CN101289566B

CN101289566B - 包含至少一种体积排斥聚合物的聚合物组合物

Info

Publication number: CN101289566B
Application number: CN2007103051645A
Authority: CN
Inventors: B·蒂赫; B·K·本宁; M·纳绍苏; F·莫洛克; V·弗兰克林
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: US20130289135A1; EP2484704A3; JP5557980B2; EP1918310A3; JP2008208331A; US8883874B2; KR101467952B1; EP2484705A2; US7968650B2; TWI464209B; US20120212703A1; EP2484705A3; EP2484704A2; KR20080039326A; EP2484703A2; TW200844172A; EP2484703A3; HK1116505A1; HK1173164A1; CA2608855A1

Abstract

本发明涉及包含聚合物基材的组合物，该聚合物基材包含至少一种体积排斥聚合物。在一个实施方案中，本发明提供了能够担当渗透驱动器的聚合物制品。该制品能够通过驱动水进出基材来维持理想的水平衡，从而维持在基材与环境之间的阳离子浓度平衡。

Description

包含至少一种体积排斥聚合物的聚合物组合物

相关申请

本申请要求美国临时申请序列号60/863755的优先权，引入其全文作为参考。

技术领域

本发明涉及包含聚合物的组合物，更具体地涉及包含至少一种体积排斥聚合物(volume excluding polymer)的聚合物组合物，以及由水合聚合物和所述聚合物形成的器件。

背景技术

众所周知，接触镜片能够用于改进视力，并且各种接触镜片已经工业化生产许多年。如今水凝胶接触镜片非常受欢迎。这种镜片佩戴起来比由硬材料制造的接触镜片更舒适。

一种受欢迎的可用于每日和每周佩戴的接触镜片原料是Etafilcon，它是基于甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)和少量的甲基丙烯酸的。酸部分增加了HEMA材料的亲水性，使镜片更舒适。

已经公开了由硅氧烷水凝胶制备的接触镜片。硅氧烷水凝胶接触镜片与常规的镜片(例如基于HEMA的镜片)相比，能够允许更多量的氧通过镜片到达眼睛。然而，硅氧烷材料本身是不可湿润的，并且已使用涂层剂或湿润剂来改进镜片的湿润性。已经公知的是，在一些硅氧烷水凝胶接触镜片的佩带者中由于眼睑和材料之间的剪切力导致产生了粘蛋白球。有待发现这一点所造成的长期影响。

发明内容

本发明涉及包含聚合物的组合物，该聚合物包含至少一种体积排斥聚合物。

本发明进一步涉及由水合聚合物和具有足够担当渗透驱动器的浓度的至少一种体积排斥聚合物形成的器件。

本发明进一步涉及包括将至少一种体积排斥聚合物结合在至少一种基材之内或之上的方法。

附图说明

图1是实施例中使用的动态蒸汽吸附分析仪示意图。

图2是对照镜片和本发明镜片的相对质量损失作为时间函数的曲线图。

图3是三种商购镜片和健康人角膜样品的相对质量损失作为时间函数的曲线图。

具体实施方式

此处使用的体积排斥聚合物是包含可水合的聚阴离子的聚合物，它借助于带电状态下电荷的排斥及阴离子基团的尺寸而具有从它们所结合的表面上排斥其它基团的能力。在一个实施方案中，在生理pH下，如pH为约5至约8，可水合的聚阴离子具有的排斥体积比羧酸盐基团具有的排斥体积大。合适的阴离子基团包括磷酸盐、膦酸酯、硼酸盐、硫酸盐、磺酸盐及其组合等。在一个实施方案中，阴离子基团包含至少一种磺酸盐基团。在另一个实施方案中，阴离子基团是磺酸盐。

体积排斥聚合物可以由活性阴离子单体形成，其包含可水合的聚阴离子基团和至少一种活性基团，它允许活性阴离子单体结合到体积排斥聚合物中。

合适的活性阴离子单体的实例包括：

R-L-A

其中R是活性基团，L是连接基团，A是以上定义的阴离子基团。

活性基团R包括能够进行自由基和/或阳离子聚合、缩聚、开环聚合等的基团。自由基活性基团的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸C_1-6烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、C_1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C_2-12链烯烃、C_2-12链烯基苯基、C_2-12链烯基萘基、C_2-6链烯基苯基C_1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯和O-乙烯基碳酸酯。阳离子活性基团的非限制性实例包括乙烯基醚或环氧化物基团及其混合物。在一个实施方案中，活性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺及其混合物。此处使用的“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

能够进行缩聚的基团的非限制性实例包括醇、酯、羧酸、异氰酸酯、酸酐、能够卤化取代的基团如氯代苯、其组合等。

能够进行开环聚合的基团的非限制性实例包括羟基和氨基环羧酸、环醚、环酯、环酰胺的环状衍生物、其组合等。

能够进行开环聚合的基团的非限制性实例包括环醚、环酯、环酰胺、其组合等。

L是二价的连接基团，包含取代的或未取代的具有1-12个碳原子的直链或支链亚烷基、聚醚、

唑啉、取代和未取代的杂环基团。合适的取代基包括芳基、胺、醚、酰胺、羟基、其组合等。在另一个实施方案中，L包含具有2-8个碳原子的直链或支链亚烷基。在一个实施方案中，本发明的活性阴离子具有下式：

H₂C＝C(R₂)-CO₂-(CH₂)_n-A

其中R₂选自-H、-CH₃、-CH₂CO₂-(CH₂)_n-A，n是2至8的整数，A如以上所定义。在一个实施方案中，n是2至6。

活性阴离子单体单独地或者与共聚单体聚合形成体积排斥聚合物。只要在基材表面存在理想浓度的可水合聚阴离子，合适的体积排斥聚合物就可以具有宽范围的分子量。这一点可以通过将具有3个或更多重复单元的低聚物接枝到基材上，或者通过结合宽范围分子量的聚合物来实现。因此，体积排斥聚合物可以是分子量至少为约500的低聚物，或可以是分子量至少为约1000的聚合物，在一些实施方案中，通过本领域公知的任何方法，如GPC、粘度法等测定的分子量可以从约1000到几百万。也可以使用具有不同分子量的体积排斥聚合物的混合物。例如，在一些实施方案中，期望使用体积排斥聚合物混合物，其中每一种聚合物都具有不同的分子量。在一个非限制性实施方案中，当期望使阴离子基团靠近基材表面并且还与基材表面间隔至少两种不同的体积排斥聚合物时，可以使用具有小于约10000的相对低分子量的一种聚合物和具有大于100000的高分子量的第二种体积排斥聚合物。使用本发明的教导，其它的组合对本领域技术人员来说将是显而易见的。

适用于本发明的体积排斥聚合物是水解稳定的，并且在一些实施方案中还是热稳定的。

生理相容的阳离子通常以离子方式与阴离子基团结合在一起。当本发明的基材是眼科器件，如接触镜片时，合适的阳离子包括Li⁺，Na⁺，K⁺，NH₄ ⁺，Mg⁺，Zn⁺，Ag⁺及组合等。在一些实施方案中，阳离子包含Na⁺，K⁺，NH₄ ⁺及其混合物。另外的阳离子也可以作为盐存在于与本发明的眼科器件一齐使用的溶液中，包括但不限于Ca⁺，Mg⁺，Zn⁺，Ag⁺等。

合适的活性阴离子单体的实例包括但不限于2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙磺酸钠、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钾盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钠盐、双3-磺基丙基衣康酸二钠、双3-磺基丙基衣康酸二钾、乙烯基磺酸钠盐、乙烯基磺酸盐、苯乙烯磺酸盐及其混合物。

