Родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США № 15/656,033, поданной 21 июля 2017 г., и предварительной заявке на патент США № 62/371,362, поданной 5 августа 2016 г., обе из которых в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к полимерным композициям, которые содержат привитые полимерные сетки, и к способам получения полимерных композиций. Настоящее изобретение также относится к предшественникам полимерных композиций, способам получения предшественников, а также к способам применения полимерных композиций, например, в медицинских изделиях.
Предпосылки создания изобретения
Разработка полимерных материалов, изготовленных из индивидуальных компонентов, которые обеспечивают желательные свойства, является текущей целью во многих областях продукции. Например, полимерные материалы, демонстрирующие кислородную проницаемость и гидрофильность, желательны для ряда применений в области медицинских изделий, таких как контактные линзы.
Часто встречающаяся проблема при формировании полимерных материалов, которые пытаются комбинировать свойства, заключается в том, что во многих случаях индивидуальные компоненты, из которых изготовлен конечный материал, не являются легко совместимыми друг с другом. Например, было обнаружено, что в области контактных линз кремнийорганические гидрогели обеспечивают линзы со значительно повышенной кислородной проницаемостью и, следовательно, способны уменьшать отек роговицы и гиперваскулатуры, патологические состояния, которые иногда могут быть связаны с обычными гидрогелевыми линзами. Силиконовые гидрогели, как правило, получают путем полимеризации смесей, в состав которых входит по меньшей мере один силикон-содержащий мономер и по меньшей мере один гидрофильный мономер. Однако линзы на основе кремнийорганических гидрогелей могут быть сложны в изготовлении, потому что кремнийорганические компоненты и гидрофильные компоненты часто несовместимы.
Новые технологии для создания полимерных материалов, в том числе в тех случаях, когда компоненты несовместимы, являются желательными во многих областях, включая медицинские изделия.
Изложение сущности изобретения
В настоящее время мы обнаружили, что способы, описанные в настоящем документе, способны обеспечить новые композиции, полученные из широкого спектра компонентов мономеров и полимеров, включая случаи, когда такие компоненты мономеров и полимеров, как правило, несовместимы. Такие процессы и полученные в результате композиции находят применение в различных случаях применения, например в области медицинских изделий, таких как офтальмологические изделия и контактные линзы.
В одном аспекте в настоящем изобретении предложена композиция, содержащая: Полимерная композиция получена способом, включающим:
(a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации, причем первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции;
(с) объединение сшитой сетки субстрата со второй реакционной композицией, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной реакции сшитой сетки субстрата, при этом вторая реакционная композиция полимеризуется на ней с сшитой сеткой субстрата с образованием привитой полимерной сетки и побочного полимера.
В дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения полимерной композиции.
В еще одном дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложено медицинское изделие, содержащее полимерную композицию, описанную в настоящем документе.
В еще одном дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложено офтальмологическое изделие, такое как контактная линза, содержащее полимерную композицию, описанную в настоящем документе.
В другом аспекте, в настоящем изобретении предложена сшитая сетка субстрата, содержащая ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции и что является пригодным предшественником для изготовления полимерных композиций, описанных в настоящем документе. Сшитая сетка субстрата образуется способом, включающим:
(a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент; и
(b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации, причем первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной полимеризации;
В дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложен способ изготовления сшитой сетки субстрата.
Подробное описание изобретения
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение, понятное любому обычному специалисту в области, к которой относится настоящее изобретение. Все публикации, заявки на патенты, патенты и другие ссылки, упоминаемые в настоящем документе, включены в него путем ссылки.
Если не указано иное, числовые диапазоны, например, в «от 2 до 10» или как в «между 2 и 10», включают числа, определяющие диапазон (например, 2 и 10).
Если не указано иное, соотношения, проценты, доли и т.п. являются массовыми.
Фраза «среднечисленная молекулярная масса» относится к среднечисленной молекулярной массе (Mn) образца; фраза «средневесовая молекулярная масса» относится к средневесовой молекулярной массе (Mw) образца; фраза «коэффициент полидисперсности» (PDI) относится к отношению Mw, деленному на Mn, и описывает молекулярно-массовое распределение образца. Если тип «молекулярной массы» не указан или не очевиден из контекста, то подразумевается, что он относится к среднечисленной молекулярной массе.
В контексте настоящего документа термин «около» относится к диапазону +/- 10 процента числа, к которому применяется. Например, фраза «около 10» будет включать как 9, так и 11.
В контексте настоящего документа термин «(мет)» обозначает возможное наличие необязательного метильного заместителя. Таким образом, термин «(мет)акрилат» указывает как на метакрилат, так и на акрилат.
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.
Среднее количество повторяющихся звеньев в образце полимера известно как «степень полимеризации». Когда используется общая химическая формула образца полимера, такая как [***]n, «n» относится к степени его полимеризации, и формула должна интерпретироваться как представляющая среднечисленную молекулярную массу образца полимера.
Используемый в настоящем документе термин «пациент» подразумевает людей и позвоночных животных.
В контексте настоящего документа термин «медицинское изделие» относится к любому изделию, которое предназначено для применения в тканях или жидкостях млекопитающих или на них, а предпочтительно в тканях или жидкостях человека или на них. Примеры подобных изделий включают в себя, без ограничений, раневые повязки, биоклеи, тканевые наполнители, системы доставки лекарственных средств, покрытия, противоспаечные барьеры, катетеры, имплантаты, стенты и офтальмологические изделия, такие как интраокулярные линзы, линзы-вкладыши и контактные линзы. Медицинские изделия могут представлять собой офтальмологические изделия, предпочтительно контактные линзы.
В контексте настоящего документа, термин «офтальмологическое изделие» относится к любому изделию, 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 изделий включают в себя, не ограничиваясь ими, линзы и оптические и глазные вставки, включая, не ограничиваясь ими, окклюдеры слезных точек и т. п. Термин «линза» включает в себя мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, гибридные контактные линзы, интраокулярные линзы и линзы-вкладыши и маскирующие линзы. Офтальмологическое изделие может содержать контактную линзу.
В контексте настоящего документа термин «контактная линза» относится к офтальмологическому изделию, которое может быть размещено на роговице глаза человека. Контактная линза может обеспечивать корректирующий, косметический или терапевтический эффект, включая заживление ран, доставку лекарств или нутрицевтиков, диагностическую оценку или мониторинг, блокирование ультрафиолетового света, уменьшение видимого света или уменьшение бликов или любую их комбинацию. Контактная линза может быть из любого подходящего материала, известного в данной области техники, и может представлять собой мягкую линзу, жесткую линзу или гибридную линзу, содержащую по меньшей мере две отдельные части с разными физическими, механическими или оптическими свойствами, такими как модуль упругости, содержание воды, светопроницаемость или их комбинации.
Медицинские изделия, офтальмологические изделия и линзы по настоящему изобретению могут быть выполнены из кремнийорганических гидрогелей. Такие кремнийорганические гидрогели обычно содержат по меньшей мере один гидрофильный мономер и по меньшей мере один компонент, содержащий кремнийорганическое соединение, которые ковалентно связаны друг с другом в отвержденном изделии. Медицинские устройства, офтальмологические устройства и линзы по настоящему изобретению также могут состоять из принятых гидрогелей или комбинации принятых и кремнийорганических гидрогелей.
«Макромолекула» представляет собой органическое соединение, имеющее среднечисленную молекулярную массу более 1500, и может быть реакционноспособной или нереакционноспособной.
В контексте настоящего документа термин «целевая макромолекула» представляет собой предполагаемую макромолекулу, синтезированную из реакционной композиции, содержащей мономеры, макромеры, форполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, добавки, разбавители и т. п.
В контексте настоящего документа термин «мономер» представляет собой монофункциональную молекулу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации, создавая тем самым повторяющееся звено в химической структуре целевой макромолекулы. Некоторые мономеры содержат бифункциональные примеси, которые могут играть роль сшивающих агентов. «Гидрофильный мономер» также представляет собой мономер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25 °С в концентрации 5% масс. «Гидрофильный компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, инициатор, сшивающий агент, добавку или полимер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25 °С в концентрации 5% масс.
В контексте настоящего документа термин, «макромономер» или «макромер» представляет собой линейную или разветвленную макромолекулу, имеющую по меньшей мере одну реакционноспособную группу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации.
В контексте настоящего документа, термин «полимеризуемый» означает, что соединение содержит по меньшей мере одну реакционноспособную группу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации. Таким образом, «реакционноспособная группа» относится к свободнорадикальной реакционноспособной группе, неограничивающие примеры которой включают (без ограничения) (мет)акрилаты, (мет)акриламиды, стиролы, винилы, простые виниловые эфиры, N-виниллактамы, N-виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты, O-виниловые эфиры и другие винильные группы. В одном варианте осуществления свободнорадикальные реакционноспособные группы содержат акрилат, метакрилат, акриламид, метакриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирильные функциональные группы и их смеси. Напротив, термин «неполимеризуемый» означает, что соединение не содержит такой свободнорадикальной реакционноспособной группы.
Примеры вышеупомянутых групп включают в себя замещенные или незамещенные C1-6алкил(мет)акрилаты, C1-6алкил(мет)акриламиды, C2-12алкенилы, C2-12алкенилфенилы, C2-12алкенилнафтилы, C2-6алкенилфенил-C1-6алкилы, в которых приемлемые заместители в указанных C1-6 алкилах включают в себя простые эфиры, гидроксилы, карбоксилы, галогены и их комбинации.
Может быть использован любой тип свободнорадикальной полимеризации, включая, но не ограничиваясь им, массу, раствор, суспензию и эмульсию, а также любые методы контролируемой радикальной полимеризации, такие как полимеризация, инициированная стабильным свободным радикалом, нитроксид-опосредованная живая полимеризация, радикальная полимеризация с переносом атома, полимеризация путем обратимого присоединения и фрагментирования, опосредованная теллурорганическим соединением живая радикальная полимеризация и т.п.
«Этиленненасыщенное соединение» представляет собой мономер, макромер или форполимер, который содержит по меньшей мере одну реакционноспособную группу. Этиленненасыщенное соединение предпочтительно может состоять из одной реакционноспособной группы.
В контексте настоящего документа, термин «компонент, содержащий кремнийорганическое соединение» или «кремнийорганический компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер в реакционной композиции с по меньшей мере одной кремний-кислородной связью, обычно в форме силоксигрупп, силоксановых групп, карбосилоксановых групп и их смесей. Примеры компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, которые являются пригодными для применения в целях настоящего изобретения можно найти в патенте США № 3808178, 4120570, 4136250, 4153641, 4740533, 5034461, 5070215, 5244981, 5314960, 5331067, 5371147, 5760100, 5849811, 5962548, 5965631, 5998498, 6367929, 6822016, 6943203, 6951894, 7052131, 7247692, 7396890, 7461937, 7468398, 7538146, 7553880, 7572841, 7666921, 7691916, 7786185, 7825170, 7915323, 7994356, 8022158, 8163206, 8273802, 8,399,538, 8415404, 8420711, 8450387, 8487058, 8568626, 8937110, 8937111, 8940812, 8980972, 9056878, 9125808, 9140825, 9156934, 9170349, 9217813, 9244196, 9244197, 9260544, 9297928, 9297929 и европейском патенте № 080539. Указанные патенты настоящим в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки.
«Полимер» представляет собой целевую макромолекулу, состоящую из повторяющихся звеньев мономеров и макромеров, используемых во время полимеризации.
«Гомополимер» представляет собой полимер, полученный из одного мономера; «сополимер» представляет собой полимер, полученный из двух или более мономеров; «терполимер» представляет собой полимер, полученный из трех мономеров. «Блок-сополимер» состоит из различных по своему составу блоков или сегментов. Диблок-сополимеры имеют блоки двух типов. Триблок-сополимеры имеют блоки трех типов. «Гребенчатые сополимеры» или «привитые сополимеры» состоят из по меньшей мере одного типа макромера.
«Повторяющееся звено» представляет собой наименьшую группа атомов в полимере, которая соответствует полимеризации конкретного мономера или макромера.
«Инициатор» представляет собой молекулу, которая может разлагаться на свободнорадикальные группы, которые могут реагировать с мономером, чтобы инициировать реакцию свободнорадикальной полимеризации. Термический инициатор разлагается с определенной скоростью в зависимости от температуры; типовые примеры представляют собой азосоединения, такие как 1,1'-азобисизобутиронитрил и 4,4'-аобис (4-циановалериановая кислота), пероксиды, такие как бензоилпероксид, трет-бутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, трет-бутилпероксибензоат, дикумилпероксид и лауроилпероксид, пероксикислоты, такие как перуксусная кислота и персульфат калия, а также разнообразные окислительно-восстановительные системы. Фотоинициатор разлагается в результате фотохимического процесса; типовые примеры представляют собой производные бензила, бензоина, ацетофенона, бензофенона, камфорхинона и их смеси, а также разнообразные моноацил- и бисацилфосфиноксиды и их комбинации.
«Свободнорадикальная группа» представляет собой молекулу, которая имеет неспаренный валентный электрон, который может вступать в реакцию с реакционноспособной группой, чтобы инициировать реакцию свободнорадикальной полимеризации.
«Сшивающий агент» или «сшиватель» представляет собой бифункциональный или мультифункциональный мономер, который может подвергаться свободнорадикальной полимеризации в двух или более местах в молекуле, таким образом создавая точки ветвления и образуя полимерную сетку. Две или более полимеризуемые функциональные группы сшивающего агента могут быть одинаковыми или разными и, например, могут быть независимо выбраны из винильных групп (включая аллил), (мет)акрилатных групп и (мет)акриламидных групп. Распространенные примеры включают в себя этиленгликольдиметакрилат, тетраэтиленгликольдиметакрилат, триметилольпропантриметакрилат, метиленбисакриламид, триаллилцианурат и т. п.
«Форполимер» представляет собой продукт реакции мономеров (или макромеров), который содержит оставшиеся реакционноспособные группы, способные подвергаться дальнейшей реакции с образованием полимера.
«Полимерная сетка» представляет собой тип полимера, который находится в форме сшитой макромолекулы. Как правило, полимерная сетка может набухать, но не может растворяться в растворителях. Например, сшитая сетка субстрата по настоящему изобретению представляет собой материал, который набухает, не растворяясь.
«Гидрогели» представляют собой полимерные сетки, которые набухают в воде или водных растворах, обычно поглощая по меньшей мере 10% масс. воды (при 25 °С). «Кремнийорганические гидрогели» представляют собой гидрогели, которые изготовлены из по меньшей мере одного компонента, содержащего кремнийорганическое соединение, с по меньшей мере одним гидрофильным компонентом. Гидрофильные компоненты могут также включать в себя нереакционноспособные полимеры.
«Обычные гидрогели» относятся к полимерным сеткам, изготовленным из мономеров без каких-либо силоксильных, силоксановых или карбосилоксановых групп. Обычные гидрогели получают из реакционных композиций, преимущественно содержащих гидрофильные мономеры, такие как 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), N-винилпирролидон (NVP), N, N-диметилакриламид (DMA) или винилацетат.
В контексте настоящего документа термин «реакционная композиция» относится к композиции, содержащей один или более реакционноспособных компонентов (и, возможно, нереакционноспособных компонентов), которые смешаны (когда присутствует более одного) вместе и, когда подвергаются условиям полимеризации, образуют полимерные композиции. Если присутствует более одного компонента, реакционная композиция может также
упоминаться настоящем документе как «реакционная смесь» или «реакционная смесь мономера» (или RMM). Реакционная композиция содержит реакционноспособные компоненты, такие как мономеры, макромеры, форполимеры, сшиватели и инициаторы, и необязательные добавки, такие как смачивающие агенты, разделительные агенты, антиадгезивы, красители, светопоглощающие соединения, такие как поглотители УФ в визуальной области, пигменты, красители и фотохромные соединения, любое из которых может быть реакционноспособным или реакционноспособным, но предпочтительно способным удерживаться в полученной полимерной композиции, а также фармацевтические и нутрицевтические соединения и любые разбавители. Понятно, что широкий спектр добавок может быть добавлен в зависимости от конечного продукта, который изготавливают, и его предполагаемого применения. Концентрации компонентов реакционной композиции выражены в массовых процентах всех компонентов реакционной композиции, за исключением разбавителя. Когда используются разбавители, их концентрации выражены в массовых процентах, основанных на количестве всех компонентов в реакционной композиции и разбавителе.
«Реакционноспособные компоненты» представляют собой компоненты в реакционной композиции, которые становятся частью химической структуры получаемого материала за счет ковалентной связывания, образования водородной связи, электростатических взаимодействий, образования взаимопроникающих полимерных сеток или любых других средств.
