專利名稱：：可聚合的硅氧烷-季胺共聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及可用于制造生物相容的醫(yī)用器件的聚合組合物。更具體地，本發(fā)明涉及特定的陽(yáng)離子單體，該陽(yáng)離子單體能夠通過聚合以形成可用于制造眼用器件的、具有合乎需要的物理特性的聚合組合物。所述特性包括能用水對(duì)該聚合醫(yī)用器件進(jìn)行抽提。這樣避免了使用在本領(lǐng)域中常用的有機(jī)溶劑。該聚合物組合物包括聚合的含硅單體，所述含硅單體由烯鍵式不飽和陽(yáng)離子親水性基團(tuán)封端。
背景技術(shù)：
：包括生物醫(yī)用器件的多種制品由包含有機(jī)硅的材料形成。一類可用膠為包含處于平衡狀態(tài)的水的水合且交聯(lián)的聚合體系。水凝膠接觸鏡具有相對(duì)高的透氧性以及合乎需要的生物相容性和舒適性。在水凝膠配制品中包含含硅材料通?？商峁└叩耐秆跣?，因?yàn)榛诠璧牟牧暇哂斜人叩耐秆跣?。另一類有機(jī)硅材料是用于硬質(zhì)接觸鏡的剛性透氣性材料。此類材料通常由硅或氟硅共聚物形成。這些材料是透氧性的，且比用于軟質(zhì)接觸鏡的材料更硬。可用于包括接觸鏡的生物醫(yī)用器件的含有機(jī)硅材料公開于如下美國(guó)專利中美國(guó)專利No.4,686,267(Ellis等)；美國(guó)專利No.5,034，461(Lai等);和美國(guó)專利No.5,070,215(Bambury等)。此外，傳統(tǒng)硅氧垸-型單體是疏水的，并且由它們制得的鏡片常要求額外處理以提供親水表面。盡管不希望受特定理論束縛，但發(fā)明者認(rèn)為，提供帶電荷的硅氧烷-型單體如本文公開的季鉸類(quatemary)硅氧烷-類型單體可產(chǎn)生親水性硅氧烷型單體。人們認(rèn)為親水性季銨基團(tuán)與極性水分子的帶負(fù)電部分發(fā)生了相互作用。軟質(zhì)接觸鏡材料由聚合和交聯(lián)親水性單體如甲基丙烯酸2-羥乙酯、N-乙烯基-2-吡咯垸酮、甲基丙烯酸和其組合而制得。由聚合這些親水性7單體而制得的聚合物本身具有顯著的親水特性，并能在其聚合物基體中吸收大量水。由于它們的吸水能力，這些聚合物常被稱作"水凝膠"。這些水凝膠是光學(xué)清晰的，并且由于它們水合的大量水，其是用作制造軟質(zhì)接觸鏡的特別有用的材料。硅氧烷型單體眾所周知難溶于水以及親水性溶劑和單體，因此難以共聚合，以及通過標(biāo)準(zhǔn)水凝膠工藝進(jìn)行處理。因此，存在對(duì)于在用來(lái)制造水凝膠鏡片的材料中、特別是稀釋劑中具有改善的溶解性的新型硅氧烷型單體的需要。進(jìn)一步地，存在對(duì)這樣的單體的需耍，該單體產(chǎn)生聚合的醫(yī)用器件，所述醫(yī)用器件在水中而不是現(xiàn)有技術(shù)中所用有機(jī)溶劑中是可抽提分離的(extractable)。"單體"這一術(shù)語(yǔ)及類似術(shù)語(yǔ)在此用來(lái)表示可通過例如自由基聚合來(lái)聚合的分子量相對(duì)較低的化合物，而且較高分子量的化合物也被稱作"預(yù)聚物"、"大單體"和相關(guān)術(shù)語(yǔ)。"(甲基)"這一術(shù)語(yǔ)在此用來(lái)表示任選的甲基取代基。相應(yīng)地，術(shù)語(yǔ)例如"(甲基)丙烯酸酯"表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，"(甲基)丙烯酸"表示甲基丙烯酸或丙烯酸。本發(fā)明提供了新型陽(yáng)離子型含有機(jī)硅單體，它可以用于如包括接觸鏡的生物醫(yī)用器件的制品中。
發(fā)明內(nèi)容在第一方面中，本發(fā)明涉及式(I)所示的單體x.「,「「，'、:「、「^'、.、,---1-N'-L._|_--S:-L——n，^^^-〖sk)l-~j,么-l-、"1;-z式(I)，'其中L可以相同或者不同，并選自以下組中直接鍵、尿院(urethane)、碳酸酯、氨基甲酸酯(carbamate)、羧基脲基、磺?；?、直鏈或支鏈的Cl-C30烷基、Cl-C30氟烷基、C1-C20含酯基團(tuán)、烷基醚、環(huán)烷基醚、環(huán)烯基醚、芳基醚、芳基垸基醚、含聚醚的基團(tuán)、脲基、酰胺基、胺基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C3-C30環(huán)垸基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烯基、取代或未取代8的C5-C30芳基、取代或未取代的C5-C30芳基烷基、取代或未取代的C5-C30雜芳基、取代或未取代的C3-C30雜環(huán)、取代或未取代的C4-C30雜環(huán)烷基、取代或未取代的C6-C30雜芳基垸基、C5-C30氟芳基、或羥基取代的烷基醚及其組合。x為至少帶單電荷的抗衡離子。帶單電荷的抗衡離子的實(shí)例包括cr、Bf、r、CF3C02-、CH3C02-、HCCV、CH3S04\對(duì)甲苯磺酸根、HS04—、H2P04—、NCV禾卩CH3CH(OH)C02—。帶雙電荷抗衡離子的實(shí)例包括S042—、CO,和HP042—。其它帶電荷抗衡離子對(duì)于本領(lǐng)域任一普通熟練技術(shù)人員而言顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，余量的抗衡離子可能存在于水合產(chǎn)品中。因此，應(yīng)當(dāng)避免使用毒性抗衡離子。