在一些实施方案中体积排斥聚合物也可以由其中L包含胺官能团的活性阴离子单体形成。这些胺官能活性阴离子单体具有平衡的电荷，并且对于其中期望低膨胀的基材可能是理想的。然而，为了得到期望的渗透效果，体积排斥聚合物的至少约20wt％应包含由活性阴离子单体衍生的重复单元。

体积排斥聚合物包含约20至约80wt％的由活性阴离子单体衍生的重复单元，并且在一些实施方案中为约40至约75wt％。

体积排斥聚合物还可以包含共聚单体。共聚单体可以以任何方式分布在体积排斥聚合物中，包括无规分布、嵌段分布或其组合。在一个实施方案中，当存在共聚单体时，它们分布于整个聚合物中，以便在由阴离子基团排斥的体积中它们不产生显著的缝隙。在其中体积排斥聚合物通过亲和相互作用与镜片结合的实施方案中，体积排斥聚合物可以包括与镜片聚合物性能相似的共聚单体嵌段。例如，对于含有硅氧烷的接触镜片，共聚单体可以是疏水嵌段，例如己烯，或可以是侧基疏水基团，如侧基硅氧烷基团。

在一个实施方案中，共聚单体可以选自单官能的亲水单体，例如但不限于含有丙烯酸系或乙烯基的单体。术语“乙烯基型”或“含有乙烯基”单体指的是含有乙烯基(-CH＝CH₂)的单体，并且通常是高活性的。已知这种含有乙烯基的亲水性单体聚合相对容易。

“丙烯酸系型”或“含有丙烯酸系”单体是那些含有丙烯酸系基团：(CH₂＝CRCOX)的单体，其中R是H或CH₃，X是O或N，已知它们也容易聚合，例如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。

可用作共聚单体的含有乙烯基的亲水性单体包括N-乙烯基酰胺，N-乙烯基内酰胺(例如N-乙烯基吡咯烷酮或NVP)、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺、2，2-二甲氧基，1-羟基丙烯酰胺、羟甲基二丙酮丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉、羟基甲基丙烯酰胺及其组合物等。

其它可以用于本发明的亲水性单体包括一个或多个末端羟基被含有可聚合双键的官能团取代的聚氧乙烯多元醇。实例包括聚乙二醇、乙氧基化烷基葡萄糖苷，和乙氧基化双酚A，其与一或多摩尔当量封端基团，例如异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯(“IEM”)、甲苯基间异氰酸酯(toluylmeta isocyanate)(TMI)、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、乙烯基苯甲酰氯等反应，生成聚亚乙基多元醇，其具有一个或多个通过连接部分，如氨基甲酸盐或酯基团与聚亚乙基多元醇相连的末端可聚合烯基。

另外的实例是公开在美国专利US 5070215中的亲水性乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体，和公开在美国专利US 4910277中的亲水性

唑酮单体。其它合适的亲水性单体对本领域技术人员来说是显而易见的。

在一个实施方案中，共聚单体包含至少一个选自DMA、HEMA、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、NVP、N-乙烯基-N-甲基丙烯酰胺、N-甲基N-乙烯基乙酰胺、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、N-(三(羟甲基)甲基)丙烯酰胺、衣康酸及其组合。

在另一个实施方案中，体积排斥聚合物包含的共聚单体包括至少一个酰胺基、羧基、羟基或其混合物。这些类型的共聚单体可以具有以上定义的R-L基团，并进一步含有至少一个酰胺、羧酸或羟基基团代替聚阴离子基团，或可以含有与R直接相连的酰胺、羧酸或羟基基团，如以上定义。适合的酰胺基团具有如下结构：

其中R₃和R₄独立地选自H、直链或支链C_1-12烷基，该烷基也可以是醚取代的。

在一个实施方案中体积排斥聚合物是由使用以下用量的以下单体形成的：

除了或替代上述列出的亲水性单体，体积排斥聚合物还可以包括至少一种疏水共聚单体。下面描述的任何一种硅氧烷单体可以和任何其它已知用于制备生物医学器件，如刚性或硬性接触镜片或ILO的疏水性单体一样使用。

在一些实施方案中，期望体积排斥聚合物具有可水合的聚阴离子基团伸出聚合物主链的结构。在另一个实施方案中，可水合的聚阴离子基团伸出聚合物主链并能自由旋转。合适结构的实例包括刷状结构、枝状结构、环状结构及其组合。在刷状结构中，可水合的聚阴离子基团沿着聚合物主链侧挂伸出，形成梳状或刷状结构。在枝状结构中，可水合的聚阴离子基团从体积排斥聚合物的未反应末端侧挂伸出。在环状结构中，可水合的聚阴离子基团在至少两个位置与体积排斥聚合物的主链结合，与聚合物主链形成环或桥。

体积排斥聚合物可以用于生物医学器件。此处使用的生物医学器件包括设计用于哺乳动物组织或流体内或上或两者，和在一个实施方案中用于人体组织或流体内的器件。这些器件的实例包括但不限于支架、植入物、导液管、创伤敷料、椎间盘置换器、传感器、诊断仪和眼科器件，包括泪管塞、眼科镜片和眼科嵌入物。在一个实施方案中，生物医学器件是眼科镜片，包括但不限于接触或眼内镜片。在另一个实施方案中，器件是软性接触镜片，在一些情况下是硅氧烷水凝胶接触镜片。

医用器件可以由任何已知用于此的材料制备。在一个实施方案中，医用器件是由至少一种聚合物制备的。为了简化用于配件的方法将参考其中医用器件是接触镜片的一个实施方案进行描述。使用本发明的教导，本领域技术人员可以将本发明应用到其它医用器件中。

体积排斥聚合物可以以共价或离子方式与基材的至少一个表面的至少一部分相连，可以结合在施涂于基材表面的涂料组合物中，可以被全部或部分吸入基材中，或可以与用于制造基材的活性混合物聚合，或上述方法的组合。

在体积排斥聚合物以共价方式连接的实施方案中，基材聚合物和体积排斥聚合物均包含能够反应生成共价键的活性基团。任何能够形成在使用基材期间将维持稳定的共价键的方法均可使用。因此，可以使用自由基反应、缩合和酯化反应、开环反应等。如果基材聚合物不含有合适的活性基团，则可以对它进行预处理以产生想要的基团。在一个实施方案中，体积排斥聚合物含有自由基活性化合物，并且在有效的涂覆条件下，以有效的涂覆量与基材的至少一个表面接触，以涂覆期望的基材表面。

可以将体积排斥聚合物引入到溶液中以促进涂覆过程。例如，体积排斥聚合物和任何其它期望的组分，如引发剂、交联剂、着色剂、光致变色化合物、稳定剂、链转移剂、保湿剂、润湿剂、抗菌化合物、治疗化合物、其组合等可以在溶剂中结合。在一些实施方案中，期望将某些附加的化合物，例如但不限于保湿剂、润湿剂、抗菌化合物、治疗化合物及其混合物从制品中洗脱出来。合适的溶剂可以溶解体积排斥聚合物和其它涂料组合物组分，但不能溶解或显著溶胀生物医学器件。例如，当生物医学器件是接触镜片时，合适的溶剂的实例包括水、乙腈、水溶性醇、聚醚、其组合等。具体实例包括烷氧基醇、烷氧基多元醇、甘油硼酸酯、其组合等。具体实例包括三亚丙基二醇、乙氧基乙醇、甲氧基乙醇、二亚丙基二醇、丙二醇、烷氧基三亚甲基二醇、正丙醇、异丙醇、叔戊醇、叔丁醇、单乙基醚、其组合等。

