ПОДВЕРГАЕМЫЕ ВОДНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ СИЛИКОНСОДЕРЖАЩИЕ ФОРПОЛИМЕРЫ И ВАРИАНТЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
WATER-PROCESSED SILICONE-CONTAINING FORPOLYMERS AND OPTIONS FOR THEIR USE

Настоящее изобретение относится к классу подвергаемых водной переработке полимеризуемых форполимеров и вариантам их использования. Настоящее изобретение относится к способу изготовления силиконовых гидрогелевых контактных линз из образующей линзу композиции на водной основе и к контактным линзам, изготовленным в соответствии со способом по изобретению.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В последние годы мягкие силиконовые гидрогелевые контактные линзы становились все более и более популярными вследствие их высоких кислородопроницаемости и комфортности. «Мягкие» контактные линзы могут обеспечивать достижение близкого соответствия с формой глаза, так что кислород не может с легкостью обходить линзу. Мягкие контактные линзы должны обеспечивать достижение кислородом из окружающего воздуха (то есть, кислородом) роговицы, поскольку роговица не получает кислорода от кровоснабжения подобно другой ткани. В случае невозможности достижения роговицы достаточным количеством кислорода произойдет опухание роговицы. Продолжительные периоды кислородного голодания вызывают нежелательный рост кровеносных сосудов в роговице. Благодаря высокой кислородопроницаемости силиконовые гидрогелевые контактные линзы обеспечивают достаточное проникновение кислорода через линзу к роговице и минимальное неблагоприятное воздействие на здоровье роговицы.
Однако все коммерчески доступные силиконовые гидрогелевые контактные линзы изготавливают в соответствии с обычной методикой литья без давления, включающей использование утилизируемых пластиковых форм и смеси из мономеров и/или макромеров. Такой обычной методике литья без давления свойственно несколько недостатков. Например, традиционный способ получения при литье без давления должен включать экстрагирование линзы, при котором незаполимеризованные мономеры должны быть из линз удалены при использовании органического растворителя. Такое экстрагирование линзы увеличивает производственную себестоимость и уменьшает эффективность производства. В дополнение к этому, утилизируемым пластиковым формам неотъемлемо присущ неизбежный разброс размеров, поскольку во время литьевого формования пластиковых форм могут возникать флуктуации размеров форм в результате флуктуаций параметров производственного процесса (температур, давлений, свойств материала), а также поскольку получающиеся в результате формы могут подвергаться неравномерной усадке после литьевого формования. Данные изменения размеров формы могут привести к флуктуациям параметров изготавливаемых контактных линз (пиковый показатель преломления, диаметр, базовая кривая, толщина в центре и тому подобное) и к низкой точности воспроизведения при копировании сложной конструкции линзы.
Описанные выше недостатки, встречающиеся в обычной методике литья без давления, могут быть устранены при использовании так называемой технологии Lightstream Technology™ (CIBA Vision), которая имеет (1) по существу свободу образующей линзу композиции от мономеров и включение в нее по существу очищенного форполимера, имеющего этиленненасыщенные группы, (2) многократно используемые формы, изготавливаемые с высокой точностью, и (3) отверждение в условиях пространственных ограничений воздействия актинического излучения (например, УФ), как это описывается в патентах США №№ 5508317, 5583463, 5789464 и 5849810. В соответствии с технологией Lightstream Technology™ линзы могут быть изготовлены с относительно пониженной стоимостью при обеспечении высокой степени согласованности с первоначальной конструкцией линзы и высокой точности ее воспроизведения.
Но технология Lightstream Technology™ не применялась для изготовления силиконовых гидрогелевых контактных линз. Одна потенциальная проблема при изготовлении силиконовых гидрогелевых контактных линз на основе технологии Lightstream Technology™ заключается в том, что силиконсодержащие полимеризуемые материалы состава линзы нерастворимы в воде или отфтальмологически совместимом растворителе (нереакционно-способном разбавителе). Должен быть использован не-офтальмологически-совместимый органический растворитель как таковой, и при изготовлении реализовали способ обмена растворителей или гидратации. Еще одна потенциальная проблема заключается в том, что силиконсодержащие компоненты состава линзы, остающиеся на поверхности формы, могут оказаться нерастворимыми в воде, и для промывания многократно используемых форм, возможно, должен быть использован не-офтальмологически-совместимый органический растворитель - не вода. Однако использование органических растворителей может оказаться дорогостоящим и экологически небезвредным. Желательной является система промывания форм на водной основе.
Поэтому, все еще существует потребность в подвергаемых водной переработке полимеризуемых силиконсодержащих макромерах или форполимерах и в промывании при использовании системы на водной основе для многократно используемых форм для изготовления силиконовых гидрогелевых контактных линз в соответствии с технологией Lightstream Technology™. Также существует потребность в новых актинически сшиваемых форполимерах, подходящих для использования при изготовлении силиконовых гидрогелевых контактных линз, обладающих желательными объемными и поверхностными свойствами, в соответствии с технологией Lightstream Technology™.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение в одном аспекте предлагает растворимый в воде или подвергаемый водной переработке силоксансодержащий форполимер, который содержит: (1) силоксансодержащие мономерные звенья и/или полисилоксансодержащие сшивающие звенья, где силоксансодержащие мономерные звенья получены из одного или нескольких силоксансодержащих винильных мономеров, каждый из которых имеет, по меньшей мере, одну гидрофильную группу и/или, по меньшей мере, одну гидрофильную полимерную цепь, где полисилоксансодержащие сшивающие звенья получены из, по меньшей мере, одного гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя и/или, по меньшей мере, одного гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя, подвергнутого удлинению цепи; (2) гидрофильные мономерные звенья, полученные из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров; (3) от приблизительно 0,05% до приблизительно 5% масс. полимеризуемых звеньев, каждое из которых имеет боковую или концевую этиленненасыщенную группу и свободно от любого полисилоксанового сегмента; и (4) необязательно гидрофобные звенья, полученные из, по меньшей мере, одного гидрофобного винильного мономера, свободного от силикона, где форполимер имеет от приблизительно 20% до приблизительно 50% масс. силикона по отношению к совокупной массе форполимера и характеризуется высокими растворимостью или диспергируемостью в воде, составляющими, по меньшей мере, приблизительно 5% масс. в воде, где форполимер способен актинически сшиваться в отсутствие одного или нескольких винильных мономеров с образованием силиконовой гидрогелевой контактной линзы, характеризующейся уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительного 75% масс. при полной гидратации и кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров.
В еще одном аспекте изобретение предлагает способ получения силиконовых гидрогелевых контактных линз, при этом данный способ имеет стадию актинической полимеризации образующей линзу композиции, включающей офтальмологически-совместимый растворитель и растворимый в воде или подвергаемый водной переработке силиконсодержащий полимеризумый материал, растворенный или диспергированный в нем.
В одном дополнительном аспекте изобретение предлагает силиконовую гидрогелевую контактную линзу, которая содержит: полимерный материал, который получают в результате полимеризации в форме образующей линзу композиции, включающей офтальмологически-совместимый растворитель, выбранный из группы, состоящей из воды, 1,2-пропиленгликоля, полиэтиленгликоля, имеющего молекулярную массу, составляющую приблизительно 400 дальтонов или менее, и их комбинаций, и растворимый в воде или подвергаемый водной переработке силиконсодержащий полимеризуемый материал, растворенный или диспергированный в нем.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Если только не будет определено другого, то все технические и научные термины, использующиеся в настоящем документе, имеют то же самое значение, что и обычно понимаемое специалистами в соответствующей области техники, к которой относится данное изобретение. В общем случае номенклатура, использующаяся в настоящем документе, и лабораторные методики хорошо известны и обычно используются на современном уровне техники. Для данных методик используют обычные способы, такие как те, которые предлагаются на современном уровне техники и в различных общих ссылках. Там, где термин приводится в единственном числе, изобретатели также предполагают и множественное число данного термина. Номенклатура, использующаяся в настоящем документе, и лабораторные методики, описанные ниже, являются теми, которые хорошо известны и обычно используются на современном уровне техники.
Термин «офтальмологическое устройство» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к контактной линзе (твердой или мягкой), искусственному хрусталику, роговичной накладке, другим офтальмологическим устройствам (например, стентам, глаукомному шунту и тому подобному), использующимся на глазе или вокруг глаза или в окрестности глаза.
Термин «контактная линза» относится к структуре, которая может быть размещена на или в глазе владельца. Контактная линза может корректировать, улучшать или изменять зрение владельца, но это необязательно. Контактная линза может быть из любого подходящего материала, известного на современном уровне техники или разработанного впоследствии, и может быть мягкой линзой, жесткой линзой или гибридной линзой. Термин «силиконовая гидрогелевая контактная линза» относится к контактной линзе, содержащей силиконовый гидрогелевый материал.
Термин «гидрогель» или «гидрогелевый материал» относится к сшитому полимерному материалу, который может поглощать, по меньшей мере, 10 массовых процентов воды при полной его гидратации.
Термин «силиконовый гидрогель» относится к силиконсодержащему гидрогелю, полученному в результате сополимеризации полимеризуемой композиции, содержащей, по меньшей мере, один силиконсодержащий винильный мономер или сшиватель или, по меньшей мере, один актинически сшиваемый силиконсодержащий форполимер.
Термин «гидрофильный» в соответствии с использованием в настоящем документе описывает его материал или часть, которые легче ассоциируются с водой, чем с липидами.
Термин «мономер» относится к соединению, которое может быть заполимеризовано химически, актинически или термически.
Термин «винильный мономер» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к мономеру, который имеет одну единственную этиленненасыщенную группу и может быть заполимеризован актинически или термически.
Термин «олефинненасыщенная группа» или «этиленненасыщенная группа» используется в настоящем документе в широком смысле и предполагает включение любых групп, содержащих, по меньшей мере, одну группу >C=C<. Примеры этиленненасыщенных групп включают без ограничения (мет)акрилоил (и/или ), аллил, винил, стиренил или другие С=С-содержащие группы.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин «актинически» в отношении отверждения, сшивания или полимеризации полимеризуемой композиции, форполимера или материала обозначает проведение отверждения (например, сшивания и/или полимеризации) при воздействии актинического облучения, такого как, например, УФ-облучение, ионизирующее облучение (например, облучение при воздействии гамма-излучения или рентгеновского излучения), сверхвысокочастотное облучение и тому подобное. Для специалистов в соответствующей области техники хорошо известны способы термического отверждения или актинического отверждения.
Термин «(мет)акриламид» относится к метакриламиду и/или акриламиду.
Термин «(мет)акрилат» относится к метакрилату и/или акрилату.
Термин «гидрофильный винильный мономер» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к винильному мономеру, который в качестве гомополимера обычно приводит к получению полимера, который является растворимым в воде или может поглощать, по меньшей мере, 10 массовых процентов воды.
Термин «гидрофобный винильный мономер» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к винильному мономеру, который в качестве гомополимера обычно приводит к получению полимера, который является нерастворимым в воде и может поглощать менее чем 10 массовых процентов воды.
Термин «форполимер» относится к полимеру, который имеет этиленненасыщенные группы и может быть заполимеризован актинически или термически с образованием полимера, имеющего молекулярную массу, большую, чем у исходного форполимера.
Термин «полимер» обозначает материал, полученный в результате полимеризации/сшивания одного или нескольких вильных мономеров, сшивателей и/или форполимеров.
Термин «молекулярная масса» полимерного материала (в том числе мономерных или макромерных материалов) в соответствии с использованием в настоящем документе относится к среднечисленной молекулярной массе, если только конкретно не будет указано другое, или если только на другое не будут указывать условия испытания.
Термин «сшиватель» относится к соединению, имеющему, по меньшей мере, две этиленненасыщенные группы. Термин «сшивающий агент» относится к соединению, которое принадлежит к подклассу сшивателей и имеет, по меньшей мере, две этиленненасыщенные группы и имеет молекулярную массу, составляющую 700 дальтонов или менее.
Термин «полисилоксан» относится к соединению, включающему один единственный полисилоксановый сегмент.
Термин «полисилоксан, подвергнутый удлинению цепи» относится к соединению, включающему, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента, разделенных соединительным звеном.
Термин «полисилоксановый сшиватель» относится к соединению, включающему, по меньшей мере, две этиленненасыщенные группы и один единственный полисилоксановый сегмент.
Термин «полисилоксановый сшиватель, подвергнутый удлинению цепи» относится к линейному полисилоксановому соединению, которое имеет, по меньшей мере, две этиленненасыщенные группы и, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента, разделенных соединительным звеном.
Термин «полисилоксановый винильный мономер» относится к винильному мономеру, включающему одну единственную этиленненасыщенную группу и один единственный полисилоксановый сегмент.
Термин «полисилоксановый винильный мономер, подвергнутый удлинению цепи» относится к соединению, которое имеет одну единственную этиленненасыщенную группу и, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента, разделенных соединительным звеном.
Термин «объемистый винильный мономер» относится к винильному мономеру, имеющему объемистую группу заместителя. Предпочтительные объемистые винильные мономеры включают без ограничения N-[трис(триметилсилокси)силилпропил](мет)акриламид; N-[трис(диметилпропилсилокси)силилпропил](мет)акриламид; N-[трис(диметилфенилсилокси)силилпропил](мет)акриламид; N-[трис(диметилэтилсилокси)силилпропил](мет)акриламид; N-(2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)метилсилил)пропилокси)пропил)-2-метилакриламид; N-(2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)метилсилил)пропилокси)пропил)акриламид; N,N-бис[2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)метилсилил)пропилокси)пропил]-2-метилакриламид; N,N-бис[2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)метилсилил)пропилокси)пропил]акриламид; N-(2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)силил)пропилокси)пропил)-2-метилакриламид; N-(2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)силил)пропилокси)пропил)акриламид; N,N-бис[2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)силил)пропилокси)пропил]-2-метилакриламид; N,N-бис[2-гидрокси-3-(3-(бис(триметилсилилокси)силил)пропилокси)пропил]акриламид; N-[2-гидрокси-3-(3-трет-бутилдиметилсилил)пропилокси)пропил]-2-метилакриламид; N-[2-гидрокси-3-(3-(трет-бутилдиметилсилил)пропилокси)пропил]акриламид; N,N-бис[2-гидрокси-3-(3-(трет-бутилдиметилсилил)пропилокси)пропил]-2-метилакриламид; N,N-бис[2-гидрокси-3-(3-(трет-бутилдиметилсилил)пропилокси)пропил]акриламид; 3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан; трис(триметилсилилокси)силилпропилметакрилат (TRIS); (3-метакрилокси-2-гидроксипропилокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан); (3-метакрилокси-2-гидроксипропилокси)пропилтрис(триметилсилокси)силан); 3-метакрилокси-2-(2-гидроксиэтокси)пропилокси)пропилбис(триметилсилокси)метилсилан; N-2-метакрилоксиэтил-О-(метилбистриметилсилокси-3-пропил)силилкарбамат; 3-(триметилсилил)пропилвинилкарбонат; 3-(винилоксикарбонилтио)пропилтрис(триметилсилокси)силан; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбонат; трет-бутилдиметилсилоксиэтилвинилкарбонат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат; трет-бутил(мет)акрилат, циклогексилакрилат, изоборнилметакрилат, полисилоксансодержащий винильный мономер (содержащий от 3 до 8 атомов кремния) и их комбинации.
Термин «текучая среда» в соответствии с использованием в настоящем документе указывает на материал, который способен течь подобно жидкости.
Свободно-радикальный инициатор может представлять собой либо фотоинициатор, либо термический инициатор. Термин «фотоинициатор» относится к химическому соединению, которое инициирует свободно-радикальную реакцию сшивания/полимеризации при использовании света. Подходящие для использования фотоинициаторы включают без ограничения бензоинметиловый простой эфир, диэтоксиацетофенон, бензоилфосфиноксид, 1-гидроксициклогексилфенилкетон, фотоинициаторы, относящиеся к типам Darocure, фотоинициаторы, относящиеся к типам Irgacure, предпочтительно продукты Darocure 1173 и Irgacure 2959. Примеры бензоилфосфиноксидных инициаторов включают 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид (ТФО); бис(2,6-дихлорбензоил)-4-N-пропилфенилфосфиноксид; и бис(2,6-дихлорбензоил)-4-N-бутилфенилфосфиноксид. Подходящими для использования являются также и реакционно-способные фотоинициаторы, которые могут быть включены, например, в форполимер или могут быть использованы в качестве специального мономера. Примерами реакционно-способных фотоинициаторов являются те, которые описываются в публикации ЕР 632329, во всей своей полноте посредством ссылки включенной в настоящий документ. После этого полимеризация может быть запущена при использовании актинического излучения, например, света, в частности, УФ-света подходящей для использования длины волны. В соответствии с этим, можно контролируемо выдерживать спектральные требования там, где это будет уместно, при добавлении подходящих для использования фотосенсибилизаторов.
Термин «термический инициатор» относится к химическому соединению, которое инициирует свободно-радикальную реакцию сшивания/полимеризации при использовании тепловой энергии. Примеры подходящих для использования термических инициаторов включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: 2,2’-азобис(2,4-диметилпентаннитрил), 2,2’-азобис(2-метилпропаннитрил), 2,2’-азобис(2-метилбутаннитрил), пероксиды, такие как бензоилпероксид, и тому подобное. Предпочтительно термический инициатор представляет собой 2,2’-азобис(изобутиронитрил) (АИБН).
Термин «полимеризуемый УФ-поглощающий агент» относится к соединению, включающему этиленненасыщенную группу и УФ-поглощающий фрагмент, которые могут поглощать или отсеивать УФ-излучение в диапазоне от 200 нм до 400 нм, как это должно быть понятно для специалистов в соответствующей области техники.
Термин «пространственные ограничения воздействия актинического излучения» относится к акту или процессу, при которых энергетическое излучение в форме лучей направляют при использовании, например, маски или фильтра или их комбинаций для воздействия пространственно-ограниченным образом на участок, имеющий хорошо определенную периферийную границу, как это проиллюстрировано в патентах США №№ 6800225, 6627124, 7384590 и 7387759 (все из которых во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ).
Термин «краситель» обозначает вещество, которое является растворимым в материале образующей линзу текучей среды и которое используется для придания окраски. Красители обычно являются полупрозрачными и поглощают, но не рассеивают свет.
Термин «пигмент» обозначает порошкообразное вещество (частицы), которое суспендировано в образующей линзу композиции, в которой оно нерастворимо.
Термин «гидрофильная поверхность» при обращении к силиконовому гидрогелевому материалу или контактной линзе обозначает то, что силиконовый гидрогелевый материал или контактная линза демонстрируют гидрофильность поверхности, характеризующуюся наличием среднего водного краевого угла смачивания, составляющего приблизительно 90 градусов или менее, предпочтительно приблизительно 80 градусов или менее, более предпочтительно приблизительно 70 градусов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 60 градусов или менее.
Термин «средний водный краевой угол смачивания» относится к водному краевому углу смачивания (согласно измерению по неподвижной капле), который получают в результате усреднения результатов измерений для отдельных контактных линз или образцов силиконового гидрогелевого материала.
Термин «поверхностная обработка после формования» относится к способу, который реализуют после изготовления контактной линзы из состава линзы в результате литья без давления в форме для придания поверхности контактной линзы более значительных гидрофильности/смачиваемости. Например, поверхностной обработкой после формования могут быть плазменная обработка, химические обработки, прививка гидрофильных мономеров или макромеров на поверхности линзы, физическое осаждение одного или нескольких слоев одного или нескольких гидрофильных полимеров, сшивание гидрофильного покрытия на контактной линзе и тому подобное.
Термин «противомикробный агент» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к химическому соединению, которое способно уменьшать или исключать или подавлять рост микроорганизмов, так что данный термин известен на современном уровне техники. Предпочтительные примеры противомикробного агента включают без ограничения соли серебра, комплексы серебра, наночастицы серебра, цеолиты, содержащие серебро, и тому подобное.
Термин «наночастицы серебра» относится к частицам, которые образованы по существу из металлического серебра и имеют размер, меньший, чем 1 микрометр.
Термин «растворимый» в отношении соединения или материала обозначает возможность растворения соединения или материала в растворителе в степени, достаточной для получения раствора, имеющего концентрацию, составляющую, по меньшей мере, приблизительно 1% масс., при комнатной температуре (в диапазоне от приблизительно 22ºС до приблизительно 28ºС).
Термин «растворимость и/или диспергируемость в воде» в отношении соединения или материала обозначает концентрацию (уровень массового процентного содержания) соединения или материала, растворенных и/или диспергированных в воде при комнатной температуре (в диапазоне от приблизительно 22ºС до приблизительно 28ºС) с образованием прозрачного водного раствора или слегка мутного водного раствора, характеризующегося светопропускаемостью, составляющей 85% и более в диапазоне от 400 до 700 нм.
Термин «подвергаемый водной переработке» в отношении силиконсодержащего полимеризуемого материала обозначает возможность растворения силиконсодержащего полимеризуемого компонента при комнатной температуре (в диапазоне от приблизительно 22ºС до приблизительно 28ºС) в офтальмологически-совместимом растворителе для получения образующей линзу композиции (или состава), характеризующейся светопропускаемостью, составляющей 85% и более в диапазоне от 400 до 700 нм.
Термин «офтальмологически-совместимый растворитель» относится к растворителю, который может находиться в непосредственном контакте со средой глаза в течение продолжительного периода времени без появления значительного повреждения среды глаза и без возникновения значительного дискомфорта для владельца. Термин «среда глаза» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к жидкостям глаза (например, слезной жидкости) и ткани глаза (например, роговице), которые могут попадать в непосредственный контакт с контактной линзой, использующейся для коррекции зрения, доставки лекарственного средства, заживления раны, модифицирования окраски глаза или в других офтальмологических областях применения. Предпочтительные примеры офтальмологически-совместимых растворителей включают без ограничения воду, 1,2-пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, имеющий молекулярную массу, составляющую приблизительно 400 дальтонов или менее, и их комбинации.
c
3
2
-10
В соответствии с изобретением термин «кислородопроницаемость» в отношении контактной линзы обозначает оцененную собственную кислородопроницаемость Dk, которую корректируют на поверхностное сопротивление потоку кислорода, обусловленное эффектом граничного слоя согласно измерению в соответствии с методиками, описанными в примере 1. Собственная «кислородопроницаемость» Dk материала представляет собой скорость, с которой кислород будет проходить через материал. Кислородопроницаемость обычно выражают в единицах барреров, где «баррер» определяют как [(см кислорода)(мм)/(см)(сек)(мм ртутного столба)]×10.
3
2
-9
Термин «кислородопропускаемость» Dk/t для линзы или материала представляет собой скорость, с которой кислород будет проходить через конкретные линзу или материал, имеющие среднюю толщину t [в единицах мм] на измеряемом участке. Кислородопроницаемость обычно выражают в единицах баррер/мм, где «баррер/мм» определяют как [(см кислорода)/(см)(сек)(мм ртутного столба)]×10.
2
Термин «проницаемость ионов» через линзу коррелирует с коэффициентом диффузии потока ионов. Коэффициент диффузии потока ионов D (в единицах [мм/мин]) определяют при использовании закона Фика следующим образом:
D=-n’/(A×dc/dx),
2
где n’=скорость транспортирования ионов [моль/мин]; A=площадь подвергаемого воздействию участка линзы [мм]; dc=разность концентраций [моль/л]; dx=толщина линзы [мм].
Термин «проводить этиленфункционализацию» или «этиленфункционализация» в отношении соединения или полимера или сополимера, имеющих одну или несколько реакционно-способных функциональных групп (например, аминовых, гидроксильных, карбоксильных, изоцианатных, ангидридных, азиридиновых, азлактоновых и/или эпоксидных групп), обозначает способ или его продукт, при которых одну или несколько этиленненасыщенных групп ковалентно присоединяют к функциональным группам соединения или полимера или сополимера в результате проведения реакции между этиленфункционализующим винильным мономером и соединением или полимером или сополимером в условиях проведения реакции сочетания.