В контексте настоящего изобретения термин «контактная линза из кремнийорганического гидрогеля» относится к контактной линзе, содержащей по меньшей мере один кремнийорганический гидрогель. 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.
Как отмечено выше, в одном аспекте в настоящем изобретении предложена полимерная композиция, полученная способом, включающим:
(a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации, причем первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции;
(с) объединение сшитой сетки субстрата со второй реакционной композицией, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной реакции сшитой сетки субстрата, при этом вторая реакционная композиция полимеризуется на ней с сшитой сеткой субстрата с образованием привитой полимерной сетки и побочного полимера.
Инициатором полимеризации может быть любая композиция, способная генерировать свободнорадикальные группы на двух или более отдельных стадиях активации. В настоящем изобретении нет особого требования в отношении того, какой тип инициатора полимеризации используется или механизма активации, при условии, что первую активацию и вторую активацию могут проводить последовательно. Таким образом, подходящие инициаторы полимеризации могут, например, активироваться термически, видимым светом, ультрафиолетовым светом, облучением электронным пучком, гамма-излучением или их комбинациями. Примеры инициаторов полимеризации для использования в настоящем изобретении включают, без ограничения, бисацилфосфиноксиды («BAPO»), бис(ацил)фосфаноксиды (например, бис(мезитоил)фосфиновая кислота), азосоединения, пероксиды, альфа-гидроксикетоны, альфа -алкоксикетоны, 1,2-дикетоны, соединения на основе германия (такие как бис(4-метоксибензоил) диэтилгерманий) или их комбинации.
Предпочтительными являются BAPO инициаторы. Примеры подходящих инициаторов BAPO включают, без ограничения, соединения, имеющие химическую структуру формулы I:
Формула I
где Ar1 и Ar2 представляют собой независимо замещенные или незамещенные арильные группы, обычно замещенные фенильные группы, причем заместители представляют собой линейные, разветвленные или циклические алкильные группы, такие как метильные группы, линейные, разветвленные или циклические алкоксигруппы, такие как метоксигруппы, и атомы галогена; предпочтительно Ar1 и Ar2 имеют идентичные химические структуры; и где R1 представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, или R1 представляет собой фенильную группу, гидроксильную группу или алкоксигруппу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода.
Следует отметить, что могут быть использованы инициаторы полимеризации, которые активируются различными типами энергии для первоначальной и последующей активаций. Например, материалы, которые подвергаются первой термической активации и второй активации посредством облучения, входят в объем настоящего изобретения. Примеры таких материалов со смешанной активацией включают соединения формул A-D:
,
Формула A
,
Формула B
или
Формула C
Формула D
где Ar1 и Ar2 представляют собой независимо замещенные или незамещенные арильные группы, обычно замещенные фенильные группы, причем заместители представляют собой линейные, разветвленные или циклические алкильные группы, такие как метильные группы, линейные, разветвленные или циклические алкоксигруппы, такие как метоксигруппы, и атомы галогена; предпочтительно Ar1 и Ar2 имеют идентичные химические структуры; и где R1 представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода; Где R2 представляет собой бифункциональную метиленовую связующую группу, которая может дополнительно содержать эфирные, кетонные или сложноэфирные группы вдоль метиленовой цепи, имеющие от 1 до 10 атомов углерода; и R3 представляет собой атом водорода, гидроксильную группу или линейную, разветвленную или циклическую алкоксигруппу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода. Еще одним примером является трет-бутил-7-метил-7-(трет-бутилазо)пероксиоктаноат.
Кроме того, диазосоединения, дипероксисоединения или азопероксисоединения, которые демонстрируют две различные температуры разложения, могут быть использованы в настоящем изобретении.
Предпочтительно, инициатор полимеризации представляет собой инициатор фотополимеризации, предпочтительно бисацилфосфиноксид. Бисацилфосфиноксиды желательны, потому что они могут подвергаться последовательным стадиям активации на разных длинах волн и поэтому просты в использовании. На большей длине волны бисацилфосфиноксиды могут образовывать две свободнорадикальные группы, одна из которых представляет собой моноацилфосфиноксид. Затем монацилфосфиноксид (MAPO) могут подвергать второй активации, обычно на более короткой длине волны. Особенно предпочтительным бисацилфосфиноксидом является бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид, для которого более длинная длина волны обычно превышает 420 нм (например, 435 нм и выше), а более короткая длина волны обычно составляет 420 нм и ниже. Может быть предпочтительным в качестве источника излучения использовать светодиод или эквивалентный источник света, в котором полосы пропускания относительно узки, что позволяет осуществлять первоначальное облучение, сохраняя при этом некоторые или большинство групп MAPO в сшитой сетке субстрата.
Другие иллюстративные примеры соединений на основе бисацилфосфиноксида, которые могут быть использованы, включают бис-(2,6-диметоксибензоил) -2,4,4-триметилпентилфосфиноксид, бис(2,4,6-триметилбензоил) -2,4,4-триметилпентилфосфиноксид или бис(2,4,6-триметилбензоил)фосфиновая кислота или ее соль.
В настоящем изобретении первая реакционная композиция, которая содержит инициатор полимеризации, одно или более этиленненасыщенных соединений и сшивающий агент, подвергают первой стадии активации в условиях, в которых инициатор полимеризации претерпевает свою первоначальную активацию. Например, если инициатором полимеризации является BAPO, первую реакционную композицию можно облучать при 435 нм или выше с использованием подходящего источника света. Первая реакционная композиция, следовательно, полимеризуется с образованием сшитой сетки субстрата. Сшитая сетка субстрата содержит остаток инициатора полимеризации в качестве ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации.
Активация и полимеризация первой реакционной композиции может быть осуществлена с использованием методик, известных специалистам в данной области техники. Например, реакционноспособные компоненты первой реакционной композиции могут быть смешаны в сосуде. Для облегчения смешивания может быть необязательно использован разбавитель. Смесь может быть отфильтрована, дегазирована и нагрета до желаемой температуры, а затем облучена в условиях, вызывающих первую активацию инициатора полимеризации и последующее образование сшитой сетки субстрата. Емкость для полимеризации может представлять собой форму, например, когда желательно, чтобы продукт имел конкретную форму.
В соответствии с настоящим изобретением, описанная выше сшитая сетка субстрата объединяется со второй реакционной композицией, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений. Сшитая сетка субстрата представляет собой набухающий материал и поэтому абсорбирует некоторые реакционноспособные компоненты для последующей реакции прививки. Абсорбция в сшитой сетке субстрата может осуществляться разнообразными способами. Например, сшитая сетка субстрата может быть помещена во вторую реакционную композицию и оставлена набухать. Или сшитая сетка субстрата может быть сначала набухнуть в растворителе, а затем быть объединена со второй реакционной композицией, например, путем суспендирования предварительно набухшей сшитой сетки субстрата во второй реакционной композиции, во время которого реакционноспособные компоненты распределяются в сшитой сетке субстрата путем молекулярной диффузии и обмена жидкости. Нет конкретного минимального количества реакционноспособных компонентов, которые должны абсорбироваться в сшитой сетке субстрата, пока некоторые из них присутствуют (более чем 0% масс. реакционноспособных компонентов). В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительно, чтобы сшитая сетка субстрата была набухающей во второй реакционной композиции, по меньшей мере на 0,0001% масс., альтернативно, по меньшей мере на 0,01% масс., альтернативно, по меньшей мере на 0,1% масс., альтернативно, по меньшей мере на 5% масс., альтернативно, по меньшей мере на 10% масс. или, альтернативно, по меньшей мере на 25% масс. при 25°С относительно его сухой массы.
После смешивания сшитой сетки субстрата со второй реакционной композицией активируют инициатор свободнорадикальной полимеризации сшитой сетки субстрата. Например, если инициатор полимеризации, используемый на стадии (а) способа, представляет собой BAPO, то инициатор свободнорадикальной полимеризации, ковалентно связанный со сшитой сеткой субстрата (в этом примере, моноацилфосфиноксид), может быть активирован облучением при 420 нм или ниже с использованием соответствующего источника света. Затем вторую реакционноспособную композицию подвергают полимеризации и ковалентно прививают к сшитой сетке субстрата с помощью инициатор свободнорадикальной полимеризации в субстрате. Таким образом, продукт представляет собой привитую полимерную сетку.
Следует отметить, что инициатор свободнорадикальной полимеризации, ковалентно связанный со сшитой сеткой субстрата, при активации образует две группы свободных радикалов, одна из которых может не быть ковалентно связана с субстратом. Следовательно, некоторые из реакционноспособных компонентов во второй реакционной композиции могут полимеризоваться посредством несвязанной свободнорадикальной группы для того, чтобы получить полимер, который не связан ковалентно с сеткой. Такой полимер упоминается в настоящем документе, как «побочный полимер». Ковалентное связывание этого побочного полимера с привитой полимерной сеткой может быть индуцировано путем включения сшивающего агента во вторую реакционную композицию. Композиция может содержать по меньшей мере часть побочного полимера, который не связан ковалентно с привитой полимерной сеткой. Для достижения данной цели, полимеризацию второй реакционной композиции проводят при практически полном отсутствии сшивающего агента. Под «существенным отсутствием сшивающего агента» подразумевается, что любой сшивающий агент, используемый во второй реакционной композиции, присутствует в количестве, меньшем, чем стехиометрическое количество. В некоторых вариантах осуществления сшивающий агент отсутствует во второй реакционной композиции.
Активация и полимеризация второй реакционной композиции и сшитой сетки субстратов может, например, осуществляться путем смешивания реакционноспособных компонентов и субстрата в сосуде. Для облегчения смешивания и для облегчения набухания субстрата (например, если он еще не набух или не гидратирован) может быть необязательно использован разбавитель. Смесь может быть дегазирована, нагрета, доведена до состояния равновесия и облучена в условиях, которые вызывают активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации.
Первая и вторая реакционные композиции по настоящему изобретению содержат этиленненасыщенные соединения в качестве реакционноспособных компонентов. Этиленненасыщенные соединения подвергаются полимеризации с образованием полимерных композиций, описанных в настоящем документе. Следует понимать, что в настоящем изобретении можно использовать широкий спектр этиленненасыщенных соединений.
Этиленненасыщенные соединения могут быть одинаковыми или разными для первой реакционной композиции и второй реакционной композиции, хотя в некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы по меньшей мере некоторые из этиленненасыщенных соединений в каждой композиции были различными. Благодаря использованию материалов для первой реакционной композиции, которые отличаются от второй реакционной композиции, становится возможным создавать изделия с взаимопроникающими сетками и привитые изделия, которые сочетают в себе желательные свойства материалов, которые в ином случае могут быть несовместимыми. Это одно из преимуществ настоящего изобретения.
Этиленненасыщенное соединение, предназначенное для включения в первую реакционную композицию и/или вторую реакционноспособную композицию, может содержать независимо выбранный кремнийорганический компонент.
Компонент, содержащий кремнийорганическое соединение, может представлять собой мономер или макромер и может содержать по меньшей мере одну 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 R4 представляет собой реакционноспособную группу и остальные R4 независимо выбраны из реакционноспособных групп, одновалентных алкильных групп или моновалентных арильных групп, причем любая из вышеперечисленных групп может дополнительно содержать функциональную группу, выбранную из гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, 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 одновалентные силоксановые цепи, содержащие от 1 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, которые могут дополнительно включать функциональность, выбранную из алкила, алкокси, 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 R4 могут содержать реакционноспособные группы. Пригодные моновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные и замещенные моновалентные линейные разветвленные или циклические C1-C16 алкильные группы, или незамещенные моновалентные C1-C6 алкильные группы, такие как замещенный и незамещенный метил, этил, пропил, бутил, замещенные или незамещенные C6-C14 арильные группы, или замещенную или незамещенную C6 арильную группу, где заместители включают в себя амидную, простую эфирную, амино, галогеновую, гидроксильную, карбоксильную, карбонильную группы; или фенильную или бензильную группы, их комбинации и т. п.
Если один R4 представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, то кремнийорганические соединения могут быть выбраны из полидизамещенного силоксанового макромера Формул 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 R5 представляет собой атом водорода или метил; где Z выбран из O, N, S или NCH2CH2O; если Z=O или S, то R6 не требуется; где R6 представляет собой Н или 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; где j представляет собой целое число от 1 до 20; q равно не более 50, от 5 до 30 или 10-25; и 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; где R7 представляет собой замещенный или незамещенный С1-6, С1-4 или С2-4 алкиленовый сегмент (СН2)r, причем каждая метиленовая группа может необязательно независимо быть 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 R7 может представлять собой смесь алкиленового и оксиалкиленового сегментов и сумма r и k находится в диапазоне между 1 и 9; где каждый R8 и R9 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; и где R10 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, как проиллюстрировано Формулой VIa, где n находится в диапазоне между 4-100, 4 и 20 или между 3 и 15; полидиметил-сополиэтиленгликольсилоксаны с моно-н-алкильными концевыми группами, как проиллюстрировано Формулой VIb, где 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 R5- R10 соответствуют определению, приведенному в Формуле IIIa; и макромеры, имеющие химические структуры, как проиллюстрировано Формулами VIIa-Xb, где n находится в диапазоне между 4-100, 4 и 20 или между 3 и 15; R5 и R6 соответствуют определению, приведенному в Формуле IIIa; и R10 может представлять собой C1-С4 алкил или метил, или бутил;
Формула V (mPDMS)
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 R4 могут содержать реакционноспособную группу, два или более R4 могут содержать трис-три-C1-4алкилсилоксисилановые группы, причем моновалентные силоксановые цепи содержат 1-100, 1-10 или 1-5 силоксановых повторяющихся звеньев, которые могут дополнительно содержать функциональные группы, выбранные из алкила, алкокси, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, галогена или их комбинаций; и остальные R4 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 R4 содержит моновалентную реакционноспособную группу и остальные R4 выбраны из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, или из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода. Кремнийорганические соединения могут также включать в себя такие соединения, в которых n составляет от 3 до 15, один концевой R4 содержит моновалентную реакционноспособную группу, другой концевой R4 содержит моновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода и остальные R4 содержат моновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Неограничивающие примеры кремнийорганических компонентов включают в себя полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами (Mn=800-1000), (mPDMS, как проиллюстрировано 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 R4 содержат моновалентные реакционноспособные группы и остальные R4 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 R4 в Формуле II могут содержать винилкарбонат или винилкарбамат Формулы XI:
Формула XI
где: Y обозначает O-, S- или NH-; R5 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 материалы с модулями упругости менее около 1 МПа (200 фунтов на кв. дюйм), то только один R4 содержит реакционноспособную группу и не более двух из остальных R4 содержат моновалентные силоксановые группы.
Другим пригодным компонентом, содержащим кремнийорганическое соединение, является соединение Формулы XIII, в которой сумма x и y находится в диапазоне от 10 до 30. Компонент, содержащий кремнийорганическое соединение, Формулы XXIII образуется по реакции полидиметилсилоксана с фторэфирной и гидроксильной концевыми группами, изофорондиизоцаната и изоцианатоэтилметакрилата.
Формула XIII
Компонент, содержащий кремнийорганическое соединение, может быть выбран из акриламидных кремнийорганических соединений из патента США № 8415405. Другие кремнийорганические компоненты, которые могут применяться в целях настоящего изобретения, 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 пригодных компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, включает в себя содержащие кремнийорганические соединения макромеры, полученные способом полимеризации с переносом группы (GTP), таким как описанные в патентах США № 5314960, 5331067, 5244981, 5371147 и 6367929. 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.
Кремнийорганический компонент может быть выбран из группы, состоящей из линейного содержащего концевой моно-н-алкил полидизамещенного силоксана с концевыми монометакрилоксипропильными группами; линейного полидизамещенного силоксана с метакрилоксипропильными концевыми группами; и их смесей.
Компонент, содержащий кремнийорганические соединения, также может быть выбран из линейных полидиметилсилоксанов с концевыми монометакрилатными группами, с концевыми C1-C4 алкильными группами; и их смесей.
Примеры включают такие, которые выбраны из Формулы VIa, где R10 представляет собой метил или бутил, соединений Формул V-Xb и макромеров, проиллюстрированных Формулой XIV или XV, где n составляет 1-50 и m составляет 1-50, 1-20 или 1-10:
Формула XIV
Формула XV
Дополнительные примеры компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, включают в себя mPDMS Формулы VIa, соединения Формул VIIa или b или VIII, где R5 представляет собой метил, и R10 выбран из метила или бутила, и макромеры, проиллюстрированные Формулой XIV, где n составляет 1-50 или 4-40, 4-20.
