用于制备吸收uv的眼用透镜的方法
【专利说明】用于制备吸收UV的眼用透镜的方法
[0001]本发明涉及涉及用于制备吸收UV的硅酮水凝胶接触透镜的方法，所述吸收UV的硅 酮水凝胶接触透镜能够阻断紫外（"UV"）辐射（280nm至380nm)和任选地（而优选地）具有 381nm至440nm波长的紫光辐射，从而在一定程度上保护眼睛免受UV辐射导致并且潜在地由 高能紫光(HEVL)导致的损伤。本发明还提供了根据本发明的方法制备的吸收UV的眼用透 镜。
[0002] 背景
[0003] 不同于其它商购的硅酮水凝胶接触透镜，DAILIESTOTAEl?水梯度硅酮水凝 胶接触透镜通过使用非常规的铸塑成型技术 -所谓的Lightstream Technology?(ALCON)制 备，如美国专利 5,508,317、5,789,464、5,849,810、6,800,225和8，163,206中说明的，将这 些文献完整地引入作为参考。Lightstream Technology?包括：（1)形成透镜的组合物；（2) 以高精确度制备的可重复使用的模具;和(3)在光化辐射的空间限制下(例如UV/可见光）固 化极短的时间（例如少于约30秒）。根据Lightstream Technology?制备的透镜可以具有相 对于原始透镜设计的高硬度和高保真度，因为应用了可重复使用的高精确度模具。此外，由 于固化时间短并且制备收率高而可以以相对更低的成本制备具有高品质的接触透镜。然 而，Lightstream Technology?还没有应用于制备吸收UV的娃酮水凝胶接触透镜。
[0004] 此外，由于存在UV-吸收剂和可能的一些可见性着色剂，在模具中形成透镜的组合 物的光固化可能无法受到均匀地影响，得到的透镜可能具有不可接受的来源于不均匀固化 的内应力。
[0005] 因此，对于用于根据光固化技术、特别是根据Lightstream Technology?制备无内 应力或最小内应力的吸收UV的硅酮水凝胶接触透镜的方法仍然存在需求。
[0006] 概述
[0007]本发明通常涉及用于制备硅酮水凝胶接触透镜的方法，所述的硅酮水凝胶接触透 镜具有在280至315纳米约10%或更少(优选约5%或更少，更优选约2.5%或更少，甚至更优 选约1 %或更少）的UVB透光度，在316至380纳米约30 %或更少(优选约20 %或更少，更优选 约10 %或更少，甚至更优选约5 %或更少）的UVA透光度和任选(但优选)在381nm至440nm约 70 %或更少(优选约65 %或更少，更优选约60 %或更少，甚至更优选约55 %或更少）的平均 紫光透光度。本发明的方法包括下列步骤：（1)提供制备软接触透镜的模具，其中该模具具 有限定接触透镜前表面的第一模塑表面的第一半模和限定接触透镜后表面的第二模塑表 面的第二半模，其中装配所述的第一和第二半模以使其彼此接受，以便在所述的第一与第 二模塑表面之间形成腔；（2)将形成透镜的材料的预聚合混合物导入腔，其中预聚合混合物 包含至少一种亲水性乙烯单体;至少一种包含硅氧烷的乙烯单体;至少一种聚硅氧烷交联 剂(具有两个或更多个烯键式不饱和基团）；至少一种吸收UV的乙烯单体，其吸收紫外光和 任选(但优选)的381nm至440nm的高能紫光;至少一种着色剂;和约0.05 %至约1.5%重量的 至少一种基于锗的Norrish I型光引发剂，其能够在使用光源照射下引发自由基聚合，所述 光源包括约380至约550nm区中的光；和（3)用380至550nm区中的光照射模具中混合物并且 交联形成透镜的材料，以形成吸收UV的硅酮水凝胶接触透镜。
[0008] 附图简述
[0009] 图1显示3种铸塑成型的硅酮水凝胶接触透镜的内应力水平:A-基本上无内应力； B-强内应力；和C-极强内应力。
[0010]图2显示由形成透镜的材料的混合物(制品5A，实施例5)制备的硅酮水凝胶接触透 镜的UV-Vis透射光谱。
[0011] 图3显示由形成透镜的材料的混合物（制品5C，实施例5)制成的硅酮水凝胶接触透 镜的UV-Vis透射光谱。
[0012] 图4显示由形成透镜的材料的混合物（制品5D，实施例5)制备的硅酮水凝胶接触透 镜的UV-Vis透射光谱。
[0013] 图5显示由形成透镜的材料的混合物（制品5E，实施例5)制成的硅酮水凝胶接触透 镜的UV-Vis透射光谱。