2
6
2
6
2
6
1
6
2
6
2
6
1
6
2
6
1
4
1
12
1
6
Термин «этиленфункционализующий винильный мономер» по всему ходу изложения данной патентной заявки относится к винильному мономеру, имеющему одну реакционно-способную функциональную группу, способную принимать участие в реакции сочетания (или сшивания), известной для специалистов в соответствующей области техники. При проведении этиленфункционализации полисилоксана может быть использован любой винильный мономер, имеющий гидроксильную, аминовую, карбоксильную, эпоксидную, азиридиновую, кислотно-хлорангидридную, изоцианатную группу, которая вступает в совместную реакцию с изоцианатной, аминовой, гидроксильной, карбоксильной или эпоксидной группами полисилоксана в отсутствие или в присутствии агента реакции сочетания (тех, которые описывались выше). Примеры этиленфункционализующих винильных мономеров включают без ограничения С-С гидроксиалкил(мет)акрилат, С-С гидроксиалкил(мет)акриламид, аллиловый спирт, аллиламин, амино-С-C алкил(мет)акрилат, С-С алкиламино С-С алкил(мет)акрилат, виниламин, амино-С-С алкил(мет)акриламид, С-С алкиламино С-С алкил(мет)акриламид, акриловую кислоту, С-С алкилакриловую кислоту (например, метакриловую кислоту, этилакриловую кислоту, пропилакриловую кислоту, бутилакриловую кислоту), N-[трис(гидроксиметил)метил]акриламид, N,N-2-акриламидогликолевую кислоту, бета-метилакриловую кислоту (кротоновую кислоту), альфа-фенилакриловую кислоту, бета-акрилоксипропионовую кислоту, сорбиновую кислоту, ангеликовую кислоту, коричную кислоту, 1-карбокси-4-фенилбутадиен-1,3, итаконовую кислоту, цитраконовую кислоту, мезаконовую кислоту, глутаконовую кислоту, аконитиновую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, азиридинил С-С алкил(мет)акрилат (например, 2-(1-азиридинил)этил(мет)акрилат, 3-(1-азиридинил)пропил(мет)акрилат, 4-(1-азиридинил)бутил(мет)акрилат, 6-(1-азиридинил)гексил(мет)акрилат или 8-(1-азиридинил)октил(мет)акрилат), глицидил(мет)акрилат, винилглицидиловый простой эфир, аллилглицидиловый простой эфир, галогенангидридные группы (мет)акриловой кислоты (-СОХ, Х=Cl, Br или I), С-С изоцианатоалкил(мет)акрилат, азлактонсодержащие винильные мономеры (например, 2-винил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-5-он, 2-винил-4-метил-4-этил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4-метил-4-бутил-1,3-оксазолин-5-он, 2-винил-4,4-дибутил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4-метил-4-додецил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4,4-дифенил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4,4-пентаметилен-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4,4-тетраметилен-1,3-оксазолин-5-он, 2-винил-4,4-диэтил-1,3-оксазолин-5-он, 2-винил-4-метил-4-нонил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4-метил-4-фенил-1,3-оксазолин-5-он, 2-изопропенил-4-метил-4-бензил-1,3-оксазолин-5-он, 2-винил-4,4-пентаметилен-1,3-оксазолин-5-он и 2-винил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-6-он, при этом 2-винил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-5-он (ВДМО) и 2-изопропенил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-5-он (ИПДМО) являются предпочтительными азлактонсодержащими винильными мономерами, и их комбинации.
2
1
2
2
r
1
2
2
r
Термин «реакция сочетания» предполагает описание любой реакции между парой согласующихся функциональных групп в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания с образованием ковалентных связей или соединительных звеньев в различных условиях проведения реакции, хорошо известных для специалистов в соответствующей области техники, таких как, например, условия окисления-восстановления, условия дегидратационной конденсации, условия присоединения, условия замещения (или вытеснения), условия реакции Дильса-Альдера, условия катионного сшивания, условия раскрытия цикла, условия эпоксидного отверждения и их комбинации. Ниже в иллюстративных целях представлены неограничивающие примеры реакций сочетания в различных условиях проведения реакции между парой согласующихся вступающих в совместную реакцию функциональных групп, выбираемых из группы, предпочтительно состоящей из аминогруппы (-NHR’, как это определено выше), гидроксильной группы, карбокислотной группы, кислотно-галогенангидридных групп (-СОХ, Х=Cl, Br или I), кислотно-ангидратной группы, альдегидной группы, азлактоновой группы, изоцианатной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы, тиольной группы и амидных групп (-CONH). Карбокислотная группа вступает в реакцию с аминогруппой -NHR’ в присутствии агента реакции сочетания - карбодиимида (например, 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимида (ЭДК), N,N’-дициклогексилкарбодиимида (ДЦК), 1-циклогексил-3-(2-морфолиноэтил)карбодиимида, диизопропилкарбодиимида или их смесей) - с образованием амидного соединительного звена; карбокислотная группа вступает в реакцию с изоцианатной группой при нагревании с образованием амидного соединительного звена; карбоксильная группа вступает в реакцию с эпоксидной или азиридиновой группой с образованием сложноэфирной связи; карбоксильная группа вступает в реакцию с галогенидной группой (-Cl, -Br или -I) с образованием сложноэфирной связи; аминогруппа вступает в реакцию с альдегидной группой с образованием основания Шиффа, которое в дальнейшем может быть восстановлено; аминогруппа -NHR’ вступает в реакцию с кислотно-хлор- или -бромангидридной группой или с кислотно-ангидридной группой с образованием амидного соединительного звена (-CO-NR'-); аминогруппа -NHR’ вступает в реакцию с изоцианатной группой с образованием мочевинового соединительного звена (-NR’-C(O)-NH-); аминогруппа -NHR’ вступает в реакцию с эпоксидной или азиридиновой группой с образованием аминовой связи (С-NR’); аминогруппа вступает в реакцию (с раскрытием цикла) с азлактоновой группой с образованием соединительного звена (-C(O)NH-CRR-(CH)-C(O)-NR’-); аминогруппа вступает в реакцию с галогенидной группой (-Cl, -Br или -I) с образованием аминовой связи; гидроксил вступает в реакцию с изоцианатом с образованием уретанового соединительного звена; гидроксил вступает в реакцию с эпоксидом или азиридином или галогенидной группой (-Cl, -Br или -I) с образованием соединительного звена простого эфира (-О-); гидроксил вступает в реакцию с кислотно-хлор- или -бромангидридной группой или с кислотно-ангидридной группой с образованием сложноэфирного соединительного звена; гидроксил вступает в реакцию с азлактоновой группой в присутствии катализатора с образованием соединительного звена (-С(О)NH-CRR-(CH)-C(O)-O-); тиольная группа (-SH) вступает в реакцию с изоцианатом с образованием тиокарбаматного соединительного звена (-N-C(O)-S-); тиольная группа вступает в реакцию с эпоксидом или азиридином с образованием соединительного звена простого тиоэфира (-S-); тиольная группа вступает в реакцию с кислотно-хлор- или -бромангидридной группой или с кислотно-ангидридной группой с образованием соединительного звена сложного эфира тиоловой кислоты; тиольная группа вступает в реакцию с азлактоновой группой в присутствии катализатора с образованием соединительного звена (-C(O)NH-алкилен-C(O)-S-); тиольная группа вступает в реакцию с винильной группой на основании тиол-еновой реакции в условиях проведения тиол-еновой реакции с образованием соединительного звена простого тиоэфира (-S-); тиольная группа вступает в реакцию с акрилоильной или метакрилоильной группой на основании присоединения Михаэля в надлежащих условиях проведения реакции с образованием соединительного звена простого тиоэфира; и 1,2- или 1,3-диольная группа вступает в реакцию с ацетальдегиддиметилацетальной группой с образованием циклического ацетального соединительного звена.
Также необходимо понимать и то, что в реакциях сочетания могут быть использованы агенты реакции сочетания, имеющие две реакционно-способные функциональные группы. Агент реакции сочетания, имеющий две реакционно-способные функциональные группы, может представлять собой диизоцианат, галогенангидрид дикислоты, дикарбокислотное соединение, галогенангидридное производное дикислоты, диазлактоновое соединение, диэпоксидное соединение, диамин или диол. Специалист в соответствующей области техники должен иметь хорошее представление о том, как выбрать реакцию сочетания (например, любую одну, описанную выше в данной заявке) и ее условия для получения полисилоксана, имеющего концевыми одну или несколько этиленненасыщенных групп. Например, при сочетании двух гидроксилов, двух аминогрупп, двух карбоксильных групп, двух эпоксидных групп или их комбинации может быть использовано диизоцианатное, дикислотно-галогенангидридное, дикарбокислотное, диазлактоновое или диэпоксидное соединение; диаминовое или дигидроксильное соединение может быть использовано при сочетании двух изоцианатных, эпоксидных, азиридиновых, карбокислотных, кислотно-галогенангидридных или азлактоновых групп или их комбинаций.
4
24
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования С-С диизоцианаты. Примеры предпочтительных диизоцианатов включают без ограничения изофорондиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, гексаметил-1,6-диизоцианат, 4,4’-дициклогексилметандиизоцианат, толуолдиизоцианат, 4,4’-дифенилдиизоцианат, 4,4’-дифенилметандиизоцианат, п-фенилендиизоцианат, 1,4-фенилен-4,4’-дифенилдиизоцианат, 1,3-бис(4,4’-изоцианатометил)циклогексан, циклогександиизоцианат и их комбинации.
2
24
5
24
6
24
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования диамины. Органическим диамином могут быть линейный или разветвленный С-С алифатический диамин, С-С циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический диамин или С-С ароматический или алкилароматический диамин. Предпочтительным органическим диамином являются N,N’-бис(гидроксиэтил)этилендиамин, N,N’-диметилэтилендиамин, этилендиамин, N,N’-диметил-1,3-пропандиамин, N,N’-диэтил-1,3-пропандиамин, пропан-1,3-диамин, бутан-1,4-диамин, пентан-1,5-диамин, гексаметилендиамин и изофорондиамин.
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования галогенангидриды дикислоты. Примеры предпочтительного галогенангидрида дикислоты включают без ограничения фумарилхлорид, субероилхлорид, сукцинилхлорид, фталоилхлорид, изофталоилхлорид, терефталоилхлорид, себакоилхлорид, адипоилхлорид, триметиладипоилхлорид, азелаоилхлорид, хлорангидрид додекандиоевой кислоты, янтарный хлорангидрид, глутаровый хлорангидрид, оксалилхлорид, хлорангидрид димерной кислоты и их комбинации.
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования диэпоксидные соединения. Примерами предпочтительных диэпоксидных соединений являются неопентилгликольдиглицидиловый простой эфир, 1,4-бутандиолдиглицидиловый простой эфир, 1,6-гександиолдиглицидиловый простой эфир, глицериндиглицидиловый простой эфир, этиленгликольдиглицидиловый простой эфир, диэтиленгликольдиглицидиловый простой эфир, полиэтиленгликольдиглицидиловый простой эфир, пропиленгликольдиглицидиловый простой эфир, дипропиленгликольдиглицидиловый простой эфир и их комбинации. Такие диэпоксидные соединения коммерчески доступны (например, те диэпоксидные соединения, которые относятся к серии DENACOL от компании Nagase ChemteX Corporation).
2
24
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования С-С диолы (то есть, соединения, имеющие две гидроксильные группы). Примеры предпочтительных диолов включают без ограничения этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, различные пентандиолы, различные гександиолы, различные циклогександиолы и их комбинацию.
3
24
3
24
5
24
6
24
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования С-С дикарбокислотные соединения. Примеры предпочтительных дикарбокислотных соединений включают без ограничения линейную или разветвленную С-С алифатическую дикарбоновую кислоту, С-С циклоалифатическую или алифатически-циклоалифатическую дикарбоновую кислоту, С-С ароматическую или аралифатическую дикарбоновую кислоту, дикарбоновую кислоту, которая имеет амино- или имидогруппы или N-гетероциклические кольца, и их комбинации. Примерами подходящих для использования алифатических дикарбоновых кислот являются: щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, ундекандиоевая кислота, додекандиоевая кислота, диметилмалоновая кислота, октадецилянтарная кислота, триметиладипиновая кислота и димерные кислоты (продукты димеризации ненасыщенных алифатических карбоновых кислот, таких как олеиновая кислота). Примерами подходящих для использования циклоалифатических дикарбоновых кислот являются: 1,3-циклобутандикарбоновая кислота, 1,3-циклопентандикарбоновая кислота, 1,3- и 1,4-циклогександикарбоновая кислота, 1,3- и 1,4-дикарбоксилметилциклогексан, 4,4’-дициклогексилдикарбоновая кислота. Примерами подходящих для использования ароматических дикарбоновых кислот являются: терефталевая кислота, изофталевая кислота, о-фталевая кислота, 1,3-, 1,4-, 2,6- или 2,7-нафталиндикарбоновые кислоты, 4,4’-дифенилдикарбоновая кислота, 4,4’-дифенилсульфондикарбоновая кислота, 1,1,3-триметил-5-карбоксил-3-(п-карбоксифенил)индан, дикарбоновая кислота на основе 4,4’-дифенилового простого эфира, бис-п-(карбоксилфенил)метан.
10
24
В изобретении могут быть применены любые подходящие для использования С-С диазлактоновые соединения. Примерами таких диазлактоновых соединений являются те, которые описываются в патенте США № 4485236 (во всей своей полноте посредством ссылки включенном в настоящий документ).
Условия проведения реакции для описанных выше реакций сочетания изложены в учебниках и хорошо известны для специалистов в соответствующей области техники.
В общем случае изобретение относится к классу актинически-полимеризуемых силиконсодержащих форполимеров, которые характеризуются относительно высокими растворимостью и/или диспергируемостью в воде и являются подходящими для использования при изготовлении силиконовых гидрогелевых контактных линз, характеризующихся уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительно 75% масс. при полной гидратации, кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров, и необязательно (но предпочтительно) наличием гидрофильной поверхности, демонстрирующей средний водный краевой угол смачивания, составляющий приблизительно 90 градусов или менее.
Существует несколько потенциальных уникальных отличительных признаков, связанных с использованием форполимеров по изобретению при изготовлении силиконовой гидрогелевой контактной линзы. Во-первых, форполимер по изобретению может быть использован при получении состава силиконовой гидрогелевой линзы в результате растворения или диспергирования его в офтальмологически-совместимом растворителе (например, воде, 1,2-пропиленгликоле, полиэтиленгликоле, имеющем молекулярную массу, составляющую приблизительно 400 дальтонов или менее, или их комбинации).
Во-вторых, при необходимости с использованием офтальмологически-совместимого растворителя могут быть проведены экстрагирования получающихся в результате силиконовых гидрогелевых контактных линз из состава линзы, содержащей форполимер по изобретению в качестве силиконсодержащих полимеризуемых компонентов. В общем случае экстрагирование нелетучих остаточных веществ из линз, изготовленных из полимеризуемых компонентов в рецептуре линзы, требуется для удаления незаполимеризованных ингредиентов в рецептуре линзы. Для силиконовых гидрогелевых линз экстрагирование нелетучих экстрагируемых веществ обычно проводят при использовании органического растворителя вследствие растворимости силиконсодержащих экстрагируемых веществ, которые неполностью растворимы в водном растворе. Но при использовании форполимера по изобретению в качестве силиконсодержащих полимеризуемых материалов в рецептуре линзы в роли растворителя в способе экстрагирования могут быть использованы вода или другие офтальмологически-совместимые растворители.
В-третьих, в случае использования состава линзы, содержащей форполимер по изобретению в качестве силиконсодержащих полимеризуемых компонентов, при литье без давления силиконовых гидрогелевых контактных линз и в случае применения многократно используемых форм при изготовлении линзы на основании технологии Lightstream Technology™, многократно используемые формы могут быть промыты при использовании воды или другого офтальмологически-совместимого растворителя между последовательными циклами формования для удаления силиконсодержащих полимеризуемых материалов состава линзы, остающихся на поверхности формы. Использование воды может внести экономию в производственную себестоимость и является экологически безвредным.
В-четвертых, форполимер может быть использован для изготовления силиконовых гидрогелевых контактных линз, демонстрирующих наличие гидрофильной поверхности без проведения какой-либо поверхностной обработки после формования. Как известно, силиконовый гидрогелевый материал обычно имеет поверхность или, по меньшей мере, некоторые участки своей поверхности, которые являются гидрофобными (несмачиваемыми). Гидрофобные поверхность или участки поверхности будут впитывать липиды или белки из среды глаза и могут приставать к глазу. Таким образом, в общем случае силиконовая гидрогелевая контактная линза будет требовать наличия поверхностного модифицирования, которое обычно проводят после литья без давления для линзы. Как было обнаружено, в результате наличия сбалансированной композиции по уровню содержания силикона и уровню содержания гидрофильных групп и гидрофильных полимерных цепей форполимер по изобретению может характеризоваться относительно высокими растворимостью и/или диспергируемостью в воде при одновременном придании силиконовым гидрогелевым контактным линзам, изготовленным из него, относительно высокой кислородопроницаемости, относительно высокого уровня содержания воды и гидрофильной поверхности без проведения поверхностной обработки после формования. Как представляется, при миграции на поверхность линзы силиконовых частей полимерной матрицы силиконового гидрогеля, полученного из состава линзы, содержащей форполимер по изобретению, боковые и концевые гидрофильные полимерные цепи, соединенные непосредственно с силиконом через короткое соединительное звено, могут мигрировать на поверхность линзы и свободно свисать с поверхности линзы с образованием гидрофильной поверхности. Без проведения поверхностной обработки после формования способ получения линзы может быть упрощен и может стать относительно более эффективным по затратам.
Настоящее изобретение в одном аспекте предлагает растворимый в воде или подвергаемый водной переработке силоксансодержащий форполимер, который содержит: (1) силоксансодержащие мономерные звенья и/или полисилоксансодержащие сшивающие звенья, где силоксансодержащие мономерные звенья получены из одного или нескольких силоксансодержащих винильных мономеров, каждый из которых имеет, по меньшей мере, один гидрофильный фрагмент, выбранный из группы, состоящей из гидрофильной полимерной цепи, имеющей молекулярную массу до приблизительно 10000 дальтонов (предпочтительно приблизительно 7500 дальтонов или менее, более предпочтительно приблизительно 5000 дальтонов или менее), гидроксильной группы, амидного соединительного звена, уретанового соединительного звена (или карбаматного соединительного звена), диуретанового соединительного звена, олигоэтиленоксидного соединительного звена (то есть, содержащего из этиленоксидных звеньев от приблизительно 2 до приблизительно 12), 2-гидроксизамещенного пропиленоксидного соединительного звена и их комбинаций, где полисилоксансодержащие сшивающие звенья получены из, по меньшей мере, одного гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя и/или гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя, подвергнутого удлинению цепи, каждый из которых имеет одну или несколько боковых гидрофильных полимерных цепей; (2) гидрофильные мономерные звенья, полученные из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров; (3) от приблизительно 0,05% до приблизительно 5%, предпочтительно от приблизительно 0,1% до приблизительно 4%, более предпочтительно от приблизительно 0,5 до приблизительно 3% масс. полимеризуемых звеньев, каждое из которых имеет боковую или концевую этиленненасыщенную группу и свободно от любого полисилоксанового сегмента; и (4) необязательно гидрофобные звенья, полученные из, по меньшей мере, одного гидрофобного винильного мономера, свободного от силикона, где форполимер имеет от приблизительно 20% до приблизительно 50%, предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 45%, более предпочтительно от приблизительно 28% до приблизительно 40% масс. силикона по отношению к совокупной массе форполимера и характеризуется высокими растворимостью или диспергируемостью в воде, составляющими, по меньшей мере, приблизительно 5%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 10%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 20% масс. в воде, где форполимер способен актинически сшиваться в отсутствие одного или нескольких винильных мономеров с образованием силиконовой гидрогелевой контактной линзы, характеризующейся уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительного 75% (предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 70%, более предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 65%) масс. при полной гидратации, кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 50 барреров, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 60 барреров, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70 барреров), и необязательно (но предпочтительно) наличием гидрофильной поверхности, демонстрирующей средний водный краевой угол смачивания, составляющий приблизительно 90 градусов или менее (предпочтительно приблизительно 80 градусов или менее, более предпочтительно 70 градусов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 60 градусов или менее) без проведения поверхностной обработки после формования.
2
2
1
3
1
3
1
4
1
3
2
4
1
4
1
4
1
6
1
6
Термин «гидрофильная полимерная цепь» в соответствии с использованием в данной патентной заявке относится к боковой и/или концевой полимерной цепи, если только не будет конкретно указано другого, которая может представлять собой линейную или 3-лучевую (или Y-образную) гидрофильную полимерную цепь, которая содержит, по меньшей мере, приблизительно 60%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90% масс. одного или нескольких гидрофильных мономерных звеньев, выбираемых из группы, состоящей из этиленоксидов (-СНСНО-), (мет)акриламидных звеньев, С-С алкил(мет)акриламидных звеньев, ди(С-С алкил)(мет)акриламидных звеньев, N-винилпирроловых звеньев, N-винил-2-пирролидоновых звеньев, 2-винилоксазолиновых звеньев, 4-винилпиридиновых звеньев, имеющих концевую (С-С алкоксильную) группу и концевую (мет)акрилоильную группу полиэтиленгликолевых звеньев, имеющих молекулярную массу, составляющую 2000 дальтонов или менее, ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилатных звеньев, N-C-C алкил-3-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-C-C алкил-5-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-винил С-С алкиламидных звеньев, N-винил-N-С-С алкиламидных звеньев и их комбинаций. Предпочтительно линейная или 3-лучевая (или Y-образная) гидрофильная полимерная цепь содержит объемистые винильные мономерные звенья (любое одно из тех, которые описывались выше).
Такой форполимер может быть получен в результате проведения сначала полимеризации полимеризуемой композиции, содержащей (а) по меньшей мере, один силоксансодержащий винильный сомономер, включающий, по меньшей мере, один описанный выше гидрофильный фрагмент, и/или, по меньшей мере, один гидрофилизованный полисилоксан и/или подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый сшиватель, включающий одну или несколько боковых гидрофильных полимерных цепей, (b) по меньшей мере, один гидрофильный винильный мономер, (с) этиленфункционализующий винильный мономер, имеющий первую реакционно-способную функциональную группу (отличную от этиленненасыщенной группы), (d) передатчик кинетической цепи, имеющий или не имеющий второй реакционно-способной функциональной группы (отличной от тиольной группы), и (е) необязательно гидрофобный винильный мономер, для получения подвергаемого водной переработке промежуточного сополимера, а после этого проведения этиленфункционализации промежуточного сополимера при использовании этиленфункционализующего винильного мономера, имеющего третью реакционно-способную функциональную группу, способную вступать в реакцию с первой и/или второй реакционно-способной функциональной группой с образованием соединительного звена по реакции сочетания в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания для получения форполимера, где первую, вторую и третью реакционно-способные функциональные группы независимо одна от другой выбирают из группы, состоящей из аминогруппы, гидроксильной группы, карбоксильной группы, кислотно-галогенангидридной группы, азлактоновой группы, изоцианатной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы и их комбинации. Общие методики получения амфифильных форполимеров описываются в имеющих общего патентообладателя с настоящей заявкой патентах США №№ 6039913, 6043328, 7091283, 7268189 и 7238750, 7521519; в имеющих общего патентообладателя с настоящей заявкой публикациях патентных заявок США №№ US 2008-0015315 A1, US 2008-0143958 A1, US 2008-0143003 A1, US 2008-0234457 A1, US 2008-0231798 A1 и в имеющих общего патентообладателя с настоящей заявкой патентных заявках США №№ 12/313546, 12/616166 и 12/616169; все из которых во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ.