以有效涂覆量将体积排斥聚合物引入到溶剂中。此处使用的有效涂覆量是足以在制品表面提供粘性涂层的量。有效涂覆量将根据所选涂覆方法的类型变化。例如，基于涂料溶液中的所有组分，用于溶液接枝的量为约5wt％，在一些实施方案中为约5至约10wt％。使用本发明的教导，本领域技术人员能够决定用于其它涂覆方法的适合范围。

生物医学器件通过任何常规的方法与溶液接触。合适的接触方法包括喷雾、浸渍、擦涂、辊涂、其组合等。可以将整个器件涂覆，也可以涂覆器件的一个表面或者仅表面的一部分。例如，当生物医学器件是接触镜片时，可以涂覆整个镜片，或者仅涂覆镜片的一侧(例如位于角膜和结膜上的背面曲面，或者接触眼皮和空气的正面表面)，或者仅涂覆表面的一部分(例如覆盖虹膜、瞳孔或结膜的任一表面的一部分)。

器件与溶剂/涂覆聚合物溶液在适合形成涂层的条件下接触。合适的温度包括所选溶剂的冰点到沸点之间的温度，优选从约0℃至约100℃，更优选从约15℃至约50℃。所用的接触时间是能将表面充分涂覆到所期望程度的时间长度。接触时间可以高达约2天，在一些实施方案中高达约1天，在一些实施方案中高达约12小时，在另外一些实施方案中高达约1小时。在本发明的涂覆反应中，压力不是关键的。然而，本领域技术人员公知，升高的压力和温度可以使反应在较短时间内进行。值得注意的是，接枝溶液中可水合的聚阴离子的浓度、反应温度和时间都是相关联的，并且较高浓度的可水合聚阴离子和/或升高的温度都可能缩短反应时间。

可选择地，活性聚阴离子基团可以在有效的聚合条件下与基材接触，并在基材存在下聚合。合适的聚合条件依赖于所选的活性聚阴离子基团。例如，对于含有羟基的基材，在表面上或表面附近，自由基活性的可水合聚阴离子，如3-磺基丙基丙烯酸酯(SPA)的钾盐，可以通过使用能够从邻近的羟基基团如硝酸铈(IV)铵(CAN)中提取氢原子的催化剂进行接枝聚后。然而，也可以使用任何已知的在期望的基材上产生活性点的接枝技术。将SPA和催化剂在能够将所选基材溶胀的溶剂中混合形成接枝溶液。活性聚阴离子基团的浓度为约5至约100wt％，在一些实施方案中，在涂料溶液中的浓度为约50至约100wt％。基于催化剂和体积排斥聚合物组分(活性阴离子单体和共聚单体)的总重，催化剂的量为约0.01至约1wt％，在一些实施方案中为约0.05至约0.1wt％。

本申请的涂料溶液可以包含交联剂。所包含的交联剂用量将根据所选制品基材变化。例如当基材由带有负电荷的聚合物形成时，选取的催化剂可以渗透基材聚合物网络，并且可能不需要使用交联剂或仅需要使用非常少量的交联剂。在其它实施方案中，当基材由带中性电荷的聚合物形成时，期望在涂料组合物中包含至少一种交联剂，交联剂的用量足以在体积排斥聚合物和用于预期最终用途的基材之间提供给期望水平的涂层完整度和涂层持久性。例如，在基材是接触镜片的一个实施方案中，在整个佩戴过程中涂层应当保持，而且应该具有用来提供跨过镜片表面相应部分的期望益处所必需的完整性。当使用交联剂时，合适的交联剂浓度包括为0至约3wt％，在一些实施方案中为约0至约1wt％。合适的交联剂包括但不限于双封端的聚乙二醇，更具体的实例包括亚甲基二丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙烯基GDMA、二烯丙基酒石酰胺、季戊四醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、其组合等。

对于水溶胀性基材，例如软性接触镜片，基材的水含量也可以影响接枝反应的效率。因此可能期望的是调节接枝水平来达到期望的效果，或使用具有足够高分子量的体积排斥聚合物来涂覆基材，以防止它显著插入基材聚合物网络。

接枝过程可以任选包括给基材提供提高接枝效率的性能的预活化步骤。例如，可以将基材进行处理以增加活性基团的浓度。合适的预活化步骤在本领域是公知的并且包括产生活性点的氧化方法，包括但不限于等离子体氧化、与过硫酸钾的反应、与碘酸盐的反应、其组合等。

可选择地，R可以是任何能够被偶联剂活化的基团，或是任何能够与已被偶联剂活化的基材表面反应的基团。例如，通过使用活化表面聚合物中的基团的试剂或反应，或者收集(volume)合成抗菌肽使它分别与肽和聚合物上的官能团反应来实现直接反应，而不引入偶联剂。例如，合成抗菌肽上的一种或多种胺或醇或硫醇基团可以与聚合物上的异硫氰酸酯、酰基叠氮、N-羟基琥珀酰亚胺酯、五氟苯氧基酯、磺酰氯、乙醛、乙二醛环氧化合物、碳酸酯、芳基卤、酰亚胺酯、甲苯磺酸酯或酸酐基团直接反应。

在选择性实施方案中，可以使用偶联剂。偶联剂用于将阳离子肽或蛋白质偶联到器件表面，它们包括但不限于N，N’-羰基咪唑，碳二亚胺例如1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(“EDC”)、二环己基碳二亚胺、1-环己基-3-(2-吗啉基乙基)碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺或它们的混合物。碳二亚胺也可以与N-羟基琥珀酰亚胺或N-羟基磺基琥珀酰亚胺一起使用以形成能与胺反应形成酰胺的酯。

通过形成席夫碱，氨基也可以偶联到聚合物上，席夫碱能够被试剂如氰基硼氢化钠等还原形成水解稳定的胺键。用于这种目的的偶联剂包括但不限于N-羟基琥珀酰亚胺酯，例如二硫代二(琥珀酰亚胺基丙酸酯)、3，3’-二硫代二(磺基琥珀酰亚胺基)丙酸酯)、二琥珀酰亚胺基辛二酸酯、二(磺基琥珀酰亚胺基)辛二酸酯、二琥珀酰亚胺基酒石酸酯等；亚氨酸酯，包括但不限于己二亚氨酸(adipimate)二甲基酯；二氟代苯衍生物，包括但不限于1，5-二氟-2，4-二硝基苯；含溴官能团的醛，包括但不限于戊二醛(gluteraldehyde)；和二环氧化物，包括但不限于1，4-丁二醇二环氧甘油醚。本领域普通技术人员均知道，根据器件表面存在的官能团，可以使用任何数目的其它偶联剂。

如果器件表面没有包含合适的活性基团，则可以通过任何常规的有机合成方法将合适的基团引入到聚合物中。可选择地，可以通过在用于形成聚合物的单体混合物中添加含有活性基团的可聚合单体来引入活性基团。如本领域技术人员公知的，可以使用任何带有不稳定氢的单体，例如但不限于羟基、酸、酰氯基团、碳二亚胺、胺等。也可以使用活性气体等离子体方法。

