CN102460222A

CN102460222A - 多臂大分子单体、其聚合材料及包含其的接触镜

Info

Publication number: CN102460222A
Application number: CN2010800266471A
Authority: CN
Inventors: I·M·努涅斯; J·F·孔茨勒; J·G·林哈特; J·亨特
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2012-05-16
Also published as: US20100318185A1; EP2443483A1; US9285508B2; ES2573503T3; HUE029332T2; WO2010147865A1; EP2443483B1; PL2443483T3; JP2012529972A; JP5636046B2

Abstract

本发明公开生物医学装置，例如接触镜，所述生物医学装置是由一种混合物的聚合产物形成的，所述混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体。

Description

多臂大分子单体、其聚合材料及包含其的接触镜

技术领域

本发明通常涉及生物医学装置，如眼镜片。

背景技术

由含甲硅烷氧基的材料制备的生物医学装置，例如眼镜片，已经被研究了数年。这种材料可以大体被细分为两大类，即水凝胶类和非水凝胶类。水凝胶可以一种平衡态吸收并保持水分，而非水凝胶不能吸收足够的水分。忽略其含水量，水凝胶类和非水凝胶类的甲硅烷氧基和/或氟化的接触镜都趋向于具有相对疏水的、不可润湿的表面。

对于很多生物医学应用，包括接触镜和人工晶状体，水凝胶代表着一类理想的材料。水凝胶是含水的、交联的聚合体系，可以保持含水在一个平衡态上。硅树脂水凝胶是一类已知的水凝胶，其特征是包含甲硅烷氧基材料。通常含甲硅烷氧基的单体通过自由基聚合与亲水性单体共聚，其中含甲硅烷氧基的单体或亲水性单体可作为交联剂(交联剂被定义为具有多种聚合官能度的单体)，也可以使用单独的交联剂。硅树脂水凝胶相对非硅树脂的水凝胶的优点是硅树脂水凝胶因为含甲硅烷氧基单体而通常具有更高的透氧性。因为这类水凝胶是基于包含交联剂的单体自由基聚合，所以这类材料是热固性聚合物。

在诸如接触镜的生物医学装置领域，如透氧性、润湿性、材料强度和稳定性的各种物理性能和化学性能是必需平衡的一些因素，以提供适用的接触镜。例如，角膜是通过与大气接触接受氧的供给，因此良好的透氧性对某些接触镜材料是重要特性。润湿性也很重要，因为如果镜片不足够润湿，则它不能保持润滑，就不能舒适地被佩戴于眼睛上。因此，最佳的接触镜应至少具有优异的透氧性和优异的泪液润湿性。

硅树脂镜片的一个问题是硅树脂链会在镜片表面形成疏水区域。这会对润湿性，眼球的运动和佩戴者的舒适度产生不利的影响。

减轻该问题的一种方法是在硅树脂水凝胶接触镜的表面涂覆一层亲水性涂层，例如等离子体涂层。

减轻该问题的另一种方法是在单体混合物中加入相对大量的亲水性单体，比如二甲基丙烯酰胺(DMA)和/或N-乙烯基吡咯烷酮。这种方法的一个缺点是有潜在可能出现PVP和DMA低聚物的浸析，因为这些低聚物与甲基丙烯酸酯相对低的反应能力可能使其不能共价地键合到聚合物网络当中。

因此，提供改良的生物医学装置是令人期望的，比如在长时间与人体接触时具有合适的物理化学特性(比如透氧性、光滑性和润湿性)和生物相容性的接触镜。提供以简单的、成本有效的方式很容易制备的生物医学装置也是令人期望的。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，所述混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫羰基硫片段；和(b)一种或多种形成生物医学装置的单体。

根据本发明的第二个实施方式，提供一种生物医学装置，其包括一种混合物的聚合产物，所述混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含疏水性基团链节和RAFT试剂的终端硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体。

本发明所提及的生物医学装置有利地由至少一种或多种包含连接到一个核上的多个侧链的多臂大分子单体形成，其中每个侧链含有一个可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段。所述含有多个带有RAFT试剂的硫-羰基-硫片段的侧链的多臂大分子单体被明确限定为可以形成具有亲水的或光滑的(或者两者兼具的)表面的生物医学装置的多臂大分子单体。所述的诸如接触镜的生物医学装置的亲水的和/或光滑的表面大体上可防止或限制泪液中的脂肪和蛋白质吸附在眼镜上和防止它们最终被吸收进眼镜内，从而保持接触镜的澄清度。这又保证了其工作质量从而使眼镜佩戴者感觉更为舒适。

具体实施方式

本发明旨在提供用于与人体组织或体液直接接触的生物医学装置。此处使用的术语“生物医学装置”是指设计用于哺乳动物组织或体液之中或者之上，优选地用于人体组织或体液之中或者之上的制品。代表性的生物医学装置的例子包括但不仅限于人工输尿管、隔膜、宫内节育器、心脏瓣膜、导管、假牙衬垫、假肢装置、眼镜镜片，所述镜片是用于直接放置在眼睛里或者眼睛上，例如，眼内装置和接触镜。优选的生物医学装置是眼科装置，特别是接触镜，最优选的为由硅树脂水凝胶制成的接触镜。

此处所使用术语“眼科装置”是指放在眼睛内或者眼睛上的装置。这些装置可以提供视力矫正、损伤护理、药物释放、诊断功能、化妆强化或化妆效果以及这些性能的组合。有用的眼科装置包括但不限于眼镜片如软性接触镜(例如软性水凝胶镜片、软性非水凝胶镜片及其类似物)、刚性接触镜(例如刚性透气接触镜材料及其类似物)、人工晶状体、覆盖透镜、眼用膜剂、光学插入物等。按本领域技术人员理解，如果镜片可以向后折叠至自身上而不折断，则认为该镜片是软的。

本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成的，所述混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段(或RAFT基团)；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体。

在一个实施方式中，本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成，所述混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述一种或多种多臂大分子单体不包括聚碳酸酯嵌段。

在一个实施方式中，本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成，所述混合物包含：(a)一个或多个多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含一个可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述生物医学装置不是热塑性的。

在一个实施方式中，本发明所述的生物医学装置由一种混合物的聚合材料形成，所述混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的含硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述生物医学装置是水凝胶。

包含连接到一个核上的多个含RAFT试剂硫-羰基-硫片段的侧链的多臂大分子单体是通过RAFT聚合来制备的。例如，单体通过一种RAFT机理聚合以形成大分子单体；例如，每个侧链是一嵌段共聚物，其中每个嵌段的分子量和整个大分子单体的分子量被精确控制。因此RAFT聚合是一种制备具有很好确定的分子结构的和低分散性的多臂大分子单体的自由基聚合技术。

适用于本发明的RAFT试剂是基于硫-羰基-硫化学，这是本领域普通技术人员所熟知的。RAFT试剂例如可以是含黄原酸酯的化合物、含三硫代碳酸酯的化合物、含二硫代氨基甲酸酯的化合物、或含二硫代酯的化合物，其中每个化合物含有一个硫羰基且优选含有一个硫-羰基-硫基团。此处可用的一类RAFT试剂的通式如下：

