CN1665553A - 经表面改性的人工晶状体 - Google Patents

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CN1665553A CN038153882A CN03815388A CN1665553A CN 1665553 A CN1665553 A CN 1665553A CN 038153882 A CN038153882 A CN 038153882A CN 03815388 A CN03815388 A CN 03815388A CN 1665553 A CN1665553 A CN 1665553A
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Abstract

本发明涉及经表面改性的由一种或多种含有官能团的材料制成的医疗器械如人工晶状体植入物，该改性使用活性、亲水性聚合物以减少或消除晶状体上皮细胞生长于其上、减少或消除吸收其后的眼科手术所用的硅油和/或减少或消除移植***器摩擦。此外，本发明还提供制造和使用经表面改性的人工晶体植入物的方法。

Description

经表面改性的人工晶状体
技术领域
概括而言，本发明涉及用于制造医疗器械植入物的含有官能团的聚合材料的表面改性。具体而言，本发明涉及由一种或多种含有官能团的材料制成的人工晶状体植入物的表面改性，该改性使用活性、亲水性聚合物以减少或消除晶状体上皮细胞生长于其上。
背景技术
自20世纪40年代以来，人工晶状体(IOL)植入物形式的眼科器械已被用作患病或受损天然晶状体的替代物。在多数情况下，例如在治疗白内障时，在手术移除患病或受损的天然晶状体时，IOL被植入眼内。几十年来，制造这种IOL植入物的优选材料是刚性、玻璃状聚合物聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。
近几年来，由于具有可压缩、折叠、卷曲或以其他方式变形的能力，更柔软、更柔韧的IOL植入物获得人们喜爱。这种更柔软的IOL植入物可以在通过眼部角膜处的切口将其置入之前变形。在IOL被置入眼内之后，由于软质材料的记忆特性，其恢复到变形之前的形状。如上所述的更柔软、更柔韧的IOL植入物可通过比更硬的IOL所必须的切口(如5.5到7.0mm)小得多的切口(如小于4.0mm)置入眼内。更硬的IOL植入物必需更大的切口，因为该晶状体必须通过角膜中稍大于刚性IOL视觉部分直径的切口置入。因此，由于已发现较大的切口与更高的术后并发症如诱导型散光有关，较硬的IOL植入物变得较不受欢迎。
随着小切口白内障手术的最新进展，更多地强调开发适用于制造IOL植入物的柔软的、可折叠的材料。一般而言，目前商品IOL的材料属于下述三种类型之一：硅氧烷、亲水性丙烯酸和疏水性丙烯酸。
通常，一旦植入，IOL具有允许晶状体上皮细胞(LEC)在IOL表面上附着并铺展的趋势。这种LEC在IOL表面上的生长导致不良的IOL浑浊而需要将IOL移出并替换。同样不希望的是，由硅氧烷材料制造的IOL易于吸收其后无关的眼科手术所用的硅油并导致IOL变得浑浊。
由于目前可用于制造眼科器械如IOL的生物相容性材料的上述缺点，需要适用于制造IOL的稳定的、生物相容性的聚合材料，该IOL能够在植入后减少或消除LEC于其上生长，且能够减少或消除IOL吸收其后的眼科手术所用的硅油的危险。
发明内容
本发明的用于制造医疗器械植入物如人工晶状体(IOL)的含官能团的聚合材料的表面改性使用活性、亲水性聚合物。活性、亲水性聚合物用以同IOL等由含官能团的聚合材料制造的植入物的表面形成共价化学键。本发明优选的活性、亲水性聚合物基于待涂布的含官能团的特定聚合材料而选定。根据本发明，所述一种或多种选定用于表面改性的活性、亲水性聚合物必须具有同所述一种或多种含有官能团的聚合材料互补的化学官能团。这种互补的化学官能团使得聚合材料的官能团和活性、亲水性聚合物之间能够进行化学反应而在其间形成共价化学键。所述一种或多种活性、亲水性聚合物由此被化学键合至IOL等医疗器械植入物的一种或多种含官能团的聚合材料表面而实现其化学改性。IOL植入物的这种表面改性减少或消除了其后暴露时的硅油吸收、减少或消除了表面钙化、减少或消除了晶状体上皮细胞表面生长和/或降低了通过移植***器(inserter)时的摩擦。
因此，本发明的一个目的是提供具有适用于制造眼科器械的适当的物理特性的生物相容性聚合组合物的表面改性涂层。
本发明的另一个目的是提供具有相对高折射率的聚合组合物的表面改性涂层。
本发明的另一个目的是提供适用于制造眼科植入物的聚合组合物的表面改性涂层。
本发明的另一个目的是提供在眼内植入后减少或消除晶状体上皮细胞生长和/或后囊膜浑浊的聚合组合物的表面改性涂层。
本发明的另一个目的是提供在眼内植入后减少或消除表面钙化的聚合组合物的表面改性涂层。
本发明的另一个目的是提供减少被涂覆植入物通过移植***器时的摩擦的外科植入物的表面改性涂层。
本发明的再一个目的是提供相对易于生产和使用的聚合组合物的表面改性涂层。
本发明的这些和其他目的和益处，尽管一些加以明确地描述而另一些没有，都将通过详尽的说明书和随后的权利要求书变得清晰。
具体实施方式
表面结构和组成决定固体材料的许多物理特性以及最终应用。如润湿、摩擦、静电电荷及粘附等特性受表面特性影响很大。特别重要的是这种表面特性对生物相容性的影响。表面特性的变化因此在生物技术应用如医疗器械植入物中具有十分重要的意义。
提供下述详细的说明以使所有本发明相关领域的熟练技术人员都能够制造和使用，并提供发明人所认为的实施本发明的最佳方式。
本发明是一种通过使用互补活性官能团而对人工晶状体(IOL)等医疗器械或植入物进行表面改性的方法。由于本发明方法除IOL外还适用于其他医疗器械，因此尽管下文为简便起见仅参考IOL，这种参考却并非意欲加以限定。为依照本发明对IOL进行表面改性，将互补活性官能团混入IOL材料和表面改性处理聚合物(surface modification treatmentpolymer)(SMTP)。例如，若某活性亲水性SMTP具有环氧官能团，则需处理的IOL材料必须具有可与SMTP的官能团反应的互补官能团。在这种情况下，所述IOL材料可包括醇基单体如甲基丙烯酸2-羟基乙基酯以同SMTP环氧官能团反应。同样地，若某IOL是由含环氧单体的材料生成，则含有甲基丙烯酸2-羟基乙基酯的亲水性SMTP可用于本发明的表面改性。
更具体而言，本发明的IOL表面改性需要一种或多种活性、亲水性SMTP。本发明所述的活性、亲水性SMTP是多种亲水性单体的共聚物，其含有具有活性化学官能团的单体。所述亲水性单体可为质子惰性型如丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮，或质子型如甲基丙烯酸和甲基丙烯酸2-羟基乙基酯。适宜的亲水性单体的实例包括但不限于N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺以及N-甲基丙烯酰胺，但因为其亲水性更高故优选N，N-二甲基丙烯酰胺。适宜的具有活性化学官能团的单体包括但不限于例如具有环氧、羧酸、酸酐、噁唑酮和醇官能团的单体。适宜的活性、亲水性SMTP的实例包括但不限于如上所述活性化学官能团的单体的二聚物和三聚物。这种活性、亲水性SMTP是通过本领域公知的自由基聚合技术制备而成。
