Ионные силиконовые гидрогели

Ионные силиконовые гидрогели

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Смежные заявки

По настоящем описании испрашивается приоритет патентной заявки США с номером 13/720286, поданной 19 декабря 2012 г. и озаглавленной "ИОННЫЕ СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ", и предварительной патентной заявки США с номером 61/579693, поданной 23 декабря 2011 г. и озаглавленной "СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, СОДЕРЖАЩИЕ N-ВИНИЛАМИДЫ И ГИДРОКСИАЛКИЛ(МЕТ)АКРИЛАТЫ ИЛИ (МЕТ)АКРИЛАМИДЫ", и предварительной патентной заявки США с номером 61/579683, поданной 23 декабря 2011 г. и озаглавленной "СИЛИКОНОВЫЕ ГИДРОГЕЛИ, ИМЕЮЩИЕ СТРУКТУРУ, СФОРМИРОВАННУЮ ПУТЕМ КОНТРОЛЯ КИНЕТИКИ РЕАКЦИИ", содержание которых включено посредством ссылки.

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к ионным силиконовым гидрогелям, имеющим исключительное соотношение свойств, которые создаются путем контроля кинетики реакций компонентов реакционной смеси.

Предпосылки создания изобретения

Мягкие контактные линзы, выполненные из силиконовых гидрогелей, обеспечивают улучшенную проницаемость для кислорода по сравнению с мягкими линзами, выполненными из несиликоновых материалов, таких как поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (НЕМА). Начальные попытки изготовить силиконовые гидрогелевые контактные линзы были затруднены плохой смачиваемостью, значительной жесткостью, низкой прозрачностью, гидролитической нестабильностью или высокой стоимостью исходных материалов, используемых для получения этих силиконовых гидрогелей. Хотя различные решения до некоторой степени были успешными для этих проблем, открытым остается вопрос о силиконовых гидрогелях, получаемых из недорогих коммерческих мономеров, которые имели бы прекрасную смачиваемость (без необходимости модификации поверхности), низкую жесткость, высокую прозрачность и желаемую проницаемость для кислорода.

Были предложены формулы силиконовых гидрогелей, содержащих полимерные смачивающие компоненты, такие как поли(N-винилпирролидон) (PVP) и акриловые полиамиды. Тем не менее, эти полимеры достаточно большие и требуют применения специальных компонентов, улучшающих совместимость, что требует особого производства. Примеры компонентов, улучшающих совместимость, включают 2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир 2-акриловой кислоты (SiGMA).

Альтернативным решением для получения смачиваемого силикона является добавление мономерного N-винилпирролидона (NVP) в смесь мономера, используемого для получения полимера силиконового гидрогеля обычно в количестве 25-55% масс. от смеси мономера. Эти материалы были описаны в патентах США 4136250; 4153641; 4260725 и 6867245. Материалы, описанные в этих ссылках, в общем, включают полифункциональные силиконовые мономеры или макромеры, которые действуют в качестве сшивающих агентов, тем самым увеличивая модуль упругости окончательного полимера. В патенте США 4139513 описано, что 2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир 2-акриловой кислоты (SiGMA) может быть использован для создания линз, содержащих NVP и НЕМА. SiGMA является единственным описанным источником силикона. Тем не менее, вследствие относительно низкого содержания силикона в этих мономерах достичь желаемого уровня проницаемости для кислорода в окончательных полимерах трудно.

В US 2010/0048847 описаны силиконовые гидрогели, выполненные из смеси монометакрилоксиалкилполидиметилсилоксана примерно с 52% NVP, НЕМА и TRIS со смесью этанола и этилацетата в качестве разбавителя. Описанные полимеры являются (до различной степени) мутными, но в той же заявке описано, что мутность может быть уменьшена добавлением по меньшей мере примерно 1,5% метакриловой кислоты (МАА).

