СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США № 15/203,414, поданной 6 июля 2016 г., которая является частичным продолжением заявки на патент США № 13/430,891, поданной 27 марта 2012 г.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к контактным линзам, имеющим повышенную жесткость в центральной оптической зоне по сравнению с периферической зоной, в частности к мягким контактным линзам, имеющим включение гидрогелевого материала с более высоким модулем упругости в центральной оптической зоне по сравнению с периферической зоной, которые используются для коррекции астигматических аномалий рефракции, а также возможных аберраций высшего порядка, вызванных геометрией роговицы. Гидрогелевый материал с более высоким модулем упругости создает более жесткую центральную оптическую зону по сравнению с периферической зоной контактной линзы.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Миопия, или близорукость, представляет собой оптический или рефракционный дефект глаза, при котором лучи света от изображения фокусируются в точке, не достигая сетчатки. По существу, миопия развивается из-за того, что глазное яблоко имеет слишком удлиненную форму или форма или контур роговицы слишком скошен. Для коррекции миопии можно использовать минусовую сферическую линзу. Гиперметропия, или дальнозоркость, представляет собой оптический или рефракционный дефект глаза, при котором лучи света от изображения фокусируются в точке позади сетчатки. По существу, гиперметропия развивается из-за того, что глазное яблоко слишком короткое или форма или контур роговицы слишком плоский. Для коррекции гиперметропии можно использовать плюсовую сферическую линзу. Астигматизм представляет собой оптический или рефракционный дефект глаза, при котором зрение субъекта размыто вследствие неспособности глаза фокусировать точечный объект в сфокусированное изображение на сетчатке. В отличие от миопии и/или гиперметропии астигматизм не связан с размерами глазного яблока или степенью выпуклости роговицы, а вызван ротационной асимметрией роговицы или неправильным или смещенным положением хрусталика. В подавляющем большинстве случаев астигматизм вызван ротационной асимметрией кривизны роговицы. Правильная роговица является ротационно симметричной, тогда как у большинства субъектов с астигматизмом роговица не является ротационно симметричной. Иными словами, роговица фактически более изогнута или скошена в том или ином направлении, что таким образом вызывает «растянутость» изображения и не дает ему сфокусироваться в одной точке. Для коррекции астигматизма чаще могут применять не сферическую, а цилиндрическую линзу или торическую контактную линзу.

Астигматизм роговицы может быть исправлен с использованием твердой или жесткой газопроницаемой контактной линзы. В этом случае между задней стенкой жесткой контактной линзы и роговицей может образовываться жидкостная или слезная линза. Эта жидкостная или слезная линза повторяет или принимает форму задней поверхности контактной линзы. Так как показатель преломления жидкостной или слезной линзы и роговицы практически одинаков, тороидальная форма роговицы оптически нейтрализуется или уменьшается. В таких случаях нет необходимости в использовании торической линзы. Однако твердые газопроницаемые контактные линзы и жесткие контактные линзы по существу менее удобны, чем мягкие или гидрогелевые контактные линзы. Так как мягкие или гидрогелевые контактные линзы охватывают поверхность роговицы, жидкостная линза обычно не образуется, а слезная жидкость скорее напоминает тонкую пленку. В этом случае необходима линза тороидальной формы.

Торическая линза представляет собой оптический элемент, имеющий две разные оптические силы в двух взаимно перпендикулярных ориентациях. По существу торическая линза обладает двумя оптическими силами, объединенными в одной линзе: сферической силой для коррекции миопии или гиперметропии и цилиндрической силой для коррекции астигматизма. Эти оптические силы создаются разными участками кривизны, направленными под разными углами, которые предпочтительно удерживаются в соответствующем положении относительно глаза. Торические линзы можно использовать в очках, интраокулярных линзах и контактных линзах. Торические линзы, используемые в очках и интраокулярных линзах, остаются в фиксированном положении относительно глаза и таким образом всегда обеспечивают оптимальную коррекцию зрения. Однако торические контактные линзы имеют склонность вращаться на глазу, что приводит к временной недостаточно оптимальной коррекции зрения. Соответственно, используемые в настоящее время торические контактные линзы также включают в себя механизм для сохранения относительной стабильности контактной линзы на глазу, когда пользователь моргает или оглядывается. Многие другие аберрации высшего порядка, большинство из которых неротационно симметричны, тоже требуют стабильности положения для обеспечения оптимальной коррекции зрения.

В момент установки торической контактной линзы на глаз она должна автоматически занимать положение или автопозиционироваться, а затем сохранять это положение в течение долгого времени. Однако как только торическая контактная линза была установлена, она начинает вращаться на глазу из-за влияния принудительного перемещения, которое оказывают на контактную линзу веки во время моргания и движения века и слезной жидкости. Сохранения положения торической контактной линзы на глазу по существу достигают за счет изменения механических характеристик торической контактной линзы. Например, используют такие способы, как призматическая стабилизация, включая децентрирование передней поверхности контактной линзы относительно задней поверхности, утолщение нижней периферической зоны контактной линзы, формирование впадин или подъемов на поверхности контактной линзы и усечение кромки контактной линзы.

Каждый из более традиционных способов стабилизации имеет присущие ему преимущества и недостатки. Главным недостатком этих типов конфигураций является то, что они основываются на взаимодействии век и контактной линзы различной толщины для установки контактной линзы в правильное положение на глазу пользователя. Особенно остро эта проблема выражена у плюсовых торических линз, применяемых при гиперметропии.

Также описаны маскирующие астигматизм линзы, в которых линза образует выпуклость над роговицей, таким образом создавая пространство между поверхностью роговицы и линзой. Слезная пленка заполняет это пространство и маскирует астигматические свойства роговицы. Известные в настоящее время маскирующие линзы с достаточной жесткостью в центральной части оказываются либо нежелательно толстыми, либо несовместимыми с гидрогелевыми материалами, используемыми в периферической части линзы.

В US4166255 описана гибридная контактная линза на основе традиционных гидрогелей с жесткой центральной оптической частью, окруженной или встроенной в относительно мягкий прозрачный пластиковый компонент с гибкой периферической частью.

В US4701288 описан способ изготовления гибридной контактной линзы с использованием последовательной ультрафиолетовой фотополимеризации с разными реакционными смесями в матрице для получения композитного изделия, из которого затем можно вытачивать контактную линзу.

В US5923397 описана двухмодульная контактная линза, содержащая жесткое газопроницаемое полимерное ядро и более мягкую краевую секцию, закрепленную кольцевым образом вокруг секции ядра.

В US6579918 описан способ изготовления композитной контактной линзы, в котором один оптический компонент отливается вокруг второго оптического компонента, таким образом герметизируя второй оптический компонент.

В US8662663 описана гибридная мягкая контактная линза, включающая в себя центральную часть с модулем Юнга от 435 фунтов на кв. дюйм до 14503 фунтов на кв. дюйм (1 фунт на кв. дюйм равен 6894,75729 Па) и периферическую часть с модулем Юнга от 29 фунтов на кв. дюйм до 435 фунтов на кв. дюйм.

Однако известные в настоящее время маскирующие линзы с достаточной жесткостью в центральной части оказываются либо нежелательно толстыми, либо несовместимыми с гидрогелевыми материалами, используемыми в периферической части линзы.

Соответственно, является преимущественной разработка контактных линз, которые в меньшей степени зависят от конкретного положения на поверхности глаза и поэтому в меньшей степени или совсем не требуют средств стабилизации, включая торические контактные линзы для коррекции астигматизма и других возможных аберраций высшего порядка, вызванных геометрией роговицы.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы мягкая контактная линза могла образовывать выпуклость над поверхностью роговицы, центральная часть линзы должна быть достаточно жесткой, чтобы поддерживать необходимую для такой выпуклости форму, при этом не создавая дискомфорта для пациента. Настоящее изобретение относится к силиконовым гидрогелям, имеющим достаточную жесткость для образования выпуклости при относительно высоком содержании воды, для формирования в сочетании с другими силиконовыми гидрогелями удобных при ношении композитных мягких контактных линз.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения предложены композитные контактные линзы, имеющие центральную область и периферическую область, причем центральную область формируют из силиконовых гидрогелей, образованных из реакционных смесей, содержащих по меньшей мере один N-алкилметакриламид, по меньшей мере один силиконсодержащий компонент и по меньшей мере один сшивающий агент, а также необязательные компоненты, включая по меньшей мере один гидрофильный мономер и по меньшей мере один смачивающий агент. Эти силиконовые гидрогели имеют содержание воды от около 10 весовых процентов до около 40 весовых процентов и модули упругости от около 15000 фунтов на кв. дюйм до около 75000 фунтов на кв. дюйм. В периферических областях можно использовать составы силиконовых гидрогелей, имеющие содержание воды от около 10 весовых процентов до около 40 весовых процентов и модули упругости от около 20 до около 500 фунтов на кв. дюйм, от около 50 до около 200 фунтов на кв. дюйм или от около 50 до около 150 фунтов на кв. дюйм. Первый, второй или оба силиконовых гидрогеля могут дополнительно содержать по меньшей мере один внутренний смачивающий агент и по меньшей мере один или более гидрофильный компонент.

В другом варианте осуществления описан способ изготовления таких композитных контактных линз, включающий этапы, на которых (a) наносят первый состав силиконового гидрогеля по п. 1 на первую матрицу, (b) частично полимеризуют первый состав силиконового гидрогеля до состояния геля, (c) наносят второй состав силиконового гидрогеля на первую матрицу, (d) дают время для впитывания второго состава силиконового гидрогеля в гель, (e) помещают вторую матрицу поверх первой матрицы и (f) полностью полимеризуют комбинацию для формирования композитной контактной линзы.

Настоящее изобретение также относится к контактной линзе. Контактная линза содержит оптическую зону, сформированную из материала, имеющего содержание воды от около 10 весовых процентов до около 40 весовых процентов и модуль Юнга от около 10 000 фунтов на кв. дюйм до около 200 000 фунтов на кв. дюйм, и периферическую зону, сформированную из материала, имеющего содержание воды от около 10 весовых процентов до около 40 весовых процентов и модуль Юнга от около 20 до около 500 фунтов на кв. дюйм, менее 200 фунтов на кв. дюйм или менее 150 фунтов на кв. дюйм.

Способ изготовления офтальмологического устройства, содержащий этапы, на которых:

наносят первую реакционную смесь, содержащую по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, на центральную часть матрицы передней криволинейной поверхности контактной линзы;

наносят на матрицу передней криволинейной поверхности контактной линзы поверх первого материала второй материал, имеющий в полимеризованном состоянии модуль Юнга менее 200 фунтов на кв. дюйм, и при этом первый материал имеет в полимеризованном состоянии модуль Юнга более около 1000, и при этом указанные первая и вторая реакционные смеси являются по существу несмешивающимися в период от нанесения до полимеризации;

помещают матрицу задней криволинейной поверхности контактной линзы на второй материал; и полимеризуют указанные реакционные смеси.

Настоящее изобретение также относится к контактной линзе, содержащей оптическую зону, сформированную из первого материала, имеющего первый модуль Юнга от около 1000 фунтов на кв. дюйм до около 200 000 фунтов на кв. дюйм, причем указанный первый материал формируют из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент; и периферическую зону, сформированную из материала, имеющего второй модуль Юнга менее около 200 фунтов на кв. дюйм или около 150 фунтов на кв. дюйм).

Настоящее изобретение также относится к контактной линзе, содержащей оптическую зону, имеющую первую жесткость, причем указанную оптическую зону формируют из первого материала, имеющего первый модуль Юнга от около 1000 фунтов на кв. дюйм до около 200 000 фунтов на кв. дюйм, причем указанный первый материал формируют из первой реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент; и периферическую зону, имеющую вторую жесткость и сформированную из материала, имеющего второй модуль Юнга менее около 200 фунтов на кв. дюйм или около 150 фунтов на кв. дюйм, причем первая жесткость превышает вторую жесткость.

В настоящем описании термин «жесткость» следует понимать как функцию модуля Юнга материала, толщины материала, формы материала и любого напряжения или натяжения, предусмотренного в данном материале. Соответственно, при заданной форме и заданной толщине материал с более высоким модулем Юнга будет более жестким, чем материал с более низким модулем Юнга.

Настоящее изобретение относится к контактной линзе, имеющей повышенную жесткость в оптической зоне. Этой повышенной жесткости оптической зоны можно достичь несколькими путями, включая использование реакционной смеси, обеспечивающей в полимеризованном состоянии более высокий модуль Юнга, чем основной материал, формирующий оптическую зону контактной линзы, использование соответствующих добавок для повышения модуля Юнга в оптической зоне, путем изготовления контактной линзы по особой технологии, такой как изменение интенсивности полимеризующего света, проходящего по линзе, таким образом создавая центральную зону линзы с повышенной жесткостью, или путем предварительного напряжения контактной линзы для создания сопротивления деформации при помещении ее на поверхность глаза. За счет большей жесткости оптическая зона образует выпуклость или не прилегает к зоне астигматизма роговицы, в то время как остальная часть контактной линзы прилегает к ней. Благодаря такой выпуклости или неполному прилеганию между роговицей и оптической зоной образуется слезная или жидкостная линза. Эта слезная или жидкостная линза повторяет форму задней поверхности контактной линзы, которая ротационно симметрична или имеет цилиндрическую корректировку меньшую, чем астигматизм роговицы. Поскольку слезная жидкость по существу имеет тот же показатель преломления, что и роговица, жидкостная линза и контактная линза образуют в сочетании оптическую поверхность или элемент, который корректирует полностью или частично недостаток зрения или аномалию рефракции, вызванную геометрией роговицы. Иными словами, поскольку показатель преломления жидкостной или слезной линзы примерно такой же, как и у роговицы, тороидальность роговицы оптически нейтрализуется или снижается в сочетании с оптикой контактной линзы.

Контактная линза настоящего изобретения может быть изготовлена с использованием любого подходящего способа без существенного увеличения расходов или сложности. Эта конфигурация может быть применена для любого количества или типа мягких контактных линз.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеупомянутые и прочие признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятны из последующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, показанного на прилагаемых чертежах.

На Фиг. 1a и 1b схематически представлены этапы изготовления контактной линзы в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг. 2 представлена оптическая когерентная томография (ОКТ) контактной линзы в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В том, что касается терминов, используемых в настоящем описании, предоставлены следующие определения. Определения для полимеров согласуются с описанными в справочнике «Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature, IUPAC Recommendations 2008» под редакцией: Richard G. Jones, Jaroslav Kahovec, Robert Stepto, Edward S. Wilks, Michael Hess, Tatsuki Kitayama и W. Val Metanomski.

Используемый в настоящем документе термин «около» означает диапазон +/-5% числа, к которому применяется. Например, фраза «около 10» будет включать как 9,5, так и 10,5.

Термин «(мет)» означает возможное наличие необязательного метильного заместителя. Таким образом, термин «(мет)акрилат» указывает на радикалы как метакрилата, так и акрилата.

Следует учитывать, что везде, где даны химические структуры, варианты, представленные как заместители в структуре, могут сочетаться в любой комбинации. Таким образом, если структура содержит заместители R* и R**, каждый из которых имеет три списка потенциальных групп, возможны 9 комбинаций. То же самое относится и к комбинации свойств.

При использовании нижнего индекса, такого как «n» в стандартной формуле [***]_n, для указания количества повторяющихся звеньев в химической формуле полимера, такую формулу следует понимать как представляющую среднечисловой молекулярный вес макромолекулы.

«Макромолекула» представляет собой органическое соединение, имеющее молекулярный вес более 1500, которое может быть реакционноспособным или нереакционноспособным.

«Полимер» представляет собой макромолекулу из повторяющихся химических звеньев, связанных друг с другом в цепную или сетевую структуру, и состоит из повторяющихся звеньев, являющихся производными мономеров и макромеров, входящих в состав реакционной смеси.

«Гомополимер» представляет собой полимер, состоящий из мономеров или макромеров одного типа; «сополимер» представляет собой полимер, состоящий из мономеров, макромеров или их комбинаций двух или более типов; «терполимер» представляет собой полимер, состоящий из мономеров, макромеров или их комбинаций трех типов. «Блок-сополимер» состоит из различных по своему составу блоков или участков. Диблок-сополимеры имеют блоки двух типов. Триблок-сополимеры имеют блоки трех типов. «Гребенчатые сополимеры» или «привитые сополимеры» состоят из по меньшей мере одного типа макромеров.

«Повторяющееся звено», или «повторяющееся химическое звено», представляет собой наименьшую повторяющуюся группу атомов в полимере, которая возникает в результате полимеризации мономеров и макромеров.

«Биомедицинское устройство» представляет собой любое изделие, выполненное с возможностью использования при нахождении либо в, либо на поверхности тканей или текучих сред млекопитающих и предпочтительно в или на поверхности ткани или текучих сред человека. Примеры таких устройств включают в себя, без ограничений, раневые повязки, биоклеи, тканевые наполнители, системы доставки лекарственных средств, покрытия, противоспаечные барьеры, катетеры, имплантаты, стенты, шовные нити и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы и контактные линзы. Биомедицинские устройства представляют собой офтальмологические устройства, такие как контактные линзы, включая контактные линзы, изготовленные из силиконового гидрогеля.

Термин «Субъект» включает в себя человека или иное позвоночное.

Термин «поверхность глаза» включает в себя поверхностный и железистый эпителий роговицы, конъюнктивы, слезных желез, добавочных слезных желез, носослезного канала и мейбомиевых желез и их апикальные и базальные матрицы, точки и смежные или связанные структуры, в том числе веки, связанные как функциональная система непрерывностью эпителия, иннервацией и эндокринной и иммунной системами.

Термин «Офтальмологическое устройство» относится к любому устройству, которое размещается в или на глазу или любой части глаза, включая поверхность глаза. Подобные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, косметическое улучшение, улучшение зрения, терапевтический эффект (например, в качестве повязки) или доставку активных компонентов, таких как фармацевтические и нутрицевтические компоненты, или любую комбинацию вышеупомянутого. Примеры офтальмологических устройств включают в себя, без ограничений, линзы и оптические и глазные вставки, включая, без ограничений, обтураторы слезных точек и т. п. Термин «линза» включает в себя мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, гибридные контактные линзы, интраокулярные линзы и маскирующие линзы. Офтальмологическое устройство может содержать контактную линзу.

Термин «контактная линза» относится к структуре или офтальмологическому устройству, которое можно поместить на роговицу глаза субъекта. Контактная линза может обеспечивать корректирующий, косметический, терапевтический эффект, включая заживление ран, доставку лекарственных средств или нутрицевтиков, диагностическую оценку или контроль, или блокирование УФ и видимого света, или сокращение влияния слепящего света, или комбинацию вышеперечисленного. Контактная линза может быть изготовлена из любого соответствующего материала известного в данной области и может представлять собой мягкую линзу, жесткую линзу или гибридную линзу, содержащую по меньшей мере две различные части с разными свойствами, такими как модуль упругости, содержание воды, светопоглощающие свойства или их комбинации.

Биомедицинские устройства, офтальмологические устройства и линзы настоящего изобретения могут быть выполнены из силиконовых гидрогелей. Такие силиконовые гидрогели обычно содержат силиконовый компонент и/или гидрофобные и гидрофильные мономеры, которые ковалентно связаны друг с другом в полимеризованном устройстве.

Термин «контактная линза из силиконового гидрогеля» относится к контактной линзе, содержащей по меньшей мере один силиконовый гидрогелевый материал. Контактные линзы из силиконового гидрогеля по существу имеют повышенную кислородную проницаемость по сравнению с традиционными гидрогелями. Для доставки кислорода к глазу контактные линзы из силиконового гидрогеля используют как свою водную, так и полимерную составляющие.

«Полимерная сетка» представляет собой поперечно-сшитую макромолекулу, которая может разбухать, но не может раствориться в растворителях, поскольку полимерная сетка по существу является единой макромолекулой. Термин «гидрогель» или «гидрогелевый материал» относится к полимерной сетки, которая в равновесном состоянии содержит воду. Гидрогели в общем содержат по меньшей мере около 10% масс. воды.

Термин «традиционные гидрогели» относится к полимерным сетям, полученным из мономеров, не содержащих силоксильных, силоксановых или карбосилоксановых групп. Традиционные гидрогели получают из мономерных смесей, преимущественно содержащих гидрофильные мономеры, такие как 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), N-винилпирролидон (NVP), N, N-диметилакриламид (DMA) или винилацетат. В патентах США № 4,436,887, 4,495,313, 4,889,664, 5,006,622, 5,039459, 5,236,969, 5,270,418, 5,298,533, 5,824,719, 6,420,453, 6,423,761, 6,767,979, 7,934,830, 8,138,290 и 8,389,597 описаны формации традиционных гидрогелей. Коммерчески доступные гидрогелевые составы включают в себя, без ограничений, этафилкон, полимакон, вифилкон, генфилкон, ленефилкон, хилафилкон, несофилкон и омафилкон, включая все их варианты.

Термин «силиконовый гидрогель» относится к гидрогелю, получаемому сополимеризацией по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента с по меньшей мере одним гидрофильным компонентом. Гидрофильные компоненты могут также включать в себя нереакционноспособные полимеры. Каждый из силиконсодержащих компонентов и гидрофильных компонентов может представлять собой мономер, макромер или их комбинацию. Силиконсодержащий компонент содержит по меньшей мере одну силоксановую или карбосилоксановую группу. Примеры коммерчески доступных силиконовых гидрогелей включают в себя балафилкон, аквафилкон, лотрафилкон, комфилкон, делефилкон, энфилкон, фанфилкон, формофилкон, галифилкон, сенофилкон, нарафилкон, фалкон II, асмофилкон A, самфилкон, риофилкон, стенфиклон, сомофилкон, а также силиконовые гидрогели, полученные согласно патентам США № 4,659,782, 4,659,783, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,998,498, 6,087,415, 5,760,100, 5,776,999, 5,789,461, 5,849,811, 5,965,631, 6,367,929, 6,822,016, 6,867,245, 6,943,203, 7,247,692, 7,249,848, 7,553,880, 7,666,921, 7,786,185, 7,956,131, 8,022,158, 8,273,802, 8,399,538, 8,470,906, 8,450,387, 8,487,058, 8,507,577, 8,637,621, 8,703,891, 8,937,110, 8,937,111, 8,940,812, 9,056,878, 9,057,821, 9,125,808, 9,140,825, 9156,934, 9,170,349, 9,244,196, 9,244,197, 9,260,544, 9,297,928, 9,297,929, а также WO 03/22321, WO 2008/061992 и US 2010/048847. Эти патенты, также как и все другие патенты, описанные в этом пункте, включены в настоящий документ в полном объеме путем ссылки.

