合物中的所述一种或多种双官能异氰酸酯的量可以在约30重量％至约45重量％的范围内。
混合物进一步包含一种或多种多元醇。合适的多元醇包含例如直链或支链的脂肪族或芳香族二醇、三醇、平均官能度大于三的更高官能度的多元醇、叔胺多元醇、烷氧基化多元醇、聚醚多元醇和其混合物。在一说明性实施例中，所述一种或多种多元醇可以具有例如约2个至约1000个碳原子和2个至约10个羟基。在另一实施例中，所述一种或多种多元醇可以具有至多约1000个碳原子、或至多约750个碳原子、或至多约650个碳原子、或至多约550个碳原子、或至多约450个碳原子、或至多约350个碳原子、或至多约250个碳原子、或至多约150个碳原子、或至多约100个碳原子、或至多约50个碳原子，以及2个至约10个羟基。在一个实施例中，所述一种或多种多元醇可以具有至少2个碳原子、或至少约5个碳原子、或至少约10个碳原子、或至少约15个碳原子、或至少约20个碳原子、或至少约25个碳原子、或至少约30个碳原子、或至少约40个碳原子、或至少约50个碳原子、或至少约100个碳原子，以及2个至约10个羟基。如本领域技术人员将容易理解的，任何前述下限都可以与任何上限相组合。
在一说明性实施例中，所述一种或多种多元醇可以具有例如约1个至约50个碳原子和2个至10个羟基。在一说明性实施例中，所述一种或多种多元醇可以具有例如约2个至约50个碳原子和2个至10个羟基。当用作扩链剂时，所述一种或多种多元醇可以具有例如约2个至约20个碳原子、或约2个至约10个碳原子或约2个至约5个碳原子以及2个至10个羟基或2个至4个羟基。
合适的二醇包含例如乙二醇；二甘醇；三乙二醇；丙二醇；二丙二醇；三亚甲基二醇；丁二醇；新戊二醇；2,2-二甲基-1,3丙二醇；1,6-己二醇；2-甲基-1,3-丙二醇；1,3-丙二醇；1,3-丁二醇；1,4-丁二醇；1,5-戊二醇；丙酸3-羟基-2,2-二甲基丙基-3-羟基-2,2-二甲酯丙二醇(HPHP)；1,2-环己二醇；1,3-环己二醇；1,3-环己二甲醇；1,4-环己二甲醇；间苯二酚；对苯二酚；以及由环氧乙烷、环氧丙烷或其组合缩合衍生的聚(氧化烯)多元醇。也可以设想任何二醇的混合物。多元醇组分还可以包含三醇、平均官能度大于三的更高官能度的多元醇或其混合物。
合适的三醇和更高官能度的多元醇包含例如甘油；二甘油；三羟甲基丙烷；季戊四醇；二季戊四醇；糖，如蔗糖、葡萄糖和果糖；糖醇，如山梨醇和甘露醇以及前述中的任一种的组合。二醇、三醇和/或更高官能度的多元醇的混合物也可用于一些实施例。
合适的叔胺多元醇包含例如具有至少两个羟基和至少一个叔胺基团的化合物。在一个实施例中，叔胺多元醇可以具有例如约2个至约50个碳原子、或约2个至约20个碳原子、或约2个至约10个碳原子或约2个至约5个碳原子以及2个至10个羟基或2个至4个羟基。合适的叔胺多元醇的代表性实例包含三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-正丁基二乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、N-双(2-羟乙基)十八烷基胺、双(2-羟乙基)椰油烷基胺、双(2-羟乙基)油胺、乙氧基化(EO)叔胺、丙氧基化(PO)叔胺和混合的EO/PO叔胺，如乙氧基化三乙醇胺等和其混合物。
合适的烷氧基化多元醇可以具有例如约2个至约20个碳原子、或约3个至约20个碳原子约4个至约20个碳原子或约2个至约10个碳原子以及2个至10个羟基或2个至4个羟基。在一个实施例中，烷氧基化多元醇的数均分子量可以为200到5,000克/摩尔。在一个实施例中，合适的烷氧基化多元醇可以是聚氧乙烯二醇，即用于描述聚氧乙烯的“PEG”，并且后面可以跟一个数字，所述数字指示近似分子量等于数字的PEG部分。用于本文的PEG的代表性实例包含PEG350、PEG4000、PEG6000、PEG8000和PEG10000(其为近似分子量为约10,000道尔顿的PEG部分)。
合适的烷氧基化多元醇的代表性实例包含乙氧基化二醇、乙氧基化三醇、乙氧基化四醇、乙氧基化五醇、乙氧基化六醇、丙氧基化二醇、丙氧基化三醇、丙氧基化四醇、丙氧基化五醇、丙氧基化六醇、丁氧基化二醇、丁氧基化三醇、丁氧基化四醇、丁氧基化五醇、丁氧基化六醇等。乙氧基化多元醇的代表性实例是乙氧基化甘油、乙氧基化季戊四醇、乙氧基化三羟甲基丙烷、乙氧基化葡糖苷和乙氧基化葡萄糖。
合适的聚醚多元醇包含例如包括一个或多个链或聚合物组分的聚醚多元醇，其具有一个或多个(-O-R-)重复单元，其中R是具有2个至约6个碳原子的亚烷基或亚芳基。聚醚可以衍生自由不同比率组分的环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)形成的嵌段共聚物。此类聚醚和其相应组分区段可以包含不同的连接的疏水性和亲水性化学官能团部分和区段。
在一实施例中，合适的聚醚多元醇的代表性实例是泊洛沙姆嵌段共聚物。一类特定的泊洛沙姆嵌段共聚物是可以商标(密歇根州怀恩多特的BASF怀恩多特公司)获得的那些。泊洛沙姆包含普朗尼克类和反向普朗尼克类。普朗尼克类是一系列ABA嵌段共聚物，由聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)嵌段构成，如通常由式(I)所示：
HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)aH(I)，
其中a独立地是至少1并且b是至少1。
反向普朗尼克类是一系列BAB嵌段共聚物，分别由聚(环氧丙烷)-聚(环氧乙烷)-聚(环氧丙烷)嵌段构成，如通常由式(II)所示：
HO(C3H6O)b(C2H4O)a(C3H6O)bH(II)，
其中a是至少1并且b独立地是至少1。聚(环氧乙烷)PEO嵌段是亲水性的，而聚(环氧丙烷)PPO嵌段本质上是疏水性的。每个系列中的泊洛沙姆具有不同比率的PEO和PPO，这最终决定了材料的亲水-亲脂性平衡(HLB)，即，变化的HLB值基于a和b的变化值，a表示存在于分子中的亲水性聚(环氧乙烷)单元(PEO)的数量，并且b表示存在于分子中的疏水性聚(环氧丙烷)单元(PPO)的数量。