В соответствии с изобретением при получении подвергаемого водной переработке форполимера по изобретению могут быть использованы любые силоксансодержащие винильные мономеры до тех пор, пока они будут включать, по меньшей мере, один гидрофильный фрагмент, выбранный из группы, состоящей из гидрофильной полимерной цепи, имеющей молекулярную массу до приблизительно 10000 дальтонов или менее (предпочтительно приблизительно 7500 дальтонов или менее, более предпочтительно приблизительно 5000 дальтонов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 2500 дальтонов или менее, наиболее предпочтительно приблизительно 1000 дальтонов или менее), гидроксильной группы, амидного соединительного звена, уретанового соединительного звена (или карбаматного соединительного звена), диуретанового соединительного звена, олигоэтиленоксидного соединительного звена (то есть, содержащего приблизительно от 2 до 12 из этиленоксидных звеньев), 2-гидроксизамещенного пропиленоксидного соединительного звена и их комбинаций. Предпочтительно, силоксансодержащий винильный мономер описывается формулой (1), (2) или (3):
,
где
а1 представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 5;
а2 представляет собой целое число 1, 2 или 3;
b1 представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 10;
d1 представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 4;
е1 и е2 независимо один от другого составляют 0, 1, 2 или 3;
1
2
3
4
5
6
7
А, А, А, А, А, А и А независимо один от другого представляют собой метил или этил;
1
Х представляет собой водород или метил;
1
1
2
2
3
3
4
4
1
2
3
4
2
2
4
3
6
2
2
2
4
а3
2
3
4
1
4
0
0
0
0
0
2
12
5
45
Y представляет собой радикал -М-Х-М-Х-М-Х-М-, где М, М, М и М независимо один от другого представляют собой простую связь, -СН-, -СН-, -СН-, -СН-СН(ОН)-СН- или -(СН-О-)-, где а3 представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 12, Х, Х и Х независимо один от другого представляют собой соединительное звено, выбираемое из группы, состоящей из простой связи, -О-, -NR’-, где R’ представляет собой Н или С-С алкил, -С(О)-NH-, -NH-C(O)-, -NH-C(O)-NH-, -O-C(O)-NH-, -S-, -NH-C(O)-O-, -C(O)-O-, -O-C(O)-, -NH-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-NH-, -O-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-O-, -O-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-NH- и -NH-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-O-, где Z представляет собой линейный или разветвленный С-С алкиленовый двухвалентный радикал или С-С циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический двухвалентный радикал, необязательно содержащий в себе одно или несколько соединительных звеньев -О-, -NR’-, -S- и -С(О)-;
1
2
D и D независимо один от другого представляют собой двухвалентную группу, описывающуюся формулой (4):
,
8
9
1
10
2
2
r1
2
2
1
7
1
7
1
2
3
4
5
6
7
8
1
4
2
2
r2
9
1
6
9
1
4
где А и А независимо один от другого представляют собой простую связь, линейный или разветвленный С-С алкиленовый двухвалентный радикал, -(СНСНО)-CHCH-, где r1 представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 20, или С-С алкиленокси-С-С алкиленовый двухвалентный радикал, а R, R, R, R, R, R, R и R независимо один от другого представляют собой С-С алкил, -алк-(ОСНСН)-OR, где алк представляет собой С-С алкиленовый двухвалентный радикал, R представляет собой С-С алкил, а r2 представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 20, m и р независимо один от другого представляют собой целое число в диапазоне от 0 до 150, а значение (m+p) находится в диапазоне от 2 до 150;
1
2
3
2
3
4
5
6
7
1
2
2
3
3
4
4
2
3
4
1
2
3
4
1
12
2
2
2
2
r1
2
2
5
45
L, L, L, Y, Y, Y, Y, Y и Y независимо один от другого представляют собой простую связь или двухвалентный радикал -Z-X-Z-X-Z-X-Z-, где Х, Х и Х представляют собой то, что определено, Z, Z, Z и Z независимо один от другого представляют собой простую связь, линейный или разветвленный С-С алкиленовый двухвалентный радикал, необязательно содержащий в себе одно или несколько соединительных звеньев -О-, -NR’-, -S- и -С(О)-, двухвалентный радикал -СН-СН(ОН)-СН- или -(СНСНО)-CHCH-, при этом r1 представляет собой то, что определено выше, или С-С циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический двухвалентный радикал, необязательно содержащий в себе одно или несколько соединительных звеньев -О-, -NR’-, -S- и -С(О)-;
1
2
3
4
1
3
1
3
1
4
1
3
2
4
1
4
1
4
1
6
1
6
2
3
4
В, В, В и В независимо один от другого представляют собой гидроксил или (предпочтительно) линейную или 3-лучевую гидрофильную полимерную цепь, имеющую молекулярную массу, составляющую приблизительно 10000 дальтонов или менее (предпочтительно приблизительно 7500 дальтонов или менее, более предпочтительно приблизительно 5000 дальтонов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 2500 дальтонов или менее, наиболее предпочтительно приблизительно 1000 дальтонов или менее), и содержащую, по меньшей мере, приблизительно 60%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90% масс. одного или нескольких гидрофильных мономерных звеньев, выбираемых из группы, состоящей из этиленоксидных звеньев, (мет)акриламидных звеньев, С-С алкил(мет)акриламидных звеньев, ди(С-С алкил)(мет)акриламидных звеньев, N-винилпирроловых звеньев, N-винил-2-пирролидоновых звеньев, 2-винилоксазолиновых звеньев, 4-винилпиридиновых звеньев, имеющих концевую (С-С алкоксильную) группу и концевую (мет)акрилоильную группу полиэтиленгликолевых звеньев, имеющих молекулярную массу, составляющую 600 дальтонов или менее, ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилатных звеньев, N-C-C алкил-3-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-C-C алкил-5-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-винил С-С алкиламидных звеньев, N-винил-N-С-С алкиламидных звеньев и их комбинаций, при том условии, что один из В, В и В представляет собой линейную или 3-лучевую гидрофильную полимерную цепь; и
1
2
Е и Е независимо один от другого представляют собой алифатический или циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический трехвалентный радикал, который содержит до 15 атомов углерода и может быть прерван фрагментами -О-, -NR’-, -С(О)- и/или -S-.
Примерами силоксансодержащих винильных мономеров, описывающихся формулой (1), являются те, которые описываются в патентах США №№ 4711943, 5070215, 5998498, 7071274, 7112641 (во всей своей полноте посредством ссылки включенных в настоящий документ). Получение таких мономеров описывается в данных патентах. Предпочтительные силоксансодержащие винильные мономеры, описывающиеся формулой (1), включают без ограничения N-[метилбис(триметилсилокси)силил]пропилакриламид, N-[метилбис(триметилсилокси)силил]пропилметакриламид, N-[трис(триметилсилокси)силил]пропилакриламид, N-[трис(триметилсилокси)силил]пропилметакриламид, метил[бис(триметилсилокси)силил]пропилглицеринметакрилат (SiGMA), метилбис(триметилсилокси)силилпропилглицеринакрилат, трис(триметилсилокси)силилпропилглицеринметакрилат, трис(триметилсилокси)силилпропилглицеринакрилат, 3-[метилбис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат, 3-[метилбис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат, 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат, 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат или их комбинации.
Примерами силоксансодержащих винильных мономеров, описывающихся формулами (2) и (3), являются те, которые описываются в публикации патентной заявки согласно ДПК WO0059970, патентах США №№ 5981615 и 5760100 (Macromer C), патентных заявках США №№ 61/390448 и 61/390464 и опубликованных патентных заявках США №№ US 2008/0234457 A1, US 2009/0143499 A1, US 2010/0120938 A1, US 2010/0120939 A1 и US 2010/0298446 A1 (во всей своей полноте посредством ссылки включенных в настоящий документ). Способы получения таких силоксансодержащих винильных мономеров излагаются в тех публикациях патентных заявок и патентах США, которые описывались выше. Примеры предпочтительных силоксансодержащих винильных мономеров, описывающихся формулами (2) и (3), включают без ограничения
В соответствии с изобретением при получении подвергаемого водной переработке форполимера по изобретению могут быть использованы любые гидрофилизованный полисилоксан или полисилоксановые сшиватели, подвергнутые удлинению цепи, до тех пор, пока они будут включать, по меньшей мере, одну боковую гидрофильную полимерную цепь. Предпочтительно полисилоксансодержащие сшивающие звенья в форполимере по изобретению получены из, по меньшей мере, одного гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя и/или подвергнутого удлинению цепи гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя, описывающегося формулами (7) или (8):
,
где
d2, d3, d4, ω1, ω2 и ω3 независимо один от другого представляют собой целое число в диапазоне от 0 до 20;
е3, е4, е5, е6, е7, υ1, υ2, υ3, υ4 и υ5 независимо один от другого составляют 0, 1, 2 или 3, и
(е3+е4+е5+е6+е7)≥1 и (υ1+υ2+υ3+υ4+υ5)≥1;
1
Х представляет собой водород или метил;
3
4
5
6
7
8
9
10
D, D, D, D, D, D, D и D независимо один от другого представляют собой двухвалентную группу, описывающуюся формулой (9):
,
28
8
8
9
9
1
10
2
2
r1
2
2
1
7
1
7
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
4
2
2
r2
9
1
6
9
1
4
где Y представляет собой то, что определяют ниже, А, А’, A и A’ независимо один от другого представляют собой простую связь, линейный или разветвленный С-С алкиленовый двухвалентный радикал, -(СНСНО)-CHCH-, где r1 представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 20, или С-С алкиленокси-С-С алкиленовый двухвалентный радикал, и R, R, R, R, R, R, R, R, R’, R’, R’, R’, R’, R’, R’ и R’ независимо один от другого представляют собой С-С алкил, -алк-(ОСНСН)-OR, где алк представляет собой С-С алкиленовый двухвалентный радикал, R представляет собой С-С алкил, а r2 представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 20, f1 представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 8, m1, m2, p1 и р2 независимо один от другого представляют собой целое число в диапазоне от 0 до 150, значения (m1+p1) и (m2+p2) независимо один от другого находятся в диапазоне от 2 до 150;
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
1
2
2
3
3
4
4
2
3
4
1
4
0
0
0
0
0
2
12
5
45
1
2
3
4
1
12
2
2
2
2
r1
2
2
5
45
L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, L, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y и Y независимо один от другого представляют собой простую связь или двухвалентный радикал -Z-X-Z-X-Z-X-Z-, где Х, Х и Х независимо один от другого представляют собой соединительное звено, выбираемое из группы, состоящей из простой связи, -О-, -NR’-, где R’ представляет собой Н или С-С алкил, -С(О)-NH-, -NH-C(O)-, -NH-C(O)-NH-, -O-C(O)-NH-, -S-, -NH-C(O)-O-, -C(O)-O-, -O-C(O)-, -NH-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-NH-, -O-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-O-, -О-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-NH- и -NH-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-O-, где Z представляет собой линейный или разветвленный С-С алкиленовый двухвалентный радикал или С-С циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический двухвалентный радикал, необязательно содержащий в себе одно или несколько соединительных звеньев -О-, -NR’-, -S- и -С(О)-, Z, Z, Z и Z независимо один от другого представляют собой простую связь, линейный или разветвленный С-С алкиленовый двухвалентный радикал, необязательно содержащий в себе одно или несколько соединительных звеньев -О-, -NR’-, -S- и -С(О)-, двухвалентный радикал -СН-СН(ОН)-СН- или -(СНСНО)-CHCH-, при этом r1 представляет собой то, что определено выше, или С-С циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический двухвалентный радикал, необязательно содержащий в себе одно или несколько соединительных звеньев -О-, -NR’-, -S- и -С(О)-;
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
3
1
3
1
4
1
3
2
4
1
4
1
4
1
6
1
6
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
В, В, В, В, В, В, В, В, В и В независимо один от другого представляют собой гидроксил или (предпочтительно) линейную или 3-лучевую гидрофильную полимерную цепь, имеющую молекулярную массу, составляющую приблизительно 10000 дальтонов или менее (предпочтительно приблизительно 7500 дальтонов или менее, более предпочтительно приблизительно 5000 дальтонов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 2500 дальтонов или менее, наиболее предпочтительно приблизительно 1000 дальтонов или менее) и содержащую, по меньшей мере, приблизительно 60%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90% масс. одного или нескольких гидрофильных мономерных звеньев, выбираемых из группы, состоящей из этиленоксидных звеньев, (мет)акриламидных звеньев, С-С алкил(мет)акриламидных звеньев, ди(С-С алкил)(мет)акриламидных звеньев, N-винилпирроловых звеньев, N-винил-2-пирролидоновых звеньев, 2-винилоксазолиновых звеньев, 4-винилпиридиновых звеньев, имеющих концевую (С-С алкоксильную) группу и концевую (мет)акрилоильную группу полиэтиленгликолевых звеньев, имеющих молекулярную массу, составляющую 600 дальтонов или менее, ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилатных звеньев, N-C-C алкил-3-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-C-C алкил-5-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-винил С-С алкиламидных звеньев, N-винил-N-С-С алкиламидных звеньев и их комбинаций, при том условии, что, по меньшей мере, один из В, В, В, В и В и, по меньшей мере, один из В, В, В, В и В представляют собой линейную или 3-лучевую гидрофильную полимерную цепь;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т, Т и Т независимо один от другого представляют собой алифатический или циклоалифатический или алифатически-циклоалифатический трехвалентный радикал, который содержит до 15 атомов углерода и может быть прерван фрагментами -О-, -NR’-, -С(О)- и/или -S-.
1
3
1
3
1
4
1
3
2
4
1
4
1
4
1
6
1
6
В соответствии с изобретением гидрофилизованный полисилоксановый сшиватель, описывающийся формулой (7), может быть получен из гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя (то есть, включающего один единственный полисилоксановый сегмент и две этиленненасыщенные группы) в результате ковалентного присоединения одного или нескольких полиэтиленоксидов или гидрофильных полимеров из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров, выбираемых из группы, состоящей из (мет)акриламидных звеньев, С-С алкил(мет)акриламидных звеньев, ди(С-С алкил)(мет)акриламидных звеньев, N-винилпирроловых звеньев, N-винил-2-пирролидоновых звеньев, 2-винилоксазолиновых звеньев, 4-винилпиридиновых звеньев, имеющих концевую (С-С алкоксильную) группу и концевую (мет)акрилоильную группу полиэтиленгликолевых звеньев, имеющих молекулярную массу, составляющую 600 дальтонов или менее, ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилатных звеньев, N-C-C алкил-3-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-C-C алкил-5-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-винил С-С алкиламидных звеньев, N-винил-N-С-С алкиламидных звеньев и их комбинаций, предпочтительно выбираемых из группы, состоящей из N-винилпирролидона, N,N-диметил(мет)акриламида, (мет)акриламида, N-винилформамида, N-винилацетамида, N-винилизопропиламида, N-винил-N-метилацетамида и их комбинаций, при этом каждый представитель, выбранный из полиэтиленоксида или гидрофильного полимера, имеет одну единственную реакционно-способную функциональную группу, способную принимать участие в реакции сочетания с образованием ковалентного соединительного звена в соответствии с широко известными реакциями сочетания.
Гидроксилсодержащий полисилоксановый сшиватель, включающий один единственный полисилоксановый сегмент, может быть получен в результате проведения этиленфункционализации для:
2
6
2
6
1
6
2
6
1
6
2
6
1
4
(1) имеющего две концевые эпоксигруппы полисилоксана при использовании этиленфункционализующего винильного мономера, выбираемого из группы, состоящей из С-С гидроксиалкил(мет)акрилата, С-С гидроксиалкил(мет)акриламида, аллилового спирта, N-C-C алкиламино-С-С алкил(мет)акрилата, N-C-C алкиламино-С-С алкил(мет)акриламида, акриловой кислоты, С-С алкилакриловой кислоты, бета-метилакриловой кислоты (кротоновой кислоты), альфа-фенилакриловой кислоты, бета-акрилоксипропионовой кислоты, сорбиновой кислоты, ангеликовой кислоты, коричной кислоты, 1-карбокси-4-фенилбутадиена-1,3, итаконовой кислоты, цитраконовой кислоты, мезаконовой кислоты, глутаконовой кислоты, аконитиновой кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты и их комбинации;
(2) имеющего две концевые гидроксильные группы, две концевые N-алкиламиноалкильные группы или две концевые карбоксильные группы полисилоксана при использовании эпоксисодержащего винильного мономера (например, глицидил(мет)акрилата, аллилглицидилового простого эфира, винилглицидилового простого эфира или их комбинации);
2
6
2
6
1
6
2
6
1
6
2
6
1
4
(3) имеющего две концевые гидроксильные группы, две концевые N-алкиламиноалкильные группы или две концевые карбоксильные группы полисилоксана при использовании этиленфункционализующего винильного мономера, выбираемого из группы, состоящей из С-С гидроксиалкил(мет)акрилата, С-С гидроксиалкил(мет)акриламида, аллилового спирта, N-C-C алкиламино-С-С алкил(мет)акрилата, N-C-C алкиламино-С-С алкил(мет)акриламида, акриловой кислоты, С-С алкилакриловой кислоты, бета-метилакриловой кислоты (кротоновой кислоты), альфа-фенилакриловой кислоты, бета-акрилоксипропионовой кислоты, сорбиновой кислоты, ангеликовой кислоты, коричной кислоты, 1-карбокси-4-фенилбутадиена-1,3, итаконовой кислоты, цитраконовой кислоты, мезаконовой кислоты, глутаконовой кислоты, аконитиновой кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты и их комбинации, в присутствии диэпоксисоединения (например, неопентилгликольдиглицидилового простого эфира, 1,4-бутандиолдиглицидилового простого эфира, 1,6-гександиолдиглицидилового простого эфира, глицериндиглицидилового простого эфира, этиленгликольдиглицидилового простого эфира, диэтиленгликольдиглицидилового простого эфира, полиэтиленгликольдиглицидилового простого эфира, пропиленгликольдиглицидилового простого эфира, дипропиленгликольдиглицидилового простого эфира и их комбинаций) в качестве агента реакции сочетания;
(4) имеющего две концевые эпоксигруппы полисилоксана при использовании глицидил(мет)акрилата или аллилглицидилового простого эфира или винилглицидилового простого эфира в присутствии диола (например, имеющего концевые гидроксигруппы полиэтиленоксида (НО-ПЭО-ОН), имеющего концевые гидроксигруппы полипропиленоксида (НО-ППО-ОН), имеющего концевые гидроксигруппы блок-сополимера ПЭО/ППО, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля, полиэтиленгликоля, пропиленгликоля, 1,4-бутандиола, различных пентандиолов, различных гександиолов, различных циклогександиолов и их комбинации) или дикарбокислотного соединения (например, щавелевой кислоты, малоновой кислоты, янтарной кислоты, глутаровой кислоты, адипиновой кислоты, пимелиновой кислоты, пробковой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, ундекандиоевой кислоты, додекандиоевой кислоты, диметилмалоновой кислоты, октадецилянтарной кислоты, триметиладипиновой кислоты, 1,3-циклобутандикарбоновой кислоты, 1,3-циклопентандикарбоновой кислоты, 1,3- и 1,4-циклогександикарбоновой кислоты, 1,3- и 1,4-дикарбоксилметилциклогексана, 4,4’-дициклогексилдикарбоновой кислоты и их комбинаций) в качестве агента реакции сочетания; или
(5) их комбинаций.
Различные полисилоксаны, имеющие две концевые функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из гидроксильных групп (-ОН), аминогрупп (-NHR’), карбоксильных групп (-СООН), эпоксигрупп, изоцианатных групп, тиольных групп и их комбинаций, могут быть получены от коммерческих поставщиков (например, от компаний Shin Etsu, Gelest, Inc. или Fluorochem). В противном случае специалисты в соответствующей области техники должны иметь представление о том, как получить такие имеющие две концевые функциональные группы полисилоксаны в соответствии с методиками, известными на современном уровне техники и описанными в публикации Journal of Polymer Science - Chemistry, 33, 1773 (1995) (во всей своей полноте посредством ссылки включенной в настоящий документ). Примеры коммерчески доступного дифункционального полисилоксана включают без ограничения имеющий две концевые эпоксипропоксипропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые гидроксиэтоксипропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые гидроксил(полиэтиленокси)пропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые карбоксидецильные группы полисилоксан, имеющий две концевые карбоксипропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые капролактоновые группы полисилоксан, имеющий две концевые N-этиламинопропильные группы полисилоксан и их комбинации.
2
4
2
4
Примерами предпочтительных гидроксилсодержащих полисилоксановых сшивателей, включающих один единственный полисилоксановый сегмент, являются те, которые могут быть получены из коммерчески доступных дифункциональных полисилоксанов в результате проведения этиленфункционализации, например, в том числе без ограничения имеющий концевые α,ω-бис[3-(мет)акрилокси-2-гидроксипропилоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[3-(мет)акрилоксиэтокси-2-гидроксипропилоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[3-(мет)акриламидоэтокси-2-гидроксипропилоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[3-(мет)акрилоксипропокси-2-гидроксипропилоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[3-(мет)акриламидопропокси-2-гидроксипропилоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[3-(мет)акриламидоизопропокси-2-гидроксипропилоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис(аллилокси-2-гидроксипропилоксиэтоксипропиловые) группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис(винилокси-2-гидроксипропилоксиэтоксипропиловые) группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[(мет)акрилокси-2-гидроксипропилоксиэтоксипропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[(мет)акрилокси-2-гидроксипропил-N-этиламинопропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[аллилокси-2-гидроксипропил-N-этиламинопропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[винилокси-2-гидроксипропил-N-этиламинопропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[(мет)акрилокси-2-гидроксипропилоксикарбонилпропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[аллилокси-2-гидроксипропилоксикарбонилпропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[винилокси-2-гидроксипропилоксикарбонилпропиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[(мет)акрилокси-2-гидроксипропилоксипентилкарбонилоксиалкиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[аллилокси-2-гидроксипропилоксипентилкарбонилоксиалкиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[винилокси-2-гидроксипропилоксипентилкарбонилоксиалкиловые] группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис(аллилокси-2-гидроксипропилокси(полиэтиленокси)пропиловые) группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис(винилокси-2-гидроксипропилокси(полиэтиленокси)пропиловые) группы полидиметилсилоксан, имеющий концевые α,ω-бис[(мет)акрилокси-2-гидроксипропилокси(полиэтиленокси)пропиловые) группы полидиметилсилоксан, продукт реакции сочетания между С-С гидроксиалкил(мет)акрилатом или С-С гидроксиалкил(мет)акриламидом или (мет)акриловой кислотой и α,ω-бис(гидроксиэтоксипропил)полидиметилсилоксаном при участии диэпоксидного соединения (например, 1,4-бутандиолдиглицидилового простого эфира, 1,6-гександиолдиглицидилового простого эфира, глицериндиглицидилового простого эфира, этиленгликольдиглицидилового простого эфира, диэтиленгликольдиглицидилового простого эфира, полиэтиленгликольдиглицидилового простого эфира, пропиленгликольдиглицидилового простого эфира, дипропиленгликольдиглицидилового простого эфира или их комбинаций) и их комбинации.
Различные имеющие концевую функциональную группу полиэтиленгликоли (ПЭГ) или полиэтиленоксиды (ПЭО) могут быть получены из коммерческих источников, например, от компаний Shearwater Polymers, Inc., Polymer Sources™, Sigma-Aldrich и Perstorp Polyols, Inc. Предпочтительными имеющими концевую функциональную группу соединениями ПЭГ являются те соединения ПЭГ, которые имеют одну аминовую, гидроксильную, кислотно-хлорангидридную или эпоксидную группу в одном концевом положении и метокси- или этоксигруппу в другом концевом положении. Различные монофункциональные поливинилпирролидоны (ПВП), имеющие концевую гидроксильную, карбоксильную или тиольную группу, могут быть получены из коммерческих источников, например, от компании Polymer Sources™. Необходимо понимать то, что в данной патентной заявке оба термина «полиэтиленгликоль» и «полиэтиленоксид» используются взаимозаменяемым образом.
Имеющие концевую функциональную группу гидрофильные полимеры из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров, выбираемых из группы, состоящей из N-винилпирролидона, N,N-диметил(мет)акриламида, (мет)акриламида, N-винилформамида, N-винилацетамида, N-винилизопропиламида, N-винил-N-метилацетамида и их комбинаций, могут быть получены в соответствии с методиками, подобными тем, которые описываются в патенте США № 6218508, во всей своей полноте посредством ссылки включенном в настоящий документ. Например, один или несколько гидрофильных винильных мономеров, не имеющих функциональной группы (то есть, первичной аминогруппы, гидроксильной группы, изоцианатной группы, карбоксильной группы или эпоксидной группы), и передатчик кинетической цепи (например, 2-меркаптоэтанол, 2-аминоэтантиол, 2-меркаптопропионовую кислоту, тиогликолевую кислоту, тиомолочную кислоту или другие гидроксимеркаптаны, аминомеркаптаны или карбоксилсодержащие меркаптаны) сополимеризуют (термически или актинически) в присутствии или в отсутствие инициатора для получения имеющих концевую гидроксильную, карбоксильную или аминовую группу гидрофильных полимера или сополимера. В общем случае молярное соотношение между передатчиком кинетической цепи и одним или несколькими гидрофильными винильными мономерами находится в диапазоне от приблизительно 1:5 до приблизительно 1:100. Молярное соотношение между передатчиком кинетической цепи и гидрофильным винильным мономером, не имеющим функциональной группы, выбирают для получения полимера или сополимера, имеющих молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 500000, предпочтительно от приблизительно 1000 до приблизительно 100000, более предпочтительно от приблизительно 1500 до приблизительно 100000 дальтонов. Имеющие концевую эпоксидную, изоцианатную или кислотно-хлорангидридную группу полимеры или сополимеры из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров могут быть получены в результате ковалентного присоединения эпоксидных, изоцианатных или кислотно-хлорангидридных групп к полученным выше имеющим концевую гидроксильную или аминовую группу полимерам или сополимерам из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров в соответствии с любыми известными методиками. Использование имеющих концевую функциональную группу гидрофильных полимеров, имеющих повышенную молекулярную массу, может обеспечить наличие у межфазной пленки на силиконовом гидрогелевом материале или линзе, изготовленной из форполимера по изобретению, надлежащих толщины и степени покрытия.
