Двухфазные биоадгезионные композиции, абсорбирующие воду

Двухфазные биоадгезионные композиции, абсорбирующие воду

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Данное изобретение в целом относится к адгезионным композициям и более конкретно относится к новым адгезионным композициям, состоящим из гидрофобной фазы и гидрофильной фазы. Композицию применяют в качестве биоадгезионной во множестве контекстов, включая применение в качестве системы доставки лекарственного средства, перевязочного материала для ран, валиков или подобных средств, налагаемых на кожу или другие поверхности тела пациента.

Уровень техники

Адгезивы, чувствительные к давлению (PSA), контактирующие с кожей или другими поверхностями тела пациента, хорошо известны и используются в течение многих лет для различных потребительских и медицинских нужд. Адгезивы, чувствительные к давлению, отличаются тем, что они обычно являются липкими и демонстрируют мгновенное прилипание при нанесении на субстрат. Для получения адгезивов, чувствительных к давлению, применяют множество полимеров, таких как, например, гомо- и сополимеры акриловых и метакриловых эфиров, системы на основе бутилкаучука, силиконы, уретаны, виниловые эфиры и амиды, олефиновые сополимерные материалы, природные или синтетические каучуки, и т.п. Все PSA являются эластомерами, т.е. они демонстрируют вязкоупругие свойства, типичные для каучуков.

Существующие примеры адгезивов, чувствительных к давлению, применяемых для прикрепления к коже системы доставки лекарственного средства, валиков или т.п., включают полисилоксаны (например, полидиметилсилоксаны, полидифенилсилоксаны и смеси силоксанов), полиизобутилены, полиакрилаты, сополимеры акриловой кислоты-акрилата (например, сополимеры акриловой кислоты с 2-этилгексилакрилатом или изооктилакрилатом) и липкие каучуки, такие как полиизобутен, полибутадиен, сополимеры полистирола-изопрена, сополимеры полистирола-бутадиена, и неопрен (полихлоропрен). Все PSA являются гидрофобными полимерами, и их общим недостатком является потеря свойств адгезии в отношении гидратированных субстратов.

"Биоадгезия" определяется как адгезия, чувствительная к давлению, по отношению к сильно гидратированным биологическим тканям, таким как слизистая. В противоположность обычным адгезивам, чувствительным к давлению, таким как каучуки, полисилоксаны и акрилаты, которые прилипают в основном к сухим субстратам, биоадгезивы (БА) демонстрируют хорошее прилипание к гидратированным биологическим субстратам. Для того чтобы полимер был биоадгезивом, вода должна оказывать на полимер пластифицирующий эффект, т.е. полимер должен быть гидрофильным. Например, ряд различных БА включают слабо поперечно-сшитые полиакриловые и полиметакриловые кислоты (ЕР 0371421), а также смеси гидрофильных производных целлюлозы (40-95%) с полиэтиленгликолем (ПЭГ) (патент США № 4713243).

Биоадгезивы становятся липкими, как только пространственно-сшитый полимер впитает достаточное количество воды. Когезионная прочность сильно разбухших гидрофильных полимеров обычно является низкой, и этим БА отличаются от PSA.

Попытки сочетания свойств PSA и БА описаны Biegajski et al., в патенте США № 5700478, в котором растворимые в воде мукоадгезивы, чувствительные к давлению, получают смешиванием 95-40% поливинилпирролидона (ПВП) с 0-50% гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ) и 11-60% глицерина. Другие примеры гидрофильных полимерных смесей, сочетающих свойства PSA и БА, включают сополимерные комплексы полиакриловой кислоты поливинилового спирта (ПАК-ПВС), полученные в результате образования водородных связей между мономерными звеньями комплементарных полимерных цепей, и пластифицированные ПЭГ-200, глицерином или полипропиленгликолем (ППГ), молекулярная масса 425 г/моль (заявка на немецкий патент № DE 4219368).

Идеальные параметры эффективности адгезионных композиций, предназначенных для применения на коже и/или слизистой человека, определяются сложными и противоречивыми техническими требованиями. Прежде всего адгезив должен подходить для долговременного контакта с кожей и быть проницаемым для любого активного агента и любых ускорителей проникновения или других носителей или добавок, которые присутствуют, и быть физически и химически совместимым с ними. Идеальный адгезив также должен быть нераздражающим, некомедогенным и несенсибилизирующим, а также прилипать к коже или слизистой в предполагаемом месте использования при незначительном давлении. Адгезив должен оставаться прилипшим к коже столько времени, сколько необходимо, и быть устойчивым к неумышленному удалению, а также легко удаляться, не повреждая кожу, и не оставлять следов (подходящая прочность клеевого соединения с кожей составляет от около 200 до 400 Н/м при проведении теста с отклеиванием под углом 180°). Кроме того, адгезионная композиция не должна быть чувствительна к воздействию влаги или повышенной влажности или повреждаться под их воздействием.