合适的聚醚多元醇的另一个实例可以是泊洛沙明嵌段共聚物。如本文所使用的，术语嵌段共聚物应理解为意指在其聚合物主链中具有两个或更多个嵌段的泊洛沙姆和/或泊洛沙明。虽然泊洛沙姆和反向泊洛沙姆被认为是双官能分子(基于末端羟基)，但泊洛沙姆是四官能形式，即分子是终止于伯羟基并通过中心二胺连接的四官能嵌段共聚物。一类特定的泊洛沙明嵌段共聚物是可以商标特窗酸(Tetronic)(BASF)获得的那些。泊洛沙明包含特窗酸和反向特窗酸。泊洛沙明具有下式(III)的一般结构：
其中a独立地是至少1并且b独立地是至少1。
基于混合物的总重量，前述一种或多种多元醇可以以范围为约10重量％至约70重量％的量存在于混合物中。在一说明性实施例中，基于混合物的总重量，混合物中的所述一种或多种多元醇的量可以在约12重量％至约20重量％的范围内。
混合物进一步包含一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物。在一说明性实施例中，羟基封端的聚硅氧烷预聚物由式(IV)的结构表示：
其中每个R独立地是含羟基的反应性末端官能团，R1至R6独立地是烃基，例如直链或支链经取代或未经取代的C1-C30烷基、经取代或未经取代的C3-C30环烷基、经取代或未经取代的C4-C30环烷基烷基、经取代或未经取代的C3-C30环烯基、经取代或未经取代的C6-C30芳基和经取代或未经取代的C7-C30芳烷基，L独立地是连接基团，并且x是3至200。
本文使用的含羟基的反应性末端官能团是含有至少一个羟基的基团。本文使用的含羟基的反应性末端官能团的代表性实例包含举例来说具有以下通式-R7(OH)的基团，其中R7独立地是如本文所定义的烷基、芳基和环烷基等。
连接基团L独立地是直链或支链经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的醚基团或聚醚基团、以及经取代或未经取代的酯基团。
本文所使用的烷基的代表性实例包含举例来说到分子其余部分的直链或支链烷基链自由基，其含有具有1个至约30个碳原子或1个至约12个碳原子或1个至约6个碳原子的碳原子和氢原子(不饱和或饱和)，例如甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基、亚甲基、乙烯等等。
本文所使用的环烷基的代表性实例包含举例来说具有约3个至约30个碳原子或约3个至约6个碳原子的经取代或未经取代的非芳香族单环或多环系统，如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、全氢萘基、金刚烷基和降冰片基、桥连环基团或螺二环基，例如螺-(4,4)-壬-2-基等，任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N等。
用于本文的环烷基烷基的代表性实例包含举例来说含有约4个至约30个碳原子或3个至约6个碳原子的经取代或未经取代的环状的含环自由基，其直接连接到烷基，然后在烷基的任何碳处连接到单体的主结构上，从而产生稳定的结构，例如环丙基甲基、环丁基乙基、环戊基乙基等，其中所述环状环可以任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N等。
用于本文的环烯基的代表性实例包含举例来说含有约3个至约30个碳原子或3个至约6个碳原子以及至少一个碳-碳双键的经取代或未经取代的环状的含环自由基，例如环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基等，其中所述环状环可以任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N等。
用于本文的芳基的代表性实例包含举例来说含约6到约30个碳原子的经取代或未经取代的单芳香族或多芳香族基团，如苯基、萘基、四氢萘基、茚基、联苯基等，任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N等。
用于本文的芳烷基的代表性实例包含举例来说如本文所定义的经取代或未经取代的芳基，其直接与如本文所定义的烷基键合，例如-CH2C6H5、-C2H4C6H5等，其中芳基可以任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N等。
用于本文的酯基团的代表性实例包含举例来说具有1个至20个碳原子的羧酸酯等。
用于本文的醚或含聚醚的基团的代表性实例包含举例来说烷基醚、环烷基醚、环烷基烷基醚、环烯基醚、芳基醚、芳基烷基醚，其中烷基、环烷基、环烷基烷基、环烯基、芳基和芳基烷基如本文所定义。示例性含醚或聚醚的基团包含举例来说氧化烯、聚(氧化烯)，如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、聚(环氧乙烷)、聚(乙二醇)、聚(环氧丙烷)、聚(环氧丁烷)和其混合物或共聚物，具有通式-(R14OR15)t的醚或聚醚基团，其中R14是键，如本文所定义的经取代或未经取代的烷基、环烷基或芳基，并且R15是如本文所定义的经取代或未经取代的烷基、环烷基或芳基，并且t是至少1，等等。
在一说明性实施例中，羟基封端的聚硅氧烷预聚物由式(V)的结构表示：
其中每个R、R1、R2、R3和R4基团独立地表示H或烃基，例如直链或支链经取代或未经取代的C1-C12烷基；p是0至40，例如1至10的整数；q是0至40，例如1至10的整数；z是2至50，例如2至10或2的整数；u是1至100，例如10至40的整数；y是0至40，例如1至10的整数；w是0至40，例如1至10的整数；v是2至50，例如2至10的整数；并且每个Q基团独立地表示含羟基的反应性末端官能团。
在一说明性实施例中，至少一个R1基团表示烃基并且p表示1至40的整数，或者至少一个R2基团表示烃基并且q表示1至40的整数，并且至少一个R3基团表示烃基并且w表示1至40的整数，或者至少一个R4基团表示烃基并且y表示1至40的整数。
在一说明性实施例中，每个R、R1、R2、R3和R4基团独立地表示H或烷基，如甲基、乙基或丙基。
在一说明性实施例中，至少一个R1基团和至少一个R4基团表示烃基；p表示1至40的整数，并且y表示1至40的整数。
在一说明性实施例中，至少一个R2基团和至少一个R3基团表示烃基；q表示1至40的整数，并且w表示1至40的整数。
在一说明性实施例中，含硅酮的化合物是对称的，但也可以采用携带硅酮的化合物的非对称结构。
在一说明性实施例中，其中R1和/或R4表示烃基，p和q分别独立地表示1至5的整数，并且w和y分别独立地表示1至10或5至10的整数。
