СИЛИКОНОВЫЙ АКРИЛАМИДНЫЙ СОПОЛИМЕР Российский патент 2019 года по МПК C08F222/38 C08F230/08 C08F30/08 G02B1/04 G02C7/04 

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/972,847, поданной 31 марта 2014 г., и заявке на патент США № 14/670,981, поданной 27 марта 2015 г., обе из которых озаглавлены SILICONE ACRYLAMIDE COPOLYMER и содержимое которых включено путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к силиконовому акриламидному сополимеру, и силиконовый акриламидный сополимер особенно приемлем для применения в медицинских устройствах, таких как офтальмологические линзы, эндоскопы, катетеры, трубки для переливания крови, трубки для подачи газа, стенты, защитные оболочки, манжеты, соединители трубок, порты доступа, дренажные мешки, кровопроводящие контуры, материалы для закрытия ран, а также для различных типов носителей медицинских препаратов, в особенности для контактных линз, интраокулярных линз, искусственных роговиц и т. п.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В последние годы силикон-гидрогель был известен как материал контактных линз, предназначенных для постоянного ношения. Силикон-гидрогель получают путем комбинирования силиконового компонента с гидрофильным компонентом, и одним из его известных примеров является силикон-гидрогель, полученный путем полимеризации полимеризационной смеси, содержащей силиконовый акриламидный мономер, и гидрофильного акриламидного мономера, гидрофильного метакрилата и внутреннего смачивающего агента для придания смачиваемости поверхности (US7396890 и US7214809).

Однако в композициях, описанных в публикациях US7396890 и US7214809, по меньшей мере, один метакрилат присутствует в качестве компонента в относительно большом количестве. Полученные смешанные акрилат/метакриламидные системы демонстрируют снижение скорости полимеризации системы в сравнении с системой, состоящей только из акриламида.

В опубликованном японском патенте № H10-212355 и в патенте US4711943 раскрыты силикон-гидрогели, выполненные из силиконового акриламидного мономера и гидрофильного акриламидного мономера. Такие силикон-гидрогели имеют композиции, главным образом состоящие из акриламидных мономеров, и ожидается, что скорость полимеризации всей системы улучшится. Однако используемые в этих документах поперечносшивающие агенты имеют метакрилатную группу, например этиленгликольдиметакрилат или тетраэтиленгликольдиметакрилат. При сополимеризации таких поперечносшивающих агентов с (мет)акриламидным мономером поперечносшивающий агент расходуется на ранней стадии полимеризации. Это может приводить к получению гетерогенной полимерной сетки и возникновению оптического искажения при формировании контактной линзы с применением такого полимера.

В патенте US4711943 также описывается композиция с использованием силиконового бисакриламидного мономера в качестве главного компонента полимера. Линзы, формируемые из таких мономеров, являются твердыми, и снижается их комфортность для пользователя.

Также описаны содержащие силикон бис(мет)акриламидные мономеры, имеющие две (мет)акриламидные группы.

В патенте WO 2010/147874 описывается Ma2D37, имеющий силиконовый сегмент с 37 повторяющимися звеньями в силиконовом бис(мет)акриламидном мономере. Однако единственным силиконовым компонентом, который согласно описанию полимеризуется с силиконовым бис(мет)акриламидом, является монофункциональный разветвленный силиконовый (мет)акриламидный мономер. Полученный полимер демонстрировал плохое восстановление формы. Композиция, описанная в патенте WO 2010/147874, также содержит в относительно большом количестве N-винилпирролидон, что также отрицательно влияет на скорость полимеризации.

В патенте WO2010/071691 описываются силиконовые бис(мет)акриламидные мономеры, имеющие молекулярные массы 4500 и 11 000. В патенте WO2010/071691 также описано, что для устранения оптических дефектов крайне важно включить в состав силиконсодержащий виниловый мономер, имеющий трис(триалкилсилилокси)силилалкильную группу. Описываются полимеры, проявляющие «заживляющий» эффект (следы от складывания становятся временными), однако не описано «восстановление формы» или способность полимера к восстановлению прочности на растяжение после освобождения при растяжении. Восстановление формы оценивают путем измерения времени нулевой нагрузки. Ожидается, что время нулевой нагрузки для контрольных полимеров будет больше (восстановление формы хуже), чем таковое в случае настоящего изобретения, поскольку монофункциональный силикон-акриламид не является линейным силиконом.

В патенте US2011/0009519 раскрыт Ma2D37 в качестве силиконового бис(мет)акриламидного мономера. С Ma2D37 полимеризуют разные мономеры, но ни один из них не является монофункциональным силиконовым (мет)акриламидным мономером, как описано в настоящем изобретении. Наиболее близким является мономер, в котором связь -Si-CH₂-CH₂-Si- перемежается со связями -Si-O-Si- и который имеет нежелательно высокий модуль упругости.

В европейском патенте 1956033 в примере синтеза 10 описан силиконовый бисакриламидный мономер. Однако этот мономер используют только как промежуточное соединение для синтеза соединения тетраакриламида силикона в примере 10, и не существует описаний сополимеризации с другими силиконовыми мономерами, модуля упругости, прозрачности или прочих свойств полученного таким образом сополимера.

N,N'-метиленбисакриламид (далее именуемый MBA) представляет собой имеющийся в продаже акриламидный поперечносшивающий агент. К сожалению, при использовании MBA в качестве поперечносшивающего агента получаются нежелательно высокие значения модуля упругости. Уменьшение количества поперечносшивающего агента приводит к снижению модуля упругости, однако сополимер теряет прозрачность еще до ощутимого снижения модуля упругости, что, таким образом, усложняет одновременное получение и низкого модуля упругости, и прозрачности. Более того, когда предпринимались попытки снизить модуль упругости, используя различные бисакриламиды с удлиненными метиленовыми цепочками, не наблюдалось существенных отличий модуля упругости в сравнении с MBA, а при уменьшении количества поперечносшивающего агента снижалась прозрачность. Таким образом, сложно добиться одновременно низкого модуля упругости и прозрачности.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предлагается сополимер, имеющий высокое содержание акриламидного мономера и прозрачность, а также низкий модуль упругости.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сополимеру, содержащему (A) многофункциональный (мет)акриламидный мономер, имеющий, по меньшей мере, одну силоксановую связь и, по меньшей мере, две (мет)акриламидные группы внутри молекулы, и (B) монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер.

В одном варианте осуществления многофункциональный (мет)акриламидный мономер имеет две (мет)акриламидные группы.

Если многофункциональный (мет)акриламидный мономер содержит две (мет)акриламидные группы, в одном варианте осуществления его можно представить формулой (a1).

Формула:

[Химическая формула 1]

где

каждый R¹ независимо выбирают из водорода и метила;

R² независимо выбирают из водорода или алкила, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арила, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода;

каждый из R³-R⁶ представляет собой алкил, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арил, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода;

X¹ независимо выбирают из замещенной или незамещенной двухвалентных органических групп, имеющих 1-20 атомов углерода; и

a представляет собой целое число от 1 до 15.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В настоящем изобретении предлагается сополимер, имеющий высокое содержание акриламидного мономера и прозрачность, а также низкий модуль упругости. Сополимер приемлем для применения в различных типах медицинских устройств, в особенности в офтальмологических линзах, таких как контактная линза, интраокулярная линза и искусственная роговица, а в особенности приемлем для контактной линзы.

Сополимеры настоящего изобретения можно получить путем полимеризации полимеризационной смеси, содержащей описанные ниже компоненты (A) и (B).

(A) представляет собой, по меньшей мере, один многофункциональный (мет)акриламидный мономер, имеющий, по меньшей мере, одну силоксановую связь и, по меньшей мере, две (мет)акриламидные группы внутри молекулы, и (B) представляет собой, по меньшей мере, один монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер.

В настоящем изобретении под «силоксановой связью» понимают связь Si-O-Si.

Термин «линза» относится к офтальмологическим устройствам, расположенным в глазу или на нем. Данные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, косметическое улучшение, блокировку УФ-излучения и ослабление видимого света или бликов, терапевтический эффект, включая заживление ран, доставку лекарственных препаратов или нутрицевтиков, могут использоваться в диагностических целях или для контроля, а также обеспечивать любую комбинацию таких применений. Термин «линза» включает в себя, без ограничений, мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, интраокулярные линзы, накладные линзы, глазные вставки и оптические вставки.

«Многофункциональный мономер» относится к мономеру, имеющему две или более радикально полимеризуемые органические группы.

«Монофункциональный мономер» относится к мономеру, имеющему одну радикально полимеризуемую органическую группу. Радикально полимеризуемая органическая группа представляет собой предпочтительно (мет)акриламидную группу.

Под словосочетанием «(мет)акриламидная группа» понимают акриламидную группу или метакриламидную группу. В некоторых вариантах осуществления радикально полимеризуемая органическая группа представляет собой предпочтительно акриламидную группу из-за более высокой скорости полимеризации акриламидных мономеров.

В настоящем документе «замещенный» означает гидроксил, кислоту, сложный эфир, простой эфир, тиол и их комбинации.

В настоящем документе «весовая часть» в настоящем изобретении представляет собой массовое отношение в расчете на 98,8 весовой части компонентов полимеризуемой смеси, за исключением многофункционального (мет)акриламидного мономера и полимеризационного растворителя. Например, в составе в примере 1 весовые части рассчитывают на основе компонентов полимеризуемой смеси за исключением SiBA и трет-амилового спирта.

«Линейный силикон» относится к структуре, представленной следующей общей формулой (P1) [Химическая формула 3].

R^q представляет собой группу, не содержащую атома кремния, и содержит (мет)акриламидную группу, если линейный силикон представляет собой линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер. R^a-R^e представляет собой группу, не содержащую атома кремния, и их могут независимо выбирать из замещенных или незамещенных алкильных групп, имеющих 1-20 атомов углерода, или замещенных или незамещенных арильных групп, имеющих 6-20 атомов углерода, а n представляет собой целое число 1 или более, 1-1000 или 1-100. В настоящем изобретении если мономер имеет повторяющиеся звенья, такие как поли(диметилсилоксан), то, если не указано иное, число повторяющихся звеньев может иметь распределение.

