СИЛИКОН-ГИДРОГЕЛИ, СФОРМИРОВАННЫЕ ИЗ РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ РАЗБАВИТЕЛЕЙ Российский патент 2017 года по МПК C08F283/12 C08G77/442 C08F290/06 

Смежные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет патентной заявки США №13/720,239, поданной 19 декабря 2012 года, озаглавленной "СИЛИКОН-ГИДРОГЕЛИ, СФОРМИРОВАННЫЕ ИЗ РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ РАЗБАВИТЕЛЕЙ"; предварительной патентной заявки США №61/579690, поданной 23 декабря 2011 года, озаглавленной "СИЛИКОН-ГИДРОГЕЛИ, СФОРМИРОВАННЫЕ ИЗ РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ РАЗБАВИТЕЛЕЙ", и предварительной патентной заявки США №61/579683, поданной 23 декабря 2011 года, озаглавленной "СИЛИКОН-ГИДРОГЕЛИ, СФОРМИРОВАННЫЕ ПУТЕМ УПРАВЛЯЕМОЙ КИНЕТИКИ РЕАКЦИЙ", содержание которых включено в настоящее описание путем отсылки.

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к силикон-гидрогелям, имеющим требуемый баланс свойств, которые могут быть сформированы без разбавителей.

Предпосылки создания изобретения

Мягкие контактные линзы, изготовленные из силикон-гидрогелей, имеют улучшенную кислородную проницаемость по сравнению с мягкими линзами, изготовленными из не-силиконовых материалов, таких как поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (НЕМА). Первоначальные усилия по созданию силикон-гидрогелевых контактных линз были затруднены плохой смачиваемостью, высокой эластичностью, плохой прозрачностью, гидролизной нестабильностью или высокой стоимостью сырья, используемого для производства большинства таких силикон-гидрогелей. Хотя некоторые решения оказались достаточно успешными для преодоления каждого из этих недостатков, остается потребность в силикон-гидрогелях, изготавливаемых из недорогих коммерчески доступных мономеров и демонстрирующих отличную смачиваемость (без необходимости в модификации поверхности), низкий модуль эластичности, хорошую прозрачность и требуемую кислородную проницаемость.

Ранее были описаны составы силикон-гидрогелей, содержащие полимерные смачивающие агенты, такие как поли(N-винилпирролидон) (PVP) и ациклические полиамиды. Однако эти полимеры являются довольно большими и требуют использования специальных совмещающих компонентов, изготавливаемых специально. Примеры совмещающих компонентов включают 2-метил-,2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир 2-акриловой кислоты (SiGMA).

Мономерный N-винилпирролидон (NVP) также был включен в мономерные смеси, используемые для получения силикон-гидрогелевого полимера, как правило, в количестве приблизительно 25-55% (по массе) мономерной смеси. Такие материалы описаны в патентах США 4136250; 4153641; 4260725 и 6867245. Материалы, описанные в этих документах, как правило, включают полифункциональные силиконовые мономеры или макромеры, которые действуют в качестве сшивающих агентов и тем самым увеличивают эластичность конечного полимера.

В патенте США 4139513 раскрыта возможность использования 2-метил-,2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дизилоксанил]пропокси]пропилового эфира 2-пропеновой кислоты (SiGMA) для изготовления линз из композиций, содержащих NVP и HEMA. Как описывается, SiGMA представляет собой единственный источник силиконов. Тем не менее, из-за относительно низкого содержания силикона в этих мономерах трудно достичь требуемых уровней кислородной проницаемости в конечных полимерах.

В США 2010/0048847 описаны силикон-гидрогели, изготовленные из смеси монометакрилоксиалкилполидиметилсилоксанметакрилата с приблизительно 52% NVP, НЕМА и TRIS. В указанном документе описана необходимость использования разбавителей, и даже при использовании смеси этанола и этилацетата в качестве разбавителя раскрытые полимеры оказывались (в различной степени) мутными. Мутность снижали путем добавления по меньшей мере приблизительно 1,5% метакриловой кислоты (МАА).

Добавление анионных мономеров, таких как МАА, однако, приводит к гидролитической нестабильности силикон-гидрогелей, как описано в работе "Роль ионных гидрофильных мономеров в силикон-гидрогелях для применения в контактных линзах", Лай Й., Валинт П. и Френдз Г.; 213^-е Национальное собрание ACS, Сан-Франциско, 13-17 апреля, 1997 года.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к силикон-гидрогелю, содержащему, состоящему из и в некоторых вариантах осуществления по существу, состоящему из

приблизительно от 8 до приблизительно 17% масс. силикона с наступающим контактным углом менее приблизительно 80° без модификации поверхности, сформированного из реакционной смеси, содержащей, состоящей из или по существу состоящей из

по меньшей мере одного монофункционального мономера полидиалкилсилоксана, имеющего от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, который может быть дополнительно замещен по меньшей мере одной гидроксильной группой;

необязательно одного или более монофункционального, содержащего силоксан мономера, имеющего менее 7 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, триалкилсилоксановых групп или их комбинаций; при условии, что если указанный монофункциональный полидиалкилсилоксан не содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу, в состав включен по меньшей мере один монофункциональный мономер, содержащий гидроксил;

приблизительно от 40 до приблизительно 60% масс. по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера;

по меньшей мере одного гидроксилсодержащего гидрофильного мономера, в котором молярное соотношение гидроксилсодержащих компонентов к медленно реагирующему гидрофильному мономеру составляет приблизительно от 0,15 до приблизительно до 0,4, где реакционная смесь не содержит разбавителей.

Настоящее изобретение также относится к силикон-гидрогелям, содержащим, состоящим из или состоящим по существу из приблизительно от 8 до приблизительно 17% масс. силикона с наступающим контактным углом менее приблизительно 80° без модификации поверхности, сформированного из реакционной смеси, содержащей, состоящей из или по существу состоящей из

по меньшей мере одного монофункционального мономера полидиалкилсилоксана с замещенной гидроксильной группой, имеющего от 2 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев;

необязательно одного или более монофункционального мономера силоксана, имеющего от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, при условии, что если указанный монофункциональный гидроксилсодержащий мономер силоксана имеет менее 4 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев или является мономером формулы IX:

где R₃, R₁₂, X, R₁₅, R₁₇ и p являются такими, как определено в настоящем описании, включен по меньшей мере один монофункциональный мономер силоксана, имеющий от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев;

приблизительно от 40 до приблизительно 60% масс. по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера;

по меньшей мере одного гидроксилсодержащего гидрофильного мономера, в котором молярное соотношение гидроксилсодержащих компонентов к медленно реагирующему гидрофильному мономеру составляет приблизительно от 0,15 до приблизительно до 0,4, где реакционная смесь не содержит разбавителей.

Силикон-гидрогели по настоящему изобретению может быть использован для изготовления биомедицинских устройств, офтальмологических устройств и, в особенности, контрактных линз.

Описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема линзы в сборе.

На фиг. 2 представлена схема камеры отверждения с двумя отсеками, используемой для кинетического анализа.

На фиг. 3 представлена схема отсека 2 камеры отверждения, показанной на фиг. 2.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к силикон-гидрогелям, имеющим требуемый баланс свойств, которые могут быть сформированы без разбавителей. Силикон-гидрогели изготавливают из реакционных смесей, содержащих по меньшей мере один монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана с замещенной гидроксильной группой, имеющий от 2 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, по меньшей мере один медленно реагирующий гидрофильный мономер и по меньшей мере один гидроксилсодержащий гидрофильный мономер. Полученные силикон-гидрогели удивительно легко обрабатываются и демонстрируют исключительный баланс свойств, включая прозрачность, содержание воды и кислородную проницаемость.

Термин "разбавитель" в настоящем описании относится к инертному растворителю для реактивных компонентов. Разбавители не вступают в реакцию для образования части биомедицинских устройств.

Термин "биомедицинское устройство" означает любое изделие, которое предназначено для использования в или на ткани или в жидкости млекопитающих, или в или на ткани или в жидкости человека. Примерами таких устройств являются, но, не ограничиваясь ими, катетеры, имплантаты, стенты и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы, окклюдеры слезных точек и контактные линзы. Например, биомедицинские устройства представляют собой офтальмологические устройства, в частности контактные линзы, чаще всего контактные линзы, выполненные из силикон-гидрогеля.

Термин "офтальмологическое устройство" относится к изделиям, находящимся внутри или на поверхности глаза. Термины "линза" и "офтальмологическое устройство" в настоящем описании означают устройство, находящееся внутри или на поверхности глаза. Такие устройства обеспечивают оптическую коррекцию, лечение ран, введение лекарственных препаратов, выполнение диагностики, косметическое улучшение или эффект, снижение влияния бликов, блокировку УФ или комбинацию этих функций. Неограничивающие примеры офтальмологических устройств включают линзы, окклюдеры слезных точек и т.п. Термин "линза" (или "контактная линза"), помимо прочего, означает жесткие контактные линзы, мягкие контактные линзы, искусственные хрусталики, накладные линзы, глазные вставки, оптические вставки и очковые линзы.

Термин "реакционная смесь" в настоящем описании относится к химически активным и неактивным компонентам, которые смешиваются вместе и вступают в реакцию с образованием силикон-гидрогелей по настоящему изобретению. Химически активные компоненты представляют собой все компоненты реакционной смеси, кроме разбавителя и любых дополнительных технологических добавок, которые не становятся частью структуры полимера.

Термин "(мет)" в настоящем описании относится к дополнительному замещению метилом. Так, термин "(мет)акрилат" относится одновременно и к метакриловому, и к акриловому радикалам.

Все процентные соотношения в этом описании являются массовыми процентами, если не указано иное.

Фраза "без обработки поверхности" или "с необработанной поверхностью" означает, что внешние поверхности устройства по настоящему изобретению отдельно не обрабатываются для улучшения смачиваемости устройства. Процедуры обработки, которые могут быть упущены в силу настоящего изобретения, включают плазменную обработку, наращивание, нанесение покрытия и тому подобное. Покрытия, которые обеспечивают свойства, отличные от улучшении смачиваемости, такие как, но, не ограничиваясь ими, антимикробные покрытия и применение цвета или другого косметического улучшения, не рассматриваются в качестве обработки поверхности.

Термин "силиконовые макромеры" и "силиконовые преполимеры" означает моно- и многофункциональный силикон, содержащий соединения, имеющие молекулярную массу выше, чем приблизительно 2000.

Термин "гидроксилсодержащий компонент" означает любой компонент, содержащий по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Термин "период кинетического полупревращения" означает время, необходимое для того, чтобы при данных реакционных условиях прореагировало 50% химически активного компонента. Период кинетического полупревращения может быть вычислен с применением способа и расчетов, описанных в настоящем описании.

Используемый в настоящем описании термин "одновалентные реакционноспособные группы" относится к группам, способным вступать в реакции свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Неограничивающие примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, C_1-6алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C_1-6алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, C_2-12алкенилы, C_2-12алкенилфенилы, C_2-12алкенилнафтилы, C_2-6алкенилфенил-C_1-6алкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Неограничивающие примеры катионных реакционноспособных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. Неограничивающие примеры реактивных групп, содержащих свободные радикалы, включают (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид и их смеси.

Термин "гидрофильный" в настоящем описании означает растворимый в воде. Гидрофильными являются компоненты, растворяющиеся в воде при температуре 25°C и при концентрации массы гидрофильного компонента к массе воды 1:9.

Термин "прозрачный" в настоящем описании означает мутность менее приблизительно 50%.

В настоящем изобретении выбраны компоненты, которые вступают в реакцию в определенных точках реакции. Например, "быстро реагирующие" компоненты выбраны для полимеризации, прежде всего, в начале общей реакции сополимеризации, в то время как медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран для полимеризации, прежде всего, в конце общей реакции сополимеризации. Быстро реагирующие компоненты включают силиконсодержащие компоненты, мономеры гидроксиалкила и некоторые сшивающие агенты. В одном варианте осуществления медленно реагирующие компоненты имеют периоды кинетического полупревращения, которые по меньшей мере приблизительно в два раза больше, чем период полупревращения наиболее быстрого силиконсодержащего мономера. Период кинетического полупревращения измеряют, как описано в настоящем описании. Следует учесть, что периоды кинетического полупревращения являются относительными для конкретных составов.

Примеры медленных реагирующих групп включают (мет)акриламиды, винилы, аллилы и их комбинации и по меньшей мере одну гидрофильную группу. В другом варианте осуществления изобретения медленно реагирующая группа выбрана из группы, состоящей из N-виниламидов, O-винилкарбаматов, O-винилкарбонатов, N-винилкарбаматы, N-винилкарбаматов, O-виниловых эфиров, O-2-пропенила, в которых виниловые или аллильные группы могут быть дополнительно замещены метильной группой. В еще одном варианте осуществления изобретения медленно реагирующая группа выбрана из группы, состоящей из N-виниламидов, O-винилкарбонатов и O-винилкарбаматов.

Примеры быстро реагирующих групп включают (мет)акрилаты, стирилы, (мет)акриламиды и их смеси. Как правило, (мет)акрилаты быстрее, чем (мет)акриламиды, и акриламиды быстрее, чем (мет)акриламиды.

Во всем описании при описании химических структур следует понимать, что раскрытые альтернативы для заместителей в структуре могут сочетаться в любой комбинации. Таким образом, если структура содержит заместители R₁ и R₂, каждый из которых содержит три потенциальных списка групп, описывается 9 комбинаций. То же относится к комбинации свойств.

Было обнаружено, что путем выбора компонентов реакционной смеси можно получить силикон-гидрогели, имеющие требуемый баланс свойств, без применения разбавителей.