Конкретные примеры компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, которые содержат более одной реакционноспособной группы, включают в себя бисметакрилоксипропилполидиметилсилоксан, где n может составлять 4-200 или 4-150, и следующие соединения Формулы XVIa-XVIc, где n1 и n2 независимо выбраны 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; s равен до 50, 5-30 или 10-25; и Z, R5, R6, R8 и R9 определены как в Формуле IIIa.
Формула XVIa
Формула XVIb
Формула XVIc
Формула XVIIa
Формула XVIIb
Формула XVIIc
Кремнийорганический компонент может иметь среднечисленную молекулярную массу от около 400 до около 4000 дальтон.
Если Z представляет собой O, компонент, содержащий кремнийорганическое соединение, может представлять собой полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-бутильной концевыми группами (mPDMS), как проиллюстрировано Формулой VI, где n находится в диапазоне между 3 и 15; полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильной и моно-н-алкильной концевыми группами, как проиллюстрировано Формулой VIa, где n находится в диапазоне между 3 и 15 и R10 представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, содержащую между 1 и 8 атомами углерода; и макромеры, имеющие химические структуры, как проиллюстрировано Формулами VIIa-XIIc или VIII, где n находится в диапазоне между 4 и 20 или между 3-30, 3-25, 3-20 или 3-15.
Если Z представляет собой N, дополнительные примеры полисилоксанов, содержащих кремнийорганические компоненты, включают в себя моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны и могут быть выбраны из соединений, описанных в US8415405, и соединений, проиллюстрированных Формулой XIII, где R5, R6, R8, R9, R10 определены, как в Формуле IIIa, 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 проиллюстрированы ниже в химических Формулах XXIV-XIX, где n находится в диапазоне между 4 и 20 или между 3-30, 3-25, 3-20 или 3-15.
Формула XXIV
Формула XXV
Формула XXVI
Формула XXVII
Формула XXVIII
Формула XIX
Длина цепи кремнийорганического соединения может оказывать влияние на модуль упругости получаемого материала кремнийорганического соединения и может быть скорректирована вместе с другими компонентами реакционной композиции для достижения желаемого баланса между физическими и механическими свойствами. Например, длина цепи кремнийорганического соединения может быть выбрана для достижения содержания воды в гидрогеле кремнийорганического соединения, что уменьшает жесткость и одновременно увеличивает удлинение при растяжении 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. Примеры включают в себя трис(триметилсилокси)силилстирол (Styryl-TRIS), 3-трис(триметилсилокси)силилпропилметакрилат (TRIS), N-[3-трис(триметилсилокси)силил]-пропилакриламид (TRIS-Am), 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]-пропилметакрилат (SiMAA) и другие пространственно затрудненные кремнийорганические мономеры, такие как представлены в Формулах XXa-XXe, где R11 независимо представляет 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 (SiMAA)
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 34 МПа (5000 фунтов/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 других
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. Гидроксил-содержащие кремнийорганические компоненты могут иметь от 4 до 200, 4-100 или 4-20 силоксановых повторяющихся звеньев и могут быть монофункциональными или мультифункциональными.
Силиконовые компоненты, содержащие гидроксильную группу, имеющие 4 полидизамещенных силоксановых повторяющихся звеньев в силоксановой цепи, не представляют собой распределение и имеют 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 гидроксил-содержащих кремнийорганических компонентов включают в себя акриловая кислота-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.
Гидроксил-содержащие кремнийорганические компоненты могут быть выбраны из монофункционального(ых) гидроксилзамещенного(ых) поли(дизамещенного(ых) силоксана)(ов) Формулы XXI:
Формула XXI
где Z выбран из O, N, S или NCH2CH2O, причем если Z представляет собой O или S, то R6 отсутствует; R5 независимо представляет собой H или метил;
R6 представляет собой H или 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;R13 и R14 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 4-100, 4-30, 4-15 и 4-8; и R15 выбран из линейных или разветвленных C1-C8 алкильных групп, которые могут быть необязательно замещены одним или более гидроксилами, амидами, простыми эфирами и их комбинациями. R15 может представлять собой линейный или разветвленный C4 алкил, любой из которых может быть необязательно замещен гидроксилом или может представлять собой метил.
Примеры монофункциональных гидроксил-содержащих кремнийорганических компонентов включают в себя полидиметилсилоксаны с моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной и моно-н-бутильной концевыми группами (OH-mPDMS), как проиллюстрировано в Формуле XXIIa, где n находится в диапазоне между 4 и 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; R 5, R 12 и R 15, как определено в Формуле XXI; R15 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 CfHg(OH)h, где f=1-8 и g+h=2f+1, и циклических C1-C8 групп, имеющих формулу CfHg(OH)h, где f=1-8 и g+h=2f-1, и их комбинаций; или R15 может быть выбран из метил-, бутил- или гидроксилзамещенного C2-C5 алкила, включая гидроксиэтил, гидроксипропил, гидроксибутил, гидроксипентил и 2,3-дигидроксипропил; и поликарбосилоксаны Формул XXIVa-b, где a находится в диапазоне между 4-100 или 4-8; и Z, R5, R12, R13, R14 и R15 указаны в Формуле XXI.
Формула XXIIa
Формула XXIIb
Формула XXIIIa
Формула XXIIIb
Формула XXIIIc
Формула XXIIId
Формула XXIVa
Формула XXIVb
Гидроксил-содержащий кремнийорганический компонент также может быть выбран из мультифункционального гидроксил-замещенного, поли(дизамещенного силоксана) Формулы XXV, имеющего 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 NCH2CH2O; причем для Z=O и S R16 не требуется; R5 независимо представляет собой атом водорода или метильную группу;
R16 представляет собой Н или 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 которая может быть необязательно замещена амидом, простым эфиром и их комбинациями R17, R18, R19, R20 и R21 независимо выбраны из группы, состоящей из атома водорода или любого из заместителей, определенных для R22 и R23; R22 и R23 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, простой 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; 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 могут быть упорядочены в любой молекулярной последовательности для получения широкого диапазона замещенных гидрокси-окса-алкиленовых цепей; 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 гидроксил-содержащих кремнийорганических соединений включают α-(2 гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω бутилдекаметилпентасилоксан и бифункциональные кремнийорганические соединения Формул XXVI или XXVII, причем заместители определены как в Формуле XXV и n1 n2 и n3 независимо составляют от 4 до 100; от 4 до 50; от 4 до 25;
Формула XXVI
Формула XXVII
Другой пример представляет собой бифункциональные кремнийорганические соединения, проиллюстрированные в Формуле XXXVIII:
Формула XXVIII
где R5 независимо представляет собой атом водорода или метильную группу; R24 и R25 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, простой эфирной, амино, карбоксильной, карбонильной группами и их комбинациями; или независимо выбраны из незамещенных C1-4 алкильных групп и C1-4 алкильных групп, замещенных гидроксилом или эфиром; или выбраны из метила, этила или -(CH2CH2O)xOCH3, где m составляет 1-50, 1-20 и 1-10.
Дополнительные примеры кремнийорганических компонентов для применения в настоящем изобретении включают в себя материалы формулы XXIX:
где
R5 представляет собой водород или метил;
Z1 представляет собой O и N(RA9);
L 1 представляет собой алкилен, содержащий от 1 до 8 атомов углерода, или оксаалкилен, содержащий от 3 до 10 атомов углерода, где L 1 необязательно замещен гидроксил;
j2 составляет от 0 до 220, предпочтительно от 1 до 220;
RA3, RA4, RA5 и RA7 в каждом случае независимо представляют собой C1-C6 алкил, C3-C12 циклоалкил, C1-C6алкокси, C4-C12 циклический алкокси, алкокси-алкиленокси-алкил, арил (например, фенил), арил-алкил (например, бензил), галогеналкил (например, частично или полностью фторированный алкил), силокси, фтор или их комбинации, причем каждый алкил в вышеуказанных группах необязательно замещен одним или более гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонилом, алкокси, карбаматом, карбонатом, галогеном, фенилом или бензилом, при этом каждый циклоалкил необязательно замещен одним или более алкилами, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами, и при том, что каждый арил необязательно замещен одним или более алкилами, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами;
RA6 представляет собой силокси, C1-C8 алкил (например, C1-C4 алкил или бутил, или метил) или арил (например, фенил), причем алкил и арил могут быть необязательно замещены одним или более атомами фтора; и
RA9 представляет собой H, C1-C8 алкил (предпочтительно C1-C4 алкил, такой как н-бутил, н-пропил, метил или этил), или C3-C8 циклоалкил (предпочтительно C5-C6 циклоалкил), причем алкил и циклоалкил необязательно замещены одной или более группами, независимо выбранными из гидроксила, амида, простого эфира, силила (например, триметилсилила), силокси (например, триметилсилокси), алкилсилоксанила (где сам алкил необязательно замещен фтором), арилсилоксанила (где арил необязательно замещен фтором) и силил-оксаалкилена- (где сам оксаалкилен необязательно замещен гидроксилом).
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают те, где L 1 представляет собой C2-C5 алкилен, необязательно замещенный гидроксилом. Предпочтительно L1 представляет собой н-пропилен, необязательно замещенный гидроксилом.
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают те, где L 1 представляет собой оксаалкилен, содержащий от 4 до 8 атомов углерода, необязательно замещенных гидроксилом. Предпочтительно L 1 представляет собой оксаалкилен, содержащий пять или шесть атомов углерода, необязательно замещенных гидроксилом. Примеры включают -(CH2)2-O-(CH2)3- и -CH2CH(OH)CH2-O-(CH2)3-.
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где Z1 представляет собой O;
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где Z 1 представляет собой N(RA9) и RA9 представляет собой H.
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где Z1 представляет собой N(RA9) и RA9 представляет собой C1-C4 алкил, необязательно замещенный 1 или 2 заместителями, выбранными из гидроксила, силокси и C1-C6 алкилсилоксанила- (например, алкил-[Si(RA3)(RA4)-O]n-, где n составляет 1 или более).
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где j2 составляет 1.
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где j2 составляет от 2 до 220 или от 2 до 100, или от 10 до 100, или от 24 до 100, или от 4 до 20, или от 4 до 10.
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где RA3, RA4, RA5, RA6 и RA7 независимо представляют собой C1-C6 алкил или силокси. Предпочтительно RA3, RA4, RA5, RA6 и RA7 независимо выбраны из метила, этила, н-пропила, н-бутила и триметилсилокси. Более предпочтительно, RA3, RA4, RA5, RA6 и RA7 независимо выбраны из метила, н-бутила и триметилсилокси.
Предпочтительные соединения формулы XXIX включают такие, где RA3 и RA4 независимо представляют собой C1-C6 алкил (например, метил или этил) или силокси (например, триметилсилокси) и RA5, RA6 и RA7 независимо представляют собой C1-C6 алкил (например, метил, этил, н-пропил или н-бутил).
Кремнийорганический компонент может иметь среднечисленную молекулярную массу от около 400 до 4000 дальтон.
Примеры компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, пригодных для применения в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются ими, соединения, перечисленные в Таблице А. Если соединения в Таблице В содержат полисилоксановые группы, количество повторяющихся звеньев SiO в таких соединениях, если не указано иное, предпочтительно составляет от 3 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 20.
Таблица A
Дополнительные неограничивающие примеры пригодных компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, перечислены в Таблице B. Если не указано иное, j2, где это применимо, предпочтительно составляет от 1 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15. В соединениях, содержащих j1 и j2, сумма j1 и j2 предпочтительно составляет от 2 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15.
Таблица B
p составляет от 1 до 10
p составляет от 5 до 10
Этиленненасыщенное соединение, предназначенное для включения в первую реакционную композицию и/или вторую реакционную композицию, может содержать независимо выбранный гидрофильный компонент. Гидрофильные компоненты включают те, которые способны обеспечить содержание воды в полученной композиции, по меньшей мере на около 20% или, по меньшей мере на около 25%, в сочетании с остальными реакционными компонентами. Подходящие гидрофильные компоненты включают гидрофильные мономеры, форполимеры и полимеры. Предпочтительно, гидрофильный компонент имеет по меньшей мере одну реакционноспособную группу и по меньшей мере одну гидрофильную функциональную группу. Примеры реакционноспособных групп включают акриловые, метакриловые, акриламидные, метакриламидные, фумаровые, малеиновые, стирильные, изопропенилфенильные, O-винилкарбонатные, O-винилкарбаматные, аллильные, O-винилацетильные и N-виниллактамные и N-виниламидные двойные связи.
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 (гидроксиалкильный мономер). 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 также может 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.
Когда желательны гидрофильные полимеры в количествах, превышающих около 3% масс., гидроксил-содержащие (мет)акриламиды, как правило, слишком гидрофильны, чтобы их можно было использовать в качестве совместимых гидроксиалкильных мономеров, и гидроксилсодержащие (мет)акрилаты могут быть включены в реакционную композицию и меньшее количество гидроксиалкильных мономеров может быть выбрано для обеспечения значения мутности для конечной линзы менее чем около 50% или менее чем около 30%.
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 композиции в количествах не более около 15%, не более около 10% масс., между около 3 и около 15% масс. или около 5, и около 15% масс.
Гидрофильные винил-содержащие мономеры, которые можно ввести в полимерные композиции, 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-β-аланин, N-виниловый эфир, другие гидрофильные винильные мономеры, включая винилимидазол, виниловый эфир этиленгликоля (EGVE), виниловый эфир ди(этиленгликоля) (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 могут представлять собой макромеры линейного или разветвленного поли(этиленгликоля), поли(пропиленгликоля) или нерегулярные 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. Макромер таких полиэфиров может содержать акрилаты, метакрилаты, акриламиды, метакриламиды и их смеси. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.
Гидрофильные мономеры также могут содержать заряженные мономеры, включая, не ограничиваясь ими, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 3-акриламидопропионовую кислоту (ACA1), 4-акриламидобутановую кислоту, 5-акриламидопентановую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилбутановую кислоту (AMBA), N -винилоксикарбонил-α-аланин, N -винилоксикарбонил-β-аланин (VINAL), 2-винил-4,4-диметил-2-оксазолин-5-он (VDMO), реакционноспособные соли сульфоновой кислоты, включая натрий-2-(акриламидо)-2-метилпропансульфонат (AMPS), калиевую соль 3-сульфопропилметакрилата, натриевую соль 3-сульфопропилметакрилата, динатрия бис-3-сульфопропилитаконат, дикалия бис-3-сульфопропилитаконат, натриевую соль винилсульфоновой кислоты, соль винилсульфоновой кислоты, стиролсульфонат, сульфоэтилметакрилат, 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.
Другие гидрофильные мономеры, которые могут применяться, включают в себя полиоксиэтиленовые полиолы, имеющие одну или более концевых гидроксильных групп, замещенных реакционноспособной группой. Примеры включают в себя полиэтиленгликоль, в котором одна или более концевых гидроксильных групп заменены реакционноспособной группой. Примеры включают в себя полиэтиленгликоль, введенный в реакцию с одним или более молярными эквивалентами замыкающей группы, такой как изоцианатоэтилметакрилат (IEM), метакриловый ангидрид, метакрилоилхлорид, винилбензоилхлорид и т. п. с образованием полиэтиленполиола, имеющего одну или более концевых полимеризуемых олефиновых групп, связанных с полиэтиленполиолом через связывающие фрагменты, такие как карбаматные или сложноэфирные группы.
Дополнительные примеры представляют собой гидрофильные винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры, описанные в патенте US 5070215, и гидрофильные оксазолоновые мономеры, описанные в патенте US 4190277. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.
Гидрофильные мономеры, которые могут быть включены в описанные в настоящем документе полимерные композиции, включают гидрофильные мономеры, такие как N,N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилакрилат, глицеринметакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, N-винилпирролидон (NVP), N-винилметакриламид, HEMA и поли(этиленгликоль)метиловый эфир метакрилат (mPEG).
Гидрофильные мономеры могут включать DMA, NVP, HEMA и их смеси.
