TWI464209B

TWI464209B - 包含至少一排除體積聚合物之聚合性組成物

Info

Publication number: TWI464209B
Application number: TW096140893A
Authority: TW
Inventors: Brian John Tighe; Muriel Nasso; Beverley Benning; Molock, Jr
Original assignee: Johnson & Johnson Vision Care
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2014-12-11
Also published as: AU2007231716A1; US7968650B2; BRPI0705960A2; KR101467952B1; EP1918310B1; EP2484705A3; HK1173164A1; CA2608855A1; EP2484703A2; TW200844172A; EP2484704A3; HK1173163A1; EP2484705A2; CA2608855C; EP2484703A3; US8883874B2; EP2484705B1; US20080114123A1; EP2484704A2; KR20080039326A

Description

包含至少一排除體積聚合物之聚合性組成物

相關之申請案

本發明係聲稱得自美國暫時性申請案序號60/863755之優先權，將其整體內容併入本文供參考。

隱形眼鏡可用於增進視力為周知，各種隱形眼鏡已被商業地製造多年，水凝膠隱形眼鏡時下倍受歡迎，這些鏡片戴用時常較製自硬質材料之隱形眼鏡舒適。

用於每日及每週戴用之一種受歡迎的隱形眼鏡材料為Etafilcon，其係以甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)與少量的甲基丙烯酸為基質，酸性部份增加HEMA材料之親水性，使成為較舒適的鏡片。

製自矽酮水凝膠之隱形眼鏡已被揭示，相較於傳統的鏡片(如：以HEMA為基質之鏡片)，矽酮水凝膠隱形眼鏡容許較大量的氧穿越鏡片到達眼睛，然而矽酮材料並非本性地可潤溼，故塗覆物及潤溼劑被用於改善鏡片的可潤溼性。黏蛋白球習知發生於一些矽酮水凝膠隱形眼鏡戴用者，其係由眼瞼與材料間之剪力所造成，長期之影響尚待觀察。

發明概述

本發明係有關於一種組成物，其包括一種包含至少一排除體積聚合物之聚合物。

本發明另外有關於一種裝置，生成自一種水合的聚合物，及至少一排除體積之聚合物，於一足以充當滲透驅動件之濃度。

本發明另外有關於一種方法，其包括添加至少一排除體積之聚合物於至少一種基質內或其上。

圖之敘述

圖1為一圖顯示：於諸實例中所使用之動態蒸汽吸收分析儀。

圖2為一圖顯示：控制鏡片與依本發明鏡片之相對質量喪失，其對於時間之函數。

圖3為一圖顯示：三種可購得之鏡片與一健康人的角膜樣品之相對質量喪失，其對於時間之函數。

發明詳述

於此所使用之排除體積聚合物為聚合物，其包括可水合之聚陰離子，其藉於帶電狀態之電排斥作用，使陰離子基團之尺寸具有能力可將其他基團自其被加入之表面排除。於一具體實例中，可水合之聚陰離子具有一排除體積大於羧酸酯基團於生理pH，如：介於約5至約8之間，所具有者。適合的陰離子基團包括：磷酸鹽、膦酸鹽、硼酸鹽、硫酸鹽、磺酸鹽、其併合物及類同物。於一具體實例中，陰離子基團包括至少一種磺酸鹽基團，於另一具體實例中，陰離子基團為磺酸鹽。

排除體積聚合物可生成自反應性陰離子單體，其包括可水合之聚陰離子基團與至少一種反應性基團，其容許將反應性陰離子單體加入排除體積聚合物。

適合的反應性陰離子單體之實例包括：R-L-A其中R為一反應性基團，L為一連結基團，及A為一如前定義之陰離子基團。

反應性基團，R，包括可進行下者之基團：自由基及/或陽離子聚合反應、縮合聚合反應、開環聚合反應、及類同者。自由基反應性基團之非限制性實例包括：(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C_1-6 烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、C_1-6 烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺、C_2-12 烯基、C_2-12 烯基苯基、C_2-12 烯基萘基、C_2-6 烯基苯基C_1-6 烷基、O-乙烯基胺基甲酸酯、及O-乙烯基碳酸酯。陽離子反應性基團之非限制性實例包括：乙烯基醚、或環氧化物基團、及其混合物。於一具體實例中，反應性基團包括：(甲基)丙烯酸酯、丙烯基氧基、(甲基)丙烯醯胺、及其混合物。於此所用之”(甲基)丙烯酸酯”一併包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。

能進行縮合聚合反應之基團，其非限制性實例包括：醇、酯、羧酸、異氰酸酯、酐、能進行鹵化物置換之基團，如：苯基氯化物、其併合物及類同物。

能進行開環聚合反應之基團，其非限制性實例包括：羥基之環狀衍生物、及胺基羧基環狀酸(amino carboxyxylic acid)、環狀醚、環狀酯、環狀醯胺、其併合物及類同物。

能進行開環聚合反應之基團，其非限制性實例包括：環狀醚、環狀酯、環狀醯胺、其併合物及類同物。

L為二價的連結基團，其包括：具有1至12個碳原子之經取代及未取代的伸烷基，可為直鏈或分支、聚醚、噁唑啉、經取代及未取代之雜環基團。適合的取代基包括：芳基、胺、醚、醯胺、羥基基團、其併合物及類同物。於另一具體實例中，L包括具有2至8個碳原子之直鏈或分支的伸烷基基團。於一具體實例中，依本發明之反應性陰離子具下式H₂ C=C(R₂ )-CO₂ -(CH₂ )_n -A其中R係選自：-H、-CH₃ 、-CH₂ CO₂ -(CH₂ )_n -A，其中n為一介於2與8之間的整數，及A之定義同前，於一具體實例中，n為2至6。

反應性陰離子單體可為自身或與共聚單體聚合者，使生成排除體積聚合物，適合的排除體積聚合物可具有廣泛範圍的分子量，只要是有所欲的可水合聚陰離子濃度存在於基質表面，此可藉將3個或更多重複單元之寡聚物接枝於基質上，或藉添加具有於廣泛範圍分子量之聚合物，予以達成。因此排除體積聚合物可為一種寡聚物，其具有分子量至少約500，或可為一種聚合物，其具有分子量至少約1000，於某些實例中，介於約1000與數百萬之間，使用於此技藝中所習知的任何方法，如：凝膠滲透色譜法(GPC)、黏度、及類同者測量。亦可使用具有不同分子量之排除體積聚合物之混合物，例如：於某些實例中，可意欲使用一種排除體積聚合物之混合物，其每一種聚合物具有不同的分子量。於一非限制性的實例中，其意欲具有陰離子基團接近基質表面，而且自基質表面至少有二個不同的排除體積聚合物予以隔開，可使用一個具有一少於約10,000的相對低分子量，及第二個排除體積聚合物具有一大於約100,000的高分子量，使用依本發明之教導，其他的組合對精於此方面技藝者為顯見。

適合用於本發明之排除體積聚合物為水解地穩定，於某些實例中亦為熱穩定。

通常一種生理可相容的陽離子係離子地結合至陰離子基團，當依本發明之基質為一種眼的裝置，如：隱形眼鏡時，適合的陽離子包括：Li⁺ 、Na⁺ 、K⁺ 、NH₄ ⁺ 、Mg⁺ 、Zn⁺ 、Ag⁺ 、其併合物及類同者。於某些實例中，陽離子包括：Na⁺ 、K⁺ 、NH₄ ⁺ 、及其混合物。其他的陽離子亦可以鹽存在於溶液中，其被與依本發明之眼的裝置一同使用，包括但非限制性：Ca⁺ 、Mg⁺ 、Zn⁺ 、Ag⁺ 、及類同者。

適合的反應性陰離子單體，其實例包括但非限制性：2-(丙烯醯胺基)-2-甲基丙烷磺酸鈉、3-磺丙基(甲基)丙烯酸鉀鹽、3-磺丙基(甲基)丙烯酸鈉鹽、二3-磺丙基衣康酸二鈉鹽、二3-磺丙基衣康酸二鉀鹽、乙烯基磺酸鈉鹽、乙烯基磺酸鹽、苯乙烯磺酸鹽、及其混合物。

於某些實例中，排除體積聚合物亦可生成自反應性陰離子單體，其中L包括胺官能性，這些胺官能的反應性陰離子單體具有一平衡的帶電，對於意欲低溶脹的基質可能為所欲，然而為了達成所欲的滲透效果，至少約20%之排除體積聚合物應包括衍生自反應性陰離子單體之重複單元。