在一说明性实施例中，其中R3和/或R4表示烃基，w和y分别独立地表示1至5的整数，并且p和q分别独立地表示1至10或5至10的整数。
在一说明性实施例中，Q是OH。
在另一说明性实施例中，羟基封端的聚硅氧烷预聚物由式(Va)的结构表示：
其中R1和R4表示烃基，例如直链或支链经取代或未经取代的C1-C12烷基，如甲基、乙基或丙基；p表示1至40，例如1至10的整数；y表示1至40，例如1至10的整数；q表示1至40，例如5至10的整数；w表示1至40，例如5至10的整数；并且Q、z、R、u和v如上所定义。
在另一说明性实施例中，羟基封端的聚硅氧烷预聚物由式(Vb)的结构表示：
其中R2和R3表示烃基，例如直链或支链经取代或未经取代的C1-C12烷基，如甲基、乙基或丙基；p表示1至40，例如1至10的整数；y表示1至40，例如1至10的整数；q表示1至40，例如5至10的整数；w表示1至40，例如5至10的整数；并且Q、z、R、u和v如上所定义。
在另一说明性实施例中，羟基封端的聚硅氧烷预聚物由式(Vc)的结构表示：
HO-(CH(R1)CH2O)p-(CH2CH2O)q-(CH2)z-Si(R1)2-(OSi(R1)2)u-O-Si(R1)2(CH2)v-(OCH2CH2)w-(OCH2CH(R1))y-OH
(Vc)，
其中每个R1基团是烷基，如甲基、乙基或丙基，并且p、q、z、u、v、w和y如上文所定义。式(Vc)化合物的一个实例是可从银彩公司(Siltech Corporation)获得的2510，其中每个R1基团表示甲基，z是25，p是10，并且y是10。
在一说明性实施例中，所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物的数均分子量可以为约500至约5000道尔顿，如通过例如尺寸排阻色谱法(即，凝胶渗透色谱法)测定的。在一说明性实施例中，所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物的数均分子量可以为约500至约3500道尔顿。在一说明性实施例中，所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物的数均分子量可以为约800至约3000道尔顿。
用于制备所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物的方法是众所周知的并且在本领域技术人员的范围内。另外，聚硅氧烷预聚物也可从例如Gelest、Silar、Shin-Etsu、Momentive和Siltech等来源商购获得。
基于混合物的总重量，所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物可以以范围为约3重量％至约60重量％的量存在于混合物中。在一说明性实施例中，基于混合物的总重量，混合物中的所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物的量可以在约10重量％至约50重量％的范围内。
混合物进一步包含一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿，如通过例如尺寸排阻色谱法(即，凝胶渗透色谱法)测定的。在一说明性实施例中，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量可以等于或大于约1000道尔顿以及至多约50,000,000道尔顿。在一说明性实施例中，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量可以等于或大于约1000道尔顿、或大于10,000道尔顿、或大于25,000道尔顿、或大于50,000道尔顿、或大于100,000道尔顿、或大于250,000道尔顿、或大于500,000道尔顿、或大于750,000道尔顿、或大于1,000,000道尔顿、或大于2,500,000道尔顿、或大于5,000,000道尔顿、或大于10,000,000道尔顿、或大于25,000,000道尔顿以及至多约50,000,000道尔顿。在一说明性实施例中，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量可以小于约50,000,000道尔顿、或小于25,000,000道尔顿、或小于10,000,000道尔顿、或小于5,000,000道尔顿、或小于2,500,000道尔顿、或小于1,000,000道尔顿、或小于750,000道尔顿、或小于500,000道尔顿、或小于250,000道尔顿、或小于100,000道尔顿。
在一说明性实施例中，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇是二官能、三官能或四官能聚噁唑啉多元醇。在一说明性实施例中，双官能聚噁唑啉多元醇是以下之一：每烷基分子具有两个含噁唑啉的羟基的C1-C12烷基聚噁唑啉多元醇，其中所述烷基分子任选地含有醚键和/或酯键中的一个或多个；每芳香族分子具有两个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇；以及每环烷基分子具有两个含噁唑啉的羟基的C3-C20环烷基聚噁唑啉多元醇。在一个实施例中，芳基是苯基。例如，在一个实施例中，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇由式(VI)的结构表示：
其中每个R是羟基；每个R'独立地是烃基，例如烷基、卤代烷基、烯烃基团、炔烃基团、环烷基、卤代环烷基、芳基、卤代芳基、芳烷基和卤代芳烷基；Z是二价键，并且x和y中的每一个独立地是至少1，例如1至至多约200。代表性Z键包含单键、任选地包含醚键的C1-C12亚烷基、C6-C30亚芳基、C7-C30亚烷芳基和C3-C20亚环烷基。
在另一说明性实施例中，三官能聚噁唑啉多元醇是每烷基分子具有三个含噁唑啉的羟基的C1-C12烷基聚噁唑啉多元醇，其中烷基分子任选地含有醚键和/或酯键中的一个或多个。在一说明性实施例中，C1-C12烷基分子可以是到分子的其余部分的直链或支链烷基链分子，其含有1个至12个碳原子或1个至约6个碳原子的碳原子和氢原子(不饱和或饱和)。含有三个噁唑啉的羟基可以相同或不同，并且在与烷基分子的任何连接点处提供。
