專利名稱：：眼科和耳鼻喉科裝置材料的制作方法
技術領域：
：本發明涉及改進的眼科和耳鼻喉科裝置材料。特別地，本發明涉及具有提高的強度的、軟質高折光指數丙烯酸裝置材料。
背景技術：
：隨著最近小切口白內障外科手術的進步，更多的重點已經放在了發展適合用于人造晶狀體的軟質可折疊的材料上。一般而言，這些材料分為三類水凝膠、硅酮和丙烯酸系樹脂。一般而言，水凝膠材料具有相對低的折光指數，這4吏得它們與其它材料相比不太合乎需要，因為達到一定的折光能力需要更厚的透鏡鏡片。硅酮材料通常具有比水凝膠更高的折光指數，但是在折疊放入眼內后往往會急劇展開。急劇展開可能潛在傷害角膜內皮和/或割裂天然晶狀體嚢。丙烯酸系樹脂材料是合乎需要的，因為它們通常具有高的折光指數，并且與硅酮材料相比更加緩慢或可控制地展開。美國專利號5,290，892公開了適合用作眼內透鏡("IOL")材料的高折光指數的丙烯酸系樹脂材料。這些丙烯酸系樹脂材料包含兩種芳基丙烯酸單體作為主要組分。由這些丙烯酸材料制成的IOL可以輥壓或折疊以通過小切口插入。美國專利號5，331，073還公開了軟質丙烯酸IOL材料。這些材料包含兩種丙烯酸單體作為主要組分，該兩種丙烯酸單體通過它們各自的均聚物的性能來定義。第一種單體定義為其中其均聚物具有至少大約1.50的折光指數的單體。第二種單體定義為其中其均聚物具有小于大約22。C的玻璃化轉變溫度的單體。這些IOL材料還包含交聯組分。此外，這些材料可以任選地包含不同于先前三種組分的第四種組分，其衍生自親水性單體。這些材料優選具有總計小于大約15wt%的親水性組分。美國專利號5，693，095公開了可折疊、高折光指數的眼科透鏡材料，其包含至少大約90wt。/。的僅兩種主要組分一種是芳基丙烯酸疏水性單體，一種是親水性單體。該芳基丙烯酸疏水性單體具有以下通式XCH2=C-COCKCH2》m-Y-Ar其中X是H或CBb;m是0-6;Y為不存在、O、S或NR，其中R是H、CH3、CnH2n+1(n=l-10)、異OC3H7、C6BMilCH2C6H5;和Ar是任何芳族環，其可以是未取代的或者用CEb、C2H5、正-<:3117、異-<:3117、OCH3、C6Hu、Cl、Br、(:6115或(:112<:6115取代的。'095專利中描述的透鏡材料優選具有大約-20至+25。C的玻璃化轉變溫度("Tg")。撓性眼內透鏡可以折疊并通過小切口插入。一般而言，更軟的材料可以在更大的程度上變形以便可以通過越來越小的切口插入。軟質丙烯酸或甲基丙烯酸材料通常不具有允許IOL通過與硅酮IOL所需的那樣小的切口插入的強度、撓性和不發粘的表面性質的合適的結合。硅酮彈性體的機械性能通過添加無機填料，通常為表面處理過的二氧化硅，而得到提高。表面處理過的二氧化硅也提高軟質丙烯酸橡膠的機械性能，但是降低最終產品的光學透明度。折光指數更接近軟質丙烯酸橡膠的備選填料材料是需要的。已知向M聚合物中添加增強用填料提高拉伸強度和抗撕裂性。增強通過限制聚合物鏈的局部運動自由度使該聚合物變硬并提高其韌性，并通過引入弱固定點的網絡加強該結構。特定填料的增強能力取決于其特性(例如大小和表面化學性質)、與其一起使用的彈性體的類型和存在的填料的量。常規填料包括炭黑和硅酸鹽填料，其中顆粒尺寸(對于最大的表面積)和濕潤性(對于粘結強度)是最重要的。對于有效的增強來說，基體和填料之間的共價化學鍵通常是不需要的。最近的申請和綜述請參見Boonstra，"Roleofparticulatefillersmelastomerremforcement:areview"iWj;附er1979，20，691,和Gu等人,"Preparationofhighstrengthandopticallytransparentsiliconerubber"五MA尸o(v附./1998，34，1727。發明概述已經發現了改進的軟質可折疊的丙烯酸裝置材料，其尤其適合用作IOL,但是還可用作其它的眼科或耳鼻喉科裝置，如隱形眼鏡、人工角膜(keratoprostheses)、角膜環或內嵌體、耳科通氣管和鼻科植入體。這些聚合材料包含與在常規嵌段共聚物中發現的相似的微相分離區域。孩^目分離區域的存在提高了聚合材料的強度并且影響了其表面性質而無需添加的填料材料。本發明的材料的性能與具有相同的進料比率的統計(無規)共聚物不同。發明詳述除非另外說明，所有組分的量都基于。/。(w/w)("wt。/。")給出。本發明的裝置材料是自增強聚合材料。該材料通過以下物質的聚合制造a)單官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體[ll，b)雙官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交聯劑[2，和c)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯[3]或二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯[4]。<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage7</formula>\2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實施例l中說明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表2中列出。實施例7.二甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸1,4-丁二醇酯的UV引發共聚合向20mL的閃爍管中裝入0.6015g二曱基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、2.3960g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.0164g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時以允許該聚苯乙烯組分溶解。將該單體混合物通過1.0微米的玻璃纖維膜式過濾器過濾，并通過N2鼓泡脫氣。添加2-羥基-2-甲基-l-苯基-丙-l-酮(Darocu,1173)(0.0310g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實施例l中說明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表2中列出。