ТОНИРОВАННЫЕ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ИЗ СИЛИКОНА, СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ПРОЦЕССЫ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПОЛИМЕРЫ
TINTED SILICONE OPHTHALMIC DEVICES, METHODS FOR MAKING SAME, PROCESSES AND POLYMERS USED

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка истребует приоритет по предварительной заявке за регистрационным номером США 61/040880, которая полностью включена в настоящую заявку путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к тонированным офтальмологическим устройствам, в частности, к использованию несшитых полимеров для изготовления подобных офтальмологических устройств.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изготовленные из гидрогеля тонированные контактные линзы широко используются для корректировки естественного цвета радужки. Как правило, тонированная часть линзы находится в ее центральной области, в той части линзы, которая покрывает зрачок и (или) радужку носящего линзу пациента. Кроме того, в практике тонирования изготавливаемых из гидрогеля контактных линз также известно, что легкое тонирование всей линзы может применяться в качестве индикатора наличия или положения линзы. См. заявки на патенты США № 10/027579 и № 11/102320, озаглавленные «КРАСИТЕЛИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТОНИРОВАННЫХ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗАХ И СПОСОБЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВА» и «ФОТОХРОМНЫЕ КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ И СПОСОБЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВА», соответственно, которые полностью включены в настоящую заявку путем ссылки.
Используемые при изготовлении тонированных контактных линз из гидрогелей окрашивающие композиции, как правило, представляют собой смеси полимерного связующего, растворителей и пигментов. Некоторые окрашивающие композиции требуют применения сшивающих агентов для образования ковалентных связей между материалом линзы и полимерным связующим для получения тонированных линз, из которых не подтекает и не вымывается тонировка. Кроме того, в некоторых способах изготовления тонированных линз перед нанесением окрашивающей композиции на линзу требуется предварительное изготовление тела линзы. Другие способы и окрашивающие композиции требуют применения многостадийных процессов, нередко в сочетании с использованием специальных колец, для защиты внешних областей линзы от попадания на них окрашивающей композиции.
В патентной литературе описаны контактные линзы, изготавливаемые из силиконового гидрогеля. Подобные контактные линзы имеют повышенную проницаемость для кислорода по сравнению с линзами из стандартных гидрогелей. Повышенная проницаемость для кислорода таких линз позволила ослабить симптомы гипоксии у пациентов, носящих контактные линзы. К сожалению, способы изготовления традиционных контактных линз из гидрогелей не могут обеспечить стабильно высокое качество при изготовлении контактных линз из силиконовых гидрогелей. Примером одного такого способа является изготовление тонированных контактных линз из силиконового гидрогеля.
Традиционные гидрогелевые линзы, изготавливаемые из этафилкона А, имеют проницаемость для кислорода приблизительно 20 (полярографические измерения с краевой коррекцией) и динамический краевой угол натекания приблизительно 60°. Изготавливаемые из галифилкона A линзы из силиконового гидрогеля имеют проницаемость для кислорода (полярография с краевой коррекцией) приблизительно 60 и динамический краевой угол натекания приблизительно 60°.
Описанные ранее способы изготовления тонированных контактных линз из этафилкона А не позволяют получить тонированные контактные линзы из силиконового гидрогеля без подтекания, вымывания или размывания красителя. См. заявку на патент США № 10/027579. Таким образом, имеется потребность в поиске способа изготовления тонированных контактных линз из силиконового гидрогеля без подтекания, вымывания или размывания красителя. Такой способ и его компоненты описаны ниже.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1-4 приведены фотографии контактных линз, изготовленных способом печати согласно Примерам 21-24.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретения включает способ изготовления стабильного тонированного офтальмологического устройства на основе гидрогеля, пригодного для ношения на глазу, имеющего проницаемость для кислорода по меньшей мере приблизительно 50 Баррер, который включает следующие стадии:
(а) нанесение окрашивающей композиции, состоящей из смеси несшитого сополимерного связующего, пигмента, красителя или их смесей, и растворителя для печати, на по меньшей мере части поверхности формы для литья, используемой для отливки офтальмологического устройства;
(б) обработку приготовленной на стадии (а) формы для снижения количества летучих компонентов в упомянутой окрашивающей композиции;
(в) внесение в упомянутую форму для литья, обработанную на стадии (б), и поверх упомянутой нанесенной окрашивающей композиции неполимеризованной композиции для получения гидрогеля в количестве, необходимом для получения готовой линзы; и
(г) полимеризацию упомянутой композиции для получения гидрогеля, необходимая для изготовления стабильного тонированного офтальмологического устройства, имеющего проницаемость для кислорода по меньшей мере приблизительно 50 Баррер.
Используемый в настоящей заявке термин «офтальмологические устройства» относится к устройствам, находящимся на или в глазу пациента. Подобные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, применяться в косметических целях, использоваться для блокирования УФ излучения, ослабления видимого света и защиты от бликов, давать терапевтический эффект, включая залечивание ран, доставку лекарственных препаратов и биологически активных веществ, использоваться в диагностических целях или для контроля текущего состояния пациента, а также обеспечивать перечисленные выше функции в различных сочетаниях. Термин «линза» включает, помимо прочего, мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, интраокулярные линзы, накладные линзы, офтальмологические вкладыши и оптические вкладыши.
Используемый в настоящей заявке термин «стабильные тонированные устройства» означает, что ни один из входящих в состав окрашивающей композиции компонентов не подтекает и не вымывается из упомянутого устройства или из одной части устройства в другую в ходе хранения или эксплуатации устройства.
Используемый в настоящей заявке термин «пригодный для офтальмологического использования без модификации поверхности» означает, что используемая композиция для получения гидрогеля в случае полимеризации в форме без проведения описываемых в настоящей заявке операций по нанесению покрытия для придания визуального эффекта образует офтальмологическое устройство, имеющее краевой угол натекания менее чем приблизительно 80°, менее чем приблизительно 70° или менее чем приблизительно 60°. Примеры композиций, пригодных для офтальмологического использования без модификации поверхности, включают следующие материалы: галифилкон, сенофилкон, нарафилкон и комфилкон.
Используемый в настоящей заявке термин «пигмент» относится к нерастворимым органическим или неорганическим веществам, придающим окраску или иные визуальные эффекты другому веществу или смеси. Примеры органических пигментов включают, помимо прочего, фталоцианиновый голубой, фталоцианиновый зеленый, карбазоловый фиолетовый, кубовый оранжевый 1 и т.д., и их сочетания. Примеры неорганических пигментов для целей настоящего изобретения включают, помимо прочего, оксид железа (коричневый, желтый, черный или красный), диоксид титана и т.д., и их сочетания. Помимо указанных пигментов могут также применяться растворимые и нерастворимые красители, включая, помимо прочего, красители на основе дихлортриазина и винилсульфонов. Примеры пигментов для целей настоящего изобретения также включают такие холестерические жидкие кристаллы, как Helicones, которые придают эффект искристости, их различные сочетания и т.д. Используемый в настоящей заявке термин «краситель» относится к растворимым органическим или неорганическим окрашивающим соединениям, которые могут быть химически реакционноспособными или нереакционноспособными. Широкий спектр пигментов и красителей одобрен к использованию Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США и известен специалистам в данной области.
Используемый в настоящей заявке термин «форма для литья офтальмологического устройства» относится к твердой поверхности, придающей изготавливаемому офтальмологическому устройству требуемые оптические свойства или форму. Вогнутая поверхность формы используется для формирования передней поверхности офтальмологических устройств, а выпуклая поверхность формы используется для формирования задней поверхности офтальмологических устройств.
Используемый в настоящей заявке термин «окрашивающая композиция» означает смесь полимерного связующего, растворителя, пигментов, красителей и иных возможных дополнительных компонентов, используемую для придания окраски или иных визуальных эффектов офтальмологическим устройствам, составляющим предмет настоящего изобретения.
Количество, необходимое для получения готовой линзы, представляет собой количество реакционной смеси, помещаемое в вогнутую часть формы для литья. Это количество варьируется в зависимости от типа используемой для литья формы (или форм), а также размера и требуемой толщины изготавливаемого офтальмологического устройства. См., например, заявку на патент США № 4565348. Как правило, при использовании формы, состоящей из двух частей, выпуклой и вогнутой, для изготовления мягкой контактной линзы количество, необходимое для получения подобного готового устройства, составляет от приблизительно 10 мг до приблизительно 100 мг.
Используемый в настоящей заявке термин «(мет)» означает возможное наличие дополнительного метильного заместителя. Так, термин «(мет)акрилат» относится одновременно и к метакриловому, и к акриловому радикалам.
1-6
1-6
2-12
2-12
2-12
2-6
1-6
Используемый в настоящей заявке термин «реакционноспособные группы» относится к группам, способным к реакциям свободнорадикальной и (или) катионной полимеризации. Характерные, но не ограничивающие примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, Cалкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, Cалкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, Cалкенилы, Cалкенилфенилы, Cалкенилнафтилы, Cалкенилфенил-Cалкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Характерные, но не ограничивающие примеры катионных реакционноспособных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, или их смесей. В одной реализации настоящего изобретения свободнорадикальные реакционноспособные группы включают (мет)акрилаты, акрилокси, (мет)акриламиды, или их смесей.
Используемый в настоящей заявке термин «реакционная смесь» означает смесь компонентов, включая реакционноспособные компоненты, разбавитель (если используется), инициаторы, сшивающие агенты и добавки, которая при помещении в условия протекания полимеризации образует полимер. Реакционноспособными являются те компоненты реакционной смеси, которые в процессе полимеризации становятся неотъемлемой частью полимера либо путем образования химических связей, либо путем механической фиксации в полимерной матрице. Например, реакционноспособные мономеры становятся частью полимера в ходе реакции полимеризации, тогда как не проявляющие химическую активность агенты для внутреннего смачивания полимера, такие как PVP, становятся частью полимера путем механического захвата в матрице. Разбавитель (если используется) и любые иные дополнительные технологические добавки, такие как разблокирующие агенты, не встраиваются в структуру полимера и не являются частью реакционноспособных компонентов.
Используемый в настоящей заявке термин «летучие компоненты» включает, помимо прочего, растворитель, непрореагировавший мономер, олигомеры с молекулярным весом менее чем приблизительно 10000 Дальтон, и компоненты с температурой кипения ниже чем приблизительно 250°C.
Используемый в настоящей заявке термин «несшитое сополимерное связующее» относится к сополимеру, содержащему один или более традиционных мономеров и один или более мономеров, повышающих проницаемость для кислорода.
Используемый в настоящей заявке термин «традиционные мономеры» относится к мономерам, которые могут быть полимеризованы, обработаны и гидратированы с получением линз из гидрогеля с измеряемой полярографическим способом проницаемостью для кислорода менее чем приблизительно 50 Баррер. Примеры традиционных мономеров включают мономеры, содержащие такие полимеризуемые группы, как
2
акриловые группы; CH=CR-CX-(O)-,
3,
1-10
1
1
2
1
2
где R представляет собой H или CH X представляет собой OR или NRR, и R и R независимо выбирают из H и Cалкила); и
3
4
3
4
винильные группы; RC=CR, где R и R независимо выбирают из C1-10 алкила, водорода и лактама.
Конкретные примеры традиционных мономеров включают, помимо прочего, 2-гидроксиэтил-(мет)акрилат, виниловый спирт, N,N-диметилакриламид, 2-гидроксиэтил-(мет)акриламид, пропилэтиленгликоля моно(мет)акрилат, метилметакрилат, (мет)акриловую кислоту, акриловую кислоту, N-винилпирролидон, N-винил-N-метилацетамид, N-винил-N-этилацетамид, N-винил-N-этилформамид, N-винилформамид, реакционноспособные гидрофильные агенты для внутреннего смачивания полимера по формулам II, IV, VI и VII согласно описанию в заявке на патент США № 7249848:
II
IV
VI
VII
3
где n=25-500 и R представляет собой H или CH и их смесей. В одной реализации настоящего изобретения традиционные мономеры представляют собой N,N-диметилакриламид, 2-гидроксиэтилметакрилат, глицерина метакрилат, 2-гидроксиэтилметакриламид, N-винилпирролидон, полиэтиленгликоля монометакрилат, метакриловую кислоту, акриловую кислоту, или их смеси. В другой реализации традиционные мономеры представляют собой 2-гидроксиэтил-(мет)акрилат, гидроксиэтил-(мет)акриламид, N,N-диметилакриламид и N-винилпирролидон. В одной реализации настоящего изобретения упомянутые традиционные мономеры содержат не более одной реакционноспособной группы, исключая примеси и побочные продукты.
Используемый в настоящей заявке термин «повышающие проницаемость для кислорода» компоненты относится к компонентам, которые при введении их в реакционную смесь, полимеризации, обработке и гидратации приводят к получению линз из гидрогеля с проницаемостью для кислорода более чем приблизительно 50 Баррер. Одним из примеров подобных OPE компонентов являются содержащие силикон компоненты.
