Силиконгидрогели, имеющие структуру, сформированную путем управления кинетикой реакций

Силиконгидрогели, имеющие структуру, сформированную путем управления кинетикой реакций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США №13/720218, поданной 19 декабря 2012 г., озаглавленной «СИЛИКОНГИДРОГЕЛИ, ИМЕЮЩИЕ СТРУКТУРУ, СФОРМИРОВАННУЮ ПУТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КИНЕТИКОЙ РЕАКЦИЙ», и предварительной заявки на патент США №61/579683, поданной 23 декабря 2011 г., озаглавленной «СИЛИКОНГИДРОГЕЛИ, ИМЕЮЩИЕ СТРУКТУРУ, СФОРМИРОВАННУЮ ПУТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КИНЕТИКОЙ РЕАКЦИЙ», содержание которых включено в настоящее описание путем отсылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к силиконгидрогелям, имеющим исключительный баланс свойств, которые создаются путем управления кинетикой реакции компонентов реакционной смеси.

Предпосылки создания изобретения

Мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконгидрогелей, предлагают улучшенную кислородную проницаемость по сравнению с мягкими линзами, изготовленными из несиликоновых материалов, таких как поли(2-гидроксиэтил метакрилат) (НЕМА). Первоначальные усилия по созданию силиконгидрогелевых контактных линз были затруднены плохой смачиваемостью, высокой эластичностью, плохой прозрачностью, гидролизной нестабильностью или высокой стоимостью сырья, используемого для производства большинства таких силиконгидрогелей. Хотя некоторые решения оказались достаточно успешными для преодоления каждого из этих недостатков, сохраняется потребность в силиконгидрогелях, изготавливаемых из недорогих, коммерчески доступных мономеров и демонстрирующих отличную смачиваемость (без необходимости в модификации поверхности), низкую эластичность, хорошую прозрачность и требуемую кислородную проницаемость.

Ранее были описаны составы силиконгидрогелей, содержащие полимерные смачивающие агенты, такие как поли(N-винилпирролидон) (PVP) и ациклические полиамиды. Однако эти полимеры довольно крупные и требуют использования специальных совмещающих компонентов, изготавливаемых специально. Примеры совмещающих компонентов включают в себя 2-акриловой кислоты, 2-метил-, 2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA).

Альтернативным способом формирования смачиваемой силиконгидрогелевой линзы является включение мономерного N-винилпирролидона (NVP) в смесь мономера, используемого для изготовления полимера силиконгидрогеля, как правило, в количестве от примерно 25-55% (по весу) мономерной смеси. Такие материалы описаны в патентах США №4136250, №4153641, №4260725 и №6867245. Материалы, описанные в этих документах, как правило, включают в себя полифункциональные силиконовые мономеры или макромеры, которые действуют в качестве сшивающих агентов, и тем самым увеличивают эластичность конечного полимера. Патент США №повествует о том, что 2-пропеновой кислоты, 2-метил-, 2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дизилоксанил]пропокси] пропиловый эфир (SiGMA) может быть использован для изготовления линз из композиций, включающих NVP и HEMA. Как описывается, SiGMA представляет собой единственный источник силиконов. Тем не менее, из-за относительно низкого содержания силикона в этих мономерах трудно достичь требуемых уровней кислородной проницаемости в конечных полимерах.

В патенте США №2010/0048847 описаны силиконгидрогели, сделанные из смеси с монометакрилоксиалкил полидиметилсилоксан метакрилата с приблизительно 52% NVP, НЕМА и TRIS и с использованием смеси этанола и этилацетата в качестве разбавителя. Описанные полимеры являются (в различной степени) мутными, но в этой заявке было описано, что помутнение может быть уменьшено путем добавления по меньшей мере приблизительно 1,5% метакриловой кислоты (МАА).

Добавление анионных мономеров, таких как МАА, однако, приводит к гидролитической нестабильности силиконгидрогелей, как было описано в работе «Роль ионных гидрофильных мономеров в силиконгидрогелях для применения в контактных линзах», Лай Й., Валинт П. и Френдз Г.; 213^-е Национальное собрание ACS, Сан-Франциско, 13-17 апреля 1997 года. По этой причине все еще желательно создать прозрачные, гидролитически стабильные смачиваемые (без обработки поверхности) силиконгидрогели с низкой эластичностью из комбинации монометакрилоксиалкил полидиметилсилоксан метакрилата, такого как mPDMS и NPV.

Изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение предоставляет силиконгидрогель, полученный из реакционной смеси, содержащей, состоящей из или по существу включающей в себя

приблизительно от 30 до приблизительно 75 вес. % по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера, имеющего кинетический период полураспада медленно реагирующего гидрофильного мономера;

по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, имеющий кинетический период полураспада силиконсодержащего компонента, который необязательно замещен по меньшей мере одной группой, содержащей гидроксил;

по меньшей мере один фотоинициатор; и

по меньшей мере один гидроксилсодержащий компонент, выбранный из группы, состоящей из по меньшей мере одного гидроксил-замещенного, силиконсодержащего компонента, по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента, имеющего период полураспада силиконсодержащего компонента, замещенного по меньшей мере одной гидроксилсодержащей группой, по меньшей мере одного гидроксиалкил мономера и их смесей,

причем когда по меньшей мере один силиконсодержащий компонент, имеющий кинетический период полураспада силиконсодержащего компонента, замещается по меньшей мере одной гидроксилсодержащей группой, может образовываться такой же компонент, как по меньшей мере один гидроксилсодержащий компонент; и

в котором отношение периода полураспада указанного, медленно реагирующего гидрофильного компонента к периоду полураспада указанного силиконсодержащего компонента составляет по меньшей мере 2.

Настоящее изобретение предоставляет также силиконгидрогель, полученный из реакционной смеси, содержащей, состоящей из или по существу включающей в себя

от приблизительно 30 до приблизительно 75 вес. % по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера;

по меньше мере один силиконсодержащий компонент; и

по меньшей мере один фотоинициатор;

в котором по меньшей мере один из указанных силиконсодержащих компонентов, необязательные дополнительные гидрофильные компоненты или оба из них содержат по меньшей мере одну гидроксильную группу, и в котором указанный медленно реагирующий гидрофильный компонент и указанный силиконсодержащий компонент выбирают так, чтобы иметь коэффициент конверсии при 90%-ной конверсии, по меньшей мере равный приблизительно 20.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления силиконгидрогеля по настоящему изобретению фотоотверждением реакционной смеси, где указанное фотоотверждение происходит в течение 30 минут или меньше.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления силиконгидрогеля по настоящему изобретению фотоотверждением реакционной смеси электронным излучением.

Описание фигур

На фигуре 1 представлена схема линзы в сборе.

На фигуре 2 представлена схема камеры отверждения с двумя отсеками, используемой для кинетического анализа.

На фигуре 3 представлена схема отсека 2 камеры отверждения, показанной на фигуре 2.

На фигуре 4 представлен график зависимости конверсии молярного соотношения от наступающего контактного угла контактных линз, изготовление которых описано в примерах 1, 3-13, 17, 19-23 и в сравнительных примерах 1, 3, 4 и 6-7.

На фигуре 5 представлен график зависимости коэффициента периода полураспада от наступающего контактного угла для контактных линз, изготовление которых описано в примерах 1, 3-13, 17, 19-23 и в сравнительных примерах 1, 3, 4 и 6-7.

На фигуре 6 представлен график зависимости коэффициента периода полураспада от наступающего контактного угла для контактных линз с удлиненной осью коэффициента периода полураспада для отображения зоны до значения 3.

На фигуре 7 представлен график зависимости коэффициента периода полураспада от Dk для контактных линз с осью коэффициентов периода полураспада для отображения зоны до значения 4.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к силиконгидрогелям, образованным из реакционных смесей, содержащих по меньшей мере один гидрофильный компонент, имеющий кинетический период полураспада по меньшей мере вдвое больший, чем кинетический период полураспада самой медленной силиконсодержащей композиции. По меньшей мере, один компонент реакционной смеси содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу. Полученные силиконгидрогели удивительно легко обрабатываются и демонстрируют исключительный баланс свойств, включая прозрачность, содержание воды и кислородную проницаемость.

Термин «разбавитель» в настоящем документе относится к инертному растворителю для реактивных компонентов. Разбавители не вступают в реакцию для образования части биомедицинских устройств.

