ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ ПРИВИТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СЕТЕЙ, И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
OPHTHALMIC DEVICES OBTAINED FROM GRAFTED POLYMER MESHES AND THEIR PRODUCTION AND APPLICATION METHODS

Смежные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 16/239,595, поданной 4 января 2019 г., и предварительной заявке на патент США № 62/623,781, поданной 30 января 2018 г., каждая из которых полностью включена в настоящий документ путем ссылки.
Область применения изобретения
Изобретение относится к офтальмологическим устройствам, таким как контактные линзы, которые содержат привитые полимерные сети, и к способам получения и применения офтальмологических устройств.
Предпосылки создания изобретения
Разработка полимерных материалов, полученных из индивидуальных компонентов, которые обеспечивают желательные свойства, является текущей целью во многих областях продукции. Например, полимерные материалы, демонстрирующие кислородную проницаемость и гидрофильность, желательны для ряда применений в области медицинских устройств, таких как офтальмологические устройства.
Часто встречающаяся проблема при формировании полимерных материалов, в которых пытаются комбинировать свойства, заключается в том, что во многих случаях индивидуальные компоненты, из которых получен конечный материал, не являются легко совместимыми. Например, было обнаружено, что в области контактных линз силиконовые гидрогели обеспечивают линзы со значительно повышенной кислородной проницаемостью и, следовательно, способны уменьшать отек роговицы и гиперваскулатуры - патологические состояния, которые иногда могут быть связаны с обычными гидрогелевыми линзами. Силиконовые гидрогели, как правило, получают путем полимеризации смесей, содержащих по меньшей мере один силиконсодержащий мономер и по меньшей мере один гидрофильный мономер. Однако линзы на основе силиконовых гидрогелей могут быть сложны в изготовлении, потому что силиконовые компоненты и гидрофильные компоненты часто несовместимы.
Новые технологии создания полимерных материалов являются желательными во многих областях, включая офтальмологические устройства.
Изложение сущности изобретения
Изобретение относится к новым полимерным композициям, полученным из широкого спектра компонентов - мономеров и полимеров, включая случаи, когда такие компоненты (мономеры и полимеры) по существу несовместимы. Такие полимерные композиции находят применение в различных областях, например в офтальмологических устройствах.
Таким образом, в одном аспекте в изобретении предложено офтальмологическое устройство, образованное способом, включающим:
(a) обеспечение первой реакционноспособной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации формировать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно может активироваться при последующей активации; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) поперечно-сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционноспособной композиции первой стадии активации так, что первая реакционноспособная композиция полимеризуется на ней с образованием поперечно-сшитой субстратной сети, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной полимеризации;
(c) приведение в контакт поперечно-сшитой субстратной сети с композицией для прививки, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений, причем приведение в контакт проводят в таких условиях, что композиция для прививки проникает в поперечно-сшитую субстратную сеть и является более концентрированной на поверхности поперечно-сшитой субстратной сети, чем в сердцевине; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации в поперечно-сшитой субстратной сети таким образом, что композиция для прививки полимеризуется в этом месте с поперечно-сшитой субстратной сетью.
В другом аспекте в изобретении предложено офтальмологическое устройство, выполненное из продукта реакции композиции, содержащей: (i) поперечно-сшитую субстратную сеть, содержащую ковалентно связанные активируемые инициаторы свободнорадикальной полимеризации; и (ii) композицию для прививки, содержащую одно или более этиленненасыщенных соединений.
В дополнительном аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения офтальмологического устройства, включающий:
(a) обеспечение первой реакционноспособной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации формировать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно может активироваться при последующей активации; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) поперечно-сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционноспособной композиции первой стадии активации так, что первая реакционноспособная композиция полимеризуется на ней с образованием поперечно-сшитой субстратной сети, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной полимеризации;
(c) приведение в контакт поперечно-сшитой субстратной сети с композицией для прививки, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений, причем приведение в контакт проводят в таких условиях, что композиция для прививки проникает в поперечно-сшитую субстратную сеть и является более концентрированной на поверхности поперечно-сшитой субстратной сети, чем в сердцевине; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации в поперечно-сшитой субстратной сети таким образом, что композиция для прививки полимеризуется в этом месте с поперечно-сшитой субстратной сетью.
Подробное описание изобретения
Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение, понятное любому специалисту в области, к которой относится изобретение. Все публикации, заявки на патенты, патенты и другие ссылки, упоминаемые в настоящем документе, включены в него путем ссылки.
Если не указано иное, числовые диапазоны, например в «от 2 до 10» или как в «между 2 и 10», включают числа, определяющие диапазон (например, 2 и 10).
Если не указано иное, соотношения, проценты, доли и т. п. даны по массе.
n
w
w
n
Фраза «среднечисленная молекулярная масса» относится к среднечисленной молекулярной массе (M) образца; фраза «средневесовая молекулярная масса» относится к средневесовой молекулярной массе (M) образца; фраза «коэффициент полидисперсности» (PDI) относится к отношению M, деленному на M, и описывает распределение по молекулярным массам образца. Если тип «молекулярной массы» не указан или не очевиден из контекста, то подразумевается, что он относится к среднечисленной молекулярной массе.
Используемый в настоящем документе термин «около» относится к диапазону +/- 10 процентов от числа, к которому применяется. Например, фраза «около 10» будет включать как 9, так и 11.
Используемый в настоящем документе термин «(мет)» обозначает возможное наличие необязательного метильного заместителя. Таким образом, термин «(мет)акрилат» указывает как на метакрилат, так и на акрилат.
Следует учитывать, что везде, где даны химические структуры, варианты, представленные как заместители в структуре, могут сочетаться в любой комбинации. Таким образом, если структура содержит заместители R* и R**, каждый из которых имеет три списка потенциальных групп, возможны 9 комбинаций. То же самое относится и к комбинации свойств.
n
Среднее число повторяющихся звеньев в образце полимера известно как «степень полимеризации». Когда используется общая химическая формула образца полимера, такая как [***], «n» относится к степени его полимеризации, и формулу необходимо интерпретировать как представляющую среднечисленную молекулярную массу образца полимера.
Используемый в настоящем документе термин «субъект» подразумевает людей и позвоночных животных.
Используемый в настоящем документе термин «офтальмологическое устройство» относится к любому устройству, которое размещают в или на глазу или любой части глаза, включая поверхность глаза. Подобные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, косметическое улучшение, улучшение зрения, терапевтический эффект (например, в качестве повязки) или доставку активных компонентов, таких как фармацевтические и нутрицевтические компоненты, или любую комбинацию вышеупомянутого. Примеры офтальмологических устройств включают в себя, без ограничений, линзы и оптические и глазные вставки, включая, без ограничений, обтураторы слезных точек и т. п. Термин «линза» включает в себя мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, гибридные контактные линзы, интраокулярные линзы, и линзы-вкладыши, и маскирующие линзы. Офтальмологическое устройство может представлять собой контактную линзу.
Используемый в настоящем документе термин «контактная линза» относится к офтальмологическому устройству, которое может быть размещено на роговице глаза субъекта. Контактная линза может обеспечивать корректирующий, косметический или терапевтический эффект, включая заживление ран, доставку лекарственных средств или нутрицевтиков, диагностическую оценку или контроль, блокирование ультрафиолетового света, сокращение влияния видимого или слепящего света или любую их комбинацию. Контактная линза может быть изготовлена из любого подходящего материала, известного в данной области техники, и может представлять собой мягкую линзу, жесткую линзу или гибридную линзу, содержащую по меньшей мере две отдельные части с разными физическими, механическими или оптическими свойствами, такими как модуль упругости, содержание воды, светопроницаемость или их комбинации.
Офтальмологические устройства и контактные линзы изобретения могут быть выполнены из силиконовых гидрогелей. Такие силиконовые гидрогели обычно содержат по меньшей мере один гидрофильный мономер и по меньшей мере один компонент силиконсодержащий компонент, которые ковалентно связаны друг с другом в полимеризованном устройстве. Офтальмологические устройства и контактные линзы изобретения также могут быть выполнены из обычных гидрогелей или комбинации обычных и силиконовых гидрогелей.
«Макромолекула» представляет собой органическое соединение, имеющее среднечисленную молекулярную массу более 1500, и может быть реакционноспособной или нереакционноспособной.
Используемый в настоящем документе термин «целевая макромолекула» представляет собой предполагаемую макромолекулу, синтезированную из реакционноспособной композиции, содержащей мономеры, макромеры, форполимеры, сшивающие агенты, инициаторы, добавки, разбавители и т. п.
Используемый в настоящем документе термин «мономер» представляет собой монофункциональную молекулу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации, создавая таким образом повторяющееся звено в химической структуре целевой макромолекулы. Некоторые мономеры имеют бифункциональные примеси, которые могут играть роль сшивающих агентов. «Гидрофильный мономер» также представляет собой мономер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25 °C в концентрации 5% масс. «Гидрофильный компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, инициатор, поперечно-сшивающий агент, добавку или полимер, который дает прозрачный однофазный раствор при смешивании с деионизированной водой при 25 °C в концентрации 5% масс.
Используемый в настоящем документе термин «макромономер» или «макромер» представляет собой линейную или разветвленную макромолекулу, имеющую по меньшей мере одну полимеризуемую группу, которая может подвергаться полимеризации с ростом цепи и, в частности, свободнорадикальной полимеризации.
N
N
Используемый в настоящем документе термин «полимеризуемый» означает, что соединение содержит по меньшей мере одну полимеризуемую группу. «Полимеризируемые группы» представляют собой группы, которые могут подвергаться полимеризации с ростом цепи, такой как свободнорадикальная и/или катионная полимеризация, например группа с двойной углеродной связью, которая может полимеризоваться при воздействии условий инициации радикальной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры полимеризуемых групп включают в себя (мет)акрилаты, стиролы, простые виниловые эфиры, (мет)акриламиды, -виниллактамы,-виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие винильные группы. Полимеризуемые группы предпочтительно содержат (мет)акрилаты, (мет)акриламиды и их смеси. Полимеризуемые группы предпочтительно содержат (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирильные функциональные группы или смеси любых из вышеперечисленного. Полимеризуемая группа может быть замещенной или незамещенной. Например, атом азота в (мет)акриламиде может быть связан с водородом, или водород может быть замещен алкилом или циклоалкилом (которые сами могут быть дополнительно замещены). В отличие от термина «полимеризуемый», термин «неполимеризуемый» означает, что соединение не содержит такой свободнорадикальной полимеризуемой группы.
1-6
1-6
2-12
2-12
2-12
2-6
1-6
1-6
Примеры вышеупомянутых групп включают в себя замещенные или незамещенные C алкил(мет)акрилаты, C алкил(мет)акриламиды, C алкенилы, C алкенилфенилы, C алкенилнафтилы, C алкенилфенил-C алкилы, в которых приемлемые заместители в указанных C алкилах включают в себя простые эфиры, гидроксилы, карбоксилы, галогены и их комбинации.
Может быть использован любой тип свободнорадикальной полимеризации, включая, без ограничений, массу, раствор, суспензию и эмульсию, а также любые способы контролируемой радикальной полимеризации, такие как полимеризация, инициированная стабильным свободным радикалом, нитроксид-опосредованная живая полимеризация, радикальная полимеризация с переносом атома, полимеризация путем обратимого присоединения и фрагментирования, опосредованная теллурорганическим соединением живая радикальная полимеризация и т. п.
«Этиленненасыщенное соединение» представляет собой мономер, макромер или форполимер, который содержит по меньшей мере одну полимеризуемую группу. Этиленненасыщенное соединение предпочтительно может состоять из одной полимеризуемой группы.
Используемый в настоящем документе термин «силиконсодержащий компонент» или «силиконовый компонент» представляет собой мономер, макромер, форполимер, поперечно-сшивающий агент, инициатор, добавку или полимер в реакционноспособной композиции с по меньшей мере одной кремний-кислородной связью, обычно в форме силоксигрупп, силоксановых групп, карбосилоксановых групп и их смесей. Примеры силиконсодержащих компонентов, которые применяют в настоящем изобретении, можно найти в патентах США № 3,808,178, 4,120,570, 4,136,250, 4,153,641, 4,740,533, 5,034,461, 5,070,215, 5,244,981, 5,314,960, 5,331,067, 5,371,147, 5,760,100, 5,849,811, 5,962,548, 5,965,631, 5,998,498, 6,367,929, 6,822,016, 6,943,203, 6,951,894, 7,052,131, 7,247,692, 7,396,890, 7,461,937, 7,468,398, 7,538,146, 7,553,880, 7,572,841, 7,666,921, 7,691,916, 7,786,185, 7,825,170, 7,915,323, 7,994,356, 8,022,158, 8,163,206, 8,273,802, 8,399,538, 8,415,404, 8,420,711, 8,450,387, 8,487,058, 8,568,626, 8,937,110, 8,937,111, 8,940,812, 8,980,972, 9,056,878, 9,125,808, 9,140,825, 9,156,934, 9,170,349, 9,217,813, 9,244,196, 9,244,197, 9,260,544, 9,297,928, 9,297,929 и европейском патенте № 080539. Указанные патенты настоящим полностью включены путем ссылки.
«Полимер» представляет собой целевую макромолекулу, состоящую из повторяющихся звеньев мономеров и макромеров, используемых во время полимеризации.
«Гомополимер» представляет собой полимер, полученный из одного мономера; «сополимер» представляет собой полимер, полученный из двух или более мономеров; «терполимер» представляет собой полимер, полученный из трех мономеров. «Блок-сополимер» состоит из различных по своему составу блоков или сегментов. Диблок-сополимеры имеют два блока. Триблок-сополимеры имеют три блока. «Гребенчатые сополимеры» или «привитые сополимеры» состоят из по меньшей мере одного макромера.
«Повторяющееся звено» представляет собой наименьшую группу атомов в полимере, которая соответствует полимеризации конкретного мономера или макромера.
«Инициатор» представляет собой молекулу, которая может разлагаться на свободнорадикальные группы, которые могут реагировать с мономером, чтобы инициировать реакцию свободнорадикальной полимеризации. Термический инициатор разлагается с определенной скоростью в зависимости от температуры; типовые примеры представляют собой азосоединения, такие как 1,1'-азобисизобутиронитрил и 4,4'-аобис(4-циановалериановая кислота), пероксиды, такие как бензоилпероксид, трет-бутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, трет-бутилпероксибензоат, дикумилпероксид и лауроилпероксид, пероксикислоты, такие как перуксусная кислота и персульфат калия, а также разнообразные окислительно-восстановительные системы. Фотоинициатор разлагается в результате фотохимического процесса; типовые примеры представляют собой производные бензила, бензоина, ацетофенона, бензофенона, камфорхинона и их смеси, а также разнообразные моноацил- и бисацилфосфиноксиды и их комбинации.
«Свободнорадикальная группа» представляет собой молекулу, которая имеет непарный валентный электрон, который может вступать в реакцию с полимеризуемой группой, чтобы инициировать реакцию свободнорадикальной полимеризации.
«Поперечно-сшивающий агент» или «сшиватель» представляет собой бифункциональный или мультифункциональный мономер, который может подвергаться свободнорадикальной полимеризации в двух или более местах в молекуле, таким образом создавая точки ветвления и образуя полимерную сеть. Две или более полимеризуемые функциональные группы поперечно-сшивающего агента могут быть одинаковыми или разными и, например, могут быть независимо выбраны из винильных групп (включая аллил), (мет)акрилатных групп и (мет)акриламидных групп. Распространенные примеры включают в себя этиленгликольдиметакрилат, тетраэтиленгликольдиметакрилат, триметилольпропантриметакрилат, метиленбисакриламид, триаллилцианурат и т. п.
«Форполимер» представляет собой продукт реакции мономеров (или макромеров), который содержит оставшиеся полимеризуемые группы, способные подвергаться дальнейшей реакции с образованием полимера.
«Полимерная сеть» представляет собой тип полимера, который находится в форме поперечно-сшитой макромолекулы. По существу полимерная сеть может набухать, но не может растворяться в растворителях. Например, поперечно-сшитая субстратная сеть изобретения представляет собой материал, который может набухать, не растворяясь.
«Гидрогели» представляют собой полимерные сети, которые набухают в воде или водных растворах, обычно поглощая по меньшей мере 10% масс. воды (при 25 °С). «Силиконовые гидрогели» представляют собой гидрогели, которые получены из по меньшей мере одного силиконсодержащего компонента с по меньшей мере одним гидрофильным компонентом. Гидрофильные компоненты могут также включать в себя нереакционноспособные полимеры.
«Обычные гидрогели» относятся к полимерным сетям, полученным из мономеров без каких-либо силоксильных, силоксановых или карбосилоксановых групп. Обычные гидрогели получают из реакционных композиций, преимущественно содержащих гидрофильные мономеры, такие как 2-гидроксиэтилметакрилат (HEMA), N-винилпирролидон (NVP), N, N-диметилакриламид (DMA) или винилацетат.
Используемый в настоящем документе термин «реакционноспособная композиция» относится к композиции, содержащей один или более реакционноспособных компонентов (и необязательно нереакционноспособных компонентов), которые смешаны (когда присутствует более одного) вместе и, когда подвергаются условиям полимеризации, формируют полимерные композиции. Если присутствует более одного компонента, реакционноспособная композиция может также упоминаться в настоящем документе как «реакционная смесь» или «реакционная мономерная смесь» (или RMM). Реакционноспособная композиция содержит реакционноспособные компоненты, такие как мономеры, макромеры, форполимеры, сшивающие агенты и инициаторы, и необязательные добавки, такие как смачивающие агенты, разделительные агенты, красители, светопоглощающие соединения, такие как поглотители УФ в видимой области, пигменты, красители и фотохромные соединения, любое из которых может быть реакционноспособным или нереакционноспособным, но предпочтительно способным удерживаться в полученной полимерной композиции, а также фармацевтические и нутрицевтические соединения и любые разбавители. Следует понимать, что широкий спектр добавок может быть добавлен в зависимости от конечного продукта, который получают, и его предполагаемого применения. Концентрации компонентов реакционноспособной композиции выражены в весовом процентном содержании всех компонентов реакционноспособной композиции, за исключением разбавителя. Когда используют разбавители, их концентрации выражены в весовом процентном содержании, основанном на количестве всех компонентов в реакционноспособной композиции и разбавителе.
«Реакционноспособные компоненты» представляют собой компоненты в реакционноспособной композиции, которые становятся частью химической структуры получаемого материала за счет ковалентного связывания, образования водородной связи, электростатических взаимодействий, образования взаимопроникающих полимерных сетей или любых других средств. Примеры включают в себя, без ограничений, силиконсодержащие реакционноспособные компоненты (например, силиконсодержащие компоненты, описанные ниже) и гидрофильные реакционноспособные компоненты (например, гидрофильные мономеры, описанные ниже).
Используемый в настоящем документе термин «контактная линза из силиконового гидрогеля» относится к контактной линзе, содержащей по меньшей мере один силиконовый гидрогель. Контактные линзы из силиконового гидрогеля по существу имеют повышенную кислородную проницаемость по сравнению с обычными гидрогелями. Для передачи кислорода к глазу контактные линзы из силиконового гидрогеля применяют как свою водную, так и полимерную составляющие.
Термин «мультифункциональный» относится к компоненту, имеющему две или более полимеризуемые группы. Термин «монофункциональный» относится к компоненту, имеющему одну полимеризуемую группу.
Термины «галоген» или «гало-» обозначают фтор, хлор, бром и иод.
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
Используемый в настоящем документе термин «алкил» относится к незамещенной или замещенной линейной или разветвленной алкильной группе, содержащей указанное число атомов углерода. Если число не указано, то алкил (необязательно включающий в себя любые заместители в алкиле) может содержать от 1 до 16 атомов углерода. Алкильная группа предпочтительно содержит от 1 до 10 атомов углерода, альтернативно от 1 до 7 атомов углерода или альтернативно от 1 до 4 атомов углерода. Примеры алкила включают в себя метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изо-, втор-и трет-бутил, пентил, гексил, гептил, 3-этилбутил и т. п. Примеры заместителей в алкильной группе включают в себя 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонил, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. «Алкилен» означает двухвалентную алкильную группу, такую как -CH-, -CHCH-, -CHCHCH-, -CHCH(CH)CH- и -CHCHCHCH-.