Многофункциональный (мет)акриламидный мономер, применяемый для сополимера настоящего изобретения, может представлять собой поперечносшивающий компонент, и такое соединение содержит силоксановую связь и поэтому придает сополимеру хорошие механические характеристики и кислородную проницаемость.

Термин «(мет)акрил» относится как к метакрилу, так и к акрилу, а термины «(мет)акрилоил», «(мет)акрилат», «(мет)акриламид» и т. п. толкуются аналогичным образом.

«Реакционная смесь» представляет собой смесь компонентов, включающую реакционноспособные компоненты, разбавитель (если применяется), инициаторы, поперечносшивающие агенты и добавки, которая при воздействии на нее условий формирования полимеров образует полимер. «Реакционноспособными» являются те компоненты реакционной смеси, которые в процессе полимеризации становятся неотъемлемой частью полимера либо путем образования химических связей, либо путем механической фиксации в полимерной матрице. Например, реакционноспособные мономеры, форполимеры и макромеры становятся частью полимера в результате протекания реакции полимеризации, тогда как нереакционноспособные агенты внутреннего смачивания полимера, такие как ПВП, становятся частью полимера путем захвата с образованием взаимопроникающей сети. Разбавитель (если применяется) и любые дополнительные технологические добавки, такие как разблокирующие агенты, не становятся частью структуры полимера и не являются реакционноспособными компонентами.

«Радикально полимеризуемые компоненты» включают в себя компоненты, содержащие, по меньшей мере, одну группу с углерод-углеродной двойной связью, которая может полимеризоваться при воздействии условий, инициирующих радикальную полимеризацию. Примеры полимеризуемых групп включают в себя акрилат, метакрилат, стирил, винил, аллил, N-виниллактам и т. п.

«Несиликоновый» мономер представляет собой мономер, не содержащий силоксанильных групп.

Под гидрофильными мономерами понимают те мономеры, которые образуют одну чистую фазу при смешивании с водой при 25°C в концентрации 10% мас.

Многофункциональный (мет)акриламидный мономер, применяемый для сополимера настоящего изобретения, имеет две или более (мет)акриламидные группы. Число (мет)акриламидных групп в каждом многофункциональном (мет)акриламидном мономере можно выбрать из следующих диапазонов: 2-10, 2-6, 2-4 и 2. Если число (мет)акриламидных групп в мономере слишком велико, модуль упругости сополимера может нежелательно увеличиться.

Если средневесовая молекулярная масса многофункционального (мет)акриламидного мономера, применяемого для сополимера настоящего изобретения, слишком велика, гидрофобность может стать настолько большой, что будет сложно получить прозрачный сополимер. К подходящим диапазонам средневесовой молекулярной массы многофункционального (мет)акриламидного мономера относятся менее чем приблизительно 1500 и от около 350 до около 1500. При сополимеризации многофункционального (мет)акриламидного мономера с мономером, имеющим более высокую гидрофильность, чем у многофункционального (мет)акриламидного мономера, средневесовая молекулярная масса многофункционального (мет)акриламидного мономера может составлять от около 350 до около 500 и от около 500 до около 1500, если желательно увеличение проницаемости для кислорода и улучшение восстановления формы.

Примеры многофункционального (мет)акриламидного мономера, применяемого для сополимера настоящего изобретения, включают в себя мономеры, представленные следующей общей формулой (a1):

[Химическая формула 4]

В формуле (a1) каждый R¹ независимо выбирают из водорода и метила. В некоторых вариантах осуществления водород является предпочтительным для повышения скорости полимеризации многофункционального (мет)акриламидного мономера.

Каждый R² независимо представляет собой водород либо замещенный или незамещенный алкил, имеющий 1-20 атомов углерода, или замещенный или незамещенный арил, имеющий 6-20 атомов углерода. Алкил может быть разветвленным или линейным. Замещающие группы алкила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, фенил и нафтил. Замещающие группы арила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, С1-С6 алкил, фенил и нафтил. Примеры групп R² включают в себя водород, метил, этил, пропил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, н-пентил, изопентил, втор-пентил, неопентил, гексил, гептил, октил, нонил, децил, додецил, икозил, фенил и нафтил. Если число атомов углерода R² слишком велико, то содержание силикона может уменьшаться, что снижает кислородную проницаемость. Таким образом, в вариантах осуществления, где желательна кислородная проницаемость выше около 70 и в некоторых случаях около 80 баррер, R² могут независимо выбирать из водорода или незамещенного алкила или незамещенного арила, имеющих 1-10 атомов углерода, или водорода или незамещенного алкила, имеющего 1-4 атома углерода, или водорода, этила или метила.

Каждый из R³-R⁶ независимо представляет собой алкил, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арил, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода. Замещающие группы алкила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, фенил и нафтил. Замещающие группы арила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, С1-С6 алкил, фенил и нафтил. Если число атомов углерода R³-R⁶ слишком велико, то содержание атомов кремния может относительно снижаться, что приводит к снижению кислородной проницаемости. Таким образом, в вариантах осуществления, где желательна кислородная проницаемость выше около 70 и в некоторых случаях около 80 баррер, R³-R⁶ независимо выбирают из (a) незамещенных алкильных групп, имеющих 1-10 атомов углерода, или незамещенных арильных групп, имеющих 6-10 атомов углерода, (b) незамещенных алкильных групп, имеющих 1-4 атома углерода, или (c) метиловых групп.

Каждый X¹ независимо представляет собой двухвалентную органическую группу, которая может быть замещена и имеет 1-20 атомов углерода. Замещающие группы двухвалентной органической группы представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, С1-С6 алкил, фенил и нафтил. Среди двухвалентных органических групп предпочтительными являются алкиленовые и ариленовые группы. Алкиленовые или ариленовые группы могут быть разветвленными или линейными. К их примерам относятся метилен, этилен, пропилен, бутилен, пентилен, октилен, децилен и фенилен. Среди них предпочтительным является алкилен, имеющий 1-10 атомов углерода, еще более предпочтительным является алкилен, имеющий 1-5 атомов углерода. Если X¹ представляет собой пропилен, можно легко получить сополимеры с низким модулем упругости.

a представляет собой целое число от 1 до 15. Если значение a слишком велико, гидрофобность многофункционального (мет)акриламидного мономера может увеличиться, что затруднит создание прозрачных сополимеров и в особенности сополимеров, содержащих полимерные смачивающие агенты в реакционной смеси. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления a предпочтительно составляет от 1 до 5. В вариантах осуществления, в которых желательны сополимеры, имеющие проницаемость для кислорода более около 80, а в некоторых вариантах осуществления - 100 баррер, значение a может составлять от 7 до 13. К желательным молекулярным массам многофункционального (мет)акриламидного мономера относятся средневесовые молекулярные массы до 10 000 и от около 300 до около 5000.

Более низкая концентрация многофункционального (мет)акриламидного мономера, который можно включать в реакционные смеси настоящей заявки, составляет около 0,1 части, более предпочтительно около 1,0 массовой части, еще более предпочтительно 1,5 массовой части или больше, поскольку, если концентрация многофункционального (мет)акриламидного мономера будет слишком мала, возможно негативное влияние на форму и внешний вид из-за недостаточной полимеризации. Если концентрация многофункционального (мет)акриламидного мономера слишком велика, модуль упругости полученного сополимера может быть нежелательно высоким. Соответственно, верхний предел концентрации многофункционального (мет)акриламидного мономера составляет около 20 массовых частей, предпочтительно 10 массовых частей, более предпочтительно 5 массовых частей или менее. Вышеизложенные верхний и нижний диапазоны могут быть объединены в любой комбинации.

Кислородную проницаемость полученных сополимеров также можно увеличить путем включения в реакционную смесь, по меньшей мере, одного монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера. Включение, по меньшей мере, одного монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера увеличивает кислородную проницаемость полученного сополимера без увеличения модуля упругости, как в случае, если бы вместо него добавляли дополнительное количество многофункционального мономера. Более того, применение линейного силиконового (мет)акриламидного мономера может улучшать восстановление формы у полученного полимера.

Монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер содержит одну (мет)акриламидную функциональную группу и, по меньшей мере, одну линейную силиконовую группу.

Приемлемые примеры монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера включают в себя мономеры формулы (z):

где R¹⁶ выбирают из водорода и метила. Если R¹⁶ представляет собой водород, системы сополимера демонстрируют более высокую скорость полимеризации.

R¹⁷ представляет собой водород, или C₁-C₂₀ алкильную группу, которая может быть замещена гидроксильной группой, или C₆-C₂₀ арильную группу, которая может быть замещена гидроксильной группой, или группу, представленную следующей общей формулой (z0):

В формуле (z) и (z0) каждый из R¹⁸-R²³ и R²⁵-R³⁰ независимо представляет собой C₁-C₂₀ алкил, который может быть замещен, или C₆-C₂₀ арил, который может быть замещен. Если число атомов углерода R¹⁸-R²³ и R²⁵-R³⁰ слишком велико, то содержание атомов кремния может относительно снижаться, что приводит к снижению кислородной проницаемости сополимера. Таким образом, в вариантах осуществления, в которых желательны значения кислородной проницаемости более чем около 80 или 100 баррер, R¹⁸-R²³ и R²⁵-R³⁰ независимо выбирают из алкильных групп, имеющих 1-10 атомов углерода, или арильных групп, имеющих 6-10 атомов углерода, предпочтительно алкильных групп, имеющих 1-4 атома углерода, а в некоторых вариантах осуществления R¹⁸-R²³ и R²⁵-R³⁰ представляют собой метильные группы.

X³ и X⁴ независимо выбирают из C₁-C₂₀ алкиленовых групп, которые могут быть замещены гидроксильной группой. Если число атомов углерода в X³ и X⁴ слишком велико, то способность монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера достигать совместимости с гидрофильными компонентами может снижаться. Таким образом, если для монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера желательно обеспечить совместимость с реакционной смесью, то X³ и X⁴ предпочтительно представляют собой C₁-C₁₀ алкиленовые группы или C₁-C₄ алкиленовые группы, которые могут быть замещены гидроксильной группой.

k и m независимо выбирают из целых чисел от 1 до 1000. Полимерные системы с желаемым балансом кислородной проницаемости и совместимости с гидрофильными мономерами и полимерами можно легко получить в том случае, когда k и m составляют от 1 до 50, от 2 до 30 или от 3 до 12.