Что касается биоадгезивов, предпочтительными адгезионными композициями, хорошо прилипающими к влажным субстратам, являются гидрофильные композиции. Гидрофильные адгезивы также имеют другие преимущества, поскольку:

(1) гидрофильные адгезивы могут обеспечить более сильно прилипание по сравнению с гидрофобными адгезивами, так как поверхностная энергия гидрофильных адгезивов обычно выше и ближе к данному показателю биологических субстратов, таких как кожа и слизистые оболочки;

(2) гидрофильные адгезивы совместимы с широким спектром лекарственных средств, наполнителей и добавок;

(3) пластифицирующее действие воды, сорбируемой гидрофильными адгезивами из увлажненной кожи или слизистых, улучшает прилипание по сравнению с гидрофобными адгезивами;

(4) улучшенная растворимость лекарственных средств в гидрофильных адгезивах способствует контролю за кинетикой выделения лекарственного средства;

(5) с помощью гидрофильных адгезивов, основанных на гидрофильных полимерах, получают расширенную способность к контролю и манипулированию адгезионно-когезионным равновесием; и

(6) адгезионные свойства гидрофильных полимеров значительно менее зависят от молекулярной массы, чем адгезионные свойства гидрофобных полимеров в результате специфического внутримолекулярного и межмолекулярного взаимодействия в гидрофильных адгезивах.

Для повышения гидрофильности адгезионной композиции гидрофобные PSA "гидрофилизуют" введением нелипких гидрофильных полимеров и наполнителей в гидрофобный адгезив. Таким образом, полиизобутиленовый (ПИБ) PSA гидрофилизуют введением целлюлозы и производных целлюлозы (патент США № 4231369), поливинилового спирта (ПВС), пектина и желатина (патенты США №№ 4367732 и 4867748) и SiO₂ (патент США № 5643187). Каучуковые адгезивы также модифицируют наполнением амфифильными поверхностно-активными веществами или обработкой полимера PSA плазма-кислородным разрядом. Акриловые PSA могут быть гидрофилизованы введением ПВП (патент США № 5645855). Гидрофилизация гидрофобных адгезивов, хотя и является в какой-то степени эффективной, имеет тенденцию приводить к частичной потере адгезии.

Следовательно, в данной области техники существует необходимость в улучшенных биоадгезионных композициях, которые сочетают свойства гидрофобных PSA со многими преимуществами гидрофильных адгезионных композиций. Также было бы идеально, если бы такие адгезионные композиции могли быть адаптированы для различных областей применения, например, для заживления и перевязки ран, для производства чрескожных и других систем доставки лекарственных средств, для получения содержащих лекарственное средство адгезионных препаративных форм для местных и чрескожных фармацевтических препаративных форм, для производства валиков, ослабляющих давление (которые могут содержать или не содержать лекарственное средство), в качестве проводящих адгезивов для присоединения электропроводящих устройств, таких как электроды, к коже и т.п.

Краткое описание изобретения

Основным объектом данного изобретения является новая адгезионная композиция, которая отвечает описанным выше требованиям данной области техники.

В одномварианте реализации изобретение представляет двухфазную адгезионную композицию, абсорбирующую воду, которая включает смесь гидрофобного, чувствительного к давлению адгезива с абсорбирующей воду гидрофильной композицией. Как таковая, композиция содержит гидрофобную фазу и гидрофильную фазу, где гидрофобная фаза включает гидрофобный полимер, например, поперечно-сшитый гидрофобный полимер, предпочтительно гидрофобный PSA, а гидрофильная фаза содержит смесь гидрофильного полимера с относительно высокой молекулярной массой и комплементарного олигомера с низкой молекулярной массой, способного к поперечному сшиванию с гидрофильным полимером через водородные связи, а также, необязательно, через ковалентные и/или ионные связи. Весовое соотношение гидрофильного полимера и комплементарного олигомера выбирают таким образом, чтобы оптимизировать адгезионную прочность, когезионную прочность и гидрофильность композиции. Композиция дополнительно может включать любое количество добавок, например активные агенты, наполнители, вещества для повышения клейкости и т.п.