本发明用于制造IOL或类似医疗器械植入物的适宜的含有官能团的聚合物材料为澄清、折射率相对较高约为1.40或更高、玻璃转化温度相对较低约为25℃或更低、伸长率相对较高约为80％或更高。本发明的这种具有所述独特物理特性的含有官能团的聚合材料同样具有下述官能团，例如但不限于羟基官能团、羧酸官能团、噁唑酮官能团、酸酐官能团和环氧官能团。适宜的含有羟基官能团的聚合材料的实例包括但不限于甲基丙烯酸2-羟基丙基酯、甲基丙烯酸甘油酯和甲基丙烯酸3-羟基丙基酯。适宜的含有羧酸官能团的聚合材料的实例包括但不限于甲基丙烯酸、丙烯酸和N-羧基-β-丙氨酸-N-乙烯基酯。适宜的含有噁唑啉酮(oxazolinone)官能团的聚合材料的实例包括但不限于2-异丙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉(oxazolin)-5-酮、2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮、螺-4’-(2’-异丙烯基-2’-噁唑啉-5-酮)环己烷、螺-4’-(2’-乙烯基-2’-噁唑啉-5’-酮)环己烷和2-(1-丙烯基)-4，4-二甲基-噁唑啉-5-酮。适宜的含有酸酐官能团的聚合材料的实例包括但不限于甲基丙烯酸酐、马来酐和丙烯酸酐。适宜的含有环氧官能团的聚合材料的一个实例包括但不限于甲基丙烯酸缩水甘油酯。
本发明适宜的用于制造IOL的含有官能团的聚合材料包括但不限于可折叠或可压缩的材料如硅氧烷聚合物、碳氢和氟烃聚合物、水凝胶、柔软的丙烯酸聚合物、聚酯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、具有亲水单体单元的硅氧烷聚合物、含氟聚硅氧烷弹性体以及其组合。一种本发明优选的含官能团的聚合材料是由甲基丙烯酸2-羟基乙基酯(HEMA)和甲基丙烯酸6-羟基己基酯(HOHEXMA)生成的水凝胶，即聚(HEMA-共-HOHEXMA)。由于其平衡水含量约为18重量％，折射率高约1.474，大于眼内房水的折射率1.336，聚(HEMA-共-HOHEXMA)是优选的用于制造IOL植入物的聚合材料。高折射率是IOL产品的有益的特征，其带来具有最小光学厚度(optic thickness)的高的视力(optical power)。通过使用具有高折射率的材料，可通过使用更薄的IOL矫正视敏度不足。由于其机械强度适于耐受可观的物理处理，聚(HEMA-共-HOHEXMA)是有益的用于制造IOL植入物的材料。聚(HEMA-共-HOHEXMA)还具有适用于IOL植入物应用的有益的恢复性能。由具有有益的恢复性能的材料如聚(HEMA-共-HOHEXMA)制造的IOL植入物以更加受控的方式而不是猛烈地在眼内伸展为其预定形状。由于有可能损伤眼内精密的组织，IOL植入物的猛烈伸展是不利的。聚(HEMA-共-HOHEXMA)还具有同样有利的眼内尺寸稳定性。
尽管本发明的教导优选应用于由可折叠或可压缩材料制成的柔软或可折叠的IOL植入物或类似医疗器械植入物，但其同样可应用于由相同或不同材料构成的具有柔韧触觉的相对较硬的材料如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)制成的更硬、更不柔韧的晶状体。
根据本发明，所述一种或多种含官能团的聚合材料是用以制造含有官能团的IOL植入物。本发明如上所述的一种或多种活性、亲水性SMTP则被选择为具有与构成IOL的一种或多种含官能团的聚合材料的化学官能团互补的化学官能团。这种互补的化学官能团使生成IOL的聚合材料表面和所述一种或多种活性、亲水性SMTP之间能够发生化学反应。官能团之间的这种反应于其间生成共价化学键。例如，具有羟基官能团的IOL聚合材料优选通过含有羧酸官能团、异氰酸酯官能团或环氧官能团的活性、亲水性SMTP进行表面改性。同样地，具有羧酸官能团的IOL聚合材料优选通过含有甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体单元提供环氧官能团的活性、亲水性SMTP进行表面改性。
根据本发明，由一种或多种含有官能团的聚合材料制成的IOL的表面改性通过使用一种或多种活性、亲水性SMTP实施。在下文实施例中将对其进行更详尽地描述。
实施例
实施例1：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的活性、亲水性共聚物的合成
DMA-共-GMA[x＝86，y＝14]向3升(L)的反应烧瓶中加入经蒸馏的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，192g，1.92摩尔)、经蒸馏的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA，48g，0.32摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.4g，0.0024摩尔)和四氢呋喃(2000ml)。为反应容器装配机械搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续24小时。充分机械搅拌下将反应混合物缓缓加入12L***中。真空过滤收集所沉淀的活性聚合物。将固体置入30℃的真空烘箱中过夜除去醚得到213.85g活性聚合物(产率89％)。将活性聚合物置于干燥器中储存待用。
依照实施例1的总过程制备下述表1所示的SMTP(实施例2-5)。
          表1实施例2-5：活性DMA-共-GMA聚合物
实施例  DMA   DMA     DMA     GMA    GMA     GMA      AIBN    溶剂    体积    时间
        克    摩尔    x摩尔％ 克     摩尔    y摩尔％  摩尔             ml     小时
2       57    0.58    97      3      0.02    3        0.0006  甲苯    600     20
3       54    0.54    93      6      0.042   7        0.0006  甲苯    600     20
4       42    0.42    76      18     0.13    24       0.0006  甲苯    600     20
5       36    0.36    68      24     0.17    32       0.0006  甲苯    600     20
实施例6：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸1H，2H，5H-八氟戊基酯(OFPMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的活性、亲水性共聚物的合成
于1000ml的反应烧瓶中加入经蒸馏的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，64g，0.64摩尔)、甲基丙烯酸1H，2H，5H-八氟戊基酯(OFPMA，4g，0.012摩尔，直接使用)、经蒸馏的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GM，16g，0.112摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.12g，0.00072摩尔)和四氢呋喃(1200ml)。为反应容器装配磁力搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续20小时。充分机械搅拌下将反应混合物缓缓加入6L***中。真空过滤收集所沉淀的活性聚合物。将固体置入30℃的真空烘箱中过夜除去醚得到66.1g活性聚合物(产率79％)。将活性聚合物置于干燥器中储存待用。