R²⁴ и R³¹ представляют собой C₁-C₂₀ алкил, который может быть замещен, или C⁶-C₂₀ арил, который может быть замещен. По мере увеличения числа углеродов в алкильных группах содержание атомов кремния может относительно снизиться, что приведет к снижению кислородной проницаемости сополимера. Таким образом, в вариантах осуществления, где желательна кислородная проницаемость выше около 80 или 100 баррер, более предпочтителен алкил, имеющий 1-10 атомов углерода, или арил, имеющий 6-10 атомов углерода, а еще более предпочтителен алкил, имеющий 1-6 атомов углерода. Если R²⁴ и R³¹ представляют собой метил, полимеры могут демонстрировать сниженную стабильность, в особенности когда реакционная смесь включает в себя карбоновую кислоту в качестве мономерного или полимерного компонента. В этом варианте осуществления R²⁴ и R³¹ могут быть выбраны из алкильных групп, имеющих 2-4 атома углерода.

Для сополимеров, имеющих значения кислородной проницаемости более чем около 80, а в некоторых вариантах осуществления более чем около 100, может быть желательно применять монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер, не имеющий гидрокси-групп. Примеры приемлемых монофункциональных линейных силиконовых (мет)акриламидных мономеров включают в себя мономеры, представленные следующими формулами (Z1)- (Z6):

В формулах (Z4)-(Z6) k представляет собой целое число от 3 до 12. R⁴¹ представляет собой C₁-C₄ алкильную группу.

Среди мономеров указанных формул (Z1)-(Z6) более предпочтительны те, которые имеют формулы (Z2)-(Z3), в том смысле, что совместимость можно легко обеспечить, когда мономер сополимеризуют с гидрофильным компонентом.

Если необходимо повысить совместимость реакционной смеси или улучшить прозрачность полученного сополимера, может быть желательным монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер, содержащий, по меньшей мере, одну гидроксильную группу. Это может быть особенно благоприятным, если сополимер используется в офтальмологической линзе.

Приемлемые примеры монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера, имеющего, по меньшей мере, одну гидрокси-группу, включают в себя мономеры, представленные следующей общей формулой (a2):

[Химическая формула 6]

В формуле (a2) R⁷ выбирают из водорода и метила. Если R⁷ представляет собой водород, системы сополимера демонстрируют более высокую скорость полимеризации.

R⁸ представляет собой водород, или C₁-C₂₀ алкильную группу, которая может быть замещена гидрокси-группой, или C₆-C₂₀ арильную группу, которая может быть замещена гидрокси-группой. В некоторых вариантах осуществления R⁸ представляет собой водород, или C₁-C₁₀ алкил, или C₆-C₁₀ арил, которые могут быть замещены гидрокси-группой, а в другом варианте осуществления R⁸ представляет собой водород или C₁-C₄ алкил, который может быть замещен гидрокси-группой. Конкретные примеры R⁸ включают в себя водород, 2-гидроксиэтил, 2-гидроксипропил, 3-гидроксипропил, 2,3-дигидроксипропил, 4-гидроксибутил и 2-гидрокси-1,1-бис(гидроксиметил)этил. Если X² имеет гидрокси-группу, предпочтительным примером R⁸ является водород. Если X² не имеет гидрокси-группы, предпочтительным примером R⁸ является 2,3-дигидроксипропил.

Каждый из R⁹-R¹⁴ независимо представляет собой C₁-C₂₀ алкил, который может быть замещен, или C₆-C₂₀ арил, который может быть замещен. Замещающие группы алкила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, фенил и нафтил. Замещающие группы арила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, С1-С6 алкил, фенил и нафтил. Если число атомов углерода R⁹-R¹⁴ слишком велико, то объемная доля атомов кремния может относительно снижаться, что приводит к снижению кислородной проницаемости сополимера. Таким образом, в вариантах осуществления, где желательны значения кислородной проницаемости более чем около 80 или 100 баррер, R⁹-R¹⁴ независимо выбирают из C₁-C₁₀ алкильных групп или C₆-C₁₀ арильных групп, предпочтительно C₁-C₄ алкильных групп, а в некоторых вариантах осуществления R⁹-R¹⁴ представляют собой метильные группы.

X² представляет собой C₁-C₂₀ алкиленовую группу, которая может быть замещена гидрокси-группой. Алкиленовая группа может быть разветвленной или линейной. Если число атомов углерода в X² слишком велико, то способность монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера достигать совместимости с гидрофильными компонентами может снижаться. Таким образом, если для монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера желательно обеспечить совместимость с реакционной смесью, то X² может представлять собой C₁-C₁₀ алкилен, который может быть замещен гидрокси-группой. Если R⁸ содержит, по меньшей мере, одну гидрокси-группу, примеры X² включают в себя метилен, этилен, пропилен, бутилен, пентален, октален, децилен и фенилен. Если желателен модуль упругости менее чем приблизительно 0,7 МПа (100 фунтов на кв. дюйм), X² может представлять собой пропилен.

Если R⁸ гидроксил-замещенного монофункционального линейного силиконового (мет)акриламидного мономера не содержит, по меньшей мере, одной гидроксильной группы, X² может содержать, по меньшей мере, одну гидроксильную группу. Примеры гидроксил-замещенных групп X² включают в себя те, которые представлены формулами (b) и (c):

-CH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH₂CH₂- (b)

-CH₂CH(OH)CH₂- (c).

Среди них структура формулы (b) позволит получить более гибкий полимер.

n представляет собой натуральное число от 1 до 1000. Полимерные системы с желаемым балансом кислородной проницаемости и совместимости с гидрофильными мономерами и полимерами можно легко получить в том случае, когда n равно от 1 до 50, предпочтительно от 2 до 30 или от 3 до 12. Любое из предпочтительных значений нижнего предела можно комбинировать вместе с любым из предпочтительных значений верхнего предела. Более того, для повышения воспроизводимости физических свойств получаемого сополимера предпочтительно, чтобы значение n не имело распределения. В настоящем изобретении фраза «не имеет распределения» означает, что единичный пик в спектрах составляет, по меньшей мере, 80% значений n, измеренных с помощью (a) ГХ для мономера, который можно измерить с помощью газовой хроматографии (ГХ) (пламенно-ионизационный детектор (ПИД)), или (b) жидкостной хроматографии (ЖХ) (рефрактометрический детектор (РД)) для мономера, имеющего высокую температуру кипения, которую нельзя измерить с помощью ГХ.

R¹⁵ представляет собой C₁-C₂₀ алкил, который может быть замещен, или C₆-C₂₀ арил, который может быть замещен. Замещающие группы алкила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, фенил и нафтил. Замещающие группы арила представляют собой галоген (F, Cl, Br, I), гидроксил, амино, простой эфир, карбоксил, сложный эфир, амид, сульфонил, С1-С6 алкил, фенил и нафтил. По мере увеличения числа атомов углерода в алкильных группах объемная доля атомов кремния может относительно снизиться, что приведет к снижению кислородной проницаемости сополимера. Таким образом, в вариантах осуществления, где желательна кислородная проницаемость выше около 80 или 100 баррер, более предпочтителен алкил, имеющий 1-10 атомов углерода, или арил, имеющий 6-10 атомов углерода, а еще более предпочтителен алкил, имеющий 1-6 атомов углерода. Если R¹⁵ представляет собой метил, полимеры могут демонстрировать сниженную стабильность, в особенности когда реакционная смесь включает в себя карбоновую кислоту в качестве мономерного или полимерного компонента. В этом варианте осуществления R¹⁵ выбирают из C₂-C₄ алкильных групп.

Если для обеспечения совместимости с системой, которая содержит как гидрофильный, так и гидрофобный компоненты, выбирают монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер, то, по меньшей мере, один из R⁸ и X² имеет, по меньшей мере, одну гидрокси-группу.

Минимальное количество монофункционального силиконового (мет)акриламидного мономера, используемого в реакционных смесях настоящего изобретения, составляет около 30 массовых частей, 40 массовых частей и в некоторых вариантах осуществления 49 массовых частей. Если монофункциональный силиконовый (мет)акриламидный мономер присутствует в количествах, указанных ниже, кислородная проницаемость полученного сополимера может быть недостаточной. Если количество монофункционального силиконового (мет)акриламидного мономера слишком велико, гидрофильность полученного сополимера может быть нежелательной. Соответственно, наибольшее количество монофункционального силиконового (мет)акриламидного мономера составляет 98 массовых частей, 80 массовых частей и в некоторых вариантах осуществления 65 массовых частей. Вышеизложенные верхний и нижний диапазоны могут быть объединены в любой комбинации.

Если желательны сополимеры, содержащие, по меньшей мере, около 10% мас. воды и в некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, около 20% воды, реакционная смесь настоящего изобретения содержит, по меньшей мере, один гидрофильный мономер.

Примеры приемлемых гидрофильных мономеров известны специалистам в области контактных линз и включают (мет)акриламидные мономеры, такие как акриламид, метакриламид, N,N-диметилакриламид (в дальнейшем именуемый DMA), N,N-диметилметакриламид, 2-гидроксиэтилметакриламид, 2-гидроксиэтилакриламид; (мет)акрилатные мономеры, такие как 2-гидроксиэтилакрилат, метакрилат глицерина или монометакрилат полиэтиленгликоля; N-виниловый карбоксильный амид, такой как N-винилпирролидон (NVP), N-винил-N-метилацетамид, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-метилформамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилацетамид, N-винилформамид; N-винилкарбаматы, такие как N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат; N-виниловые сложные эфиры, такие как N-карбокси-карбокси-β-аланин; гидрофильные N-винилкарбонаты; метакриловую кислоту, акриловую кислоту; реакционноспособный полиэтиленполиол, гидрофильный оксазолоновый мономер, гидрофильный оксазолиновый мономер и их комбинации. Среди них (мет)акриламидные мономеры предпочтительнее с точки зрения улучшения скорости полимеризации. В некоторых вариантах осуществления акриламидные мономеры являются более предпочтительными, а DMA - наиболее предпочтительным.