同樣應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)于帶單電荷的抗衡離子，抗衡離子和季銨硅氧垸基(quaternarysiloxanyl)之比應(yīng)當(dāng)是1:1。帶更多負(fù)電荷的抗衡離子會(huì)引起基于該抗衡離子總電荷的不同比例。x和y獨(dú)立地是2-200，n是1到約500的整數(shù)；Rl和R2各自獨(dú)立地是直鏈或支鏈C1-C30烷基、Cl-C30氟烷基、Cl-C20含酯基團(tuán)、垸基醚、環(huán)烷基醚、環(huán)烯基醚、芳基醚、芳基垸基醚、含聚醚的基團(tuán)、脲基、酰胺基、胺基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烯基、取代或未取代的C5-C30芳基、取代或未取代的C5-C30芳基垸基、取代或未取代的C5-C30雜芳基、取代或未取代的C3-C30雜環(huán)、取代或未取代的C4-C30雜環(huán)垸基、取代或未取代的C6-C30雜芳基垸基、氟、C5-C30氟芳基或羥基；Z是R1、R2或V;且V獨(dú)立地是可聚合的烯鍵式不飽和有機(jī)基團(tuán)。本申請(qǐng)中所用的尿垸的代表性實(shí)例包括，例如與羧基連接的仲胺，該羧基還可以與進(jìn)一步的基團(tuán)如垸基相連接。同樣地，該仲胺也可以與其它基團(tuán)如烷基相連接。本申請(qǐng)中所用的碳酸酯的代表性實(shí)例包括，例如碳酸烷基酯、碳酸芳基酯等。本申請(qǐng)中所用的氨基甲酸酯的代表性實(shí)例包括，例如氨基甲酸烷基酯、氨基甲酸芳基酯等。本申請(qǐng)中所用的羧基脲基的代表性實(shí)例包括，例如烷基羧基脲基、9芳基羧基脲基等。本申請(qǐng)中所用的磺?；拇硇詫?shí)例包括，例如烷基磺酰基、芳基磺?；?。本申請(qǐng)中所用的垸基的代表性實(shí)例包括，例如，含1到約18個(gè)碳原子的、包含碳和氫原子的具有或不具有不飽和性的、直鏈或支鏈烴鏈基，例如甲基、乙基、正丙基、l-甲基乙基(異丙基)、正丁基、正戊基等。本申請(qǐng)中所用的氟烷基的代表性實(shí)例包括，例如，具有一個(gè)或多個(gè)氟原子連到碳原子的如上定義的直鏈或支鏈垸基，例如-CF3、-CF2CF3、-CH2CF3、-CH2CF2H、-CF2H等。本申請(qǐng)中所用的含酯基團(tuán)的代表性實(shí)例包括，例如，具有1到20個(gè)碳原子的羧酸酯等。本申請(qǐng)中所用的包含醚或聚醚的基團(tuán)的代表性實(shí)例包括，例如，烷基醚、環(huán)烷基醚、環(huán)烯基醚、芳基醚、芳基垸基醚，其中烷基、環(huán)垸基、環(huán)烷基烷基、環(huán)烯基、芳基和芳基垸基為以上定義的基團(tuán)，例如，氧化烯、聚(氧化烯)，如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙垸、環(huán)氧丁烷、聚(環(huán)氧乙烷)、聚(乙二醇)、聚(環(huán)氧丙垸)、聚(環(huán)氧丁垸)，和其混合物或共聚物、通式-R80R9的醚或聚醚基團(tuán)，其中R8為直接鍵、如上定義的垸基、環(huán)垸基或芳基，R9為如上定義的烷基、環(huán)烷基或芳基，例如-CH2CH20C6H5和-CH2CH20C2H5等。此處所用酰胺基的代表性實(shí)例包括，例如，通式-R10C(O)NRllR12的酰胺，其中RIO、Rll和R12獨(dú)立地是C1-C30的烴基，例如，R10可以是亞垸基、亞芳基、亞環(huán)烷基，Rll和R12可以是如上定義的烷基、芳基和環(huán)烷基等。本申請(qǐng)中所用的胺基的代表性實(shí)例包括，例如，通式-R13NR14R15的胺，其中R13是C2-C30的亞烷基、亞芳基或亞環(huán)垸基，R14和R15獨(dú)立地是C1-C30的烴基，例如，如本文定義的烷基、芳基或環(huán)垸基等。此處所用脲基的代表性實(shí)例包括，例如，具有一個(gè)或多個(gè)取代基或未取代的脲基。脲基優(yōu)選是1到12個(gè)碳原子的脲基。取代基的實(shí)例包括烷基和芳基。脲基的實(shí)例包括3-甲基脲基、3,3-二甲基脲基和3-苯基脲基。本申請(qǐng)中所用的垸氧基的代表性實(shí)例包括，例如，如上定義的垸基通過氧連接到分子的剩余部分，即通式-OR20，其中R20是如上定義的烷基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、芳基或芳基烷基，例如-OCH3、-OC2H5或-OC6H5等。本申請(qǐng)中所用的環(huán)院基的代表性實(shí)例包括，例如，具有約3到約18個(gè)碳原子的取代或未取代的非芳族的單環(huán)或多環(huán)體系，例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、全氫萘基(perhydronapththyl)、金剛烷基(adamantyl)和降冰片基橋接的環(huán)狀基團(tuán)或螺二環(huán)基，例如螺-(4，4)-壬-2-基等，并任選包含一個(gè)或多個(gè)雜原子，例如O和N等。本申請(qǐng)中所用的環(huán)烷基烷基的代表性實(shí)例包括，例如，取代或未取代的含有約3到約18個(gè)碳原子的包含環(huán)狀環(huán)的基，其直接連接到烷基上，然后以烷基的任一碳連接到單體的主結(jié)構(gòu)上從而產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，例如，環(huán)丙基甲基、環(huán)丁基乙基、環(huán)戊基乙基等，其中環(huán)狀環(huán)可任選包含一個(gè)或多個(gè)雜原子，例如O和N等。