可选择地，体积排斥聚合物可以与聚合物基材结合起来。体积排斥聚合物可以通过离子相互作用、空间相互作用、亲和相互作用、吸附、分散相互作用、阴离子电荷、渗透、其组合等进行结合。在该实施方案中，选取体积排斥聚合物中的共聚单体来提供理想的相互作用。在该方法中，在允许以所需的量引入体积排斥聚合物的条件下，将聚合物基材与含有体积排斥聚合物的溶液接触。诸如公开在US 6689480、6827966、6451871、7022379、6858248，WO 2004060431和EP 1287060中的方法及在此列出的所有其它专利和申请的公开内容在此一并引入作为参考。

在另一个实施方案中可以通过模转移方法引入体积排斥聚合物。模转移方法通常通过以下步骤引入体积排斥聚合物：a)以有效涂覆量的含有至少一种体积排斥聚合物的涂料组合物涂覆模具或半模的成型表面；b)将含有选取用于制备期望基材的可聚合组分的混合物分配入模具或半模中；和c)在适于形成用涂料组合物涂覆的期望基材的条件下固化。在一些实施方案中，期望选取能够在基材反应混合物中膨胀的涂料组合物。涉及模转移涂覆的进一步细节可见US-2003-0052424。

对本领域技术人员而言显而易见的其它涂覆方法也包括在本发明的范围中。

在一个实施方案中，以预防或抵抗基材表面脱水的有效量将体积排斥聚合物结合在基材的至少一个表面上。例如，在一个其中基材是接触镜片的实施方案中，在眨眼时与眼球接触的接触镜片的前表面包含一层至少一种阴离子体积排斥聚合物的层。体积排斥聚合物中的聚阴离子与来自泪膜(tear film)的阳离子结合。由于接触镜片前表面上的水份蒸发，镜片表面上泪膜中的阳离子浓度增加到高于泪液中的阳离子浓度。这样导致渗透不平衡，从而将水分从泪膜驱出以恢复对镜片前表面上水的阳离子浓度平衡。因此，在一个实施方案中，本发明的体积排斥聚合物担当渗透驱动器。此处使用的渗透驱动器是驱动水进出基材以维持在基材与环境之间阳离子浓度平衡的组分。

从泪膜驱出到镜片前表面的水量可以由体积排斥聚合物涂层的厚度来控制。在其中器件是经调适放置在角膜或结膜与眼皮任何一部分之间的眼科器件的实施方案中，体积排斥聚合物主要位于镜片表面外5um处。带有较厚层的镜片或者可能具有从泪液中排出不期望量的水的趋势。因此本发明的另一个实施方案包括担当渗透驱动器的器件，其在器件上或器件内部维持期望的水平衡。这种渗透驱动器的其它最终用途包括但不限于伤口康复材料，包括敷料剂，和治疗眼科敷料剂，椎间盘置换器等。

可用于形成适合本发明基材的聚合物的实例包括但不限于苯乙烯和取代苯乙烯、乙烯、丙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、N-乙烯基内酰胺、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸和甲基丙烯酸的聚合物和共聚物，以及聚氨酯、聚酯、聚二甲基硅氧烷及其混合物。这种聚合物可以包括水凝胶和硅氧烷水凝胶。

在一个其中生物医学器件是接触镜片的实施方案中，合适的聚合物包括用于制备软性接触镜片和用于制备硬性接触镜片的聚合物。合适的软性接触镜片配方的非限定性实例包括聚(甲基)丙烯酸酯的聚合物和共聚物，包括但不限于硅氧烷(甲基)丙烯酸酯；聚(甲基)丙烯酰胺、乙烯基聚碳酸酯、乙烯基聚氨基甲酸酯、聚乙烯基酰胺、聚乙烯基内酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇及其组合。在US5710302，WO 9421698、EP 406161、US 5998498、US 6087415、US 5760100、US 5776999、US 5789461、US 5849811和US 5965631中描述了这些配方。软性接触镜片配方的非限定性实例包括但不限于acquafilcon A、balafilcon A、galyfilcon A、senofilcon A、comfilcon及lotrafilcon A和B的配方。合适的硅氧烷水凝胶的另外实例包括US 5998498、WO 0322321、US 6087415、US 5760100、US 5776999、US 5789461、US 5849811、US 5965631、US 6867245、US 6822016、US 6849671、US 7052131中公开的那些。这些专利和所有其它在该段落中公开的专利在此一并全文引入作为参考。当医用器件是软性接触镜片时，聚合物优选为水凝胶，在一些实施方案中其水含量至少为约5％，在一些实施方案中至少为约20％。

制备刚性接触镜片的聚合物包括但不限于聚(甲基)甲基丙烯酸酯、硅氧烷(甲基)丙烯酸酯、氟代(甲基)丙烯酸酯、氟代醚、聚乙炔和聚酰亚胺的聚合物和共聚物，其中代表实例的制备可见JP 200010055、JP 6123860和美国专利US4330383中。可以用已知材料形成本发明的眼内镜片。例如镜片可以由包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等及其组合的刚性材料制备。另外，可以使用的柔软材料包括但不限于水凝胶、硅氧烷材料、丙烯酸系材料、碳氟化合物材料等或其组合。在WO 0026698、WO 0022460、WO 9929750、WO 9927978、WO 0022459、US 4301012；4872876；4863464；4725277；4731079中描述了典型的眼内镜片。在该申请中提及的所有文献在本文均全文引入作为参考。

在一个实施方案中，基材由包含至少一种含硅氧烷的组分的活性混合物形成。

术语组分包括单体、大分子单体和预聚物。“单体”指的是能够聚合成为较高分子量化合物、聚合物、大分子单体或预聚物的较低分子量的化合物。此处使用的术语“大分子单体”指的是高分子量可聚合化合物。预聚物是部分聚合的单体或能够进一步聚合的单体。

“含硅氧烷的组分”是在单体、大分子单体或预聚物中含有至少一个[-Si-O-]单元的组分。基于含硅氧烷组分的总分子重量，含硅氧烷组分中Si和连接的O的总量优选大于约20重量％，更优选大于30重量％。有用的含硅氧烷的组分优选含有可聚合的官能团如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。用于本发明的含有硅氧烷的组分的实例可见美国专利US 3808178；4120570；4136250；4153641；4740533；5034461和5070215，及EP 080539。这些文献公开了许多烯属含硅氧烷组分的实例。

合适的含硅氧烷的组分包括具有下式I的化合物：

其中R¹独立地选自单价活性基团、单价烷基基团或单价芳基基团，前述的任何基团可以进一步含有选自羟基、氨基、氧杂基、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素或其组合的官能团；和包含1-100个Si-O重复单元的单价硅氧烷链，它可以进一步含有选自烷基、羟基、氨基、氧杂基、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、卤素，或其组合的官能团；

其中b＝0至500，其中应理解的是，当b不为0时，b是具有等于设定值的最频值(mode)的分布；

其中至少一个R¹包含单价活性基团，并且在一些实施方案中，有1至3个R¹含有单价活性基团。

此处使用的“单价活性基团”是可以进行自由基和/或阳离子聚合反应的基团。自由基活性基团的非限定性实例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸C_1-6烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、C_1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C_2-12链烯基、C_2-12链烯基苯基、C_2-12链烯基萘基、C_2-6链烯基苯基C_1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯和O-乙烯基碳酸酯。阳离子活性基团的非限定性实例包括乙烯基醚或环氧基团及其混合物。在一个实施方案中，自由基活性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺及其混合物。

合适的单价烷基和芳基基团包括未取代的单价C₁至C₁₆烷基基团、C₆至C₁₄芳基基团，例如取代或未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟基丙基、丙氧基丙基、聚亚乙氧基丙基、其组合等。

