用于生物医学器件的聚硅氧烷预聚物制造技术

本发明专利技术涉及可用于形成生物医学器件且包含嵌段（Ⅰ）和（Ⅱ）并且在每个末端由烯键式不饱和基封端的聚硅氧烷预聚物：（［＊］↑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独立地为含聚硅氧烷的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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术还涉及由该预聚物形成的共聚物，特别是水凝胶共聚物。
技术介绍
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。本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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M(*Dii*Diol*Dii*PS)x(*Dii*PS)y*Dii*M(III)或者M(*Dii*Diol*Dii*PS)x(*Dii*PS)y*Dii*Diol*Dii*M(IV)其中Dii、Diol、PS、*、x和y如上所定义，并且M独立地为可聚合的烯键式不饱和基。本专利技术还提供共聚物，其为包含所述预聚物与共聚单体的单体混合物的聚合产物。一个优选的共聚单体为亲水性单体，另一个优选共聚单体为含有机硅的单官能单体。优选的共聚物为水凝胶，即包含该预聚物的单体混合物与亲水性共聚单体的水合聚合产物。特别优选水凝胶共聚物含水量至少为20重量％，模量不大于100g/mm2和/或透氧性至少为100barrer。本专利技术还提供包含所述共聚物的生物医学器件，尤其是眼科器件如接触镜或人工晶状体。具体实施例方式本专利技术的预聚物包含如上所示的式(I)和(II)的嵌段。通常式(I)的嵌段可以被表征为由极硬链段(由*Dii*Diol*Dii*代表)和软链段(由PS代表)组成。通常，通常式(II)的嵌段可以被表征为由较不硬链段(由*Dii*代表)和软链段(由PS代表)组成。这些较不硬链段和极硬嵌段(I)和(II)的分布可以为随机的或交替的，其中x和y表示预聚物中各结构的嵌段总数，换句话说，在式(III)和(IV)中所有式(I)的嵌段不需要相互直接联接。这些嵌段的分布可以通过在预聚物制备过程中添加聚硅氧烷、二异氰酸酯和短链二醇组分的顺序来控制。该预聚物包括含聚硅氧烷的软链段，其在式(I)、(II)、(III)和(IV)中由PS表示。更具体而言，该含聚硅氧烷的链段衍生于由羟基或氨基封端的聚硅氧烷 其中每个A为羟基或氨基；每个R独立地选自具有1-10个碳原子的亚烷基，其中碳原子之间可以包括醚、氨基甲酸酯或脲联接；每个R’独立地选自氢、一价烃基或卤素取代的一价烃基，其中烃基具有其间可以包括醚联接的1-20个碳原子，和a至少为1。优选的R基为任选由醚基取代的亚烷基。优选的R’基包括烷基、苯基、氟取代的烷基和烯基、任选取代的醚基。特别优选的R’基包括烷基如甲基；或任选包括醚联接的氟代烷基如-CH2-CH2-CH2-O-CH2-(CF2)z-H，其中z为1-6。优选a为约10-100，更优选约15-80。PS的Mn为1000-8000，更优选2000-6000。各种聚硅氧烷-二醇和聚硅氧烷-二胺可以市购。此外，在本实施例中给出了聚硅氧烷的代表性合成。该预聚物的极硬链段包括二醇的残基，在式(I)、(III)和(IV)中由Diol表示。优选的二醇基包括具有1-10个碳原子且在主链上可以含醚、硫醚或胺联接的烷基二醇、环烷基二醇和烷基环烷基二醇、芳族二醇或烷基芳基二醇的双基残基。代表性二醇包括2，2-(4，4’-二羟基二苯基)丙烷(双酚-A)、4，4’-异亚丙基二环己醇、乙氧基化及丙氧基化双酚-A、2，2-(4，4’-二羟基二苯基)戊烷、1，1’-(4，4’-二羟基二苯基)-对二异丙基苯、1，3-环己烷二醇、1，4-环己烷二醇、1，4-环己烷二甲醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、乙二醇、二甘醇和三甘醇。特别优选具有1-10个碳原子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由以下通式表示的预聚物：　　　　Ｍ（［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑Ｄｉｏｌ［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑ＰＳ）↓［ｘ］（［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑ＰＳ）↓［ｙ］［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑Ｍ或者　　　　Ｍ（［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑Ｄｉｏｌ［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑ＰＳ）↓［ｘ］（［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑ＰＳ）↓［ｙ］［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑Ｄｉｏｌ［＊］↑Ｄｉｉ［＊］↑Ｍ　　　　其中：　　　　每个Ｍ独立地为可聚合的烯键式不饱和基；　　　　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－二醇或聚硅氧烷－二胺的双基残基；　　　　每个↑［＊］独立地为－ＮＨ－ＣＯ－ＮＨ－、－ＮＨ－ＣＯＯ－或－ＯＣＯ－ＮＨ－；　　　　ｘ至少是２；和　　　　ｙ至少是１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖有进，W郎，ET奎因，
申请(专利权)人：博士伦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]