Силикон гидрогели формируются путем взаимодействия множества различных полимеризуемых компонентов, в результате чего образуется полимер. Силикон-гидрогелевые реакционные смеси, как правило, содержат как гидрофильные компоненты, позволяющие полимеру поглощать существенные количества воды, так и силиконовые компоненты, позволяющие полимеру пропускать кислород. К сожалению, силикон является высоко гидрофобным материалом, и чем больше силикона содержит компонент, тем менее он будет совместим с гидрофильными компонентами. К тому же, для некоторых конечных применений, таких как контактные линзы, необходимо, чтобы полученный силикон-гидрогель имел комбинацию как высокого содержания воды (50% или более), так и хорошей кислородной проницаемости (более 60 или более 80 баррер). Однако, поскольку эти свойства обусловлены разными компонентами, которые могут быть несовместимы друг с другом, достичь такого баланса свойств оказалось не просто, поскольку увеличение одного свойства (например, содержания воды), как правило, приводит к уменьшению другого (обычно кислородной проницаемости). Более ранние попытки достижения баланса свойств требовали применения разбавителей, чтобы добиться совместимости компонентов. Однако разбавители могут быть дорогими, воспламеняющимися и трудновыводимыми из линз, что затрудняет производство.

Было обнаружено, что семейство силикон-гидрогелевых полимеров, имеющих требуемый баланс свойств может изготавливаться без использования разбавителей. Многие из таких композиций обладают медицинскими свойствами, позволяющими извлекать их из форм для литья сухим способом, что дополнительно упрощает процесс изготовления линзы.

Силикон-гидрогели по настоящему изобретению демонстрируют комбинацию содержания воды по меньшей мере приблизительно 50% и значения Dk по меньшей мере приблизительно 60 или приблизительно 80. Эти силикон-гидрогели также являются прозрачными.

Реакционные смеси по настоящему изобретению не содержат разбавителей, содержат приблизительно от 40 до приблизительно 60% масс. по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера; по меньшей мере один монофункциональный гидроксилсодержащий мономер силоксана; и по меньшей мере один гидроксилсодержащий гидрофильный мономер, в котором молярное соотношение гидроксилсодержащих компонентов к медленно реагирующему гидрофильному мономеру составляет приблизительно от 0,15 до приблизительно 0,4.

Первый компонент реакционной смеси представляет собой по меньшей мере один медленно реагирующий гидрофильный мономер. Медленно реагирующие гидрофильные мономеры содержат по меньшей мере одну медленно реагирующую группу и по меньшей мере одну гидрофильную группу. Медленно реагирующая группа выбрана из группы, состоящей из N-виниламидов, O-винилкарбаматов, O-винилкарбонатов, N-винилкарбаматов, O-виниловых эфиров, O-2-пропенила, в которых виниловые или аллильные группы могут быть дополнительно замещены метильной группой. Медленно реагирующая группа может быть выбрана из группы, состоящей из N-виниламидов, O-винилкарбонатов и O-винилкарбаматов. Гидрофильные группы содержат гидроксилы, амины, простые эфиры, амиды, аммониевые группы, карбоксильную кислоту, карбаматы, их комбинации и подобные вещества. Подходящие гидрофильные группы содержат гидроксилы, простые эфиры, амиды, комбинации карбоксильных кислот и тому подобное. Если (мет)акриламид выбран в качестве медленно реагирующего гидрофильного мономера, необходимо использовать силиконсодержащий мономер, имеющий очень короткий период кинетического полупревращения, такой как акрилат.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из мономера N-виниламида формулы I, винилпирролидона формул II-IV и Т-винилпиперидона формулы V:

Формула I

Формула II Формула III

Формула IV Формула V

где R представляет собой H или метил, и в одном варианте осуществления R представляет собой H;

R₁, R₂, R₃, R₆, R₇, R₁₀ и R₁₁ независимо выбраны из группы, состоящей из H, CH₃, CH₂CH₃, CH₂CH₂CH_3, C(CH₃)₂;

R₄ и R₈ независимо выбраны из группы, состоящей из CH₂, CHCH₃ и -C(CH₃);

R₅ выбран из H, метила и этила; и

R₉ выбран из группы, состоящей из CH=CH₂, CCH₃=CH₂ и CH=CHCH₃.

Общее число атомов углерода в R₁ и R₂ может составлять 4 или менее, предпочтительно R₁ и R₂ представляют собой метил.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из мономера N-виниламида формулы I или винилпирролидона формулы II или IV. В еще одном варианте осуществления R₆ представляет собой метил, R₇ представляет собой водород, R₉ представляет собой CH=CH₂, R₁₀ и R₁₁ представляют собой H.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из винилового эфира этиленгликоля (EGVE), винилового эфира ди(этиленгликоля) (DEGVE), N-виниллактамов, включая N-винилпирролидон (NVP), 1-метил-3-метилен-2-пирролидон, 1-метил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон; 1-этил-5-метилен-2-пирролидон, N-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, N-винил-N-метилацетамид (ВМА), N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винилацетамид, N-винилдиизопропиламид, аллиловый спирт, N-винилкапролактам, N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат, N-карбоксивинил-β-аланин (VINAL), N-карбоксивинил-α-аланин и их смеси.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран из группы, состоящей из N-винилпирролидона, 1-метил-3-метилен-2-пирролидона, 1-метил-5-метилен-2-пирролидона, 5-метил-3-метилен-2-пирролидона и их смесей. Предпочтительно, медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из NVP, VМА и 1-метил-5-метилен-2-пирролидона. Более предпочтительно, медленно реагирующий гидрофильный мономер содержит NVP.

Не содержащие разбавителей композиции по настоящему изобретению дополнительно содержат по меньшей мере один быстро реагирующий монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент, содержащий по меньшей мере две силоксановые группы. Указанный по меньшей мере один монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент содержит полидиалкилсилоксан, имеющий приблизительно от 4 до приблизительно 120, приблизительно от 4 до приблизительно 60 и приблизительно от 4 до приблизительно 30 повторяющихся звеньев. Алкилсилоксановые группы могут представлять собой диалкилсилоксановые группы, триалкилсилоксановые группы или их комбинации, однако, высокосбалансированные силоксановые группы, такие как трис(триметилсилоксановые) группы не являются предпочтительными, поскольку они придают нежелательные механические свойства получаемым полимерам. Такие силикон-гидрогели получают из реакционных смесей, содержащих менее приблизительно 10%, менее 5% и 0% TRIS.

Когда требуется компонент, содержащий один силоксан, указанный по меньшей мере один быстро реагирующий монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент содержит такое количество алкилсилоксановых групп, которое позволяет получить силикон-гидрогель с содержанием силикона приблизительно от 8 до приблизительно 17% масс., исходя из массы сополимера без учета воды. Подходящий меньшей мере один быстро реагирующий монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент настоящего варианта осуществления содержит приблизительно от 4 до приблизительно 120, приблизительно от 6 до приблизительно 60 или приблизительно от 6 до приблизительно 30 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев.

Реакционная смесь по настоящему изобретению содержит по меньшей мере один монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент, содержащий по меньшей мере две алкилсилоксановые группы и по меньшей мере один монофункциональный силоксановый мономер, имеющий от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, приблизительно от 4 до приблизительно 60 и приблизительно от 4 до приблизительно 30 повторяющихся звеньев.

По меньшей мере один монофункциональный мономер силоксана содержит (а) быстро реагирующую группу и (b) полидиалкилсилоксановую цепь. Таким образом, указанный по меньшей мере один монофункциональный мономер силоксана содержит реакционную группу, выбранную и группы, состоящей из (мет)акрилатов, стирилов, (мет)акриламидов и их смесей. Монофункциональный мономер силоксана также может содержать по меньшей мере один атом фтора. Монофункциональный мономер силоксана может быть выбран из мономера моно(мет)акрилоксиалкилполидиалкилсилоксана формулы VII или мономера стирилполидиалкилсилоксана формулы VIII:

Формула VII

Формула VIII

где R₁₂ представляет собой Н или метил;

X представляет собой O или NR₁₆;

каждый R₁₄ независимо представляет собой C₁-C₄алкил, который может быть замещен атомом фтора, или фенил, или каждый R₁₄ может быть независимо выбран из этильной и метильной групп, все R₁₄ могут представлять собой метил или по меньшей мере один R₁₄ может представлять собой 3,3,3-трифторпропил;

R₁₂ и каждый R₁₄ могут представлять собой метил;

R₁₅ представляет собой C₁-C₄алкил;

R₁₃ представляет собой двухвалентную алкильную группу, которая может быть дополнительно функционализирована группой, выбранной из группы, состоящей из групп простого эфира, гидроксила, карбамата и их комбинаций, или C₁-C₆алкиленовых групп, которые могут быть замещены простым эфиром, гидроксилом и их комбинациями, предпочтительно, С₁ или C₃-C₆алкиленовых групп, которые могут быть замещены простым эфиром, гидроксилом и их комбинациями;

a может составлять от 7 до 120, от 7 до 60 или от 7 до 30;

R₁₆ выбран из H, C_1-4алкила, который дополнительно может быть замещен одной или более гидроксильными группами, предпочтительно представляет собой H или метил;

R₁₂ и каждый R₁₄ могут представлять собой метил.

По меньшей мере один из R₁₄ может представлять собой 3,3,3-трифторпропил.

По меньшей мере один монофункциональный мономер силоксана может быть выбран из мономера моно(мет)акрилоксиалкилполидиалкилсилоксана формулы VII. Примеры подходящих силиконсодержащих мономеров содержат монометакрилоксиалкилполидиметилсилоксанметакрилаты, выбранные из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-н-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиэтилсилоксана с концевыми группами моно-н-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксана и их смесей.

Силиконсодержащий компонент может быть выбран из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-н-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксана и их смесей.

Компонент, содержащий силикон, может быть выбран из силиконов акриламида, описанных в US 20110237766, в частности из силиконовых мономеров, выраженных в следующих общих формулах (s1)-(s6).

s1

s2

s3

s4

s5

s6

где m составляет 4-12 или предпочтительно 4-10.

Могут быть также включены дополнительные силиконсодержащие компоненты. Могут быть включены любые описанные дополнительные силиконсодержащие компоненты, имеющие описанные в данном описании реакционноспособные группы. Примеры содержат силиконсодержащие мономеры, имеющие разветвленные силоксановые цепи, такие как SiMAA и TRIS.

По меньшей мере один монофункциональный силиконсодержащий мономер присутствует в реакционной смеси в количестве, достаточном для обеспечения требуемой кислородной проницаемости. Преимуществом настоящего изобретения является то, что может быть достигнута кислородная проницаемость более чем приблизительно 80 баррер, более чем приблизительно 90 баррер или более чем приблизительно 100 баррер. Подходящие количества будут зависеть от длины силоксановой цепи, включенной в силиконсодержащие мономеры, при этом силиконсодержащие мономеры, имеющие длинные цепи, требуют меньшее количество мономера. Количества включают приблизительно от 20 до приблизительно 60% масс. или приблизительно от 30 до приблизительно 55% масс.

Если монофункциональный силиконсодержащий мономер не содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу, реакционная смесь по настоящему изобретению дополнительно содержит по меньшей мере один монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент, содержащий по меньшей мере две алкилсилоксановые группы. Монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент обладает такой же реакционной функциональностью, как и монофункциональный силиконсодержащий мономер. В некоторых вариантах осуществления монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент представляет собой соединение формулы IX:

Формула IX

где R₁₂, R₃, R_15, X определены выше,

p составляет 4-20 или 4-12,

R₁₈ представляет собой двухвалентную алкильную группу, замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, которая может быть дополнительно функционализирована группой, выбранной из группы состоящей из групп простого эфира, карбамата и их комбинаций, или C₁-C₆алкиленовых групп, замещенных по меньшей мере одной гидроксильной группой, которые могут также быть замещены по меньшей мере одной группой простого эфира, или C₁ или C₃-C₆алкиленовых групп, замещенных по меньшей мере одной гидроксильной группой, которая может также быть замещена по меньшей мере одной группой простого эфира;

R₁₇ выбран из R₁₄ или триметилсилоксигрупп.

Примеры монофункциональных гидроксилсодержащих компонентов включают 3-(метакрилокси-2-гидроксипропокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан (SimMA), α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилоктаметилпентасилоксан, N-(2,3-дигидроксипропан)-N’-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламид:

и мономеры, имеющие следующие структуры:

s4

Монофункциональный гидроксилсодержащий силоксановый компонент может содержать α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилоктаметилпентасилоксан.

Реакционная смесь может по существу не содержать TRIS, а также может по существу не содержать силиконсодержащих мономеров или полимеров, имеющих среднечисленную молекулярную массу более приблизительно 8000 или более чем приблизительно 5000.

Реакционные смеси по настоящему изобретению дополнительно содержат по меньшей мере один гидрокс алкильный мономер, выбранный из мономера гидрокс алкил(мет)акрилата или (мет)акриламида формулы X или соединения стирила формулы XI:

Формула X Формула XI

где R₁ представляет собой Н или метил,

X представляет собой O или NR₄, R₄ представляет собой H, C₁-C₄алкил, который может быть дополнительно замещен по меньшей мере одним OH, метилом или 2-гидроксиэтилом; и

R выбран из группы, состоящей из моно- или дигидрокси-замещенного C₂-C₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев; 2-гидроксиэтила, 2,3-дигидроксипропила или 2-гидроксипропила.

Подходяще R₁ представляет собой H или метил, X представляет собой кислород, и R выбран из группы, состоящей из моно или дигидрокси-замещенного C₂-C₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев, или R₁ представляет собой метил, X представляет собой кислород, и R выбран из группы, состоящей из моно или дигидрокси-замещенного C₂-C₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 2-20 повторяющихся звеньев, или R₁ представляет собой метил, X представляет собой кислород, и R выбран из группы, состоящей из моно или дигидрокси-замещенного C₂-C₄алкила. Соответственно, по меньшей мере одна гидроксильная группа располагается в конце цепи алкильной группы R.

Примеры подходящих гидроксиалкильных мономеров включают

2-гидроксиэтилметакрилат, 2-гидроксиэтилакрилат,

3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат,

1-гидроксипропил-2-(мет)акрилат,

2-гидрокси-2-метилпропил(мет)акрилат,

3-гидрокси-2,2-диметилпропил(мет)акрилат,

4-гидроксибутил(мет)акрилат, глицерин(мет)акрилат,

2-гидроксиэтил(мет)акриламид, монометакрилат полиэтиленгликоля,

бис-(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид,

2,3-дигидроксипропил(мет)акриламид и их смеси.

Гидроксиалкильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из 2-гидроксиэтилметакрилата, глицеринметакрилата, 2-гидроксипропилметакрилата, гидроксибутилметакрилата, 3-гидрокси-2,2-диметилпропилметакрилата, а также их смесей.

Гидроксиалкильный мономер может содержать 2-гидроксиэтилметакрилат, 3-гидрокси-2,2-диметилпропилметакрилат или глицеринметакрилат.

Гидроксилсодержащие компоненты могут иметь такую же функциональность, как и силиконсодержащие мономеры.

Гидроксилалкильные мономеры могут присутствовать в мольных процентах, которые образуют молярное соотношение гидроксильных групп к медленно реагирующему гидрофильному мономеру по меньшей мере приблизительно 0,15, например, приблизительно от 0,15 до приблизительно 0,4. Этот показатель рассчитывается путем деления количества молей гидроксильных групп в гидроксиалкильных мономерах (включая любые гидроксильные группы в составе медленно реагирующего гидрофильного мономера и силиконсодержащего мономера), на количество молей медленно реагирующего гидрофильного мономера в данной массе мономерной смеси. В этом варианте осуществления для реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS, НЕМА, EGVE и NVP, учитываются гидроксильные группы в составе каждого из HO-mPDMS, НЕМА и EGVE. Какие-либо гидроксильные группы, присутствующие в разбавителе (если он используется), не включаются в расчет. Для получения значения мутности результирующей линзы менее приблизительно 50% или менее приблизительно 30% выбирают меньшее количество гидроксиалкильных мономеров.

Альтернативно, молярное отношение всех гидроксильных групп в составе реактивных компонентов в реакционной смеси к силикону (HO:Si) находится приблизительно от 0,16 до приблизительно 0,4. Молярное соотношение рассчитывается путем деления молярной концентрации гидроксильных групп в компонентах реакционной смеси (кроме любых гидроксилов, которые являются частью медленно реагирующего гидрофильного мономера или разбавителей) на молярную концентрацию силикона. В этом случае, как мономеры гидроксиалкила, так и любые гидроксилсодержащие силиконовые компоненты включены в расчеты. Таким образом, при расчете соотношения HO:Si реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS, НЕМА, NVP и EGVE, при расчете HO:Si будут учитываться только гидроксильные группы в составе каждого из НО-mPDMS, НЕМА.

Следует понимать, что минимальное количество гидроксильного компонента будет варьироваться в зависимости от ряда факторов, в том числе, от количества гидроксильных групп в составе мономера гидроксиалкила, от количества, молекулярной массы и присутствия или отсутствия гидрофильной функциональности в составе силиконсодержащих компонентов. Например, при использовании HEMA в качестве мономера гидроксиалкила и применении mPDMS в количествах приблизительно 38% масс. в качестве единственного силиконсодержащего мономера, включают по меньшей мере приблизительно 8% масс. HEMA (0,16 HO:Si) для обеспечения требуемой степени мутности. Однако при использовании меньшего количества mPDMS (приблизительно 20%), например, приблизительно 2 или 3%, HEMA обеспечивает степень мутности силикон-гидрогелевых контактных линз ниже 50%. Аналогично, когда препарат включает значительные количества гидроксилсодержащего силиконового компонента (например, более чем приблизительно 20% масс. HO-mPDMS, как в примерах 68-73), количество НЕМА равное приблизительно 7% масс. (0,13 HO:Si или 0,24 HO_общ.:Si) может обеспечить нужный уровень мутности.

Если необходимо получить значения Dk более приблизительно 60, 80 или 100 баррер, использование большего количества мономера гидроксиалкила, чем требуется для достижения требуемого уровня мутности, нежелательно.

Реакционная смесь может также содержать дополнительные гидрофильные мономеры. Могут применяться любые гидрофильные мономеры, используемые для получения гидрогелей. Например, могут использоваться мономеры с содержанием акриловых групп (CH₂=CROX, где R означает водород или C_1-6алкил, X означает O или N) или винильных групп (-C=CH₂). Примерами дополнительных гидрофильных мономеров являются N,N-диметилакриламид, монометакрилат полиэтиленгликоля, метакриловая кислота, акриловая кислота, их комбинации и тому подобное.

Реакционные смеси данного изобретения могут дополнительно содержать по меньшей мере один сшивающий агент.

Подходящие сшивающие агенты включают мономеры с двумя или более полимеризуемыми двойными связями, такие как этиленгликоль диметакрилат ("EGDMA"), триметакрилат триметилолпропана ("TMPTMA"), триметакрилат глицерина, диметакрилат полиэтиленгликоля (где полиэтиленгликоль предпочтительно имеет молекулярную массу вплоть до, например, приблизительно 5000), и другие эфиры полиакрилата и полиметакрилата, такие как концевые полиоксиэтиленполиолы, описанные выше, содержащие два или более концевых фрагмента метакрилата. Количество сшивающего агента балансируется с количеством и типами силиконовых компонентов, выбранных для получения требуемой эластичности. Подходящие количества включают молярные концентрации приблизительно от 0,6 до приблизительно 2,4 ммоль/100 г реактивных компонентов в реакционной смеси или приблизительно от 0,6 до приблизительно 1,8 ммоль/100 г реактивных компонентов. Кроме того, если гидрофильные мономеры и/или силиконсодержащие мономеры действуют как сшивающий агент, добавление дополнительного сшивающего агента к реакционной смеси не является обязательным. Примеры гидрофильных мономеров, которые могут выступать в качестве сшивающего агента и не требует добавления дополнительного сшивающего агента к реакционной смеси, содержат полиоксиэтиленполиолы, описанные выше, содержащие два или более концевых метакрилатных фрагмента.

Пример силиконсодержащего мономера, который может выступать в качестве сшивающего агента и не требует добавления сшивающего мономера к реакционной смеси, включает α, ω-бисметакрилоксипропилполидиметилсилоксан.

Реакционные смеси могут также содержать несколько сшивающих агентов в зависимости от скорости реакции гидрофильного компонента. Для очень медленно реагирующих гидрофильных компонентов (например, VMA, EGVE, DEGVE) сшивающие агенты, имеющие медленно реагирующие функциональные группы (например, дивинил, тривинил, диаллил, триаллил) или комбинацию медленно реагирующих функциональных групп и быстро реагирующих функциональных групп (например, HEMAVc), могут быть объединены со сшивающими агентами, имеющими быстро реагирующие функциональные группы ((мет)акрилаты), чтобы улучшить удерживание полимеров медленно реагирующих мономеров в конечном гидрогеле.

Реакционная смесь может содержать по меньшей мере два сшивающих агента, по меньшей мере один первый сшивающий агент, имеющий функциональные группы, которые реагируют с силиконовыми компонентами и гидроксилалкил(мет)акрилатами, и по меньшей мере один второй сшивающий агент, имеющий функциональные группы, которые реагируют с медленно реагирующим гидрофильным мономером. Эта смесь быстро и медленно реагирующих сшивающих агентов обеспечивает конечному полимеру улучшенные свойства устойчивости и восстановления, особенно на поверхности линзы. Примеры первых подходящих сшивающих агентов включают сшивающие агенты, которые имеют только функциональные возможности (мет)акрилата, такие как EGDMA, TEGDMA и их комбинации. Примеры вторых подходящих сшивающих агентов включают сшивающие агенты, которые имеют только функциональные возможности винила, такие как триаллилцианурат (TAC). При использовании смесей соответствующие количества всех сшивающих агентов в реакционной смеси составляют приблизительно от 0,10% до приблизительно 1,0% масс. и приблизительно от 0,10% до приблизительно 2,0% масс., без учета разбавителя, соответственно. В другом варианте осуществления общий объем всех сшивающих агентов в реакционных смесях составляет от 0,7 до 6,0 ммоль/100 г полимеризуемых компонентов; приблизительно от 0,7 до приблизительно 4,0 ммоль на 100 г химически активных компонентов. Быстро и медленно реагирующие сшивающие агенты каждый присутствует в количестве приблизительно от 0,3 до приблизительно 2,0 ммоль/100 г полимеризуемых компонентов, соответственно; и приблизительно от 0,4 до приблизительно 2,0 ммоль на 100 г химически активных компонентов.

Реакционная смесь может также содержать по меньшей мере одно соединение, поглощающее УФ. Подходящие УФ-поглотители могут быть получены из 2-(2'-гидроксифенил)бензотриазолов, 2-гидроксибензофенонов, 2-гидроксифенилтриазинов, оксанилидов, цианоакрилатов, салицилатов и 4-оксибензоатов; которые могут быть дополнительно подвергнуты реакции для включения полимеризуемых реактивных групп, таких как (мет)акрилаты. Конкретные примеры УФ-поглотителей, которые содержат полимеризуемые группы, включают 2-(2'-гидрокси-5-метакрилоксиэтилфенил)-2Н-бензотриазол (Norbloc), производные 5-винила и 5-изопропенила 2-(2,4-дигидроксифенил)-2Н-бензотриазола и производные 4-акрилата или 4-метакрилата 2-(2,4-дигидроксифенил)-2Н-бензотриазола или 2-(2,4-дигидроксифенил)-1,3-2Н-дибензотриазола, их смеси и тому подобное. При использовании поглотителя ультрафиолетового света он может быть включен в количествах приблизительно от 0,5 до приблизительно 4% масс. или приблизительно от 1 до приблизительно 2% масс.

Инициатор полимеризации предпочтительно включают в реакционную смесь. Инициаторы полимеризации включают такие соединения, как лаурилпероксид, пероксид бензоила, изопропилперкарбонат, азобисизобутиронитрил и т.п., которые образуют свободные радикалы при умеренно высоких температурах и фотоинициаторные системы, такие как ароматический альфа-гидроксикетон и четвертичный амин плюс дикетон. Иллюстративными примерами фотоинициаторных систем являются: 1-гидроксилциклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилфенолфосфиноксид (DMBAPO) и комбинация камфорохинона и этил-4-(N,N-диметиламино)бензоата.

Реакционные смеси по настоящему изобретению содержат по меньшей мере один фотоинициатор. Использование фотоинициирования обеспечивает требуемое время отверждения (время, необходимое для достижения по существу полного отверждения) меньше чем приблизительно 30 минут, меньше чем приблизительно 20 минут или меньше чем приблизительно 15 минут. Подходящие системы фотоинициаторов включают ароматические альфа-гидроксикетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, ацилфосфиноксиды, бисацилфосфиноксиды и третричные амины с дикетонами, их смеси и тому подобное. Примерами фотоинициаторов являются 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, бис(2,6-диметоксибеноил)-2,4-4-триметилфенилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (Irgacure 819), 2,4,6-триметилбензилдифенилфосфиноксид и 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, бензоинметиловый эфир и комбинация камфорахинона и этил 4-(N,N-диметиламино)бензоата. К коммерчески доступным инициаторам видимого света относятся Irgacure 819, Irgacure 1700, Irgacure 1800, Irgacure 819, Irgacure 1850 (все — производства Ciba Specialty Chemicals) и инициатор Lucirin TPO (производства BASF). Коммерчески доступные УФ-фотоинициаторы включают Darocur 1173 и Darocur 2959 ("Ciba Specialty Chemicals"). Эти и другие фотоинициаторы, которые могут быть использованы в этих целях, описаны в Томе III "Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization", 2^nd Edition by J.V. Crivello & K. Dietliker; edited by G. Bradley; Издательство "John Wiley and Sons"; Нью-Йорк; 1998, который включен в данное описание посредством ссылки. Инициатор используют в реакционной смеси в эффективных количествах для инициации фотополимеризации реакционной смеси, например, примерно от 0,1 до примерно 2 весовых частей на 100 частей вступающего в реакцию мономера.

Также могут содержаться ингибиторы. Ингибиторами свободных радикалов являются соединения, которые быстро реагируют с размножающимися радикалами с образованием разновидностей стабильных радикалов, которые прекращают развитие цепной реакции. Классы ингибиторов включают хиноны, замещенные фенолы, вторичные ароматические амины, лактоны и нитросоединения. Некоторые примеры ингибиторов включают бутилгидрокситолуол (BHT), монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ), гидроксиамины, производные бензофуранона, молекулярный кислород, витамин E, смеси оксид азота/диоксид азота (которая образует свободные нитроксидные радикалы в месте нахождения), их комбинации и т.д.

Некоторые ингибиторы могут быть включены вместе с выбранными мономерами. Ингибиторы могут быть намеренно добавлены в реакционные смеси по настоящей изобретению. Количество ингибитора, которое может быть включено в смесь, составляет приблизительно от 100 до приблизительно 2500 мкг/г реакционной смеси.

Полимеризация реакционной смеси может быть инициирована с помощью соответствующего выбора видимого или ультрафиолетового света. Альтернативно, инициацию можно проводить без фотоинициатора, с помощью, например, электронного пучка. Инициаторы могут быть выбраны из бисацилфосфиноксидов, таких как бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (Irgacure 819 ®) или комбинация 1-гидроксициклогексилфенилкетона и бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилпентилфосфиноксида (DMBAPO). Предпочтительным способом инициации полимеризации является видимый свет. Бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (Irgacure 819®) может являться фотоинициатором.

Реакционные смеси по настоящему изобретению изготавливаются без разбавителя, то есть являются "чистыми".

Реакционная смесь может содержать дополнительные компоненты, такие как, но, не ограничиваясь ими, лекарственные средства, противомикробные соединения, реакционноспособные оттенки, пигменты, сополимеризационные и неполимеризуемые красители, антиадгезивы и их комбинации.

Комбинации реактивных компонентов включают комбинации, имеющие приблизительно от 30 до приблизительно 50% масс. силиконсодержащих мономеров (содержащие как монофункциональные силиконсодержащие мономеры, так и монофункциональные гидроксилсодержащие силоксановые компоненты), приблизительно от 40 до приблизительно 60% масс. по меньшей мере одного медленно реагирующего мономера, приблизительно от 1 до приблизительно 15% масс. гидроксилсодержащего мономера (все в расчете на % масс. всех реагирующих компонентов).