Под «содержащим силикон компонентом» подразумевается любой компонент, имеющий по меньшей мере один [-Si-O-] фрагмент в составе мономера, макромера или преполимера. В одной реализации настоящего изобретения содержание Si и непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом содержащем силикон компоненте составляет более чем 20 весовых процентов, а в другой реализации - более чем 30 весовых процентов от полного молекулярного веса содержащего силикон компонента. В одной реализации упомянутые содержащие силикон компоненты содержат одну реакционноспособную группу, исключая примеси и побочные продукты. Полезные для целей настоящего изобретения примеры содержащих силикон компонентов можно найти в заявках на патенты США № 3808178; № 4120570; № 4136250; № 4153641; № 4740533; № 5034461 и № 5070215, а также в заявке № EP080539. В приведенных ссылках описаны многочисленные примеры олефиновых содержащих силикон компонентов.
В одной реализации соответствующие целям настоящего изобретения содержащие силикон соединения включают соединения по формуле I.
где
1
R независимо выбирают из группы, состоящей из моновалентных реакционноспособных групп, моновалентных алкильных группы или моновалентных арильных группы, причем каждая из перечисленных химических групп может дополнительно содержать функциональные группы, выбираемые из следующего ряда: гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамат, карбонат, галоген, или их различные комбинации; и моновалентные силоксановые цепи содержат 1-100 повторяющихся Si-O звеньев и могут дополнительно содержать функциональные группы, выбираемые из следующего ряда: алкил, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамат, галоген, или их различные комбинации;
b = от 0 до 500, причем подразумевается, что если b отлично от нуля, то по b имеется распределение с модой, равной указанному значению;
1
1
по меньшей мере один фрагмент R представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, а в некоторых реализациях настоящего изобретения между одним и тремя фрагментами R представляют собой моновалентные реакционноспособные группы.
1
16
6
14
Соответствующие целям настоящего изобретения моновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные моновалентные C-Cалкильные группы, C-C арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, или их различные комбинации и т.д.
1
1
В одной реализации настоящего изобретения b равно нулю, один фрагмент R представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, и по меньшей мере три фрагмента R выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 16 атомов углерода, и в другой реализации - из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 6 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов данной реализации настоящего изобретения включают 2-метил-,2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир («SiGMA»),
2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропил-трис(триметилсилокси)силан,
3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан («TRIS»),
3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и
3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.
1
1
1
1
1
В одной реализации настоящего изобретения b находится в диапазоне от 2 до 20, от 3 до 15, или, в некоторых реализациях, от 3 до 10; по меньшей мере один концевой фрагмент R представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, а остальные фрагменты R выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 16 атомов углерода, и в другой реализации - из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 6 атомов углерода. В еще одной реализации настоящего изобретения b находится в диапазоне от 3 до 15, один концевой фрагмент R представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, другой концевой фрагмент R представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от одного до 6 атомов углерода, а остальные фрагменты R представляет собой моновалентные алкильные группы, содержащие от 1 до 3 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов такой реализации настоящего изобретения включают (полидиметилсилоксан (МВ 400-1000) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил эфирной группой) («OH-mPDMS»), (полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами), («mPDMS»).
1
1
1
В другой реализации настоящего изобретения b находится в диапазоне от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых фрагмента R представляют собой моновалентные реакционноспособные группы, а остальные фрагменты R независимо выбирают из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода и могут также включать атомы галогенов. В другой реализации настоящего изобретения от одного до четырех фрагментов R представляют собой винилкарбонат или -карбамат со следующей формулой:
Формула II
где:
Y означает O-, S- или NH-;
R означает водород или метил; и q равен 0 или 1.
Более конкретно, содержащие силикон винилкарбаматные или винилкарбонатные мономеры включают:
1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметил-дисилоксан; 3-(винилоксикарбонилтио)пропил-[трис (триметилсилокси)силан];
3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат;
3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат, и
1
1
Если необходимы биомедицинские устройства с модулем упругости менее 200, только один из фрагментов R должен представлять собой моновалентную реакционноспособную группу, и не более двух из остальных фрагментов R должны представлять собой моновалентные силоксановые группы.
Другой класс содержащих силикон компонентов включает полиуретановые макромеры с формулами IV-VI
a
1
(*D*A*D*G) *D*D*E;
a
1
E(*D*G*D*A) *D*G*D*E; или
a
1
E(*D*A*D*G) *D*A*D*E
где:
D обозначает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода,
G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тиоэфирные или аминовые мостиковые группы;
* обозначает уретановую или уреидо-мостиковую группу;
a
равен по меньшей мере 1;
A обозначает дивалентный полимерный радикал со следующей формулой:
Формула VII
11
1
R независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, которая может иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода; y равен по меньшей мере 1; и p обеспечивает молекулярный вес фрагмента от 400 до 10 000; каждый из E и E независимо обозначает полимеризуемый ненасыщенный органический радикал, представленный следующей формулой:
Формула VIII
где:
12
13
15
14
R представляет собой водород или метил; R представляет собой водород, алкильный радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R, где Y представляет собой -O-,Y-S- или -NH-; R представляет собой дивалентный радикал, содержащий от 1 до 12 атомов углерода; X обозначает -CO- или -OCO-; Z обозначает -O- или -NH-; Ar обозначает ароматический радикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода; w находится в диапазоне от 0 до 6; x равен 0 или 1; y равен 0 или 1; и z равен 0 или 1.
В одной реализации настоящего изобретения содержащий силикон компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:
Формула IX
где:
16
R представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления собственно изоцианатной группы, например, бирадикал изофоронизоцианата. Другим содержащим силикон макромером, соответствующим целям настоящего изобретения, является соединение по формуле X (где x+y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), получаемое при реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной группой, изофоронизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.
Формула X
Иные содержащие силикон компоненты, соответствующие целям настоящего изобретения, включают компоненты, описанные в заявке на патент WO 96/31792, такие как макромеры, содержащие полисилоксановые, полиалкиленэфирные, диизоцианатные, полифторуглеводородные, полифторэфирные и полисахаридные группы. Другой класс содержащих силикон компонентов, соответствующих целям настоящего изобретения, включает содержащие силикон макромеры, полученные способом полимеризации с переносом группы, например, макромеры, описанные в заявках на патент США № 5314960, № 5331067, № 5244981, № 5371147 и № 6367929. В заявках на патент США № 5321108; № 5387662 и № 5539016 описаны силоксаны с полярной фторированной привитой или боковой группой, имеющей атом водорода при терминальном дифторзамещенном атоме водорода. В заявке на патент США № 2002/0016383 описаны гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфирные и силоксанильные мостиковые группы, и пригодные для поперечной сшивки мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любой из перечисленных выше полисилоксанов также может быть использован в качестве содержащего силикон компонента в рамках настоящего изобретения.
Дополнительные примеры силиконовых мономеров включают, помимо прочего, гидрофильные содержащие силоксан мономеры, такие как описанные в заявке на патент США № 4711943 мономеры, аналоги винилкарбаматов и -карбонатов, подобные описанным в заявке на патент США № 5070215, и содержащиеся в заявке на патент США № 6020445 монофункциональные мономеры. В одной реализации настоящего изобретения упомянутые OPE компоненты включают по меньшей мере один компонент, выбираемый из группы, состоящей из: 3-метакрилоксипропил-трис(триметилсилокси)силана, полидиметилсилоксанов с концевой монометакрилоксипропильной группой, полидиметилсилоксанов, 3-метакрилоксипропил-бис(триметилсилокси)метилсилана, метакрилоксипропилпентаметилдисилоксана, полидиметилсилоксана с концевой моно-(3-метакрилокси-2-гидроксипропилокси)пропильной и моно-бутильной группами, и их смесей.
Помимо силиконовых мономеров OPE мономеры также включают мономеры, которые при полимеризации оказываются достаточно просторно связаны друг с другом и создают некоторый свободный объем между полимерными цепями. Как правило, такие мономеры имеют достаточно большие размеры, что увеличивает свободный объем между полимерными цепями. Величину подобного стерического эффекта можно оценить с помощью эмпирических силовых констант полимера, получивших название Permachor. (Polym./Plast. Technol. Eng. 8(2) «Barrier Polymers» (1977). Мономеры такого типа обычно имеют величину параметра «permachor» не выше приблизительно 30. Примеры подобных нетрадиционных мономеров включают 1,4-диметиленциклогексан и цис-изопрен.
Полимеры, используемые для получения несшитого сополимерного связующего для целей настоящего изобретения, образуются в реакции по меньшей мере одного традиционного мономера и одного OPE компонента. Получаемые при этом полимеры для несшитого сополимерного связующего имеют молекулярный вес в диапазоне от приблизительно 10 кДа до приблизительно 1000 кДа, а в некоторых реализациях от приблизительно 25 кДа до приблизительно 500 кДа. Упомянутые полимеры для несшитого сополимерного связующего существенно свободны от непрореагировавших реакционноспособных групп, и в одной реализации свободны от непрореагировавших реакционноспособных групп. Упомянутые полимеры для несшитого сополимерного связующего могут содержать от приблизительно 10 до приблизительно 90 весовых процентов остатков - производных OPE компонентов, а в некоторых реализациях от приблизительно 20 до приблизительно 60 весовых процентов остатков - производных OPE компонентов.
Соотношение традиционных мономеров и OPE мономеров в полимерах для несшитого сополимерного связующего не обязательно должно совпадать с соотношением этих компонентов в реакционной смеси для изготовления линзы в реализациях, где полимерное связующее и реакционная смесь совместимы между собой. Однако в одной реализации, где полимерное связующее не совместимо с реакционной смесью, соотношение традиционных мономеров и OPE мономеров в полимере для несшитого сополимерного связующего близко к относительному соотношению указанных компонентов в композиции для получения собственно гидрогеля. Например, если в композиции для получения гидрогеля содержатся традиционный мономер 2-гидроксиэтилметакрилат и OPE мономер полидиметилсилоксан с монометакрилоксипропильной концевой группой в соотношении 20:80, соотношение весового процентного содержания традиционного мономера и OPE мономера в полимере для несшитого сополимерного связующего будет составлять приблизительно 10:90 и приблизительно 30:70.
Помимо традиционных мономеров и OPE компонентов смесь, из которой изготавливается полимер для несшитого сополимерного связующего, может содержать дополнительные реакционноспособные и нереакционноспособные компоненты, такие как УФ-блокаторы, медицинские препараты, противомикробные соединения, реакционноспособные пигменты, способные к сополимеризации красители, агенты переноса групп, смачивающие агенты, их различные сочетания и т.д. При введении в состав связующего нереакционноспособных компонентов последние могут быть либо добавлены в реакционную смесь, из которой изготавливается полимер для несшитого сополимерного связующего, либо введены в уже готовое связующее после его получения. При введении дополнительных компонентов после получения готового связующего вводимый компонент может быть механически смешан с полимерным связующим.
Как правило, для приготовления окрашивающих композиций используется по меньшей мере один растворитель. В одной реализации настоящего изобретения, когда окрашивающая композиция вводится в или наносится на офтальмологическое устройство, используемый растворитель содержит по меньшей мере «среднекипящий растворитель» с температурой кипения в диапазоне от приблизительно 120°C до приблизительно 150°C. Среднекипящие растворители позволяют получить достаточную степень высыхания и переноса окрашивающей композиции на переднюю поверхность изготавливаемой линзы. Примеры среднекипящих растворителей включают 1-этокси-2-пропанол (1E2P), 1,2-октандиол, 3-метил-3-пентанол, 1-пентанол, метиллактат, 1-метокси-2-пропанол, их смеси и т.д. В одной реализации окрашивающая композиция содержит 1E2P. Используемые растворители должны солюбилизировать полимерное связующее и все остальные компоненты (за исключением пигментов), входящие в состав окрашивающей композиции. Например, в одной реализации с использованием в составе окрашивающей композиции по меньшей мере одного смачивающего агента среднекипящие растворители могут не обеспечить требуемой растворимости компонентов. В такой реализации окрашивающая композиция может содержать дополнительные полярные растворители. Примеры полярных растворителей, соответствующих целям настоящего изобретения, включают метанол, этанол, трет-амиловый спирт, пропанол, бутанол, их смеси и т.д.
В ряде реализаций введение в состав окрашивающей композиции по меньшей мере одного полярного растворителя привело к меньшей эффективности впитывания белков, муцина и липокалина в изготавливаемое офтальмологическое устройство. Таким образом, может быть достигнуто снижение эффективности впитывания по меньшей мере одного из типов биологических соединений - белков, муцина или липокалина - в линзу по меньшей мере приблизительно на 5%, а в ряде реализаций по меньшей мере приблизительно на 10% по сравнению с линзами, изготовленными с использованием окрашивающих композиций, в состав которых не был введен по меньшей мере один полярный растворитель. Смеси полярных низкокипящих растворителей (<120°C) со среднекипящими растворителями (120-150°C) придают изготавливаемым офтальмологическим устройствам желаемую совместимость с компонентами слезной жидкости человека, при этом сохраняя простоту процесса тампопечати, достигаемую при использовании только традиционных среднекипящих растворителей (120-150°C).