其中，Z是取代的氧(如黄酸根(-O-R))、取代的氮(如二硫代氨基甲酸根(-NRR))、取代的硫(如三硫代碳酸根(-SR))、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基或C₃-C₂₅不饱和、或者部分或完全饱和的环或含羧酸的基团(如二硫代酯(-R))；n至少为2；且R独立地是直链的或枝化的取代或未取代的C₁-C₃₀烷基、取代或未取代的C₃-C₃₀环烷基、取代或未取代的C₃-C₃₀环烷基烷基、取代或未取代的C₃-C₃₀环烯基、取代或未取代的C₅-C₃₀芳基、取代或未取代的C₅-C₃₀芳基烷基，C₁-C₂₀酯基；含醚或聚醚的基团；烷基酰胺基或芳基酰胺基；烷基胺基或芳基胺基，取代或未取代的C₅-C₃₀杂芳基；取代或未取代的C₃-C₃₀杂环基；取代或未取代的C₄-C₃₀杂环烷基；取代或未取代的C₆-C₃₀杂芳基烷基；及这些的组合。L是链接基团，X包含一个核。在一个实施方式中，n是从2到大约10的一个整数。在另一个实施方式中，n是从3到大约10的一个整数，优选3到6.

举例来说，L是相同的或者不同的链接基团，包括价键，直链的或枝化的C₁-C₃₀的亚烷基，C₁-C₃₀的氟代亚烷基，C₁-C₂₀的含酯基团，亚烷基醚，环烷基醚，环烯基醚，芳醚，芳烷基醚，含聚醚的基团，含酰胺基团，含胺基团，取代或未取代C₃-C₃₀环烷基基团，取代或未取代C₃-C₃₀环烷基亚烷基基团，取代或未取代C₃-C₃₀环烯基基团，取代或未取代C₅-C₃₀芳基基团，取代或未取代C₅-C₃₀芳基亚烷基基团，取代或未取代C₅-C₃₀杂芳基基团，取代或未取代C₃-C₃₀杂环，取代或未取代C₄-C₃₀环亚烷基基团，取代或未取代C₆-C₃₀杂芳基亚烷基基团，C₅-C₃₀氟代芳基基团，或者羟基取代的烷基醚以及这些的组合。

在一个实施方式中，所述核包括一个取代或未取代的C₁-C₃₀亚烷基基团，一个取代或未取代的C₅-C₃₀含环或含多环的基团，例如，一个或多个取代或未取代的任选地含有一个或多个杂原子的C₃-C₃₀环烷基，或者一个或多个取代或未取代的任选地含有一个或多个杂原子的C₆-C₃₀芳基团。所述的环基团可以是任何具有环特性的分子结构，比如至少一个六元芳香环，任选地这些六元环中的任意数目的环稠合在一起，或者通过价键或者链接结构连接在一起。例如，所述的芳香基团可以有从1到大约50个这种取代或未取代的芳香环，优选地是1到10个取代或未取代的芳香环。如果需要，当有不止一个含环基团如芳香环，这些含环基团可以通过相同或不同的链接基团连接在一起，所述链接基团例如是可任选地包含醚或酯键的C₁-C₂₀亚烷基基团或卤代亚烷基基团。在此适用的芳基基团的例子包括但不限制于下述结构：

其中A是硫-羰基-硫基团，例如下式的基团：

R¹独立地表示氢，直链或枝化的、取代或未取代的C₁-C₃₀烷基基团，取代或未取代的C₃-C₃₀环烷基基团，取代或未取代的C₃-C₃₀环烷基烷基基团，取代或未取代的C₃-C₃₀环烯基基团，取代或未取代的C₅-C₃₀芳基基团，取代或未取代的C₅-C₃₀芳基烷基基团，取代或未取代的C₅-C₃₀杂芳基基团，取代或未取代的C₃-C₃₀杂环基团，取代的或未取代的C₄-C₃₀杂环烷基，取代的或未取代的C₆-C₃₀杂芳基烷基基团，羟基基团，C₁-C₂₀羧酸基团，C₁-C₂₀烷氧基基团，C₁-C₂₀酯基团，含醚或聚醚的基团，烷基酰胺或芳基酰胺基团，烷基胺或芳基胺基团，及这些的组合；或者两个R¹基团和与它们相键合的碳原子结合在一起形成环结构，所述环结构任选含有一个或多个杂环基团；R²是价键，任选含有醚或酯键的C₁-C₂₀亚烷基或卤代亚烷基基团，且Z和n具有前面所述的含义。

对于分子剩下的部分，此处使用的烷基的代表性实例包括例如含有1到约30个碳原子(优选地1到6个碳原子)和氢原子的不饱和或者饱和的直链的或枝化的烷基链自由基，如甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基，亚甲基，亚乙基及其类似物。

对于分子剩下的部分，此处使用的亚烷基的代表性实例例如含有1到约30个碳原子(优选地1到6个碳原子)和氢原子的不饱和或者饱和的直链的或枝化的烷基链自由基，例如，亚甲基，亚乙基及其类似物。

此处使用的环烷基烷基的代表性实例包括例如取代或未取代的含有约3到约30个碳原子的环状结构直接连接到烷基上的含环的自由基，所述的环烷基烷基以烷基上的任意碳连接到单体的主结构上，以此形成一个稳定的结构，如环丙基甲基、环丁基乙基、环戊基乙基等等，其中所述环可任选地含有一个或多个杂原子如O和N等。

此处使用的环烯基的代表性实例包括例如含有约3到约30个碳原子及至少一个碳-碳双键的取代或未取代的含环的自由基，如环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基等，其中所述环可任选地含有一个或多个杂原子如O和N等。

此处使用的芳香基的代表性实例包括如含有约5到约30个碳原子的取代或未取代的单芳香族或多芳香族自由基，例如苯基、萘基、四氢萘基、茚基、联苯基等等，其中所述自由基可任选地包含一个或多个杂原子O和N等。

此处使用的芳基烷基的代表性实例包括例如如上定义的取代或未取代的芳基基团直接与如上定义的烷基基团键合，例如-CH₂C₆H₅、-C₂H₅C₆H₅等，其中芳基基团可任选地包含一个或多个杂原子如O和N等。

