Способы и системы для выщелачивания силиконовых гидрогелевых офтальмологических линз

Способы и системы для выщелачивания силиконовых гидрогелевых офтальмологических линз

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу получения офтальмологических линз, изготовленных из силиконовых гидрогелей. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам и системам для выщелачивания компонентов из офтальмологических линз.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Хорошо известно, что контактные линзы можно использовать для улучшения зрения. В течение многих лет промышленно изготовляют различные контактные линзы. Ранее конструкции контактных линз создавались из твердых материалов. Несмотря на то что эти линзы по настоящее время используют в некоторых приложениях, они не подходят для всех пациентов вследствие их низкой комфортабельности и относительно низкой проницаемости для кислорода. Дальнейшие разработки в области техники привели к мягким контактным линзам, основанным на гидрогелях.

Гидрогелевые контактные линзы очень популярны в настоящее время. Эти линзы часто более комфортабельны при ношении, чем линзы, изготовленные из твердых материалов. Деформируемые мягкие контактные линзы могут быть произведены за счет формования линзы в состоящей из нескольких частей пресс-форме, где объединенные части формируют геометрическую форму поверхности, соответствующую желаемой конечной линзе.

Состоящие из нескольких частей пресс-формы, используемые для формовки гидрогелей в применяемые изделия, могут включать, например, первую часть формы с выпуклой поверхностью, которая соответствует заднему изгибу офтальмологической линзы, и вторую часть формы с вогнутой поверхностью, которая соответствует переднему изгибу офтальмологической линзы. Для получения линзы с использованием таких частей формы неотвержденную рецептуру гидрогелевой линзы помещают между вогнутой и выпуклой поверхностями частей формы и затем отверждают. Неотвержденная рецептура гидрогелевой линзы может быть отверждена, например, под действием света и/или тепла. Отвержденный гидрогель образует линзу согласно размерам частей формы.

После отверждения общепринятые способы требуют отделения частей формы и оставшейся линзы, прилипшей к одной из частей формы. Процесс разъединения отделяет линзу от оставшейся части формы. Стадия экстракции удаляет непрореагировавшие компоненты и разбавители (именуемые в дальнейшем "UCD") из линзы и оказывает воздействие на клиническую эффективность линзы. Если UCD не удалены из линзы, они могут сделать линзу некомфортабельной при ношении.

Согласно предшествующему уровню техники разъединению линзы и формы может способствовать обработка линзы водными или солевыми растворами, которые приводят к набуханию линзы и ослаблению сцепления линзы и формы. Обработка водными или солевыми растворами дополнительно может способствовать удалению UCD и таким образом сделать линзу более комфортабельной при ношении и клинически приемлемой.

Новые разработки в области техники привели к контактным линзам, которые сделаны из силиконовых гидрогелей. Известные способы гидратации с использованием водных растворов для осуществления разъединения и экстракции не были эффективным для силиконовых гидрогелевых линз. Соответственно были предприняты попытки для отделения силиконовых линз и удаления UCDs с использованием органических растворителей. Были описаны способы, в которых линзу погружают в спирт (ROH), кетон (RCOR'), альдегид (RCHO), эфир (RCOOR'), амид (RCONR'R") или N-алкил пирролидон на 20-40 часов в отсутствии воды или с примесью воды в качестве второстепенного компонента (см., например, U.S. Pat. No. 5258490).

Однако, хотя был достигнут определенный успех в известных способах, использование высококонцентрированных органических растворителей может иметь недостатки, включая, например: угрозы безопасности; повышенный риск времени простоя производственной линии; высокая стоимость разъединяющего раствора; и возможность сопутствующего ущерба в результате взрыва.

Таким образом, необходима разработка способа производства силиконовых гидрогелевых контактных линз, который требует использования небольших количеств органических растворителей или вовсе не требует их, позволяет избежать использования легковоспламеняющихся средств, который эффективно отделяет линзы из форм, в которых они были сформованы, и который удаляет UCD из линз.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет способы выщелачивания UCD из силиконовых гидрогелевых офтальмологических линз без вымачивания линз в органических растворителях. Согласно настоящему изобретению высвобождение силиконовой гидрогелевой линзы из формы, в которой сформована линза, облегчается за счет обработки линзы водным раствором в количестве, эффективном для содействия высвобождению. Кроме того, выщелачивание UCD из линзы также облегчается за счет обработки линзы водным раствором эффективного количества выщелачивающей добавки.