Реакционные смеси по настоящему изобретению могут быть сформированы любым из способов, известных специалистам в данной области, таких как встряхивание или перемешивание, и используемых для формирования полимерных изделий или устройств известными способами.

Например, биомедицинские устройства по настоящему изобретению могут быть получены путем смешивания реактивных компонентов с инициатором полимеризации и отверждением их в соответствующих условиях с образованием продукта, которому может быть впоследствии придана соответствующая форма путем токарной обработки, резания и подобных способов. Альтернативно, реакционная смесь может быть помещена в форму для литья и затем отверждена в соответствующее изделие.

Для обработки реакционной смеси в производстве контактных линз известны различные процессы, включая центробежное литье и статическое литье. Способы центробежного литья раскрыты в патентах США 3408429 и 3660545, и способы статического литья — в патентах США 4113224 и 4197266. Способ изготовления контактных линз с использованием полимеров, составляющих предмет настоящего изобретения, может заключаться в непосредственном формовании силикон-гидрогелей, которое отличается экономичностью и позволяет точно контролировать конечную форму гидратированной линзы. При использовании данного метода реакционную смесь помещают в форму для отливки, имеющую геометрическую форму, которую необходимо придать готовому силиконовому гидрогелю, т.е. набухшему от воды полимеру. Реакционную смесь подвергают воздействию таких условий, при которых полимеризуются мономеры, в результате чего получают полимер, имеющий форму, которая необходима для конечного продукта.

На фиг.1 проиллюстрирована схема офтальмологической линзы 100, например, контактной линзы, и частей формы для литья 101-102, используемых для изготовления офтальмологической линзы 100. Части формы для литья могут содержать заднюю часть формы для литья 101 и переднюю часть формы для литья 102. Термин "передняя часть формы для литья" в настоящем описании относится к части формы для литья, вогнутая поверхность 104 которой представляет собой линзообразующую поверхность, используемую для формирования передней поверхности офтальмологической линзы 100. Аналогично, термин "задняя часть формы для литья" в настоящем описании относится к части формы для литья 101, выпуклая поверхность 105 которой представляет собой линзообразующую поверхность, используемую для формирования задней поверхности офтальмологической линзы 100. Части формы для литья 101 и 102 могут быть вогнуто-выпуклыми, предпочтительно имеют кольцевые фланцы, которые окружают по периферии верхние края вогнуто-выпуклых участков частей формы для литья 101-102.

Как правило, части формы для литья 101-102 устанавливаются в виде "сэндвича". Передняя часть формы для литья 102 располагается снизу, при этом вогнутая поверхность 104 части формы для литья обращена вверх. Задняя поверхность формы для литья 101 может быть расположена симметрично на передней части формы для литья 102, при этом выпуклая поверхность 105 задней части формы для литья 101 выступает частично в вогнутую область передней части формы для литья 102. Задняя часть формы для литья 101 может иметь такие размеры, чтобы ее выпуклая поверхность 105 входила в зацепление с внешним краем вогнутой поверхности 104 передней части формы для литья 102 по всей ее окружности, тем самым части формы взаимодействуют с образованием герметичной полости формы для литья, в которой формируется офтальмологическая линза 100.

Части формы для литья 101-102 могут быть изготовлены из термопластичного и прозрачного для инициирующего полимеризацию актиничного излучения материала. Имеется в виду, что по меньшей мере некоторое, а иногда и все, излучение, имеющее интенсивность и длину волны, которые способны инициировать полимеризацию реакционной смеси в полости формы для литья, может пройти через части формы для литья 101-102.

Например, термопласты, подходящие для изготовления формы для литья, могут включать: полистирол; поливинилхлорид; полиолефин, такой как полиэтилен и полипропилен; сополимеры или смеси стирола с акрилонитрилом или бутадиеном, полиакрилонитрил, полиамиды, полиэфиры, циклические олефиновые сополимеры, такие как Topas, изготавливаемый компанией Ticona, или Zeonor, изготавливаемый компанией Zeon, сополимеры и смеси любых из вышеперечисленных веществ или другие известные материалы.

После полимеризации реакционной смеси с образованием линзы 100, поверхность линзы 103, как правило, прилипает к поверхности части формы для литья 104. Стадии осуществления настоящего изобретения облегчают высвобождение поверхности 103 от поверхности части формы для литья.

Первая часть формы для литья 101 может быть отделена от второй части формы для литья 102 в процессе извлечения из формы. Линза 100 может прилипнуть ко второй части формы для литья 102 (т.е. передней части формы) в процессе отверждения и оставаться со второй частью формы для литья 102 после отделения до тех пор, пока линза 100 не будет высвобождена из передней криволинейной части формы 102. Кроме того, линза 100 может прилипать к первой части формы для литья 101.

Линза 100 может быть извлечена из литейной формы с помощью любого процесса, включая контакт с растворителем или сухое высвобождение. Например, линза 100 и часть формы для литья, к которой линза прилипла после извлечения из формы, может быть введена в контакт с водным раствором. Водный раствор может быть нагрет до любой температуры ниже точки кипения водного раствора. Нагревание может быть выполнено с помощью теплообменного блока, чтобы минимизировать возможность взрыва, или с помощью любых других возможных средств или устройства для нагрева жидкости.

Термин "обработка" в настоящем описании включает стадии удаления линзы из формы для литья и удаления или замены разбавителя водным раствором. Стадии могут выполняться отдельно или в один заход или стадию. Температура обработки может равняться любому значению приблизительно от 30°C и точкой кипения водного раствора, например, приблизительно от 30°C до приблизительно 95°C или приблизительно от 50°C до приблизительно 95°C.

Водным раствором преимущественно является вода. Водный раствор может состоять из воды по меньшей мере приблизительно на 70% масс., по меньшей мере приблизительно на 90% масс. или по меньшей мере приблизительно на 95% масс. Водным раствором может быть также упаковочный раствор контактной линзы, такой как забуференный боратом солевой раствор, раствор бората натрия, раствор бикарбоната натрия и подобные им вещества. Водный раствор может также содержать добавки, такие как поверхностно-активные вещества, консерванты, средства высвобождения, антибактериальные агенты, фармацевтические и нутрицевтические компоненты, лубриканты, смачивающие агенты, соли, буферы, их смеси и т.п. Конкретные примеры добавок, которые могут быть включены в водный раствор, включают Твин 80, который является моноолеатом полиоксиэтиленсорбитана, тилоксапол, октилфенокси(оксиэтилен)этанол, амфотер 10), EDTA, сорбиновую кислоту, DYMED, глюконат хлоргексадина, перекись водорода, тимеросал, поликвод, полигексаметилен бигуанид, их смеси и т.п. Если используют различные зоны, различные добавки могут быть включены в различные зоны. Добавки могут быть добавлены в гидратирующий раствор в количествах, изменяющихся от 0,01% до 10% по массе, но в совокупности меньше, чем приблизительно 10% по массе.

Воздействие на офтальмологическую линзу 100 водного раствора может быть достигнуто любым способом, например, промывкой, распылением, замачиванием, погружением или любой комбинацией указанных выше способов. Например, линза 100 может быть промыта водным раствором, содержащим деионизированную воду в башне гидратации.

При использовании башни гидратации передние криволинейные части формы для литья 102, содержащие линзы 100, можно разместить в поддонах или лотках и уложить вертикально. Водный раствор может быть введен в верхней части стопки линз 100 так, что раствор будет течь вниз по линзам 100. Раствор также может быть введен в различных положениях вдоль башни. Лотки могут быть перемещены вверх, позволяя линзам 100 подвергаться воздействию более свежего раствора.

Альтернативно, офтальмологические линзы 100 могут быть пропитаны или погружены в водный раствор.

Стадия контакта может продолжаться приблизительно до 12 часов, приблизительно до 2 часов или приблизительно от 2 минут до 2 часов; однако продолжительность стадии контакта зависит от материалов линзы, в том числе от любых добавок, материалов, которые используют для растворов или растворителей, а также от температуры растворов. Достаточное время обработки обычно уменьшает контактную линзу и высвобождает ее из части формы. Более продолжительное время контакта обеспечивает большее выщелачивание.

Объем используемого водного раствора может составлять любое количество, большее, чем приблизительно 1 мл на линзу, и в некоторых вариантах более чем приблизительно 5 мл на линзу.

После отделения или извлечения из формы, линзы на передних криволинейных поверхностях, которые могут быть частью рамы, сопрягаются с индивидуальными вогнутыми щелевыми чашками, чтобы образовать контактные линзы, когда они высвободятся из передних криволинейных частей. Чашки могут быть частью лотка. Примеры могут включать лотки с 32 линзами в каждом, и 20 лотков, которые могут быть собраны в магазин.

Альтернативно, линзы могут быть погружены в водный раствор. Магазины могут быть сформированы и затем опущены в резервуары, содержащие водный раствор. Водный раствор может также содержать другие добавки, как описано выше.

Офтальмологические устройства и, в частности офтальмологические линзы по настоящему изобретению, имеют баланс свойств, что делает их особенно полезными. Такие свойства включают прозрачность, оптические свойства, содержание воды, кислородную проницаемость и наступающий контактный угол. Таким образом, биомедицинскими устройствами могут быть контактные линзы, имеющие содержание воды более чем приблизительно 55% или более чем приблизительно 60%.

Используемый в настоящем описании термин "прозрачный" означает по существу свободный от видимой мутности. Прозрачные линзы имеют степень мутности менее приблизительно 70%, более предпочтительно менее приблизительно 50% или менее приблизительно 10% при измерении одним из тестов, описанных в настоящем описании.

Подходящая кислородная проницаемость равна значениям больше чем приблизительно 80 баррер, больше чем приблизительно 85 баррер или по меньшей мере приблизительно 100 баррер.

Кроме того, биомедицинские устройства и особенно офтальмологические устройства, и контактные линзы имеют значения эластичности, меньше приблизительно 1034 кПа (150 фунтов на квадратный дюйм) или меньше приблизительно 689 кПа (100 фунтов на квадратный дюйм).

Биомедицинские устройства и особенно офтальмологические устройства, и контактные линзы имеют средний наступающий контактный угол меньше приблизительно 80°, меньше приблизительно 75° или меньше приблизительно 70°. В некоторых вариантах осуществления изделия настоящего изобретения обладают комбинацией описанной выше кислородной проницаемости, содержания воды и наступающего контактного угла. Все комбинации указанных диапазонов параметров считаются входящими в объем настоящего изобретения.

Измерение степени мутности

Помутнение измеряют путем помещения испытуемой гидратированной линзы в забуференный боратом солевой раствор в чистой стеклянной ячейке размером 20×40×10 мм при температуре окружающей среды над плоским черным фоном, после чего производят облучение ячейки с линзой оптоволоконной лампой (оптоволоконная лампа Dolan-Jenner PL-900 или Titan Tool Supply Co. с набором световодов диаметром 0,5” и мощностью 4-5,4) под углом 66° к нормали ячейки с линзой, захват изображения линзы сверху, перпендикулярно плоскости ячейки с линзой, при помощи видеокамеры (RGB камера DVC 1300C:19130 с объективом с переменным фокусным расстоянием Navitar TV Zoom 7000), размещенной на расстоянии 14 мм над платформой с линзой. Фоновое рассеяние вычитают из рассеяния линзы при помощи вычитания из ее изображения, полученного на пустой ячейке; для этого используется ПО EPIX XCAP V 2.2. Полученное вычитанием изображение в рассеянном свете количественно анализируют путем интегрирования по центрально части линзы размером 10 мм и в сравнении результата с результатом для линзы CSI Thin Lens® силой -1,0 диоптрии, которой произвольно присваивают значение дымки, равное 100, при этом нулевое значение дымки не присваивают линзам. Был проведен анализ пяти линз, и результаты были приведены к средним значениям для получения процентного значения помутнения для стандартных линз CSI. Линзы имеют уровень мутности менее приблизительно 150% (CSI, как описано выше) или менее приблизительно 100%.

Альтернативно, вместо линзы CSI Thin Lens® силой -1,00 диоптрий в качестве стандарта может использоваться серия водных дисперсий, расположенных стопкой латексных сфер (коммерчески доступные как латексные сферы Polystyene Latex Spheres 0,49 мкм - Сертифицированные стандарты размеров наносфер компании Ted Pella, Inc., номер изделия 610-30). Была приготовлена серия калибровочных образцов в деионизированной воде. Каждый раствор различной концентрации помещали в кювету (длина пути 2 мм) и мутность раствора измеряли с использованием описанного выше метода.

Раствор Концентрация (вес.%×10^-4) Средняя GS 1 10,0 533 2 6,9 439 3 5,0 379 4 4,0 229 5 2,0 172 6 0,7 138 Средняя GS = средняя шкала серых полутонов

Поправочный коэффициент получали путем деления наклона участка средней шкалы серых полутонов по концентрации (47,1) на наклон экспериментально полученной калибровочной кривой, и умножая этот коэффициент на измеренное значение рассеяния для линз для получения значений шкалы серых полутонов.

"Степень мутности CSI" может быть рассчитана следующим образом:

Степень мутности CSI = 100 × (GS-BS) / (217-BS)

где GS обозначает шкалу серых полутонов, и BS обозначает фоновое рассеяние.

Содержание воды

Содержание воды в контактной линзе измеряют следующим образом: Три набора из трех линз оставляют в упаковочном растворе на 24 часа. Затем каждую линзу промокают влажной салфеткой и взвешивали. Линзы сушат при температуре 60°C при давлении 1,35 кПа (4 дюйма рт. ст.) или ниже в течение 4 часов. После этого высушенные линзы повторно взвешивают. Содержание воды рассчитывают следующим образом:

Затем рассчитывают среднюю величину и стандартное отклонение для содержания воды в линзах, которые и приводят в качестве конечного результата.