在一个实施方案中b是零，一个R¹是单价活性基团，至少3个R¹选自具有1至16个碳原子的单价烷基，在另一个实施方案中，单价烷基具有1至6个碳原子。该实施方案的硅氧烷组分的非限定性实例包括2-甲基-，2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧]二硅氧烷基]丙氧基]丙基酯(“SiGMA”)，

2-羟基3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷，

3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)，

3-甲基丙烯酰氧基丙基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷和

3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。

在另一个实施方案中，b为2至20，3至15，或在一些实施方案中为3至10；至少一个末端R¹包含单价活性基团，而其余的R¹选自具有1至16个碳原子的单价烷基，并且在另一个实施方案中选自具有1至6个碳原子的单价烷基。在又一个实施方案中，b为3至15，一个末端R¹包含单价活性基团，另一个末端R¹包含具有1至6个碳原子的单价烷基，而其余的R¹包含具有1至3个碳原子的单价烷基。该实施方案中硅氧烷组分的非限定性实例包括(单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(400-1000MW))(“OH-mPDMS”)、单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(800-1000MW))(“mPDMS”)。

在另一个实施方案中，b为5至400，或10至300，两个末端R¹包含单价活性基团，而其余的R¹独立选自具有1至18个碳原子，并在碳原子之间可具有醚键并且可以进一步含有卤素的单价烷基。

在另一个实施方案中，1至4个R¹包含具有下式的乙烯基碳酸酯或氨基甲酸酯：

其中Y表示O-、S-或NH-；

R表示氢或甲基；d是1，2，3或4；q是0或1。

含有硅氧烷的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1，3-二[4-(乙烯基氧羰基氧)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷；3-(乙烯基氧羰基硫)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯；三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯，和

当期望生物医学器件的模量低于约200时，只有一个R¹可包含单价活性基团，并且其余的R¹中不多于两个将包含单价硅氧烷基团。

在一个期望是硅氧烷水凝胶镜片的实施方案中，本发明的镜片由基于制备聚合物的活性单体组分总重含有至少约20，优选约20至70wt％含硅氧烷组分的活性混合物制备。

另一类含硅氧烷组分包括具有下式的聚氨酯大分子单体：

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指的是烷基双基(diradical)、烷基环烷基双基、环烷基双基、芳基双基或具有6至30个碳原子的烷基芳基双基，

G指的是烷基双基、环烷基双基、烷基环烷基双基、芳基双基或具有1至40个碳原子且主链上可以含有醚、硫、胺键的烷基芳基双基；

*指的是氨基甲酸酯或脲基键；

a至少为1；

A指的是具有下式的二价聚合基团：

R¹¹独立地指具有1至10个碳原子，在碳原子之间含有醚键的烷基或氟取代烷基；y至少为1；p提供重量为400至10000的部分；E和E¹各自独立地指由下式表示的可聚合不饱和有机基团：

其中R¹²是氢或甲基；R¹³是氢、具有1至6个碳原子的烷基、或-CO-Y-R¹⁵基团，其中Y是-O-，Y-S-或-NH-；其中R¹⁴是具有1至12个碳原子的二价基团；X表示-CO-或-OCO-；Z表示-O-或-NH-；Ar表示具有6至30个碳原子的芳基；w是0至6；x是0或1；y是0或1；z是0或1。

优选的含硅氧烷的组分是由下式表示的聚氨酯大分子单体：

其中R¹⁶是除去异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双基，例如异佛尔酮二异氰酸酯的双基。另一个合适的包含硅氧烷的大分子单体是具有式X的化合物(其中x+y是在10至30范围内的数字)，该化合物是由氟代醚、末端羟基的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯的反应形成的。

其它适用于本发明的含硅氧烷的组分包括那些在WO 9631792中表述的，例如大分子单体，包括聚硅氧烷、聚亚烯基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟代醚和多糖基团。美国专利US 5321108，US 5387662和US 5539016描述了带有极性的氟代支链或侧基，并在末端二氟取代碳原子上带有氢原子的聚硅氧烷。美国专利US 2002/0016383描述了包含醚和硅氧烷基键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯和包含聚醚和聚硅氧烷基基团的可交联单体。前述的任何聚硅氧烷也能够用作本发明中包含硅氧烷的组分。

活性混合物也可以包含至少一种亲水性组分。亲水性单体可以是已知的任何一种用于制备水凝胶的亲水性单体。

一类合适的亲水性单体包括含有丙烯酸或含有乙烯基的单体。这种亲水性单体本身可以用作交联剂，然而，当使用具有一个以上可聚合官能团的亲水性单体时，它们的浓度应该如以上讨论受到限制以提供具有期望模量的接触镜片。术语“乙烯基型”或“含有乙烯基”单体指的是含有乙烯基基团(-CH＝CH₂)的单体，并且通常是高活性的。已知这种亲水性含有乙烯基的单体聚合相对容易。

“丙烯酸型”或“含有丙烯酸”单体是那些含有丙烯酸基团(CH₂＝CRCOX)的单体，其中R是H或CH₃，X是O或N，已知它们也容易聚合，例如N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、单甲基丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。

可引入到本发明的硅氧烷水凝胶中的亲水性含有乙烯基的单体包括例如N-乙烯基酰胺，N-乙烯基内酰胺(例如N-乙烯基吡咯烷酮或NVP)、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺的单体，其中优选NVP。

其它可用于本发明的亲水性单体包括一个或多个末端羟基被含有可聚合双键的官能团取代的聚氧乙烯多元醇。实例包括聚乙二醇、乙氧基化烷基葡萄糖苷，和乙氧基化的双酚A，其与一或多摩尔当量封端基团，例如异氰酸根合乙基甲基丙烯酸酯(“IEM”)、甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酰氯、乙烯基苯甲酰氯等反应制备聚亚乙基多元醇，该多元醇具有一个或多个末端可聚合的烯烃基，它们通过连接部分，如氨基甲酸盐或酯基团与聚亚乙基多元醇相连。

另外的实例是公开在美国专利US 5070215中的亲水性乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯，和公开在美国专利US 4910277中的亲水性

唑酮单体。对本领域技术人员来说其它适合的亲水性单体是显而易见的。

在一个实施方案中，亲水性单体包含DMA、HEMA、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、NVP、N-乙烯基-N-甲基丙烯酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、单甲基丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸和丙烯酸中的至少一个。在一个实施方案中，亲水性单体包含DMA。

基于期望性能的特定平衡，亲水性单体的用量可以有较宽范围。基于活性组分中的所有组分，亲水性单体的用量高达约50wt％，优选在约5至约50wt％。例如在一个实施方案中，本发明的镜片含水量至少为约30％，在另一个实施方案中为约30至约70％。在这些实施方案中亲水性单体的用量可以在约20至约50wt％之间。

也可以包含US2003/0162862、US05/06640、US2006/0072069、WO2006039276中公开的活性和非活性湿润剂。当使用湿润剂时，还可以期望包含相容的组分。合适的相容组分包括那些符合US2003/0162862中公开的相容性测试的组分。上述的任何硅氧烷组分可以通过在它们的结构中引入相容基团例如羟基来转化成相容组分。在一些实施方案中，Si与OH的比值小于约15∶1，在其它的实施方案中为约1∶1至约10∶1。相容组分的非限制性实例包括(单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(400-1000MW))，“OH-mPDMS”，2-甲基-，2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧]二硅氧烷基]丙氧基]丙基酯“SiGMA”，2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷，其组合等。