Кроме того, настоящее изобретение в целом относится к офтальмологическим линзам, полученным из материалов, включающих смачиваемые силиконовые гидрогели, сформированные из реакционной смеси, включающей, по меньшей мере, один гидрофильный полимер с высокой молекулярной массой и, по меньшей мере, один гидроксилфункционализированный силиконсодержащий мономер. В некоторых вариантах осуществления офтальмологические линзы формируются из реакционной смеси, включающей гидрофильный полимер с высокой молекулярной массой и эффективное количество гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера.

В других вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу приготовления офтальмологических линз, который включает смешивание гидрофильного полимера с высокой молекулярной массой и эффективного количества гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера для формирования прозрачного раствора и отверждение указанного раствора. Поэтому некоторые варианты осуществления могут включать одно или более (a) смешивание гидрофильного полимера с высокой молекулярной массой и эффективного количества гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера; и (b) отверждение продукта стадии (a) для формирования биомедицинского устройства и отверждение продукта стадии (a) для формирования смачиваемого биомедицинского устройства.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение дополнительно относится к офтальмологическим линзам, сформованным из реакционной смеси, включающей, по меньшей мере, один гидроксилфункционализированный силиконсодержащий мономер и количество гидрофильного полимера с высокой молекулярной массой в количестве, достаточном для включения без поверхностной обработки в линзу, устанавливающем контактный угол меньший, чем приблизительно 80°.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Было установлено, что силиконовая гидрогелевая офтальмологическая линза может быть высвобождена из формы, в которой она была отверждена, за счет обработки отвержденной линзы водным раствором эффективного количества высвобождающей добавки. Было также установлено, что надлежащее удаление выщелачиваемых материалов из силиконовой гидрогелевой офтальмологической линзы может быть реализовано за счет обработки отвержденной линзы водным раствором эффективного количества выщелачивающей добавки.

Определения

Как используется в настоящем документе, «надлежащее удаление выщелачиваемых материалов» означает, что по меньшей мере 50% выщелачиваемых материалов были удалены из линзы после обработки линзы.

Как используется в настоящем документе, «выщелачиваемые материалы» включают UCD и иные материалы, которые не связаны с полимером и могут быть проэкстрагированы из полимерной матрицы, например, за счет выщелачивания водой или органическим растворителем.

Как используется в настоящем документе, «выщелачивающая добавка» представляет собой любое соединение, которое используется в эффективном количестве в водном растворе для обработки офтальмологической линзы, способное привести к линзе с надлежащим количеством удаляемых выщелачиваемых материалов.

Как используется в настоящем документе, термин «мономер» представляет собой соединение, содержащее по меньшей мере одну способную к полимеризации группу и средней молекулярной массой приблизительно меньшей, чем 2000 Дальтонов, измеряемой с помощью детектирования показателя преломления в хроматографии инфильтрации геля. Таким образом, мономеры могут включать димеры и в некоторых случаях олигомеры, включая олигомеры, состоящие из более чем одного мономерного фрагмента.

Как используется в настоящем документе, термин «офтальмологическая линза» относится к устройствам, которые находятся в или на глазу. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, лечение раны, доставку лекарства, диагностическую функциональность, косметическое улучшение или комбинацию этих свойств. Термин ”линза” включает, но не ограничивается приведенным, мягкие контактные линзы, твердые контактные линзы, внутриглазные линзы, накладные линзы, окулярные линзы и оптические вставки.

Как используется в настоящем документе, термин «высвобождающая добавка» представляет собой соединение или смесь соединений, исключая органические растворители, которое при комбинировании с водой снижает время, необходимое для высвобождения офтальмологической линзы из формы по сравнению с временем, необходимым для высвобождения такой линзы с использованием водного раствора, который не включает высвобождающей добавки.

Как используется в настоящем документе, «высвобождение из формы» означает, что линза полностью отделена из формы или что это только слабое соединение, такое, что оно может быть устранено при умеренном воздействии или промывке.