表2.與丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸l，4-丁二醇酯的曱基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)共聚物<table>complextableseeoriginalpage17</column></row><table>實施例8.曱基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和lwt。/o的二丙烯酸l，4-丁二醇酯的UV引發共聚合向加mL的閃爍管中裝入l,:2005g甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、4.7472g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.0597g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時以允許該聚苯乙烯組分溶解。使用l.O微米的玻璃纖維膜式過濾器將該單體混合物過濾，然后通過0.45微米的PTFE膜式過濾器，并且通過N2鼓泡進行脫氣。添加2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙國l國酮(Darocu,1173)(0.0581g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實施例l中說明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表3中列出。實施例9.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和2wt。/。的二丙烯酸l,4-丁二醇酯的UV引發共聚合向20mL的閃爍管中裝入1.20088曱基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、4.6929g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.1225g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時以允許該聚苯乙烯組分溶解。使用l.O微米的玻璃纖維膜式過濾器將該單體混合物過濾，然后通過0.45微米的PTFE膜式過濾器，并且通過N2鼓泡進行脫氣。添加2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙畫l-酮(Darocur⑧1173)(0.0561g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實施例l中說明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表3中列出。實施例IO.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯和3wt。/o的二丙烯酸l,4-丁二醇酯的UV引發共聚合向加mL的閃爍管中裝入l,2008g甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯、4.6393g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)和0.1824g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并且攪拌該混合物大約1小時以允許該聚苯乙烯組分溶解。使用l.O微米的玻璃纖維膜式過濾器將該單體混合物過濾，然后通過0.45^L米的PTFE膜式過濾器，并通過N2鼓泡進行脫氣。添加2-羥基-2-甲基-l-苯基-丙-U^Darocur1173)(0.0580g)并且充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。將該填充的模具暴露在UV光下20分鐘。如實施例l中說明的那樣，將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過丙酮萃取除去殘余單體。代表性的性能在表3中列出。表3.與丙烯酸2-苯基乙酯和二丙烯酸1，4-丁二醇酯的甲基丙烯酸酯封端的<table>complextableseeoriginalpage19</column></row><table>聚苯乙烯大分子單體的添加提高了軟質丙烯酸聚合物的強度性能，允許提高的變形而不發生破壞。例如，在表1中，與相同單體進料比率的丙烯酸2-苯基乙酯和苯乙烯的統計共聚物相比，丙烯酸2-苯基乙酯-聚苯乙烯甲基丙烯酸酯接枝共聚物(實施例l)具有提高的拉伸強度、斷裂應變、抗撕裂性，和降低的模量。另外，與所有丙烯酸配制劑相比，苯乙烯組分的添加獲得折光指數的提高，允許制造具有相同折射能力的較小質量的透鏡。聚苯乙烯大分子單體的分子量還影響聚合物性能。在表2中，實施例4包含較高Mn的甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯，與用較低分子量的甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯合成的接枝共聚物相比，這獲得提高的拉伸強度和抗撕裂性，而模量僅有適度增加。DSC證實了此共聚物中的相分離形態(實施例4)。進一步提高該聚苯乙烯大分子單體MW獲得提高的拉伸性能(實施例5)，然而此共聚物在光學上是不透明的，因為相分離的區域現在大得足以使光散射。二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯還可以與或不與另外的低分子量交聯劑一起使用(表2，實施例6和7)以調節斷裂應變。所有這些聚合物作為鑄件具有優異的透明度。然而，7K合和加溫后的光學透明度隨交聯劑濃度變化(表3)。與較低的BDDA濃度(實施例8)相比，當在40。C下7]C合時，具有較高的BDDA濃度的共聚物(實施例9，IO)顯示提高的光學透明度。實施例ll.