Добавление анионных мономеров, таких как МАА, может, тем не менее, вызвать гидролитическую нестабильность, как описано в "The role of ionic hydrophilic monomers in silicone hydrogels for contact lens application", Lai, Y., Valint, P., and Friends, G.; 213^th ACS National Meeting, San Francisco, April 13-17, 1997. По этой причине требуется получение прозрачных, гидролитически стабильных, смачиваемых (без модификации поверхности) силиконовых гидрогелей с низкими показателями эластичности из комбинации монометакрилоксиалкилполидиметилсилоксанметакрилата, например mPDMS, и NVP.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к силиконовым гидрогелям, полученным из реакционной смеси, содержащей, состоящей из или по существу состоящей из

примерно от 37 до 75% масс. смеси медленнореагирующих гидрофильных мономеров, каждый из которых имеет период кинетического полупревращения, присущий медленнореагирующим гидрофильным мономерам; указанную смесь медленнореагирующих гидрофильных мономеров, содержащих по меньшей мере один медленнореагирующий ионный мономер;

по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента, имеющего период кинетического полупревращения, присущий силиконсодержащему компоненту, который альтернативно может быть замещен по меньшей мере одной гидроксилсодержащей группой; и

по меньшей мере одного гидроксилсодержащего компонента, выбранного из силиконсодержащего компонента, замещенного по меньшей мере одной гидроксильной группой, по меньшей мере один мономер гидроксиалкила и их смеси,

где отношение времени полупревращения каждого из указанных, медленнореагирующих гидрофильных компонентов к времени полупревращения указанного силиконсодержащего компонента равно по меньшей мере 2.

Силиконовые гидрогели настоящего изобретения полезны в производстве биомедицинских и офтальмологических устройств и, в частности, контактных линз.

Описание фигур

На фиг. 1 схематически представлен блок линзы.

На фиг. 2 схематически представлен двухсекционный бокс отверждения, используемый для оценки кинетики.

На фиг. 3 схематически представлена секция 2 бокса отверждения, изображенного на фиг. 2.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к ионным силиконовым гидрогелям, полученным из реакционных смесей, содержащих по меньшей мере один гидрофильный компонент и ионный компонент, период кинетического полупревращения которых по меньшей мере в два раза дольше периода кинетического полупревращения самой медленнореагирующей силиконсодержащей композиции. По меньшей мере один компонент реакционной смеси содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу. Полученные силиконовые гели удивительно легки в обработке и демонстрируют исключительное соотношение свойств, включая стабильность, мутность, содержание воды и проницаемость для кислорода. Введение ионного компонента как медленнореагирующей части реакционной смеси дает возможность получения ионных силиконовых гидрогелей с хорошей стабильностью и желаемым профилем поглощения.

Силиконовые гидрогелевые полимеры настоящего изобретения демонстрируют стабильность эластичных свойств. Под стабильными эластичными свойствами в настоящем описании понимаются такие эластичные свойства, которые увеличиваются менее чем примерно на 30%, и в некоторых вариантах осуществления менее чем примерно на 20% через 1, 3, 6 или 9 циклов стерилизации (121°С и 30 минут).

Термин "разбавитель" в настоящем описании относится к нереагирующим растворителям для реакционноспособных компонентов. Разбавители не вступают в реакцию с образованием компонентов биомедицинских устройств.

Биомедицинским устройством в настоящем описании является любой предмет, предназначенный для использования как в тканях млекопитающих или их физиологических жидкостях, так и на них, а также в тканях или физиологических жидкостях организма человека или на них. Примеры таких устройств включают, помимо прочего, катетеры, имплантаты, стенты и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы, окклюдеры слезных точек и контактные линзы. Биомедицинские устройства представляют собой офтальмологические устройства, в частности контактные линзы, чаще всего контактные линзы, выполненные из силиконового гидрогеля.

Термин "офтальмологическое устройство" в настоящем описании означают продукт, находящийся внутри или на поверхности глаза. Термины "линзы" и "офтальмологическое устройство" в настоящем описании означают устройства, находящиеся внутри или на поверхности глаза. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, лечение ран, введение лекарственных препаратов, выполнение диагностики, косметическое улучшение или эффект, уменьшать засветку, блокировать ультрафиолетовые лучи или комбинацию эти функции. Неограничивающие примеры таких устройств включают офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы, окклюдеры слезных точек и тому подобное. Термин "линза" (или контактная линза), помимо прочего, означает жесткие контактные и мягкие контактные линзы, искусственные хрусталики, накладные линзы, глазные вставки и оптические вставки.

