Ионные силиконовые гидрогели с улучшенной гидролитической стабильностью

Ионные силиконовые гидрогели с улучшенной гидролитической стабильностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Родственные заявки

Настоящая заявка истребует приоритет по предварительной заявке на патент США № 61101455, поданной 30 сентября 2008 г., и заявке на патент США № 12567352, поданной 25 сентября 2009 г., на содержании которых основана настоящая заявка и которые включены в нее путем ссылки.

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к ионным силиконовым гидрогелям и изготовленным из них офтальмологическим устройствам, которые демонстрируют предпочтительный профиль абсорбции белков и улучшенную гидролитическую стабильность.

Предпосылки создания изобретения

Хорошо известно, что контактные линзы могут использоваться для коррекции зрения. Уже много лет в продаже имеются различные виды контактных линз. Сегодня очень популярны гидрогелевые контактные линзы. Такие линзы изготавливаются из гидрофильных полимеров и сополимеров, содержащих гидроксиэтилметилакрилатные (HEMA) единицы повтора. Одними из самых комфортных и обладающих самым низким уровнем развития отрицательных побочных эффектов являются контактные линзы, изготовленные из сополимеров HEMA и метакриловой кислоты (MAA). Изготовленные из сополимеров HEMA и MAA контактные линзы, такие как линзы ACUVUE, демонстрируют значительный уровень абсорбции лизоцима (более 500 мкг) и сохраняют большую часть абсорбированного белка в его нативной форме. Однако, как правило, гидрогелевые контактные линзы имеют значение проницаемости для кислорода не выше приблизительно 30.

Ранее были описаны контактные линзы, изготовленные из силиконового гидрогеля. Такие линзы из силиконового гидрогеля имеют проницаемость для кислорода более приблизительно 60, и многие из них обеспечивают пониженные уровни гипоксии по сравнению с контактными линзами из обычного гидрогеля. Однако линзы из силиконового гидрогеля имеют более высокие уровни развития отрицательных побочных эффектов по сравнению с линзами из обычного гидрогеля, и было бы желательно сохранить присущую силиконовому гидрогелю проницаемость для кислорода, но при этом добиться низких уровней развития отрицательных побочных эффектов, которыми отличаются лучшие линзы из обычного гидрогеля. К сожалению, предпринимавшиеся ранее попытки ввести анионные компоненты в силиконовые гидрогели приводили к созданию контактных линз, которые не отличались гидролитической стабильностью и модуль упругости которых возрастал при воздействии воды и нагрева. Например, модуль упругости линз Purevision (компания Bausch&Lomb) возрастает с 1069 кПа (155 psi) до 3971 кПа (576 psi) в результате выдерживания при температуре 95°C в течение недели. Причиной такого увеличения модуля упругости принято считать гидролиз концевых силоксановых групп с последующей реакцией конденсации, что приводит к образованию новых силоксановых групп и формированию новых поперечных сшивок в полимере. Даже несмотря на то что в линзах Purevision содержится приблизительно 1% вес. ионного компонента, они характеризуются относительно низкими уровнями абсорбции лизоцима (менее приблизительно 50 мкг), при этом большая часть абсорбированного белка денатурируется.

Для понижения нестабильности ионных силиконовых гидрогелей предлагалось использовать в качестве силиконовых мономеров силиконовые компоненты с объемными алкильными или арильными группами, такие как 3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS) или 2-метил-,2-гилрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA). Однако подобные объемные силоксановые мономеры недоступны в продаже и могут быть достаточно дорогими в производстве.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение относится к полимерам для получения ионных силиконовых гидрогелей, которые демонстрируют улучшенную термостабильность и желательный уровень абсорбции белков. Более конкретно, настоящее изобретение относится к полимерам для получения силиконовых гидрогелей и контактным линзам, изготовленным из реакционно-способных компонентов, в состав которых входит по меньшей мере один силиконовый компонент и по меньшей мере один анионный компонент в количестве от приблизительно 0,1 до 0,9% вес.

Настоящее изобретение относится к полимерам для получения ионных силиконовых гидрогелей, которые демонстрируют улучшенную термостабильность и желательный уровень абсорбции белков. Более конкретно, настоящее изобретение относится к полимерам для получения силиконовых гидрогелей и контактным линзам, изготовленным из реакционно-способных компонентов, в состав которых входит по меньшей мере один силиконовый компонент и по меньшей мере один анионный компонент, в состав которого входит по меньшей мере одна карбоксильная кислотная группа в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 ммоль/г.