[0014] 图6显示形成透镜的材料的混合物(制品5F，实施例5)制备的硅酮水凝胶接触透镜 的UV-Vis透射光谱。
[0015] 图7显示由形成透镜的材料的混合物（制品5G，实施例5)制成的硅酮水凝胶接触透 镜的UV-Vis透射光谱。
[0016] 图8显示形成透镜的材料的混合物(制品5H，实施例5)制备的硅酮水凝胶接触透镜 的UV-Vis透射光谱。
[0017] 图9显示使用不同的光引发剂由3种不同的预聚合混合物铸塑成型的3种硅酮水凝 胶接触透镜的内应力水平。
[0018] 详细描述
[0019] 如果不另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技 术人员所通常理解的相同含义。通常，本文所用命名和实验室方法是众所周知的并且是本 领域通常使用的。对于这些方法而言使用常规方法，例如本领域和多种一般参考文献中提 供的那些方法。当术语以单数形式提供时，本发明人也考虑了该术语的复数形式。本文所用 的命名和下述实验室方法是本领域众所周知的和常用的那些。
[0020] 本文所用的"约"是指涉及"约"的数值包含所述数值加上或减去所述数值的1-10%〇
[0021] "任选的"或"任选地"是指随后描述的事件或情况可以发生，也可以不发生，并且 该描述包括其中事件或情况发生的情形和其中其不发生的情形。
[0022] "眼用透镜"是指接触透镜和/或眼内透镜。"接触透镜"是指可以置于佩戴者眼上 或内部的结构。接触透镜可以校正、改善或改变使用者的视力，但不是必须如此。"硅酮水凝 胶接触透镜"是指包含硅酮水凝胶材料的接触透镜。
[0023] 本申请中所用的术语"水凝胶"或者"水凝胶材料"指的是非水溶性的并且在其完 全水化时可以在其聚合物基质中包含至少10%重量的水的交联聚合物材料。
[0024] "硅酮水凝胶"指的是包含硅酮的水凝胶。硅酮水凝胶通常通过包含至少一种含硅 酮的乙烯单体或至少一种含硅酮的乙烯大分子单体或者至少一种含硅酮的具有烯键式不 饱和基团的预聚合物的可聚合组合物的共聚获得。
[0025] "乙烯单体"指的是具有一个唯一的烯键式不饱和基团的化合物。
[0026] 当涉及在溶剂中的化合物或材料时，术语"可溶"是指该化合物或材料可以在室温 (即约20°C至约30°C的温度)溶于溶剂，得到具有至少约0.5%重量浓度的溶液。
[0027] 当涉及在溶剂中的化合物或材料时，术语"不溶"是指该化合物或材料可以在室温 (如上述所定义)溶于所述溶剂，得到具有低于0.005%重量浓度的溶液。
[0028] 本文中术语"烯属不饱和基团"或"烯键式不饱和基团"以广泛意义使用并且意指 包括含有至少一个〉C = C〈基团的任何基团。示例性的烯键式不饱和基团包括但不限于（甲 基）丙烯酰基
）、烯丙基、乙烯3
苯乙烯 基或其它含有c=c的基团。
[0029] 术语"(甲基)丙烯酰胺"是指甲基丙烯酰胺和/或丙烯酰胺。
[0030] 术语"(甲基)丙烯酰氨基"是指 烯键式不饱和 基团，其中R°是氛或Ci_Ci『烷基。
[0031] 术语"烯基"是指包含不与氧或氮原子或羰基共价结合的ch2 = ch-的一价基团。
[0032] 本申请中使用的术语"（甲基)丙烯酰胺型单体"是指包含一个（甲基)丙烯酰氨基 的乙烯单体。
[0033] 术语"(甲基)丙烯酸酯"是指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。
[0034] 本文所用的"亲水性乙烯单体"指的是可以聚合形成水溶性的或者可以吸收至少 1〇重量％水的均聚物的乙烯单体。
[0035] "疏水性乙烯单体"指的是可以聚合形成在水中不溶的并且可以吸收少于10重 量％水的均聚物的乙烯单体。
[0036] "UVA"是指在316至380纳米波长出现的辐射；"UVB"是指在280至315纳米出现的辐 射；"紫光"是指在381至440纳米波长出现的辐射。
[0037] "UVA透光度"（或"UVA % T"）、"UVB透光度"或"UVB % T"和"平均紫光透光度"或 "Violet % T"通过下式计算：
[0038]
[0039]
[0040] 紫光％T = 381nm至440nm的平均％透光度