3
2
3
2
2
Термин «галогеналкил» относится к алкильной группе, как определено выше, которая замещена одним или более атомами галогена, причем каждый галоген независимо представляет собой F, Cl, Br или I. Предпочтительный галоген представляет собой F. Предпочтительные галогеналкильные группы содержат 1-6 атомов углерода, более предпочтительно, 1-4 атомов углерода и еще более предпочтительно 1-2 атомов углерода. Термин «галогеналкил» включает в себя пергалогеналкильные группы, такие как -CF- или -CFCF-. Термин «галогеналкилен» означает двухвалентную галогеналкильную группу, такую как -CHCF-.
3
8
4
7
5
6
Термин «циклоалкил» относится к незамещенному или замещенному циклическому углеводороду, содержащему указанное число атомов углерода в кольце. Если число не указано, то циклоалкил может содержать от 3 до 12 атомов углерода в кольце. Предпочтительными являются группы C-C циклоалкил, более предпочтительно C-C циклоалкил, и еще более предпочтительно C-C циклоалкил. Примеры циклоалкильных групп включают в себя циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогептил и циклооктил. Примеры заместителей в циклоалкильной группе включают в себя 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. Термин «циклоалкилен» означает двухвалентную циклоалкильную группу, такую как 1,2-циклогексилен, 1,3-циклогексилен или 1,4-циклогексилен.
Термин «гетероциклоалкил» относится к циклоалкильному кольцу или кольцевой системе, как определено выше, в которой по меньшей мере один углерод в кольце замещен гетероатомом, выбранным из азота, кислорода и серы. Гетероциклоалкильное кольцо необязательно слито или иным образом соединено с другими гетероциклоалкильными кольцами, и/или неароматическими углеводородными кольцами, и/или фенильными кольцами. Предпочтительные гетероциклоалкильные группы имеют от 5 до 7 членов. Более предпочтительные гетероциклоалкильные группы имеют от 5 до 6 членов. Термин «гетероциклоалкилен» означает двухвалентную гетероциклоалкильную группу.
Термин «арил» относится к незамещенной или замещенной ароматической углеводородной кольцевой системе, содержащей по меньшей мере одно ароматическое кольцо. Арильная группа содержит указанное число атомов углерода в кольце. Если число не указано, арил может содержать от 6 до 14 атомов углерода в кольце. Ароматическое кольцо необязательно может быть слито или иным образом присоединено к другим ароматическим углеводородным кольцам или неароматическим углеводородным кольцам. Примеры арильных групп включают в себя фенил, нафтил и бифенил. Предпочтительные примеры арильных групп включают в себя фенил. Примеры заместителей в арильной группе включают в себя 1, 2 или 3 группы, независимо выбранные из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила и их комбинаций. Термин «арилен» означает двухвалентную арильную группу, например 1,2-фенилен, 1,3-фенилен или 1,4-фенилен.
Термин «гетероарил» относится к арильному кольцу или кольцевой системе, как определено выше, в которой по меньшей мере один атом углерода в кольце замещен гетероатомом, выбранным из азота, кислорода и серы. Гетероарильное кольцо может быть слито или иным образом присоединено к одному или более гетероарильным кольцам, ароматическим или неароматическим углеводородным кольцам или гетероциклоалкильным кольцам. Примеры гетероарильных групп включают в себя пиридил, фурил и тиенил. Термин «гетероарилен» означает двухвалентную гетероарильную группу.
Термин «алкокси» означает алкильную группу, присоединенную к исходному фрагменту молекулы через кислородный мостик. Примеры алкоксигрупп включают в себя, например, метокси, этокси, пропокси и изопропокси. Термин «арилокси» означает арильную группу, присоединенную к исходному фрагменту молекулы через кислородный мостик. Примеры включают в себя фенокси. Термин «циклическая алкоксигруппа» означает циклоалкильную группу, присоединенную к исходному фрагменту через кислородный мостик.
2
2
Термин «алкиламин» относится к алкильной группе, присоединенной к исходному фрагменту молекулы через мостик -NH. Термин «алкиленамин» означает двухвалентную алкиламиновую группу, такую как -CHCHNH-.
n
A
A
Термин «силоксанил» относится к структуре, имеющей по меньшей одну связь Si-O-Si. Таким образом, например, силоксанильная группа означает группу, имеющую по меньшей мере одну группу Si-O-Si (т. е. силоксановую группу), а силоксанильное соединение означает соединение, имеющее по меньшей мере одну группу Si-O-Si. Термин «силоксанил» охватывает мономерные (например, Si-O-Si), а также олигомерные/полимерные структуры (например, -[Si-O]-, где n составляет 2 или более). Каждый атом кремния в силоксанильной группе замещен независимо выбранными группами R (где R определен, как указано в (b)-(i) формулы A) для заполнения валентности.
3
3
1
8
1
3
3
8
Термин «силил» относится к структуре формулы RSi-, а «силокси» относится к структуре формулы RSi-O-, где каждый R в силиле или силокси независимо выбран из триметилсилокси, C-C алкила (предпочтительно, C-C алкила, более предпочтительно, алкила или метила) и C-C циклоалкила.
p
p
2
2
p
3
2
2
p
Термин «алкиленокси» относится к группам общей формулы -(алкилен-O)- или -(O-алкилен)-, причем алкилен определен, как указано выше, и p составляет от 1 до 200, или от 1 до 100, или от 1 до 50, или от 1 до 25, или от 1 до 20, или от 1 до 10, причем каждый алкилен независимо необязательно замещен одной или более группами, независимо выбранными из гидроксила, галогена (например, фтора), амино, амидо, простого эфира, карбонила, карбоксила и их комбинаций. Если p больше 1, то все алкилены могут быть одинаковыми или разными, а алкиленокси может иметь блочную или случайную конфигурацию. Если алкиленокси образует концевую группу в молекуле, конец алкиленокси может, например, представлять собой гидрокси или алкокси (например, HO-[CHCHO]- или CHO-[CHCHO]-). Примеры алкиленокси включают в себя полиметиленметокси, полиэтилениокси, полипропиленокси, полибутиленокси и поли(этиленокси-со-пропиленокси).
2
2
2
3
2
2
2
2
3
2
Термин «оксаалкилен» относится к алкиленовой группе, как определено выше, в которой одна или более несмежных групп CH замещены атомом кислорода, например -CHCHOCH(CH)CH-. Термин «тиаалкилен» относится к алкиленовой группе, как определено выше, в которой одна или более несмежных групп CH замещены атомом серы, например -CHCHSCH(CH)CH-.
2
2
2
2
2
2
Термин «связующая группа» относится к функциональной группе, которая связывает полимеризуемую группу с исходной молекулой. Связующая группа может представлять собой любую функциональную группу, которая не создает нежелательных помех полимеризации соединения, частью которого она является. Например, связующая группа может представлять собой связь или может представлять собой одно или более из алкилена, галогеналкилена, амида, амина, алкиленамина, карбамата, карбоксилата (-CO-), арилена, гетероарилена, циклоалкилена, гетероциклоалкилена, алкиленокси, оксаалкилена, тиаалкилена, галогеналкиленокси (алкиленокси, замещенная одной или более галогеновых групп, например -OCF-, -OCFCF-, -OCFCH-), силоксанила, алкиленсилоксанила или их комбинаций. Связующая группа может необязательно быть замещена 1 или более группами. Приемлемые заместители могут включать в себя группы, независимо выбранные из алкила, галогена (например, фтора), гидроксила, HO-алкиленокси, MeO-алкиленокси, силоксанила, силокси, силокси-алкиленокси-, силокси-алкилен-алкиленокси- (в которой может присутствовать более одной алкиленоксигруппы, и в которой каждый метилен в алкилене или алкиленокси независимо необязательно замещен гидроксилом), простого эфира, амина, карбонила, карбамата и их комбинаций. Связующая группа также может быть замещена полимеризуемой группой, такой как (мет)акрилат.
1
8
2
6
1
8
2
6
1
8
1
8
1
8
1
8
Предпочтительные связующие группы включают в себя C-C алкилен (предпочтительно, C-C алкилен) и C-C оксаалкилен (предпочтительно, C-C оксаалкилен), каждый из которых необязательно замещен 1 или 2 группами, независимо выбранными из гидроксила и силокси. Предпочтительные связующие группы также включают в себя карбоксилат, амид, C-C алкилен-карбоксилат-C-C алкилен или C-C алкилен-амид-C-C алкилен.
2
2
Если связующая группа состоит из комбинаций функциональных групп, описанных выше (например, алкилена и циклоалкилена), то эти функциональные группы могут присутствовать в любом порядке. Например, если в формуле E ниже L указан как -алкилен-циклоалкилен-, то Rg-L может представлять собой либо Rg-алкилен-циклоалкилен-, либо Rg-циклоалкилен-алкилен-. Несмотря на это порядок перечисления представляет собой предпочтительный порядок, в котором функциональные группы появляются в соединении, начиная с концевой полимеризуемой группы (Rg), к которой присоединена связующая группа. Например, если в формуле E L и L оба указаны как алкилен-циклоалкилен, то Rg-L предпочтительно представляет собой Rg-алкилен-циклоалкилен-, а -L-Rg предпочтительно представляет собой -циклоалкилен-алкилен-Rg.
Как отмечено выше, в одном аспекте в настоящем изобретении предложено офтальмологическое устройство, образованное способом, включающим:
(a) обеспечение первой реакционноспособной композиции, содержащей: (i) инициатор полимеризации, который способен при первой активации формировать две или более свободнорадикальные группы, по меньшей мере одна из которых дополнительно может активироваться при последующей активации; (ii) одно или более этиленненасыщенных соединений; и (iii) поперечно-сшивающий агент;
(b) подвергание первой реакционноспособной композиции первой стадии активации так, что первая реакционноспособная композиция полимеризуется на ней с образованием поперечно-сшитой субстратной сети, содержащей ковалентно связанный активируемый инициатор свободнорадикальной полимеризации;
(c) приведение в контакт поперечно-сшитой субстратной сети с композицией для прививки, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений, причем приведение в контакт проводят в таких условиях, что композиция для прививки проникает в поперечно-сшитую субстратную сеть и является более концентрированной на поверхности поперечно-сшитой субстратной сети, чем в сердцевине; и
(d) активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации в поперечно-сшитой субстратной сети таким образом, что композиция для прививки полимеризуется в этом месте с поперечно-сшитой субстратной сетью.
Инициатором полимеризации может быть любая композиция, способная генерировать свободнорадикальные группы на двух или более отдельных стадиях активации. В настоящем изобретении нет особого требования в отношении того, какой тип инициатора полимеризации использовать или каков механизм активации, при условии, что первую активацию и вторую активацию можно проводить последовательно. Таким образом, приемлемые инициаторы полимеризации могут, например, активироваться термически, видимым светом, ультрафиолетовым светом, посредством облучения электронным пучком, гамма-излучением или их комбинациями. Примеры инициаторов полимеризации, которые можно применять в изобретении, включают в себя, без ограничений, бисацилфосфиноксиды («BAPO»), бис(ацил)фосфаноксиды (например, бис(мезитоил)фосфиновая кислота), азосоединения, пероксиды, альфа-гидроксикетоны, альфа-алкоксикетоны, 1,2-дикетоны, соединения на основе германия (такие как бис(4-метоксибензоил)диэтилгерманий) или их комбинации.
Предпочтительными являются BAPO инициаторы. Примеры приемлемых BAPO инициаторов включают в себя, без ограничений, соединения, имеющие химическую структуру формулы I:
1
2
1
2
1
1
где Ar и Ar представляют собой независимо замещенные или незамещенные арильные группы, обычно замещенные фенильные группы, причем заместители представляют собой линейные, разветвленные или циклические алкильные группы, такие как метильные группы, линейные, разветвленные или циклические алкоксигруппы, такие как метоксигруппы, и атомы галогена; предпочтительно Ar и Ar имеют идентичные химические структуры; и где R представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, или R представляет собой фенильную группу, гидроксильную группу или алкоксигруппу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода.
Могут быть также использованы инициаторы полимеризации, активируемые различными типами энергии для первоначальной и последующей активаций. Например, материалы, которые подвергаются первой термической активации и второй активации посредством облучения, входят в объем изобретения. Примеры таких материалов со смешанной активацией включают в себя соединения формул II, III, IV и V:
1
2
1
2
1
2
3
трет
трет
где Ar и Ar представляют собой независимо замещенные или незамещенные арильные группы, обычно замещенные фенильные группы, причем заместители представляют собой линейные, разветвленные или циклические алкильные группы, такие как метильные группы, линейные, разветвленные или циклические алкоксигруппы, такие как метоксигруппы, и атомы галогена; предпочтительно Ar и Ar имеют идентичные химические структуры; и где R представляет собой линейную, разветвленную или циклическую алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода; где R представляет собой бифункциональную метиленовую связующую группу, которая может дополнительно содержать группы простых эфиров, кетонные или сложноэфирные группы вдоль метиленовой цепи, имеющие от 1 до 10 атомов углерода; и R представляет собой атом водорода, гидроксильную группу или линейную, разветвленную или циклическую алкоксигруппу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода. Еще одним примером является -бутил-7-метил-7-(-бутилазо)пероксиоктаноат.
Кроме того, диазосоединения, дипероксисоединения или азопероксисоединения, которые демонстрируют две различные температуры разложения, могут быть использованы в настоящем изобретении.
Предпочтительно, инициатор полимеризации представляет собой инициатор фотополимеризации, предпочтительно бисацилфосфиноксид. Бисацилфосфиноксиды желательны, поскольку они могут подвергаться последовательным стадиям активации при разных длинах волн и поэтому просты в применении. На большей длине волны бисацилфосфиноксиды могут формировать две свободнорадикальные группы, одна из которых представляет собой моноацилфосфиноксид. Впоследствии монацилфосфиноксид (MAPO) могут подвергать второй активации, обычно на более короткой длине волны. Особенно предпочтительным бисацилфосфиноксидом является бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид, для которого более длинная длина волны обычно превышает 420 нм (например, 435 нм и выше), а более короткая длина волны обычно составляет 420 нм и ниже. Может быть предпочтительным применять в качестве источника излучения светодиод или эквивалентный источник света, в котором полосы пропускания относительно узки, что, таким образом, позволяет осуществлять первоначальное облучение, сохраняя при этом некоторые или большинство групп MAPO в поперечно-сшитой субстратной сети.
Другие примеры соединений на основе бисацилфосфиноксида, которые могут быть использованы, включают в себя бис-(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксид, бис(2,4,6-триметилбензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксид или бис(2,4,6-триметилбензоил)фосфиновую кислоту или ее соль.
В настоящем изобретении первая реакционноспособная композиция, которая содержит инициатор полимеризации, одно или более этиленненасыщенных соединений и поперечно-сшивающий агент, подвергают первой стадии активации в условиях, в которых инициатор полимеризации претерпевает свою первоначальную активацию. Например, если инициатором полимеризации является BAPO, первую реакционноспособную композицию можно облучать при 435 нм или выше с использованием подходящего источника света. Первая реакционноспособная композиция, следовательно, полимеризуется с образованием поперечно-сшитой субстратной сети. Поперечно-сшитая субстратная сеть содержит остаток инициатора полимеризации в качестве ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации.
Активация и полимеризация первой реакционноспособной композиции может быть осуществлена с использованием методик, известных специалистам в данной области. Например, реакционноспособные компоненты первой реакционноспособной композиции могут быть смешаны в сосуде. Для облегчения смешивания может быть необязательно использован разбавитель. Смесь может быть отфильтрована, дегазирована и нагрета до желаемой температуры, а впоследствии облучена в условиях, вызывающих первую активацию инициатора полимеризации и последующее образование поперечно-сшитой субстратной сети. Сосуд для полимеризации может представлять собой форму для литья для случая, когда желательно, чтобы продукт имел конкретную форму. Например, первую реакционноспособную композицию можно дозировать и полимеризовать внутри полости пары форм для литья (например, передней и задней форм для литья). Первая поперечно-сшитая субстратная сеть для применения в офтальмологических устройствах изобретения предпочтительно представляет собой обычный или силиконовый гидрогель. Более предпочтительно она представляет собой силиконовый гидрогель.
В соответствии с изобретением поперечно-сшитая субстратная сеть, образованная, как описано выше, контактирует с композицией для прививки. Композиция для прививки содержит одно или более этиленненасыщенных соединений. Поперечно-сшитая субстратная сеть предпочтительно представляет собой набухающий материал, что позволяет ей абсорбировать по меньшей мере часть композиции для прививки для последующей реакции прививки. Абсорбция в поперечно-сшитой субстратной сети может быть выполнена разнообразными способами. Например, поперечно-сшитая субстратная сеть может быть помещена в композицию для прививки и оставлена набухать. Или поперечно-сшитая субстратная сеть может сначала набухнуть в растворителе, а впоследствии быть объединена с композицией для прививки, например, путем суспендирования предварительно набухшей поперечно-сшитой субстратной сети в композиции для прививки, во время которого реакционноспособные компоненты распределяются в поперечно-сшитой субстратной сети путем молекулярной диффузии и обмена жидкости. Не предусмотрено конкретного минимального количества композиции для прививки, которое должно абсорбироваться в поперечно-сшитой субстратной сети, при условии, что некоторое количество композиции присутствует (более 0% масс. реакционноспособных компонентов). В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительно, чтобы поперечно-сшитая субстратная сеть была набухающей в композиции для прививки на по меньшей мере 0,0001% масс., альтернативно на по меньшей мере 0,01% масс., альтернативно на по меньшей мере 0,1% масс., альтернативно на по меньшей мере 5% масс., альтернативно на по меньшей мере 10% масс. или альтернативно на по меньшей мере 25% масс. при 25 °C относительно ее сухой массы.
Приведение в контакт поперечно-сшитой субстратной сети с композицией для прививки предпочтительно проводят в таких условиях, что композиция для прививки проникает в поперечно-сшитую субстратную сеть и является более концентрированной на поверхности поперечно-сшитой субстратной сети, чем в сердцевине. Для обеспечения более высокой концентрации композиции для прививки на поверхности, чем в сердцевине, можно использовать различные методики. Например, как показано в приведенных ниже примерах, поперечно-сшитая субстратная сеть может быть погружена в жидкость или раствор, содержащий композицию для прививки, на время, достаточное, чтобы обеспечить частичное проникновение композиции для прививки в субстрат.
Альтернативно поперечно-сшитую субстратную сеть можно подвергать воздействию пара или сверхкритической текучей среды, содержащей композицию для прививки. Композиция для прививки может представлять собой упаковку для контактных линз или раствор для хранения, а активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации в поперечно-сшитой субстратной сети в виде контактной линзы можно осуществлять в упаковке.
Поперечно-сшитую субстратную сеть можно последовательно вводить в контакт с более чем одной композицией для прививки в одинаковых или различных условиях отверждения с образованием слоев или областей с композиционно разными или смешанными привитыми полимерными сетями.
Для определения относительной концентрации композиции для прививки на поверхности и в сердцевине можно использовать известные аналитические способы. Такие аналитические способы можно использовать или до, или после отверждения привитой композиции. Например, приемлемым качественным способом, подходящим для применения после отверждения, является конфокальная микроскопия, как показано в примерах.