在另一个说明性实施例中，三官能聚噁唑啉多元醇是每芳香族分子具有三个含有噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇。在一说明性实施例中，C6-C30芳香族可以是含有约6个至约30个碳原子或6个至12个碳原子的经取代或未经取代的单芳香族或多芳香族自由基，例如苯基、萘基、四氢萘基、茚基、联苯基等，任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N。三个含有噁唑啉的羟基可以是相同的或不同的，并且在与芳香族分子的任何连接点处提供。在一个实施例中，芳香族分子是苯基。
在另一个说明性实施例中，三官能聚噁唑啉多元醇是每环烷基分子具有三个含有噁唑啉的羟基的C3-C20环烷基聚噁唑啉多元醇。在一说明性实施例中，C3-C20环烷基分子可以是具有约3个至约20个碳原子或3个至约6个碳原子的经取代或未经取代的非芳香族单环或多环系统，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、全氢萘基、金刚烷基和降冰片基、桥连环基或螺二环基，例如螺-(4,4)-壬-2-基等，任选地含有一个或多个杂原子，例如O和N。含有三个噁唑啉的羟基可以相同或不同，并且在与环烷基分子的任何连接点处提供。
在另一说明性实施例中，四官能聚噁唑啉多元醇是以下之一：每烷基分子具有四个含噁唑啉的羟基的C1-C12烷基聚噁唑啉多元醇，其中所述烷基分子任选地含有醚键和/或酯键中的一个或多个；每芳香族分子具有四个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇；以及每环烷基分子具有四个含噁唑啉的羟基的C3-C20环烷基聚噁唑啉多元醇。在一个实施例中，芳基是苯基。C1-C12烷基分子、C6-C30芳香族分子和C3-C20环烷基分子可以是上述分子中的任一个。在一说明性实施例中，含有四个噁唑啉的羟基可以相同或不同，并且在与烷基分子、芳香族分子和环烷基分子的任何连接点处提供。
可以通过本领域已知的方法制备前述一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
在一实施例中，前述一种或多种聚噁唑啉多元醇可以通过使2-经取代-2-噁唑啉(A-1)经历催化开环聚合，
使用例如引发剂，如含溴的引发剂(A-2)来获得，
(Br)a-Z
(A-2)
其中Z是烃基，并且a是2至4的整数，然后使所得产物与水/碳酸钠混合物或其它合适的终止剂反应以制备聚噁唑啉多元醇。含溴的引发剂的Z烃基可以是任何C1-C30烷基、C6-C30芳香族基团、C3-C20环烷基、C1-C20含酯的基团、C1-C20含聚醚的基团等。C1-C30烷基、C6-C30芳香族基团、C3-C20环烷基、C1-C20含酯的基团以及C1-C20含聚醚的基团可以是上述的任何基团。在存在碱，如三氮杂双环癸烯的情况下，可以使用除水/碳酸钠混合物外的合适的终止剂，包含例如乙醇酸、乳酸、乙二醇、丙二醇等。
在一说明性实施例中，前述一种或多种聚噁唑啉多元醇可以通过使2-经取代-2-噁唑啉(A-1)经历如下文所阐述的催化开环聚合过程来获得。
其中R＝H(乙醇酸)或
R＝CH3(乳酸)
在另一实施例中，前述一种或多种聚噁唑啉多元醇可以通过使2-经取代-2-噁唑啉(A-1)经历如下文所阐述的催化开环聚合过程来获得。
其中R＝H(乙二醇)或
R＝CH3(丙二醇)
因此，用于本文的合适的烷基取代的噁唑啉是由下式表示的2-烷基取代的噁唑啉：
其中R是具有1个至12个碳原子的烷基。在一说明性非限制性实施例中，本文使用的2-烷基取代的噁唑啉是2-异丙烯基-2-噁唑啉。因此，在一说明性实施例中，如上文所示的在催化开环聚合过程中的聚(2-烷基噁唑啉)重复单元表示如下：
其中R是具有1个至12个碳原子的烷基。
基于混合物的总重量，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇可以以范围为约5重量％至约65重量％的量存在于混合物中。在一说明性实施例中，基于混合物的总重量，混合物中的所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的量可以在约10重量％至约45重量％的范围内。
在一说明性实施例中，混合物将进一步含有用于进行反应以制备聚合产物的催化剂。合适的氨基甲酸酯催化剂包含例如羧酸的亚锡盐，如辛酸亚锡、油酸亚锡、乙酸亚锡和月桂酸亚锡；二羧酸二烷基锡，如二月桂酸二丁基锡和二乙酸二丁基锡，其是本领域已知的氨基甲酸酯催化剂，叔胺和硫醇甲基锡也是如此。
所采用的催化剂的量通常占催化的混合物的约0.005重量％至约5重量％，这取决于异氰酸酯的性质。
混合物可以进一步含有其它单体。在一说明性实施例中，混合物可以进一步包含一种或多种抗氧化剂。合适的抗氧化剂可以是通常用于聚氨酯的任何抗氧化剂，例如BHA(丁基羟基苯甲醚)、BHT(丁基羟基甲苯)和抗坏血酸等。基于混合物的总重量，所述一种或多种抗氧化剂可以以下量使用：约0.01重量％至约10重量％、或约0.1重量％至约5重量％或约0.2重量％至约1重量％。
在另一说明性实施例中，混合物可以进一步包含一种或多种末端官能化的表面活性剂。合适的末端官能化的表面活性剂包含举例来说如上文所讨论的泊洛沙姆，如普朗尼克和反向普朗尼克，以及泊洛沙明，如特窗酸和反向特窗酸。
泊洛沙姆和反向泊洛沙姆具有可以末端官能化的末端羟基。末端官能化的泊洛沙姆的一个实例是泊洛沙姆二甲基丙烯酸酯(例如，F127二甲基丙烯酸酯)，如美国专利申请公开第2003/0044468号中所公开的。其它实例包含聚乙二醇和聚丙二醇的缩水甘油基封端的共聚物，如美国专利第6,517,933号中所公开的。
泊洛沙姆和/或泊洛沙明可以被官能化以在分子的末端处提供期望的反应性。官能度可以变化，并且基于官能化的含PEO和PPO的嵌段共聚物的预期用途来确定。也就是说，含有PEO和PPO的嵌段共聚物反应以提供与预期的装置形成混合物互补的末端官能度。
以下提供了可以使含PEO和PPO的嵌段共聚物末端官能化的反应序列的代表性实例。
前述反应序列仅是用于为含PEO和PPO的嵌段共聚物提供官能化末端的反应的示例性但非限制性实例。应当理解，本领域的普通技术人员将能够在不进行过多的实验的情况下确定其它反应方法。还应当理解，所示的任何特定嵌段共聚物分子仅为参考材料的多分散群体的一个链长。