Первая реакционная композиция и/или вторая реакционная композиция может содержать одно или более независимо выбранных цвиттерионных этиленненасыщенных соединений, таких как этилен-ненасыщенный бетаин. Предпочтительно цвиттер-ионное соединение находится во второй реакционной композиции. Примеры подходящих соединений включают: N-(2-карбоксиэтил)-N,N-диметил-3-[(1-оксо-2- пропен-1-ил)амино]-1-пропанаминий, внутренняя соль (CAS 79704-35-1, также известный как 3-акриламидо-N- (2-карбоксиэтил)-N,N-диметилпропан-1-аминий или CBT); 3-метакриламидо-N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметилпропан-1-аминий; N,N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]пропил] - 3-сульфо-1-пропанаминий, внутренняя соль (CAS 80293-60-3, также известный как 3- ((3-акриламидопропил)диметиламмонио) пропан-1-сульфонат или SBT); 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио) пропан-1-сульфонат; 3,5-диокса-8-аза-4-фосфондец-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N,N,N-триметил-9-оксо, внутренняя соль, 4-оксид (CAS 163674-35-9, PBT); 2-(акриламидоэтокси)-(2-(триметиламмонио)этил)фосфат; 2-(метакриламидоэтокси)-(2-(триметиламмонио)этил) фосфат; внутренняя соль 4-гидрокси-N,N,N, 10-тетраметил-9-оксо-3,5,8-триокса-4-фосфонаундец-10-ен-1-аминия, 4-оксида (CAS 67881-98-5 также известный как 2- (метакрилоилокси)этил (2-(триметиламмонио)этил) фосфат или MPC); или 2-(акрилоилокси)этил-(2-(триметиламмонио)этил) фосфат.
Первая реакционная композиция и/или вторая реакционная композиция может содержать одну или несколько независимо выбранных этилен-ненасыщенных четвертичных аммониевых солей. Предпочтительно четвертичная аммониевая соль находится во второй реакционной композиции. Примеры подходящих соединений включают 2 - (метакрилоилокси)этилтриметиламмоний хлорид; 2-(акрилоилокси)этилтриметиламмоний хлорид 3-метакриламидо-N,N,N-триметилпропан-1-аминий хлорид; или 3-акриламидо-N,N,N-триметилпропан-1-аминий хлорид
Первая реакционная композиция и/или вторая реакционная композиция может содержать один или более независимо выбранных этиленненасыщенных активных фармацевтических компонентов. Предпочтительно активное фармацевтическое соединение находится во второй реакционной композиции. Примеры подходящих соединений включают в себя циклоспориновые или салицилатные мономеры.
Первая реакционная композиции и/или вторая реакционная композиция может содержать один или более независимо выбранных этилен-ненасыщенных пептида. Предпочтительно пептид находится во второй реакционной композиции. Иллюстративные примеры соединений включают, например, такие, в которых аминоконец пептида может быть ацилирован ацилирующим агентом, таким как (мет)акрилоилхлорид, (мет)акриловый ангидрид, изопропенил-α,α-диметилбензилизоцианат и 2-изоцианатоэтилметакрилат, а также с известными сореагентами и катализаторами с образованием мономера, подходящего для включения в реакционные композиции по настоящему изобретению
Первая реакционная композиция по настоящему изобретению содержит сшивающий агент. Сшивающие агенты могут необязательно присутствовать во второй реакционной композиции. Можно использовать множество сшивающих агентов, включая, содержащие и не содержащие кремнийорганические соединения, сшивающие агенты и их смеси. Не содержащие кремнийорганические соединения сшивающие агенты включают в себя этиленгликольдиметакрилат (EGDMA), диэтиленгликольдиметакрилат, триметилолпропантриметакрилат (TMPTMA), тетраэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), триаллилцианурат (TAC), глицеринтриметакрилат, 1,3-пропандиолдиметакрилат; 2,3-пропандиолдиметакрилата; 1,6-гександиолдиметакрилата; 1,4-бутандиолдиметакрилата, метакрилоксиэтилвинилкарбоната (HEMAVc), аллилметакрилата, метиленбисакриламида (MBA), полиэтиленгликольдиметакрилата (где полиэтиленгликоль предпочтительно имеет молекулярную массу не более 5000 Дальтон). Сшивающие агенты используют в типичных количествах, известных специалистам в данной области техники, например, от около 0,000415 до около 0,0156 моль на 100 г реакционноспособных компонентов в реакционной композиции.
Следует отметить, что если этиленненасыщенное соединение, такое как гидрофильный мономер или кремнийорганический мономер, действует как сшивающий агент, например, благодаря своей бифункциональности или мультифункциональности, добавление отдельного сшивающего агента к реакционной композиции является необязательным. В этом случае этиленненасыщенное соединение также считается сшивающим агентом. Примеры гидрофильных мономеров, которые действуют как сшивающие агенты и чье присутствие не требует добавления дополнительных сшивающих агентов в реакционную смесь, включают полиоксиэтиленполиолы, описанные выше и содержащие два или более концевых метакрилатных фрагмента. Пример кремнийорганического мономера, который действует как сшивающий агент и чье присутствие не требует добавления дополнительных сшивающих агентов в реакционную композицию, включает α, ω-бисметакрилпропилполидиметилсилоксан. В дополнение, любой из описанных выше мультифункциональных компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, может быть использован в качестве сшивающих агентов.
Любая или обе из первой и второй реакционных композиций могут содержать дополнительные компоненты, такие как, но не ограничиваясь ими, УФ-поглотители, фотохромные соединения, фармацевтические и нутрицевтические соединения, противомикробные соединения, реактивные окрашивающие средства, пигменты, сополимеризуемые и неполимеризуемые красители, антиадгезивы и их комбинации. Другие компоненты, которые могут присутствовать в первой и/или второй реакционных композициях, включают смачивающие агенты, такие как те, которые описаны в US 6367929, WO03/22321, WO03/22322, компоненты, улучшающие совместимость, такие как те, которые описаны в US2003/162862 и US2003/125498. В сумме дополнительные компонентов могут составлять вплоть до ок. 20 масc.%. Реакционные композиции могут содержать до около 18% масс. смачивающего агента или от около 5 до около 18% масс. смачивающего агента.
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 необязательного смачивающего агента, которое может быть добавлено к реакционным композициям по настоящему изобретению, может варьироваться в зависимости от других используемых компонентов и желаемых свойств полученного продукта. Когда они присутствуют, внутренние смачивающие агенты в реакционных композициях могут быть включены в количествах от около 1 до около 20% масс.; от около 2% масс. до около 15% масс. или от около 2% масс. до около 12% масс. 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 подходящих ациклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья Формулы XXIX или Формулы XXX:
Формула XIX Формула XXX
где X представляет собой непосредственную связь, -(CO)- или -(CO)- NHRe-, где R26 и R27 представляют собой H или метильные группы; где Re представляет собой C1-C3 алкильную группу; Ra выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C1-C4 алкильных групп; Rb 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; Rc выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C1-C4 алкильных групп или из метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; Rd 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 Ra и Rb составляет 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее, и где суммарное количество атомов углерода в Rc и Rd составляет 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее. Суммарное количество атомов углерода в Ra и Rb может составлять 6 или менее или 4 или менее. Суммарное количество атомов углерода в Rc и Rd 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.
Ra и Rb могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C1-C2 алкильных групп. X может представлять собой прямую связь, а Ra и Rb могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C1-C2 алкильных групп.
Rc и Rd можно независимо выбирать из H, замещенных или незамещенных C1-C2 алкильных групп, метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила.
Ациклические полиамиды по настоящему изобретению могут содержать большинство повторяющихся звеньев Формулы XXIX или Формулы XXX, или ациклические полиамиды могут содержать по меньшей мере около 50 мольных % повторяющихся звеньев Формулы XXIX или Формулы XXX, включая по меньшей мере около 70 мольных % и по меньшей мере около 80 мольных %.
Конкретные примеры повторяющихся звеньев Формул XXIX и XXX 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 Формул XXXI и XXXII:
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 пригодных циклических полиамидов включают полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья Формулы XXXIII:
Формула XXXIII
где f представляет собой число от 1 до 10, X представляет собой непосредственную связь, -(CO)- или -(CO)- NH-Re-, где Re представляет собой C1-С3алкильную группу и R28 представляет собой атом водорода или метильную группу. В Формуле XXXIII f может быть равно 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1. В Формуле XXXIII f может быть равно 6 или менее, включая 5, 4, 3, 2 или 1, или может быть равно от 2 до 8, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, или может быть равно 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 могут содержать 50 мольных % или более повторяющихся звеньев Формулы XXXIII, или циклические полиамиды могут содержать по меньшей мере около 50 мольных % повторяющихся звеньев Формулы XXXIII, включая по меньшей мере около 70 мольных % и по меньшей мере около 80 мольных %.
Конкретные примеры повторяющихся звеньев Формулы XXXIII включают повторяющиеся звенья, являющиеся производными N-винилпирролидона, который образует PVP гомополимеры и винилпирролидоновые сополимеры или N-винилпирролидон-замещенный 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 образованы 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 композиция смесь 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.
Как правило, реакционноспособные компоненты в пределах реакционной композиции могут быть диспергированы или растворены в разбавителе. Пригодные разбавители известны специалистам в данной области техники и могут быть легко определены специалистом в данной области техники. Например, когда получают кремнийорганические гидрогели, пригодные разбавители описаны в WO 03/022321 и US 6020445, описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
Классы пригодных разбавителей для реакционных смесей кремнийорганических гидрогелей включают в себя спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученные из первичных аминов, и карбоновых кислот, имеющих от 8 до 20 атомов углерода. Предпочтительными являются первичные и третичные спирты. Предпочтительные классы включают 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.
Пригодные разбавители для не содержащих кремнийорганические соединения композиций включают в себя глицерин, этиленгликоль, этанол, метанол, этилацетат, метиленхлорид, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, поливинилпирролидон с низкой среднемассовой молекулярной массой (PVP), такой как описанный в патентах US 4018853, US 4680336 и US 5039459, включая, не ограничиваясь ими, сложные эфиры борной кислоты двухатомных спиртов, их комбинации 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 композиции. Более предпочтительно разбавитель используют в количествах менее около 45% масс., еще более предпочтительно в количествах от около 15% масс. и до 40% масс. в расчете на массу компонентов в реакционной композиции.
Описанные выше полимерные композиции могут быть использованы в самых разных областях. Предпочтительным является использование в медицинских изделиях. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления в изобретении предложено медицинское изделие, содержащее полимерную композицию, причем полимерная композиция получена, как описано выше. Предпочтительными медицинскими изделиями являются офтальмологические изделия, такие как контактные линзы, интраокулярные линзы, окклюдеры слезных точек и глазные вставки. Особенно предпочтительными являются контактные линзы.
В некоторых вариантах осуществления, хорошо подходящая для офтальмологических устройств и контактных линз, полимерная композиция представляет собой гидрогель.
Полимерная композиция может представлять собой гидрогель, и первая реакционная композиция может содержать один или более компонентов, содержащих кремнийорганических соединений. Иллюстративные примеры компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, включают в себя соединения, описанные выше, или их смеси. Предпочтительные компоненты, содержащие кремнийорганические соединения, включают соединения Формулы VIa (предпочтительно Формула V), Формулы XXc (предпочтительно смесь XXg или SiMAA) или их смеси. Полимерная композиция также может содержать гидрофильный компонент. Предпочтительные компоненты металлов включают акрил-содержащие компоненты, такие как N, N диметилакриламид (DMA), 2 гидроксиэтил-(Мет)-акрилат и их смеси. Полимерная композиция может содержать смачивающий агент. Предпочтительные смачивающие агенты включают полиамиды, такие как те, которые выбраны из поливинилпирролидона (PVP), поливинилметацетамида (PVMA), полидиметилакриламида (PDMA), поливинилацетамида (PNVA), поли(гидроксиэтил(мет)акриламида), полиакриламида и их сополимеров и смесей.
Полимерная композиция может представлять собой гидрогель, а первая реакционная композиция может содержать один или более гидрофильных компонентов. Иллюстративные примеры гидрофильных компонентов включают акрил-содержащие гидрофильные компоненты и винил-содержащие мономеры, такие как N, N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, глицеринметакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, полиэтиленгликольмонометакрилат, метакриловая кислота, акриловая кислота, N-винилпирролидон (NVP), N-винилметакриламид или их смеси. Предпочтительные гидрофильные соединения включают 2-гидроксиэтилметакрилат, метакриловую кислоту или их смеси. Первая реакционная композиция может не содержать кремнийорганических компонентов.
Полимерная композиция может представлять собой гидрогель, и вторая реакционная композиция может содержать один или более кремнийорганических компонентов. Иллюстративные примеры компонентов, содержащих кремнийорганические соединения, включают в себя соединения, описанные выше, или их смеси. Предпочтительные компоненты, содержащие кремнийорганические соединения, включают соединения Формулы VIa (предпочтительно mPDMS), Формулы XXc (предпочтительно SiMAA) или их смеси. Полимерная композиция также может содержать гидрофильный компонент. Предпочтительные компоненты металлов включают акрил-содержащие компоненты, такие как N, N диметилакриламид (DMA), 2 гидроксиэтил-(Мет)-акрилат и их смеси. Полимерная композиция может содержать смачивающий агент. Предпочтительные смачивающие агенты включают полиамиды, такие как те, которые выбраны из поливинилпирролидона (PVP), поливинилметацетамида (PVMA), полидиметилакриламида (PDMA), поливинилацетамида (PNVA), поли(гидроксиэтил(мет)акриламида), полиакриламида и их сополимеров и смесей.
Полимерная композиция может представлять собой гидрогель, и вторая реакционная композиция может содержать один или более гидрофильных компонентов. Иллюстративные примеры гидрофильных компонентов включают акрил-содержащие гидрофильные компоненты и винил-содержащие мономеры, такие как N, N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, глицеринметакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, полиэтиленгликольмонометакрилат, метакриловая кислота, акриловая кислота, N-винилпирролидон (NVP), N-винилметакриламид или их смеси. Предпочтительные гидрофильные соединения включают 2-гидроксиэтилметакрилат, метакриловую кислоту или их смеси. Вторая реакционная композиция может не содержать кремнийорганических компонентов.
Полимерная композиция может представлять собой гидрогель и этиленненасыщенные соединения из первой реакционной композиции и второй реакционной композиции, которые могут быть выбраны из: (мет)акрилатного мономера, мономера (мет)акриловой кислоты, кремнийорганического компонента и смесей из двух или более из них. Предпочтительные реакционноспособные компоненты для второй реакционной композиции по данному варианту осуществления могут включать MPC, 2-гидроксиэтилметакрилат или смесь 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты.
Полимерная композиция может представлять собой гидрогель и этиленненасыщенные соединения из первой реакционной композиции и второй реакционной композиции, которые могут быть независимо выбраны из: кремнийорганического компонента, (мет)акрилатного мономера, мономера (мет)акриловой кислоты, этилен-ненасыщенного бетаин, (мет)акриламида, этилен-ненасыщенного полиэтиленгликоля, N-винилового мономера, этилен-ненасыщенной аминокислоты и смеси двух или более из них.
Сшитая сетка субстрата может представлять собой кремнийорганический гидрогель (содержащий группы MAPO), и вторая реакционная композиция может после полимеризации обеспечить гидрофильный привитый материал (который может быть необязательно заряжен), например, содержащий поли(N, N-диметилакриламид) (PDMA), полимеризованный полиэтиленгликольмонометакрилат (поли(мПЭГ)) или сополимер 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты. Такие привитые полимерные сетки могут демонстрировать улучшенную биосовместимость и биометрию, например, при применении в офтальмологических изделиях.
Сшитая сетка субстрата может представлять собой обычный гидрогель (например, содержащий сополимер 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты и содержащий группы MAPO), и вторая реакционная композиция после полимеризации обеспечивает гидрофильный привитый материал (который может быть необязательно заряжен), такой как полиамид. Примеры включают PDMA, поливинилпирролидон (PVP), поли(N-винил N-метилацетамид) (PVMA) и их сополимеры. Такие привитые полимерные сетки могут демонстрировать улучшенную биосовместимость и биометрию, например, при применении в офтальмологических изделиях.
Сшитая сетка субстрата может представлять собой обычный гидрогель (например, сополимер 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты и содержащий группы MAPO), и вторая реакционная композиция после полимеризации обеспечивает гидрофобный кремнийорганический материал. Такие привитые полимерные сетки могут проявлять желательные физические и механические свойства, такие как газопроницаемость кислорода (Dk) и модуль упругости, а также улучшенную биосовместимость и обращение.
Для офтальмологических изделий, таких как контактные линзы, которые содержат один или более кремнийорганических компонентов, кремнийорганический компонент(ы) предпочтительно могут присутствовать в количестве до около 95% масс., или от около 10 до около 80, или от около от 20 до около 70% масс. в расчете на все присутствующие реакционноспособные компоненты, включая первую реакционную композицию и вторую реакционную композицию. Пригодные гидрофильные компоненты могут предпочтительно присутствовать в количестве от около 10 до около 60% масс., или от около 15 до около 50% масс. или от около 20 до около 40% масс. в расчете на все присутствующие реакционноспособные компоненты, включая первую реакционную композицию и вторую реакционную композицию.