Термин "реакционная смесь" в настоящем описании относится к реакционноспособным и нереакционноспособным компонентам (включая разбавитель), которые смешиваются вместе и вступают в реакцию образования силиконовых гидрогелей настоящего изобретения. К реакционноспособным компонентам относится все, что находится в реакционной смеси, за исключением разбавителя и любых дополнительных технологических добавок, которые не становятся частью структуры полимера.

При использовании в настоящем описании термин "(мет)" относится к необязательному метильному заместителю. Так, термин "(мет)акрилат" относится одновременно и к метакрильному, и к акрильному радикалам.

Все проценты в данном описании являются процентами по массе, если не указано иное.

Используемая в настоящем описании фраза "без модификации поверхности" или "поверхность не модифицирована" означает, что внешние поверхности устройства настоящего изобретения не модифицированы по отдельности для улучшения смачиваемости устройства. Модификации, которые могут иметь место в силу их включения в настоящее изобретение, включают плазменные модификации, привитую сополимеризацию, покрытие и тому подобное. Покрытия, которые обеспечивают, помимо прочих, иные свойства, чем улучшенная смачиваемость, а именно антимикробные покрытия и наложение цвета или другие косметические улучшения, не считаются модификацией поверхности.

Используемые в настоящем описании термины "силиконовые макромеры" и "силиконовые преполимеры" означают моно- и мультифункциональные силиконсодержащие соединения, имеющие молекулярную массу больше чем 2000.

Используемый в настоящем описании термин "гидроксилсодержащий компонент" означает любой компонент, который содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Используемый в настоящем описании термин "период кинетического полупревращения" означает время, требуемое в заданных условиях реакции для израсходования 50% реакционноспособных компонентов. Следует принять во внимание, что период кинетического полупревращения для данного компонента будет определяться другими компонентами реакционной смеси, а также выбранными условиями отверждения, которые описаны в данном описании подробно. Период кинетического полупревращения подсчитывается способом, описанным в примерах.

Соотношения периодов кинетического полупревращения должны быть подсчитаны с использованием периодов кинетического полупревращения, измеренных в конкретной реакционной смеси и условиях отверждения.

Используемый в настоящем описании термин "одновалентные реакционноспособные группы" относится к группам, способным вступать в реакции свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Неограничивающие примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, C_1-6алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C_1-6алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, С_2-12алкенилы, С_2-12алкенилфенилы, С_2-12алкенилнафтилы, С_2-6алкенилфенил-С_1-6алкилы, О-винилкарбаматы и О-винилкарбонаты.

Неограничивающие примеры катионных реакционноспособных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. Неограничивающие примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид и их смеси.

Используемый в настоящем описании термин "ионные компоненты" включает анионные компоненты, катионные компоненты, цвиттерионные компоненты, а также их смеси. Ионные компоненты включают соли ионных соединений и предшественников, которые могут быть конвертированы в ионную форму путем протонирования, депротонирования или умеренного гидролиза, описанного в патентах США 4810764 и 6902812, в которых азалактоны конвертируются в аминокислоты путем гидролиза.

В настоящем изобретении компоненты подобраны так, чтобы вступать в реакцию в конкретные моменты времени. Например, быстрореагирующие компоненты подобраны для полимеризации в основном в начале общей сополимеризации, в то время как медленнореагирующий гидрофильный мономер подобран так, чтобы полимеризоваться в основном в конце общей сополимеризации. Быстрореагирующие компоненты включают силиконсодержащие компоненты, мономеры гидроксиалкила и некоторые сшивающие агенты. В одном варианте осуществления медленнореагирующие компоненты имеют период кинетического полупревращения по меньшей мере вдвое дольше, чем самый быстрореагирующий силиконсодержащий мономер. Период кинетического полупревращения может быть измерен, как описано в данном описании. Следует отметить, что периоды кинетического полупревращения зависят от состава конкретной смеси.

Примерами медленнореагирующих групп являются (мета)акриламиды, винилы, аллилы и их комбинации и по меньшей мере одна гидрофильная группа. Неограничивающие примеры медленнореагирующих групп включают N-виниламиды, О-винилкарбаматы, О-винилкарбонаты, N-винилкарбаматы, О-виниловые эфиры, O-2-пропенил, в которых винильная или аллильная группа может быть дополнительно замещена метильной группой. Медленнореагирующие группы могут быть выбраны из числа N-виниламидов, О-винилкарбонатов и О-винилкарбаматов.