Как правило, растворитель добавляется в окрашивающую композицию в количестве, требуемом для эффективной печати. Требуемое для эффективной печати количество представляет собой количество растворителя, требуемое для получения окрашивающей композиции с вязкостью, удобной для используемого способа печати. Например, при использовании процесса тампопечати окрашивающая композиция имеет вязкость диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 2500 сП, в ряде реализаций - от приблизительно 500 до приблизительно 1500 сП, а в иных реализациях приблизительно 1000 сП. В некоторых реализациях окрашивающие композиции с вязкостью приблизительно 1000 сП содержат от приблизительно 20 до приблизительно 80 весовых процентов растворителя, в ряде реализаций - от приблизительно 30 до приблизительно 70 весовых процентов растворителя в пересчете на все компоненты используемой окрашивающей композиции. При введении в состав композиции полярных растворителей их количество может находиться в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 80 весовых процентов и от приблизительно 30 до приблизительно 70 весовых процентов в пересчете на общее количество вводимого в состав окрашивающей композиции растворителя.
Для получения несшитого сополимерного связующего к находящимся в растворителе мономерам должен быть добавлен по меньшей мере один инициатор полимеризации, такой как термический свободнорадикальный инициатор полимеризации. Термические инициаторы генерируют свободные радикалы при умеренно высоких температурах. Примеры термических инициаторов, соответствующих целям настоящего изобретения, включают перекись лауроила, перекись бензоила, перкарбонат изопропила, 2,2'-азобисизобутиронитрил и 2,2'-азобис-2-метилбутиронитрил. Соответствующие количества инициатора составляют от приблизительно 0,2 до приблизительно 10 весовых процентов, а в некоторых реализациях - от приблизительно 0,2 до приблизительно 5 весовых процентов. Упомянутое несшитое сополимерное связующее может также быть получено с помощью фотополимеризации, то есть вместо термических инициаторов полимеризации могут применяться фотоинициаторы. Условия проведения реакции полимеризации выбирают таким образом, чтобы получить полимер для несшитого полимерного связующего с предпочтительным молекулярным весом в диапазоне от приблизительно 10 кДа до приблизительно 1000 кДа, более предпочтительно приблизительно 25-500 кДа.
Как правило, условия проведения реакции для получения полимера для несшитого полимерного связующего включают температуры реакции в диапазоне от приблизительно 30°C до приблизительно 180°C, а в некоторых реализациях - от приблизительно 50°C до приблизительно 100°C, и продолжительность реакции от приблизительно 4 до приблизительно 24 часов. Реакция может проводиться при атмосферном давлении.
При необходимости контролировать молекулярный вес образующегося полимера могут также использоваться агенты переноса цепи. В ряде реализаций желательно, чтобы степень полидисперсности полимера составляла от приблизительно 1 до приблизительно 10, в других реализациях от приблизительно 1 до приблизительно 3.
Полученные полимеры для несшитого сополимерного связующего перед использованием могут очищаться любыми известными способами, в том числе, помимо прочего, выделением из органической фазы, осаждением в соответствующем растворителе, различными способы хроматографического разделения, диализом, их сочетанием и т.д.
После получения несшитое сополимерное связующее может быть разбавлено «растворителем для печати» для получения окрашивающей композиции с вязкостью, удобной для использования в процессах, составляющих предмет настоящего изобретения. Упомянутый растворитель для печати может совпадать с или отличаться от растворителя, использовавшегося для получения упомянутого несшитого сополимерного связующего. В одной реализации настоящего изобретения соответствующие растворители для печати содержат 1-этокси-2-пропанол, этанол, гептан либо комбинацию растворителей, содержащую по меньшей мере один из перечисленных растворителей, при условии что несшитое полимерное связующее растворимо в указанных растворителях для печати. Окрашивающая композиция имеет вязкость в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 8000 сП (сантипуаз), а в другой реализации - от приблизительно 500 до приблизительно 2500 сП с добавлением или без добавления пигментов для использования в процессе тампопечати, и имеет вязкость менее чем приблизительно 500 сП для струйной печати. Вязкость окрашивающей композиции может быть адаптирована к используемому способу печати. Упомянутая вязкость измеряется при температуре 23°C на вискозиметре Брукфильда с установленным шпинделем типа S82 или S31 при скорости вращения 100 об/мин.
Вязкость напрямую связана с содержание сухого вещества в композиции. В диапазоне вязкостей от приблизительно 500 до приблизительно 2500 сП упомянутые окрашивающие композиции обычно имеют содержание сухих веществ в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 60 весовых процентов, в ряде реализаций - в диапазоне от приблизительно 35 до приблизительно 55 весовых процентов, и в некоторых реализациях приблизительно 43 весовых процента. Соотношение между вязкостью и содержанием сухих веществ может быть адаптировано для выбранного способа печати.
Неожиданно было обнаружено, что несшитое сополимерное связующее с температурой стеклования Tg выше приблизительно 60°C, в ряде реализаций - выше приблизительно 70°C, и в некоторых реализациях - выше приблизительно 80°C, позволяет получить окрашивающие композиции с повышенным качеством печати. Температура стеклования Tg упомянутого несшитого сополимерного связующего измеряется без введения в полимер дополнительных добавок, даже если такие добавки будут затем включены в состав окрашивающей композиции.
Окрашивающая композиция дополнительно содержит по меньшей мере один пигмент, краситель или их сочетание. Специалист в данной области определит, что для каждого используемого пигмента имеется критический объем пигмента для выбранного растворителя. Упомянутый критический объем пигмента может быть определен любыми известными способами, и в общем представляет собой объем, определяемый эффективностью растворителя и полимера связующего в диспергировании частиц пигмента, например, как описано в книге Patton, Temple C., Paint Flow and Pigment Dispersion, 2d ed., pp 126-300 (1993).
Степень прозрачности окрашивающей композиции можно регулировать изменением концентрации пигмента и размера его частиц. Альтернативно возможно применение регулятора прозрачности. Соответствующие целям настоящего изобретения регуляторы прозрачности, такие как окись титана или окись цинка, доступны для приобретения.
В одной реализации настоящего изобретения окрашивающая композиция содержит от приблизительно 0,2 до приблизительно 25 весовых процентов пигмента, от приблизительно 30 до приблизительно 45 весовых процентов полимерного связующего, от приблизительно 40 до приблизительно 70 весовых процентов растворителей, от приблизительно 0 до приблизительно 25 весовых процентов окиси титана, и от приблизительно 0,2 до приблизительно 7 весовых процентов пластификатора. Приведенные доли в весовых процентах рассчитаны относительно полного веса окрашивающей композиции.
В полимерное связующее может быть введено от приблизительно 0,2 до приблизительно 25 весовых процентов пигмента в расчете на вес композиции для органических пигментов и от приблизительно 0,2 до приблизительно 50 весовых процентов пигмента для неорганических пигментов. Однако высокие концентрации пигмента могут придать готовому изделию слишком темный оттенок. Поэтому предпочтительно использовать концентрации пигментов в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 7 весовых процентов для органических пигментов и от приблизительно 0 до приблизительно 20 весовых процентов для неорганических пигментов. Пигменты могут также применяться в различных сочетаниях в зависимости от желаемого цвета, оттенка и насыщенности тонировки.
В одной реализации настоящего изобретения несшитое сополимерное связующее смешивается с растворителями и компонентами, которые не создают цветовые или иные визуальные эффекты. Покрывающая композиция такого состава может использоваться для формирования бесцветного слоя на форме для литья офтальмологического устройства перед нанесением окрашивающей композиции. Не содержащие пигментов композиции далее будут именоваться «бесцветные покрывающие композиции».
Окрашивающая композиция наносится по меньшей мере на часть по меньшей мере одной из поверхностей формы для литья офтальмологического устройства. В одной реализации настоящего изобретения упомянутая окрашивающая композиция наносится по меньшей мере на часть вогнутой поверхности формы для литья. В другой реализации по меньшей мере на часть вогнутой поверхности формы для литья наносится бесцветная покрывающая композиция, и затем на бесцветную покрывающую композицию наносится окрашивающая композиция.
Окрашивающая композиция может наноситься на поверхность формы для литья любыми известными в данной области способами. Соответствующие целям настоящего изобретения способы включают, помимо прочего, тампопечать и струйную печать. В одной реализации настоящего изобретения для нанесения окрашивающей композиции на поверхность формы для литья используется машина для тампопечати, подобная описанной в заявке на патент США № 5637265. В одной реализации данного процесса машина для тампопечати погружает тампон в окрашивающую композицию, подсушивает его на воздухе от приблизительно 0,5 секунды до приблизительно 60 минут и затем касается тампоном поверхности формы для литья линзы. Окрашивающая композиция может наноситься за один проход или в несколько проходов.
Окрашивающая композиция наносится в количестве, достаточном для придания желаемой глубины тонировки изготавливаемым линзам (в «достаточном для тонировки количестве»). В одной реализации используется от приблизительно 0,5 мг до приблизительно 4,0 мг окрашивающей композиции на одну линзу.
2
2
После нанесения на поверхность формы для литья окрашивающая композиция может быть обработана для удаления летучих компонентов. Соответствующие способы включают помещение форм в откачиваемую камеру, выдержку форм при комнатной температуре в естественной среде или в потоке любого из индивидуальных газов N или O, выдержку форм при температуре от приблизительно комнатной до приблизительно 75°C в течение промежутка времени от по меньшей мере 2 минут до приблизительно 1 недели, от приблизительно 2 до приблизительно 24 часов или от приблизительно 2 минут до приблизительно 6 минут, либо сочетание перечисленных способов. Данный процесс может быть повторен для каждого слоя окрашивающей композиции, наносимого на форму.
Формы для литья офтальмологических устройств изготавливаются из различных материалов. Материал для изготовления частей формы для литья может содержать один или несколько из следующих полиолефинов: полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат, а также модифицированные полиолефины.
Предпочтительный алициклический сополимер содержит два разных алициклических полимера и предлагается компанией Zeon Chemicals L.P. под торговым названием ZEONOR. Материал ZEONOR выпускается нескольких различных видов. Температуры стеклования различных видов могут находиться в диапазоне от 105°C до 160°C. Для целей настоящего изобретения предпочтительным является материал ZEONOR 1060R.
Другие материалы для изготовления форм, которые могут в сочетании с одной или более добавками использоваться для изготовления форм для литья офтальмологических линз, включают, например, полипропиленовые смолы Циглера-Натта (иногда называемые znPP). Один из примеров полипропиленовой смолы Циглера-Натта доступен под названием PP 9544 MED. Смола PP 9544 MED представляет собой очищенный статистический сополимер для чистого формования (в соответствии с требованиями Положения 21 Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, Свод федеральных правил (c)3.2), поставляемый компанией ExxonMobile Chemical Company. Смола PP 9544 MED представляет собой статистический сополимер типа znPP с этиленовой группой (далее обозначаемый 9544 MED). Другие примеры полипропиленовых смол Циглера-Натта включают смолы: Atofina Polypropylene 3761 и Atofina Polypropylene 3620WZ.
Далее, формы для литья могут содержать такие полимеры, как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклическим фрагментом в основной цепи, а также циклические полиолефины. Подобная смесь может использоваться на любой из половин формы для литья или на обеих половинах одновременно, причем данная смесь предпочтительно используется для выполнения задней криволинейной поверхности, а передняя криволинейная поверхность состоит из алициклических сополимеров. Предпочтительными материалами являются Zeonor 1060R, полипропилен, а также Zeonor в смеси с материалом Tuftec H1051, который представляет собой полимерную смесь стирола, этилена, бутадиена (SEBS) и поставляется компанией Ashai Kasei Chemical Corp., Япония.
Формы для литья могут изготавливаться как отдельно, так и в том же процессе, который используется для изготовления офтальмологических устройств.
После нанесения окрашивающей композиции на форму и при необходимости ее обработки в вогнутую часть формы для литья вносится реакционная смесь в количестве, требуемом для получения офтальмологического устройства. В одной реализации настоящего изобретения реакционная смесь содержит по меньшей мере один OPE компонент и по меньшей мере один гидрофильный компонент. Для приготовления композиций для получения гидрогеля могут применяться любые из перечисленных выше OPE компонентов. Соответствующие целям настоящего изобретения гидрофильные компоненты включают описанные выше гидрофильные компоненты, а также высокомолекулярные гидрофильные полимеры, такие как описаны в заявках на патенты США № 6367929, № 6822016 и № 2008/0045612.
Соответствующие высокомолекулярные гидрофильные полимеры повышают смачиваемость полимеризованных силиконовых гидрогелей и имеют средний молекулярный вес не менее 50000 Дальтон, в ряде реализаций имеют средний молекулярный вес в диапазоне от приблизительно 100000 до 500000 Дальтон, от 300000 до приблизительно 400000 Дальтон, в других реализациях - от приблизительно 320000 до приблизительно 370000 Дальтон.
Альтернативно, молекулярный вес гидрофильных полимеров для целей настоящего изобретения может быть выражен с помощью параметра K на основе измерений кинематической вязкости, как описано Е.С. Барабасом в энциклопедии по полимерам в главе про N-виниламидные полимеры, E.S. Barabas, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Second edition, Vol 17, pgs. 198-257, John Wiley & Sons Inc. Для целей настоящего изобретения используются гидрофильные полимеры с параметром K в диапазоне от 46 до 100. При включении в состав композиций высокомолекулярный гидрофильный полимер присутствует в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 20 весовых процентов, в ряде реализаций - от приблизительно 3 до приблизительно 15 весовых процентов, и в других реализациях - от приблизительно 5 до приблизительно 15 весовых процентов.