Модуль упругости

Модуль упругости измеряют с помощью траверсной головки разрывной испытательной машины при постоянной скорости движения, оснащенной датчиком напряжения, опущенным до исходной стандартной высоты образца. Подходящей испытательной машиной является Instron, модель 1122. Образец в форме "собачьей кости" с длиной 1,33 см (0,522 дюйма), шириной на уровне зажима 0,701 см (0,276 дюймов) и шириной в наиболее узком месте 0,541 см (0,213 дюйма) помещают в зажим и удлиняют с постоянной скоростью и напряжением 2 дюйма в минуту до разрыва. Измеряют исходную длину образца (Lo) и длину образца при разрыве (Lf). Произведено по двенадцать измерений для каждого состава, и представлено среднее значение. Процентное удлинение = [(Lf-Lo)/Lo] × 100. Модуль растяжения измеряют на начальном линейном фрагменте кривой нагрузка/растяжение.

Угол смачивания при натекании

Все контактные углы, приведенные в настоящем описании, представляют собой наступающие контактные углы. Наступающий краевой угол смачивания измеряют следующим образом. Готовят по четыре образца из каждого набора, вырезая полоску шириной примерно 5 мм из центральной части линзы и уравновешивая ее в упаковочном растворе. Затем, используя микровесы Вильгельми, при температуре 23°C измеряют смачивающую способность между поверхностью материала линзы и забуференного боратом солевого раствора при погружении образца в раствор и при извлечении образца из раствора. Используют следующее уравнение:

F = 2γpcosθ или θ = cos^-1(F/2γp),

где F обозначает смачивающую способность, γ обозначает поверхностное натяжение исследуемой жидкости, p обозначает периметр выпукло-вогнутого образца, и θ обозначает угол смачивания. Наступающий краевой угол смачивания определяют по результатам той части эксперимента по смачиванию, в которой образец погружается в упаковочный раствор. Каждый образец прошел по четыре цикла испытаний, результаты усреднили, получив наступающие краевые углы смачивания для линз.

Кислородопроницаемость (Dk)

Проницаемость для кислорода определяют следующим образом. Линзы устанавливают на полярографический датчик кислорода, состоящий из золотого катода диаметром 4 мм и кольцевого серебряного анода, и закрывают сверху сеткой. Затем линзу помещают в атмосферу увлажненного O₂ с концентрацией 2,1%. Количество продиффундировавшего через линзу кислорода измеряют датчиком. Линзы укладывают друг на друга для увеличения толщины или используют линзу большей толщины. Измеряют отношение толщины к величине Dk для 4 образцов, имеющих значимо различную толщину, и строят график зависимости полученного отношения от толщины линзы. Обратная величина углового коэффициента полученной зависимости представляет собой кислородопроницаемость образца. В качестве стандартных значений используют величины, полученные таким же способом для коммерчески доступных контактных линз. Линзы из балафилькона A, поставляемые компанией "Bausch & Lomb" показали измеренное значение приблизительно 79 баррер. Для линз из этафилькона получали значение измерения от 20 до 25 баррер. (1 баррер = 10^-10 (см³ газа×см²) / (см³ полимера×сек×см рт. ст.)).

Поглощение (лизоцим, липокалин, муцин)

Поглощение лизоцима измеряли следующим образом: Раствор лизоцима, используемый для тестирования поглощения лизоцима, содержащего лизоцим из куриного яичного белка (Sigma, L7651), растворенного при концентрации 2 мг/мл в забуференном фосфатом солевом растворе, дополненном бикарбонатом натрия в концентрации 1,37 г/л и D-глюкозы - 0,1 г/л.

Для каждого примера испытывали три линзы с применением каждого белкового раствора, а также три линзы испытывали с применением PBS (забуференного фосфатом солевого раствора) в качестве контрольного раствора. Испытуемые линзы промокают стерильной марлей для удаления упаковочного раствора и асептически переносят с помощью стерильного пинцета в стерильный 24-луночный культуральный планшет (одна линза на лунку), каждая лунка содержала 2 мл раствора лизоцима. Каждую линзу полностью погружают в раствор. 2 мл раствора лизоцима помещают в лунку без контактных линз в качестве контроля.

Планшеты, содержащие линзы, и контрольный планшет, содержащий только белковый раствор и линзы в PBS, запечатывают с использованием парафина, чтобы предотвратить испарение и обезвоживание, затем их помещают в орбитальный шейкер и инкубируют при температуре 35°C, при перемешивании со скоростью 100 оборотов в минуту в течение 72 часов. После 72-часового инкубационного периода линзы промывают 3-5 раз, погружая линзы в три (3) отдельных флакона, содержащих примерно 200 мл объема PBS. Линзы промокают бумажной салфеткой для удаления избытка раствора PBS и переносят в стерильные конические пробирки (1 линза на пробирку), причем каждая пробирка содержит объем PBS, определенный на основе оценки поглощения лизоцима, рассчитанного на основании состава каждой линзы. Концентрация лизоцима в каждой пробирке для тестирования должна быть в пределах стандартного диапазона альбумина согласно описанию описано производителя (от 0,05 мкг до 30 мкг). Образцы с известным уровнем поглощения лизоцима ниже 100 мкг на линзу разводят 5 раз. Образцы с известным уровнем поглощения лизоцима выше 500 мкг на линзу (например, линзы с этафилконом А) разводят 20 раз.

1 мл аликвоты PBS используют для всех образцов, кроме этафилкона. 20 мл используют для линзы с этафилконом А. Каждую контрольную линзу обрабатывают идентично, за исключением луночных планшетов, содержащих PBS вместо раствора лизоцима.

Поглощение лизоцима определяли, применяя к линзе метод бицинхониновой кислоты с использованием набора QP-BCA (Sigma, QP-BCA) по методике, описанной производителем (стандарты подготовки описаны в наборе) и рассчитывали путем вычитания оптической плотности, измеренной на линзе, пропитанной раствором PBS (фон), по оптической плотности, определенной на линзе, пропитанной раствором лизоцима.

Оптическую плотность измеряли при помощи спектрофотометра для прочтения планшетов SynergyII Micro, способного считывать оптическую плотность при 562 нм.

Поглощение липокалина измеряли с помощью следующего раствора и способа. Раствор липокалина, содержащий Lactoglobuin B (Lipocalin) из коровьего молока (Sigma, L3908), солюбилизировали при концентрации 2 мг/мл в забуференном фосфатом солевом растворе (Sigma, D8662), дополненном бикарбонатом натрия при концентрации 1,37 г л и D-глюкозой в концентрации 0,1 г/л.

Было испытано три линзы в растворе липокалина для каждого примера, а также было испытано три линзы в PBS в качестве контрольного раствора. Испытуемые линзы промокали стерильной марлей для удаления упаковочного раствора и асептически переносили с помощью стерильного пинцета в стерильный 24-луночный культуральный планшет (одна линза на лунку), каждая лунка содержала 2 мл раствора липокалина. Каждую линзу полностью погружали в раствор. Получали контрольные линзы с использованием PBS в качестве раствора для замачивания, используемого вместо липокалина. Планшеты, содержащие линзы, погруженные в раствор липокалина, а также планшет, содержащий контрольные линзы, погруженные в PBS, запечатывали с использованием парафина для предотвращения испарения и обезвоживания, затем их помещали в орбитальный шейкер и инкубировали при температуре 35°C, при перемешивании со скоростью 100 оборотов в минуту в течение 72 часов. После 72-часового инкубационного периода линзы промывали 3-5 раз, погружая линзы в три (3) отдельных флакона, содержащих примерно 200 мл объема PBS. Линзы промокали бумажным полотенцем для удаления избытка раствора PBS и переносили в стерильные 24-лунковые планшеты, каждая лунка содержала 1 мл раствора PBS.

Поглощение липокалина определяли, применяя к линзе метод бицинхониновой кислоты с использованием набора QP-BCA (Sigma, QP-BCA) по методике, описанной производителем (стандарты подготовки описаны в наборе) и рассчитывали путем вычитания оптической плотности, измеренной на линзе, пропитанной раствором PBS (фон), от оптической плотности, определенной на линзе, пропитанной раствором липокалина. Оптическую плотность измеряли при использовании планшет-ридера SynergyII Micro, способного считывать оптическую плотность при 562 нм.

Поглощение муцина измеряли с помощью следующего раствора и способа. Раствор муцина содержал Mucins подчелюстной железы крупного рогатого скота (Sigma, M3895-type 1-S). Раствор солюбилизировали при концентрации 2 мг/мл в забуференном фосфатом солевом растворе (Sigma, D8662), дополненном бикарбонатом натрия при концентрации 1,37 г л и D-глюкозой при концентрации 0,1 г/л.

Было испытано три линзы в растворе муцина для каждого примера, а также было испытано три линзы в PBS в качестве контрольного раствора. Испытуемые линзы промокали стерильной марлей для удаления упаковочного раствора и асептически переносили с помощью стерильного пинцета в стерильный 24-луночный культуральный планшет (одна линза на лунку), каждая лунка содержала 2 мл раствора муцина. Каждую линзу полностью погружали в раствор. Получали контрольные линзы с использованием PBS в качестве раствора для замачивания, используемого вместо липокалина.

Планшеты, содержащие линзы, погруженные в раствор муцина, а также планшет, содержащий контрольные линзы, погруженные в PBS, запечатывали с использованием парафина для предотвращения испарения и обезвоживания, затем их помещали в орбитальный шейкер и инкубировали при температуре 35°C, при перемешивании со скоростью 100 оборотов в минуту в течение 72 часов. После 72-часового инкубационного периода линзы промывали 3-5 раз, погружая линзы в три (3) отдельных флакона, содержащих примерно 200 мл объема PBS. Линзы промокали бумажным полотенцем для удаления избытка раствора PBS и переносили в стерильные 24-лунковые планшеты, каждая лунка содержала 1 мл раствора PBS.

Поглощение муцина определяли, применяя к линзе метод бицинхониновой кислоты с использованием набора QP-BCA (Sigma, QP-BCA) по методике, описанной производителем (стандарты подготовки описаны в наборе), и рассчитывали путем вычитания оптической плотности, измеренной на линзе, пропитанной раствором PBS (фон), из оптической плотности, определенной на линзе, пропитанной раствором муцина. Оптическую плотность измеряли при использовании планшет-ридера SynergyII Micro, способного считывать оптическую плотность при 562 нм.

Период кинетического полупревращения может быть определен следующим образом. Компоненты для каждого примера кинетики взвешивают в 20-ти миллиметровой сцинтилляционной пробирке из янтарного боросиликатного стекла (торговая марка Wheaton 320; № в каталоге 80076-576, или аналог). Пробирки закрывают (с использованием зеленых колпачков с покрытием ПТФЭ, Qorpak; №поставщика 5205/100, № в каталоге 16161-213) и прокатывают на валковой мельнице до тех пор, пока все твердые вещества не растворяются и не получена однородная смесь.

Дегазирование

Реакционные мономерные смеси дегазировали в вакууме при освещении желтым светом в течение 7-10 минут, и снова заполняли азотом после нарушения вакуума. Пробирки быстро закрывали и помещали в отсек 1 камеры отверждения азотом с двумя отсеками через закрываемое отверстие 7, как показано на фиг. 2. Условия в отсеке 1 были следующими: комнатная температура и <0,5% кислорода (с применением непрерывной продувки азотом).

Камера отверждения азотом - отсек 2

Уровень кислорода в обоих отсеках поддерживали непрерывной/постоянной продувкой азотом. Температуру в отсеке 2 поддерживали с помощью нагревателя (COY, Laboratory Products Inc.). Камеру отверждения азотом оставляли для уравновешивания в течение минимум 4 часов перед выполнением каждого исследования кинетики. Дегазированную реакционную смесь (в плотно закрытых пробирках янтарного цвета) помещали в отсек 1 во время периода уравновешивания.

Источник света и установка интенсивности

Как показано на фиг.3, 2 люминесцентных светильника (Lithonia Lighting Fluorescent Luminaire (Gas Tube Luminaire), 60 см × 10,5 см), каждый из которых оснащен 2 люминесцентными лампами (Philips TLK 40Вт/03, 58 см) располагали параллельно. Интенсивность отверждения ослабляли регулировкой высоты полки (показано на фиг. 2 и 3) по отношению к источнику света. Интенсивность на заданной высоте полки измеряли путем размещения калиброванного радиометра/фотометра на зеркальной поверхности, в соответствии с положением образца, как показано на фиг. 3. Датчик располагали непосредственно под пространством от 2^-й и 3^-й лампами при установке из 4 ламп.

Используя калиброванные аналитические весы (4 знака после запятой), определяли массу прозрачной сцинтилляционной пробирки из боросиликатного стекла (Wheaton 986541) с крышкой (белый колпачок с полиэтиленовым вкладышем). Пробирку с крышкой перемещали в отсек 1 камеры отверждения азотом. Крышку отвинчивали и, используя калиброванную пипетку Эппендорфа объемом 10-100 мкл, 100 мкл реакционной смеси мономеров переносили в пробирку. Пробирку плотно закрывали, быстро перемещали в отсек 2, через дверцу 6 и помещали на зеркальную поверхность 4, как показано на фиг. 2. Образец располагали непосредственно под пространством от 2^-й и 3^-ей лампами при установке из 4 ламп. Источник света 3 включали, и образец подвергали воздействию света в течение определенного периода времени. Хотя источник света был установлен на уровне 4-5 мВт/см², фактическая интенсивность света, достигающая образец, составляла 0,7-1,3 мВт/см ² из-за крышки на стеклянных пробирках с образцом. После воздействия, источник света 3 выключали, и пробирку (с крышкой) взвешивали снова для определения массы образца по разности. Используя калиброванную пипетку Эппендорфа объемом 500-5000 мкл, 10 мл метанола ВЭЖХ степени чистоты добавляли в пробирку.

Аликвоты (100 мкл) реакционной смеси мономеров пипеткой переносили в отдельные сцинтилляционные пробирки из боросиликатного стекла, и процедуру, описанную выше, выполняли для генерации образцов в следующих минимальных временных точках (мин): 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1; 2; 4; 6; 8; 10.

Затвердевшие полимеры получали в метаноле в течение ночи, осторожно встряхивая при комнатной температуре.

Экстракты анализировали на присутствие остаточных компонентов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектированием (ВЭЖХ/УФ) с использованием следующих методик.