本申請(qǐng)中所用的環(huán)烯基的代表性實(shí)例包括，例如，取代或未取代的包含環(huán)狀環(huán)的基，該環(huán)狀環(huán)包含具有至少一個(gè)碳-碳雙鍵的約3至約18個(gè)碳原子，例如，環(huán)丙烯基、環(huán)丁烯基、環(huán)戊烯基等，其中所述環(huán)狀的環(huán)可任選包含一個(gè)或多個(gè)雜原子，例如O和N等。本申請(qǐng)中所用的芳基的代表性實(shí)例包括，例如，取代或未取代的包含約5到約25個(gè)碳原子的單芳族或多芳族基，例如，苯基、萘基、四氫萘基、茚基、聯(lián)苯基等，其任選含一個(gè)或多個(gè)雜原子，例如O和N等。本申請(qǐng)中所用的芳基烷基的代表性實(shí)例包括，例如，取代或未取代的直接連接到如上定義的烷基的如上定義的芳基，例如，-CH2C6H5、-C2H5C6H5等，其中芳基可任選包含一個(gè)或多個(gè)雜原子，例如O和N等。本申請(qǐng)中所用的氟芳基的代表性實(shí)例包括，例如，如上定義的具有一個(gè)或多個(gè)氟原子連接到芳基的芳基。本申請(qǐng)中所用的雜環(huán)基的代表性實(shí)例包括，例如，取代或未取代的穩(wěn)定的3到約15元環(huán)基，其包含碳原子和一到五個(gè)雜原子，例如氮、磷、氧、硫和其混合物。本申請(qǐng)中所用的合適的雜環(huán)可以是單環(huán)、二環(huán)的或三環(huán)的體系，它可以包括稠合的、橋接的或螺環(huán)體系，雜環(huán)基中的氮、磷、碳、氧或硫原子可任選氧化到各種氧化態(tài)。此外，氮原子可任選季銨化的；環(huán)基可部分或完全飽和的(即，雜芳族或雜芳基芳族化合物)。這樣的雜環(huán)基的實(shí)例包括但不局限于氮雜環(huán)丁烷基、吖啶基、苯并二氧ii雜環(huán)戊烯基、苯并二噁垸基、苯并呋喃基、咔唑基、噌啉基、二氧戊環(huán)基、H引嗪基、萘啶基、全氫吖庚因基(perhydroazepinyl)、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、二氮雜萘基、吡啶基、蝶啶基、嘌呤基、喹唑啉基、喹喔啉基、喹啉基、異喹啉基、四唑基、咪唑啉基、tetrahydroisouinolyl、哌啶基、哌嗪基、2-氧合哌嗪基、2-氧合哌啶基、2-氧合吡咯烷基、2-氧合吖庚因基、吖庚因基、吡咯基、4-哌啶酮基、吡咯垸基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、噁唑基、噁唑啉基、噁唑垸基(oxasolidinyl)、三唑基、茚滿基、異噁唑基、噁唑烷基、嗎啉基、噻唑基、噻唑啉基、噻唑烷基、異噻唑基、奎寧環(huán)基、異噻唑烷基、吲哚基、異吲哚基、二氫吲哚基、異二氫氮茚基、八氫吲哚基、八氫異吲哚基、喹啉基、異喹啉基、十氫異喹啉基、苯并咪唑基、噻二唑基、苯并吡喃基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、呋喃基、四氫呋喃基、四氫吡喃基、噻吩基、苯噻吩基、硫代嗎啉基、硫代嗎啉基亞砜、硫代嗎啉基砜、二氧雜膦雜環(huán)戊垸基、噁二唑基、苯并二氫吡喃基、異苯并二氫吡喃基等和其混合物。本申請(qǐng)中所用的雜芳基的代表性實(shí)例包括，例如，如上定義的取代或未取代的雜環(huán)基。該雜芳環(huán)基可以以任意雜原子或碳原子連接到主結(jié)構(gòu)上，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)中所用的雜芳基垸基的代表性實(shí)例包括例如，直接連接到如上定義的垸基的如上定義的取代或未取代的雜芳基環(huán)基。該雜芳烷基可以從烷基的任意碳原子上連接到主結(jié)構(gòu)上，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)中所用的雜環(huán)基的代表性的實(shí)例包括，例如，取代或未取代的如上定義的雜環(huán)基。該雜環(huán)基可以以任意雜原子或碳原子連接到主結(jié)構(gòu)上，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)中所用的雜環(huán)烷基的代表性的實(shí)例包括，例如，取代或未取代的如上定義的雜環(huán)基，它直接連接到如上定義的烷基上。所述雜環(huán)烷基可以垸基中的碳原子連接到主結(jié)構(gòu)上，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。"可聚合的烯鍵式不飽和有機(jī)基團(tuán)"的代表性實(shí)例包括，例如，包含(甲基)丙烯酸酯的基團(tuán)、包含(甲基)丙烯酰胺的基團(tuán)、包含乙烯基碳酸酯的基團(tuán)、包含乙烯基氨基甲酸酯的基團(tuán)、包含苯乙烯的基團(tuán)等。在一個(gè)實(shí)施方案中，可聚合的烯鍵式不飽和有機(jī)基團(tuán)可由如下通式表示R22R21R22其中R2是氫、氟或甲基；R22獨(dú)立地是氫、氟、或-CO-Y"R24基團(tuán)，其中Y是-O-、-S-或-NH-，以及R24為具有1到約10個(gè)碳原子的二價(jià)亞烷基。'