После приведения поперечно-сшитой субстратной сети в контакт с композицией для прививки активируют по меньшей мере часть активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации в поперечно-сшитой субстратной сети. Например, если инициатор полимеризации, используемый на стадии (а) способа, представляет собой BAPO, то по меньшей мере часть инициатора свободнорадикальной полимеризации, ковалентно связанного со сшитой субстратной сетью (в этом примере, моноацилфосфиноксид), может быть активирована облучением при 420 нм или ниже с использованием соответствующего источника света. Впоследствии композицию для прививки подвергают полимеризации и ковалентно прививают к поперечно-сшитой субстратной сети с помощью инициатора свободнорадикальной полимеризации в субстрате. Таким образом, продукт представляет собой офтальмологическое устройство, выполненное из привитой полимерной сети. Когда офтальмологическое устройство представляет собой мягкую гидрогелевую контактную линзу, имеющую, например, толщину центральной части от 30 до 300 микрон, предпочтительно, чтобы композиция для прививки (после отверждения) проникала на максимальную глубину не более 30% толщины центральной части, предпочтительно не более 20% толщины центральной части, более предпочтительно не более 10% толщины центральной части, наиболее предпочтительно не более 5% толщины центральной части, или альтернативно слой отвержденной привитой композиции может иметь толщину в центральной части линзы не более 90 микрон, предпочтительно от 9 до 90 микрон, более предпочтительно от 6 до 60 микрон и наиболее предпочтительно от 3 до 30 микрон при измерении с помощью конфокальной микроскопии в соответствии с методиками, описанными в примерах.
Можно добавить дополнительные необязательные стадии прививки. Например, после описанной выше прививки поперечно-сшитую субстратную сеть можно приводить в контакт со второй композицией для прививки, содержащей одно или более этиленненасыщенных соединений. Такая вторая композиция может быть привита к субстрату, если субстрат содержит остаточные ковалентно связанные активируемые инициаторы свободнорадикальной полимеризации.
Следует отметить, что инициатор свободнорадикальной полимеризации, ковалентно связанный с поперечно-сшитой субстратной сетью, при активации формирует две группы свободных радикалов, одна из которых может не быть ковалентно связана с субстратом. Следовательно, некоторые из реакционноспособных компонентов в композиции для прививки могут полимеризоваться посредством несвязанной свободнорадикальной группы с образованием полимера, который не связан ковалентно с сетью. Такой полимер в настоящем документе упоминается как «побочный полимер». Ковалентное связывание этого побочного полимера с привитой полимерной сетью может быть индуцировано путем включения поперечно-сшивающего агента в композицию для прививки. Композиция может содержать по меньшей мере часть побочного полимера, который не связан ковалентно с привитой полимерной сетью. Для достижения данной цели, полимеризацию композиции для прививки проводят по существу при отсутствии поперечно-сшивающего агента. Под «по существу при отсутствии поперечно-сшивающего агента» подразумевается, что любой поперечно-сшивающий агент, используемый в композиции для прививки, присутствует в количестве меньше стехиометрического количества (т. е. меньше количества, необходимого для полного поперечного вшивания побочного полимера в сеть). В некоторых вариантах осуществления поперечно-сшивающий агент отсутствует в композиции для прививки.
Активацию и полимеризацию композиции для прививки и поперечно-сшитой субстратной сети можно, например, осуществлять путем смешивания реакционноспособных компонентов и субстрата в сосуде. Для облегчения смешивания и для облегчения набухания субстрата (например, если он еще не набух или не гидратирован) может быть необязательно использован разбавитель. Смесь может быть дегазирована, нагрета, доведена до состояния равновесия и облучена в условиях, которые вызывают активацию ковалентно связанного активируемого инициатора свободнорадикальной полимеризации.
Первая реакционноспособная композиция и композиция (-и) для прививки изобретения содержат этиленненасыщенные соединения в качестве реакционноспособных компонентов. Этиленненасыщенные соединения подвергаются полимеризации с образованием полимерных композиций, описанных в настоящем документе. Следует понимать, что в изобретении можно использовать широкий спектр этиленненасыщенных соединений.
Этиленненасыщенные соединения могут быть одинаковыми или различными для первой реакционноспособной композиции и композиции для прививки, хотя в некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы по меньшей мере некоторые из этиленненасыщенных соединений в каждой композиции были различными. Благодаря тому, что для первой реакционноспособной композиции используют материалы, которые отличаются от композиции для прививки, становится возможным создавать офтальмологические устройства, которые сочетают в себе желательные свойства материалов, которые в ином случае могут не являться легко совместимыми. Это одно из преимуществ изобретения.
Этиленненасыщенное соединение для включения в первую реакционноспособную композицию и/или композицию для прививки может содержать независимо выбранный силиконсодержащий компонент.
Силиконсодержащий компонент может содержать одно или более соединений, выбранных из мономеров или макромера, причем каждое соединение может независимо содержать по меньшей мере одну полимеризуемую группу, по меньшей мере одну силоксановую группу и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемую(-ые) группу(-ы) с силоксановой(-ыми) группой(-ами). Силиконсодержащие компоненты могут, например, содержать от 1 до 220 силоксановых повторяющихся звеньев, таких как описанные ниже группы. Силиконсодержащий компонент может также содержать по меньшей мере один атом фтора.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, как определено выше; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями. Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, стирил, простой виниловый эфир, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, O-винилкарбамат, O-винилкарбонат, винильную группу или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, (мет)акриламид, N-виниллактам, N-виниламид, стирил или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Силиконсодержащий компонент может содержать: одну или более полимеризуемых групп, которые независимо представляют собой (мет)акрилат, (мет)акриламид или смеси вышеперечисленного; одно или более необязательно повторяющихся силоксановых звеньев; и одну или более связующих групп, соединяющих полимеризуемые группы с силоксановыми звеньями.
Формула A.
Силиконсодержащий компонент может содержать один или более силоксановых мономеров или макромеров формулы A:
,
Формула A
где:
A
A
g
g
по меньшей мере один R представляет собой группу формулы R-L-, где R представляет собой полимеризуемую группу и L представляет собой связующую группу, и каждый из оставшихся R независимо представляет собой:
g
(a) R-L-,
1
16
(b) C-C алкил, необязательно замещенный одним или более из гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
3
12
(c) C-C циклоалкил, необязательно замещенный одним или более из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
6
14
(d) C-C арил, необязательно замещенный одним или более из алкила, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонила, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена, фенила, бензила или их комбинаций,
(e) галоген,
(f) алкокси, циклический алкокси или арилокси,
(g) силокси,
(h) алкиленоксиалкил или алкоксиалкиленоксиалкил, такой как полиэтилениоксиалкил, полипропиленоксиалкил или поли(этиленоксисопропиленоксиалкил), или
(i) одновалентную силоксановую цепь, содержащую от 1 до 100 силоксановых повторяющихся звеньев, необязательно замещенных алкилом, алкокси, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбаматом, галогеном или их комбинациями; и
A
A
n составляет от 0 до 500, или от 0 до 200, или от 0 до 100, или от 0 до 20, причем предполагается, что, если n отлично от 0, то по n представляет собой распределение, имеющее моду, равную заявленному значению. Если n составляет 2 или более, SiO-звенья могут содержать одинаковые или разные заместители R, и если присутствуют различные заместители R, то группы n могут иметь случайную или блочную конфигурацию.
A
A
A
В формуле A каждый из трех R может содержать полимеризуемую группу, альтернативно, каждый из двух R может содержать полимеризуемую группу, или альтернативно, один R может содержать полимеризуемую группу.
Формула B.
Силиконсодержащий компонент формулы A может представлять собой монофункциональное соединение формулы B:
,
Формула B
где:
Rg представляет собой полимеризуемую группу;
L представляет собой связующую группу;
каждый из j1 и j2 независимо представляет собой целое число от 0 до 220 при условии, что сумма j1 и j2 составляет от 1 до 220;
A1
A2
A3
A4
A5
A7
1
6
3
12
1
6
4
12
R, R, R, R, R и R в каждом случае независимо представляют собой C-C алкил, C-C циклоалкил, C-Cалкокси, C-C циклический алкокси, алкоксиалкиленоксиалкил, арил (например, фенил), арилалкил (например, бензил), галогеналкил (например, частично или полностью фторированный алкил), силокси, фтор или их комбинации, причем каждый алкил в вышеуказанных группах необязательно замещен одним или более гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами, каждый циклоалкил необязательно замещен одним или более алкилами, гидрокси, амино, амидо, окса, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами, и каждый арил необязательно замещен одним или более алкилами, гидрокси, амино, амидо, окса, карбокси, алкилкарбокси, карбонилами, алкокси, карбаматами, карбонатами, галогенами, фенилами или бензилами; и
A6
1
8
1
4
R представляет собой силокси, C-C алкил (например, C-C алкил или бутил, или метил) или арил (например, фенил), причем алкил и арил могут быть необязательно замещены одним или более атомами фтора.
Формула B-1
.Соединения формулы B могут включать в себя соединения формулы B-1, которые представляют собой соединения формулы B, где j1 равен нулю, а j2 составляет от 1 до 220, или j2 составляет от 1 до 100, или j2 составляет от 1 до 50, или j2 составляет от 1 до 20, или j2 составляет от 1 до 5, или j2 составляет 1.
B-2.
Соединения формулы B могут включать в себя соединения формулы B-2, которые представляют собой соединения формулы B, где j1 и j2 независимо составляют от 4 до 100, или от 4 до 20, или от 4 до 10, или от 24 до 100, или от 10 до 100.
B-3.
A1
A2
A3
A4
1
6
1
3
Соединения формул B, B-1 и B-2 могут включать в себя соединения формулы B-3, представляющие собой соединения формулы B, B-1 или B-2, где R, R, R и R независимо в каждом случае представляют собой C-C алкил или силоксигруппу. Предпочтительный алкил представляет собой C-C алкил или более предпочтительно метил. Предпочтительная силоксигруппа представляет собой триметилсилоксигруппу.
B-4.
A5
A7
3
2
2
p
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2 и B-3 могут включать в себя соединения формулы B-4, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2 или B-3, где R и R независимо представляют собой алкоксиалкиленоксиалкил, предпочтительно независимо представляют собой закрытый метоксигруппой полиэтиленоксиалкил формулы CHO-[CHCHO]-CHCHCH, где p представляет собой целое число от 1 до 50.
B-5.
A5
A7
Соединения формул B, B-1, B-2 и B-3 могут включать в себя соединения формулы B-5, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2 или B-3, где R и R независимо представляют собой силоксигруппу, например триметилсилоксигруппу.
B-6.
A5
A7
1
6
1
4
Соединения формул B, B-1, B-2 и B-3 могут включать в себя соединения формулы B-6, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2 или B-3, где R и R независимо представляют собой C-C алкил, альтернативно C-C алкил или альтернативно бутил или метил.
B-7.
A6
A6
1
8
1
6
1
4
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5 и B-6 могут включать в себя соединения формулы B-7, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5 или B-6, где R представляет собой C-C алкил, предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно C-C алкил (например, метил, этил, н-пропил или н-бутил). Более предпочтительно R представляет собой н-бутил.
B-8.
A9
A9
1
8
1
4
3
8
5
6
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6 и B-7, могут включать в себя соединения формулы B-8, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6 или B-7, где Rg содержит стирил, винилкарбонат, простой виниловый эфир, винилкарбамат, N-виниллактам, N-виниламид, (мет)акрилат или (мет)акриламид. Rg предпочтительно содержит (мет)акрилат, (мет)акриламид или стирил. Более предпочтительно, Rg содержит (мет)акрилат или (мет)акриламид. Если Rg представляет собой (мет)акриламид, азотная группа может быть замещена R, причем R представляет собой H, C-C алкил (предпочтительно C-C алкил, такой как н-бутил, н-пропил, метил или этил) или C-C циклоалкил (предпочтительно C-C циклоалкил), причем алкил и циклоалкил необязательно замещены одной или более группами, независимо выбранными из гидроксила, амида, простого эфира, силила (например, триметилсилила), силокси (например, триметилсилокси), алкилсилоксанила (причем сам алкил необязательно замещен фтором), арилсилоксанила (причем сам арил необязательно замещен фтором) и силилоксаалкиленом (причем сам оксаалкилен необязательно замещен гидроксилом).
B-9.
1
4
5
6
1
6
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7 и B-8 могут включать в себя соединения формулы B-9, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7 или B-8, где связующая группа содержит алкилен (предпочтительно C-C алкилен), циклоалкилен (предпочтительно C-C циклоалкилен), алкиленокси (предпочтительно этиленокси), галогеналкиленокси (предпочтительно галогенэтиленокси), амид, оксаалкилен (предпочтительно содержащий от 3 до 6 атомов углерода), силоксанил, алкиленсилоксанил, карбамат, алкиленамин (предпочтительно C-C алкиленамин) или комбинации двух или более из них, причем связующая группа необязательно замещена одним или более заместителями, независимо выбранными из алкила, гидроксила, простого эфира, амина, карбонила, силокси и карбамата.
B-10.
q
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-10, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкилен-силоксанил-алкилен-алкиленокси- или алкилен-силоксанил-алкилен-[алкиленокси-алкилен-силоксанил]-алкиленокси-, где q составляет от 1 до 50.
B-11.
1
6
1
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-11, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой C-C алкилен, предпочтительно C-C алкилен, более предпочтительно н-пропилен.
B-12.
2
2
2
2
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-12, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкиленкарбаматоксаалкилен. Связующая группа предпочтительно представляет собой CHCHN(H)-C(=O)-O-CHCH-O-CHCHCH.
B-13.
2
2
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-13, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой оксаалкилен. Связующая группа предпочтительно представляет собой CHCH-O-CHCHCH.
B-14.
q
2
3
3
2
3
2
2
2
q
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-14, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкилен-[силоксанил-алкилен]-, где q составляет от 1 до 50. Пример такой связующей группы: -(CH)-[Si(CH)-O-Si(CH)-(CH)]-.
B-15.
1
3
2
2
q
2
2
2
2
2
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-15, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкиленоксикарбаматалкиленциклоалкиленкарбаматоксаалкилен, причем циклоалкилен необязательно замещен 1, 2 или 3 заместителями, независимо выбранными из алкильных групп (предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно, метил). Примером такой связующей группы является -[OCHCH]-OC(=O)-NH-CH-[1,3-циклогексилен]-NHC(=O)O-CHCH-O-CHCH-, причем циклогексилен замещен в положениях 1 и 5 тремя метильными группами.
B-16.
2
3
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-16, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой алкиленокси, причем каждый алкилен в алкиленокси независимо необязательно замещен гидроксилом. Примером такой связующей группы является -O-(CH)-. Другим примером такой связующей группы является -O-CHCH(OH)CH-O-(CH)-.
B-17.
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-17, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой алкиленамин. Примером такой связующей группы является -NH-(CH)-.
B-18.
2
2
2
3
3
1
8
1
3
3
8
3
2
3
2
2
1
8
1
3
3
8
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-18, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой оксаалкилен, необязательно замещенный гидроксилом, силокси или силилалкиленокси (причем группа алкиленокси сама необязательно замещена гидроксилом). Примером такой связующей группы является -CHCH(G)CH-O-(CH)-, где G представляет собой гидроксил. В другом примере G представляет собой RSiO-, где две группы R представляют собой триметилсилокси, а третья представляет собой C-C алкил (предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно метил) или третья представляет собой C-C циклоалкил. В еще одном примере G представляет собой RSi-(CH)-O-CHCH(OH)CH-O-, где две группы R представляют собой триметилсилокси, а третья представляет собой C-C алкил (предпочтительно C-C алкил, более предпочтительно метил) или C-C циклоалкил. В еще одном примере G представляет собой полимеризуемую группу, такую как (мет)акрилат. Такие соединения могут выступать в качестве сшивающих агентов.
B-19.
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-19, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой аминоксаалкилен, необязательно замещенный гидроксилом. Примером такой связующей группы является -NH-CHCH(OH)CH-O-(CH)-.
B-20.
2
2
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-20, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где Rg содержит стирил, а связующая группа представляет собой алкиленоксикарбаматоксаалкилен. Примером такой связующей группы является -O-(CH)-N(H)C(=O)O-(CH)-O-(CH)-.
B-21.
2
2
2
2
2
3
Соединения формул B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 и B-9 могут включать в себя соединения формулы B-21, представляющие собой соединения формулы B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8 или B-9, где связующая группа представляет собой алкиленкарбаматоксаалкилен. Примером такой связующей группы является -(CH)-N(H)C(=O)O-(CH)-O-(CH)-.
Формула C.
Силиконсодержащие компоненты формул A, B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8, B-9, B-10, B-11, B-12, B-13, B-14, B-15, B-18 и B-21 могут включать в себя соединения формулы C, представляющие собой соединения формулы A, B, B-1, B-2, B-3, B-4, B-5, B-6, B-7, B-8, B-9, B-10, B-11, B-12, B-13, B-14, B-15, B-18 или B-21, имеющие структуру:
,
Формула C
где:
A8
R представляет собой водород или метил;
A9
Z представляет собой O, S или N(R); и
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A9
L, j1, j2, R, R, R, R, R, R, R и R определены, как указано в формуле B или ее различных подформулах (например, B-1, B-2, и т. п.).
C-1.
Соединения формулы C могут включать в себя (мет)акрилаты формулы C-1, представляющие собой соединения формулы C, где Z представляет собой O.
C-2.
A9
A9
Соединения формулы C могут включать в себя (мет)акриламиды формулы C-2, представляющие собой соединения формулы C, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой H.
C-3.
A9
A9
A9
A9
1
8
3
2
2
2
3
2
3
3
2
2
2
3
3
1
8
1
3
3
8
2
3
3
2
2
3
2
2
1-10
3
Соединения формул C могут включать в себя (мет)акриламиды формулы C-3, представляющие собой соединения формулы C, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой C-C алкил, незамещенный или необязательно замещенный, как указано выше. Примеры R включают в себя CH, -CHCH(OH)CH(OH), -(CH)-силоксанил, -(CH)-SiR и -CHCH(OH)CH-O-(CH)-SiR, где каждый R в вышеуказанных группах независимо выбран из триметилсилокси, C-C алкила (предпочтительно C-C алкила, более предпочтительно метила) и C-C циклоалкила. Дополнительные примеры R включают в себя: -(CH)-Si(Me)(SiMe) и -(CH)-Si(Me)-[O-SiMe]-CH.
Формула D.
Соединения формулы C могут включать в себя соединения формулы D:
,
Формула D
где:
A8
R представляет собой водород или метил;
1
A9
Z представляет собой O и N(R);
1
1
L представляет собой алкилен, содержащий от 1 до 8 атомов углерода, или оксаалкилен, содержащий от 3 до 10 атомов углерода, где L необязательно замещен гидроксилом; и
A3
A4
A5
A6
A7
A9
j2, R, R, R, R, R и R определены, как указано выше в формуле B или ее различных подформулах (например, B-1, B-2, и т. п.).
D-1.
1
1
2
5
Соединения формулы D могут включать в себя соединения формулы D-1, представляющие собой соединения формулы D, где L представляет собой C-C алкилен, необязательно замещенный гидроксилом. Предпочтительно L представляет собой н-пропилен, необязательно замещенный гидроксилом.
D-2.
1
1
2
2
2
3
2
2
2
3
Соединения формулы D могут включать в себя соединения формулы D-2, представляющие собой соединения формулы D, где L представляет собой оксаалкилен, содержащий 4-8 атомов углерода, необязательно замещенных гидроксилом. L предпочтительно представляет собой оксаалкилен, содержащий пять или шесть атомов углерода, необязательно замещенных гидроксилом. Примеры включают -(CH)-O-(CH)- и -CHCH(OH)CH-O-(CH)-.
D-3.
1
Соединения формул D, D-1 и D-2 могут включать в себя соединения формулы D-3, представляющие собой соединения формулы D, D-1 или D-2, где Z представляет собой O.
D-4.
1
A9
A9
Соединения формул D, D-1 и D-2 могут включать в себя соединения формулы D-4, представляющие собой соединения формулы D, D-1 или D-2, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой H.
D-5.
1
A9
A9
1
4
1
6
Соединения формул D, D-1 и D-2 могут включать в себя соединения формулы D-5, представляющие собой соединения формулы D, D-1 или D-2, где Z представляет собой N(R) и R представляет собой C-C алкил, необязательно замещенный 1 или 2 заместителями, выбранными из гидроксила, силокси и C-C алкилсилоксанила.
D-6.
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4 и D-5 могут включать в себя соединения формулы D-6, представляющие собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4 или D-5, где j2 представляет собой 1.
D-7.
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4 и D-5 могут включать в себя соединения формулы D-7, представляющие собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4 или D-5, где j2 составляет от 2 до 220 или от 2 до 100, или от 10 до 100, или от 24 до 100, или от 4 до 20, или от 4 до 10.