Примеры быстрореагирующих групп включают (мета)акрилаты, стирилы, (мета)акриламиды, а также их смеси. Как правило, (мета)акрилаты быстрее реагируют, чем (мета)акриламиды, и акриламиды быстрее реагируют, чем (мета)акриламиды.

Следует отметить, что повсюду в описании, в котором даны химические структуры, варианты, представленные как заменители в структуре, могут комбинироваться в любом сочетании. Следовательно, если структура содержит заместители R₁ и R₂, каждый из которых имеет три перечня потенциальных групп, возможны 9 комбинаций. То же самое относится и к комбинации свойств.

К удивлению, оказалось, что путем подбора компонентов реакционной смеси можно получить силиконовые гидрогели, имеющие желаемое соотношение свойств. Реакционные смеси настоящего изобретения содержат примерно от 37 до примерно 75% масс., в некоторых вариантах осуществления примерно от 39 до примерно 70% масс., и в других вариантах осуществления примерно от 39 до примерно 60% масс. по меньшей мере одного медленнореагирующего гидрофильного мономера;

по меньшей мере один реакционноспособный силиконсодержащий компонент;

по меньшей мере один быстрореагирующий сшивающий агент, имеющий по меньшей мере две быстрореагирующие группы. Самый медленнореагирующий силиконсодержащий компонент имеет период кинетического полупревращения, который по меньшей мере равен половине периода кинетического полупревращения медленнореагирующего гидрофильного мономера. По меньшей мере один из указанных компонентов содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Первый компонент реакционной смеси представляет собой по меньшей мере один медленнореагирующий гидрофильный мономер. Медленнореагирующий гидрофильный мономер содержит медленнореагирующую группу и по меньшей мере одну гидрофильную группу. Реакционноспособная группа может быть составлена из N-виниламидов, О-винилкарбаматов, О-винилкарбонатов, N-винилкарбаматов, О-виниловых эфиров, O-2-пропенилов, в которых винильная или аллильная группа может быть дополнительно замещена метильной группой. В другом варианте осуществления реакционноспособные группы могут быть выбраны из N-виниламидов, О-винилкарбонатов и О-винилкарбаматов. Гидрофильные группы включают гидроксилы, амины, эфиры, амиды, группы аммония, карбоновую кислоту, карбаматы, их комбинации и тому подобное. Подходящие гидрофильные группы включают гидроксилы, эфиры, амиды, карбоновую кислоту, их комбинации и тому подобное.

Если (мета)акриламид выбран в качестве медленнореагирующего гидрофильного мономера, то к нему должен быть подобран силиконсодержащий мономер, имеющий очень короткий период кинетического полупревращения, такой как акрилат. Метакриламиды, как правило, реагируют медленнее, чем акриламиды, и крупные (мет)акриламиды реагируют медленнее, чем мелкие (мет)акриламиды. Примерами подходящего (мет)акриламида являются: бис-(2-гидроксиэтил)метакриламид, 2,3-дигидроксипропилметакриламид, N-[3-(диметиламино)пропил]метакриламид, N-[трис(гидроксиметил)метил]акриламид и метакриламиды, замещенные одной или двумя цепями полиэтиленгликоля, имеющими повторные структурные единицы 2-10, 2-5 и т.п. Если метакриламид выбран в качестве медленнореагирующего гидрофильного мономера, то к нему должен быть подобран быстрореагирующий силиконсодержащий мономер, такой как силиконакрилат, чтобы обеспечить желаемую разницу в периодах кинетического полупревращения. Например, N-[3-(диметиламино)пропил]метакриламид может быть использован в качестве медленнореагирующего гидрофильного мономера с силиконовыми акрилатами.

Медленнореагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из N-виниламидных мономеров формулы I, из винилпирролидонов формулы II-IV, N-винилпиперидонов формулы V:

где R представляет собой водород или метил или R представляет водород;

R₁, R₂, R₃, R₆, R₇, R₁₀ и R₁₁ независимо выбраны из Н, СН₃, СН₂СН₃, СН₂СН₂СН₃, С(СН₃)₂;

R₄ и R₈ независимо выбраны из СН₂, СНСН₃ и -С(СН₃);

R₅ выбран из водорода, метила, этила; и

R₉ выбран из СН=СН₂, ССН₃=СН₂ и СН=СНСН₃.