Как используется в настоящем документе, термин «обработка» означает воздействие на отвержденную линзу водным раствором, включающим по меньшей мере одну из выщелачивающей добавки и высвобождающей добавки.

Как используется в настоящем документе и также определено ранее, термин «UCD» означает непрореагировавшие компоненты разбавители.

Обработка

Согласно настоящему изобретению обработка может включать воздействие на отвержденную линзу водным раствором, который включает по меньшей мере одну из: выщелачивающей добавки и высвобождающей добавки. В различных вариантах осуществления обработка может быть выполнена, например, за счет погружения линзы в раствора или воздействием на линзу потока раствора. В различных вариантах осуществления обработка также может включать, например, одно или больше из: нагревание раствора; перемешивание раствора; повышение содержания высвобождающей добавки в растворе до содержания, достаточного для высвобождения линзы; механическое воздействие на линзу; и увеличение содержания выщелачивающей добавки в растворе до содержания, достаточного для содействия надлежащему удалению UCD из линзы.

В качестве не ограничивающих примеров различные варианты осуществления могут включать высвобождение и удаление UCD, которое осуществляется либо в периодическом процессе, в котором линзы погружаются в раствор, содержащийся в фиксированной емкости на определенный период времени, либо в вертикальном процессе, в котором линзы подвергаются непрерывному воздействию потока раствора, который включает по меньшей мере одну из выщелачивающей добавки и высвобождающей добавки.

В некоторых вариантах осуществления раствор может нагреваться теплообменником или другим нагревающим устройством для дальнейшего облегчения выщелачивания линз и высвобождения линз из части формы. Например, нагревание может включать повышение температуры водного раствора до точки кипения, в то время как гидрогелевая линза и часть формы, к которой прилипла линза, погружены в нагреваемый водный раствор. Другие варианты осуществления могут включать циклическое изменение температуры водного раствора.

Некоторые варианты осуществления могут также включать применение физического воздействия для облегчения выщелачивания и высвобождения. Например, линза и часть формы, к которой прилипла линза, могут подвергнуть вибрации или перемещению обратно в водный раствор и обратно. Другие варианты осуществления могут включать ультразвуковые волны в водном растворе.

Эти и другие подобные процессы могут обеспечивать приемлемые значения высвобождения линз и удаления UCDs из линз перед упаковыванием.

Высвобождение

Согласно настоящему изобретению высвобождение силиконовой гидрогелевой линзы облегчается за счет обработки линзы раствором, включающим по меньшей мере одну и несколько высвобождающих добавок в комбинации с водой при концентрациях, эффективных для содействия высвобождению линзы. В некоторых вариантах осуществления высвобождение может облегчаться за счет высвобождающего раствора, заставляющего силиконовую гидрогелевую линзу набухать на 10% или более, где процентная степень набухания эквивалентна стократному повышению диаметра линзы в растворе высвобождающей добавки, поделенному на диаметр линзы в солевом растворе боратного буфера.

В некоторых вариантах осуществления высвобождающая добавка может включать спирты, такие как, например, С₅-С₇ спирты. Некоторые варианты осуществления могут также включать спирты, которые пригодны в качестве высвобождающих добавок и включают первичные, вторичные и третичные спирты с от 1 до 9 атомов углерода. Примеры таких спиртов включают метанол, этанол (EtOH), н-пропанол, 2-пропанол (изопропиловый спирт, IPA), 1-бутанол, 2-бутанол, трет-бутанол, 1-пентанол, 2-пентанол, 3-пентанол, 2-метил-1-бутанол, трет-амиловый спирт (ТДА), неопентиловый спирт, 1-гексанол, 2-гексанол, 3-гексанол, 2-метил-1-пентанол, 3-метил-1-пентанол, 4-метил-1-пентанол, 2-метил-2-пентанол, 3-метил-2-пентанол, 3-метил-3-пентанол, 1-гептанол, 2-гептанол, 3-гептанол, 4-гептанол, 1-октанол, 2-октанол, 1-нонанол и 2-нонанол. В некоторых вариантах осуществления также могут быть использованы фенолы.