Описание чертежей

На фиг.1 представлен график изменения модуля упругости при температуре 55°C для линз из Примеров 1-4 и Сравнительного примера 1 в зависимости от времени.

На фиг.2-4 представлены графики изменения модуля упругости, прочности на разрыв и относительного удлинения при температуре 55°C линз из Примеров 6-7 в зависимости от времени.

На фиг.5 представлен график концентраций поликватерния-1 (диметил-бис[(Е)-4-[трис(2-гидроксиэтил)азаний-ил]-бут-2-енил]азания хлорид) (PQ1) и лизоцима в полимерах, изготовленных в соответствии с Примерами 10-18 и Сравнительным примером 2.

Подробное описание

Неожиданно была обнаружена возможность получения полимеров для создания ионных силиконовых гидрогелей и изготовленных из них изделий, имеющих приемлемую термостабильность и желательные характеристики абсорбции белков.

Используемый в настоящем документе термин «биомедицинское устройство» означает любое изделие, предназначенное для использования внутри и (или) на поверхности ткани или жидкости организма млекопитающих. Примеры подобных устройств без ограничений включают катетеры, импланты, стенты и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы и контактные линзы.

Используемый в настоящем документе термин «офтальмологическое устройство» означает любое устройство, расположенное внутри или на глазе или части глаза, включая роговицу, веки и слезные железы. Подобные устройства могут применяться для оптической коррекции, в косметических целях, для улучшения зрения, терапевтических целей (например, в качестве бандажа) или для доставки активных компонентов, таких как фармацевтические и нутрицевтические компоненты, либо для любого сочетания из перечисленных функций. Примеры офтальмологических устройств включают линзы и оптические и глазные вставки, включая, помимо прочего, пробки для слезных канальцев и т.п.

Используемый в настоящем документе термин «линза» относится к офтальмологическим устройствам, расположенным внутри или на глазу. Термин «линза» без ограничений включает в себя мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, искусственные хрусталики, накладные линзы.

Указанные медицинские устройства, офтальмологические устройства и линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, изготовлены из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые без ограничений включают в себя силиконовые гидрогели и силиконовые фторгидрогели. Подобные гидрогели содержат гидрофобные и гидрофильные мономеры, которые в полимеризованной линзе ковалентно связаны друг с другом.

Используемый в настоящем документе термин «абсорбция» применяется в отношении веществ, связанных внутри, с или на поверхности линзы, либо отложенных внутри или на поверхности линзы.

Используемый в настоящем документе термин «реакционная смесь» относится к смеси компонентов (как реакционно-способных, так и нереакционно-способных), которые смешиваются друг с другом и помещаются в условия протекания полимеризации с образованием ионных силиконовых гидрогелей, составляющих предмет настоящего изобретения. В состав указанной реакционной смеси входят реакционно-способные компоненты, такие как мономеры, макромеры, преполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, разбавители и добавки, такие как смачивающие агенты, разделительные агенты, красители, поглощающие свет соединения, такие как УФ-блокаторы и фотохромные соединения, причем каждый из них может быть реакционно-способным или нереакционно-способным, но способным удерживаться внутри готового медицинского устройства, а также фармацевтические и нутрицевтические соединения. Очевидно, что в состав реакционной смеси может входить широкий спектр добавок в зависимости от типа изготавливаемого медицинского устройства и его назначения. Концентрации компонентов реакционной смеси даются в весовых процентах (% вес.) от суммарного содержания всех компонентов реакционной смеси за исключением разбавителя. При использовании разбавителей их концентрации даются в % вес. от суммарного содержания всех компонентов в реакционной смеси, включая разбавитель.

Анионные компоненты представляют собой компоненты, включающие по меньшей мере одну анионную группу и по меньшей мере одну реакционно-способную группу. Анионные группы представляют собой группы, несущие отрицательный заряд. Примеры анионных групп включают карбоксилатные группы, фосфаты, сульфаты, сульфонаты, фосфонаты, бораты, их смеси и т.п. В одном варианте осуществления указанные анионные группы имеют в своем составе от трех до десяти атомов углерода, в другом варианте осуществления - от одного до восьми атомов углерода. В одном варианте осуществления указанные анионные группы представляют собой группы карбоновых кислот.