此处使用的杂环状环基团的代表性实例包括例如取代或未取代的稳定的3至约30元环自由基，其包含碳原子和1至5个杂原子，例如氮、磷、氧、硫和其混合物。适用于此的杂环状环基可以是单环体系、二环体系或三环体系，其可以包括稠合的、桥接的或螺旋的环体系，而且杂环状环基中的氮、磷、碳、氧或硫原子可任选地被氧化至各种氧化态。此外，氮原子可任选地被季胺化，且环基可部分地或完全地饱和(如杂芳香基或杂芳基芳香基)。这种杂环状环基的实例包括但不限于氮杂环丁烷基、吖啶基、苯并间二氧杂环戊烯基、苯并二噁烷基、苯并呋喃基、咔唑基、噌琳基、二氧戊环基、吲嗪基、萘啶基、全氢吖庚因基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、2，3-二氮杂萘基、吡啶基、蝶啶基、嘌呤基、喹唑啉基、喹喔啉基、喹啉基、异喹啉基、四唑基、咪唑基、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、哌啶基、哌嗪基、2-氧代哌嗪基、2-氧代哌啶基、2-氧代吡咯烷基、2-氧代吖庚因基、吖庚因基、吡咯基、4-哌啶酮基、吡咯烷基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噁唑基、噁唑啉基、噁唑烷基、三唑基、茚满基、异噁唑基、异噁唑烷基、吗琳基、噻唑基、噻唑啉基、噻唑烷基、异噻唑基、奎宁环基、异噻唑烷基、吲哚基、异吲哚基、二氢吲哚基、异二氢氮茚基、八氢吲哚基、八氢异吲哚基、喹啉基、异喹啉基、十氢异喹啉基、苯并咪唑基、噻二唑基、苯并吡喃基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、吠喃基、四氢吠喃基、四氢吡喃基、噻吩基、苯并噻吩基、硫代吗琳基、硫代吗琳基亚砜、硫代吗琳基砜、二氧磷杂环戊烷基(dioxaphospholanyl)、噁二唑基、苯并二氢吡喃基、异苯并二氢吡喃基及其类似物和它们的混合物。

此处使用的杂芳基的代表性实例包括例如如上定义的取代或未取代的杂环状环基。杂芳基环基可以在任一能产生稳定结构的杂原子或碳原子处连接至主结构。

此处使用的杂芳基烷基的代表性实例包括例如直接键合至如上定义的烷基的如上定义的取代或未取代的杂芳基环基。杂芳基烷基可以在任一能产生稳定的结构的杂原子或碳原子处连接至主结构。

此处使用的杂环基的代表性的实例包括例如如上定义的取代或未取代的杂环状环基。杂环状环基可以在能产生稳定的结构的任一杂原子或碳原子处连接至主结构。

此处使用的杂环基烷基的代表性的实例包括例如直接地键合至如上定义的烷基的取代或未取代的杂环状环基。杂环基烷基可以在所述烷基中的任一产生稳定的结构的碳原子处连接至主结构。

此处使用的羟基的代表实例包括，例如，直接连接到分子的其余部分的羟基，如-OH，或通过链接基团连到分子上的其余部分的一个或多个羟基，所述链接基团例如本文定义的烷基，环烷基，环烷基烷基，环烷基烯基，环烯基，芳基，芳烷基等。

此处使用的含羧酸基团的代表性实例包括例如直接连接到分子的其余部分上的羧酸基团，如-COOH，或者通过链接基团连接到分子的其余部分上的一个或多个羧酸基团，所述链接基团如本文定义的亚烷基、环烷基、环烷基亚烷基、环烯基、芳基或芳基亚烷基等。

此处使用的烷氧基的代表性实例包括例如通过氧连接到分子的其余部分上的如本文定义的烷基，即具有通式-OR³，其中R³是如本文定义的烷基，环烷基，环烷基烷基，环烯基，芳基或芳香烷基，比如-OCH₃，-OC₂H₅，或者-OC₆H₅等。

此处使用的酯基的代表性实例包括例如具有1到20个碳原子的羧酸酯等。

此处所用的含醚或聚醚基团的代表性实例包括例如烷基醚、环烷基醚、环烷基烷基醚、环烯基醚，芳醚、芳基烷基醚，其中烷基、环烷基、环烷基烷基、环烯基、芳基和芳基烷基如本文所给定义。代表性的含醚或含聚醚的基团包括氧化烯、聚(亚烷基氧)类，如氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯、聚(氧化乙烯)、聚(乙二醇)、聚(氧化丙烯)、聚(氧化丁烯)和其混合物或共聚物，通式为-(R⁴OR⁵)_t的醚或聚醚，其中R⁴是一个价键，如本文定义的取代或未取代的烷基、环烷基或芳基，R⁵是如本文定义的取代或未取代的烷基，环烷基或芳基，t至少是1，如-CH₂CH₂OC₆H₅和CH₂-CH₂-CH₂-O-CH₂-(CF₂)_z-H (z为1到6)、-CH₂CH₂OC₂H₅等。

此处使用的含有烷基酰胺或芳基酰胺基团的代表性实例包括例如通式为-R⁶C(O)NR⁷R⁸的酰胺化合物，其中R⁶、R⁷、R⁸是独立的C₁-C₃₀的烃基，如R⁶可以是亚烷基、亚芳基、环亚烷基，R⁷和R⁸可以是如本文定义的烷基、芳基和环烷基等。

此处使用的含有烷基胺或芳胺基团的代表性实例包括例如通式为-R⁹NR¹⁰R¹¹的胺基化合物，其中R⁹是C₂-C₃₀的亚烷基、亚芳基、环亚烷基，R¹⁰和R¹¹独立地是C₁-C₃₀的烃基，如本文定义的烷基、芳基或环烷基。

“取代的氧基”、“取代的氮基”、“取代的硫基”、“取代的烷基”、“取代的烯基”、“取代的环烷基”、“取代的环烷基烷基”、“取代的环烯基”、“取代的芳基烷基”、“取代的芳基”、“取代的杂环状环”、“取代的杂芳基环”、“取代的杂芳基烷基”、“取代的杂环烷基环”、“取代的环状环”中的取代基可以相同或不同，且包括一种或多种取代基如氢、羟基、卤素、羧基、氰基、硝基、氧代(＝O)、硫代(＝S)、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳基烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的环烯基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的杂环烷基环、取代或未取代的杂芳基烷基、取代或未取代的杂环状环基等。

在另一个实施方式中，所述核包括具有如下通式的一个或多个氧化烯单元：

其中R¹²和R¹³独立地是氢，直链的或枝化的C₁-C₆烷基，C₃-C₃₀环烷基，C₅-C₃₀芳基，直链的或枝化的C₁-C₆氟烷基，C₃-C₃₀的氟环烷基，C₅-C₃₀的氟芳基，醚基，C₁-C₂₀的酯基，酰胺基、胺基，氟基，乙烯基，和羟基，a是1到约12，优选地1到约4。b是1到约25，优选地1到约10。

用于合成所述RAFT试剂的有机化学是没有特别的限定，是本领域技术人员理解范围内的。下面的工作实例提供了指导。RAFT试剂的代表性的实例包括以下：

其中R是任一烃基团。

除了上述RAFT试剂的硫-羰基-硫基团之外，此处所述的多臂大分子单体的侧链也可包含一个或多个亲水性基团。一般来说，亲水性基团得自于至少一种烯键式不饱和的可聚合的亲水性单体。此处所用术语“烯键式不饱和的可聚合的”可以理解为包含例如含(甲基)丙烯酸酯的自由基、含(甲基)丙烯酰胺的自由基、含乙烯基的自由基(如乙烯基、含碳酸乙烯酯的自由基，含氨基甲酸乙烯酯的自由基等)、含苯乙烯的自由基、含衣康酸酯的自由基、含乙烯氧基的自由基、含富马酸酯的自由基、含马来酰亚胺的自由基、含乙烯基磺酰基的自由基等。

合适的烯键式不饱和的可聚合的亲水性基团包括：例如N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺等的丙烯酰胺类；如N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基乙酰胺等的乙酰胺类；如N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺等甲酰胺类；如N-乙烯基-2-吡咯烷酮等环内酰胺类；如2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-羟乙基丙烯酸酯等的(甲基)丙烯酸酯化的醇类；(甲基)丙烯酸酯化的聚(乙二醇)类；如甲基丙烯酸、丙烯酸等烯键式不饱和羧酸类；及其混合物。