Кроме того, в некоторых вариантах настоящего изобретения выщелачивающие добавки, которые в дальнейшем рассматриваются ниже, также могут быть комбинированы со спиртами для улучшения скорости высвобождения. В некоторых случаях выщелачивающие добавки могут использоваться в качестве высвобождающих добавок без добавления спиртов. Например, выщелачивающие добавки при концентрациях больших, чем приблизительно 12%, или когда используются для высвобождения линз с водорастворимыми разбавителями, такими как трет-амиловый спирт.

Материалы линзы

Офтальмологические линзы, пригодные для использования в настоящем изобретении, включают таковые, изготовленные из силиконовых гидрогелей. Силиконовые гидрогели предоставляют выгоды для носящих офтальмологические линзы по сравнению с обычными гидрогелями. Например, они обычно предоставляют более высокую проницаемость кислорода, Dk, или способность к переносу кислорода, Dk/l, где l представляет собой толщину линзы. Такие линзы уменьшают отек роговицы в связи с пониженной гипоксией и могут вызывать меньше лимбических покраснений, улучшают комфорт и снижают риск негативных воздействий, таких как бактериальные инфекции. Силиконовые гидрогели обычно изготовлены за счет комбинирования силиконсодержащих мономеров или макромеров с гидрофильными мономерами или макромерами.

Примеры силиконсодержащих мономеров включают SiGMA (2-пропеновая кислота, 2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый сложный эфир метакриловой кислоты, α,ω-бисметакрилоксипропилполидиметилсилоксан, mPDMS (монометакрилоксипропил завершенный моно-н-бутил завершенный полидиметилсилоксан) и TRIS, (3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан).

Примеры гидрофильных мономеров включают НЕМА (2-гидроксиэтилметакрилат), DMA (N,N-диметилакриламид) и NVP (N-винилпирролидон).

В некоторых вариантах осуществления полимер с высокой молекулярной массой может быть добавлен к смесям мономеров и выполнять функцию внутренней смачивающей добавки. Некоторые варианты осуществления могут также включать дополнительные компоненты или добавки, которые известны для данного уровня техники. Добавки могут включать, например: соединения, поглощающие ультрафиолет, и мономер, активные оттенки, противомикробные соединения, пигменты, фотохромы, высвобождающие средства, их комбинации и тому подобное.

Силиконовые мономеры и макромеры смешаны с гидрофильными мономерами и макромерами, помещены в форму офтальмологической линзы и отверждены за счет воздействия на мономер одного или нескольких факторов, способных вызывать полимеризацию мономера. Такие условия могут включать, например: тепло и свет, где свет может включать один или несколько из: видимое, ионизирующее, актиническое, рентгеновское, электронно-лучевое или ультрафиолетовое (далее "УФ") излучение. В некоторых вариантах осуществления свет, используемый для осуществления полимеризации, может иметь длину волны от приблизительно 250 до приблизительно 700 нм. Пригодные источники радиации включают УФ-лампы, флюоресцентные лампы, лампы накаливания, вакуумные ртутные лампы и солнечного света. В некоторых вариантах осуществления, где УФ-поглощающее соединение включено в состав мономерной композиции (например, в качестве УФ-блокиратора), отверждение можно проводить с помощью способов, отличных от УФ- излучения (таких как, например, видимого света или тепла).

В некоторых вариантах осуществления источник излучения, используемый для облегчения отверждения, может быть выбран из УФ А (приблизительно 315 - приблизительно 400 нм), УФ В (приблизительно 280 - приблизительно 315) или видимого света (приблизительно 400 - приблизительно 450 нм), при низкой интенсивности. Некоторые варианты осуществления могут также включать реакцию, когда смесь включает УФ-поглощающее соединение.

В некоторых вариантах осуществления, когда линзы отверждены с помощью тепла, в таких случаях тепловой инициатор может быть добавлен к мономерной смеси. Такие инициаторы могут включать один или несколько из: пероксиды, такие как бензоил пероксид, и азо-соединения, такие как AIBN (азобисизобутиронитрил).