Реакционно-способные группы включают группы, способные к свободнорадикальной и (или) катионной полимеризации в условиях реакции полимеризации. Неограничивающие примеры свободнорадикальных реакционно-способных групп включают в себя (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, C_1-6алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C_1-6алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, C_2-12алкенилы, C_2-12алкенилфенилы, C_2-12алкенилнафтилы, C_2-6алкенилфенил-C_1-6алкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Неограничивающие примеры катионных реакционно-способных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном варианте осуществления реакционно-способные группы включают (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид, а также их смеси.

Любое химическое название с префиксом (мет), например, (мет)акрилат, включает как незамещенное, так и соответствующее метилзамещенное соединение.

Примеры соответствующих анионных компонентов включают реакционно-способные карбоновые кислоты, включая алкилакриловые кислоты, такие как (мет)акриловая кислота, акриловая кислота, итаконовая кислота, кротоновая кислота, коричная кислота, винилбензойная кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, моноэфиры фумаровой кислоты, малеиновой кислоты и итаконовой кислоты, N-винилоксикарбонилаланин (VINAL), реакционно-способные сульфонатные соли, включая 2-(акриламидо)-2-метилпропансульфонат натрия, 3-сульфопропил(мет)акрилат калия, 3-сульфопропил(мет)акрилат натрия, бис-3-сульфопропилитаконат динатрия, бис-3-сульфопропилитаконат дикалия, винилсульфонат натрия, винилсульфонат калия, стиролсульфонат, сульфоэтилметакрилат, а также их смеси и т.п. В одном варианте осуществления указанный анионный компонент выбирается из реакционно-способных карбоновых кислот, в другом варианте осуществления - из метакриловой кислоты и N-винилоксикарбонилаланина. В одном варианте осуществления указанный ионный компонент представляет собой метакриловую кислоту.

В одном варианте осуществления анионный компонент вводится в реакционную смесь в количестве от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,8% вес., в ряде других вариантов осуществления - в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,8% вес.

В другом варианте осуществления анионный компонент включает по меньшей мере одну карбоксильную группу и присутствует в реакционной смеси в количестве от приблизительно 0,1 ммоль/100 г до приблизительно 10 ммоль/г. Поддержание концентрации анионного компонента в указанных пределах позволяет повысить стабильность получаемого полимера. Неожиданно было обнаружено, что полимеры, содержащие в своем составе указанные количества анионного компонента, помимо повышенной стабильности также демонстрируют желательный профиль абсорбции белков.

В другом варианте осуществления количество вводимого в смесь анионного компонента может варьироваться в зависимости от структуры и концентрации используемых силиконовых компонентов, а также структуры анионного компонента, при условии что молярное произведение анионных групп и Si триметилсилильных групп (-OSiMe₃, TMS) не превышает указанных ниже величин.

Полимеры для получения силиконового гидрогеля, составляющие предмет настоящего изобретения, также имеют стабильный модуль упругости. Используемый в настоящей заявке термин «стабильный модуль упругости» означает, что модуль упругости возрастает менее чем приблизительно на 30%, а в ряде вариантов осуществления - менее чем приблизительно на 20% в процессе выдержки в течение восьми недель при температуре 55°C. В ряде вариантов осуществления полимеры для получения силиконового гидрогеля, составляющие предмет настоящего изобретения, имеют модуль упругости, который возрастает менее чем приблизительно на 20% в процессе выдержки в течение 20 недель при температуре 55°C.

Силиконовые компоненты представляют собой реакционно-способные и нереакционно-способные компоненты, в состав которых входит по меньшей мере одна группа -Si-O-Si-. Кремний и непосредственно связанный с ним кислород предпочтительно составляют приблизительно 10% вес. указанного силиконового компонента, более предпочтительно составляют более чем приблизительно 20% вес. указанного силиконового компонента.

