Vynález se týká zesítěných gelů na bázi glykolesterů kyseliny met hakry love se zvýšenou botnavostí ve vodě a způsobu jejich výroby.The invention relates to crosslinked gels of methacrylic acid glycol esters with increased swellability in water and to a process for their preparation.

К výrobě měkkých kontaktních a intrakamerálních čoček a různých předmětů pro lékařské účely jako jsou kosmetické náhrady tukových tkání, depotní pouzdra pro pozvolné uvolňování léčiv, náhrady měkkého patra, aj., se používají polymerní gely na bázi 2-hydroxyethylmethakrylátu. Tyto syntetické gely se ve většině případů dobře osvědčily, pro některé účely je však jejich rovnovážná botnavost ve vodě 39 až 40 % poněkud nízká. Proto byly učiněny četné pokusy zvýšit botnavost gelů, například jejich přípravou kopolymerizací 2-hydroxyethylmethakrylátu s N-vinylpyrrolidonem. Tím se sice botnavost zvýšila, ale zároveň klesla pevnost v tahu a odolnost proti roztržení pod přijatelnou míru. Stejnou nevýhodu vykazují i jiné silně botnavé, kovalentně zesítěné kopolymery, například z 5-hydroxy-3-oxapentyl-methakrylátu.Polymeric gels based on 2-hydroxyethyl methacrylate are used for the production of soft contact and intracameral lenses and various objects for medical purposes such as cosmetic fat replacements, depot shells for slow drug release, soft palate replacements, etc. These synthetic gels have proven to work well in most cases, but for some purposes their equilibrium swellability in water is 39-40% somewhat low. Therefore, numerous attempts have been made to increase the swellability of gels, for example by preparing them by copolymerizing 2-hydroxyethyl methacrylate with N-vinylpyrrolidone. This increased swelling, but at the same time tensile strength and tear resistance dropped below acceptable levels. Other highly swellable, covalently crosslinked copolymers, for example of 5-hydroxy-3-oxapentyl methacrylate, have the same disadvantage.

Bylo zjištěno, že nedostatečná pevnost kovalentně zesítěných silně botnavých gelů je způsobena spíše nerovnoměrným zesítěním než vysokým obsahem vody, a že lze tuto vadu odstranit účelným chemickým zpracováním hotových předmětů nebo poloproduktů ze zesítěných gelů na bázi glykolesterů kyseliny methakrylové, při němž se^příliš napjaté kovalentní příčné vazby přeruší a místo nich se utvoří nové už za zvýšeného zbotnání, které nejsou podrobeny nežádoucímu vnitřnímu napětí v klidovém stavu, kdy na zbotnalý kopolymer nepůsobí vnější deformační síly.Insufficient strength of covalently crosslinked strong swelling gels has been found to be due to uneven crosslinking rather than high water content, and that this defect can be remedied by efficiently chemically treating finished articles or semi-products from crosslinked methacrylic acid glycol ester gels based on overstretched covalent gels. the transverse links are broken and instead new ones are formed already under increased swelling, which are not subjected to undesirable internal stress at rest, when the swollen copolymer is not subjected to external deformation forces.

Podstatou vynálezu jsou zesítěné gely na bázi glykolesterůThe present invention provides crosslinked glycol ester gels

2S6 807 kyseliny methakrylové se zvýšenou botnavostí ve vodě, získané kopolymerací 2-hydroxyethylmethakrylátu s 0,1 až 2 % hmot, ethylendimethakrylátu vyznačující se tím, že mají reorganizovanou kovalentní síí při obsahu botnací vody od 40 do 99,8 % hmot·2S6 807 methacrylic acid with increased swelling in water, obtained by copolymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate with 0,1 to 2% by weight, ethylenedimethacrylate, characterized in that they have a reorganized covalent network at a swelling content of 40 to 99,8% by weight ·

Způsob výroby zesítěných gelů na bázi glykolesterů kyseliny methakrylové se stupněm zbotnání ve vodě při 20 °C od 40 do 99,8 hmot, při obsahu ethylendimethakrylátu jako sííovadla od 0,1 do 2 % hmot, polymerizační směsi, spočívá v tom, že se kovalentně zesítěný gel zbotná alkalickým roztokem například roztokem alkalického hydroxidu a zahřívá na teplotu 20 až 5θ °C až do dosažení reorganizace kovalentní sítě za dalšího zbotnání, načež se alkálie vypere vodou a gel popřípadě uloží do fyziologického roztoku.A process for the production of cross-linked gels based on methacrylic acid glycol esters having a degree of swelling in water at 20 DEG C. of from 40 to 99.8% by weight, with an ethylene dimethacrylate content of from 0.1 to 2% by weight of the polymerization mixture, is covalently the crosslinked gel is swollen with an alkaline solution, for example an alkaline hydroxide solution, and heated to a temperature of 20 to 5 ° C until the covalent network is reorganized with further swelling, after which the alkali is washed with water and the gel optionally stored in saline.