В одном варианте осуществления общее число атомов углерода в R₁ и R₂ равно 4 или меньше, и R₁ и R₂ могут быть метилом.

Медленнореагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из N-виниламидных мономеров формулы I или из винилпирролидонов формулы II или IV. Соответственно, R₆ представляет собой метил, R₇ представляет собой водород, R₉ представляет собой СН=СН₂, R₁₀ и R₁₁ представляют собой водород.

Медленнореагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из винилового эфира этиленгликоля (EGVE), винилового эфира ди(этиленгликоля) (DEGVE), N-виниллактамов, включая N-винилпирролидон (NVP), 1-метил-3-метилен-2-пирролидон, 1-метил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон; 1-этил-5-метилен-2-пирролидон, N-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, N-винил-N-метилацетамид (VMA), N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винилацетамид, N-винилизопропиламид, аллиловый спирт, N-винилкапролактам, N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат, N-карбоксивинил-β-аланин (VINAL), N-карбоксивинил-α-аланин и их смеси.

Следовательно, медленнореагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из NVP, VMA и 1-метил-5-метилен-2-пирролидона. Медленнореагирующий гидрофильный мономер может содержать NVP.

Реакционная смесь может дополнительно содержать по меньшей мере один медленнореагирующий ионный компонент. Ионный компонент может быть катионным, анионным или цвиттерионным.

Подходящие реакционноспособные группы для ионных компонентов включают N-виниламиды, О-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты, N-винилкарбаматы, О-виниловые эфиры, O-2-пропенил, в которых винильная или аллильная группы могут быть дополнительно замещены метильной группой, и в некоторых вариантах осуществления - метакриламидной реакционной группой. Предпочтительные реакционноспособные группы могут включать виниловые эфиры, винилкарбонаты и винилкарбаматы. Анионные компоненты также содержат по меньшей мере одну анионную группу, выбранную из карбоновых кислот, сульфоновых кислот, бороновых кислот, фосфоновых кислот и их солей, оксазолинов и их смесей.

Примеры анионных компонентов включают: 4-акриламинобутановую кислоту (ACAII), (3-акриламидофенил)бороновую кислоту (АРВА), 3-акриламидопропионовую кислоту, 5-акриламидопентановую кислоту, 3-акриламидо-3-метилбутановую кислоту (АМВА), N-винилоксикарбонил-α-аланин, N-винилоксикарбонил-β-аланин (VINAL), 2-винил-4,4-диметил-2-оксазолин-5-он (VDMO), реакционноспособные сульфонатные соли, включая соль винилсульфоната натрия, винилсульфонатную соль, 2-(карбоксиметокси)-1-виниловый эфир уксусной кислоты формулы:

где R₁ представляет собой водород или метил, X представляет собой О или NR₁₆, R₁₆ представляет собой водород или C_1-3алкил, L представляет собой двухвалентную С_1-4алкильную группу, и их смеси.

Медленнореагирующий анионный компонент может быть выбран из группы, состоящей из N-винилоксикарбонил-α-аланина; N-винилоксикарбонил-β-аланина (VINAL); 2-винил-4,4-диметил-2-оксазолин-5-она (VDMO); соли винилсульфоната натрия; 2-(карбоксиметокси)-1-виниловых эфиров уксусной кислоты, приведенной выше формулы, их смесей и т.п.

Подходящие катионные компоненты включают медленнореагирующие компоненты с положительным зарядом. Катионные группы включают амино- и аммониевые группы. Примеры медленнореагирующих катионных компонентов включают аллиламины.

Цвиттерионные компоненты содержат катионный и анионный заряды в одной молекуле. Подходящие цвиттерионные группы включают аминокислоты, карбоксилаты аммония, сульфонаты аммония и фосфолипиды. Примеры включают 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAMPDAPS); 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), винилкарбонаты или винилкарбаматы, в которых по меньшей мере одна группа замещена по выбору амином, аммонием, сульфонатом аммония, карбоксилатом аммония и фосфадитилсульфонатом, их комбинациями и т.п.