在一个实施方式中，所述一种或多种多臂大分子单体的侧链也可包括得自于具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合单体的单元。这些单体可能包括一个或多个开环活性基团，例如吖内酯、环氧、酸酐等。适合的具有开环反应官能度的可聚合单体包括，但不仅限于甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、马来酸酐、衣康酸酐等和它们的混合物。得自于具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合亲水性单体的单元可以与亲水性共聚单体共聚。用来与所述单体的开环反应性官能团共聚以形成亲水性单元(用于制备上述提到的那些生物医学装置)的共聚单体的非限制性的实例包括，优选二甲基丙烯酰胺、羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)和/或N-乙烯基吡咯烷酮。或者，得自于具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合亲水性单体的单元可以进行开环反应，例如，通过与水水解在大分子单体中形成亲水性单元。

得自于具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合单体的单元的大小可广泛变化，例如单元的数量可从0到大约100，以及优选从约5到约25。

在一个实施方式中，多臂大分子单体的侧链也可包括由烯键式不饱和可聚合的烷氧基化聚合物衍生出的单元。合适的烯键式不饱和可聚合烷氧基化聚合物包括例如可聚合的聚乙二醇，其分子量可达到比如1000，如CTFA名称为PEG-200、PEG-400、PEG-600、PEG-1000的那些及其混合物。代表性的实例包括PEG-200甲基丙烯酸酯、PEG-400甲基丙烯酸酯、PEG-600甲基丙烯酸酯、PEG-1000丙烯酸甲酯等及其混合物。

得自于烯键式不饱和可聚合烷氧基聚合物的单元的大小可广泛变化，例如单元的数量可从0到大约750，以及优选从约25到约250。

在一个实施方式中，多臂大分子单体的侧链也可包括从保护单体得到的单元，例如氮保护单体、醋酸酯保护单体，例如醋酸乙烯酯等。在一般情况下，氮保护单体(NPM)指有一个氨基基团被一个氮保护基团保护。本文中所使用术语“氮保护基团”是指和氮原子相连以防止该氮原子参加聚合反应的基团。虽然在本发明中仲氨基团可以被保护，但在大多数实施例中被保护的氨基基团在随后的去保护中提供了一个伯胺基团。

适合的氮保护基团包括但不限于：(a)分子式为C(O)O-R′的“氨基甲酸酯型”基团，其中R′是一种芳香族或脂肪族烃基团，可以任选地被取代，并与它所连接的氮原子形成氨基甲酸酯基团；(b)分子式为C(O)-R″的“酰胺型”基团，其中R″是例如甲基、苯基、三氟甲基等，并与它所连接的氮原子一起形成酰胺基团；(c)分子式为SO₂-R″′的“N-磺酰”衍生物基团，其中R″′是例如甲苯基、苯基、三氟甲基、2，2，5，7，8-五甲基苯并二氢吡喃-6-基-，2，3，6-三甲基-4-甲氧基苯等。

氮保护基团的代表性实例包括但不仅限于苄氧基羰基(CBZ)、对-甲氧基苄氧基羰基，对-硝基苄氧基羰基、叔丁氧基羰基(t-Boc)、9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)，2-氯苄氧基羰基，烯丙氧基羰基(alloc)，2-(4-联苯基)丙基-2-氧羰基(Bpoc)、1-金刚烷氧羰基、三氟乙酰基、甲苯磺酰基等。

在一个实施方式中，t-Boc保护的单体实例包括2-(2-(叔丁基氧羰基氨基)乙酰氧基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(2-(叔丁基氧羰基氨基)乙酰氨基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(叔丁基氧羰基氨基)乙基甲基丙烯酸酯、叔丁基2-(乙烯氧基羰氧基)乙基氨基甲酸酯、2-(叔丁基氧羰基氨基)乙基-N-乙烯基氨基甲酸酯、3-(2-(叔丁基氧羰基氨基)乙酰氧基)-2-羟丙基、N-(叔丁基氧羰基)-L-谷氨酸甲基丙烯酰氧基乙基酯、2-(叔丁基氧羰基氨基)-6-(3-(2-(甲基丙烯酰氧)乙基)脲基)己酸、2-(叔丁基氧羰基氨基)-3-(甲基丙烯酰氧基)丙酸、2-(叔丁基氧羰基氨基)-6-甲基丙烯酰胺己酸等。

在多臂大分子单体侧链中的氮保护基团可采用化学领域众所周知的方法在聚合反应后去除。用氮保护基团保护氨基氮原子和在特定的反应后对氨基的氮原子去保护的技术在化学领域是众所周知。例如Greene等1991年John Wiley&Sons出版社出版的Protective Groups in Organic Synthesis和美国临时专利申请61/113736、61/113739、61/113742和61/113746中的内容以引用的方式纳入本文。例如，NPM可以通过一个氮保护的氨基酸或氨基醇与含有与相应的酸或醇基团有反应性的基团的烯键式不饱和化合物的反应来制备。在一些实施方式中，氮保护的氨基酸可能还含有未保护的氨基或羟基，这些氨基或羟基分别是与烯键式不饱和基团连接的反应位点。如果氮保护的氨基酸具有多个可用的与烯键式不饱和基团连接的活性位点，会得到具有两个或多个烯键式不饱和基团的NPM单体。

作为本领域的人员很容易理解，在“保护”或“屏蔽”的形式下这些被保护的单体一般是疏水性的。为了更具极性和亲水性，保护基团(例如T-Boc单体的情况下)需要从基团中去除，这会使得生物医学装置本性上变得更亲水并且该材料可保留更多的水。去除保护基团的方法在本领域熟练技术人员可知范围内。

通常，亲水单元的大小可广泛变化，举例来说，单元的数量可以从1到大约3000，优选是从大约100到大约1000，更优选是从大约250到约750。

除了RAFT试剂的硫-羰基-硫片段和任选存在的一个或多个亲水性单元之外，此处所述的多臂大分子单体的侧链也可包含一个或多个得自于疏水性烯键式不饱和可聚合单体的疏水性单元。在一个实施方式中，包含RAFT试剂的一个或多个硫-羰基-硫片段的聚合物可包括一个由烯键式不饱和含氟可聚合单体得到的单元。含烯键式不饱和可聚合自由基的代表性实例包括以上讨论的那些。所述的烯键式不饱和可聚合自由基可连接到含氟单体作为侧基、端基或两者。

在一个实施方式中，有用的可聚合含氟单体包括氟取代的烃，该烃具有一个或多个可聚合的烯键式不饱和自由基，并任选地含有一个或多个醚键，例如具有一个或多个可聚合烯键式不饱和自由基的氟取代的直链的或枝化的C₁-C₁₈烷基，其中可包含醚键；具有一个或多个可聚合烯键式不饱和自由基的氟取代的C₃-C₂₄环烷基，其中可包含醚键；具有一个或多个可聚合的烯键式不饱和自由基的氟取代的C₅-C₃₀芳基粘，其可包含醚键，等等。