排除體積聚合物包括介於約20與約80重量%衍生自反應性陰離子單體之重複單元，於某些實例中，介於約40與約75重量%。

排除體積聚合物亦可包括共聚單體，這些共聚單體可以任意方式分佈遍及排除體積聚合物，包括：無規地分佈、以嵌段分佈、或其組合。於一具體實例中，當存在共聚單體時，其被分佈遍及聚合物，致使其不會於被陰離子排除之體積中產生大幅的缺口。於諸具體實例中，其中排除體積聚合物為經由親合性之互動與鏡片結合者，排除體積聚合物可包括具有與鏡片聚合物類似性能之共聚單體之嵌段。例如：對於包括矽酮的隱形眼鏡，共聚單體可為一疏水性嵌段，如：己烯，或可為一懸垂的疏水性嵌段，如：懸垂的矽氧烷基團。

於一具體實例中，共聚單體可選自單官能的親水性單體，例如，但非限制性：包含丙烯酸或乙烯基之單體。詞語”乙烯基-類型”或”包含乙烯基”的單體係指單體，其包含乙烯基基團(-CH=CH₂ )，通常具有高度反應性，此類親水性包含乙烯基之單體，習知為相對地容易聚合。

”丙烯酸-類型”或”包含丙烯酸”之單體為那些包含丙烯酸基團：(CH₂ =CRCOX)之單體，其中R為H或CH₃ ，及X為O或N，其亦習知可容易地聚合，例如：N,N-二甲基丙烯醯胺(DMA)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸丙三醇酯、2-羥基乙基甲基丙烯醯胺、羥基乙基丙烯醯胺、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸、及丙烯酸。

可用作共聚單體之親水性包含乙烯基之單體，包括：N-乙烯醯胺、N-乙烯內醯胺(例如：N-乙烯基吡咯啶酮或NVP)、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基-N-甲基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基甲醯胺、N-乙烯甲醯胺、2,2-二甲氧基-1-羥基丙烯醯胺、羥基甲基二丙酮丙烯醯胺、N-丙烯醯嗎啉、羥基甲基丙烯醯胺、其併合物及類同物。

其他可被用於本發明之親水性單體包括：聚氧基伸乙基多元醇，其具有一個或多個終端的羥基基團被包含可聚合雙鍵之官能性基團所取代者，實例包括：聚乙二醇、乙氧化之烷基葡萄糖苷、及乙氧化之雙酚A，與一或更多莫耳當量之一種封端基團，如：甲基丙烯酸異氰酸基乙酯("IEM")、甲苯醯位變(toluylmeta)異氰酸酯(TMI)、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯醯氯、乙烯基苯醯氯、或類同物，反應，以製得一種聚伸乙基多元醇，其具有一個或多個終端可聚合的烯性基團，其經由連結部份，如：胺基甲酸酯或酯基團，鍵結至聚伸乙基多元醇。

其他的實例為：親水性乙烯基碳酸酯或乙烯基胺基甲酸酯單體，揭示於美國專利5,070,215中、及親水性噁唑酮單體，揭示於美國專利4,910,277中，其他適合的親水性單體對精於此方面技藝者為顯見。

於一具體實例中，共聚單體包括至少一種親水性單體，選自：DMA、HEMA、甲基丙烯酸丙三醇酯、2-羥基乙基甲基丙烯醯胺、NVP、N-乙烯基-N-甲基丙烯醯胺、N-甲基-N-乙烯基-乙醯胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、N-(三(羥基甲基)甲基)丙烯醯胺、衣康酸、及其併合物。

於另一具體實例中，排除體積聚合物包括共聚單體，其包含至少一個醯胺基團、羧基、羥基基團、或其混合物。這些類型的共聚單體可具有同前定義之R-L基團，及另外包括至少一個醯胺、羧酸、或羥基，取代聚陰離子基團，或可具有醯胺、羧酸、或羥基基團直接鍵結至R，同先前之定義。適合的醯胺基團具有結構其中R₃ 與R₄ 各自獨立地選自：H、直鏈或分支之C₁ -₁₂ 烷基，其可被醚所取代。

於一具體實例中，排除體積聚合物係生成自下列單體於下列之數量：

除了或者替代前示的親水性單體，排除體積聚合物亦可包括至少一種疏水性共聚單體，可使用任何下述的矽酮單體以及任何其他的疏水性單體，其習知可用於製造生醫裝置者，如：硬性或硬質的隱形眼鏡或IOLs。

於某些具體實例中，意欲排除體積聚合物具有一結構，其可水合的聚陰離子基團自聚合物主幹伸出，於另一具體實例中，可水合的聚陰離子基團自聚合物主幹伸出，並可自由地轉動。適合的結構之實例包括：一種刷式結構、分支結構、環狀結構、及其組合。於刷式結構中，可水合的聚陰離子基團沿著聚合物主幹自側邊伸出，生成一種梳子或刷子結構。於一種分支結構中，可水合的聚陰離子自排除體積聚合物之之非反應性終端側邊地伸出。於環狀結構中，可水合的聚陰離子基團連結至排除體積聚合物之主幹於至少二處，與聚合物主幹生成一環或橋。

排除體積聚合物可被用於生醫裝置上，於此所使用之生醫裝置包括那些設計用於哺乳動物的組織或液體中或其上者，於一具體實例中為人的組織或液體。此類裝置之實例包括，但非限制性：移植模、植入物、導管、傷口敷藥、椎間盤替代物、偵測裝置、診斷設備、及眼睛的裝置，包括：穿孔塞子、眼睛用鏡片、及眼睛植入物。於一具體實例中，生醫裝置為一種眼睛用鏡片，其包括但非限制性：隱形眼鏡或眼內的鏡片，於另一具體實例中，此裝置為一種軟質隱形眼鏡，於某些案例中為一種矽酮水凝膠隱形眼鏡。

醫療裝置可製自任何其習知可使用之材料，於一具體實例中，醫療裝置製自至少一種聚合物。為了簡單起見，將參照一醫療裝置為隱形眼鏡之實例，予以敘述連結的方法，使用本發明之教導，精於此方面技藝者能將本發明應用至其他的醫療裝置。

排除體積聚合物，其可共價地或離子地連結至基質之至少一表面之至少一部份者，可被加至一種施加於基質表面的塗覆組成物中，其可被吸收於所有或部份的基質內，或可與基質製自其之反應混合物聚合，或為一種前述諸方法之組合。

於排除體積聚合物為共價地連結之具體實例中，基質聚合物與排除體積聚合物皆具有反應性基團，其能反應使生成共價鍵。可使用能生成共價鍵，其於使用基質時可保持穩定，的任何方法，例如：自由基反應、縮合與酯化反應、開環反應、及類同者。若基質聚合物未具有適當的反應性基團，其可預處理使產生所欲的基團。於一具體實例中，排除體積聚合物包括一種自由基反應性化合物，並且以有效塗覆量與基質之至少一表面接觸，及於有效塗覆的條件下塗覆所欲的基質表面。

可將排除體積聚合物加入一種溶液中以促進塗覆程序，例如：排除體積聚合物及任何其他意欲的組份，如：引發劑、交聯劑、著色劑、光色化合物、穩定劑、鏈轉移劑、保溼劑、潤溼劑、抗菌化合物、治療化合物、其併合物及類同物，可被併合於一種溶劑中。於某些具體實例中，可能意欲將某些其他的化合物，例如但非限制性：保溼劑、潤溼劑、抗菌化合物、治療化合物、及其混合物，自物件洗提。適合的溶劑會溶解排除體積聚合物與其他的塗覆組成物組份，但不會溶解，或大幅地溶脹此生醫裝置，例如：當生醫裝置為隱形眼鏡時，適合的溶劑實例包括：水、乙腈、水可溶混之醇、聚醚、其併合物及類同物。特殊的實例包括：烷氧基醇、烷氧基多元醇、丙三醇硼酸酯、其併合物及類同物。特殊的實例包括：三丙二醇、乙氧基乙醇、甲氧基乙醇、二丙二醇、丙二醇、烷氧基三甲二醇、N-丙醇、異丙醇、三級戊醇、三級丁醇、單乙醚、其併合物及類同物。