Ионные компоненты присутствуют в реакционной смеси в количестве ниже примерно 20% мольн., 15% мольн. и примерно от 0,5 и до примерно 10% мольн., примерно от 0,5 и до примерно 5% мольн. из расчета на все компоненты реакционной смеси.

Все медленнореагирующие компоненты могут иметь одинаковую реакционноспособную функциональную группу, например винильную.

Медленнореагирующие гидрофильные мономеры присутствуют в количествах, достаточных для обеспечения смачиваемости получаемого полимера. Смачиваемость может быть измерена через угол контакта. Желаемые углы контакта меньше чем примерно 80°, меньше чем примерно 70° и в некоторых вариантах осуществления меньше чем примерно 60°.

По меньшей мере один силиконсодержащий мономер является монофункциональным и содержит (а) быстрореагирующую группу и (b) полидиалкилсилоксановую цепь. Силиконсодержащий мономер может содержать быстрореагирующую группу, выбранную из (мет)акрилатов, стирилов, (мет)акриламидов и их смесей. По меньшей мере один силиконсодержащий мономер может дополнительно содержать по меньшей мере один фтор. Силиконсодержащий компонент может быть выбран из мономера моно(мет)акрилоксиалкилполидиалкилсилоксана формулы VII или мономера стирилполидиалкилсилоксана формулы VIII:

где R₁₂ представляет собой водород или метил;

X представляет собой О или NR₁₆;

каждый R₁₄ независимо представляет собой фенил или C₁-С₄алкил, который может быть замещен фтором, гидроксилом или эфиром, или каждый R₁₄ независимо выбран из этильной и метильной групп; все R₁₄ могут быть метилом;

R₁₅ представляет собой незамещенный С₁-С₄алкил;

R₁₃ представляет собой двухвалентную алкильную группу, которая дополнительно может быть функционально модифицирована группой, выбранной из групп эфиров, гидроксильных групп, групп карбаматов и их комбинаций, и C₁-С₆алкиленовых групп, которые могут быть замещены эфиром, гидроксилом и их комбинацией, или C₁ или С₃-С₆алкиленовых групп, которые могут быть замещены эфиром, гидроксилом и их комбинацией;

а равен 2-50, и в некоторых вариантах осуществления 5-15;

R₁₆ выбран из водорода, C_1-4алкилов, которые дополнительно могут быть замещены одной гидроксильной группой или более или быть водородом или метилом;

R₁₂ и каждый R₁₄ может быть метилом.

По меньшей мере один R₁₄ может быть 3,3,3-трифторпропилом.

Примеры подходящих силиконсодержащих мономеров включают монометакрилоксиалкилы, выбранные из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с промежуточным моно-н-бутилом и концевым монометакрилоксипропилом, полидиметилсилоксана с промежуточным моно-н-метилом и концевым монометакрилоксипропилом, полидиэтилсилоксана с промежуточным моно-н-бутилом и концевым монометакрилоксипропилом, полидиметилсилоксана с промежуточным моно-н-метилом и концевым монометакрилоксипропилом, N-(2,3-дигидрооксипропан)-N'-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксана и их смесей.

Силиконсодержащие компоненты могут быть выбраны из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с промежуточным моно-н-бутилом и концевым монометакрилоксипропилом, полидиметилсилоксана с промежуточным моно-н-метилом и концевым монометакрилоксипропилом, N-(2,3-дигидрооксипропан)-N'-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксана и их смесей.

Силиконсодержащий компонент может быть выбран из акриламидных силиконов US 20110237766 и, в частности, силиконовых мономеров, представленных общими формулами (s1)-(s6):

где m равно 4-12 или 4-10.

Также могут быть включены дополнительные силиконсодержащие компоненты, имеющие одну или более полимеризующихся групп. Могут быть включены любые дополнительные описанные силиконсодержащие компоненты, имеющие описанные реакционноспособные группы. Примеры включают силиконсодержащие мономеры, имеющие ответвляющиеся силоксановые цепи, такие как SiMAA (3-метакрилокси-2-гидроксипропокси)пропил-бис(триметилсилокси)метилсилан, также известный как SiGMA) и TRIS (3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан). Так как анионные компоненты медленно вступают в реакцию, то силиконовые гидрогели настоящего изобретения могут содержать быстрореагирующие силиконы, содержащие группы триметилсилоксисилоксана (TMS), такие как SiMAA и TRIS, даже в относительно больших количествах, достигающих примерно 20% масс. Тем не менее, ни SiMAA, ни TRIS не являются настолько эффективными, как основной силиконсодержащий компонент, в котором желательно иметь проницаемость для кислорода больше чем примерно 70 или 80 Dk. Соответственно, в одном варианте осуществления количество TRIS в одной рецептуре составляет менее чем примерно 15, 10 и 5% или TRIS отсутствует.