依照实施例6的总过程制备下述表2所示的SMTP(实施例7-10)。下表2中所有SMTP合成的反应时间都是20小时，溶剂都是四氢呋喃(600ml)。表2所有SMTP的AIBN水平都是0.0006摩尔。
表2.实施例7-10：活性DMA-共-OFPMA-共-GMA聚合物
实施例  DMA   DMA     DMA      OFPMA   OFPMA     OFPMA    GMA   GMA   GMA      产率
        克    摩尔    x摩尔％  克      摩尔      y摩尔％  克    摩尔  z摩尔％  克％
7       51.4  0.52    91       2.6     0.0087    1.5      6     0.042 7.4      47.6
8       39.5  0.4     74.3     2.5     0.0083    1.5      18    0.13  24.2     50.2
9       33.6  0.34    65.7     2.4     0.008     1.5      24    0.17  32.8     48.8
10      54.4  0.55    95       2.65    0.0088    1.5      3     0.02  3.5      40.2
依照本发明，甲基丙烯酸甲氧基聚氧乙烯酯可用作第三单体生成具有接枝聚氧乙烯侧链和环氧基作为活性化学官能团的SMTP。
实施例11：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸1H，2H，5H-八氟戊基酯(OFPMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸聚乙二醇1000单甲醚酯(PEGMA)的活性、亲水性共聚物的合成
分子量＝99.13               分子量＝300.15
                                                                       分子量＝142.16
分子式＝C6H9NO         分子式＝C3H8F8O2
                                                                       分子式＝C7H10O3
Figure A0381538800172
分子量＝1113.35
分子式＝C51H100O26
Figure A0381538800173
于500ml的反应烧瓶中加入经蒸馏的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，8g，0.08摩尔)、甲基丙烯酸1H，2H，5H-八氟戊基酯(OFPMA，1g，0.003摩尔，直接使用)、经蒸馏的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GM，4g，0.028摩尔)、甲基丙烯酸聚乙二醇1000单甲醚酯(PEGMA，8g，0.007摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.03g，0.00018摩尔)和四氢呋喃(300ml)。为反应容器装配磁力搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续72小时。闪蒸溶剂然后冷冻干燥得到8.8g蜡状半固体活性聚合物(产率42％)。
实施例12：N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)和4-乙烯基-1，2-环氧环己烷(VCHE)的活性、亲水性共聚物的合成
于1L的反应烧瓶中加入经蒸馏的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP，53.79g，0.48摩尔)、4-乙烯基-1，2-环氧环己烷(VCHE，10.43g，0.084摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.05g，0.0003摩尔)和四氢呋喃(600ml)。为反应容器装配磁力搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续20小时。充分机械搅拌下将反应混合物缓缓加入6L***中。真空过滤收集所沉淀的活性聚合物。将固体置入30℃的真空烘箱中过夜除去醚得到21g活性聚合物(产率32％)。将活性聚合物置于干燥器中储存待用。
实施例13：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的活性、亲水性共聚物的合成
分子量＝99.13                分子量＝254.42                                分子量＝142.16
分子式＝C5H9NO          分子式＝C16H30O2                          分子式＝C7H10O3
Figure A0381538800192
于1000ml的反应烧瓶中加入经蒸馏的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，32g，0.32摩尔)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA，1.5g，0.006摩尔，直接使用)、经蒸馏的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GM，8g，0.056摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.06g，0.00036摩尔)和四氢呋喃(600ml)。为反应容器装配磁力搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续20小时。充分机械搅拌下将反应混合物缓缓加入3L***中。真空过滤收集所沉淀的活性聚合物。将固体置入30℃的真空烘箱中过夜除去醚得到29.2g活性聚合物(产率70％)。将活性聚合物置于干燥器中储存待用。
实施例14：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和甲基丙烯酸(MAA)的活性、亲水性共聚物的合成
Figure A0381538800201
分子量＝[99.13]mon                    分子量＝[86.09]mon
分子式＝[C5H9NO]mon              分子式＝[C4H6O2]mon
Figure A0381538800202
于3000ml的反应烧瓶中加入经蒸馏的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，128g，1.28摩尔)、甲基丙烯酸(MAA，32g，0.37摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.24g，0.0016摩尔)和无水2-丙醇(2000ml)。为反应容器装配磁力搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续72小时。闪蒸反应混合物至体积减少为原来的一半。将活性聚合物沉淀至8L***中并用真空过滤收集。将固体置入30℃的真空烘箱中过夜除去醚得到142.34g活性聚合物(产率89％)。将活性聚合物置于干燥器中储存待用。