取代烷基'、'取代烷氧基'、'取代環(huán)垸基'、'取代環(huán)垸基垸基'、'取代環(huán)烯基'、'取代芳基烷基'、'取代芳基'、'取代雜環(huán)'、'取代雜芳基環(huán)'、'取代雜芳基烷基'、'取代雜環(huán)烷基環(huán)'、'取代環(huán)狀環(huán)'和'取代羧酸衍生物'中的取代基可以相同或不同，并包括一種或多種取代基如氫、羥基、鹵素、羧基、氰基、硝基、氧代(=0)、硫代(二S)、取代或未取代的垸基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳基烷基、取代或未取代的環(huán)烷基、取代或未取代的環(huán)烯基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、取代雜環(huán)垸基環(huán)、取代或未取代的雜芳基烷基、取代或未取代的雜環(huán)、取代或未取代的胍、-COORx、陽(yáng)C(O)Rx、-C(S)Rx、-C(O)NRxRy、-C(O)ONRxRy、-NRxCONRyRz、-N(Rx)SORy、-N(Rx)S02Ry、-(=N-N(Rx)Ry)、-NRxC(O)ORy、-NRxRy、-NRxC(O)Ry-、-NRxC(S)Ry-NRxC(S)NRyRz、-SONRxRy-、-S02NRxRy-、-ORx、-ORxC(O)NRyRz、-ORxC(O)ORy-、-OC(O)Rx、-OC(O)NRxRy、-RxNRyC(O)Rz、-RxORy、-RxC(O)ORy、-RxC(O)NRyRz、陽(yáng)RxC(O)Rx、-RxOC(O)Ry、-SRx、-SORx、-S02Rx、-ON02,其中上述每一基團(tuán)中的Rx、Ry和Rz可以相同或不同，可以是氫原子、取代或未取代的垸基、取代或未取代的垸氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳基烷基、取代或未取代的環(huán)垸基、取代或未取代的環(huán)烯基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、取代雜環(huán)垸基環(huán)、取代或未取代的雜芳基烷基或者取代或未取代的雜環(huán)。優(yōu)選的式(I)的單體為如下式(II)-式(VII)所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>制造此處公開的新型陽(yáng)離子含硅單體合成方法的圖示由下式給出:在第二方面中，本發(fā)明包括由包含式(I)的單體的單體混合物所形成器件而制備的制品。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，該制品為包含上述陽(yáng)離子單體<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>和至少一種第二單體的混合物的聚合產(chǎn)物。優(yōu)選的制品為光學(xué)上清澈的，可用作接觸鏡。由這些材料制得的有用的制品可能要求疏水性的、可能是含硅的單體。優(yōu)選的組合具備親水性和疏水性的單體。本發(fā)明適用于多種聚合材料，剛性或柔性的均可。特別優(yōu)選的聚合物材料為包括接觸鏡、有晶狀體服和無(wú)晶狀體服的人工晶狀體的鏡片以及角膜植入物，盡管本發(fā)明范圍內(nèi)構(gòu)思了包括生物材料的所有聚合物材料。特別優(yōu)選為含硅水凝膠。本發(fā)明還提供醫(yī)用器件如心臟瓣膜、薄膜、外科器件、血管代用品、宮內(nèi)器具、膜片、隔膜、外科植入物、血管、人造輸尿管、人造乳房組織、在體外與體液接觸的膜片，例如用于腎透析機(jī)的膜片、用于心/肺機(jī)器的膜片、導(dǎo)管、護(hù)唇、假牙內(nèi)襯、服科器件和以及特別是接觸鏡含硅水凝膠通過聚合包含至少一種含硅單體和至少一種親水性單體的混合物而制備。含硅單體可起交聯(lián)劑的作用(交聯(lián)劑定義為具有多個(gè)可聚合官能的單體)，或者可單獨(dú)使用交聯(lián)劑。含硅接觸鏡材料的早期實(shí)例公開于美國(guó)專利No.4,153,641(Deichert等，轉(zhuǎn)讓給Bausch&Lomblncorporated)的。鏡片由聚(有機(jī)硅氧垸)單體制得，其通過二價(jià)的烴基在ct、co末端連結(jié)到聚合的有活性的不飽和基團(tuán)上。各種疏水性含硅預(yù)聚物如1,3-雙(甲基丙烯酰氧烷基)聚硅氧烷與已知的親水性單體如甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)共聚。美國(guó)專利No.5，358,995(Lai等)記載了一種含硅水凝膠，該含硅水凝膠由丙烯酸酯封端的聚硅氧烷預(yù)聚物形成，其是用大的聚硅氧烷基(甲基)丙烯酸酯單體和至少一種親水性單體聚合的。Lai等將其轉(zhuǎn)讓給Bausch&LombIncorporated,其全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。常稱作M2Dx的丙烯酸酯封端聚硅氧垸預(yù)聚物由兩個(gè)丙烯酸酯端基和"x"個(gè)重復(fù)二甲基硅氧烷單元組成。優(yōu)選較大的(甲基)丙烯酸聚硅氧垸基垸基酯單體為TR!S-型(甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅垸氧基)硅垸)，親水性單體為含丙烯酸或含乙烯基的?？捎糜诒景l(fā)明的含硅單體混合物的其它實(shí)例包括如下如公開于美國(guó)專利Nos.5,070,215和5，610，252(Bambury等)的乙烯基碳酸酯和乙烯基氨基甲酸酯單體混合物；如公開于美國(guó)專利Nos.5,321,108;5,387,662和5,539,0.16(Kunzler等)的氟硅單體混合物；如公開于美國(guó)專利Nos.5，374，662;5,420,324禾卩5，496,871(Lai等.)