По меньшей мере один силиконсодержащий компонент присутствует в реакционной смеси в количестве, достаточном для обеспечения желаемой проницаемости кислорода. Преимуществом настоящего изобретения является то, что может быть достигнута проницаемость кислорода более чем примерно 70 баррер, более чем примерно 80 баррер, более чем примерно 90 баррер или более чем примерно 100 баррер. Пригодное количество будет определяться длиной силоксановой цепи, включенной в силиконсодержащие мономеры. Чем длиннее цепь силиконсодержащего мономера, тем меньше требуется мономера. Масса добавок составляет примерно от 20 до 60% масс. или примерно от 30 до 55% масс.

В одном варианте осуществления общее количество силикона в реакционной смеси (не считая разбавителя) составляет от 9 до 14% масс. и от 9 до 13% масс. С ограничением доли силикона и сочетанием этого с балансированием массы медленнореагирующего гидрофильного мономера и других реакционноспособных компонентов обеспечивается получение желаемой комбинации свойств, достигнутых в настоящем изобретении. Преимуществом настоящего изобретения является то, что силиконовые гидрогели, имеющие комбинацию показателей проницаемости кислорода и содержания воды, получают с добавлением умеренных количеств (менее чем 14% масс.) силикона.

Медленнореагирующий гидрофильный мономер и по меньшей мере один силиконсодержащий мономер выбирают таким образом, чтобы соотношение периодов кинетического полупревращения медленнореагирующего гидрофильного мономера к периоду кинетического полупревращения самого медленнореагирующего силиконсодержащего компонента составляло по меньшей мере 2, 3 или 5.

Согласно целям настоящего изобретения, желательно полимеризовать длинные цепи медленнореагирующего гидрофильного мономера. Значительное количество медленнореагирующего гидрофильного мономера должно полимеризоваться позже для достижения желаемого баланса свойств. В одном варианте осуществления это характеризуется соотношением (безразмерным) концентраций (выраженных в ммоль/г) медленнореагирующего гидрофильного мономера и самого медленнореагирующего силиконсодержащего мономера при конверсии 90% силиконсодержащего мономера ("соотношение конверсии"). Соотношение конверсии может быть примерно больше 10, по меньшей мере примерно 20 или по меньшей мере примерно 30.

Реакционная смесь может быть по существу свободна от TRIS и/или от силиконсодержащих макромеров или преполимеров.

По меньшей мере один из компонентов реакционной смеси должен содержать по меньшей мере одну гидроксильную группу. Гидроксил может содержаться в силиконсодержащем мономере, дополнительном мономере или их комбинации. Желательно, чтобы период кинетического полупревращения гидроксилсодержащего компонента был примерно равен периоду кинетического полупревращения силиконсодержащих мономеров. Предпочтительные соотношения периодов кинетического полупревращения гидроксилсодержащего компонента и силиконсодержащего мономера составляют примерно от 0,75 до примерно 1,5 и примерно от 0,8 до примерно 1,2. Гидроксилсодержащие компоненты могут иметь такую же реакционноспособную функциональность, как и силиконсодержащие мономеры.

Также (мет)акрилатные мономеры с гидроксильной(ыми) группой(ами), включая такие как SiMAA и НЕМА, обнаруживают лучшую совместимость с NVP, VMA и другими амидсодержащими мономерами, чем (мет)акриламидные мономеры с гидроксильной(ыми) группой(ами). Поэтому в одном варианте осуществления, где требуются прозрачные линзы с динамическими контактными углами менее чем примерно 80°, гидроксилсодержащие мономеры содержит (мет)акрилатные мономеры.