В некоторых вариантах осуществления линзы могут быть отверждены с помощью ультрафиолетового или видимого света и фотоинициатор может быть добавлен к мономерной смеси. Такие фотоинициаторы могут включать, например, ароматические альфа-гидрокси кетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, оксиды ацилфосфина и третичные амины плюс дикетоны, их смеси и тому подобное. Иллюстративные примеры фотоинициаторов представляют собой 1-гидроксициклогексилфенил кетоны, 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-пропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819), 2,4,6-триметилбензилдифенилфосфинокисид и 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфинокисид, бензоинметиловый эфир и комбинация камфорохинона и этил-4-(N,N-диметиламино)бензоата. Коммерчески доступные системы инициаторов при видимом свете включают Irgacure 819, Irgacure 1700, Irgacure 1800, Irgacure 819, Irgacure 1850 (все от Ciba Specialty Chemicals) и инициатор Lucirin ТРО (доступный от BASF). Коммерчески доступные УФ-фотоинициаторы включают Darocur 1173 и Darocur 2959 (Ciba Specialty Chemicals).

В некоторых вариантах осуществления также возможно полезно включить разбавители в мономерную смесь, например, для улучшения растворимости различных компонентов или для увеличения четкости или степени полимеризации формируемого полимера. Варианты осуществления могут включать вторичные и третичные спирты в качестве разбавителей.

Известны различные способы для обработки реакционной смеси в производстве офтальмологических линз, включая известные подвижные и статические отливки. В некоторых вариантах осуществления способ производства офтальмологических линз из полимеров включает отливку силиконовых гидрогелей. Силиконовая гидрогелевая отливка может быть эффективной и обеспечивать точный контроль над окончательной формой гидратированной линзы.

Отливка офтальмологических линз из силиконовых гидрогелей может включать помещение измеренного количества мономерной смеси в вогнутую часть формы. Выпуклые части формы затем размещают на вершине мономера и прессуют для закрытия и формирования полости, которая определяет форму контактных линз. Мономерная смесь в частях форм отверждается для формования контактной линзы. Как используется в настоящем документе, отверждение мономерной смеси включает процесс или условие, которое допускает или способствует полимеризации мономерной смеси. Примеры условий, которые способствуют полимеризации, включают одно или несколько из: воздействие света и применение тепловой энергии.

Когда половины формы отделены, линза обычно прилеплена к той или иной половине формы. Как правило, физически трудно удалить линзу из половины формы, и обычно предпочтительно поместить эту половину формы в растворитель для высвобождения линзы. Набухание линзы в результате абсорбции линзой этого растворителя обычно способствует высвобождению линзы из формы.

Силиконовые гидрогелевые линзы могут быть изготовлены с использованием относительно гидрофобных разбавителей, таких как 3,7-диметил-3-октанол. Если попробовать высвободить такие линзы в воде, такие разбавители предотвратят абсорбцию воды и не допустят достаточного набухания линзы при высвобождении.

Кроме того, силиконовые гидрогели могут быть изготовлены с использованием относительно гидрофильных и водорастворимых разбавителей, таких как этанол, т-бутанола или т-амилового спирта. Когда используются такие разбавители и линзы и форму помещают в воду, разбавитель может легче раствориться и линза может проще высвободится в воде, чем в случае использования более гидрофобных разбавителей.

Выщелачиваемые материалы

После отверждения линзы формирующий полимер обычно содержит некоторое количество материала, который не связан или включен в полимер. Выщелачиваемый материал, не связанный с полимером, может быть проэкстрагирован из полимерной матрицы, например, за счет выщелачивания водой или органическим растворителем (далее "выщелачиваемый материал"). Такой выщелачиваемый материал может быть нежелателен при использовании контактной линзы в глазе. Например, выщелачиваемый материал может медленно высвобождаться из контактной линзы, когда контактная линза находится в глазе, и может вызывать раздражение или токсичный эффект в глазу пользователя. В некоторых случаях выщелачиваемый материал может также вызывать налет на поверхности контактных линз, где возможно формирование гидрофобной поверхности, и может притягивать мусор из слез или может служить препятствием увлажнению линзы.

Некоторые материалы могут быть физически захвачены в полимерную матрицу и, возможно, не могут быть устранены, например, при экстракции водой или органическим растворителем. Как используется в настоящем документе, захваченный материал не считается выщелачиваемым материалом.