Примеры высокомолекулярных гидрофильных полимеров включают, помимо прочего, полиамиды, полилактоны, полиимиды и полилактамы. В одной реализации настоящего изобретения упомянутые высокомолекулярные гидрофильные полимеры содержат в основной цепи циклический фрагмент, такой как циклический амид или циклический имид. В других реализациях упомянутые высокомолекулярные гидрофильные полимеры представляют собой ациклический полиамид. Высокомолекулярные гидрофильные полимеры включают, в частности, следующие полимеры и сополимеры: поли-N-винилпирролидон, поли-N-винил-2-пиперидон, поли-N-винил-2-капролактам, поли-N-винил-3-метил-2-капролактам, поли-N-винил-3-метил-2-пиперидон, поли-N-винил-4-метил-2-пиперидон, поли-N-винил-4-метил-2-капролактам, поли-N-винил-3-этил-2-пирролидон и поли-N-винил-4,5-диметил-2-пирролидон, поливинил-N-метилацетамид, поливинилацетамид, поливинил-N-метилпропионамид, поливинил-N-метил-2-метилпропионамид, поливинил-2-метилпропионамид, поливинил-N,N'-диметилмочевина, поливинилимидазол, поли-N-N-диметилакриламид, поливиниловый спирт, полиакриловую кислоту, полиэтиленоксид, поли-2-этилоксазолин, гепаринполисахариды и полисахариды. В одной реализации настоящего изобретения высокомолекулярный гидрофильный полимер содержит следующие полимеры и сополимеры: поли-N-винилпирролидон, поливинил-N-метилацетамид, поли-N-N-диметилакриламид, поливиниловый спирт, полиакриловую кислоту, их смеси и т.д.
Композиция для получения гидрогелей в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать по меньшей мере один улучшающий совместимость компонент. Соответствующие улучшающие совместимость компоненты имеют среднечисленный молекулярный вес приблизительно менее чем 5000 Дальтон, в ряде реализаций - менее чем приблизительно 3000 Дальтон, содержат по меньшей мере одну гидроксильную группу и по меньшей мере одну полимеризуемую группу. Возможно также использование макромеров (среднечисленный молекулярный вес в диапазоне от приблизительно 5000 до приблизительно 15000 Дальтон), при условии что они несут описанные выше улучшающие совместимость функциональные группы. При использовании улучшающего совместимость макромера все равно может потребоваться введение дополнительного повышающего совместимость компонента для достижения требуемого уровня смачиваемости в изготавливаемом офтальмологическом устройстве.
В одной реализации настоящего изобретения в структуру повышающих совместимость компонентов входит по меньшей мере одна гидроксильная группа и по меньшей мере одна «-Si-O-Si-» группа. В некоторых реализациях настоящего изобретения содержание кремния и непосредственно связанного с ним кислорода в упомянутом повышающем совместимость компоненте составляет более чем приблизительно 10 весовых процентов, а в другой реализации - более чем приблизительно 20 весовых процентов. Соотношение Si к OH в повышающем совместимость компоненте составляет менее чем приблизительно 15:1, и предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 1:1 до приблизительно 10:1. В некоторых реализациях первичные спирты обеспечивают лучшую совместимость, чем вторичные спирты.
Примеры повышающих совместимость компонентов включают мономеры по формулам I и II, раскрытым в заявке на патент США № 6822016. Конкретные примеры включают (3-метакрилокси-2-гидроксипропилокси)пропил-бис(триметилсилокси)метилсилан, (3-метакрилокси-2-гидроксипропилокси)пропил-трис(триметилсилокси)силан, бис-3-метакрилокси-2-гидроксипропилоксипропил-полидиметилсилоксан, полидиметилсилоксан с концевыми моно-(3-метакрилокси-2-гидроксипропилокси)пропильной и моно-бутильной группами, их смеси и т.д.
Один из классов соответствующих целям настоящего изобретения макромеров включает полученные способом полимеризации с переносом группы гидроксил-функционализированные макромеры, а также стирол-функционализированные преполимеры гидроксил-функционализированных метакрилатов и их кремний-содержащих аналогов, описанные в заявке на патент США № US 6367929, которая включена в настоящий документ путем ссылки.
«Эффективное количество» повышающего совместимость компонента для целей настоящего изобретения представляет собой количество, требуемое для обеспечения совместимости или растворения высокомолекулярного гидрофильного полимера и других компонентов полимерной композиции. Таким образом, требуемое количество повышающего совместимость компонента частично зависит от используемого количества гидрофильного полимера, причем для обеспечения совместимости более высоких концентраций высокомолекулярного гидрофильного полимера соответственно потребуется и большая концентрация повышающего совместимость компонента. Эффективное количество повышающего совместимость компонента в рассматриваемых полимерных композициях составляет от приблизительно 5% (весовые проценты в пересчете на полный вес реакционноспособных компонентов) до приблизительно 90%, предпочтительно от приблизительно 10% до приблизительно 80%, наиболее предпочтительно от приблизительно 20% до приблизительно 50%.
Композиция для получения гидрогеля может дополнительно содержать сшивающие агенты, фотоинициаторы, разбавители, а также любые описанные выше дополнительные компоненты.
Офтальмологические устройства в соответствии с настоящим изобретением включают мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров, силиконовых гидрогелей и фторгидрогелей («композиций для получения гидрогелей»), которые могут быть полимеризованы, обработаны и гидратированы с получением офтальмологических устройств, имеющих проницаемость для кислорода («Dk») более чем приблизительно 50 Баррер по результатам измерения полярографическим способом с краевой и граничной коррекцией. В одной реализации офтальмологические устройства в соответствии с настоящим изобретением имеют проницаемость для кислорода более чем приблизительно 60, в другой реализации - более чем приблизительно 80.
Как правило, реакционная смесь полимеризуется и затем гидратируется. Для литья реакционной смеси в производстве контактных линз известны различные процессы, включая центробежное литье и статическое литье. Способы центробежного литья описаны в заявках на патенты США № 3408429 и № 3660545, а способы статического литья описаны в заявках на патенты США № 4113224 и № 4197266, все перечисленные заявки включены в настоящий документ путем ссылки.
Затем содержащая исходный материал для изготовления линзы форма помещается в условия, требуемые для формирования готовой линзы. Точные условия будут зависеть от выбранных компонентов материала линз и могут быть выбраны специалистом в данной области. Полимеризация может быть инициирована с использованием сочетания нагрева и (или) облучения. В одной реализации настоящего изобретения полимеризация реакционной смеси производится под действием ультрафиолетового или видимого света. В одной реализации используется преимущественно видимый свет. По завершении полимеризации линза отделяется от формы и может быть обработана растворителем для удаления разбавителя (если он использовался) или любых следов непрореагировавших компонентов. Затем линза гидратируется для получения линзы из гидрогеля.
Примеры композиций для получения гидрогелей раскрыты в заявках на патенты США № 5710302, № WO 9421698, № EP 406161, № JP 2000016905, № 5998498, № 6367929, № 6822016, № 6087415, № 5760100, № 5776999, № 5789461, № 5849811, а также заявках на патенты № 5965631 и № 5070166. Офтальмологические устройства в соответствии с настоящим изобретением включают мягкие контактные линзы, состоящие из: галифилкона А, сенофилкона А, генфилкона А, ленефилкона А, комфилкона А, аквафилкона А, балафилкона А, лотрафилкона А и нарафилкона А. В одной реализации медицинские устройства в соответствии с настоящим изобретением представляют собой мягкие контактные линзы, состоящие из: галифилкона А, сенофилкона А, аквафилкона А и нарафилкона А. Перечисленные полимерные композиции идентифицируются своими принятыми в США названиями - «US Adopted Names» / «USAN». Для каждой имеющей название USAN композиции имеется список компонентов, содержащихся в реакционной смеси для данной композиции. Указание названия USAN без буквенного модификатора, например, сенофилкон, подразумевает включение всех композиций с тем же составом компонентов, но в произвольных количествах.
Полимеризованные офтальмологические устройства могут далее направляться на дальнейшую обработку поверхности, включая плазменную обработку поверхности, прививку, нанесение покрытия и т.д. Альтернативно, на полимеризованные офтальмологические устройства могут быть нанесены нереакционные полимеры, такие как полиакриловая кислота, как описано в заявках на патент США № 6689480 и № 6428839, или нанесены полимеры с перемежающимся знаком заряда, например, в процессах нанесения покрытия «слой за слоем», описанных в заявках на патенты США № 6827966; № 6451871; № 6896926; № 6793973. При использовании нереакционных полимеров последние должны иметь молекулярный вес, достаточный для постоянного закрепления на обрабатываемом офтальмологическом устройстве. Для этих целей желательно использовать полимеры со средневесовым молекулярным весом не ниже приблизительно 5000, а в ряде реализаций - не ниже приблизительно 20000. Подобная обработка поверхности может улучшить смачиваемость или смазываемость линзы, придать ей антимикробную активность или иные полезные свойства.
Альтернативно либо в дополнение к описанным выше способам обработки поверхности линзы несшитое сополимерное связующее может содержать дополнительные компоненты, модифицирующие свойства готового офтальмологического устройства. Такие компоненты могут включать агенты для внутреннего смачивания, фармацевтические или биологически активные компоненты, а также компоненты, которые повысят сродство линзы к составляющим слезной жидкости человека. Как описано выше, перечисленные компоненты могут быть либо введены в ходе полимеризации полимерного связующего, либо примешаны или интеркалированы в уже приготовленное полимерное связующее.
«Агенты для внутреннего смачивания» представляют собой полимерные соединения, которые улучшают смачиваемость полимеризованной композиции для получения силиконового гидрогеля, но не являются результатом обработки поверхности в описанном выше смысле. Функции таких агентов могут выполнять гомополимеры, блок-сополимеры и амфифильные блок-сополимеры (как описано в заявке на патент США № 7247692), производные лактамовых полимеров (как описано в заявке на патент США № 7473738), а также любые описанные выше высокомолекулярные гидрофильные полимеры.
Подобные агенты для внутреннего смачивания являются существенно неполимеризуемыми. Используемый в настоящей заявке термин «существенно неполимеризуемый» означает, что при полимеризации упомянутых агентов для внутреннего смачивания совместно с другими полимеризуемыми компонентами, агенты для внутреннего смачивания встраиваются в образующийся силиконовый гидрогель или несшитое сополимерное связующее без значительного ковалентного связывания с силиконовым гидрогелем или несшитым сополимером. Отсутствие значительного ковалентного связывания означает, что хотя наличие некоторого несущественного ковалентного связывания и возможно, оно не играет никакой роли для удержания агента для внутреннего смачивания в матрице силиконового гидрогеля. Любое имеющее место несущественное ковалентное связывание само по себе не будет достаточным для удержания агента для внутреннего смачивания в матрице силиконового гидрогеля. Вместо этого абсолютно доминирующим эффектом, обеспечивающим удержание агента для внутреннего смачивания в объеме силиконового гидрогеля, служит механическая фиксация, или захват в матрице. В соответствии с изложенным описанием агент для внутреннего смачивания оказывается «захваченным», когда он механически удерживается внутри матрицы силиконового гидрогеля. Это достигается путем запутывания полимерной цепи агента для внутреннего смачивания в полимерной матрице силиконового гидрогеля. Следует отметить, что силы Ван-дер-Ваальса, диполь-дипольные взаимодействия, электростатическое притяжение и образование водородных связей также вносят свой вклад в описываемый захват молекулы агента в матрице.
Соответствующие целям настоящего изобретения агенты для внутреннего смачивания имеют средневесовой молекулярный вес в диапазоне от приблизительно 2000 Дальтон до приблизительно 2000000 Дальтон, предпочтительно имеют молекулярный вес более чем приблизительно 5000 Дальтон; более предпочтительно имеют молекулярный вес от приблизительно 5000 до приблизительно 2000000 Дальтон. В некоторых реализациях более предпочтительным может оказаться использование агентов с меньшим молекулярным весом в диапазоне от приблизительно 5000 до приблизительно 180000 Дальтон, наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 5000 до приблизительно 150000 Дальтон, тогда как в других реализациях возможно использование агентов с более высоким молекулярным весом, в диапазоне от приблизительно 60000 до приблизительно 2000000 Дальтон, предпочтительно в диапазоне от приблизительно 100000 до приблизительно 1800000 Дальтон, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 180000 до приблизительно 1500000 Дальтон, и наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 180000 до приблизительно 1000000 Дальтон (все веса даны как средневесовые молекулярные веса). Молекулярные веса полимеров с молекулярным весом больше чем приблизительно 2000 Дальтон могут быть определены способами гель-проникающей хроматографии (gel permeation chromatography, GPC) {эксклюзионной хроматографии (size exclusion chromatography, SEC)} с использованием в качестве растворителя гексафторизопропанола, и, если не оговорено особо, могут быть привязаны к калибровочным стандартам на основе поли-(2-винилпиридина) (Другие способы описаны в работе Journal of Liquid Chromatography, 10 (), 1127-1150 (1987)).