Если количество применяемого гидрофильного мономера слишком велико, то это снижает кислородную проницаемость, но если оно слишком мало, то полученный сополимер будет слишком жестким, поэтому количество гидрофильного мономера в этом варианте осуществления составляет от около 1 до около 50% мас., более предпочтительно от около 10 до около 40% мас. и наиболее предпочтительно от 15 до 35% мас. в расчете на мономерный и полимерный компоненты в полимеризационной смеси. Значения нижнего предела составляют около 1% мас., около 10% мас. и около 15% мас. Значения верхнего предела составляют около 50% мас., около 40% мас. и около 35% мас. Можно комбинировать вместе любые из значений нижнего предела и любые из значений верхнего предела.

Если желательно улучшить прозрачность полученного сополимера, дополнительно в реакционную смесь в качестве гидрофильного мономера могут включать (мет)акриламидный мономер, имеющий две или больше гидроксильные группы и не имеющий силоксанильных групп в молекуле. Эти (мет)акриламидные мономеры, содержащие мультигидрокси, могут частично или полностью заменять гидрофильный мономер в реакционной смеси. Примеры приемлемых (мет)акриламидных мономеров, содержащих мультигидрокси, включают в себя мономеры, представленные следующими общими формулами (d1)- (d4):

В формулах (d1)-(d4) каждый R¹⁶ независимо представляет собой водород или метил. В некоторых вариантах осуществления водород может быть предпочтительным в плане дальнейшего увеличения скорости полимеризации. Более того, среди этих мономеров наиболее предпочтительны мономеры, представленные формулой (d1), с точки зрения прозрачности полученного сополимера.

Содержание мономеров, имеющих реакционноспособные функциональные группы, отличные от (мет)акриламидных функциональных групп, предпочтительно является низким, чтобы обеспечить более высокую общую скорость полимеризации и выравнивание скорости полимеризации компонентов при сополимеризации, в результате чего получается сополимер с однородным составом. Весовая процентная доля компонентов радикальной полимеризации, имеющих функциональную группу (мет)акриламида, составляет предпочтительно 90% вес. или более, более предпочтительно 95% вес. или более, наиболее предпочтительно 97% вес. или более от массы всех компонентов радикальной полимеризации.

При получении сополимера настоящего изобретения путем полимеризации можно добавить, по меньшей мере, один инициатор. Приемлемые инициаторы включают термоинициаторы и фотоинициаторы. Для проведения термополимеризации выбирают и применяют инициатор термополимеризации, имеющий оптимальные характеристики распада при желаемой температуре реакции. По существу, предпочтение отдают азоинициатору и перекисному инициатору, имеющим десятичасовой период полужизни при температуре от 40°C до 120°C. К приемлемым примерам тепловых инициаторов относятся пероксидные и азосоединения, такие как лауроилпероксид, бензоилпероксид, изопропилперкарбонат, азобисизобутиронитрил и т.п.

В одном варианте осуществления реакционные смеси настоящего изобретения содержат, по меньшей мере, один фотоинициатор. Применение фотоинициации обеспечивает желаемые значения времени отверждения (время достижения по существу полного отверждения) менее чем приблизительно 30 минут, менее чем приблизительно 20 минут, а в некоторых вариантах осуществления - менее чем приблизительно 15 минут. Фотоинициаторы могут включать в себя карбонильные соединения, перекиси, азосоединения, сернистые соединения, галогенные соединения и соли металлов. Приемлемые фотоинициирующие системы включают в себя ароматические альфа-гидроксикетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, ацилфосфиноксиды, бисацилфосфиноксиды и третичный амин плюс дикетон, их смеси и т.п. Иллюстративными примерами фотоинициаторов являются 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (IRGACURE 819), 2,4,6-триметилбензилдифенилфосфиноксид и 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, бензоинметиловый эфир и комбинация камфорохинона и этил-4-(N,N-диметиламино)бензоата. Доступные в продаже инициаторы видимого света включают в себя Irgacure 819, Irgacure 1700, Irgacure 1800, Irgacure 1850 (все - производства Ciba Specialty Chemicals) и инициатор Lucirin TPO (производства BASF). Доступные в продаже УФ-фотоинициаторы включают в себя Darocur 1173 и Darocur 2959 (Ciba Specialty Chemicals). Эти и другие фотоинициаторы, которые могут быть использованы в целях настоящего изобретения, описаны в справочнике Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, Volume III, 2^nd Edition, J.V. Crivello & K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998, включенном в настоящий документ путем ссылки. Инициатор применяется в реакционной смеси в эффективных количествах для инициации фотополимеризации реакционной смеси, например от около 0,1 до около 2 весовых частей на 100 частей реакционноспособного мономера, а в некоторых вариантах осуществления - от около 0,1 до около 1 весовой части на 100 частей реакционноспособного мономера.

Когда сополимер настоящего изобретения получают путем полимеризации, можно применять полимеризационный растворитель. В качестве растворителя можно использовать различные типы органических и неорганических растворителей. Их примеры включают воду, различные виды спиртовых растворителей, например метанол, этанол, пропанол, 2-пропанол, бутанол, трет-бутанол, трет-амиловый спирт и 3,7-диметил-3-октанол, различные виды ароматических углеводородных растворителей, например бензол, толуол и ксилол, различные виды алифатических углеводородных растворителей, например гексан, гептан, октан, декан, петролейный эфир, керосин, лигроин и парафин, различные виды кетонов, например ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон, различные виды сложноэфирных растворителей, например этилацетат, бутилацетат, метилбензоат, диоктилфталат и этиленгликольдиацетат, и различные виды гликолевых эфирных растворителей, например диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, диоксан, диалкиловый эфир этиленгликоля, диалкиловый эфир диэтиленгликоля, диалкиловый эфир триэтиленгликоля, диалкиловый эфир тетраэтиленгликоля, диалкиловый эфир полиэтиленгликоля, блок-сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля, статистические сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля, и их могут применять по отдельности или в смеси. Дополнительные разбавители, используемые для данного изобретения, описаны в патенте США № 6,020,445, содержание которого включено в настоящий документ путем ссылки. Среди них спиртовые растворители и гликолевые эфирные растворители предпочтительны в том смысле, что растворитель можно легко удалить из полученного сополимера путем промывания водой.

Сополимер настоящего изобретения можно отливать отдельно в желаемую форму и применять или его можно смешивать с другими материалами, а затем отливать в форму. Более того, сополимеры настоящего изобретения можно также наносить в качестве покрытия на поверхность отлитого в форме изделия.

Применение сополимера настоящего изобретения включает в себя офтальмологические линзы, эндоскопы, катетеры, трубки для переливания крови, трубки для подачи газа, стенты, защитные оболочки, манжеты, соединители трубок, порты доступа, дренажные мешки, кровопроводящие контуры, материалы для закрытия ран, а также различные типы носителей медицинских препаратов, но сополимер настоящего изобретения в особенности приемлем для применения в офтальмологических линзах, таких как контактные линзы, интраокулярные линзы, искусственные роговицы, роговичные вставки и роговичные накладки, а наиболее приемлем для контактных линз.

Если сополимер настоящего изобретения отливают в форме и применяют в качестве офтальмологической линзы, в качестве способов ее полимеризации и отливки в форме можно применять следующие способы: способ отливки полимера в форме в виде круглого прутка или дискообразной пластины и переработки в желаемую форму методом резки, токарной обработки или т. п., способ полимеризации в форме для литья и способ центробежного литья.

Ниже в качестве примера будет описан случай, в котором офтальмологическую линзу, выполненную из сополимера настоящего изобретения, получают способом полимеризации в форме для литья.

Композицию реакционной смеси вводят в пространство, образованное между двумя половинами формы для литья, имеющими форму линзы. Затем проводят фотополимеризацию или термополимеризацию с образованием из этой композиции линзообразной формы. Формы для литья могут быть изготовлены из смолы, стекла, керамики, металла или т.п., но в случае фотополимеризации применяют оптически прозрачный материал, обычно смолу или стекло. Впоследствии заполненные формы для литья облучают видимым светом, УФ-светом или их комбинацией или помещают в сушильный шкаф или жидкую баню и нагревают для полимеризации реакционной смеси. Фотополимеризацию могут также комбинировать с термополимеризацией так, чтобы термополимеризация осуществлялась до или после фотополимеризации. В случае фотополимеризации длину волны источника света выбирают на основании длины волны активации инициатора. При выполнении термополимеризации предпочтение отдают постепенному повышению температуры от приблизительно 23°C до 60°C и до 200°C в течение нескольких часов или нескольких десятков часов, сохраняющему оптическую однородность и качество полимера и улучшающему повторяемость.

Сополимер настоящего изобретения можно подвергать модификации различными способами. Когда целью является офтальмологическая линза и внутрь нее не включен гидрофильный полимер, может проводиться модификация для улучшения смачиваемости поверхности.

Конкретные способы модификации могут включать облучение электромагнитными волнами (включая свет), облучение плазмой, процессы химического осаждения из паровой фазы, например осаждение из паровой фазы и напыление, нагревание, обработку основаниями, обработку кислотами, применение других соответствующих агентов для обработки поверхностей и их комбинации.

Одним примером обработки основанием или обработки кислотой является способ приведения отлитого в форме изделия в контакт с основным или кислотным раствором, способ приведения отлитого в форме изделия в контакт с основным или кислотным газом или т. п. Более конкретные способы могут включать в себя, например, способ погружения отлитого в форме изделия в основный или кислотный раствор, способ распыления основного или кислотного раствора либо основного или кислотного газа на отлитое в форме изделие, способ нанесения основного или кислотного раствора на отлитое в форме изделие при помощи скальпеля или кисти и способ нанесения основного или кислотного раствора на отлитое в форме изделие методом центрифугирования или покрытия погружением. Способом, обеспечивающим значительный модификационный эффект простейшим путем, является способ погружения отлитого в форме изделия в основный или кислотный раствор.