排除體積聚合物以一塗覆有效量加入溶劑中，於此所使用之塗覆有效量為一足以於物件表面提供黏合塗層之量。塗覆有效量依所選擇塗覆方法之類型而改變，例如：對於溶液接枝，數量為自約5重量%，於某些具體實例中介於約5與約10重量%之間，其係以塗覆溶液中所有的組份為基準。使用本發明之教導，精於此方面技藝者能夠決定用於其他塗覆操作之適合範圍。

生醫裝置可經由任何便利的方法與溶液接觸，適合的接觸方法包括：噴塗、浸漬、塗抹、輥壓、其組合及類同者。可塗覆整體裝置，可塗覆裝置之一表面，或者可僅塗覆表面之一部份，例如：當生醫裝置為隱形眼鏡時，可塗覆整體的鏡片，可僅塗覆鏡片之一側(例如：置於角膜與結膜上之後曲面，或與眼瞼與空氣接觸之前表面)，或可僅塗覆表面之一部份(例如：覆蓋虹膜、瞳孔、或結膜之任一表面之一部份)。

此裝置係在適合生成塗層之條件下與溶劑/塗覆聚合物溶液接觸，適合的溫度包括介於所選擇溶劑之冷凝點與沸點之間者，以介於約0與約100℃之間為較佳，並以介於約15與約50℃之間為更佳。所使用之接觸時間為足以塗覆表面至所欲程度之時間長度。接觸時間可至多約2日，於某些具體實例中，至多約1日，於某些實例中至多約12小時，及於某些具體實例中至多約1小時。於依本發明之塗覆反應中，壓力不具關鍵性，然而精於此方面技藝者可確認：高的壓力與溫度能使反應以較短的期間進行。應明瞭：可水合聚陰離子於接枝溶液中之濃度、反應溫度與時間皆相互關聯，而且較高的可水合聚陰離子濃度及/或增高的溫度可容許較短的反應時間。

或者，反應性聚陰離子基團可於聚合反應有效條件下與基質接觸，及於基質的存在下聚合。適合的聚合反應條件依所選擇的反應性聚陰離子基團而定，例如：對於基質，其於或者接近表面包含羥基基團者，自由基反應性可水合聚陰離子，如：丙烯酸3-硫丙酯(SPA)，可被接枝聚合，使用一種催化劑，其可自鄰接的羥基基團，如：銨鈰(IV)硝酸鹽(CAN)，提取氫原子者。然而，可使用任何習知的接枝技術，其能於所欲的基質上產生反應性部位者。SPA與催化劑係於一種溶劑中混合，此溶劑令所選擇的基質溶脹，使生成一種接枝溶液。於塗覆溶液中，反應性聚陰離子基團之濃度可自約5至約100重量%予以變化，於某些具體實例中，自約50至約100重量%。催化劑之存在量為介於約0.01與約1重量%之間，及於某些具體實例中，介於約0.05與約0.1重量%之間，其係以催化劑與排除體積聚合物組份(反應性陰離子單體與共聚單體)之重量為基準。

交聯劑可被包括於依本申請案之塗覆溶液中，所包括交聯劑之數量依所選擇的物件基質而變化，例如：當基質生成自一種具有陰離子電荷的聚合物時，所選擇的催化劑可穿透基質聚合物網絡，故無交聯劑或非常少的交聯劑需被使用。於其他的具體實例中，當基質生成自一種具有中性電荷的聚合物時，可能意欲於塗覆溶液中包括至少一種交聯劑，於一數量足以對意欲之最終用途提供所欲程度的塗層完善度，及排除體積聚合物與基質間之塗覆持久性，例如：於一基質為隱形眼鏡之具體實例中，應於戴用期間之全程皆保有塗層，並應具有必要的完善度，以對遍及鏡片表面之相關部份提供所欲的優點。當使用一種交聯劑時，適合的交聯劑濃度包括：自0至約3重量%，及於某些實例中自約0至約1%。適合的交聯劑包括，但非限制性：二封端的聚乙二醇，更明確的實例包括：伸甲基二丙烯醯胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚二甲基丙烯酸乙二醇酯、四伸乙基GDMA、二烯丙基四醯胺、季戊四醇二丙烯酸酯、二乙烯苯、其併合物及類同物。

對於水可溶脹的基質，例如：軟質隱形眼鏡，基質的含水量亦會影響接枝反應之效率，因此可能意欲調整接枝程度以達成所欲之效率，或者使用下者塗覆基質：具有一足夠高的分子量之排除體積聚合物，能防止其大幅地插入基質聚合物網絡者。

接枝程序可選擇地包括一項預-反應的步驟，以提供基質能夠增進接枝效率之性能，例如：可處理基質使增加反應性基團之濃度。適合的預活化步驟於此技藝中為習知，包括製造反應部位之氧化程序，其包括，但非限制性：電漿氧化反應、與高硫酸鉀反應、與碘酸鹽反應、其組合及類同者。

或者R可為任何基團，其能被一種偶合劑活化者，或為任何基團，其能與一已被偶合劑活化之基質表面反應者，例如：可完成一種直接反應，藉使用一種試劑或反應，其可活化於表面聚合物之一基團，或擴大合成抗菌肽之容積，使其分別地與肽或聚合物之上之官能性基團反應，而不添加偶合劑。例如：於合成抗菌肽上之一個或多個胺或醇或硫醇基團可直接與下者反應：於聚合物上之異硫氰酸酯、醯基疊氮化物、N-羥基琥珀醯亞胺酯、五氟苯氧酯、磺醯氯、乙醛、乙二醛環氧化物、碳酸酯、芳基鹵化物、醯亞胺酯、甲苯磺酸酯、或一種酐基團。

於另一具體實例中，可使用偶合劑，偶合劑可用於將陽離子肽或蛋白質偶合至裝置之表面者包括，但非限制性：N,N'-羰基二咪唑、碳化二醯亞胺，如：1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳化二醯亞胺("EDC")、二環己基碳化二醯亞胺、1-環己基-3-(2-嗎啉基乙基)碳化二醯亞胺、二異丙基碳化二醯亞胺、或其混合物。碳化二醯亞胺亦可與N-羥基琥珀醯亞胺酯或N-羥基磺琥珀醯亞胺一同使用，使生成可與胺類反應生成醯胺之酯類。

胺基基團亦可被偶合至聚合物，藉生成Schiff鹼，其可被試劑，如：氰基氫硼化鈉與類同物，還原以生成水解穩定的胺連結，可用於此目的之偶合劑，包括但非限制性：N-羥基琥珀醯亞胺酯，如：二硫二(琥珀醯亞胺基丙酸酯)、3,3'-二硫二(磺琥珀醯亞胺基丙酸酯)、二琥珀醯亞胺基辛二酸酯、二(磺琥珀醯亞胺基)辛二酸酯、二琥珀醯亞胺基酒石酸酯、及類同物、醯亞胺酸酯，包括但非限制性：己二酸二甲酯、二氟苯衍生物，包括但非限制性：1,5-二氟-2,4-二硝基苯、溴官能的醛類，包括但非限制性：戊二醛、及二環氧化物，包括但非限制性：1,4-丁二醇二環氧丙醚。精於此方面技藝者應明瞭：可使用任何數目之其他偶合劑，依存在於裝置表面上的官能性基團而定。

若裝置表面未含適合的反應性基團，此類適合的基團可被加入聚合物中，經由任何習知的有機合成方法。或者反應性基團可被引入，藉添加含有反應性基團之可聚合單體至用以生成聚合物之單體混合物中。如此技藝中之人士所熟知：可使用任何具有不穩定氫之單體，例如但非限制性：羥基基團、酸、酸氯化物基團、碳化二醯亞胺、胺、及類同物，亦可使用反應性氣體電漿法。

或者，排除體積聚合物可與聚合物基質相結合，排除體積聚合物可經由下者結合：離子性相互作用、立體位置相互作用、親合性相互作用、吸附作用、分散性相互作用、陰離子電荷、相互穿透、其組合及類同者。於此具體實例中，選擇於排除體積聚合物中之共聚單體，以提供所欲的相互作用。於此程序中，聚合物基質與一種包含排除體積聚合物之溶液接觸，使用容許添加所欲數量的排除體積聚合物之操作條件。例如那些揭示於下者中之方法：US 6,689.480，6,827,966，6,451,871，7,022,379，6,858,248，WO 2004,060431，及EP 1,287,060，將其內容及其中列示之所有其他專利與應用併入本文供參考。