В альтернативном варианте, имеющие концевую функциональную группу гидрофильные полимеры могут быть получены в результате полимеризации одного или нескольких гидрофильных мономеров (свободных от реакционно-способной функциональной группы, отличной от этиленненасыщенной группы) в присутствии гидроксил-, амин- или карбоксилсодержащего свободно-радикального инициатора при молярном соотношении между инициатором и гидрофильными мономерами в диапазоне от приблизительно 1:30 до приблизительно 1:700. Примерами инициаторов, имеющих аминовую, гидроксильную или карбоксильную группу, являются азоинициаторы, такие как, например, 2,2’-азобис{2-[1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазолин-2-ил]пропан}дигидрохлорид, 2,2’-азобис{2-метил-N-[1,1-бис(гидроксиметил)-2-гидроксиэтил]пропионамид, 2,2’-азобис[2-метил-N-(2-гидроксиэтил)пропионамид] или 2,2’-азобис{2-метил-N-[2-(1-гидроксибутил)]пропионамид}, 2,2’-азобис(2-метилпропионамид)дигидрохлорид, 2,2’-азобис[N-(2-карбоксиэтил)-2-метилпропионамидин]тетрагидрат и тому подобное.
Специалисты в соответствующей области должны иметь представление о том, как ковалентно присоединить имеющие концевую функциональную группу соединение ПЭГ или гидрофильный полимер к одной из гидроксигрупп гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя в хорошо известных условиях проведения реакции сочетания, описанных выше или изложенных в учебниках.
В соответствии с изобретением гидрофилизованный подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый сшиватель, описывающийся формулой (7), может быть получен из: (А) гидроксисодержащего подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя (то есть, включающего, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента и две этиленненасыщенные группы) в результате ковалентного присоединения одного или нескольких полиэтиленоксидов или гидрофильных полимеров из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров, выбираемых из группы, состоящей из N-винилпирролидона, N,N-диметил(мет)акриламида, (мет)акриламида, N-винилформамида, N-винилацетамида, N-винилизопропиламида, N-винил-N-метилацетамида и их комбинаций, при этом каждый из полиэтиленоксида или гидрофильного полимера имеет одну единственную реакционно-способную функциональную группу, способную принимать участие в реакции сочетания с образованием ковалентного соединительного звена в соответствии с широко известными реакциями сочетания (описанными выше); и/или (В) имеющего две концевые функциональные группы подвергнутого удлинению цепи полисилоксана, включающего, по меньшей мере, одну боковую гидрофильную полимерную цепь, в результате проведения этиленфункционализации при использовании описанного выше этиленфункционализующего винильного мономера.
Гидроксисодержащий подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый сшиватель (то есть, включающий, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента, разделенных соединительным звеном) может быть получен в результате: (1) проведения реакции между, по меньшей мере, одним полисилоксановым сшивателем, включающим один единственный полисилоксановый сегмент и две этиленненасыщенные группы, и, по меньшей мере, одним димеркаптосоединением или димеркаптаном (то есть, соединением, имеющим две тиольные группы) в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции при том условии, что, по меньшей мере, один из димеркаптана, полисилоксанового сшивателя и полисилоксанового винильного мономера имеет, по меньшей мере, одну гидроксильную группу, предпочтительно, по меньшей мере, две гидроксильные группы; и/или (2) проведения реакции между, по меньшей мере, одним имеющим две концевые тиольные группы полисилоксаном, включающим один единственный полисилоксановый сегмент, и, по меньшей мере, одним сшивателем (то есть, соединением, имеющим две этиленненасыщенные группы и молекулярную массу, составляющую 700 дальтонов или менее) в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции при том условии, что, по меньшей мере, один из имеющего две концевые тиольные группы полисилоксана, имеющего концевую тиольную группу полисилоксана и сшивателя имеет, по меньшей мере, одну гидроксильную группу, предпочтительно, по меньшей мере, две гидроксильные группы.
Необходимо понимать то, что реакция получения гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя, подвергнутого удлинению цепи, может быть получена в виде однореакторной реакции. Например, полисилоксановый сшиватель может вступать в реакцию с димеркаптаном в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 2:1, с образованием подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя, включающего два полисилоксановых сегмента, соединенных совместно через соединительное вещество, полученное из димеркаптана. В альтернативном варианте, могут быть использованы постадийные реакции. Например, на первой стадии димеркаптан (или имеющий две концевые тиольные группы полисилоксан) может быть введен в реакцию с полисилоксановым сшивателем (или сшивающим агентом) в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 2:1 и более, с образованием полисилоксана, имеющего концевые группы, блокированные при использовании тиола. На второй стадии полисилоксановый сшиватель (или сшивающий агент) может быть введен в реакцию с полисилоксаном, имеющим концевые группы, блокированные при использовании тиола, в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 2:1 и более, с образованием гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя, включающего три (или два) полисилоксановых сегмента. Для присоединения дополнительных полисилоксановых сегментов в гидроксисодержащем полисилоксановом сшивателе может быть использована стадия (стадии) присоединения реакций.
2
12
В изобретении для получения гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя, подвергнутого удлинению цепи, могут быть использованы любые димеркаптаны, содержащие от 2 до 24 атомов углерода. Примеры димеркаптанов включают без ограничения С-С алкилдимеркаптаны (например, этилдимеркаптан, пропилдимеркаптан, бутилдимеркаптан, пентаметилендимеркаптан, гексаметилендимеркаптан, гептаметилендимеркаптан, октаметилендимеркаптан, нонаметилендимеркаптан, декаметилендимеркаптан или их комбинации), этилциклогексилдимеркаптан, дипентендимеркаптан, бензолдитиол, метилзамещенный бензолдитиол, бензолдиметантиол, гликольдимеркаптоацетат, димеркаптановое производное этилового простого эфира (дигликольдимеркаптан), тригликольдимеркаптан, тетрагликольдимеркаптан, димеркапрол, димеркаптопропанол, димеркаптобутанол, димеркаптопентанол, димеркаптопропионовую кислоту, дигидролипоевую кислоту, дитиотреитол, димеркаптоянтарную кислоту и их комбинации.
При получении гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя, подвергнутого удлинению цепи, могут быть использованы предпочтительные гидроксисодержащие полисилоксановые винильные мономеры или сшиватели, описанные выше. Необходимо понимать то, что при получении гидроксисодержащего подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового винильного мономера или сшивателя могут быть использованы различные коммерчески доступные полисилоксановые сшиватели, имеющие две концевые (мет)акрилоильные, аллильные и/или винильные группы и свободные от гидроксильной группы, (например, от компаний Gelest, Inc. или Fluorochem) до тех пор, пока димеркаптан будет иметь, по меньшей мере, одну гидроксильную группу.
При получении гидроксисодержащего подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя по изобретению могут быть использованы любые сшиватели. Примеры предпочтительных сшивателей включают без ограничения тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, этиленгликольди(мет)акрилат, диэтиленгликольди(мет)акрилат, диметакрилат бисфенола А, винилметакрилат, этилендиаминди(мет)акриламид, глицериндиметакрилат, аллил(мет)акрилат, N,N’-метиленбис(мет)акриламид, N,N’-этиленбис(мет)акриламид, N,N’-дигидроксиэтиленбис(мет)акриламид, 1,3-бис(метакриламидопропил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, 1,3-бис(N-(мет)акриламидопропил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, 1,3-бис(метакриламидобутил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, 1,3-бис(метакрилоксиэтилуреидопропил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, продукт диамина (предпочтительно выбираемого из группы, состоящей из N,N’-бис(гидроксиэтил)этилендиамина, N,N’-диметилэтилендиамина, этилендиамина, N,N’-диметил-1,3-пропандиамина, N,N’-диэтил-1,3-пропандиамина, пропан-1,3-диамина, бутан-1,4-диамина, пентан-1,5-диамина, гексаметилендиамина, изофорондиамина и их комбинаций) и эпоксисодержащего винильного мономера (предпочтительно выбираемого из группы, состоящей из глицидил(мет)акрилата, винилглицидилового простого эфира, аллилглицидилового простого эфира и их комбинаций), их комбинации. Один более предпочтительный сшиватель, используемый при получении гидроксисодержащего подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя по изобретению, представляет собой тетра(этиленгликоль)диакрилат, три(этиленгликоль)диакрилат, этиленгликольдиакрилат, ди(этиленгликоль)диакрилат, глицериндиметакрилат, аллил(мет)акрилат, N,N’-метиленбис(мет)акриламид, N,N’-этиленбис(мет)акриламид, N,N’-дигидроксиэтиленбис(мет)акриламид или их комбинацию.
В соответствии с изобретением гидроксисодержащий полисилоксановый сшиватель, подвергнутый удлинению цепи, может, кроме того, быть получен в результате проведения реакции между этиленфункционализующим винильным мономером, имеющим аминовую (-NHR’), карбоксильную или эпоксидную группу, и дифункциональным подвергнутым удлинению цепи полисилоксаном, имеющим две концевые функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из аминогруппы, карбоксильной группы, эпоксидной группы и их комбинации, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания, выбираемого из группы, состоящей из диаминового, диэпоксидного и дикарбокислотного соединения, где дифункциональный полисилоксан, подвергнутый удлинению цепи, получают в результате проведения реакции для одного или нескольких дифункциональных полисилоксанов, каждый из которых имеет две концевые аминовые, эпоксидные или карбоксильные группы, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания, выбираемого из группы, состоящей из диаминового, диэпоксидного и дикарбокислотного соединения, при том условии, что, по меньшей мере, один из дифункциональных полисилоксанов и агента реакции сочетания имеет, по меньшей мере, одну эпоксидную группу.
Как обсуждалось выше, специалисты в соответствующей области техники должны иметь хорошее представление о том, как ковалентно присоединить одного или нескольких представителей, выбираемых из имеющих концевую функциональную группу соединений ПЭГ или гидрофильных полимеров, которые описывались выше, к одной из гидроксигрупп гидроксисодержащего полисилоксанового сшивателя, подвергнутого удлинению цепи, в хорошо известных условиях проведения реакции сочетания, описанных выше или изложенных в учебниках.
Подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый сшиватель, описывающийся формулой (7), также может быть получен по способу, включающему стадии: (1) получения образующего мостик соединителя, включающего боковую (линейную или 3-лучевую) гидрофильную полимерную цепь и две первые реакционно-способные функциональные группы; (2) проведения реакции между образующим мостик соединителем и, по меньшей мере, одним дифункциональным полисилоксаном, включающим один единственный полисилоксановый сегмент и две концевые вторые реакционно-способные функциональные группы, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания в условиях проведения реакции сочетания с образованием промежуточного подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового полимера, включающего две концевые первые или вторые реакционно-способные функциональные группы, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента и, по меньшей мере, одну свободно свисающую гидрофильную полимерную цепь, присоединенную к органическому соединительному звену, соединяющему пару соседних полисилоксановых сегментов; и (3) проведения этиленфункционализации для промежуточного полисилоксанового полимера, подвергнутого удлинению цепи, при использовании этиленфункционализующего винильного мономера, имеющего третью реакционно-способную функциональную группу (отличную от этиленненасыщенной группы), способную вступать в реакцию с первыми или вторыми реакционно-способными функциональными группами, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания с образованием ковалентного соединительного звена и получением, тем самым, подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя по изобретению (то есть, описывающегося формулой (I)). Предпочтительно, первую реакционно-способную функциональную группу выбирают из группы, состоящей из амина (-NHR’, при этом R’ представляет собой то, что определено выше), гидроксила, карбоксила и их комбинаций, а вторую и третью реакционно-способные функциональные группы независимо одна от другой выбирают из группы, состоящей из гидроксильных групп (-ОН), аминогрупп (-NHR’), карбоксильных групп (-СООН), изоцианатных групп, эпоксидных групп, азлактоновой группы, азиридиновой группы, хлорангидрида кислоты и их комбинаций.
2
20
2
20
Мостиковый соединитель, включающий боковую (линейную или 3-лучевую) гидрофильную полимерную цепь и две первые реакционно-способные функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из аминовой, гидроксильной, карбоксильной, изоцианатной групп и их комбинаций, получают в результате: (а) проведения реакции между меркаптаном, имеющим одну единственную тиольную группу и две первые реакционно-способные функциональные группы (отличные от тиольных групп), и моноэтиленфункционализованным гидрофильным полимером (то есть, линейным или 3-лучевым гидрофильным полимером, имеющим одну единственную концевую этиленненасыщенную группу) в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции; (b) проведения реакции между имеющим концевую тиольную группу (линейным или Y-образным) гидрофильным полимером и винильным мономером, имеющим две первые реакционно-способные функциональные группы (отличные от этиленненасыщенных групп), в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции; (с) полимеризации смеси, включающей передатчик кинетической цепи (то есть, меркаптан), имеющий одну единственную тиольную группу и, по меньшей мере, две первые реакционно-способные функциональные группы, по меньшей мере, приблизительно 60% (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%) масс. одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров и от 0 до приблизительно 40% (предпочтительно от 0 до приблизительно 30%, более предпочтительно от 0 до приблизительно 20%, еще более предпочтительно от 0 до приблизительно 10%) масс. одного или нескольких объемистых винильных мономеров (любого одного из тех, которые описывались выше); (d) проведения реакции между С-С соединением, имеющим три первые реакционно-способные функциональные группы (которые могут быть идентичными или различными в сопоставлении друг с другом), и (линейным или 3-лучевым) гидрофильным полимером, имеющим одну единственную концевую вторую реакционно-способную функциональную группу, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания в условиях проведения реакции сочетания, или (е) проведения реакции между С-С соединением, имеющим три первые реакционно-способные функциональные группы (реакционно-способные по отношению к органическому бромиду), и продуктом полимеризации в виде радикальной полимеризации с переносом атома при полимеризации смеси, включающей органический бромид в качестве инициатора радикальной полимеризации с переносом атома, по меньшей мере, приблизительно 60% (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%) масс. одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров и от 0 до приблизительно 40% (предпочтительно от 0 до приблизительно 30%, более предпочтительно от 0 до приблизительно 20%, еще более предпочтительно от 0 до приблизительно 10%) масс. одного или нескольких объемистых винильных мономеров (любого одного из тех, которые описывались выше).
Например, мостиковый соединитель, включающий боковую гидрофильную полимерную цепь и две первые функциональные группы, может быть введен в реакцию с полисилоксаном, имеющим две концевые вторые функциональные группы, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания в условиях проведения реакции сочетания при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 1:2 и более, для получения имеющего две концевые вторые функциональные группы подвергнутого удлинению цепи полисилоксана, включающего два полисилоксановых сегмента, соединенных через мостиковый соединитель. Такой полученный полисилоксан, подвергнутый удлинению цепи, может быть дополнительно введен в реакцию с мостиковым соединителем при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 1:2, для получения нового подвергнутого удлинению цепи полисилоксана, имеющего концевые группы, блокированные при использовании мостикового соединителя, (то есть, подвергнутого удлинению цепи полисилоксана, включающего две концевые первые функциональные группы и три боковые гидрофильные полимерные цепи и два полисилоксановых сегмента).
В рамках еще одного иллюстративного примера подвергнутый удлинению цепи полисилоксан, имеющий три полисилоксановых сегмента, каждая пара которых разделена мостиковым соединителем, включающим боковую гидрофильную полимерную цепь, может быть получен по однореакторной реакции сочетания или по трехстадийным реакциям. В однореакторной реакции мостиковый соединитель, имеющий две первые функциональные группы и боковую гидрофильную полимерную цепь, может вступать в реакцию с полисилоксаном, имеющим один полисилоксановый сегмент и две концевые вторые функциональные группы, вступающие в совместную реакцию с первой функциональной группой с образованием ковалентных соединительных звеньев, в условиях проведения реакции сочетания при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 2:3, для получения подвергнутого удлинению цепи полисилоксана, имеющего (а) три полисилоксановых сегмента, каждая пара которых соединена друг с другом через мостиковый соединитель, включающий боковую гидрофильную полимерную цепь, и (b) две концевые вторые функциональные группы. В альтернативном варианте, на первой стадии трехстадийных реакций мостиковый соединитель имеет боковую гидрофильную полимерную цепь и две первые функциональные группы, и полисилоксан, имеющий две концевые вторые функциональные группы, может быть введен в реакцию с мостиковым соединителем, включающим боковую гидрофильную полимерную цепь и две первые функциональные группы, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания в условиях проведения реакции сочетания при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 2:1 и более, для получения полисилоксана, имеющего (в качестве концевых групп) концевые группы, блокированные при использовании одного мостикового соединителя на каждом конце. На второй стадии полисилоксан, имеющий концевые группы, блокированные при использовании мостикового соединителя, может быть введен в реакцию с полисилоксаном, имеющим две концевые вторые функциональные группы, (идентичным или отличным в сопоставлении с полисилоксаном, использующимся на первой стадии), в условиях проведения реакции сочетания при молярном эквивалентном соотношении, составляющем приблизительно 1:2 и более, для получения подвергнутого удлинению цепи полисилоксана, включающего три полисилоксановых сегмента, две боковые гидрофильные полимерные цепи и две концевые вторые функциональные группы. Для присоединения дополнительных полисилоксановых сегментов и/или мостиковых соединителей, каждый из которых имеет боковую гидрофильную полимерную цепь, к полисилоксану, подвергнутому удлинению цепи, может быть использована стадия (стадии) присоединения реакций.
Имеющие концевую дигидроксизамещенную алкильную или алкилоксиалкильную группу соединения ПЭГ доступны из коммерческого источника (например, продукт Ymer™ N120 - линейный дифункциональный полиэтиленгликольмонометиловый простой эфир от компании Perstorp). В альтернативном варианте, мостиковый соединитель, включающий боковую гидрофильную полимерную цепь и две первые реакционно-способные функциональные группы, может быть получен в результате (а) проведения реакции между меркаптаном, имеющим одну единственную тиольную группу и две первые реакционно-способные функциональные группы (отличные от тиольных групп), и моноэтиленфункционализованным гидрофильным полимером (то есть, гидрофильным полимером, включающим одну единственную этиленненасыщенную группу), или (b) проведения реакции между имеющим концевую тиольную группу гидрофильным полимером и винильным мономером, имеющим две первые реакционно-способные функциональные группы (отличные от этиленненасыщенных групп), в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции.
1
3
1
3
1
4
1
3
2
4
1
4
1
4
1
6
1
6
В одном предпочтительном варианте осуществления каждая гидрофильная полимерная цепь имеет, по меньшей мере, приблизительно 60% (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%) масс. одного или нескольких гидрофильных мономеров, выбираемых из группы, состоящей из этиленгликоля, (мет)акриламида, С-С алкил(мет)акриламида, ди(С-С алкил)(мет)акриламида, N-винилпиррола, N-винил-2-пирролидона, 2-винилоксазолина, 4-винилпиридина, имеющего концевую (С-С алкоксильную) группу и концевую (мет)акрилоильную группу полиэтиленгликоля, имеющего молекулярную массу, составляющую 2000 дальтонов или менее, ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилата, N-C-C алкил-3-метилен-2-пирролидона, N-C-C алкил-5-метилен-2-пирролидона, N-винил С-С алкиламида, N-винил-N-С-С алкиламида и их комбинаций. Предпочтительно гидрофильная полимерная цепь имеет объемистый винильный мономер, который может быть любым одним из тех, которые описывались выше.
1
4
Примерами предпочтительных гидрофильных винильных мономеров, использующихся в данном аспекте изобретения, являются N,N-диметилакриламид (ДМА), N,N-диметилметакриламид (ДММА), 3-акрилоиламино-1-пропанол, N-метил-3-метилен-2-пирролидон, N-этил-3-метилен-2-пирролидон, N-метил-5-метилен-2-пирролидон, N-этил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-н-бутил-3-метилен-2-пирролидон, 1-трет-бутил-3-метилен-2-пирролидон, диметиламиноэтилметакрилат (ДМАЭМА), N-винил-2-пирролидон (NВП), С-С алкоксиполиэтиленгликоль(мет)акрилат, имеющий среднемассовую молекулярную массу до 1500, метакриловая кислота, N-винилформамид, N-винилацетамид, N-винилизопропиламид, N-винил-N-метилацетамид, N-винилкапролактам и их смеси.
Для получения мостикового соединителя в изобретении могут быть использованы любые меркаптаны, содержащие от 2 до 24 атомов углерода и имеющие две реакционно-способные функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из амина (-NHR’, при этом R’ представляет собой то, что определено выше), гидроксила, карбоксила и их комбинаций. Примеры таких меркаптанов включают без ограничения меркаптоглицерин, 2-меркаптопиримидин-4,6-диол; цистеин; 4-амино-5-меркаптопентановую кислоту, 2-меркапто-4-амино-6-гидроксипиримидин, 2-меркаптоянтарную кислоту, 3-меркапто-2-(метиламино)пропановую кислоту, 2-меркапто-4,5-дигидро-1h-имидазол-4,5-диол, 3-меркаптотирамин, меркаптопропандиол, 2-меркаптометилглутаровую кислоту, гидрохлорид 3-меркапто-DL-валина и их комбинации.
Для получения мостикового соединителя, включающего боковую гидрофильную полимерную цепь, в изобретении может быть использован любой винильный мономер, имеющий две реакционно-способные функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из амина (-NHR’, при этом R’ представляет собой то, что определено выше), гидроксила, карбоксила и их комбинаций. Примеры таких винильных мономеров включают без ограничения N,N-2-(мет)акриламидогликолевую кислоту, глицерин(мет)акрилат, 2-гидрокси-3-аминопропил(мет)акрилат, 1-гидрокси-2-аминопропил(мет)акрилат, 1-амино-2-гидроксипропил(мет)акрилат, глутаконовую кислоту, итаконовую кислоту, цитраконовую кислоту, мезаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту и их комбинации.
1
4
2
4
1
4
Для получения мостикового соединителя, включающего боковую гидрофильную полимерную цепь, в изобретении могут быть использованы любые линейные гидрофильные полимеры, имеющие одну единственную тиольную или этиленненасыщенную группу. Примеры гидрофильных полимеров, имеющих одну этиленненасыщенную группу или тиольную группу, включают без ограничения имеющий концевую этиленненасыщенную группу или концевую тиольную группу поли(этиленгликоль) (ПЭГ); имеющие концевую этиленненасыщенную группу или концевую тиольную группу полиэтиленгликоль/полипропиленгликолевые (ПЭГ/ППГ) блок-сополимеры; имеющие концевую этиленненасыщенную группу или концевую тиольную группу полимеры, включающие, по меньшей мере, приблизительно 60% (предпочтительно, по меньшей мере, 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%) масс. одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров, выбираемых из группы, состоящей из N,N-диалкил(мет)акриламида, N-винилпирролидона, N-метил-N-винилацетамида, N-винилацетамида, N-винилформамида, N-винилизопропиламида, ди-С-С алкиламино-С-С алкил(мет)акрилата, (мет)акриламида, С-С алкоксиполиэтиленгликоль(мет)акрилата, имеющего среднемассовую молекулярную массу до 200, N-метил-3-метилен-2-пирролидона, 1-метил-5-метилен-2-пирролидона, 5-метил-3-метилен-2-пирролидона или их смеси, и их комбинации, и от 0 до приблизительно 40% (предпочтительно от 0 до приблизительно 30%, более предпочтительно от 0 до приблизительно 20%, еще более предпочтительно от 0 до приблизительно 10%) масс. одного или нескольких объемистых винильных мономеров (любого одного из тех, которые описывались выше).
Имеющие концевую этиленненасыщенную группу или концевую тиольную группу полиэтиленгликоли (ПЭГ) доступны из коммерческих источников. Имеющий концевую этиленненасыщенную группу гидрофильный полимер может быть получен в результате проведения этиленфункционализации гидрофильного полимера, имеющего одну единственную реакционно-способную функциональную группу, выбираемую из группы, состоящей из аминогруппы, гидроксильной группы, кислотно-хлорангидридной группы, карбоксильной группы, изоцианатной группы, ангидридной и эпоксидной группы.
Различные имеющие концевую функциональную группу соединения ПЭГ могут быть получены из коммерческих источников, например, от компаний Shearwater Polymers, Inc. и Polymer Sources™. Предпочтительными имеющими концевую функциональную группу соединениями ПЭГ являются те соединения ПЭГ, которые имеют одну аминовую, гидроксильную, кислотно-хлорангидридную или эпоксидную группу в одном концевом положении и метокси- или этоксигруппу в другом концевом положении. Из коммерческих источников, например, от компании Polymer Sources™, могут быть получены различные монофункциональные поливинилпирролидоны (ПВП), имеющие концевую гидроксильную, карбоксильную или тиольную группу.