Предыдущие попытки введения анионного компонента в силиконовые гидрогели, как правило, приводили к образованию полимеров, модуль упругости которых возрастает со временем или под воздействием повышенных температур. Причиной такого возрастания модуля упругости принято считать гидролиз концевых силоксановых групп с последующей реакцией конденсации, что приводит к образованию новых силоксановых групп и формированию новых поперечных сшивок в полимере. Принято считать, что гидролитическая стабильность силиконовых групп (более конкретно, связи кремний-кислород) определяется заместителями при атоме кремния. Более объемные заместители обеспечивают большую гидролитическую стабильность за счет увеличения стерических затруднений для реакции гидролиза. Роль таких заместителей могут играть алкильные группы (метил, этил, пропил, бутил и т.д.), арильные группы (например, бензил) или даже другие кремнийсодержащие группы. Исходя из создаваемых заместителем стерических затруднений силиконовые материалы, содержащие триметилсилильные (-OSiMe₃, TMS) группы (такие как SiMAA или TRIS), как правило, имеют меньшую гидролитическую стабильность в присутствии ионных компонентов по сравнению с соединениями, содержащими полидиметилсилоксановые [(-OSiMe₂)_n] цепи, такими как mPDMS. Таким образом, в настоящем варианте осуществления стабильность полимера еще больше повышается путем выбора силиконсодержащего компонента в сочетании с контролем содержания анионного компонента.

В одном варианте осуществления используемый силиконовый компонент содержит по меньшей мере одну полидиметилсилоксановую цепь, а в другом варианте осуществления все используемые силиконовые компоненты не содержат групп TMS.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения произведения процентного мольного содержания кремния (Si) в триметилсилильной (TMS) группе используемого силиконового компонента и процентного мольного содержания анионных групп в используемом анионном компоненте составляет менее чем приблизительно 0,002, в ряде вариантов осуществления - менее чем приблизительно 0,001, и в других вариантах осуществления - менее чем приблизительно 0,0006. Указанное произведение рассчитывается следующим образом:

1) При расчете мольных долей в соответствии с настоящим изобретением реакционно-способные компоненты исходной смеси мономера (т.е. без учета разбавителя(-ей) и вспомогательных технологических добавок, которые не остаются в готовой линзе) представляются в виде весовых долей, в сумме составляющих 100 г.

2) Мольное содержание анионных групп=(вес в граммах анионного компонента/молекулярный вес анионного компонента)·число анионных групп в анионном компоненте. Для Примера 1, в котором в смеси содержится 1% метакриловой кислоты, такой расчет дает (1 г/86 г/моль)·1=0,012 моль карбоксилатных групп.

3) Мольное содержание TMS=(вес в граммах силиконового компонента/молекулярный вес силиконового компонента)·число групп TMS в силиконовом компоненте. Например, в Примере 1, в котором в смеси содержится 30 г SiMAA, такой расчет дает (30 г/422,7 г/моль)·2=0,142 моль TMS. В композициях, имеющих в составе несколько содержащих группы TMS силиконовых компонентов, мольное содержание TMS рассчитывается отдельно для каждого компонента, после чего полученные результаты суммируются.

4) Произведение устойчивости рассчитывается путем перемножения полученных значений для мольного содержания карбоксилатных групп и мольного содержания групп TMS. Так, для Примера 1 произведение устойчивости составляет 0,012·0,142=0,0017.

Так, в настоящем варианте осуществления силиконовые компоненты, ионные компоненты и их количества, используемые для получения гидрогелей в соответствии с настоящим изобретением, выбираются таким образом, чтобы произведение устойчивости не превышало указанных величин. В другом варианте осуществления используемые силиконовые компоненты не содержат групп TMS, тем самым обеспечивая произведение устойчивости, равное нулю. Не содержащие групп TMS силиконсодержащие компоненты включают в себя соединения, раскрытые в международном патенте № WO 2008/0412158, а также реакционно-способные компоненты PDMS формулы I:

где b находится в диапазоне от 2 до 20, от 3 до 15 или, в ряде вариантов осуществления, от 3 до 10; по меньшей мере одна концевая группа R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, другая концевая группа R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу или моновалентную алкильную группу, содержащую от 1 до 16 атомов углерода, и остальные группы R¹ выбираются из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода.

В другом варианте осуществления b находится в диапазоне от 3 до 15, одна концевая группа R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, например (мет)акрилокси-C_1-6 алкил, которая далее может быть замещена по меньшей мере одной гидрофильной группой, такой как гидроксильная, сложноэфирная, или их сочетанием, другая концевая группа R¹ представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, и остальные группы R¹ представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от 1 до 3 атомов углерода.

В одном варианте осуществления одна концевая группа R¹ представляет собой (мет)акрилокси-C_1-6 алкил, который дополнительно может быть замещен сложноэфирной или гидроксильной группой, другая концевая группа R¹ представляет собой C_1-4 алкил, и остальные группы R¹ представляют собой метильные или этильные группы.