於某些具體實例中，可經由一種模塑轉移法加入排除體積聚合物，通常模塑轉移法依下述被用於添加排除體積聚合物：a)塗覆一製模或模瓣(mold half)之模塑表面，使用塗覆有效數量之一種塗覆組成物，其包括至少一種排除體積聚合物；b)將反應混合物，其包括製造所欲基質所選擇的可聚合組份，分配至製模或模瓣中；及c)於操作條件下，其適合生成所欲之經塗覆組成物塗覆之基質者，予以固化。於某些具體實例中，可能意欲選擇會於基質反應混合物中溶脹之塗覆組成物。有關模塑轉移塗覆之進一步細節可參見US-2003-0052424。

其他的塗覆方法對精於此方面技藝者為顯見，並屬於本發明範疇內。

於一具體實例中，排除體積聚合物被加至基質之至少一表面上，於一數量可有效地防止或抗拒基質之該表面的脫水。例如：於一基質為隱形眼鏡之實例中，隱形眼鏡之前表面，當眨眼時其與眼瞼相接觸者，包括一具有至少一種陰離子性排除體積聚合物之層。於排除體積聚合物中之聚陰離子與淚膜中之陽離子相結合，當隱形眼鏡之前表面上的水蒸發時，鏡片表面上淚膜中陽離子的濃度會增加至高於眼淚中之陽離子濃度，此產生一種滲透不均衡，其會自淚膜引出水，藉以恢復陽離子對於前鏡片表面上水之平衡濃度，因此於一具體實例中，依本發明之排除體積聚合物充當滲透驅動件。於此所使用之滲透驅動件為組份，其將水移入或移出基質，以維持基質與其周遭環境間之陽離子濃度的平衡。

自淚膜引出至前鏡片表面之水量可藉排除體積聚合物塗層之厚度予以控制。於一具體實例中，其中裝置為一種適合安置於角膜或結膜與眼瞼任何部份之間的眼睛裝置，排除體積聚合物主要位於鏡片表面之外部5微米處。具有較厚層的鏡片可能會有將不欲數量的水自淚流引出之傾向，因此依本發明之另一具體實例包括可充當滲透驅動件之裝置，以於裝置之上或其內維持一意欲的水平衡。此類滲透驅動件之其他終端用途包括，但非限制性：傷口癒合材料，包括：敷藥、與治療用的眼敷藥、椎間盤之替代物、及類同物。

可用於生成適合本發明基質之聚合物實例包括，但非限制性，下者之聚合物及共聚物：苯乙烯與經取代之苯乙烯、乙烯、丙烯、丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯、N-乙烯基內醯胺、丙烯醯胺與甲基丙烯醯胺、丙烯腈、丙烯酸與甲基丙烯酸、以及聚胺基甲酸酯、聚酯、聚二甲基矽氧烷、及其混合物，此類聚合物可包括水凝膠與矽酮水凝膠。

於一生醫裝置為隱形眼鏡之具體實例中，適合的聚合物包括用以製造軟質隱形眼鏡之聚合物，及用以製造硬質隱形眼鏡之聚合物。適合的軟質隱形眼鏡配方之非限制性實例包括聚(甲基)丙烯酸酯之聚合物與共聚物，其包括，但非限制性：(甲基)丙烯酸矽酮酯、聚(甲基)丙烯醯胺、聚碳酸乙烯酯、聚乙烯基胺基甲酸酯、聚乙烯醯胺、聚乙烯內醯胺、聚胺基甲酸酯、聚乙烯醇、及其併合物，那些配方被敘述於US 5,710,302，WO 9421698，EP 406161，US 5,998,498，US 6,087,415，US 5,760,100，US 5,776,999，US 5,789,461，US 5,849,811，及US 5,965,631。軟質隱形眼鏡配方之非限制性實例包括下列配方，但非限制性：acquafilcon A，balafilcon A，galyfilcon A，senofilcon A，comfilcon，及lotrafilcon A與B。其他適合的矽酮水凝膠實例包括那些揭示於US 5,998,498，WO03/22321，US 6,087,415，US 5,760,100，US 5,776,999，US 5,789,461，US 5,849,811，US 5,965,631，US 6,867,245，US 6,822,016，US 6,849,671，US 7,052,131中者。這些專利以及所有於此段落中揭示的其他專利皆將其整體併入本文供參考。當醫療裝置為軟質隱形眼鏡時，聚合物以一種水凝膠為較佳，於某些實例中，其具有含水量為至少約5%，及於某些實例中為至少約20%。

硬質隱形眼鏡為製自聚合物，其包括下者之聚合物與共聚物，但非限制性：聚甲基丙烯酸(甲基)酯、矽酮(甲基)丙烯酸酯、氟(甲基)丙烯酸酯、氟代醚、聚乙炔、及聚醯亞胺，其中具代表性實例之製備可參見JP 200010055，JP 6123860，及美國專利4,330,383。依本發明之眼內鏡片可使用習知材料予以生成，例如：鏡片可製自一種硬質的材料，包括，但非限制性：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、或類同物、及其併合物。此外，可使用撓性的材料，包括，但非限制性：水凝膠、矽酮材料、丙烯酸材料、碳氟化合物材料、及類同物、或其併合物。典型的眼內鏡片敘述於WO 0026698，WO 0022460，WO 9929750，WO 9927978，WO0022459，US 4,301,012，4,872,876，4,863,464，4,725,277，4,731,079中，所有於本申請案中提及的參考文獻皆將其整體併入本文供參考。

於一具體實例中，基質係生成自一種反應性混合物，其包括至少一種包含矽酮的組份。

組份一詞包括單體、大分子、及預聚物。”單體”係指較低分子量之化合物，其可被聚合成較高分子量的化合物、聚合物，大分子，或預聚物。於此所使用之”大分子”一詞係指一種高分子量可聚合的化合物。預聚物為部份聚合的單體，或其能進一步聚合的單體。

“包含矽酮之組份”為於一單體、大分子、或預聚物中，包含至少一個[-Si-O-]單元者，較佳地存在於包含矽酮之組份中，Si及依附的O之總量大於約20重量%，以大於包含矽酮組份之總分子量之30重量%為更佳。可使用之包含矽酮的組份較佳地包括：可聚合的官能性基團，例如：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺、及苯乙烯基官能性基團。可用於本發明之包含矽酮的組份實例可參見美國專利3,808,178，4,120,570， 4,136,350，4,153,641，4,740,533，5,034,461，及5,070,215，及EP 080539，這些參考資料揭示許多烯性包含矽酮的組份之實例。

適合的包含矽酮的組份包括具式I之化合物其中R¹ 為獨立地選自：單價的反應性基團、單價的烷基基團、或單價的芳基基團、前述之任一者可另外包括選自下者之官能性：羥基、胺基、噁基、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素、或其併合物；及單價的矽氧烷鏈，其包括1至100個Si-O重複單元者，其可另外包括選自下者之官能性：烷基、羥基、胺基、噁基、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、鹵素、或其併合物。

其中b=0至500被明瞭為：當b非0時，b為一種分佈，其具有一等於所述數值之模式。

其中至少有一個R¹ 包括一個單價的反應性基團，於某些實例中，介於一個與三個R¹ 包括單價的反應性基團。

於此所使用之”單價的反應性基團”為基團，其可進行自由基及/或陽離子聚合反應者。自由基反應性基團之非限制性實例包括：(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C_1-6 烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、C_1-6 烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯基醯胺、C_2-12 烯基、C_2-12 烯基苯基、C_2-12 烯基萘基、C_2-6 烯基苯基C_1-6 烷基、O-乙烯基胺基甲酸酯、及O-乙烯基碳酸酯。陽離子反應性基團之非限制性實例包括：乙烯基醚、或環氧化物基團、及其混合物。於一具體實例中，自由基反應性基團包括：(甲基)丙烯酸酯、丙烯基氧基、(甲基)丙烯醯胺、及其混合物。

適合的單價烷基及芳基基團包括：未經取代的單價C₁ 至C₁₆ 烷基基團、C₆ 至C₁₄ 芳基基團，如：經取代與未經取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥基丙基、丙氧基丙基、聚伸乙基氧基丙基、其併合物、及類同物。