Агенты для внутреннего смачивания включают, помимо прочего, описанные выше высокомолекулярные гидрофильные полимеры. В одной реализации настоящего изобретения смачивающие агенты выбирают из группы, состоящей из: поли(N-винил-2-пирролидона), поли-2-этил-2-оксазолина, поли(N,N-диметилакриламида) и поливинилового спирта. Предпочтительными агентами для внутреннего смачивания являются поли(N-винил-2-пирролидон), поли-2-этил-2-оксазолин, поливинилметилацетамид, или их смеси. Особенно предпочтительным агентом для внутреннего смачивания является поли(N-винил-2-пирролидон) со средневесовым молекулярным весом в диапазоне от приблизительно 60 кДа до приблизительно 2000 кДа. При введении агентов для внутреннего смачивания в состав несшитого полимерного связующего их количество составляет от приблизительно 1% до приблизительно 30%, предпочтительно от приблизительно 12 до приблизительно 26% по весу от несшитого полимерного связующего. Например, при использовании PVP K30 от приблизительно 0,12 до приблизительно 0,26 г данного вещества добавляется на каждый грамм несшитого полимерного связующего.
Эффективность подобных агентов в повышении смачиваемости готовых офтальмологических устройств можно оценить по результатам измерения динамического краевого угла (dynamic contact angle, DCA).
Описываемый процесс может также включать и дополнительные стадии. Например, процесс может включать стадии нанесения нескольких слоев окрашивающей композиции, бесцветных покрывающих композиций, или их сочетаний. Нанесение нескольких слоев окрашивающей композиции, каждый из которых придает различный цвет или смесь цветов, позволяет получить офтальмологическое устройство с реалистичными глубиной и вариациями цвета. Альтернативно, возможно нанесение нескольких слоев окрашивающих композиций, причем различные слои создают различные визуальные эффекты, такие как окрашивание, создание эффекта искристости, поглощение УФ излучения, блокирование света и т.д. Альтернативно, возможно одновременное нанесение слоев бесцветных покрывающих композиций и слоев окрашивающих композиций. Например, сначала на изделие может быть нанесен слой бесцветной покрывающей композиции, на который затем наносятся один или несколько слоев одной и той же или различных окрашивающих композиций. Кроме того, слои бесцветных покрывающих композиций и слои окрашивающих композиций могут наноситься по очереди или в любом другом порядке и сочетаниях.
Процесс, составляющий предмет настоящего изобретения, может дополнительно включать стадию разбухания окрашивающей композиции. При включении в описываемый процесс стадии разбухания проводится в условиях, способствующих разбуханию окрашивающей композиции в соотношении от 1:1 до 4:1 относительно толщины сухого слоя композиции. Как правило, подобная степень разбухания может быть достигнута за время от приблизительно 1 до приблизительно 30 минут при температуре от приблизительно 40°C до приблизительно 68°C.
Например, в одной из реализаций настоящее изобретение включает процесс изготовления стабильного тонированного офтальмологического устройства, состоящего из гидрогеля, имеющего проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50, который включает следующие стадии:
(а) нанесение по меньшей мере одной окрашивающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего, по меньшей мере один пигмент, краситель или их смесь и по меньшей мере один растворитель для печати, на по меньшей мере часть по меньшей мере одной поверхности формы для литья, используемой для отливки офтальмологического устройства;
(б) нанесение бесцветной покрывающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего и по меньшей мере один растворитель для печати, на по меньшей мере часть нанесенной на стадии (а) окрашивающей композиции;
(в) обработку приготовленной на стадии (б) формы для снижения количества летучих компонентов в упомянутых окрашивающей или бесцветной покрывающей композициях;
(г) внесение поверх нанесенной на стадии (б) бесцветной покрывающей композиции неполимеризованной композиции для получения гидрогеля в количестве, необходимом для получения готового офтальмологического устройства, причем упомянутая композиция для получения гидрогеля после полимеризации имеет проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50; и
(д) полимеризацию упомянутой композиции для получения гидрогеля с получением стабильного тонированного офтальмологического устройства.
Далее, настоящее изобретение включает способ изготовления стабильного тонированного офтальмологического устройства, состоящего из гидрогеля, имеющего проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50, который включает следующие стадии:
(а) нанесение по меньшей мере одной бесцветной покрывающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего и по меньшей мере один растворитель для печати, на по меньшей мере часть по меньшей мере одной поверхности формы для литья, используемой для отливки офтальмологического устройства;
(б) нанесение по меньшей мере одной окрашивающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего, по меньшей мере один пигмент, краситель или их смесь и по меньшей мере один растворитель для печати, поверх нанесенной на стадии (а) бесцветной покрывающей композиции;
(в) обработку приготовленной на стадии (б) формы для снижения количества летучих компонентов в упомянутых окрашивающей или бесцветной покрывающей композициях;
(г) внесение поверх нанесенной на стадии (б) окрашивающей композиции реакционной смеси в количестве, необходимом для получения готового офтальмологического устройства, причем упомянутая реакционная смесь после полимеризации имеет проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50; и
(д) полимеризацию упомянутой композиции для получения гидрогеля с получением стабильного тонированного офтальмологического устройства.
Кроме того, настоящее изобретение включает описанные выше процессы, в которых используемые композиции для получения гидрогеля пригодны для ношения готового устройства на глазу без модификации его поверхности.
Кроме того, настоящее изобретение включает композицию для использования при изготовлении стабильного тонированного офтальмологического устройства на основе гидрогеля, имеющего проницаемость для кислорода по меньшей мере приблизительно 50 Баррер, содержащую по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего, по меньшей мере один растворитель для печати, и по меньшей мере один пигмент, краситель или их смесь. Композиции может дополнительно содержать по меньшей мере один агент для внутреннего смачивания. В одной реализации настоящего изобретения упомянутый используемый в качестве связующего несшитый сополимер имеет температуру стеклования Tg выше чем приблизительно 60°C.
Далее настоящее изобретение включает стабильное тонированное офтальмологическое устройство из гидрогеля, имеющее газопроводимость для кислорода более чем приблизительно 50 Баррер/мм, содержащее в качестве связующего несшитый сополимер.
Далее настоящее изобретение включает стабильное тонированное офтальмологическое устройство, состоящее из гидрогеля, пригодного для ношения на глазу, имеющего проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50, процесс изготовления которого включает следующие стадии:
(а) нанесение по меньшей мере одной окрашивающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего, по меньшей мере один пигмент, краситель или их смесь и по меньшей мере один растворитель для печати, на поверхности формы для литья, используемой для отливки офтальмологического устройства;
(б) обработку приготовленной на стадии (а) формы для снижения количества летучих компонентов в упомянутой окрашивающей композиции;
(в) внесение в упомянутую форму для литья, обработанную на стадии (б), реакционной смеси в количестве, необходимом для получения готового офтальмологического устройства, причем упомянутая реакционная смесь после полимеризации имеет проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50; и
(г) полимеризацию упомянутой композиции для получения гидрогеля с получением стабильного тонированного офтальмологического устройства. Далее настоящее изобретение включает стабильное тонированное офтальмологическое устройство, состоящее из гидрогеля, пригодного для ношения на глазу, имеющего проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50, процесс изготовления которого включает следующие стадии:
(а) нанесение по меньшей мере одной бесцветной покрывающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего и по меньшей мере один растворитель для печати, на по меньшей мере часть по меньшей мере одной поверхности формы для литья, используемой для отливки офтальмологического устройства;
(б) нанесение по меньшей мере одной окрашивающей композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего, по меньшей мере один пигмент, краситель или их смесь и по меньшей мере один растворитель для печати, поверх нанесенной на стадии (а) бесцветной покрывающей композиции;
(в) нанесение композиции, содержащей по меньшей мере один несшитый сополимер в качестве связующего и по меньшей мере один растворитель для печати, на по меньшей мере часть нанесенной на стадии (б) окрашивающей композиции;
(г) обработку приготовленной на стадии (в) формы для снижения количества летучих компонентов в упомянутых бесцветной покрывающей композиции, окрашивающей композиции или в обеих композициях;
(д) внесение поверх нанесенной на стадии (в) окрашивающей композиции неполимеризованной композиции для получения гидрогеля в количестве, необходимом для получения готового офтальмологического устройства, причем упомянутая композиция для получения гидрогеля после полимеризации имеет проницаемость для кислорода более чем приблизительно 50; и
(е) полимеризацию упомянутой композиции для получения гидрогеля с получением стабильного тонированного офтальмологического устройства.
Термины «несшитый сополимер в качестве связующего» или «несшитый сополимерное связующее», «пигмент», «краситель», «стабильное тонированное устройство», «форма для литья, используемая для отливки офтальмологического устройства», «офтальмологическое устройство», «нанесение», «обработка для удаления летучих компонентов», «достаточное количество», «растворитель для печати» и «композиция для получения гидрогеля» имеют описанные выше значения и предпочтительные соединения. Агенты для внутреннего смачивания могут быть введены на одном или более стадий процессов, составляющих предмет настоящего изобретения, при этом вводимы агенты для внутреннего смачивания могут быть различным на разных стадиях. Предпочтительно, если на одной или более стадии процессов вводится агент для внутреннего смачивания, один и тот же агент для внутреннего смачивания вводится на всех упомянутых одной или более стадиях.
Проницаемость для кислорода (Dk) может быть измерена полярографическим способом согласно общему описанию в стандарте ISO 9913-1: 1996(E), но со следующими отличиями. Измерения проводятся в среде, содержащей 2,1% кислорода. Подобная среда создается путем установки на испытательную камеру входных патрубков для азота и воздуха и настройки их на соответствующие расходы газа, например, 1800 мл/мин азота и 200 мл/мин воздуха. Величина t/Dk рассчитывается с использованием скорректированных концентраций кислорода. Используется буферизованный боратом солевой раствор. Темновой ток измеряется с использованием среды чистого увлажненного азота вместо применения линз из MMA. Линзы перед измерением не промакиваются. Вместо использования линз варьируемой толщины измеряется пакет из четырех уложенных друг на друга линз. Вместо плоского датчика используется криволинейный датчик. Измеренные значения Dk приводятся в Баррерах.
Динамический краевой угол (dynamic contact angle, DCA) измеряется при температуре 23±3°C и относительной влажности воздуха 45±5% с использованием буферизованного боратом солевого раствора и весов Вильгельми. С помощью микровесов Вильгельми измеряется сила смачивания между поверхностью линзы и буферизованным боратом солевым раствором при погружении в раствор или вытаскивании из раствора образца в виде полоски, вырезанной из центральной части линзы, со скоростью 100 микрон/сек. Для расчетов используется следующее выражение:
F=2γpcosθ или
-1
θ=cos(F/2γp)
где F - сила смачивания, γ- коэффициент поверхностного натяжения жидкости, p - длина периметра образца по мениску и θ - краевой угол. Как правило, в эксперименте по динамическому смачиванию измеряется два краевых угла - краевой угол натекания и краевой угол оттекания. Краевой угол натекания извлекается из той части эксперимента по смачиванию, когда образец погружается в жидкость, именно эти величины и приводятся в настоящем документе. Для каждой изучаемой композиции измерялось по меньшей мере по четыре линзы, в качестве результата приводятся средние по таким измерениям. Процессы, составляющие предмет настоящего изобретения, должны предпочтительно давать офтальмологические устройства со смачиваемостью менее чем приблизительно 89.
Эксперименты по ДСК проводили на ДСК анализаторе DSCQ100-1040 компании TA Instrument, измеряя поток тепла к или из сополимера для связующего в зависимости от температуры при следующих рабочих параметрах:
Настройка потока тепла (Heat flow selection): Поток тепла (Heat flow) T4 (mW)
Тип охладителя (Cooler Type) - RCS
Начальная температура (Starting Temperature) - 25°C
Скорость нагрева (Heating Rate) - 10,000°C
Верхняя температура (Upper Temperature) - 200,00°C
Скорость охлаждения (Cooling Rate) - 10,000°C
Нижняя температура (Lower Temperature) - 70,000°C
Для стирания тепловой предыстории выполняли цикл ДСК нагрев/охлаждение/нагрев, затем охлаждали образец с постоянной скоростью и снова нагревали. Описанная процедура основана на рекомендованных стандартами ASTM способах E793-85 и D3417-83.
Для измерения кривой ДСК использовали следующий способ:
1) Приведение в равновесие при 25°C (Equilibration at 25°C);
2) Линейный нагрев со скоростью 10,000°C/мин до 200,00°C (Ramp 10,000°C/min to 200,00°C);
3) Отметка об окончании цикла 0 (Mark end of cycle 0);
4) Линейное охлаждение со скоростью 10,000°C/мин до -70,000°C (Ramp 10000°C/min to -70,000°C);
5) Отметка об окончании цикла 0 (Mark end of cycle 0);
6) Линейный нагрев со скоростью 10,000°C/мин до 200,00°C (Ramp 10,000°C/min to 200,00°C);
7) Отметка об окончании цикла 0 (Mark end of cycle 0).