依照实施例14的总过程制备下表3中所示的SMTP(实施例15-16)。
          表3.实施例15-16：活性聚合物DMA-共-MAA
实施例  DMA  DMA   DMA      MAA   MAA   MAA      AIBN    溶剂   体积  时间  产率
        克   摩尔  x摩尔％  克    摩尔  y摩尔％  摩尔           ml    小时  克％
15      42   0.42  67       18    0.21  33       0.0006  2-丙醇 750   72    49.63
16      36   0.36  56       24    0.28  44       0.0006  2-丙醇 750   72    44.97
依照本发明，甲基丙烯酸甲氧基聚氧乙烯酯可用作第三单体生成具有接枝聚氧乙烯侧链和羧酸基作为活性化学官能团的涂层聚合物。
实施例17：N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸(LMAA)的活性、亲水性共聚物的合成
于500ml的反应烧瓶中加入经蒸馏的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA，15.2g，0.153摩尔)、12-甲基丙烯酰氧基十二烷酸(LMAA，4.8g，0.017摩尔)、2，2’-偶氮基二异丁腈(AIBN，0.032g，0.0002摩尔)和无水四氢呋喃(200ml)。为反应容器装配磁力搅拌器、冷凝器、热控制器和氮气入口。使氮气冒泡通过溶液15分钟以除去溶解的氧气。然后在被动式氮气层下将反应烧瓶加热至60℃持续72小时。充分机械搅拌下将反应混合物缓缓加入2.5L庚烷中。真空过滤收集所沉淀的活性聚合物。将固体置入30℃的真空烘箱中过夜除去庚烷得到15g活性聚合物(产率75％)。将活性聚合物置于干燥器中储存待用。
实施例18：用实施例1合成的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的活性、亲水性共聚物对聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物进行表面改性
将人工晶状体植入物置入容器中并将1.0重量％的聚(DMA-共-GMA[86/14摩尔％])溶液加入到该容器中涂覆所述人工晶状体植入物，从而对聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体进行表面改性或涂覆。然后将装有被溶液覆盖的人工晶状体植入物的容器在121℃下高压灭菌59分钟。将容器从高压灭菌器取出，将人工晶状体植入物从溶液中取出。于缓冲盐溶液中冲洗人工晶状体植入物三次。
实施例19：用N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的活性、亲水性共聚物对聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物的表面改性后的表面分析
对三组单独的样品进行表面分析。第一组样品(样品组1或SSO)包括对照品和聚(DMA-共-GMA)涂覆的聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物。第二组样品(样品组2或SST)包括通过移植***器的对照品和聚(DMA-共-GMA涂覆的聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物。第三组样品(样品组3或SSR)包括以样品和聚(DMA-共-GMA涂覆的聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物进行5年稳定当量实验(five-year stability equivalency)。
用x-射线光电子光谱法(XPS)和飞行时间二次离子质谱法(ToF-SIMS)测定上述三组独立样品组中的样品人工晶状体的涂层的涂覆程度、涂层的耐久度和涂层的稳定性。其结果讨论如下。
A.样品组1
对SSO的样品人工晶状体植入物进行XPS分析以测定其表面改性的程度。SSO的XPS分析如下表4所示。与对照品相比，经涂覆的晶状体植入物具有一种特殊的元素标记，氮。对照晶状体植入物的氮含量当经涂覆时统计学上由1.0增长到5.0％，其表示聚(DMA-共-GMA)涂层已得以涂覆。对照晶状体上的1.0％的氮含量通常是生物污染。被覆晶状体植入物上5.0％的氮含量表示35埃厚的涂层。为了排除被覆晶状体植入物上的5.0％的氮为生物污染的可能，进行ToF-SIMS分析。
                     表4.SSO的XPS结果
                  [C]     [O]     [N]    [Si]
对照
前部    平均值    74.9    24.7    0.4    0.1
        SD        3.2     3.3     0.3    0.1
后部    平均值    71.6    27.4    1.0    0.0
        SD        0.4     0.3     0.2    0.0
受试
前部    平均值    74.3    20.8    4.7    0.2
        SD        2.3     3.0     0.4    0.3
后部    平均值    73      21.1    5.6    0.3
        SD        2.1     1.2     1.0    0.3
对SSO进行ToF-SIMS分析以测定存在于被覆样品上的聚(DMA-共-GMA)聚合物。ToF-SIMS产生的质谱图提供了存在于表面的聚合物的独特的“指纹”图谱。所述DMA指纹含有在44D、58D、72D、84D、98D和100D的m/z峰。这些峰分别对应于荷正电的化学体C2H6N+、C3H8N+、C3H6NO+、C5H10N+、C5H8NO+和C5H10NO+。所有这些峰都在被覆样品上出现。见下图1。峰98D和100D同样在对照品图谱中检出。见下图2。这两种峰可由生物污染引起。然而，仅当检出所有的峰才表示存在聚(DMA-共-GMA)。
                    图1
     聚(DMA-共-GMA)涂覆的晶状体植入物的ToF-SIMS
                    图2
           对照晶状体植入物的ToF-SIMS
B.样品组2
对通过一种或多种不同的移植***器的SST样品(***器1和***器2)进行XPS分析，通过测量在其表面剩余的聚合物水平测定聚(DMA-共-GMA)涂层的耐久度。SST的XPS分析结果如下表5所示。与对照晶状体植入物比较，被覆晶状体植入物具有一种特殊的元素标记，氮。对照晶状体植入物的氮含量为1.0％或更低，相比而言，经涂覆的晶状体植入物的氮含量为3.4到4.4％。被覆晶状体植入物上检出的更高的氮含量表示聚(DMA-共-GMA)涂层在通过移植***器仍存在于晶状体植入物上。对照晶状体植入物上1.0％的氮含量通常是生物污染。与SSO被覆晶状体植入物相比，SST的被覆晶状体植入物氮含量降低，即从5.0％降至3.4到4.4％。SST被覆晶状体植入物氮含量的下降表示一些涂层，约10到30％在将晶状体植入物通过移植***器时被除去。为了排除被覆晶状体植入物上的3.4到4.4％的氮为生物污染的可能，进行ToF-SIMS分析。
                      表5.SST的XPS结果