在一个实施例中，末端官能化的表面活性剂选自由以下组成的组：具有至少一个末端官能化的泊洛沙姆；具有至少一个末端官能化的反向泊洛沙姆；具有至少一个末端官能化的泊洛沙明；具有至少一个末端官能化的反向泊洛沙明和其混合物。
通常，基于混合物的总重量，末端官能化的表面活性剂将以以下量存在于混合物中：约0.01重量％至约20重量％、或约1重量％至约10重量％或约3重量％至约6重量％。
混合物可以根据需要且在不损害本文所公开的说明性实施例的目的和作用的限制内进一步含有各种添加剂，例如一种或多种紫外(UV)阻断剂、着色剂、润滑剂、内部润湿剂、增韧剂等以及本领域众所周知的其它成分。
说明性实施例的生物医学装置，例如隐形眼镜或人工晶状体可以通过聚合上述混合物来制备以形成随后可以通过例如车削、注射模制、压缩模制、切割等形成为适当形状的产物。例如，在产生隐形眼镜时，可以使初始混合物在管中聚合以提供棒状制品，然后将所述棒状制品切割成纽扣状物。然后可以将纽扣状物车削到隐形眼镜中。
可替代地，如隐形眼镜等生物医学装置可以例如通过旋转浇铸和静态浇铸方法从混合物中直接浇铸在模具，例如聚丙烯模具中。旋转浇铸方法公开于美国专利第3,408,429号和第3,660,545号中，并且静态浇铸方法公开于美国专利第4,113,224号、第4,197,266号和第5,271,875号中。旋转浇铸方法涉及将待聚合的混合物注入模具中，并且在将混合物暴露于辐射源(如UV光)的同时以受控方式旋转模具。静态浇铸方法涉及在两个模具部分之间注入混合物，一个模具部分成形为形成前镜片表面并且另一个模具部分成形为形成后镜片表面，并且使混合物固化，同时保留在模具组合件中形成镜片。美国专利第5,271,875号描述了静态铸塑方法，所述方法允许在由后模和前模限定的模腔中模制完成的镜片。作为另外的方法，美国专利第4,555,732号公开了这样一种工艺：通过在模具中旋转浇铸来固化过量的混合物，以形成具有前镜片表面和相对较大厚度的成形制品，并且随后对经固化的旋转浇铸制品的后表面进行车削以提供具有期望厚度和后镜片表面的隐形眼镜。
聚合可以在反应介质中进行，例如使用合适溶剂的溶液或分散体。通常，聚合反应可以进行约15分钟至约72小时。如果需要的话，可以将所得聚合产物在真空下干燥例如约5到约72小时或在使用前留在水溶液中。
混合物的聚合将产生聚合物，所述聚合物在水合时优选地形成水凝胶。当产生水凝胶镜片时，混合物可以进一步至少包含稀释剂，例如PEG醚稀释剂，当将聚合产物水合以形成水凝胶时，所述稀释剂最终被水替代。可以使用的稀释剂的最大量将取决于溶胀稀释剂(产生最终聚合物)的量。当稀释剂在水合时被水替代时，过度溶胀将或可能导致共聚物塌陷。通常，水凝胶的水含量如上文所描述。所使用的稀释剂的量应小于约50重量％，并且在大多数情况下，稀释剂含量将小于约30重量％。然而，在特定聚合物系统中，实际极限将由各种单体在稀释剂中的溶解度指示。为了产生光学透明的共聚物，重要的是，不会在共聚单体与稀释剂之间或在稀释剂与最终共聚物之间发生导致视觉不透明的相分离。
如果需要的话，可能需要在边缘精修操作之前从镜片除去残留的稀释剂，所述边缘精修操作可以在环境压力或近环境压力下或在真空下通过蒸发来完成。可以采用升高的温度来缩短蒸发稀释剂所需的时间。如本领域技术人员可以容易确定的，用于溶剂除去步骤的时间、温度和压力条件将根据如稀释剂和特定单体组分的挥发性等因素而变化。如果需要的话，用于产生水凝胶镜片的混合物可以进一步包含现有技术中已知的用于制备水凝胶材料的交联剂和润湿剂。
本文所获得的生物医学装置，如隐形眼镜可以经历任选的机加工操作。例如，任选的机加工步骤可以包含磨光或抛光镜片边缘和/或表面。通常，此类机加工工艺可以在产品从模具零件上释放之前或之后进行，例如，通过采用真空镊子将镜片从模具中取出来从模具中干法释放镜片，然后借助于机械镊子将镜片转移到第二组真空镊子并且抵靠旋转表面放置以使表面或边缘平滑。然后，可以翻转镜片以对镜片的另一边进行机加工。
然后可以将镜片转移到含有缓冲盐溶液的单独镜片包装中。可以在转移镜片之前或之后将盐溶液添加到包装中。适当的包装设计和材料是本领域已知的。塑料包装可释放地用薄膜密封。适合的密封薄膜是本领域已知的，并且包含箔、聚合物膜和其混合物。然后，对含有镜片的密封包装进行灭菌以确保无菌产物。
如本领域技术人员将容易理解的是，上文所描述的模制和包装过程中可以包含其它步骤。此类其它步骤可以包含例如涂覆所形成的镜片，在形成期间对镜片进行表面处理(例如，通过模具转移)，检查镜片，丢弃有缺陷的镜片，清洁半模，重新使用半模等以及其组合。
提供以下实例以使本领域技术人员能够实践本发明，并且以下实例仅是说明性的。实例不应被认为限制如权利要求中所限定的本发明的范围。
实例1
根据以下反应方案制备聚噁唑啉，所述聚噁唑啉的数均分子量为400道尔顿并且重均分子量为1900道尔顿。
通过注射器向配备有塞子和搅拌棒以及冷凝器的火焰干燥的250mL 2颈圆底烧瓶中添加2-乙基-2-噁唑啉(25mL)、乙二醇双(2-溴丙酸酯)(0.568g)和乙腈(55mL)。在N2(g)下将烧瓶置于80℃油浴中，并且允许搅拌过夜。通过添加碳酸氢钠(0.12克)和去离子(DI)水(0.2mL)终止反应，并允许搅拌一小时。将所得聚合物沉淀到约1500mL二乙醚中，过滤，并在真空烘箱中干燥。
实例2
根据以下反应方案制备聚噁唑啉，所述聚噁唑啉的数均分子量为5,000道尔顿。
通过注射器向配备有塞子和搅拌棒以及冷凝器的火焰干燥的250mL 2颈圆底烧瓶中添加2-乙基-2-噁唑啉(25mL)、α,α'-二溴-对二甲苯(0.45克)和乙腈(55mL)。在N2(g)下将烧瓶置于80℃油浴中，并且允许搅拌过夜。通过添加碳酸氢钠(0.12克)和DI水(0.2mL)终止反应，并允许搅拌一小时。将所得聚合物沉淀到约1500mL二乙醚中，过滤，并在真空烘箱中干燥。
实例3
根据以下反应方案制备聚噁唑啉，所述聚噁唑啉的数均分子量为700道尔顿并且重均分子量为7,700道尔顿。
通过注射器向配备有塞子和搅拌棒以及冷凝器的火焰干燥的250mL 2颈圆底烧瓶中添加2-乙基-2-噁唑啉(25mL)、1,6-二溴己烷(0.26mL)和乙腈(55mL)。在N2(g)下将烧瓶置于80℃油浴中，并且允许搅拌过夜。通过添加碳酸氢钠(0.12克)和DI水(0.2mL)终止反应，并允许搅拌一小时。将所得聚合物沉淀到约1500mL二乙醚中，过滤，并在真空烘箱中干燥。
实例4