Температура, при которой сополимер погружают в основный или кислотный раствор, конкретно не ограничена, но обычно находится в диапазоне от около -50°C до 300°C. С учетом обрабатываемости температура может находиться в диапазоне от -10°C до 150°C или от -5°C до 60°C.

Время погружения сополимера в основный или кислотный раствор составляет, по существу, 100 часов или менее, 24 часа или менее, 12 часов или менее или 4 часа или менее, хотя оптимальное время меняется в зависимости от температуры. Слишком длительное время контакта может не только ухудшать обрабатываемость и продуктивность, но и оказывать негативное воздействие, такое как снижение кислородной проницаемости или ухудшение механических свойств.

В качестве основания можно применять гидроксиды щелочных металлов, гидроксиды щелочноземельных металлов, различные виды карбонатов, различные виды боратов, различные виды фосфатов, аммиаки, различные соли аммония, различные виды аминов, а также полимерные основания, такие как полиэтиленимин, поливиниламин и т.п. Среди них наиболее предпочтительны гидроксиды щелочных металлов благодаря низкой стоимости и высокой эффективности при обработке.

В качестве кислоты можно применять различные виды неорганических кислот, таких как серная кислота, фосфорная кислота, соляная кислота и азотная кислота, различные виды органических кислот, таких как уксусная кислота, муравьиная кислота, бензойная кислота и фенол, а также различные виды полимерных кислот, таких как полиакриловая кислота и полистиролсульфоновая кислота. Среди них вследствие высокой эффективности при обработке и отсутствия негативного воздействия на другие свойства наиболее предпочтительны полимерные кислоты.

В качестве растворителя основного или кислотного раствора можно использовать различные виды неорганических и органических растворителей. Растворители включают, например, воду, различные виды спиртов, таких как метанол, этанол, пропанол, 2-пропанол, бутанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, полиэтиленгликоль и глицерин, различные виды ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилол, различные виды алифатических углеводородов, таких как гексан, гептан, октан, декан, петролейный эфир, керосин, лигроин и парафин, различные виды кетонов, таких как ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон, различные виды сложных эфиров, таких как этилацетат, бутилацетат, метилбензоат и диоктилфталат, различные виды простых эфиров, таких как диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, диоксан, диалкиловый эфир этиленгликоля, диалкиловый эфир диэтиленгликоля, диалкиловый эфир триэтиленгликоля, диалкиловый эфир тетраэтиленгликоля и диалкиловый эфир полиэтиленгликоля, различные виды полярных апротонных растворителей, таких как диметилформамид, диметилацетамид, N-метил-2-пирролидон, диметилимидазолидинон, гексаметилфосфортриамид и диметилсульфоксид, галогенные растворители, такие как метиленхлорид, хлороформ, дихлорэтан, трихлорэтан и трихлорэтилен. Из них вода наиболее предпочтительна с точки зрения экономической эффективности, простоты обращения, химической стабильности и т. п. В качестве растворителя также можно применять смесь из двух или более веществ.

Основный или кислотный раствор для применения в настоящем изобретении может содержать другие компоненты, помимо основного или кислотного вещества, и растворитель.

После того как сополимер подвергли обработке основанием или обработке кислотой, основное или кислотное вещество можно удалить путем промывки.

В качестве промывочного растворителя можно применять различные виды неорганических и органических растворителей. Растворители включают, например, воду, различные виды спиртов, таких как метанол, этанол, пропанол, 2-пропанол, бутанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, полиэтиленгликоль и глицерин, различные виды ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилол, различные виды алифатических углеводородов, таких как гексан, гептан, октан, декан, петролейный эфир, керосин, лигроин и парафин, различные виды кетонов, таких как ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон, различные виды сложных эфиров, таких как этилацетат, бутилацетат, метилбензоат и диоктилфталат, различные виды простых эфиров, таких как диэтиловый эфир, тетрагидрофуран, диоксан, диалкиловый эфир этиленгликоля, диалкиловый эфир диэтиленгликоля, диалкиловый эфир триэтиленгликоля, диалкиловый эфир тетраэтиленгликоля и диалкиловый эфир полиэтиленгликоля, различные виды полярных апротонных растворителей, таких как диметилформамид, диметилацетамид, N-метил-2-пирролидон, диметилимидазолидинон, гексаметилфосфортриамид и диметилсульфоксид, галогенные растворители, такие как метиленхлорид, хлороформ, дихлорэтан, трихлорэтан и трихлорэтилен, и фторные растворители.

В качестве промывочного растворителя можно также применять смесь двух или более растворителей. Промывочный растворитель может содержать компоненты, отличные от растворителя, например неорганические соли, поверхностно-активные вещества и промывочные агенты. Можно применять водные промывочные растворители, содержащие, по меньшей мере, около 50%, 75% или 90% воды.

Указанную выше модификацию могут применять ко всему сополимеру или к части сополимера, например только к его поверхности. Когда модификацию применяют только к поверхности, без существенного изменения свойств всего сополимера можно улучшить только смачиваемость поверхности.

Желательное содержание воды в сополимере настоящего изобретения составляет 20% вес. или выше, предпочтительно 25% вес. или выше, более предпочтительно 30% вес. или выше. Если содержание воды слишком велико, то изделие, такое как контактная линза, может обезвоживаться во время применения. В этих вариантах осуществления в зависимости от других компонентов может быть желательно, чтобы содержание воды было менее 75% вес. или менее чем приблизительно 60% вес. Эти диапазоны можно сочетать в любой комбинации.

В настоящем документе содержание воды рассчитывают следующим образом:

[((масса во влажном состоянии) -(масса в сухом состоянии))/(масса во влажном состоянии)] × 100

В этом описании термин «влажное состояние» относится к состоянию после погружения образца в чистую воду или боратный буферный раствор при комнатной температуре (23°C) на 24 часа или более. Измерения физических свойств во влажном состоянии проводят как можно скорее после извлечения образца из чистой воды или боратного буферного раствора.

В описании термин «сухое состояние» относится к состоянию после сушки в вакуумной сушилке при 40°C в течение 16 часов или более.

Когда целью является офтальмологическая линза, в особенности мягкая контактная линза, модуль Юнга сополимера настоящего изобретения составляет около 1,03 МПа (150 фунтов на кв. дюйм) или менее, около 0,76 МПа (110 фунтов на кв. дюйм) или менее, около 0,7 МПа (100 фунтов на кв. дюйм) или менее, 0,66 МПа (95 фунтов на кв. дюйм) или менее, чтобы обеспечить комфортность.

Эластичность (удлинение) сополимера настоящего изобретения по существу составляет около 250% или более, около 270% или более или около 300% или более, так как при высокой эластичности сополимер сложно разорвать.

Модуль упругости и эластичность измеряют на гидратированном образце следующим способом. Образец вырезают из центра линзы -1,00, где ширина самого узкого участка составляет 5 мм, а затем растягивают со скоростью 100 мм/минуту при температуре 25°C, используя прибор для испытания на растяжение, пока образец не разорвется. Измеряют исходную длину образца (Lo) и длину образца при разрыве (Lf). Были выполнены измерения двенадцати проб для каждой композиции и выведено среднее значение. Модуль растяжения измеряли на начальном линейном участке кривой нагрузка/растяжение. Относительное удлинение=[(Lf - Lo)/Lo] x 100.

В настоящем изобретении термин «низкая стабильность состава» означает, что при незначительном изменении (изменение на 0,1 весовой части) количества поперечносшивающего агента механические свойства, такие как модуль упругости и удлинение, существенно изменяются, например, модуль упругости изменяется на более чем около 0,076 МПа (11 фунтов на кв. дюйм) или удлинение изменяется на 40%. Сополимеры с низкой стабильностью состава демонстрируют плохую воспроизводимость механических свойств и, таким образом, неприемлемы для коммерческого производства медицинских устройств, таких как контактные линзы.

Сополимеры настоящего изобретения, имеющие высокую стабильность состава, будут иметь соотношение абсолютных значений градиента модуля упругости/весовых частей поперечносшивающего агента (в дальнейшем именуемое значением SMC) 90 или менее, 70 или менее или 50 или менее.

В альтернативном варианте осуществления высокая стабильность состава сополимеров настоящего изобретения может характеризоваться соотношением абсолютной величины градиента удлинения и весовых частей (в дальнейшем именуемого величиной SEC) поперечносшивающего агента сополимера. Желательные значения SEC включают в себя 220 или менее, 200 или менее или 150 или менее.

Примеры диапазонов компонентов, которые обеспечивают сополимеры, имеющие желательные значения SMC и SEC, показаны в таблице 1 ниже.

Таблица 1

Компонент Весовые части Монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер 40-80 49-65 50-60 Несиликоновый гидрофильный мономер 10-40 15-35 20-30 (Мет)акриламидный мономер, содержащий мультигидроксил 2-30 3-20 4-10 Гидрофильный полимер 0-25 3-20 4-10 Инициатор 0,1-2 0,1-1 0,1-0,5 УФ-поглотитель 0-4 0-3 0-2,5

Сумма весовых частей описанных выше компонентов составляет 98,8 весовых частей.

Указанные выше составы могут также включать один или более полимеризационных растворителей и опционные компоненты, включающие один или более поперечносшивающих агентов, медицинские препараты, бактерицидные соединения, сополимеризуемые и неполимеризуемые красители, включая красители и соединения, которые обратимо изменяют цвет или отражают свет при воздействии света с различной длиной волны, полимерные смачивающие агенты, которые могут необязательно содержать, по меньшей мере, одну группу с возможностью радикальной полимеризации, разделительные агенты, реакционноспособные красящие вещества, пигменты, их комбинации и т. п.

Когда целью является офтальмологическая линза, краевой угол натекания для сополимера настоящего изобретения может составлять около 70° или менее, около 60° или менее или 50° или менее. Динамический краевой угол измеряют в образце во влажном состоянии после боратного буферного раствора относительно боратного буферного раствора.

Что касается кислородной проницаемости сополимера настоящего изобретения, коэффициент кислородной проницаемости может составлять около 70 × 10^-11 (см²/с) мл O₂/(мл⋅гПа) или более. Коэффициент кислородной проницаемости измеряют в образце во влажном состоянии после чистой воды.