Термин «биомедицинское устройство» означает любое изделие, которое предназначено для использования в или на ткани или жидкости млекопитающих и в или на ткани или жидкости человека. Примеры таких устройств включают в себя, не ограничиваясь ими, катетеры, имплантаты, стенты и офтальмологические устройства, такие как интраокулярные линзы, окклюдеры слезных точек и контактные линзы. Например, биомедицинские устройства представляют собой офтальмологические устройства, в частности контактные линзы, чаще всего контактные линзы, выполненные из силиконгидрогеля.

Термин «офтальмологическое устройство» относится к изделиям, находящимся внутри или на поверхности глаза. Термины «линзы» и «офтальмологическое устройство» в настоящем документе обозначают устройство, находящееся внутри или на поверхности глаза. Такие устройства обеспечивают оптическую коррекцию, лечение ран, введение лекарственных препаратов, выполнение диагностики, косметическое улучшение или эффект, снижение влияния бликов, блокировку УФ или сочетание этих функций. Неограничивающие примеры офтальмологических устройств включают в себя линзы, окклюдеры слезных точек и т. п. Термин «линза» (или «контактная линза»), помимо прочего, обозначает жесткие контактные линзы, мягкие контактные линзы, искусственные хрусталики, накладные линзы, глазные вставки, оптические вставки и очковые линзы.

Термин «реакционная смесь» в настоящем документе относится к химически активным и неактивным компонентам (включая разбавитель), которые смешиваются вместе и вступают в реакцию с образованием силиконгидрогелей по настоящему изобретению. Химически активные компоненты включают в себя все компоненты реакционной смеси, кроме разбавителя и любых дополнительных технологических добавок, которые не становятся частью структуры полимера.

Термин «(мет)» в настоящем документе относится к дополнительному замещению метилом. Так, термин «(мет)акрилат» относится одновременно и к метакриловому, и к акриловому радикалам.

Все процентные соотношения в этом описании являются весовыми процентами, если не указано иное.

Фраза «без обработки поверхности» или «с необработанной поверхностью» означает, что внешние поверхности устройства по настоящему изобретению отдельно не обрабатываются для улучшения смачиваемости устройства. Процедуры обработки, которые могут быть упущены в силу настоящего изобретения, включают в себя, плазменную обработку, наращивание, нанесение покрытия и тому подобное. Покрытия, которые обеспечивают свойства, отличные от улучшения смачиваемости, такие как, но не ограничиваясь ими, антимикробные покрытия и применение цвета или другого косметического улучшения, не рассматриваются в качестве обработки поверхности.

Термин «силиконовые макромеры» и «силиконовые преполимеры» означает, моно- и многофункциональный силикон, содержащий соединения, имеющие молекулярную массу выше, чем приблизительно 2000.

Термин «гидроксилсодержащий компонент» обозначает любой компонент, содержащий по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Термин «кинетический период полураспада» означает время, необходимое для того, чтобы при данных реакционных условиях прореагировало 50% химически активного компонента. Следует учесть, что кинетический период полураспада для данного компонента будет зависеть от других компонентов реакционной смеси, а также от выбранных условий отверждения, как подробно описано в данном документе. В примерах описано, как вычисляют кинетический период полураспада.

Коэффициенты кинетического периода полураспада, рассчитанные в настоящем документе, должны быть рассчитаны с использованием кинетических периодов полураспада, измеренных для конкретной реакционной смеси, и с учетом условий отверждения.

Используемый в настоящей заявке термин «одновалентные реакционноспособные группы» относится к группам, способным вступать в реакции свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Характерные, но не ограничивающие примеры свободнорадикальных реакционноспособных 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. Характерные, но не ограничивающие примеры катионных реакционноспособных групп содержат винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. Неограничивающие примеры реактивных групп, содержащих свободные радикалы, включают в себя (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид и их смеси.