的富馬酸單體，以及如公開于美國(guó)專利Nos.5,451,651;5,648,515;5,639,908禾n5，594，085(Lai等)的尿烷單體混合物，所有這些專利文獻(xiàn)通常被轉(zhuǎn)讓給此處的受讓人Bausch&LombIncorporated，其全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。非硅疏水性材料的實(shí)例包括丙烯酸垸基酯和甲基丙烯酸垸基酯。陽(yáng)離子含硅單體可與多種親水性單體共聚以制得硅水凝膠鏡片。合適的親水性單體包括不飽和羧酸類，如甲基丙烯酸和丙烯酸；丙烯酸取代醇類如甲基丙烯酸2-羥乙酯和丙烯酸2-羥乙酯；乙烯基內(nèi)酰胺如N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和l-vinylazonan-2-one;和丙烯酰胺，如甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)。更進(jìn)一步的實(shí)例是公開于美國(guó)專利Nos.5,070,215的親水性乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯單體，和公開于美國(guó)專利No.4,910,277的親水性噁唑酮單體。其它合適的親水性單體對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員而言將是顯而易見的。疏水性的交聯(lián)劑可以包括甲基丙烯酸酯，如二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)和甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)。與常規(guī)的硅水凝膠單體混合物相反，包含本發(fā)明的季銨化硅單體的單體混合物是相對(duì)水溶性的。此特征提供的與常規(guī)的硅水凝膠單體混合物相比的優(yōu)點(diǎn)在于引起模糊鏡片的不相容性相分離的風(fēng)險(xiǎn)較小，且聚合的材料是可用水抽提的。但是，當(dāng)需要時(shí)還可使用常規(guī)的有機(jī)抽提方法。而且，抽提的鏡片表現(xiàn)出透氧性(Dk)和低模量的良好組合，這些性能對(duì)于獲得期望接觸鏡是重要的。此外，由本發(fā)明的季銨化硅單體制得的透鏡即使不進(jìn)行表面處理也是可濕潤(rùn)的，其提供干的脫模，在單體混合物中不需要溶劑(盡管可以使用溶劑如丙三醇)，抽提的聚合材料無(wú)細(xì)胞毒性，接觸時(shí)表面潤(rùn)滑。在含本發(fā)明的季銨化硅單體的聚合單體混合物不顯示出期望的撕裂強(qiáng)度的情況下，可將增韌劑如TBE(4-叔丁基-2-羥基環(huán)己基異丁烯酸酯)加入單體混合物中。其它增強(qiáng)劑對(duì)于本領(lǐng)域普通熟練技術(shù)人員來(lái)說是公知的，需要時(shí)也可使用。盡管本申請(qǐng)公開的陽(yáng)離子含硅單體的優(yōu)勢(shì)在于它們是相對(duì)水溶性的，而且也可溶于其共聚單體中，在初始的單體混合物中可以包括有機(jī)稀釋劑。本申請(qǐng)中所用的術(shù)語(yǔ)"有機(jī)稀釋劑"包括將在初始單體混合物中使組分的不相溶性最小化，且對(duì)于初始混合物中的組分基本上是非反應(yīng)活性的有機(jī)化合物。此外，有機(jī)稀釋劑用來(lái)使由聚合單體混合物制得的聚合產(chǎn)物的相分離減到最低程度。并且，所述有機(jī)稀釋劑通常相對(duì)不可燃的。預(yù)期的有機(jī)稀釋劑包括叔丁醇(TBA);二醇如乙二醇，和多元醇如丙三醇。優(yōu)選有機(jī)稀釋劑充分地可溶于抽提溶劑中，以促使它在抽提步驟從固化的制品中除去。其它適宜的有機(jī)稀釋劑對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的。有機(jī)溶劑以有效提供期望效果的量加入。通常，稀釋劑以基于單體混合物5到60城％加入，特別優(yōu)選為10到50wt%。根據(jù)本發(fā)明的方法，將包含至少一種親水性單體、至少一種陽(yáng)離子含硅單體和任選的有機(jī)稀釋劑的單體混合物通過常規(guī)方法如靜態(tài)澆注或旋轉(zhuǎn)澆注成型并固化?？赏ㄟ^如偶氮二異丁腈(AIBN)和過氧化物催化劑、使用引發(fā)劑并以在此引入作為參考的如美國(guó)專利No.3,808,179中提出的條件下自由基聚合形成鏡片。在本領(lǐng)域中是公知的單體混合物聚合反應(yīng)的光引發(fā)也可用于本文公開的形成制品的方法中。著色劑等可在單體聚合反應(yīng)前加入。隨后，將大量未反應(yīng)的單體和如果存在的有機(jī)稀釋劑從固化制品中去除，以改善制品的生物相容性。裝入鏡片時(shí)未聚合的單體釋放到眼睛中可能導(dǎo)致刺激及其它問題。與其它必須使用可燃溶劑如異丙醇抽提的單體混合物不同，由于此處公開的新型季銨化硅氧烷單體的性質(zhì)，可將包括水的不可燃溶劑用于抽提工藝中。一經(jīng)由聚合包含此處公開的陽(yáng)離子含硅單體的單體混合物形成的生物材料形成，就對(duì)其進(jìn)行抽提，以將其制備用以包裝及最終使用。抽提通過將聚合材料暴露于各種溶劑如水、叔丁醇等以不同的時(shí)間而實(shí)現(xiàn)。例如，一種抽提工藝是將聚合材料浸入水中約三分鐘，除去水，然后將聚合材料浸入另一等分部分的水中約三分鐘，除掉那部分水，再在水或緩沖溶液中對(duì)所述聚合材料進(jìn)行高壓處理。在抽提未反應(yīng)的單體和任何有機(jī)稀釋劑后，將成型的制品例如RGP鏡片任選通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種工藝進(jìn)行機(jī)械加工。