Следует отметить, что дополнительные, необязательные, стадии могут быть включены в процесс изготовления полимерных композиций по настоящему изобретению. Например, после стадии (b) чернила или краситель могут быть добавлены в сшитую сетку субстрата. Затем могут быть проведены оставшиеся стадии (стадия (с) и т. д.). Это позволяет зажимать чернила или краситель внутри привитой полимерной сетки.
Для офтальмологических изделий, таких как контактные линзы, сшитая сетка субстрата предпочтительно представляет собой кремнийорганический гидрогель с балансом свойств, который делает их пригодным. Эти свойства включают содержание воды, мутность, угол контакта, модуль, кислородную проницаемость, поглощение липидов, поглощение лизоцима и поглощение PQ1. Примеры предпочтительных свойства перечислены далее. Всем значениям предшествует «около», и офтальмологические изделия могут иметь любую комбинацию из перечисленных свойств:
[H2O]%: по меньшей мере 20% или по меньшей мере 25%
Мутность: 30% или менее или 10% или менее
DCA (°): 100° или менее или 50° или менее
Модуль упругости (МПа (фунты/кв. дюйм)): 0,83 или менее или от 0,6 до 0,83 (120 или менее или от 80 до 120)
Dk (барреры): по меньшей мере 80 или по меньшей мере 100, или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 200
Удлинение при растяжении на разрыв: не менее 100
Для ионных кремнийорганических гидрогелей также могут быть предпочтительными следующие свойства (в дополнение к перечисленным выше):
Поглощение лизоцима (мкг/линза): не менее чем 100 или не менее чем 150, или не менее чем 500, или не менее чем 700
Поглощение PQ1 (%): 15 или менее, или 10 или менее, или 5 или менее
Готовые офтальмологические изделия могут изготавливать с применением разнообразных технологий. Например, в случае контактных линз из гидрогеля первая реакционная композиция, описанная выше, может быть отверждена в форме или сформирована путем центробежного или статического литья. Способы центробежного литья описаны в патентах США №№ 3,408,429 и 3,660,545, а способы статического литья описаны в патентах США №№ 4,113,224 и 4,197,266. В одном варианте осуществления контактные линзы, соответствующие настоящему изобретению, формируются путем непосредственного отливания гидрогелей в форму, что экономично и позволяет точно контролировать окончательную форму гидратированных контактных линз. Для этого способа первую реакционную композицию помещают в форму, имеющую желаемую форму, и реакционную композицию подвергают условиям, описанным выше, в соответствии с которыми реакционноспособные компоненты полимеризуются с образованием сшитой сетки субстрата в приблизительной форме конечного желаемого продукта.
Сшитая сетка субстрата, сформированная после такого отверждения, может быть подвергнута экстракции для удаления непрореагировавших компонентов и извлечения сшитой сетки субстрата из формы для контактных линз. Затем сшитая сетка субстрата может быть погружена во вторую реакционную композицию (которая может необязательно содержать разбавитель), и оставлена на время, достаточное чтобы позволить по меньшей мере части реакционной композиции диффундировать в сшитую сетку субстрата. После этого суспензию облучают для получения привитой полимерной сетки, и затем контактные линзы могут быть экстрагированы для удаления непрореагировавших компонентов.
Экстракция сшитой сетки субстрата и контактной линзы может быть выполнена с использованием принятых экстракционных жидкостей, таких как органические растворители, такие как спирты, или экстракция может быть выполнена с использованием водных растворов. Водные растворы представляют собой растворы, содержащие воду. Водный раствор может содержать по меньшей мере около 30% масс. воды, по меньшей мере около 50% масс. воды, по меньшей мере около 70% масс. воды или по меньшей мере на около 90% масс. воды.
Экстракция может быть осуществлена, например, путем погружения сшитой сетки субстрата или контактной линзы в водный раствор или воздействия на материал потока водного раствора. Экстракция может также включать, например, одно или более из: нагревания водного раствора; перемешивания водного раствора; повышение уровня помощи извлечения в водном растворе до уровня, достаточного для того, чтобы вызвать извлечение сшитой сетки субстрата из формы; механическое или ультразвуковое перемешивание; и включение по меньшей мере одной выщелачивающей добавки в водный раствор до уровня, достаточного для облегчения адекватного удаления непрореагировавших компонентов из сшитой сетки субстрата или контактной линзы. Вышеупомянутые процессы можно проводить последовательно или непрерывно с дополнительным воздействием или без дополнительного воздействия нагреванием, перемешиванием или и тем и другим.
Некоторые варианты осуществления также могут включать применение физического перемешивания для облегчения выщелачивания и извлечения. Например, часть формы сшитой сетки субстрата, к которой прикреплена сшитая сетка субстрата, может подвергаться вибрации или вызывать движение вперед и назад в водном растворе. Другие варианты осуществления могут включать в себя пропускание ультразвуковых волн через водный раствор.
Контактные линзы можно стерилизовать известными способами, такими как, но не ограничиваясь этим, автоклавирование.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны в следующих Примерах.
ПРИМЕРЫ
Диаметр контактной линзы (DM) измеряли на калиброванном микрооптическом компараторе Van Keuren, оборудованном электронно-цифровыми микрометрическими головками Mitutoyo. Контактную линзу помещали вогнутой стороной вниз в кристаллическую ячейку, полностью заполненную забуференным боратом раствором для хранения. Крышку помещали на камеру, гарантируя, что воздух не будет попадать снизу. Затем камеру помещали на столик компаратора, и изображение с линзы фокусировали и выравнивали так, чтобы один край линзы касался центральной линии на экране. Первый край был помечен, линзу перемещали по своему диаметру, пока второй край не коснулся центральной линии на экране, а затем второй край был помечен повторным нажатием кнопки данных. Как правило, сделаны два измерения диаметра и в таблицах данных сообщается среднее значение.
Содержание воды (WC) 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. Вакуум применяли до тех пор, пока давление не достигнет по меньшей мере 1 дюйма 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: % содержания воды=(влажная масса - сухая масса)/влажная масса х 100. Вычисляли среднюю величину и стандартное отклонение для содержания воды и указывали среднее значение как процентное содержание воды в тестируемой линзе.
Увеличение массы привитой линзы рассчитывали из средней сухой массы привитой линзы минус средняя сухая масса субстрата линзы и выражали в процентах. Как привитую линзу, так и линзу из субстрата доводили до состояния равновесия в деионизированной воде в течение нескольких часов для удаления любых остаточных солей. Как правило, по меньшей мере три линзы взвешиваются и усредняются для каждого образца.
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 методом, 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) X (2,97×10-9 мл O2/(мкA-с-см2-Па (2,97×10-8 мл O2/(мкA-сек-см2-мм рт. ст.))
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 (EC 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 модифицированным методом на пластине Вильгельми с использованием калиброванного тензиометра Kruss K100 при комнатной температуре (23±4°C) и с использованием в качестве зондового раствора забуференного солевого раствора без поверхностно-активного вещества. Все оборудование должно быть чистым и сухим; колебания могут быть минимальными вокруг инструмента во время испытаний. Смачиваемость обычно приводят в виде краевого угла натекания (Kruss DCA). Тензиометр был снабжен генератором влажности, а датчик температуры и влажности был помещен в камеру тензиометра. Относительную влажность поддерживают на уровне 70 ± 5%. Эксперимент проводили путем погружения образца линзы с известным периметром 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 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. Как правило, тестовую полоску вырезали из центральной области контактной линзы. Каждая полоска была приблизительно 5 мм в ширину и 14 мм в длину, прикреплена к металлическому зажиму с помощью пластикового пинцета, пробита крючком из металлической проволоки и доведена до равновесия в растворе для хранения в течение по меньшей мере 3 часов. Затем с каждым образцом провели по четыре цикла измерения и результаты усреднили для получения углов смачивания линз при натекании и стекании. Типовые измеряемые скорости составляли 12 мм/мин. Образцы полностью погружали в раствор для хранения во время сбора и анализа данных без прикосновения к металлическому зажиму. Значения от пяти отдельных линз были усреднены, чтобы получить сообщенные значения краевого угла натекания и отступающего угла экспериментальной линзы.
Смачиваемость линз определяли с помощью метода неподвижной капли с использованием прибора KRUSS DSA-100 TM при комнатной температуре и при использовании деионизированной воды в качестве зондового раствора (Неподвижная капля). Тестируемые линзы промывали в деионизированной 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. Обычно оценивали от трех до пяти линз и сообщали средний контактный угол.
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 1,33 сантиметра (0,522 дюйма), ширину «ушка» 0,701 см (0,276 дюйма) и ширину «шейки» 0,541 см (0,213 дюйма), устанавливали в зажимы и растягивали с постоянной скоростью натяжения 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 (M) при растяжении вычисляли как угловой коэффициент начального линейного участка кривой напряжение-растяжение; единицами измерения модуля упругости являются фунты на квадратный дюйм (psi). Прочность на разрыв (TS) 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 фунты на квадратный дюйм. 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 дюйм-фунт/дюйм3. Удлинение при растяжении на разрыв (ETB) также записывали в виде процента растяжения при разрыве.
PQ1 уровень поглощения (PQ1) измеряли хроматографически. ВЭЖХ анализатор калибровали, используя серию стандартных растворов PQ1 с концентрациями 2, 4, 6, 8, 12 и 15 мкг/мл. Линзы помещали в полипропиленовые футляры для контактных линз с 3 мл раствора Optifree Replenish или аналогичного раствора для линз (концентрация PQ1=10 микрограмм/мл) коммерчески доступного от компании Alcon. Также приготовили контрольный футляр для линзы, содержащий 3 мл раствора без контактной линзы. Линзы и контрольные растворы выдерживали при комнатной температуре в течение 72 часов. Из каждого из образцов и контрольных образцов удалили по 1 мл раствора и смешали с трифторуксусной кислотой (TFA) (10 мкл). Анализ проводили с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии/испарительного детектора светорассеяния и колонок Phenomenex Luna С5 (с размером частиц 4,6 мм × 5 мм; 5 μм), используя следующее оборудование и условия: Agilent 1200 для ВЭЖХ или эквивалент с ELSD, с условиями эксплуатации при T= 100°C, усиление =12, давление=0,44 МПа (4,4%), фильтр=3с; параметры ELSD могут меняться от прибора к прибору; использование подвижной фазы А воды (0,1% трифторуксусной кислоты) и подвижной фазы B ацетонитрила (0,1% трифторуксусной кислоты), при температуре колонки 40° C и с объемом введенной пробы 100 μл. Использованный профиль элюции приведен в Таблице С. Калибровочная кривая была получена путем построения графика зависимости площади пика от концентрации стандартных растворов PQ1. Затем концентрацию PQ1 в образце вычисляли путем решения квадратного уравнения, представляющего калибровочную кривую. Для каждого анализа использовали по три линзы и усреднили результаты. Поглощение PQ1 приведено как процентная доля убыли PQ1 после вымачивания с линзой по сравнению с количеством PQ1, присутствующем в контрольном образце без линзы.
Таблица С. Профиль элюции ВЭЖХ
Количество холестерина, абсорбированного контактной линзой, определяли методом ЖХ-МС (липиды). Линзы замачивали в растворе холестерина и затем экстрагировали дихлорметаном. Дихлорметановый экстракт выпаривали и восстанавливали в гептановой/изопропаноловой смеси с последующим ЖХ-МС анализом. Полученные результаты приведены в микрограммах холестерина на линзу. Для повышения точности и достоверности способа использовали внутренний стандарт дейтерированного холестерина.
Маточный раствор холестерина готовили, помещая 15,0 ± 0,5 миллиграмм холестерина в широкогорлый стеклянный мерный сосуд объемом 10 мл, затем разводя его изопропанолом.
Раствор холестерина для замачивания линз готовили, помещая 0,430 ± 0,010 грамм лизоцима (чистота=93%), 0,200 ± 0,010 грамм альбумина и 0,100 ± 0,010 грамм β-лактоглобулина в стеклянный мерный сосуд объемом 200 мл, добавляя в сосуд приблизительно 190 миллилитров фосфатно-солевого буферного раствора (PBS) и перемешивая для растворения содержимого. Затем добавляли 2 миллилитра маточного раствора холестерина и разбавляли до конечного объема, добавляя PBS. Мерный сосуд закрывали крышкой и хорошо встряхивали. Концентрация холестерина в растворе для замачивания линз составляла около 15 мкг/мл. Примечание: Массы данных компонентов могут быть скорректированы для учета изменений чистоты от партии к партии так, чтобы получить целевые концентрации.
Шесть контактных линз извлекали из упаковок и промакивали безворсовыми бумажными полотенцами для удаления излишков раствора для хранения. Линзы помещали в шесть отдельных стеклянных флаконов объемом 8 мл (по линзе во флакон) и в каждый флакон добавляли по 3,0 мл раствора холестерина для замачивания линз. Флаконы закрывали крышками и помещали в шейкер-инкубатор New Brunswick Scientific на 72 часа при температуре 37°C и 100 об/мин. После инкубации каждую линзу трижды промывали с PBS в лабораторных стаканах объемом 100 мл и помещали в сцинтиляционный флакон объемом 20 мл.
В каждый сцинтилляционный флакон с линзой добавляли по 5 мл дихлорметана и 100 мкл раствора внутреннего стандарта. После минимум 16 часов экстрагирования отстоянную всплывающую жидкость переносили в одноразовую стеклянную культуральную пробирку объемом 5 мл. Пробирку устанавливали в испаритель Turbovap и полностью выпаривали растворитель. Затем в культуральные пробирки добавляли по 1 мл разбавителя для повторного растворения содержимого. Вышеуказанным разбавителем была смесь гептана и изопропанола в соотношении 70:30 (об/об). Разбавитель также являлся подвижной фазой. Полученный раствор осторожно переносили во флакон автоматического пробоотборника и подготавливали к ЖХ-МС анализу.
Маточный раствор внутреннего стандарта готовили дозированием приблизительно 12,5+2 мг дейтерированного холестерина (2,2,3,4,4,6-d6-холестерина) в мерном сосуде объемом 25 мл с последующим разведением разбавителем. Концентрация маточного раствора внутреннего стандарта составляла приблизительно 500 μг/мл.
Раствор внутреннего стандарта готовили, помещая 1,0 мл маточного раствора внутреннего стандарта в мерный сосуд объемом 50 мл с последующим разведением разбавителем до конечного объема. Концентрация этого промежуточного раствора внутреннего стандарта составляла приблизительно 10 μг/мл.
Маточный раствор эталонного стандарта готовили дозированием приблизительно 50+5 мг холестерина в мерный сосуд объемом 100 мл с последующим разведением разбавителем. Концентрация холестерина в данном маточном растворе эталонного стандарта составляла приблизительно 500 μг/мл.
Затем рабочие стандартные растворы готовили согласно Таблице D, помещая соответствующие количества стандартных растворов в перечисленные мерные сосуды объемами 25 мл, 50 мл или 100 мл. После добавления стандартных растворов в мерные сосуды смеси разводили разбавителем до конечного объема и хорошо перемешивали.
Таблица D. Составы рабочих стандартных растворов
Стандартный
Название
Объем
(мл)
Концентрация холестерина
(μг/мл)
Провели следующий ЖХ-МС анализ: Сделали 6 введений ʺСтандарта 4ʺ для оценки пригодности системы. Для прохождения теста на пригодность системы относительное стандартное отклонение (RSD%) площадей пиков для рабочих стандартов и внутренних стандартов должно составлять < 5%, а RSD% отношений площадей их пиков должно быть < 7%. Ввели рабочие стандарты 1-6 для создания калибровочной кривой. Квадрат корреляционного коэффициента (r2) должен быть > 0,99. Ввели тестируемые образцы с последующим введением контрольного стандарта (Стандарт 4). Отношение площадей пиков контрольного стандарта должно отличаться не более чем на ±10% от усредненного отношения площадей пиков для образцов, введенных для проверки пригодности системы.
Построили калибровочную кривую, откладывая отношение площадей пиков (эталонный стандарт/внутренний стандарт), которое соответствует концентрации каждого рабочего стандартного раствора. Концентрацию холестерина в образце вычисляют путем решения квадратного уравнения. Стандартное оборудование для проведения ЖХ-МС анализа и его параметры перечислены ниже и приведены в Таблицах E и F. Значения параметров настройки прибора могут быть изменены при каждой настройке масс-спектрометра.