[0041 ] 其中发光％!1根据ISO 18369-3(章节4.6.1.2)定义。
[0042] 本申请中使用的术语"大分子单体"或"预聚合物"是指包含两个或更多个烯键式 不饱和基团的中和高分子量化合物或聚合物。中和高分子量通常是指大于700道尔顿的平 均分子量。
[0043] 本申请中使用的术语"交联剂"是指具有至少两个烯键式不饱和基团的化合物。 "交联剂"是指具有约700道尔顿或更少分子量的交联剂。
[0044] 本申请中使用的术语"聚合物"是指通过聚合/交联一个或多个大分子单体或预聚 合物形成的材料。
[0045]本申请中使用的术语聚合物材料(包括单体或大分子单体材料）的"分子量"是指 重量平均值分子量，另有特别注释或试验条件表示例外的情况除外。
[0046]本申请中使用的术语"氨基"是指式-ΝΗΓ的伯或仲氨基，其中R°是氢或Q-Cn)-烷 基，另有特别注释的除外。
[0047] "直链寡二甲基硅氧烷链"是指-[Si(CH3)2-0]ml-的二价基团，其中ml是3至10、优 选3至8、更优选3至5的整数。
[0048] "聚硅氧烧"是；
t段，其中nl和n2彼此独立地是0至500的 整数并且(nl+n2)是 10 至 500，心、1?2、1?3、1?4、^、1?6、1?7和1?8彼此独立地是(：1-(： 1()烷基、(：1-〇4烷 基-或Cl-C4_烷氧基_取代的苯基、Cl-ClQ氣烷基、Cl -ClQ氣酿、C6_Cl8芳基或_alk~(0C2H4)n3_ 0R°(其中al 1^是&-〇5-亚烷基二价基团，R°是!1或&-&()烷基，并且n3是1至10的整数）。
[0049] 本文所用的术语"流体"意指材料能够像液体一样流动。
[0050] 术语"烷基"是指通过从直链或支链烷化合物除去氢原子得到的一价基团。烷基 (基团）与有机化合物中的另一个基团形成一个键。
[0051] 术语"亚烷基"是指通过从烷基除去一个氢原子得到的二价基团。亚烷基(或基团） 与有机化合物中的其它基团形成两个键。
[0052] 在本申请中，当涉及亚烷基二价基团或烷基时，术语"取代的"是指亚烷基二价基 团或烷基包含至少一个取代基，其代替亚烷基或烷基的一个氢原子并且选自羟基、羧基、_ NH2、硫氢基、Ci-C4烷基、&-C4烷氧基、&-C4烷硫基(烷基硫化物）、&-C4酰基氨基、Ci-C4烷基 氨基、二-&-C4烷基氨基、卤原子(Br或C1)及其组合。
[0053] 在本申请中，恶唑啉"是指化合物，其中R1是氢、甲基或乙基。
[0054] "聚5恶唑啉片段"是指二价基团，其中R1是氢、甲基或乙基，并且q是3至5〇〇 的整数，并且在开环聚合中得到。
[0055] 术语"氮杂环丁鑛'(azetidinium)"是指的带正电荷的二价基团（或基团 或部分），其中TjPT2是连接至一个一价基团的直接键。
[0056] 术语"二氢唑酮"是指
价基团，其中p是0或1;T3和T4彼此独立地是Ci-Cs 烷基(优选甲基）。
[0057] 自由基引发剂可以是光引发剂或热引发剂。"光引发剂"是指通过使用光引发自由 基交联/聚合反应的化学物质。"热引发剂"是指通过使用热能引发自由基交联/聚合反应的 化学物质。
[0058] "吸收UV的乙烯单体"是指包含烯键式不饱和基团和吸收UV的部分的化合物，所述 吸收UV的部分可以吸收或筛去200nm至400nm范围的UV辐射，正如本领域技术人员理解的。 [0059] "光化辐射的空间限制"是指如下行为或方法，其中通过例如掩模或屏障或其组合 引导射线形式的能量辐射从而以空间受限方式照射到具有轮廓分明的外围边界的区域上。 UV辐射的空间限制使用具有辐射(例如UV和/或可见光)可透区域、围绕该辐射可透区域的 辐射(例如UV和/或可见光)不可透区域和作为该辐射不可透与辐射可透区域之间的边界的 投影轮廓的掩模或屏障得到，如美国专利6,800,225(图1-11)和6,627，124(图1-9)、7,384， 590(图1-6)和7,387，759(图1-6)的附图中示意性显示的那样，将其全文并入本文作为参 考。掩模或屏障能够空间投射具有由该掩模或屏障的投影轮廓规定的横截面轮廓的辐射束 (例如UV辐射和/或可见辐射）。该投射的辐射束(例如UV辐射和/或可见辐射)限制辐射照射 在位于从模具的第一模塑表面到第二模塑表面的投射束路径中的透镜制品上。所得接触透 镜包含由第一模塑表面限定的前表面、相反的由第二模塑表面限定的后表面和由投射的UV 和/或可见光束的横截面轮廓（即辐射的空间限制）限定的透镜边缘。用于交联的辐射是辐 射能，特别是UV辐射(和/或可见辐射）、γ辐射、电子辐射或热辐射，该辐射能优选是基本平 行的束形式，从而一方面实现能量的良好限制，另一方面实现能量的有效利用。