機(jī)械加工步驟包括車削切割鏡片表面、車削切割鏡片邊緣、拋光鏡片邊緣或磨光鏡片邊緣或表面。本方法對(duì)于將透鏡表面車削切割的方法特別有利，因?yàn)楫?dāng)表面發(fā)粘或?yàn)橄鹉z狀時(shí)，鏡片表面的機(jī)械加工特別難于進(jìn)行。通常，這樣的機(jī)械加工處理在將制品從模具部件中取出前進(jìn)行。在機(jī)械加工后，透鏡可從模具部件中脫模并水合化?；蛘撸蓪⒅破吩趶哪＞咧腥〕龊筮M(jìn)行機(jī)械加工，然后水合化。具體實(shí)施方式實(shí)施例所有的溶劑和試劑均從Sigma-Aidrich，Milwaukee,WI獲得，并以獲得時(shí)的狀態(tài)使用，除了900-100和3000g/mol的氨丙基-封端的聚(二甲基硅氧烷)是從Gelest，Inc.，Morrisville，PA獲得，以及甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅氧烷基)硅烷是從SilarLaboratories,Scotia，NY獲得，二者均未進(jìn)行進(jìn)一步提純而使用。單體甲基丙烯酸2-羥乙酯和1-乙烯基-2-吡咯烷酮使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)提純。分析測(cè)試WMi:'H-核磁共振(NMR)表征使用400MHzVarian光譜儀使用本領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行。將樣品溶于氘代氯仿(99.8原子％的気)，除非另有說明。通過賦值在7.25ppm的剩余氯仿峰值而測(cè)定化學(xué)位移。峰面積和質(zhì)子比通過分離峰值基線積分而測(cè)定。當(dāng)峰存在且清晰可分辨時(shí)，記錄分離模式(5=單峰、d-雙峰、1=三重峰、q二四重峰、rn^多重峰、bF寬)和偶合常數(shù)(J/Hz)。SEC:尺寸排阻色譜法(SEC)分析是在35。C下向PolymerLabsPLGelMixedBedE(x2)柱中注入lOOuL溶解于四氫呋喃(THF)(5-20mg/mL)中的樣品來(lái)進(jìn)行，使用Waters515HPLC泵和HPLC級(jí)THF流動(dòng)相，流速為1.0mL/分鐘，且在35。C下采用Waters410DifferentialRefractometer檢測(cè)。Mn、Mw和多分散性(PD)數(shù)值通過與PolymerLab的聚苯乙烯窄分布標(biāo)樣進(jìn)行對(duì)照來(lái)確定?！闟/-r<9FMS1:電噴霧(ESI)飛行時(shí)間(TOF)MS分析在AppliedBiosystemsMariner儀器上進(jìn)行。該儀器以正離子方式操作。該儀器使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行質(zhì)量校準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)溶液包含賴氨酸、血管緊張肽素原、血管舒緩激肽(片段l-5)和萬(wàn)-斜des-Pro)血管舒緩激肽。此混合物提供從147到921m/z的七點(diǎn)校準(zhǔn)。外加電壓參數(shù)由從同一標(biāo)準(zhǔn)溶液獲得的信號(hào)優(yōu)化。將聚合物樣品的原液制備成在四氫呋喃(THF)中的lmg/mL。從這些原液中，將用于ESI-TOFMS分析的樣品制備成在異丁醇(IPA)中30uM的溶液，另外加入在IPA中2體積％的飽和NaCl。樣品以35uL/分鐘的速度直接注入ESI-TOFMS儀器中。教減沒激,透-窩浩模量和伸長(zhǎng)試驗(yàn)使用Instron(型號(hào)4502)拉伸機(jī)根據(jù)ASTMD-1708a進(jìn)行，其中將水凝膠薄膜樣品浸漬到硼酸鹽緩沖的鹽水中，薄膜樣品的適當(dāng)尺寸測(cè)量為長(zhǎng)度22毫米、寬度4.75毫米，其中該樣品還具有形成八字試塊(dogbone)形狀的末端，以適應(yīng)用Instron拉伸儀的夾具對(duì)樣品的抓握，厚度為200+50微米。透氧性(也稱Dk)按以下方法測(cè)定。也可以使用其他方法和/或儀器，只要能由此獲得相當(dāng)于所述方法的透氧性數(shù)值。含硅水凝膠的透氧性由極譜法(ANSIZ80.20-1998)使用201T型02滲透儀(Createch，Albany,CaliforniaUSA)測(cè)量，該測(cè)量?jī)x器具有在其末端包含中心、環(huán)狀金陰極和與陰極絕緣的銀陽(yáng)極的探頭。測(cè)試僅僅在預(yù)先檢査無(wú)小孔的、平坦的、150-600微米的三個(gè)不同中心厚度的含硅水凝膠薄膜樣品上進(jìn)行。薄膜樣品的中心厚度可使用RehderET-I電子測(cè)厚儀測(cè)量。通常，薄膜樣品具有圓盤形狀。測(cè)量在將薄膜樣品和探頭浸入含有在35X:士0.2。下平衡的循環(huán)磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)的池中下進(jìn)行。在將探頭和薄膜樣品浸入PBS池中前，將薄膜樣品放入陰極上并以陰極為中心，該陰極用平衡的PBS預(yù)先濕潤(rùn)，以確保沒有氣泡或過多的PBS存在于陰極和薄膜樣品之間，然后將薄膜樣品用固定帽固定到探頭上，使探頭的陰極部分僅與薄膜樣品接觸。對(duì)于含硅水凝膠薄膜，在探頭陰極和薄膜樣品之間使用例如具有圓盤形狀的特氟隆聚合物膜通常是有利的。在這樣的情況下，先將特氟隆膜放在預(yù)先濕潤(rùn)的陰極上，然后將薄膜樣品放到特氟隆膜上，確保沒有氣泡或過多的PBS存在于特氟隆膜或薄膜樣品下。