另外的组分，例如着色剂、光致变色化合物、稳定剂、链转移剂、保湿剂、润湿剂、抗菌化合物、治疗化合物、其组合等也可以包括在活性混合物中。在一些实施方案中，可以期望某些另外的化合物，例如但不限于保湿剂、润湿剂、抗菌化合物、治疗化合物及其混合物从制品中洗脱出来。

活性混合物中可以包含聚合催化剂。聚合引发剂包含例如月桂基过氧化物、过氧化苯甲酰、过碳酸异丙酯、偶氮二异丁腈等的在适当高温下产生自由基的化合物；和光引发体系例如芳族α-羟基酮、烷氧基羟苯偶姻(alkoxyoxybenzoins)、乙酰苯、酰基氧化膦、二酰基氧化膦，和叔胺加二酮，其混合物等。光引发剂的示例性实例为1-羟基环己基苯酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、二(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)、二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(Irgacure 819)，2，4，6-三甲基苯甲基二苯基氧化膦和2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯偶姻甲基酯，及樟脑醌和4-(N，N-二甲氨基)苯甲酸乙酯的组合。商购的可见光引发剂体系包括Irgacure 819、Irgacure 1700、Irgacure 1800、Irgacure 819、Irgacure 1850(都来自Ciba SpecialtyChemicals)和Lucirin TPO引发剂(来自BASF)。商购的紫外光引发剂包括Darocur1173和Darocur 2959(Ciba Specialty Chemicals)。这些和其它的可用光引发剂都在卷III，Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization，第2版，J.V.Crivello和K.Dietliker，G.Bradley编；John Wiley and Sons；NewYork；1998中公开。反应混合物中引发剂的用量为引发反应混合物光聚合的有效量，例如为每100重量份活性单体引发剂用量为约0.1至约2重量份。根据使用的聚合引发剂，可以使用合适的方法，如热或可见光或紫外光或其它的方法来引发反应混合物聚合。可选择地，可以在不使用光引发剂下进行引发，例如使用电子束。可是，当使用光引发剂时，优选的引发剂是二酰基氧化膦，例如二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(Irgacure 819

)，或1-羟基环己基苯酮和二(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(DMBAPO)的组合，并且在另一个实施方案中聚合引发的方法是通过可见光活化。优选的引发剂是二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(Irgacure 819

)。

这些活性混合物可以“纯”反应，或在稀释剂存在下反应。合适的稀释剂和反应条件都是本领域公知的。

在实施例中使用了以下测试方法。

前进和后退接触角在数字天平(WHITE Electrical Instruments)以及移动平台(Ealing Optical Co.)上测量，移动平台能够在浸渍和提出过程中获得有效的力。将接触镜片样品裁成3.3mm宽的试条。一个接触镜片最多裁成3条。然后在试条的一端钩住一个负载，另一端用鳄鱼嘴夹夹住(自重+钩重＝88.9±0.5mg)。这样使样品在分析过程中保持直线，而且防止镜片在测试溶液中漂浮或卷曲。通过读取浸渍和提出样品点的力来测定前进和后退接触角，并使用Young’s公式计算：

{\cos θ}_{a / r} = \frac{F}{γP}

其中：F＝测得的力(mN)

θ_a/r＝前进/后退接触角(°)

γ＝测试液的表面张力(mN/m)

P＝测试试条的周长(m)

滞后是通过前进接触角减去后退接触角计算得到的。

实施例24-27记载的固定滴落接触角是使用自动的Digidrop Contact Angle测量仪和技术(GBX Scientific Insrtuments，Romans，France)测量的。

平衡水含量是在20℃的磷酸盐缓冲盐水中使用Synthetic Hydrogels 1，Copolymers of Hydroxyalkyl Acrylates and Methacrylates：Water Binding Studies，P H Corkhill，A M Jolly，C O Ng和B J Tighe，Polymer 1987，28，1758-1766中描述的技术测量的。

应该理解这里所有指定的测试都有一定量的固有测试误差。因此此处报道的结果都不能认为是绝对的数值，而只是基于特定试验精度的数值范围。

通过下述实施例举例说明本发明。这些实施例并不限制本发明。它们只是提出实施本发明的方法。那些熟知接触镜片和其它领域的人可以找到实施本发明的其它方法。然而，这些方法也认为是包括在本发明范围中。

在实施例中，使用了以下缩写：

AA＝丙烯酸

ACMO＝丙烯酰基吗啉

Am＝丙烯酰胺

AMO＝吗啉代丙烯酰胺

CAN＝硝酸铈(IV)铵

DAT＝二烯丙基四酰胺

DMA＝N，N-二甲基丙烯酰胺

DMAEMA＝甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙基酯

HEA＝2-羟基乙基丙烯酰胺

HPA＝丙烯酸2-羟基丙基酯

NaAMPS＝2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙磺酸钠

NaVS＝乙烯基磺酸钠

NIPA＝N-异丙基丙烯酰胺

NIPAm＝N-异丙基丙烯酰胺

NVA＝N-乙烯基乙酰胺

NVMA＝N-甲基-N-乙烯基乙酰胺

NVP＝N-乙烯基吡咯烷酮

PBS＝磷酸盐缓冲盐水溶液

SPA＝3-磺基丙基丙烯酸钾盐

THFA＝甲基丙烯酸四氢糠酯

TRIS＝N-(三(羟甲基)甲基)丙烯酰胺

实施例

实施例1-23

通过将亚甲基二丙烯酰胺与水混合至0.5wt％形成接枝溶液。以列于下表1中的量添加列于下表1中的活性阴离子单体和CAN。使三种不同的镜片，Lenefilcon A，根据US-2005-0070661镜片的实施例2制备的镜片；Dailies(Nelfilcon A，基于PVA的商购自Ciba Vision的接触镜片)和SeeQuence(Polymacon，基于聚HEMA的接触镜片，商购自Bausch and Lomb)在表1列出的时间和温度下与接枝溶液接触，并使用氮气除气。各个接枝溶液混合物(实施例5、8、10、15和20)都是所列出单体的50∶50摩尔混合物。从接枝溶液中取出镜片并放置在蒸馏水中3-5天。测量动态接触角并记录在下表1中。也测量了没有接触接枝溶液的对照镜片的动态接触角并记录在下表1中。

表1

测试实施例1、2、6、7、12、16、17、22和23镜片中硫的存在作为接枝物理证据的指示。

对于每一个接枝镜片，在实施例1、2、6、7、12、16和17的镜片中检测到硫。在实施例22和23的镜片(see Quence/SPA)上未检测到硫，这可能是该样品的特性或无规接枝的标志。在多数光谱中，铈(引发剂)也是显著的。在任何非接枝对照镜片中不存在硫。

据信具有较大量表面羟基基团的(基于聚乙烯醇的)nelfilcon镜片的化学性能为接枝聚合提供更多的反应活性点，至少部分地造成实施例1、3、4、9和10中显示的滞后的显著改善。SPA和NaAMPS的接枝聚合都显示出了明显低的前进接触角和滞后值。适用于比较的对照物是对比例2(使用在接枝过程中使用的相似时间用盐水洗涤nelfilcon镜片)。比较CE1和CE2显示出洗涤步骤减少了可滤去的聚乙烯醇对滞后的影响。

在lenefilcon镜片上，用SPA和NaAMPS改性赋予镜片改善的滞后性(实施例12、13和17-19)。在更剧烈的反应条件下(即50℃或60℃的更高反应温度、更长反应时间(2小时)和0.10％的引发剂)，当使用NaAMPS作为体积排斥聚合物时，得到了更好的滞后性。对于SPA，在更低的SPA浓度下，得到了更好的滞后性。