Выщелачиваемый материал обычно включает большинство или все материалы, включенные в мономерную смесь, которые не имеют способности к полимеризации. Например, разбавитель может представлять собой выщелачиваемый материал. Выщелачиваемый материал может также включать неполимеризуемые примеси, которые присутствуют в мономере. При подходе полимеризации к окончанию скорость полимеризации обычно будет замедляться и некоторые небольшие количества мономера, возможно, никогда не полимеризуются. Мономер, который никогда не сможет полимеризоваться, может быть включен в материал, который будет выщелочен из полимеризовавшейся линзы. Выщелачиваемый материал может также включать небольшие полимерные фрагменты или олигомеры. Олигомеры могут возникнуть в результате раннего завершения реакции формирования любой имеющейся полимерной цепи. Соответственно выщелачиваемые материалы могут включать некоторые или все смеси описанных выше компонентов, которые могут варьироваться от одного к другому в своих свойствах, таких как токсичность, молекулярная масса или растворимость в воде.

Выщелачивающие добавки

Согласно настоящему изобретению выщелачивание силиконовой гидрогелевой линзы способствует воздействие на линзу раствора, включающего один или несколько выщелачивающих добавок в комбинации с водой при концентрациях, эффективных для удаления UCD из линзы.

Например, в некоторых вариантах осуществления офтальмологические линзы могут быть подвергнуты обработке воздействием на линзы выщелачивающей добавки, и GC масс-спектрометр может быть использован для измерения уровня содержания одного или нескольких UCD в офтальмологических линзах. GC масс-спектрометр может определить, является ли обработка выщелачивающей добавкой эффективной для уменьшения содержания конкретных UCD, содержащихся в линзах, до максимального порогового количества.

Соответственно в некоторых вариантах осуществления GC масс-спектрометр может быть использован для проверки максимального порогового количества UCD, таких как SiMMA, mPDMS, SiMMA гликоля, и эпоксида, примерно 300 миллионных долей. Минимальный период времени обработки гидрацией, необходимый для уменьшения присутствия таких UCD до 300 миллионных долей или менее, в конкретных линзах может быть определен путем периодических измерений. В дополнительных вариантах осуществления другие UCD, такие как, например, D30 или другие разбавители, могут быть измерены для обнаружения максимального количества примерно 60 миллионах долей. Варианты осуществления могут также включать установление порогового количества конкретного UCD на минимальном уровне обнаружения, определенные за счет тестирования оборудования.

Примеры выщелачивающих добавок согласно настоящему изобретению включают: этоксилированные спирты или этоксилированные карбоновые кислоты, этоксилированные гликозиды или сахара, опционально с присоединенными C₈-C₁₄ углеродными цепочками, оксиды полиалкенов, сульфаты, карбоксилаты или амино оксиды C₈-C₁₀ соединений. Примеры включают оксид кокоамидопропиламина (SCAW), этоксилированные десятью оксидами этилена C_12-14 жирные спирты (Е12Е10 или С12С10), додецилсульфат натрия (SDS), полиоксиэтилен-2-этилгексиловый эфир (ЕН-5), полипропиленгликоль (PPG 425), полиэтиленгликольмонометиловый эфир, этоксилированный диолеат метилгликозида (DOE-120) и натриевую соль н-октилсульфата (Texapon 845), натриевую соль этилгексилсульфата (Sulfotex ОА).

Следующие примеры включены в порядке иллюстрации настоящего изобретения. Эти примеры не ограничивают настоящее изобретение. Они предназначены только для предложения способа практического воплощения настоящего изобретения. Квалифицированный специалист в этой области, так же как и в других областях, может найти другие способы практического воплощения настоящего изобретения; эти способы считаются находящимися в области настоящего изобретения.