根据以下反应方案制备聚噁唑啉，所述聚噁唑啉的数均分子量为800道尔顿并且重均分子量为14,400道尔顿。
通过注射器向配备有塞子和搅拌棒以及冷凝器的火焰干燥的250mL 2颈圆底烧瓶中添加2-乙基-2-噁唑啉(25mL)、1,2,5,6-四(溴甲基)苯(0.77g)和乙腈(55mL)。在N2(g)下将烧瓶置于80℃油浴中，并且允许搅拌过夜。通过添加碳酸氢钠(0.12克)和DI水(0.2mL)终止反应，并允许搅拌一小时。将所得聚合物沉淀到约1500mL二乙醚中，过滤，并在真空烘箱中干燥。
实例5
根据以下反应方案制备聚噁唑啉，所述聚噁唑啉的数均分子量为4,900道尔顿并且重均分子量为9,135道尔顿。
向火焰干燥的250mL 2颈圆底烧瓶中添加4,4'-双(溴甲基)联苯基(0.54g；0.0016mol)和20mL无水乙腈。然后，通过注射器添加2-乙基-2-噁唑啉(24.55g；0.2476mol)。将烧瓶置于80℃的预热油浴中，持续约6小时，以在醚中产生聚合物，并且然后冷却。依次添加乙醇酸(2.20g；0.037mol)和三乙胺(1.24g；0.012mol)，并将其置于50℃的预热油浴中过夜。添加另外的溶剂(约5mL)以保持反应搅拌。
将混合物冷却，用二氯甲烷(400mL)稀释，用饱和碳酸氢钠水溶液(2x 300mL)和饱和氯化钠水溶液(1x 300mL)洗涤。将合并的碳酸氢盐萃取物用1x 400mL二氯甲烷反萃取。将合并的有机物经硫酸镁干燥并蒸发。接下来，将二氯甲烷(约100mL)添加到残留物中并沉淀到醚中。将聚合物收集、干燥、再溶解于二氯甲烷中并沉淀到醚中。将固体过滤、冲洗并在室温下在家用真空烘箱中干燥几天。将白色固体收集(18.60g)(76％)。
实例6
基于聚噁唑啉的含硅酮的聚氨酯的制备。
向配备有塞子、搅拌棒、另外的漏斗和冷凝器的火焰干燥的250mL 2颈圆底烧瓶中，并在氮气下维持干燥环境，添加实例2的聚噁唑啉聚合物(6.43克)以及1,2-二氯乙烷(76mL/100克混合物)。在聚合物溶解之后，添加2510(45.89克)、三乙二醇(13.14克)和二月桂酸二丁基锡(0.05克)。将烧瓶置于加热的油浴(80℃)中并搅拌以合并组分。接下来，通过注射器添加4,4'-亚甲基双(异氰酸环己酯)(34.50克)。将反应混合物在氮气下搅拌最少2小时，同时维持80℃。然后将反应混合物冷却至室温并倒在经处理的玻璃板上以制备薄膜。将溶剂在罩中蒸发过夜。
为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本文所公开的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合提供。说明性实施例具体涵盖实施例的所有组合，并且在本文中公开，就好像每个和每个组合被单独和明确地公开一样。另外，描述这些变量的实施例中列出的所有子组合也被明确地涵盖在本发明调配物中，并且在本文中公开，如同每个此类子组合在本文中单独和明确地公开一样。
将理解，可对本文中所公开的实施例进行各种修改。因此，以上说明不应该被解释为限制性的，但是仅作为优选实施例的例示。例如，上文所描述的并且实施为用于操作本文所公开的实施例的最佳模式的功能仅用于说明目的。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以实施其它布置和方法。此外，所属领域技术人员将构想出在所附特征和优点的范围和精神内的其它修改。

Claims (54)

1.一种生物医学装置，其是混合物的聚合产物，所述混合物包括：
(a)一种或多种双官能异氰酸酯；
(b)一种或多种多元醇；
(c)一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及
(d)一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
2.根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述一种或多种双官能异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述一种或多种双官能异氰酸酯具有式OCN-R1-NCO，其中R1是直链或支链C3-C18亚烷基、未经取代或经取代的C6-C10亚芳基、未经取代或经取代的C7-C18亚芳烷基、C6-C10亚芳基-C1-C2亚烷基-C6-C10亚芳基、C3-C8亚环烷基、C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基、C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基-C3-C8亚环烷基或C1-C6亚烷基-C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基。
4.根据权利要求1至3所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多元醇具有约2个至约50个碳原子和至少2个羟基。
5.根据权利要求1至3所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多元醇选自由以下组成的组：二醇、三醇、叔胺多元醇、烷氧基化多元醇、聚醚多元醇和其混合物。
6.根据权利要求5所述的生物医学装置，其中所述二醇选自由以下组成的组：乙二醇；二甘醇；三乙二醇；丙二醇；二丙二醇；三亚甲基二醇；丁二醇；新戊二醇；2,2-二甲基-1,3丙二醇；1,6-己二醇；2-甲基-1,3-丙二醇；1,3-丙二醇；1,3-丁二醇；1,4-丁二醇；1,5-戊二醇；丙酸3-羟基-2,2-二甲基丙基-3-羟基-2,2-二甲酯；1,2-环己二醇；1,3-环己二醇；1,3-环己二甲醇；1,4-环己二甲醇；间苯二酚；对苯二酚；由环氧乙烷、环氧丙烷和其混合物缩合衍生的聚(氧化烯)多元醇。
7.根据权利要求5所述的生物医学装置，其中所述三醇选自由以下组成的组：甘油、二甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇、甘露醇和其混合物。
8.根据权利要求5所述的生物医学装置，其中所述叔胺多元醇选自由以下组成的组：三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-正丁基二乙醇胺、N-叔丁基二乙醇胺、N-双(2-羟乙基)十八烷基胺、双(2-羟乙基)椰油烷基胺、双(2-羟乙基)油胺、乙氧基化(EO)叔胺、丙氧基化(PO)叔胺和混合的EO/PO叔胺和其混合物。