Термин «силиконсодержащий компонент» относится к мономеру, макромеру, преполимеру, сшивающему агенту, инициатору, добавке или полимеру, который содержит по меньшей мере одну кремниевокислородную связь в форме силоксановой группы [-Si-O-Si] или карбосилоксановой группы. Примеры силиконсодержащих компонентов включают в себя, без ограничений, силиконовые макромеры, преполимеры и мономеры. Примеры силиконовых макромеров включают в себя, без ограничений, полидиметилсилоксанметакрилат с гидрофильными боковыми группами. Примеры силиконсодержащих компонентов, применяемых в настоящем изобретении, можно найти в патентах США № 3,808,178, 4,120,570, 4,136,250, 4,153,641, 4,740,533, 5,034,461, 5,962,548, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,760,100, 5,849,811, 5,962,548, 5,965,631, 5,998,498, 6,367,929, 6,822,016, 5,070,215, US,8662,663, 7,994,356, 8,772,422, 8,772,367, EP080539 и WO2014/123959.

Термины «реакционная смесь» и «реакционная мономерная смесь» относятся к смеси компонентов (как реакционноспособных, так и нереакционноспособных), которые смешивают друг с другом, и которые в условиях полимеризации образуют силиконовые гидрогели и контактные линзы настоящего изобретения. Реакционная смесь содержит реакционноспособные компоненты, такие как мономеры, макромеры, преполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, разбавители, а также дополнительные компоненты, такие как смачивающие агенты, разделительные агенты, красители, светопоглощающие соединения, такие как УФ-поглотители, пигменты, красители и фотохромные соединения, любой из которых может быть реакционноспособным или нереакционноспособным, но при этом способен удерживаться в пределах получаемого биомедицинского устройства. Смесь также содержит активные компоненты, такие как фармацевтические и нутрицевтические композиции и любые разбавители. Следует понимать, что на основании типа изготавливаемого биомедицинского устройства и его планируемого назначения может быть использован широкий диапазон добавок. Концентрации компонентов реакционной смеси приведены в% масс. от содержания всех компонентов в реакционной смеси, за исключением разбавителя. При использовании разбавителей их концентрации приведены в% масс. от содержания всех компонентов реакционной смеси и разбавителя.

«Мономеры» представляют собой молекулы, имеющие неповторяющиеся функциональные группы, которые способны участвовать в процессах полимеризации с ростом цепи, и, в частности, в процессах свободнорадикальной полимеризации. Некоторые мономеры содержат двухфункциональные примеси, которые могут играть роль сшивающих агентов. «Макромеры» представляют собой линейные или разветвленные полимеры с повторяющейся структурой и по меньшей мере одной реакционноспособной группой, которая способна участвовать в процессах полимеризации с ростом цепи. К макромерам относятся полидиметилсилоксан с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами (молекулярный вес=500-1500 г/моль) (mPDMS) и полидиметилсилоксан с моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной и моно-н-бутильной концевыми группами (молекулярный вес=500-1500 г/моль) (OH-mPDMS).

«Реакционноспособные компоненты» представляют собой те компоненты в реакционной смеси, которые становятся частью структуры полимерной сетки полученного силиконового гидрогеля за счет образования ковалентных связей, водородных связей или формирования взаимопроникающей сетки. Растворители и технологические вещества, которые не становятся частью структуры полимера, не являются реакционноспособными компонентами. Как правило, химическая структура макромера отличается от химической структуры целевой макромолекулы, то есть повторяющееся звено боковой группы макромера отличается от повторяющегося звена целевой макромолекулы или ее главной цепи.

Термин «полимеризуемый» означает, что соединение содержит по меньшей мере одну реакционноспособную группу, которая способна участвовать в процессах полимеризации с ростом цепи, таких как процессы свободнорадикальной полимеризации. Примеры реакционноспособных групп включают в себя перечисленные ниже моновалентные реакционноспособные группы. Термин «неполимеризуемый» означает, что соединение не содержит ни одной такой полимеризуемой группы.

«Моновалентные реакционноспособные группы» представляют собой группы, которые могут участвовать в полимеризации с ростом цепи, такой как свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры способных к свободнорадикальной полимеризации реакционноспособных групп включают в себя (мет)акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, (мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие винильные группы. В одном варианте осуществления способные к свободнорадикальной полимеризации реакционноспособные группы содержат (мет)акрилатную, (мет)акриламидную, N-виниллактамовую, N-виниламидную и стирильную функциональные группы или (мет)акрилаты, (мет)акриламиды, а также смеси любых из вышеупомянутых групп.

Примеры вышеупомянутых групп включают в себя замещенные или незамещенные C_1-6 алкил(мет)акрилаты, C_1-6алкил(мет)акриламиды, C_2-12алкенилы, C_2-12алкенилфенилы, C_2-12алкенилнафтилы, C_2-6алкенилфенил-C_1-6алкилы, в которых приемлемые заместители в указанных C_1-6 алкилах включают в себя простые эфиры, гидроксилы, карбоксилы, галогены и их комбинации.

Могут быть использованы и другие типы полимеризации, такие как живая свободнорадикальная полимеризация и ионная полимеризация. Формирующие устройство мономеры могут образовывать гидрогелевые сополимеры. Гидрогели в составе реакционной смеси, как правило, включают в себя по меньшей мере один гидрофильный мономер.

Гидрофильными являются те компоненты, которые в концентрации 10% масс. при смешивании с деионизированной водой при температуре 25 ˚C образуют одну прозрачную фазу.

«Взаимопроникающие полимерные сетки» (IPN) представляют собой полимеры, содержащие две или более полимерные сетки, которые по меньшей мере частично переплетены на молекулярном уровне, но не связаны друг с другом ковалентно и при этом не могут быть разделены без разрыва химических связей.

«Полувзаимопроникающие полимерные сетки» (semi-IPN) представляют собой полимеры, содержащие одну или более полимерную сетку (-и) и один или более линейный (-ые) или цепной (-ые) полимер (-ы), характеризуемые проникновением на молекулярном уровне в по меньшей мере одну сетку по меньшей мере некоторых из линейных или разветвленных цепей.

«Сшивающий агент» представляет собой двухфункциональный или многофункциональный компонент, который может участвовать свободнорадикальной полимеризации в двух или более местах на молекуле, таким образом создавая точки ветвления и образуя полимерную сетку. Распространенные примеры включают в себя этиленгликольдиметакрилат, тетраэтиленгликольдиметакрилат, триметилольпропантриметакрилат, метиленбисакриламид, триаллилцианурат и т. п.

Для целей настоящего изобретения контактная линза образована с по меньшей мере двумя отдельными областями. Это внутренняя область или оптическая зона, которая обеспечивает коррекцию зрения, и внешняя периферическая зона контактной линзы, которая обеспечивает механическую стабильность контактной линзы на глазу. В некоторых случаях может быть использована необязательная промежуточная зона или область, размещенная между внутренней оптической и внешней периферической зонами, для совмещения двух вышеуказанных зон таким образом, чтобы не возникало разрывов. Контактная линза также образована передней поверхностью или поверхностью оптической силы, задней криволинейной поверхностью или криволинейной основой, а также краем.

Внутренняя область или оптическая зона обеспечивает коррекцию зрения и выполнена с учетом конкретной потребности, такой как коррекция монофокальной миопии или гиперметропии, коррекция астигматических дефектов зрения, коррекция бифокального зрения, коррекция мультифокального зрения, индивидуальная коррекция, или в любой другой конфигурации, которая может обеспечивать коррекцию зрения. Внешняя периферия, или периферическая зона, обеспечивает механические признаки, которые влияют на расположение и стабилизацию контактной линзы на глазу, включая ее центрирование и положение. Стабильность положения имеет основополагающее значение в том случае, когда оптическая зона включает в себя неротационно симметричные элементы, такие как элементы для коррекции астигматизма и/или других аберраций высшего порядка. Необязательная промежуточная зона или область обеспечивает плавное соединение центральной зоны и периферической зоны. Следует отметить, что оптическая зона и периферическая зона могут быть разработаны независимо друг от друга, хотя иногда их конфигурации могут быть тесно связаны при наличии конкретных требований.

В примере конфигурации или конструкции контактной линзы в соответствии с настоящим изобретением контактная линза содержит оптическую зону и периферическую зону, окружающую оптическую зону. Эта конструкция или конфигурация представляет собой стандартную конфигурацию контактной линзы. В соответствии с настоящим изобретением, однако, как будет подробно разъяснено далее, оптическая зона модифицирована таким образом, чтобы она была более жесткой, чем окружающая область, а именно периферическая зона. Оптическая зона может быть выполнена более жесткой, чем периферическая зона, несколькими способами, которые будут описаны ниже. Жесткая оптическая зона может быть получена с использованием в оптической зоне материала с большим модулем Юнга или модулем упругости, чем у материала в периферической зоне. Помимо большего модуля упругости, материал в оптической зоне также может иметь более высокую вязкость по сравнению со второй реакционной смесью гидрогеля, так что первая реакционная смесь силиконового гидрогеля остается в фиксированном положении. Первая реакционная смесь силиконового гидрогеля может быть также частично или полностью полимеризована перед нанесением второй реакционной смеси гидрогеля.

Желательно свести к минимуму создание напряжений на поверхности раздела между первым и вторым гидрогелевыми полимерами в получаемой линзе. Это может быть достигнуто по существу приведением в соответствие содержания воды и/или коэффициентов расширения первой и второй реакционных смесей гидрогеля.

Было обнаружено, что путем балансировки коэффициентов расширения полимеров, формируемых из мономерной смеси с фотохромным красителем и бесцветной мономерной смеси, могут быть получены гидрогелевые контактные линзы с желательными оптическими свойствами и удобством ношения. В одном варианте осуществления коэффициенты расширения полимеров, формируемых из соответствующих мономерных смесей, находятся в пределах около 10%, в некоторых вариантах осуществления около 8% и в некоторых вариантах осуществления около 5%. Коэффициенты расширения могут быть скорректированы путем изменения нескольких показателей состава, включая концентрацию разбавителя, концентрацию и степени гидрофильности или гидрофобности гидрофильных и гидрофобных компонентов, и концентрации инициатора и сшивающего агента и их комбинации. Многие фотохромные красители имеют высокую гидрофобность и в тех концентрациях, которые использованы в настоящем изобретении, могут оказывать влияние на коэффициент расширения содержащих их гидрогелей. В одном варианте осуществления, в котором фотохромный краситель является гидрофобным, его добавляют в состав, заменяя им аналогичное количество другого гидрофобного компонента. Аналогичным образом если фотохромное соединение является гидрофильным, его добавляют в состав, заменяя им аналогичное количество другого гидрофильного компонента. В некоторых вариантах осуществления, например, при изготовлении контактной линзы из силиконового гидрогеля, может быть желательным сохранять неизменной концентрацию силиконовых компонентов и заменять часть одного из гидрофильных компонентов. В таких вариантах осуществления достижение желаемого коэффициента расширения может требовать нескольких корректировок.

Помимо того, для достижения желаемого коэффициента расширения можно изменять и другие параметры состава. В некоторых вариантах осуществления для получения фотохромных контактных линз с желательными оптическими свойствами и удобством ношения оказалось эффективным изменение концентрации гидрофильных компонентов, концентрации разбавителя, концентрации инициатора и их комбинаций. В одном варианте осуществления к мономерной смеси с фотохромным красителем можно добавлять гидрофильный полимер, такой как поли(винилпирролидон) (PVP), метакриловая кислота, полидиметилакриламид или поли(винилметацетамид).

Может быть желательным использовать одинаковые или аналогичные компоненты и в центральной, и в периферической зонах линзы. Например, может быть желательным включать в обе реакционные смеси одинаковые гидрофильные компоненты. В этом случае, помимо концентрации гидрофильных компонентов, можно изменять другие параметры состава.

При использовании односторонней полимеризации коэффициенты расширения можно привести в соответствие, изменяя мономеры, концентрацию разбавителя и их комбинации. При проведении полимеризации только с одной стороны (например, при фотополимеризации), также может быть желательным поднять концентрацию инициатора.

Периферическая область может быть сформирована из материалов для контактной линзы, изготовленных из гидрогелей на основе HEMA или силиконовых гидрогелевых материалов, которые включают в себя, без ограничений, силиконовые гидрогели и фторгидрогели. Примеры составов для изготовления мягких контактных линз включают в себя, без ограничений, композиции типа этафилкон A, генфилкон A, ленефилкон A, полимакон, аквафилкон A, балафилкон A, галифилкон A, сенофилкон, нарафилкон A, нарафилкон B, комфилкон, филкон II 3, асмофилкон, мономер A и лотрафилкон A, и т. п. Также можно использовать такие составы силиконовых гидрогелей, как описаны в патенте США № 5,998,498; заявке № 09/532,943, частичном продолжении заявки на патент США № 09/532,943, поданной 30 августа 2000 г., и также могут быть использованы описанные в патентах США № US6,087,415, US6,087,415, US5,760,100, US5,776, 999, US5,789,461, US5,849,811, US5,965,631, US7,553,880, WO2008/061992, US2010/048847. Эти патенты включены в настоящий документ путем ссылки из-за содержащихся в них описаний гидрогелевых композиций. В одном варианте осуществления составы для изготовления контактной линзы выбраны из этафилкона A, балафилкона A, аквафилкона A, лотрафилкона A, галифилкона A, сенфилкона, комфилкона, нарафилкона A, мономера A и силиконовых гидрогелей.

Материал с более высоким модулем Юнга жестче материала с более низким модулем упругости Юнга. Жесткость компонента, элемента и/или детали определяет, насколько сильно она будет деформироваться под воздействием определенной нагрузки. Чем более жестким является материал, тем большая нагрузка необходима для его упругой деформации, однако жесткость элемента также является функцией, зависящей как от его толщины, так и формы. Соответственно, при заданной толщине и форме материала жесткость тем выше, чем выше модуль Юнга. При таком типе конфигурации коррекции астигматизма достигают за счет повышения жесткости контактной линзы в ротационно или неротационно симметричной оптической зоне с целью оптической нейтрализации или уменьшения эффекта астигматизма роговицы, для чего центральная оптическая зона 102 контактной линзы 100 образует выпуклость над астигматической геометрией роговицы. Иными словами, оптическая зона 102 образует выпуклость или не прилегает к астигматической геометрии роговицы, тогда как периферическая зона 104 сохраняет контакт с поверхностью глаза таким образом, что между роговицей и оптической зоной 102 образуется утолщенная жидкостная слезная линза. Поскольку слезная жидкость имеет по существу одинаковый с роговицей показатель преломления, жидкостная слезная линза и контактная линза образуют в сочетании оптическую поверхность или элемент, который корректирует недостаток зрения или аномалию рефракции, вызванную геометрией роговицы. Иными словами, учитывая, что показатель преломления жидкостной или слезной линзы практически равен показателю преломления роговицы, тороидальный характер последней оптически нейтрализуется или уменьшается в сочетании с оптикой контактной линзы. Преимущество данного изобретения состоит в том, что за счет уменьшения или устранения необходимости для контактной линзы содержать неротационно симметричный корректирующий оптический элемент можно уменьшить в размерах или совсем устранить стабилизирующие элементы, таким образом сделав линзу более удобной в ношении.

Опираясь на определенную жесткость, достигнутую за счет использования первого силиконового гидрогелевого материала с модулем упругости от около 10 000 до около 200 000 фунтов на кв. дюйм, от 15 000 фунтов на кв. дюйм до около 100 000 фунтов на кв. дюйм в сочетании с заданной геометрией линзы, например, сферической, асферической и/или торической, накладываемой поверх геометрии астигматической роговицы, разработанную таким образом контактную линзу можно использовать для коррекции незначительного астигматизма, а также можно выборочно применять для улучшения зрения при астигматизме более высокой степени и для исправления любых возможных аберраций высшего порядка, создаваемых геометрией роговицы. Соответственно, в настоящем изобретении используют контактные линзы с определенным назначением, но сформированные из силиконового гидрогеля, имеющего модуль упругости от около 10 000 до около 200 000 фунтов на кв. дюйм, или от 15 000 фунтов на кв. дюйм до около 100 000 фунтов на кв. дюйм для коррекции дефектов зрения при уменьшении или устранении необходимости ротационного выравнивания контактной линзы в тех случаях, когда вращательное выравнивание обычно необходимо. Следует понимать, что силиконовые гидрогели с большей величиной модуля упругости обеспечивают большую гибкость при разработке линзы и позволяют создавать более тонкую оптическую зону.

Чтобы реализовать такую конфигурацию на практике, оптическая зона 102 предпочтительно содержит силиконовый гидрогель, имеющий модуль упругости от около 10 000 до около 200 000 фунтов на кв. дюйм, или от около 15 000 фунтов на кв. дюйм до около 100 000 фунтов на кв. дюйм. Неожиданно было обнаружено, что, несмотря на столь высокие величины модуля упругости, силиконовые гидрогели также имеют содержание воды около от 10% масс. до 40% масс., или от 10% масс. до 30% масс.

Первая реакционная смесь силиконового гидрогеля

Силиконовые гидрогели настоящего изобретения формируют из реакционных смесей, содержащих (a) по меньшей мере один N-алкилметакриламидный мономер, (b) по меньшей мере один силиконсодержащий компонент и (e) по меньшей мере один сшивающий агент. N-Алкилметакриламидный мономер имеет структуру, показанную в формуле I:

Формула I

где R' выбран из линейных, разветвленных или циклических алкильных групп, содержащих от одного до восьми атомов углерода, бензил или фенил, любой из которых может быть незамещен или замещен дополнительными функциональными группами, такими как гидроксил, амино и т. п.

R' также может быть выбран из группы, состоящей из незамещенных C₁-C₄ алкильных групп.

Если R' представляет собой метил, N-алкилметакриламидный мономер представляет собой N-метилметакриламид (NMMA).

N-Алкилметакриламидный мономер может присутствовать в реакционной смеси в концентрациях от около 1 до около 50 весовых процентов, от около 5 до около 50, от около 7 до около 30, от около 7 до около 25 или от около 7 до около 20% масс. от всех реакционноспособных компонентов.

Неожиданно было обнаружено, что гидрогели, изготовленные из реакционных смесей, содержащих по меньшей мере один N-алкилметакриламидный мономер и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, демонстрируют значительно возросший модуль упругости, сохраняя при этом содержание воды на уровне более 10% или 15%. Величины модуля упругости могут 200 000 фунтов на кв. дюйм. Несмотря на свой удивительно высокий модуль упругости, силиконовые гидрогели настоящего изобретения не являются хрупкими и имеют приемлемые величины относительного удлинения, составляющие более 5% или более 10%. Эти материалы могут быть использованы для создания гибридных контактных линз, имеющих жесткие центральные части, которые сохраняют свою форму при размещении на глазу, вместо того чтобы образовывать выпуклость над роговицей. Это создает более жесткую центральную оптическую зону по сравнению с периферической зоной контактной линзы. Жесткость равна произведению модуля упругости материала E на толщину в третьей степени t: Et³.

У контактных линз при увеличении толщины линзы, особенно при выходе за пределы около 150 или 200 микрон, возрастает заметность присутствия линзы на глазу. Таким образом, при создании гибридной линзы может быть желательным использовать материалы с модулями упругости выше чем около 1000, 10 000 или 100 000. Взаимодействие по меньшей мере одного N-алкилметакриламидного мономера и силоксановых групп с по меньшей мере одним силиконсодержащим компонентом приводит к созданию гидрогелей, имеющих повышенные величины модуля упругости по сравнению с композициями, не содержащими ни по меньшей мере одного N-алкилметакриламидного мономера, ни по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента.

Силиконсодержащий компонент может представлять собой мономер или макромер и может содержать по меньшей мере одну моновалентную реакционноспособную группу и по меньшей мере одну силоксановую группу. Силиконсодержащие компоненты могут иметь по меньшей мере четыре силоксановых повторяющихся звена, которые могут представлять собой любую из описанных ниже групп.

Силиконсодержащий компонент может также содержать по меньшей мере один атом фтора. Силиконсодержащий компонент может быть выбран из полидизамещенного силоксанового макромера формулы II,

Формула II

где:

по меньшей мере один R¹⁸ представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, а остальные R¹⁸ независимо выбраны из

моновалентных реакционноспособных групп, моновалентных алкильных групп или моновалентных арильных групп, причем любая из вышеупомянутых групп может дополнительно содержать функциональную группу, которая выбрана из гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкоксильной, амидо, карбамата, карбонатной групп, галогена или их комбинаций;

фторалкилалкильных или арильных групп; частично фторированных алкильных или арильных групп; галогенов; линейных, разветвленных или циклических алкоксильных или арилоксильных групп; линейных или разветвленных полиэтиленоксиалкильных групп, полипропиленоксиалкильных групп или поли(этиленокси-со-пропиленокси)алкильных групп; и

моновалентных силоксановых цепей, содержащих 1-100 силоксановых повторяющихся звеньев, которые могут дополнительно содержать функциональные группы, выбираемые из групп алкила, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, галогена или их комбинаций;

где n составляет от 0 до 500, или от 0 до 200, или от 0 до 100, или от 0 до 20, причем предполагается, что, если n отлично от 0, то по n имеется распределение, мода которого равна заявленному значению.

В формуле II от одного до трех R¹⁸ могут содержать моновалентные реакционноспособные группы.