Неограничивающие примеры компонентов PDMS настоящего осуществления включают в себя (полидиметилсилоксан (МВ 400-1000) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил эфирной группой) (OH-mPDMS) и полидиметилсилоксаны с концевыми монометакрилоксипропильными и концевыми моно-н-C_1-4 алкильными группами, включая полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами (mPDMS) и полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми метильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами (mPDMS).

В одном варианте осуществления все силиконовые компоненты в реакционной смеси являются компонентами PDMS.

В другом варианте осуществления b находится в диапазоне от 5 до 400 или от 10 до 300; при этом обе концевые группы R¹ представляют собой моновалентные реакционно-способные группы, а остальные группы R¹ независимо выбираются из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода и могут также включать атомы галогенов.

В другом варианте осуществления от одной до четырех групп R¹ представляют собой винилкарбонат или винилкарбамат со следующей формулой:

Формула II

где Y представляет собой O-, S- или NH-;

R представляет собой водород или метил; q равно 1, 2, 3 или 4; и b находится в диапазоне от 1 до 50. В этих вариантах осуществления необходимо обратить особое внимание на то, чтобы используемый винилкарбонатный или винилкарбаматный силиконовый компонент также не содержал групп TMS, в противном случае возникнут трудности в обеспечении необходимых значений указанных выше мольных произведений.

Более конкретно, соответствующие целям настоящего изобретения силиконсодержащие винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры включают в себя 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан;

Формула III

где группа R¹ выбирается в соответствии с приведенным выше описанием концевых групп.

В ряде вариантов осуществления могут использоваться малые количества содержащих группы TMS винилкарбонатных и винилкарбаматных соединений. Такие группы включают в себя 3-(винилоксикарбонилтио)пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат, их сочетания и т.п.

В ряде вариантов осуществления может быть желательным ввод в смесь малых количеств силиконсодержащих компонентов, включающих по меньшей мере одну группу TMS. Такие группы включают в себя описанные выше содержащие группы TMS винилкарбонаты и винилкарбаматы, а также силиконсодержащие компоненты формулы I, где группы R¹ независимо выбираются из моновалентных реакционно-способных групп, моновалентных алкильных групп или моновалентных арильных групп, любых из перечисленных выше групп, которые дополнительно несут функциональные группы, выбираемые из следующих групп: гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамат, карбонат, галогенили их сочетание, моновалентных триметилсилоксановых групп,

где b=0;

причем по меньшей мере одна группа R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, а в некоторых вариантах осуществления от одной до трех групп R¹ представляют собой моновалентные реакционно-способные группы.

Соответствующие целям настоящего изобретения моновалентные алкильные и арильные группы включают в себя незамещенные моновалентные C₁-C₁₆ алкильные группы, C₆-C₁₄ арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, а также их различные комбинации и т.п.

В одном варианте осуществления b равно нулю, одна группа R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, и по меньшей мере три группы R¹ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, и в другом варианте осуществления - из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода.

Неограничивающие примеры силиконсодержащих компонентов настоящего осуществления включают в себя 2-метил-,2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA),

2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропил-трис(триметилсилокси)силан,

3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS),

3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и

3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.

При включении их в состав реакционной смеси содержащие группы TMS силиконсодержащие компоненты присутствуют в количестве менее чем приблизительно 20% вес., менее чем приблизительно 10% вес., и - в ряде вариантов осуществления - менее чем приблизительно 5% вес.

При необходимости получения биомедицинских устройств с модулем упругости менее чем приблизительно 200 только одна из групп R¹ должна являться моновалентной реакционно-способной группой.

В одном варианте осуществления, направленном на получение силикон-гидрогелевых линз, линза в соответствии с настоящим изобретением изготавливается из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20% вес., а в ряде вариантов осуществления - от приблизительно 20 до 70% вес. силиконсодержащих компонентов в пересчете на общую массу реакционно-способных мономерных компонентов, из которых выполнен полимер.