9.根据权利要求5所述的生物医学装置，其中所述烷氧基化多元醇包括一种或多种聚氧乙烯二醇。
10.根据权利要求5所述的生物医学装置，其中所述聚醚多元醇包括泊洛沙姆嵌段共聚物(poloxamer block copolymer)。
11.根据权利要求5所述的生物医学装置，其中所述聚醚多元醇包括泊洛沙明嵌段共聚物(poloxamine block copolymer)。
12.根据权利要求1至11所述的生物医学装置，其中所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物具有下式：
其中每个R、R1、R2、R3和R4基团独立地表示H或烃基；p是0至40的整数；
q是0至40的整数；z是2至50的整数；u是1至100的整数；y是0至40的整数；
w是0至40的整数；v是2至50的整数；并且每个Q基团独立地表示含羟基的反应性末端官能团。
13.根据权利要求1至12所述的生物医学装置，其中所述一种或多种聚噁唑啉多元醇包括一种或多种双官能、三官能和四官能聚噁唑啉多元醇。
14.根据权利要求1至12所述的生物医学装置，其中所述一种或多种聚噁唑啉多元醇具有下式：
其中每个R是羟基；每个R'独立地是烷基、卤代烷基、烯烃基团、炔烃基团、环烷基、卤代环烷基、芳基、卤代芳基、芳烷基和卤代芳烷基；Z是二价键，并且x和y中的每一个独立地是至少1。
15.根据权利要求13所述的生物医学装置，其中所述一种或多种双官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每分子具有两个含噁唑啉的羟基的聚噁唑啉多元醇。
16.根据权利要求13所述的生物医学装置，其中所述一种或多种双官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种以下：每烷基分子具有两个含噁唑啉的羟基的C1-C12烷基聚噁唑啉多元醇，其中所述烷基分子任选地含有醚键和/或酯键中的一个或多个；每芳香族分子具有两个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇；以及每环烷基分子具有两个含噁唑啉的羟基的C3-C20环烷基聚噁唑啉多元醇。
17.根据权利要求15或16所述的生物医学装置，其中所述含噁唑啉的羟基中的每一个具有1个至约200个重复噁唑啉单元。
18.根据权利要求16或17所述的生物医学装置，其中所述一种或多种双官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每芳香族分子具有两个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇，并且其中所述芳香族分子是苯基或联苯基。
19.根据权利要求13所述的生物医学装置，其中所述一种或多种三官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每分子具有三个含噁唑啉的羟基的聚噁唑啉多元醇。
20.根据权利要求13所述的生物医学装置，其中所述一种或多种三官能聚噁唑啉多元醇是以下：一种或多种每烷基分子具有三个含噁唑啉的羟基的C1-C12烷基聚噁唑啉多元醇，其中所述烷基分子任选地含有醚键和/或酯键中的一个或多个；一种或多种每芳香族分子具有三个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇；以及一种或多种每环烷基分子具有三个含噁唑啉的羟基的C3-C20环烷基聚噁唑啉多元醇。
21.根据权利要求19或20所述的生物医学装置，其中所述含噁唑啉的羟基中的每一个具有1个至约200个重复噁唑啉单元。
22.根据权利要求20或21所述的生物医学装置，其中所述一种或多种三官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每芳香族分子具有三个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇，并且其中所述芳香族分子是苯基或联苯基。
23.根据权利要求13所述的生物医学装置，其中所述一种或多种四官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每分子具有四个含噁唑啉的羟基的聚噁唑啉多元醇。
24.根据权利要求13所述的生物医学装置，其中所述一种或多种四官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每烷基分子具有四个含噁唑啉的羟基的C1-C12烷基聚噁唑啉多元醇，其中所述烷基分子任选地含有醚键和/或酯键中的一个或多个；一种或多种每芳香族分子具有四个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇；以及一种或多种每环烷基分子具有四个含噁唑啉的羟基的C3-C20环烷基聚噁唑啉多元醇。
25.根据权利要求23或24所述的生物医学装置，其中所述含噁唑啉的羟基中的每一个具有1个至约200个重复噁唑啉单元。
26.根据权利要求24或25所述的生物医学装置，其中所述一种或多种四官能聚噁唑啉多元醇是一种或多种每芳香族分子具有四个含噁唑啉的羟基的C6-C30芳香族聚噁唑啉多元醇，并且其中所述芳香族分子是苯基或联苯基。
27.根据权利要求1至26所述的生物医学装置，其中所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿以及至多约50,000,000道尔顿。
28.根据权利要求1至27所述的生物医学装置，其中所述混合物进一步包括催化量的一种或多种催化剂。
29.根据权利要求1至28所述的生物医学装置，其中所述混合物进一步包括至少一种含硅酮的单体。
30.根据权利要求1至29所述的生物医学装置，其是隐形眼镜。
31.根据权利要求1至29所述的生物医学装置，其是水凝胶隐形眼镜。
32.根据权利要求1至29所述的生物医学装置，其是人工晶状体。
33.根据权利要求1至32所述的生物医学装置，其中所述聚合产物是热固性聚合产物。
34.根据权利要求1至33所述的生物医学装置，其中所述混合物包括：
