Brevet FR2595361A1 — publié le 19870911

Des gels polymères à base de 2-hydroxyéthyl métha- crylate servent à fabriquer des lentilles de contact et len- tilles intracamérulaires souples et divers articles à usage médical tels que produits cosmétiques de remplacement de tissus gras, conteneurs-dépôt pour la libération graduelle de médicaments, prothèses de palais souple, et autres. Ces gels synthétiques se sont pour la plupart avérés convenables, mais pour certains usages, leur capacité de gonflement à l'équilibre dans l'eau, qui est de 39 à 40 %, est un peu faible. On a donc fait de nombreuses tentatives pour augmen- ter la capacité de gonflement de gels, par exemple en prépa- rant ceux-ci par copolymérisation de 2-hydroxyéthyl métha- crylate avec la N-vinylpyrrolidinone. On augmente ainsi la capacité de gonflement, mais la résistance à la traction et la résistance au déchirement tombent simultanément au- dessous du niveau admissible. Le même inconvénient se retrou- ve aussi pour d'autres copolymères à fort gonflement réticu- lés par covalence, par exemple obtenus à partir de 5-hydroxy- 3-oxapentyl méthacrylate. On a découvert que le manque de résistance mécanique de gels gonflant fortement, à fort gonflement réticulés par covalence, est dû à une réticulation irrégulière plutôt qu'à la haute teneur en eau, et que l'on peut éliminer ce défaut par traitement chimique délibérément appliqué aux articles ou aux produits semi-finis préparés à partir de gels réticu- lés à base d'esters de l'acide méthacrylique et de glycol, en interrompant les liaisons covalentes de réticulation ten- dues à l'excès et en formant à leur place de nouvelles liai- sons, déjà dans un état de gonflement plus accusé o elles ne subissent pas une contrainte intérieure indésirable dans l'état d'équilibre quand des sources de déformation externes n'agissent pas sur le copolymère gonflé. Il est apparu que l'agent le plus indiqué pour pro- voquer les ruptures de liaisons de réticulation fortement tendues lors d'un gonflement accusé et pour permettre simul- tanément la formation de nouvelles liaisons de réticulation est une solution concentrée d'hydroxyde alcalin ou d'hydro- xyde de métal alcalino-terreux. La température de réaction la plus convenable est d'environ 35 C, voisine de la tempé- 2 2595361 rature du corps humain. Lesdits réactifs provoquent, en présen- ce d'une quantité suffisante d'eau sous forme de solution de réactif, à une température modérément accrue, une réorganisa- tion du réseau des liaisons covalentes avec réduction de la contrainte intérieure à un plus haut degré de gonflement qu'on peut régler à la valeur voulue par le choix de la concentra- tion en réactif, de la température et surtout du temps d'action. Simultanément, il ne se forme par saponification partielle qu' une faible quantité de groupes carboxyliques libres. Point im- portant, la résistance mécanique du gel n'est pas sensiblement réduite par ce traitement bien que le gonflement dans l'eau soit doublé. Ceci peut s'expliquer simplement par la réorgani- sation du réseau des liaisons covalentes, o les liaisons de réticulation tendues à l'excès sont éliminées. On réduit enco- re la contrainte des liaisons et l'on augmente l'élasticité et la résistance mécanique du gel en transférant le gel gonflé dans du sérum physiologique après avoir éliminé l'alcali par lavage à l'eau pure. Le pouvoir de gonflement dans le sérum physiologique est un peu plus faible que dans l'eau pure; il atteint toutefois une valeur élevée qui améliore la tolérance des lentilles de contact et prolonge le temps pendant lequel on peut porter la lentille sans l'6ter de l'oeil. La tolérance sur l'oeil est encore améliorée par une plus grande souplesse présentée par le gel ainsi traité, avec une résistance mécani- que inchangée et sans dégradation des propriétés optiques. Exemple 1 On a polymérisé pendant 4 heures un mélange de polymérisa- tion contenant 35 % en poids d'un mélange de 98 % eb poids de 2-hydroxyéthyl méthacrylate (HEMA) et de 2 % en poids de di- méthacrylate d'éthylèneglycol dans une solution aqueuse à 30 % de thiocyanate de sodium, dans un moule revêtu de verre avec un système initiateur disulfite-persulfate. On a retiré la pel- licule élastique transparente, on l'a introduite dans un réci- pient contenant de l'hydroxyde de sodium à 30 % et on l'a lais- sé gonfler