於一具體實例中，b為0，有一個R¹ 為單價的反應性基團，及至少三個R¹ 為選自具有1至16個碳原子之單價烷基基團，於另一具體實例中為具有1至6個碳原子之單價烷基基團。此實例之矽酮組份的非限制性實例包括：2-甲基-，2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽烷基)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙酯("SiGMA")、2-羥基-3-甲基丙烯基氧基丙基氧基丙基-三(三甲基矽氧基)矽烷、3-甲基丙烯基氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷("TRIS")、3-甲基丙烯基氧基丙基二(三甲基矽氧基)甲基矽烷、及3-甲基丙烯基氧基丙基五甲基二矽氧烷。

於另一具體實例中，b為2至20，3至15，或於某些實例中為3至10，至少有一個終端的R¹ 包括一個單價的反應性基團，其餘的R¹ 為選自具有1至16個碳原子之單價烷基基團，於另一具體實例中為選自具有1至6個碳原子之單價烷基基團。於另一具體實例中，b為3至15，有一個終端的R¹ 包括一個單價的反應性基團，另一終端的R¹ 包括一具有1至6個碳原子之單價烷基基團，及其餘的R¹ 包括具有1至3個碳原子之單價烷基基團。可用於此實例之矽酮組份的非限制性實例包括：終端為(單-(2-羥基-3-甲基丙烯基氧基丙基)-丙基醚之聚二甲基矽氧烷(400-1000分子量))("OH-mPDMS")、終端為單甲基丙烯基氧基丙基之單-正丁基端基之聚二甲基矽氧烷(800-1000分子量)("mPDMS")。

於另一具體實例中，b為5至400，或自10至300，二個終端的R¹ 皆包括單價的反應性基團，其餘的R¹ 為獨立地選自具有1至18個碳原子之單價烷基基團，其可於碳原子之間具有醚鍵，並可另外包括鹵素。

於另一具體實例中，1至4個R¹ 包括一個具下式之乙烯基碳酸酯或胺基甲酸酯：

其中：Y代表O-，S-，或NH-; R代表氫或甲基；d為1，2，3，或4；及q為0或1。

包含矽酮之碳酸乙烯酯或胺基甲酸乙烯酯單體明確地包括：1,3-二[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷、3-(乙烯基氧基羰基硫)丙基-[三(三甲基矽氧基)矽烷]、3-[三(三甲基矽氧基)矽烷基]丙基烯丙基胺基甲酸酯、3-[三(三甲基矽氧基)矽烷基]丙基乙烯基胺基甲酸酯、三甲基矽烷基乙基乙烯基碳酸酯、三甲基矽烷基甲基乙烯基碳酸酯，及

其中具有模數低於約200之生醫裝置為所欲，僅有一個R¹ 包括一個單價的反應性基團，其餘的R¹ 基團中不多於二個包括單價矽氧烷基團。

於一矽酮水凝膠鏡片為所欲之具體實例中，依本發明之鏡片製自一種反應性混合物，其包括至少約20重量%，及較佳地介於約20與70重量%之間，包含矽酮的組份，其係以反應性單體組份，聚合物由其製得者，之總重為基準。

另外一類包含矽酮之組份包括具下式之聚胺基甲酸酯大分子：式IV-VI (*D*A*D*G)_a *D*D*E¹ ; E(*D*G*D*A)_a *D*G*D*E¹ 或；E(*D*A*D*G)_a *D*A*D*E¹ 其中：D代表：烷基二價基、烷基環烷基二價基、環烷基二價基、芳基二價基、或烷基芳基二價基，其具有6至30個碳原子者， G代表：烷基二價基、環烷基二價基、烷基環烷基二價基、芳基二價基、或烷基芳基二價基，其具有1至40個碳原子者，而且於主鏈中可包含醚、硫、或胺鍵；*代表一胺基甲酸酯或脲基鍵；a至少為1; A代表一具下式之二價聚合基團： R¹¹ 獨立地代表一具有1至10個碳原子之烷基或氟-取代之烷基基團，其於碳原子間可包含醚鍵；y至少為1；及p提供一份額重量為400至10,000；每個E與E¹ 各自獨立地代表一個具下式之可聚合的不飽和有機基團：其中：R¹² 為氫或甲基；R¹³ 為：氫、具有1至6個碳原子之烷基基團、或-CO-Y-R¹⁵ 基團，其中Y為：-O-、Y-S-、或-NH-; R¹⁴ 為具有1至12個碳原子之二價基團；X代表-CO-或-OCO-; Z代表-O-或-NH-; Ar代表具有6至30個碳原子之芳族基團；w為0至6; x為0或1; y為0或1；及z為0或1。

較佳的包含矽酮的組份為一種具下式之聚胺基甲酸酯大分子：其中R¹⁶ 為一移除異氰酸基團後之二異氰酸酯二價基，例如：異佛爾酮二異氰酸酯之二價基。另一適合的包含矽酮之大分子為具式X之化合物(其中x+y為一範圍於10至30之數目)，其係由下者反應所生成：氟代醚、終端為羥基之聚二甲基矽氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯、及異氰酸基乙基甲基丙烯酸酯。

其他適合用於本發明之包含矽酮的組份包括那些敘述於WO 96/31792中者，例如包含下者之大分子：聚矽氧烷、聚伸烷基醚、二異氰酸酯、聚氟化之碳氫化合物、聚氟化之醚、與多糖等基團。美國專利5,321,108、5,387,662、及5,539,016敘述聚矽氧烷，其具有一極性氟化的接枝或側基，其具有一氫原子依附於一終端的二氟-取代之碳原子。US 2002/0016383敘述親水性矽氧烷基甲基丙烯酸酯，其包含醚與矽氧烷基鍵，及可交聯的單體，其包含聚醚與聚矽氧烷基基團，任何前述的聚矽氧烷亦可被用作本發明中包含矽酮的組份。

反應性混合物亦可包括至少一個親水性組份，親水性單體可為任何習知可用於製造水凝膠之親水性單體。

一類適合的親水性單體包括含有丙烯酸或乙烯基之單體，此類親水性單體之本身可被用作交聯劑，然而當使用具有多於一個可聚合官能性基團之親水性單體時，其濃度應如先前所討論般予以限制，藉以提供一種具有所欲模數之隱形眼鏡。”乙烯基類型”或”包含乙烯基”的單體係指單體，其包含乙烯基基團(-CH=CH₂ )，而且通常具有高度反應性，此類親水性包含乙烯基的單體習知為相對地易於聚合。

”丙烯酸類型”或”包含丙烯酸”之單體為那些包含下列丙烯酸基團之單體：(CH₂ =CRCOX)，其中R為H或CH₃ ，及X為O或N，其亦習知可容易地聚合，例如：N,N-二甲基丙烯醯胺(DMA)、甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸丙三醇酯、2-羥基乙基甲基丙烯醯胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、及丙烯酸。

可加至依本發明矽酮水凝膠中之親水性包含乙烯基之單體包括單體如：N-乙烯醯胺、N-乙烯內醯胺(例如：N-乙烯基吡咯啶酮或NVP)、N-乙烯基-N-甲基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基甲醯胺、N-乙烯基甲醯胺，以N-乙烯基吡咯啶酮(NVP)為較佳。

可用於本發明之其他親水性單體包括：聚氧基伸乙基多元醇，其具有一個或多個終端的羥基基團，以一個含有可聚合雙鍵之官能性基團予以取代者。實例包括：聚乙二醇、乙氧化之烷基葡萄糖苷、及乙氧化之雙酚A與一或較多莫耳當量之終端封閉的基團，如：異氰酸基乙基甲基丙烯酸酯("IEM")、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯醯氯、乙烯基苯醯氯、或類同物反應，以製造一種聚乙烯多元醇，其具有一個或多個終端可聚合之烯性基團，經由連結部份，如：胺基甲酸酯或酯基團，鍵結至聚乙烯多元醇。

其他的實例為親水性碳酸乙烯酯或乙烯基胺基甲酸酯單體，揭示於美國專利5,070,215中，與親水性噁唑酮單體，揭示於美國專利4,910,277中，其他適合的親水性單體對精於此方面技藝者為顯見。

於一具體實例中，親水性單體包括至少一種下者：DMA、HEMA、甲基丙烯酸丙三醇酯、2-羥基乙基甲基丙烯醯胺、NVP、N-乙烯基-N-甲基丙烯醯胺、N- 甲基-N-乙烯基乙醯胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、及丙烯酸，於一具體實例中，親水性單體包括DMA。