Условия испарения в системе Turbovap:
Температура: 45°C
Время: 30 минут или более до высушивания
Газ: азот @ 0,03 МПа (5 фунтов на кв. дюйм)
Условия ВЭЖХ:
ВЭЖХ: Прибор ВЭЖХ Thermo Accela или его эквивалент
Колонка ВЭЖХ: Agilent Zorbax NH2 (4,6 мм x 150 мм; размер частиц 5 μм)
Подвижная фаза: 70% гептана и 30% изопропанола
Температура колонки: 30 °C
Объем введенной пробы: 25 μл
Скорость потока: 1000 μл/мин
Таблица E. Условия масс-спектрометрии
Таблица F. Параметры настройки
Уровень поглощения лизоцима контактной линзой измеряли методом ВЭЖХ в УФ диапазоне. Уровень поглощения лизоцима определяли как разницу содержания лизоцима в фосфатно-солевом буферном растворе (PBS) до погружения в него контактных линз и концентрации в тестируемом растворе после 72 часов погружения линзы при температуре 37 °C.
Раствор лизоцима для замачивания готовили, помещая 0,215 ± 0,005 грамм лизоцима (чистота=93%) в мерный сосуд объемом 100 мл с последующим добавлением 50 мл PBS для растворения лизоцима при перемешивании с последующим разведением до конечного объема с PBS. Полученный раствор лизоцима для замачивания фильтровали/стерилизовали, используя устройство для фильтрации Millipore Stericup. Концентрация раствора лизоцима для замачивания составляла около 2000 мкг/мл. Масса лизоцима может быть скорректирована для учета изменений чистоты от партии к партии так, чтобы получить концентрацию 2000 мкг/мл.
Три контактные линзы извлекали из упаковок и промакивали безворсовыми бумажными полотенцами для удаления излишков раствора для хранения. Линзы помещали в три отдельных стеклянных флакона объемом 8 мл (по линзе во флакон). В каждый флакон добавляли по 1,5 мл раствора лизоцима для замачивания линз. Флаконы закрывали крышками и осматривали, чтобы убедиться, что каждая линза полностью погружена в раствор для замачивания. В качестве контрольных образцов в три отдельных стеклянных флакона объемом 8 мл поместили по 1,5 мл раствора лизоцима для замачивания линз. Затем образцы инкубировали в шейкере-инкубаторе New Brunswick Scientific в течение 72 часов при температуре 37°C и 100 об/мин.
Разбавитель готовили смешиванием 900 мл воды, 100 мл ацетонитрила и 1 мл трифторуксусной кислоты в стеклянной бутыли объемом 1 л.
Маточный раствор лизоцима готовили, помещая 0,240 ± 0,010 грамм лизоцима (чистота=93%) в мерный сосуд объемом 100 мл с последующим разведением разбавителем до конечного объема. Концентрация маточного раствора лизоцима составляла приблизительно 2200 μг/мл.
Как проиллюстрировано в Таблице G, серию рабочих стандартных растворов готовили, смешивая соответствующие количества маточного раствора лизоцима с разбавителем, используя мерные сосуды объемом 5 мл.
Таблица G. Рабочие стандарты
Стандартный
Название
(мл)
Объем
(мл)
Концентрация лизоцима
(μг/мл)
Приготовили 10% (об/об) раствор, добавив 1 мл трифторуксусной кислоты (TFA) в стеклянный мерный сосуд объемом 10 мл с последующим разведением водой для ВЭЖХ. Образцы для анализа ВЭЖХ в УФ диапазоне готовили следующим образом: (1) помещали 1000 мкл тестируемого образца и 10 мкл 10% раствора TFA во флакон автоматического пробоотборника или (2) помещали 1000 мкл эталонного стандарта и 10 мкл разбавителя эталонного стандарта во флакон автоматического пробоотборника.
Анализ включал в себя следующие стадии: Провели 6 введений ʺСтандарта 4ʺ для оценки пригодности системы. RSD% пиковых областей и время удержания должны быть < 0,5% для прохождения теста на пригодность системы. Ввели рабочие стандарты 1-6 для создания калибровочной кривой. Квадрат корреляционного коэффициента (r2) должен быть > 0,99. Ввели тестируемые образцы с последующим введением контрольного стандарта (Стандарт 4). Пиковая область контрольного стандарта должна составлять ±1% средних пиковых областей от введенных для проверки пригодности системы проб.
Построили калибровочную кривую, откладывая значение площади пиков, которое соответствует концентрации каждого рабочего стандартного раствора лизоцима. Концентрацию лизоцима в тестируемом образце вычисляли путем решения линейного уравнения. Стандартное оборудование и его параметры перечислены ниже или проиллюстрированы в Таблице H.
Прибор: Анализатор Agilent 1200 с УФ детектором (или эквивалентная система ВЭЖХ в УФ диапазоне)
Обнаружение: УФ @ 280 нм (ширина полосы 5 нм)
Колонка ВЭЖХ: Phenomenex Luna C5 (50×4,6 мм) или Agilent PLRP-S (50×4,6 мм)
Подвижная фаза A: H2O (0,1% TFA)
Подвижная фаза B: Ацетонитрил (0,1% TFA)
Температура колонки: 40 °C
Объем введенной пробы: 10 μл
Таблица H. Условия проведения ВЭЖХ
Мутность может быть измерена при помещении гидратированной тестируемой линзы в забуференный боратом 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 количественно анализируют путем интегрирования по центральным 10 мм линзы и затем сравнивают 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.
Изобретение будет описано ниже со ссылкой на следующие примеры. Прежде чем перейти к описанию нескольких примеров осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено характеристиками конструкции или стадиями способа, представленными в следующем описании. Настоящее изобретение также имеет другие варианты осуществления и может реализовано на практике или выполнено различными способами.
В примерах будут использованы следующие сокращения, значения которых приведены ниже.
BC: пластиковая матрица задней криволинейной поверхности
FC: пластиковая матрица передней криволинейной поверхности
RMM: реакционная смесь мономеров
NVP N-винилпирролидон (Acros или Aldrich)
DMA: N,N-диметилакриламид (Jarchem)
MMA: метилметакрилат
HEMA: 2-гидроксиэтилметакрилат (Bimax)
MAA: метакриловая кислота (Acros)
ACA1: 3-акриламидопропионовая кислота
Q соль или METAC: 2-(метакрилоилокси)этилтриметиламмония хлорид
CBT: 1-Пропанаминий, N-(2-карбоксиэтил)-N,N-диметил-3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]-, внутренняя соль; карбоксибетаин; CAS 79704-35-1
SBT: 1-Пропанаминий, N,N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]пропил]-3-сульфо-, внутренняя соль; сульфобетаин; CAS 80293-60-3
PBT: 3,5-Диокса-8-аза-4-фосфаундец-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N,N,N-триметил-9-оксо-, внутренняя соль, 4-оксид (9CI); фосфобетаин; CAS 163674-35-9
MPC: 3,5,8-триокса-4-фосфонаундец-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N,N,N,10-тетраметил-9-оксо, внутренняя соль, 4-оксид; CAS 67881-98-5
Голубой HEMA: 1-амино-4-[3-(4-(2-метакрилоилоксиэтокси)-6-хлортриазин-2-иламино)-4-сульфофениламино]антрахинон-2-сульфоновая кислота, как описано в патенте США № 5944853
PVP: поли (N-винилпирролидон) (ISP Ashland)
EGDMA: этиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TEGDMA: тетраэтиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TMPTMA: триметилольпропантриметакрилат (Esstech)
Tegomer V-Si 2250: диакрилоксиполидиметилсилоксан (Evonik)
CGI или Irgacure 819: бис(2,4,6-триметилбензоил) фенилфосфиноксид (BASF или Ciba Specialty Chemicals)
CGI или Irgacure 1870: смесь бис(2,6-диметоксибензоил) -2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 1-гидроксициклогексилфенилкетона (BASF или Ciba Specialty Chemicals)
mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-н-бутильными и монометакрилоксипропильными концевыми группами (Mn=800-1000 г/моль) (Gelest)
ac-PDMS: бис-3-акрилокси-2-гидроксипропилоксипропилполидиметилсилоксан
HO-mPDMS: полидиметилсилоксан с моно-н-бутильными и моно- (2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропил эфирными концевыми группами (Mn=400-1500 г/моль) (Ortec или DSM-Polymer Technology Group)
SiMAA: 2-пропеновой кислоты, 2-метил-2-гидрокси-3-[3- [1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси] дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (Toray), также известный как 3-(3- (1,1,1,3,5,5,5-гептаметилтрисилоксан-3-ил)пропокси) -2-гидроксипропилметакрилат или 2-гидрокси-3- [3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]пропилметакрилат
mPEG 950: полиэтиленгликоль метиловый эфир метакрилат (Aldrich) (CAS 26915-72-0; M n=950 г/моль), который может быть очищен кристаллизацией из диэтилового эфира
D3O: 3,7-диметил-3-октанол (Vigon)
DIW: деионизированная вода
IPA: изопропиловый спирт
PG: пропиленгликоль
BAGE: Эфир глицерина и борной кислоты (молярное отношение борной кислоты к глицерину составляло 1:2) 299,3 г (моль) глицерина и 99,8 г (моль) борной кислоты растворяли в 1247,4 г 5% (масс./масс.) водного раствора ЭДТА в подходящем реакторе, а затем нагревали при перемешивании до 90-94 °С в мягком вакууме (0,3-0,8 килопаскаля (2-6 торр)) в течение 4-5 часов и давали остыть до комнатной температуры.
ЭДТА: этилендиаминтетрауксусная кислота
Norbloc: 2-(2'-гидрокси-5-метакрилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол (Janssen)
Забуференный боратом раствор для хранения: 18,52 грамм (300 ммоль) борной кислоты, 3,7 грамм (9,7 ммоль) декагидрата бората натрия и 28 грамм (197 ммоль) сульфата натрия растворили в количестве деионизированной воды достаточном для заполнения 2 литровой мерного сосуда.
TL03 Источники света: Phillips TLK 40W/03 или эквиваленты
DMBAPO: бис(2,6-диметоксибензоил) -2,4,4-триметилпентилфосфиноксид
BAPO-OH: бис(мезитоил)фосфиновая кислота или гидроксифосфандиил)бис(мезитилметанон); см. Macromol. Rapid Commun. 2015, 36, 553-557.
HCPK: 1-гидроксициклогексилфенилкетон
mPEG475: полиэтиленгликоль метиловый эфир метакрилат (Aldrich) (Mn=475 г/моль)
nBMA: н-бутилметакрилат
ДМФА: N,N-Диметилформамид
Флуоресцеин акриламид: N- (3',6'-дигидрокси-3-оксо-3Н-спиро [изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-ил)акриламид (Polysciences)
Флуоресцеин метакриламид: N-(3',6'-дигидрокси-3-оксо-3Н-спиро [изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-ил)метакриламид (Polysciences)
TPME: монометиловый эфир трипропиленгликоля
TEGDA: тетраэтиленгликольдиакрилат
ДХМ: Дихлорметан
КI: Иодид калия
NaI: Иодид натрия:
трет-BuOH или т-BuOH: третичный бутанол
Et3N: триэтиламин
MeLi: метиллитий
CDI: карбонилдиимидазол
ТФК или CF3COOH: трифторуксусная кислота
NaBr: бромид натрия
ТГФ: тетрагидрофуран
Na2CO3: карбонат натрия;
Na2SO4: сульфат натрия
HMPA: гексаметилфосфорамид
NaOH: гидроксид натрия
ЯМР: спектроскопия ядерного магнитного резонанса
TMS: тетраметилсилан
Н/и - не исследовали
WC: содержание воды (% масс.)
EC Dk: кислородная проницаемость с поправкой на края (барреры)
М: модуль упругости (фунты/ кв. дюйм)
TS: прочность на разрыв (фунты/ кв. дюйм)
ETB: удлинение при растяжении на разрыв (%)
RI: коэффициент преломления
Kruss DCA (adv): динамический краевой угол натекания
Неподвижная капля: краевой угол натекания
Примеры 1-3
Реакционные смеси мономеров (иллюстративные примеры для первой реакционной композиции, описанной выше) были получены путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в Таблице 1. Эти составы фильтровали через фильтр 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, в зависимости от вязкости, и дегазировали, применяя вакуум (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) при температуре окружающей среды в течение около 10 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,5% газообразного кислорода дозу 75 мкл реакционной смеси вводили в FC. Затем BC затем помещали в FC. Ячейку, содержащую восемь сборок формы для линз, облучали в течение 10 минут при 60 °С или при 70 °С с использованием ламп 435 нм, имеющих интенсивность 6 мВт/см2. Источник излучения находился над ячейками на высоте около пяти сантиметров (двух дюймов). Линзы могут храниться, защищенные от любого дополнительного воздействия света, а затем извлечены из формы и увлажнены.
Работая под желтым светом и ограничивая общее воздействие света (например, оборачивая контейнеры алюминиевой фольгой), линзы были извлечены из формы вручную с большинством линз, прилипших к FC, и извлечены путем суспендирования около 64 линз в около одном литре 70% IPA в течение около одного или двух часов, иногда в течение ночи, с последующей промывкой два раза 70% IPA, два раза деионизированной водой и, наконец, их хранили в деионизированной воде в холодильнике в закрытых алюминиевой фольгой контейнерах для последующих экспериментов по прививке. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов матрицы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Цель процесса извлечения линз состоит в том, чтобы извлечь все линзы без дефектов и перейти от набухших сеток с разбавителем к набухшим гидрогелям с деионизированной водой или раствором для хранения. Линзы доводили до состояния равновесия в забуференном боратом растворе для хранения в течение по меньшей мере 24 часов, переносили во флаконы и затем стерилизовали в автоклаве при 122°C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в Таблице 2.
Таблица 1
Таблица 2
(мм)
(% масс.)
(барреры)
(МПа (фунты/кв. дюйм))
(МПа (фунты/кв. дюйм))
(%)
(°)
(мкг/
линза)
123 (12)
96 (9)
104 (7)
106 (21)
Гидрогели из примеров 1-3 (иллюстративные примеры сшитых сеток субстратов по настоящему изобретению) использовали в следующих экспериментах по прививке. Эти сетки субстратов хранили в темноте. Диаметры и содержание воды в примерах 1-3 были использованы для расчета процентного изменения диаметров и содержания воды в привитых гидрогелях.
Примеры 4-27
Как правило, эксперименты по прививке проводили в перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и менее чем 0,2% газообразного кислорода в стеклянных сосудах объемом 100 мл, в которых линзы были суспендированы в реакционной смеси мономеров (иллюстративный пример второй реакционной композиции по настоящему изобретению) в концентрации одна линза на 1-5 мл реакционной смеси мономеров. Суспензии сначала дегазировали в течение 15-30 минут с использованием вакуума (около 5 килопаскалей (40 торр)), а затем продували аэрацией газообразного азота, закрывали сосуды, а затем их содержимое доводили до состояния равновесия при 60-65 °С на шейкерной бане в течение около 90 минут Крышки были заменены прозрачными пластиковыми крышками, а сосуды были облучены лампами TL03 (длина волны 380-470 нм; пиковая 420 нм). После облучения линзы удаляли и промывали два раза 70% (об./об.) водным IPA, два раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения. Линзы хранили во флаконах. После около двух дней доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 122 °С в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз.
В некоторых экспериментах интенсивность света уменьшали путем размещения 1-6 листов бумаги (Berkshire DUR670) между источником света и облучаемыми сосудами. Для всех экспериментов фактическая интенсивность света измеряли с помощью радиометра ITL 1400 и иногда сообщали в виде диапазона, если были обнаружены изменения.
В Таблице 3 перечислены различные реакционные смеси мономеров и условия прививки, используемые для создания привитых полимерных сеток на линзах, изготовленных в Примерах 1-3. Макромер mPEG950 очищали растворением в кипящем диэтиловом эфире и кристаллизацией при охлаждении до 4 °С, тем самым удаляя ингибитор. В Таблицах 4-6 перечислены физические и механические свойства контактных линз, изготовленных из таких привитых сеток.
Формирование привитых полимерных сеток соответствовало увеличению сухой массы линзы, увеличению диаметра линзы и изменениям содержания воды и кислородной проницаемости (Dk) в зависимости от гидрофильности или гидрофобности мономеров в реакционных смесях прививаемых мономеров. В Примерах 4, 5 и 10 было продемонстрировано, что поглощение лизоцима составило 2773 (± 30) мкг/линза, 2806 (± 16) мкг/линза и 2231 (± 31) мкг/линза соответственно, а в Примерах 5 и 10 было продемонстрировано, что поглощение PQ1 достигло 71,2. % и 64,4% соответственно, из-за прививки мономеров карбоновых кислот. Реакционная смесь прививаемых мономеров из Примера 4 включала сшивающий агент.