实施例24-27和对比例5-7

将对比例2的未接枝nelfilcon镜片及实施例3、6和10的镜片放置在5厘米×5厘米的玻璃比色槽中，并使用自动动态蒸汽吸附分析仪(DVS)通过同样的潮湿循环。图1中显示了该体系的示意图。DVS系统的核心是一台超敏感微量天平1(Micrbalance Cam D-200)，它能够测量少于千万分之一份的样品质量的变化。该微量天平装在精确控制温度恒定的恒温箱2中，确保非常高的基线稳定性，并精确控制相对湿度。干燥气体流通过质量流量控制器3控制，饱和蒸汽气流使用质量流量控制器5和蒸汽增湿器5控制。湿度和温度探测器6分别位于样品及参照物架7和8的正下方，用以独立确定系统的性能。DVS在没有显示的专用微型计算机的控制下是完全自动的。

室内条件控制如下：温度维持在25℃，湿度控制在98％相对湿度下40分钟，接着在40％相对湿度下2分钟的循环下循环100分钟。

在全部湿度循环之后，将包含镜片的玻璃比色槽从DVS柜中移出，放置在靠近DVS柜的图像捕获固定滴落接触角测试仪(Digidrop接触角测试仪，GBXScientific Instruments，Romans，France)的平台中，并监控接触角的变化。结果显示在图2中。如图2中所示，由于表面再水合作用，未改性的镜片显示出接触角明显逐步减少，而本发明的接枝镜片维持了较高程度的水合，显示了相当低的初始接触角，而且进一步变化也很小。

图2显示了涂覆了离子SPA和AMPS单体的镜片与未处理的水凝胶相比，显示了与水具有更高的亲合力。接枝层不能防止镜片脱水，但是看来能够维持较高程度的水合，并能够优先再水合。

对比例8-11

使用上述实施例24-27描述的自动动态蒸汽吸附分析仪(DVS)测量商购的未处理的镜片(商标为ACUVUE ONE

的接触镜片(商购自Vistakon)，商标为

的接触镜片(商购自Ciba Vision)和商标为BIOCOMPATIBLE

的接触镜片)，和人角膜的脱水/再水合动力学。对于每一个测量的镜片，将镜片放置在样品架上，除去过量的潮气，以规则的间隔通过湿度循环测量样品的相对质量损失。图3中显示了三种商购镜片的分析结果。使用同样的程序测量健康人角膜样品。

实施例28-29

将Etafilcon镜片(商标为ACUVUS的接触镜片，商购自Vistakon)从它们的包装中取出，并用蒸馏的去离子水中漂洗除去盐水。制备具有以下表2中显示的用量的组分的涂料溶液。

表2

组分	实施例28	实施例29
			水(HPLC级)	100g	100g
SPA	10.44gm	0
			NaAMPS	0	7.90g
PEG-丙烯酸酯	0	1.50g
			CAN	0.15	0.15
过硫酸钾	0.5	0
			MbA	0.13	0.13

将单体(阴离子单体和假如使用的共聚单体)溶解在50gm水中，并在溶液中通入氮气10分钟。将CAN、过硫酸钾和MbA溶解在另外的50gm水中。将待涂覆镜片浸入CAN溶液中，并将单体溶液加入到CAN溶液中形成涂料溶液。将氮气通入涂料溶液中。混合物维持在50℃，并在涂料溶液中通入恒定氮气流。4小时后，将镜片从涂料溶液中取出，然后在轻柔搅拌下用蒸馏水洗涤20分钟。用新鲜的蒸馏水替代洗涤溶液并重复洗涤步骤。将涂覆镜片放置在含有盐水溶液(pH7.4)的小瓶中，密封，并在约120℃消毒约20分钟。

测量涂覆和未涂覆镜片的滞后。SPA涂覆镜片的滞后为3，对比未涂覆的etafilcon镜片的滞后为26。

实施例30-31

上述实施例28-29中制备的镜片相对未处理的商标为

的接触镜片(etafilcon A)作临床评估。本次临床评估采用单盲(患者)、随机的研究方法，通过研究20位患者来完成研究。

登记的患者符合以下标准：年龄为18岁或更大，习惯于每日佩戴软性接触镜片，具有至少6/9的良好视觉敏感度，在CLDEQ(Nichols等，2002)上的症状得分＞0.19而且愿意坚守临床协议上的指示。这些主体是非散光的(＜1DC)，而且没有眼过敏、眼病、活性眼传染病、重大的(Efron级为3或更高)眼组织异常，并且近期没有使用任何眼科药物治疗或眼科相关的系统药物治疗。

患者按照任意顺序佩戴三种镜片三天，在第三天的下午进行评估。在评估下一种镜片之前最少允许两天的周期。

使用单位分辨率为0.1刻度的CCLRU分级刻度来分级眼球充血、眼睑粗糙和角膜着色。在试验过程中没有发现小红细胞、条纹(straie)、折痕或渗透。

患者以连续的视觉模拟等级对镜片的以下参数进行评价：舒适度、干燥度、发亮/刺眼度、视觉透明度和畏光。评价是在插入(佩戴的前30分钟)时、白天(白天的剩余时间至下午6点)和晚间(从下午6点至摘去接触镜片)在记录簿制订的。表3-5显示了研究结果。患者还记录了佩戴镜片的小时数。镜片的平均佩戴时间报告如下：实施例30(实施例28的SPA涂覆镜片)11.05±2.81小时，实施例31(实施例29的AMPS涂覆镜片)12.01±2.45小时，对比例12的对照镜片(未涂覆的etafilxon镜片)10.90±2.79小时每天。

表3 插入时主体评价

表4 白天主体评价

表5 晚间主体评价

本发明的镜片显示出的舒适度、干燥度和视力至少为良好，并且在实施例31的情况中比未涂覆的对照物好。所有的镜片都显示出可接受的移动性和低沾污。

实施例32

将8克(5.38wt％)的2-羟乙基丙烯酰胺(以在水中45％溶液的形式)、40.0克(49.80wt％)2-丙烯酰胺基2，2-甲基丙磺酸钠(以在水中50％溶液的形式)和16.01克(44.82wt％)N-乙烯基吡咯烷酮及0.8克(2wt％)的过硫酸钾(K₂S₂O₈)引发剂一起溶于80毫升乙腈和120毫升水的混合物中。将混合物加入装有搅拌器、水冷凝器、氮气导管的三口烧瓶反应器中并由电等温罩(isomantle)加热。将反应混合物加热到70℃并维持60分钟。将反应混合物在过量丙酮中沉淀，过滤并在真空烘箱在60℃干燥，产率为67％(26.5克)。

将回收的聚合物溶解在PBS中形成0.01wt％的聚合物溶液。在轨道式振荡器上温和搅拌下聚合物容易溶解。将100毫升0.1％的聚合物溶液添加到200毫升可加压加热的聚丙烯塑料螺旋盖容器中。将商购于Johnson & Johnson VisionCare，Inc.的商标为1DAY ACUVUE的接触镜片放入Histosette活组织检查盒中。将三个Histosette盒放入200毫升塑料螺旋盖容器内，并将容器盖旋上。将该容器放入高压灭菌器内。在120℃将在0.1％聚合物溶液中的容器和镜片加压加热30分钟。将容器从高压灭菌器中取出并将聚合物溶液换成PBS。在进行COF分析之前，将在组织盒(Histocassetes)中的镜片在PBS中洗涤/贮藏至少两天，并至少更换两次PBS。使用镊子处理和转移镜片。经过该步骤之后，发现镜片仍然维持其原始尺寸。