D-8.
A3
A4
A5
A6
A7
A3
A4
A5
A6
A7
A3
A4
A5
A6
A7
1
6
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6 и D-7 могут включать в себя соединения формулы D-8, представляющие собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6 или D-7, где R, R, R, R и R независимо представляют собой C-C алкил или силокси. Предпочтительно R, R, R, R и R независимо выбраны из метила, этила, н-пропила, н-бутила и триметилсилокси. Более предпочтительно R, R, R, R и R независимо выбраны из метила, н-бутила и триметилсилокси.
D-9.
A3
A4
A5
A6
A7
1
6
1
6
Соединения формул D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6 и D-7 могут включать в себя соединения формулы D-9, которые представляют собой соединения формулы D, D-1, D-2, D-3, D-4, D-5, D-6, или D-7, где R и R независимо представляют собой C-C алкил (например, метил или этил) или силокси (например, триметилсилокси) и R, R и R независимо представляют собой C-C алкил (например, метил, этил, н-пропил или н-бутил).
Формула E.
Силиконсодержащий компонент для применения в изобретении может содержать мультифункциональный силиконсодержащий компонент. Таким образом, например, силиконсодержащий компонент формулы A может содержать бифункциональный материал формулы E:
,
Формула Е
где:
A1
A2
A3
A4
A5
A7
Rg, L, j1, j2, R, R, R, R, R и R определены, как указано выше в формуле B или ее различных подформулах (например, B-1, B-2, и т. п.);
2
L представляет собой связующую группу; и
1
Rg представляет собой полимеризуемую группу.
E-1.
1
2=
2=
3
Соединения формулы E могут включать в себя соединения формулы E-1, представляющие собой соединения формулы E, где каждый из Rg и Rg представляет собой винилкарбонат структуры CHCH-O-C(=O)-O- или структуры CHC(CH)-O-C(=O)-O-.
E-2.
1
Соединения формулы E могут включать в себя соединения формулы E-2, представляющие собой соединения формулы E, где каждый из Rg и Rg представляет собой (мет)акрилат.
E-3.
1
A9
A9
Соединения формулы E могут включать в себя соединения формулы E-3, представляющие собой соединения формулы E, где каждый из Rg и Rg представляет собой (мет)акриламид, причем азотная группа может быть замещена R (причем R определен, как указано выше).
E-4.
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2 и E-3 включают в себя соединения формулы E-4, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2 или E-3, где j1 равен нулю, а j2 составляет от 1 до 220, или j2 составляет от 1 до 100, или j2 составляет от 1 до 50, или j2 составляет от 1 до 20.
E-5.
Подходящие соединения формул E, E-1, E-2 и E-3 включают в себя соединения формулы E-5, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2 или E-3, где j1 и j2 независимо составляют от 4 до 100.
E-6.
A1
A2
A3
A4
A5
1
6
1
3
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4 и E-5 включают в себя соединения формулы E-6, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4 или E-5, где R, R, R, R и R независимо представляют собой в каждом случае C-C алкил, предпочтительно независимо представляют собой C-C алкил или каждый предпочтительно представляет собой метил.
E-7.
A7
3
2
2
p
2
2
2
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5 и E-6 включают в себя соединения формулы E-7, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5 или E-6, где R представляет собой алкоксиалкиленоксиалкил, предпочтительно представляющий собой закрытый метоксигруппой полиэтиленоксиалкил формулы CHO-[CHCHO]-CHCHCH, где p представляет собой целое число от 1 до 50, или от 1 до 30, или от 1 до 10, или от 6 до 10.
E-8.
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6 и E-7 включают в себя соединения формулы E-8, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6 или E-7, где L содержит алкилен, карбамат, силоксанил, циклоалкилен, амид, галогеналкиленокси, оксаалкилен или комбинации двух или более из них, причем связующая группа необязательно замещена одним или более заместителями, независимо выбранными из алкила, гидроксила, простого эфира, амина, карбонила и карбамата.
E-9.
2
Приемлемые соединения формул E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6, E-7 и E-8 включают в себя соединения формулы E-9, представляющие собой соединения формулы E, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6, E-7 или E-8, где L содержит алкилен, карбамат, силоксанил, циклоалкилен, амид, галогеналкиленокси, оксаалкилен или комбинации двух или более из них, причем связующая группа необязательно замещена одним или более заместителями, независимо выбранными из алкила, гидроксила, простого эфира, амина, карбонила и карбамата. Примеры силиконсодержащих компонентов, приемлемых для применения в изобретении, включают в себя, без ограничений, соединения, перечисленные в таблице 1. Если соединения в таблице 1 содержат полисилоксановые группы, то количество повторяющихся звеньев SiO в таких соединениях, если не указано иное, предпочтительно составляет от 3 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 20.
Таблица 1
1
полидиметилсилоксаны с монометакрилоксипропильными и моно-н-бутильными концевыми группами (mPDMS) (предпочтительно содержащие от 3 до 15 повторяющихся звеньев SiO)
2
полидиметилсилоксан с моноакрилоксипропильными и моно-н-бутильными концевыми группами
3
полидиметилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильными и моно-н-метильными концевыми группами
4
полидиэтилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильными и моно-н-бутильными концевыми группами
5
полидиэтилсилоксан с моно(мет)акрилоксипропильными и моно-н-метильными концевыми группами
6
моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны
7
моноалкилполидиарилсилоксаны с моно(мет)акрилоксиалкильными концевыми группами
8
3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS)
9
3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан
10
3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан
11
моно(мет)акриламидоалкилполидиалкилсилоксаны
12
моно(мет)акриламидоалкилполидиметилсилоксаны
13
N-(2,3-дигидроксипропан)-N’-(пропилтетра(диметилсилокси)диметилбутилсилан)акриламид
14
3-акриламидопропил-три(триметилсилокси)силан (TRIS-Am)
15
2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси) силилпропокси]пропилметакрилат (SiMAA)
16
2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан
17
полидиметилсилоксаны с моно(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропилэфирными и моно-н-бутильными концевыми группами (OH-mPDMS) (содержащие от 4 до 30, или от 10 до 20, или от 4 до 8 повторяющихся звеньев SiO)
18
<img file="00000011.jpg" he="17" wi="99" img-content="undefined" img-format="jpg" />
19
<img file="00000012.jpg" he="18" wi="80" img-content="undefined" img-format="jpg" />
20
<img file="00000013.jpg" he="35" wi="101" img-content="undefined" img-format="jpg" />
21
<img file="00000014.jpg" he="30" wi="81" img-content="undefined" img-format="jpg" />
22
<img file="00000015.jpg" he="18" wi="119" img-content="undefined" img-format="jpg" />
23
<img file="00000016.jpg" he="19" wi="118" img-content="undefined" img-format="jpg" />
24
<img file="00000017.jpg" he="43" wi="59" img-content="undefined" img-format="jpg" />
Дополнительные не имеющие ограничительного характера примеры приемлемых силиконсодержащих компонентов перечислены в таблице 2. Если не указано иное, где применимо, j2 предпочтительно составляет от 1 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15. В соединениях, содержащих j1 и j2, сумма j1 и j2 предпочтительно составляет от 2 до 100, более предпочтительно от 3 до 40 или еще более предпочтительно от 3 до 15.
Таблица 2
25
<img file="00000018.jpg" he="36" wi="86" img-content="undefined" img-format="jpg" />
26
<img file="00000019.jpg" he="38" wi="117" img-content="undefined" img-format="jpg" />p составляет от 1 до 10
27
<img file="00000020.jpg" he="33" wi="112" img-content="undefined" img-format="jpg" />p составляет от 5 до 10
28
<img file="00000021.jpg" he="17" wi="130" img-content="undefined" img-format="jpg" />
29
<img file="00000022.jpg" he="18" wi="85" img-content="undefined" img-format="jpg" />
30
1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан
31
3-(винилоксикарбонилтио)пропил[трис(триметилсилокси)силан]
32
3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат
33
3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат
34
трис(триметилсилокси)силилстирол (Styryl-TRIS)
35
<img file="00000023.jpg" he="39" wi="131" img-content="undefined" img-format="jpg" />
36
<img file="00000024.jpg" he="19" wi="115" img-content="undefined" img-format="jpg" />
37
<img file="00000025.jpg" he="17" wi="88" img-content="undefined" img-format="jpg" />
38
<img file="00000026.jpg" he="30" wi="88" img-content="undefined" img-format="jpg" />
39
<img file="00000027.jpg" he="17" wi="82" img-content="undefined" img-format="jpg" />
40
<img file="00000028.jpg" he="18" wi="83" img-content="undefined" img-format="jpg" />
41
<img file="00000029.jpg" he="41" wi="102" img-content="undefined" img-format="jpg" />
N
N
Этиленненасыщенное соединение, предназначенное для включения в первую реакционноспособную композицию и/или композицию для прививки, может содержать независимо выбранный гидрофильный компонент. Гидрофильные компоненты включают в себя те, которые способны обеспечивать по меньшей мере около 20% или по меньшей мере около 25% содержания воды в полученной композиции в сочетании с остальными реакционными компонентами. Приемлемые гидрофильные компоненты включают в себя гидрофильные мономеры, форполимеры и полимеры. Гидрофильный компонент предпочтительно имеет по меньшей мере одну полимеризуемую группу и по меньшей мере одну гидрофильную функциональную группу. Примеры полимеризуемых групп включают в себя акриловые, метакриловые, акриламидные, метакриламидные, фумаровые, малеиновые, стирильные, изопропенилфенильные, O-винилкарбонатные, O-винилкарбаматные, аллильные, O-винилацетильные и -виниллактамные и -виниламидные двойные связи.
2
Термины «винилового типа» или «винилсодержащие» мономеры относятся к мономерам, содержащим виниловую группу (-CH=CH) и являющимся по существу высоко реакционноспособными. Известно, что такие гидрофильные винилсодержащие мономеры относительно легко полимеризовать.
2
3
N, N
Мономеры «акрилового типа» или «акрилсодержащие» представляют собой мономеры, содержащие акриловую группу (CH=CRCOX), где R представляет собой H или CH, а X представляет собой O или N, которые также известны своей легкостью полимеризации, такие как -диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилметакриламид, полиэтиленгликольмонометакрилат, метакриловая кислота, акриловая кислота, их смеси и т. п.
2
4
Можно использовать гидрофильные мономеры с по меньшей мере одной гидроксильной группой (гидроксиалкильный мономер). Такая гидроксиалкильная группа может быть выбрана из C-C моно- или дигидроксилзамещенного алкила и поли(этиленгликоля), имеющего 1-10 повторяющихся звеньев; или может быть выбрана из 2-гидроксиэтила, 2,3-дигидроксипропила или 2-гидроксипропила и их комбинаций.
N
Примеры гидроксиалкильных мономеров включают в себя 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 2,3-дигидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 3-гидроксибутил(мет)акрилат, 1-гидроксипропил-2-(мет)акрилат, 2-гидрокси-2-метилпропил(мет)акрилат, 3-гидрокси-2,2-диметилпропил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат, 2-гидроксиэтил(мет)акриламид, -(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N, N-бис(2-гидроксиэтил)(мет)акриламид, N, N-бис(2-гидроксипропил)(мет)акриламид, N-(3-гидроксипропил)(мет)акриламид, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламид, глицерин(мет)акрилат, полиэтиленгликольмонометакрилат и их смеси.
Гидроксиалкильный мономер также может быть выбран из группы, состоящей из 2-гидроксиэтилметакрилата, глицеринметакрилата, 2-гидроксипропилметакрилата, гидроксибутилметакрилата, 3-гидрокси-2,2-диметилпропилметакрилата и их смесей.
Гидроксиалкильный мономер может содержать 2-гидроксиэтилметакрилат, 3-гидрокси-2,2-диметилпропилметакрилат, гидроксибутилметакрилат или глицеринметакрилат.
Если необходимы гидрофильные полимеры в количествах, превышающих около 3% масс., гидроксилсодержащие (мет)акриламиды по существу оказываются слишком гидрофильными, чтобы их можно было вводить в качестве улучшающих совместимость гидроксиалкильных мономеров. Поэтому для получения показателя помутнения в конечной линзе менее около 50% или менее около 30% в реакционноспособную композицию могут быть введены гидроксилсодержащие (мет)акрилаты и выбрано меньшее количество гидроксиалкильных мономеров.
Следует понимать, что количество гидроксильного компонента будет меняться в зависимости от нескольких факторов, включая количество гидроксильных групп в гидроксиалкильном мономере, массу, молекулярную массу и наличие гидрофильной функциональной группы в силиконсодержащих компонентах. Гидрофильный гидроксильный компонент может присутствовать в реакционноспособной композиции в количествах не более около 15%, не более около 10% масс., от около 3 и до около 15% масс. или около 5 и около 15% масс.
Гидрофильные винилсодержащие мономеры, которые можно вводить в полимерные композиции, включают в себя такие мономеры, как гидрофильные N-виниллактамовые и N-виниламидные мономеры, включая: N-винилпирролидон (NVP), N-винил-2-пиперидон, N-винил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-капролактам, N-винил-3-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-пиперидон, N-винил-4-метил-2-капролактам, N-винил-3-этил-2-пирролидон, N-винил-4,5-диметил-2-пирролидон, N-винилацетамид (NVA), N-винил-N-метилацетамид (VMA), N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винил-N-метилпропионамид, N-винил-N-метил-2-метилпропионамид, N-винил-2-метилпропионамид, N-винил-N, N’-диметилмочевина, 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-N-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-N-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, N-винилизопропиламид, N-винилкапролактам, N-карбоксивинил-β-аланин (VINAL), N-карбоксивинил-α-аланин, N-винилимидазол и их смеси.
Гидрофильные O-винилкарбаматные и O-винилкарбонатные мономеры, которые можно использовать в изобретении, включают в себя: N-2-гидроксиэтилвинилкарбамат и сложный N-виниловый эфир N-карбокси-ß-аланина. Дополнительные примеры гидрофильных винилкарбонатных или винилкарбаматных мономеров описаны в патенте США № 5,070,215, а гидрофильные оксазолоновые мономеры описаны в патенте США № 4,910,277.
N
N
N
Примеры пригодных для использования винилкарбаматов и карбонатов включают в себя:-2-гидроксиэтилвинилкарбамат, -карбокси-β-аланин, -виниловый эфир, другие гидрофильные винильные мономеры, включая винилимидазол, простой виниловый эфир этиленгликоля (EGVE), простой виниловый эфир ди(этиленгликоля) (DEGVE), аллиловый спирт, 2-этилоксазолин, винилацетат, акрилонитрил и их смеси.
N, N
N, N
N
N, N
(Мет)акриламидные мономеры также могут быть использованы в качестве гидрофильных мономеров. Примеры включают в себя -диметилакриламид, акриламид, -бис(2-гидроксиэтил)акриламид, акрилонитрил, -изопропилакриламид,-диметиламинопропил(мет)акриламид и любой из перечисленных выше функционализированных гидроксилом (мет)акриламидов.
N, N
N-
N
N
N
N
Гидрофильные мономеры, которые могут быть введены в полимеры, описанные в настоящем документе, могут быть выбраны из -диметилакриламида (DMA), 2-гидроксиэтилакриламида, 2-гидроксиэтилметакриламида,гидроксипропилметакриламида, бисгидроксиэтилакриламида, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламида, -винилпирролидона (NVP), -винил--метилацетамида, -винилметацетамида (VMA) и полиэтиленглигольмонометакрилата.
Гидрофильные мономеры могут быть выбраны из DMA, NVP, VMA, NVA и их смесей.
Гидрофильные мономеры могут представлять собой макромеры линейного или разветвленного поли(этиленгликоля), поли(пропиленгликоля) или статистически случайные или блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида. Макромер таких простых полиэфиров имеет одну полимеризуемую группу. Не имеющими ограничительного характера примерами таких полимеризуемых групп являются акрилаты, метакрилаты, стиролы, простые виниловые эфиры, акриламиды, метакриламиды и другие виниловые соединения. Макромер таких простых полиэфиров может содержать акрилаты, метакрилаты, акриламиды, метакриламиды и их смеси. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.
Гидрофильные мономеры также могут содержать заряженные мономеры, включая, без ограничений, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 3-акриламидопропионовую кислоту (ACA1), 4-акриламидобутановую кислоту, 5-акриламидопентановую кислоту (ACA2), 3-акриламидо-3-метилбутановую кислоту (AMBA), N-винилоксикарбонил-α-аланин, N-винилоксикарбонил-β-аланин (VINAL), 2-винил-4,4-диметил-2-оксазолин-5-он (VDMO), реакционноспособные соли сульфоновой кислоты, включая натрий-2-(акриламидо)-2-метилпропансульфонат (AMPS), калиевую соль 3-сульфопропил(мет)акрилата, натриевую соль 3-сульфопропил(мет)акрилата, динатрия бис-3-сульфопропилитаконат, дикалия бис-3-сульфопропилитаконат, натриевую соль винилсульфоновой кислоты, соль винилсульфоновой кислоты, стиролсульфонат, сульфоэтилметакрилат, их комбинации и т. п.
N-
Гидрофильные мономеры могут быть выбраны из N, N-диметилакриламида (DMA), N-винилпирролидона (NVP), 2-гидроксиэтилметакрилата (HEMA), N-винилметацетамида (VMA) и N-винил-N-метилацетамида (NVA), гидроксипропилметакриламида, моноглицеринметакрилата, 2-гидроксиэтилакриламида, 2-гидроксиэтилметакриламида, бисгидроксиэтилакриламида, 2,3-дигидроксипропил(мет)акриламида и их смесей.
Гидрофильные мономеры могут быть выбраны из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA и их смесей.
Гидрофильный (-ые) мономер (-ы) (включая гидроксиалкильные мономеры) может (могут) присутствовать в составе в количествах не более около 60% масс., от около 1 до около 60% масс., от около 5 до около 50% масс. или от около 5 до около 40% масс. в расчете на массу всех реакционноспособных компонентов.
Другие гидрофильные мономеры, которые можно применять, включают в себя полиоксиэтиленовые полиолы, имеющие одну или более концевых гидроксильных групп, замененных полимеризуемой группой. Примеры включают в себя полиэтиленгликоль, в котором одна или более концевых гидроксильных групп заменены полимеризуемой группой. Примеры включают в себя полиэтиленгликоль, введенный в реакцию с одним или более молярными эквивалентами замыкающей группы, такой как изоцианатоэтилметакрилат (IEM), метакриловый ангидрид, метакрилоилхлорид, винилбензоилхлорид или т. п., с образованием полиэтиленполиола, имеющего одну или более концевых полимеризуемых олефиновых групп, связанных с полиэтиленполиолом через связывающие функциональные группы, такие как карбаматные или сложноэфирные группы.
Дополнительные примеры представляют собой гидрофильные винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры, описанные в патенте США № 5,070,215, и гидрофильные оксазолоновые мономеры, описанные в патенте США № 4,190,277. Специалистам в данной области будут очевидны другие приемлемые гидрофильные мономеры.
N, N
N
N
Гидрофильные мономеры, которые могут быть включены в описанные в настоящем документе полимерные композиции, включают в себя гидрофильные мономеры, такие как -диметилакриламид (DMA), 2-гидроксиэтилакрилат, глицеринметакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, -винилпирролидон (NVP), -винилметакриламид, HEMA и метакрилат простого метилового эфира поли(этиленгликоля) (mPEG).
Гидрофильные мономеры могут включать в себя DMA, NVP, HEMA и их смеси.