Таблица 3
1 линза/5 мл
1 линза/5 мл
1 линза/5 мл
1 линза/5 мл
1 линза/5 мл
1 линза/5 мл
1 линза/2,5 мл
1 линза/2,5 мл
1 линза/2,5 мл
1 линза/2,5 мл
1 линза/2 мл
1 линза/2,5 мл
Таблица 4
(% масс.)
(МПа (фунты/ кв. дюйм))
(МПа (фунты/ кв. дюйм))
(°)
(мкг/ линза)
123 (12)
96 (9)
116 (19)
80 (10)
155 (14)
43 (22)
96 (10)
91 (16)
96 (6)
69 (14)
108 (4)
81 (11)
103 (4)
94 (27)
Таблица 5
(% масс.)
(МПа (фунты/ кв. дюйм))
(МПа (фунты/ кв. дюйм))
(°)
(мкг/ линза)
104 (7)
106 (21)
109 (8)
24 (9)
89 (8)
77 (26)
102 (23)
97 (25)
105 (8)
98 (9)
98 (4)
104 (19)
91 (18)
58 (44)
124 (6)
61 (16)
93 (8)
104 (43)
90 (7)
98 (29)
Таблица 6
(%)
* Линзы с аналогичными составами таких как этафилкон обычно имеют кислородную проницаемость в диапазоне между 25 и 30 баррер.
Примеры 27-31
Реакционные смеси мономеров были получены путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в Таблице 7. Данные составы фильтровали через 3 мкм фильтр и дегазировали. В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и газообразным кислородом с концентрацией менее 0,2 процента дозу около 75-100 мкл реакционной смеси ввели при помощи пипетки Eppendorf при комнатной температуре в FC. Затем BC затем помещали в FC. Перед нанесением матрицы выдерживали в перчаточном боксе не менее двенадцати часов. Планшет, содержащий около четырех ячеек, каждая из которых содержит восемь сборок формы для линз, был перенесен в смежный перчаточный бокс, поддерживаемый при 65°C, и линзы были отверждены сверху в течение 15 минут с использованием источников света 435 нм, имеющих интенсивность 4 мВт/см2. Источник излучения находился над поддонами на высоте около пятнадцати сантиметров (шести дюймов).
Работу выполняли под желтым светом и при ограничении общего воздействия дополнительного освещения (например, путем обертывания контейнеров алюминиевой фольгой и т. д.). Линзы были извлечены из формы вручную с большинством линз, прилипших к FC, и извлечены путем суспендирования около 64 линз в около одном литре 70% IPA в течение около одного или двух часов, иногда в течение ночи, с последующей промывкой два раза 70% IPA, два раза деионизированной водой и, наконец, их хранили в деионизированной воде в холодильнике в закрытых алюминиевой фольгой контейнерах. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Некоторые линзы доводили до состояния равновесия в забуференном боратом растворе для хранения в течение по меньшей мере 24 часов, переносили во флаконы и затем стерилизовали в автоклаве при 122°C в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в Таблице 8.
В перчаточном боксе с атмосферой газообразного азота и менее 0,2 процента газообразного кислорода линзы из примера 27 суспендировали в стеклянных сосудах объемом 100 мл при концентрации одна линза/2 мл реакционной смеси мономеров. Реакционная смесь мономеров представляла собой раствор 5% (об./об.) HEMA, 0,5% (об./об.) MAA и 0,05% (об./об.) EGDMA в 50:50 (об./об.) пропиленгликоль: деионизированный водный раствор. Суспензии сначала дегазировали в течение 15-30 минут с использованием вакуума (около 5 килопаскалей (40 торр)), а затем продували аэрацией газообразного азота, закрывали сосуды, а затем их содержимое доводили до состояния равновесия при 60 °С на шейкерной бане в течение около 90-120 минут. Крышки были заменены прозрачными пластиковыми крышками, а сосуды облучали лампами TL03, используя бумажные фильтры, чтобы снизить интенсивность до 0,107 мВт/см2. Сосуды удаляли через 15 минут (пример 28), 30 минут (пример 29), 45 минут (пример 30) и 60 минут (пример 31) для контроля скорости прививки. После облучения линзы удаляли и промывали два раза 70% (об./об.) водным IPA, два раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения. Линзы хранили во флаконах. После около двух дней доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 122 °С в течение 30 минут. Измеряли физические и механические свойства стерильных линз и перечислили их в Таблице 8.
Таблица 7
Таблица 8
(% масс.)
(МПа (фунты/ кв. дюйм))
(МПа (фунты/ кв. дюйм))
(°)
(мкг/ линза)
(мкг/линза)
Образование привитых сеток соответствовало увеличению сухой массы линзы, диаметра линзы, содержания воды, поглощения лизоцима и поглощения PQ1 как функции времени прививки, а также тенденции к снижению Dk с поправкой на края и смачиваемости неподвижной капли.
Пример 32
Реакционную смесь мономеров получали путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в Таблице 9. Этот состав фильтровали через фильтр 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, и дегазировали, применяя вакуум (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) при температуре окружающей среды в течение около 10 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,2% газообразного кислорода дозу 75 мкл реакционной смеси вводили в FC. Затем BC затем помещали в FC.
Планшет, содержащий около четырех ячеек, каждый из которых содержит восемь сборок формы для линз, был перенесен в смежный перчаточный бокс, поддерживаемый при 60-65 °C, и линзы были отверждены сверху в течение 12 минут с использованием светодиодов 435 нм, имеющих интенсивность 4 мВт/см2. Источник излучения находился над поддонами на высоте около пятнадцати сантиметров (шести дюймов). Линзы хранили, защищая от любого дополнительного воздействия света, а затем извлекали из формы и увлажняли.
Работая под желтым светом и ограничивая общее воздействие света (например, оборачивая контейнеры алюминиевой фольгой), линзы были извлечены из формы вручную с большинством линз, прилипших к FC, и извлечены путем суспендирования около 64 линз в около одном литре 70% IPA в течение около одного или двух часов с последующей промывкой два раза 70% IPA, два раза деионизированной водой и, наконец, их хранили в деионизированной воде в холодильнике в закрытых контейнерах для последующих экспериментов по прививке. Каждый этап промывки длился около 30 минут. После одного дня доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 122 °С в течение 30 минут. Линзы доводили до равновесного состояния через 3-4 дня после стерилизации, а затем измеряли физические и механические свойства стерильных линз. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов матрицы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Цель процесса извлечения линз состоит в том, чтобы извлечь все линзы без дефектов и перейти от набухших сеток с разбавителем к набухшим гидрогелям с деионизированной водой или раствором для хранения.
25 линз суспендировали в 50 мл 0,05% (масс./об.) раствора метакриловой кислоты в 50:50 (об./об.) водного 1,2-пропиленгликоля в стеклянном сосуде объемом 100 мл и дегазировали в течение 15 минут при пониженном давлении (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) и продували газообразным азотом. Сосуд закрывали и переносили в перчаточный бокс с атмосферой газообразного азота с менее чем 0,2% газообразного кислорода и температурой 64 °С и доводили до равновесного состояния на шейкере (180 об/мин) в течение 90 минут. Затем температура суспензии составляла 55 °C. Крышку заменили прозрачной пластиковой крышкой, и суспензию облучали сверху с использованием 420 светодиодов, имеющих интенсивность 2 мВт/см2, в течение 35 минут, пока она все еще встряхивалась. После облучения линзы удаляли и промывали два раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения. Линзы хранили во флаконах. После одного дня доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 122 °С в течение 30 минут. Линзы доводили до равновесия через 3-4 дня после стерилизации, а затем измеряли физические и механические свойства стерильных линз. В Таблице 10 перечислены физические и механические свойства привитых и непривитых линз.
Таблица 9
Таблица 10
(% масс.)
(МПа (фунты/
кв. дюйм))
(МПа (фунты/кв. дюйм))
дюйм3))
(°)
101 (4)
143 (26)
187 (53)
169 (12)
60 (18)
17 (12)
Образование привитых сеток соответствовало увеличению сухой массы линзы и равновесного содержания воды при гидратации, а также уменьшению смачиваемости неподвижной капли. Прививка метакриловой кислоты также изменила механические свойства линз.
Пример 33
Реакционную смесь мономеров получили путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в Таблице 11. Этот состав фильтровали через фильтр 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, и дегазировали, применяя вакуум (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) при температуре окружающей среды в течение около 10 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,2% газообразного кислорода дозу 75 мкл реакционной смеси вводили в FC. Затем BC затем помещали в FC.
Планшет, содержащий около четырех ячеек, каждая из которых содержала восемь сборок формы для линз, был перенесен в смежный перчаточный бокс, поддерживаемый при температуре 60-65 °С, и линзы были отверждены сверху и снизу в течение 15 минут с использованием ламп 435 нм, имеющих интенсивность 4,5 мВт/см2. Источники излучения находились над поддонами на высоте около пятнадцати сантиметров (шести дюймов). Линзы хранили, защищая от любого дополнительного воздействия света, а затем извлекали из формы и увлажняли.
Работая под желтым светом и ограничивая общее воздействие света (например, оборачивая контейнеры алюминиевой фольгой), линзы были извлечены из формы вручную с большинством линз, прилипших к FC, и извлечены путем суспендирования около 64 линз в около одном литре 70% IPA в течение около одного или двух часов с последующей промывкой два раза 70% IPA, два раза деионизированной водой и, наконец, их хранили в деионизированной воде в холодильнике в закрытых контейнерах для последующих экспериментов по прививке. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов матрицы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Целью процесса извлечения линз является извлечение всех линз без нанесения повреждений и переход от набухших сеток с разбавителем к набухшим гидрогелям с деионизированной водой или раствором для хранения.
25 Линз суспендировали в 50 мл 5% (масс./об.) раствора mPEG475 50:50 (масс./об.) водного 1,2-пропиленгликоля в стеклянном сосуде объемом 100 мл и дегазировали в течение 20 минут при пониженном давлении (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) и продували газообразным азотом. Сосуд закрывали и переносили в перчаточный бокс с атмосферой газообразного азота с менее чем 0,2% газообразного кислорода и температурой 64-65 °С и доводили до равновесного состояния на шейкере (180 об/мин) в течение 90 минут. Затем температура суспензии составляла 54-55°C. Крышку заменили прозрачной пластиковой крышкой, и суспензию облучали сверху с использованием 420 светодиодов, имеющих интенсивность 1,45 мВт/см2, в течение 40 минут, пока она все еще встряхивалась. После облучения линзы удаляли и промывали два раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения. Линзы хранили во флаконах. После одного дня доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 122 °С в течение 30 минут. Линзы доводили до равновесного состояния через 3-4 дня после стерилизации, а затем измеряли физические свойства стерильных линз. В Таблице 12 перечислены физические свойства привитых и непривитых линз.
Таблица 11
Таблица 12
(% масс.)
Образование привитых сеток соответствовало увеличению сухой массы линзы, диаметра гидратированной линзы и равновесного содержания воды.
Пример 34
Реакционноспособную смесь мономеров 14,25 г nBMA, 75 мг EGDMA и 75 мг CGI 819 получили и дегазировали в вакууме (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) в течение 15 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,2% газообразного кислорода дозу 100 мкл реакционной смеси вводили в FC. Затем BC затем помещали в FC. Планшет, содержащий около четырех ячеек, каждая из которых содержала восемь сборок формы для линз, был перенесен в смежный перчаточный бокс, поддерживаемый при температуре 60°С, и линзы были отверждены сверху и снизу в течение 15 минут с использованием ламп 435 нм, имеющих интенсивность 14 мВт/см2. Источники излучения находились над поддонами на высоте около пятнадцати сантиметров (шести дюймов). Линзы извлекали механически, и 30 линз набухали в ДМФА для удаления остаточного мономера и инициатора. ДМФА один раз заменяли свежим ДМФА.
Прививающий раствор получили смешением 3 г DMA, 3 мг флуоресцеина акриламида [N-(3',6'-дигидрокси-3-оксо-3H-спиро [изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-ил)акриламида] и 27 г ДМФА. 5 линз суспендировали в этом прививающем растворе в сосуде и дегазировали в вакууме (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) в течение 25 минут. Сосуд переносили в перчаточный бокс, предварительно нагретый до 65 °C, и оставляли для достижения равновесного состояния в течение одного часа перед облучением сверху лампами TL03, имеющими интенсивность 3 мВт/см2. Сосуд вращали при 85 об/мин во время облучения.
Привитые линзы замачивали в ацетоне для удаления ДМФА в течение ночи. Затем привитые линзы замачивали в свежем ацетоне в течение одного часа, удаляли из суспензии и сушили в вакууме при комнатной температуре в течение одного часа. Семь непривитых линз одновременно проходили через одну и ту же обработку путем набухания с ДМФА и обмена с ацетоном, и цикл вакуумной сушки. Непривитые линзы затем сушили в вакууме при 60 °С в течение 3 часов. Привитые и непривитые линзы взвешивали и рассчитывали средние значения. Привитые линзы продемонстрировали увеличение сухой массы на 32% масс. по сравнению с непривитыми линзами.
Высушенные линзы затем суспендировали в сосуде в 500 мл забуференного боратом раствора для хранения и вращали в течение ночи. Гидратированные привитые и непривитые линзы взвешивали и рассчитывали средние значения. Привитые линзы были однородно желтого цвета и хранились в сосудах в забуференном боратом растворе для хранения. Гидратированные привитые линзы абсорбировали значительно больше воды, чем непривитые линзы. Содержание воды в гидратированных привитых линзах составляло 18% масс., тогда как содержание воды в гидратированных непривитых линзах составляло 0,6% масс. Образование привитых сеток соответствовало увеличению сухой массы линзы и равновесного содержания воды.
Гидратированную привитую линзу ставили и подвергали конфокальной флуоресцентной микроскопии с использованием конфокального флуоресцентного микроскопа серии Zeiss LSM 700. Длины волн возбуждения составляли 488 нм (мощность лазера 2,0%) и 555 нм (мощность лазера 2,0%); длина волны излучения составляла около 512 нм; площадь сканирования составляла 128×128 мкм; и ширина шага Z составляла 0,5 мкм. Конфокальная микроскопия показала равномерную флуоресценцию по всем привитым линзам, что согласуется с реакцией прививки, происходящей случайным образом и равномерно распределенной по всей линзе в условиях прививки, использованных в этом эксперименте.
Пример 35
Реакционную смесь мономеров получили путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в Таблице 13. Этот состав фильтровали через фильтр 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, и дегазировали, применяя вакуум (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) при температуре окружающей среды в течение около 10 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,2% газообразного кислорода дозу 75 мкл реакционной смеси вводили в FC. Затем BC затем помещали в FC.
Планшет, содержащий около четырех ячеек, каждая из которых содержала восемь сборок формы для линз, был перенесен в смежный перчаточный бокс, поддерживаемый при температуре 50-60°С, и линзы были отверждены сверху и снизу в течение 15 минут с использованием светодиодов 435 нм, имеющих интенсивность 5,25 мВт/см2. Источники излучения находились над поддонами на высоте около пятнадцати сантиметров (шести дюймов). Линзы хранили, защищая от любого дополнительного воздействия света, а затем извлекали из формы и увлажняли.
Работая под желтым светом и ограничивая общее воздействие света (например, оборачивая контейнеры алюминиевой фольгой), линзы были извлечены из формы вручную с большинством линз, прилипших к FC, и извлечены путем суспендирования и вращения около 32 линз в около 500 мл 70 процентном IPA в течение ночи с последующей промывкой два раза 70 процентным IPA, два раза 25 процентным IPA, три раза деионизированной водой и, наконец, линзы хранили в деионизированной воде в холодильнике в закрытых контейнерах для последующих экспериментов по прививке. Каждый этап промывки длился около 30 минут. Специалист обычной квалификации определит, что данный процесс извлечения линзы может быть изменен в зависимости от состава линзы и материалов матрицы, с учетом концентрации водных растворов изопропанола, количества промывок каждым растворителем и продолжительности каждого этапа. Цель процесса извлечения линз состоит в том, чтобы извлечь все линзы без дефектов и перейти от набухших сеток с разбавителем к набухшим гидрогелям с деионизированной водой или раствором для хранения.