親水性單體可存在於寬廣範圍之數量，依所欲性能的特殊平衡而定。可接受的親水性單體數量至高約50重量%，較佳地介於約5與約50重量%之間，其係以反應性組份中所有的組份為基準，例如：於一具體實例中，依本發明之鏡片包括一含水量為至少約30%，及於另一具體實例中，介於約30與約70%之間，對於這些具體實例，親水性單體可被包括於數量介於約20與約50重量%之間。

亦可包括揭示於US2003/0162862，US05/06640，US2006/0072069，WO2006/039276中之反應性及非反應性潤溼劑。當使用潤溼劑時，亦可能意欲包括一種相容組份，適合的相容組份包括那些可達到揭示於US2003/0162862中之相容性試驗者。任何前述的矽酮組份可被轉變成相容組份，藉添加相容基團，例如：羥基基團，至其結構中，於某些具體實例中，Si對於OH之比率為少於約15:1，於其他實例中，介於約1:1至約10:1。相容組份之非限制性實例包括：終端為(單-(2-羥基-3-甲基丙烯基氧基丙基)-丙基醚之聚二甲基矽氧烷(分子量為400至1000)，"OH-mPDMS"、2-甲基-，2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽烷基)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙酯"SiGMA"、2-羥基-3-甲基丙烯基氧基丙基氧基丙基-三(三甲基矽氧基)矽烷、其併合物、及類同物。

其他的組份，如：著色劑、光色化合物、穩定劑、鏈轉移劑、保溼劑、潤溼劑、抗菌化合物、治療化合物、其併合物及類同物，亦可被包括於反應性混合物中。於某些實例中，可能意欲某些其他的化合物，例如，但非限制性：保溼劑、潤溼劑、抗菌化合物、冶療化合物、及其混合物，自物件洗提出來。

一種聚合反應催化劑可包括於反應混合物中，聚合反應引發劑包括化合物，如：十二烷基過氧化物、過氧化苯醯、過碳酸異丙酯、偶氮二異丁腈、及類同物，其可於中度高溫下產生自由基者，及光引發劑系統，如：芳族α-羥基酮類、烷氧基氧基苯偶姻、苯乙酮、醯基膦氧化物、二醯基膦氧化物、與一種三級胺加上一種二酮、其混合物、與類同物。光引發劑之說明實例為：1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二(2,6-二甲氧基苯醯基)-2,4-4-三甲基戊基膦氧化物(DMBAPO)、二(2,4,6-三甲基苯醯基)-苯基膦氧化物(Irgacure 819)、2,4,6-三甲基苄基二苯基膦氧化物、與2,4,6-三甲基苯醯基二苯基膦氧化物、苯偶姻甲酯、及一種樟腦醌與4-(N,N-二甲基胺基)苯甲酸乙酯之併合物。市售之可見光引發劑系統包括：Irgacure 819、Irgacure 1700、Irgacure 1800、Irgacure 819、Irgacure 1850(皆得自汽巴特用化學品公司)、與Lucirin TPO引發劑(可得自BASF公司)。市售之紫外線光引發劑包括：Darocur 1173與Darocur 2959(汽巴特用化學品公司)。可使用之這些與其他的光引發劑揭示於第III冊，用於自由基陽離子與陰離子光聚合反應之光引發劑，第2版，J.V. Crivello與K. Dietliker著，G. Bradley編輯，John Wiley and Sons公司出版，紐約，1998年。可於反應混合物中使用有效數量之引發劑，藉以引發反應混合物之光聚合反應，例如：每100份反應性單體使用自約0.1至約2重量份。反應混合物之聚合反應，其引發可使用適當選擇之熱或可見光或紫外光或其他方法，依所使用之聚合反應引發劑而定，或者不使用光引發劑進行引發，例如：使用電子束。然而當使用一種光引發劑時，較佳的引發劑為二醯基膦氧化物，如：二(2,4,6-三甲基苯醯基)-苯基膦氧化物(Irgacure 819^® )、或一種1-羥基環己基苯基酮與二(2,6-二甲氧基苯醯基)-2,4-4-三甲基戊基膦氧化物(DMBAPO)之併合物，於另一具體實例中，引發聚合反應之方法為經由可見光之活化，較佳的引發劑為二(2,4,6-三甲基苯醯基)-苯基膦氧化物(Irgacure 819^® )。

這些反應性混合物可於”純的”或於一種稀釋劑之存在下反應，適合的稀釋劑及反應條件於此技藝中為習知。

於實例中使用下列試驗方法。

前進與後退接觸角之測量係使用一數字顯示式天平(WHITE Electrical Instruments公司)，連同一移動式平台(Ealing Optical公司)，其能於浸入及拉出時使獲得有效的力量。將隱形眼鏡樣品切割成3.3毫米寬之長條，一只隱形眼鏡最多可切成3個長條，隨後於長條的一末端鉤住一載重，並以鱷魚夾鉗住另一末端(重量＋鉤子=88.9±0.5毫克)，此容許樣品於分析時保持平直，並防止鏡片於探測器溶液中漂浮或捲曲。前進與後退接觸角之測定係藉讀取樣品於浸入與拉出點之力量，使用Young氏方程式予以計算：cosθ_a/r =F/γp其中F=測得之力(mN)θ_a/r =前進/後退接觸角(∘)γ=探測器溶液之表面張力(mN/m)P=試驗長條之周長(公尺)

滯後現象之計算藉將後退接觸角自前進接觸角減除。

於實例24至27中記錄的無柄下落接觸角，其測量係使用一自動化的Digidrop接觸角計量儀器及技術(GBX科學儀器公司，Romans，法國)。

平衡含水量係在20℃下於磷酸鹽緩衝鹽水中測量，使用敘述於下者中之技術：合成水凝膠1，羥基烷基丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯之共聚物：水結合研究，P H Corkhill，A M Jolly，C O Ng及B J Tighe著，聚合物，1987年，第28期，第1758至1766頁。

應明瞭：於此所述之所有試驗皆具有某些數量之固有試驗誤差，因此，於此記錄的結果不可被視為絕對數目，而是以特殊試驗之精確性為基準之數目範圍。

為了說明本發明故包括下列諸實例，這些實例不對本發明形成限制，其僅意圖建議一種施行本發明之方法。專精於隱形眼鏡以及其他專業之人士可發現其他施行本發明的方法，然而那些方法被視為於本發明之申請專利範圍內。

於實例中使用下列縮寫： AA=丙烯酸

ACMO=丙烯基醯基嗎啉

Am=丙烯醯胺

AMO=嗎啉丙烯醯胺

CAN=銨鈰(IV)硝酸鹽

DAT=二烯丙基酒石醯胺

DMA=N,N-二甲基丙烯醯胺

DMAEMA=N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯

HEA=2-羥基乙基丙烯醯胺

HPA=2-羥基丙基丙烯酸酯

NaAMPS=2-(丙烯醯胺基)-2-甲基丙烷磺酸鈉

NaVS=乙烯基磺酸鈉

NIPA=N-異丙基丙烯醯胺

NIPAm=N-異丙基丙烯醯胺

NVA=N-乙烯基乙醯胺

NVMA=N-甲基-N-乙烯基乙醯胺

NVP=N-乙烯基吡咯啶酮

PBS=磷酸鹽緩衝之鹽水溶液

SPA=丙烯酸3-磺基丙基鉀鹽

THFA=甲基丙烯酸四氫糠酯

TRIS=N-(三(羥基甲基)甲基)丙烯醯胺

實例

實例1-23

藉混合亞甲基二丙烯醯胺與水至0.5重量%使生成接枝溶液，以列示於表1中之量添加列示於下表1中之反應性陰離子單體及CAN。將三種不同的鏡片：依照US-2005-0070661實例2製得之三種不同鏡片Lenefilcon A、Dailies(Nelfilcon A，一種以PVA為基質之隱形眼鏡，可購自CibaVision公司)、及SeeQuence(Polymacon，一種以聚HEMA為基質之隱形眼鏡，可購自Bausch and Lomb公司)，以列示於表1中之時間與溫度與一種接枝溶液相接觸，並使用氮氣予以除氣。每一種接枝溶液混合物(實例5，8，10，15與20)皆為所示單體之一種50:50莫耳混合物，將鏡片自接枝溶液取出，置入蒸餾水中歷時3至5日。測量動態接觸角記錄於表1中，亦測量控制鏡片，其未與接枝溶液接觸，之動態接觸角，記錄於下列之表1中。