Имеющие концевую функциональную группу линейные гидрофильные полимеры из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров, свободных от любой реакционно-способной функциональной группы (отличной от этиленненасыщенной группы), могут быть получены в соответствии с методиками, подобными тем, которые описываются в патенте США № 6218508, во всей своей полноте посредством ссылки включенном в настоящий документ. Например, один или несколько гидрофильных винильных мономеров, не имеющих функциональной группы (то есть, первичной аминогруппы, гидроксильной группы, изоцианатной группы, карбоксильной группы или эпоксидной группы), небольшое количество (то есть, приблизительно 40% или менее, предпочтительно приблизительно 30% или менее, более предпочтительно приблизительно 20% или менее, еще более предпочтительно приблизительно 10% масс. или менее по отношению к совокупному количеству полимеризуемых компонентов) объемистого винильного мономера и передатчик кинетической цепи (например, 2-меркаптоэтанол, 2-аминоэтантиол, 2-меркаптопропионовую кислоту, тиогликолевую кислоту, тиомолочную кислоту или другие гидроксимеркаптаны, аминомеркаптаны или карбоксилсодержащие меркаптаны) сополимеризуют (термически или актинически) в присутствии или в отсутствие инициатора для получения имеющих концевую гидроксильную, карбоксильную или аминовую группу гидрофильных полимера или сополимера. В общем случае молярное соотношение между передатчиком кинетической цепи и одним или несколькими гидрофильными винильными мономерами находится в диапазоне от приблизительно 1:5 до приблизительно 1:100. Молярное соотношение между передатчиком кинетической цепи и гидрофильным винильным мономером, не имеющим функциональной группы, выбирают для получения полимера или сополимера, имеющих молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 10000, предпочтительно от приблизительно 1000 до приблизительно 7500 дальтонов. Имеющие концевую эпоксидную, изоцианатную или кислотно-хлорангидридную группу полимеры или сополимеры из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров могут быть получены в результате ковалентного присоединения эпоксидных, изоцианатных или кислотно-хлорангидридных групп к полученным выше имеющим концевую гидроксильную или аминовую группу полимерам или сополимерам из одного или нескольких гидрофильных винильных мономеров в соответствии с любыми известными методиками. Использование имеющих концевую функциональную группу гидрофильных полимеров, имеющих повышенную молекулярную массу, может обеспечить наличие у межфазной пленки на силиконовом гидрогелевом материале или линзе, изготовленной из форполимера по изобретению, надлежащих толщины и степени покрытия.
В альтернативном варианте, имеющие концевую функциональную группу гидрофильные полимеры могут быть получены в результате полимеризации одного или нескольких гидрофильных мономеров (свободных от реакционно-способной функциональной группы, отличной от этиленненасыщенной группы) в присутствии гидроксил-, амин- или карбоксилсодержащего свободно-радикального инициатора при молярном соотношении между инициатором и гидрофильными мономерами в диапазоне от приблизительно 1:30 до приблизительно 1:700. Примерами инициаторов, имеющих аминовую, гидроксильную или карбоксильную группу, являются азоинициаторы, такие как, например, 2,2’-азобис{2-[1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазолин-2-ил]пропан}дигидрохлорид, 2,2’-азобис{2-метил-N-[1,1-бис(гидроксиметил)-2-гидроксиэтил]пропионамид, 2,2’-азобис[2-метил-N-(2-гидроксиэтил)пропионамид] или 2,2’-азобис{2-метил-N-[2-(1-гидроксибутил)]пропионамид}, 2,2’-азобис(2-метилпропионамид)дигидрохлорид, 2,2’-азобис[N-(2-карбоксиэтил)-2-метилпропионамидин]тетрагидрат и тому подобное.
В соответствии с изобретением этиленфункционализация имеющего концевую функциональную группу гидрофильного полимера может быть проведена в результате ковалентного присоединения этиленненасыщенных групп к функциональным группам (например, аминовым, гидроксильным, карбоксильным, изоцианатным, ангидридным и/или эпоксидным группам) имеющего концевую функциональную группу гидрофильного полимера при использовании этиленфункционализующего винильного мономера (любого одного из тех, которые описывались выше).
2
20
2
20
1
2
1
2
Примеры С-С соединений, имеющих три первые реакционно-способные функциональные группы (которые могут быть идентичными или различными в сопоставлении друг с другом), включают без ограничения 3-амино-1,2-пропандиол, 2-амино-1,3-пропандиол, 2-амино-2-метилпропан-1,3-диол, α-аминоадипиновую кислоту, 2,3-дигидрокси-3-метилпентановую кислоту, глицериновую кислоту, 4-амино-2-гидроксибутановую кислоту, 3-амино-2-гидроксипропионовую кислоту, тирозин, серин, треонин, лизин, аспарагинат, глутаминат, 3-гидрокси-3-метилглутаровую кислоту, яблочную кислоту, 2-гидроксиглутаровую кислоту, глицерин, диглицерин, 1,1,1-трисгидроксиметилэтан, 1,1,1-трисгидроксиметилпропан, 1,2,4-бутантриол, 1,2,6-гексантриол, эритрит, пентаэритрит, диэтилентриамин, N-2’-аминоэтил-1,3-пропилендиамин, N,N-бис(3-аминопропил)амин, N,N-бис(6-аминогексил)амин, триэтилентетраамин, изоциануратный тример гексаметилендиизоцианата, 2,4,6-толуолтриизоцианат, п,п’,п’’-трифенилметантриизоцианат и трифункциональный тример (изоцианурат) изофорондиизоцианата, тримезоилхлорид, циклогексан-1,3,5-трикарбонилхлорид, тримерный хлорангидрид кислоты, триглицидилизоцианурат (ТГИЦ), триметилолпропантриметакрилат, пентаэритриттетраметакрилат, триаллилизоцианурат, триаллилцианурат, аконитиновую кислоту, лимонную кислоту, 1,3,5-циклогексантрикарбоновую кислоту, 1,3,5-триметил-1,3,5-циклогексантрикарбоновую кислоту, 1,2,3-бензолтрикарбоновую кислоту и 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту. Предпочтительно С-С соединение, использующееся для получения мостикового соединителя, включающего боковую (линейную или 3-лучевую) гидрофильную полимерную цепь и две первые реакционно-способные функциональные группы, (то есть, в формуле (I) t1 и t2 составляют ноль, а L, L, L’ и L’ представляют собой простые связи) представляет собой 3-амино-1,2-пропандиол, 2-амино-1,3-пропандиол, 2-амино-2-метилпропан-1,3-диол, α-аминоадипиновую кислоту, 2,3-дигидрокси-3-метилпентановую кислоту, лизин, аспарагинат или глутаминат. Специалисты в соответствующей области техники должны иметь хорошее представление о том, как выбирать реакцию сочетания на основании селективности и/или дифференциальной реакционной способности заданной функциональной группы. Например, аминовая группа 3-амино-1,2-пропандиола может вступать в реакцию с единственной карбоксильной группой монофункционализованного линейного или 3-лучевого гидрофильного полимера в присутствии карбодиимида (то есть, 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимида (ЭДК), N,N’-дициклогексилкарбодиимида (ДЦК), 1-циклогексил-3-(2-морфолиноэтил)карбодиимида, диизопропилкарбодиимида) в соответствии с хорошо известной реакцией сочетания с участием карбодиимида с образованием мостикового соединителя, включающего одну свободно свисающую линейную или 3-лучевую гидрофильную полимерную цепь и две гидроксильные группы.
2
20
2
20
2
20
В соответствии с изобретением три луча монофункционального 3-лучевого гидрофильного полимера независимо один от другого представляют собой линейную гидрофильную полимерную цепь, включающую, по меньшей мере, приблизительно 60%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90% масс. одного или нескольких гидрофильных мономеров, и они могут быть идентичными или различными. Каждый луч соединяют с С-С соединением, имеющим три первые реакционно-способные функциональные группы, выбираемые из групп, состоящих из гидроксильных, аминовых, карбоксильных, изоцианатных групп и их комбинаций. Монофункциональный 3-лучевой гидрофильный полимер может быть получен в результате проведения реакции между первым линейным гидрофильным полимером, имеющим одну единственную концевую вторую реакционно-способную функциональную группу, и С-С соединением, имеющим три первые реакционно-способные функциональные группы, с образованием имеющего одно звено в виде двух концевых первых функциональных групп линейного гидрофильного полимера; проведения реакции между вторым линейным гидрофильным полимером, имеющим одну единственную третью реакционно-способную функциональную группу, и имеющим одно звено в виде двух концевых первых функциональных групп линейным гидрофильным полимером с образованием промежуточного гидрофильного полимера, образованного из первого и второго линейных гидрофильных полимеров, соединенных соединительным звеном с одной первой реакционно-способной функциональной группой; а после этого проведения реакции между третьим линейным гидрофильным полимером, имеющим две концевые четыре реакционно-способные функциональные группы, и промежуточным гидрофильным полимером с образованием 3-лучевого гидрофильного полимера, имеющего одну единственную концевую четвертую реакционно-способную функциональную группу. Предпочтительно, С-С соединение, имеющее три первые реакционно-способные функциональные группы, для получения имеющего концевую функциональную группу 3-лучевого гидрофильного полимера имеет три различные реакционно-способные функциональные группы, характеризующиеся различными реакционными способностями, например, как в случае 4-амино-2-гидроксибутановой кислоты, 3-амино-2-гидроксипропионовой кислоты, тирозина, серина или треонина.
В альтернативном варианте, мостиковый соединитель, включающий боковую линейную гидрофильную полимерную цепь и две первые реакционно-способные функциональные группы (описанные выше), может быть введен в реакцию последовательно с одним имеющим концевую функциональную группу линейным гидрофильным полимером и с линейным гидрофильным полимером, имеющим две концевые функциональные группы, в хорошо известных условиях проведения реакции сочетания для получения имеющего концевую функциональную группу 3-лучевого гидрофильного полимера.
Имеющий концевую этиленненасыщенную группу 3-лучевой гидрофильный полимер может быть получен в результате ковалентного присоединения этиленненасыщенных групп к функциональной группе (например, аминовым, гидроксильным, карбоксильным, изоцианатным, ангидридным и/или эпоксидным группам) имеющего концевую функциональную группу 3-лучевого гидрофильного полимера при использовании этиленфункционализующего винильного мономера (описанного выше).
Для получения промежуточного подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового полимера, включающего две концевые реакционно-способные функциональные группы, по меньшей мере, два полисилоксановых сегмента и, по меньшей мере, одну свободно свисающую гидрофильную полимерную цепь, присоединенную к органическому соединительному звену, соединяющему пару соседних полисилоксановых сегментов, могут быть применены любые подходящие для использования дифункциональные полисилоксаны. Различные полисилоксаны, имеющие две концевые функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из гидроксильных групп (-ОН), аминогрупп (-NHR’), карбоксильных групп (-СООН), эпоксидных групп, изоцианатных групп, ангидрида кислоты и их комбинаций, могут быть получены от коммерческих поставщиков (например, от компаний Gelest, Inc. или Fluorochem). В противном случае специалисты в соответствующей области техники должны иметь представление о том, как получить такие имеющие две концевые функциональные группы полисилоксаны в соответствии с методиками, известными на современном уровне техники и описанными в публикации Journal of Polymer Science - Chemistry, 33, 1773 (1995) (во всей своей полноте посредством ссылки включенной в настоящий документ). Примеры коммерчески доступного дифункционального полисилоксана включают без ограничения имеющий две концевые эпоксипропоксипропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые гидроксиэтоксипропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые гидроксил(полиэтиленокси)пропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые карбоксидецильные группы полисилоксан, имеющий две концевые карбоксипропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые капролактоновые группы полисилоксан, имеющий две концевые N-этиламинопропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые аминопропильные группы полисилоксан, имеющий две концевые группы ангидрида янтарной кислоты полисилоксан и их комбинации. Специалисты в соответствующей области техники должны иметь хорошее представление о том, как выбирать дифункциональный полисилоксан и условия проведения реакции сочетания на стадии (2).
Необходимо понимать то, что молярное эквивалентное соотношение между мостиковым соединителем, включающим одну боковую гидрофильную полимерную цепь, и имеющим две концевые функциональные группы полисилоксаном в реакционной смеси реакции сочетания может определять то, будет ли получающийся в результате промежуточный подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый полимер иметь концевые группы, блокированные при использовании одной из двух реакционно-способных функциональных групп мостикового соединителя или дифункционального полисилоксана.
Там, где молярное эквивалентное соотношение между первым мостиковым соединителем и первым имеющим две концевые функциональные группы полисилоксаном составит приблизительно 2:1 в реакционной смеси реакции сочетании, получающийся в результате первый промежуточный полисилоксановый полимер будет включать один полисилоксановый сегмент и будет иметь концевые группы, блокированные при использовании одной из двух реакционно-способных функциональных групп мостикового соединителя. После этого первый промежуточный полимер может быть введен в реакцию со вторым дифункциональным полисилоксаном (который может быть отличным или идентичным в сопоставлении с первым дифункциональным полисилоксаном) при молярном эквивалентном соотношении 1:2 для получения второго промежуточного полисилоксанового полимера, включающего три полисилоксановых сегмента и имеющего концевые группы, блокированные при использовании одной из реакционно-способных функциональных групп второго дифункционального полисилоксана. Такие методики могут быть повторены для получения промежуточного полимера, включающего желательное количество полисилоксановых сегментов.
Подобным образом там, где молярное эквивалентное соотношение между первым мостиковым соединителем и первым имеющим две концевые функциональные группы полисилоксаном составит приблизительно 1:2 в реакционной смеси реакции сочетания, получающийся в результате первый промежуточный полисилоксановый полимер будет включать два полисилоксановых сегмента и будет иметь концевые группы, блокированные при использовании одной из двух реакционно-способных функциональных групп первого дифункционального полисилоксана. После этого, получающийся в результате первый промежуточный полисилоксановый полимер, подвергнутый удлинению цепи, может быть подвергнут этиленфункционализации для получения подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя (то есть, стадия (3)) по изобретению или введен в реакцию со вторым мостиковым соединителем (который может быть отличным или идентичным в сопоставлении с первым мостиковым соединителем) при молярном эквивалентном соотношении 1:2 для получения второго промежуточного полисилоксанового полимера, включающего идентичные два полисилоксановые сегмента, но имеющего концевые группы, блокированные при использовании блокированного одной из реакционно-способных функциональных групп второго мостикового соединителя. Второй промежуточный полисилоксан может быть в дальнейшем введен в реакцию со вторым дифункциональным полисилоксаном (который может быть отличным или идентичным в сопоставлении с первыми дифункциональными полисилоксанами) для получения третьего промежуточного полисилоксанового полимера, включающего четыре полисилоксановые сегмента и имеющего концевые группы, блокированные при использовании одной из реакционно-способных функциональных групп второго дифункционального полисилоксана. Такие методики могут быть повторены для получения промежуточного полимера, включающего желательное количество полисилоксановых сегментов.
Необходимо понимать то, что два или три мостиковые соединителя могут быть ковалентно соединены друг с другом в реакции сочетания (любой одной, которая описывалась выше) с образованием нового мостикового соединителя, включающего две и более боковые гидрофильные полимерные цепи, (то есть, соответствующего формуле (I), где v1 и ω1 независимо один от другого представляют собой целое число 2 или 3).
2
4
После этого полученный промежуточный полисилоксановый полимер, подвергнутый удлинению цепи, может быть подвергнут этиленфункционализации для получения подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя по изобретению в соответствии с любыми этиленфункционализующими методиками, описанными выше и использующими любой описанный выше этиленфункционализующий винильный мономер. Предпочтительно ковалентные соединительные звенья, полученные в способе этиленфункционализации, являются соединительными звеньями, свободными сложноэфирных соединительных звеньев между одной двойной связью углерод-углерод и одним полисилоксановым сегментом. Например, там, где концевые функциональные группы промежуточного полисилоксанового полимера, подвергнутого удлинению цепи, являются аминовой или гидроксильной группой, в качестве этиленфункционализующего винильного мономера могут быть использованы азлактонсодержащий винильный мономер или изоцианатсодержащий (мет)акриламидный мономер (который может представлять собой, например, продукт реакции с составом 1:1 между С-С гидроксиалкил(мет)акриламидом (например, гидроксиэтил(мет)акриламидом) и гексаметил-1,6-диизоцианатом (или изофорондиизоцианатом или любым диизоцианатом, описанным выше)); где концевые функциональные группы промежуточного полисилоксанового полимера, подвергнутого удлинению цепи, являются аминогруппой, а в качестве этиленфункционализующего винильного мономера может выступать хлорангидрид (мет)акриловой кислоты; там, где концевые функциональные группы промежуточного полисилоксанового полимера, подвергнутого удлинению цепи, представляют собой 1,2- или 1,3-диол, в качестве этиленфункционализующего винильного мономера может быть использован акриламидоацетальдегиддиметилацеталь (или метакриламидоацетальдегиддиметилацеталь).
В соответствии с изобретением гидрофилизованный полисилоксан или подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый сшиватель, описывающийся формулой (8), могут быть получены способом, включающим стадии: (1) проведения реакции между мостиковым соединителем, включающим боковую гидрофильную полимерную цепь (любую одну из тех, которые описывались выше), и, по меньшей мере, одним полисилоксаном, имеющим концевую группу в виде одного органического фрагмента, имеющего две реакционно-способные функциональные группы, например, имеющим концевую дикарбинольную группу полисилоксаном, включающим один единственный полисилоксановый сегмент, (то есть, имеющим концевую бисгидроксиалкильную группу или имеющим концевую бисгидроксиалкилоксиалкильную группу полисилоксаном) в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания в условиях проведения реакции сочетания для получения гребнеобразного соединения, включающего (а) по меньшей мере, одну боковую полисилоксановую цепь (то есть, сегмент, не имеющий какой-либо концевой реакционно-способной функциональной группы), (b) по меньшей мере, одну боковую гидрофильную полимерную цепь и (с) две концевые первые реакционно-способные функциональные группы; и (2) проведения этиленфункционализации гребнеобразного соединения при использовании этиленфункционализующего винильного мономера, имеющего вторую реакционно-способную функциональную группу (отличную от этиленненасыщенной группы), способную вступать в реакцию с первыми реакционно-способными функциональными группами, в присутствии или в отсутствие агента реакции сочетания для получения ковалентного соединительного звена и, тем самым, с образованием гидрофилизованного полисилоксанового сшивателя, описывающегося формулой (10).
Монодикарбинолполисилоксан может быть получен из коммерческих источников, таких как компании Shin Etsu, Gelest, Inc.
Полисилоксан, имеющий концевую группу в виде одного органического фрагмента, имеющего две реакционно-способные функциональные группы, может быть получен в результате (а) проведения реакции между меркаптаном, имеющим одну единственную тиольную группу и две первые реакционно-способные функциональные группы (отличные от тиольных групп), и имеющим концевую винильную, акрилоильную, метакрилоильную или аллильную группу полисилоксаном, или (b) проведения реакции между имеющим концевую тиольную группу полисилоксаном и винильным мономером, имеющим две первые реакционно-способные функциональные группы (отличные от этиленненасыщенных групп), в условиях проведения присоединения Михаэля или тиол-еновой реакции.
Имеющие концевую винильную, акрилоильную, метакрилоильную и аллильную группу полисилоксаны могут быть получены из коммерческих источников (например, от компаний Shin Etsu, Gelest, Inc. или Flurochem). В альтернативном варианте, они могут быть получены в результате этиленфункционализации монофункционального полисилоксана, полученного из коммерческого источника.
Описанные выше меркаптаны, содержащие от 2 до 24 атомов углерода и имеющие две реакционно-способные функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из амина (-NHR’, при этом R’ представляет собой то, что определено выше), гидроксила, карбоксила и их комбинаций, могут быть использованы в изобретении для получения полисилоксана, имеющего концевые группы в виде моноорганического фрагмента, имеющего две реакционно-способные функциональные группы. Примеры таких меркаптанов включают без ограничения меркаптоглицерин, 2-меркаптопиримидин-4,6-диол, 4-амино-5-меркаптопентановую кислоту, 2-меркапто-4-амино-6-гидроксипиримидин, 2-меркаптоянтарную кислоту, 3-меркапто-2-(метиламино)пропановую кислоту, 2-меркапто-4,5-дигидро-1h-имидазол-4,5-диол, 3-меркаптотирамин, меркаптопропандиол, 2-меркаптометилглутаровую кислоту, гидрохлорид 3-меркапто-DL-валина и их комбинации.
Любой винильный мономер, имеющий две реакционно-способные функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из амина (-NHR’, при этом R’ представляет собой то, что определено выше), гидроксила, карбоксила и их комбинаций, может быть использован в изобретении для получения мостикового соединителя, включающего боковую гидрофильную полимерную цепь, на стадии (2). Примеры таких винильных мономеров включают без ограничения N,N-2-(мет)акриламидогликолевую кислоту, глицерин(мет)акрилат, 2-гидрокси-3-аминопропил(мет)акрилат, 1-гидрокси-2-аминопропил(мет)акрилат, 1-амино-2-гидроксипропил(мет)акрилат, глутаконовую кислоту, итаконовую кислоту, цитраконовую кислоту, мезаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту и их комбинации.
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
1
6
В соответствии с изобретением при получении форполимера по изобретению могут быть применены любые подходящие для использования гидрофильные винильные мономеры. Подходящие для использования гидрофильные винильные мономеры представляют собой, без приведения в данном случае исчерпывающего перечня, гидроксилзамещенные С-С алкил(мет)акрилаты, гидроксилзамещенные С-С алкилвиниловые простые эфиры, С-С алкил(мет)акриламид, ди(С-С алкил)(мет)акриламид, N-винилпиррол, N-винил-2-пирролидон, 2-винилоксазолин, 2-винил-4,4’-диалкилоксазолин-5-он, 2- и 4-винилпиридин, олефинненасыщенные карбоновые кислоты, содержащие в совокупности от 3 до 6 атомов углерода, аминозамещенные С-С алкиловые (где термин «амино» также имеет и четвертичный аммоний) моно(С-C алкиламино)(С-С алкил)- и ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилаты, аллиловый спирт, N-винил С-С алкиламид, N-винил-N-С-С алкиламид и их комбинации.
1
4
Примерами предпочтительных гидрофильных винильных мономеров, свободных от реакционно-способной функциональной группы, являются N,N-диметилакриламид (ДМА), N-метил-3-метилен-2-пирролидон, 1-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-метил-5-метилен-2-пирролидон, 1-этил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-н-пропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-3-метилен-2-пирролидон, 1-изопропил-5-метилен-2-пирролидон, 1-н-бутил-3-метилен-2-пирролидон, 1-трет-бутил-3-метилен-2-пирролидон, N-винил-2-пирролидон (NВП), винилпиридин, С-С алкоксиполиэтиленгликоль(мет)акрилат, имеющий среднемассовую молекулярную массу до 1500, N-винилформамид, N-винилацетамид, N-винилизопропиламид, N-винил-N-метилацетамид, N-винилкапролактам и их смеси. Примеры наиболее предпочтительных гидрофильных винильных мономеров включают без ограничения N-винилпирролидон, N,N-диметил(мет)акриламид, (мет)акриламид, N-винилформамид, N-винилацетамид, N-винилизопропиламид, N-винил-N-метилацетамид, N-метил-3-метилен-2-пирролидон, 1-этил-3-метилен-2-пирролидон, 1-метил-5-метилен-2-пирролидон, 1-этил-5-метилен-2-пирролидон, 5-метил-3-метилен-2-пирролидон, 5-этил-3-метилен-2-пирролидон и их комбинации.
В соответствии с изобретением полимеризуемые звенья свободны от любого полисилоксанового сегмента, и каждое из них имеет основное мономерное звено, представляющее собой часть полимерной цепи форполимера и включающее боковую или концевую этиленненасыщенную группу, присоединенную к нему, где каждое основное мономерное звено получено из первого этиленфункционализующего винильного мономера, имеющего первую реакционно-способную функциональную группу, где боковая или концевая этиленненасыщенная группа получена из второго этиленфункционализующего винильного мономера, имеющего вторую реакционно-способную функциональную группу, которая вступает в реакцию с одной первой реакционно-способной функциональной группой в присутствии или в отсутствие сшивателя с образованием ковалентного соединительного звена. Первую и вторую реакционно-способные функциональные группы выбирают из группы, состоящей из аминогруппы, гидроксильной группы, карбоксильной группы, азлактоновой группы, изоцианатной группы, эпоксидной группы, азиридиновой группы, хлорангидрида кислоты и их комбинации. Примерами таких винильных мономеров являются те этиленфункционализующие винильные мономеры, которые описывались выше. Предпочтительно первый этиленфункционализующий винильный мономер выбирают из группы, состоящей из гидроксиэтил(мет)акрилата, гидроксипропил(мет)акрилата, гидроксиэтил(мет)акриламида, гидроксипропил(мет)акриламида, аллилового спирта, аминоэтил(мет)акрилата, аминопропил(мет)акрилата, аминоэтил(мет)акриламида, аминопропил(мет)акриламида, аллиламина, (мет)акриловой кислоты, этилакриловой кислоты, пропилакриловой кислоты, бутилакриловой кислоты, глицидил(мет)акрилата, винилглицидилового простого эфира, аллилглицидилового простого эфира, изоцианатоэтил(мет)акрилата, 2-(1-азиридинил)этил(мет)акрилата, 3-(1-азиридинил)пропил(мет)акрилата, 4-(1-азиридинил)бутил(мет)акрилата, 2-винил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-5-она (ВДМО), 2-изопропенил-4,4-диметил-1,3-оксазолин-5-она (ИПДМО) и их комбинации. Наиболее предпочтительно, первый этиленфункционализующий винильный мономер выбирают из группы, состоящей из гидроксиэтил(мет)акрилата, гидроксипропил(мет)акрилата, гидроксиэтил(мет)акриламида, гидроксипропил(мет)акриламида, аллилового спирта, аминоэтил(мет)акрилата, аминопропил(мет)акрилата, аминоэтил(мет)акриламида, аминопропил(мет)акриламида, аллиламина и их комбинаций.