Соответствующие моновалентные алкильные и арильные группы включают в себя

незамещенные и замещенные моновалентные линейные разветвленные или циклические C₁-C₁₆ алкильные группы, или незамещенные моновалентные C₁-C₆ алкильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил,

замещенные или незамещенные C₆-C₁₄ арильные группы, или замещенную или незамещенную C₆ арильную группу, где заместители включают в себя амидную, эфирную, амино, галогеновую, гидроксильную, карбоксильную, карбонильную группы; или фенильную или бензильную группы, их комбинации и т. п.

Если моновалентную реакционноспособную группу представляет собой один R¹⁸, дополнительные силиконсодержащие соединения могут быть выбраны из полидизамещенного силоксанового макромера формулы IIIa или IIIb; стирильного полидизамещенного силоксанового макромера формулы IVa или IVb, или карбосилана формулы IVc:

Формула IIIa

Формула IIIb

Формула IVa

Формула IVb

Формула IVc

где R¹ представляет собой атом водорода или метил;

Z выбран из O, N, S или NR₁CH₂CH₂O; если Z=O или S, то R² не требуется;

где j представляет собой целое число от 1 до 20;

где R¹⁹ представляет собой

замещенный или незамещенный C_1-6, C_1-4 или C_2-4 алкиленовый сегмент (CH₂)_r

причем каждая метиленовая группа может необязательно быть независимо замещена простыми эфирами, аминами, карбонилами, карбоксилатами, карбаматами и их комбинациями; или

оксиалкиленовый сегмент (OCH₂)_k, и

k представляет собой целое число от одного до трех, или где R¹⁹ может представлять собой смесь алкиленовых и оксиалкиленовых сегментов, и сумма чисел r и k составляет от 1 до 9;

где каждый R³ и R⁴ независимо представляют собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от одного до шести атомов углерода, линейную, разветвленную или циклическую алкоксильную группу, содержащую от одного до шести атомов углерода, линейную или разветвленную полиэтиленоксиалкильную группу, фенильную группу, бензильную группу, замещенную или незамещенную арильную группу, фторалкильную группу, частично фторированную алкильную группу, перфторалкильную группу, атом фтора или их комбинации;

где R⁵ представляет собой замещенную или незамещенную линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до восьми атомов углерода, или от 1 до 4 атомов углерода, или метил, или бутил; или арильную группу, любая из которых может быть замещена одним или более атомами фтора.

Не имеющие ограничительного характера примеры полисилоксановых макромеров включают в себя полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами (mPDMS), как показано в формуле V, где n находится в диапазоне от 3 до 15; полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-алкильной концевыми группами, полидиметил, полиэтиленгликоль силоксаны с моно-н-алкильными концевыми группами, как показано в формулах VIa и VIb, где q составляет не более 50, от 5 до 30 или от 10 до 25; n¹ и n² находятся в диапазоне от 4 до 100; от 4 до 50; или от 4 до 25; n³ составляет 1-50, 1-20 или 1-10, и R²-R⁴ определены как указано выше; q составляет не более 50, 5-30 или 10-25; и макромеры, имеющие химические структуры, как показано в формулах VIIa-Xb, где n находится в диапазоне 4-100, 4-20 или от 3 до 15, а R⁵ может представлять собой C1-C4 алкил, метил или бутил.

Формула V

Формула VIa

Формула Vib

Формула VIIa

Формула VIIb

Формула VIIc

Формула VIII

Формула IX

Формула Xa

Формула Xb

Примеры соответствующих моно(мет)акрилоксиалкилполидизамещенных силоксанов включают в себя полидиметилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами, полидиметилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильной и моно-н-метильной концевыми группами, полидиэтилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами, полидиэтилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильной и моно-н-метильной концевыми группами, моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны, моноалкилполидиарилсилоксаны с моно(мет)акрилоксиалкильной концевой группой и их смеси.

В формуле II при n равном нулю один или более R¹⁸ могут содержать моновалентную реакционноспособную группу, два или более R¹⁸ могут содержать трис-три-C_1-4алкилсилоксисилановые группы, где моновалентные силоксановые цепи содержат 1-100, 1-10 или 1-5 силоксановых повторяющихся звеньев, которые могут дополнительно содержать функциональные группы, выбираемые из групп алкила, алкокси, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, галогена или их комбинаций; а остальные R¹⁸ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16, от 1 до 6 или 1-4 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых компонентов включают в себя 3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS), 3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и 3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.

Количество силоксановых повторяющихся звеньев n также может составлять от 2 до 50, от 3 до 25 или от 3 до 15; где по меньшей мере один концевой R¹⁸ содержит моновалентную реакционноспособную группу, а остальные R¹⁸ выбраны из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, или из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода. Силиконсодержащие соединения могут также включать в себя такие соединения, в которых n составляет от 3 до 15, один концевой R¹⁸ содержит моновалентную реакционноспособную группу, другой концевой R¹⁸ содержит моновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные R¹⁸ содержат моновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых компонентов включают в себя полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами (M_n=800-1000), (mPDMS, как показано в формуле V).

Формула II может также включать в себя такие соединения, где n составляет от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых R¹⁸ содержат моновалентные реакционноспособные группы, а остальные R¹⁸ независимо выбраны из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь простые эфирные связи между атомами углерода и могут дополнительно содержать галоген.

От одного до четырех R¹⁸ в формуле II могут содержать винилкарбонат или винилкарбамат формулы XI:

Формула XI

где: Y обозначает O-, S- или NH-; R¹ обозначает атом водорода или метил.

Силиконсодержащие винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры включают конкретно: 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметил-дисилоксан; 3-(винилоксикарбонилтио)пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат и сшивающий агент формулы XII.

Формула XII

Если необходимы биомедицинские устройства с модулями упругости менее около 0,001 ГПа (200 фунтов на кв. дюйм), то только один R¹⁸ содержит моновалентную реакционноспособную группу и не более двух из остальных R¹⁸ содержат моновалентные силоксановые группы.

Другим приемлемым силиконсодержащим макромером является соединение формулы XIII, в которой сумма x и y составляет число в диапазоне от 10 до 30. Силиконсодержащий макромер формулы XIII формируют в реакции полидиметилсилоксана с фторэфирной и гидроксильной концевыми группами, изофорондиизоцаната и изоцианатоэтилметакрилата.

Формула XIII

Силиконсодержащий компонент, не содержащий гидроксильной группы, может быть выбран из акриламидсиликонов, не содержащих гидроксильной группы, согласно патенту США № 8,415,405. Другие силиконовые компоненты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают в себя описанные в WO 96/31792, такие как макромеры, содержащие полисилоксан, простой полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированный углеводород, простой полифторированный эфир и полисахаридные группы. Другой класс приемлемых силиконсодержащих компонентов включает в себя силиконсодержащие макромеры, полученные способом полимеризации с переносом группы (GTP), такие как описанные в патентах США № 5,314,960, 5,331,067, 5,244,981, 5,371,147 и 6,367,929. В патентах США № 5,321,108, 5,387,662 и 5,539,016 описаны полисилоксаны с полярной фторированной привитой или боковой группой, имеющей атом водорода, присоединенный к концевому дифторзамещенному атому углерода. В US 2002/0016383 описаны гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие простые эфирные и силоксанильные связи, и способные к поперечному сшиванию мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любой из вышеупомянутых полисилоксанов также может быть использован в настоящем изобретении в качестве силиконсодержащего компонента.

Силиконсодержащий компонент, не содержащий гидроксильной группы, может быть выбран из группы, состоящей из линейного полидизамещенного силоксана с монометакрилоксипропильной и моно-н-алкильной концевыми группами; линейного полидизамещенного силоксана с метакрилоксипропильными концевыми группами; и их смесей.

Силиконсодержащий компонент, не содержащий гидроксильной группы, может быть выбран из линейных полидиметилсилоксанов с монометакрилатными концевыми группами или C₁-C₄ алкильными концевыми группами и их смесей.

В некоторых случаях силиконсодержащий компонент, не функционализированный гидроксилом, может быть использован в количествах не более около 10% масс. Примеры включают в себя соединения, выбранные из mPDMS формулы XXII, где R⁵ представляет собой метил или бутил, соединений формул XXVIa, XVIIb-XVIIIb, XX, XXIa, XXIb и макромеров, показанных в формулах XXV или XXVI, где n составляет n составляет 1-50, и m составляет 1-50, 1-20 или 1-10:

Формула XIV

Формула XV

Конкретные примеры силиконсодержащих компонентов, не функционализированных гидроксилом, включают в себя mPDMS формулы VIa, соединения формул VIIa или b или VIII, где R¹ представляет собой метил, и R⁵ выбран из метила или бутила, и макромеры, представленные в формуле XIV, где n составляет 1-50 или 4-40, 4-20.

Конкретные примеры силиконсодержащих сшивающих агентов включают в себя бисметакрилоксипропилполидиметилсилоксан, где n может составлять 4-200 или 4-150, и следующие соединения формул XVIa-XVIc, где n¹ и n² независимо выбраны в диапазоне от 4 до 100; от 4 до 50; или от 4 до 25; n³ составляет 1-50, 1-20 или 1-10, m составляет 1-100, 1-50, 1-20 или 1-10, и q составляет не более 50, 5-30 или 10-25.

Формула XVIa

Формула XVIb

Формула XVIc

Формула XVIIa

Формула XVIIb

Формула XVIIc

Силиконсодержащий компонент, не содержащий гидроксильной группы, может иметь среднюю молекулярную массу от около 400 до около 4000 Дальтонов.

Если Z представляет собой O, силиконсодержащий компонент может представлять собой полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами (mPDMS), как показано в формуле VI, где n находится в диапазоне от 3 до 15; полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-алкильной концевыми группами, как показано в формуле VIa, где n находится в диапазоне от 3 до 15 и R представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от 1 до 8 атомов углерода; и макромеры, имеющие химические структуры, как показано в формулах VIIa-XIIc или VIII, где n находится в диапазоне от 4 до 20 или от 3 до 15, 3-30, 3-25, 3-20 или 3-15.

Если X представляет собой N, дополнительные примеры полисилоксановых макромеров включают в себя моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны, которые могут быть выбраны из соединений, описанных в US8415405, и соединений, представленных в формуле XIII, моно(мет)акриламидоалкилполидиметилсилоксаны, такие как представлены в формулах XIX-XXIII, и N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламид:

Формула XIII

Формула XIX

Формула XX

Формула XXI

Формула XXII

Формула XXIII (SA2)

Примеры стирильных мономеров включают в себя трис(триметилсилокси)силилстирол. Примеры стирильных макромеров представлены ниже химическими формулами XXIV-XIX, где n определено как указано выше.

Формула XXIV

Формула XXV

Формула XXVI

Формула XXVII

Формула XXVIII

Формула XIX

Длина силиконовой цепи может оказывать влияние на модуль упругости получаемого силиконового гидрогеля и может быть скорректирована вместе с другими компонентами реакционной смеси для достижения желаемого баланса между физическими и механическими свойствами. Например, количества NMMA и длина силиконовой цепи могут быть выбраны для получения такого содержания воды в силиконовом гидрогеле, которое одновременно регулирует жесткость и увеличивает удлинение на разрыв. С увеличением длины цепи полидиалкилсилоксана модуль упругости будет уменьшаться, а удлинение на разрыв будет возрастать. Длина полидиалкилсилоксановой цепи может быть выбрана в диапазоне от 1 до 20, от 1 до 15, 3-30, 3-25, 3-20 или 3-15.

Силиконсодержащий компонент может дополнительно включать в себя силиконсодержащие мономеры с разветвленными силоксановыми группами. Возможные примеры включают в себя трис(триметилсилокси)силилстирол (Styryl-TRIS), 3-трис(триметилсилокси)силилпропилметакрилат (TRIS), N-[3-трис(триметилсилокси)силил]-пропилакриламид (TRIS-Am, формула XXI), 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]-проилметакрилат (SiMAA) и другие объемные силиконовые мономеры, такие как представлены в формулах XXa-XXe, где R⁸ и R⁹ независимо представляют собой линейные, разветвленные или циклические алкильные группы, содержащие от одного до восьми атомов углерода, или триметилсилоксильные группы.

Формула XXa

Формула XXXb

Формула XXc

Формула XXd

Формула XXe

Формула XXf

Формула XXg

Формула XXh

Формула XXi

Формула XXj

Указанные выше макромеры имеют метакрилатные, акриламидные или метакриламидные реакционноспособные группы. Эти реакционноспособные группы могут быть заменены на любые другие реакционноспособные группы, способные участвовать в свободнорадикальной полимеризации, такие как акрилаты, стиролы, виниловые эфиры, N-виниллактамы, N-виниламиды, N-винилимиды, N-винилмочевины, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие виниловые соединения. Если необходимы модули упругости более чем около 5000 фунтов на кв. дюйм, предпочтительно могут быть введены мономеры и макромеры со стирильными реакционноспособными группами.

Специалистам в данной области будут очевидны альтернативные приемлемые для использования силиконсодержащие компоненты, включая компоненты, описанные в WO 96/31792 и патентах US5314960, US5331067, US5244981, US5371147, US6367929, US5321108, US5387662, US5539016, US 6867245 и другие.

Силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу

Силиконовый компонент может также содержать один или более силиконовых компонентов, содержащих гидроксильную группу. Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу, могут помогать обеспечивать совместимость высоких концентраций силиконсодержащих компонентов с гидрофильными компонентами, включая полимерные гидрофильные компоненты, и силиконовыми компонентами, имеющими объемные силоксановые группы или длинные цепи повторяющихся силоксановых звеньев. Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу, включают в себя силиконовые мономеры и макромеры, содержащие гидроксильную группу. Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу, могут иметь от 4 до 200, 4-100 или 4-20 силоксановых повторяющихся звеньев и могут быть монофункциональными или полифункциональными.

Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу и имеющие в силоксановой цепи 4 полидизамещенных силоксановых повторяющихся звена, не составляют распределение и имеют по четыре повторяющихся звена в каждом мономере. Для всех силиконовых компонентов, содержащих гидроксильную группу и имеющих в силоксановой цепи более четырех полидизамещенных силоксановых повторяющихся звеньев, количество повторяющихся звеньев составляет распределение, пик которого находится в центре среди перечисленных повторяющихся звеньев.

Примеры силиконовых мономеров, содержащих гидроксильную группу, включают в себя акриловой кислоты-2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]-1-дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA), и 2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропил-трис(триметилсилокси)силан, и соединения формулы XXd.

Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу, могут быть выбраны из монофункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов) формулы XXI:

Формула XXI

где Z выбран из O, N, S или NR¹CH₂CH₂O, причем если Z представляет собой O или S, то R² отсутствует;

R¹ независимо представляет собой H или метил;

R², R³ и R⁴ независимо представляют собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от одного до восьми атомов углерода, любая из которых может быть дополнительно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой и может быть необязательно замещена амидом, простым эфиром и их комбинациями; R³ и R⁴ могут быть независимо выбраны из метила, этила или фенила или могут быть метилами;

n представляет собой количество силоксановых звеньев и составляет от 4 до 8 для первого монофункционального гидроксилзамещенного поли(дизамещенного силоксанового) мономера, и

R⁵ выбран из линейных или разветвленных C₁-C₈ алкильных групп, которые могут быть необязательно замещены одним или более гидроксилом, амидом, простым эфиром и их комбинациями. R⁵ может представлять собой линейный или разветвленный C₄алкил, любой из которых может быть необязательно замещен гидроксилом или может представлять собой метил.

Примеры монофункциональных силиконовых компонентов, содержащих гидроксильную группу, включают в себя полидиметилсилоксаны с моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной и моно-н-бутильной концевыми группами (OH-mPDMS), как показано в формуле XXIIa, где n составляет от 4 до 30, 4-8 или 10-20; и полидиметилсилоксаны, имеющие химические структуры, как показано в формулах XXIIb-XXIIId, где n составляет от 4 до 30, от 4 до 8 или от 10 до 20; n¹, n² и n³ независимо составляют от 4 до 100; от 4 до 50; от 4 до 25; R⁵ выбран из линейных или разветвленных C₁-C₈ алкильных групп, которые могут быть необязательно замещены одной или более гидроксильной, амидной, простой эфирной, полигидроксильной группами, выбранными из линейных или разветвленных C₁-C₈ групп, имеющих формулу C_fH_g(OH)_h, где f=1-8 и g+h=2f+1, и циклических C₁-C₈ групп, имеющих формулу C_fH_g(OH)_h, где f=1-8 и g+h=2f-1, и их комбинаций; или R⁵ может быть выбран из C₂-C₅ алкила, замещенного метильной, бутильной или гидроксильной группой, включая гидроксиэтил, гидроксипропил, гидроксибутил, гидроксипентил, и 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламид, и поликарбосилоксан формулы XXIV, где a и b находятся в диапазоне 4-100 или 4-8, и c в диапазоне 4-8 для первого силиконового компонента, содержащего гидроксильную группу, а R¹ и R⁵ определены как указано выше.

Формула XXIIa

Формула XXIIb

Формула XXIIIa

Формула XXIIIb

Формула XXIIIc

Формула XXIIId

Формула XXIVa

Формула XXIVb

Силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу, также может быть выбран из мультифункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов) формулы XXV, имеющих от 10 до 500, или от 10 до 200, или от 10 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев и их смесей:

Формула XXV

где в формуле XXV Z выбран из O, N, S или NR¹CH₂CH₂O; где R¹ независимо представляет собой атом водорода или метильную группу; причем для Z=O и S R² не требуется;

R², R⁶, R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰ независимо выбраны из группы, состоящей из атома водорода или любого из заместителей, описанных для R¹¹-R¹⁴;

R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴ независимо выбраны из группы, состоящей из линейной, разветвленной или циклической алкильной группы, содержащей от одного до восьми атомов углерода, любая из которых может быть дополнительно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой, амидной, эфирной, амино, карбоксильной, карбонильной группами и их комбинациями; линейной или разветвленной алкиленоксильной группы, в частности этиленоксильных групп, [CH₂CH₂O]_p, где p составляет от 1 до 200, или от 1 до 100, или от 1 до 50, или от 1 до 25, или от 1 до 20, необязательно замещенных одной или более гидроксильной, амино, амидной, эфирной, карбонильной, карбоксильной группами и их комбинациями;

C₁-C₆ линейных или разветвленных фторалкильных групп, необязательно замещенных одной или более гидроксильной, амино, амидной, эфирной, карбонильной, карбоксильной группами и их комбинациями;

замещенных или незамещенных арильных групп, в частности фенильных групп, где заместители выбраны из галогена, гидроксила, алкоксила, алкилкарбонила, карбоксила и линейных, разветвленных или циклических алкильных групп, которые могут быть дополнительно замещены гидроксильными, алкоксильными, алкилкарбонильными и карбоксильными группами и их комбинациями; и

a, b, c, x, y и z независимо составляют от 0 до 100, от 0 до 50, от 0 до 20, от 0 до 10 или от 0 до 5; и

n представляет собой количество силоксановых повторяющихся звеньев и составляет от 10 до 500; от 10 до 200; от 10 до 100; от 10 до 50; от 10 до 20.

Примеры мультифункциональных силиконов, содержащих гидроксильную группу, включают в себя α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксан и дифункциональные полисилоксаны формул XXVI или XXVII:

Формула XXVI

где заместители определены как указано выше;

Формула XXV

где

R¹ независимо представляет собой атом водорода или метильную группу;

R¹⁵ и R¹⁶ независимо представляют собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от одного до восьми атомов углерода, любая из которых может быть дополнительно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой, амидной, эфирной, амино, карбоксильной, карбонильной группами и их комбинациями; или независимо выбраны из незамещенных C_1-4алкильных групп и C_1-4алкильных групп, замещенных гидроксилом или эфиром; или выбраны из метила, этила или -(CH₂CH₂O)_n3OCH₃;

n¹ и n² независимо выбраны в диапазоне от 4 до 100; от 4 до 50; или от 4 до 25, и n³ составляет 1-50, 1-20 или 1-10.

По меньшей мере один силиконсодержащий компонент присутствует в реакционной смеси в количестве, достаточном для получения желаемого модуля упругости и кислородной проницаемости силиконового гидрогеля. Было обнаружено, что N-алкилметакриламиды обеспечивают неожиданное повышение модуля упругости при их введении в состав, также содержащий силиконсодержащий компонент. У композиций для стандартных гидрогелей не наблюдают такого повышения модуля упругости. Силиконсодержащий компонент может быть введен в реакционную смесь в количествах от около 20 до около 60% масс. или от около 30 до около 55% масс., от около 30% масс. до около 50% масс., от около 50% масс. до около 60% масс. в расчете на суммарную массу всех реакционноспособных компонентов.

Также может быть желательным, чтобы полученный силиконовый гидрогель продемонстрировал кислородную проницаемость более около 50 баррер, от около 50 баррер и до около 200 баррер; от около 70 баррер и до около 150 баррер; или от около 80 баррер и до около 150 баррер.

Сшивающий агент

Силиконовые гидрогели настоящего изобретения включают по меньшей мере один сшивающий агент. Могут быть использованы различные сшивающие агенты, включая силиконсодержащие и несиликонсодержащие сшивающие агенты и их смеси. Несиликонсодержащие сшивающие агенты включают в себя этиленгликольдиметакрилат (EGDMA), диэтиленгликольдиметакрилат,триметилольпропантриметакрилат (TMPTMA), тетраэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), триаллилцианурат (TAC), глицеринтриметакрилат, 1,3-пропандиолдиметакрилат; 2,3-пропандиолдиметакрилат; 1,6-гександиолдиметакрилат; 1,4-бутандиолдиметакрилат, метакрилоксиэтилвинилкарбонат (HEMAVc), аллилметакрилат, метиленбисакриламид (MBA), полиэтиленгликольдиметакрилат (где полиэтиленгликоль предпочтительно имеет молекулярную массу не более 5000 Дальтон). Любой из описанных выше мультифункциональных силиконсодержащих компонентов может быть использован в качестве сшивающих агентов.