Первая реакционноспособная композиция и/или композиция для прививки может содержать одно или более независимо выбранных цвиттерионных этиленненасыщенных соединений, таких как этиленненасыщенный бетаин. Предпочтительно цвиттерионное соединение находится в композиции для прививки. Примеры приемлемых соединений включают в себя: N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметил-3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]-1-пропанаминия внутренняя соль (CAS 79704-35-1, также известная как 3-акриламидо-N- (2-карбоксиэтил)-N, N-диметилпропан-1-аминий или CBT); 3-метакриламидо-N-(2-карбоксиэтил)-N, N-диметилпропан-1-аминий; N, N-диметил-N-[3-[(1-оксо-2-пропен-1-ил)амино]пропил]-3-сульфо-1-пропанаминия внутренняя соль (CAS 80293-60-3, также известная как 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат или SBT); 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат; 3,5-диокса-8-аза-4-фосфаундец-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N, N,N-триметил-9-оксо внутренняя соль, 4-оксид (CAS 163674-35-9, PBT); 2-(акриламидоэтокси)-(2-(триметиламмонио)этил)фосфат; 2-(метакриламидоэтокси)-(2-(триметиламмонио)этил)фосфат; 4-гидрокси-N, N,N, 10-тетраметил-9-оксо-3,5,8-триокса-4-фосфонаундец-10-ен-1-аминия внутренняя соль, 4-оксид (CAS 67881-98-5 также известный как 2- (метакрилоилокси)этил-(2-(триметиламмонио)этил)фосфат или MPC); или 2-(акрилоилокси)этил-(2-(триметиламмонио)этил)фосфат.
Первая реакционноспособная композиция и/или композиция для прививки может содержать одну или более независимо выбранных этиленненасыщенных четвертичных аммониевых солей. Предпочтительно четвертичная аммониевая соль находится в композиции для прививки. Примеры приемлемых соединений включают в себя 2-(метакрилоилокси)этилтриметиламмоний хлорид; 2-(акрилоилокси)этилтриметиламмоний хлорид; 3-метакриламидо-N, N,N-триметилпропан-1-аминий хлорид; или 3-акриламидо-N, N,N-триметилпропан-1-аминий хлорид.
Первая реакционноспособная композиция и/или композиция для прививки может содержать один или более независимо выбранных этиленненасыщенных активных фармацевтических компонентов. Предпочтительно активное фармацевтическое соединение находится композиции для прививки. Примеры приемлемых соединений включают в себя циклоспориновые или салицилатные мономеры.
Первая реакционноспособная композиция и/или композиция для прививки может содержать один или более независимо выбранных этиленненасыщенных пептида. Предпочтительно пептид находится в композиции для прививки. Примеры соединений включают в себя, например, такие, в которых аминный конец пептида может быть ацилирован ацилирующим агентом, таким как (мет)акрилоилхлорид, (мет)акриловый ангидрид, изопропенил-α,α-диметилбензилизоцианат и 2-изоцианатоэтилметакрилат, в сочетании с известными сореагентами и катализаторами с образованием мономера, приемлемого для включения в реакционноспособные композиции настоящего изобретения.
Первая реакционноспособная композиция изобретения содержит поперечно-сшивающий агент. Сшивающие агенты могут необязательно присутствовать в композиции для прививки. Можно использовать множество сшивающих агентов, включая содержащие и не содержащие силикон сшивающие агенты и их смеси. Примеры приемлемых сшивающих агентов включают в себя этиленгликольдиметакрилат (EGDMA), диэтиленгликольдиметакрилат, триметилолпропантриметакрилат (TMPTMA), тетраэтиленгликольдиметакрилат (TEGDMA), триаллилцианурат (TAC), глицеринтриметакрилат, 1,3-пропандиолдиметакрилат; 2,3-пропандиолдиметакрилат; 1,6-гександиолдиметакрилат; 1,4-бутандиолдиметакрилат, метакрилоксиэтилвинилкарбонат (HEMAVc), аллилметакрилат, метиленбисакриламид (MBA), полиэтиленгликольдиметакрилат (причем полиэтиленгликоль предпочтительно имеет молекулярную массу не более 5000 дальтон). Сшивающие агенты используют в типичных количествах, известных специалистам в данной области, например от около 0,000415 до около 0,0156 моль на 100 г реакционноспособных компонентов в реакционноспособной композиции.
Если этиленненасыщенное соединение, такое как гидрофильный мономер или силиконсодержащий мономер, действует как поперечно-сшивающий агент, например, благодаря своей бифункциональности или мультифункциональности, добавление отдельного поперечно-сшивающего агента к реакционноспособной композиции является необязательным. В этом случае этиленненасыщенное соединение также считается поперечно-сшивающим агентом. Примеры гидрофильных мономеров, которые могут действовать как сшивающие агенты и при наличии которых не требуется добавление дополнительных сшивающих агентов в реакционноспособную композицию, включают в себя полиоксиэтиленполиолы, описанные выше и содержащие две или более концевых метакрилатных функциональных группы. Пример силиконсодержащего мономера, который может действовать как поперечно-сшивающий агент и при наличии которого не требуется добавление дополнительных сшивающих агентов в реакционноспособную композицию, включает в себя α, ω-бисметакрилоипропилполидиметилсилоксан. Кроме того, любой из описанных выше мультифункциональных силиконсодержащих компонентов может быть использован в качестве сшивающих агентов.
Любая или обе из первой реакционноспособной композиции и композиции для прививки могут содержать дополнительные компоненты, такие как, без ограничений, УФ-поглотители, фотохромные соединения, фармацевтические и нутрицевтические соединения, противомикробные соединения, реакционноспособные окрашивающие агенты, пигменты, сополимеризуемые и неполимеризуемые красители, разделительные агенты и их комбинации. Другие компоненты, которые могут присутствовать в первой реакционноспособной композиции и/или композиции для прививки, включают в себя смачивающие агенты, такие как описанные в US 6,367,929, WO03/22321, WO03/22322, компоненты, улучшающие совместимость, такие как описанные в US2003/162862 и US2003/125498. В сумме дополнительные компоненты могут составлять не более около 20% масс. Реакционноспособные композиции могут содержать не более около 18% масс. смачивающего агента или от около 5 до около 18% масс. смачивающего агента.
Используемый в настоящем документе термин «смачивающий агент» представляет собой гидрофильный полимер, имеющий средневесовую молекулярную массу более около 5000 дальтон, от около 150 000 дальтон до около 2 000 000 дальтон; от около 300 000 дальтон до около 1 800 000 дальтон; или от около 500 000 дальтон до около 1 500 000 дальтон.
Количество необязательного смачивающего агента, которое может быть добавлено к первой реакционноспособной композиции и/или композиции для прививки настоящего изобретения, может варьироваться в зависимости от других используемых компонентов и желаемых свойств полученного продукта. При наличии в реакционноспособных композициях внутренние смачивающие агенты могут быть включены в количествах от около 1% масс. до около 20% масс.; от около 2% масс. до около 15 процентов или от около 2% масс. до около 12 процентов в расчете на общую массу всех реакционноспособных компонентов. Предпочтительно смачивающий агент в случае его применения присутствует в первой реакционноспособной композиции.
Смачивающие агенты включают в себя, без ограничений, гомополимеры, статистически случайные сополимеры, диблоксополимеры, триблоксополимеры, сегментированные блоксополимеры, привитые сополимеры и их смеси. Не имеющими ограничительного характера примерами внутренних смачивающих агентов являются полиамиды, сложные полиэфиры, полилактоны, полиимиды, полилактамы, простые полиэфиры, поликислоты в форме гомополимеров и сополимеров, полученных свободнорадикальной полимеризацией соответствующих мономеров, включая акрилаты, метакрилаты, стиролы, простые виниловые эфиры, акриламиды, метакриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, O-винилкарбаматы, O-винилкарбонаты и другие виниловые соединения. Смачивающие агенты могут быть получены из любых гидрофильных мономеров, включая перечисленные в настоящем документе.
Смачивающие агенты могут включать в себя ациклические полиамиды, которые содержат боковые ациклические амидные группы и способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами. Циклические полиамиды содержат циклические амидные группы и также способны вступать в ассоциацию с гидроксильными группами.
Примеры приемлемых ациклических полиамидов включают в себя полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формулы XXIX или формулы XXX:
e
26
27
e
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
1
3
1
4
1
4
1
4
1
4
где X представляет собой прямую связь, -(CO)- или -(CO)-NHR-, где R и R представляют собой H или метильные группы; где R представляет собой C-C алкильную группу; R выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп; R выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп, аминогрупп, имеющих до двух атомов углерода, амидных групп, имеющих до четырех атомов углерода, и алкоксильных групп, имеющих до двух групп углерода; R выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп или из метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила; R выбран из H, линейных или разветвленных, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп; или из метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила, причем суммарное число атомов углерода в R и R составляет 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее, и при этом суммарное число атомов углерода в R и R составляет 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3 или менее. Суммарное число атомов углерода в R и R может составлять 6 или менее или 4 или менее. Суммарное число атомов углерода в R и R может составлять 6 или менее. Используемый в настоящем документе термин «замещенные алкильные группы» включает в себя алкильные группы, замещенные аминогруппами, амидными, эфирными, гидроксильными, карбонильными, карбоксильными группами или их комбинациями.
a
b
a
b
1
2
1
2
R и R могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп. X может представлять собой прямую связь, а R и R могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп.
c
d
1
2
R и R могут быть независимо выбраны из H, замещенных или незамещенных C-C алкильных групп, метила, этокси, гидроксиэтила и гидроксиметила.
Ациклические полиамиды настоящего изобретения могут содержать большинство повторяющихся звеньев формулы XXIX или формулы XXX, или ациклические полиамиды могут содержать по меньшей мере около 50 мольных % повторяющихся звеньев формулы XXIX или формулы XXX, включая по меньшей мере около 70 мольных % и по меньшей мере около 80 мольных %.
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N, N’
N, N
Конкретные примеры повторяющихся звеньев формул XXIX и XXX включают в себя повторяющиеся звенья, являющиеся производными -винил--метацетамида, -винилацетамида, -винил--метилпропионамида, -винил--метил-2-метилпропионамида, -винил-2-метилпропионамида, -винил--диметилмочевины, -диметилакриламида, метакриламида и ациклических амидов формул XXXI и XXXII:
Примеры приемлемых циклических амидов, которые можно применять для образования циклических полиамидов, включают в себя α-лактам, β-лактам, γ-лактам, δ-лактам и ε-лактам. Примеры приемлемых циклических полиамидов включают в себя полимеры и сополимеры, содержащие повторяющиеся звенья формулы XXXIII:
e
e
28
1
3
где f представляет собой число от 1 до 10, X представляет собой прямую связь, -(CO)- или -(CO)-NH-R-, где R представляет собой C-С алкильную группу и R представляет собой атом водорода или метильную группу. В формуле XXXIII f может составлять 8 или менее, включая 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1. В формуле XXXIII f может составлять 6 или менее, включая 5, 4, 3, 2 или 1, или может составлять от 2 до 8, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, или может составлять 2 или 3.
Если X представляет собой прямую связь, f может составлять 2. В таких случаях циклический полиамид может представлять собой поливинилпирролидон (PVP).
Циклические полиамиды могут содержать 50 мольных % или более повторяющихся звеньев формулы XXXIII, или циклические полиамиды могут содержать по меньшей мере около 50 мольных % повторяющихся звеньев формулы XXXIII, включая по меньшей мере около 70 мольных % и по меньшей мере около 80 мольных %.
Конкретные примеры повторяющихся звеньев формулы XXXIII включают в себя повторяющиеся звенья, являющиеся производными N-винилпирролидона, который образует PVP гомополимеры и винилпирролидоновые сополимеры или N-винилпирролидоном, замещенным гидрофильными заместителями, такими как фосфорилхолин.
Полиамиды также могут представлять собой сополимеры, содержащие циклические амидные, ациклические амидные повторяющиеся звенья, или сополимеры, содержащие и циклические амидные, и ациклические амидные повторяющиеся звенья. Дополнительные повторяющиеся звенья могут быть образованы из мономеров, выбранных из гидроксиалкил(мет)акрилатов, алкил(мет)акрилатов или других гидрофильных мономеров, и замещенных силоксаном акрилатов или метакрилатов. Любой из мономеров, указанных выше как приемлемые гидрофильные мономеры, может быть использован в качестве сомономера для образования дополнительных повторяющихся звеньев. Конкретные примеры дополнительных мономеров, которые могут быть использованы для образования полиамидов, включают в себя 2-гидроксиэтилметакрилат, винилацетат, акрилонитрил, гидроксипропилметакрилат, 2-гидроксиэтилакрилат, метилметакрилат и гидроксибутилметакрилат, GMMA, PEGS и т. п. и их смеси. Также могут быть введены ионные мономеры. Примеры ионных мономеров включают в себя акриловую кислоту, метакриловую кислоту, 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин, 3-(диметил(4-винилбензил)аммонио)пропан-1-сульфонат (DMVBAPS), 3-((3-акриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (AMPDAPS), 3-((3-метакриламидопропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAMPDAPS), 3-((3-(акрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (APDAPS), метакрилоилокси)пропил)диметиламмонио)пропан-1-сульфонат (MAPDAPS).
Реакционноспособная композиция может содержать как ациклический полиамид, так и циклический полиамид или их сополимеры. Ациклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе ациклических полиамидов или их сополимеров, а циклический полиамид может быть любым из описанных в настоящем документе циклических полиамидов или их сополимеров. Полиамид может быть выбран из группы, состоящей из поливинилпирролидона (PVP), поливинилметацетамида (PVMA), полидиметилакриламида (PDMA), поливинилацетамида (PNVA), поли(гидроксиэтил(мет)акриламида), полиакриламида и их сополимеров и смесей.
Смачивающие агенты могут быть получены из DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA и их комбинаций. Смачивающие агенты также могут быть реакционноспособными компонентами, согласно приведенному в настоящем документе определению, при наличии в них полимеризуемых групп, полученных, например, реакцией ацилирования между боковыми гидроксильными группами на повторяющихся звеньях HEMA внутреннего смачивающего агента и метакрилоилхлоридом или метакрилоилангидридом. Специалистам в данной области будут очевидны и другие способы функционализации.
Такие внутренние смачивающие агенты описаны в патентах US6367929, US6822016, 7,052,131, US7666921, US7691916, US7786185, US8022158 и US8450387.
По существу реакционноспособные компоненты в реакционноспособной композиции могут быть диспергированы или растворены в разбавителе. Приемлемые разбавители известны в данной области и могут быть легко определены специалистом в данной области. Например, разбавители, приемлемые для получения силиконовых гидрогелей, описаны в WO 03/022321 и US6,020,445, описания которых включены в настоящий документ путем ссылки.
Классы приемлемых разбавителей для реакционных смесей силиконовых гидрогелей включают в себя спирты, имеющие от 2 до 20 атомов углерода, амиды, имеющие от 10 до 20 атомов углерода, полученные из первичных аминов, и карбоновые кислоты, имеющие от 8 до 20 атомов углерода. Предпочтительными являются первичные и третичные спирты. Предпочтительные классы включают в себя спирты, имеющие от 5 до 20 атомов углерода, и карбоновые кислоты, имеющие от 10 до 20 атомов углерода.
Конкретные разбавители, которые могут быть использованы, включают в себя 1-этокси-2-пропанол, диизопропиламиноэтанол, изопропанол, 3,7-диметил-3-октанол, 1-деканол, 1-додеканол, 1-октанол, 1-пентанол, 2-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-пропанол, 1-пропанол, этанол, 2-этил-1-бутанол, (3-ацетокси-2-гидроксипропилокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан, 1-трет-бутокси-2-пропанол, 3,3-диметил-2-бутанол, трет-бутоксиэтанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, 2-(диизопропиламино)этанол, их смеси и т. п.
Предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 3-метил-3-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, этанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, декановую кислоту, октановую кислоту, додекановую кислоту, их смеси и т. п.
Более предпочтительные разбавители включают в себя 3,7-диметил-3-октанол, 1-додеканол, 1-деканол, 1-октанол, 1-пентанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 2-октанол, 1-додеканол, 3-метил-3-пентанол, 1-пентанол, 2-пентанол, трет-амиловый спирт, трет-бутанол, 2-бутанол, 1-бутанол, 2-метил-2-пентанол, 2-этил-1-бутанол, 3,3-диметил-2-бутанол, 2-октил-1-додеканол, их смеси и т. п.
Приемлемые разбавители для реакционноспособных композиций, не содержащих силикон, включают в себя глицерин, этиленгликоль, этанол, метанол, этилацетат, метиленхлорид, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, поливинилпирролидон (PVP) с низкой среднечисленной молекулярной массой, такой как описанный в патентах US 4,018,853, US 4,680,336 и US 5,039,459, включая, без ограничений, сложные эфиры борной кислоты двухатомных спиртов, их комбинации и т. п.
Могут быть использованы смеси разбавителей. Разбавители могут быть использованы в количествах не более около 55% масс. в расчете на массу всех компонентов реакционноспособной композиции. Более предпочтительно разбавитель используют в количествах менее около 45% масс., еще более предпочтительно в количествах от около 15% масс. и до 40% масс. в расчете на массу всех компонентов в реакционноспособной композиции.
В предпочтительном аспекте поперечно-сшитая субстратная сеть в соответствии с изобретением может представлять собой силиконовый гидрогель (содержащий ковалентно связанные активируемые инициаторы свободнорадикальной полимеризации, такие как группы MAPO), а композиция для прививки может образовывать после полимеризации гидрофильный привитый материал (который может необязательно быть заряженным), например, содержащий поли(N, N-диметилакриламид) (PDMA), полимеризованный полиэтиленгликоль монометакрилат (например, имеющий среднечисленную молекулярную массу от около 300 до около 1000) (poly(mPEG)), сополимер 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты, 2-(метакрилоилокси)этил (2-(триметиламмонио)этил) фосфат (MPC). Такие привитые полимерные сети могут демонстрировать улучшенную биосовместимость и биометрические показатели при применении в офтальмологических устройствах.
Поперечно-сшитая субстратная сеть может представлять собой обычный гидрогель (например, содержащий сополимер 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты и содержащий группы MAPO), а композиция для прививки после полимеризации образует гидрофильный привитый материал (который может необязательно быть заряженным), такой как полиамид. Примеры включают в себя PDMA, поливинилпирролидон (PVP), поли(N-винил N-метилацетамид) (PVMA) и их сополимеры. Такие привитые полимерные сети могут демонстрировать улучшенную биосовместимость и биометрические показатели, например, при применении в офтальмологических устройствах.
Поперечно-сшитая субстратная сеть может представлять собой обычный гидрогель (например, сополимер 2-гидроксиэтилметакрилата и метакриловой кислоты и содержащий группы MAPO), а композиция для прививки после полимеризации образует гидрофобный силоксансодержащий материал. Такие привитые полимерные сети могут показывать желательные физические и механические свойства, такие как газопроницаемость кислорода (Dk) и модуль упругости, а также улучшенную биосовместимость и простоту в обращении.
Для офтальмологических устройств, таких как контактные линзы, которые содержат один или более силиконсодержащих компонентов, силиконсодержащий (-ие) компонент (-ы) предпочтительно может (могут) присутствовать в количествах не более около 95% масс., или от около 10 до около 80, или от около от 20 до около 70% масс. в расчете на все присутствующие реакционноспособные компоненты, включая первую реакционноспособную композицию и вторую реакционноспособную композицию. Приемлемые гидрофильные компоненты могут предпочтительно присутствовать в количествах от около 10 до около 60% масс., или от около 15 до около 50% масс., или от около 20 до около 40% масс. в расчете на все присутствующие реакционноспособные компоненты, включая первую реакционноспособную композицию и композицию для прививки.
Следует отметить, что дополнительные, необязательные стадии могут быть включены в способ получения полимерных композиций изобретения. Например, после стадии (b) чернила или краситель могут быть добавлены в поперечно-сшитую субстратную сеть. Впоследствии могут быть проведены оставшиеся стадии (стадия (с) и т. д.). Это позволяет располагать чернила или краситель между двумя слоями привитой полимерной сети.