Другой класс силиконсодержащих компонентов включает в себя полиуретановые макромеры со следующими формулами:

Формулы IV-VI

(*D*A*D*G)_a *D*D*E¹;

E(*D*G*D*A)_a *D*G*D*E¹ или;

E(*D*A*D*G)_a *D*A*D*E¹

где

D представляет собой алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода;

G представляет собой алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тиоэфирные или аминовые мостиковые группы;

* означает уретановую или уреидомостиковую группу;

_a равен по меньшей мере 1;

A означает дивалентный полимерный радикал со следующей формулой:

Формула VII

R¹¹ независимо представляет собой алкильную или фторзамещенную алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать простые эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; p означает массу части молекулы от 400 до 10000; каждая из групп E и E¹ независимо представляет собой способный к полимеризации ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:

Формула VIII

где R¹² представляет собой водород или метил; R¹³ представляет собой водород, алкильный радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R¹⁵, где Y представляет собой -O-,Y-S- или -NH-; R¹⁴ представляет собой дивалентный радикал, содержащий от 1 до 12 атомов углерода; X представляет собой -CO- или -OCO-; Z представляет собой -O- или -NH-; Ar представляет собой ароматический радикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода; w находится в диапазоне от 0 до 6; x равно 0 или 1; y равно 0 или 1; и z равно 0 или 1.

В одном варианте осуществления силиконсодержащий компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:

Формула IX

где R¹⁶ представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления собственно изоцианатной группы, например бирадикал изофоронизоцианата. Другим соответствующим целям настоящего изобретения силиконсодержащим макромером является соединение формулы X (где x+y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), получаемое при реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной группой, изофоронизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.

Формула X

Другие соответствующие целям настоящего изобретения силиконсодержащие компоненты включают в себя компоненты, описанные в заявке на патент № WO 96/31792, такие как макромеры, содержащие полисилоксановые, полиалкиленэфирные, диизоцианатные, полифторуглеводородные, полифторэфирные и полисахаридные группы. Другой класс соответствующих целям настоящего изобретения силиконсодержащих компонентов включает в себя силиконсодержащие макромеры, полученные методом полимеризации с переносом группы (GTP), например макромеры, описанные в патентах США № 5314960, 5331067, 5244981, 5371147 и 6367929. В патентах США № 5321108, 5387662 и 5539016 описаны полисилоксаны с полярной фторированной привитой или боковой группой, имеющей атом водорода, присоединенный к концевому дифторзамещенному атому углерода. В заявке на патент США № 2002/0016383 описаны гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфирные и силоксанильные мостиковые группы, и способные к поперечной сшивке мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любой из перечисленных выше полисилоксанов также может быть использован в качестве силиконсодержащего компонента в целях настоящего изобретения.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения, когда требуется получить модуль упругости материала линзы менее чем приблизительно 827 кПа (120 psi), большая часть массовой доли используемых в реакционной смеси силиконсодержащих компонентов должна содержать только одну способную к полимеризации функциональную группу (монофункциональный силиконсодержащий компонент). В настоящем варианте осуществления для обеспечения необходимого баланса между способностью пропускать кислород и модулем упругости материала линзы предпочтительно, чтобы все компоненты, имеющие более одной способной к полимеризации функциональной группы (многофункциональные компоненты) в сумме составляли не более 10 ммоль/100 г реакционно-способных компонентов и предпочтительно не более 7 ммоль/100 г реакционно-способных компонентов.

Силиконсодержащие компоненты могут присутствовать в реакционной смеси в количестве вплоть до приблизительно 95% вес., в ряде вариантов осуществления - в количестве от приблизительно 10 до приблизительно 80% вес. и в других вариантах осуществления - в количестве от приблизительно 20 до приблизительно 70% вес. в расчете на полную массу реакционно-способных компонентов.

Помимо указанного ионного компонента реакционная смесь может также содержать по меньшей мере один гидрофильный компонент. Роль гидрофильных мономеров могут играть любые гидрофильные мономеры, применяемые для изготовления гидрогелей.

Один из классов соответствующих целям настоящего изобретения гидрофильных мономеров включает в себя акрил- и винилсодержащие мономеры. Такие гидрофильные мономеры могут сами использоваться как сшивающие агенты, однако при использовании гидрофильных мономеров, имеющих более одной способной к полимеризации функциональной группы, их концентрация должна быть ограничена, как описано выше, для получения контактной линзы с требуемым модулем упругости. Термин «мономеры винилового типа» или «винилсодержащие мономеры» относятся к мономерам, содержащим винильную группу (-CH=CH₂) и являющимся, как правило, высоко реакционно-способными. Известно, что такие гидрофильные винилсодержащие мономеры относительно легко полимеризуются.

Термин «мономеры акрилового типа» или «акрилсодержащие мономеры» относится к мономерам, содержащим акрильную группу (CH₂=CRCOX), где R представляет собой H или CH₃, и X представляет собой O или N, которые, как известно, также легко полимеризуются, например N,N-диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), глицеринметакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, полиэтиленгликольмонометакрилат, их смеси и т.п.