une nuit à +2 C. On a ensuite placé le récipient contenant la pellicule dans un bain chauffant et on l'a mainte- nu à 35 C pendant 24 heures. On a alors retiré la pellicule de la solution d'hydroxyde et on l'a lavée d'une manière continue dans de l'eau à +4 C pendant 24 heures. La pellicule résultante 3 2595361 avait une capacité de gonflement par absorption d'eau de 80 % dans de l'eau à 20 C et de 65 % dans du sérum physiologique à pH de 7,1. La résistance à la traction et la résistance struc- turale étaient pratiquement les mêmes que pour un gel analogue contenant 40 % d'eau. Exemple 2 On a soumis une lentille de contact à vergence de diop- tries -5 6, à diamètre de 6,5 mm et à capacité de gonflement de %, fabriquée conformément à la méthode usuelle par polyméri- sation de 2-hydroxyéthyl méthacrylate avec du peroxocarbonate dans un moule tournant, à une modification chimique par le pro- cédé décrit dans l'exemple 1 avec cette différence que le chauf- fage à 35 C a été effectué pendant 18 heures. La lentille modi- fiée était parfaitement transparente, avait une capacité de gonflement de 60 % (à 200C), dans du sérum physiologique, un diamètre de 8 mm et une vergence de -5,5;. Elle était sensi- blement mieux tolérée sur l'oeil qu'une lentille n'ayant pas subi la modification chimique, de sorte qu'elle pouvait être portée plusieurs jours sans être retirée, sans apparition de voile ni de sensation de gêne. La résistance mécanique de la lentille n'a pas été dégradée par la modification, malgré une augmentation de 50 % en poids de la teneur en eau de la lentil- le au détriment de la substance polymère sèche. Exemple 3 Un xérogel obtenu par copolymérisation d'un mélange anhy- dre de 2-hydroxyéthyl méthacrylate avec 0,8 % de diméthacryla- te d'éthylèneglycol provoquée par irradiation à la lumière ultraviolette après addition de 0,2 % en poids de benzorne par rapport au poids du mélange des monomères précédents a servi à fabriquer une lentille intracamérulaire par usinage et polissa- ge de la manière connue. On a ensuite fait gonfler la lentille à l'eau jusqu'à concurrence d'une teneur en eau de 39 %5, on l'a introduite dans une solution aqueuse à 20 %/c d'hydroxyde de potassium et on l'y a laissée pendant 24 heures à une tempéra- ture de 0 C. On a ensuite porté la solution alcaline contenant la lentille à 35 C pendant 16 heures, on a complètement débar- rassé la lentille de l'hydroxyde sous eau courante du robinet, on l'a lavée à l'eau désionisée à 20 C et on l'a conservée dans une solution à 0, 8 % de chlorure de sodium. Elle présentait à 4 2595361 C dans cette solution une capacité de gonflement de 68,5 5%, tandis que les résistances à la traction et structurale étaient sensiblement égales à celles du gel initial gonflé à l'eau. REVENDICATIONS 1. Gels réticulés à base d'esters d'acide méthacrylique obtenus par copolymérisation de 2-hydroxyéthyl méthacry]ate avec au plus 2 % de diméthacrylate d'éthylèneglvcol, caractéri- sés en ce que leur réseau de liaisons covalentes est réorganisé par interruption de liaisons de réticulation tendues et forma- tion de nouvelles liaisons de réticulation par action d'agents alcalins dans un état de fort gonflement avec teneur en eau de gonflement supérieure à 40 %. 2. Procédé de préparation de gels à base d'esters d'acide méthacryli.ue ayant dans l'eau à 20 C une capacité de gonfle- ment supérieure à 40 % en poids et contenant du diméthacrylate d'éthylèneglycol en tant qu'agent de réticulation à raison de moins de 2 % en poids du mélange de polymérisation, caractéri- sé en ce qu'on soumet le gel de méthacrylate de glycol réticu- lé par covalence préparé de manière courante à un traitement par une solution fortement alcaline et à un chauffage à une température modérée, avantageusement de 40 à 50 C, jusqu'à ce qu'il y ait réorganisation du réseau des liaisons covalentes avec un nouveau gonflement, puis on élimine l'agent alcalin par lavage à l'eau et l'on conserve le gel, si c'est souhaitable, dans du sérum physiologique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on laisse d'abord le gel de 2-hydroxyéthyl méthacrylate réticulé avec du diméthacrylate d'éthylèneglycol, préparé de la manière usuelle, se gonfler de manière homogène avec une solution alcaline aqueuse, puis on le porte à une température de 20 à 40 C qu'on maintient pendant 16 à 48 heures.