Более того, офтальмологическое устройство, образованное с помощью вышеупомянутого способа, может быть дополнительно модифицировано посредством одной или более химических реакций между привитыми композициями и другими реагентами для внедрения других функциональных групп или изменения поверхностных свойств. Например, прививка поли(2-гидроксиэтилметакрилата) в поперечно-сшитую субстратную сеть обеспечивает гидроксильные группы, которые можно дополнительно вводить в реакцию (например, посредством реакций ацилирования) с другими молекулами, которые обеспечивают дополнительные элементы для привитой композиции и/или конечного изделия. Такие молекулы могут представлять собой блокаторы УФ и видимого излучения, красители, пигменты, биологически активные соединения, такие как пептиды, пролекарства и т. п. Прививка полиакриловой кислоты в поперечно-сшитую субстратную сеть обеспечивает карбоксилатные группы, которые можно дополнительно вводить в реакцию (например, с помощью методик, связанных с активным сложным эфиром) с другими молекулами, как уже упомянуто выше. Более того, в случае если контактная линза получена из силиконового гидрогеля в качестве поперечно-сшитой субстратной сети и впоследствии привита полиакриловой кислотой, полиметакриловой кислотой, поли(глицидилметакрилатом) или их сополимерами, полученную покрытую или обработанную поли(кислотой/эпоксидом) контактную линзу можно использовать в различных методиках послойного нанесения покрытия для модификации свойств поверхности контактной линзы.
Для офтальмологических устройств, таких как контактные линзы, поперечно-сшитая субстратная сеть предпочтительно представляет собой силиконовый гидрогель с балансом свойств, который делает такие устройства желательными. Эти свойства включают в себя содержание воды, мутность, краевой угол смачивания, модуль упругости, кислородную проницаемость, поглощение липидов, поглощение лизоцима и поглощение PQ1. Примеры предпочтительных свойства перечислены далее. Все приведенные значения предваряются модификатором «около», и офтальмологические устройства могут иметь любую комбинацию из перечисленных свойств:
Содержание воды: по меньшей мере 20% или по меньшей мере 25%
Мутность: 30% или менее или 10% или менее
Динамический краевой угол смачивания (DCA (°)): 100° или менее или 50° или менее
Модуль упругости (фунты на кв. дюйм): 120 или менее, или от 80 до 120
Проницаемость для кислорода Dk (барреры): по меньшей мере 80 или по меньшей мере 100, или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 200
Удлинение при растяжении на разрыв: по меньшей мере 100
Для ионных силиконовых гидрогелей также могут быть предпочтительными следующие свойства (в дополнение к перечисленным выше):
Поглощение лизоцима (мкг/линза): по меньшей мере 100 или по меньшей мере 150, или по меньшей мере 500, или по меньшей мере 700
Поглощение поликватерния-1 (PQ1) (%): 15 или менее, или 10 или менее, или 5 или менее
Готовые офтальмологические устройства могут быть получены с применением разнообразных методик. Например, в случае контактных линз из гидрогеля первая реакционноспособная композиция, описанная выше, может быть отверждена в форме для литья или сформирована посредством центробежного или статического литья. Способы центробежного литья описаны в патентах США № 3,408,429 и 3,660,545, а способы статического литья описаны в патентах США № 4,113,224 и 4,197,266. В одном варианте осуществления контактные линзы настоящего изобретения образованы путем прямого формования гидрогелей, что экономично и позволяет точно контролировать окончательную форму гидратированных контактных линз. Для этого способа первую реакционноспособную композицию помещают в форму для литья, имеющую желаемую форму, и реакционноспособную композицию подвергают условиям, описанным выше, посредством чего реакционноспособные компоненты полимеризуются с образованием поперечно-сшитой субстратной сети в приблизительной форме конечного желаемого продукта.
Поперечно-сшитая субстратная сеть, образованная после такого отверждения, может быть подвергнута экстракции для удаления непрореагировавших компонентов и извлечения поперечно-сшитой субстратной сети из формы для литья для контактных линз. Впоследствии поперечно-сшитую субстратную сеть можно погружать в композицию для прививки (которая может необязательно содержать разбавитель) на время, достаточное, чтобы реакционноспособная композиция могла диффундировать в поперечно-сшитую субстратную сеть до желаемого уровня. После этого суспензию облучают с образованием привитого продукта, и впоследствии контактные линзы могут быть подвергнуты экстракции для удаления непрореагировавших компонентов.
Экстракция поперечно-сшитой субстратной сети и контактной линзы может быть выполнена с использованием традиционных экстракционных текучих сред, таких как органические растворители, такие как спирты, или экстракция может быть выполнена с использованием водных растворов. Водные растворы представляют собой растворы, содержащие воду. Водные растворы могут содержать по меньшей мере около 30% масс. воды, по меньшей мере около 50% масс. воды, по меньшей мере около 70% масс. воды или по меньшей мере около 90% масс. воды.
Экстракция может быть осуществлена, например, посредством погружения поперечно-сшитой субстратной сети или контактной линзы в водный раствор или воздействия на материал потока водного раствора. Экстракция может также включать в себя, например, одно или более из: нагревания водного раствора; перемешивания водного раствора; повышения уровня вспомогательного разделительного агента в водном растворе до уровня, достаточного для извлечения поперечно-сшитой субстратной сети из формы для литья; механического или ультразвукового перемешивание; и введения по меньшей мере одного выщелачивающего вспомогательного средства в водный раствор до уровня, достаточного для облегчения эффективного удаления непрореагировавших компонентов из поперечно-сшитой субстратной сети или контактной линзы. Вышеупомянутые процессы можно проводить последовательно или непрерывно с дополнительным воздействием или без дополнительного воздействия нагреванием, перемешиванием или и тем и другим.
Некоторые варианты осуществления также могут включать в себя применение физического перемешивания для облегчения выщелачивания и извлечения. Например, часть формы для литья поперечно-сшитой субстратной сети, к которой прикреплена поперечно-сшитая субстратная сеть, можно подвергать вибрации или движению вперед и назад в водном растворе. Другие варианты осуществления могут включать в себя пропускание ультразвуковых волн через водный раствор.
Контактные линзы можно стерилизовать известными средствами, такими как, без ограничений, автоклавирование.
Некоторые варианты осуществления изобретения будут подробно описаны в представленных ниже примерах.
ПРИМЕРЫ
Диаметр контактной линзы (DM) измеряли на калиброванном микрооптическом компараторе Van Keuren, оборудованном электронно-цифровыми микрометрическими головками Mitutoyo. Контактную линзу помещали вогнутой стороной вниз в кристаллическую ячейку, полностью заполненную забуференным боратом раствором для хранения. Крышку помещали на ячейку, удалив из-под нее весь воздух. Впоследствии ячейку помещали на столик компаратора, и изображение линзы фокусировали и выравнивали так, чтобы один край линзы касался центральной линии на экране. Первый край был помечен, линзу перемещали по диаметру, пока второй край не коснулся центральной линии на экране, и впоследствии второй край был помечен повторным нажатием кнопки данных. Как правило, делают два измерения диаметра и в таблицах данных сообщается среднее значение.
Содержание воды (WC) измеряли гравиметрически. Линзы выдерживали в растворе для хранения в течение 24 часов. Каждую из трех тестируемых линз удаляют из раствора для хранения с использованием аппликатора с губкой на конце и помещают на промокательные салфетки, смоченные раствором для хранения. Обе стороны линзы промокают салфеткой. Используя пинцет, тестируемые линзы помещают на тарированную чашу весов и взвешивают. Еще два набора образцов готовят и взвешивают. Все измерения массы повторяли трижды и в дальнейших вычислениях использовали среднее значение полученных величин. Массу во влажном состоянии определяют как общую массу чаши весов и влажных линз минус масса только чаши весов.
Сухую массу измеряли, помещая чаши с образцами в вакуумную печь, которая была предварительно нагрета до 60 °C, на 30 минут. Вакуум применяли до тех пор, пока давление не достигнет по меньшей мере 1 дюйма рт. ст.; допустимы и меньшие давления. Вакуумный клапан и насос выключают и линзы сушат в течение по меньшей мере 12 часов, обычно в течение ночи; Открывают продувочный клапан, давая доступ сухому воздуху или сухому азоту. Печи дают достичь атмосферного давления. Чаши удаляют и взвешивают. Сухую массу определяют как общую массу чаши весов и сухих линз минус масса только чаши весов. Содержание воды тестируемой линзы вычисляли следующим образом: % содержания воды = (влажная масса - сухая масса) / влажная масса × 100. Вычисляли среднюю величину и стандартное отклонение для содержания воды и указывали среднее значение как процентное содержание воды в тестируемой линзе.
Увеличение массы привитой линзы рассчитывали из средней сухой массы привитой линзы минус средняя сухая масса линзы из субстрата и выражали в процентах. Как привитую линзу, так и линзу из субстрата выдерживали в деионизированной воде в течение нескольких часов для удаления любых остаточных солей. Как правило, по меньшей мере три линзы взвешивают и усредняют для каждого образца.
Показатель преломления (RI) контактной линзы измеряли на рефрактометре Leica ARIAS 500 Abbe в ручном режиме или на рефрактометре Reichert ARIAS 500 Abbe в автоматическом режиме с зазором между призм 100 микрон. Прибор калибровали по деионизированной воде при температуре 20 °C (+/-0,2 °C). Открывали призменный узел и помещали тестируемую линзу на нижнюю призму между ближайшими к источнику света магнитными точками. Если линза была сухой, на нижнюю призму наносили несколько капель солевого раствора. Передняя криволинейная поверхность линзы была размещена напротив нижней призмы. Затем призменный узел закрывали. После корректировки элементов управления до появления теневой линии в визирном поле измеряли показатель преломления. Измерение RI проводили для пяти тестируемых линз. Вычисленное по результатам пяти измерений среднее значение RI регистрировали как показатель преломления вместе с его стандартным отклонением.
Кислородную проницаемость (Dk) измеряли полярографическим способом, по существу описанным в ISO 9913-1:1996 и ISO 18369-4:2006, но со следующими модификациями. Измерение проводили в среде, содержащей 2,1% кислорода, создаваемой путем установки на тестовую камеру входных патрубков для азота и воздуха, настроенных на соответствующий расход газа, например 1800 мл/мин азота и 200 мл/мин воздуха. Величину t/Dk рассчитывают с использованием скорректированной концентрации кислорода. Использовали буферизированный боратом солевой раствор. Темновой ток измеряли, используя чистую увлажненную азотную среду вместо применения ММА линз. Линзы не были использованы перед измерением. Вместо использования линз различной толщины (t), измеряемой в сантиметрах, сложили друг на друга четыре линзы. Использовали вместо плоского датчика изогнутый датчик с радиусом 7,8 мм. Вычисления для датчика радиусом 7,8 мм и относительного расхода воздуха 10% (об./об.) проводили следующим образом:
-8
2
Dk/t = (измеренный ток - темновой ток) × (2,97 × 10 мл O2/(мкА-сек-см-мм рт. ст.)
Коррекция по краю зависела от величины Dk материала.
Для всех значений Dk меньше 90 баррер:
t/Dk (коррекция по краю) = (1 + (5,88 × t)) × (t/Dk)
Для значений Dk от 90 до 300 баррер:
t/Dk (коррекция по краю) = (1 + (3,56 × t)) × (t/Dk)
Для значений Dk больше 300 баррер:
t/Dk (коррекция по краю) = (1 + (3,16 × t)) × (t/Dk)
Величины Dk без коррекции по краю вычисляли из обратной величины углового коэффициента, полученного линейнорегрессионным анализом данных, в которых переменная x представляла собой толщину центральной части в сантиметрах, а переменная y представляла собой величину t/Dk. С другой стороны, величины Dk (EC Dk) с коррекцией по краю вычисляли из обратной величины углового коэффициента, полученного линейнорегрессионным анализом данных, в которых переменная x представляла собой толщину центральной части в сантиметрах, а переменная y представляла собой величину t/Dk с коррекцией по краю. Измеренные значения Dk приводили в баррерах.
2
Смачиваемость линз определяли модифицированным методом пластины Вильгельми с использованием калиброванного тензиометра Kruss K100 при комнатной температуре (23 ± 4 °C) и с использованием в качестве зондового раствора забуференного солевого раствора без поверхностно-активного вещества. Все оборудование должно быть чистым и сухим; вибрации вокруг инструмента во время испытаний должны быть минимальными. Смачиваемость обычно приводят в виде краевого угла смачивания (Kruss DCA). Тензиометр был снабжен генератором влажности, а датчик температуры и влажности был помещен в камеру тензиометра. Относительную влажность поддерживают на уровне 70 ± 5%. Эксперимент проводили путем погружения образца линзы с известным периметром в раствор для хранения с известным поверхностным натяжением и измеряя точными весами действующую на образец силу, вызванную смачиванием. Угол смачивания при натекании раствора для хранения на линзу определяли по данным величины силы, полученным при погружении образца. Угол смачивания при стекании определяли по данным величины силы, полученным при извлечении образца из жидкости. Метод пластины Вильгельми основан на следующей формуле: Fg=γρcosθ - B, где F - сила смачивания между жидкостью и линзой (мг), g - ускорение силы тяжести (980,665 см/сек), γ - поверхностное натяжение зондовой жидкости (дин/см), ρ - периметр контактной линзы по мениску жидкость/линза (см), θ - динамический краевой угол смачивания (градусы) и B - гидростатическая подъемная сила (мг). Величина B равна нулю при нулевой глубине погружения. Как правило, тестовую полоску вырезали из центральной области контактной линзы. Каждая полоска была приблизительно 5 мм в ширину и 14 мм в длину, прикреплена к металлическому зажиму с помощью пластикового пинцета, пробита крючком из металлической проволоки и выдержана в растворе для хранения в течение по меньшей мере 3 часов. Затем с каждым образцом провели по четыре цикла измерения и результаты усреднили для получения углов смачивания линз при натекании и стекании. Типовые измеряемые скорости составляли 12 мм/мин. Образцы полностью погружали в раствор для хранения во время сбора и анализа данных без прикосновения к металлическому зажиму. Значения от пяти отдельных линз были усреднены, чтобы получить приведенные значения краевых углов смачивания при натекании и стекании экспериментальной линзы.
Смачиваемость линз определяли с помощью метода неподвижной капли с использованием прибора KRUSS DSA-100 TM при комнатной температуре и при использовании деионизированной воды в качестве зондового раствора (неподвижная капля). Тестируемые линзы промывали в деионизированной воде для удаления остатков раствора для хранения. Каждая тестируемая линза была помещена на промокательные безворсовые салфетки, смоченные раствором для хранения. Обе стороны линзы промокали салфеткой для удаления воды с поверхности без сушки линзы. Для обеспечения надлежащего выравнивания линзы поместили «чашеобразной» стороной вниз на выпуклой поверхности пластиковых форм для литья контактных линз. Пластиковую форму для литья и линзу помещали в держатель прибора неподвижной капли, обеспечивая надлежащую регулировку шприца по центру. С использованием программного обеспечения для анализа формы капли DSA 100 на конце шприца формировали каплю из 3-4 мкл деионизированной воды, следя за тем, чтобы капля жидкости свисала, не касаясь линзы. Каплю плавно опустили на поверхность линзы путем перемещения иглы вниз. Иглу отвели назад сразу после выдачи капли. Капле жидкости давали прийти в равновесие на линзе от 5 до 10 секунд и измеряли контактный угол между изображением капли и поверхностью линзы. Обычно оценивали от трех до пяти линз и сообщали средний контактный угол.
3
Механические свойства контактных линз измеряли с использованием разрывной испытательной машины, такой как Instron модели 1122 или 5542, оборудованной устройствами управления тензометрическим датчиком и пневматическими захватами. Линза с диоптрией минус один является предпочтительной геометрией линзы благодаря равномерной толщине центрального профиля. Вырезанный из линзы с оптической силой -1,00 образец в форме гантели, имеющий длину 0,522 дюйма, ширину «ушка» 0,276 дюйма и ширину «шейки» 0,213 дюйма, устанавливали в зажимы и растягивали с постоянной скоростью натяжения 2 дюйма/мин до разрыва. Перед испытаниями толщину центра гантелеобразного образца измеряли с использованием электронного толщиномера. Измеряли исходную длину образца (Lo) и длину образца при разрыве (Lf). Измеряли по меньшей мере по пять образцов каждой композиции и использовали средние значения для вычисления относительного удлинения при растяжении на разрыв в процентах: относительное удлинение в процентах = ((Lf - Lo) / Lo) × 100. Модуль упругости (M) при растяжении вычисляли как угловой коэффициент начального линейного участка кривой напряжение-растяжение; единицами измерения модуля упругости являются фунты на квадратный дюйм (psi). Прочность на разрыв (TS) вычисляли из пиковой нагрузки и исходной области поперечного сечения: прочность на разрыв=пиковая нагрузка, деленная на исходную область поперечного сечения; единицами измерения прочности на разрыв являются psi. Жесткость при растяжении вычисляли из энергии на разрыв и исходного объема образца: жесткость при растяжении=энергия на разрыв, деленная на исходный объем образца; единицами измерения жесткости при растяжении являются дюйм-фунт/дюйм. Удлинение при растяжении на разрыв (ETB) также записывали в виде процента растяжения при разрыве.
PQ1 уровень поглощения (PQ1) измеряли хроматографически. ВЭЖХ анализатор калибровали, используя серию стандартных растворов PQ1 с концентрациями 2, 4, 6, 8, 12 и 15 мкг/мл. Линзы помещали в полипропиленовые футляры для контактных линз с 3 мл раствора Optifree Replenish или аналогичного раствора для линз (концентрация PQ1=10 микрограмм/мл) коммерчески доступного от компании Alcon. Также приготовили контрольный футляр для линзы, содержащий 3 мл раствора без контактной линзы. Линзы и контрольные растворы выдерживали при комнатной температуре в течение 72 часов. Из каждого из образцов и контрольных образцов удаляли по 1 мл раствора и смешивали с трифторуксусной кислотой (TFA) (10 мкл). Анализ проводили с использованием ВЭЖХ/испарительного детектора светорассеяния (ELSD) и колонок Phenomenex Luna С5 (с размером частиц 4,6 мм × 5 мм; 5 мкм), используя следующее оборудование и условия: ВЭЖХ анализатор Agilent 1200 или аналогичный с ELSD, работающим при температуре T=100 °C, усилении=12, давлении=4,4 бар, постоянной времени фильтра=3 с; параметры ELSD могут меняться от прибора к прибору; с использованием в качестве подвижной фазы A воду (0,1% TFA) и в качестве подвижной фазы B - ацетонитрил (0,1% TFA), температура колонки 40 °C и введенный объем 100 мкл. Использовали профиль элюция, приведенный в таблице A. Калибровочную кривую строили, откладывая значение площади пиков в зависимости от концентрации стандартных растворов PQ1. Затем концентрацию PQ1 в образце вычисляли путем решения квадратного уравнения, представляющего калибровочную кривую. Для каждого анализа использовали по три линзы и усреднили результаты. Поглощение PQ1 приведено как процентная доля убыли PQ1 после вымачивания с линзой по сравнению с количеством PQ1, присутствующем в контрольном образце без линзы.
Таблица A. Профиль элюции ВЭЖХ
<b>Время (минуты)</b>
<b>% A</b>
<b>% B</b>
<b>Скорость потока (мл/мин)</b>
0,00
100
0
1,2
1,00
100
0
1,2
5,00
0
100
1,2
8,50
0
100
1,2
8,60
100
0
1,2
11,00
100
0
1,2
Количество холестерина, поглощенного контактной линзой, определяли методом ЖХ-МС (липиды). Линзы замачивали в растворе холестерина и впоследствии экстрагировали дихлорметаном. Дихлорметановый экстракт выпаривали и восстанавливали в гептановой/изопропаноловой смеси с последующим ЖХ-МС анализом. Полученные результаты приведены в микрограммах холестерина на линзу. Для повышения точности и достоверности способа использовали внутренний стандарт дейтерированного холестерина.
Маточный раствор холестерина готовили, помещая 15,0 ± 0,5 миллиграмм холестерина в широкогорлую стеклянную мерную колбу объемом 10 мл с последующим разведением изопропанолом.
Раствор холестерина для замачивания линз готовили, помещая 0,430 ± 0,010 грамм лизоцима (чистота=93%), 0,200 ± 0,010 грамм альбумина и 0,100 ± 0,010 грамм β-лактоглобулина в стеклянную мерную колбу объемом 200 мл, добавляя в колбу приблизительно 190 миллилитров фосфатно-солевого буферного раствора (PBS) и перемешивая для растворения содержимого. Затем добавляли 2 миллилитра маточного раствора холестерина и разбавляли до конечного объема, добавляя PBS. Мерную колбу закрывали крышкой и хорошо встряхивали. Концентрация раствора холестерина для замачивания линз составляла около 15 мкг/мл. Примечание. Массы данных компонентов могут быть скорректированы для учета изменений чистоты от партии к партии так, чтобы получить целевые концентрации.