Определение количества mPDMS в экстрактах проводили, исходя из внешних калибровочных стандартов (приблизительно 6-11, используя реакцию N=6 олигомера), как правило, перекрывающих диапазон 1 мкг/мл-800 мкг/мл. Если концентрации mPDMS в экстрактах были вне диапазона калибровки, экстракты разводили метанолом для получения концентраций в пределах диапазона калибровки для более точного определения количества.

Хроматографические условия

Колонка: Agilent Zorbax Eclipse XDB18, 4,6 × 50 мм × 1,8 мкм

Температура колонки: 30°C

Детектор УФ: 217 нм

Вводимый объем: 20 мкл

Подвижная фаза

Элюент A: деионизированная вода

Элюент B: ацетонитрил

Элюент C: изопропанол

Скорость потока: 1 мл/мин

Время, мин %A %B %C 0,0 50 48 2 0,5 50 48 2 2,0 0 60 40 5,0 0 60 40 5,1 0 30 70 8,0 0 30 70 8,1 50 48 2 10,0 50 48 2

Определение количества компонентов (кроме mPDMS) в экстрактах проводили, исходя из внешних калибровочных стандартов (приблизительно 6-11) для каждого компонента, как правило, перекрывающих диапазон 1 мкг/мл-800 мкг/мл. Если концентрации компонентов в экстрактах находилась вне диапазона калибровки, экстракты разводили метанолом для получения концентраций в пределах диапазона калибровки для более точного определения количества.

Хроматографические условия

Колонка: Agilent Zorbax Eclipse Plus 18, 4,6×75 мм×1,8 мкм

Температура колонки: 30°C

Детектор УФ: 217 нм

Вводимый объем: 5 мкл

Подвижная фаза

Элюент A: деионизированная вода с 0,05% H₃PO₄

Элюент B: ацетонитрил с 0,05% H₃PO₄

Элюент C: метанол

Скорость потока: 1 мл/мин

Время, мин %A %B %C 0 95 5 0 5 95 5 0 15 0 100 0 23 0 100 0 24 0 30 70 28 0 30 70 29 95 5 0 35 95 5 0

Расчеты

1. В каждый момент времени определяют следующие значения:

Концентрация (мг/мл) каждого компонента в образе экстракта.

Концентрация каждого компонента в образце экстракта, выраженная в процентах от массы образца следующим образом:

% компонента = [(мкг/мл*Объем экстракта*Коэффициент разбавления*10^-6 г/мг) / (г масса образца)]*100

Процентное содержание присутствующего непрореагировавшего компонента, выраженное в процентах относительно T₀ (где T₀ представляет 100% непрореагировавшего компонента)

% при T _x= (%, измерены при T_x / %, измеренный при T₀)*100

2. Используя % компонента, рассчитанный выше, рассчитывают концентрацию каждого компонента в мкмоль/г следующим образом:

мкмоль/г = (% Компонента*10³) / (Молекулярная масса компонента)

3. Используя концентрацию каждого компонента в мкмоль/г, определенную в ходе стадии 2, концентрацию в момент времени Time_x выражают как:

Log[A_x] / [A_o],

где [A_x] обозначает концентрацию компонента A в x минут, и

[A_o] обозначает концентрацию компонента A в 0 минут (T₀)

Выражение Log[A_x] / [A_o] определяют для каждого момента времени.

Кинетику первого порядка рассчитывали для определения как скорости кинетики полимеризации, так и периода полупревращения для каждого компонента. Следующие уравнения использовали для расчета скорости полимеризации:

Log[A] / [A₀] = -kt/2,303

и периода полупревращения:

ln[A₀] / [0,5A₀] = kt_1/2 или t_1/2 = 0,693/k

Для каждого компонента строят график зависимости Log[A_x] / [A₀] от времени (в минутах). Обычно строят точки данных (х, у), которые наилучшим образом соответствуют линейному возрастанию (более короткое время отверждения); данные приспосабливают к линейному уравнению.

Используя спад, оценивали постоянный кинетический коэффициент (k) каждого компонента по следующей формуле:

k (минута^-1) = Спад* - 2,303

Период полураспада (в минутах) для каждого компонента оценивали, используя следующее уравнение:

t_1/2=0,693/k

Определенный период полураспада для каждого компонента сравнивали с данными, сформированными для процентного содержания каждого компонента относительно T₀ в каждый момент времени. Обычно, для каждого компонента время, необходимое для достижения реагирования 50% компонента, было близко к периоду полураспада кинетики 1^-го порядка. В случаях, когда указанные значения существенно отличались (обычно приблизительно на 30% для периода полураспада менее приблизительно 1 минуты, на 25% для периода полураспада менее приблизительно 2,5 минут, но больше, чем 1 минута и на 20% для периода полураспада больше, чем 2,5 минуты), точки данных (х, у) пересматривали для создания кинетических констант скорости (K), которые будут обеспечивать более совместимый с измеренными значениями период полураспада (на основании соображений 1^-го порядка) (в пределах 20%).

Приведенные ниже примеры описывают настоящее изобретение, но ни в коей мере его не ограничивают. Они предназначены только для предоставления способа практического использования изобретения. Специалисты в области контактных линз, а также в других областях, могут найти другие методы практического использования изобретения. Тем не менее, эти способы будут считаться входящими в объем настоящего изобретения.

Некоторые другие материалы, используемые в примерах, идентифицируются следующим образом.

ПРИМЕРЫ

В примерах, приведенных ниже, используются следующие сокращения:

FC - передняя искривленная часть формы для литья

BC - задняя искривленная часть формы для литья

NVPN - винилпиролидон

SiMAA - 3-(метакрилокси-2-гидроксипропокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан

DMA - N,N-диметилакриламид

EGVE - виниловый эфир этиленгликоля

HEMA - 2-гидроксиэтилметакрилат

HEAA - гидроксиэтилметакриламид

mPDMS - полидиметилсилоксан с конечными монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной группами и молекулярной массой 800-1000 MW (M_n)

OH-mPDMS - α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксан, (молекулярная масса 612 г/моль), полученный в примере 8 US20100249356 A1

Norbloc - 2-(2’-гидрокси-5-метакрилилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол

D3O - 3,7-диметил-3-октанол

TEGDMA – диметакрилат тетраэтиленгликоля

TRIS - 3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан

acPDMS - бис-3-метакрилокси-2-гидроксипропилоксипропилполидиметилсилоксан (молекулярная масса приблизительно 1000 г/моль)

CGI 819 - бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид

EtOAc - этилацетат

DA - декаиновая кислота

Макромер A - описан в примере 25 патента США 6943203

GMMA - 2,3-дигидроксипропилметакрилат

TAA - трет-амиловый спирт

EtOH - этанол

SA-2 - N-(2,3-дигидроксипропан)-N’-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламид, как показано в формуле XI:

VMA - N-винил-N-метилацетамид

Примеры 1-5

Реакционные смеси получали смешиванием компонентов, перечисленных в таблице 1, и дегазировали путем создания вакуума при температуре окружающей среды в течение приблизительно 17(±3) минут. Затем реакционные смеси (75 мкл) дозировали при комнатной температуре и <0,5% O₂ в термопластичные формы для литья контактных линз (FC - зеонор, BC - полипропилен), которые были дегазированы в камере с N₂ при комнатной температуре (отсек 1, фиг. 1) в течение не менее 12 часов перед дозированием. ВС помещали на форму для литья из FC с образованием 8 сборок ВС/FC в пластине. Собрали восемь пластин, которые перемещали в отсек отверждения (отсек 2, фиг. 1). Сборку формы помещали на зеркальную поверхность, и сверху части формы для литья ВС размещали кварцевую пластину (толщина 0,5 мм). Линзы затвердевали в течение 18 минут при интенсивности 4-5 мВт/см², <0,5% O₂ и 50-55°C.

Части формы для литья линзы разделяли. Линзы оставляли в передней изогнутой части формы для литья и высвобождали из нее сухим способом путем нажатия на нижнюю сторону части формы для литья FC.

Линзы экстрагировали в деионизированной воде (64 линзы на 500 мл) в стеклянном сосуде при комнатной температуре в течение 90 минут при покачивании сосуда. Линзы хранили в забуференном боратом солевом упаковочном растворе во флаконах для линз и стерилизовали при 122°С в течение 30 минут.

Таблица 1 1 2 3 4 5 mPDMS 1000 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 OH-mPDMS, n=4 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 NVP 45,50 45,50 45,50 45,50 45,50 HEMA 10,75 10,75 10,75 10,75 10,75 TEGDMA 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 Norbloc 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 [mPDMS]:
HOmPDMS¹ 0 0,0087 0,2 0,37 0,61 ¹ молярное соотношение

Смесь примера 5 была слегка мутной, что говорит о некоторой неоднородности реакционной смеси. Свойства линз примеров 1 и 4 приведены в таблице 2 ниже.

Таблица 2 Механические свойства № примера % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) Dk 1 48,1 (0,1) 9 (1) 63 (5) 1344 (195,0) (82,7 (12,0)) 111,8 (23,1) 70 4 47,8 (0,1) 17 (1) 59 (4) 1230 (178,4) (123 (17,8)) 110,6 (25,0) 82

Линзы примера 1 были хрупкими, и некоторые линзы раскололись или треснули во время высвобождения из форм для литья механическим путем. Уровень наблюдаемой хрупкости снизился, и результат высвобождения из форм и обращения с сухими линзами улучшился, когда увеличили концентрацию mPDMS. Пример 4, в котором использовали 15% масс. mPDMS и молярное соотношение mPDMS:HOmPDMS, равное 0,37, продемонстрировал хороший результат при извлечении из форм и высвобождении линз. Линзы примера 4 также продемонстрировали требуемое содержание воды, мутности и Dk.

Примеры 6-10

Линзы изготавливали с использованием способа, описанного в примерах 1-5, но с использованием композиций, приведенных в таблице 3.

Таблица 3 Пример № 6 7 8 9 10 mPDMS 1000 15 15 15 15 15 OH-mPDMS, n=4 25 25 25 25 0 SiMAA 0 0 0 0 25 NVP 46 46,25 46,50 46,75 46,50 HEMA 10,75 10,75 10,75 10,75 10,75 TEGDMA 1 0,75 0,50 0,25 0,50 Norbloc 2 2 2 2 2 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Таблица 4 Пример № [TEGDMA] % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) Dk 6 1 н/и н/и н/и н/и н/и н/и 7 0,75 53,8 (0,2) 6 (1) 57 (2) 890 (129,1) (45 (6,5)) 198,3 (40,1) 82 8 0,5 54,7 (0,2) 8 (1) 58 (8) 673 (97,6) (67 (9,7)) 244,7 (65,1) 82 9 0,25 59,0 (0,0) 36 (1) н/и 543 (78,8) (23 (3,4)) 259,7 (36,8) 85 10 0,5 52,1 (0,2) 7 (1) 76 (2) 1190 (172,6) (106 (15,4)) 171,4 (39,1) 54 11 0,5 52,8 (0,1) 7 (1) 67 (2) 1097 (159,1) (96 (13,9)) 168,4 (48,0) 54

Все линзы были прозрачными, о чем свидетельствуют низкие значения мутности, и были гладкими наощупь при смачивании. Линзы примера 10 были хрупкими, а некоторые раскололись и треснули во время извлечения из форм для литья. Линзы примеров 8 и 9 продемонстрировали эластичность ниже приблизительно 689 кПа (100 фунт/кв.дюйм), что является желательным для применения мягких контактных линз. Ряд линз примеров 6-11 продемонстрировали, что концентрации сшивающих агентов вплоть до приблизительно 0,8% масс. (1,8 ммоль на 100 г реактивных компонентов), и в некоторых случаях приблизительно от 0,2 до приблизительно 0,6% масс. (0,6-2,4 ммоль на 100 г реактивных компонентов) обеспечивают требуемую эластичность.

Пример 11

Линзы изготавливали, как описано в примере 10, и экстрагировали, используя следующее изопраноловое "снижение" в упаковочный раствор:

25/75 iPA/H₂O (10 минут), H₂O (30 минут), H₂O (10 минут), H₂O (10 минут).

Свойства приведены в таблице 4 выше.

Примеры 12-16

Контактные линзы изготавливали из составов, описанных в таблице 5, применяя способ, описанный в примере 1-5.

Таблица 5 № примера 12 13 14 15 16 % масс. mPDMS 1000 15,00 15,00 15,00 15,00 15,00 OH-mPDMS, n=4 25,00 25,00 25,00 25,00 25,00 NVP 57,25 54,50 52,50 50,50 46,50 HEMA 0,00 2,75 4,75 6,75 10,75 TEGDMA 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Norbloc 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Линзы примера 12 было трудно высвободить из формы для литья механическим путем и становились мутными в упаковочном растворе. Свойства линз примера 12 не определяли. Свойства линз примеров 13-16 измеряли, и результаты измерений собраны в таблице 6.

Таблица 6 № примера % HEMA % NVP HEMA: NVP % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Dk Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 13 2,75 54,50 0,043 63,0 (0,3) 57 (5) 69 (10) 536 (77,7) (26 (3,7)) 157,7 (37,6) 87 14 4,75 52,50 0,077 60,0 (0,5) 35 (1) 71 (16) 595 (86,3) (36 (5,2)) 194,9 (63,1) 83 15 6,75 50,50 0,114 57,4 (0,4) 9 (0) 49 (5) 642 (93,1) (40 (5,8)) 219,7 (50,0) 86 16 10,75 46,50 0,197 54,7 (0,2) 8 (1) 58 (8) 673 (97,6) (67 (9,7)) 244,7 (65,1) 82

Примеры 12-16 продемонстрировали, что повышение уровня гидроксиалкилметакрилатов, таких как HEMA, в составах, не содержащих разбавителей, снижает искажение конечных линз и улучшает результат механического высвобождения линз из форм для литья.

Соотношение HO:Si (включая как HEMA, так и HO-mPDMS) для примера 12 составляло 0,11, в то время как эти соотношения для примеров 13-16 варьировались от 0,17 (в примере 13) до 0,33 (в примере 16).

Примеры 17-19

Контактные линзы изготавливали из составов, описанных в таблице 7, применяя способ, описанный в примере 1-5. Свойства измерены и сгруппированы в виде таблицы 8.