В соответствии с изобретением уровень содержания полимеризуемых звеньев определяют на основании уровня массового процентного содержания этиленфункционализующего винильного мономера, присутствующего в полимеризуемой композиции для получения подвергаемого водной переработке промежуточного сополимера, по отношению к совокупной массе полимеризуемых компонентов в полимеризуемой композиции или уровня массового процентного содержания этиленфункционализующего винильного мономера, использующегося при проведении этиленфункционализации промежуточного сополимера для получения форполимера по изобретению, по отношению к массе форполимера.
Передатчик кинетической цепи (имеющий, по меньшей мере, одну тиольную группу) используют для контролируемого выдерживания молекулярной массы получающегося в результате промежуточного сополимера. В случае наличия у передатчика кинетической цепи реакционно-способной функциональной группы, такой как аминовая, гидроксильная, карбоксильная, эпоксидная, изоцианатная, азлактоновая или азиридиновая группа, это может обеспечить наличие концевой или боковой функциональности (аминовой, гидроксильной, карбоксильной, эпоксидной, изоцианатной, азлактоновой или азиридиновой группы) для последующей этиленфункционализации получающегося в результате промежуточного сополимера.
При получении подвергаемого водной переработке форполимера по изобретению могут быть применены любые подходящие для использования гидрофобные винильные мономеры. Примеры предпочтительных гидрофобных винильных мономеров включают метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, втор-бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, циклогексилакрилат, 2-этилгексилакрилат, винилацетат, винилпропионат, винилбутират, винилвалерат, стирол, хлоропрен, винилхлорид, винилиденхлорид, акрилонитрил, 1-бутен, бутадиен, метакрилонитрил, винилтолуол, винилэтиловый простой эфир, перфторгексилэтилтиокарбониламиноэтилметакрилат, изоборнилметакрилат, трифторэтилметакрилат, гексафторизопропилметакрилат, гексафторбутилметакрилат, силиконсодержащий винильный мономер и их смеси.
В одном предпочтительном варианте осуществления полимеризуемая композиция содержит полимеризуемый УФ-поглощающий агент. Предпочтительные полимеризуемые УФ-поглощающие агенты включают без ограничения 2-(2-гидрокси-5-винилфенил)-2Н-бензотриазол, 2-(2-гидрокси-5-акрилоксифенил)-2Н-бензотриазол, 2-(2-гидрокси-3-метакриламидометил-5-трет-октилфенил)бензотриазол, 2-(2’-гидрокси-5’-метакриламидофенил)-5-хлорбензотриазол, 2-(2’-гидрокси-5’-метакриламидофенил)-5-метоксибензотриазол, 2-(2’-гидрокси-5’-метакрилоксипропил-3’-трет-бутилфенил)-5-хлорбензотриазол, 2-(2’-гидрокси-5’-метакрилоксиэтилфенил)бензотриазол, 2-(2’-гидрокси-5’-метакрилоксипропилфенил)бензотриазол, 2-гидрокси-4-акрилоксиалкоксибензофенон, 2-гидрокси-4-метакрилоксиалкоксибензофенон, аллил-2-гидроксибензофенон, 2-гидрокси-4-метакрилоксибензофенон. Полимеризуемый УФ- поглощающий агент, в общем случае, в полимеризуемой композиции для получения подвергаемого водной переработке форполимера по изобретению присутствует в количестве, достаточном для получения контактной линзы, которая изготовлена из образующего линзу материала, включающего форполимер, и которая поглощает, по меньшей мере, приблизительно 80 процентов УФ-света в диапазоне от приблизительно 280 нм до приблизительно 370 нм, который попадает на линзу. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать то, что конкретное количество УФ-поглощающего агента, использующегося в полимеризуемой композиции, будет зависеть от молекулярной массы УФ-поглощающего агента и его коэффициента экстинкции в диапазоне от приблизительно 280 до приблизительно 370 нм. В соответствии с изобретением полимеризуемая композиция содержит от приблизительно 0,2% до приблизительно 5,0%, предпочтительно от приблизительно 0,3% до приблизительно 2,5%, более предпочтительно от приблизительно 0,5% до приблизительно 1,8% масс. УФ-поглощающего агента.
В соответствии с изобретением этиленфункционализация промежуточного сополимера может быть проведена в результате ковалентного присоединения этиленненасыщенных групп к функциональным группам (например, аминовым, гидроксильным, карбоксильным, изоцианатным и/или эпоксидным группам) промежуточного сополимера. При этиленфункционализации полисилоксана может быть использован любой винильный мономер, имеющий гидроксильную, аминовую, карбоксильную, эпоксидную, азиридиновую, кислотно-хлорангидридную, изоцианатную группу, которая вступает в совместную реакцию с изоцианатными, аминовыми, гидроксильными, карбоксильными, эпоксидными, азиридиновыми или азлактоновыми группами промежуточного сополимера в отсутствие или в присутствии агента реакции сочетания (тех, которые описывались выше). При этиленфункционализации промежуточного сополимера для получения форполимера по изобретению могут быть использованы любые описанные выше этиленфункционализующие винильные мономеры.
Полимеризуемая композиция для получения промежуточного сополимера может представлять собой расплав, не содержащую растворителя жидкость, в которой все необходимые компоненты перемешаны друг с другом, или раствор, в котором все необходимые компоненты растворены в инертном растворителе (то есть, он не должен создавать помехи для реакции между реагентами в смеси), таком как вода, органический растворитель или их смесь, как это известно для специалистов в соответствующей области техники.
Пример подходящих для использования растворителей включает без ограничения воду, тетрагидрофуран, трипропиленгликольметиловый простой эфир, дипропиленгликольметиловый простой эфир, этиленгликоль-н-бутиловый простой эфир, кетоны (например, ацетон, метилэтилкетон и тому подобное), диэтиленгликоль-н-бутиловый простой эфир, диэтиленгликольметиловый простой эфир, этиленгликольфениловый простой эфир, пропиленгликольметиловый простой эфир, ацетат пропиленгликольметилового простого эфира, ацетат дипропиленгликольметилового простого эфира, пропиленгликоль-н-пропиловый простой эфир, дипропиленгликоль-н-пропиловый простой эфир, трипропиленгликоль-н-бутиловый простой эфир, пропиленгликоль-н-бутиловый простой эфир, дипропиленгликоль-н-бутиловый простой эфир, трипропиленгликоль-н-бутиловый простой эфир, пропиленгликольфениловый простой эфир, дипропиленгликольдиметиловый простой эфир, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, этилацетат, бутилацетат, амилацетат, метиллактат, этиллактат, изопропиллактат, метиленхлорид, 2-бутанол, 1-пропанол, 2-пропанол, ментол, циклогексанол, циклопентанол и экзонорборнеол, 2-пентанол, 3-пентанол, 2-гексанол, 3-гексанол, 3-метил-2-бутанол, 2-гептанол, 2-октанол, 2-нонанол, 2-деканол, 3-октанол, норборнеол, трет-бутанол, трет-амиловый спирт, 2-метил-2-пентанол, 2,3-диметил-2-бутанол, 3-метил-3-пентанол, 1-метилциклогексанол, 2-метил-2-гексанол, 3,7-диметил-3-октанол, 1-хлор-2-метил-2-пропанол, 2-метил-2-гептанол, 2-метил-2-октанол, 2-метил-2-нонанол, 2-метил-2-деканол, 3-метил-3-гексанол, 3-метил-3-гептанол, 4-метил-4-гептанол, 3-метил-3-октанол, 4-метил-4-октанол, 3-метил-3-нонанол, 4-метил-4-нонанол, 3-метил-3-октанол, 3-этил-3-гексанол, 3-метил-3-гептанол, 4-этил-4-гептанол, 4-пропил-4-гептанол, 4-изопропил-4-гептанол, 2,4-диметил-2-пентанол, 1-метилциклопентанол, 1-этилциклопентанол, 1-этилциклопентанол, 3-гидрокси-3-метил-1-бутен, 4-гидрокси-4-метил-1-циклопентанол, 2-фенил-2-пропанол, 2-метокси-2-метил-2-пропанол, 2,3,4-триметил-3-пентанол, 3,7-диметил-3-октанол, 2-фенил-2-бутанол, 2-метил-1-фенил-2-пропанол и 3-этил-3-пентанол, 1-этокси-2-пропанол, 1-метил-2-пропанол, трет-амиловый спирт, изопропанол, 1-метил-2-пирролидон, N,N-диметилпропионамид, диметилформамид, диметилацетамид, диметилпропионамид, N-метилпирролидинон и их смеси.
Сополимеризация полимеризуемой композиции для получения промежуточного сополимера может быть индуцирована фотохимически или предпочтительно термически. Подходящие для использования термические инициаторы полимеризации известны для специалистов в соответствующей области техники и включают, например, пероксиды, гидропероксиды, азобис(алкил- или циклоалкилнитрилы), персульфаты, перкарбонаты или их смеси. Примерами являются бнзоилпероксид, трет-бутилпероксид, ди-трет-бутилдипероксифталат, трет-бутилгидропероксид, азобис(изобутиронитрил) (АИБН), 1,1-азодиизобутирамидин, 1,1’-азобис(1-циклогексанкарбонитрил), 2,2’-азобис(2,4-диметилвалеронитрил) и тому подобное. Полимеризацию обычно проводят в вышеупомянутом растворителе при повышенной температуре, например, при температуре в диапазоне от 25 до 100ºС, а предпочтительно от 40 до 80ºС. Время реакции может варьироваться в широких пределах, но обычно находится, например, в диапазоне от 1 до 24 часов или предпочтительно от 2 до 12 часов. Выгодными являются предварительное дегазирование компонентов и растворителей, использующихся в реакции полимеризации, и проведение упомянутой реакции сополимеризации в инертной атмосфере, например, в азотной или аргоновой атмосфере. Сополимеризация может привести к получению оптических прозрачных хорошо определенных сополимеров, которые могут быть переработаны обычным образом при использовании, например, экстрагирования, осаждения, ультрафильтрования и тому подобных методик.
В соответствии с изобретением подвергаемый водной переработке форполимер по изобретению имеет от приблизительно 20% до приблизительно 50%, предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 45%, более предпочтительно от приблизительно 28% до приблизительно 40% масс. силикона по отношению к совокупной массе форполимера. В соответствии с использованием в данной патентной заявке термин «силикон» относится к силильной группе, замещенной тремя органическими группами, и/или силоксановому звену, замещенному двумя органическими группами, где органическая группа может представлять собой алкил, трис(метил)силоксил и/или алкеновый дирадикал. Уровень массового процентного содержания силикона в форполимере может быть рассчитан на основании уровней процентного содержания всех силоксансодержащих винильных мономеров (мономера) и гидрофилизованного полисилоксана и/или подвергнутых удлинению цепи полисилоксановых сшивателей (сшивателя) по отношению к совокупной массе всех полимеризуемых компонентов и в расчете на уровни массового процентного содержания силикона по отношению к молекулярной массе (или средней молекулярной массе) силоксансодержащих винильных мономеров (мономера) и гидрофилизованного полисилоксана и/или подвергнутых удлинению цепи полисилоксановых сшивателей (сшивателя). Например, для полимеризуемой композиции при получении промежуточного сополимера, содержащей в качестве полимеризуемых компонентов приблизительно 35% масс. продукта MA-PDMS100-PEG750 (полученного из изоцианатоэтилметакрилата (ИЭМ), имеющего концевые α,ω-бисгидроксиэтоксипропильные группы полидиметилсилоксана (PDMS1000, ММ~1000, Х-22-160AS от компании ShinEtsu), изофорондиизоцианата (ИФДИ) и имеющего концевую метоксигруппу полиэтиленгликоля (PEG750, MM~750), то есть IEM-PDMS1000-IPDI-PEG750, смотрите приведенную ниже формулу для получения информации о структуре), приблизительно 20% масс. продукта Hydroxy-4 (смотрите приведенную ниже формулу для получения информации о структуре) и приблизительно 45% масс. соединения ДМА (N,N-диметилакриламида), при этом уровень массового процентного содержания силикона в промежуточном сополимере может быть рассчитан следующим образом.
Уровень процентного содержания силикона в продукте MA-PDMS1000-PEG750 может быть рассчитан следующим образом:
PDMS1000
IEM
PDMS1000
IPDI
PEG750
% силикона (масс./масс.)≈M/(M+M+M+M)×100 =1000/(155+1000+222+750)=47%
Уровень процентного содержания силикона в продукте Hydroxy-4 может быть рассчитан составляющим приблизительно 71% (равным массе фрагмента в пунктирной рамке, поделенной на молекулярную массу продукта Hydroxy-4). Уровень процентного содержания силикона в сополимере, полученном из полимеризуемой композиции, может быть рассчитан следующим образом:
MA-PDMS1000-PEG750
Hydroxy-4
% силикона (масс./масс.)=[% силикона]×[MA-PDMS1000-PEG750]+[% силикона]×[Hydroxy-4]=47%×35%+63%×20% =30,7%
В соответствии с изобретением подвергаемый водной переработке форполимер по изобретению характеризуется высокими растворимостью или диспергируемостью в воде, составляющими, по меньшей мере, приблизительно 5%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 10%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 20% масс. в воде. Форполимер способен актинически сшиваться в отсутствие одного или нескольких винильных мономеров с образованием силиконовой гидрогелевой контактной линзы, характеризующейся уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительно 75% (предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 70%, более предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 65%) масс. при полной гидратации, кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 50 барреров, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 60 барреров, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70 барреров), и необязательно (но предпочтительно) наличием гидрофильной поверхности, демонстрирующей средний водный краевой угол смачивания, составляющий приблизительно 90 градусов или менее (предпочтительно приблизительно 80 градусов или менее, более предпочтительно 70 градусов или менее, еще более предпочтительно 60 градусов или менее) без проведения поверхностной обработки после формования.
Подвергаемый водной переработке форполимер по изобретению может найти себе конкретное использование при изготовлении силиконовых гидрогелевых глазных линз, в частности, контактных линз.
Необходимо понимать то, что, хотя различные варианты осуществления изобретения могли бы быть описаны выше раздельно, они могут быть объединены любым желательным образом для получения различных предпочтительных вариантов осуществления изобретения.
В еще одном аспекте изобретение предлагает мягкие контактные линзы. Мягкая контактная линза по изобретению содержит: силиконовый гидрогелевый материал, который получают в результате отверждения материала, образующего линзу, в форме, где образующий линзу состав (или материал) содержит подвергаемый водной переработке форполимер по изобретению (подробно описанный выше) и один или несколько компонентов, выбираемых из группы, состоящей из гидрофильного винильного мономера, гидрофобного винильного мономера, сшивателя, имеющего молекулярную массу, меньшую, чем 700 дальтонов, полимеризуемого УФ-поглощающего агента, агента, регулирующего оттенок контактных линз, (например, красителей, пигментов или их смесей), противомикробных агентов (например, предпочтительно наночастиц серебра), биологически активного агента, выщелачиваемых смазок, выщелачиваемых стабилизаторов слезной пленки и их смесей, где силиконовая гидрогелевая контактная линза характеризуется уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительного 75% (предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 70%, более предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 65%) масс. при полной гидратации, кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 50 барреров, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 60 барреров, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70 барреров), и необязательно (но предпочтительно) наличием гидрофильной поверхности, демонстрирующей средний водный краевой угол смачивания, составляющий приблизительно 90 градусов или менее (предпочтительно приблизительно 80 градусов или менее, более предпочтительно 70 градусов или менее, еще более предпочтительно 60 градусов или менее) без проведения поверхностной обработки после формования.
В соответствии с изобретением образующий линзу состав (или материал) представляет собой композицию текучей среды, которая может представлять собой раствор или расплав при температуре в диапазоне от приблизительно 20ºС до приблизительно 85ºС. Предпочтительно, материал, образующий линзу, представляет собой раствор, по меньшей мере, одного форполимера по изобретению и других желательных компонентов в офтальмологически-совместимом растворителе (например, воде, 1,2-пропиленгликоле, полиэтиленгликоле, имеющем молекулярную массу, составляющую приблизительно 400 дальтонов или менее, или их смеси).
Выше описывались и могут быть использованы в данном аспекте изобретения различные варианты осуществления подвергаемых водной переработке форполимеров, гидрофильных винильных мономеров, гидрофобных винильных мономеров, растворителей, сшивателей, полимеризуемых УФ-поглощающих агентов, фотоинициаторов.
Примеры сшивателей включают без ограничения тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, этиленгликольди(мет)акрилат, диэтиленгликольди(мет)акрилат, диметакрилат бисфенола А, винилметакрилат, этилендиаминди(мет)акриламид, глицериндиметакрилат, аллил(мет)акрилат, N,N’-метиленбис(мет)акриламид, N,N’-этиленбис(мет)акриламид, N,N’-дигидроксиэтиленбис(мет)акриламид, 1,3-бис(метакриламидопропил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, 1,3-бис(N-(мет)акриламидопропил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, 1,3-бис(метакриламидобутил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, 1,3-бис(метакрилоксиэтилуреидопропил)-1,1,3,3-тетракис(триметилсилокси)дисилоксан, продукт диамина (предпочтительно выбираемого из группы, состоящей из N,N’-бис(гидроксиэтил)этилендиамина, N,N’-диметилэтилендиамина, этилендиамина, N,N’-диметил-1,3-пропандиамина, N,N’-диэтил-1,3-пропандиамина, пропан-1,3-диамина, бутан-1,4-диамина, пентан-1,5-диамина, гексаметилендиамина, изофорондиамина и их комбинаций) и эпоксисодержащего винильного мономера (предпочтительно выбираемого из группы, состоящей из глицидил(мет)акрилата, винилглицидилового простого эфира, аллилглицидилового простого эфира и их комбинаций), их комбинации. Один более предпочтительный сшиватель, используемый при получении форполимера по изобретению, представляет собой тетра(этиленгликоль)диакрилат, три(этиленгликоль)диакрилат, этиленгликольдиакрилат, ди(этиленгликоль)диакрилат, глицериндиметакрилат, аллил(мет)акрилат, N,N’-метиленбис(мет)акриламид, N,N’-этиленбис(мет)акриламид, N,N’-дигидроксиэтиленбис(мет)акриламид или их комбинацию.
Биологически активный агент, включенный в полимерную матрицу, представляет собой любое соединение, которое может предотвращать возникновение заболевания в глазу или ослаблять симптомы заболевания глаза. Биологически активный агент может представлять собой лекарственный препарат, аминокислоту (например, таурин, глицин и тому подобное), полипептид, белок, нуклеиновую кислоту или любую их комбинацию. Примеры лекарственных препаратов, подходящих для использования в настоящем документе, включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: ребамипид, кетотифен, олаптидин, кромогликолят, циклоспорин, недокромил, левокабастин, лодоксамид, кетотифен или их фармацевтически приемлемые соль или сложный эфир. Другие примеры биологически активных агентов включают 2-пирролидон-5-карбоновую кислоту (ПКК), альфа-гидроксильные кислоты (например, гликолевую, молочную, яблочную, винную, миндальную и лимонную кислоты и их соли и тому подобное), линолевую и гамма-линолевую кислоты и витамины (например, В5, А, В6 и тому подобное).
Примеры выщелачиваемых смазок включают без ограничения муциноподобные материалы (например, полигликолевую кислоту) и несшиваемые гидрофильные полимеры (то есть, не имеющих этиленненасыщенных групп).
В качестве выщелачиваемых смазок могут быть использованы любые гидрофильные полимеры, не имеющие каких-либо этиленненасыщенных групп. Предпочтительные примеры несшиваемых гидрофильных полимеров включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: поливиниловые спирты (ПВС), полиамиды, полиимиды, полилактон, гомополимер виниллактама, сополимер, по меньшей мере, одного виниллактама в присутствии или в отсутствие одного или нескольких гидрофильных винильных сомономеров, гомополимер акриламида или метакриламида, сополимер акриламида или метакриламида с одним или несколькими гидрофильными винильными мономерами, полиэтиленоксид (то есть, полиэтиленгликоль (ПЭГ)), полиоксиэтиленовое производное, поли-N,N-диметилакриламид, полиакриловая кислота, поли-2-этилоксазолин, гепарин-полисахариды, полисахариды и их смеси.
w
Среднемассовая молекулярная масса M несшиваемого гидрофильного полимера находится в диапазоне предпочтительно от 5000 до 500000, более предпочтительно от 10000 до 300000, еще более предпочтительно от 20000 до 100000.
Примеры выщелачиваемых стабилизаторов слезной пленки включают без ограничения фосфолипиды, моноглицериды, диглицериды, триглицериды, гликолипиды, глицерогликолипиды, сфинголипиды, сфингогликолипиды, жирные спирты, жирные кислоты, минеральные масла и их смеси. Предпочтительно, стабилизатор слезной пленки представляет собой фосфолипид, моноглицерид, диглицерид, триглицерид, гликолипид, глицерогликолипид, сфинголипид, сфингогликолипид, жирную кислоту, содержащую от 8 до 36 атомов углерода, жирный спирт, содержащий от 8 до 36 атомов углерода, или их смесь.
Формы линз для изготовления контактных линз хорошо известны для специалистов в соответствующей области техники и, например, используются при литье без давления или центробежном литье. Например, форма (для литья без давления) в общем случае имеет, по меньшей мере, две секции (или части) формы или половинки формы, то есть первую и вторую половинки формы. Первая половинка формы определяет первую формующую (или оптическую) поверхность, а вторая половинка формы определяет вторую формующую (или оптическую) поверхность. Первую и вторую половинки формы конфигурируют принимающими друг друга таким образом, чтобы между первой формующей поверхностью и второй формующей поверхностью создавалась бы полость, образующая линзу. Формующая поверхность половинки формы является образующей полость поверхностью формы и находится в непосредственном контакте с материалом, образующим линзу.
Способы изготовления секций форм для литья без давления контактной линзы в общем случае хорошо известны для специалистов в соответствующей области техники. Способ по настоящему изобретению не ограничивается каким-либо конкретным способом изготовления формы. Собственно говоря, в настоящем изобретении может быть использован любой способ получения формы. Первая и вторая половинки формы могут быть изготовлены по различным методикам, таким как литье под давлением или обточка. Примеры подходящих для использования способов изготовления половинок формы описываются в патентах США №№ 4444711 автора Schad; 4460534 авторов Boehm et al.; 5843346 автора Mornill; и 5894002 авторов Boneberger et al, которые также посредством ссылки включаются в настоящий документ.
При получении форм для изготовления контактных линз могут быть использованы практически все материалы, известные на современном уровне техники изготовления форм. Например, могут быть использованы полимерные материалы, такие как полиэтилен, полипропилен, полистирол, ПММА, продукт Topas COC grade 8007-S10 (прозрачный аморфный сополимер из этилена и норборнена от компаний Ticona GmbH из Франкфурта, Германия и Summit, Нью-Джерси) и тому подобное. Могли бы быть использованы и другие материалы, которые обеспечивают пропускание УФ-света, такие как кварцевое стекло и сапфир.
2
В одном предпочтительном варианте осуществления применяются многократно используемые формы, и композицию, образующую линзу, отверждают (то есть, полимеризуют) актинически в условиях пространственных ограничений воздействия актинического излучения для изготовления силиконовой гидрогелевой контактной линзы. Примерами предпочтительных многократно используемых форм являются те, которые описываются в патентных заявках США №№ 08/274942, подана 14 июля 1994 года, 10/732566, подана 10 декабря 2003 года, 10/721913, подана 25 ноября 2003 года, и в патенте США № 6627124, которые во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ. Многократно используемые формы могут быть изготовлены из кварца, стекла, сапфира, CaF, циклического олефинового сополимера (такого как, например, продукт Topas COC grade 8007-S10 (прозрачный аморфный сополимер этилена и норборнена) от компаний Ticona GmbH из Франкфурта, Германия и Summit, Нью-Джерси, продукты Zeonex и Zeonor от компании Zeon Chemicals LP, Луисвилл, Кентукки), полиметилметакрилата (ПММА), полиоксиметилена от компании DuPont (Delrin), продукта Ultem (полиэфиримида на основе простого эфира) от компании G. E. Plastics, продукта PrimoSpire и тому подобного.
В соответствии с изобретением образующая линзу рецептура (или композиция) может быть введена (дозирована) в полость, образованную формой, в соответствии с любыми известными способами.