[0060] "着色剂"是指能够生成淡色（例如蓝色或绿色）边缘至边缘可见着色以有利于接 触透镜操作的着色添加剂（例如铜酞菁(copper phthalocyanine))。可见着色的接触透镜 一旦被佩戴者佩戴，则实际上是不可见的，并且不能以任何方式改变佩戴者眼睛的颜色。
[0061] 术语"有关引发剂的有效强度"或?ΙΙ"是指具有引发剂吸收光谱的固化光的光谱 强度分布重叠。这类重叠通过对指定波长范围（例如380nm至480nm)固化光的光谱强度分布 结果进行积分和引发剂的（1-T)曲线、根据下列方程来计算，其中将T定义为透光度。
[0062]
[0063]术语"强度梯度"是指根据下列等式的引发剂的EII值与指定波长范围（例如380nm 至480nm)内固化光的总强度的比值。
[0064]
[0065] 术语"良好截面"是指在通过用于截面的计量法分析时铸塑成型的接触透镜的截 面不显示内应力，如该截面的曲率接近成型的模具的曲率所示的（图1A)。平截面(图1B)、相 对平的和略扭曲的曲率(实施例10)或相反的曲率(图1C)可以表示透镜内部的内应力过强。 铸塑成型的透镜内的内应力表示遍在于铸塑成型的透镜的不均匀网状构造并且通常因模 具中形成透镜的组合物的不均匀固化导致。根据实施例1中所述的方法检查截面的内应力。
[0066] 材料固有的"氧渗透性"Dk是氧气穿过材料的速率。当涉及水凝胶(硅氧烷或非硅 氧烷)或接触透镜时，本申请中使用的术语"氧渗透性(Dk)"指的是根据下文实施例中所示 的方法对因边界层效应产生的氧流产生表面抗性测量和校正的氧渗透性。氧渗透性通常以 barrer为单位表示，其中 "barrer"定义为[(cm3氧）(mm)/(cm2)(sec)(mmHg)] X 10-1Q。
[0067] 透镜或材料的"氧透过率"Dk/t是在待测量区域之上氧穿过平均厚度t(以mm为单 位)的特定透镜或材料的比率。氧透过率通常以barrer/mm为单位表示，其中"barrer/mm"定 义为[(cm 3氧)/(cm2)(sec)(mmHg)] X 10-9〇
[0068] 当涉及接触透镜或材料时，术语"模量"或"弹性模量"是指为接触透镜或材料的硬 度的测量值的拉伸模量或Young氏模量。可以使用根据ANSI Z80.20标准的方法测量模量。 本领域技术人员已知如何测定硅酮水凝胶材料或接触透镜的弹性模量。例如，所有商购接 触透镜具有所报道的弹性模量值。
[0069] 本发明涉及用于制备硅酮水凝胶接触透镜的方法，所述的硅酮水凝胶接触透镜没 有或基本上没有内应力并且具有在280至315纳米约10 %或更少(优选约5 %或更少，更优选 约2.5%或更少，甚至更优选约1 %或更少）的UVB透光度，在316至380纳米约30%或更少(优 选约20%或更少，更优选约10%或更少，甚至更优选约5%或更少）的UVA透光度和任选(但 优选)在38 lnm至440nm约70 %或更少(优选约65 %或更少，更优选约60 %或更少，甚至更优 选约55%或更少）的平均紫光透光度。本发明部分基于如下发现:基于锗的Norrish I型光 引发剂可以有利地用于制备硅酮水凝胶接触透镜，其吸收UV辐射和任选(但优选)HEVL辐射 并且没有或基本上没有通常与通过在模具中光固化具有吸收UV的乙烯单体(并且还具有一 些着色剂）的形成透镜的组合物得到的接触透镜相关的内应力。可利用在可见区具有活性 并且提供快速固化时间的有限数量的光引发剂。氧化膦型光引发剂（即ΤΡ0)和锗型光引发 剂(Ge-PI)可以满足这些基本要求。然而，本文中发现，不同于TP0，Ge-PI可以用于固化形成 透镜的组合物，以形成硅酮水凝胶接触透镜，其基本上没有或完全没有通过对透镜的截面 进行计量检查观察到的内应力。得自形成透镜的包含ΤΡ0作为光引发剂的组合物的