Специалистам в данной области известны и другие сшивающие агенты, которые могут быть использованы для получения силиконовых гидрогелей настоящего изобретения.

Несиликонсодержащие сшивающие агенты используют в количествах от около 0,5% масс. до около 20% масс., от 3% масс. до 20% масс. или от около 3% масс. до около 15% масс. в расчете на суммарную массу всех реакционноспособных компонентов. Точные количества варьируются в зависимости от целевых механических свойств и других реакционноспособных компонентов в реакционной смеси. В других вариантах сшивающий агент могут варьировать от около 16 ммоль в 100 граммах реакционной смеси до около 30 ммоль в 100 граммах реакционной смеси и предпочтительно от 16 ммоль/100 грамм до 25 ммоль/100 грамм реакционной смеси. Для формирования сеток силиконового гидрогеля может быть желательным выбирать сшивающие агенты, которые имеют реакционноспособные группы со скоростями протекания реакции, близкими к скоростям других компонентов. Таким образом, может быть желательным выбирать сшивающие агенты с по меньшей мере одной реакционноспособной группой, которая совпадает с реакционноспособными группами, содержащимися в остальных реакционноспособных компонентах. На структуру и морфологию получаемого силиконового гидрогеля может также оказывать влияние наличие разбавителя (-ей) и используемые условия полимеризации.

Мультифункциональные силиконсодержащие компоненты, включая макромеры, также могут быть использованы для дополнительного повышения модуля упругости при сохранении прочности на разрыв. Силиконсодержащие сшивающие агенты могут быть использованы самостоятельно или в комбинации с другими сшивающими агентами. Примером силиконсодержащего мономера, который действует как сшивающий агент и чье присутствие не требует добавления дополнительных сшивающих агентов в реакционную смесь, является α, ω-бисметакрилпропилполидиметилсилоксан.

При использовании в составе силиконовых сшивающих агентов ограничение количества силоксановых повторяющихся звеньев в силиконовом сшивающем агенте в диапазоне от 5 до 200, от 5 до 150, от 5 до 120 позволяет сохранить величины модуля упругости выше 15 000 фунтов на кв. дюйм без существенного влияния на другие свойства, такие как кислородная проницаемость и удлинение. Если необходимы модули упругости выше 15 000 фунтов на кв. дюйм, силиконовые сшивающие агенты могут быть введены в количествах от 0 до около 25% масс. или от около 10% масс. до 20% масс. в расчете на суммарную массу всех реакционноспособных компонентов.

Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых сшивающих агентов представлены в приведенных выше формулах XII, XIII, XVIa-XVIIc и нижеследующими химическими формулами XXVI-XXXVII, где n составляет от 1 до 200, предпочтительно n составляет от 50 до 150, более предпочтительно n составляет от 50 до 100 и наиболее предпочтительно n составляет от 10 до 50.

Формула XXVII

Формула XXIX

Формула XXX

Формула XXXI

Формула XXXXII

Формула XXXXIII

Формула XXXIV

Формула XXXV

Формула XXXVI

Указанные выше силиконовые сшивающие агенты могут также иметь акрилатные, метакрилатные, O-винилкарбонатные или метакриламидные реакционноспособные группы. Эти реакционноспособные группы могут быть заменены на любую другую реакционноспособную группу, способную участвовать в свободнорадикальной полимеризации, такую как стиролы, виниловые эфиры, N-виниллактамы, N-виниламиды, N-винилимиды, N-винилмочевины, O-винилкарбаматы и другие виниловые соединения. В некоторых вариантах осуществления предпочтительными являются силиконовые сшивающие агенты со стирильными реакционноспособными группами.

Также могут быть использованы сшивающие агенты, которые имеют жесткие химические структуры и реакционноспособные группы, участвующие в свободнорадикальной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры приемлемых жестких структур включают в себя сшивающие агенты, содержащие фенильное и бензильное кольцо, такие как 1,4-фенилендиакрилат, 1,4-фенилендиметакрилат, 2,2-бис(4-метакрилоксифенил)-пропан, 2,2-бис[4-(2-акрилоксиэтокси)фенил]пропан, 2,2-бис[4-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропокси)фенил]пропан и 4-винилбензилметакрилат и их комбинации. Жесткие сшивающие агенты могут быть введены в количествах от около 2 до около 15, или от около 2 до около 10, или 3-7 в расчете на суммарную массу всех реакционноспособных компонентов.

Чем больше используется NMMA, тем больше может быть использовано сшивающего агента, при этом сохраняя целевое содержание воды и модуль упругости.

Физические и механические свойства силиконовых гидрогелей настоящего изобретения могут быть оптимизированы для конкретного применения путем корректирования компонентов реакционной смеси. Преимуществом настоящего изобретения является возможность достижения желаемых модулей упругости с использованием монофункциональных силиконсодержащих компонентов.

Гидрофильный мономер

Силиконовые гидрогели настоящего изобретения могут дополнительно включать в себя один или более гидрофильных мономеров. Гидрофильными мономерами могут быть любые гидрофильные мономеры пригодные для изготовления гидрогелей. Классы приемлемых гидрофильных мономеров включают акрилсодержащие мономеры и винилсодержащие мономеры. Примеры соответствующих семейств гидрофильных мономеров включают N-виниламиды, N-винилимиды, N-виниллактамы, гидрофильные (мет)акрилаты, (мет)акриламиды, гидрофильные стиролы, виниловые эфиры, O-винилкарбонаты, O-винилкарбаматы, N-винилмочевины, другие гидрофильные виниловые соединения и их смеси.

Гидрофильные мономеры, которые могут быть использованы для получения полимеров настоящего изобретения, имеют по меньшей мере одну полимеризуемую двойную связь и по меньшей мере одну гидрофильную функциональную группу. Такие гидрофильные мономеры сами могут быть использованы в качестве сшивающих агентов, однако при использовании гидрофильных мономеров, имеющих более одной полимеризуемой функциональной группы, их концентрация должна быть ограничена как указано выше для получения контактной линзы, имеющей необходимый модуль упругости. Термины «винилового типа» или «винилсодержащие» мономеры относятся к мономерам, содержащим виниловую группу (-CH=CH₂) и являющимся, как правило, высоко реакционноспособными. Известно, что такие гидрофильные винил-содержащие мономеры относительно легко полимеризуются.

Мономеры«акрилового типа» или «акрилсодержащие» представляют собой мономеры, содержащие акрильную группу (CH₂₌CRCOX), где R представляет собой H или CH₃, а X представляет собой O или N, которые также известны своей легкостью полимеризации, такие как N,N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилметакриламид, полиэтиленгликольмонометакрилат, метакриловая кислота, акриловая кислота, их смеси и т. п.

Могут быть использованы гидрофильные мономеры с по меньшей мере одной гидроксильной группой (гидроксиалкильным мономером). Такая гидроксиалкильная группа может быть выбрана из C₂-C₄ моно или дигидроксилзамещенного алкила и поли(этиленгликоля), содержащего 1-10 повторяющихся звеньев; или может быть выбрана из 2-гидроксиэтила, 2,3-дигидроксипропила или 2-гидроксипропила и их комбинаций.

Примеры гидроксиалкильных мономеров включают в себя 2-гидроксиэтил(мет)акрилат (HEMA), 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 2,3-дигидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат, 1-гидроксипропил-2-(мет)акрилат, 2-гидрокси-2-метилпропил(мет)акрилат, 3-гидрокси-2,2-диметилпропил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат, 2-гидроксиэтил(мет)акриламид, N-(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N,N-бис(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, N,N-бис (2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N-(3-гидроксипропил)(мет)акриламид, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламид, глицерин(мет)акрилат, полиэтиленгликольмонометакрилат и их смеси.

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

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

Если необходимы гидрофильные полимеры в количестве больше чем около 3% масс., (мет)акриламиды, содержащие гидроксильную группу, по существу оказываются слишком гидрофильными для введения в качестве улучшающих совместимость гидроксиалкильных мономеров. Поэтому для получения значения мутности в конечной линзе менее около 50% или менее около 30% в реакционную смесь могут быть введены (мет)акрилаты, содержащие гидроксильную группу, и выбрано меньшее количество гидроксиалкильных мономеров.

Следует понимать, что количество гидроксильного компонента будет меняться в зависимости от нескольких факторов, включая количество гидроксильных групп в гидроксиалкильном мономере, массу, молекулярную массу и наличие гидрофильной функциональности в силиконсодержащих компонентах. Гидрофильный гидроксильный компонент может присутствовать в реакционной смеси в количествах не более около 15%, не более около 10% масс., от около 3 и до около 15% масс. или от около 5 и до около 15% масс.

Гидрофильные винилсодержащие мономеры, которые можно ввести в гидрогели, включают такие мономеры, как гидрофильные N-виниллактамовые и N-виниламидные мономеры, включая: N-винилпирролидон (NVP), N-винил-2-пиперидон, N-винил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-капролактам, N-винил-3-этил-2-пирролидон, N-винил-4,5-диметил-2-пирролидон, N-винилацетамид (NVA), N-винил-N-метилацетамид (VMA), N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винил-N-метилпропионамид, N-винил-N-метил-2-метилпропионамид, N-винил-2-метилпропионамид, N-винил-N,N'-диметилмочевина, 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-N-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-N-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винилизопропиламид, N-винилкапролактам, N-карбоксивинил-β-аланин (VINAL), N-карбоксивинил-α-аланин, N-винилимидазол и их смеси.

А также гидрофильные O-винилкарбаматные и O-винилкарбонатные мономеры, включая: N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат и N-карбокси-ß-аланин N-виниловый эфир. Дополнительные примеры гидрофильных винилкарбонатных или винилкарбаматных мономеров описаны в патенте США № 5,070,215, а гидрофильные оксазолоновые мономеры описаны в патенте США № 4,910,277.

Винилкарбаматы и карбонаты, включая N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат, N-карбокси-ß-аланин N-виниловый эфир,

Другие гидрофильные виниловые мономеры, включая винилимидазол, этиленгликоля виниловый эфир (EGVE), ди(этиленгликоля) виниловый эфир (DEGVE), аллиловый спирт, 2-этилоксазолин, винилацетат, акрилонитрил и их смеси.

(Мет)акриламидные мономеры также могут быть введены в качестве гидрофильных мономеров. Примеры включают в себя N,N-диметилакриламид, акриламид, N,N-бис(2-гидроксиэтил)акриламид, акрилонитрил, N-изопропилакриламид, N,N-диметиоаминопропил(мет)акриламид и любой из перечисленных выше функционализированных гидроксилом (мет)акриламидов.

Гидрофильные мономеры, которые могут быть введены в полимеры, описанные в настоящем документе, могут быть выбраны из N,N-диметилакриламида (DMA), 2-гидроксиэтилакриламида, 2-гидроксиэтилметакриламида, N-гидроксипропилметакриламида, бисгидроксиэтилакриламида, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламида, N-винилпирролидона (NVP), N-винил-N-метилацетамида, N-винилметацетамида (VMA) и полиэтиленглигольмонометакрилата.

Гидрофильные мономеры могут быть выбраны из DMA, NVP, VMA, NVA и их смесей.

Гидрофильные мономеры настоящего изобретения могут представлять собой макромеры линейных или разветвленных поли(этиленгликолей), поли(пропиленгликолей) или статистически случайные или блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида. Макромер таких полиэфиров имеет одну реакционноспособную группу. Не имеющими ограничительного характера примерами таких реакционноспособных групп являются акрилаты, метакрилаты, стиролы, виниловые эфиры, акриламиды, метакриламиды и другие виниловые соединения. В одном варианте осуществления макромер таких полиэфиров содержит акрилаты, метакрилаты, акриламиды, метакриламиды и их смеси. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.

Гидрофильные мономеры могут также содержать заряженные мономеры, включая, без ограничений, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 3-акриламидопропионовую кислоту (ACA1), 4-акриламидомасляную кислоту, 5-акриламидовалериановую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилмасляную кислоту (AMBA), N-винилоксикарбонил-α-аланин, N-винилоксикарбонил-β-аланин (VINAL), их комбинации и т. п.

Гидрофильные мономеры могут быть выбраны из N,N-диметилакриламида (DMA), N-винилпирролидона (NVP), 2-гидроксиэтилметакрилата (HEMA), N-винилметацетамида (VMA) и N-винил-N-метилацетамида (NVA), N-гидроксипропилметакриламида, моноглицеринметакрилата, 2-гидроксиэтилакриламида, 2-гидроксиэтилметакриламида, бисгидроксиэтилакриламида, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламида и их смесей.

Гидрофильные мономеры могут быть выбраны из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA и их смесей.

Гидрофильный (-ые) мономер (-ы) (включая гидроксиалкильные мономеры) может (могут) присутствовать в составе в количествах не более около 60% масс., от около 1 до около 60% масс., от около 5 до около 50% масс. или от около 5 до около 40% масс. в расчете на массу всех реакционноспособных компонентов.

Силиконовые гидрогели настоящего изобретения могут дополнительно содержать по меньшей мере один смачивающий агент. В контексте настоящего документа «смачивающий агент» представляет собой гидрофильный полимер со средневесовой молекулярной массой более около 5000 Дальтон, от около 150 000 Дальтон до около 2 000 000 Дальтон; от около 300 000 Дальтон до около 1 800 000 Дальтон; или от около 500 000 Дальтон до около 1 500 000 Дальтон.

Количество смачивающего агента, вводимого в реакционные смеси настоящего изобретения, могут варьировать в зависимости от других используемых компонентов и желаемых свойств получаемого силиконового гидрогеля. При наличии в реакционных смесях внутренние смачивающие агенты могут быть введены в количествах от около 1% масс. до около 20% масс.; от около 2% масс. до около 15% или от около 2% масс. до около 12% в расчете на суммарную массу всех реакционноспособных компонентов.

Смачивающие агенты включают в себя, без ограничений, гомополимеры, статистически случайные сополимеры, диблоксополимеры, триблоксополимеры, сегментированные блоксополимеры, привитые сополимеры и их смеси. Не имеющими ограничительного характера примерами внутренних смачивающих агентов являются полиамиды, сложные полиэфиры, полилактоны, полиимиды, полилактамы, простые полиэфиры, поликислоты в форме гомополимеров и сополимеров, полученных свободнорадикальной полимеризацией соответствующих мономеров, включая акрилаты, метакрилаты, стиролы, виниловые эфиры, акриламиды, метакриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие виниловые соединения. Смачивающие агенты могут быть получены из любых гидрофильных мономеров, включая перечисленные в настоящем документе.

Смачивающие агенты могут включать в себя ациклические полиамиды, содержащие боковые ациклические амидные группы и способные вступать в ассоциацию с гидроксильными группами. Циклические полиамиды содержат циклические амидные группы и способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами.

Примеры приемлемых ациклических полиамидов включают в себя полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формулы XXXVII или формулы XXXVIII:

где X представляет собой прямую связь, -(CO)- или -(CO)- NHR^e-, где R^e представляет собой C₁-C₃ алкильную группу; R^aвыбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C₁-C₄ алкильных групп; R^b выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C₁-C₄ алкильных групп, аминогрупп, содержащих не более двух атомов углерода, амидных групп, содержащих не более четырех атомов углерода, и алкоксильных групп, содержащих не более двух атомов углерода; R^c выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C₁-C₄ алкильных групп или из метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; R^d выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C₁-C₄ алкильных групп; или из метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила, где суммарное количество атомов углерода в R^a и R^b составляет 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее, и где суммарное количество атомов углерода в R^c и R^d составляет 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее. Суммарное количество атомов углерода в R^a и R^b может составлять 6 или менее или 4 или менее. Суммарное количество атомов углерода в R^c и R^d может составлять 6 или менее. При использовании в настоящем документе термин «замещенные алкильные группы» включает алкильные группы, замещенные аминогруппами, амидными, эфирными, гидроксильными, карбонильными, карбоксильными группами или их комбинациями.

R^a и R^b могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C₁-C₂ алкильных групп. X может представлять собой прямую связь, а R^a и R^b могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C₁-C₂ алкильных групп.

R^c и R^d можно независимо выбирать из H, замещенных или незамещенных C₁-C₂ алкильных групп, метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила.

Ациклические полиамиды настоящего изобретения могут содержать большинство повторяющихся звеньев формулы XXXVII или формулы XXXVIII, или ациклические полиамиды могут содержать по меньшей мере около 50 мольных % повторяющихся звеньев формулы XXXVII или формулы XXXVIII, включая по меньшей мере около 70 мольных % и по меньшей мере около 80 мольных %.

Конкретные примеры повторяющихся звеньев формулы XXXVII или формулы XXXVIII включают повторяющиеся звенья, являющиеся производными N-винил-N-метацетамида, N-винилацетамида, N-винил-N-метилпропионамида, N-винил-N-метил-2-метилпропионамида, N-винил-2-метилпропионамида, N-винил-N,N'-диметилмочевины, N, N-диметилакриламида, метакриламида и ациклических амидов структур (C) и (D):

Примеры приемлемых циклических амидов, которые могут быть использованы для получения циклических полиамидов настоящего изобретения, включают α-лактам, β-лактам, γ-лактам, δ-лактам и ε-лактам. Примеры приемлемых циклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формулы XLI:

Формула XLI

где f представляет собой число от 1 до 10, X представляет собой прямую связь, -(CO)- или -(CO)- NH-Re, где Re представляет собой C1-C3 алкильную группу. В формуле XLI f может составлять 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1. В формуле E f может составлять 6 или менее, включая 5, 4, 3, 2 или 1, или может составлять от 2 до 8, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, или может составлять 2 или 3.

Если X представляет собой прямую связь, f может составлять 2. В таких случаях циклический полиамид может представлять собой поливинилпирролидон (PVP).

Циклические полиамиды настоящего изобретения могут содержать 50 мольных % или более повторяющихся звеньев формулы E, или циклические полиамиды могут содержать по меньшей мере около 50 мольных % повторяющихся звеньев формулы E, включая по меньшей мере около 70 мольных % и по меньшей мере около 80 мольных %.

Конкретные примеры повторяющихся звеньев формулы XLI включают повторяющиеся звенья, являющиеся производными N-винилпирролидона, который образует PVP гомополимеры и винилпирролидоновые сополимеры, или N-винилпирролидоном, замещенным гидрофильными заместителями, такими как фосфорилхолин.

Полиамиды также могут представлять собой сополимеры, содержащие циклические амидные, ациклические амидные повторяющиеся звенья, или сополимеры, содержащие и циклические амидные, и ациклические амидные повторяющиеся звенья. Дополнительные повторяющиеся звенья могут быть сформированы из мономеров, выбранных из гидроксиалкил(мет)акрилатов, алкил(мет)акрилатов или других гидрофильных мономеров, и замещенных силоксанами акрилатов или метакрилатов. Любой из мономеров, указанных выше как приемлемые гидрофильные мономеры, может быть использован в качестве сомономера для получения дополнительных повторяющихся звеньев. Конкретные примеры дополнительных мономеров, которые могут быть использованы для формирования полиамидов, включают 2-гидроксиэтилметакрилат, винилацетат, акрилонитрил, гидроксипропилметакрилат, 2-гидроксиэтилакрилат, метилметакрилат и гидроксибутилметакрилат, GMMA, PEGS и т. п. и их смеси. Также могут быть введены ионные мономеры. Примеры ионных мономеров включают в себя акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин, 3-(диметил(4-винилбензил)аммонио)пропан-1-сульфонат (DMVBAPS), 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAMPDAPS), 3-((3-(акрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (APDAPS), метакрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS).

Реакционная смесь мономера может содержать как ациклический полиамид, так и циклический полиамид или их сополимеры. Ациклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе ациклических полиамидов или их сополимеров, а циклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе циклических полиамидов или их сополимеров. Полиамид может быть выбран из группы, состоящей из поливинилпирролидона (PVP), поливинилметацетамида (PVMA), полидиметилакриламида (PDMA), поливинилацетамида (PNVA), поли(гидроксиэтил(мет)акриламида), полиакриламида и их сополимеров и смесей.

Смачивающие агенты могут быть получены из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA и их комбинаций. Смачивающие агенты также могут быть реакционноспособными компонентами согласно приведенному в настоящем документе определению, при наличии в них реакционноспособных групп, полученных, например, реакцией ацилирования между боковыми гидроксильными группами на повторяющихся звеньях HEMA внутреннего смачивающего агента и метакрилоилхлоридом или метакрилоилангидридом. Специалистам в данной области будут очевидны и другие способы функционализации.

Такие внутренние смачивающие агенты описаны в патентах US6367929, US6822016, 7,052,131, US7666921, US7691916, US7786185, US8022158 и US8450387.

Силиконовые гидрогели настоящего изобретения могут включать упрочняющие агенты. Как описано ранее, упрочняющие агенты представляют собой мономеры, соответствующие гомополимеры которых имеют температуры стеклования более чем 40 °C, и которые при добавлении в реакционную смесь улучшают удлинение получаемых силиконовых гидрогелей. Не имеющими ограничительного характера примерами таких мономеров являются метилметакрилат, трет-бутилметакрилат, изоборнилметакрилат, циклогексилметакрилат, стирол, замещенные стиролы, N-4-винилбензил-N-алкилацетамиды, N-4-винилбензилпирролидон и их комбинации.

Реакционная смесь может содержать дополнительные реакционноспособные или нереакционноспособные компоненты, такие как, без ограничений, УФ-поглотители, поглотители видимого света, фотохромные соединения, фармацевтики, нутрицевтики, противомикробные средства, тонирующие добавки, пигменты, сополимеризуемые и неполимеризуемые красители, разделительные агенты и их комбинации.

Классы приемлемых разбавителей для реакционных смесей силиконовых гидрогелей включают в себя спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученных из первичных аминов, и карбоновые кислоты, имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Могут быть использованы первичные и третичные спирты. Предпочтительные классы включают в себя спирты, имеющие от 5 до 20 атомов углерода, и карбоновые кислоты, имеющие от 10 до 20 атомов углерода.