После дозирования в форму композиции, образующей линзу, ее полимеризуют для изготовления контактной линзы. Сшивание может быть инициировано термически или актинически, предпочтительно в результате воздействия на композицию, образующую линзу, в форме условий пространственных ограничений воздействия актинического излучения для сшивания полимеризуемых компонентов в композиции, образующей линзу.
Тогда, когда композиция, образующая линзу, имеет полимеризуемый УФ-поглощающий агент (то есть, винильный мономер, содержащий УФ-поглощающий фрагмент), в изобретении в качестве фотоинициатора предпочтительно используют бензоилфосфиноксидный фотоинициатор. Предпочтительные бензоилфосфиноксидные фотоинициаторы включают без ограничения 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид; бис(2,6-дихлорбензоил)-4-N-пропилфенилфосфиноксид; и бис(2,6-дихлорбензоил)-4-N-бутилфенилфосфиноксид. Необходимо понимать то, что в изобретении могут быть использованы любые фотоинициаторы, отличные от бензоилфосфиноксидных инициаторов.
Открытие формы таким образом, чтобы формованное изделие могло бы быть удалено из формы, может быть проведено по способу, самому по себе известному.
Формованная контактная линза может быть подвергнута экстрагированию линзы для удаления незаполимеризованных полимеризуемых компонентов. Экстракционным растворителем может быть любой растворитель, известный для специалистов в соответствующей области техники. Примерами подходящего для использования экстракционного растворителя являются те, которые описывались выше. Предпочтительно в качестве экстракционного растворителя используют воду или водный раствор. После экстрагирования линзы могут быть гидратированы в воде или водном растворе смачивателя (например, гидрофильного полимера).
Формованные контактные линзы в дальнейшем могут быть подвергнуты воздействию последующих способов, таких как, например, упаковывание в упаковках линз при использовании упаковочного раствора, который может содержать от приблизительно 0,005% до приблизительно 5% масс. смачивателя (например, гидрофильного полимера, описанного выше или подобного ему, который известен для специалистов в соответствующей области техники) и/или агента, улучшающего вязкость, (например, метилцеллюлозы (МЦ), этилцеллюлозы, гидроксиметилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) или их смеси); стерилизация, такая как стерилизация в автоклаве при температуре в диапазоне от 118 до 124ºС в течение, по меньшей мере, приблизительно 30 минут; и тому подобное.
Силиконовая гидрогелевая контактная линза по изобретению характеризуется уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительного 75% (предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 70%, более предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 65%) масс. при полной гидратации, кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 50 барреров, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 60 барреров, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70 барреров), и наличием гидрофильной поверхности, демонстрирующей средний водный краевой угол смачивания, составляющий приблизительно 90 градусов или менее (предпочтительно приблизительно 80 градусов или менее, более предпочтительно 70 градусов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 60 градусов или менее) без проведения поверхностной обработки после формования.
-5
2
-5
2
-5
2
Контактная линза по изобретению, кроме того, может обладать, по меньшей мере, одним свойством, выбираемым из группы, состоящей из модуля упругости в диапазоне от приблизительно 0,1 МПа до приблизительно 2,0 МПа, предпочтительно от приблизительно 0,2 МПа до приблизительно 1,5 МПа, более предпочтительно от приблизительно 0,3 МПа до приблизительно 1,2 МПа, еще более предпочтительно от приблизительно 0,4 МПа до приблизительно 1,0 МПа; коэффициента диффузии потока ионов D, составляющего предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 1,0×10 мм/мин, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 2,0×10 мм/мин, еще предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 6,0×10 мм/мин; и их комбинаций.
Необходимо понимать то, что, хотя в данном аспекте изобретения различные варианты осуществления, в том числе предпочтительные варианты осуществления изобретения, могли бы быть описаны выше раздельно, они могут быть объединены и/или использованы совместно любым желательным образом для получения различных вариантов осуществления силиконовых гидрогелевых контактных линз по изобретению. Все различные варианты осуществления, описанные выше для предыдущего аспекта изобретения, могут быть использованы в данном аспекте изобретения индивидуально или в комбинации любым желательным образом.
1
14
1
3
1
3
1
4
1
3
2
4
1
4
1
4
1
6
1
6
В одном дополнительном аспекте изобретение предлагает способ получения силиконовых гидрогелевых контактных линз. Способ имеет стадии: введения состава линзы в форму для изготовления контактных линз, где состав, образующий линзу, содержит (а) офтальмологически-совместимый растворитель, выбранный из группы, состоящей из воды, 1,2-пропиленгликоля, полиэтиленгликоля, имеющего молекулярную массу, составляющую приблизительно 400 дальтонов или менее, и их смесей, и (b) подвергаемый водной переработке полисилоксансодержащий полимеризуемый материал, выбранный из группы, состоящей из форполимера по изобретению, описанного выше, силоксансодержащего винильного мономера, описывающегося формулой (2), представленной выше, силоксансодержащего винильного мономера, описывающегося формулой (3), представленной выше, сшивателя, описывающегося формулой (7), представленной выше, сшивателя, описывающегося формулой (8), представленной выше, и их комбинаций, где от В до В независимо друг от друга представляют собой линейную или 3-лучевую гидрофильную полимерную цепь, имеющую молекулярную массу, составляющую приблизительно 10000 дальтонов или менее (предпочтительно приблизительно 7500 дальтонов или менее, более предпочтительно приблизительно 5000 дальтонов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 2500 дальтонов или менее, наиболее предпочтительно приблизительно 1000 дальтонов или менее), и содержащую, по меньшей мере, приблизительно 60% (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 80%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%) масс. одного или нескольких гидрофильных мономерных звеньев, выбираемых из группы, состоящей из этиленоксидных звеньев, (мет)акриламидных звеньев, С-С алкил(мет)акриламидных звеньев, ди(С-С алкил)(мет)акриламидных звеньев, N-винилпирроловых звеньев, N-винил-2-пирролидоновых звеньев, 2-винилоксазолиновых звеньев, 4-винилпиридиновых звеньев, полиэтиленгликолевых звеньев, имеющих молекулярную массу, составляющую 600 дальтонов или менее, имеющих концевую (С-С алкоксильную) группу и концевую (мет)акрилоильную группу, ди(С-С алкиламино)(С-С алкил)(мет)акрилатных звеньев, N-C-C алкил-3-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-C-C алкил-5-метилен-2-пирролидоновых звеньев, N-винил С-С алкиламидных звеньев, N-винил-N-С-С алкиламидных звеньев и их комбинаций, при том условии, что состав образующий линзу, свободен от какого-либо не-офтальмологически-совместимого растворителя; полимеризации состава линзы в форме для изготовления силиконовой гидрогелевой контактной линзы, где полученная силиконовая гидрогелевая контактная линза характеризуется уровнем содержания воды в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительного 75% (предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 70%, более предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 65%) масс. при полной гидратации, кислородопроницаемостью (Dk), составляющей, по меньшей мере, приблизительно 40 барреров (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 50 барреров, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 60 барреров, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 70 барреров), и необязательно (но предпочтительно) наличием гидрофильной поверхности, демонстрирующей средний водный краевой угол смачивания, составляющий приблизительно 90 градусов или менее (предпочтительно приблизительно 80 градусов или менее, более предпочтительно 70 градусов или менее, еще более предпочтительно приблизительно 60 градусов или менее) без проведения поверхностной обработки после формования. Предпочтительно, состав, образующий линзу, кроме того, содержит один или несколько компонентов, выбираемых из группы, состоящей из гидрофильного винильного мономера, гидрофобного винильного мономера, сшивателя, имеющего молекулярную массу, меньшую, чем 700 дальтонов, полимеризуемого УФ-поглощающего агента, агента, регулирующего оттенок контактных линз, (например, красителей, пигментов или их смесей), противомикробных агентов (например, предпочтительно наночастиц серебра), биологически активного агента, выщелачиваемых смазок, выщелачиваемых стабилизаторов слезной пленки и их смесей.
Выше описывались и могут быть использованы в данном аспекте изобретения различные варианты осуществления подвергаемых водной переработке форполимеров, составов, образующих линзу, гидрофильных винильных мономеров, гидрофобных винильных мономеров, растворителей, сшивателей, полимеризуемых УФ-поглощающих агентов, фотоинициаторов, агентов, регулирующих оттенок контактных линз, противомикробных агентов, биологически активных агентов, выщелачиваемых смазок, выщелачиваемых стабилизаторов слезной пленки, форм, методик полимеризации и способов после формования.
В одном предпочтительном варианте осуществления получающуюся в результате силиконовую гидрогелевую контактную линзу экстрагируют при использовании воды или водного раствора.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления формой является многократно используемая форма, композицию, образующую линзу, отверждают (то есть, полимеризуют) актинически в условиях пространственных ограничений воздействия актинического излучения для изготовления силиконовой гидрогелевой контактной линзы, а многократно используемую форму очищают при использовании офтальмологически-совместимой текучей среды, выбираемой из группы, состоящей из воды, водного раствора, 1,2-пропиленгликоля, полиэтиленгликоля, имеющего молекулярную массу, составляющую приблизительно 400 дальтонов или менее, и их комбинаций.
2
Примерами предпочтительных многократно используемых форм являются те, которые описываются в патентных заявках США №№ 08/274942, подана 14 июля 1994 года, 10/732566, подана 10 декабря 2003 года, 10/721913, подана 25 ноября 2003 года, и в патенте США № 6627124, которые во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ. Многократно используемые формы могут быть изготовлены из кварца, стекла, сапфира, CaF, циклического олефинового сополимера (такого как, например, продукт Topas COC grade 8007-S10 (прозрачный аморфный сополимер этилена и норборнена) от компаний Ticona GmbH из Франкфурта, Германия и Summit, Нью-Джерси, продукты Zeonex и Zeonor от компании Zeon Chemicals LP, Луисвилл, Кентукки), полиметилметакрилата (ПММА), полиоксиметилена от компании DuPont (Delrin), продукта Ultem (полиэфиримида на основе простого эфира) от компании G. E. Plastics, продукта PrimoSpire и их комбинаций.
Формованные контактные линзы в дальнейшем могут быть подвергнуты воздействию последующих способов, таких как, например, упаковывание в упаковках линз при использовании упаковочного раствора, который может содержать от приблизительно 0,005% до приблизительно 5% масс. смачивателя (например, гидрофильного полимера, описанного выше или подобного ему, который известен для специалистов в соответствующей области техники) и/или агента, улучшающего вязкость, (например, метилцеллюлозы (МЦ), этилцеллюлозы, гидроксиметилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) или их смеси); стерилизация, такая как стерилизация в автоклаве при температуре в диапазоне от 118 до 124ºС в течение, по меньшей мере, приблизительно 30 минут; и тому подобное.
-5
2
-5
2
-5
2
Получающаяся в результате силиконовая гидрогелевая контактная линза, кроме того, может обладать, по меньшей мере, одним свойством, выбираемым из группы, состоящей из модуля упругости в диапазоне от приблизительно 0,1 МПа до приблизительно 2,0 МПа, предпочтительно от приблизительно 0,2 МПа до приблизительно 1,5 МПа, более предпочтительно от приблизительно 0,3 МПа до приблизительно 1,2 МПа, еще более предпочтительно от приблизительно 0,4 МПа до приблизительно 1,0 МПа; коэффициента диффузии потока ионов D, составляющего предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 1,0×10 мм/мин, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 2,0×10 мм/мин, еще предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 6,0×10 мм/мин.
Необходимо понимать то, что, хотя в данном аспекте изобретения различные варианты осуществления, в том числе предпочтительные варианты осуществления изобретения, могли бы быть описаны выше раздельно, они могут быть объединены и/или использованы совместно любым желательным образом для получения различных вариантов осуществления силиконовых гидрогелевых контактных линз по изобретению. Все различные варианты осуществления, описанные выше для предыдущих аспектов изобретения, могут быть использованы в данном аспекте изобретения индивидуально или в комбинации любым желательным образом.
Предшествующее описание изобретения позволит специалистам в соответствующей области техники реализовать изобретение на практике. Для лучшего обеспечения читателя пониманием конкретных вариантов осуществления и их преимуществ предлагается ссылка на следующие далее неограничивающие примеры. Однако следующие далее примеры не должны прочитываться в рамках ограничения объема изобретения.
Несмотря на представленное описание различных вариантов осуществления изобретения при использовании конкретных терминов, устройств и способов такое описание приводится только в целях иллюстрации. Использующимися формулировками являются формулировки описания, а не ограничения. Необходимо понимать то, что специалистами в соответствующей области техники могут быть сделаны изменения и вариации без отклонения от объема или сущности настоящего изобретения, которое представлено в следующей далее формуле изобретения. В дополнение к этому, необходимо понимать то, что аспекты различных вариантов осуществления могут взаимообмениваться либо целиком, либо частично или могут объединяться любым образом и/или использоваться совместно. Поэтому объем и сущность прилагающейся формулы изобретения не должны быть ограничены описанием предпочтительных версий, заключенных в нем.
Пример 1
Измерения кислородопроницаемости
3
3
measured
арр.
Наблюдаемую кислородопроницаемость линзы и кислородопропускаемость материала линзы определяют в соответствии с методикой, подобной той, которая описывается в патенте США № 5760100 и в статье авторов Winterton et al. (The Cornea: Transactions of the World Congress on the Cornea 111, H. D. Cavanagh Ed., Raven Press: New York 1988, pp. 273-280), где обе данные публикации во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ. Потоки кислорода (J) измеряют при 34ºС во влажной ячейке (то есть, потоки газа выдерживают при приблизительно 100%-ной относительной влажности) при использовании прибора Dk1000 (доступного в компании Applied Design and Development Co., Норкросс, Джорджия) или подобного аналитического прибора. Поток воздуха, характеризующийся известным уровнем процентного содержания кислорода (например, 21%), перепускают по одной стороне линзы с расходом в диапазоне приблизительно от 10 до 20 см/мин, в то время как на противоположной стороне линзы с расходом в диапазоне приблизительно от 10 до 20 см/мин перепускают поток азота. Образец приводят в равновесие в средах испытания (то есть, физиологическом растворе или дистиллированной воде) при предписанной температуре испытания в течение, по меньшей мере, 30 минут до измерения, но не более чем 45 минут. Любую среду испытания, использующуюся в качестве верхнего слоя, приводят в равновесие при предписанной температуре испытания в течение, по меньшей мере, 30 минут до измерения, но не более чем 45 минут. Скорость двигателя перемешивающего устройства выставляют на 1200±50 об./мин в соответствии с указанной установкой 400±15 на контроллере шагового двигателя. Измеряют барометрическое давление, окружающее систему Р. Толщину (t) линзы на участке, подвергаемом воздействию при испытании, определяют, проводя измерения приблизительно в 10 местоположениях при использовании микрометра Mitotoya micrometer VL-50 или подобного прибора и усредняя результаты измерения. Концентрацию кислорода в потоке азота (то есть, кислорода, который диффундирует через линзу) измеряют при использовании прибора DK1000. Наблюдаемую кислородопроницаемость материала линзы Dk определяют по следующей формуле:
арр.
oxygen
Dk=Jt/(P),
2
2
где J=поток кислорода [микролитры О/см-минута].
oxygen
measured
water
2
Р=(Р-Рvapor)=(% О в потоке воздуха) [мм ртутного столба]=парциальное давление кислорода в потоке воздуха
measured
Р=барометрическое давление (мм ртутного столба)
water vapor
Р=0 мм ртутного столба при 34ºС (в сухой ячейке) (мм ртутного столба)
water vapor
Р=40 мм ртутного столба при 34ºС (во влажной ячейке) (мм ртутного столба)
t=средняя толщина линзы на участке, подвергаемом воздействию при испытании, (мм)
арр.
Dk выражают в единицах баррерах.
арр.
Наблюдаемая кислородопропускаемость (Dk/t) материала может быть рассчитана в результате деления наблюдаемой кислородопроницаемости (Dk) на среднюю толщину (t) линзы.
арр.
i
Описанные выше результаты измерений не корректировали на так называемый эффект граничного слоя, который может быть приписан использованию ванны из воды или физиологического раствора поверх контактной линзы во время измерения потока кислорода. Эффект граничного слоя приводит к уменьшению приведенного значения наблюдаемой величины Dk (Dk) для силиконового гидрогелевого материала в сопоставлении с фактическим собственным значением Dk (Dk). Кроме того, относительное воздействие эффекта граничного слоя является более значительным для более тонких линз, чем для более толстых линз. Результирующий эффект заключается в том, что приведенное значение Dk, по-видимому, изменяется в зависимости от толщины линзы, если оно должно оставаться постоянным.
Собственное значение Dk линзы может быть оценено на основании значения Dk, скорректированного на поверхностное сопротивление потоку кислорода, обусловленное эффектом граничного слоя, следующим образом.
Измеряют наблюдаемые значения кислородопроницаемости (одна точка) для эталонных линз из материала lotrafilcon A (Focus N&D от компании CIBA VISION CORPORATION) или материала lotrafilcon B (AirOptix™ от компании CIBA VISION CORPORATION) при использовании одного и того же оборудования. Эталонные линзы характеризуются подобной оптической силой, что и линзы испытания, и измерения для них проводят одновременно с измерениями для линз испытания.
i
арр.
Измеряют поток кислорода через последовательности толщин (эталонных) линз из материалов lotrafilcon A или lotrafilcon B при использовании одного и того же оборудования в соответствии с описанной выше методикой для измерений наблюдаемых значений Dk в целях получения собственного значения Dk (Dk) для эталонной линзы. Последовательность толщин должна перекрывать диапазон толщины, составляющий приблизительно 100 мкм и более. Предпочтительно диапазон толщин для эталонных линз будет охватывать толщины для линз испытания. Значение Dk для данных эталонных линз должно быть измерено при использовании того же самого оборудования, что и в случае линз испытания, и в идеальном случае данные измерения должны быть проведены одновременно с измерениями для линз испытания. Параметры оборудования и измерений должны выдерживаться постоянными в течение всего эксперимента. При желании измерения для отдельных образцов могут быть проведены несколько раз.
r
Определяют значение остаточного сопротивления кислороду R по результатам для эталонных линз при использовании уравнения (I) в вычислениях.
,
r
j
j
j
r
где t представляет собой толщину эталонной линзы при измерении, а n представляет собой количество измеренных эталонных линз. Строят графическую зависимость значения остаточного сопротивления кислороду R от данных по t и аппроксимируют ее кривой в виде Y=a+bX, где для j-ой линзы Y=(ΔP/J) и X=t. Остаточное сопротивление кислороду R равно а.
c
Используют определенное выше значение остаточного сопротивления кислороду для вычисления корректной кислородопроницаемости Dk (оцененное собственное значение Dk) для линз испытания на основании уравнения (II).
c
a
r
Dk=t/[(t/Dk)-R] (II)
a_std
Оцененное собственное значение Dk для линзы испытания может быть использовано для вычисления того, какое наблюдаемое значение Dk (Dk) имело бы место для линзы стандартной толщины в той же самой среде испытания на основании уравнения (III).
a_std
std
std
c
r_std
Dk=t/[(t/Dk)+R] (III)
Измерения проницаемости ионов
ref.
-3
2
. Проницаемость ионов для линзы измеряют в соответствии с методиками, описанными в патенте США № 5760100 (во всей своей полноте посредством ссылки включенном в настоящий документ). Значения проницаемости ионов, приведенные в следующих далее примерах, представляют собой относительные коэффициенты диффузии потока ионов (D/D) по отношению к материалу линзы Alsacon в качестве эталонного материала. Материал Alsacon характеризуется коэффициентом диффузии потока ионов 0,314×10 мм/минута.
Измерения водного краевого угла смачивания (WCA)
. Измерения водного краевого угла смачивания (WCA) проводят по методу неподвижной капли при использовании системы анализа формы капли DSA 10 от компании Krüss GmbH, Германия с использованием чистой воды (Fluka, поверхностное натяжение 72,5 мн/м при 20ºС). В целях измерения контактную линзу извлекают из раствора для хранения при использовании микропинцета и избыточный раствор для хранения удаляют в результате осторожного потряхивания. Контактную линзу размещают на охватываемой части формы для линзы и осторожно промокают при использовании сухой и чистой ткани. После этого на вершину линзы дозируют каплю воды (приблизительно 1 мкл) и для данной капли воды отслеживают изменение краевого угла смачиваия с течением времени (WCA(t), режим аппроксимирования кругом). Значение WCA рассчитывают в результате экстраполирования графика WCA(t) к t=0.
УФ-оптическая плотность
. Контактные линзы вручную размещают в специально изготовленном держателе образца и тому подобном, что может сохранять форму линзы, какой она была бы при размещении на глазу. После этого данный держатель погружают в кварцевую ячейку с длиной оптического пути 1 см, содержащую физиологический раствор, забуферированный фосфатом, (ФРЗФ, рН~7,0-7,4) в качестве эталона. В данном измерении может быть использован УФ/видимый спектрофотометр, такой как Varian Cary 3E UV-Visible Spectrophotometer, снабженный светоделителем LabSphere DRA-CA-302 и тому подобным. Спектры процентного пропускания получают в диапазоне длин волн 250-800 нм при сборе значений %Т с интервалами в 0,5 нм. Эти данные преобразуют в электронную таблицу Excel и используют для определения соответствия линз УФ-оптической плотности класса 1. УФ-оптическую плотность рассчитывают при использовании следующих уравнений:
,
где %Т люминесценции представляет собой средний% пропускания в диапазоне от 380 до 780.
Пример 2
Однолитровую реакционную емкость вакуумируют в течение ночи для удаления влаги и вакуум нарушают при использовании сухого азота. В реактор загружают 73,59 г (75 мэкв.) высушенного продукта X-22-160AS (α,ω-бис(2-гидроксиэтоксипропил)полидиметилсилоксана, ММ~1000, от компании Shin-Etsu), а после этого в реактор добавляют приблизительно 16,67 г (75 мэкв.) свежеперегнанного изофорондиизоцианата (ИФДИ). Реактор продувают азотом и нагревают до 45ºC при перемешивании и производят добавление приблизительно 0,30 г дилаурината дибутилолова (ДЛДБО). Реактор герметизируют и выдерживают принудительный поток азота. Происходит тепловыделение, после чего реакционной смеси дают возможность охлаждаться и перемешиваться при 55ºС в течение 2 часов. В реактор при 55ºС добавляют приблизительно 56,25 г (75 мэкв.) высушенного имеющего концевую метоксигруппу полиэтиленгликоля, ММ~750, с последующим добавлением 100 мкл соединения ДЛДБО. Реакцию продолжают в течение 8 часов до прекращения нагревания и реактору дают возможность охлаждаться в течение ночи. Подачу потока азота прекращают и реактор заполняют сухим воздухом при умеренном перемешивании. Полученный продукт содержит имеющий концевые гидроксигруппы блок-сополимер, включающий один полисилоксановый сегмент и один сегмент PEG 750 в качестве основных компонентов. В реактор совместно со 100 мкл соединения ДЛДБО добавляют приблизительно 11,63 г (75 мэкв.) изоцианоэтилметакрилата (ИЭМ). Реакцию продолжают в потоке сухого воздуха при умеренном перемешивании в течение 24 часов, что приводит к получению продукта, в основном включающего блок-сополимер из ПДМС и ПЭГ, имеющий концевые метакрилатные группы, (MA-PDMS1000-PEG750), а после этого продукт декантируют и хранят при охлаждении.
Пример 3
Однолитровую реакционную емкость вакуумируют в течение ночи для удаления влаги и вакуум нарушают при использовании сухого азота. В реактор загружают 73,59 г (75 мэкв.) высушенного продукта X-22-160AS (α,ω-бис(2-гидроксиэтоксипропил)полидиметилсилоксана, ММ~1000, от компании Shin-Etsu), а после этого в реактор добавляют приблизительно 39,23 г (176,5 мэкв.) свежеперегнанного изофорондиизоцианата (ИФДИ). Реактор продувают азотом и нагревают до 45ºC при перемешивании, а после этого добавляют приблизительно 0,30 г дилаурината дибутилолова (ДЛДБО). Реактор герметизируют и выдерживают принудительный поток азота. Происходит тепловыделение, после чего реакционной смеси дают возможность охлаждаться и перемешиваться при 55ºС в течение 2 часов. В реактор при 55ºС добавляют приблизительно 72,12 г (66,20 мэкв.) высушенного продукта Ymer™ N120 (имеющего концевую 3,3-бис(гидроксиметил)бутильную группу и концевую метоксигруппу полиэтиленгликоля, ММ~1000, от компании Perstorp Polyols, Inc.) с последующим добавлением 100 мкл соединения ДЛДБО. Реакцию продолжают в течение 8 часов до прекращения нагревания и реактору дают возможность охлаждаться в течение ночи. Подачу потока азота прекращают и реактор заполняют сухим воздухом при умеренном перемешивании. Получают имеющий α,ω-бис(изоцианатные) группы подвергнутый удлинению цепи полисилоксан, включающий несколько сегментов полисилоксана и боковых цепей PEG 1000. В реактор совместно со 100 мкл соединения ДЛДБО добавляют приблизительно 9,83 г (75 мэкв.) 2-гидроксиэтилметакрилата (ГЭМА). Реакцию продолжают в потоке сухого воздуха при умеренном перемешивании в течение 24 часов, что приводит к получению гидрофилизованного подвергнутого удлинению цепи полисилоксанового сшивателя (YMER 50X), описывающегося формулой:
,
где
8
2
4
3
17
3
2
4
3
Y представляет собой -С(О)-О-СН-О-С(О)-NH-Z-NH-C(O)-O-, Y представляет собой -О-С(О)-NH-Z-NH-C(O)-O-СН-О-С(О)-, где Z представляет собой двухвалентный радикал
,
9
10
11
16
3
3
3
4
Y, Y, Y и Y независимо друг от друга представляют собой -О-С(О)-NH-Z-NH-C(O)-O-, где Z представляет собой то, что определено выше, D и D представляют собой двухвалентный радикал
,
е3 и е7 независимо один от другого представляют собой целое число 0, 1 или 2, е4 представляет собой целое число 1 или 2, d2 представляет собой целое число в диапазоне от 0 до приблизительно 10, m представляет собой целое число в диапазоне приблизительно от 15 до 29, m1 представляет собой целое число в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 14. Среднечисленную молекулярную массу продукта YMER 50X определяют равной приблизительно 12000 дальтонов на основании обычного метода ГПХ при использовании соединения ДМФА в качестве разбавителя и полистирола в качестве стандарта. Продукт декантируют и хранят при охлаждении.