В другом варианте реализации предлагается система доставки лекарственного средства, содержащая активный агент в адгезионной композиции, описанной выше, где указанная система имеет поверхность, контактирующую с телом, и внешнюю поверхность, где адгезионная композиция присутствует на поверхности, контактирующей с телом. Поверхность, контактирующая с телом, может полностью состоять из адгезионной композиции, или по периметру поверхности, контактирующей с телом, может быть нанесен другой контактирующий с кожей адгезив. Система доставки лекарственного средства может быть разработана для системной доставки активного агента, например, чрескожным или чресслизистым путем. Система также может быть разработана для местного введения локально активного агента.

В родственном варианте воплощения предлагается перевязочный материал для ран, содержащий субстрат для нанесения на область раны, где субстрат имеет поверхность, контактирующую с телом, и внешнюю поверхность, где адгезионная композиция присутствует на налагаемой на рану области, контактирующей с телом поверхности. Так же, как и в системах доставки лекарственных средств, контактирующая с телом поверхность может полностью состоять из адгезионной композиции, хотя предпочтительно, чтобы композиция была нанесена в центральной части контактирующей с телом поверхности, а по периметру поверхности, контактирующей с телом, был нанесен другой контактирующий с кожей адгезив. В данном варианте абсорбция воды, присутствующей в экссудате раны, позволяет перевязочному материалу постепенно утрачивать липкость.

Представленные здесь адгезионные композиции также применяются во множестве других областей, например в различных типах фармацевтических препаративных форм, валиках, ослабляющих давление (содержащих или нет лекарственные средства), бандажах, стомах, средствах для закрепления протезов, масках для лица, материалах, поглощающих звук, вибрацию или удар, и подобных. Композициям может быть также придана электропроводность введением в них электропроводного материала, и, таким образом, композиции могут быть использованы для присоединения электропроводящих устройств, таких как электроды (например, чрескожная электростимуляция нервов или электрод "TENS", электрохирургический обратный электрод, или электрод ЭКГ мониторинга), к конкретной поверхности тела.

Адгезионные композиции в соответствии с данным изобретением обеспечивают множество значительных преимуществ перед известными в уровне техники. В частности, композиции в соответствии с данным изобретением:

(1) могут быть получены таким образом, чтобы обладать значительной степенью набухания при контакте с водой, не теряя при этом адгезионных свойств;

(2) могут быть получены таким образом, чтобы иметь незначительную текучесть или вообще не иметь текучести в холодном состоянии во время использования;

(3) являются применимыми и универсальными биоадгезивами во множестве контекстов, включая перевязочный материал для ран, системы доставки активного агента для применения на поверхности тела, валики для ослабления давления и т.п.; и

(4) легко модифицируются во время их производства таким образом, чтобы оптимизировать такие свойства, как адгезионная прочность, когезионная прочность, абсорбция и набухание.

На фиг.1 представлена схема одного из вариантов перевязочного материала для ран, полученного с использованием адгезионной композиции в соответствии с данным изобретением, где перевязочный материал состоит из расположенного на внешней стороне поддерживающего слоя и прилегающего к телу контактирующего с кожей адгезионного слоя, нанесенного на предыдущий слой, где адгезионная композиция в соответствии с данным изобретением присутствует в виде пленки на внутренней поверхности контактирующей с телом поверхности контактирующего с кожей адгезионного слоя.

На фиг.2 представлена схема альтернативного варианта данного перевязочного материала для ран в соответствии с данным изобретением, который не включает отдельные поддерживающий и контактирующий с кожей адгезионные слои, в котором поддерживающий слой состоит из контактирующего с кожей адгезива, имеющего нелипкую внешнюю поверхность и слегка липкую прилегающую к телу поверхность, и где адгезионная композиция в соответствии с данным изобретением присутствует в виде пленки на внутренней области контактирующей с телом, по крайней мере, слегка липкой поверхности поддерживающего слоя.

На фиг.3 представлена схема другого варианта перевязочного материала для ран в соответствии с данным изобретением, где перевязочный материал имеет структуру, сходную со структурой, представленной на фиг.2, но включает контактирующий с кожей адгезив по периметру контактирующей с кожей поверхности. В данном случае контактирующая с кожей поверхность поддерживающего слоя не обязательно должна быть липкой.