Шесть контактных линз извлекали из упаковок и промакивали безворсовыми бумажными полотенцами для удаления излишков раствора для хранения. Линзы помещали в шесть отдельных стеклянных флаконов объемом 8 мл (по линзе во флакон) и в каждый флакон добавляли по 3,0 мл раствора холестерина для замачивания линз. Флаконы закрывали крышками и помещали в шейкер-инкубатор New Brunswick Scientific на 72 часа при температуре 37 °C и 100 об/мин. После инкубации каждую линзу трижды промывали с PBS в лабораторных стаканах объемом 100 мл и помещали в сцинтиляционный флакон объемом 20 мл.
В каждый сцинтилляционный флакон с линзой добавляли по 5 мл дихлорметана и 100 мкл раствора внутреннего стандарта. После минимум 16 часов экстракции отстоянную всплывающую жидкость переносили в одноразовую стеклянную культуральную пробирку объемом 5 мл. Пробирку устанавливали в испаритель Turbovap и полностью выпаривали растворитель. Затем в культуральные пробирки добавляли по 1 мл разбавителя для повторного растворения содержимого. Вышеуказанным разбавителем была смесь гептана и изопропанола в соотношении 70 : 30 (об./об.). Разбавитель также являлся подвижной фазой. Полученный раствор осторожно переносили во флакон автоматического пробоотборника и подготавливали к ЖХ-МС анализу.
6
Маточный раствор внутреннего стандарта готовили дозированием приблизительно 12,5+2 мг дейтерированного холестерина (2,2,3,4,4,6-d-холестерина) в мерную колбу объемом 25 мл с последующим разведением разбавителем. Концентрация маточного раствора внутреннего стандарта составляла приблизительно 500 мкг/мл.
Раствор внутреннего стандарта готовили, помещая 1,0 мл маточного раствора внутреннего стандарта в мерную колбу объемом 50 мл с последующим разведением разбавителем до конечного объема. Концентрация этого промежуточного раствора внутреннего стандарта составляла приблизительно 10 мкг/мл.
Маточный раствор эталонного стандарта готовили дозированием приблизительно 50+5 мг холестерина в мерную колбу объемом 100 мл с последующим разведением разбавителем. Концентрация холестерина в данном маточном растворе эталонного стандарта составляла приблизительно 500 мкг/мл.
Затем рабочие стандартные растворы готовили согласно таблице В, помещая соответствующие количества стандартных растворов в перечисленные мерные колбы объемами 25 мл, 50 мл или 100 мл. После добавления стандартных растворов в мерные колбы смеси разводили разбавителем до конечного объема и хорошо перемешивали.
Таблица B. Составы рабочих стандартных растворов
Названиерабочегостандарта
Объем раствора внутреннего стандарта (мл)
Объем маточного раствора эталонного стандарта (мкл)
Конечныйобъем(мл)
Приблизительнаяконцентрация холестерина(мкг/мл)
Стандарт 1
10
20
100
0,10
Стандарт 2
5
25
50
0,25
Стандарт 3
5
50
50
0,50
Стандарт 4
5
100
50
1,00
Стандарт 5
2,5
125
25
2,50
Стандарт 6
2,5
250
25
5,00
2
Провели следующий ЖХ-МС анализ: Сделали 6 введений стандарта 4 для оценки пригодности системы. Для прохождения теста на пригодность системы относительное стандартное отклонение (RSD%) площадей пиков для рабочих стандартов и внутренних стандартов должно составлять < 5%, а RSD% отношений площадей их пиков должно составлять < 7%. Ввели рабочие стандарты 1-6 для создания калибровочной кривой. Квадрат корреляционного коэффициента (r) должен составлять > 0,99. Ввели тестируемые образцы с последующим введением контрольного стандарта (стандарт 4). Отношение площадей пиков контрольного стандарта должно отличаться не более чем на ±10% от усредненного отношения площадей пиков для образцов, введенных для проверки пригодности системы.
Строили калибровочную кривую путем нанесения на график отношения площадей пиков (эталонный стандарт/внутренний стандарт), которое соответствует концентрации каждого рабочего стандартного раствора. Концентрацию холестерина в образце вычисляют путем решения квадратного уравнения. Стандартное оборудование для проведения ЖХ-МС анализа и его параметры перечислены ниже и приведены в таблицах C и D. Значения параметров настройки прибора могут быть изменены при каждой настройке масс-спектрометра.
Условия испарения в системе Turbovap:
Температура: 45 °C
Время: 30 минут или более до высушивания
Газ: азот при 5 psi
Условия ВЭЖХ:
ВЭЖХ: Прибор ВЭЖХ Thermo Accela или его эквивалент
Колонка ВЭЖХ: Agilent Zorbax NH2 (4,6 мм × 150 мм; размер частиц 5 мкм)
Подвижная фаза: 70% гептана и 30% изопропанола
Температура колонки: 30 °C
Объем введенной пробы: 25 мкл
Скорость потока: 1000 мкл/мин
Таблица С. Условия проведения масс-спектрометрии
<b>Thermo Finnigan TSQ Quantum Ultra</b>
<b>Настройки МС</b>
<b>Значение</b>
Ионизация
APCI
Полярность
Положительная
Тип сканирования
SIM
Положение зонда APCI
D
Масса (m/z) эталонных стандартов
369,2
Масса (m/z) внутренних стандартов
375,3
Ширина по массе (m/z)
1,0
Время сканирования (с)
0,10
Тип данных
центр масс
Ширина пика Q3 (FWHM)
0,40
Смещение скиммера (V)
10
Таблица D. Параметры настройки
<b>Параметры настройки прибора</b>
<b>Значение</b>
Ток разряда (условные единицы)
20
Температура капилляра (°C)
240
Температура испарителя (°C)
500
Смещение пробирки с линзой (V)
68
Давление защитного газа (условные единицы)
20
Расход вспомогательного газа (условные единицы)
15
Уровень поглощения лизоцима контактной линзой измеряли методом ВЭЖХ в УФ диапазоне. Уровень поглощения лизоцима определяли как разницу содержания лизоцима в фосфатно-солевом буферном растворе (PBS) до погружения в него контактных линз и концентрации в тестируемом растворе после 72 часов погружения линзы при температуре 37 °C.
Раствор лизоцима для замачивания готовили, помещая 0,215 ± 0,005 грамма лизоцима (чистота=93%) в мерную колбу объемом 100 мл с последующим добавлением 50 мл PBS для растворения лизоцима при перемешивании с последующим разведением до конечного объема с PBS. Полученный раствор лизоцима для замачивания фильтровали/стерилизовали, используя устройство для фильтрации Millipore Stericup. Концентрация раствора лизоцима для замачивания составляла около 2000 мкг/мл. Масса лизоцима может быть скорректирована для учета изменений чистоты от партии к партии так, чтобы получить концентрацию 2000 мкг/мл.
Три контактные линзы извлекали из упаковок и промакивали безворсовыми бумажными полотенцами для удаления излишков раствора для хранения. Линзы помещали в три отдельных стеклянных флакона объемом 8 мл (по линзе во флакон). В каждый флакон добавляли по 1,5 мл раствора лизоцима для замачивания линз. Флаконы закрывали крышками и осматривали, чтобы убедиться, что каждая линза полностью погружена в раствор для замачивания. В качестве контрольных образцов в три отдельных стеклянных флакона объемом 8 мл помещали по 1,5 мл раствора лизоцима для замачивания линз. Затем образцы инкубировали в шейкере-инкубаторе New Brunswick Scientific в течение 72 часов при температуре 37 °C и 100 об./мин.
Разбавитель готовили смешиванием 900 мл воды, 100 мл ацетонитрила и 1 мл трифторуксусной кислоты в стеклянной бутыли объемом 1 л.
Маточный раствор лизоцима готовили, помещая 0,240 ± 0,010 грамма лизоцима (чистота=93%) в мерную колбу объемом 100 мл с последующим разведением разбавителем до конечного объема. Концентрация маточного раствора лизоцима составляла приблизительно 2200 мкг/мл.
Как показано в таблице E, ряд рабочих стандартных растворов готовили, смешивая соответствующие количества маточного раствора лизоцима с разбавителем, используя мерные сосуды объемом 5 мл.
Таблица E. Рабочие стандарты
<b>Название</b><b>рабочего</b><b>стандарта</b>
<b>Объем маточного раствора</b><b>(мл)</b>
<b>Конечный</b><b>объем</b><b>(мл)</b>
<b>Приблизительная</b><b>концентрация лизоцима</b><b>(мкг/мл)</b>
Стандарт 1
1,135
5
500
Стандарт 2
1,815
5
800
Стандарт 3
2,725
5
1200
Стандарт 4
3,635
5
1600
Стандарт 5
4,540
5
2000
Стандарт 6 (маточный)
-
-
2200
Приготовили 10%-й (об./об.) раствор, добавив 1 мл трифторуксусной кислоты (TFA) в стеклянную мерную колбу объемом 10 мл с последующим разведением водой для ВЭЖХ. Образцы для анализа ВЭЖХ в УФ диапазоне готовили следующим образом: (1) помещали 1000 мкл тестируемой пробы и 10 мкл 10%-го раствора TFA во флакон автоматического пробоотборника или (2) помещали 1000 мкл эталонного стандарта и 10 мкл разбавителя эталонного стандарта во флакон автоматического пробоотборника.
2
Анализ включал в себя следующие стадии: Выполнили 6 введений стандарта 4 для оценки пригодности системы. RSD% пиковых областей и время удержания должны составлять < 0,5% для прохождения теста на пригодность системы. Ввели рабочие стандарты 1-6 для создания калибровочной кривой. Квадрат корреляционного коэффициента (r) должен составлять > 0,99. Ввели тестируемые образцы с последующим введением контрольного стандарта (стандарт 4). Пиковая область контрольного стандарта должна составлять ±1% средних пиковых областей от введенных для проверки пригодности системы проб.
Строили калибровочную кривую путем нанесения на график значения площади пиков, которое соответствует концентрации каждого рабочего стандартного раствора лизоцима. Концентрацию лизоцима в тестируемой пробе вычисляли путем решения линейного уравнения. Стандартное оборудование и его параметры перечислены ниже или приведены в таблице F.
Прибор: Анализатор Agilent 1200 с УФ детектором (или эквивалентная система ВЭЖХ в УФ диапазоне)
Обнаружение: УФ при 280 нм (ширина полосы 5 нм)
Колонка ВЭЖХ: Phenomenex Luna C5 (50 × 4,6 мм) или Agilent PLRP-S (50 × 4,6 мм)
Подвижная фаза A: H2O (0,1% TFA)
Подвижная фаза B: Ацетонитрил (0,1% TFA)
Температура колонки: 40 °C
Объем введенной пробы: 10 мкл
Таблица F. Условия ВЭЖХ
<b>Время (минуты)</b>
<b>% A</b>
<b>% B</b>
<b>Скорость потока (мл/мин)</b>
0,0
95
5
1,2
4,0
5
95
1,2
4,1
95
5
1,2
6,5
95
5
1,2
Мутность можно измерить, помещая гидратированную тестируемую линзу в буферизированный боратами солевой раствор в прозрачной стеклянной ячейке при комнатной температуре на черный плоский фон, подсвечивая снизу волоконно-оптической лампой (Dolan-Jenner PL-900 волоконно-оптический источник света со световым волноводом диаметром 0,5 дюйма) под углом 66° перпендикулярно ячейке с линзой и снимая сверху, перпендикулярно ячейке с линзой, видеокамерой (камера DVC 1300C:19130 RGB или аналогичная с объективом с переменным фокусным расстоянием), установленной на расстоянии 14 мм над держателем линзы. Фоновое рассеяние вычитали из рассеяния тестируемой линзы, вычитая изображение пустой ячейки с буферизированным боратами солевым раствором (базовая линия) при помощи программного обеспечения EPIX XCAP V 3.8. Корректируя интенсивность света до нахождения в диапазоне от 900 до 910 средней величины по шкале серого цвета, добивались получения величины верхнего предела рассеяния (матовое стекло). Величину фонового рассеяния измеряли с использованием заполненной солевым раствором стеклянной ячейки. Вычтенное изображение рассеянного света количественно анализируют путем интегрирования по центральным 10 мм линзы и затем сравнивают со стандартом матового стекла. Корректируя интенсивность/настройки мощности света, добивались получения среднего значения по шкале серого цвета в диапазоне от 900 до 910 для стандарта матового стекла; при таких параметрах среднее значение по шкале серого цвета для базовой линии находилось в диапазоне 50-70. Среднее значение по шкале серого цвета для базовой линии и для стандарта матового стекла фиксировали и использовали для построения шкалы от нуля до 100 соответственно. В анализе по шкале серого цвета фиксировали средние величины и их стандартные отклонения для базовой линии, матового стекла и каждой тестируемой линзы. Для каждой линзы рассчитывали значение по шкале согласно следующему уравнению: величина по шкале равна разности средних значений по шкале серого цвета для линзы и для базовой линии, деленной на разность средних значений по шкале серого цвета для матового стекла и для базовой линии и умноженной на 100. Анализировали от трех до пяти тестируемых линз и усредняли полученные результаты.
Изобретение будет описано ниже со ссылкой на следующие примеры. Прежде чем перейти к описанию нескольких примеров осуществления изобретения, следует понимать, что изобретение не ограничено характеристиками конструкции или стадиями способа, представленными в следующем описании. Изобретение также имеет другие варианты осуществления и может быть реализовано на практике или выполнено различными способами.
В примерах будут использованы следующие сокращения, значения которых приведены ниже.
NVP: N-винилпирролидон (Acros или Aldrich)
DMA: N, N-диметилакриламид (Jarchem)
HEMA: 2-гидроксиэтилметакрилат (Bimax)
HPMA: 2-гидроксипропилметакрилат
AA: акриловая кислота
MAA: метакриловая кислота (Acros)
MPC: 3,5,8-триокса-4-фосфонаундец-10-ен-1-аминий, 4-гидрокси-N, N,N,10-тетраметил-9-оксо внутренняя соль, 4-оксид; CAS 67881-98-5
n
mPEG 360: полиэтиленгликоль метакрилат (Aldrich) (M=360 г/моль)
n
mPEG 475: метакрилат простого метилового эфира полиэтиленгликоля (Aldrich) (M=475 г/моль)
n
mPEG 500: метакрилат простого метилового эфира полиэтиленгликоля (Aldrich) (M=500 г/моль)
n
mPEG 950: полиэтиленгликоль метакрилат (Aldrich) (M=950 г/моль)
PVMA: поли(N-винил-N-метилацетамид)
PVP: поли (N-винилпирролидон) (ISP Ashland)
EGDMA: этиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TEGDMA: тетраэтиленгликольдиметакрилат (Esstech)
TMPTMA: триметилольпропантриметакрилат (Esstech)
MBA: метиленбисакриламид (Aldrich)
TAC: триаллилцианурат (Polysciences)
Tegomer V-Si 2250: диакрилоксиполидиметилсилоксан (Evonik)
Irgacure 819: бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (BASF или Ciba Specialty Chemicals)
Irgacure 1870: смесь бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксида и 1-гидроксициклогексилфенилкетона (BASF или Ciba Specialty Chemicals)
IEM: 2-изоцианатоэтилметакрилат
mPDMS: полидиметилсилоксан с концевыми моно-н-бутилом и монометакрилоксипропилом (молекулярная масса 800-1000) (Gelest)
ac-PDMS: бис-3-акрилокси-2-гидроксипропилоксипропилполидиметилсилоксан
HO-mPDMS: полидиметилсилоксан с концевыми моно-н-бутилом и простым моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропил эфиром (молекулярная масса 400-1000) (Ortec или DSM-Polymer Technology Group)
TRIS: 3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан
TRIS-ac: 3-акрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан
TRIS-am: 3-акриламидопропил-три(триметилсилокси)силан
SiMAA: 2-пропеновой кислоты, 2-метил-2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (Toray) или 3-(3-(1,1,1,3,5,5,5-гептаметилтрисилоксан-3-ил)пропокси)-2-гидроксипропилметакрилат или 2-гидрокси-3-[3-метил-3,3-ди(триметилсилокси)силилпропокси]пропилметакрилат
Norbloc: 2-(2’-гидрокси-5-метакрилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол (Janssen)
Голубой HEMA: 1-амино-4-[3-(4-(2-метакрилоилоксиэтокси)-6-хлортриазин-2-иламино)-4-сульфофениламино]антрахинон-2-сульфоновая кислота, как описано в патенте США № 5,944,853
DMPC: 1,2-димиристоил-sn-глицеро-3-фосфохолин
L-PEG: N-(карбонил-метокси-полиэтиленгликоль-2000)-1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламина натриевая соль
DIW: деионизированная вода
IPA: изопропиловый спирт
PG: 1,2-пропиленгликоль
n
PEG 200: полиэтиленгликоль (Aldrich) (M=200 г/моль)
n
PEG 400: полиэтиленгликоль (Aldrich) (M=400 г/моль)
PS: забуференный боратом раствор для хранения: 18,52 граммов (300 ммоль) борной кислоты, 3,7 граммов (9,7 ммоль) декагидрата бората натрия и 28 граммов (197 ммоль) сульфата натрия растворяли в количестве деионизированной воды, достаточном для заполнения 2-литровой мерной колбы.
FM-1: флуоресцеинметакрилат-3',6'-дигидрокси-3-оксо-3Н-спиро[изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-илметакрилат (Polysciences)
FM-2: флуоресцеинакриламид-N-(3',6'-дигидрокси-3-оксо-3Н-спиро[изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-ил)акриламид (Polysciences)
FM-3: флуоресцеинметакриламид-N-(3',6'-дигидрокси-3-оксо-3Н-спиро[изобензофуран-1,9'-ксантен]-5-ил)метакриламид (Polysciences)
BC: пластиковая форма для литья для базовой или задней кривизны, изготовленная из PP, TT, Z или их смесей
FC: пластиковая форма для литья для передней кривизны, изготовленная из PP, TT, Z или их смесей
PP: полипропилен, который представляет собой гомополимер пропилена
TT: Tuftec, который представляет собой гидрированный стирол-бутадиеновый блок-сополимер (Asahi Kasei Chemicals)
Z: Zeonor, который представляет собой полициклоолефиновый термопластичный полимер (Nippon Zeon Co Ltd)
RMM: реакционноспособная смесь мономеров
TL03 источники света: Phillips TLK 40W/03 или эквиваленты
WC: содержание воды (% масс.)
EC Dk: кислородная проницаемость с коррекцией по краю (барреры)
М: модуль упругости (psi)
TS: прочность на разрыв (psi)
ETB: удлинение при растяжении на разрыв (%)
RI: показатель преломления
Неподвижная капля: краевой угол смачивания (градусы)
Пример 1
2
Реакционную мономерную смесь получали путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в таблице 1. Этот состав фильтровали через фильтр с размером пор 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, в зависимости от вязкости, и дегазировали путем приложения вакуума (около 40 мм рт. ст.) при температуре окружающей среды в течение около 45 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,5 процента газообразного кислорода 75 мкл реакционноспособной смеси дозировали в FC, изготовленную из PP. BC, изготовленную из Z, впоследствии располагали на FC. Восемь поддонов, каждый из которых содержал восемь узлов форм для литья линз, облучали в течение 10 минут при 65 °C с использованием СИД с длиной волны 435 нм, имеющих интенсивность на поверхности поддона 5 мВт/см. Источник света был размещен над поддонами. Работая под желтым светом, линзы механически отделяли от форм для литья при помощи ручного пресса и помещали по отдельности в тканевые капсулы («Пример 1. Субстраты»). Типичный выход составлял около 65 линз без дефектов. Впоследствии капсулы, содержащие линзы, хранили в пластиковых бутылях янтарного цвета до использования в экспериментах по нанесению покрытия. Для получения контрольных линз, некоторые линзы промывали два раза 70%-м (об./об.) водным IPA, два раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения и впоследствии хранили во флаконах. После около двух дней доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 121 °С в течение около 30 минут («Пример 1. Контроли»). Значения среднего диаметра линзы и содержания воды приведены в таблице 2.