Примеры 4-10
Различные составы, образующие линзу, получают в янтарном флаконе на 20 мл, имеющие композиции, продемонстрированные в таблице 1. Гомогенизации смеси добиваются в результате проведения раскатывания на краскотерочной валковой машине в течение ночи.
Таблица 1
Пример
Силиконсодержащий компонент
ДМА
ЭГДМА
DC-1173
Раствори-тель
I
II
III
IV
4
3,1
4,7
0,2
0,1
1,9<sup>а</sup>
5
4,7
3,1
0,2
0,1
1,9А
6
1,55
2,35
0,1
0,05
0,95<sup>b</sup>
7
2,35
1,55
0,1
0,05
0,95<sup>b</sup>
8
0,9
3
0,1
0,05
0,95<sup>b</sup>
9
0,9
3
0,1
0,05
0,95<sup>b</sup>
10
1,65
2,25
0,1
0,05
0,95<sup>b</sup>
ДМА: N,N-диметилакриламид; ЭГДМА: этиленгликольдиметакрилат; DC-1173: Darocur 1173.a: 1,2-пропиленгликоль; b: 1-пропанол.
Силиконсодержащий компонент: I представляет собой продукт SiGMA (метилбис(триметилсилокси)силил)пропилглицеринметакрилат); II представляет собой продукт Hydroxy-4 (продемонстрированный выше); III представляет собой гидрофилизованный подвергнутый удлинению цепи полисилоксановый сшиватель, полученный в примере 3; и IV представляет собой продукт MA-PDMS1000-PEG750.
2
c
ref.
rel.
Состав, образующий линзу, размещают в полипропиленовых пластиковых формах и отверждают при воздействии УФ-света (3,8 мВт/см) в течение приблизительно 15 минут для получения контактных линз. Извлечения линзы из формы добиваются в результате пропитывания форм с линзами в системе 2-пропанол/вода (30/70 (об./об.)) в течение приблизительно 10 минут. Линзы экстрагируют при использовании деионизованной воды в течение приблизительно 5 минут. Линзы хранят в буфере ФРЗФ в стеклянном флаконе и автоклавируют при приблизительно 120ºС в течение приблизительно 30 минут. Кислородопроницаемость (Dk), уровень содержания воды (WC%), относительные коэффициенты диффузии потока ионов (D/D) по отношению к материалу Alsacon в качестве эталонного материала линзы (IP) и средний водный краевой угол смачивания измеряют в соответствии с методиками, описанными в примере 1. Результаты продемонстрированы в таблице 2.
Таблица 2
Свойство линзы
Пример
3
4
5
6
7
8
9
Dk<sub>c</sub> (барреры)
49
32
50
29
35
61
31
WC% (масс./масс.)
33
53
52
61
49
48
54
IP
0,3
15,3
5,2
Нет данных
Нет данных
15,5
Нет данных
WCA (градусы)
Нет данных
Нет данных
106
109
81
55
Нет данных
Эксперименты, проведенные в примерах 4-10, могут предоставить руководство по выбору полимеризуемой композиции для получения подвергаемого водной переработке форполимера, который является подходящим для использования при изготовлении силиконовых гидрогелевых контактных линз, характеризующихся желательными кислородопроницаемостью, уровнем содержания воды, гидрофильностью/смачиваемостью поверхности без проведения какой-либо поверхностной обработки после формования и проницаемостью ионов.
Пример 11
Данный пример иллюстрирует растворимость в воде для промежуточных сополимеров, которые могут быть подвергнуты этиленфункционализации для получения форполимеров.
Промежуточный сополимер получают в результате термической полимеризации полимеризуемой композиции, включающей уровни содержания полимеризуемых веществ, продемонстрированные в таблице 3, в соответствии с методикой, использующейся для получения образца 11, следующим образом.
Таблица 3
<b>Образец </b>
Полимеризуемый компонент (% масс./масс.) *
SIGMA
Ymer 50X
MA-PDMS1000-PEG750
МА-ПДМС
Hydroxy 4
ДМА
1
35
45
2
40
20
40
3
20
40
40
4
17
35
47
5
22
35
42
6
22
42
36
7
35
45
25
8
20
20
60
9
20
20
10
50
10
20
40
40
11
40
20
40
* Каждый образец также содержит приблизительно 0,73% (масс./масс.) соединения АПМА, которое может быть использовано для ковалентного присоединения этиленненасыщенной группы, по отношению к совокупному количеству всех полимеризуемых компонентов.
2
2
2
2
Используют имеющий рубашку реактор на 1 л, снабженный обогревающим/охлаждающим контуром, дефлегматором с переходником для впуска N, переходником для впуска N, капельной воронкой на 250 мл, переходником для термопары и верхнеприводной мешалкой. Добавляют все полимеризуемые компоненты, в том числе 40 г продукта YMER 50X, 20 г продукта hydroxy 4, 40 г соединения ДМА и 233 г метанола, и проводят их тщательное перемешивание. Смесь охлаждают при перемешивании до достижения температурой раствора величины в диапазоне от 0 до -5ºС. Раствор дегазируют в результате проведения продувки при использовании N в течение 1 часа. В 50 г метанола в химическом стакане на 100 мл растворяют 0,09 г азобис(изобутиронитрила) (АИБН) и 0,26 г 2-меркаптоэтанола, 0,74 г гидрохлорида N-(3-аминопропил)метилакриламида (АПМА). После этого данный раствор инициатора/ПКЦ переводят в капельную воронку, соединенную с реактором. Данный раствор три раза дегазируют в результате вакуумирования до 100 мбар, выдерживания вакуума в течение 10 минут, а после этого повторного увеличения давления при использовании азота. По завершении продувки N реактор затем нагревают до 60ºС, и раствор в данный момент загружают в реактор. По истечении 8 часов реакционную смесь затем охлаждают до комнатной температуры, и раствор удаляют при использовании роторного вакуумного испарителя при 50 мбар и 30ºС. Получают конечный воскообразный продукт.
Испытание на растворимость:
Полученные промежуточные сополимеры характеризуют для определения их растворимости в воде и прозрачности (таблица 4). Испытание на растворимость проводят в результате добавления 0,1 г сополимера в 10 мл воды и перемешивания системы в течение ночи.
Таблица 4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
% силикона (масс./масс.)
29
32
28
25
24
31
40
28
28
37
30
Растворимость в воде
Да
Нет
Да
Да
Да
Да
Нет
Нет
Да
Нет
Да
Прозрачность
а
d
b
а
b
b
d
d
c
d
a
Обратите внимание: а - легкая мутность; b - прозрачность; с - мутность; d - нерастворимость.
Образец 4 дополнительно изучают для определения возможности получения состава в воде или низко- и нетоксичных органических растворителях, таких как 1,2-пропиленгликоль и продукт PEG 200, (таблица 5). Состава получают в янтарном флаконе на 5 мл, имеющие композиции, продемонстрированные в таблице 5. Гомогенизации смеси добиваются в результате проведения сначала нагревания раствора до 50ºС в течение получаса, а после этого его раскатывают на краскотерочной валковой машине в течение ночи. При использовании либо 1,2-пропиленгликоля, либо продукта PEG 200 в качестве растворителя получают прозрачные составы, в то время как состав в воде является мутным.
Таблица 5
Испытание
Полимер
Вода
1,2-пропилен-гликоль
PEG 200
%
Внешний вид
1
0,5
0,5
50
Мутность
2
0,5
0,5
50
Прозрачность
3
0,4
0,417
49
Прозрачность
Очистка формы:
Вышеупомянутые составы в продукте PEG 200 и 1,2-пропиленгликоле используют для исследования очистки формы. Одну или две капли состава осаждают на охватываемой форме Quartz, а после этого проводят его очистку при использовании деионизованной воды либо из промывалки, либо из водной машины. Затем поверхность формы осматривают при использовании микроскопа. Результаты продемонстрированы в таблице 6. В большинстве случаев формы могут быть эффективно очищены.
Таблица 6
Испытание
Вода (комнатная температура)
Вода (40ºС)
Бутылка (60 сек)
Машина (30-40 сек)
Бутылка (60 сек)
Машина (20 сек)
2
Небольшой остаток
Чисто
Чисто
Чисто
3
Чисто
Чисто
Чисто
Чисто
Пример 12
Однолитровую реакционную емкость вакуумируют в течение ночи для удаления влаги и вакуум нарушают при использовании сухого азота. В реактор загружают 73,59 г (75 мэкв.) высушенного продукта X-22-160AS (α,ω-бис(2-гидроксиэтоксипропил)полидиметилсилоксана, ММ~1000, от компании Shin-Etsu), а после этого в реактор добавляют приблизительно 26,68 г (120 мэкв.) свежеперегнанного изофорондиизоцианата (ИФДИ). Реактор продувают азотом и нагревают до 45ºC при перемешивании, а после этого добавляют приблизительно 0,30 г дилаурината дибутилолова (ДЛДБО). Реактор герметизируют и выдерживают принудительный поток азота. Происходит тепловыделение, после чего реакционной смеси дают возможность охлаждаться и перемешиваться при 55ºС в течение 2 часов. В реактор при 55ºС добавляют приблизительно 23,89 г (21,96 мэкв.) высушенного продукта Ymer™ N120 (имеющего концевую 3,3-бис(гидроксиметил)бутильную группу и концевую метоксигруппу полиэтиленгликоля, ММ~1000, от компании Perstorp Polyols, Inc.) с последующим добавлением 100 мкл соединения ДЛДБО. Реакцию продолжают в течение 2 часов до прекращения нагревания и реактору дают возможность охлаждаться. В реактор совместно со 100 мкл соединения ДЛДБО добавляют приблизительно 6,59 г (50,64 мэкв.) 2-гидроксиэтилметакрилата (ГЭМА). Реакцию продолжают в потоке сухого воздуха при умеренном перемешивании в течение 24 часов, что приводит к получению гидрофилизованных подвергнутых удлинению цепи полисилоксановых сшивателей (YSX-75), описывающихся формулой:
,
8
17
2
4
3
3
2
4
3
3
4
5
где Y и Y представляют собой двухвалентный радикал -С(О)-О-СН-О-С(О)-NH-Z-NH-C(O)-O- и -О-С(О)-NH-Z-NH-C(O)-O-СН-О-С(О)-, соответственно, в которых Z представляет собой двухвалентный радикал , D, D и D представляют собой двухвалентный радикал
,
10
11
12
13
28
3
3
8
8
2
4
3
6
9
9
3
6
2
4
Y, Y, Y, Y и Y независимо друг от друга представляют собой -О-С(О)-NH-Z-NH-C(O)-O-, где Z представляет собой то, что определено выше, А и А’ представляют собой -СНОСН-, А и А’ представляют собой -СНОСН-, m представляет собой целое число в диапазоне приблизительно от 15 до 29, m1 и m2 независимо друг от друга представляют собой целое число в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 14, f1 представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 9, d2 и d3 независимо друг от друга представляют собой целое число в диапазоне от 0 до 10. Среднечисленную молекулярную массу продукта YSX-75 определяют равной приблизительно 17000 дальтонов на основании обычного метода ГПХ при использовании соединения ДМФА в качестве разбавителя и полистирола в качестве стандарта. Продукт декантируют и хранят при охлаждении.
Пример 13
Синтез сополимера/макромера:
2
Имеющий рубашку реактор на 500 мл снабжают обогревающим/охлаждающим контуром, мембранным переходником для впуска, дефлегматором с переходником для впуска N, вакуумной линией и верхнеприводной мешалкой. 25,6 г гидрофилизованного подвергнутого удлинению цепи сшивателя ПДМС (YSX-75, полученного в примере 12) получают в виде 50%-го раствора в трет-амиловом спирте, а после этого загружают в реакционную емкость. Раствор дегазируют в вакууме, меньшем, чем 1 мбар, в течение 5 минут, а после этого давление снова увеличивают при использовании сухого азота. Данную методику дегазирования повторяют в совокупности 6 раз.
Раствор мономера получают в результате растворения 5,76 г метил[бис(триметилсилокси)силил]пропилглицеринметакрилата (SiGMA), 1,50 г метакриловой кислоты, 13,67 г N,N-диметилакриламида и 1,23 г аминопропилметакриламидной соли хлористоводородной кислоты в смеси из 1,23 г деионизованной воды и 175 г трет-амилового спирта. Данный раствор мономера переводят в капельную воронку, установленную поверх реакционной емкости, с последующим проведением процесса дегазирования в вакууме при 100 мбар в течение 10 минут, а затем повторно увеличивают давление при использовании сухого азота. Данную методику дегазировання повторяют в совокупности 3 раза.
Реакторный раствор инициатора и передатчика кинетической цепи (ПКЦ) получают в результате перемешивания 0,15 г азобис(изобутиронитрила), предварительно растворенного в 37,50 г трет-амилового спирта, и 0,755 г гидрохлорида цистеамина, предварительно растворенного в 0,60 г деионизованной воды и 1,80 г метанола, проводят дегазирование в вакууме при 100 мбар в течение 10 минут, а после этого повторно увеличивают давление при использовании сухого азота. Данную методику дегазирования повторяют в совокупности 3 раза.
Подаваемый раствор соединения ПКЦ получают в результате растворения 1,136 г гидрохлорида цистеамина в 0,90 г деионизованной воды, 2,25 г метанола и 56,25 г трет-амилового спирта.
3
После дегазирования как раствора продукта YSX-75, так и раствора мономера, раствор мономера загружают в реакционную емкость. После этого температуру перемешанного раствора быстро увеличивают от комнатной температуры до 64ºС. Раствор инициатора/ПКЦ нагнетают в систему при температуре, близкой к 64ºС, и подаваемый раствор соединения ПКЦ подают в течение 2 часов через комбинацию из дегазационной установки и насоса ВЭЖХ. Реакционную смесь после нагнетания раствора инициатора выдерживают при 64ºС в атмосфере азота в течение 5 часов. После проведения сополимеризации и опускания температуры до комнатной температуры растворитель реакции заменяют на изопропиловый спирт, а после этого на воду в объеме 2 литров раствора. Раствор сополимера очищают в результате ультрафильтрования, а после этого заграждают в реактор на 2 л, снабженный верхнеприводной мешалкой, контуром охлаждения, термометром и рН-метром и наконечником для дозирования Metrohm Model 718 STAT Titrino. После этого реакционную смесь охлаждают до 1ºС. В раствор загружают 4,8 г NaHCO и проводят перемешивание для растворения. Установку Titrino выставляют на выдерживание значения рН равным 9,5 в результате периодического добавления 20%-го раствора гидроксида натрия. После этого добавляют 9,6 мл акрилоилхлорида в течение 2 часов при использовании шприцевого насоса. После перемешивания раствора в течение еще одного часа установку Titrino выставляют на нейтрализацию реакционной смеси в результате добавления хлористоводородной кислоты при концентрации 2 н. После этого раствор макромера отфильтровывают и затем очищают в результате ультрафильтрования до достижения проводимости при проницаемости, меньшей, чем 5 мкСм/см. После этого для очищенного раствора макромера проводят замену растворителя на 1-пропанол в качестве маточного раствора.
Композиция состава и фотореология:
Состав
Фотореология
Макромер
Irgacur 2959
Растворитель ДПГМЭ
УФ-интенсивность, мВт/см<sup>2</sup>
Время отверждения, секунды
G’,кПа
Вязкость, мПа-сек
60%
0,3%
39,7%
6
13
150
6875
55%
0,3%
44,7%
6
36
130
25,00
55%
0,5%
44,5%
6
19
115
23,55
ДПГМЭ: дипропиленгликольметиловый простой эфир
Изготовление линзы:
Линзы изготавливают в полипропиленовой форме для линзы при эквивалентной УФ-энергии, обеспечиваемой фотореологией. Линзы извлекают из формы в деионизованной воде, а после этого упаковывают в физиологическом растворе с последующим автоклавированием при 121ºС в течение 30 минут.
Свойства при получении характеристик линз:
Состав
Характеристики линзы
Макромер
Irgacur 2959
Растворитель ДПГМЭ
E’
EtB%
Dk
IP
60%
0,3%
39,7%
0,81
190%
60
19
55%
0,3%
44,7%
0,82
210%
61
18
55%
0,5%
44,5%
0,86
220%
62
17
Пример 14
Синтез сополимера/макромера:
Сополимер и макромер получают тем же самым образом, что и макромер из примера 13, за исключением того, что в качестве одного из мономеров не используют гидрохлорид аминопропилметакриламида.
Композиция состава и фотореология:
Состав
Фотореология
Макромер
Irgacur 2959
Растворитель ДПГМЭ
УФ-интенсивность, мВт/см<sup>2</sup>
Время отверждения, секунды
G’,кПа
Вязкость, мПа-сек
60%
0,3%
39,7%
6
38
89
14800
Изготовление линзы:
Линзы изготавливают в соответствии с методиками, описанными в примере 13.
Свойства при получении характеристик линз:
Состав
Характеристики линзы
Макромер
Irgacur 2959
Растворитель ДПГМЭ
E’
EtB%
Dk
IP
60%
0,3%
39,7%
0,42
260%
52
36
Пример 15
А: Подвергнутый удлинению цепи сшиватель ПДМС, включающий боковые цепи поли(ДМА)
Имеющий концевую дигидроксильную группу поли(N,N-диметилакриламид) (поли(ДМА)) получают в результате проведения радикальной полимеризации при использовании 3-меркапто-1,2-пропандиола в качестве реагента, передающего кинетическую цепь, как это продемонстрировано в следующей схеме
2
В одном типичном эксперименте соединение ДМА (15,861 г, 160 ммоль), соединение АИБН (0,263 г, 1,44% масс. от мономеров), 3-меркапто-1,2-пропандиол (2,388 г, 22,08 ммоль) и толуол (42,80 мл) вводят в круглую колбу Pyrex на 250 мл. Раствор продувают при использовании газообразного N в течение 30 мин с последующим проведением полимеризации при 65ºС в течение 12 часов. Продукт подвергают диализу в 2 л толуола при использовании трубки MWCO 500 Cellulose Ester (Spectra/Por Biotec) в течение 12 часов. Конечный продукт осаждают в этиловом простом эфире, декантируют и высушивают в вакууме. Среднечисленная молекулярная масса конечного полимера составляла 383 г/моль на основании метода ГПХ при использовании соединения ТГФ в качестве элюента и полистирола в качестве стандартов.
Промежуточные сополимеры, включающие сегменты ПДМС и боковые цепи поли(ДМА) и имеющие концевую изоцианатную группу, синтезируют в результате проведения реакции конденсации между полученным выше имеющим концевую бисгидроксильную группу соединением поли(ДМА) (4,50 г) и имеющим две концевые гидроксильные группы соединением ПДМС (7,00 г) в присутствии 1,6-гексаметилендиизоцианата (2,51 г) и каталитического количества дилаурината дибутилолова (ДЛДБО) (0,075%) в 14 г толуола при 40ºС в течение 2 часов. Реакциям дают возможность протекать до достижения при титровании уровня процентного содержания NCO, близкого к теоретически предсказанным значениям.
Имеющие концевые изоцианатные группы промежуточные сополимеры после этого превращают в сшиватель на второй стадии в результате проведения реакции с N-гидроксилэтилакриламидом (ГЭАА) (0,69 г) при комнатной температуре в течение 5-6 часов. Получающиеся в результате сшиватели подвергают диализу в метаноле с последующим введением этилацетата при использовании регенераторной целлюлозной трубки MWCO 3500. Конечный сшиватель выдерживают в растворе совместно с ингибитором ОН-ТЕMРО (100 ч./млн. в расчете на количество полимера). Среднечисленная молекулярная масса конечного полимера составляет 7160 г/моль на основании метода ГПХ при использовании соединения ТГФ в качестве элюента и полидиметилсилоксана в качестве стандартов.
В: Подвергнутый удлинению цепи сшиватель ПДМС, включающий боковые цепи поли(ДМА)
44,46 г (448,0 ммоль) соединения ДМА, 0,184 г (1,12 ммоль) соединения АИБН, 6,726 г (61,82 ммоль) 3-меркапто-1,2-пропандиола, 102,6 г толуола и 10,29 г этилацетата вводят в круглую колбу на 250 мл. После дегазирования в результате продувания азота в течение 1,0 часа полимеризацию проводят при 55ºС в течение 12 часов. Продукт подвергают диализу в толуоле при использовании трубки MWCO 500 Cellulose Ester (Spectra/Por Biotec) в течение 12 часов. Конечный продукт осаждают в гексане, декантируют и высушивают в вакууме. Среднечисленная молекулярная масса конечного продукта составляет 541 г/моль на основании метода ГПХ при использовании соединения ТГФ в качестве элюента и полистирола в качестве стандартов.
В высушенную колбу на 250 мл добавляют 28,0 г (29,3 ммоль) очищенного продукта Shin-Etsu 160AS, 24,0 г (29,0 ммоль) полученного выше имеющего концевую дигидроксильную группу соединения поли(ДМА) и 64,0 г толуола. Колбу размещают в масляной бане при 40ºС при перемешивании до растворения. После охлаждения до комнатной температуры добавляют 11,81 г (69,88 ммоль) гексаметилендиизоцианата совместно с 3 каплями дилаурината дибутилолова (ДЛДБО). Реакцию проводят в масляной бане при 40ºС в течение приблизительно 2 часов, а степень превращения NCO отслеживают в результате титрования до ее приближения к теоретическому значению. Еще раз проводят охлаждение до комнатной температуры, а после этого добавляют 3,256 г (27,95 ммоль) соединения ГЭАА совместно с 3 каплями катализатора для проведения реакции в течение ночи. Продукт подвергают диализу в метаноле и этилацетате, соответственно, при использовании регенераторной целлюлозной трубки MWCO 3,500. Конечный мономер выдерживают в растворе совместно с ингибитором Н-теmро для определения уровня содержания твердого вещества, состава и изготовления линзы. Среднечисленная молекулярная масса конечного полимера составляет 7464 г/моль на основании метода ГПХ при использовании соединения ТГФ в качестве элюента и полидиметилсилоксана в качестве стандартов.
С. Составление состава и отливка линзы
2
Составы получают в результате растворения подвергнутого удлинению цепи сшивателя ПДМС, включающего боковые цепи поли(ДМА), в дипропиленгликольметиловом простом эфире (ДПГМЭ) до достижения концентрации, составляющей приблизительно 60% масс. Каждая рецептура также содержит 0,3% масс. продукта Irgacure 2959. Типичные условия при фотореологии для состава и изготовлении линзы составляют приблизительно 4-10 секунд при 4-6 мВт/см при использовании отсечки фильтра на 297 нм, зависящей от использующегося типа формы. Получают характеристики формованных линз и свойства приводят в таблице 7.
Таблица 7
Свойства
Сшиватель А
Сшиватель В
G’ (кПа)
131
164
Время отверждения (сек)
6
4
Вязкость (мПа·сек)
2820
4130
Модуль (МПа)
1,05
1,07
Максимальное относительное удлинение (%)
217
208
Dkc (баррер)
125
83
IP (по отношению к продукту Alsacon)
0,9
7,6
Вода, %
34
39
Смазывающая способность
-
2
D. Очистка формы
Все вышеупомянутые составы используют для исследования очистки формы. После изготовления линз при использовании формы Quartz форму прополаскивают при использовании водопроводной воды. После этого форму рассматривают при использовании микроскопа OptiSpec. В большинстве случаев формы эффективно очищаются.