На фиг.4 представлен вид снизу варианта, представленного на фиг.3, вдоль линии 4-4 указанного чертежа, который иллюстрирует концентрические области контактирующей с телом поверхности с нанесенным по периметру контактирующим с кожей адгезивом, окружающим внутреннюю область нелипкого или слегка липкого материала, который, в свою очередь, содержит адгезионную композицию в центральной области, которая является контактирующей с раной областью.

На фиг.5 представлен другой вариант перевязочного материала для ран, который представляет собой трехслойный ламинированный композит, содержащий внешний поддерживающий слой, внутренний адгезионный слой, чувствительный к давлению и контактирующий с телом слой, состоящий из адгезионной композиции в соответствии с данным изобретением, которые являются равнообъемными.

На фиг.6 представлен аналогичный вариант, в котором отсутствует внутренний адгезионный слой, чувствительный к давлению, и содержащий гидрогель слой является достаточно липким для того, чтобы непосредственно к нему прилипал поддерживающий слой. Опять-таки, поддерживающий слой и контактирующий с телом слой гидрогеля являются равнообъемными.

Фиг.7 показывает прочность на отрыв смесей ПИБ-БК, спрессованных между полиэтиленовым субстратом.

На фиг.8 представлено влияние концентрации отверждающего агента и температуры на реокинетику теплового поперечного сшивания гидрогеля ПВП-ПЭГ, как описано в примере 2.

На фиг.9 показана реокинетика отверждения смесей ПИБ-БК-Regalite с внедренным гидрогелем ПВП-ПЭГ, как описано в примере 2.

На фиг.10 показано влияние на адгезию смесей ПИБ с ПВП-ПЭГ и ГПЦ, как оценено в примере 3.

Подробное описание изобретения

I. Определения и номенклатура

Перед подробным описанием изобретения следует понять, что если не указано иначе, данное изобретение не ограничено определенными композициями, компонентами или способами получения, которые могут варьироваться. Также должно быть понятно, что терминология, используемая в данном описании, дана только для целей описания конкретных вариантов и не является ограничивающей. Необходимо отметить, что используемые в данном описании и формуле изобретения формы единственного числа включают множественные ссылки, если в контексте четко не указано иное. Таким образом, например, ссылка на "гидрофильный полимер" включает не только один гидрофильный полимер, но также комбинацию или смесь двух или более различных гидрофильных полимеров, ссылка на "пластификатор" включает комбинацию или смесь двух или более различных пластификаторов, равно как и единственный пластификатор, и ссылка на "гидрофобный адгезив, чувствительный к давлению" включает смесь двух или более таких адгезивов, а также единственный адгезив, и так далее.

В описании и формуле данного изобретения используют следующую терминологию в соответствии с определениями, данными ниже.

Определения "гидрофобные" или "гидрофильные" полимеры основаны на количестве водяного пара, абсорбируемого полимерами при относительной влажности 100%. Согласно данной классификации гидрофобные полимеры абсорбируют только до 1 мас.% воды при 100% относительной влажности ("ов"), в то время как умеренно гидрофильные полимеры абсорбируют от 1 до 10 мас.% воды, гидрофильные полимеры способны абсорбировать более 10 мас.% воды и гигроскопичные полимеры абсорбируют более 20 мас.% воды.

Термин "поперечно-сшитый" относится к композициям, содержащим внутримолекулярные и/или межмолекулярные поперечные связи, независимо от того, получены ли они ковалентным или нековалентным связыванием. "Нековалентное" связывание означает как водородное связывание, так и электростатическое (ионное) связывание.

Термин "полимер" включает линейные и разветвленные полимерные структуры, а также охватывает поперечно-сшитые полимеры, так же как и сополимеры (которые могут быть или могут не быть поперечно-сшитыми), таким образом, включая блок-сополимеры, чередующиеся сополимеры, статистические сополимеры и т.п. Соединения, обозначенные здесь как "олигомеры", представляют собой полимеры, имеющие молекулярную массу ниже около 1000 Да, предпочтительно ниже около 800 Да.

Термин "гидрогель" используют в его обычном смысле для ссылок на набухающие в воде полимерные матрицы, которые могут абсорбировать значительное количество воды с образованием эластичных гелей, где "матрицы" представляют собой трехмерные сетки макромолекул, связанные ковалентными или нековалентными поперечными связями. При помещении в водную среду сухие гидрогели набухают до объема, который ограничен степенью поперечного сшивания.

Термин "нерастворимый в воде" относится к соединению или композиции, растворимость которых в воде менее 5 мас.%, предпочтительно менее 3 мас.%, более предпочтительно менее 1 мас.% (измерено в воде при 20°С).