Гидрофильные винилсодержащие мономеры, которые могут вводиться в силиконовые гидрогели настоящего изобретения, включают в себя такие мономеры, как N-виниламиды, N-виниллактамы (например, N-винилпирролидон (NVP)), N-винил-N-метилацетамид, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, при этом предпочтительным является NVP.

Другие гидрофильные мономеры, которые могут применяться в настоящем изобретении, включают в себя полиоксиэтиленовые полиолы, в которых одна или несколько концевых гидроксильных групп замещены на функциональную группу, содержащую способную к полимеризации двойную связь. Примеры таких мономеров включают в себя полиэтиленгликоль, этоксилированный алкилглюкозид и этоксилированный бисфенол A, прореагировавший с одним или несколькими молярными эквивалентами замыкающей группы, такой как изоцианатоэтилметакрилат (IEM), метакриловый ангидрид, метакрилоилхлорид, винилбензоилхлорид и подобные соединения, с образованием полиэтиленполиола, имеющего одну или несколько конечных полимеризуемых олефиновых групп, связанных с полиэтиленполиолом через соединительные группы, такие как карбаматные или эфирные группы.

Другие примеры таких мономеров включают в себя гидрофильные винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры, раскрытые в патенте США № 5070215, и гидрофильные оксазолоновые мономеры, раскрытые в патенте США № 4910277. Специалист в данной области также может предложить и другие соответствующие целям настоящего изобретения гидрофильные мономеры.

В одном варианте осуществления указанные гидрофильные мономеры включают в себя по меньшей мере один из следующих гидрофильных мономеров: DMA, HEMA, глицеринметакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, NVP, N-винил-N-метилакриламид, полиэтиленгликольмонометакрилат, а также их смеси. В другом варианте осуществления указанные гидрофильные мономеры включают в себя по меньшей мере один из следующих мономеров: DMA, HEMA, NVP и N-винил-N-метилакриламид, а также их смеси. В другом варианте осуществления гидрофильный мономер представляет собой DMA.

Концентрации вводимых в реакционную смесь гидрофильных мономеров могут варьироваться в широких пределах в зависимости от конкретного сочетания необходимых свойств готового полимера. Приемлемыми являются концентрации гидрофильных мономеров вплоть до приблизительно 50, предпочтительно - от приблизительно 5 до приблизительно 50% вес. в пересчете на все реакционно-способные компоненты. Например, в одном варианте осуществления линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, имеют содержание воды по меньшей мере приблизительно 25%, а в другом варианте осуществления - от приблизительно 30 до приблизительно 70%. Для этих вариантов осуществления количество вводимого гидрофильного мономера может составлять от приблизительно 20 до приблизительно 50% вес.

Другие компоненты, которые могут присутствовать в реакционной смеси, используемой для формирования контактных линз в целях настоящего изобретения, включают в себя смачивающие агенты, например, описанные в патенте США № 6367929, международных патентах № WO 03/22321, WO 03/22322, компоненты, улучшающие совместимость, например, описанные в патентах №№ США 2003/162862 и 2003/2003/125498, соединения, поглощающие ультрафиолетовое излучение, лекарственные препараты, антимикробные соединения, способные к сополимеризации и неполимеризующиеся красители, разделительные агенты, реакционно-способные тонирующие соединения, пигменты, их сочетания и т.п. Общее количество дополнительных компонентов может составлять приблизительно до 20% вес. В одном варианте осуществления в состав используемой реакционной смеси входит до приблизительно 18% вес. смачивающего агента, и в другом варианте осуществления - от приблизительно 5 до приблизительно 18% вес. смачивающего агента.

В реакционную смесь может быть добавлен катализатор полимеризации. К инициаторам полимеризации относятся такие соединения, как лаурилпероксид, бензоилпероксид, изопропилперкарбонат, азобисизобутиронитрил и т.п., которые являются источниками свободных радикалов при умеренно повышенных температурах, и фотосенсибилизирующиеся системы, такие как ароматические альфа-гидроксикетоны, алкоксиоксибензоины, ацетофеноны, акрилфосфиноксиды, бисацилфосфиноксиды, и четвертичный амин плюс дикетон, их смеси и т.п. Типичными примерами фотоинициаторов являются 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилфенилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-т