Было обнаружено, что путем выбора компонентов реакционной смеси можно получить силиконгидрогели, имеющие требуемый баланс свойств. Реакционные смеси по настоящему изобретению включают в себя от приблизительно 25 до приблизительно 75 вес. %, от приблизительно 30 до приблизительно 75 вес. %, от приблизительно 37 до приблизительно 75 вес. %, между приблизительно 39 и приблизительно 70 вес. % и от приблизительно 39 до приблизительно 60 вес. % по меньшей мере одного медленно реагирующего гидрофильного мономера;

по меньшей мере один реакционноспособный силиконсодержащий компонент;

по меньшей мере один фотоинициатор; и по меньшей мере один сшивающий агент, который имеет кинетический период полураспада, не короче, чем кинетический период полураспада наиболее быстро реагирующего силиконсодержащего компонента. Наиболее медленно реагирующий силиконсодержащий компонент имеет кинетический период полураспада, по меньшей мере вдвое меньший, чем кинетический период полураспада медленно реагирующего гидрофильного мономера. По меньшей мере один из указанных компонентов содержит, по меньшей мере, одну гидроксильную группу. По меньшей мере один компонент может представлять собой гидроксиалкил(мет)акрилат или гидроксиалкил(мет)акриламид.

В настоящем изобретении выбраны компоненты, которые вступают в реакцию в определенных точках реакции. Например, «быстро реагирующие» компоненты выбраны для полимеризации прежде всего в начале общей реакции сополимеризации, в то время как медленно реагирующий гидрофильный мономер выбран для полимеризации прежде всего в конце общей реакции сополимеризации. Быстро реагирующие компоненты включают в себя силиконсодержащие компоненты, мономеры гидроксиалкила и некоторые сшивающие агенты. В одном варианте медленно реагирующие компоненты имеют кинетические периоды полураспада, которые по меньшей мере приблизительно в два раза больше, чем период полураспада наиболее быстрого силиконсодержащего мономера. Кинетические периоды полураспада измеряются так, как описано в настоящем документе. Следует учесть, что кинетические периоды полураспада являются относительными для конкретных составов.

Примеры медленно реагирующих групп включают в себя (мет)акриламиды, винилы, аллилы и их комбинации и по меньшей мере одну гидрофильную группу. Неограничивающие примеры медленно реагирующей группы включают в себя N-винил амиды, O-винил карбаматы, O-винил карбонаты, N-винил карбаматы, O-виниловые эфиры, O-2-пропенил, в которых виниловые или аллильные группы могут быть далее замещены метильной группой. Медленно реагирующая группа может быть выбрана из группы, состоящей из N-виниламидов, O-виниловых карбонатов и O-виниловых карбаматов.

Примеры быстро реагирующих групп включают в себя (мет)акрилаты, стирилы, (мет)акриламиды и их смеси. Вообще (мет)акрилаты быстрее, чем (мет)акриламиды, и акриламиды быстрее, чем (мет)акриламиды.

Во всем документе при описании химических структур должно быть понятно, что раскрытые варианты для заместителей в структуре могут сочетаться в любой комбинации. Таким образом, если структура содержит заместители R₁ и R₂, каждый из которых содержит три потенциальных списка групп, описывается 9 комбинаций. То же относится к комбинации свойств.

Первый компонент реакционной смеси представляет собой по меньшей мере один медленно реагирующий гидрофильный мономер. Медленно реагирующий гидрофильный мономер включает в себя медленно реагирующую группу и по меньшей мере одну гидрофильную группу, содержащую гидроксилы, амины, простые эфиры, амиды, аммониевые группы, карбоновую кислоту, карбаматы, их комбинации и тому подобное. Подходящие гидрофильные группы включают в себя гидроксилы, простые эфиры, амиды, комбинации карбоновых кислот и тому подобное.

Если (мет)акриламид выбран в качестве медленно реагирующего гидрофильного мономера, необходимо использовать силиконсодержащий мономер, имеющий очень короткий кинетический период полураспада, такой как акрилат. Метакриламиды, как правило, реагируют медленнее, чем акриламиды, а громоздкие (мет)акриламиды медленнее, чем более мелкие (мет)акриламиды. Примеры подходящего (мет)акриламида включают в себя бис-(2-гидроксиэтил) метакриламид, 2,3-дигидроксипропил метакриламид, N-[3-(диметиламино) пропил]метакриламид, N-[трис(гидроксиметил)метил]акриламид и метакриламиды, замещенные одним или двумя цепочками полиэтиленгликоля, имеющими 2-10, 2-5 повторяющихся звеньев и т. п. При использовании метакриламида в качестве медленно реагирующего гидрофильного мономера необходимо использовать очень быстрый силиконсодержащий мономер, например, силиконовые акрилаты, чтобы обеспечить желаемую разницу в кинетических периодах полураспада. Например, в качестве медленно реагирующего гидрофильного мономера можно использовать N-[3-(диметиламино)пропил]метакриламид.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из мономера N-виниламида формулы I, винилпирролидона формулы II-IV, n-винил пиперидона формулы V:

где R представляет собой H или метил, соответственно R представляет собой H;

R₁, R₂, R₃, R₆, R₇, R₁₀ и R₁₁ независимо выбраны из группы, состоящей из H, CH₃, CH₂CH₃, CH₂CH₂CH_3, C(CH₃)₂;

R₄ и R₈ независимо выбраны из группы, состоящей из CH₂, CHCH₃ и -C(CH₃);

R₅ выбран из группы, состоящей из H, метила, этила; и

R₉ выбран из группы, состоящей из CH=CH₂, CCH₃=CH₂ и CH=CHCH₃.

Общее количество атомов углерода в R₁ и R₂ меньше или равно 4, а R₁ и R₂ представляют собой метил.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из мономера n-виниламида формулы I или винилпирролидона формулы II или IV. Соответственно R₆ представляет собой метил, R₇ представляет собой водород, R₉ представляет собой CH=CH₂, а R₁₀ и R₁₁ представляют собой H.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из этиленгликоля винилового эфира (EGVE), ди(этиленгликоль) винилового эфира (DEGVE), N-виниллактамов, в том числе N-винилпирролидона (NVP), 1-метил-3-метилен-2-пирролидона, 1-метил-5-метилен-2-пирролидона, 5-метил-3-метилен-2-пирролидона; 1-этил-5-метилен-2-пирролидона, N-метил-3-метилен-2-пирролидона, 5-этил-3-метилен-2-пирролидона, 1-n-пропил-3-метилен-2-пирролидонa, 1-n-пропил-5-метилен-2-пирролидонa, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидонa, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидонa, N-винил-N-метил-ацетамидa (ВМА), N-винил-N-этил-ацетамида, N-винил-N-этил формамид, N-винил формамида, N-винил-ацетамида, N-винил диизопропиламида, аллилового спирта, N- винилкапролактама, N-2-гидроксиэтил винил карбамата, N-карбоксивинил-β-аланина (VINAL), N-карбоксивинил-α-аланин и их смесей.

Таким образом, медленно реагирующий гидрофильный мономер может быть выбран из группы, состоящей из NVP, VМА и 1-метил-5-метилен-2-пирролидона. Предпочтительно, чтобы медленно реагирующий гидрофильный мономер содержал NVP.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы обеспечить смачиваемость полученного полимера. Смачиваемость может быть измерена с помощью динамического контактного угла, а требуемые нарастающие контактные углы меньше чем приблизительно 80°, меньше чем приблизительно 70° или меньше чем приблизительно 60°.

По меньшей мере один силиконсодержащий мономер является монофункциональным и включает в себя (а) быстро реагирующую группу, и (b) полидиалсилоксановую цепь. Силиконсодержащий мономер может содержать быстро реагирующую группу, выбранную из группы, состоящей из (мет)акрилатов, стирилов, амидов и их смесей. По меньшей мере один силиконсодержащий мономер может также содержать по меньшей мере один атом фтора. Силиконсодержащий компонент может быть выбран из мономера моно(мет)акрилоксиалкил полидиалкилсилоксана формулы VII или мономера стирил полидиалкилсилоксана формулы VIII:

где R₁₂ представляет собой Н или метил;

X представляет собой O или NR₁₆;

Каждый R₁₄ представляет собой независимо фенил или C₁-C₄ алкил, который может быть замещен фтором, гидроксилом или простым эфиром. Каждый R₁₄ может быть независимо выбран из этиловых или метиловых групп. Все R₁₄ могут представлять собой метил;

R₁₅ представляет собой незамещенный C₁-C₄ алкил;

R₁₃ представляет собой двухвалентную алкильную группу, которая может быть дополнительно функционализирована группой, выбранной из группы, состоящей из групп простого эфира, гидроксила, карбамата и их комбинаций, C₁-C₆ алкиленовых групп, которые могут быть замещены простым эфиром, гидроксилом и их комбинациями, или C₁ или C₃-C₆ алкиленовых групп, которые могут быть замещены простым эфиром, гидроксилом и их комбинациями;

a составляет от 2 до 50 или от 5 до 15.