                        [C]       [O]     [N]
对照—***器1
前部    平均值          72.4      26.7    1.0
        SD              1.8       1.7     0.1
后部    平均值          76.7      22.5    0.8
        SD              1.6       1.7     0.1
受试—***器1
前部    平均值          73.2      23.4    3.4
        SD              2.4       1.8     0.6
后部    平均值          72.8      22.8    4.4
        SD              3.9      3.0      0.9
                 表5-续.SST的XPS结果
                     [C]      [O]      [N]
对照—***器2
前部    平均值       72.0     27.6     0.4
        SD           0.6      0.8      0.4
后部    平均值       74.5     24.8     0.7
        SD           2.9      2.9      0.1
受试—***器2
前部    平均值       75.2     20.7     4.1
        SD           4.8      4.2      0.6
后部    平均值       76.9     19.4     3.7
        SD           2.4      2.2      0.3
对SST进行ToF-SIMS分析以测定存在于被覆样品上的聚(DMA-共-GMA)聚合物。ToF-SIMS产生的质谱图提供了存在于表面的聚合物的独特的“指纹”图谱。所述DMA指纹含有在44D、58D、72D、84D、98D和100D的m/z峰。这些峰分别对应于荷正电的化学体C2H6N+、C3H8N+、C3H6NO+、C5H10N+、C5H8NO+和C5H10NO+。所有这些峰都在通过移植***器的被覆样品上出现。见下图3。下图3中所示的ToF-SIMS结果是通过***器1之前的被覆样品。前部***器1被覆样品被认为是被承受最大应力的样品(undergo the most stress)。峰98D和100D同样在对照品图谱中检出。见下图4。这两种峰可由生物污染引起。然而，仅当检出所有的峰才表示存在聚(DMA-共-GMA)。
                          图3
通过***器1的前部聚(DMA-共-GMA)经涂覆晶状体植入物的ToF-SIMS
                          图4
          通过***器1的后部对照晶状体植入物的ToF-SIMS
Figure A0381538800272
C.样品组3
在模拟的5年时期中测定SSR的样品人工晶状体植入物的聚(DMA-共-GMA)涂层的稳定性。对被覆晶状体植入物和对照品进行XPS分析以测定其表面剩余的聚(DMA-共-GMA)聚合物涂层的水平。SSP的XPS分析结果见下表6。与对照品比较，被覆晶状体植入物具有一种特殊的元素标记，氮。对照晶状体植入物的氮含量约为0.9％。经涂覆的晶状体植入物的氮含量约为3.8％，表示聚(DMA-共-GMA)涂层存在于其后的稳定性试验中。对照晶状体上0.9％的氮含量通常是生物污染。与SSO被覆晶状体植入物相比，SSR的被覆晶状体植入物氮含量降低，即从5.0％降至3.8％。SSR被覆晶状体植入物氮含量的下降表示一些涂层在5年模拟的时间厚损失约24％。为了排除被覆晶状体植入物上的3.8％的氮为生物污染的可能，进行ToF-SIMS分析。
                      表6.SSR的XPS结果
                      [C]      [O]      [N]      [Si]
对照
前部    平均值        77.7     21.3     0.9      0.0
        SD            1.0      1.4      0.4      0.0
后部    平均值        75.1     24.0     0.9      0.0
        SD            0.4      0.5      0.2      0.0
受试
前部    平均值        75.7     20.0     3.8      0.5
        SD            2.0      1.0      0.3      0.9
后部    平均值        78.5     17.3     3.7      0.5
        SD            0.6      1.1      0.2      0.2
对SSR进行ToF-SIMS分析以测定存在于被覆样品上的聚(DMA-共-GMA)聚合物。ToF-SIMS产生的质谱图提供了存在于表面的聚合物的独特的“指纹”图谱。所述聚DMA指纹含有在44D、58D、72D、84D、98D和100D的m/z峰。这些峰分别对应于荷正电的化学体C2H6N+、C3H8N+、C3H6NO+、C5H10N+、C5H8NO+和C5H10NO+。所有这些峰都在被覆样品上出现。见下图5。峰98D和100D同样在对照品图谱中检出。见下图6。这两种峰可由生物污染引起。然而，仅当检出所有的峰才表示存在聚(DMA-共-GMA)。
                   图5
前部聚(DMA-共-GMA)经涂覆的晶状体植入物的ToF-SIMS
Figure A0381538800291
                   图6
         后部对照晶状体植入物的ToF-SIMS
实施例20：用实施例6合成的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸1H，2H，5H-八氟戊基酯(OFPMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的活性、亲水性共聚物对聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物进行表面改性
将人工晶状体植入物置于容器中并向该容器中加入1.0重量％的聚(DMA-共-OFPMA-共-GMA[84/1.5/14.5摩尔％])溶液覆盖所述人工晶状体植入物，从而对聚(HEMA-共-HOHEXMA)人工晶状体植入物进行表面改性或涂覆。然后将装有被溶液覆盖的人工晶状体植入物的容器在121℃下高压灭菌59分钟。将容器从高压灭菌器取出，将人工晶状体植入物从溶液中取出。于缓冲盐溶液中冲洗人工晶状体植入物三次。
实施例21：牛晶状体上皮细胞的附着和生长试验
将牛晶状体上皮细胞(LEC)在一系列待测物质中培养，结果见下表7。
             表7.牛LEC在生物材料上的合生百分率
                   第1天 第3天  第7天  第14天  第21天  第28天  第35天  第42天
经涂覆材料*       0％   0％    0％    0％     0％     0％     0％     0％
经涂覆材料*       0％   0％    0％    0％     0％     0％     0％     0％