Расширенные настройки (Advanced Parameters): Интервал сбора данных 0,20 с/точку (Data sampling interval 0,20 s/pt).
2
Расход газа (Mass Flow): N с расходом 50 мл/мин.
Для иллюстрации изобретения приводятся следующие примеры. Приведенные примеры не ограничивают изобретение. Они предназначены только для предложения способа практического использования изобретения. Специалисты в области контактных линз, а также в других областях, смогут найти и другие способы практического использования изобретения. Тем не менее, эти способы будут считаться подпадающими под действие настоящего изобретения.
ПРИМЕРЫ
В описании примеров использованы следующие сокращения
PVP = поливинилпирролидон;
HEMA = гидроксиэтилметакрилат
AMBN = 2,2'-азобис-(2-метилбутиронитрил)
AIBN = 2,2'-азобисизобутиронитрил
DMA = N,N-диметилакриламид
EtOH = этанол
Голубой HEMA = продукт реакции реакционного голубого № 4 и HEMA, как описано в Примере 4 заявки на патент США № 5944853
Norbloc = 2-(2'-гидрокси-5-метакрилилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол
THF = тетрагидрофуран
OH-mPDMS = полидиметилсилоксан с концевыми моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропильной и монобутильной группами
В Примерах 29 и 30 использовали растворы следующего состава:
Раствор TLF:
Имитирующий слезную жидкость буферный раствор (Tear-Like Fluid, TLF) готовили путем добавления 0,137 г бикарбоната натрия (Sigma, S8875) и 0,01 г D-глюкозы (Sigma, G5400) к содержащему кальций и магний фосфатно-солевому буферному раствору (Sigma, D8662). Приготовленный таким образом раствор TLF перемешивали при комнатной температуре до полного растворения всех компонентов (приблизительно в течение 5 минут).
Липидный маточный раствор готовили путем смешивания указанных ниже липидов в растворе TLF при тщательном перемешивании в течение приблизительно 1 часа при температуре приблизительно 60°C, до получения прозрачного раствора:
Холестерина линолеат (Sigma, C0289)
24 мг/мл
Линалила ацетат (Sigma, L2807)
20 мг/мл
Триолеин (Sigma, 7140)
16 мг/мл
Пропиловый эфир олеиновой кислоты (Sigma, O9625)
12 мг/мл
Ундециленовая кислота (Sigma, U8502)
3 мг/мл
Холестерин (Sigma, C8667)
1,6 мг/мл
Липидный маточный раствор (0,1 мл) смешали с 0,015 г муцина (муцины из бычьей поднижнечелюстной железы (Sigma, M3895,Type 1-S)). К смеси муцина с липидами добавили три порции раствора TLF объемом 1 мл каждая. Полученный раствор перемешивали до перехода всех компонентов в раствор (приблизительно в течение 1 часа). Раствором TLF довели объем до 100 мл и тщательно перемешали полученный раствор.
Затем по одному добавили перечисленные ниже компоненты в указанном порядке к 100 мл приготовленной выше муциново-липидной смеси. Полное время добавления компонентов составило приблизительно 1 час.
Кислый гликопротеин из бычьей плазмы (Sigma, G3643)
0,05 мг/мл
Эмбриональная бычья сыворотка (Sigma, F2442)
0,1%
Гамма-глобулины из бычьей плазмы (Sigma, G7516)
0,3 мг/мл
β лактоглобулин (липокалин из коровьего молока) (Sigma, L3908)
1,3 мг/мл
Лизозим куриного яичного белка (Sigma, L7651)
2 мг/мл
Лактоферрин из коровьего молозива(Sigma, L4765)
2 мг/мл
Полученный раствор оставили на ночь при температуре 4°C. pH раствора довели до 7,4, используя 1N HCl. Полученный раствор отфильтровали и хранили при температуре -20°C до использования.
Раствор липокалина
Молочный липокалин (β лактоглобулин) из коровьего молока (Sigma, L3908) (2 мг/мл) добавили в раствор TLF и перемешали без нагрева до полного растворения (общее время приблизительно 30 мин).
Раствор муцина
Муцины из бычьей поднижнечелюстной железы (Sigma, M3895, Type 1-S) (2 мг/мл) добавили в раствор TLF и перемешали без нагрева до полного растворения (общее время приблизительно 2 часа).
Пример 1. Механическое смешивание пигментов с полимером
2
3
Приготовили раствор PVP K30, растворив 27,9 г PVP K30 (BASF) в 108,5 г 1-этокси-2-пропанола. Растворение проводили на орбитальном шейкере (100 об/мин) при комнатной температуре в течение ночи. Затем полученный раствор смешали со 100 г черных пигментов (Sicovit Schwartz 85 E172 компании BASF, CAS № 12227-89-3, химическая формула FeO•FeO, МВ 231,54) с помощью стеклянного шпателя. Затем выполнили предварительное перемешивание на миксере Heidolph с диспергирующим диском диаметром 40 мм, 2x10 минут. Затем полученную смесь перемешали на мельнице Айгера, сначала в течение 10 минут при скорости 3500 об/мин и затем в течение еще 30 минут при скорости 4000 об/мин. Расход охлаждающей воды в мельнице Айгера настраивали таким образом, чтобы в обоих случая получить равновесную температуру 60°C. Образец извлекли из мельницы, проверка на гриндометре показала отсутствие частиц размером крупнее 10 микрон («Стандарт ASTM D 1316: Стандартный способ определения мелкости помола чернил для печати» Национальный исследовательский институт чернил для печати, NPIRI).
Пример 2.
Измерение содержания сухого вещества в вязком растворе
На аналитических весах определили вес тары для одной стеклянной чашки Петри. В чашку поместили приблизительно 2 грамма (Вес A) перемолотой композиции из Примера 1, чашку поместили в вакуумную печь и выдержали при температуре 150°C в течение по меньшей мере 40 часов. Для определения потери веса повторно взвесили чашку Петри (Вес B). Содержание сухого вещества в перемолотой композиции из Примера 1 нашли по следующей формуле: [(Вес B минус вес тары)/Вес A] X 100%, оно оказалось равным 55,1 вес.%, как показано в таблице 1 ниже.
Образец 1
Образец 2
Вес B
28,0315
27,9283
Вес тары
26,8575
26,8423
Разность
1,174
1,086
Вес A
2,100
2,000
Результаты
55,90%
54,30%
Среднее:
55,10%
Пример 3. Приготовление «сополимерного связующего»
В химический стакан объемом 100 мл поместили 0,462 г AMBN, 54 г гептана, 18 г этанола, а также якорек для магнитной мешалки. Полученную смесь перемешивали до полного растворения AMBN в течение приблизительно 0,5 часа.
В трехгорлый стеклянный реактор объемом 500 мл поместили следующие компоненты: 7,0 г DMA, 0,024 г голубого HEMA, 0,462 г AMBN, а также якорек для магнитной мешалки. Полученную смесь перемешивали до полного растворения в течение приблизительно 15 минут.
В химический стакан объемом 150 мл поместили 25,4 г DMA, 2,64 г norbloc, а также якорек для магнитной мешалки. Полученную смесь перемешивали до полного растворения в течение приблизительно 15 минут. После растворения всех компонентов в стакан добавили 13,8 г HEMA и 71,2 г OH-mPDMS, полученную смесь кратковременно перемешали. 9,0 г полученной смеси перенесли в упомянутый стеклянный реактор объемом 500 мл вместе с 42 г этанола и 126 г гептана.
В три горла реактора поместили:
резиновую пробку
обратный холодильник
пробку с отверстиями для ввода в реактор двух силиконовых трубок.
Затем при постоянном перемешивании температуру реактора довели до точки кипения смеси. Указанная температура составила приблизительно 70°C.
В резервуары 1 и 2 перистальтического насоса Watson-Marlow поместили содержимое упомянутого стакана объемом 100 мл и остаток жидкости из упомянутого стакана объемом 150 мл, соответственно. Насос соединили с двумя входящими в реактор силиконовыми трубками и скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы две указанные смеси равномерно поступали в реактор в течение 4 часов. После завершения введения смесей пробку с двумя силиконовыми трубками заменили на глухую резиновую пробку и продолжали реакцию в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником.
ч
в
Затем реакционный сосуд сняли с нагревателя и образец проанализировали на содержание сухого вещества (33%) как описано в Примере 2, молекулярный вес (M=29 кДа, M=56 кДа в полистирольных единицах) как описано в Примере 4, и вязкость (50 сП), как описано в Примере 5.
Пример 4.
Измерение молекулярного веса «сополимерного связующего»
ч
в
1 грамм раствора сополимерного связующего из Примера 3 разбавили THF до получения концентрации раствора сополимера 20 мг/г. Для анализа использовали хроматографическую установку, состоящую из 2 колонок компании Polymerlab («Mixed C» и «Mixed D»), в качестве элюэнта использовали THF. Для построения калибровочной кривой использовали узкие полистирольные стандарты, приобретенные у компании Polymerlab. Для сополимерного связующего из Примера 3 получили следующие значения: среднечисленный молекулярный вес M=29 кДа, средневесовой молекулярный вес M=56 кДа в полистирольных единицах.
Пример 5. Измерение вязкости вязкого раствора
5 грамм раствора сополимерного связующего из Примера 3 перенесли в алюминиевую чашку, которую установили на вискозиметр Брукфильда со шпинделем типа S82. При скорости вращения 100 об/мин измеренная вязкость составила 50 сП при температуре 23°C.
Пример 6.
Приготовление бесцветных и пигментированных чернил
В круглодонную колбу объемом 1 л поместили 300 г раствора сополимерного связующего из Примера 3 и добавили 150 г 1-этокси-2-пропанола. Колбу взвесили (Вес C) и установили на роторный испаритель со следующими параметрами
Температура водяной бани: 85°C,
Вакуум: 30 мбар
Раствор сополимерного связующего и 1-этокси-2-пропанола оставили на роторном испарителе. Приблизительно через 1 час колбу сняли с испарителя и снова взвесили (Вес D). Потеря веса колбы указывает, что был достигнут уровень содержания сухих веществ приблизительно 40%, как показано в таблице 2 ниже
Таблица 2
Вес тары (пустая колба)
454,13 г
Раствор сополимерного связующего из Пр. 3
300 г (33% сухих веществ)
Вес брутто до роторного испарителя
904,13 г (Вес C)
Вес брутто после роторного испарителя
704,63 г (Вес D)
Рассчитанное содержание сухих веществ
33% * 300 г / (Вес D - Вес тары) = 40%
(содержание сухих веществ равно Весу D, деленному на Вес C и умноженному на 100%), которые должны быть растворены в данной смеси. Растворение заняло приблизительно один час, в течение которого вязкому раствору дали остыть до комнатной температуры.
Полученный вязкий раствор затем разделили на части, чтобы и получить бесцветный раствор, и приготовить пигментированные чернила. 100 г полученного вязкого раствора перемололи на мельнице с 55,5 г черных пигментов (Sicovit Schwartz 85 E172 компании BASF) используя способы, описанные в Примере 1. В результате, получили черные чернила со следующими свойствами:
содержание сухих веществ - 63,5 вес.% (измерено как описано в Примере 2);
вязкость - 1600 сП (см. Пример 5).
Остаток вязкого раствора использовали непосредственно как бесцветные чернила со следующими свойствами
содержание сухих веществ - 43,2 вес.% (измерено как описано в Примере 2);
вязкость - 1700 сП (см. Пример 5).
Пример 7. Тампопечать на вогнутой части формы для литья
В чашки машины для тампопечати компании Tosh (Модель «Logical mi.micro 2EA») поместили 20 г бесцветных чернил и 20 г черных чернил, приготовленных в Примере 6. Для печати обоих рисунков на вогнутой части пластмассовой формы для литья использовали конический силиконовый тампон и клише с 12-микронной гравировкой. Первый бесцветный слой напечатали с полного кругового клише, второй пигментированный слой нанесли в виде кольца. В промежутке между снятием чернил с клише и собственно печатью силиконовый тампон выдерживали в потоке сухого воздуха (температура приблизительно 22°C, относительная влажность 40%) в течение 0,5 сек.
Пример 8. Приготовление тонированной линзы
2
Следующую процедуру проводили под шубой из сухого азота. Перед использованием вогнутую и выпуклую части формы для литья выдержали в течение ночи в атмосфере сухого азота. В обработанную согласно Примеру 7 вогнутую часть формы для литья поместили 50 мг реакционной смеси. Поверх внесенной реакционной смеси с составом, указанным в таблице 3, поместили выпуклую часть формы для литья и собранную форму поместили в полимеризационную камеру с контролируемыми температурой (70°C) и интенсивностью светового потока (1 мВт/см) приблизительно на 0,5 часа.
Таблица 3
Мономеры
Весовой процент
HO-mPDMS
55
TEGDMA
3
DMA
19,53
HEMA
8
PVP K-90
12
CGI 819
0,25
Norbloc
2,2
Голубой HEMA
0,02
Разбавитель
Весовой процент
TPME
55
1-Декановая кислота
45
Соотношение мономер/ разбавитель
55:45
Сборку формы разобрали и отделили полимеризованную линзу от формы для литья, погрузив вогнутую часть формы в деионизованную воду ≥90°C. Линзу извлекли из горячей воды и отметили, что на ней имеется черный рисунок, повторяющий рисунок на клише, причем рисунок не стирался пальцами.