R₁₆ выбран из H, C_1-4алкилов, которые далее могут быть замещены одной или более гидроксильной группой, H или метилом.

R₁₂ и каждый R₁₄ могут представлять собой метил.

По меньшей мере один R₁₄ может представлять собой 3,3,3-трифторпропил.

Примеры подходящих силиконсодержащих мономеров включают в себя монометакрилоксиалкилполидиметилсилоксан метакрилаты, выбранные из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиэтилсилоксана с концевыми группами моно-n-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиэтилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-(пропил тетра(диметилсилокси) диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутил-декаетилпентасилоксана и их смесей.

Силиконсодержащий компонент может быть выбран из группы, состоящей из полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-бутила с концевыми группами монометакрилоксипропила, полидиметилсилоксана с концевыми группами моно-n-метила с концевыми группами монометакрилоксипропила, N-(2,3-дигидроксипропан)-N'-(пропил тетра(диметилсилокси) диметилбутилсилан)акриламида, α-(2-гидрокси-1-метакрилоксипропилоксипропил)-ω-бутил-декаетилпентасилоксана и их смесей.

Компонент, содержащий силикон, может быть выбран из силиконов акриламида, описанных в документе US 20110237766, в частности силиконовые мономеры, выраженные в следующих общих формулах (s1)-(s6).

где m составляет 4-12 или 4-10.

Могут также быть добавлены дополнительные силиконсодержащие компоненты, имеющие одну или более полимеризуемых групп. Могут быть включены любые описанные дополнительные силиконсодержащие компоненты, имеющие описанные здесь реакционноспособные группы. Примеры включают в себя силиконсодержащие мономеры, имеющие разветвленные силоксановые цепочки, такие как SiMAA и TRIS.

По меньшей мере один силиконсодержащий компонент присутствует в реакционной смеси в количестве, достаточном для обеспечения требуемой кислородной проницаемости. Преимуществом настоящего изобретения является то, что может быть достигнута кислородная проницаемость более чем приблизительно 70 Баррер, более чем приблизительно 80 Баррер, более чем приблизительно 90 Баррер или более чем приблизительно 100 Баррер. Подходящие количества будут зависеть от длины силоксановой цепочки, включенной в силиконсодержащие мономеры, при этом силиконсодержащие мономеры, имеющие длинные цепи, требуют меньшего количества мономера. Количества включают в себя от приблизительно 20 до приблизительно 60 вес. % или от приблизительно 30 до приблизительно 55 вес. %.

Медленно реагирующий гидрофильный мономер и по меньшей мере один силиконсодержащий мономер выбирают таким образом, что отношение кинетического периода полураспада медленно реагирующего гидрофильного мономера к кинетическому периоду полураспада самого медленного силиконсодержащего компонента составляло по меньшей мере приблизительно 2, по меньшей мере приблизительно 3 или по меньшей мере приблизительно 5.

В рамках настоящего изобретения требуется полимеризовать длинные цепи медленно реагирующего гидрофильного мономера. Значительное количество медленно реагирующего гидрофильного мономера должно полимеризоваться в конце процесса для достижения требуемого баланса свойств. Это может быть охарактеризовано отношением (безразмерная величина) концентрации (выраженных в мкмоль/г) медленно реагирующего гидрофильного мономера к концентрации наиболее медленно реагирующего силиконсодержащего мономера при 90%-ной конверсии наиболее медленно реагирующего силиконсодержащего мономера («коэффициент конверсии»). Коэффициент конверсии больше чем приблизительно 10, по меньшей мере приблизительно 20 или по меньшей мере приблизительно 30.

Реакционная смесь может быть по существу свободна от TRIS, а также может быть по существу свободна 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. Предпочтительно, чтобы кинетический период полураспада гидроксилсодержащего компонента был близок к кинетическому периоду полураспада силиконсодержащих мономеров. Предпочтительные отношения кинетического периода полураспада гидроксилсодержащего компонента к кинетическому периоду полураспада силиконсодержащего мономера включают в себя от приблизительно 0,75 до приблизительно 1,5 и от приблизительно 0,8 до 1,2. Гидроксилсодержащие компоненты могут иметь такую же функциональность, как и силиконсодержащие мономеры.