Таблица 7 Компонент % масc. № примера 17 18 19 %Si 8.89 9 11,5 HO:Si¹ 0,39 0,37 0,24 mPDMS 1000 10 12,75 16,75 mPDMS, n=4 25 21,75 27,5 NVP 51,5 52 46,5 HEMA 10,75 10,75 6,75 TEGDMA 0,5 0,5 0,5 Norbloc 2 2 2 CGI 819 0,25 0,25 0,25 HO:Si=весь гидроксил в ед. относительно мол. массы

Таблица 8 Пример № % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Dk Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 17 60,3(0,1) 6 (1) 50 (4) 614 (89) (41 (6)) 213 (40) 60 18 59,3(0,2) 7 (0) 63 (14) 607 (88) (34 (5)) 171 (46) 65 19 53,4(0,1) 13 (1) 67 (16) 814 (118)(41 (6)) 188 (67) 98

Линзы примера 17 продемонстрировали хороший баланс свойств, но оказались хрупкими при высвобождении из форм для литья механическим путем. Приблизительно 25% линз продемонстрировали изломы при смачивании, и некоторые оставались на задней криволинейной части формы для литья при высвобождении механическим путем.

Линзы примеров 18 и 19 имели повышенные концентрации содержания mPDMS и Si. Эти линзы продемонстрировали отличный результат при высвобождении механическим путем, при этом не наблюдалось изломов при их смачивании, и обладали требуемым балансом свойств. Линзы примера 19 продемонстрировали значение Dk, равное 98, и содержание воды более 50%.

Сравнительный пример 1 и примеры 20-27

Линзы изготавливали из составов, описанных в таблице 9, применяя способ, описанный в примерах 1-15. Свойства линзы измерены и показаны в таблице 10. Биометрические данные (поглощение липокалина, муцина, лизоцима и активность лизоцима) также измерены и приведены в таблице 11.

Таблица 9 Состав % масс. № примера 20 21 22 23 24 25 26 27 28 % Si 7,1 8 9 10,5 11,5 9 10,5 9,2 11,5 mPDMS 1000 9,35 11,5 12,75 15 16,50 12,75 15 0 16,5 OH-mPDMS, n=4 18 19 21,75 25 27,50 21,75 25 40 27,5 NVP 63,15 60 56,00 50,5 46,5 56 50,5 50,88 46,5 GMMA 0 0 0 0 0 6,73 6,73 6,62 6,73 HEMA 6,73 6,73 6,73 6,73 6,73 0 0 0 0 Синий HEMA 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0 0,02 TEGDMA 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 Norbloc 2 2 2 2 2 2 2 2 2 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Таблица 10 Пример № %[Si]; HMA % H₂O % мутности RI Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Sessile Drop Механические свойства Dk Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 20 7,1; HEMA 68,5 (0,1) 5 (0) н/и 36 (9) 44 (3) 448 (65) (34 (5)) 260 (47) 59,2 21 8,0; HEMA 63,2 (0,3) 8 (1) 1,3925 38 (8) 39 (3) 524 (76) (34 (5)) 215 (53) 61,3 22 9,0; HEMA 61,3 (0,1) 9 (1) 1,3927 43 (10) 39 (2) 572 (83) (62 (9)) 244 (35) 76,2 23 10,5; HEMA 56,9 (0,2) 6 (1) 1,4012 38 (9) 39 (3) 689 (100) (62 (9)) 249 (59) 88,4 24 11,5; HEMA 53,7 (0,2) 7 (1) н/и 60 (6) 63 (6) 772 (112) (34 (5)) 224 (31) 103,7 25 9,0; GMMA 61,8 (0,1) 4 (1) 1,3960 44 (8) 46 (4) 641 (93) (41 (6)) 246 (38) 73,5 26 10,5; GMMA 57,3 (0,0) 3 (0) 1,4015 56 (16) 42 (4) 689 (100) (48 (7)) 212 (50) 81,8 27 9,2; GMMA 58,5 (0) 10 (3) н/и 39 (5) н/и 827 (120) (41 (6)) 184 (22) 61,2 28 11,5:GMMA 54,3 (0,2) 8 (0) н/и 91 (12) н/и 717,7 (104,1) (41 (5,9)) 216 (36,7) 90,7

Таблица 12 Пример № %[Si]; Гидрофил Липокалин (мкг на линзу) Муцин (мкг на линзу) Лизоцим (мкг на линзу) % Активного лизоцима 21 8,0; HEMA 3,75 (0,06) 5,02 (0,04) 5,61 (0,05) 81 (4) 22 9,0; HEMA 4,15 (0,16) 5,44 (0,10) 6,45 (0,04) 81 (3) 25 9,0; GMMA 3,79 (0,13) 4,92 (0,15) 6,15 (0,20) 82 (6) 23 10,5; HEMA 3,76 (0,57) 5,13 (0,16) 6,39 (0,06) 81 (7) 26 10,5; GMMA 3,54 (0,28) 4,85 (0,10) 5,81 (0,27) 77 (6)

Все линзы примеров 21-26 продемонстрировали требуемый баланс свойств линзы и характеристик поглощения.

Линзы примера 27 оказались твердыми и хрупкими после отверждения и раскалывались во время высвобождения механическим путем. Однако линзы примера 27 успешно высвобождались при использовании раствора IPA с водой в соотношении 70/30.

Примеры 29-33

Линзы изготавливали из составов, описанных в таблице 13, применяя способ, описанный в примерах 1-5. Свойства линзы измерены и показаны в таблице 14.

Таблица 13 % масс. № примера 29 30 31 32 33 % Si 7,32 8,47 9,62 10,77 11,92 mPDMS 1000 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 OH-mPDMS, n=4 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 PVP K90 (поливинилпирролидинон K90) 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 NVP 49,50 44,50 39,50 34,50 29,50 HEMA 10,75 10,75 10,75 10,75 10,75 TEGDMA 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Norbloc 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Таблица 14 № примера % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Dk Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 29 65,2 (0,2) 5 (0) 63 (6) 496 (72) (41 (6)) 227 (61) 56 30 60,5 (0,2) 6 (0) 58 (6) 703 (102) (48 (7)) 242 (33) 60 31 57,0 (0,1) 7 (1) 81 (10) 689 (100) (48 (7)) 260 (27) 77 32 53,0 (0,5) 6 (0) 100 (5) 807 (117) (62 (9)) 255 (27) 86 33 48,9 (0,0) 5 (1) 101 (8) 1027 (149) (117 (17)) 250 (53) 94

Линзы из примеров 29 и 30 продемонстрировали требуемый набор свойств. Поскольку концентрация NVP в каплях составов была ниже приблизительно 40% масс., наступающий контактный угол возрос выше 80°, что является нежелательным для контактных линз без покрытия или обработки поверхности. Это удивительно, поскольку все составы содержат 5% масс. PVP (K90), и было доказано, что смачиваемость контактных линз, выполненных без содержания PVP, сильно увеличивается. В этой серии концентрация HO-mPDMS была также увеличена с 25% масс. в примере 29 до 45% масс. в примере 33. Линза примера 32 продемонстрировала эластичность 807 кПа (117 фунт/кв.дюйм), что является предельно допустимым для некоторых контактных линз и может регулироваться путем снижения содержания сшивающего агента. Линза примера 33 продемонстрировала эластичность 1027 кПа (149 фунт/кв.дюйм), что является нежелательно высоким значением, но может быть снижено путем уменьшения концентрации сшивающего агента, как показано в примере 28.

Примеры 34-39

Линзы изготавливали из составов, описанных в таблице 15, применяя способ, описанный в примерах 1-5. Свойства линзы измерены и показаны в таблице 16.

Таблица 15 Компонент масc.% № примера 34 35 36 37 38 39 mPDMS 1000 10 7 7 7 10 10 OH-mPDMS, n=4 25 25 30 35 32 35 PVP K30 7 7 7 7 7 7 NVP 45,25 48,25 43,25 38,25 38,25 35,25 HEMA 10 10 10 10 10 10 TEGDMA 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Norblock 2 2 2 2 2 2 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Таблица 16 № примера % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Dk Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 34 61,7 (0,2) 6 (1) 68 (13) 593 (86) (28 (4)) 229 (41) 61 36 58,6 (0,1) 8 (0) 75 (11) 683 (99) (69 (10)) 251 (40) 78 37 55,3 (0,0) 10 (1) 105 (6) 765 (111) (97 (14)) 248 (34) 88 38 56,1 (0,4) 13 (1) 102 (6) 683 (99) (55 (8)) 248 (56) 86 39 53,3 (0,0) 14 (1) 120 (5) 820 (119) (97 (14)) 235 (39) 95

Подобно примерам -33, составы, которые содержали менее приблизительно 40% масс. NVP, не показали наступающий контактный угол менее приблизительно 80°. Также, принимая во внимание примеры 37 и 39, концентрации HO-mPDMS более 32% масс. продемонстрировали эластичность, которая в некоторых случаях может превышать требуемую. Эластичность может быть снижена уменьшением концентрации сшивающего агента, концентрации HO-mPDMS или их комбинации.

Примеры 40-43 и сравнительные примеры 1 и 2

Контактные линзы изготавливали из композиций, описанных в таблице 17, с использованием способа, описанного в примерах 1-5. Свойства линзы измерены и приведены в таблице 18 ниже.

Таблица 17 Компонент Пример 40 Пример 41 Сравн. пр. 1 Сравн. пр. 2 Пример 42 Пример 43 OH-mPDMS 40 40 40 40 0 0 SA2 0 0 0 0 41 40 NVP 50,5 50,5 0 0 51,5 50,5 ДМА 0 0 50,5 50,5 0 0 HEMA 6,75 8,75 6,75 8,75 6,75 6,75 TEGDMA 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Norbloc 2 0 2 0 0 2 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Таблица 18 Пример № % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Dk Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 40 58,4 (0,2) 4 (0) 44 (4) 710 (103) (76 (11)) 220 (36) 75 41 66,6 (0,1) 24 (1) 50 (3) 434 (63) (55 (8)) 192 (76) 79 Ср.пр. 1 59,8 (0,1) 5 (1) 127(14) 372 (54) (48 (7)) 227 (52) 49 Ср.пр.2 58,1 (0,2) 3 (1) 132 (7) 538 (78) (48 (7)) 199 (39) 49 42 67 (0,2) 67 (2) 51 (3) 441 (64) (48 (7)) 229 (97) 82 43 65,5 (0,1) 8 (1) 68 (7) 724 (105) (62 (9)) 242 (49) 57

Линзы примеров 40-43 демонстрируют требуемую мутность и смачиваемость, а также баланс других требуемых свойств. Примеры 42 и 43 осуществлены с использованием SA2, метакриламидного силиконсодержащего компонента. Каждый из этих примеров имел соотношение периода полураспада медленно реагирующего гидрофильного мономера к периоду полураспада силиконсодержащего компонента более приблизительно 2. В сравнительных примерах 1 и 2 использовали DMA вместо NVP, в результате чего они не показали требуемый наступающий контактный угол.

Сравнивая эластичность в сравнительном примере 2 (372 кПа (54 фунтов на квадратный дюйм), с использованием Norbloc) и в сравнительном примере 3 (538 кПа (78 фунтов на квадратный дюйм) без Norbloc), можно увидеть, что изменение скорости реакции TEGDMA, вызванное включением Norbloc, было достаточным для уменьшения поперечного сшивания в сети полученного полимера. Таким образом, в дополнение к изменению количества сшивающего агента, можно также выбрать сшивающий агент с различным коэффициентом реактивности для достижения желаемой структуры полимера и эластичности. Такое же поведение наблюдали также при сравнении SA2/NVP содержащей композиции примеров 42 и 43.

Примеры 44-49

Линзы изготавливали с использованием рецептур, перечисленных в таблице 84. Реакционные смеси дегазировали путем создания вакуума при температуре окружающей среды в течение примерно 17 (±3) минут. Реакционную смесь (75 мкл) дозировали при комнатной температуре и <0,1% O₂ в термопластичные формы для литья контактных линз (FC - зеонор, BC - полипропилен), которые были дегазированы в камере с N₂ при комнатной температуре (отсек 1, фиг.1) в течение не менее 12 часов перед дозированием. BC размещали на FC, и линзы перемещали в отсек 2 и отверждали в течение 20 минут при интенсивности 4-5 мВт/см², <0,1% O₂ и 62-65°C.

Формы всех линз механически отделяли, линзы оставляли на FC. Линзы высвобождали сухим способом путем нажатия на заднюю часть передней кривой. Линзы экстрагировали в деионизированной воде.

Линзы хранили в забуференном боратом солевой упаковочном растворе во флаконах для линз и стерилизовали при 122°С.

Свойства линзы измерены и показаны в таблице 20.

Таблица 19 № примера 44 45 46 47 48 49 mPDMS 1000 19,35 19,35 19,35 19,35 19,35 19,35 OH-mPDMS (n=4) 27,50 27,50 27,50 27,50 27,50 27,50 VMA 0,00 8,00 12,00 22,00 32,00 44,00 HEMA 6,50 6,50 6,50 6,50 6,50 6,50 NVP 44,00 36,00 32,00 22,00 12,00 0,00 TEGDMA 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 TAC 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 Norbloc 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 CGI 819 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50

Таблица 20 Линза % H₂O % мутности Динамический наступающий краевой угол смачивания (DCA) Механические свойства Dk Res. NVP Res. VMA Модуль упругости (кПа (фунт/кв. дюйм)) Удлинение (%) 44 55 (0) 6 (0) 55 (3) 655 (95) (41 (6)) 270 (34) 96 0,8 (0,02) н/д 45 56 (0) 6 (0) 67 (5) 717 (104) (48 (7)) 233 (49) 100 н/и н/и 46 56 (0) 5 (0) 58 (4) 689 (100) (55 (8)) 258 (36) 100 0,51 (0,02) 1,15 (0,08) 47 58 (0) 6 (0) 56 (9) 627 (91) (62 (9)) 223 (54) 96 0,4 (0,04) 2,2 (0,2) 48 58 (0) 7 (0) 56 (5) 634 (92) (69 (10)) 260 (62) 103 0,3 (0,01) 2,98 (0,06) 49 58 (0) 13 (2) 50 (10) 593 (86) (48 (7)) 262 (54) 106 н/д 4,52 (0,61)

Линзы, имеющие требуемый баланс свойств, изготавливали из составов, содержащих VMA и смесей VMA и NVP.

