[发明专利]用于生物医学器件的聚硅氧烷预聚物

说明书

技术领域

本发明涉及可用于形成生物医学器件，尤其是包括接触镜、人工晶状体和眼内植入物的眼科器件的聚硅氧烷预聚物。本发明还涉及由该预聚物形成的共聚物，特别是水凝胶共聚物。

背景技术

水凝胶代表一类用来制造各种生物医学器件，包括眼科器件如接触镜的理想的材料。水凝胶是水合交联聚合物体系，其在平衡状态下含有水。水凝胶透镜具有想要的生物相容性和舒适度。有机硅水凝胶是一类已知的水凝胶，其特征在于包括含有机硅的材料。通常，含有机硅的单体与亲水性单体通过自由基聚合进行共聚合，其中或者含有机硅的单体或者亲水性单体用作交联剂(交联剂定义为含有多个可聚合官能度的单体)，或者可使用单独的交联剂。有机硅水凝胶与非有机硅水凝胶相比的优点在于由于包括含有机硅的单体而使有机硅水凝胶通常具有较高的透氧性。

已经公开了多种含有脲或氨基甲酸酯联接的基于聚硅氧烷的预聚物作为用于有机硅水凝胶的潜在含有机硅的单体。这些各种预聚物在其制备方法和物理特征/性质上可以不同，并因此可以在与用于水凝胶共聚物的其它单体结合时显示出不同的性质。

一类含氨基甲酸酯或含脲的聚硅氧烷预聚物涉及由具有异氰酸酯基的烯键式不饱和单体如甲基丙烯酸异氰酸根合乙酯(IEM)封端的聚硅氧烷-二醇或聚硅氧烷-二胺。例如，通过使IEM与羟基封端的聚二甲基硅氧烷反应而形成预聚物。通常，该类预聚物作为不含氨基甲酸酯联接的相应预聚物显示出与亲水性单体类似的相容性，尤其是对于较高分子量预聚物。此外，这些预聚物在室温下通常为液体。该类预聚物的实例可在美国专利4,605,712(Mueller等)中找到。

第二类含氨基甲酸酯的聚硅氧烷预聚物使用二异氰酸酯以产生氨基甲酸酯联接。通常，这些预聚物通过使2摩尔二异氰酸酯与羟基封端的聚二甲基硅氧烷反应，然后用甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)封端而制备。这类预聚物根据聚硅氧烷的分子量而在与亲水性单体如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)相容性上显示出轻微的改进。此外，这类预聚物在室温下通常为液体。该类预聚物的实例可在美国专利4,136,250(Mueller等)中找到。

美国专利5,034,461(Lai等)公开了多种含聚硅氧烷的氨基甲酸酯或脲预聚物。通常，这些预聚物衍生于短链二醇、羟基封端的聚二甲基硅氧烷和二异氰酸酯，从而使结构类似于嵌段聚氨酯弹性体；这些预聚物用可聚合的烯键式不饱和基来封端，如HEMA与异氰酸酯反应。这些预聚物可以与亲水性共聚单体进行共聚合以形成可用作接触镜材料或其它生物医学器件应用的有机硅水凝胶共聚物。US5,034,461的优选预聚物由软聚硅氧烷链段(在该专利的分子式中由A表示)和极硬链段(在该专利的分子式中由^*D^*G^*D表示)组成并且由可聚合的烯键式不饱和基封端。

本发明的含聚硅氧烷的预聚物包含如US5,034,461的柔链段和极硬链段。然而，本发明的预聚物除软链段和极硬链段外还包含较不硬链段。已经发现这导致几个优点。首先，本发明预聚物在室温下趋于具有更低的粘度，这使它们与公开于US5,034,461中的预聚物相比在合成过程中和浇铸生物医学器件中更易于加工。第二，该排列允许形成具有更高有机硅含量的预聚物，从而允许形成比US4,136,250或4,605,712中公开的预聚物具有更高的透氧性的共聚物，而同时保持与亲水性单体良好的相容性并形成透明的水凝胶。第三，由于各种链段的排列，可以得到具有更高透氧性且没有高模量的共聚物。

发明内容

本发明提供可用于形成生物医学器件的聚硅氧烷预聚物。该预聚物包含嵌段(I)和(II)并且在每端由烯键式不饱和基封端：

(^*Dii^*Diol^*Dii^*PS)_x  (I)

(^*Dii^*PS)_y  (II)

其中：

每个Dii独立地为二异氰酸酯的双基残基；

每个Diol独立地为具有1-10个碳原子的二醇的双基残基；

每个PS独立地为聚硅氧烷-二醇或二胺的双基残基；

每个^*独立地为-NH-CO-NH-、-NH-COO-或-OCO-NH-；

x代表嵌段(I)的个数且至少为2，

y代表嵌段(II)的个数且至少是1

优选的预聚物由以下通式表示：