Конкретные разбавители, которые могут быть использованы, включают в себя 1-этокси-2-пропанол, диизопропиламиноэтанол, изопропанол, 3,7-диметил-3-октанол, 1-деканол, 1-додеканол, 1-октанол, 1-пентанол, 2-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-пропанол, 1-пропанол, этанол, 2-этил-1-бутанол, (3-ацетокси-2-гидроксипропилокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан, 1-трет-бутокси-2-пропанол, 3,3-диметил-2-бутанол, трет-бутоксиэтанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, 2-(диизопропиламино)этанол, их смеси и т. п.

Предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, этанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, их смеси и т. п.

Более предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 1-додеканол, 3-метил-3-пентанол, 1-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, их смеси и т. п.

Апротонные растворители, включая амидные растворители, гидрокси-замещенные, алкил-замещенные по амидной части, включая циклические и ациклические амиды, включая N-метилпирролидон, N-этилпирролидон, N,N-диметилпропионамид, гидроксиэтилпирролидон и т. п.

Могут быть использованы смеси разбавителей. Разбавители могут быть использованы в количествах не более около 55% масс. в расчете на массу всех компонентов реакционной смеси. Более предпочтительно разбавитель используют в количествах менее около 45%, еще более предпочтительно в количествах от около 15 и до 40% масс. в расчете на массу компонентов в реакционной смеси.

Инициатор полимеризации предпочтительно включен в состав реакционной смеси, которая применяется для образования субстратов, таких как контактные линзы. Не имеющие ограничительного характера примеры инициаторов включают в себя такие соединения, как лаурилпероксид, бензоилпероксид, изопропилперкарбонат, азобисизобутиронитрил и т. п., которые генерируют свободные радикалы при умеренно повышенных температурах, и системы фотоинициаторов, такие как ароматические альфа-гидроксикетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, акрилфосфиноксиды, бисацилфосфиноксиды, и четвертичный амин плюс дикетон, их смеси и т. п.

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. Коммерчески доступные инициаторы видимого света включают в себя 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 в себя Darocur 1173 и Darocur 2959 (Ciba Specialty Chemicals). Эти и другие фотоинициаторы, которые могут применять, описаны в томе III Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, Volume III, 2nd Edition, by J.V. Crivello & K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998, включенном в настоящий документ путем ссылки.

Инициатор используют в реакционной смеси в эффективных количествах для инициации полимеризации реакционной смеси, обычно в количествах от около 0,1 до около 2% масс. от реакционной смеси. Полимеризация реакционной смеси может быть инициирована с помощью грамотно подобранного нагрева, например видимым светом, ультрафиолетовым излучением или другим способом, в зависимости от используемого инициатора полимеризации. Альтернативно иницирование может быть осуществлено без фотоинициатора, например с использованием электронного луча. Однако если используют фотоинициатор, то предпочтительными инициаторами являются бисацилфосфиноксиды, такие как бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819®) или сочетание 1-гидроксициклогексилфенилкетона и бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилфенилфосфиноксида (DMBAPO), а предпочтительным способом инициирования полимеризации является облучение видимым светом. Наиболее предпочтительным инициатором является бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819®).

Реакционные смеси могут быть образованы любым способом, известным специалистам в данной области, таким как взбалтывание или перемешивание, и после могут быть использованы для образования полимерных изделий или устройств известными способами. Например, биомедицинские устройства могут быть получены путем смешивания реакционноспособных компонентов и разбавителей с инициатором полимеризации и полимеризированием в соответствующих условиях с образованием продукта, которому впоследствии можно придать соответствующую форму путем токарной обработки, фрезеровки и т. п. Альтернативно реакционная смесь может быть помещена в матрицу и впоследствии полимеризована в соответствующее изделие.

Вторая реакционная смесь гидрогеля

Вторая реакционная смесь гидрогеля, используемая в периферической зоне, может быть образована из любого известного состава стандартного или силиконового гидрогеля. Вторая реакционная смесь гидрогеля может представлять собой реакционную смесь силиконового гидрогеля и может представлять собой реакционную смесь с компонентами аналогичными описанным для первой реакционной смеси силиконового гидрогеля, описанной выше.

Вторая реакционная смесь может содержать компоненты, описанные выше для первой реакционной смеси силиконового гидрогеля, но без N-алкилметакриламидного мономера.

Вторая реакционная смесь может содержать

a. от около 1 до около 15% масс. по меньшей мере одного ациклического полиамида;

b. по меньшей мере один первый монофункциональный гидроксилзамещенный поли(дизамещенный силоксан), содержащий от 4 до 8 силоксановых повторяющихся звеньев;

c. по меньшей мере один второй гидроксилзамещенный поли(дизамещенный силоксан), выбираемый из группы, состоящей из монофункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), имеющих от 10 до 200 или 10-100 силоксановых повторяющихся звеньев, и мультифункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), имеющих от 10 до 200, или от 10 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, и их смесей;

d. от около 5 до около 30% масс. по меньшей мере одного дополнительного гидрофильного мономера;

e. где первый гидроксилзамещенный линейный поли(дизамещенный силоксан) и второй монофункциональный гидроксилзамещенный линейный поли(дизамещенный силоксан) присутствуют в концентрациях, обеспечивающих соотношение в% масс. всего первого гидроксилзамещенного линейного поли(дизамещенного силоксана) к% масс. всех вторых гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), равное 0,4-1,3 или 0,4-1,0.

Реакционная смесь мономера также включает в себя смесь содержащих гидроксильную группу силиконовых компонентов различных молекулярных масс или различных составов. Первый силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу, может быть выбран из силиконовых мономеров, содержащих гидроксильную группу, и полидизамещенных силоксанов, содержащих гидроксильную группу и имеющих по меньшей мере 4 повторяющихся полидизамещенных силоксановых звеньев или от 4 до 8 повторяющихся полидизамещенных силоксановых звеньев; и по меньшей мере одну моновалентную реакционноспособную группу. Если первый силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу, представляет собой силиконовый мономер, содержащий гидроксильную группу, второй силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу, может быть выбран из гидроксилзамещенного поли(дизамещенного силоксана), имеющего от 4 до 8 силоксановых повторяющихся звеньев, монофункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), имеющих от 10 до 200, 10-100 или 10-20 силоксановых повторяющихся звеньев, и мультифункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), имеющих от 10 до 200, или от 10 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, и их смесей. Если первый силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу, представляет собой гидроксилзамещенный поли(дизамещенный силоксан), имеющий от 4 до 8 силоксановых повторяющихся звеньев, второй силиконовый компонент, содержащий гидроксильную группу, может быть выбран из монофункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), имеющих от 10 до 200, 10-100 или 10-20 силоксановых повторяющихся звеньев, и мультифункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов), имеющих от 10 до 200, или от 10 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, и их смесей. Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу, могут представлять собой любые из описанных выше компонентов. При наличии содержащие гидроксильную группу силиконовые компоненты могут присутствовать в количествах от около 40 до около 70, или от около 45 до около 70 масс.%.

Гидрофильные компоненты (включая заряженные компоненты и гидрофильные гидроксильные компоненты, но исключая ациклический полиамид) могут присутствовать во второй реакционной смеси в количествах не более около 50 масс.%, или в количестве в диапазоне от около 10 до около 50 масс.%, или в диапазоне от около 10 до около 40 масс.% в расчете на суммарную массу всех реакционноспособных компонентов в реакционной смеси мономера.

Вторая реакционная смесь гидрогеля может содержать сшивающие агенты в количествах от около 0,000415 до около 0,0156 моль на 100 грамм реакционноспособных компонентов в реакционной смеси.

Вторая реакционная смесь гидрогеля может содержать смачивающие агенты, силиконовый компонент, не содержащий гидроксильную группу, дополнительные компоненты и разбавители согласно приведенному выше описанию (включая и описанные выше количества).

Для изготовления или получения контактной линзы 100, имеющей оптическую зону 102 с модулем Юнга выше, чем у окружающей линзы, может быть использована технология микродозирования. На первом этапе стандартную переднюю криволинейную поверхность для заданных оптических параметров выставляют в положение для принятия реакционных смесей для образования контактной линзы. На центральную часть матрицы передней криволинейной поверхности контактной линзы наносят первую реакционную смесь силиконового гидрогеля. Поверх первой реакционной смеси силиконового гидрогеля наносят вторую реакционную смесь силиконового гидрогеля. Первая реакционная смесь силиконового гидрогеля будет по существу иметь вязкость более высокую, чем вторая реакционная смесь силиконового гидрогеля. Это позволяет использовать в качестве первой и второй реакционных смесей силиконового гидрогеля смешиваемые или частично смешиваемые реакционные смеси. Использование смешиваемых или частично смешиваемых реакционных смесей является преимуществом, поскольку они позволяют получить переходную зону там, где происходит смешивание двух реакционных смесей. Это обеспечивает более плавный переход, который может снизить напряжение на поверхности раздела между периферической и оптической зонами полимеризованной контактной линзы.

Затем матрицу контактной линзы закрывают, устанавливая матрицу основной криволинейной поверхности. Закрытую матрицу затем располагают таким образом, чтобы реакционные смеси могли быть полимеризованы в конечную контактную линзу с центральной оптической или оптической зоной, имеющей такой модуль Юнга как указано выше.

На Фиг. 1A и B схематически показаны два способа изготовления контактных линз. В первом способе, показанном на Фиг. 1A, на стадии 10a устанавливают переднюю криволинейную поверхность 11a. Передняя криволинейная поверхность 11a представляет собой одну из двух частей матрицы, которая имеет вогнутую форму, так что нанесенный на нее материал силой тяжести удерживается в центре матрицы. На стадии 12a на поверхность матрицы передней криволинейной поверхности 11a, предпочтительно на по существу центральную ее часть и в по существу круговой конфигурации, подают или наносят небольшую и точно отмеренную порцию первой реакционной смеси силиконового гидрогеля смеси 13a.

Первая реакционная смесь силиконового гидрогеля может быть нанесена на центральную круговую область внутри оптической зоны контактной линзы. Центральная круговая область может иметь тот же размер, что и оптическая зона, которая у обычной контактной линзы имеет диаметр около 9 мм или менее. В одном варианте осуществления центральная круговая область имеет диаметр от около 4 до около 7 мм, а в другом от около 4 до около 6 мм.

Необязательно, на стадии 12a первая реакционная смесь силиконового гидрогеля может быть по меньшей мере частично полимеризована с помощью механизма контролируемой полимеризации. Затем на стадии 14a поверх первой реакционной смеси силиконового гидрогеля 13a наносят порцию второй реакционной смеси силиконового гидрогеля. Порция второй реакционной смеси силиконового гидрогеля 15a заполняет вогнутую переднюю криволинейную поверхность 11a до необходимой степени, а затем на стадии 16a подают основную криволинейную поверхность 17a и устанавливают в конечное положение половины матрицы 11a, 17a для полимеризации, и отверждают и/или полимеризуют мономерные смеси, завершая процесс отливки. Если способ полимеризации включает в себя механизм фотополимеризации, то облучение может быть направлено либо на матрицу передней криволинейной поверхности, либо на матрицу основной криволинейной поверхности, либо на обе части матрицы. Отлитую линзу затем извлекают для удаления нежелательных химических компонентов и гидратируют.

В альтернативном способе, показанном на Фиг. 1b, на стадии 12b в центральную часть матрицы передней криволинейной поверхности 11b подают первую порцию первой реакционной смеси силиконового гидрогеля 13b, а затем на стадии 14b по краю матрицы передней криволинейной поверхности 11b наносят круговое кольцо второй реакционной смеси силиконового гидрогеля 15b. Полученное круговое кольцо второй реакционной смеси силиконового гидрогеля 15b силой тяжести стягивает к центру передней криволинейной поверхности. Затем подводят матрицу основной криволинейной поверхности 17b и инициируют и завершают процесс полимеризации на стадии 16b, и выполняют стадии извлечения и гидратирования (не показаны) для образования конечного продукта в виде гидрогелевой контактной линзы.

Для получения гидрогелевой контактной линзы с приемлемым разделением двух областей (качеством печати) и низким искажением по существу в отношении распределения первой реакционной смеси силиконового гидрогеля 11, было обнаружено, что повышение вязкостей мономерных смесей 13, 15 и, в частности, повышение вязкости первой реакционной смеси силиконового гидрогеля 13 по сравнению с вязкостью второй реакционной смеси силиконового гидрогеля 15 снижает молекулярную диффузию мономеров 13, 15, таким образом удерживая первую реакционную смесь силиконового гидрогеля в центральной части. Использование первой реакционной смеси силиконового гидрогеля с вязкостью выше, чем у второй реакционной смеси силиконового гидрогеля, помогает уменьшить сдвиг на границе между двумя мономерными смесями, таким образом уменьшая их физическое смешивание. Анализ приведенного ниже уравнения Стокса-Эйнштейна иллюстрирует параметры, влияющие на диффузионную способность материала:

где D представляет собой коэффициент молекулярной диффузии, k - постоянную Больцмана, T - температуру, μ - вязкость и r - радиус молекулы. Работа при более низкой температуре и использование мономеров с более высокими вязкостями позволяет снизить скорость молекулярной диффузии. В одном варианте осуществления вязкость первой реакционной смеси силиконового гидрогеля на по меньшей мере около 1000 сПз выше вязкости второй реакционной смеси силиконового гидрогеля, а в другом варианте осуществления на по меньшей мере около 1500 сПз выше.

Способ настоящего изобретения может также включать покрытие матриц линз вторым материалом силиконового гидрогеля перед нанесением первого материала силиконового гидрогеля. Альтернативно в матрицы можно вводить некоторый третий материал в качестве разделительного покрытия. Такое покрытие может быть частично или полностью полимеризовано перед нанесением первой реакционной смеси силиконового гидрогеля, или покрытые матрицы могут быть прогреты для удаления растворителя из композиции покрытия.

Для получения второй реакционной смеси силиконового гидрогеля могут быть использованы существующие составы силиконовых гидрогелей, имеющих модули Юнга и содержание воды, описанные выше. Примеры имеющихся на рынке составов силиконовых гидрогелей включают в себя галификон, сенофилкон, нарафилкон, лотрафилкон, балафилкон, комфилкон, самфилкон, аквафилкон, стенфилкон, энфилкон, формофилкон.

Более жесткий или упругий материал оптической зоны 102 и менее жесткий материал периферической зоны 104 не обязательно должны иметь четкий переход, поскольку во время изготовления возможно смешивание материалов друг с другом. Это будет означать, что жесткость линзы 100 может постепенно изменяться вне оптической зоны в зависимости от расстояния до центра контактной линзы. Более того, жесткий материал оптической зоны 102 будет непрерывен от передней поверхности центральной оптической зоны до задней поверхности центральной оптической зоны контактной линзы. Этим данная линза отличается от гибридной линзы, в которой жесткая линзовая вставка заключена в оболочку из мягкого материала линзы и в которой есть четкий переход от жесткой оптической зоны к более мягкой периферии. Она также отличается от окаймленной жесткой газопроницаемой контактной линзы (RGP), поскольку периферическую часть контактной линзы не отливают поверх жесткой центральной оптической части, а оба материала, скорее, отливают вместе, создавая единую негомогенную мягкую контактную линзу.

Первая и вторая реакционные смеси силиконового гидрогеля прозрачны, совместимы друг с другом и имеют коэффициенты преломления, отличающиеся друг от друга не более чем на 10%. Существующие способы образования контактных линз можно легко модифицировать для изготовления контактных линз в соответствии с настоящим изобретением.

Вторая реакционная смесь силиконового гидрогеля совместима с частично полимеризованной первой реакционной смесью гидрогеля. Это является преимуществом при сведении к минимуму напряжений между полимерами в гибридной линзе. Однако поскольку вторая реакционная смесь мономера совместима с первой смесью, до полимеризации она может интеркалировать в полностью или частично полимеризованную первую реакционную смесь мономера. Полное перемешивание частично или полностью полимеризованных реакционных смесей может нежелательным образом изменять свойства первого силиконового гидрогеля, включая снижение его модуля упругости. Соответственно, может быть желательным ограничить время нахождения второй реакционной смеси в контакте с частично или полностью полимеризованной первой реакционной смесью («продолжительность контакта») перед проведением полимеризации. Продолжительность контакта составляет менее около 5 минут и предпочтительно составляет менее около 1 минуты. Продолжительность контакта может быть уменьшена при повышении температуры.

Полимеризацию композитных линз настоящего изобретения можно проводить последовательно, путем частичной или полной полимеризации центральной порции материала, путем полимеризации первой линзы и интеркалирования центральной части материала и полимеризации, или путем повоксельной повоксельной полимеризации с использованием реакционноспособных компонентов, имеющих различные реакционноспособные группы, для центральной и периферической областей. Для центральной области также могут быть использованы линзовые вставки, и любые описанные выше способы могут быть скомбинированы друг с другом.

Для сохранения разграничения оптической зоны и периферической зоны во время изготовления линзы могут быть использованы различия в вязкости соответствующих мономеров, например может быть использован более вязкий центральный мономер, который не будет растекаться по периферии при закрывании матрицы линзы. Чтобы образовать линзу приемлемого качества, нужно учитывать коэффициенты усадки и расширения обоих материалов.

Интенсивность полимеризующего света, проходящего по линзе, может быть изменена для дополнительного варьирования жесткости в различных областях линзы. Соответственно, путем избирательной полимеризации может быть получена более жесткая оптическая зона относительно периферической зоны.

На Фиг. 1A и B схематически показаны два способа изготовления фотохромных контактных линз. В первом способе, показанном на Фиг. 1a, на стадии 10a устанавливают переднюю криволинейную поверхность 11a. Передняя криволинейная поверхность 11a представляет собой одну из двух частей матрицы, которая имеет вогнутую форму, так что нанесенный на нее материал силой тяжести удерживается в центре матрицы. На стадии 12a на поверхность матрицы передней криволинейной поверхности 11a, предпочтительно на по существу центральную ее часть и в по существу круговой конфигурации, подают или дозируют небольшую и точно отмеренную порцию первой мономерной смеси 13a, содержащей N-алкилметакриламид.

Центральная круговая область может иметь тот же размер, что и оптическая зона, которая у обычной контактной линзы имеет диаметр около 9 мм или менее. В одном варианте осуществления центральная круговая область имеет диаметр от около 4 до около 7 мм, а в другом от около 4 до около 6 мм.

Необязательно, на стадии 12a первая мономерная смесь может быть по меньшей мере частично полимеризована, с помощью механизма контролируемой полимеризации. Затем на стадии 14a поверх первой мономерной смеси 13a наносят порцию второй мономерной смеси 15a, которая образует гидрогель, имеющий модуль упругости менее около 0,001 ГПа, или менее около 0,001 ГПа (200 фунтов на кв. дюйм, или менее около 150 фунтов на кв. дюйм). Порция второй мономерной смеси 15a заполняет вогнутую переднюю криволинейную поверхность 11a до необходимой степени, а затем на стадии 16a подают основную криволинейную поверхность 17a и устанавливают в конечное положение половины матрицы 11a, 17a для полимеризации и отверждают и/ или полимеризуют мономерные смеси, завершая процесс отливки. Если способ полимеризации включает в себя механизм фотополимеризации, то облучение может быть направлено либо на матрицу передней криволинейной поверхности, либо на матрицу основной криволинейной поверхности, либо на обе части матрицы. Отлитую линзу затем извлекают для удаления нежелательных химических компонентов и гидратируют.

В альтернативном способе, показанном на Фиг. 1b, на стадии 12b в центральную часть матрицы передней криволинейной поверхности 11b подают первую мономерную смесь 13b, а затем на стадии 14b по краю матрицы передней криволинейной поверхности 11b наносят круговое кольцо второй мономерной смеси 15b. Полученное круговое кольцо второй реакционной смеси 15b силой тяжести стягивает к центру передней криволинейной поверхности. Затем подводят матрицу основной криволинейной поверхности 17b и инициируют и завершают процесс полимеризации на стадии 16b, и выполняют стадии извлечения и гидратирования (не показаны) для образования конечного продукта в виде гидрогелевой контактной линзы.

Желательно не допускать существенного перемешивания первой и второй мономерной смеси для сохранения необходимых величин модуля упругости в центральной и периферической зонах линзы. Если не проводят полимеризацию (частичную или полную) первой мономерной смеси в центральной зоне, то повышение вязкости первой мономерной смеси 13 по сравнению с вязкостью смеси второй периферической мономерной смеси 15 может понизить молекулярную диффузию мономеров 13, 15. Использование первой мономерной смеси с вязкостью выше, чем вязкость смеси бесцветного мономера помогает уменьшить сдвиг на границе между двумя мономерными смесями, таким образом уменьшая их физическое смешивание. Анализ приведенного ниже уравнения Стокса-Эйнштейна иллюстрирует параметры, влияющие на диффузионную способность материала:

где D представляет собой коэффициент молекулярной диффузии, k - постоянную Больцмана, T - температуру, μ - вязкость и r - радиус молекулы. Работа при более низкой температуре и использование мономеров с более высокими вязкостями позволяет снизить скорость молекулярной диффузии. В одном варианте осуществления вязкость первой мономерной смеси на по меньшей мере около 1000 сПз выше вязкости смеси периферического мономера, а в другом варианте осуществления на по меньшей мере около 1500 сПз выше.

Однако регулирование вязкости мономерных смесей как описано в US2003/0142267 оказалось недостаточным для образования гидрогелевых контактных линз с приемлемыми оптическими свойствами и удобством ношения. Было обнаружено, что проведение частичной или полной полимеризации первой мономерной смеси и выравнивание коэффициентов расширения полимеров, получаемых из первой и второй мономерной смеси, позволяет изготавливать гидрогелевые контактные линзы с желательными оптическими свойствами и удобством ношения. В одном варианте осуществления коэффициенты расширения полимеров, формируемых из соответствующих мономерных смесей, находятся в пределах около 10%, в некоторых вариантах осуществления около 8% и в некоторых вариантах осуществления около 5%. Коэффициенты расширения могут быть скорректированы путем изменения нескольких показателей состава, включая концентрацию разбавителя, концентрацию и степени гидрофильности или гидрофобности гидрофильных и гидрофобных компонентов, и концентрации инициатора и сшивающего агента и их комбинации. Может быть желательным сохранять неизменной концентрацию силиконовых компонентов и заменять часть одного из гидрофильных компонентов. В таких вариантах осуществления достижение желаемого коэффициента расширения может требовать нескольких корректировок.