Při provádění způsobu podle vynálezu lze postupovat také tak, že se ethylendimethakrylátem zesítěný ethylenglykolmethakrylátový gel napřed nechá při teplotě 0 až 5 °C homogenně probotnat vodným alkalickým roztokem,načež se teplota zvýší na 20 až 50 °C a udržuje při ní po dobu 2 až 48 hodin. .Alternatively, the ethylenedimethacrylate-crosslinked ethylene glycol methacrylate gel can be homogeneously swirled at 0-5 ° C with an aqueous alkaline solution, then the temperature is raised to 20-50 ° C and maintained for 2 to 48 ° C. hours. .

Ukázalo se, že nejvhodnějším činidlem, způsobujícím přetržení příliš napjatých příčných vazeb při silném zbotnání a zároveň umožňujícím vznik nových příčných vazeb, je silný alkalický louh, případně roztoky hydroxidů kovů alkalických zemin. Nejvhodnější reakční teplota je asi 35 °C, blízká teplotě lidského těla. Pusobením těchto činidel při mírně zvýšené teplotě v přítomnosti dostatečného množství vody v podobě roztoku činidla dochází к reorganizaci kovalentní sítě za snížení vnitřních pnutí a současného vyššího zbotnání, které lze nastavit na žádanou hodnotu volbou a koncentrací činidla, teplotou a hlavně dobou působení. Částečným zmýdelněním přitom vznikne jen malé množství volných karboxylových skupin. Důležité je, že se tímto zpracováním pevnost gelu podstatně nesníží, i když botnavost ve vodě se zdvojnásobí. To si lze vysvětlit právě reorganizací kovalentní sítě, v níž byly odstraněny příliš napjaté příčné vazby. Napětí vazeb je dále sníženo a pružnost a pevnost gelu zvýšena převedením zbotnalého gelu po vyprání alkalie čistou vodou do fyziologického roztoku, ve kterém je botnavost gelu poněkud nižší než v čisté vodě, přesto všakIt has been shown that a strong alkaline caustic solution or alkaline earth metal hydroxide solution is the most suitable agent for breaking over-stretched crosslinks under strong swelling and at the same time allowing the formation of new crosslinks. The most suitable reaction temperature is about 35 ° C, close to that of the human body. Operating these agents at a slightly elevated temperature in the presence of sufficient water in the form of a reagent solution results in a reorganization of the covalent network to reduce internal stresses and concomitant higher swelling, which can be adjusted to the desired value by reagent selection and concentration, temperature and mainly duration. Partial saponification results in only a small amount of free carboxyl groups. Importantly, this treatment does not substantially reduce gel strength, although the swellability in water doubles. This can be explained precisely by the reorganization of the covalent network, in which the overstretched transverse links have been removed. The bonding tension is further reduced and the elasticity and strength of the gel is increased by transferring the swollen gel after washing the alkaline with pure water into a saline solution in which the swellability of the gel is somewhat lower than in pure water, yet

256 607256 607

- 3 dosahuje vysokých hodnot, při nichž je například snášenlivost kontaktních čoček zvýšena a doba možného nošení bez sundání čočky z oka prodloužena· Tolerance na oku je dále zlepšena větší měkkostí takto zpracovaného gelu při stejné pevnosti a nezhoršených optických vlastnostech.- 3 achieves high values at which, for example, the compatibility of contact lenses is increased and the wearing time without removing the lens from the eye is prolonged. · Eye tolerance is further improved by the greater softness of the gel thus treated with the same strength and deteriorated optical properties.

Popsaným způsobem lze s úspěchem zpracovat i gely na bázi glykolesterů kyseliny methakrylové , zesítěné vyšším obsahem ethylendimethakrylátu, například místo obvyklých 0,4 až 0,6 % i 1 až 1,2Gels based on methacrylic acid glycol esters crosslinked with a higher ethylene dimethacrylate content, for example instead of the usual 0.4 to 0.6% and 1 to 1.2, can also be successfully processed as described above.