Термин "активный агент" в данном описании относится к химическому материалу или соединению, подходящему для введения человеку, который вызывает желательное благоприятное действие, например оказывает желательное фармакологическое действие. Термин включает, например, агенты, которые терапевтически эффективны, профилактически эффективны и косметически (и косметологически) эффективны. Также термин охватывает производные и аналоги таких специально упомянутых соединений или классов соединений, которые также оказывают желательный благоприятный эффект.

Под "чрескожной" доставкой лекарственных средств понимают нанесение лекарственного средства на поверхность кожи пациента таким образом, что лекарственное средство проникает через кожные покровы в кровеносную систему пациента. Если не указано иначе, термин "чрескожное" включает "чресслизистое" введение лекарственного средства, т.е. нанесение лекарственного средства на слизистую (например, подъязычную, внутриротовую, вагинальную, ректальную) поверхность пациента таким образом, чтобы лекарственное средство проникало через слизистую в кровеносную систему пациента.

Термин "местное введение" используют в обычном смысле для обозначения доставки активного агента на поверхность тела, такую как кожа или слизистая, в виде, например, местного введения лекарственного средства для профилактики или лечения различных кожных заболеваний, нанесения косметических и косметологических средств (включая увлажнители, маски, солнцезащитные средства и т.д.), и подобных. Местное введение в противоположность чрескожному введению обеспечивает местный, а не системный эффект.

Термин "поверхность тела" относится к любой поверхности, расположенной на теле человека или внутри отверстий на теле человека. Таким образом, "поверхность тела" включает, например, кожные или слизистые ткани, включая внутреннюю поверхность полостей тела, которые имеют слизистую оболочку. Если не указано иначе, термин "кожа" в данном описании включает слизистые ткани и наоборот.

Аналогично, когда в данном описании используется термин "чрескожный", в составе "чрескожное введение лекарственных средств" и "чрескожные системы доставки лекарственных средств", должно быть понятно, что если явно не указано обратное, также подразумеваются "чресслизистое" и "местное" введение и системы.

II. Адгезионные композиции

В первом варианте реализации предлагается адгезионая композиция, которая объединяет свойства гидрофобной PSA с преимуществами гидрофильной адгезионной композиции. Композиция состоит из гидрофобной фазы и гидрофильной фазы, где гидрофобная фаза включает, по крайней мере, один гидрофобный полимер, и гидрофильная фаза, диспергированная в ней или введенная другим образом, включает смесь гидрофильного полимера и комплементарного олигомера с низким молекулярным весом, способного к водородному связыванию с ним. Комплементарный олигомер с низким молекулярным весом также может служить для поперечного сшивания гидрофильного полимера через ионное и/или ковалентное связывание.

А. Гидрофобная фаза

Гидрофобная фаза состоит, по крайней мере, из одного гидрофобного полимера. Гидрофобный полимер обычно представляет собой гидрофобный адгезионный полимер, чувствительный к давлению, предпочтительно термоотверждающийся полимер. Предпочтительные гидрофобные полимеры PSA представляют собой поперечно-сшитые бутилкаучуки, где "бутилкаучук", как хорошо известно в данной области техники, является изопрен-изобутиленовым сополимером, обычно имеющим содержание изопрена в интервале от около 0,5 до 3 мас.%, или его вулканизированным или модифицированным вариантом, например галогенированным (бромированным или хлорированным) бутилкаучуком. В особенно предпочтительном варианте гидрофобный полимер PSA является бутилкаучуком, поперечно сшитым с полиизобутиленом. Другие подходящие гидрофобные полимеры включают, например, природные каучуковые адгезивы, полимеры винилового эфира, полисилоксаны, полиизопрен, бутадиенакрилонитриловый каучук, полихлоропрен, атактический полипропилен и этилен-пропилен-диеновые тройные сополимеры (также известные как "EPDM" или "EPDM каучук") (доступный как Trilene® 65 и Trilene® 67 от Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT). Другие подходящие гидрофобные PSA известны специалистам в данной области техники и/или описаны в соответствующих текстах и литературе. См., например, Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, 2^nd Ed., Satas, Ed. (New York: Von Nostrand Reinhold, 1989). Особенно предпочтительными гидрофобными полимерами являются поперечно-сшитые бутилкаучуки, доступные в виде серии Kalar® от Elementis Specialities, Inc. (Hightstown, New Jersey), где наиболее предпочтительными являются Kalar® 5200, Kalar® 5215, Kalar® 5246 и Kalar® 5275.