將得自實例1，2，6，7，12，16，17，22，及23之鏡片測試其存在之硫，作為接枝之物理證明之顯示。

對於每個接枝的鏡片，於實例1，2，6，7，12，16，與17之鏡片中皆偵測到硫，於實例22與23之鏡片(SeeQuence/SPA)上則未偵測到硫，其可能為樣品的一種特異或為一種不規則接枝之徵兆。於大多數的光譜中，亦可見到鈰(引發劑)，硫未存在於任何非接枝的控制鏡片上。

咸信(以聚乙烯基醇為基質)之nelfilcon鏡片之化學性能，其具有一較高數目的表面羥基基團，可提供較多的反應性部位供接枝聚合反應使用，其至少部份地解釋於實例1，3，4，9與10中所顯示之顯著改善的滯後現象。SPA與NaAMPS之接枝聚合反應皆顯示引人注目地較小的前進接觸角及滯後現象之數值。供比較用之適當的控制樣品為比較樣品實例2(nelfilcon鏡片，其被以鹽水清洗經歷類似於接枝法中所使用之時間)。由比較CE1與CE2顯示：清洗步驟降低可溶濾的聚乙烯基醇對於滯後現象之影響。

於lenelfilcon鏡片上，同時使用SPA與NaAMPS予以修飾可提供鏡片改善的滯後現象(實例12，13及17-19)。當使用NaAMPS作為排除體積聚合物時，得到較佳的滯後現象，其反應條件為較強烈(亦即：於較高的反應溫度50℃或60℃，較長的反應時間(2小時)及0.10%引發劑)，對於SPA，較佳的滯後現象可於較低的 SPA濃度下達成。

實例24-27與比較實例5-7

將得自比較實例2之未接枝的nelfilcon鏡片及實例3，6與10之鏡片置入一5公分x 5公分的玻璃小室中，並且使用自動化的動態蒸汽吸收分析儀(DVS)經歷相同的溼度循環，此系統之簡圖顯示於圖1。於DVS系統之中心為一超靈敏的微天平，1，(微天平Cahn D-200)能測量樣品質量中的變化至少於千萬分之一份。微天平被置於一經精確控制固定溫度的培養器2中，其確保非常高的基線穩定性以及相對溼度的精準控制。乾氣體之流動經由質量流動控制器3予以控制，飽和蒸汽氣流動使用質量流動控制器4及蒸汽溼潤器5予以控制。溼度與溫度的偵測器6分別地緊接位於樣品與參考樣品之支架，7與8，的下方，以給予系統功能獨立的確認。DVS為完全自動化，受控自一台專用的微電腦，於此未顯示。

小室內的條件控制如下：溫度維持於25℃，及溼度被控制於下列循環：於98%相對溼度40分鐘，隨後於40%相對溼度2分鐘，歷時100分鐘。

經歷完整的溼度循環後，將包含鏡片的玻璃小室自DVS櫥取出，置放於一緊鄰於DVS櫥之影像-捕捉無柄下落接觸角儀器(Digidrop接觸角計量儀，GBX科學儀器公司，Romans，法國)的平臺上，並監控接觸角之變化，其結果顯示於圖2。如圖2中所示：當表面再水合時，未經修飾的鏡片顯示其接觸角顯著地並逐步地下降，而保持較高程度水合之依本發明接枝鏡片，顯示一遠為較低的起始接觸角與甚少的進一步改變。

圖2顯示：相較於未經處理的水凝膠，以離子性SPA與AMPS單體塗覆之鏡片對水顯示較大的親和性，接枝層未防止鏡片的脫水，但其顯露：可維持較高程度的水合及較佳地再水合。

比較實例8-11

使用敘述於實例24至27之自動化的動態蒸汽吸收分析儀(DVS)測量下者之脫水/再水合動力學：市售之未經處理鏡片(ACUVUE ONE DAY^® 品牌之隱形眼鏡(可購自Vistakon公司)、DAILIES^® 品牌之隱形眼鏡(可購自Ciba Vision公司)、及BIOCOMPATIBLE PROCLEAR^® 品牌之隱形眼鏡)、及人的角膜皆使用敘述於實例24至27之自動化的動態蒸汽吸收分析儀(DVS)予以測量。對於每個待測的鏡片，鏡片被置入樣品支架中，移除過量的水，並測量樣品之相對質量損耗，於正常的間隔，遍及溼度週期。圖3顯示得自三種市售鏡片之分析結果，健康人之角膜樣品係使用相同的步驟予以測糧。

實例28-29

將Etafilcon鏡片(ACUVUE品牌之隱形眼鏡，可購自Vistakon公司)自其包裝取出，並使用經蒸餾的去離子水沖洗藉以移除鹽水，製備一種塗覆溶液，其具有顯示於下列表2中之組份與數量。

將諸單體(陰離子單體及共聚單體，若是使用)溶解於50公克的水中，並以氮氣冒泡通過溶液歷時10分鐘。CAN、高硫酸鉀、及MbA被溶解於另外50公克的水中，待塗覆之鏡片浸沒於CAN溶液中，將單體溶液加至CAN溶液使生成塗覆溶液，以氮氣冒泡通過塗覆溶液。維持此混合物於50℃，並將一固定的氮氣線流冒泡通過塗覆溶液。經4小時後，自塗覆溶液取出鏡片，隨後於溫和攪拌下以蒸餾水清洗20分鐘。以新鮮的蒸餾水取代清洗溶液，並重複清洗步驟。將經塗覆之鏡片置入包含鹽水溶液(pH7.4)之小玻璃瓶中，密封並於約120℃滅菌約20分鐘。

測量經塗覆與未經塗覆之鏡片之滯後現象，經SPA塗覆鏡片之滯後現象為3，相較於未經塗覆之etafilcon鏡片之滯後現象為26。

實例30-31

將前述實例28至29中製得之鏡片相對於未經處理之ACUVUE ONE DAY^® 品牌的隱形眼鏡(etafilcon A)進行臨床評鑑，臨床評鑑為單一使不察覺的(病患)，無規的研究，有20名病患完成此研究。

參與的病患符合下列諸準則：年紀18歲或更高、慣常每日戴用軟質隱形眼鏡者、具有一最佳視力敏銳度為至少6/9、於CLDEQ上之症候分數>0.19(Nichols等人，2002年)、並願意遵照臨床議定書所訂之指示。這些實驗對象為非散光的(<1 DC)，而且無眼的過敏症、疾病、進展中的眼部感染、顯著的(Efron級數3或更大)眼部組織異常、及當時未使用任何眼用藥物、或涉及眼部的系統性藥物治療。

病患以無規的順序戴用三款鏡片類型3日，於第三日的下午進行評鑑，在評鑑下一款鏡片類型前至少休息2日之時間。

使用CCLRU等級尺度至0.1的解析尺度單位，將球根的充血、眼瞼的粗糙度、與角膜的玷污度予以評分，於試驗期間，未觀察到微囊腫、straie、摺痕、或滲入。

病患於一連續的視力類同尺度上針對下列參數將鏡片評比舒適度、乾燥度、發熱/疼痛、視覺清晰度、及畏光度，評比係於嵌入時(戴用之最初30分鐘)、日間(此日之其餘時間直至下午6時)、及夜間(自下午6 時至移除隱形眼鏡)執行，並記錄於日誌中，表3至5顯示研究結果。病患亦記錄鏡片戴用的小時數，所記錄之鏡片平均戴用時間如下：實例30(實例28之SPA-塗覆鏡片)為11.05±2.81小時，實例31(實例29之AMPS-塗覆鏡片)為12.01±2.45小時，及比較實例12之控制鏡片(未塗覆的etafilcon鏡片)為10.09±2.79小時。

依本發明之鏡片展示其舒適度，乾燥度，及視力為至少良好，於實例31之案例中較未塗覆之控制樣品為佳，所有的鏡片皆展示可接受的移動與低度的玷污。

實例32

將8公克(5.38重量%)2-羥基乙基丙烯醯胺(於水中45%溶液之形態)，40.0公克(49.80重量%)2-丙烯醯胺基2,2-甲基丙烷磺酸鈉(於水中50%溶液之形態)，及16.01公克(44.82重量%)N-乙烯基吡咯啶酮，連同0.8公克(2重量%)之過硫酸鉀(K₂ S₂ O₈ )引發劑溶解於一種包含80毫升乙腈與120毫升水的混合物中。此混合物被引入一裝設有攪拌器、水冷凝器、與氮氣噴灑器的三頸反應燒瓶中，並使用一電熱包予以加熱，將反應混合物加熱至溫度70℃歷時60分鐘。反應混合物於容積過量的丙酮中沉澱，經過濾及於一60℃之真空烘箱中乾燥後獲得67%產量(26.5公克)。