水凝胶(18％H2O)   25％  30％   90％   100％   100％   100％   99％    99％
PMMA               25％  30％   70％   90％    95％    100％   75％    75％
对照品**          70％  100％  100％  100％   100％   100％   100％   95％
接种密度＝56,000个细胞
*实施例6的共聚物(DMA-OFPMA-GMA)
**组织培养塑料(Tissue culture plastic)
实施例22：Balafilcon A隐形眼镜(PureVision镜片，购自Bausch&Lomb，Inc.，Rochester，NY)的表面处理
Balafilcon A是一种含有酸官能团的硅氧烷水凝胶镜片材料。使用上述实施例1制备的亲水性活性聚合物按照下列反应路线进行所述表面处理：
制备实施例1的活性聚合物溶液(每1000ml水10.0g)。在4小时期间更换2-丙醇3次、再在1小时期间更换水3次萃取镜片。然后将镜片(36个样品)置于活性聚合物溶液中。加入1滴甲基二乙醇胺催化该反应。将镜片进行为期30分钟的高压灭菌。
实施例23：Balafilcon A隐形眼镜(PureVision镜片，购自Bausch&Lomb，Inc.，Rochester，NY)的表面处理
使用上述实施例6制备的亲水性活性聚合物按照下列反应路线进行所述表面处理：
制备两种实施例6的活性聚合物溶液(见下表8)。将镜片在2-丙醇中萃取4小时后置于纯净水中10分钟。更换水浴并继续浸泡镜片10分钟。然后将镜片(30个样品)分别置于活性聚合物溶液中并加入1滴甲基二乙醇胺催化反应。将镜片进行为期30分钟的高压灭菌。用纯净水替换小瓶中的溶液2次并再次将镜片样品高压灭菌。该步骤用于除去所有未化学键合至镜片样品上的亲水性聚合物。
                      表8
  样品   聚合物浓度 所处理镜片#
    A 1.0％(2.5g/250mlH2O)     30
    B 2.0％(5g/250mlH2O)     30
    对照品 无     30
将对照品的原子力显微镜(AFM)图像(下图7)与样品A(下图8)和B(下图9)相比，清楚地显示出亲水性涂层已得以涂覆。XPS元素分析同样显示材料表面得以改性。使用物理电子学[PHI]5600型XPS描述表面特征。该仪器使用以300瓦特、15kV和20毫安工作的单色Al阳极。该仪器的基线压力为2.0×10-10托，在工作期间压力为5.0×10-8托。该仪器使用半球形分析仪(hemispherical analyzer)。该仪器配有Apollo工作站，软件为4.0A版的PHI 8503A。该仪器在取样角度为45°时实际测量取样深度为74。
                      图7
        表面未处理Purevision镜片的AFM图像
Figure A0381538800331
                  图8
实施例23样品A的聚合物涂覆的Purevision镜片的AFM图像
Figure A0381538800341
                        图9
实施例23样品B的聚合物涂覆的Purevision镜片的AFM图像
Figure A0381538800351
用低分辨率测量光谱(0-1100eV)分析所有试样以确定存在于样品表面(10-100)的元素。对由低分辨率测量扫描检出的元素应用高分辨率光谱从而测定表面元素的组成。这些元素包括氧、氮、碳、硅和氟。
在以仪器传输函数和所需轨道的原子截面敏化(sensitizing)该面积后，对光电子峰面积进行积分从而完成对元素组成的定量。XPS数据见下表9。
                                         表9
    样品   O1s   N1s   C1s   Si2p   F1s
    对照品后部   平均值   17.7   7.2   66.9   8.1   0.0
  标准偏差   0.9   0.2   0.8   0.3   0.0
    对照品前部   平均值   17.9   7.0   66.9   8.2   0.0
  标准偏差   0.6   0.6   0.7   0.4   0.0
    A后部   平均值   17.9   8.9   69.5   1.8   2.0
  标准偏差   0.3   0.2   0.6   0.6   0.2
    A前部   平均值   17.7   9.1   69.7   1.7   1.9
  标准偏差   0.3   0.3   0.8   0.3   0.2
    B后部   平均值   18.0   8.9   69.9   1.2   2.1
  标准偏差   0.3   0.5   1.0   0.1   0.4
    B前部   平均值   17.8   8.8   70.0   1.3   2.0
  标准偏差   0.2   0.3   0.6   0.3   0.0
    实施例11DMA-共-OFPMA-共-GMA理论原子浓度 17.1 11.0 70.1 0.0 1.8
实施例24：刚性透气性(RGP)镜片(Rigid Gas Permeable Lens)的表面处理
按照下列反应路线进行表面处理。镜片为QuantumII RGP镜片，可由Bausch&Lomb，Inc购得，由含有酸基得丙烯酸氟硅氧烷酯材料制造而成。
制备实施例1活性聚合物的溶液(每100ml水中5.0g)。将镜片(20个样品)置于活性聚合物的溶液并滴入2滴三乙醇胺，于55℃加热1小时。用纯净水冲洗2次表面经涂覆的镜片并使其干燥。于未处理镜片上的水滴聚积成珠并在表面滚动，而于经处理镜片上的水滴则完全铺展，润湿镜片表面。
得到X射线光电子光谱(XPS)数据。使用物理电子学[PHI]5600型XPS描述表面特征。该仪器使用以300瓦特、15kV和20毫安工作的单色Al阳极。该仪器的基线压力为2.0×10-10托，在工作期间压力为5.0×10-8托。该仪器使用半球形分析仪。该仪器配有Apollo工作站，软件为4.0A版的PHI 8503A。该仪器在取样角度为45°时实际测量取样深度为74。
用低分辨率测量光谱(0-1100eV)分析所有试样以确定存在于样品表面(10-100)的元素。对由低分辨率测量扫描检出的元素应用高分辨率光谱从而测定表面元素的组成。这些元素包括氧、氮、碳、硅和氟。在以仪器传输函数和所需轨道的原子截面敏化(sensitizing)该面积后，对光电子峰面积进行积分从而完成对元素组成的定量。经涂覆镜片和对照品的XPS数据见下表10。
                          表10
批次ID                       O     N    C     Si    F
镜片后部          平均值     22.3  4.8  54.4  10.3  10.9标准偏差
镜片前部          平均值     19.1  6.7  63.4  2.7   8.1标准偏差   0.6   0.3  1.1   0.6   0.7
QuantumII对照品 平均值     18.7  0.0  56.1  5.2   20.0(后部和前部相同)  标准偏差   0.5   0.0  0.7   0.3   0.4
DMA-共-GMA活性聚合物的理17   12    71    0     0论原子浓度
实施例25：刚性透气性(RGP)镜片的表面处理