Для большинства применений поперечно-сшитый гидрофобный полимер должен иметь такую достаточно высокую степень поперечного сшивания, чтобы композиция не имела холодной текучести при нанесении на поверхность, например поверхность тела, такую как кожа. Специалисту в данной области техники будет понятно, что степень поперечного сшивания соотносится с вязкостью по Муни как мерой устойчивости сырого или невулканизированного каучука к деформации при измерении на вискозиметре Муни. Более высокая вязкость по Муни указывает на более высокую степень поперечного сшивания. Вязкость по Муни для предпочтительных гидрофобных PSA для применения в соответствии с данным изобретением должна быть, по крайней мере, 20 сП при 25°С, и в основном должна быть от около 25 сП до 80 сП, предпочтительно от около 30 сП до 75 сП, при 25°С. Вязкость по Муни предпочтительных полимеров серии Kalar® следующая: Kalar® 5200, 40-45 сП; Kalar® 5215, 47-57 сП; Kalar® 5246, 30-40 сП; и Kalar® 5275, 70-75 сП (все при 25°С).

Молекулярная масса гидрофобных PSA не является критической, хотя молекулярная масса в общем должна быть менее 100000 Да. Количество полимера обычно, хотя не обязательно, составляет от около 5 до 15 мас.%, предпочтительно от около 7,5 до 12 мас.%, наиболее предпочтительно от около 7,5 до 10 мас.% от массы всей композиции после сушки.

Другие гидрофобные полимеры, которые могут быть использованы вместо или в дополнение к гидрофобным PSA, включают, но не ограничиваются ими, углеводородные полимеры, такие как полиэтилен, акрилатные полимеры и сополимеры, полиакриламиды, полиуретаны, пластифицированные этилен-винилацетатные сополимеры, полиизобутилены, полибутадиен и неопрен (полихлоропрен). Дополнительные гидрофобные полимеры, подходящие для введения в гидрофобную фазу, являются природными и синтетическими эластомерными полимерами, включающими, например, блок-сополимеры АВ, АВА и "мультиразветвленные" блок-сополимеры (АВ)_х,где например, А является полимеризованным сегментом или "блоком", содержащим арил-замещенные виниловые мономеры, предпочтительно стирол, α-метилстирол, винилтолуол и подобные, В является эластомерным, конъюгированным полибутадиеновым или полиизопреновым блоком, и x имеет значение 3 или более. Предпочтительными эластомерами являются полимеры на основе бутадиена и изопрена, особенно стирол-бутадиен-стироловый (СБС), стирол-бутадиеновый (СБ), стирол-изопрен-стироловый (СИС) и стирол-изопреновый (СИ) блок-сополимеры, где "С" означает полимеризованный сегмент или "блок" стироловых мономеров, "Б" означает полимеризованный сегмент или блок бутадиеновых мономеров, и "И" означает полимеризованный сегмент или блок изопреновых мономеров. Другие подходящие эластомеры включают радиальные блок-сополимеры, имеющие главную цепь СЭБС (где "Э" и "Б" соответственно являются полимеризованными блоками этилена и бутилена) и ответвления И и/или СИ. Также могут быть использованы природный каучук (полиизопрен) и синтетический полиизопрен.

Коммерчески доступные гидрофобные эластомеры включают линейные блок-сополимеры СИС и/или СИ, такие как Quintac® 3433 и Quintac® 3421, доступные от Nippon Zeon Company, Ltd. (офис продаж в США - Louisville, Ky.); Vector® DPX 559, Vector® 4111 и Vector® 4113, доступные от Dexco, партнера Exxon Chemical Co. (Houston, Tex.) и Dow Chemical Co. (Midland Mich.); и каучуки Kraton®, такие как Kraton 604x, Kraton D-1107, Kraton D-1117 и Kraton D-1113, доступные от Shell Chemical Co. (Houston, Tex.). Kraton D-1107 является преимущественно СИС эластомером, содержащим около 15 мас.% СИ блоков. Kraton D-1320x является примером коммерчески доступного мультиразветвленного блок-сополимера (СИ)_xИ_y, в котором некоторые из ответвлений являются полиизопреновыми блоками. Коммерчески доступные эластомеры на основе бутадиена включают каучуки СБС и/или СБ, такие как Kraton D-1101, D-1102 и D-1118X от Shell Chemical Co.; Solprene® 1205, СБ блок-сополимер, доступный от Housemex, Inc. (Houston, Tex.); и Kraton TKG-101 (иногда называемый "Tacky G") - радиальный блок-сополимер, имеющий основную цепь СЭБС (Э=этиленовый блок; Б=бутиленовый блок) и ответвления И и/или СИ.