Пример 9.
Приготовление несшитого сополимерного связующего с внутренним смачивающим агентом
В химический стакан объемом 100 мл поместили 0,4656 г AMBN, 72 г этанола, а также якорек для магнитной мешалки, и перемешивали полученную смесь в течение приблизительно 0,5 часа до полного растворения AMBN.
В трехгорлый стеклянный реактор объемом 500 мл поместили следующие компоненты: 8,2 г DMA, 0,024 г голубого HEMA, 0,4592 г AMBN, а также якорек для магнитной мешалки, и перемешивали полученную смесь в течение приблизительно 15 минут до полного растворения голубого HEMA и AMBN в DMA. Полученную смесь затем разбавили 168 г этанола и медленно добавили 14,4 г PVP K-30, после чего перемешивали полученную смесь в течение приблизительно 15 минут до полного растворения порошка PVP.
В химический стакан объемом 150 мл поместили 24,34 г DMA, 2,641 г norbloc, а также якорек для магнитной мешалки, и перемешивали полученную смесь в течение приблизительно 15 минут до полного растворения norbloc в DMA. Затем в стакан добавили 13,88 г HEMA и 71,2 г OH-mPDMS, полученную смесь кратковременно перемешали. 9,1 г полученной смеси перенесли в упомянутый стеклянный реактор объемом 500 мл.
В три горла стеклянного реактора объемом 500 мл поместили:
резиновую пробку
обратный холодильник
пробку с отверстиями для ввода в реактор двух силиконовых трубок.
Затем при постоянном перемешивании температуру реактора довели до точки кипения смеси, причем указанная температура составила приблизительно 79°C.
В резервуары 1 и 2 перистальтического насоса Watson-Marlow поместили содержимое упомянутого стакана объемом 100 мл и остаток жидкости из упомянутого стакана объемом 150 мл, соответственно. Насос соединили с двумя входящими в реактор силиконовыми трубками и скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы две указанные смеси равномерно поступали в реактор в течение 4 часов. После завершения введения смесей пробку с двумя силиконовыми трубками заменили на глухую резиновую пробку и продолжали реакцию в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником.
Пример 10.
Приготовление несшитого сополимерного связующего без дополнительных добавок
2
Сополимерное связующее приготовили из компонентов, перечисленных в таблице 4. В коническую колбу объемом 250 мл (1) поместили 0,125 г AIBN, 67 мл EtOH, и перемешивали полученную смесь до полного растворения. Затем колбу закрыли и в течение по меньшей мере 10 минут продували N.
На трехгорлую колбу с рубашкой объемом 1 л установили обратный холодильник, механическую мешалку и резиновую пробку с двумя отверстиями (для ввода трубок от насоса). В упомянутую трехгорлую колбу с рубашкой объемом 1 л добавили 67 мл EtOH, 2,77 г DMA и 0,125 г AIBN. Полученную смесь перемешивали до полного растворения.
2
В химический стакан объемом 250 мл поместили 9,84 г DMA, 6,87 г HEMA и 30,72 г OH-mPDMS, и перемешивали полученную смесь в течение 5 минут до получения однородного раствора. 4,48 г приготовленной смеси мономеров перенесли в упомянутый реактор с рубашкой объемом 1 л. Реактор в течение 45 минут продували N.
2
Оставшуюся в стакане объемом 250 мл смесь мономеров перелили во вторую коническую колбу объемом 250 мл (2). Стакан ополоснули 1x15 мл и перенесли ополаскивающий раствор в коническую колбу (2). Конечный объем раствора в конической колбе (2) довели до 67 мл. Затем колбу закрыли и в течение по меньшей мере 10 минут продували N.
2
Конические колбы (1) и (2) соединили с реакционным сосудом объемом 1 л через перистальтический насос Watson-Marlow (при этом они эффективно превратились в два резервуара насоса, соединенные с реактором через силиконовые трубки, пропущенные через пробку с отверстиями). Температуру реакционной смеси подняли до 70°C и начали перемешивание на 18 часов. Реакционную смесь в течение всей реакции поддерживали под постоянным потоком N. Затем скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы содержимое двух конических колб (1) и (2) равномерно поступало в реактор в течение 4 часов. Через 4 часа резиновую пробку убрали и заменили ее на стеклянную пробку. Реакции затем дали завершиться в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником.
Через 18 часов извлекли 5 г полученного материала и сконцентрировали его на роторном испарителе (приблизительно 60 минут, температура водяной бани 50°C, под вакуумом). Полученное полимерное связующее затем высушили в вакуумной печи при температуре 50°C в течение 72 часов перед проведением экспериментов по ДСК. Измеренные температуры стеклования Tg приведены в таблице 4.
Примеры 11-15.
Приготовление несшитых сополимерных связующих без дополнительных добавок
Повторили процедуру Примера 10 с варьированием содержания различных компонентов для получения несшитых сополимерных связующих с различными температурами стеклования Tg. В таблице 4 перечислены полные количества компонентов, использованных в Примерах 11-15. Концентрации компонентов, добавляемых в реактор с рубашкой объемом 1 л, химический стакан объемом 250 мл, количества материала, переносимого из стакана в реактор с рубашкой и остающееся в стакане количество смеси, переносимое в коническую колбу (2), корректировали для получения требуемых несшитых сополимерных связующих. В таблице 5 приведены количества реагентов, вносимых в реактор с рубашкой объемом 1 л. В таблице 6 приведены количества реагентов в стакане объемом 250 мл и количества смеси, переносимые из стакана объемом 250 мл. Оставшееся количество смеси из стакана объемом 250 мл переносили в коническую колбу (2).
Через 18 часов извлекали 5 г полученного материала и концентрировали его на роторном испарителе (приблизительно 60 минут, температура водяной бани 50°C, под вакуумом). Полученное полимерное связующее затем высушивали в вакуумной печи при температуре 50°C в течение 72 часов перед проведением экспериментов по ДСК. Измеренные температуры стеклования Tg приведены в таблице 4.
Таблица 4
Пр. №
Весовой процент компонента
Tg (°C)
[OH-mPDMS]
[DMA]
[HEMA]
[AIBN]
10
60,5
25
14
0,5
39
11
50,5
25
24
0,5
44
12
45,5
25
29
0,5
68
13
40,5
25
34
0,5
69
14
36
26
37,5
0,5
78
15
26
26
47,5
0,5
82
Таблица 5Реактор с рубашкой объемом 1 л
Пр. №
[DMA] (г)
[AIBN] (г)
Объем (мл)
10
2,78
0,125
67
11
2,84
0,125
67
12
2,84
0,125
67
13
2,84
0,125
67
14
2,78
0,125
67
15
2,78
0,125
67
Таблица 6Стакан объемом 250 мл
Пр.№
[OH-mPDMS] (г)
[DMA] (г)
[HEMA] (г)
Перенесенное в реактор кол-во (г)
10
30,27
9,84
6,87
4,48
11
24,02
9,21
11,50
4,03
12
22,77
9,84
14,37
4,48
13
20,27
9,84
16,87
4,48
14
18,09
10,08
18,74
4,22
15
13,09
10,08
23,73
4,22
Пример 16
Приготовление окрашивающей композиции, содержащей несшитое сополимерное связующее и голубой HEMA в качестве красителя
2
Несшитое сополимерное связующее приготовили из компонентов, перечисленных в таблице 7. В коническую колбу объемом 1 л (1) поместили 0,375 г AIBN, 200 мл EtOH, и перемешивали полученную смесь до полного растворения. Затем колбу (1) закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
На трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л установили обратный холодильник, механическую мешалку и резиновую пробку с двумя отверстиями (для ввода трубок от насоса). В упомянутую трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л добавили 200 мл EtOH, 8,75 г DMA, 18 г PVP (K30) и 0,375 г AIBN. Полученную смесь перемешивали до полного растворения.
2
В химический стакан объемом 1 л поместили 18,23 г DMA, 12 г HEMA, 3,4 г Norbloc, 8 г голубого HEMA, 81 г OH-mPDMS, и перемешивали смесь до получения однородного раствора. 9,5 г приготовленной смеси мономеров перенесли в упомянутый реактор с рубашкой объемом 3 л. Реактор в течение 45 минут продували N.
2
Оставшуюся в стакане объемом 1 л смесь мономеров перелили во вторую коническую колбу объемом 1 л (2). Стакан ополоснули 2 x 30 мл и перенесли ополаскивающий раствор в коническую колбу (2). Конечный объем раствора в конической колбе (2) довели до 200 мл. Затем колбу закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
2
Конические колбы (1) и (2) соединили с реакционным сосудом объемом 3 л через перистальтический насос Watson-Marlow (при этом они эффективно превратились в два резервуара насоса, соединенные с реактором через силиконовые трубки, пропущенные через пробку с отверстиями). Температуру реакционной смеси подняли до 70°C и начали перемешивание на 18 часов. Реакционную смесь в течение всей реакции поддерживали под постоянным потоком N. Затем скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы содержимое двух конических колб (1) и (2) равномерно поступало в реактор в течение 4 часов. Через 4 часа резиновую пробку убрали и заменили ее на стеклянную пробку. Реакции затем дали завершиться в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником.
Затем реакционную смесь перенесли в круглодонную колбу объемом 2 л и упарили растворитель на роторном испарителе (50°C, под вакуумом, приблизительно 2 часа). Затем в круглодонную колбу добавили приблизительно 100 мл 50:50 смеси 1-этокси-2-пропанола и этанола, перемешали, и перенесли полученный раствор в бутыль янтарного стекла объемом 1 л. В бутыль при перекатывании добавляли 50:50 смесь 1-этокси-2-пропанола и этанола до тех пор, пока вязкость раствора по цифровому вискозиметру Брукфильда (шпиндель номер 18, скорость вращения 1,5 об/мин при 25°C) не достигла 1000 сП.
Примеры 17-19
Повторили процедуру Примера 16 с варьированием полных количеств различных компонентов, количеств компонентов, добавляемых в реактор с рубашкой объемом 3 л, химический стакан объемом 1 л, количества материала, переносимого из стакана в реактор с рубашкой и остающегося в стакане количество смеси, переносимого в коническую колбу объемом 1 л (2). В таблице 7 приведены количества компонентов. В таблице 8 приведены количества реагентов, вносимых в реактор с рубашкой объемом 3 л. В таблице 9 приведены количества реагентов в стакане объемом 1 л и количества смеси, переносимые из стакана объемом 1 л. Оставшееся количество смеси из стакана объемом 1 л переносили в коническую колбу объемом 1 л (2).
Таблица 7Полные количества компонентов
Пр. №
Вес.% компонента
[OH-Mpdms]
[DMA]
[HEMA]
[Norbloc]
[Голубой HEMA]
[AIBN]
[PVP K30]
16
54
18
8
2,3
5,3
0,50
12
17
44
20,5
19
2,3
2
0,50
12
18
21
21
42
нет
3,4
0,50
12
19
30,5
20
34
нет
3,3
0,50
12
Таблица 8Реактор с рубашкой объемом 3 л
Пр. №
[DMA] (г)
[AIBN] (г)
[PVP K30] (г)
16
8,75
0,375
18
17
6,75
0,375
18
18
6,75
0,375
18
19
7
0,375
18
Таблица 9Стакан объемом 1 л
Пр.№
[OH-mPDMS] (г)
[DMA] (г)
[HEMA] (г)
[Norbloc] (г)
Голубой HEMA] (g)
Перенесенное в реактор объемом 3 л кол-во (г)
16
81
18,23
12
3,4
8
9,5
17
66,5
24
28,5
3,4
3
9,5
18
46
24
51
0
5
9,9
19
31
7
61,5
0
5
9,9
Пример 20. Бесцветная покрывающая композиция
2
Полимерное связующее приготовили из компонентов, перечисленных в таблице 7. В коническую колбу объемом 1 л (1) поместили 1,125 г AIBN, 600 мл EtOH, и перемешивали полученную смесь до полного растворения. Затем колбу (1) закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
На трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л установили обратный холодильник, механическую мешалку и резиновую пробку с двумя отверстиями (для ввода трубок от насоса). В упомянутую трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л добавили 600 мл EtOH, 20,25 г DMA, 54 г PVP (K30) и 1,125 г AIBN. Полученную смесь перемешивали до полного растворения.
2
В химический стакан объемом 1 л поместили 72 г DMA, 40,5 г HEMA, 10,13 г Norbloc и 251,25 г OH-mPDMS, и перемешивали смесь до получения однородного раствора. 29,45 г приготовленной смеси мономеров перенесли в упомянутый реактор с рубашкой объемом 3 л. Реактор в течение 45 минут продували N.