按照下列反应次序对可由Bausch&Lomb，Inc购得的QuantumIIRGP镜片进行表面处理。本实施例中使用一种具有互补活性官能团的双聚合物涂层***。所述涂层***的两种聚合物相互反应生成交联并与镜片表面反应。
制备上述实施例1和14活性聚合物的溶液(每100ml水中每种聚合物各2.5g)。试图使用聚合物的混合物通过层铺作用(layering effect)生成更厚的涂层。将镜片(20个样品)置于活性聚合物的溶液并滴入2滴三乙醇胺，于55℃加热1小时。用纯净水冲洗2次表面经涂覆的镜片并使其干燥。于未处理镜片上的水滴聚积成珠并在表面滚动，而于经处理镜片上的水滴则完全铺展润湿镜片表面。原子力显微镜(AFM)分析提示这两种聚合物的结合生成更厚的聚合物涂层。无聚合物涂层和涂覆有实施例24与涂覆有实施例25主题涂层的QuantumII镜片间的比较分别如下图10-12。
                       图10
         未经涂覆的QuantumII镜片表面的AFM图像
                          图11
           聚合物涂覆的QuantumII镜片(实施例24)表面的AFM图像
                             图12
     聚合物涂覆的QuantumII镜片(实施例25)表面的AFM图像
在Bausch and Lomb的表面科学实验室(Surface Science lab)获得X射线光电子光谱(XPS)数据。使用物理电子学[PHI]5600型XPS描述表面特征。该仪器使用以300瓦特、15kV和20毫安工作的单色Al阳极。该仪器的基线压力为2.0×10-10托，在工作期间压力为5.0×10-8托。该仪器使用半球形分析仪。该仪器配有Apollo工作站，软件为4.0A版的PHI 8503A。该仪器在取样角度为45°时实际测量取样深度为74。
用低分辨率测量光谱(0-1100eV)分析所有试样以确定存在于样品表面(10-100)的元素。对由低分辨率测量扫描检出的元素应用高分辨率光谱从而测定表面元素的组成。这些元素包括氧、氮、碳、硅和氟。在以仪器传输函数和所需轨道的原子截面敏化(sensitizing)该面积后，对光电子峰面积进行积分从而完成对元素组成的定量。经涂覆镜片和对照品的XPS数据见下表11。
                             表11
批次ID                       O     N     C      Si     F
镜片后部           平均值    18.8  8.0   67.6   3.7   2.6标准偏差
镜片前部           平均值    18.4  4.2   62.8   4.1   10.5标准偏差  0.5   1.2   1.7    0.4   3.1
QuantumII对照品  平均值    18.7  0.0   56.1   5.2   20.0(后部和前部相同)   标准偏差  0.5   0.0   0.7    0.3   0.4
DMA-共-GMA活性聚合物的理论原子浓度 17   12  71  0     0
实施例26：丙烯酸3-苯基丙基酯和N，N-二甲基丙烯酰胺流延薄膜的表面改性
使用75份丙烯酸3-苯基丙基酯、25份N，N-二甲基丙烯酰胺、2份二甲基丙烯酸乙二醇酯、5份甲基丙烯酸缩水甘油酯以及0.5重量％IrgacureTM819(Ciba-Geigy，Basel，Switzerland)作为光敏引发剂流延成膜。固化条件包括2小时的紫外线辐射。将所述薄膜在含有1重量％聚丙烯酸和0.5重量％的N，N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯80/20共聚物的溶液中水化。将该薄膜高压灭菌30分钟，所得薄膜可润湿并是光滑的，证明聚合物涂层得以涂覆。
实施例27：丙烯酸3-苯基丙基酯和N，N-二甲基丙烯酰胺流延薄膜的表面改性
使用75份丙烯酸3-苯基丙基酯、25份N，N-二甲基丙烯酰胺、2份二甲基丙烯酸乙二醇酯、5份甲基丙烯酸以及0.5重量％IrgacureTM 819作为光敏引发剂流延成膜。固化条件包括2小时的紫外线辐射。将所述薄膜在含有1重量％的N，N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯80/20共聚物的溶液中水化。将该薄膜高压灭菌30分钟，所得薄膜可润湿并是光滑的，证明聚合物涂层得以涂覆。
实施例28：聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸八氟戊基酯和2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮流延薄膜的表面改性
使用80份含有65摩尔％三氟丙基侧链的DP100甲基丙烯酸封端的聚二甲基硅氧烷、20份甲基丙烯酸八氟戊基酯、5份2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮和0.5重量％IrgacureTM 819作为光敏引发剂流延成膜。固化条件包括2小时的紫外线辐射。将所述薄膜在含有1重量％的N，N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸缩水甘油酯80/20共聚物的溶液中水化。将该薄膜高压灭菌30分钟，所得薄膜可润湿并是光滑的，证明聚合物涂层得以涂覆。
本发明制造的表面经改性的IOL可用于任何能够卷曲或折叠为较小横截面的设计方案，使其可通过相对较小的切口，即4.0mm或更小。例如，IOL可用于单片或多片方案，由视觉部分和触觉部分组成。视觉部分是作为镜片的部分而触觉部分是连接视觉部分以保持视觉部分在眼内的正确校准。触觉部分可在单片方案中整合于视觉部分或在多片方案中通过桩、粘或其他本领域熟练技术人员所知的方法连接于视觉部分之上。
主题IOL可制造为具有由相同或不同的材料制成的视觉部分和触觉部分。优选地，依照本发明，视觉部分和触觉部分由同样的高折射率、低玻璃转化温度的组分制成。然而，视觉部分和触觉部分也可由不同组分和/或相同组分的不同配方组成，如在美国专利5,217,491和5,326,506中所述，其全部并入此处作为参考。一旦选定特定的组分，所述材料可在所需形状的模具中铸造成型或铸造成棒状并以车床塑造成圆片。在低于玻璃转化温度的低温下将这些圆片加工成IOL。然后将这些或铸造或加工而成的IOL以本领域熟练技术人员所知的惯用方法清洁、磨光、包装并灭菌。
除IOL外，本发明所述方法和材料同样适用于其他眼科器械如隐形眼镜、角膜修补物(keratoprosthese)、囊袋张力环(capsular bag extensionring)、角膜嵌入物(corneal inlay)、角膜环等器械。
用本发明独特的材料制造的IOL可常规地应用于眼科领域。在手术过程中，在眼角膜处切开一切口，通常在封闭该切口前将眼的天然晶状体移除并将本发明材料制造和涂覆的IOL置入眼部的后房或晶状体囊中。然而，若需要，该主题表面改性的IOL植入物也适用于移植入眼前房。优选使用移植***器实施移植，但其他眼科领域熟练技术人员已知的技术也可使用。
尽管此处出示并描述了本发明的某些特定结构和组成，但本领域熟练技术人员都清楚知道可在不背离根本发明概念的精神和范围下进行各种改进，且所述根本发明概念的精神和范围并未受限于此处所示和描述的特定结构，而是由所附权利要求书所述的范围界定。

Claims (29)

1.一种经表面改性的医疗器械，其包括：
一种由含有官能团的聚合材料制造的医疗器械；以及
施加于所述医疗器械表面上的一种或更多种活性、亲水性聚合物；
其中所述含官能团的聚合材料和所述一种或更多种活性、亲水性聚合物之间的化学反应在其间形成共价键。