В особенно предпочтительном варианте, гидрофобная фаза состоит из бутилкаучука, т.е. изопрен-изобутиленового сополимера, обычно имеющего содержание изопрена от около 0,5 до 3 мас.%, поперечно сшитого с полиизобутиленом. Поперечное сшивание может быть осуществлено с помощью методов отверждения, известных специалистам в данной области техники и/или описанных в соответствующих текстах и литературе, например, используя излучение, химическое поперечное сшивание и/или нагревание. Однако предпочтительный способ включает смешивание полиизобутилена и бутилкаучука при температуре в интервале от около 80°С до около 140°С с последующим отверждением при нагревании при более высокой температуре, обычно в интервале от около 150°С до около 170°С, в присутствии подходящего отверждающего агента и органической перекиси или оксида цинка в сочетании со стеаратом цинка или стеариновой кислотой. Предпочтительно реакцию проводят в присутствии органической перекиси. Подходящие органические перекиси обычно выбирают из: перекисей диалкила, таких как перекись трет-бутила и 2,2-бис(трет-бутилперокси)пропан; перекисей диацила, таких как перекись бензоила и перекись ацетила; сложных перэфиров, таких как трет-бутилпербензоат и трет-бутилпер-2-этилгексаноат; пероксидикарбонатов, таких как дицетилпероксидикарбонат и дициклогексилпероксидикарбонат; перекисей кетона, таких как перекись циклогексанона и перекись метилэтилкетона; и гидроперекисей, таких как гидроперекись кумола и гидроперекись трет-бутила. Отверждающие агенты для данного способа представляют собой соединения, известные в данной области техники как вулканизирующие агенты для бутилкаучуков, и включают, не ограничиваясь ими, алкилфенол - формальдегидные смолы, соли дикатехинбората (например, Permalux®, ди-орто-толилгуанидиновая соль дикатехинбората), (м-фениленбисмалеимид, 2,4,6-тримеркапто-5-триазин), диэтилдитиокарбамат цинка и другие дитиокарбаматы, сульфиды тиурама (например, Tetrone® А - гексасульфид дипентаметилентиурама; и "TMTDS" - дисульфид тетраметилтиурама) предпочтительно в сочетании с серой, алкилированными дисульфидами фенола и дифениленфенилендиамином (ДФФД).

Предпочтительно отверждающие агенты для указанного выше способа включает алкилфенол - формальдегидные поликонденсационные смолы. Такие смолы могут быть галогенированы, в этом случае концевые метилольные группы смолы галогенируются и на каждом конце присутствует такая группа, как галогенметил (например, бромметил или хлорметил). Такие смолы являются идеальными отверждающими агентами, поскольку реакция отверждения не сопровождается образованием каких-либо летучих органических соединений. Такие смолы имеют молекулярную структуру

где n обычно является целым числом от 0 до 10 включительно, Х является гидроксилом или галогеном (обычно бромом или хлором), R является алкильной группой, обычно имеющей от 1 до 10 атомов углерода, и L является низшей алкиленовой или низшей оксиалкиленовой связующей группой, предпочтительно, -СН₂- или -СН₂-О-СН₂-. Соединения с оксиметильной группой на концах, где Х является гидроксилом, коммерчески доступным как, например, TACKIROL 201 (товарное наименование, продукт Taoka Chemical Co., Ltd.) и HITANOL 2501 (торговое наименование, продукт Hitachi Chemical Co., Ltd.), а аналог с дибромметилом доступен как SP1055 от Schenectady Chemical Company.

В. Гидрофильная фаза

Гидрофильная фаза включает смесь гидрофильного полимера и комплементарного олигомера, способного к поперечному сшиванию гидрофильного полимера через водородные связи, ионные связи и/или ковалентные связи. Подходящие гидрофильные полимеры включают повторяющиеся звенья, полученные из N-виниллактамового мономера, карбоксивинилового мономера, мономера винилового эфира, сложного эфира карбоксивинилового мономера, виниламидного мономера и/или гидроксивинилового мономера. Такие полимеры включают, в качестве примера, поли(N-виниллактамы), поли(N-винилакриламиды), поли(N-алкилакриламиды), замещенные и незамещенные полимеры акриловой и метакриловой кислоты, поливиниловый спирт (ПВС), поливиниламин, их сополимеры и сополимеры с другими типами гидрофильных мономеров (например, винилацетатом).