甲基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)與丙烯酸2-苯基乙酯、甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和二丙烯酸l，4-丁二醇酯的熱引發共聚合向20mL閃爍管中裝入0.80g曱基丙烯酸酯封端的聚(苯乙烯)、2.56g丙烯酸2-苯基乙酯(PEA)、0.60g曱基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEEMA)和0.04g二丙烯酸l，4-丁二醇酯(BDDA)。封閉該管并攪拌以允許該聚苯乙烯大單體溶解。將該單體混合物通過1.0微米的玻璃纖維膜進行過濾。通過將N2鼓泡通過該單體混合物將該配制劑脫氣。添加二(4-叔丁基環己基)過氧化二碳酸酯(Perkadox16S)(0.02g)并充分混合該溶液。將該單體混合物分配到N2氣氛下的真空脫氣的聚丙烯模具中。然后將該填充的模具放入70。C的機械對流烘箱中l小時，然后在110。C下后固化2小時。將制品從該聚丙烯模具中取出并在室溫下通過丙酮萃取除去任何殘余單體。將該產物聚合物在60。C真空下干燥。與具有相同的進料組成的統計共聚物相比，這些接枝共聚物還顯示降低的表面粘性，這提高了IOL的可制造性和操控性。已經通過參考某些優選的實施方案描述了本發明；然而，應當理解的是，在不脫離本發明的特殊或基本特征的情況下，本發明還可以以其它具體形式或其變化方案實施。因此認為上述實施方案是在各個方面的示例性說明而不是限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述描述限定。權利要求1.一種聚合物眼科或耳鼻喉科裝置材料，其包含a)單官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體[1]；b)雙官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯交聯單體[2]；和c)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯大分子單體[3]或二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯封端的聚苯乙烯大分子單體[4]；其中R、R′獨立地＝H、CH3或CH2CH3；B＝O(CH2)n、NH(CH2)n或NCH3(CH2)n；X＝O(CH2)n、NH(CH2)n、NCH3(CH2)n，或不存在；n＝0-6；Y＝苯基、(CH2)mH、(CH2)mC6H5、OH、CH2CH(OH)CH2OH、(OCH2CH2)mOCH3或(OCH2CH2)mOCH2CH3；m＝0-12；Z＝(CH2)a、(CH2CH2O)b、O或不存在；D＝(CH2)a、O(CH2CH2O)b、O或不存在；a＝1-12；b＝1-24；和A＝CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、CH3CH2CH2CH2-或CH3CH2CH(CH3)-。2.權利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(l)的單體選自由其中R=H，B=0(CH2)2,Y-苯基；和R=CH3,B=0(CH2)4，Y-苯基的那些組成的組。3.權利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(2)的單體選自由其中R=H，X=OCH2，D=(CH2)2;R=CH3，X=OCH2,D-不存在；和R=CH3，X-不存在，D=0(CH2CH20)b,其中b>IO的那些組成的組。4.權利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(2)的單體選自由二曱基丙烯酸乙二醇酯；二曱基丙烯酸二甘醇酯；二甲基丙烯酸l,6-己二醇酯；二甲基丙烯酸l,4-丁二醇酯；聚(環氧乙烷)二曱基丙烯酸酯(數均分子量為600-1000);和它們相應的丙烯酸酯組成的組。5.權利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(3)的大分子單體選自由其中R=CH3,R'=H,X=0(CH2)2，Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3);和議=013,R'=CH3,X=0(CH2)2，Z-不存在，AK:H3CH2CH(CH3)的那些組成的組。6.權利要求l的聚合物裝置材料，其中通式(4)的大分子單體選自由其中R=CH3，R'=H,X=0(CH2)2,Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3);和R=CH3，R'=CH3,X=0(CH2)2，Z-不存在，A=CH3CH2CH(CH3)的那些組成的組。7.權利要求l的裝置材料，其中該裝置材料包含通式(l)的單體、通式(2)的單體、通式(3)的大分子單體和通式(4)的大分子單體。8.權利要求l的裝置材料，其中通式(l)的單體的總量為至少50%(w/w)。9.權利要求8的裝置材料，其中通式(l)的單體的總量為65-85。/。(w/w)。10.權利要求l的裝置材料，其中通式(2)的單體的總量不超過15%(w/w)。11.權利要求10的裝置材料，其中通式(2)的單體的總量小于3。/。(w/w)。12.權利要求l的裝置材料，其中大分子單體(3)和(4)的總量為5-40o/o(w/w)。13.權利要求l的裝置材料，其中通式(3)的大分子單體和通式(4)的大分子單體具有小于51，000的數均分子量。14.權利要求l的裝置材料，其中該裝置材料還包含選自由可聚合UV吸收劑和可聚合著色劑組成的組的成分。15.權利要求l的裝置材料，其中該裝置材料在干燥狀態下具有的折光指數為至少1.47。16.權利要求l的裝置材料，其中該裝置材料具有小于25'C的連續相玻璃化轉變溫度。17.權利要求l的裝置材料，其中該裝置材料具有至少150%的伸長率和小于6.0MPa的楊氏模量。18.—種包含權利要求l的裝置材料的眼科或耳鼻喉科裝置，其中該眼科或耳鼻喉科裝置選自由眼內透鏡；隱形眼鏡；人工角膜；角膜內嵌體或環；耳科通氣管；和鼻科植入體組成的組。19.一種包含權利要求l的裝置材料的眼內透鏡。全文摘要本發明公開了具有提高的強度的、軟質高折光指數裝置材料。該材料包含聚苯乙烯大分子單體。文檔編號G02B1/04GK101198887SQ200680020946公開日2008年6月11日申請日期2006年6月12日優先權日2005年6月13日發明者D·C·施呂特申請人:愛爾康公司