使用以下方法测量镜片的摩擦系数。将高度敏感摩擦计(CSM Nano ScratchTester，CSM Instruments，Peseux，Switzerland)安装在空气工作台上，用于测量摩擦系数。将测量镜片安放在突起的支持物上，通过镜片在润滑溶液(

人造泪液(Novartis Ophthalmics))的存在下，在选取的基材((聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜(DuPont))上负荷3mN/m，以5毫米/分的滑行速度滑行来测量摩擦系数。

对每一个样品滑行20毫米距离并重复测量十次。至少有两个镜片在该条件下滑行，并取镜片数据的平均值。该实施例32的镜片的COF为0.161±0.013。

对比例8

除了使用不含有任何聚合物的PBS用作杀菌溶液外，重复实施例32。未处理镜片的COF测量值为0.47。

实施例33-42

使用下表6-8列出的组分和条件重复实施例32。对实施例36、37、39、40、42、44、45、47、49、50和52测量的COF显示于以下表9中。

表9

实施例#	COF
		36	0.224
37	0.204
		39	0.224
40	0.175
		42	0.295
44	0.262
		45	0.229
47	0.143
		49	0.291
50	0.162
		52	0.200

因此，与COF为0.47的对照物相比，本发明的镜片显示出能够显著改善的COF。

Claims

1.至少一种体积排斥聚合物作为渗透驱动器的用途，其中所述体积排斥聚合物是包含可水合的聚阴离子的聚合物，它借助于带电状态下电荷的排斥及阴离子基团的尺寸而具有从它们所结合的表面上排斥其它基团的能力，其中所述体积排斥聚合物由包含任选的共聚单体和至少一种活性阴离子单体的反应混合物形成，其中活性阴离子单体包含至少一种可水合的聚阴离子基团，其中所述活性阴离子单体选自2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙磺酸钠、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钾盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钠盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钙盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钾盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钙盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钠盐、苯乙烯磺酸盐及其混合物。

2.权利要求1的用途，其中所述可水合的聚阴离子基团基本均匀地分布在全部所述体积排斥聚合物中。

3.权利要求1的用途，其中所述体积排斥聚合物是分子量至少为500的低聚物。

4.权利要求1的用途，它包括至少两种体积排斥聚合物，第一种体积排斥聚合物分子量小于10000，第二种体积排斥聚合物的分子量大于100000。

5.权利要求2的用途，进一步包含至少一种生理上相容的、与所述聚阴离子基团通过阴离子结合的阳离子。

6.权利要求5的用途，其中所述阳离子选自Li⁺，Na⁺，K⁺，NH₄ ⁺，Mg⁺，Zn⁺，Ag⁺及其组合。

7.权利要求5的用途，其中所述阳离子选自Na⁺，K⁺及其混合物。

8.权利要求1的用途，其中所述体积排斥聚合物包含20至80wt％的由活性阴离子单体衍生的重复单元。

9.权利要求1的用途，其中所述体积排斥聚合物由包含20至80mol％的所述活性阴离子单体和共聚单体的反应混合物形成，所述共聚单体包含2和80mol％的含有酰胺基的共聚单体，0至40mol％的含有羧酸的共聚单体和0至40mol％的含有羟基的共聚单体。

10.权利要求1的用途，其中所述至少一种共聚单体包含至少一种含有乙烯基的亲水性单体，该单体选自N-乙烯基酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺、2，2-二甲氧基，1-羟基丙烯酰胺、羟甲基乙酰丙酮丙烯酰胺、N-丙烯酰基吗啉、羟基甲基丙烯酰胺及其组合。

11.权利要求1的用途，其中所述至少一种共聚单体包含至少一种亲水性单体，该亲水性单体选自N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、2-羟乙基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基丙烯酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、N-(三(羟甲基)甲基)丙烯酰胺、衣康酸及其组合。

12.权利要求1的用途，其中所述体积排斥聚合物所具有的结构选自刷状结构、枝状结构、环状结构或其组合。

13.权利要求1的用途，其中所述体积排斥聚合物形成具有至少一部分所述聚合物的互穿网络。

14.一种由水合聚合物和具有足够担当渗透驱动器的浓度的至少一种体积排斥聚合物形成的器件，其中所述体积排斥聚合物是包含可水合的聚阴离子的聚合物，它借助于带电状态下电荷的排斥及阴离子基团的尺寸而具有从它们所结合的表面上排斥其它基团的能力，其中所述体积排斥聚合物由包含任选的共聚单体和至少一种活性阴离子单体的反应混合物形成，其中活性阴离子单体包含至少一种可水合的聚阴离子基团，其中所述活性阴离子单体选自2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙磺酸钠、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钾盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钠盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钙盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钾盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钙盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钠盐、苯乙烯磺酸盐及其混合物。

15.权利要求14的器件，其中所述器件包含第一表面和第二表面，并且在所述第一表面和所述第二表面上的所述体积排斥聚合物的浓度不同。

16.权利要求14的器件，其中所述体积排斥聚合物仅存在于所述器件的一个表面上。

17.权利要求15的器件，其中所述的器件是接触镜片。

18.权利要求17的器件，其中所述第一表面是在使用时与接触镜片佩带者的眼睑接触放置的前接触镜片表面，所述第二表面是对着接触镜片佩带者眼睛放置的背面表面。

19.权利要求18的器件，其中用所述体积排斥聚合物涂覆所述前接触镜片表面。

20.权利要求18的器件，其中在前接触镜片表面所述体积排斥聚合物的浓度更大。

21.权利要求18的器件，其中所述体积排斥聚合物位于所述前接触镜片表面5μm内处。

22.权利要求18的器件，其中所述接触镜片是由水含量至少为5wt％的水凝胶形成的接触镜片。

23.权利要求22的器件，其中所述水凝胶是硅氧烷水凝胶。

24.权利要求14的器件，其中所述器件选自创伤愈合材料、眼科治疗敷料和椎间盘置换器。

25.一种维持期望的水平衡的方法，该方法包括将至少一种体积排斥聚合物结合到至少一种基材之内或之上，其中所述体积排斥聚合物是包含可水合的聚阴离子的聚合物，它借助于带电状态下电荷的排斥及阴离子基团的尺寸而具有从它们所结合的表面上排斥其它基团的能力，其中所述体积排斥聚合物由包含任选的共聚单体和至少一种活性阴离子单体的反应混合物形成，其中活性阴离子单体包含至少一种可水合的聚阴离子基团，其中所述活性阴离子单体选自2-(丙烯酰胺基)-2-甲基丙磺酸钠、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钾盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钠盐、3-磺基丙基(甲基)丙烯酸钙盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钾盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钙盐、双-3-磺基丙基酯(甲基)丙烯酸二钠盐、苯乙烯磺酸盐及其混合物。

26.权利要求25的方法，其中所述结合通过下述方法来实现，该方法选自将所述体积排斥聚合物以共价或离子方式连接到基材的至少一个表面的至少一部分上，将所述体积排斥聚合物涂覆到所述基材的至少一个表面上，将所述体积排斥聚合物吸入全部或部分基材中；使用制备基材的活性混合物聚合所述体积排斥聚合物，在至少一部分所述基材的存在下使活性阴离子基团反应及其组合。

27.权利要求25的方法，其中所述体积排斥聚合物存在于所述基材的至少一个表面上。