合适的含氟单体的代表性实例包括但不仅限于2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，3-五氟丙基(甲基)丙烯酸、1-三氟甲基-2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、1H，1H，5H-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、八氟戊基乙烯基碳酸酯、八氟戊基n-乙烯基氨基甲酸酯，六氟异丙基(甲基)丙烯酸酯，2，2，3，3，4，4-六氟丁基(甲基)丙烯酸酯、五氟苯基(甲基)丙烯酸酯，五氟己基(甲基)丙烯酸酯等和它们的混合物。

得自于烯键式不饱和可聚合含氟单体的单元的大小可广泛变化，例如单元的数量可从0到大约400，以及优选从约10到约200。

在另一个实施方式中，包含RAFT试剂的硫-羰基-硫片段的多臂大分子单体的侧链还可包含衍生自烯键式不饱和可聚合含酯单体的单元。合适的烯键式不饱和可聚合含酯单体包括例如可聚合的含脂肪酸酯的单体、其包括由含4到约26个碳原子(优选地约12至约16个碳原子)的脂肪酸制备的乙烯基酯。合适的可聚合的含脂肪酸酯的单体的实例包括但不仅限于乙烯基月桂酸酯、乙烯基壬酸酯、乙烯基新戊酸酯、乙烯基巴豆酸酯、烯丙基巴豆酸酯、乙烯基硬脂酸酯等和它们的混合物。

得自于烯键式不饱和可聚合含酯单体的单元大小可广泛变化，例如单元的数量可从0到大约4000，以及优选从约10到约200。

在另一实施方式中，包含RAFT试剂的硫-羰基-硫片段的多臂大分子单体的侧链还可以包括得自于烯键式不饱和可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体的单元。合适的可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体包括但不仅限于甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯、3-(乙烯氧基羰基硫代)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]丙基乙烯基氨基甲酸酯、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]丙基乙烯基碳酸酯、三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酰胺等和它们的混合物。在一个实施方式中，可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体是M1-MCR-C12，分子式如下所示：

得自于烯键式不饱和可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体的单元大小可广泛变化，例如单元的数量可从0到大约100，以及优选从约5到约25。

如上所述的多臂大分子单体的制备方法在本领域技术人员理解的范围内。同样，下面的实例提供了充足的参考。

所得的多臂大分子单体的分子量从大约1000到大约300000，和从大约10000到大约100000。

在所述混合物种使用的用以聚合形成生物医学装置的一种或多种共聚单体包括传统的形成生物医学装置的单体或形成人工晶状体的单体。在此所用的术语“单体”或“单体的”及类似术语指可在自由基聚合中聚合的相对低分子量的化合物，同时较高分子量的化合物也被称为“预聚合物”或“大分子单体”等相关术语。一般情况下，形成生物医学装置的共聚单体包含至少一个可聚合基团。在一个实施方式中，合适的共聚单体包括疏水性单体、亲水性单体等和它们的混合物。

亲水性单体的代表性实例包括，但不仅限于不饱和的羧酸类，比如甲基丙烯酸和丙烯酸；甲基丙烯取代的醇类和多元醇类，比如2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-羟乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甘油酯等；乙烯基内酰胺类，比如N-乙烯基吡咯烷酮等；和(甲基)丙烯酰胺类，比如甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺等和它们的组合。进一步的实例是在美国专利5070215公开的亲水性碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯单体，和在美国专利4910277公开的亲水性恶唑酮单体。其它合适的亲水性单体是本领域技术人员知道的。亲水性单体在混合物中所占的比例可以为混合物总重量的约0至约70重量百分比。

根据各种优选实施方式，初始混合物包括至少一种甲基丙烯酸基取代的醇，如2-羟乙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸甘油酯中的至少一种，量最好是至少占混合物的约1重量百分比，优选从约2到约40重量百分比。最好所述混合物包括至少一种乙烯基内酰胺，如N-乙烯基吡咯烷酮和/或至少一种(甲基)丙烯酰胺，如N，N-二甲基丙烯酰胺。

合适的疏水性单体包括C₁-C₂₀烷基(甲基)丙烯酸酯和C₃-C₂₀环烷基(甲基)丙烯酸酯、取代或未取代的C₆-C₃₀芳基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯腈、氟代烷基甲基丙烯酸酯、长链丙烯酰胺如辛基丙烯酰胺等。疏水性单体在混合物中所占的比例为混合物总重量的约0至约30重量百分比。

形成装置或镜片的另一类单体是含硅氧烷的单体。换句话说，如果想要获得高透氧的共聚物，除了包含RAFT试剂的一个或多个硫-羰基-硫片段的聚合物之外，初始混合物中还可以包括含有1到约60个硅原子的含硅氧烷的共聚单体。适用于制备接触镜的含硅氧烷的单体，如硅氧烷水凝胶是众所周知的，例如美国专利4136250、4153641、4740533、5034461、5070215、5260000、5310779、5358995提供了许多实例。

适用的含硅单体的代表性实例包括体积庞大的聚硅氧烷烷基(甲基)丙烯酸单体，体积庞大的聚硅氧烷烷基(甲基)丙烯酸单体的一个实例由式I的结构表示：

其中X表示-O-或-NR-，其中R表示氢或C₁-C₄烷基；每个R¹⁴独立地表示氢或甲基；每个R¹⁵独立地表示低级烷基、苯基或下面结构式表示的基团：

其中每个R¹⁵′独立地表示低级烷基或苯基；以及h为1到10。

其它适用的含硅单体的代表性实例包括但不局限于下式Ia所示的体积庞大的聚硅氧烷烷基氨基甲酸酯单体：

其中X表示-NR-，其中R表示氢或C₁-C₄烷基；R¹⁴表示氢或甲基；每个R¹⁵独立地表示低级烷基、苯基或下面结构式表示的基团：

其中每个R¹⁵′独立地表示低级烷基或苯基；以及h为1到10等。

体积庞大的单体的实例为3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷或三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯(有时称为TRIS)和三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基乙烯基氨基甲酸酯(有时称为TRIS-VC)等和它们的混合物。

这种体积庞大的单体可与硅氧烷大分子单体共聚，该硅氧烷大分子单体是分子的两末端或更多末端被不饱和基团封端的聚(有机硅氧烷)，例如美国专利4153641公开了各种不饱和基团如丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。

另一类代表性的含硅氧烷的单体包括但不仅限于含硅氧烷的碳酸乙烯酯单体或氨基甲酸乙烯酯单体，例如1，3-双[4-乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基二硅氧烷、3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯、3-(乙烯基氧基羰基硫代)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]丙基乙烯基氨基甲酸酯、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]丙基乙烯基碳酸酯、叔丁基二甲基甲硅烷氧基乙基乙烯基碳酸酯、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等。

另一类含硅单体包括聚氨酯-聚硅氧烷大分子单体(有时也称为预聚物)，其可具有硬-软-硬嵌段，如传统的氨基甲酸酯弹性体。硅氧烷氨基甲酸酯的实例在多种出版物上被公开了很多种，包括Lai，Yu-Chin，″The Role ofBulky Polysiloxanyl-alkyl Methacrylates in Polyurethane-PolysiloxaneHydrogels”，Journal of Applied Polymer Science，第60卷，1193-1199(1996)。PCT公开的申请号为W09631792的专利也公开了这种单体的实例，这些文献的全文通过引用的方式结合入本文。硅氧烷氨基甲酸酯单体的其它实例用式II和III表示：

