[发明专利]可润湿的聚硅氧烷水凝胶组合物及它们的制备方法和用途

说明书

本发明涉及改进的对于制备生物医学装置，特别是接触镜片有用的可润湿的聚合水凝胶组合物。

水凝胶已经是用于制备生物医学装置所需要的一类材料了，并且，至少从Wichterle等人的披露了水凝胶的美国专利3,220,960之后，它已经被人们了解了，该水凝胶包含一种水合的丙烯酸的或甲基丙烯酸的羟烷基酯聚合物，该聚合物被相应的二酯聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯基，称之为聚-HEMA)所交联。

任何的在平衡状态下含有水的交联聚合物体系都可以称之为水凝胶，因此，水凝胶的物理性质可以在广泛的范围内变化，并且最主要由它们的含水量来确定。由于水凝胶显示了优异的生物适合性，因此，在将水凝胶用于生物医学装置，特别是接触镜片方面，它们已经引起人们广泛的兴趣。

在接触镜片领域，各种不同的因素相结合而产生具有适当特征的材料。氧渗透性、可润湿性、材料强度及稳定性是而且仅是少数的几种因素，这些因素必须小心地予以平衡以获及可以使用的最终的接触镜片。由于角膜完全是通过与大气的接触而取得氧的供应的，因此，对于任何接触镜片材料来说，良好的氧渗透性是关键性能。

在该领域中已经发现某些交联的聚合物材料可以被水合并保持它们的含水量。另外还发现，在由这些交联的水凝胶聚合物所制备的接触镜片中，其含水量越高，则通过镜片到达眼睛和其角膜的氧渗透性也越高。

高含水量的水凝胶有时显示不符合要求的机械性能。例如，这些水凝胶常常不容易形成对水解稳定的镜片。另外，由于低的拉伸强度，这类材料常常显示被撕裂或断裂。需要的是耐用和高润湿性的具有高的氧渗透性的材料。    

含聚硅氧烷的材料被试用作为可行的接触镜片材料，并且显示了很好的氧渗透性和耐久性。多数含聚硅氧烷的材料是疏水性的，因此不具有足够的可润湿性。可润湿性是很重要的，因为如果镜片不是可润湿的话，它就不能保持润滑，因而不能舒服地带在眼睛中。最佳的接触镜片材料应该不仅具有优异的氧渗透性，而且也具有优异的与泪液的可润湿性。

另外，人们认为伴随着含聚硅氧烷材料的疏水性而造成了类脂类化合物沉积的大问题，而这一问题导致了当带上由这些含聚硅氧烷聚合物所制备的接触镜片时的不舒适感。.  因此，用作为生物装置例如接触镜片上用的，具有理想的刚性、高的氧渗透性、及高度的可润湿性的水凝胶材料，目前尚不为人们所知道。

按照本发明，水凝胶(例如含聚硅氧烷的水凝胶，更具体的是聚氨酯一聚硅氧烷水凝胶以及乙烯基封端的聚硅氧烷水凝胶)可以通过将作为润湿剂的  至少一种在水解作用时能够转化成高极性的含氨基酸单体的相对非极性的含环化合物；或者将作为润湿剂的某种(甲基)丙烯酰胺链(烷)酸衍生物掺入到含聚硅氧烷的水凝胶组合物中去，而显著地增加该水凝胶的表面可润湿性。据信，这些润湿剂与占优势的疏水性含聚硅氧烷的单体进行反应，产生高度可润湿的水凝胶。

本发明涉及润湿性已改进的水凝胶，具体是含有聚硅氧烷的水凝胶及聚氨酯预聚物，例如这么一些，它们之中的某些是其主题并被公开于三个正在等待审批和已进行共同转让的美国专利申请号07/758,047及07/758,647中；和已常规转让的、共同待审的美国申请中、这些申请近来已提出，因此尚没有已转让的美国系列号，但相应于备审号P00918，P00919，P00920。

本发明的润湿剂通过将它们掺入到含有聚硅氧烷水凝胶组合物中而增强了可润湿性，该润湿剂的另外的特征是，它是相对非极性的含环化合物，在水合作用时能够转化成高极性的氨基酸。该润湿剂也可以是一种(甲基)丙烯酰胺链(烷)酸行生物，或者是上述提到的线型的、在水合时能产生的含环化合物。本发明阐述的优选的一类含环化合物是通式如下的含环噁唑酮类：

其中，R₁和R₂独自表示H或CH₃；和

R₃和R₄独自表示甲基或环己基基团。

这些优选的本发明所阐述的含环润湿剂包括2-异丙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮(IPDMO)，2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮(VDMO)，环己烷-螺-4′-(2′-异丙烯基-2′-噁唑-5′-酮)(IPCO)，环己烷-螺-4′-(2′-乙烯基-2′-噁唑-5′-酮)(VCO)，和2-(1-丙烯基)-4，4-二甲基一噁唑-5-酮(PDMO)，而VDMO是最优选的。优选的噁唑酮利用在共同转让的美国专利4,810,764中所说明的已知反应顺序来制备。