Поли(N-виниллактамы), используемые здесь, предпочтительно являются не поперечно-сшитыми гомополимерами или сополимерами N-виниллактамовых мономерных звеньев, где N-виниллактамовые мономерные звенья представляют основную часть мономерных звеньев поли(N-виниллактамового) сополимера. Предпочтительно поли(N-виниллактамы) для использования в соответствии с данным изобретением получают полимеризацией одного или нескольких следующих N-виниллактамовых мономеров: N-винил-2-пирролидон; N-винил-2-валеролактам; и N-винил-2-капролактам. Неограничивающие примеры не-N-виниллактамовых сополимеров с N-виниллактамовыми мономерными звеньями включают N,N-диметилакриламид, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, гидроксиэтилметакрилат, акриламид, 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфокислоту или ее соль и винилацетат.

Поли(N-алкилакриламиды) включают, в качестве примеров, поли(метакриламид) и поли(N-изопропилакриламид) (PNIPAM).

Полимеры карбоксивиниловых мономеров обычно получают из акриловой кислоты, метакриловой кислоты, кротоновой кислоты, изокротоновой кислоты, итаконовой кислоты и ангидрида, 1,2-дикарбоновой кислоты, такой как малеиновая кислота или фумаровая кислота, малеинового ангидрида или их смесей, где предпочтительные гидрофильные полимеры этого класса включают полиакриловую кислоту и полиметакриловую кислоту, наиболее предпочтительно полиакриловую кислоту.

Предпочтительные гидрофильные полимеры включают следующие: поли(N-виниллактамы), особенно поливинилпирролидон (ПВП) и поли(N-винилкапролактам) (ПВКап); поли(N-винилацетамиды), особенно полиацетамид как таковой; полимеры карбоксивиниловых мономеров, особенно, полиакриловую кислоту и полиметакриловую кислоту; и их сополимеры и смеси. ПВП и ПВКап являются особенно предпочтительными.

Молекулярная масса гидрофильного полимера не является критической; однако среднечисленная молекулярная масса гидрофильного полимера обычно составляет от приблизительно 20000 до 2000000, более предпочтительно, от приблизительно 200000 до 1000000.

Олигомер является комплементарным по отношению к гидрофильным полимерам в том, что он способен на водородное связывание с ними. Предпочтительно комплементарный олигомер имеет на концах гидроксильные группы, амино- или карбоксильные группы. Олигомер обычно имеет температуру стеклования Т_g в интервале от -100°С до около -30°С и температуру плавления Т_m ниже около 20°С. Олигомер также может быть аморфным. Различие между значением Т_g гидрофильного полимера и олигомера предпочтительно составляет более 50°С, более предпочтительно более 100°С и наиболее предпочтительно от около 150°С до около 300°С. Гидрофильный полимер и комплементарный олигомер должны быть совместимы, т.е. способны образовывать гомогенную смесь, которая имеет единую Т_g, среднюю между этими показателями для несмешанных соединений. Обычно олигомер имеет молекулярную массу в интервале от около 45 до около 800, предпочтительно от около 45 до около 600. Примеры подходящих олигомеров включают, но не ограничены ими, многоатомные спирты с низкой молекулярной массой (например, глицерин), олигоалкиленгликоли, такие как этиленгликоль и пропиленгликоль, эфироспирты, т.е. неполные простые эфиры многоатомных спиртов (например, простые эфиры гликоля), алкандиолы от бутандиола до октандиола, включая производные полиалкиленгликолей с карбоксильными и аминными концевыми группами. Предпочтительными являются полиалкиленгликоли, необязательно имеющие на концах карбоксил, и оптимальным комплементарным олигомером является полиэтиленгликоль, имеющий молекулярную массу в интервале от 300 до 600.

Гидрофильный полимер и комплементарный олигомер должны быть смешиваемыми друг с другом и иметь несравнимые длины цепей (как можно заключить из вышесказанного). Соотношение средневесовой молекулярной массы гидрофильного полимера и олигомера должно быть от около 200 до около 200000, предпочтительно от около 1250 до 20000. Также, полимер и олигомер должны содержать комплементарные функциональные группы, способные к водородному связыванию, ионному связыванию или ковалентному связыванию друг с другом. В идеале комплементарные функциональные группы полимера расположены по всей полимерной структуре, в то время как функциональные группы олигомера предпочтительно расположены на