2
Оставшуюся в стакане объемом 1 л смесь мономеров перелили во вторую коническую колбу объемом 1 л (2). Стакан ополоснули 2x30 мл и перенесли ополаскивающий раствор в коническую колбу (2). Конечный объем раствора в конической колбе (2) довели до 600 мл. Затем колбу закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
2
Конические колбы (1) и (2) соединили с реакционным сосудом объемом 3 л через перистальтический насос Watson-Marlow (при этом они эффективно превратились в два резервуара насоса, соединенные с реактором через силиконовые трубки, пропущенные через пробку с отверстиями). Температуру реакционной смеси подняли до 70°C и начали перемешивание на 18 часов. Реакционную смесь в течение всей реакции поддерживали под постоянным потоком N. Затем скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы содержимое двух конических колб (1) и (2) равномерно поступало в реактор в течение 4 часов. Через 4 часа резиновую пробку убрали и заменили ее на стеклянную пробку. Реакции затем дали завершиться в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником. Затем реакционную смесь перенесли (двумя порциями) в круглодонную колбу объемом 2 л и упарили растворитель на роторном испарителе (50°C, под вакуумом, приблизительно 2 часа).
Бесцветную покрывающую композицию получили, добавив в круглодонную колбу приблизительно 200 мл 50:50 смеси 1-этокси-2-пропанола и этанола, перемешав раствор и перенеся его в бутыль янтарного стекла объемом 2 л. В бутыль при перекатывании добавляли 50:50 смесь 1-этокси-2-пропанола и этанола до тех пор, пока вязкость раствора по цифровому вискозиметру Брукфильда (шпиндель номер 18, скорость вращения 1,5 об/мин при 25°C) не достигла 1 000 сП.
Примеры 21-24. Изготовление линз
Приготовленную в Примере 20 бесцветную покрывающую композицию способом тампопечати нанесли на вогнутую часть формы для литья. Затем способом тампопечати нанесли на вогнутую часть формы для литья приготовленные в Примерах 16-19, соответственно, окрашивающие композиции.
Перед использованием вогнутые части формы для литья с нанесенным способом тампопечати рисунком и выпуклые части формы для литья без нанесенного рисунка выдержали в течение ночи в атмосфере 2,8% кислорода.
2
2
Под шубой из сухого азота, содержащего 2,8% кислорода, в вогнутую часть формы для литья поместили 70 мг реакционной смеси с составом, указанным в таблице 3. Поверх внесенной реакционной смеси мономеров поместили выпуклые части форм для литья, и на собранные формы поместили грузики (~200 грамм) для надежного закрывания формы. Закрытые сборки форм с грузиками поместили в туннель для предварительной полимеризации и выдержали их 4 мин при температуре 50°C без света. Затем грузики удалили и сборки форм поместили в туннель для полимеризации с контролируемой температурой 70°C и интенсивностью светового потока 1,5 мВт/см в течение приблизительно 4 минут и затем 7,0 мВт/см в течение еще 4 минут.
Сборки форм разобрали и отделили полимеризованные линзы от форм для литья, погрузив вогнутые части форм в деионизованную воду при температуре 2°C (20 мин) и затем в упаковывающий раствор при температуре 90°C (60 мин). Линзы извлекли из 90°C упаковывающего раствора и отметили, что на них имеются рисунки, повторяющие рисунки на клише. Смазываемость линзы оценивали по возможности стереть рисунок с линзы пальцем (если рисунок не стирался пальцем, линза считалась несмазывающейся) и путем визуального осмотра (таблица 10). Представительные фотографии осматриваемых линз приведены на фиг. 1-4.
Таблица 10Оценка смазываемости линзы
Бесцветное покрытие из Пр.№
Окрашивающая композиция из Пр.№
Изготовление линзы (с преполимеризацией) согласно Пр. №
Изготовление линзы (без преполимеризации) согласноПр. №
Смазываемость
20
16
21
25
Да
20
17
22
26
Да
20
18
23
27
Нет
20
19
24
28
Нет
Примеры 25-28
Повторили процедуры из Примеров 21-24 с тем отличием, что закрытые сборки форм с грузиками сразу помещали в туннель для полимеризации, не выдерживая их 4 минуты при температуре 50°C без света в туннеле для предварительной полимеризации. После полимеризации сборки форм разобрали и отделили полимеризованные линзы от форм для литья, как описано в Примерах 21-24. Линзы извлекли из горячей воды и отметили, что на них имеются рисунки, повторяющие рисунки на клише. Смазываемость линзы оценивали по возможности стереть рисунок с линзы пальцем (если рисунок не стирался пальцем, линза считалась несмазывающейся) и путем визуального осмотра (таблица 10).
Пример 29.
Приготовление композиций на основе несшитого полимерного связующего и линз, используя в качестве растворителя 1E2P
2
В коническую колбу объемом 1 л (1) поместили 0,300 г AIBN, 400 мл EtOH, и перемешивали полученную смесь до полного растворения. Затем колбу (1) закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
На трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л установили обратный холодильник, механическую мешалку и резиновую пробку с двумя отверстиями (для ввода трубок от насоса). В упомянутую трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л добавили 400 мл EtOH, 14 г DMA, 32,25 г PVP (K90) и 0,07 г AIBN. Полученную смесь перемешивали до полного растворения.
2
В химический стакан объемом 1 л поместили 50,8 г DMA, 27,6 г HEMA, 5,3 г Norbloc, 142,2 г OH-mPDMS, и перемешивали смесь до получения однородного раствора. 18 г приготовленной смеси мономеров перенесли в упомянутый реактор с рубашкой объемом 3 л. Реактор в течение 45 минут продували N.
2
Оставшуюся в стакане объемом 1 л смесь мономеров перелили во вторую коническую колбу объемом 1 л (2). Стакан ополоснули 2x30 мл и перенесли ополаскивающий раствор в коническую колбу (2). Конечный объем раствора в конической колбе (2) довели до 400 мл. Затем колбу закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
2.
Конические колбы (1) и (2) соединили с реакционным сосудом объемом 3 л через перистальтический насос Watson-Marlow (при этом они эффективно превратились в два резервуара насоса, соединенные с реактором через силиконовые трубки, пропущенные через пробку с отверстиями). Температуру реакционной смеси подняли до 70°C и начали перемешивание на 18 часов. Реакционную смесь в течение всей реакции поддерживали под постоянным потоком N Затем скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы содержимое двух конических колб (1) и (2) равномерно поступало в реактор в течение 4 часов. Через 4 часа резиновую пробку убрали и заменили ее на стеклянную пробку. Реакции затем дали завершиться в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником.
Затем реакционную смесь перенесли в круглодонную колбу объемом 2 л и упарили растворитель на роторном испарителе (50°C, под вакуумом, приблизительно 2 часа). Затем в круглодонную колбу добавили приблизительно 200 мл 1-этокси-2-пропанола, перемешали, и перенесли полученный раствор в бутыль янтарного стекла объемом 1 л. В бутыль при перекатывании добавляли 1-этокси-2-пропанол до тех пор, пока вязкость раствора по цифровому вискозиметру Брукфильда (шпиндель номер 18, скорость вращения 1,5 об/мин при 25°C) не достигла 1000 сП.
Из полученной бесцветной покрывающей композиции изготовили контактные линзы, как описано в Примере 21, с тем отличием, что при изготовлении линз не использовалась окрашивающая композиция. Эффективность впитывания белков, муцина и липокалина измеряли следующим образом.
Изготовленные линзы (по шесть экземпляров каждого из проверяемых типов) промокнули для удаления упаковывающего раствора и асептически, используя стерильный пинцет, перенесли в 24-луночный кластер для клеточных культур (по одной линзе в каждую лунку). В каждой лунке содержалось по 1 мл раствора TLF, и каждая линза была полностью погружена в раствор. Культуральный планшет заклеили парафильмом для защиты от потери раствора путем расплескивания или испарения.
Линзы инкубировали в 1 мл раствора TLF при температуре 35°C с вращательным перемешиванием (100 об/мин) в течение 72 часов. Раствор TLF в лунках заменяли каждые 24 часа. По окончании периода инкубации измеряли эффективность впитывания белков после трехкратного промывания испытываемых линз в трех отдельных флаконах с фосфатно-солевым буферным раствором.
Эффективность впитывания белков определяли способом анализа с использованием бихинной кислоты (bicinchroninic acid method, набор QQP-BCA, Sigma) следуя инструкциям производителя набора. Построили стандартную кривую, используя входящий в состав набора QP-BCA раствор альбумина.
Пометили 24-луночные планшеты и приготовили стандартные растворы альбумина, добавляя маточный раствор альбумина в фосфатно-солевой буфер (ФСБ) как показано в таблице 11 ниже:
Таблица 11
Пробирка №
ФСБ (мкл)
Мат. р-р альбумина (мкл)
Итоговая конц. (мкг/мл)
1
1000
0
0
2
990
10
0,5
3
900
100
5
4
800
200
10
5
600
400
20
6
400
600
30
Свежий реагент QP-BCA готовился путем смешивания 25 частей реагента QA с 25 частями 25 реагента QB и 1 частью реагента QC (сульфат меди(II)), как описано в инструкции к набору Sigma QP-BCA. Приготовили достаточно реагента для всех контрольных образцов и образцов испытуемых линз, а также стандартных образцов, при этом для каждого образца/стандарта требовался объем реагента QP-BCA, равный объему ФСБ в образце.
К каждому образцу добавляли равный объем реагента QP-BCA (1 мл для линзы в 1 мл ФСБ).
Стандарты, образцы и контрольные образцы инкубировали при температуре 60°C в течение 1 часа, затем образам давали остыть в течение 5-10 минут. Затем на спектрофотометре измерили оптическое поглощение растворов на 562 нм.
Эффективность впитывания муцина и липокалина определяли тем же способом, что описан выше для белков, со следующими изменениями: вместо 1 мл использовали 2 мл аликвоты растворов, продолжительность инкубации составляла 1 и 3 дня, соответственно. Полученные результаты приведены в таблице 12.
Пример 30
Повторили процедуру из Примера 29 с тем отличием, что в качестве растворителя для приготовления бесцветной покрывающей композиции использовали 50:50 смесь 1-этокси-2-пропанола и этанола. Из полученной бесцветной покрывающей композиции изготовили контактные линзы, как описано в Примере 21. Полученные данные по эффективности впитывания белков, муцина и липокалина приведены в таблице 12.
Таблица 12
Пр.№
Муцин, мкг/линзу
Белок, мкг/линзу
Липокалин, мкг/линзу
29
5,98 (±0,17)
12,78 (±0,31)
7,32 (±0,24)
30
5,42 (±0,23)
11,93 (±0,32)
6,56 (±0,13)
Пример 31.
Композиции на основе несшитого полимерного связующего с NVP
2
В коническую колбу объемом 1 л (1) поместили 0,300 г AIBN, 200 мл EtOH, и перемешивали полученную смесь до полного растворения. Затем колбу (1) закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
На трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л установили обратный холодильник, механическую мешалку и резиновую пробку с двумя отверстиями (для ввода трубок от насоса). В упомянутую трехгорлую колбу с рубашкой объемом 3 л добавили 200 мл EtOH, 15,75 г NVP, 5,67 г DMA и 0,300 г AIBN. Полученную смесь перемешивали до полного растворения.
2
В химический стакан объемом 1 л поместили 20,08 г DMA, 11,80 г HEMA, 15,75 г NVP, 50,17 г OH-mPDMS, и перемешивали смесь до получения однородного раствора. 12,23 г приготовленной смеси мономеров перенесли в упомянутый реактор с рубашкой объемом 3 л. Реактор в течение 45 минут продували N.
2
Оставшуюся в стакане объемом 1 л смесь мономеров перелили во вторую коническую колбу объемом 1 л (2). Стакан ополоснули 2x30 мл и перенесли ополаскивающий раствор в коническую колбу (2). Конечный объем раствора в конической колбе (2) довели до 200 мл. Затем колбу закрыли и в течение по меньшей мере 45 минут продували N.
2
Конические колбы (1) и (2) соединили с реакционным сосудом объемом 3 л через перистальтический насос Watson-Marlow (при этом они эффективно превратились в два резервуара насоса, соединенные с реактором через силиконовые трубки, пропущенные через пробку с отверстиями). Температуру реакционной смеси подняли до 70°C и начали перемешивание на 18 часов. Реакционную смесь в течение всей реакции поддерживали под постоянным потоком N. Затем скорость прокачки отрегулировали таким образом, чтобы содержимое двух конических колб (1) и (2) равномерно поступало в реактор в течение 4 часов. Через 4 часа резиновую пробку убрали и заменили ее на стеклянную пробку. Реакции затем дали завершиться в течение ночи в условиях кипячения с обратным холодильником.
Затем реакционную смесь перенесли в круглодонную колбу объемом 2 л и упарили растворитель на роторном испарителе (50°C, под вакуумом, приблизительно 2 часа). Затем в круглодонную колбу добавили приблизительно 100 мл 50:50 смеси 1-этокси-2-пропанола и этанола, перемешали, и перенесли полученный раствор в бутыль янтарного стекла объемом 1 л. В бутыль при перекатывании добавляли 50:50 смесь 1-этокси-2-пропанола и этанола до тех пор, пока вязкость растора по цифровому вискозиметру Брукфильда (шпиндель номер 18, скорость вращения 1,5 об./мин при 25°C) не достигла 1000 сП.