一旦測(cè)試匯總，只將相關(guān)系數(shù)值(R2)為0.97或更高的數(shù)據(jù)記入Dk數(shù)值的計(jì)算。每個(gè)厚度獲得至少兩個(gè)Dk測(cè)量結(jié)果，并滿足R2值。使用已知的回歸分析法，透氧性(Dk)由具有至少三個(gè)不同厚度的薄膜樣品計(jì)算。將用不同于PBS的溶液水合的任何薄膜樣品先浸泡入純凈水中，并平衡至少24小時(shí)，再浸泡20到PHB中，并使其得平衡至少12小時(shí)。將儀器定期清潔并用RGP標(biāo)準(zhǔn)品定期校準(zhǔn)。上限和下限通過計(jì)算儲(chǔ)存值的±8.8%建立，該儲(chǔ)存值是根據(jù)WilliamJ.Benjamin等人在OptomVisSci7(12s):95(1997)的TheOxygenPermeabilityofReferenceMaterials建立，其公開內(nèi)容的全部在此引入:Fluoroperm30MeniconEXQuantumII儲(chǔ)存值26.262.492.9下限245685上限2966101縮寫NVPl-乙烯基-2-吡咯垸酮TRIS甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅垸氧基)硅烷HEMA甲基丙烯酸-2-羥乙基酯v-642,2，-偶氮(2-甲基丙腈)PG1，3-丙二醇EGDMA二甲基丙烯酸乙二醇酯SA2-[3-2H-苯并三唑-2-基)-4-羥苯基]乙基甲基丙烯酸酯IMVT1,4-二[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯氨基]蒽醌除非另有特別規(guī)定或清楚地給出使用說明，實(shí)施例中所用的全部數(shù)字都當(dāng)視為用術(shù)語(yǔ)"約"修飾，并且為重量百分比。實(shí)施例l4-溴丁基封端的聚(二甲基硅氧垸)的合成用三氟甲磺酸(triflicacid)處理1,3-二(4-溴丁基)四甲基二硅氧烷和八甲基環(huán)四硅氧烷的溶液，使其在室溫下反應(yīng)24h。用碳酸氫鈉終止(quench)反應(yīng)，并且再攪拌24小時(shí)。然后將壓濾后的產(chǎn)品在真空下去除過量的試劑，直到無(wú)法再收集到額外的試劑，得到清澈液體的產(chǎn)品。實(shí)施例2(N，N-二甲基氨乙基)丁基醚封端的聚(二甲基硅氧垸)的合成將實(shí)施例i的產(chǎn)品溶于四氫呋喃中的溶液用導(dǎo)管插人到0°(:下的^^二甲基氨基乙氧基鈉在四氫呋喃中的溶液中，并使其反應(yīng)一小時(shí)。然后將所得產(chǎn)品溶于戊烷中，用水洗滌，經(jīng)硫酸鎂干燥，減壓下去除溶劑得到產(chǎn)物。實(shí)施例3陽(yáng)離子可聚合的封端的(季銨-二甲基硅氧烷)共聚物的合成將N,N-二甲氨乙基甲基丙烯酸酯、實(shí)施例1的4-溴丁基封端的聚(二甲基硅氧烷)和實(shí)施例2的(N,N-二甲基氨乙基)丁基醚封端的聚(二甲基硅氧烷)的乙酸乙酯溶液在6(TC下加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，利用GPC和/或其它分析方法來(lái)提供可接受的預(yù)聚物轉(zhuǎn)化率。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>實(shí)施例4-11含陽(yáng)離子可聚合的封端的季銨-二甲基硅氧烷共聚預(yù)聚物薄膜的聚合和加工將由上述實(shí)施例3的含陽(yáng)離子封端的聚(二甲基硅氧烷)預(yù)聚物液體單體的溶液與其它單體及通用于眼科材料的添加劑(稀釋劑、引發(fā)劑等)以不同的厚度夾到硅垸化玻璃板之間，并采用熱分解自由基生成劑在氮?dú)夥諊性贗O(TC下加熱2小時(shí)而聚合。表1列舉了構(gòu)思的配方。表1實(shí)施例爭(zhēng)資NVPHEMATRISHFIPMAPGEDGMAv-64410.00.010.050.025,04.00.50.510.020.00.045.020.04.00.50.5625.025.010.00.035.04.00.50.5710.050.010.025.00.04.00.50.5810.025.010.025.025.00.00,50.5910.025.010.025.525.04.00.00.51035.050.010.00.00.04.00.50.51145.050.50.00.00.04.00.00.5實(shí)施例12含陽(yáng)離子可聚合的封端的季銨-二甲基硅氧烷共聚預(yù)聚物的眼科透鏡的聚合和加工將含有13.9重量份實(shí)施例3的產(chǎn)物、23.3份TRIS、41.8份NVP、13,9份HEMA、5份PG、0.5份v-64、1,5份SA和60ppmIMVT的40uL等分樣品的、可溶解的液體單體混合物在惰性氮?dú)夥諊旅芊庥谠谇暗木郾┖驮诤蟮慕佑|鏡模具之間，轉(zhuǎn)移至烘箱中，并在惰性氮?dú)夥諊掠?0(TC加熱2h。然后將冷卻的模具對(duì)分開，并從模具中取出干燥的透鏡，在去離子H20中水合化/抽提分離兩次最少3分鐘，再將其轉(zhuǎn)入并且密封在包含緩沖鹽水溶液的高壓釜小瓶中，在12rC下高壓處理30min。2權(quán)利要求1、一種式(I)的單體式(I)其中L可以相同或者不同，并選自以下組中直接鍵、尿烷、碳酸酯、氨基甲酸酯、羧基脲基、磺?；?