將得到之聚合物溶解於PBS中使生成0.01重量%之聚合物溶液，此聚合物於一軌道振盪器上溫和攪拌即可容易地溶解，添加100毫升此0.1%聚合物溶液至一具有聚丙烯塑料螺旋蓋之可高壓滅菌的200毫升容器內。將1 DAY ACUVUE品牌的隱形眼鏡，可購自Johnson & Johnson Vision Care公司，置入Histosette切片檢查用的卡式盒，再將三只Histosette卡式盒置入一具有塑料螺旋蓋之200毫升容器中，將容器頂部鎖緊。此容器被置放於一高壓釜內，容器與鏡片於0.1%聚合物溶液中在120℃下予以高壓加熱30分鐘，將容器自高壓釜取出，並以PBS取代聚合物溶液。於進行COF分析前Histocassette中之鏡片經清洗/儲存於PBS中至少2日，並至少更換PBS二次。使用鑷子操作及移轉鏡片，經此程序後發現鏡片仍維持其原始尺寸。

鏡片的磨擦係數依下法測量：使用一架設於空氣桌上的高靈敏度磨擦計(CSM Nano磨擦測試計，CSM儀器公司，Peseux，瑞士)測量磨擦係數。測試的鏡片被置放於一凸面的支架上，在鏡片載重為3mN/m、使用一種選擇的基底(Melinex^® (聚對苯二甲酸乙烯酯)膜(杜邦公司)、及一種潤滑溶液(Hypotears^® 人工淚水溶液(Novartis Ophthalmics公司))之存在下，鏡片以5毫米/分鐘的滑動速度滑動時測量磨擦係數。

對於每個樣品以20毫米距離重複測量10次，至少有2只鏡片於這些條件下進行，及將得自鏡片之數據予以平均，實例32鏡片之COF為0.161±0.013。

比較實例8

重複實例32，但PBS未使用任何聚合物作為滅菌溶液，未經處理鏡片之COF測得為0.47。

實例33-42

使用列示於下列表6至8中之組份及條件，重複進行實例32，測量實例36，37，39，40，42，44，45，47，49，50與52之COF，並顯示於下列之表9中。

因此相較於具有一COF為0.47的控制樣品，依本發明之鏡片展示顯著改善的COF。

1‧‧‧微天平

2‧‧‧溫度控制的培養器

3‧‧‧質量流動控制器1

4‧‧‧質量流動控制器2

5‧‧‧蒸汽溼潤器

6‧‧‧溫度-溼度偵測器

7‧‧‧樣品支架

8‧‧‧參考樣品支架

圖1為一圖顯示：於諸實例中所使用之動態蒸汽吸收分析儀。

圖2為一圖顯示：控制鏡片與依本發明鏡片之相對質量喪失，其對於時間之函數。圖2為Dailies鏡片及於惰性基質上塗覆80微米SPA之相對質量喪失(相對濕度循環40分鐘於98/2分鐘於40)

圖3為一圖顯示：三種可購得之鏡片與一健康人的角膜樣品之相對質量喪失，其對於時間之函數。圖3為Proclear、Acuvue、Dailies、與Human Cornea，98-40相對濕度，40-2分鐘。

Claims

一種生醫裝置，該生醫裝置係選自移植模、植入物、導管、傷口敷藥、椎間盤替代物、偵測裝置、診斷設備、及眼用裝置所構成之群組，該生醫裝置係包含一併入其中或其上的排除體積聚合物；其中該排除體積聚合物係生成自一種反應混合物，其包括共聚單體及下式之反應性陰離子單體：H₂ C=C(R₂ )-CO₂ -(CH₂ )_n -A其中R₂ 係選自-H、-CH₃ 、-CH₂ CO₂ -(CH₂ )_n -A，其中n為一介於2與8之間的整數，及A為一含至少一可水合之聚陰離子基之可水合的聚陰離子基團，其中A包括至少一種磺酸鹽基團；且其中該反應混合物包括：介於20至80莫耳%之衍生自該反應性陰離子單體的重複單位。
根據申請專利範圍第1項之組成物，其中該可水合的聚陰離子基團被實質上均勻地分佈遍及該排除體積聚合物。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物為一種寡聚物，其具有一分子量為至少500。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其包括至少二種排除體積聚合物，第一種排除體積聚合物具有一分子量為少於10,000，及第二種排除體積聚合物具有一分子量為大於100,000。
根據申請專利範圍第2項之生醫裝置，其另外包括至少一種生理可相容的陽離子，陰離子性地結合至該聚陰離子基團。
根據申請專利範圍第5項之生醫裝置，其中該陽離子係選自群組包括：Li⁺ 、Na⁺ 、K⁺ 、NH₄ ⁺ 、Mg⁺ 、Zn⁺ 、Ag⁺ 、及其併合物。
根據申請專利範圍第5項之生醫裝置，其中該陽離子係選自群組包括：Na⁺ 、K⁺ 、及其混合物。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該反應性陰離子單體係選自群組包括：3-磺丙基(甲基)丙烯酸鉀鹽、3-磺丙基(甲基)丙烯酸鈉鹽、3-磺丙基(甲基)丙烯酸鈣鹽、二-3-磺丙酯(甲基)丙烯酸酯之二鉀鹽、二-3-磺丙酯(甲基)丙烯酸酯之二鈣鹽、二-3-磺丙酯(甲基)丙烯酸酯之二鈉鹽、及其混合物。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物係生成自一種反應混合物，其包括：介於20至80莫耳%之該反應性陰離子單體、及共聚單體，其包括：2至80莫耳%包括醯胺之共聚單體、自0至40莫耳%包括羧酸之共聚單體、及自0至40莫耳%包括羥基之共聚單體。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該至少一種共聚單體包括至少一種親水性包含乙烯基之單體，選自群組包括：N-乙烯醯胺、N-乙烯內醯胺、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基-N-甲基乙醯胺、N-乙烯基-N- 乙基乙醯胺、N-乙烯基-N-乙基甲醯胺、N-乙烯基甲醯胺、2,2-二甲氧基-1-羥基丙烯醯胺、羥基甲基二丙酮丙烯醯胺、N-丙烯醯嗎啉、羥基甲基丙烯醯胺、及其併合物。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該至少一種共聚單體包括至少一種親水性單體，選自群組包括：N,N-二甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸丙三醇酯、2-羥基乙基甲基丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基-N-甲基丙烯醯胺、N-甲基-N-乙烯基乙醯胺、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、N-(三(羥基甲基)甲基)丙烯醯胺、衣康酸、及其併合物。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物具有一結構，選自群組包括：刷式結構、分支結構、環狀結構、或其組合。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物與該聚合物之至少一部份生成一種互相穿透的網絡。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該裝置包括第一表面與第二表面，及該排除體積聚合物之濃度自該第一表面至第二表面各不相同。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物僅存在於該裝置之一表面上。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該裝置為隱形眼鏡。
根據申請專利範圍第16項之生醫裝置，其中該第一表面為隱形眼鏡之前表面，於使用時其被安置與隱形眼鏡戴用者之眼瞼相接觸，及該第二表面為後表面，其被安置倚靠隱形眼鏡戴用者之眼。
根據申請專利範圍第17項之生醫裝置，其中該隱形眼鏡前表面使用該排除體積聚合物予以塗覆。
根據申請專利範圍第17項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物之濃度於隱形眼鏡前表面為較高。
根據申請專利範圍第17項之生醫裝置，其中該排除體積聚合物位於該隱形眼鏡前表面之5微米內。
根據申請專利範圍第17項之生醫裝置，其中該隱形眼鏡為生成自一種具有含水量至少5重量%之水凝膠的隱形眼鏡。
根據申請專利範圍第21項之生醫裝置，其中該水凝膠為一種矽酮水凝膠。
根據申請專利範圍第1項之生醫裝置，其中該裝置係選自群組包括：傷口癒合材料、及治療用眼藥膏、及椎間盤替代物。