Кроме того, мономеры (мет)акрилата с гидроксильной(ыми) группой(ами), такими как, но не ограничиваясь SiMAA и НЕМА, продемонстрировали лучшую совместимость с NVP, VMA и другими амидсодержащими мономерами, чем мономеры (мет)акриламида с гидроксильной(ыми) группой(ами). Таким образом, когда необходимо получить прозрачные линзы с динамическими наступающими контактными углами менее чем приблизительно 80°, гидроксилсодержащие мономеры могут содержать мономеры (мет)акрилата.

Гидроксилсодержащие компоненты могут присутствовать в мольных процентах, которые образуют молярное соотношение гидроксильных групп к медленно реагирующему гидрофильному мономеру по меньшей мере приблизительно 0,15 или между приблизительно 0,15 и приблизительно 0,4. Этот показатель рассчитывается путем деления количества молей гидроксильных групп в мономерах, содержащих гидроксильные группы (включая любые гидроксильные группы в составе медленно реагирующего гидрофильного силиконсодержащего мономера), на количество молей медленно реагирующего гидрофильного мономера в данной массе мономерной смеси. В этом варианте для реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS, НЕМА, EGVE и NVP, учитываются гидроксильные группы в составе каждого из HO-mPDMS, НЕМА и EGVE. Любые гидроксильные группы, присутствующие в разбавителе (если он используется), не включаются в расчет. По меньшей мере один силиконсодержащий мономер может содержать по меньшей мере одну гидроксильную группу.

Кроме того, молярное отношение всех гидроксильных групп в составе реактивных компонентов в реакционной смеси к силикону (HO:Si) находится между приблизительно 0,16 и приблизительно 0,4. Молярное соотношение рассчитывается путем деления молярной концентрации гидроксильных групп в компонентах реакционной смеси (кроме любых гидроксилов, которые являются частью медленно реагирующего гидрофильного мономера или разбавителей) на молярную концентрацию силикона. В этом варианте и мономеры гидроксиалкила и любые гидроксилсодержащие силиконовые компоненты включаются в расчеты. Таким образом, при расчете соотношения HO:Si реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS, НЕМА, NVP и EGVE, при расчете HO:Si будут учтены только гидроксильные группы в составе каждого из НО-mPDMS, НЕМА.

Кроме того, молярное соотношение гидроксильных групп в компонентах, не содержащих силикон (кроме любых гидроксилов, которые являются частью медленно реагирующего гидрофильного мономера или разбавителей), к силикону находится между приблизительно 0,13 и приблизительно 0,35. Таким образом, при расчете соотношения HO_не-Si:Si реакционной смеси, содержащей HO-mPDMS, HEMA, EGVE и NVP, при расчете соотношения HO_не-Si:Si будут учитываться только гидроксильные группы в составе HEMA.

Следует понимать, что минимальное количество гидроксильного компонента будет варьироваться в зависимости от ряда факторов, в том числе от количества гидроксильных групп в составе мономера гидроксиалкила, от количества молекулярной массы и наличия или отсутствия гидрофильной функциональности в составе силиконсодержащих компонентов. Например, при использовании HEMA в качестве мономера гидроксиалкила и применении mPDMS в количествах приблизительно 38 вес. % в качестве единственного силиконсодержащего мономера, включают в себя по меньшей мере приблизительно 8 вес. % HEMA (0,16 HO:Si) для обеспечения требуемой степени мутности. Однако при использовании меньшего количества mPDMS (приблизительно 20%), например приблизительно 2 или 3%, HEMA обеспечивает степень мутности силиконгидрогелевых контактных линз ниже 50%. Аналогичным образом, когда препарат включает в себя значительные количества гидроксилсодержащего силиконового компонента (например, более чем приблизительно 20 вес. % HO-mPDMS, как в примерах 68-73), количество НЕМА, равное приблизительно 7 вес. % (0,13 HO:Si или 0,24 HO_общ.:Si), может обеспечить нужный уровень мутности.