Что касается прозрачности сополимера настоящего изобретения, то, когда целью является офтальмологическая линза, светопроницаемость в водосодержащем состоянии офтальмологической линзы составляет около 85% или более, около 88% или более, около 91% или более.

Что касается прозрачности сополимера настоящего изобретения при визуальных наблюдениях, то в случае способа оценки, описанного в примерах ниже, из критериев оценки A-D предпочтительны A или B, а более предпочтителен A.

Что касается формы сополимера настоящего изобретения при визуальном наблюдении, то в случае способа оценки, описанного в примерах ниже, из критериев оценки A-С предпочтительны A или B, а более предпочтителен A.

Сополимер настоящего изобретения приемлем в качестве материала для медицинского устройства и, более конкретно, особенно приемлем для медицинских устройств, таких как офтальмологические линзы, эндоскопы, катетеры, трубки для переливания крови, трубки для подачи газа, стенты, защитные оболочки, манжеты, соединители трубок, порты доступа, дренажные мешки, кровопроводящие контуры, материалы для закрытия ран, а также для различных видов носителей медицинских препаратов, в особенности для контактных линз, интраокулярных линз, искусственных роговиц и т. п.

[Пример]

Ниже настоящее изобретение будет подробно описано на примерах, однако настоящее изобретение ими не ограничивается.

Способы измерения

В настоящем описании под боратным буферным раствором понимают солевой раствор, описанный в примере 1 национальной публикации заявки на международный патент № 2004-517163. В частности, боратный буферный раствор представляет собой водный раствор, полученный путем растворения 8,48 г хлорида натрия, 9,26 г борной кислоты, 1,0 г бората натрия (декагидрата тетрабората натрия) и 0,10 г этилендиаминтетрауксусной кислоты в чистой воде с получением объема 1000 мл.

(1) Светопроницаемость

Измерения проводили с помощью компьютера SM Color Computer (модель SM-7-CH производства Suga Test Instruments Co., Ltd.). Воду на линзообразном образце слегка вытирали, а образец помещали на оптический путь для проведения измерения. Толщину измеряли с помощью прибора ABC Digimatic Indicator (ID-C112 производства Mitutoyo Corporation), и для измерения применяли образцы, имеющие толщину от 0,14 до 0,15 мм.

(2) Модуль упругости, удлинение при растяжении (удлинение при разрыве)

Для измерения применяли гидратированный образец (в боратном буферном растворе). Препарат, имеющий ширину (минимальная часть) 5 мм, длину 14 мм и толщину 0,2 мм, вырезали из образца в форме контактной линзы с помощью режущей пресс-формы. С этим препаратом испытание на растяжение проводили при 25 ˚C с помощью прибора RTG-1210 Model Tester (Load Cell, модель UR-10N-D) производства Orientec Co., Ltd. Скорость растяжения составляла 100 мм/мин, а расстояние между захватами (первоначальное) составляло 5 мм. Кроме того, в случае с образцом в виде пленки измерения проводили таким же образом, применяя препарат, имеющий размер около 5 мм × 20 мм × 0,1 мм.

(3) Содержание воды

Применяли препарат в форме контактной линзы. Препарат погружали в боратный буферный раствор и оставляли в установленном положении в помещении с контролируемой температурой 23°C на 24 часа или более для абсорбирования воды, после чего вытирали поверхностную воду безворсовой салфеткой (Kimwipes (зарегистрированный товарный знак) производства NIPPON PAPER CRECIA Co., LTD.) и измеряли массу (Ww). После этого препарат сушили в вакуумной сушилке при 40°C в течение 16 часов и измеряли массу (Wd). Содержание воды определяли по следующему уравнению: Содержание воды (% мас.)=100 × (Ww - Wd)/Ww

(4) Динамический краевой угол

Измерение проводили на образце во влажном состоянии после боратного буферного раствора. Динамический краевой угол при смачивании боратным буферным раствором измеряли при 25°C, применяя в качестве образца для измерения динамического краевого угла препарат в форме пленки, имеющий размер около 5 мм × 10 мм × 0,1 мм, который вырезали из образца, отлитого в форме в виде пленки, или препарат в виде полоски, имеющий ширину 5 мм, который вырезали из образца в форме контактной линзы. Скорость погружения составила 0,1 мм/с, а глубина погружения составила 7 мм.

(5) Время нулевой нагрузки

Измерение проводили на образце во влажном состоянии после боратного буферного раствора. Полоскообразный образец, имеющий ширину 5 мм и длину около 1,5 см, вырезали из центра линзы или возле него, а измерение проводили реометром CR-500 DX производства Sun Scientific Co., Ltd. Образец крепили к зажиму, ширину которого устанавливали на 5 мм, и тянули на расстояние 5 мм со скоростью 100 мм/минуту, после чего возвращали образец к исходной длине (5 мм) с аналогичной скоростью. Измерение повторяли три раза. Промежуток времени между моментом времени, когда напряжение достигает нуля в ходе возвращения образца к исходной длине при втором повторении, и моментом времени, когда напряжение появляется (более не равно нулю) после начала натягивания при третьем повторении, определяли и обозначали как время нулевой нагрузки. Было показано, что, чем меньше время нулевой нагрузки, тем лучше восстановление формы силикон-гидрогеля, и время нулевой нагрузки предпочтительно составляет 2 секунды или менее, более предпочтительно 1,5 секунды или менее, наиболее предпочтительно 1,2 секунды или менее.

(6) Прозрачность

Прозрачность образца в гидратированном состоянии (боратный буферный раствор) наблюдали визуально и оценивали в соответствии со следующими критериями.

A: прозрачный без мутности.

B: белая мутность посередине между A и C.

C: полупрозрачный с легкой белой мутностью.

D: непрозрачный с белой мутностью.

(7) Форма

Форму образца во влажном состоянии после боратного буферного раствора наблюдали визуально и оценивали в соответствии со следующими критериями.

A: хорошая форма без деформации.

B: деформация посередине между A и C.

C: плохая форма с деформацией.

(8) Значение SMC

На график наносят, по меньшей мере, две точки данных модуля упругости (фунты на кв. дюйм), которые составляют менее чем 2 МПа (300 фунтов на кв. дюйм), в зависимости от весовых частей поперечносшивающего агента. При нанесении двух точек данных между ними проводят линию или при нанесении трех или более точек данных для построения линии используют метод наименьших квадратов. Предпочтительное число точек данных составляет от двух до четырех, а более предпочтительное - три. Абсолютное значение градиента линии называют значением SMC.

(9) Значение SEC

На график наносили, по меньшей мере, две точки данных удлинения (%), которые составляют более чем 50%, в зависимости от весовых частей поперечносшивающего агента. При нанесении двух точек данных между ними проводят линию или, при нанесении трех или более точек данных для построения линии используют метод наименьших квадратов. Предпочтительное число точек данных составляет от двух до четырех, а более предпочтительное - три. Абсолютное значение градиента линии называют значением SEC.

Примеры синтеза

Пример синтеза 1

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешивали в ней 2 г 1,3-бис(3-аминопропил)тетраметилсилоксана (8,0 ммоль, наименование продукта: LS-7430) производства Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 1,62 г (16 ммоль) триэтиламина и 50 мл этилацетата. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 1,45 г (16 ммоль) акрилоилхлорида и 50 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение 2 часов 30 минут. Реакцию отслеживали с помощью газовой хроматографии, приняв за начало отсчета время прекращения капания. Исчезновение пика сырьевых материалов силоксана наблюдали через 0 часов после начала реакции, поэтому реакцию прекратили. Путем фильтрования с применением воронки Kiriyama (Kiriyama glass works Co) удалили осадок, образовавшийся при реакции, используя промывку этилацетатом. Фильтрат концентрировали на водяной бане, в которой поддерживалась температура 30°C, в течение около 10 минут с применением роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из гексана/этилацетата (1/3)) с получением бисакриламида (SiBA), представленного следующей формулой (S1):

Пример синтеза 2

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешали в ней 5 г модифицированного аминогруппой силиконового масла (5,8 ммоль, с двойной концевой группой, наименование продукта: KF-8010, вес эквивалента реакционной группы 430 г/моль) производства Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 1,17 г (11,6 ммоль) триэтиламина и 60 мл этилацетата. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 1,05 г (11,6 ммоль) акрилоилхлорида и 60 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение 3 часов. Далее смесь перемешивали при температуре от 0°C до 5°C в течение 3 часов. Выпавший осадок удаляли фильтрованием с промывкой этилацетатом. Этилацетат отгоняли в роторном испарителе в течение 5 минут. К полученному смешанному раствору добавляли гексан и смесь отдельно промывали в совокупности шесть раз 100 мл чистой воды (2X), 100 мл водного раствора гидрокарбоната натрия (2X) и 100 мл насыщенного водного раствора хлорида натрия (2X) в указанном порядке. С помощью индикаторной бумаги удостоверились, что pH органического слоя, полученного путем раздельной промывки, был нейтральным, и органический слой перенесли в колбу Эрленмейера. Органический слой дегидратировали путем добавления к нему надлежащего количества безводного сульфата натрия, безводный сульфат натрия удаляли фильтрованием, а затем концентрировали органический слой на водяной бане, настроенной на температуру 30°C, в течение около 10 минут с использованием роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из гексана/этилацетата (1/1, 1/3)) с получением бисакриламида (SiBA 1000), представленного следующей формулой (S2):

В данном случае n в формуле (S2) представляет собой натуральное число, и средневесовая молекулярная масса соединения составляла около 1000.