Гидрофильный полимер с высокой молекулярной массой

Как используется в настоящем документе, «гидрофильный полимер с высокой молекулярной массой» относится к веществам, имеющим среднюю молекулярную массу не менее приблизительно 100000 Дальтонов, где указанные вещества после включения в рецептуру силиконовых гидрогелей увеличивают смачиваемость отвержденных силиконовых гидрогелей. Предпочтительная средняя молекулярная масса этих гидрофильных полимеров с высокой молекулярной массой более чем приблизительно 150000 Дальтонов, более предпочтительная от приблизительно 150000 Дальтонов до 2000000 Дальтонов, еще более предпочтительная от приблизительно 300000 Дальтонов до 1800000 Дальтонов, наиболее предпочтительная от приблизительно 500000 Дальтонов до 1500000 Дальтонов. Кроме того, молекулярная масса гидрофильных полимеров настоящего изобретения может быть также выражена через значение К, основанное на измерениях кинематической вязкости, как описано в Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, N-Vinyl Amide Polymers, Второе издание, VoI 17, стр. 198-257, John Wiley & Sons Inc. Когда выражено таким способом, гидрофильные полимеры имеют значение К более чем приблизительно 46 и предпочтительно от приблизительно 46 до 150. Гидрофильные полимеры с высокой молекулярной массой представлены в составах этих устройств в количестве, достаточном для создания контактных линз, которые без модификации поверхности остаются по существу свободными от поверхностных отложений во время использования. Обычные периоды использования включают по меньшей мере 8 часов, и предпочтительно ношение в течение нескольких дней подряд, и более предпочтительно в течение 24 часов или более, без удаления. По существу свободные от поверхностных отложений подразумевает, что при осмотре с щелевой лампой по меньшей мере приблизительно 70%, и предпочтительно приблизительно 80%, и более предпочтительно 90% линз, носимых группой пациентов, обнаруживаются слабые отложения или отсутствие таковых после периода ношения.

Пригодные количества гидрофильных полимеров с высокой молекулярной массой включают от приблизительно 1 до приблизительно 15 мас.%, более предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 15%, наиболее предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 12% от общей суммы реагирующих компонентов.

Примеры гидрофильных полимеров с высокой молекулярной массой включают, но не ограничиваются приведенными здесь, полиамиды, полилактоны, полиимиды, полилактамы и функционализированные полиамиды, полилактоны, полиимиды, полилактамы, такие как DMA, функционализированный за счет сополимеризации DMA с малым количеством гидроксилфункционализированного мономера, такого как HEMA, и последующей реакции гидроксильных групп полученного сополимера с материалами, содержащими радикально полимеризуемые группы, такие как изоцианатоэтилметакрилат или метакрилоилхлорид. Также могут быть использованы гидрофильные преполимеры из DMA или н-винилпирролидона с глицидилметакрилатом. Глицидилметакрилатное кольцо может быть раскрыто для получения диола, который может быть использован совместно с другими гидрофильными преполимерами в смешанной системе для повышения совместимости гидрофильных полимеров с высокой молекулярной массой, гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера и любых других групп, которые придают совместимость. Предпочтительные гидрофильные полимеры с высокой молекулярной массой представляют собой такие, которые содержат циклические фрагменты в своих основах, более предпочтительны циклический амид или циклический имид. Гидрофильные полимеры с высокой молекулярной массой включают, но не ограничиваются приведенными здесь, поли-N-винилпирролидон, поли-N-винил-2-пиперидон, поли-N-винил-2-капролактам, поли-N-винил-3-метил-2-капролактам, поли-N-винил-3-метил-2-пиперидон, поли-N-винил-4-метил-2-пиперидон, поли-N-винил-4-метил-2-капролактам, поли-N-винил-3-этил-2-пирролидон и поли-N-винил-4,5-диметил-2-пирролидон, поливинилимидазол, поли-N,N-диметилакриламид, поливиниловый спирт, полиакриловую кислоту, полиэтиленоксид, поли-2-этилоксазолин, гепариновые полисахариды, полисахариды, их смеси и сополимеры (включая блочные или случайные, разветвленные, многоцепочечные, гребнеобразные или звездообразные), где поли-N-винилпирролидон (PVP) особенно предпочтителен. Сополимеры могут быть также использованы, такие как привитой сополимер PVP.