E(*D*A*D*G)_a*D*A*D*E’；或(II)

E(*D*G*D*A)_a*D*A*D*E’；或(III)

其中：

D表示具有6到约30个碳原子的烷基双基(diradical)、烷基环烷基双基、环烷基双基、芳基双基或烷基芳基双基；

G表示具有1到约40个碳原子且在主链中可含有醚、硫或胺键的烷基双基、环烷基双基、烷基环烷基双基、芳基双基或烷基芳基双基；

*表示氨基甲酸酯或脲基键；

a至少为1；

A表示式IV的二价聚合基团：

其中，每个R^s独立地表示具有约1到约10个碳原子的烷基或氟取代的烷基，其在碳原子之间可含有醚键；m′至少为1；p代表提供约为400-10000的基团重量的数值；

每个E和E′独立地代表一个可聚合的不饱和有机基团，用式V表示：

其中：R⁸为氢或甲基；

R⁹独立地为氢、具有1-6个碳原子的烷基、或-CO-Y-R¹¹自由基，其中Y为-O-、-S-或-NH-；

R¹⁰为具有1-约10个碳原子的二价亚烷基；

R¹¹为具有1-约12个碳原子的烷基；

X表示-CO-或-OCO-；

Z表示-O-或-NH-；

Ar表示具有约6到约30个碳原子的芳香基；

w为0-6；x为0或1；y为0或1；和z为0或1。

优选的含硅氧烷氨基甲酸酯的单体由式VI表示：

其中，m至少为1，优选为3或4；a至少为1，优选为1；p代表提供约为400-10000的基团重量的数值，并优选为至少约30；R¹²为在除去异氰酸酯基之后的二异氰酸酯的双基(diradica1)，例如异佛尔酮二异氰酸酯的双基；以及每个E″为下式表示的基团：

另一类代表性的含硅氧烷的单体包括含氟单体。这种单体用于形成氟硅氧烷水凝胶，以降低在由其形成的接触镜上的沉积物的积聚，例如美国专利4954587、5010141和5079319中描述的。发现使用具有某些氟化的侧基(如-(CF₂)-H)的含硅氧烷的单体可改进亲水性单体单元与含硅氧烷的单体单元之间的相容性，参见美国专利5321108和5387662。

上述有机硅材料仅用于举例说明，其它用于形成根据本发明的生物医学装置的材料、公开于各种出版物的材料和持续开发中的用于接触镜和其他生物医学装置的其它材料也可用于本发明。例如形成生物医学装置的共聚单体可以为阳离子单体，例如阳离子含硅氧烷单体或阳离子含氟化硅氧烷的单体。

除了主要的多臂大分子单体之外，所述的混合物可包含以0至约50重量百分比，优选是约5至约30重量百分比的硅氧烷共聚单体。

所述混合物还可含有交联单体(交联单体被定义为具有多个可聚合的官能团的单体)。交联单体的代表性实例包括二乙烯基苯、甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯的碳酸乙烯酯衍生物和甲基丙烯酰氧乙基乙烯基碳酸酯。当使用交联剂时，该单体材料在单体混合物中的存在量在0.1到约20重量百分比的范围内，优选的范围是0.2到约10重量百分比。

虽然不是必需的，在本发明的范围内的均聚物或共聚物在共聚之前可任选加入一种或多种增强剂，优选少于约80重量百分比，更优选的是从约20至约60重量百分比。适合的增强剂的非限制性实例如美国专利4327203、4355147、5270418所描述，在此以引用的方式将每个专利的全部内容纳入本文。此类增强剂的非限制性具体实例包括环烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，如叔丁基环己基甲基丙烯酸酯和异丙基环戊基丙烯酸酯。

作为需要的且在不影响本发明的目的和效果的限制下，所述的混合物还可包括各种添加剂，例如抗氧剂、着色剂、紫外光吸收剂、润滑剂、内部润湿剂、增韧剂等和在本领域众所周知的其它组分。

本发明的生物医学装置(例如接触镜片或人工晶状体)可通过如下方法制备：聚合前述混合物形成产物，该产物随后可通过例如车床加工、注塑成型、压缩成型、切割等形成适当的形状。例如，在生产接触镜时，可在管内聚合所述初始单体混合物以提供棒状物品，然后把该棒状物切成钮扣状物。然后将该钮扣状物用车床加工成接触镜。

可选地，可直接在塑模(例如聚丙烯塑模)中通过例如旋转浇铸和静态浇铸方法从单体混合物浇铸隐形透镜。旋转浇铸方法公开于美国专利3408429和3660545，静态浇铸方法公开于美国专利4113224、4197266和5271875。旋转浇铸方法包括将单体混合物注入塑模，在将单体混合物暴露于辐射源(比如紫外光)的同时以受控方式旋转塑模。静态浇铸方法包括将单体混合物注入两个模塑区域之间，一个模塑区域的形状用于形成前透镜表面，另一个模塑区域的形状用于形成后透镜表面，并在保持于塑模组件之中的同时通过例如混合物的自由基聚合处理混合物以形成透镜。处理透镜材料的自由基反应技术的实例包括热辐射、红外辐射、电子束辐射、γ(gamma)辐射、紫外线(UV)辐射等；或可使用这些技术的组合。美国专利5271875描述了一种静态浇铸模塑方法，该方法能在由后塑模和前塑模限定的模腔中模塑成品透镜。作为另外的方法，美国专利4555732公开了一种方法，其中在塑模中通过旋转浇铸处理过量的单体混合物以形成具有前透镜表面和相对大厚度的成形物品，然后通过车床加工处理旋转浇铸物品的后表面以提供具有所需厚度和后透镜表面的接触镜。

通过将所述混合物暴露于热和/或辐射(例如紫外光、可见光、或高能辐射)聚合可以被促进。所述混合物中可以包括聚合引发剂以促进聚合。自由基热聚合引发剂的代表性实例包括有机过氧化物，例如过氧化乙酰、月桂酰过氧化物、癸酰过氧化物、硬脂酰过氧化物、苯甲酰过氧化物、叔丁基过氧化新戊酸酯、过氧化二碳酸酯等。代表性的紫外线引发剂是那些本领域已知的，包括安息香甲基醚、安息香乙基醚、Darocure 1173、1164、2273、1116、2959、3331(EM Industries)和Igracure 651和184(Ciba-Geigy)等。通常，引发剂以总混合物重量的约0.01到约5重量百分比的浓度被用于所述混合物中。

聚合反应一般是在反应介质中进行的，例如是使用溶剂的溶液或分散液，所述溶剂例如水或含有1到4个碳原子的醇类，如甲醇、乙醇或2-丙醇等。另外，也可使用上述任何溶剂的混合物。

一般情况下，聚合反应时间约15分钟至约72小时，并且在如氮气或氩气的惰性气氛下进行。如果需要，聚合产品可以在真空状态下干燥，如大约5至72小时左右，或留在水溶液中直至使用。