Пример синтеза 3

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешивали в ней 2 г (27 ммоль) 1,3-пропандиамина производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 6,01 г (59,4 ммоль) триэтиламина и 30 мл этилацетата. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 5,38 г (59,4 ммоль) акрилоилхлорида и 30 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение 3 часов 30 минут. Реакцию отслеживали с помощью ГХ, приняв за начало отсчета момент прекращения капания. Пик 1,3-пропандиамина практически исчез через 3 часа после начала реакции, поэтому реакцию прервали. Путем фильтрования с применением воронки Kiriyama осадок удаляли во время промывки этилацетатом. К фильтрату добавляли 3,5-дибутил-4-гидрокситолуол и смесь концентрировали на водяной бане, в которой поддерживали температуру 30°C, в течение около 20 минут с применением роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из этанола/этилацетата (1/20, 1/10)) с получением бисакриламида (C3), представленного следующей формулой (L1) [Химическая формула 10]:

Пример синтеза 4

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешивали в ней 2 г (19,6 ммоль) 1,5-диаминопентана производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 4,35 г (43,0 ммоль) триэтиламина, 50 мл этилацетата и 10 мл IPA. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 3,89 г (43,0 ммоль) акрилоилхлорида и 40 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение 1 часа 20 минут. Реакцию отслеживали с помощью ГХ, приняв за начало отсчета время прекращения капания. Пик 1,5-диаминпентана почти исчез через 4 часа после начала реакции, поэтому реакцию прекратили. Путем фильтрования с применением воронки Kiriyama осадок удаляли во время промывки этилацетатом.

К фильтрату добавляли 3,5-дибутил-4-гидрокситолуол и смесь концентрировали на водяной бане, в которой поддерживали температуру 30°C, в течение около 20 минут с применением роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из этанола/этилацетата (1/20, 1/10)) с получением бисакриламида (C5), представленного следующей формулой (L2):

Пример синтеза 5

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешивали в ней 2 г (13,9 ммоль) N,N'-диметил-1,6-гександиамина производства Tokyo Chemical Industry, Ltd., 2,81 г (27,8 ммоль) триэтиламина и 30 мл этилацетата. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 2,52 г (27,8 ммоль) акрилоилхлорида и 50 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение 2 часов 30 минут. Реакцию отслеживали с помощью ГХ, приняв за начало отсчета время прекращения капания. Пик N,N'-диметил-1,6-гександиамина практически исчез через 4 часа после начала реакции, поэтому реакцию прервали. Путем фильтрования с применением воронки Kiriyama осадок удаляли во время промывки этилацетатом. К фильтрату добавляли 3,5-дибутил-4-гидрокситолуол и смесь концентрировали на водяной бане, в которой поддерживали температуру 30°C, в течение около 20 минут с применением роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из хлороформа/этилацетата (30/1, 20/1, 10/1,5/1)) с получением бисакриламида (Me-C6), представленного следующей формулой (M1):

[Химическая формула 12]

Пример синтеза 6

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешивали в ней 0,8 г (4,64 ммоль) N,N'-диметил-1,8-октандиамина производства Sigma-Aldrich Corporation, 1,01 г (10 ммоль) триэтиламина и 50 мл этилацетата. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 0,91 г (10 ммоль) акрилоилхлорида и 50 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение часа. Реакцию отслеживали с помощью ГХ, приняв за начало отсчета время прекращения капания. Исчезновение пика N,N'-диметил-1,8-октандиамина наблюдали через 0 часов после начала реакции, поэтому реакцию прервали. Путем фильтрования с применением воронки Kiriyama осадок удаляли во время промывки этилацетатом.

К фильтрату добавляли 3,5-дибутил-4-гидрокситолуол и смесь концентрировали на водяной бане, в которой поддерживали температуру 30°C, в течение около 10 минут с применением роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из этанола/этилацетата (1/20, 1/10)) с получением бисакриламида (Me-C8), представленного следующей формулой (M2):

[Химическая формула 13]

Пример синтеза 7

В трехгорлую колбу объемом 200 мл отвешивали и перемешивали в ней 1 г (5,67 ммоль) 1,8-бис(метиламино)-3,6-диоксаоктана производства Acros Organics, 1,15 г (11,34 ммоль) триэтиламина и 15 мл этилацетата. В капельную воронку отвешивали и перемешивали в ней 1,03 г (11,34 ммоль) акрилоилхлорида и 15 мл этилацетата. Колбу помещали на ледяную соляную баню и добавляли смесь по каплям при температуре от -5 до 0°C в течение часа. Реакцию отслеживали с помощью ГХ, приняв за начало отсчета время прекращения капания. Пик 1,8-бис(метиламино)-3,6-диоксаоктана практически исчез через час после начала реакции, поэтому реакцию прервали. Путем фильтрования с применением воронки Kiriyama осадок удаляли во время промывки этилацетатом. К фильтрату добавляли 3,5-дибутил-4-гидрокситолуол и смесь концентрировали на водяной бане, в которой поддерживали температуру 30°C, в течение около 10 минут с применением роторного испарителя. Полученный неочищенный продукт очищали с помощью силикагелевой колонки (растворитель колонки: смешанный растворитель (об./об.) из этанола/этилацетата (1/3, 1/5)) с получением бисакриламида (Me-3G), представленного следующей формулой (M3):

Пример 1

Бисакриламид SiBA (0,016 г, 2,0 весовой части), полученный в примере синтеза 1, монофункциональный линейный силиконовый акриламидный мономер, представленный следующей формулой (X1):

(0,462 г, 56,06 весовой части), DMA (0,208 г, 25,27 весовой части), несиликоновый акриламидный мономер, представленный следующей формулой (H1):

(0,058 г, 7 весовых частей), поливинилпирролидон (ПВП K90, 0,066 г, 8 весовых частей), УФ-поглотитель 2-(2'-гидрокси-5'-метакрилоилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол (0,018 г, 2,22 весовой части), трет-амиловый спирт (TAA, 0,681 г) и фотоинициатор Irgacure 819 (0,002 г, 0,25 весовой части) смешивали и перемешивали. Полученную смесь мономера дегазировали в аргоновой среде. В перчаточном боксе в азотной среде смесью мономера заполняют пустоту в форме для литья, выполненной из прозрачной смолы и имеющей форму линзы (сторона переднего изгиба: ZEONOR, сторона изгиба основания: полипропилен), и облучали лампой (Philips TL 03, 1,6 мВт/см², 15 минут), таким образом с помощью фотополимеризации получая линзу. Полученную линзу погружали в 70% (объемное соотношение) водный раствор 2-пропанола (IPA) при 23°C на 70 минут, чтобы таким образом извлечь линзу из формы для литья и удалить примеси, такие как остаточные мономеры. Линзу погружали в воду на 10 минут, а затем погружали в боратный буферный раствор (pH от 7,1 до 7,3) во флаконе объемом 5 мл, и флакон помещали в автоклав и кипятили при 120°C в течение 30 минут.

Светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца показаны в таблице 1. Полученные линзы имели хорошую растяжимость и низкий модуль упругости.

[Таблица 1]

Бисакриламид Светопрони-цаемость (%) Содержа-ние воды (%) Модуль упругости (МПа (фунтов на кв. дюйм)) Удлинение (%) Время нулевой нагрузки (с) Прозрачность Форма Весовые части Средневесовая молекулярная масса Пример 1 Формула (S1) 2,00 356 91,2 39,1 0,363 (92,3) 272,5 1,01 A A Пример 2 Формула (S1) 1,80 356 91,1 39,6 0,625 (90,7) 274,7 0,99 B B Пример 3 Формула (S1) 2,20 356 91,5 39,2 0,7536 (109,3) 253 1,01 A A Пример 4 Формула (S2) 3,50 1000 92,5 38,7 0,7315 (106,1) 292 0,88 A A Пример 5 Формула (S2) 2,50 1000 91,2 39,5 0,578 (83,9) 433,7 0,90 B A Пример 6 Формула (S2) 3,00 1000 92,3 38,5 0,652 (94,5) 312,4 0,91 B A Сравнитель-ный пример 1 Формула (L1) 1,10 182 91,4 38,5 0,8570 (124,3) 187,4 0,84 A A Сравнитель-ный пример 2 Формула (L1) 0,90 182 92,5 39,6 0,7040 (102,1) 267,7 0,85 A C Сравнитель-ный пример 3 Формула (L1) 1,00 182 92,2 39,5 0,7736 (112,2) 214,2 0,94 A B Сравнитель-ный пример 4 Формула (L2) 0,90 210 90,2 42,1 0,491 (71,2) 346 0,96 B C Сравнитель-ный пример 5 Формула (L2) 1,10 210 90,9 39,4 0,629 (91,2) 235,6 0,92 A B Сравнитель-ный пример 6 Формула (L2) 1,50 210 90,9 37,6 0,8749 (126,9) 191,3 0,89 A A Сравнитель-ный пример 7 Формула (M1) 0,90 252 91,5 38,5 0,633 (91,8) 275,8 1,07 B C Сравнитель-ный пример 8 Формула (M1) 1,10 252 91,6 37,9 0,8391 (121,7) 215,6 0,94 A B Сравнитель-ный пример 9 Формула (M1) 1,80 252 91,9 35,5 1,283 (186,1) 137,4 0,91 A A

Примеры 2 и 3

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Пример 4

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что SiBA 1000, полученный в примере синтеза 2, использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Примеры 5 и 6

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 4, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительный пример 1

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что C3, полученный в примере синтеза 3, использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительные примеры 2 и 3

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 1, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительный пример 4

Линзообразный образец получили проведением полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что C5, полученный в примере синтеза 4, использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительные примеры 5 и 6

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 4, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 1. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительный пример 7

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что Me-C6, полученный в примере синтеза 5, использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительные примеры 8 и 9

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 7, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 1.