(a)基于所述混合物的总重量，约20重量％至约60重量％的所述一种或多种双官能异氰酸酯；
(b)基于所述混合物的总重量，约10重量％至约70重量％的所述一种或多种多元醇；
(c)基于所述混合物的总重量，约3重量％至约60重量％的所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及
(d)基于所述混合物的总重量，约5重量％至约65重量％的所述一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
35.根据权利要求1至33所述的生物医学装置，其中所述混合物包括：
(a)基于所述混合物的总重量，约30重量％至约45重量％的所述一种或多种双官能异氰酸酯；
(b)基于所述混合物的总重量，约12重量％至约20重量％的所述一种或多种多元醇；
(c)基于所述混合物的总重量，约10重量％至约50重量％的所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及
(d)基于所述混合物的总重量，约10重量％至约45重量％的所述一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
36.一种制造生物医学装置的方法，所述方法包括：
(a)提供混合物，所述混合物包括(i)一种或多种双官能异氰酸酯；(ii)一种或多种多元醇；(iii)一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及(iv)一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿；
(b)使所述混合物经历聚合条件以提供聚合装置；以及
(c)使所述聚合装置水合。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述一种或多种双官能异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯。
38.根据权利要求36所述的方法，其中所述一种或多种双官能异氰酸酯具有式OCN-R1-NCO，其中R1是直链或支链C3-C18亚烷基、未经取代或经取代的C6-C10亚芳基、未经取代或经取代的C7-C18亚芳烷基、C6-C10亚芳基-C1-C2亚烷基-C6-C10亚芳基、C3-C8亚环烷基、C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基、C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基-C3-C8亚环烷基或C1-C6亚烷基-C3-C8亚环烷基-C1-C6亚烷基。
39.根据权利要求36至38所述的方法，其中所述一种或多种多元醇具有约2个至约50个碳原子和至少2个羟基。
40.根据权利要求36至38所述的方法，其中所述一种或多种多元醇选自由以下组成的组：二醇、三醇、叔胺多元醇、烷氧基化多元醇、聚醚多元醇和其混合物。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述一种或多种烷氧基化多元醇包括一种或多种聚氧乙烯二醇。
42.根据权利要求40所述的方法，其中所述一种或多种聚醚多元醇包括泊洛沙姆嵌段共聚物和泊洛沙明嵌段共聚物中的一个或多个。
43.根据权利要求36至42所述的方法，其中所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物具有下式：
其中每个R、R1、R2、R3和R4基团独立地表示H或烃基；p是0至40的整数；
q是0至40的整数；z是2至50的整数；u是1至100的整数；y是0至40的整数；
w是0至40的整数；v是2至50的整数；并且每个Q基团独立地表示含羟基的反应性末端官能团。
44.根据权利要求36至43所述的方法，其中所述一种或多种聚噁唑啉多元醇包括一种或多种双官能、三官能和四官能聚噁唑啉多元醇。
45.根据权利要求36至43所述的方法，其中所述一种或多种聚噁唑啉多元醇具有下式：
其中每个R是羟基；每个R'独立地是烷基、卤代烷基、烯烃基团、炔烃基团、环烷基、卤代环烷基、芳基、卤代芳基、芳烷基和卤代芳烷基；Z是二价键，并且x和y中的每一个独立地是至少1。
46.根据权利要求36至45所述的方法，其中所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿以及至多约50,000,000道尔顿。
47.根据权利要求36至46所述的方法，其中所述混合物进一步包括催化量的一种或多种催化剂。
48.根据权利要求36至47所述的方法，其中所述混合物进一步包括至少一种含硅酮的单体。
49.根据权利要求36至48所述的方法，其是隐形眼镜。
50.根据权利要求36至48所述的方法，其是水凝胶隐形眼镜。
51.根据权利要求36至48所述的方法，其是人工晶状体。
52.根据权利要求36至51所述的方法，其中所述聚合产物是热固性聚合产物。
53.根据权利要求36至52所述的方法，其中所述混合物包括：
(a)基于所述混合物的总重量，约20重量％至约60重量％的所述一种或多种双官能异氰酸酯；
(b)基于所述混合物的总重量，约10重量％至约70重量％的所述一种或多种多元醇；
(c)基于所述混合物的总重量，约3重量％至约60重量％的所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及
(d)基于所述混合物的总重量，约5重量％至约65重量％的所述一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
54.根据权利要求36至52所述的方法，其中所述混合物包括：
(a)基于所述混合物的总重量，约30重量％至约45重量％的所述一种或多种双官能异氰酸酯；
(b)基于所述混合物的总重量，约12重量％至约20重量％的所述一种或多种多元醇；
(c)基于所述混合物的总重量，约10重量％至约50重量％的所述一种或多种羟基封端的聚硅氧烷预聚物；以及
(d)基于所述混合物的总重量，约10重量％至约45重量％的所述一种或多种聚噁唑啉多元醇，所述一种或多种聚噁唑啉多元醇的重均分子量等于或大于约1000道尔顿。
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