所述混合物的聚合将得到聚合物，当水合时优选地形成水凝胶。通常，混合物包含多臂大分子单体。基于单体混合物的总重量，该大分子单体含量在约0.1到约15重量百分比的范围内，优选在约1到约10重量百分比的范围内。基于混合物的总重量，形成生物医学装置的共聚单体存在的含量在约50到约99.9重量百分比的范围内，优选在约75到约99重量百分比的范围内。

生产水凝胶透镜时，所述混合物还可至少包含稀释剂，当聚合产物被水合形成水凝胶时，稀释剂最终被水取代。通常，水凝胶的水含量大于约5重量百分比，更通常在约10到约80重量百分比之间。稀释剂的用量应小于约50重量百分比，大多数情况下稀释剂含量将小于约30重量百分比。然而，在特别的聚合物体系中，实际的极限值受各种单体在稀释剂中的溶解度的影响。为了生产光学透明的共聚物，在共聚单体和稀释剂，或者稀释剂和最终共聚物之间不发生造成视觉浑浊的相分离是重要的。

此外，可使用的稀释剂的最大量取决于稀释剂引起最终聚合物的溶胀量。在水合时当用水取代稀释剂时，过度溶胀将会或者可能造成共聚物塌陷。合适的稀释剂包括但不仅限于乙二醇、甘油、液态聚(乙二醇)、醇、醇/水混合物、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、低分子量线性聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)、乳酸的乙二醇酯、甲酰胺、酮、二烷基亚砜、丁基卡必醇等和它们的混合物。

如果需要，可以在边缘抛光操作之前从透镜除去残余的稀释剂，该除去稀释剂的操作可以通过在大气压或接近大气压下或者在真空下蒸发完成。可使用提高的温度以缩短蒸发稀释剂所需的时间。用于去除溶剂的步骤中的时间、温度和压力条件，根据诸如稀释剂的挥发性和具体的单体组分的挥发性等因素变化，本领域技术人员可以容易地确定。如果需要，用于生产水凝胶透镜的混合物还可包括本领域已知的用于制造水凝胶材料的交联剂和润湿剂。

在人工晶状体的制备中，单体混合物可能进一步包括用于提高所得共聚物的折射率的单体。这种单体的例子可以是芳香族(甲基)丙烯酸酯，如(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-苯基乙基酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙基酯和(甲基)丙烯酸苄基酯。

此处获得的生物医学装置(例如接触镜)可进行任选的机械加工操作。例如，任选的机械加工步骤可包括磨光或抛光透镜边缘和/或表面。通常，这样的机械加工过程可在从塑模部件脱去产物前或后进行，例如通过使用真空镊子从塑模提起透镜以将透镜从塑模干法脱去，然后借助于机械镊子将透镜转移至第二组真空镊子并相对于一个旋转面放置，以修平表面或边缘。然后可翻转透镜以对透镜的另一侧进行机械加工。

然后可以将透镜转移至含有缓冲盐水溶液的单个透镜包装。可以在转移透镜前或后将盐水溶液加入包装。合适的包装设计和包装材料在本领域是已知的。用膜可释放地密封塑料包装。合适的密封膜在本领域是已知的，包括箔、聚合物膜及它们的混合物。然后，对含有透镜的密封包装进行杀菌以保证产品无菌。合适的杀菌装置和条件在本领域是已知的，包括例如高压灭菌。

本领域技术人员很容易理解，在上述模塑和包装过程中可包括其它步骤。这样的其它的步骤可包括例如涂布成形的透镜、在成形期间对透镜进行表面处理(例如通过塑模转移)、检查透镜、丢弃有缺陷的透镜、清洁半模、重复使用半模等和它们的组合。

为了使本领域技术人员能够实施本发明，提供下列实施例，但仅用于说明本发明。这些实施例不应视为限制权利要求所限定的本发明的范围。

在实施例中使用下述缩写。

DMA：N，N-二甲基丙烯酰胺

HEMA：甲基丙烯酸-2-羟乙酯

NVP：N-乙烯基-2-吡咯烷酮

AIBN：偶氮二异丁基腈(VazoTM 64)

TRIS：3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷

HEMAVC：甲基丙烯酰氧基乙基乙烯基碳酸酯

IMVT：1，4-双(4-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)苯氨基)蒽醌

实施例1

制备具有如下结构的1，2，4，5-四-(乙基呫吨基)苯：

向一个1000ml的带有磁力转子、氮气入口、Freidrich冷凝器以及温度探头的三口圆底烧瓶中加入2.5g 1，2，4，5-四-(溴甲基)苯，4.5g o-乙基黄原酸钾和400ml比例为50∶50的四氢呋喃-乙醇混合液。将该烧瓶放在冰浴中，于0℃下搅拌24h。接着，向烧瓶中加入250ml去离子水。用250ml比例为1∶1∶2的二氯甲烷∶乙醚∶庚烷混合液来萃取粗混合物四次，保留有机层。将所得的有机层混合，并用无水硫酸镁进行干燥，接着过滤，减压除去溶剂之后得到产品。

实施例2

制备具有如下结构的多臂大分子单体：

其中n平均为13。

向一个125ml的带有磁力转子的圆底烧瓶中加入480毫克实施例1中的1，2，4，5-四-(乙基呫吨基)苯(0.000781摩尔)，40毫升的NVP(41.6克，0.3743摩尔)，50毫升无水1，4-二噁烷。将其充分混合，加入0.00517克AIBN(0.00000956摩尔)于圆底烧瓶中。用适当大小的橡胶隔片将圆底烧瓶关塞，然后用10-15ml/min干燥氮气鼓泡清洗烧瓶中的组分1小时。用油浴将反应瓶中的组分加热至60℃(预先设置和预先加热，以确保准确加热)，同时保持一个缓慢的氮气流(10-15ml/min)。在氮气保护下进行反应18小时，并且维持温度在60℃。然后从加热浴移除反应，并冷却反应物至室温。然后向反应瓶中滴加2500ml乙醚，同时剧烈搅拌以减少沉淀聚合物的结块。然后过滤产品，并进行真空干燥以去除残留乙醚。

实施例3

制备具有如下结构的多臂大分子单体：

其中n平均为13。

向一个125ml的带有磁力转子的圆底烧瓶中加入472毫克实施例1中的1，2，4，5-四-(乙基呫吨基)苯(0.000764摩尔)，40毫升的DMA(38.38克，0.3882摩尔)，和50毫升无水1，4-二噁烷。将其充分混合，加入0.0553克AIBN(0.000764摩尔)于圆底烧瓶中。用适当大小的橡胶隔片将圆底烧瓶关塞，然后用10-15ml/min干燥氮气鼓泡清洗烧瓶中的组分1小时。用油浴将反应瓶中的组分加热至60℃(预先设置和预先加热，以确保准确加热)，同时保持一个缓慢的氮气流(10-15ml/min)。在氮气保护下进行反应18小时，并且维持温度在60℃。然后从加热浴移除反应，并冷却反应物至室温。然后向反应瓶中滴加2500ml乙醚，同时剧烈搅拌以减少沉淀聚合物的结块。然后过滤该聚合物产品，并进行真空干燥以去除残留的乙醚。