Сравнительный пример 10

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что Me-C8, полученный в примере синтеза 6, использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

[Таблица 2]

Таблица 2

Бисакриламид Светопрони-цаемость (%) Содержа-ние воды (%) Модуль упругости (МПа (фунтов на кв. дюйм)) Удлинение (%) Время нулевой нагрузки (с) Прозрачность Форма Весовые части Средневесовая молекулярная масса Сравнитель-ный пример 11 Формула (M2) 1,00 280 92,3 39,7 0,653 (94,7) 241,8 0,89 A B Сравнитель-ный пример 12 Формула (M2) 1,10 280 91,5 39 0,6943 (100,7) 228,9 0,95 A B Сравнитель-ный пример 13 Формула (M2) 2,00 280 92,0 36,8 1,60 (232) 106,4 0,82 A A Сравнитель-ный пример 14 Формула (M3) 1,10 284 91,1 39,5 0,547 (79,4) 280,8 1,03 C C Сравнитель-ный пример 15 Формула (M3) 1,30 284 89,1 38,5 0,684 (99,2) 304 0,89 B C Сравнитель-ный пример 16 Формула (M3) 1,50 284 90,2 37,6 0,8081 (117,2) 277 0,95 B B Сравнитель-ный пример 17 Формула (Y1) 1,10 154 91,3 37,9 0,972 (141) 176,2 1,01 A A Сравнитель-ный пример 18 Формула (Y2) 0,80 224 91,5 39 0,625 (90,7) 322,7 0,95 B C Сравнитель-ный пример 19 Формула (Y2) 1,10 224 91,7 37,4 0,7977 (115,7) 225 0,93 A B Сравнитель-ный пример 20 Формула (Y3) 0,90 200 83,4 52,2 Нет данных Нет данных Нет данных D C Сравнитель-ный пример 21 Формула (Y3) 1,10 200 83,1 52,3 Нет данных Нет данных Нет данных D B Сравнитель-ный пример 22 Формула (Y3) 1,40 200 83,1 51,6 Нет данных Нет данных Нет данных D B

Сравнительные примеры 11-13

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 10, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

Сравнительный пример 14

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что Me-3G, полученный в примере синтеза 7, использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

Сравнительные примеры 15 и 16

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 14, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

Сравнительный пример 17

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что мономер, представленный следующей формулой (Y1):

использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

Сравнительный пример 18

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что мономер, представленный следующей формулой (Y2):

использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

Сравнительный пример 19

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 18, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 2. Внешний вид, светопроницаемость, содержание воды, модуль упругости, эластичность и время нулевой нагрузки полученного линзообразного образца были такими, как показано в таблице 2.

Сравнительный пример 20

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что мономер, представленный следующей формулой (Y3):

[Химическая формула 19]

использовали в качестве бисакриламидного мономера вместо SiBA, полученного в примере синтеза 1, и композицию изменили так, как показано в таблице 2. Физические свойства полученного образца показаны в таблице 2.

Сравнительные примеры 21 и 22

Линзообразный образец получали путем проведения полимеризации тем же способом, что и в сравнительном примере 20, за исключением того, что композицию изменили так, как показано в таблице 2. Физические свойства полученного образца показаны в таблице 2.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к силикон-гидрогелю, и силикон-гидрогель особенно подходит для использования в контактных линзах, интраокулярных линзах, искусственных роговицах и т. п.

Изобретение относится к силиконовым акриламидным сополимерам, применимым в медицинских устройствах. Предложен сополимер для использования в офтальмологических линзах, образованный из реакционноспособной смеси, содержащей радикально полимеризуемые компоненты и включающей (A) многофункциональный (мет)акриламидный мономер, имеющий, по меньшей мере, одну силоксановую связь и, по меньшей мере, две (мет)акриламидные группы внутри молекулы, (B) монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер и (С) немсиликоновый гидрофильный мономер в качестве компонента сополимеризации. Предложены также материал для офтальмологических линз, офтальмологическая линза и контактная линзы, выполненные из предложенного сополимера. Технический результат – предложенный сополимер имеет высокое содержание акриламидного мономера, обладает прозрачностью и низким модулем упругости одновременно. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 табл., 22 пр.

1. Сополимер для использования в офтальмологических линзах, образованный из реакционной смеси, содержащей радикально полимеризуемые компоненты и включающей:

(A) многофункциональный (мет)акриламидный мономер, имеющий формулу (а1):

где R¹ независимо выбирают из водорода и метила;

R² независимо выбирают из водорода или алкила, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арила, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода;

каждый из R³-R⁶ представляет собой алкил, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арил, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода;

X¹ независимо выбирают из замещенной или незамещенной двухвалентных органических групп, имеющих 1-20 атомов углерода; и

a представляет собой целое число от 1 до 15,

(В) многофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер формулы (а2):

,

где R⁷ выбирают из водорода и метила;

R⁸ представляет собой водород, алкил, который может быть замещен гидрокси-группой и имеет 1-20 атомов углерода, или арил, который может быть замещен гидрокси-группой и имеет 6-20 атомов углерода;

каждый из R⁹-R¹⁴ представляет собой алкил, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арил, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода;

X² представляет собой C₁-C₂₀ алкиленовую группу, которая может быть замещена гидрокси-группой;

n равно от 1 до 1000;

R¹⁵ представляет собой алкил, который может быть замещен и имеет 1-20 атомов углерода, или арил, который может быть замещен и имеет 6-20 атомов углерода;

при условии, что любой из R⁸ и X² имеет, по меньшей мере, одну гидрокси-группу, и

(С) несиликоновый гидрофильный мономер в качестве компонента сополимеризации.

2. Сополимер по п. 1, в котором средневесовая молекулярная масса многофункционального (мет)акриламидного мономера составляет 1500 или менее.

3. Сополимер по любому из пп. 1 и 2, в котором монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер имеет, по меньшей мере, одну гидрокси-группу.

4. Сополимер по п. 1, в котором R⁷ в общей формуле (a2) представляет собой водород.

5. Сополимер по п. 1 или 4, в котором R⁸ в общей формуле (a2) представляет собой водород или алкил, который замещен гидрокси-группой и имеет 1-20 атомов углерода.

6. Сополимер по любому из пп. 1, 4, 5, в котором X² в общей формуле (a2) представляет собой пропилен или структуру, представленную следующей формулой (b):

-CH₂CH(OH)CH₂OCH₂CH₂CH₂- (b).

7. Сополимер по любому из пп. 1, 4-6, в котором R⁸ в общей формуле (a2) представляет собой 2,3-дигидроксипропил.

8. Сополимер по любому из пп. 1, 4-7, в котором, по меньшей мере, один из R⁹-R¹⁴ в общей формуле (a2) представляет собой метил.

9. Сополимер по любому из пп. 1, 4-8, в котором R¹⁵ в общей формуле (a2) представляет собой метил или н-бутил.

10. Сополимер по любому из пп. 1, 4-9, в котором n в общей формуле (a2) представляет собой целое число от 1 до 6 и не имеет распределения.

11. Сополимер по п. 1, в котором несиликоновый гидрофильный мономер выбирают из группы, состоящей из N,N-диметилакриламида (DMA), N-винилпирролидона (NVP), 2-гидроксиэтилакрилата, глицеринметакрилата, 2-гидроксиэтилметакриламида, полиэтиленгликольмонометакрилата, метакриловой кислоты, акриловой кислоты, N-винил-N-метилацетамида, N-винил-N-этилацетамида, N-винил-N-этилформамида, N-винилформамида, N-2-гидроксиэтилвинилкарбамата, сложного N-винилового эфира N-карбокси-β-аланина, реакционноспособного полиэтиленполиола, гидрофильного винилкарбоната, винилкарбаматного мономера, гидрофильного оксазолонового мономера, гидрофильного оксазолинового мономера и их комбинации.

12. Сополимер по любому из пп. 1-11, в котором масса (мет)акриламидного мономерного компонента составляет 90% мас. или более в расчете на массу всех мономерных компонентов.

13. Сополимер по любому из пп. 1-12, в котором многофункциональный (мет)акриламидный мономер присутствует в количестве от около 0,1 весовой части до около 20 весовых частей.

14. Сополимер по любому из пп. 1-13, в котором монофункциональный линейный силиконовый (мет)акриламидный мономер присутствует в количестве от около 30 весовых частей до около 98 весовых частей.

15. Материал для офтельмологических линз, выполненный из сополимера по любому из пп. 1-14.

16. Материал для офтальмологических линз по п. 15, представляющий собой любой материал, который выбирают для контактных линз.

17. Офтальмологическая линза, выполненная из сополимера по любому из пп. 1-14.

18. Контактная линза, выполненная из сополимера по любому из пп. 1-14.

19. Сополимер по любому из пп.1-14, имеющий модуль упругости менее чем приблизительно 0,7 МПа (100 фунтов на кв. дюйм).

20. Сополимер по пп. 1-14 или 19, имеющий содержание воды от около 20 до около 75%.

21. Сополимер по пп. 1-14, 19 или 20, в котором реакционная смесь дополнительно содержит, по меньшей мере, один реакционноспособный или нереакционноспособный смачивающий агент.

22. Сополимер по п. 20 или 21, в котором реакционная смесь содержит от около 1 до около 30 мас.% смачивающего агента в расчете на общее количество реакционноспособных компонентов.

23. Сополимер по п. 21, в котором смачивающий агент выбирают из группы, состоящей из поли-N-винилпирролидона, поли-N-винил-2-пиперидона, поли-N-винил-2-капролактама, поли-N-винил-3-метил-2-капролактама, поли-N-винил-3-метил-2-пиперидона, поли-N-винил-4-метил-2-пиперидона, поли-N-винил-4-метил-2-капролактама, поли-N-винил-3-этил-2-пирролидона, поли-N-винил-4,5-диметил-2-пирролидона, поливинилимидазола, поли-N-винилформамида, поли-N-винил(метил)ацетамида, поли-N-метил-N-винил(метил)ацетамида, поли-N-винил-N-(метил)пропионамида, поли-N-винил-N-метил-2-(метил)пропионамида, поли-N-винил-2-(метил)пропионамида, поли-N-винил-N,N'-диметилмочевины, поли-N,N-диметилакриламида, поли-N,N-диэтилакриламида, поли-N-изопропилакриламида, поливинилового спирта, полиакрилата, полиэтиленоксида, поли-2-этилоксазолина, гепарина, полисахарида, полиакрилоилморфолина и их смесей и сополимеров.

24. Сополимер по любому из пп. 21-23, в котором смачивающий агент выбирают из группы, состоящей из поливинилпирролидона, поли-N,N-диметилакриламида, полиакриловой кислоты, поливинилового спирта, поли-N-метил-N-винил(метил)ацетамида и их сополимеров и смесей.

25. Сополимер по любому из пп. 21-24, в котором смачивающий агент выбирают из группы, состоящей из поливинилпирролидона и поли-N,N-диметилакриламида.

26. Сополимер по любому из пп. 21-25, в котором реакционная смесь содержит от около 3 до около 20 мас.% смачивающего агента в расчете на общее количество реакционноспособных компонентов.