Гидрофильные полимеры с высокой молекулярной массой обеспечивают улучшенную смачиваемость и, в частности, улучшенную смачиваемость in vivo для медицинских устройств настоящего изобретения. Безотносительно к какой-либо теории есть основания полагать, что гидрофильные полимеры с высокой молекулярной массой представляют собой реципиенты водородных связей, которые в водной среде водородной связью с водой, таким образом, эффективно придают больше гидрофильности. Отсутствие воды способствует включению гидрофильных полимеров в реакционную смесь. Помимо конкретно указанных гидрофильных полимеров с высокой молекулярной массой, ожидается, что любой гидрофильный полимер с высокой молекулярной массой будет пригоден в настоящем изобретении при условии, что, когда указанный полимер добавлен к составу силиконового гидрогеля, гидрофильный полимер (а) по существу не разделяет фазы в реакционной смеси и (б) придает смачиваемость конечному отвержденному полимеру. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы гидрофильный полимер с высокой молекулярной массой был растворим в разбавителе при температуре обработки. Процессы производства, которые используют воду или водорастворимые разбавители, могут быть предпочтительны в силу своей простоты и меньшей стоимости. В таких вариантах осуществления предпочтительны гидрофильные полимеры с высокой молекулярной массой, которые водорастворимы при температуре обработки.

Гидроксилфункционализированный силиконсодержащий мономер

Как используется в настоящем документе, «гидроксил-ункционализированный силиконсодержащий мономер» представляет собой соединение, содержащее, по меньшей мере, одну способную к полимеризации группу, имеющую среднюю молекулярную массу меньше, чем приблизительно 5000 Дальтонов, измеряемую с помощью детектирования показателя преломления в хроматографии инфильтрации геля и предпочтительно меньше, чем приблизительно 3000 Дальтонов, которая способна на совмещение силиконсодержащих мономеров, включенных в состав гидрогеля, с гидрофильным полимером. Гидроксильная функция является очень эффективной для улучшения гидрофильной совместимости. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления гидроксил-функционализированные силиконсодержащие мономеры настоящего изобретения включают, по меньшей мере, одну гидроксильную группу и по меньшей мере одну "-Si-O-Si-" группу. Предпочтительно, когда силикон и присоединенный к нему кислород насчитывают более чем приблизительно 10 мас.% указанного гидроксил-функционализированного силиконсодержащего мономера, более предпочтительно более чем приблизительно 20 мас.%.

Соотношение Si к OH в гидроксилфункционализированном силиконсодержащем мономере также имеет важное значение для предоставления гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера, который будет обеспечивать требуемую степень совместимости. Если соотношение гидрофобной части к OH слишком высоко, гидроксилфункционализированный силиконовый мономер может быть плохо совместимым с гидрофильным полимером, в результате приводя к несовместимым реакционным смесям. Соответственно в некоторых вариантах осуществления соотношение Si к OH представляет собой менее чем приблизительно, и 15:1, и предпочтительно от приблизительно 1:1 до приблизительно 10:1. В некоторых вариантах осуществления первичные спирты обеспечивают улучшенную совместимость по сравнению с вторичными спиртами. Специалистам в данной области техники будет принято во внимание, что количество и выбор гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера будет зависеть от количества гидрофильного полимера, требуемого для достижения желаемой смачиваемости и степени, в которой силиконсодержащий мономер является несовместимым с гидрофильным полимером.

В некоторых вариантах осуществления реакционные смеси настоящего изобретения могут включать более чем один гидроксил-функционализированный силиконсодержащий мономер. Для монофункционального гидроксилфункционализированного силиконсодержащего мономера предпочтительный R¹ представляет собой водород, и предпочтительные R², R³ и R⁴ представляют собой C_1-6-алкил и триC_1-6-алкилсилокси, наиболее предпочтительны метил и триметилсилокси. Для многофункциональных (дифункционального или более) R¹-R⁴ независимо включают этиленовые ненасыщенные способные к полимеризации группы, и более предпочтительно включают акрилат, стирил, С_1-6алкилакрилат, акриламид, С_1-6алкилакриламид, N-виниллактам, N-виниламид, C_2-12алкенил, C_2-12алкилфенил, C_2-12алкенилнафтил или C_2-6алкилфенил, C_1-6алкил. В некоторых вариантах осуществления R⁵ представляет собой гидроксил,-CH₂OH или CH₂CHOHCH₂OH.

В некоторых иных вариантах осуществления R⁶ представляет собой двухвал