Гидроксилсодержащие компоненты и медленнореагирующий гидрофильный мономер образуют молярное соотношение, по меньшей мере равное примерно 0,15 или составляющее примерно от 0,15 до примерно 0,4. Этот показатель получают делением количества молей гидроксильных групп в мономерах, содержащих гидроксильные группы (включая любые гидроксильные группы медленнореагирующего гидрофильного мономера и силиконсодержащего мономера) на количество молей медленнореагирующего гидрофильного мономера в данной массе смеси мономеров. В этом варианте осуществления в реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS (α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутилдекаметилпентасилоксан), НЕМА (2-гидроксиэтйлметакрилат), EGVE и NVP, будут подсчитаны гидроксильные группы в каждом HO-mPDMS, НЕМА и EGVE. Гидроксильные группы, имеющиеся в разбавителе (если использовался), не включены в подсчет. По меньшей мере один силиконсодержащий мономер может содержать по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Альтернативно, молярное соотношение всех гидроксильных групп реакционноспособных компонентов в реакционной смеси к силикону (НО:Si) составляет примерно от 0,16 до примерно 0,4. Молярное соотношение подсчитывают делением молярной концентрации гидроксильных групп в компонентах реакционной смеси (этот показатель отличается от показателя гидроксилов, являющихся частью медленнореагирующего мономера или разбавителей) на молярную концентрацию силикона. В этом варианте осуществления в подсчет включены гидроксиалкильные мономеры и любые гидроксилсодержащие силиконовые компоненты. Следовательно, при подсчете соотношения НО:Si реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS, НЕМА, NVP и EGVE, будут подсчитаны только гидроксильные группы в каждом HO-mPDMS и НЕМА.

В другом варианте осуществления молярное соотношение гидроксильных групп в компонентах, не содержащих силикона (это гидроксилы, являющиеся частью медленнореагирующего мономера или разбавителей), к силикону составляет примерно от 0,13 до примерно 0,35. Следовательно, при подсчете соотношения НО_не-Si:Si реакционной смеси, состоящей из HO-mPDMS, НЕМА, EGVE и NVP, будут подсчитаны только гидроксильные группы в НЕМА при подсчете соотношения НО_не-Si:Si.

Следует принять во внимание, что минимальное количество гидроксильного компонента будет зависеть от факторов, включая количество гидроксильных групп в гидроксиалкильном мономере, массу, молекулярную массу, наличие или отсутствие гидрофильной функциональности в силиконсодержащих компонентах. Например, когда НЕМА используют в качестве гидроксиалкильного мономера и mPDMS используют в количествах примерно 38% масс. как единственный силиконсодержащий мономер, то вносят по меньшей мере примерно 8% масс. НЕМА (0,16 НО:Si) для обеспечения желаемых показателей мутности. Тем не менее, когда используют меньшее количество mPDMS (примерно 20%), достаточно 2 или 3% НЕМА, чтобы обеспечить получение силиконовых гидрогелевых контактных линз, имеющих показатель % мутности ниже 50%. Аналогично, когда рецептура включает значительное количество гидроксилсодержащего силиконового компонента (более чем 20% масс. HO-mPDMS), то требуется не менее примерно 7% масс. НЕМА (0,13 НО:Si или 0,24 НО_общий:Si), чтобы обеспечить желаемый уровень мутности.

Подходящими гидроксилсодержащими мономерами являются мономеры гидроксиалкил(мет)акрилата или (мет)акриламида формулы IX или стириловое соединение формулы X:

где R₁ представляет собой водород или метил,

X представляет собой О или NR₁₆, R₁₆ представляет собой Н, С₁-С₄алкил, который может быть дополнительно замещен по меньшей мере одним ОН, метилом или 2-гидроксиэтилом, и

R₁₇ выбран из моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся структурных единиц, или 2-гидроксиэтила, 2,3-дигидроксипропила, 2-гидроксипропила.

R₁ может быть Н или метилом, X может быть кислородом, и R выбран из моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся структурных единиц. R₁ может быть метилом, X может быть кислородом, R выбран из моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 2-20 повторяющихся структурных единиц, и альтернативно, R₁ является метилом, X является кислородом, R выбран из моно- или дигидроксизамещенного С₂-С₄алкила. Соответственно, по меньшей мере одна гидроксильная группа может быть на конце алкильной группы R.

При