实施例4

接触镜的制备。

通过以列于表1中的重量百分比混合各组分而制备混合物。

表1

成分	质量百分比
		聚氨酯-硅氧烷预聚物	53
TRIS	15
		NVP	33
HEMA	5
		HEMAVC	1
实施例2中的大分子单体	1
		正-己醇	15
Vazo-64	0.5
		IMVT	150ppm

通过将由此产生的混合物引入到一个模具组件中，并在100℃热固化所述混合物2小时而将所述混合物浇铸成为接触镜，所述模具组件由用于形成前表面的乙基乙烯醇模具和用于形成后表面的乙基乙烯醇模具组成。将所生产的接触镜从模具中脱模，用异丙醇萃取4小时，然后放置在缓冲溶液中。

实施例5

接触镜的制备。

通过以列于表2中的重量百分比混合各组分而制备混合物。

表2

成分	质量百分比
		聚氨酯-硅氧烷预聚物	53
TRIS	15
		NVP	33
HEMA	5
		HEMAVC	1
实施例3中的大分子单体	1
		正-己醇	15
Vazo-64	0.5
		IMVT	150ppm

通过将由此产生的混合物引入到一个模具组件中，并在100℃热固化所述混合物2小时而将所述混合物浇铸成为接触镜，所述模具组件由用于形成前表面的乙基乙烯醇模具和用于形成后表面的乙基乙烯醇模具组成。将所生产的接触镜从模具中脱模，用异丙醇萃取4小时，然后放置在缓冲溶液中。可以理解的是，对此处公开的实施例可作各种修改。因此上面的描述不应视为限制性的，而仅仅作为优选实施方式的范例。例如，上面所述的作为本发明的最佳操作模式而实施的功能仅用于说明目的。在不脱离本发明范围和精神的情况下，本领域技术人员可以实施其它的配置和方法。此外，本领域技术人员可以在下文所附的特征和优点的精神和范围之内设想其它改进方案。其它特征和实施方式

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置单体，其中所述一个或多个多臂大分子单体包括3个或更多的侧链。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中大所述多臂大分子单体的侧链还包含得自于亲水性单体的一个或多个亲水性单元，所述亲水性单体选自如下的组：甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酯、甲基丙烯酰胺、N，N二甲基丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯及其混合物。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述多臂大分子单体的侧链还包括约100至约1000个亲水性单元。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述多臂大分子单体的侧链还包含由一种或多种烯键式不饱和可聚合的含氟单体衍生的一个或多个疏水性单元，所述烯键式不饱和可聚合的含氟单体选自如下的组：2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，3-五氟丙基(甲基)丙烯酸酯、1-三氟甲基-2，2，2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、1H，1H，5H-八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、八氟戊基乙烯基碳酸酯、八氟戊基n-乙烯基氨基甲酸酯、六氟异丙基(甲基)丙烯酸酯、2，2，3，3，4，4-六氟丁基(甲基)丙烯酸酯、五氟苯基(甲基)丙烯酸酯、五氟己基(甲基)丙烯酸酯及其混合物。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述多臂大分子单体的侧链还包含由一个或多个烯键式不饱和可聚合的含脂肪酸酯的单体衍生的一个或多个疏水性单元，所述烯键式不饱和可聚合的含脂肪酸酯的单体选自如下组：乙烯基月桂酸酯、乙烯基壬酸酯、乙烯基新戊酸酯、乙烯基巴豆酸酯、烯丙基巴豆酸酯、乙烯基硬脂酸酯和它们的混合物。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述多臂大分子单体的侧链还包含由一个或多个烯键式不饱和可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体衍生的一个或多个疏水性单元，所述烯键式不饱和可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体选自如下的组：甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯、3-(乙烯氧基羰基硫代)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]丙基乙烯基氨基甲酸酯、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]丙基乙烯基碳酸酯、三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甲基丙烯酰胺、M1-MCR-C12及其混合物。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述多臂大分子单体的侧链还包含由一个或多个具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合单体衍生的一个或多个疏水性单元，所述具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐、衣康酸酐及其混合物。

一种生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，其包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体，其中所述混合物还包括一种亲水性单体、一种疏水性单体或两者兼具。

Claims

1.生物医学装置，其包含一种混合物的聚合产物，该混合物包含：(a)一种或多种多臂大分子单体，所述多臂大分子单体包含连接到核上的多个侧链，其中每个侧链包含相同或不同的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂的硫-羰基-硫片段；以及(b)一种或多种形成生物医学装置的单体。

2.根据权利要求1中所述的生物医学装置，其中每个所述侧链的硫-羰基-硫片段都是相同的硫-羰基-硫片段。

3.根据权利要求1和权利要求2中所述的生物医学装置，其中每个所述侧链的所述硫-羰基-硫片段包含二硫代羧酸酯基团，黄原酸酯基团、二硫代氨基甲酸酯基团或者三硫代碳酸酯基团。

4.根据权利要求1-3中所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多臂大分子单体包含3到10个侧链。

5.根据权利要求1-4中所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多臂大分子单体的侧链还包含一个或多个亲水性单元。

6.根据权利要求5中所述的生物医学装置，其中所述亲水性单元衍生自亲水性单体，所述亲水性单体选自不饱和羧酸、丙烯酰胺、乙烯基内酰胺、聚(亚烷基氧)(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、含羟基的(甲基)丙烯酸酯、亲水性的碳酸乙烯酯、亲水性的氨基甲酸乙烯酯单体，亲水性的噁唑酮单体及其混合物。

7.根据权利要求5中所述的生物医学装置，其中所述亲水性单元衍生自烯键式不饱和可聚合烷氧基化聚合物，所述烯键式不饱和可聚合烷氧基化聚合物选自聚乙二醇(PEG)-200甲基丙烯酸酯、PEG-400甲基丙烯酸酯、PEG-600甲基丙烯酸酯、PEG-1000甲基丙烯酸酯及其混合物。

8.根据权利要求1-7中所述的生物医学装置，其中所述一种或多种多臂大分子单体还包含一个或多个疏水性单元。

9.根据权利要求8所述的生物医学装置，其中所述疏水性单元衍生自疏水性单体，所述疏水性单体选自烯键式不饱和可聚合的含氟单体、烯键式不饱和可聚合的含脂肪酸酯的单体、烯键式不饱和可聚合的含聚硅氧烷烷基的单体、具有开环反应官能度的烯键式不饱和可聚合单体及其混合物。

10.根据权利要求1-9所述的生物医学装置，其中所述核包括含有取代的或者未取代的单环或者多环的基团。

11.根据权利要求1-10所述的生物医学装置，其中所述核包括一个或多个氧化亚烷基基团或者亚烷基。

12.根据权利要求1-11所述的生物医学装置，其中所述一种或多种形成生物医学装置的单体是含硅氧烷的单体。

13.根据权利要求1-12所述的生物医学装置，其中所述一种或多种形成生物医学装置的单体是亲水性单体或者疏水性单体。

14.根据权利要求1-13所述的生物医学装置，其中所述装置选自接触镜、刚性透气接触镜、软性接触镜、水凝胶接触镜、人工晶状体和角膜植入物。

15.根据权利要求1-13所述的生物医学装置，其中所述装置是水凝胶。