Таблица 1
<b>Компонент</b>
<b>% масс.</b>
ОН-mPDMS, n=4
54,89
DMA
19,53
HEMA
8
PVP K90
12
TEGDMA
3,11
Norbloc
2,2
Irgacure 819
0,25
Голубой HEMA
0,02
Примеры 2-4
2
В перчаточном защитном боксе с атмосферой газообразного азота и с содержанием кислорода менее 0,2% линзы из примера 1 («Пример 1. Субстраты») суспендировали в 25%-м (об./об.) растворе гидрофильного мономера и 0,10% (масс./масс.) флуоресцеина метакрилата FM-1 в PEG 200 в концентрации 1 линза/2 мл. Как линзы, так и растворы гидрофильного мономера дегазировали перед смешиванием в течение 15-30 минут с использованием вакуума (около 40 мм рт. ст.) и впоследствии продували газообразным азотом. Флаконы закрывали крышкой, помещали на баню с шейкером и доводили до равновесного состояния при 38 °C в течение около одной минуты. Крышки были заменены прозрачными пластиковыми крышками, а флаконы были облучены лампами TL03 (длина волны 380-470 нм; пик 420 нм) при комнатной температуре в течение 15 минут при интенсивности 4,5-5,0 мВт/см при перемешивании (120-165 об/мин). После облучения линзы удаляли и промывали два раза 70%-м (об./об.) водным IPA, два раза деионизированной водой и два раза с забуференным боратом раствором для хранения. Линзы хранили во флаконах. После около двух дней доведения до равновесного состояния линзы осматривали и стерилизовали в автоклаве при 121 °С в течение около 30 минут. Средние диаметры линз, содержание воды, изменения сухой массы и значения толщины покрытия приведены в таблице 2 для примеров покрытия для линз с использованием в качестве гидрофильных мономеров MPC, mPEG 360 и mPEG 500. Во всех случаях диаметр привитой линзы, содержание воды и сухая масса увеличивались по сравнению с контрольной линзой, что соответствует образованию ковалентно привитого гидрофильного покрытия. По данным конфокальной микроскопии, толщина покрытий варьировалась в диапазоне от около 3 микрон до около 6 микрон. Линза имеет толщину центральной части приблизительно 109 микрон, таким образом, приблизительное проникновение составляет от около 2,8 до около 5,6%.
Таблица 2
<b>Пример</b>
<b>Гидрофильный мономер</b>
<b>Диаметр (мм)</b>
<b>Содержание воды (% масс.)</b>
<b>Увеличение сухой массы (%)</b>
<b>Толщина покрытия (мкм), конфокальная микроскопия</b>
Пример 1. Контроли
-
13,05
34,2
-
-
Пример 2
MPC
13,9
37,4
4,9
3,3
Пример 3
mPEG 360
14,1
37,8
8,8
5,5
Пример 4
mPEG 500
14,4
40,2
13,3
6,2
Способ исследования с помощью конфокальной микроскопии (CFM). Гидратированную поверхность привитой линзы ставили и подвергали конфокальной флуоресцентной микроскопии с использованием конфокального флуоресцентного микроскопа серии Zeiss LSM 700. Длины волн возбуждения составляли 488 нм (мощность лазера 2,0%) и 555 нм (мощность лазера около 2,0%); длина волны излучения составляла около 512 нм; площадь сканирования составляла 128 × 128 микрон; и ширина шага Z составляла 0,5 микрон. Конфокальная микроскопия показала флуоресценцию только в поверхностных слоях привитых линз, что согласуется с реакцией прививания, происходящей при диффузии реакционного мономерного раствора в линзу.
Пример 5
Пример 1 повторяли на опытной технологической линии вместо перчаточного бокса. Линзы механически извлекали и хранили для дальнейших экспериментов по прививке («Пример 5. Субстраты»). Некоторые линзы извлекали в IPA, гидратировали и стерилизовали («Пример 5. Контроли»). Измеряли физические и механические свойства этих контрольных линз и перечислили их в таблице 4.
Пример 6
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещали по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора HEMA в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку помещали по одной линзе из примера 5 («Пример 5. Субстраты») вогнутой стороной вверх и оставляли свободно плавать. Планшет с лунками облучали с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета, при 35 °C в течение 4,5 минут. В отличие от примеров 2-4, процесс нанесения покрытия выполняли по существу без встряхивания. Линзы переносили в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, и покачивали в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывали DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут. После доведения до равновесия в течение нескольких дней измеряли физические и механические свойства линз; они представлены в таблице 4.
Пример 7
Пример 1 был повторен в перчаточном боксе с использованием несколько отличающегося состава, приведенного в таблице 3. Линзы механически извлекали и хранили для дальнейших экспериментов по прививке («Пример 7. Субстраты»). Некоторые линзы извлекали в IPA, гидратировали и стерилизовали («Пример 7. Контроли»). Измеряли физические и механические свойства этих контрольных линз и перечислили их в таблице 4.
Таблица 3
<b>Компонент</b>
<b>% масс.</b>
ОН-mPDMS, n=4
54,89
DMA
21,14
HEMA
8
PVP K90
12
TEGDMA
1,5
Norbloc
2,2
Irgacure 819
0,25
Голубой HEMA
0,02
Пример 8
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещали по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора 50 : 50 (моль/моль) HEMA : MPC в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку вогнутой стороной вверх помещали по одной линзе из примера 7 («Пример 7. Субстраты») и оставляли свободно плавать. Планшет с лунками накрывали прозрачным пластиковым листом и облучали с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета, при 35 °C в течение 4,5 минут. Перед облучением линзы выдерживали в течение около 1-5 минут. Линзы переносили в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, и покачивали в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывали DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Линзы были мутными после промывки водным раствором IPA, но становились прозрачными после удаления IPA при помощи DIW и PS. Наконец, линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут. После доведения до равновесия в течение нескольких дней измеряли физические и механические свойства линз; они представлены в таблице 4.
Таблица 4
<b>Сухая масса линзы (мг)</b>
<b>Содержание воды</b><b>(% масс.)</b>
<b>М</b><b>(psi)</b>
<b>TS</b><b>(psi)</b>
<b>ETB (%)</b>
<b>RI</b>
<b>Неподвиж-ная капля</b><b>(°)</b>
Пример 5. Контроли
12
35 (0)
247 (4)
113 (39)
91 (37)
1,4314 (0,0020)
55 (7)
Пример 6
14
34 (1)
300 (22)
90 (26)
52 (18)
1,4481 (0,0030)
51 (10)
Пример 7. Контроли
21
41 (1)
123 (10)
100 (32)
184 (57)
1,4225 (0,0004)
59 (3)
Пример 8
22
42 (0)
122 (12)
125 (25)
245 (36)
1,4262 (0,0015)
51 (10)
Пример 9
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещали по 6 мл 5%-го, 10%-го, 15%-го или 20%-го (масс./масс.) дегазированного раствора HEMA в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку помещали по одной линзе из примера 5 («Пример 5. Субстраты») вогнутой стороной вверх и оставляли свободно плавать. Планшет с лунками накрывали прозрачным пластиковым листом и облучали с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета, при 35 °C в течение 4,25 минут. В случае каждой композиции покрытия, линзы переносили в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, на по меньшей мере 12 часов (на ночь) и впоследствии дважды промывали DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизовали автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут.
Пример 10 (возможного использования)
2
Реакционные мономерные смеси получены путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в таблице 6. Эти составы фильтруют через фильтр с размером пор 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, в зависимости от вязкости, и дегазируют путем приложения вакуума (около 40 мм рт. ст.) при температуре окружающей среды в течение около 45 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,5 процента газообразного кислорода около 75 мкл реакционноспособной смеси дозируют в форму FC, изготовленную из Z или из смеси Z и TT в соотношении 90 : 10 (масс./масс.). Впоследствии BC, изготовленную из PP или из смеси Z : PP 90 : 10 (масс./масс.) располагают на FC. Восемь поддонов, каждый из которых содержит восемь узлов форм для литья линз, облучают в течение 10 минут при 65 °C с использованием СИД с длиной волны 435 нм, имеющих интенсивность на поверхности поддона 5 мВт/см. Источник света размещен над поддонами. Работая под желтым светом, линзы механически отделяют от форм для литья при помощи ручного пресса и помещают по отдельности в тканевые капсулы. Впоследствии капсулы, содержащие линзы, хранят в пластиковых бутылях янтарного цвета до использования в экспериментах по нанесению покрытия («Пример 10А. Субстраты» и «Пример 10В. Субстраты»).
Таблица 6
<b>Компонент</b>
<b>Пример 10A,</b><b>% масс.</b>
<b>Пример 10B,</b><b>% масс.</b>
OH-mPDMS (n=4)
30
30
ОН-mPDMS (n=15)
30
30
Tegomer V-Si 2250
10
10
DMA
10
10
HEMA
13,6
14,6
MAA
1
0
mPEG 950
3
3
Norbloc
1,98
1,98
Голубой HEMA
0,02
0,02
CGI 819
0,4
0,4
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещают по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора HPMA в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку помещают по одной линзе из «Пример 10А. Субстраты» вогнутой стороной вверх и оставляют свободно плавать. Планшет с лунками накрывают прозрачным пластиковым листом и облучают с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета при 35 °C, в течение 4,5 минут. Линзы переносят в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, и покачивают в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывают DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизуют автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут.
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещают по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора AA в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку помещают по одной линзе из «Пример 10B. Субстраты» вогнутой стороной вверх и оставляют свободно плавать. Планшет с лунками накрывают прозрачным пластиковым листом и облучают с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета при 35 °C, в течение 4,5 минут. Линзы переносят в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, и покачивают в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывают DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизуют автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут.
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещают по 2 мл 25% (масс./масс.) дегазированного раствора AA и 0,1% (масс./масс.) поперечно-сшивающего агента MBA в PEG 400, после чего в каждую лунку помещают по одной линзе из «Пример 10B. Субстраты» вогнутой стороной вверх и оставляют свободно плавать. Планшет с лунками накрывают прозрачным пластиковым листом и облучают с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета при 35 °C, в течение 4,5 минут. Линзы переносят в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, и покачивают в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывают DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизуют автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут.
Пример 11 (возможного использования)
2
Реакционную мономерную смесь получают путем смешивания реакционноспособных компонентов, перечисленных в таблице 7. Этот состав фильтруют через фильтр с размером пор 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, в зависимости от вязкости, и дегазируют путем приложения вакуума (около 40 мм рт. ст.) при температуре окружающей среды в течение около 45 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,5 процента газообразного кислорода 75 мкл реакционноспособной смеси дозируют в форму FC, изготовленную из Z или из смеси Z и TT в соотношении 90 : 10 (масс./масс.). Впоследствии BC, изготовленную из PP или из смеси Z : PP 90 : 10 (масс./масс.) располагают на FC. Восемь поддонов, каждый из которых содержит восемь узлов форм для литья линз, облучают в течение 10 минут при 65 °C с использованием СИД с длиной волны 435 нм, имеющих интенсивность на поверхности поддона 5 мВт/см. Источник света размещен над поддонами. Работая под желтым светом, линзы механически отделяют от форм для литья при помощи ручного пресса и помещают по отдельности в тканевые капсулы. Впоследствии капсулы, содержащие линзы, хранят в пластиковых бутылях янтарного цвета до использования в экспериментах по нанесению покрытия («Пример 11. Субстраты»).
Таблица 7
<b>Компонент</b>
<b>Пример 11,</b><b>% масс.</b>
HEMA
4,65
NVP
52,76
TRIS
19,97
TEGDMA
2,4
mPDMS 1000
19,86
Голубой HEMA
0,02
Irgacure 819
0,34
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещают по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора DMA в PEG 400, после чего в каждую лунку помещают по одной линзе из «Пример 11. Субстраты»вогнутой стороной вверх и оставляют свободно плавать. Планшет с лунками накрывают прозрачным пластиковым листом и облучают с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета при 35 °C, в течение 4,5 минут. Перед облучением линзы выдерживают в течение около 1-5 минут. Линзы переносят в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, и покачивают в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывают DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизуют автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут.
Пример 12 (возможного использования)
Пример 1 повторяют. Линзы экстрагируют 70%-м водным раствором IPA в течение по меньшей мере 12 часов и затем высушивают под вакуумом до достижения постоянной массы.
2
В перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещают по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора 50 : 50 (моль/моль) HEMA : MPC в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку вогнутой стороной вверх помещают по одной экстрагированной IPA и высушенной линзе и оставляют свободно плавать. Планшет с лунками накрывают прозрачным пластиковым листом и облучают с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета при 35 °C, в течение 4,5 минут. Линзы переносят в большой флакон, содержащий 70%-й (об./об.) IPA, на по меньшей мере 12 часов (на ночь) и впоследствии дважды промывают DIW и дважды забуференным боратом раствором для хранения. Наконец, линзы стерилизуют автоклавированием при температуре 121 °C в течение около 30 минут.
Пример 13 (возможного использования)
n
n
49,9 грамма α,ω-бис(2-гидроксиэтоксипропил)-полидиметилсилоксана (M=2000 дальтон, Shin Etsu) вводят в реакцию с 11,1 граммами изофорондиизоцианата (IPDI) в 150 граммах сухого метилэтилкетона (MEK) в присутствии 63 миллиграмм дилаурата дибутилолова при 40 °C в течение 4,5 часов с образованием полидиметилсилоксана с концевыми группами бис-IPDI. В реакционный сосуд добавляют еще 63 миллиграмма дилаурата дибутилолова. Впоследствии 164,8 грамма α,ω-бис(2-гидроксиэтоксипропил)-полидиметилсилоксана (M=3000 дальтон, Shin Etsu) смешивают с 50 граммами сухого MEK, и полученный раствор по каплям добавляют к раствору полидиметилсилоксана с концевыми группами бис-IPDI. После этого реагенты оставляют для реакции на 4,5 часа при 40 °C, с формированием, таким образом, полидиметилсилоксана с концевыми бис-гидроксигруппами. Добавляют еще 63 миллиграмма дилаурата дибутилолова и удаляют MEK путем выпаривания на роторном испарителе при пониженном давлении. Остаток вводят в реакцию с 7,8 грамма изоцианатоэтилметакрилата (IEM) в инертной атмосфере до тех пор, пока, по данным FTIR, не останется изоцианатных групп, с формированием, таким образом, полиметилсилоксана с концевыми бис-метакрилатными группами (MA-PDMS-MA).
Получают реакционную мономерную смесь, имеющую следующий конечный состав: около 32-33% масс. MA-PDMS-MA, около 21-22% масс. TRIS-am, около 23-24% масс. DMA, около 1-2% масс. Irgacure 819, около 0,0-2,0% масс. поверхностно-активного вещества, такого как DMPC и L-PEG, и около 0,01-0,1% масс. оттеночного красителя (например, 5%-ная дисперсия синего пигмента фталоцианина меди в TRIS), и около 20-24% масс. 1-пропанола в качестве разбавителя. Для всех реакционных мономерных смесей сумма весового процентного содержания компонентов всегда равна 100%. Составы могут содержать один или более свободнорадикальных ингибиторов.
Реакционную мономерную смесь фильтруют через фильтр с размером пор 3 мкм, используя нагретый или не нагретый шприц из нержавеющей стали или стекла, в зависимости от вязкости, и дегазируют путем приложения вакуума (около 40 мм рт. ст.) при температуре окружающей среды в течение около 45 минут. В атмосфере газообразного азота и около 0,5 процента газообразного кислорода 75 мкл реакционноспособной смеси дозируют в FC, изготовленную из PP. BC, изготовленную из PP, впоследствии располагали на FC. Формы для литья FC и BC могут быть изготовлены из PP, TT, Z или их смесей. Десять поддонов, каждый из которых содержал восемь узлов форм для литья линз, облучают в течение 10 минут при 65 °C с использованием СИД с длиной волны 435 нм, имеющих интенсивность на поверхности поддона 5 мВт/см2. Источник света размещен над поддонами. Работая под желтым светом, линзы механически отделяют от форм для литья при помощи ручного пресса и помещают по отдельности в тканевые капсулы. Впоследствии капсулы, содержащие линзы, хранят в пластиковых бутылях янтарного цвета до использования в экспериментах с прививкой или нанесением покрытия («Пример 12. Субстраты»).
2
Работая под желтым светом, в перчаточном боксе с инертной атмосферой в пластиковый планшет (по 12 лунок на планшете) в каждую лунку помещают по 2 мл 25%-го (масс./масс.) дегазированного раствора акриловой кислоты в PEG 400 и впоследствии в каждую лунку помещают по одной линзе («Пример 12. Субстраты») вогнутой стороной вверх и оставляют свободно плавать. Планшет с лунками накрывают прозрачным пластиковым листом и облучают с помощью СИД с длиной волны 420 нм, имеющих интенсивность 10 мВт/см на поверхности планшета, при 35 °C в течение около 5 минут. Линзы переносят в большой флакон, содержащий DIW, и покачивают в течение по меньшей мере 12 часов и впоследствии дважды промывают свежей DIW (линзы с покрытием PAA). Эксперимент повторяют с добавлением 1% (масс./масс.) поперечно-сшивающего агента этиленгликоль-диметакрилата в растворе акриловой кислоты в PEG 400 с получением другой партии линз (линзы с покрытием PAA-XL). PAA обозначает поли(акриловую кислоту). Перед следующей стадией линзы с покрытием PAA и PAA-XL можно доводить до равновесного состояния в забуференном боратом растворе для хранения.
2
4
2
2
4
2
90 : 10 (моль/моль) поли(акриламид-со-акриловая кислота) (поли(AAM-со-AA), Mw=200 000 дальтон, 90% твердого вещества, частичная натриевая соль) приобрели в компании Polysciences и использовали в полученном виде. Сложный полиамидный эфир кумена (PAE) приобрели в компании Ashland (содержание азетидиния 0,46%, по данным, например, ядерной магнитно-резонансной спектроскопии) в виде водного раствора и использовали в полученном виде. Готовят солевой раствор покрытия в упаковке (IPC), имеющий следующие ингредиенты и концентрации: около 0,07% масс. поли(AAm-co-AA), около 0,15% масс. PAE (первоначальный миллимолярный эквивалент азетидиния около 8,8 ммоль) в фосфатно-солевом буферном растворе (PBS). PBS состоит из около 0,044% масс. NaHPO-HO, около 0,388% масс. NaHPO-2HO и около 0,79% масс. NaCl, конечный pH доводили до 7,2-7,4. Впоследствии солевой раствор IPC подвергают предварительной термической обработке в течение около 4 часов при температуре около 70 °C. Такая предварительная термическая обработка позволяет поли(AAM-со-AA) и PAE прореагировать не полностью (т. е. сохранить некоторые группы азетидиния) с образованием водорастворимого разветвленного материала. После предварительной термической обработки солевой раствор IPC в горячем виде фильтруют через мембранный фильтр PES с размером пор 0,22 микрона и позволяют остыть до комнатной температуры. К солевому раствору IPC добавляют приблизительно 10 ч/млн перекиси водорода, чтобы предотвратить рост бионагрузки, и солевой раствор IPC снова фильтруют с помощью мембранного фильтра PES с размером пор 0,22 микрона.
Линзы с PAA-покрытием или линзы с PAA-XL-покрытием по отдельности помещают в полипропиленовые блистеры, содержащие 0,3-0,5 мл конечного солевого раствора IPC. После переноса линзы в блистерную упаковку в каждый блистер добавляют еще 0,3-0,5 мл конечного солевого раствора IPC. Впоследствии блистеры герметизируют фольгой и автоклавируют в течение около 30 минут при температуре около 121 °C, и за это время водорастворимый разветвленный материал, полученный из поли(AAm-со-AA) и PAE, вступает в реакцию с PAA на поверхности линз, таким образом формируя на поверхности линзы поперечно-сшитое покрытие, выполненное из PAA, поли(AAm-со-AA) и PAE.