Příklad 1Example 1

Polymerizační směs obsahující 35 % hmot. 2-hydroxyethylmethakrylátu (HEMA) a 2 ^^e*ftiyiendimethakrylátu jako sííovadla v 3θ% vodném roztoku rhodanidu sodného byla polymerizována 4 hodiny ve skléněné deskové formě iniciačním systémem pyrosiřičitan/persíran. Průhledná elastická fólie byla vyjmuta a vložena do nádoby s 3θ% sodným louhem a ponechána v něm botnat přes noc při teplotě +2 °C. Poté byla nádoba s fólií přemístěna do termostatu a udržována v něm při 35 °C po dobu 2¼ hodin. Potom byla fólie z louhu vyjmuta a vyprána kontinuálně ve vodě při +4 °C. Po dalších 24 hodinách bylo praní ukončeno. Získaná fólie měla ve vodě botnavost 80 $ při 20 °C a ve fyziologickém roztoku při pH 7,1 botnavost 65 % vody. Pevnost v tahu a pevnost strukturní byly v podstatě stejné jako u podobného gelu se 40 % vody.Polymerization mixture containing 35 wt. 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 2-dimethylenedimethacrylate as crosslinking agent in a 3% aqueous solution of sodium rhodanide were polymerized for 4 hours in a glass plate form by the pyrosulfite / persulfate initiation system. The clear elastic film was removed and placed in a 3θ% sodium hydroxide container and allowed to swell at +2 ° C overnight. The foil container was then transferred to a thermostat and held at 35 ° C for 2¼ hours. The foil was then removed from the caustic and washed continuously in water at +4 ° C. After a further 24 hours, the wash was terminated. The obtained film had a swellability of 80% at 20 ° C in water and a 65% water swellability in saline at pH 7.1. The tensile and structural strength were essentially the same as for a similar gel with 40% water.

Příklad 2Example 2

Kontaktní čočka hodnoty -5 D, průměru 6,5 mm, s botnavostí 4θ % zhotovená obvyklým způsobem polymerací 2-hydroxyethylmethakrylátu pomocí peroxouhličitanu v rotující formě byla chemicky upravena způsobem popsaným v příkladu 1 s tím rozdílem, že zahřívání na 35 °C trvalo jen 18 hodin. Upravená čočka byla dokonale průhledná, měla ve fyziologickém roztoku botnavost 60 % (při 20 °C), průměr 8 mm a dioptrickou hodnotu -5,5 D. Snášenlivost na oku byla podstatně lepší než u čočky chemicky neupravené, tak- 4 že mohla být nošena bez sundání několik dní,aniž se objevil závoj nebo bylo pociťováno nepohodlí· Pevnost čočky se úpravou nezhoršila, přesto že se obsah vody v čočce zvýšil na úkor sušiny polymeru o 50 $ hmot.A -5 D contact lens of 6.5 mm diameter, with a swelling of 4θ%, made in the usual manner by polymerizing 2-hydroxyethyl methacrylate with percarbonate in a rotating form was chemically treated as described in Example 1 except that heating to 35 ° C only took 18 hours. The treated lens was perfectly transparent, had a swelling capacity of 60% (at 20 ° C) in saline, a diameter of 8 mm, and a dioptric value of -5.5D. Eye tolerance was significantly better than that of a chemically untreated lens so that it could be Worn without taking off for several days without appearing veil or discomfort · The strength of the treated lens did not deteriorate despite the fact that the water content of the lens increased by 50% by weight of the polymer dry matter.

256 607256 607

Příklad 3Example 3

Z xerogelu, získaného kopolymerací bezvodé směsi 2-hydroxyethylmethakrylátu s 0,8 % ethylendimethakrylátu pomocí ozáření ultrafialovým světlem po přidání 0,2 $ benzoinu byla mechanickým obráběním a broušením zhotovena známým způsobem intrakamerální čočka. Potom byla zbotnána vodou na obsah vody 39 $> vložena do 20$ draselného louhu a ponechána v něm 24 hodin při teplotě 0 °C. Potom byl louh i s čočkou zahříván 16 hodin na 35 °C, načež byla čočka dokonale zbavena louhu v proudící vodě z vodovodu, vyprána deionizovanou vodou při 20 °C a uložena do 0,8$ roztoku chloridu sodného. V něm vykazovala botnavost 68,5 $ při 20 °C, při tahové a strukturní pevnosti přibližně stejné jako měl původní vodou zbotnalý gel.An intracameral lens was prepared in a known manner from the xerogel obtained by copolymerizing an anhydrous mixture of 2-hydroxyethyl methacrylate with 0.8% ethylenedimethacrylate by ultraviolet irradiation after the addition of 0.2 $ benzoin. It was then swelled with water to a water content of 39%, placed in 20% potassium hydroxide and left at 0 ° C for 24 hours. Thereafter, the liquor and the lens were heated to 35 ° C for 16 hours, after which the lens was completely freed of lye in running tap water, washed with deionized water at 20 ° C and stored in 0.8% sodium chloride solution. It exhibited a swellability of $ 68.5 at 20 ° C, at tensile and structural strength approximately the same as the original water-swollen gel.