Помимо того, для достижения желаемого коэффициента расширения можно изменять и другие параметры состава. Например, для получения фотохромных контактных линз с желательными оптическими свойствами и удобством ношения оказалось эффективным изменение концентрации гидрофильных компонентов, концентрации разбавителя, концентрации инициатора и их комбинаций. В одном варианте осуществления к мономерным смесям может быть добавлен гидрофильный полимер, такой как поли(винилпирролидон) (PVP), метакриловую кислоту, полидиметилакриламид или поли(винилметацетамид).

Могут быть использованы одинаковые или аналогичные компоненты и в первой, и во второй мономерной смеси. Например, может быть желательным включать в обе мономерные смеси одинаковые гидрофильные компоненты. В этом случае, помимо концентрации гидрофильных компонентов, можно изменять другие параметры состава.

При использовании односторонней полимеризации коэффициенты расширения можно привести в соответствие, изменяя мономеры, концентрацию разбавителя и их комбинации. При проведении полимеризации только с одной стороны (например, при фотополимеризации), также может быть желательным поднять концентрацию инициатора.

В дополнение к использованию двухкомпонентных контактных линз, в которых центральная и периферическая зоны имеют разный модуль Юнга, для создания дополнительного сопротивления деформации при помещении линзы на глаз может быть использовано предварительное растягивание линзы. Предварительно растянутая линза будет требовать большего усилия для деформации, поскольку необходимо преодолеть внутреннее напряжение и силу упругости, происходящие от модуля упругости, формы и толщины линзы. Способы изготовления предварительно растянутых линз включают в себя изменение скорости реакции, такие как применение различных уровней содержания кислорода или другого ингибитора реакции на передней и задней поверхностях матрицы линзы. В результате получается линза, которая в неизмененном состоянии удерживает форму купола, но в поперечном сечении будет стремиться к скручиванию или уплощению. В дополнение к воздействию различных уровней содержания кислорода на переднюю и заднюю поверхности матрицы, можно изменять концентрацию кислорода или другого ингибитора реакции, проходящего по передней и задней поверхностям, получая индивидуальный профиль напряжения вдоль всей линзы.

Основным положением процесса предварительного растягивания является то, что различные пластические материалы для литья поглощают кислород или другие ингибиторы реакции с разными скоростями и удерживают кислород или другие ингибиторы реакции с разными аффинностями. Используя разные материалы для образования матриц передней и задней криволинейных поверхностей или подвергая матрицы передней и задней криволинейных поверхностей избирательному воздействию кислорода или других ингибиторов реакции, можно изменять скорость полимеризации таким образом, чтобы это привело к появлению напряжений внутри линзы. Например, полипропилен легко поглощает кислород, а зеонор или полистирол поглощает его значительно хуже. Соответственно, при использовании для матрицы передней криволинейной поверхности полистирола, а для матрицы задней криволинейной поверхности полипропилена при равномерном поступлении кислорода, матрица задней криволинейной поверхности поглотит кислорода больше, чем матрица передней криволинейной поверхности, поэтому мономер, контактирующий с этой поверхностью, будет иметь другие свойства, создающие различающиеся напряжения между передней и задней поверхностями контактной линзы. Концентрацией кислорода и других ингибиторов реакции можно дополнительно управлять, регулируя по меньшей мере одно из, или все, или в любой комбинации время, температуру, концентрацию и давление пространства (среды), окружающего поверхности матриц передней и задней кривизны. Помимо того, концентрацию поглощенного кислорода или других ингибиторов реакции можно изменять по всей поверхности, например маскируя часть поверхности перед тем, как воздействовать на материал, или частично удаляя поглощенные газы.

Учитывая то, что астигматизм роговицы эффективно уменьшается с помощью данной конфигурации с ротационно симметричной оптикой благодаря повышенной жесткости мягкой контактной линзы, достигаемой за счет увеличенного модуля Юнга в центральной оптической или оптической зоне, или за счет любых других приемлемых способов, таких как изменение интенсивности полимеризующего света и предварительное растягивание контактной линзы, как это было подробно описано в данном документе, контактная линза не будет требовать какого-либо особого положения на глазу, и, следовательно, потребность в механической стабилизации контактной линзы уменьшится или вовсе отпадет. Если астигматизм роговицы и/или аберрации высшего порядка уменьшены, но по-прежнему заметны, все еще может требоваться механическая стабилизация, но вариации положения линзы будут в меньшей степени влиять на качество зрения. Как сказано выше, преимущество настоящего изобретения состоит в том, что стабилизирующие элементы могут быть уменьшены в размерах или по существу устранены, таким образом обеспечивая более удобную в ношении контактную линзу. Настоящее изобретение предлагает простое и элегантное решение для коррекции астигматизма.

Способы тестирования

Стандартные отклонения указаны в скобках. Следует понимать, что все установленные в настоящем документе тесты имеют определенную долю собственной погрешности. Соответственно, приведенные в настоящем документе результаты должны рассматриваться не как абсолютные значения, а как диапазоны числовых значений, основанные на величине погрешности конкретного теста.

Содержание воды определяли следующим образом: тестируемые линзы выдерживали в растворе для хранения в течение 24 часов. Каждая из трех тестируемых линз были удалены из раствора для хранения с использованием аппликатора с губкой на конце и помещены на промокательные салфетки, смоченные раствором для хранения. Обе стороны линзы промокали салфеткой. Тестируемую линзу помещали на чашу весов (которая предварительно была взвешена), используя пинцет, и получали массу влажных линз. Еще два набора образцов готовили и взвешивали как указано выше.

Сухую массу измеряли, помещая чаши с образцами в вакуумную печь, которая была предварительно нагрета до 60 °C, на 30 минут. Выдерживали вакуум до достижения по меньшей мере 1 килоПаскаля (0,4 дюйма рт. ст.). Выключали вакуумный клапан и насос, а линзы просушивали в течение как минимум двенадцати часов. Открывали продувочный клапан, и давали печи достичь атмосферного давления. Удалили и взвесили чаши весов. Содержание воды рассчитывали следующим образом:

Масса во влажном состоянии=общая масса чаши и линз во влажном состоянии - масса чаши весов

Масса в сухом состоянии=общая масса чаши и линзы в сухом состоянии - масса чаши весов

Для описываемых образцов вычисляют среднее и стандартное отклонение содержания воды.

Мутность измеряли, помещая гидратированную тестируемую линзу в буферизированный боратами солевой раствор в прозрачной стеклянной ячейке при комнатной температуре на черный плоский фон, подсвечивая снизу волоконно-оптической лампой(Dolan-Jenner PL-900 волоконно-оптический источник света со световым волноводом диаметром 1,3 см (0,5 дюйма)) под углом 66° перпендикулярно ячейке с линзой и снимая сверху, перпендикулярно ячейке с линзой, видеокамерой (камера DVC 1300C:19130 RGB или аналогичная с объективом с переменным фокусным расстоянием), установленной на расстоянии 14 мм над держателем линзы. Фоновое рассеяние вычитали из рассеяния тестируемой линзы, вычитая изображение пустой ячейки с буферизированным боратами солевым раствором (базовой линии) при помощи программного обеспечения EPIX XCAP V 3.8. Корректируя интенсивность света до нахождения в диапазоне от 900 до 910 средней величины по шкале серого цвета, добивались получения величины верхнего предела рассеяния (матовое стекло). Величину фонового рассеяния измеряли с использованием заполненной солевым раствором стеклянной ячейки. Вычтенное изображение рассеянного света анализировали количественно, интегрируя по центральной части линзы размером 10 мм, используя стандарт матового стекла в качестве стандарта верхнего предела рассеяния. Корректируя интенсивность/настройки мощности света, добивались получения средней величины по шкале серого цвета в диапазоне от 900 до 910 для стандарта матового стекла; при таких параметрах средняя величина по шкале серого цвета для базовой линии находилась в диапазоне 50-70. Среднюю величину по шкале серого цвета для базовой линии и для стандарта матового стекла фиксировали и использовали для построения шкалы от нуля до 100 соответственно. Затем измеряли средние величины по шкале серого цвета и их стандартные отклонения для тестируемых линз и сравнивали их со стандартом матового стекла. Корректируя интенсивность/настройки мощности света, добивались получения средней величины по шкале серого цвета в диапазоне от 900 до 910 для стандарта матового стекла; при таких параметрах средняя величина по шкале серого цвета для базовой линии находилась в диапазоне 50-70. Среднюю величину по шкале серого цвета для базовой линии и для стандарта матового стекла фиксировали и использовали для построения шкалы от нуля до 100 соответственно. В анализе по шкале серого цвета фиксировали средние величины и их стандартные отклонения для базовой линии, матового стекла и каждой тестируемой линзы. Для каждой линзы рассчитывали значение по шкале согласно следующему уравнению: величина по шкале равна разности средних значений по шкале серого цвета для линзы и для базовой линии, деленной на разность средних значений по шкале серого цвета для матового стекла и для базовой линии и умноженной на 100. Анализировали от трех до пяти тестируемых линз и усредняли полученные результаты.

Содержание воды измеряли гравиметрически. Линзы выдерживали в растворе для хранения в течение 24 часов. Каждую из трех тестируемых линз удаляют из раствора для хранения с использованием аппликатора с губкой на конце и помещают на промокательные салфетки, смоченные раствором для хранения. Обе стороны линзы промокают салфеткой. Используя пинцет, тестируемые линзы помещают на тарированную чашу весов и взвешивают. Еще два набора образцов готовят и взвешивают. Все измерения массы повторяли трижды и в дальнейших вычислениях использовали среднее полученных величин. Массу во влажном состоянии определяют как общую массу чаши весов и влажных линз минус масса только чаши весов.

Сухую массу измеряли, помещая чаши с образцами в вакуумную печь, которая была предварительно нагрета до 60 °C, на 30 минут. Выдерживали вакуум до достижения по меньшей мере 3 килоПаскалей (1 дюйм рт. ст.); допустимы и меньшие давления. Вакуумный клапан и насос выключают и линзы сушат в течение по меньшей мере 12 часов; обычно в течение ночи. Открывают продувочный клапан, давая доступ сухому воздуху или сухому азоту. Печи дают достичь атмосферного давления. Чаши удаляют и взвешивают. Массу в сухом состоянии определяют как общую массу чаши весов и сухих линз минус масса только чаши весов. Содержание воды тестируемой линзы вычисляли следующим образом:

Вычисляли среднюю величину и стандартное отклонение для содержания воды и указывали среднее значение как процентное содержание воды в тестируемой линзе.

Коэффициент преломления (RI) контактной линзы измеряли на рефрактометре Leica ARIAS 500 Abbe в ручном режиме или на рефрактометре Reichert ARIAS 500 Abbe в автоматическом режиме с зазором между призм 100 микрон. Прибор калибровали по деионизированной воде при температуре 20°C (+/-0,2 °C). Открывали призменный узел и помещали тестируемую линзу на нижнюю призму между ближайшими к источнику света магнитными точками. Если линза была сухой, на нижнюю призму наносили несколько капель солевого раствора. Передняя криволинейная поверхность линзы была размещена напротив нижней призмы. Затем призменный узел закрывали. После корректировки элементов управления до появления теневой линии в визирном поле измеряли коэффициент преломления. Измерение RI проводили для пяти тестируемых линз. Вычисленное по результатам пяти измерений среднее значение RI фиксировали как коэффициент преломления вместе с его стандартным отклонением.

Кислородную проницаемость (Dk) измеряли полярографическим способом, по существу описанным в ISO 9913-1:1996 и ISO 18369-4:2006, но со следующими модификациями. Измерение проводили в среде, содержащей 2,1% кислорода, создаваемую путем установки на тестовую камеру входных патрубков для азота и воздуха, настроенных на соответствующий расход газа, например 1800 мл/мин. азота и 200 мл/мин. воздуха. Величину t/Dk рассчитывают с использованием скорректированной концентрации кислорода. Использовали буферизированный боратом солевой раствор. Темновой ток измеряли, используя чистую увлажненную азотную среду вместо применения ММА линз. Линзы не были использованы перед измерением. Вместо использования линз различной толщины (t), измеряемой в сантиметрах, сложили друг на друга четыре линзы. Использовали вместо плоского датчика изогнутый датчик с радиусом 7,8 мм. Вычисления для датчика радиусом 7,8 мм и относительного расхода воздуха 10% (об/об) проводили следующим образом:

Dk/t=(измеренный ток-темновой ток) × (2,97 × 10^-8мл O₂/(μА-сек-см²-мм Hg)

Коррекция по краю зависела от величины Dk материала.

Для всех значений Dk меньше 90 баррер:

t/Dk (коррекция по краю)=[1+(5,88 х t)] × (t/Dk)

Для значений Dk от 90 до 300 баррер:

t/Dk (коррекция по краю)=[1+(3,56 х t)] × (t/Dk)

Для значений Dk больше 300 баррер:

t/Dk (коррекция по краю)=[1+(3,16 х t)] × (t/Dk)

Величины Dk без коррекции по краю вычисляли из обратной величины углового коэффициента, полученного линейнорегрессионным анализом данных, в которых переменная x представляла собой толщину центральной части в сантиметрах, а переменная y представляла собой величину t/Dk. С другой стороны, величины Dk с коррекцией по краю вычисляли из обратной величины углового коэффициента, полученного линейнорегрессионным анализом данных, в которых переменная x представляла собой толщину центральной части в сантиметрах, а переменная y представляла собой величину t/Dk с коррекцией по краю. Измеренные значения Dk приводились в баррерах.

Смачиваемость линз определяли с использованием описанных ниже способов. Динамический краевой угол смачивания (DCA) измеряли методом пластины Вильгельми с использованием прибора Cahn DCA-315 при комнатной температуре, используя в качестве зондового раствора деионизированную воду. Эксперимент проводили путем погружения образца линзы с известными параметрами в раствор для хранения с известным поверхностным натяжением и измеряя точными весами действующую на образец силу, вызванную смачиванием. Угол смачивания при натекании раствора для хранения на линзу определяли по данным величины силы, полученным при погружении образца. Угол смачивания при стекании определяли аналогичным образом по данным величины силы, полученным при извлечении образца из жидкости. Метод пластины Вильгельми основан на следующей формуле: Fg=γρcosθ - B, где F - сила смачивания между жидкостью и линзой (мг), g - ускорение силы тяжести (980,665 см/сек²), γ - поверхностное натяжение зондовой жидкости (дин/см), ρ - периметр контактной линзы по мениску жидкость/линза (см), θ - динамический краевой угол смачивания (градусы) и B - гидростатическая подъемная сила (мг). Величина B равна нулю при нулевой глубине погружения. Из центральной области контактной линзы вырезали четыре тестовых полоски. Каждая полоска имела ширину примерно 5 мм и была выдержана в растворе для хранения. Затем с каждым образцом провели по четыре цикла измерения и результаты усреднили дял получения углов смачивания линз при натекании и стекании.

Также определяли смачиваемости линз с помощью метода неподвижной капли с использованием прибора KRUSS DSA-100 TM при комнатной температуре и использовании деионизированной воды в качестве зондового раствора. Тестируемые линзы (3-5/образцов) промывали в дистиллированной воде для удаления остатков раствора для хранения. Каждая тестируемая линза была помещена на промокательные безворсовые салфетки, смоченные раствором для хранения. Обе стороны линзы промокали салфеткой для удаления воды с поверхности без сушки линзы. Для обеспечения надлежащего выравнивания линзы поместили «чашеобразной» стороной вниз на выпуклой поверхности пластиковых матриц контактных линз. Пластиковую матрицу и линзу помещали в держатель прибора неподвижной капли, обеспечивая надлежащую регулировку шприца по центру. С использованием программного обеспечения для анализа формы капли DSA 100 на конце шприца формировали каплю из 3-4 мкл деионизированной воды, следя за тем, чтобы капля жидкости свисала, не касаясь линзы. Каплю плавно опустили на поверхность линзы путем перемещения иглы вниз. Иглу отвели назад сразу после выдачи капли. Капле жидкости давали прийти в равновесие на линзе от 5 до 10 секунд и измеряли контактный угол между изображением капли и поверхностью линзы.

Механические свойства контактных линз измеряли с использованием разрывной испытательной машины, такой как Instron модели 1122 или 5542, оборудованной устройствами управления тензометрическим датчиком и пневматическими захватами. Линза с диоптрией минус один является предпочтительной геометрией линзы благодаря равномерной толщине центрального профиля. Вырезанный из линзы с оптической силой -1,00 образец в форме гантели, имеющий длину 1,326 сантиметра (0,522 дюйма), ширину «ушка» 0,7010 см (0,276 дюйма) и ширину «шейки» 0,5410 см (0,213 дюйма), устанавливали в зажимы и растягивали с постоянной скоростью натяжения 5 см/мин. (2 дюйма/мин.) до разрыва. Перед испытаниями толщину центра гантелеобразного образца измеряли с использованием электронного толщиномера. Измеряли исходную длину образца (Lo) и длину образца при разрыве (Lf). Измеряли по меньшей мере по пять образцов каждой композиции и использовали средние значения для вычисления относительного удлинения на разрыв в процентах: относительное удлинение в процентах=[(Lf - Lo)/Lo] × 100. Модуль упругости при растяжении вычисляли как угловой коэффициент начального линейного участка кривой напряжение-деформация; единицами измерения модуля упругости являются фунты на квадратный дюйм (psi). Прочность на разрыв вычисляли из пиковой нагрузки и исходной области поперечного сечения: прочность на разрыв=пиковая нагрузка, деленная на исходную область поперечного сечения; единицами измерения прочности на разрыв являются psi. Жесткость при растяжении вычисляли из энергии на разрыв и исходного объема образца: жесткость при растяжении=энергия на разрыв, деленная на исходный объем образца; единицами измерения жесткости при растяжении являются фунты/дюйм³.

На машине Instron также измеряли образцы, отлитые плоскими; однако испытуемые изделия готовили в плоских круглых пластиковых матрицах (диаметром около 15 мм), аналогичных матрицам, используемым для изготовления контактных линз, но не имеющим кривизны, для получения плоских круглых дисков. Матрицы были выполнены с возможностью изготовления дисков с центральной толщиной от 250 до 550 микрон в зависимости от дозируемого объема реакционной смеси мономера. Диски разрезали для получения необходимых размеров образца (ширина: 3,1 мм; длина: около 7 мм). На направляющую головку испытательной машины с постоянной скоростью перемещения устанавливали тензометрический датчик на 100 Ньютон и пневматические захваты (максимум 250 Ньютон) с алмазной насечкой на рабочих поверхностях зажимов. Образец устанавливали в захваты и затем растягивали со скоростью 2,5 сантиметра в минуту (1 дюйм в минуту) до разрыва. Характеристики прочности при растяжении получают из полученной кривой напряжение-деформация. Помимо того, для всех экспериментов по тестированию механических характеристик образцы держали в растворе для хранения вплоть до анализа для сведения к минимуму эффектов дегидратации.

Центральная толщина; Была измерена индивидуально с использованием электронного толщиномера.

В примерах будут использованы следующие сокращения:

BC: пластиковая матрица задней криволинейной поверхности

FC: пластиковая матрица передней криволинейной поверхности

NVP: N-винилпирролидон (Acros Chemical)

DMA: N,N-диметилакриламид (Jarchem)

HEMA: 2-гидроксиэтилметакрилат (Bimax)

NMMA: N-метилметакриламид

VMA: N-винил N-метилацетамид (Aldrich)

Голубой HEMA: 1-амино-4-[3-(4-(2-метакрилоилоксиэтокси)-6-хлортриазин-2-иламино)-4-сульфофениламино]антрахинон-2-сульфоновая кислота, как описано в примере 4 патента США 5944853

Стирил TRIS: трис(триметилсилокси)силилстирол

pVMA: поли(N-винил-N-метилацетамид)

PVP: поли (N-винилпирролидон) K90 (ISP Ashland)

EGDMA: этиленгликольдиметилакрилат (Esstech)

TEGDMA: триэтиленгликольдиметакрилат (Esstech)

TMPTMA: триметилольпропантриметакрилат (Esstech)

BMPP: 2,2-бис(4-метакрилоксифенил)пропан (PolySciences)

BAPP: 2,2-бис[4-(2-акрилоксиэтокси)фенил]пропан (PolySciences)

BHMPP: 2,2-бис[4-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропокси)фенил]пропан (PolySciences)

Tegomer V-Si 2250: диакрилоксиполидиметилсилоксан, содержащий в среднем 20 диметилсилоксильных повторяющихся звеньев (Evonik)

D3O: 3,7-диметил-3-октанол (Vigon)

Irgacure 819: бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид

Irgacure 1870: смесь бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 1-гидроксициклогексилфенилкетона

mPDMS: полидиметилсилоксан с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами, (молекулярный вес 800-1000) (Gelest)

HO-mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной и моно-н-бутильной концевыми группами (молекулярный вес 400-1000) (DSM)

SiMAA: 2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (Toray)

SA2: N-(2,3-дигидроксилпропил) N-(3-тетра (диметилсилокси)диметилбутилсилан)пропил)акриламид

TAM: трет-амиловый спирт (BASF)

3E3P: 3-этил3-пентанол

ДИ вода: деионизированная вода

IPA: изопропиловый спирт

Norbloc: 2-(2'-гидрокси-5-метакрилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол (Janssen)

PP: полипропилен

Zeonor: полициклоолефиновый термопластичный полимер (Nippon Zeon Co Ltd)

Боратный буферный раствор: раствор, полученный растворением 8,3 г NaCl (Sigma Aldrich), 9,1 г борной кислоты (Mallinckrodt) и 1 г бората натрия (Mallinckrodt) в 1 л деионизированной воды (Milli Q).