Подходящие гидроксилсодержащие мономеры включают в себя мономеры гидроксиалкил (мет)акрилата или (мет)акриламида формулы IX или стириловое соединение формулы X:

где R₁ представляет собой Н или метил,

X представляет собой O или NR₁₆, R₁₆ представляет собой H, C₁-C₄ алкил, который может быть далее замещен по меньшей мере одной группой OH, метила или 2-гидроксиэтила, а

R₁₇ выбран из группы, состоящей из C₂-C₄ моно- или дигидроксизамещенного алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев; или 2-гидроксиэтил, 2,3-дигидроксипропил, 2-гидроксипропил.

R₁ может представлять собой H или метил, X кислород и R выбраны из группы, состоящей из C₂-C₄ моно- или дигидрокси- замещенного алкила и поли(этилен гликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев. Соответственно R₁ может представлять собой метил, X кислород и R могут быть выбраны из группы, состоящей из C₂-C₄ моно- или дигидрокси- замещенного алкила и поли(этилен гликоля), имеющего 20-20 повторяющихся звеньев. R₁ может представлять собой метил, X кислород и R могут быть выбраны из группы, состоящей из C₂-C₄ моно- или дигидроксизамещенного алкила. Соответственно по меньшей мере одна гидроксильная группа располагается в конце цепи алкильной группы R.

Примеры подходящих гидроксиалкилсодержащих мономеров включают в себя 2-гидроксиэтил метакрилат, 2-гидроксиэтил акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 1-гидроксипропил-2-(мет)акрилат, 2-гидрокси-2 -метил-пропил (мет)акрилат, 3-гидрокси-2,2-диметил-пропил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат, глицерин(мет)акрилат, 2-гидроксиэтил(мет)акриламид, полиэтиленгликоль монометакрилат, бис-(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламид и их смеси.

Гидроксилсодержащий мономер может быть выбран из группы, состоящей из 2-гидроксиэтил метакрилата, глицерин метакрилата, 2-гидроксипропил метакрилата, гидроксибутил метакрилата, 3-гидрокси-2,2-диметил-пропил метакрилата, а также их смесей.

Гидроксилсодержащий мономер может содержать 2-гидроксиэтил метакрилат или 3-гидрокси-2,2-диметил-пропил-метакрилат. Гидроксилсодержащий мономер может включать глицерин метакрилат.

Реакционная смесь может также включать дополнительные гидрофильные мономеры. Могут применяться любые гидрофильные мономеры, используемые для получения гидрогелей. Например, могут использоваться мономеры с содержанием акриловых групп (CH₂=CROX, где R - водород или C_1-6алкил, X-O или N) или винильные группы (-C=CH₂). Примерами дополнительных гидрофильных мономеров являются N, N-диметилакриламид, полиэтиленгликоль монометакрилат, метакриловая кислота, акриловая кислота, их комбинации и тому подобное.

Если дополнительные гидрофильные мономеры имеют кинетические периоды полураспада, которые являются промежуточными для медленно реагирующих гидрофильных мономеров и силиконсодержащих компонентов, как определено в настоящем документе, их концентрации в составах по данному изобретению могут быть ограничены концентрациями, которые не обеспечивают линзе нарастающий контактный угол выше чем приблизительно 80°. Термин «промежуточный» период полураспада относится к периоду полураспада, который короче периода полураспада самого медленно реагирующего силиконового компонента на 20-70%. Например, если дополнительный гидрофильный мономер представляет собой N, N-диметилакриламид, количество дополнительного гидрофильного мономера ограничивается значением ниже приблизительно 3 вес. % в тех случаях, когда необходимо получить линзы без покрытия. Если линза должна иметь модифицированную поверхность, может быть включено большее количество дополнительных мономеров.

Реакционные смеси по настоящему изобретению дополнительно включают в себя по меньшей мере один сшивающий агент, который имеет кинетический период полураспада, меньший или равный кинетическому периоду полураспада по меньшей мере одного из силиконсодержащих мономеров, включенных в реакционную смесь. Сшивающий агент представляет собой мономер с двумя или более полимеризуемыми двойными связями. Было обнаружено, что, когда кинетический период полураспада сшивающего агента больше, чем кинетический период полураспада по меньшей мере одного из силиконсодержащих мономеров, получаемый гидрогель обладает пониженной эластичностью и повышенным содержанием воды. Оказалось, что скорость реакции сши