、直鏈或支鏈的C1-C30烷基、C1-C30氟烷基、C1-C20含酯基團(tuán)、烷基醚、環(huán)烷基醚、環(huán)烯基醚、芳基醚、芳基烷基醚、含聚醚的基團(tuán)、脲基、酰胺基、胺基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烯基、取代或未取代的C5-C30芳基、取代或未取代的C5-C30芳基烷基、取代或未取代的C5-C30雜芳基、取代或未取代的C3-C30雜環(huán)、取代或未取代的C4-C30雜環(huán)烷基、取代或未取代的C6-C30雜芳基烷基、C5-C30氟芳基或羥基取代的烷基醚、及它們的組合；X-為至少帶單電荷的抗衡離子；x和y獨(dú)立地是2-200，n是從1到約500的整數(shù)；R1和R2各自獨(dú)立地是直鏈或支鏈的C1-C30烷基、C1-C30氟烷基、C1-C20含酯基團(tuán)、烷基醚、環(huán)烷基醚、環(huán)烯基醚、芳基醚、芳基烷基醚、含聚醚的基團(tuán)、脲基、酰胺基、胺基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基烷基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烯基、取代或未取代的C5-C30芳基、取代或未取代的C5-C30的芳基烷基、取代或未取代的C5-C30雜芳基、取代或未取代的C3-C30雜環(huán)、取代或未取代的C4-C30雜環(huán)烷基、取代或未取代的C6-C30雜芳基烷基、氟、C5-C30氟芳基、或羥基；Z是R1、R2或V；V獨(dú)立地是可聚合的烯鍵式不飽和有機(jī)基。2、權(quán)利要求1的單體，其中X選自以下組中Cl\Br'、r、CF3CO/、CH3C02-、HC(V、CH3S04—、對(duì)甲苯磺酸根、HS(V、H2P04—、N03—、CH3CH(OH)C02—、SO:、C032-、HP042-、及它們的混合物。3、權(quán)利要求l的單體，其中X-為至少帶單電荷的抗衡離子，且選自以下組中Cr、Br\r、CF3C02-、CH3C02-、HCCV、CH3S04-、對(duì)甲苯磺酸根、HSCV、H2P04-、N(V和CH3CH(OH)C02-、及它們的混合物。4、權(quán)利要求l的單體，其中所述單體選自具有下式的單體中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>5、一種適用于制造聚合的生物材料的單體混合物，其包含權(quán)利要求1的至少一種單體和至少一種第二單體。6、權(quán)利要求5的單體混合物，除第二單體外，該單體混合物還含有疏水性單體和親水性單體。7、權(quán)利要求5的單體混合物，其中所述第二單體選自以下組中不飽和羧酸；甲基丙烯酸、丙烯酸；丙烯酸基取代的醇；甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥乙酯；乙烯基內(nèi)酰胺；N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基己內(nèi)酯；丙烯酰胺；甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺；甲基丙烯酸酯；二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸烯丙酯；親水性碳酸乙烯酯、親水性乙烯基氨基甲酸酯單體；親水性噁唑酮單體、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)、及它們的混合物。8、一種器件，其包含權(quán)利要求1的單體作為聚合共聚單體。9、權(quán)利要求8的器件，其中所述器件為接觸鏡。10、權(quán)利要求8的器件，其中所述接觸鏡為硬性透氣性接觸鏡。11、權(quán)利要求8的器件，其中所述接觸鏡為軟質(zhì)接觸鏡。12、權(quán)利要求8的器件，其中所述接觸鏡為水凝膠接觸鏡。13、權(quán)利要求8的器件，其中所述接觸鏡為人工晶狀體。14、權(quán)利要求13的器件，其中所述接觸鏡為有晶狀體眼人工晶狀體。15、權(quán)利要求13的器件，其中所述接觸鏡為無(wú)晶狀體眼人工晶狀體。16、權(quán)利要求8的器件，其中所述器件為角膜植入物。17、權(quán)利要求8的器件，其中所述器件選自以下組中心臟瓣膜、人工晶狀體、薄膜、外科器件、血管代用品、宮內(nèi)器具、膜片、隔膜、外科植入物、血管、人造輸尿管、人造乳房組織、用于腎透析機(jī)的膜片、用于心/肺機(jī)器的膜片、導(dǎo)管、護(hù)唇、假牙內(nèi)襯、眼科器件和接觸鏡。18、一種制備器件的方法，該方法包括提供含有權(quán)利要求1的單體和至少一種第二單體的單體混合物；使所述單體混合物處于聚合條件下，以提供聚合的器件；分離所述聚合的器件；和包裝并消毒該聚合的器件。19、權(quán)利要求18的方法，其中所述分離的步驟用不可燃溶劑實(shí)施。20、權(quán)利要求18的方法，其中所述分離的溶劑為水。21.一種含硅的單體，該單體由烯鍵式不飽和的陽(yáng)離子的親水基團(tuán)封順。全文摘要本發(fā)明涉及可用于制造生物相容醫(yī)用器件的聚合組合物。更具體地，本發(fā)明涉及特定的陽(yáng)離子單體，它能聚合反應(yīng)以形成可用于制造眼用器件的具有合乎需要的物理性質(zhì)的聚合組合物。這樣的性質(zhì)包括能用水抽提該聚合醫(yī)用器件。這樣避免了使用在本領(lǐng)域中常用的有機(jī)溶劑。該聚合物組合物包括聚合的含硅單體，該含硅單體由可聚合的陽(yáng)離子親水性基團(tuán)封端。文檔編號(hào)C08G77/452GK101479325SQ200780023604公開日2009年7月8日申請(qǐng)日期2007年6月6日優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日發(fā)明者D·A·紹茲曼,J·F·金茨勒申請(qǐng)人:博士倫公司