Примеры

Примеры 1-10

Каждую реакционную смесь получали, смешивая указанные в таблице 1 реакционноспособные компоненты, фильтровали через 3 μм фильтр с использованием нагретого или не нагретого шприца из нержавеющей стали или стекла и затем дегазировали под вакуумом при комнатной температуре в течение около 15 минут. В перчаточном боксе в атмосфере азота при содержании кислорода менее 0,1 процента при комнатной температуре наносили 75-100 мкл реакционной смеси на FC. Затем на матрицу передней кривовлинейной поверхности помещали BC. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов. Поддон переносили в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживали температуру 60-65 °C, и линзы полимеризовали сверху в течение 20 минут с использованием флуоресцентных ламп TLO3 с интенсивностью 4-5 мВт/см². Источник излучения находился над поддонами на высоте около пятнадцати сантиметров (шести дюймов). Подробное описание способа и устройства полимеризации можно найти в патенте США № 8,937,110.

Линзы отделяли от форм вручную, при этом большинство линз прилипало к FC, и вынимали из матриц путем приведения 64 линз во взвешенное состояние в течение около одного-двух часов в водном растворе IPA объемом около один литр с последующей промывкой другим раствором IPA, двухкратной промывкой в ДИ воде и, наконец, двухкратной промывкой в боратном буферном растворе для хранения. Концентрации использованных водных растворов IPA указаны в таблице 1. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 122 ˚C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в таблице 2.

Таблица 1

Компонент Прим. 1 Прим. 2 Прим. 3 Прим. 4 Прим. 5 Прим. 6 Прим. 7 Прим. 8 Прим. 9 Прим. 10 ОН-mPDMS, n=4 43,2 43 42,75 42,5 43,5 41,5 41,5 41,5 43,5 43,5 NMMA 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 HEMA 16,98 16,98 16,98 16,98 16,98 16,98 14,48 12 13,98 13,98 pVMA (507 кДа) 10 10 10 10 7 7 7 7 10 10 Tegomer 2250 10,7 10,5 10,25 10 10 10 10 10 10 10 EGDMA 2,1 2,5 3 3,5 5,5 7,5 7,5 7,5 5,5 7,5 Norbloc 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 TMPTMA 0 0 0 0 0 0 2,5 4,98 0 0 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Голубой HEMA 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Разбавитель 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 D3O 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 FC Z Z Z Z 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT BC Z Z Z Z PP PP PP PP PP PP Содержание IPA в растворе для извлечения, % 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Содержание IPA в растворе для промывки,% 70 70 70 70 50 50 50 50 50 50

Таблица 2

Прим. № % воды % мутности Динамический краевой угол смачивания DCA (˚) Кислородная проницаемость D_k Центральная толщина CT (мкм) Механические характеристики RI Модуль упругости (фунты/кв. дюйм) Прочность на разрыв TS (фунты/кв. дюйм) Жесткость при растяжении Относительное удлинение (%) 1 28,6 7 34 96 121 1727 469 236 80 1,4435 2 27,8 8 32 102 125 1907 498 238 76 1,4459 Прим. 2 плоск NM NM NM NM NM 2287 NM NM NM NM Прим. 3 27 4 44 93 122 2145 476 152 55 1,4467 Прим. 3 плоск NM NM NM NM 332 5038 279 14 11 NM 4 26,5 5 39 85 133 2415 441 103 46 1,4467 5 18,6 2 41 83 NM NM NM NM NM 1,454 6 17,5 4 39 96 187 3030 250 14 262 1,4605 Прим. 6 плоск NM NM NM NM NM 7794 NM NM NM NM 7 14,3 4 28 58 NM NM NM NM NM NM 8 12,9 3 29 50 298 17399 292 2 5 1,468 9 21,2 4 55 111 555 4251 88 0,7 7,1 NM 10 19,2 4 41 93 547 6588 141 6,3 1,4 NM

Составы настоящего изобретения обеспечивают широкий диапазон модулей упругости. Изменяя концентрацию и тип сшивающего агента (например, вводя сшивающий агент с короткой цепью и высокой степенью функционализации, такой как TMTPA), может быть достигнут модуль упругости вплоть не более около 20 000 фунтов на кв. дюйм.

Примеры 11-22

Каждую реакционную смесь получали, смешивая реакционноспособные компоненты приведенные в таблицах 3 и 4, и затем дегазировали под вакуумом при комнатной температуре в течение около 20 минут. В перчаточном боксе в атмосфере азота при содержании кислорода менее 0,1 процента при комнатной температуре наносили около 100 мкл реакционной смеси на FC, изготовленную из изготовленную из материалов, указанных в таблицах 3 и 4. Затем на матрицу передней кривизны помещали BC, изготовленную из материалов, указанных в таблицах 3 и 4. Для поддержания надлежащей посадки поверх поддона с восемью такими матрицами поместили кварцевую пластину. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов. Поддон переносили в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживали температуру 60-65 °C, и линзы полимеризовали сверху в течение 12 минут с использованием флуоресцентных ламп TLO3 с интенсивностью 4-5 мВт/см².

Линзы вручную отделяли от форма, при этом большинство линз прилипало к BC, и вынимали из матриц с использованием 40% IPA с последующей двухкратной промывкой 40% IPA в течение от около 0,5 до 1 часа, за исключением указанных в таблицах случаев, двухкратной промывкой в ДИ воде в течение от около 0,5 до 1 часа и, наконец, двухкратной промывкой в боратном буферном растворе для хранения в течение около 30 минут. Линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 122 ˚C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в таблице 5.

Таблица 3

Компонент Прим. 11 Прим. 12 Прим. 13 Прим. 14 Прим. 15 Прим. 16 Прим. 17 Прим. 18 SiMAA 42,8 21,4 21,4 0 0 0 0 0 Стирил TRIS 0 0 21,4 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 TRIS 0 21,4 0 0 0 0 0 0 NMMA 15 15 15 15 15 15 15 18 HEMA 16,98 16,98 16,98 17 16,98 16,89 16,98 16,98 pVMA (507 кДа) 10 10 10 0 0 0 7 7 pVMA (617 кДа) 0 0 0 10 10 0 0 0 pVMA (700 кДа) 0 0 0 0 0 10 0 0 Tegomer 2250 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 13,2 10,2 EGDMA 3 3 3 3 3 3 3 3 Norbloc 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 TMPTMA 0 0 0 0 0 0 2,5 4,98 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0 0 0,25 0,25 CGI 1870 0 0 0 0 0,34 0,34 0 0 Голубой HEMA 0,02 0,02 0,02 0 0,02 0,02 0,02 0,02 FC 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT Z 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT BC PP PP PP PP 55:45 Z:PP PP PP PP Содержание IPA в растворе для промывки,% 40 40 40 40 40 40 Нет Нет Разбавитель 23 23 23 23 23 23 23 23 D3O 100 100 100 100 100 100 100 100

Таблица 4

Компонент Прим. 19 Прим. 20 Прим. 21 Прим. 22 SiMAA 21,4 0 0 0 Стирил TRIS 21,4 42,8 42,8 42,8 NMMA 15 15 12,5 10,5 HEMA 16,98 16,98 16,98 16,98 DMA 0 0 2 4 pVMA (507 кДа) 0 0 10 10 PVP K90 10 10 0 0 Tegomer 2250 10,2 10,2 10,2 10,2 EGDMA 3 3 3,5 3,5 Norbloc 1,75 1,75 1,75 1,75 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 Голубой HEMA 0,02 0,02 0,02 0,02 Материал FC 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT Материал BC PP PP PP PP Содержание IPA в растворе для промывки,% 40 40 40 40 Разбавитель 23 23 23 23 D3O 100 100 100 100

Таблица 5

Пример № % воды % мутности Динамический краевой угол смачивания DCA (градусы) Кислородная проницаемость D_k Центральная толщина CT (мкм) Механические характеристики RI Модуль упругости (фунты/кв. дюйм) Прочность на разрыв TS (фунты/кв. дюйм) Жесткость при растяжении Относительное удлинение (%) Прим. 11 24,9 4,9 60,6 NM NM NM NM NM NM NM Прим. 12 24 7 55,8 NM NM NM NM NM NM NM Прим. 13 22,6 15,8 38,4 NM 399 32562 NM NM 9,2 NM Прим. 14 21,5 26 37 NM 405 41181 2147 106 10,7 1,467 Прим. 15 20 19 56,4 199 370 57251 2469 156 12 NM Прим. 16 25 141 34 NM 186 37983 1445 47 10 1,4464 Прим. 17 16,2 55 42,9 83 NM NM NM NM NM NM Прим. 18 17,7 63 36,4 NM NM NM NM NM NM NM Прим. 19 20,8 13 38 NM 297 32267 1331 60,2 8,5 1,464 Прим. 19 плоск NM NM NM NM 288 32267 1331 60,2 8,5 NM Прим. 20 17,1 44 32,7 NM 276 61629 2521 98,6 8,5 1,472 Прим. 20 плоск NM NM NM NM 292 53600 1989 56,3 8,5 NM Прим. 21 20,3 20 35,3 NM 290 56333 2339 90,7 9 1,467 Прим. 21 плоск NM NM NM NM 299 46901 1956 61,2 8,9 NM Прим. 22 18,3 20 39 NM 286 53690 2145 79,1 8,8 1,467 Прим. 22 плоск NM NM NM NM 289 42899 1589 40,8 8,6 NM

Были получены силиконовые гидрогели, имеющие модули упругости выше 60 000 фунтов на кв. дюйм, но при этом демонстрирующие содержание воды от 15 до около 25%. Силиконовые гидрогели имели необходимые характеристики мутности, кислородной проницаемости и смачиваемости.

Примеры 23-32

Каждую реакционную смесь получали, смешивая указанные в таблице 6 компоненты, и затем дегазировали под вакуумом при комнатной температуре в течение около 20 минут. В перчаточном боксе в атмосфере азота при содержании кислорода менее 0,1 процента при комнатной температуре наносили около 100 мкл реакционной смеси на FC, изготовленную из материала Zeonor. Затем на матрицу передней кривизны помещали BC, изготовленную из смеси 55:45 (вес/вес) Zeonor:полипропилен. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов. Поддон переносили в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживали температуру 60-65 °C, и линзы полимеризовали сверху в течение 20 минут с использованием светодиодов с длиной волны 420 нм и интенсивностью 4-5 мВт/см².

Линзы вручную отделяли от форм, при этом большинство линз прилипало к BC, и вынимали из матриц с использованием 40% IPA в течение ночи с последующей промывкой 40% IPA в течение от 0,5 до 1 часа, двухкратной промывкой в ДИ воде в течение от около 0,5 до 1 часа и, наконец, двухкратной промывкой в боратном буферном растворе для хранения в течение около 30 минут. Линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 122 ˚C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в таблице 7.

Таблица 6

Компонент Прим. 23 Прим. 24 Прим. 25 Прим. 26 Прим. 27 Прим. 28 Прим. 29 Прим. 30 Прим. 31 Прим. 32 Стирил TRIS 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 42,8 NMMA 15 15 15 12 9 15 15 15 15 15 HEMA 16,64 13,64 10,64 10,64 16,64 10,64 10,64 10,64 10,64 10,64 DMA 3 6 9 12 9 9 9 9 9 9 PVP K90 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 Tegomer 2250 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 EGDMA 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Norbloc 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 CGI 1870 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 0,34 Голубой HEMA 0,02 0,02 0,02 0 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Разбавитель 23 23 23 23 23 20 25 30 35 40 D3O 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Таблица 7

Прим. № % воды % мутности Неподвижная капля (°) Кислородная проницаемость Dk Центральная толщина CT (мкм) Механические характеристики RI Модуль упругости (фунты/кв. дюйм) Прочность на разрыв TS (фунты/кв. дюйм) Жесткость при растяжении Относительное удлинение (%) Прим. 23 16 71 44,9 83 187 60219 2212 63,5 9,1 1,4713 Прим. 24 17 83 64,4 93 177 58448 2173 61 9,6 1,4722 Прим. 25 23 90 46,6 NM 184 58232 1996 61 9,6 1,4720 Прим. 26 22 94 60,9 96 169 40827 1454 39,8 10 1,4685 Прим. 27 19 64 50,4 109 188 43687 1919 63,3 10,2 1,4701 Прим. 28 20 10 25,7 NM 207 27958 1087 37,8 9,8 1,4591 Прим. 29 20 14 25,2 NM 212 27514 1067 35,8 9,9 1,4609 Прим. 30 19 45 30,5 NM 215 25849 1004 31,7 9,1 1,4568 Прим. 31 21 52 29,8 NM 177 27993 1102 39,4 9,7 1,4512 Прим. 32 19 18 31,6 NM 170 30335 1064 34,7 12,3 1,4532

Примеры 33-37

Каждую реакционную смесь получали, смешивая указанные в таблице 8 компоненты, и затем дегазировали под вакуумом при комнатной температуре в течение около 20 минут. В перчаточном боксе в атмосфере азота при содержании кислорода менее 0,1 процента при комнатной температуре наносили около 100 мкл реакционной смеси на FC, изготовленную из материала Zeonor. Затем на матрицу передней кривизны помещали BC, изготовленную из смеси 55:45 (вес/вес) Zeonor:полипропилен. Для поддержания надлежащей посадки поверх поддона с восемью такими матрицами поместили кварцевую пластину. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов. Поддон переносили в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживали температуру 60-65 °C, и линзы полимеризовали снизу в течение 20 минут, используя лампы TL03 с интенсивностью 4-5 мВт/см².

Линзы вручную отделяли от форм, при этом большинство линз прилипало к BC, и вынимали из матриц с использованием 40% IPA в течение ночи и 50% IPA в течение ночи с последующей двухкратной промывкой 40% IPA в течение от около 0,5 до1 часа, двухкратной промывкой в ДИ воде в течение от около 0,5 до1 часа и, наконец, двухкратной промывкой в боратном буферном растворе для хранения в течение около 30 минут и, наконец, двухкратной промывкой в боратном буферном растворе для хранения в течение около 30 минут. Линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 122 ˚C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз из примеров 33-36 и перечислили в таблице 9.

Таблица 8

Компонент Прим. 33 Прим. 34 Прим. 35 Прим. 36 Прим. 37 Стирил TRIS 42,8 44,8 44,3 43,8 42,8 NMMA 15 15 15 15 15 HEMA 17 16,98 16,98 16,98 16,98 pVMA (507 кДа) 10 10 10 10 10 Tegomer 2250 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 EGDMA 3 1 1,5 2 3 Norbloc 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Голубой HEMA 0 0,02 0,02 0,02 0,02 Разбавитель 23 30 30 30 30 3E3P 100 100 100 100 100

Таблица 9

Прим. № % воды % мутности Неподвижная капля (°) Центральная толщина CT (мкм) Механические характеристики Модуль упругости (фунты/кв. дюйм) Прочность на разрыв TS (фунты/кв. дюйм) Жесткость при растяжении Относительное удлинение (%) Прим. 33 29 370 41,6 446 30106 1249 57,1 10,8 Прим. 34 29 230 38 452 32991 1517 53,8 10,5 Прим. 35 26 101 34,7 461 30656 1333 40,3 8,6 Прим. 36 21 43 34,8 400 42900 1978 83,9 10,1

Силиконовые гидрогели из примеров 33-36 демонстрировали модули упругости не более 43 000 фунтов на кв. дюйми содержание воды от около 20 до 30%.

Примеры 38-53

Каждую реакционную смесь получали, смешивая указанные в таблицах 10 и 11 реакционноспособные компоненты, фильтровали через 3 μм фильтр с использованием нагретого или не нагретого шприца из нержавеющей стали или стекла, и затем дегазировали под вакуумом при комнатной температуре в течение около 10-20 минут. Затем в перчаточном боксе в атмосфере азота при содержании кислорода менее 0,1 процента при комнатной температуре, используя пипетку Eppendorf, наносили 75-100 мкл реакционной смеси на FC. Затем на FC помещали BC. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов; Материалы, из которых изготовлены матрицы, приведены в таблицах 10-11. Восемь поддонов, в каждом из которых находилось по восемь таких сборных матриц, поместили на зеркальную металлическую пластину, и для поддержания надлежащей посадки и выравнивания поверх поддонов поместили кварцевые пластины. Пластину переносили в смежный перчаточный бокс, в котором поддерживали температуру 60-65 °C, и линзы полимеризовали сверху в течение 12 или 15 минут, как указано в таблицах 10-11, используя лампы TLO3 с интенсивностью 4-5 мВт/см².

Линзы отделяли от форм вручную, при этом большинство линз прилипало к FC, и вынимали из матриц путем приведения 64 линз во взвешенное состояние в течение около двух-трех часов в водном растворе IPA объемом около один литр с последующей двухкратной или трехкратной промывкой другим раствором IPA, двухкратной промывкой в ДИ воде и, наконец, двухкратной промывкой в боратном буферном растворе для хранения. Процесс извлечения линз для примера 39 включал извлечение в 40% растворе IPA в течение ночи с последующей двухкратной промывкой 40% и 50% раствором IPA перед этапами промывки в ДИ воде и в растворе для хранения. Процесс извлечения линз для примера 45 включал двухкратную промывку 70% раствором IPA, каждая и которых длилась 4-5 часов. Концентрации использованных водных растворов IPA указаны в таблицах 10-11. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Извлечение линз обычно выполняют в емкостях на лабораторной роликовой мешалке. Линзы переносили во флаконы и стерилизовали автоклавированием при 122°C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в таблице 12. NM=не измерялось

Таблица 10

Компонент Прим. 38 Прим. 39 55 Прим. 40 Прим. 41 Прим. 42 Прим. 43 Прим. 44 Прим. 45 Прим. 46 Прим. 47 Прим. 48 Прим. 49 ОН-mPDMS, n=4 45 46,75 30 30 25 20 15 10 10 10 10 10 ОН-mPDMS, n=15 0 0 30 30 35 40 45 50 50 50 50 50 DMA 12,5 12,5 7 10 10 10 10 10 10 10 12,5 11,25 HEMA 16,98 16,98 11 11 10,98 10,98 10,98 10,98 12,66 12,66 13,48 12,23 pVMA (507 кДа) 10 10 10 7 7 7 7 7 0 0 7 7 pVMA (549 кДа) 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 pVMA (700 кДа) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 Tegomer 2250 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 5 7,5 TEGDMA 3,5 1,75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Norbloc 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 0 0 1,75 1,75 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0 0 0,25 0,25 CGI 1870 0 0 0 0 0 0 0 0 0,34 0,34 0 0 Голубой HEMA 0,02 0,02 0 0 0,02 0,02 0,02 0,02 0 0 0,02 0,02 Время полимеризования (мин) 12 12 12 12 12 12 12 12 15 15 12 12 Материал FC 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT NM NM 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT 9:1 Z:TT PP Z Z Z Материал BC PP PP NM NM PP PP PP PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP Содержание IPA в растворе для извлечения, % 70 40 NM NM 40 40 40 40 70 40 40 40 Содержание IPA в растворе для промывки,% 70 40 NM NM 40 40 40 40 70 40 40 40 Разбавитель 23 23 23 23 23 23 23 23 23 30 23 23 D3O 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Таблица 11

Компонент Прим. 50 Прим. 51 Прим. 52 Прим. 53 Прим. 54 Прим. 55 ОН-mPDMS, n=4 15 10 10 10 10 10 ОН-mPDMS, n=15 45 50 50 50 50 50 DMA 10 10 10 10 12 12 HEMA 10,98 10,98 12,73 15,73 15,73 15,73 PVP K90 10 10 7 7 5 7 Tegomer 2250 7 7 10 7 7 5 Norbloc 1,75 1,75 0 0 0 0 CGI 819 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Голубой HEMA 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Время полимеризования (мин) 12 12 15 15 15 15 Материал FC Z Z Z Z Z Z Материал BC 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP 55:45 Z:PP Содержание IPA в растворе для извлечения, % 40 40 40 40 40 40 Содержание IPA в растворе для промывки,% 40 40 40 40 40 40 Разбавитель 23 23 23 23 23 23 D3O 100 100 100 100 100 100

Таблица 12

Прим. № % воды % мутности Динамический краевой угол смачивания DCA (˚) Кислородная проницаемость D_k Центральная толщина CT (мкм) Механические характеристики RI Модуль упругости (фунты/кв. дюйм) Прочность на разрыв TS МПа (фунты/кв. дюйм) Жесткость при растяжении Относительное удлинение (%) 38 29,1 5 NM 107 110 385 182 106 101 1,439 39 31,3 7 NM 110 111 297 148 104 120 1,435 40 25,5 10 55 110 120 220 144 134 158 1,429 41 25,2 6 94 78 101 180 135 133 166 1,430 42 24,5 5 69 96 95 218 115 88 124 1,427 43 23,8 4 92 145 97 182 125 104 150 1,427 44 23,1 3 61 125 102 219 150 108 135 1,428 45 24,2 5 70 135 103 178 129 116 158 1,425 46 32 18 46 225 124 118 110 154 247 1,415 47 27,7 12 53 170 122 145 86 66 126 1,420 48 31 17 47 139 101 155 126 140 201 1,420 49 31 17 48 262 129 139 123 129 189 1,419 50 NM 8 45 303 113 186 111 87 132 1,426 51 NM 9 41 208 113 175 118 132 186 1,425 52 NM 10 37 NM 114 147 118 136 191 1,425 53 NM 13 34 NM 119 141 106 139 222 1,420

Пример 54

В перчаточном боксе в атмосфере азота при содержании кислорода менее 0,1 процента при температуре 60-65°C наносили от около 20 мкл до около 35 мгл дегазированной реакционной смеси из примера 15 на FC, изготовленную из смеси 55:45 (вес/вес) Zeonor:полипропилен. Фактическим объемом контролировали получаемую оптическую зону. Затем FC облучали в течение 2 минут излучением от светодиодов с длиной волны 420 нм и интенсивностью 4-5 мВт/см², получив частично полимеризованный гель. После этого на FC, поверх упомянутого частично полимеризованного геля, наносили около 125 мкл дегазированной реакционной смеси из таблицы 13. На FC помещали BC, изготовленную из материала Zeonor. Для поддержания надлежащей посадки поверх поддона с восемью такими матрицами поместили кварцевую пластину. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов. Линзы полимеризовали снизу в течение 18 минут, используя светодиоды с длиной волны 420 нм и интенсивностью 4-5 мВт/см².