Изобретение относится к силикон-гидрогелям, имеющим требуемый баланс свойств, которые могут быть сформированы без разбавителей. Предложены силикон-гидрогели, содержащие 8-17% мас. силикона, изготавленные из реакционных смесей, содержащих по меньшей мере один монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана, имеющий от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, 40-60% мас. по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера, выбранного из N-виниламида, винилпирролидона и N-винилпиперидона, и по меньшей мере один гидроксилсодержащий гидрофильный мономер, выбранный из гидроксиалкил(мет)акрилата и (мет)акриламида, где молярное соотношение гидроксилдсодержащих компонентов к медленно реагирующему гидрофильному мономеру составляет 0,15-0,4 и реакционная смесь не содержит разбавителей и где медленно реагирующий гидрофильный мономер имеет период кинетического полупревращения по меньшей мере в 2 раза больше периода кинетического полупревращения наиболее медленных монофункциональных силиконовых компонентов. Технический результат – предложенные силикон-гидрогели изготавливаются из недорогих коммерчески доступных мономеров, имеют отличную смачиваемость, низкий модуль эластичности, хорошую прозрачность и кислородную проницаемость. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 3 ил., 20 табл., 49 пр.

1. Силикон-гидрогель, содержащий от 8 до 17% мас. силикона, обладающий наступающим контактным углом менее 80°, без модификации поверхности, изготовленный из реакционной смеси, содержащей:

по меньшей мере один монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана, имеющий от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, который может быть дополнительно замещен по меньшей мере одной гидроксильной группой;

дополнительно один или более монофункциональных содержащих силоксан мономеров, имеющих менее 7 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, триалкилсилоксановых групп или их комбинаций, при условии, что, если указанный монофункциональный полидиалкилсилоксан не содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу, в состав включен по меньшей мере один монофункциональный мономер, содержащий гидроксил;

от 40 до 60% мас. по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера, выбранного из группы, состоящей из мономера N-виниламида формулы I, винилпирролидона формулы II-IV, N-винилпиперидона формулы V:

где R представляет собой Н или метил;

R₁, R₂, R₃, R₆, R₇, R₁₀ и R₁₁ независимо выбраны из группы, состоящей из Н, СН₃, СН₂СН₃, СН₂СН₂СН₃, С(СН₃)₂;

R₄ и R₈ независимо выбраны из СН₂, СНСН₃ и С(СН₃);

R₅ выбран из Н, метила и этила; и

R₉ выбран из СН=СН₂, ССН₃=СН₂ и СН=СНСН₃;

по меньшей мере один гидроксилсодержащий гидрофильный мономер, выбранный из группы, состоящей из мономера гидроксиалкил(мет)акрилата или (мет)акриламида формулы X или стирилового соединения формулы XI:

где R₁ представляет собой Н или метил,

X представляет собой О или NR₁₆, R₁₆ представляет собой Н, С₁-С₄алкил, который может быть дополнительно замещен по меньшей мере одной группой ОН, и

R₁₇ выбран из группы моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев,

в котором молярное соотношение гидроксилсодержащих компонентов к медленно реагирующему гидрофильному мономеру составляет от 0,15 до 0,4, где реакционная смесь не содержит разбавителей, где по меньшей мере один медленно реагирующий гидрофильный мономер имеет период кинетического полупревращения, который по меньшей мере в два раза больше, чем период кинетического полупревращения наиболее медленных монофункциональных силиконовых компонентов.

2. Силикон-гидрогель, содержащий от 8 до 17% мас. силикона, обладающий наступающим контактным углом менее 80°, без модификации поверхности, изготовленный из реакционной смеси, содержащей

по меньшей мере один монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана с замещенной гидроксильной группой, имеющий от 2 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев;

дополнительно один или более монофункциональных мономеров силоксана, имеющих от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев, при условии, если указанный монофункциональный гидроксилсодержащий мономер силоксана имеет менее 4 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев или является мономером формулы IX:

X представляет собой О или NR₁₆;

R₁₂ представляет собой Н или метил;

R₁₅ представляет собой С₁-С₄алкил;

где р составляет 4-20,

R₁₇ независимо представляет собой C₁-С₄алкил, который может быть замещен фтором, или фенильную или триметилсилоксигруппу;

R₁₈ представляет собой двухвалентную алкильную группу, замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой;

X представляет собой О или NR₁₆;

и R₁₆ выбран из Н, C₁-₄алкила;

то в состав включен по меньшей мере один монофункциональный мономер силоксана, имеющий от 7 до 120 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев;

от 40 до 60% мас. по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера;

по меньшей мере один гидроксилсодержащий гидрофильный мономер,

в котором молярное соотношение гидроксилсодержащих компонентов к медленно реагирующему гидрофильному мономеру составляет от 0,15 до 0,4, где реакционная смесь не содержит разбавителей, где по меньшей мере один медленно реагирующий гидрофильный мономер имеет период кинетического полупревращения, который по меньшей мере в два раза больше, чем период кинетического полупревращения наиболее медленных монофункциональных силиконовых компонентов.

3. Силикон-гидрогель по п. 1, содержащий от 8 до 15% мас. силикона.

4. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором указанный монофункциональный силоксановый мономер содержит от 7 до 60 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев или, необязательно, от 7 до 30 диалкилсилоксановых повторяющихся звеньев.

5. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором указанный монофункциональный силоксановый мономер содержит одну или две гидроксильные группы, необязательно, в котором указанный гидроксил расположен либо вблизи от монофункционального реактивного конца, либо вблизи от терминального конца.

6. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором указанный силикон-гидрогель содержит от 45 до 60% мас. гидроксиалкил(мет)акрилата или (мет)акриламида.

7. Силикон-гидрогель по п. 1, дополнительно характеризующийся кислородопроницаемостью Dk, равной по меньшей мере 60, или, необязательно, по меньшей мере 80.

8. Силикон-гидрогель по п. 1, дополнительно имеющий содержание воды, равное по меньшей мере 55% или, необязательно, по меньшей мере 60%.

9. Силикон-гидрогель по п. 1, дополнительно характеризующийся % мутности менее чем приблизительно 50% или, необязательно, менее чем 10%.

10. Силикон-гидрогель по п. 1, дополнительно характеризующийся эластичностью, равной по меньшей мере приблизительно 827 кПа (120 фунт/кв.дюйм) или, необязательно, менее 689 кПа (100 фунт/кв.дюйм).

11. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором указанный монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана и указанный монофункциональный гидроксилсодержащий мономер силоксана содержит реакционноспособную группу, выбранную из группы, состоящей из (мет)акрилатов, стирилов, амидов и их смесей.

12. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран из группы, состоящей из винилпирролидона формулы II или IV или мономера N-виниламида формулы I, и общее количество атомов углерода в R₁ и R₂ составляет 4 или менее, или

в котором медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран из группы, состоящей из винилпирролидона формулы III или IV, и R₆ представляет собой метил, R₇ представляет собой водород, R₉ представляет собой СН=СН₂, R₁₀ и R₁₁ представляют собой Н.

13. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран из группы, состоящей из винилового эфира этиленгликоля (EGVE), виниловового эфира ди(этиленгликоля) (DEGVE), N-винилпирролидона (NVP), 1-метил-3-метилен-2-пирролидона, 1-метил-5-метилен-2-пирролидона, 5-метил-3-метилен-2-пирролидона, 1-этил-5-метилен-2-пирролидона, N-метил-3-метилен-2-пирролидона, 5-этил-3-метилен-2-пирролидона, 1-н-пропил-3-метилен-2-пирролидона, 1-н-пропил-5-метилен-2-пирролидона, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидона, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидона, N-винил-N-метилацетамида (VMA), N-винил-N-этилацетамида, N-винил-N-этилформамида, N-винилформамида, N-винилацетамида, N-винилизопропиламида, аллилового спирта, N-винилкапролактама, N-2-гидроксиэтилвинилкарбамата, N-карбокси-бета-аланин-N-винилового эфира, N-карбоксивинил-β-аланина (VINAL), N-карбоксивинил-α-аланина и их смесей, необязательно,

в котором медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран из группы, состоящей из N-винилпирролидона, N-винилацетамида, 1-метил-3-метилен-2-пирролидона, 1-метил-5-метилен-2-пирролидона, 5-метил-3-метилен-2-пирролидона и их смесей, необязательно,

в котором медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран из группы, состоящей из NVP, VMA и 1-метил-5-метилен-2-пирролидона.

14. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором медленно реагирующий гидрофильный мономер содержит NVP.

15. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором в указанном мономере гидроксиалкила R₁ представляет собой Н или метил, X представляет собой кислород, и R₁₇ выбран из моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев, или

в котором R₁ представляет собой метил, X представляет собой кислород, и R₁₇ выбран из моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 2-20 повторяющихся звеньев, или

в котором указанный мономер гидроксиалкила выбирают из группы, состоящей из

2-гидроксиэтилметакрилата, 2-гидроксиэтилакрилата, 3-гидроксипропил(мет)акрилата, 2-гидроксипропил(мет)акрилата, 1-гидроксипропил-2-(мет)акрилата, 2-гидрокси-2-метилпропил(мет)акрилата, 3-гидрокси-2,2-диметилпропил(мет)акрилата, 4-гидроксибутил(мет)акрилата, глицерин(мет)акрилата, 2-гидроксиэтил(мет)акриламида, монометакрилата полиэтиленгликоля, бис-(2-гидроксиэтил)(мет)акриламида, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламида и их смесей, необязательно,

в котором указанный мономер гидроксиалкила выбирают из группы, состоящей из 2-гидроксиэтилметакрилата, глицеринметакрилата, 2-гидроксипропилметакрилата, гидроксибутилметакрилата, 3-гидрокси-2,2-диметилпропилметакрилата и их смесей, необязательно,

в котором указанный мономер гидроксиалкила содержит 2-гидроксиэтилметакрилат, 3-гидрокси-2,2-диметилпропилметакрилат, метакрилат глицерина и содержащие их смеси.

16. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором указанный монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана выбран из мономера моно(мет)акрилоксиалкилполидиалкилсилоксана формулы VI или мономера стирилполидиалкилсилоксана формулы VII:

где R₁₂ представляет собой Н или метил;

X представляет собой О или NR₁₆;

R₁₃ представляет собой двухвалентную алкильную группу, которая может быть дополнительно функционализирована группой, выбранной из группы, состоящей из групп простого эфира, гидроксила, карбамата и их комбинаций;

каждый R₁₄ независимо представляет собой C₁-С₄алкил, который может быть замещен фтором, или фенил;

R₁₅ представляет собой С₁-С₄алкил;

а составляет от 7 до 120;

R₁₆ выбран из Н, С_1-4, который дополнительно может быть замещен одной или более гидроксильными группами.

17. Силикон-гидрогель по п. 16, в котором каждый R₁₄ независимо выбран из этильной и метильной групп, или

в котором все R₁₄ представляют собой метил, или

в котором R₁₂ и каждый из R₁₄ представляют собой метил, или

в котором по меньшей мере один R₁₄ представляет собой 3,3,3-трифторпропил, или

в котором R₁₃ выбран из C₁-С₆алкиленовых групп, которые могут быть замещены простым эфиром, гидроксилом или их комбинациями, или

в котором R₁₃ выбран из C₁ или С₃-₆алкиленовых групп, которые могут быть замещены простым эфиром, гидроксилом или их комбинациями, или

в котором а составляет от 7 до 30, или

в котором R₁₆ представляет собой Н или метил, или

в котором указанный монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана выбран из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-н-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиэтилсилоксана с концевыми группами моно-н-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиэтилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилоктаметилпентасилоксана и их смесей, необязательно,

в котором указанный монофункциональный мономер полидиалкилсилоксана выбран из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-н-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламида и их смесей.

18. Силикон-гидрогель по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий по меньшей мере один сшивающий мономер, необязательно,

в котором указанный сшивающий агент присутствует в молярной концентрации от 0,6 до 2,4 ммоль на 100 г реактивных компонентов, необязательно,

в котором указанный сшивающий агент присутствует в молярной концентрации от 0,6 до 1,8 ммоль на 100 г реактивных компонентов.

19. Силикон-гидрогель по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один фотоинициатор.

20. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором указанная реакционная смесь дополнительно содержит по меньшей мере одно УФ-поглощающее соединение, необязательно,

в котором указанное по меньшей мере одно УФ-поглощающее соединение является реакционноспособным, необязательно,

содержит от 1 до 2% масс. УФ-поглотителя.

21. Силикон-гидрогель по п. 18, в котором указанная реакционная смесь дополнительно содержит по меньшей мере один медленно реагирующий сшивающий агент и по меньшей мере один быстро реагирующий сшивающий агент, необязательно,

в котором указанный по меньшей мере один медленно реагирующий сшивающий агент и по меньшей мере один быстро реагирующий сшивающий агент, каждый, присутствует в указанной реакционной смеси в количествах от 0,05 до 0,3% масс., необязательно,

в котором указанный по меньшей мере один медленно реагирующий сшивающий агент и по меньшей мере один быстро реагирующий сшивающий агент, каждый, присутствует в указанной реакционной смеси в количествах от 0,1 до 0,2% масс.

22. Силикон-гидрогель по п. 1, в котором все компоненты, содержащие по меньшей мере одну гидроксильную группу и быстро реагирующую группу, присутствуют в концентрации, достаточной для обеспечения молярного соотношения гидроксила к силикону от 0,16 до 0,4.

23. Силикон-гидрогель по п. 15, в котором указанные мономеры гидроксиалкил(мет)акрилата или (мет)акриламида присутствуют в концентрациях, достаточных для обеспечения соотношения НО:Si от 0,13 до 0,35.