Около 10 линз суспендировали в 50 мл раствора флюоресцеина акриламида в концентрации 1000 м.д. [N- (3',6'-дигидрокси-3-оксо-3H-спиро [изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-ил)акриламид] в 50:50 (масс./об.) водном TPME в стеклянном сосуде объемом 100 мл и дегазировали в течение 20 минут при пониженном давлении (около 5 кПа (40 мм рт. ст.)) и продували с помощью аэрации газообразным азотом. Сосуд закрывали и переносили в перчаточный бокс с атмосферой газообразного азота с менее чем 0,2% газообразного кислорода и температурой 60 °С и доводили до равновесного состояния на шейкере в течение 90 минут. Крышку заменили прозрачной пластиковой крышкой, и суспензию облучали сверху с использованием источников света TL03, имеющих интенсивность 4 мВт/см2, в течение 25 минут, пока она все еще встряхивалась. После облучения линзы удаляли и промывали четыре раза 70% (об./об.) IPA, три раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения. Привитые линзы были однородно желтого цвета и хранились в сосудах в забуференном боратом растворе для хранения.
Гидратированную привитую линзу ставили и подвергали конфокальной флуоресцентной микроскопии с использованием конфокального флуоресцентного микроскопа серии Zeiss LSM 700. Длины волн возбуждения составляли 488 нм и 555 нм; длина волны излучения составляла около 512 нм; площадь сканирования составляла 128×128 мкм; и ширина шага Z составляла 0,5 мкм. Мощность лазера регулировали в зависимости от концентрации хромофора в образце, обычно между 0,1 и 15% мощности лазера. Конфокальная микроскопия показала равномерную флуоресценцию по всем привитым линзам, что согласуется с реакцией прививки, происходящей случайным образом и равномерно распределенной по всем линзам.
Таблица 13
Пример 36
Этот пример основывался на азопереэстерных инициаторах свободнорадикальной полимеризации, в которых первый режим активации осуществляли при облучении, а второй режим термически. В частности, трет-бутил-7-метил-7- (трет-бутилазо) пероксиоктаноат был синтезирован, как описано в Macromolecules 2003, 36, 3821-3825, и как схематически проиллюстрировано на следующей Схеме:
Все спектры ЯМР (500 МГц) снимали в CDCl3, если не указано иное. Все химические сдвиги выражены в м.д. по отношению к сигналу TMS. Все реагенты и растворители были приобретены у Sigma-Aldrich и использовались без дополнительной очистки. трет-Бутил-7-метил-7-(трет-бутилазо)пероксиоктаноат использовали для получения сшитой сетки субстрата путем ультрафиолетового облучения с ковалентно связанными пероксиэфирными группами, которую затем использовали для образования привитой полимерной сетки путем термически индуцированной свободнорадикальной полимеризации.
трет-Бутил-6-бромгексанот (B): К перемешиваемому раствору безводного трет-бутанола (31,29 мл, 0,586 моль) и триэтиламина в безводном ДХМ (100 мл) по каплям добавляли 6-бромгексаноилхлорид (25,00 г, 0,117 моль) при 0 °С и перемешивали реакционную смесь при комнатной температуре в течение ночи. По завершении добавляли воду (100 мл) и экстрагировали ДХМ (2 × 50 мл). Объединенные органические экстракты промывали водным NaHCO3 (2 × 25 мл), солевым раствором (25 мл), сушили над Na2SO4, фильтровали и концентрировали. Сырой продукт пропустили через колонку с силикагелем и элюировали 10% этилацетатом в гексане, получая (B) в виде прозрачного масла с выходом 71%. 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3): 3,36-3,42 (т, 2Н), 2,18-2,24 (т, 2Н), 1,80-1,91 (м, 2Н), 1,54-1,66 (м, 2Н), 1,37-1,50 (м, 11Н).
трет-Бутил-6-иодгексанот (C): трет-Бутил-6-бромгексанот (8,00 г, 31,9 ммоль) растворяли в ацетоне (50 мл), добавляли NaI (4,78 г, 31,9 ммоль) и смесь кипятили с обратным холодильником в атмосфере азота в темноте в течение 10 часов. Затем растворитель удаляли и сырой продукт растворяли в диэтиловом эфире (50 мл) и фильтровали для удаления NaBr. Растворитель выпаривали при пониженном давлении, и сырой продукт пропускали через колонку с силикагелем и элюировали 5% этилацетатом в гексане с получением (С) в виде прозрачного масла с выходом 98%. 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3): 3,16-3,21 (т, 2Н), 2,19-2,25 (т, 2Н), 1,78-1,89 (м, 2Н), 1,54-1,66 (м, 2Н), 1,36-1,47 (м, 11Н).
Ацетон трет-бутилгидразин (E): трет-Бутилгидразин гидрохлорид (25,80 г, 207,1 ммоль), гидроксид калия (26,10 г, 465,2 ммоль) и ацетон (26,10 г, 449,4 ммоль) смешивали вместе и перемешивали при комнатной температуре в атмосфере азота в течение 3 часов. По завершении надосадочную жидкость декантировали в другую колбу, оставшуюся жидкость осторожно удаляли при пониженном давлении и остаток очищали перегонкой при 60 °C (10,1 кПа (76,0 мм рт.ст.)) с получением (E) в виде прозрачного масла с выходом 71%. 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3): 1,91 (с, 3Н), 1,70 (с, 3Н), 1,16 (м, 9Н).
трет-Бутил-7-метил-7-(трет-бутилазо)октаноат (F): К раствору трет-бутилгидразона ацетона (1,0 г, 7,8 ммоль) в ТГФ (20 мл) при -78 °С добавляли MeLi (8,2 ммоль, 5,1 мл 1,5 М в гексане). После перемешивания раствора в течение 1,5 ч при -78 °С добавляли HMPA (1,4 г, 7,8 ммоль); затем добавляли раствор трет-бутил-6-иодгексанота (2,4 г, 8,0 ммоль) в ТГФ (5 мл). Раствор перемешивали в течение дополнительных 30 минут при -78 °C, медленно нагревали до комнатной температуры и перемешивали еще 3 часа. Добавляли эфир (40 мл) и органический раствор промывали водой, а затем солевым раствором. После сушки над Na2SO4 и фильтрования растворитель удаляли путем выпаривания на роторном испарителе. Продукт (F) (1,2 г, 52%) получали колоночной флэш-хроматографией на силикагеле (этилацетат-смесь гексанов, 1:20). 1H ЯМР: 1,07 (с, 6H), 1,14 (с, 9H), 1,15-1,30 (м, 4H), 1,43 (с, 9H), 1,50-1,62 (м, 4H), 2,15-2,21 (т, 2H).
7-Метил-7- (трет-бутилазо)октановая кислота (G): трет-бутил-7-метил-7- (трет-бутилазо)октаноат (2,00 г, 67,01 ммоль) растворяли в ТФК: ДХМ (1:1, 25 мл) при 0 °С и перемешивали при той же температуре в течение 15 минут, а затем при комнатной температуре в течение 1-2 часа. По завершении растворитель удаляли и сырой продукт очищали на колонке с силикагелем и элюировали 10% этилацетатом в гексане с получением (G) в виде прозрачного масла с выходом 99%. 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3): 1,07 (с, 6H), 1,14 (с, 9H), 1,18-1,39 (м, 4H), 1,57-1,65 (м, 4H), 2,30-2,36 (т, 2H).
трет-Бутил-7-метил-7-(трет-бутилазо)пероксиоктаноат (H): К перемешиваемому раствору 7-метил-7-(трет-бутилазо) октановой кислоты (1,40 г, 5,69 ммоль) в безводном ТГФ (5 мл) медленно добавляли раствор 1,1'-карбонилдиимидазола (1,20 г, 7,40 ммоль) в безводном ТГФ (15 мл), смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 1 часа и затем охлаждали до 0 °С (ледяная баня), а затем добавляли трет-бутилгидропероксид (0,821 г, 9,11 ммоль) и перемешивали в атмосфере азота в течение 6 часов при комнатной температуре. По завершении к реакционной смеси добавляли диэтиловый эфир (50 мл), который перемешивали еще 30 минут. Затем реакционную смесь промывали 10% NaOH (25 мл) и водой (50 мл), сушили над Na2SO4, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении, получая сырое масло, которое очищали на колонке с силикагелем и элюировали 5% этилацетатом в гексане с получением (H) в виде прозрачного масла с выходом 75%. 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3): 1,05 (с, 6H), 1,12 (с, 9H), 1,15-1,34 (м, 4H), 1,30 (с, 9H), 1,54-1,67 (с, 4H), 2,24-2,30 (т, 2H).
55 миллиграммов (0,18 ммоль) соединения (H) растворяли в 9,95 граммах (32,9 ммоль) TEGDA в круглодонной колбе и дегазировали в вакууме (приблизительно 0,1 кПа (1 мм рт. ст.)) в течение 15 минут. Вакуум нарушали газообразным азотом, и колбу переносили в перчаточный бокс, предназначенный для фотоотверждения при 60 °С и 0-0,2% газообразного кислорода. Около 100 микролитров этой реакционной смеси добавляли в каждую FC в ячейке. Каждая ячейка содержала восемь FC. Кварцевый планшет помещали сверху ячеек, чтобы держать FC на месте. Реакционные смеси облучали с использованием лампы UVA (лампы P339 с пиковой мощностью при 312 нм и интенсивностью 3,7 мВт/см2 в месте расположения ячейки) в течение 2 часов, расположенных на семь сантиметров (три дюйма) выше кварцевого планшета. Линзовидные окклюдеры помещали в 100 мл ДМФА в сосуд, а сосуд помещали на ролик и вращали в течение выходных. Линзы хранили в ДМФА.
10 линзовидных окклюдеров извлекали из суспензии ДМФА и переносили в трехгорлую круглодонную колбу объемом 250 мл, содержащую 20 мл М и 80 мл ДМФА, и снабженную холодильником, магнитной мешалкой, перегородкой, входом для газообразного азота, и выходом для газообразного азота в верхней части холодильника. Линзовидные окклюдеры перемешивали в течение 2 часов и с продувкой газообразным азотом в течение последнего часа. Суспензию линзовидных окклюдеров нагревали до 130 °С в течение 5 часов и давали остыть до комнатной температуры.
Привитые линзовидные окклюдеры переносили в сосуд, содержащий 500 мл ацетона, для извлечения непрореагировавшего мономера и растворителя. Через около 24 часа ацетон заменяли свежим ацетоном. Привитые линзовидные окклюдеры хранили в ацетоне.
Немодифицированные линзовидные окклюдеры подвергли обработке с теми же растворителями без термически индуцированной свободнорадикальной полимеризации. Как немодифицированные, так и привитые линзовидные окклюдеры сушили в вакууме при 60 °С в течение ночи в вакуумной печи (<0,1 кПа (<1 мм рт. ст.)). 5 немодифицированных линзовидных окклюдера были взвешены на аналитических весах и их масса в сумме составила 0,1095 грамма. 5 Привитые линзовидные окклюдеры взвешивали на аналитических весах, и их сумма их массы составляла до 0,1138 г, что на 3,9% масс. больше массы по сравнению с немодифицированными линзовидными окклюдерами. Вышеупомянутый эксперимент был повторен за исключением того, что реакция прививки при 130°C продолжалась в течение 17 часов вместо 5 часов. В этом случае увеличение 6,6% масс. наблюдали для привитых линз по сравнению с немодифицированными линзовидными окклюдерами.
Изобретение относится к полимерной композиции для получения медицинского изделия, полученной способом, включающим: (a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации, где инициатор полимеризации представляет собой бисацилфосфиноксид; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент; (b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации, причем первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции; (с) объединение сшитой сетки субстрата со второй реакционной композицией, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений; и (d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной реакции сшитой сетки субстрата таким образом, что при этом вторая реакционная композиция полимеризуется на ней с сшитой сеткой субстрата с образованием привитой полимерной сетки и побочного полимера. Также изобретение относится к медицинскому изделию, офтальмологическому изделию, контактной линзе, сшитой сетке субстрата, способу получения полимерной композиции. Предложенное изобретение позволяет получать полимерные материалы, в том числе в тех случаях, когда компоненты несовместимы. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 21 табл., 36 пр.
1. Полимерная композиция для получения медицинского изделия, полученная способом, включающим:
(a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации, где инициатор полимеризации представляет собой бисацилфосфиноксид; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации, причем первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции;
(с) объединение сшитой сетки субстрата со второй реакционной композицией, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной реакции сшитой сетки субстрата таким образом, что при этом вторая реакционная композиция полимеризуется на ней с сшитой сеткой субстрата с образованием привитой полимерной сетки и побочного полимера.
2. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что стадию (d) проводят в присутствии сшивающего агента таким образом, что побочный полимер ковалентно связан с привитой полимерной сеткой.
3. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что стадию (d) проводят при практически полном отсутствии сшивающего агента таким образом, что по меньшей мере часть побочного полимера не связана ковалентно с привитой полимерной сеткой.
4. Полимерная композиция по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что одно или более этиленненасыщенных соединений со стадии (а) содержат одну или более реакционноспособных групп, независимо выбранных из: (мет)акрилата, (мет)акриламида, стирила, винила, N-виниллактама, N-виниламида, O-винилового эфира, O-винилкарбоната, O-винилкарбамата, C2-12 алкенила, C2-12 алкенилфенила, C2-12 алкенилнафтила и C2-6 алкенилфенил-C1-6 алкила.
5. Полимерная композиция по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что одно или более этиленненасыщенных соединений со стадии (с) содержат одну или более реакционноспособных групп, независимо выбранных из: (мет)акрилата, (мет)акриламида, стирила, винила, N-виниллактама, N-виниламида, O-винилового эфира, O-винилкарбоната, O-винилкарбамата, C2-12 алкенила, C2-12 алкенилфенила, C2-12 алкенилнафтила и C2-6 алкенилфенил-C1-6 алкила.
6. Полимерная композиция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что находится в форме гидрогеля, притом что первая реакционная композиция содержит кремнийорганические реакционноспособные компоненты и вторая реакционная композиция содержит гидрофильные реакционноспособные компоненты.
7. Полимерная композиция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что находится в форме гидрогеля, притом что первая реакционная композиция содержит гидрофильные реакционноспособные компоненты и вторая реакционная композиция содержит кремнийорганические реакционноспособные компоненты.
8. Полимерная композиция по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что первая реакционная композиция дополнительно содержит одно или более из полиамида, поглотителя УФ в видимой области света, красителя, окрашивающего средства, пигмента, противомикробного средства, фармацевтического средства и нутрицевтического средства.
9. Полимерная композиция по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что вторая реакционная композиция дополнительно содержит одно или более из полиамида, поглотителя УФ в видимой области света, красителя, окрашивающего средства, пигмента, противомикробного средства, фармацевтического средства и нутрицевтического средства.
10. Медицинское изделие, содержащее полимерную композицию по любому из пп. 1-9.
11. Офтальмологическое изделие, содержащее полимерную композицию по любому из пп. 1-9.
12. Офтальмологическое изделие по п. 11, выбранное из группы, состоящей из контактной линзы, интраокулярной линзы, окклюдера слезной точки и глазной вставки.
13. Контактная линза, содержащая полимерную композицию, причем полимерную композицию получают способом по любому из пп. 1-9.
14. Контактная линза по п. 13, отличающаяся тем, что первая реакционная композиция, вторая реакционная композиция или как первая реакционная композиция, так и вторая реакционная композиция содержат одну или более добавок, выбранных из поглотителей УФ-излучения, фотохромных соединений, фармацевтических соединений, нутрицевтических соединений, противомикробных соединений, реакционноспособных окрашивающих средств, пигментов, сополимеризуемых красителей, неполимеризуемых красителей, смачивающих агентов и разделительных агентов.
15. Сшитая сетка субстрата, содержащая ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной полимеризации, причем сшитую сетку субстрата получают способом, включающим:
(a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации, где инициатор полимеризации представляет собой бисацилфосфиноксид; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент; и
(b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации таким образом, что первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции.
16. Способ получения полимерной композиции, включающий:
(a) создание первой реакционной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации образовывать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно активируется при последующей активации, где инициатор полимеризации представляет собой бисацилфосфиноксид; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционной композиции первой стадии активации, причем первая реакционная композиция полимеризуется на ней с образованием сшитой сетки субстрата, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной реакции;
(с) объединение сшитой сетки субстрата со второй реакционной композицией, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной реакции сшитой сетки субстрата таким образом, что при этом вторая реакционная композиция полимеризуется на ней с сшитой сеткой субстрата с образованием привитой полимерной сетки и побочного полимера.
| WO 2004063795 A1, 29.07.2004 | |||
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ МЯГКИХ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗ ПРОДЛЕННОГО НОШЕНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 2007 |
|
RU2334770C1 |
| Способ получения привитых сополимеров | 1982 |
|
SU1085986A1 |
| Станок для изготовления деревянных ниточных катушек из цилиндрических, снабженных осевым отверстием, заготовок | 1923 |
|
SU2008A1 |