Линзы извлекали из матриц с помощью растворителя, используя описанный ниже способ, который предотвращает повреждение линз из-за различий в составе двух композиций: (1) выдерживали в 20% растворе IPA в течение ночи, затем в 20% растворе IPA в течение одного часа, затем в 30% растворе IPA в течение 2-4 часов, затем в 40% растворе IPA в течение ночи, затем в 30% растворе IPA в течение 2-4 часов, затем в 20% растворе IPA в течение ночи и затем в ДИ воде в течение ночи. Линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 122 ˚C в течение 30 минут.

Характеристики гидрогеля, используемого в периферической и центральной зонах, перечислены в приведенной ниже таблице 14. Полученные контактные линзы проверили на способность маскирования астигматизма, используя метод тестирования in vitro, в котором контактную линзу устанавливали на модель глаза и с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ) генерировали изображение контактной линзы на модели глаза. На Фиг. 2 представлена ОКТ томограмма, демонстрирующая, что полученная в примере 49 контактная линза могла образовывать выпуклость над областью роговицы модели глаза, таким образом создавая зазор, заполняемый искусственной слезной жидкостью, который с оптической точки зрения маскирует любой астигматизм роговицы.

Таблица 13

Компонент Реакционная смесь для периферической области ОН-mPDMS, n=4 10 ОН-mPDMS, n=15 50 DMA 10 HEMA 10,98 pVMA (507 кДа) 7 Tegomer 2250 10 Norbloc 1,75 CGI 819 0,25 Голубой HEMA 0,02 Разбавитель 23 D3O 100

Таблица 14

зона Неподвижная капля % воды % мутности Механические свойства Модуль упругости (фунты/кв. дюйм) Относительное удлинение (%) Прочность на разрыв TS (фунты/кв. дюйм) Жесткость при растяжении Центральный 37 (8) 22 (0) 26 (2) 41181 (2385) 11 (1) 2148 (149) 106 (26) Периф. 65 (6) 24 (0) 5 (0) 178 (12) 158 (42) 129 (29) 116 (53) Центральный 37 (8) 22 (0) 26 (2) 41181 (2385) 11 (1) 2148 (149) 106 (26) Периф. 65 (6) 24 (0) 5 (0) 178 (12) 158 (42) 129 (29) 116 (53)

Хотя показанные и описанные варианты осуществления считаются наиболее практичными и предпочтительными, для специалистов в данной области техники будут очевидны возможности отступления от описанных и показанных установленных конфигураций способов, которые могут быть использованы, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными описанными и проиллюстрированными конструкциями, но его следует рассматривать в согласовании со всеми модификациями в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к офтальмологическим устройствам, содержащим контактную линзу, имеющую повышенную жесткость в центральной оптической зоне по сравнению с периферической зоной. Предложено офтальмологическое устройство, содержащее контактную линзу, в которой материал центральной оптической зоны сформирован из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент. Предложен также способ получения указанного офтальмологического устройства. Технический результат – предложенное офтальмологическое устройство позволяет проводить коррекцию астигматизма. Оптическая зона с более высоким модулем упругости образует выпуклость над поверхностью роговицы, таким образом позволяя образовываться слезной линзе. Слезная линза повторяет или принимает форму задней криволинейной поверхности контактной линзы. Комбинация слезной линзы и оптической зоны обеспечивает оптический элемент для коррекции аномалии рефракции. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 2 ил., 14 табл., 54 пр.

1. Офтальмологическое устройство, содержащее:

контактную линзу, имеющую центральную оптическую зону и периферическую зону, окружающую центральную оптическую зону, причем контактная линза образована из первого материала, имеющего модуль Юнга менее примерно 1378952 Па (200 фунтов на кв. дюйм); и

второй материал, введенный в центральную оптическую зону контактной линзы, причем второй материал имеет модуль Юнга по меньшей мере примерно 6894757 Па (1000 фунтов на кв. дюйм) и содержание воды по меньшей мере примерно 10%, образованный из второй реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент,

причем силиконсодержащий компонент представляет собой мономер, макромер, преполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер, который содержит по меньшей мере одну кремниевокислородную связь в форме силоксановой группы [-Si-O-Si] или карбосилоксановой группы.

2. Офтальмологическое устройство по п. 1, в котором упомянутый второй материал дополнительно имеет содержание воды от примерно 20 до примерно 40%.

3. Офтальмологическое устройство по п. 1 или 2, в котором упомянутая вторая реакционная смесь дополнительно содержит по меньшей мере один фотоинициатор.

4. Офтальмологическое устройство по п. 1, в котором упомянутая реакционная смесь отверждена посредством облучения светом или видимым светом.

5. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутый силиконсодержащий компонент содержит по меньшей мере одну силиконовую цепь, имеющую 3-30, 3-25, 3-20 или 3-15 силоксановых повторяющихся звеньев.

6. Офтальмологическое устройство по п. 5, в котором упомянутая по меньшей мере одна силиконовая цепь представляет собой полидиалкилсилоксановую цепь.

7. Офтальмологическое устройство по п. 5, в котором упомянутая по меньшей мере одна силиконовая цепь представляет собой полидиметилсилоксановую цепь.

8. Офтальмологическое устройство по п. 5, в котором упомянутая по меньшей мере одна силиконовая цепь представляет собой полидиарилсилоксановую цепь.

9. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 20 до примерно 60% мас. или от примерно 30 до примерно 50% мас. упомянутого силиконсодержащего компонента в расчете на все реакционноспособные компоненты.

10. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 5 до примерно 50% мас., от примерно 7 до примерно 30% мас., от примерно 7 до примерно 25% мас. или от примерно 7 до примерно 20% мас. по меньшей мере одного N-алкилметакриламида в расчете на все реакционноспособные компоненты.

11. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутый силиконсодержащий компонент выбран из соединений формул IIIa-IVc и их комбинаций:

,

Формула IIIa

,

Формула IIIb

,

Формула IVa

,

Формула IVb

,

Формула IVc

где R¹ представляет собой атом водорода или метил;

Z выбран из O, N, S или NR₁CH₂CH₂O; если Z=O или S, то R² не требуется;

где j представляет собой целое число от 1 до 20;

где R¹⁹ представляет собой замещенный или незамещенный C_1-6, C_1-4 или C_2-4 алкиленовый сегмент (CH₂)_r,

причем каждая метиленовая группа может необязательно быть независимо замещена простыми эфирами, аминами, карбонилами, карбоксилатами, карбаматами и их комбинациями; или

оксиалкиленовый сегмент (OCH₂)_k, и

k представляет собой целое число от одного до трех, или где R¹⁹ может представлять собой смесь алкиленовых и оксиалкиленовых сегментов, и сумма чисел r и k составляет от 1 до 9;

где каждый R³ и R⁴ независимо представляют собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от одного до шести атомов углерода, линейную, разветвленную или циклическую алкоксильную группу, содержащую от одного до шести атомов углерода, линейную или разветвленную полиэтиленоксиалкильную группу, фенильную группу, бензильную группу, замещенную или незамещенную арильную группу, фторалкильную группу, частично фторированную алкильную группу, перфторалкильную группу, атом фтора или их комбинации;

где R⁵ представляет собой замещенную или незамещенную линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до восьми атомов углерода, или от 1 до 4 атомов углерода, или метил, или бутил; или арильную группу, любая из которых может быть замещена одним или более атомами фтора.

12. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутый по меньшей мере один N-алкилметакриламид имеет формулу

,

Формула I

где R' выбран из линейных, разветвленных или циклических алкильных групп, содержащих от одного до восьми атомов углерода, бензил или фенил, любой из которых может быть незамещенным или замещенным дополнительными функциональными группами, такими как гидроксил, амино и их комбинации.

13. Офтальмологическое устройство по п. 12, в котором упомянутый N-алкилметакриламид представляет собой N-метилметакриламид.

14. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутый второй материал имеет модуль упругости от примерно 6894757 Па (1000 фунтов на кв. дюйм) до примерно 1378951459 Па (200000 фунтов на кв. дюйм), причем упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 5 до примерно 15% мас. по меньшей мере одного сшивающего компонента.

15. Офтальмологическое устройство по п. 14, в котором упомянутый модуль упругости составляет от примерно 6894757 Па (1000 фунтов на кв. дюйм) до примерно 689475730 Па (100000 фунтов на кв. дюйм) или от примерно 34473786 Па (5000 фунтов на кв. дюйм) до примерно 689475730 Па (100000 фунтов на кв. дюйм).

16. Офтальмологическое устройство по п. 14, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 20 до примерно 80% мас. или 30-80% мас. упомянутого силиконсодержащего компонента в расчете на все реакционноспособные компоненты.

17. Офтальмологическое устройство по п. 14, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 5 до примерно 50% мас., от примерно 7 до примерно 30% мас., от примерно 7 до примерно 25% мас. или от примерно 7 до примерно 20% мас. упомянутого по меньшей мере одного N-алкилметакриламида в расчете на все реакционноспособные компоненты.

18. Офтальмологическое устройство по п. 14, в котором упомянутая вторая реакционная смесь дополнительно содержит от примерно 5 до примерно 40% мас. или от примерно 20 до примерно 40% мас. упомянутого по меньшей мере одного функционализированного гидроксилом силиконсодержащего компонента.

19. Офтальмологическое устройство по п. 18, в котором упомянутый функционализированный гидроксилом силиконсодержащий компонент представляет собой функционализированный гидроксилом полисилоксан, выбираемый из группы, состоящей из полидиалкилсилоксанов и полидиарилсилоксанов.

20. Офтальмологическое устройство по п. 19, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 10 до примерно 40% мас. функционализированного гидроксилом полисилоксана.

21. Офтальмологическое устройство по п. 19 или 20, в котором упомянутый функционализированный гидроксилом полисилоксан содержит по меньшей мере один полидиметилсилоксан.

22. Офтальмологическое устройство по п. 19 или 20, в котором упомянутый функционализированный гидроксилом силиконсодержащий компонент выбран из группы, состоящей из монофункциональных гидроксилзамещенных поли(дизамещенных силоксанов) формулы XXI:

,

Формула XXI

где Z выбран из O, N, S или NR¹CH₂CH₂O, причем если Z представляет собой O или S, то R² отсутствует;

R¹ независимо представляет собой H или метил;

R², R³ и R⁴ независимо представляют собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую от одного до восьми атомов углерода, любая из которых может быть дополнительно замещена по меньшей мере одной гидроксильной группой и может быть необязательно замещена амидом, простым эфиром и их комбинациями; R³ и R⁴ могут быть независимо выбраны из метила, этила или фенила или могут быть метилами;

n представляет собой количество силоксановых звеньев и составляет от 4 до 8 для первого монофункционального гидроксилзамещенного поли(дизамещенного силоксанового) мономера, и

R⁵ выбран из линейных или разветвленных C₁-C₈ алкильных групп, которые могут быть необязательно замещены одним или более гидроксилом, амидом, простым эфиром и их комбинациями, R⁵ может представлять собой линейный или разветвленный C₄алкил, любой из которых может быть необязательно замещен гидроксилом или может представлять собой метил.

23. Офтальмологическое устройство по п. 19 или 20, в котором упомянутый функционализированный гидроксилом силиконсодержащий компонент содержит полидиметилсилоксаны с моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной и моно-n-бутильной концевыми группами (OH-mPDMS), как показано в формуле XXIIa, где n составляет от 4 до 30, 4-8 или 10-20; и полидиметилсилоксаны, имеющие химические структуры, как показано в формулах XXIIb-XXIIId, где n составляет от 4 до 30, от 4 до 8 или от 10 до 20; n¹, n² и n³ независимо составляют от 4 до 100; от 4 до 50; от 4 до 25; R⁵ выбран из линейных или разветвленных C₁-C₈ алкильных групп, которые могут быть необязательно замещены одной или более гидроксильной, амидной, простой эфирной, полигидроксильной группами, выбранными из линейных или разветвленных C₁-C₈ групп, имеющих формулу C_fH_g(OH)_h, где f=1-8 и g+h=2f+1, и циклических C₁-C₈ групп, имеющих формулу C_fH_g(OH)_h, где f=1-8 и g+h=2f-1, и их комбинаций; или R⁵ может быть выбран из метила, бутила или гидроксилзамещенного C₂-C₅ алкила, включая гидроксиэтил, гидроксипропил, гидроксибутил, гидроксипентил и 2,3-дигидроксипропил, и поликарбосилоксанов формулы XXIV, где a и b находятся в диапазоне 4-100 или 4-8, c составляет 4-8, и R¹ и R⁵ определены, как указано выше:

,

Формула XXIIa

,

Формула XXIIb

,

Формула XXIIIa

,

Формула XXIIIb

,

Формула XXIIIc

,

Формула XXIIId

,

Формула XXIVa

.

Формула XXIVb

24. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая вторая реакционная смесь дополнительно содержит по меньшей мере один силиконсодержащий сшивающий агент.

25. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 4 до примерно 15% мас. или от примерно 5 до примерно 10% мас. упомянутого силиконсодержащего сшивающего агента.

26. Офтальмологическое устройство по п. 24, в котором упомянутый силиконсодержащий сшивающий агент имеет структуру формул XXVI-XXXVI:

,

Формула XXVI

,

Формула XXVII

,

Формула XXVII

,

Формула XXIX

,

Формула XXX

,

Формула XXXI

,

Формула XXXII

,

Формула XXXIII

,

Формула XXXIV

,

Формула XXXV

,

Формула XXXVI

где n находится в диапазоне от 1 до 200, от 50 до 150, от 50 до 100 или от 10 до 50.

27. Офтальмологическое устройство по любому из пп. 15-26, в котором упомянутый по меньшей мере один N-алкилметакриламид имеет формулу

I,

Формула I

где R₁ выбран из линейных, разветвленных или циклических алкильных групп, содержащих от одного до восьми атомов углерода, бензил или фенил, любой из которых может быть незамещенным или замещенным дополнительными функциональными группами, такими как гидроксил, амино.

28. Офтальмологическое устройство по п. 27, в котором упомянутый N-алкилметакриламид представляет собой N-метилметакриламид.

29. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 20 до примерно 80% мас. или 30-60% мас. упомянутого силиконсодержащего компонента в расчете на все реакционноспособные компоненты.

30. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая вторая реакционная смесь содержит от примерно 5 до примерно 50% мас., от примерно 7 до примерно 30% мас., от примерно 7 до около 25% мас. или от примерно 7 до примерно 20% мас. упомянутого по меньшей мере одного N-алкилметакриламида в расчете на все реакционноспособные компоненты.

31. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее торическую контактную линзу.

32. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, причем первый материал имеет модуль Юнга менее примерно 1034214 Па (150 фунтов на кв. дюйм или 150 фунтов на кв. дюйм).

33. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая центральная оптическая зона имеет диаметр примерно 9 мм или менее.

34. Офтальмологическое устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая центральная оптическая зона имеет диаметр от примерно 4 до примерно 7 мм.

35. Способ изготовления офтальмологического устройства по п. 1, содержащий:

нанесение первой реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, на центральную часть матрицы передней криволинейной поверхности контактной линзы;

нанесение на матрицу передней криволинейной поверхности контактной линзы поверх первого материала второго материала, имеющего в отвержденном состоянии модуль Юнга менее примерно 1378952 Па (200 фунтов на кв. дюйм), и при этом первый материал имеет в отвержденном состоянии модуль Юнга более примерно 6894757 Па (1000 фунтов на кв. дюйм),

причем силиконсодержащий компонент представляет собой мономер, макромер, преполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер, который содержит по меньшей мере одну кремниевокислородную связь в форме силоксановой группы [-Si-O-Si] или карбосилоксановой группы,

и при этом упомянутые первая и вторая реакционные смеси являются по существу несмешивающимися в период от нанесения до отверждения;

помещение матрицы задней криволинейной поверхности контактной линзы на второй материал; и

отверждение упомянутых реакционных смесей.

36. Способ по п. 35, дополнительно включающий стадию по меньшей мере частичного отверждения упомянутой первой реакционной смеси перед нанесением упомянутой второй реакционной смеси.

37. Способ по п. 35, в котором упомянутую вторую реакционную смесь накладывают на матрицу передней криволинейной поверхности до нанесения упомянутой первой реакционной смеси таким образом, что упомянутый первый материал оказывается герметизированным в упомянутом втором материале.

38. Способ по пп. 35-37, в котором упомянутые первый и второй материалы имеют коэффициенты расширения в пределах примерно 10%.

39. Офтальмологическое устройство, содержащее

контактную линзу, содержащую:

оптическую зону, сформированную из первого материала, имеющего модуль Юнга в диапазоне от примерно 6894757 Па (1000 фунтов на кв. дюйм) до примерно 1378951459 Па (200 000 фунтов на кв. дюйм), причем упомянутый материал формируют из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент; и

периферическую зону, сформированную из материала, имеющего модуль Юнга менее примерно 1378952 Па (200 фунтов на кв. дюйм) или примерно 103214 Па (150 фунтов на кв. дюйм),

причем силиконсодержащий компонент представляет собой мономер, макромер, преполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер, который содержит по меньшей мере одну кремниевокислородную связь в форме силоксановой группы [-Si-O-Si] или карбосилоксановой группы.

40. Офтальмологическое устройство, содержащее:

контактную линзу, содержащую:

оптическую зону, имеющую первую жесткость, причем упомянутая оптическая зона сформирована из первого материала, имеющего модуль Юнга в диапазоне от примерно 6894757 Па (1000 фунтов на кв. дюйм) до примерно 13789551459 Па (200 000 фунтов на кв. дюйм), причем упомянутый материал сформирован из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере один N-алкилметакриламид и по меньшей мере один силиконсодержащий компонент; и

периферическую зону, имеющую вторую жесткость, причем упомянутая периферическая зона сформирована из материала, имеющего модуль Юнга менее примерно 1378952 Па (200 фунтов на кв. дюйм) или примерно 1034214 Па (150 фунтов на кв. дюйм), причем первая жесткость превышает вторую жесткость,

причем силиконсодержащий компонент представляет собой мономер, макромер, преполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер, который содержит по меньшей мере одну кремниевокислородную связь в форме силоксановой группы [-Si-O-Si] или карбосилоксановой группы.

название	год	авторы	номер документа
СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, СОДЕРЖАЩИЕ N-АЛКИЛМЕТАКРИЛАМИДЫ, И ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ НИХ КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ	2017	Алли Азаам Синха Дола	RU2752170C2
СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, СОДЕРЖАЩИЕ ВЫСОКИЕ УРОВНИ ПОЛИАМИДОВ	2017	Алли, Азаам Газмен, Александер	RU2757907C2
СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОЛИАМИДЫ	2017	Алли, Азаам Газмен, Александер	RU2743168C2
ТРЕХБЛОЧНЫЕ ФОРПОЛИМЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СВЯЗАННЫХ С СИЛИКОНОВЫМИ ГИДРОГЕЛЯМИ ОБЛАСТЯМИ ПРИМЕНЕНИЯ	2017	Чжан, Юн Джослин, Скотт Л. Махадеван, Шивкумар Форд, Джеймс Д.	RU2762252C2
ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ПРИВИТЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ СЕТКИ, И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ	2017	Эйткен Брайан Скейлс Чарльз Джослин Скотт Чжан Юн Синха Дола Махадеван Шивкумар Мартин Патрисия Лу Фан Дьюис Донни Арнольд Стефан К.	RU2748735C2
ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА, СОДЕРЖАЩИЕ ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ ПРИВИТЫЕ СЕТИ, И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ	2019	Скейлс, Чарльз В. Вуд, Джо М. Уидмэн, Майкл Ф.	RU2768195C2
СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, СОДЕРЖАЩИЕ N-ВИНИЛАМИДЫ И ГИДРОКСИАЛКИЛ(МЕТ)АКРИЛАТЫ ИЛИ АКРИЛАМИДЫ	2012	Алли Азаам Вандерлан Дуглас Г. Форд Джеймс Д. Джослин Скотт Л.	RU2621676C2
ИОННЫЕ СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ	2012	Алли Азаам Форд Джеймс Д. Вандерлан Дуглас Г. Джослин Скотт Л.	RU2628073C2
СВЕТОУСТОЙЧИВАЯ ИМИТАЦИЯ МАКУЛЯРНОГО ПИГМЕНТА	2020	Махадеван, Шивкумар	RU2800871C2
СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, ИМЕЮЩИЕ УЛУЧШЕННУЮ СКОРОСТЬ ОТВЕРЖДЕНИЯ И ДРУГИЕ СВОЙСТВА	2012	Вандерлан Дуглас Г.	RU2608391C2

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ЗОНА ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ В МЯГКИХ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗАХ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ АСТИГМАТИЗМА	2013	Хансен Джонатан Хоук Райан	RU2540932C2
US 8662663 B2, 04.03.2014
ДИНАМИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТНЫЕ ЗОНЫ В КОНТАКТНЫХ ЛИНЗАХ	2013	Калдарис Сальваторе Г. Роффман Джеффри Х. Коппер Линора Л. Хоук Райан Оттс Дэниел Б.	RU2535658C2
US 20130056889 A1, 07.03.2013.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ЗОНА ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ В МЯГКИХ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗАХ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ АСТИГМАТИЗМА Российский патент 2020 года по МПК G02B1/04 G02C7/04

Описание патента на изобретение RU2720005C1

Похожие патенты RU2720005C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 720 005 C1

Реферат патента 2020 года ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ЗОНА ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ В МЯГКИХ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗАХ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ АСТИГМАТИЗМА

Формула изобретения RU 2 720 005 C1

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2720005C1

RU 2 720 005 C1