2.一种经表面改性的医疗器械，其包括：
一种由活性聚合材料制造的医疗器械；以及
施加于所述医疗器械表面上的一种或更多种含官能团的聚合物；
其中所述含官能团的聚合物和所述活性聚合材料之间的化学反应在其间生成共价键。
3.如权利要求1或2所述的医疗器械，其中所述医疗器械是人工晶状体。
4.如权利要求1或2所述的医疗器械，其中所述医疗器械是隐形眼镜或角膜嵌入物。
5.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述含有官能团的聚合材料或所述含有官能团的聚合物包括选自以下组中的材料：甲基内烯酸2-羟基丙基酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸3-羟基丙基酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、N-羧基-β-丙氨酸-N-乙烯基酯、2-异丙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮、2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮、螺-4’-(2’-异丙烯基-2’-噁唑啉-5-酮)环己烷、螺-4’-(2’-乙烯基-2’-噁唑啉-5’-酮)环己烷、2-(1-丙烯基)-4，4-二甲基-噁唑啉-5-酮、甲基丙烯酸酐、马来酐、丙烯酸酐以及甲基丙烯酸缩水甘油酯。
6.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述含有官能团的聚合材料或所述含有官能团的聚合物选自以下组中：硅氧烷聚合物、碳氢和氟烃聚合物、水凝胶、丙烯酸聚合物、聚酯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、具有亲水单体单元的硅氧烷聚合物、含氟聚硅氧烷弹性体以及它们的组合。
7.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述含官能团的聚合材料或所述含有官能团的聚合物是聚(HEMA-共-HOHEXMA)。
8.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是由选自质子惰性型和质子型亲水性单体制备而成。
9.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是由选自N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺和N-甲基丙烯酰胺的亲水性单体制备而成。
10.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是由具有选自环氧官能团、羧酸官能团、酸酐官能团、噁唑酮官能团和醇官能团的活性化学官能团的亲水性单体制备而成。
11.如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是聚(DMA-共-GMA)。
12.一种制造经表面改性的医疗器械的方法，其包括：
由含有官能团的聚合材料制造医疗器械；以及
将一种或更多种活性、亲水性聚合物暴露于所述医疗器械的表面上；
其中所述含有官能团的聚合材料和所述一种或更多种活性、亲水性聚合物之间的化学反应在其间生成共价键。
13.一种制造经表面改性的医疗器械的方法，其包括：
由活性聚合材料制造医疗器械；以及
将一种或更多种含有官能团的聚合物暴露于所述医疗器械的表面；
其中所述含有官能团的聚合物和所述活性聚合材料之间的化学反应在其间生成共价键。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中所述医疗器械是人工晶状体或角膜嵌入物。
15.如权利要求12或13所述的方法，其中所述医疗器械是隐形眼镜。
16.如权利要求12或13所述的方法，其中所述含有官能团的聚合材料或所述含有官能团的聚合物包括选自下组中的材料：甲基内烯酸2-羟基丙基酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸3-羟基丙基酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、N-羧基-β-丙氨酸-N-乙烯基酯、2-异丙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮、2-乙烯基-4，4-二甲基-2-噁唑啉-5-酮、螺-4’-(2’-异丙烯基-2’-噁唑啉-5-酮)环己烷、螺-4’-(2’-乙烯基-2’-噁唑啉-5’-酮)环己烷、2-(1-丙烯基)-4，4-二甲基-噁唑啉-5-酮、甲基丙烯酸酐、马来酐、丙烯酸酐以及甲基丙烯酸缩水甘油酯。
17.如权利要求12或13所述的方法，其中所述含有官能团的聚合材料或所述含有官能团的聚合物选自以下组中：硅氧烷聚合物、碳氢和氟烃聚合物、水凝胶、丙烯酸聚合物、聚酯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、具有亲水单体单元的硅氧烷聚合物、含氟聚硅氧烷弹性体以及它们的组合。
18.如权利要求12或13所述的方法，其中所述含官能团的聚合材料或所述含有官能团的聚合物是聚(HEMA-共-HOHEXMA)。
19.如权利要求12或13所述的方法，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是由选自质子惰性型和质子型亲水性单体制备而成。
20.如权利要求12或13所述的方法，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是由选自N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺和N-甲基丙烯酰胺的亲水性单体制备而成。
21.如权利要求12或13所述的方法，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是由具有选自环氧官能团、羧酸官能团、酸酐官能团、噁唑酮官能团和醇官能团的活性化学官能团的亲水性单体制备而成。
22.如权利要求12或13所述的方法，其中所述一种或更多种活性、亲水性聚合物或活性聚合材料是聚(DMA-共-GMA)。
23.一种使用如权利要求1或2所述的经表面改性的医疗器械的方法，其包括：
在眼部切开一切口；以及
在封闭所述切口之前将所述经表面改性的医疗器械通过所述切口植入。
24.如权利要求23所述的使用经表面改性的医疗器械的方法，其中所述医疗器械是人工晶状体。
25.如权利要求23所述的使用经表面改性的医疗器械的方法，其中所述医疗器械是角膜嵌入物。
26.如权利要求23、24或25所述的使用经表面改性的医疗器械的方法，其中在向所述眼部植入所述经表面改性的医疗器械之前从所述眼部移除天然晶状体。
27.如权利要求23或24所述的使用经表面改性的医疗器械的方法，其中在向所述眼部晶状体囊内植入所述经表面改性的医疗器械之前从所述眼部移除天然晶状体。
28.如权利要求23、24或25所述的使用经表面改性的医疗器械的方法，其中在使用移植***器向所述眼部植入所述经表面改性的医疗器械之前从所述眼部移除天然晶状体。
29.如权利要求23或24所述的使用经表面改性的医疗器械的方法，其中在使用移植***器向所述眼部晶状体囊内植入所述经表面改性的医疗器械之前从所述眼部移除天然晶状体。
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