DE19748603A1

DE19748603A1 - Production of an article from different materials forming a (semi)interpenetrating polymeric network, for contact lenses

Info

Publication number: DE19748603A1
Application number: DE1997148603
Authority: DE
Inventors: Karsten Dr Maenz; Thomas Marx; Dietmar Dr Stadermann; Elisabeth Prof Dr Klemm
Original assignee: Jenalens Kontaktlinsen Tech
Current assignee: Jenalens Kontaktlinsen Tech
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1999-05-06

Abstract

A novel process for the production of an article of bonded materials with different properties, comprising forming the article and then polymerizing the materials, such that contact areas are formed, giving a (semi) interpenetrating polymeric network. Independent claims are included for the articles obtained by the method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers, der aus mehreren miteinander verbundenen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften besteht. In einem ersten Verfahrensschritt wird zunächst ein Teil des Körpers herge stellt und in mindestens einem folgenden Verfahrensschritt jeweils ein Gemisch aus vorwiegend polymerisierbaren Verbindungen polymerisiert, wobei aus jedem Gemisch ein weiterer Teil des Körpers entsteht. Die Verfahrensschritte werden so oft wiederholt, bis alle Teile des Körpers vorhanden sind.The invention relates to a method for producing a body, which consists of several interconnected materials with different properties consists. In a first process step, part of the body is first produced issues and in at least one subsequent process step each a mixture predominantly polymerizable compounds polymerized, with each mixture another part of the body is created. The process steps are repeated so often until all parts of the body are present.

Bei der Entwicklung neuer Produkte ist es oftmals erforderlich, einheitlich geformte Gegenstände aus einem Verbund mehrerer Materialien zu fertigen, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Dabei tritt immer wieder das Problem auf, daß die verschie denen Materialien auf technologisch unkomplizierte und wenig kostenaufwendige Wei se dauerhaft und untrennbar miteinander zu verbinden sind, um dem Körper die Ge brauchseigenschaften zu verleihen, die seiner Zweckbestimmung entsprechen.When developing new products it is often necessary to have uniformly shaped ones To manufacture objects from a composite of several materials that are different Have properties. The problem always arises that the different which materials in a technologically uncomplicated and inexpensive way They are to be permanently and inseparably connected to each other in order to protect the body to confer useful properties that correspond to its intended purpose.

Beispielsweise ist das bei der Herstellung von Kontaktlinsen der Fall. An diese zum täglichen Gebrauch bestimmten Produkte wird nicht nur die Forderung gestellt, die Fehlsichtigkeit zu korrigieren, sie müssen außerdem eine gute Spontanverträglichkeit sowie gute Dauertrageeigenschaften aufweisen, was eine gute Benetzbarkeit und hohe Flexibilität der Materialien voraussetzt. Weiterhin sollen sie neben einer hohen Bestän digkeit der optischen Parameter eine Mindestsauerstoffversorgung der Hornhaut ge währleisten und Ablagerungen von Stoffwechselprodukten der Hornhaut vermeiden. Bei alledem sollen sie auch noch leicht zu pflegen sein. For example, this is the case in the manufacture of contact lenses. To these for everyday use of certain products is not just the requirement that To correct ametropia, they must also have good spontaneous tolerance as well as have good long-term wear properties, which is good wettability and high Flexibility of the materials presupposes. In addition to a high stock a minimum oxygen supply to the cornea ensure and prevent deposits of metabolites of the cornea. In addition, they should also be easy to maintain.

Nach bisherigen Erfahrungen ist es noch nicht gelungen, alle diese Forderungen durch ein homogenes Material ausreichend zu erfüllen. Die Verbesserung einer Eigenschaft, etwa die Erhöhung der Flexibilität des Materials und des damit verbundenen Trage komforts, geht mit der Verschlechterung anderer Parameter, etwa der optischen Eigen schaften, einher, so daß die Verbesserung der Gesamteigenschaften ein Optimierungs problem darstellt.Based on previous experience, all of these requirements have not yet been met to sufficiently fulfill a homogeneous material. Improving a property such as increasing the flexibility of the material and the associated stretcher comfort goes with the deterioration of other parameters, such as the optical properties create, so that the improvement of the overall properties is an optimization represents problem.

Transparente polymere Festkörper werden seit langem u. a. zur Herstellung von Struk turelementen für Kontaktlinsen verwendet. Im wesentlichen gibt es dazu zwei ver schiedene Herangehensweisen.Transparent polymeric solids have long been used. a. for the production of structure Door elements used for contact lenses. There are essentially two ver different approaches.

Das ist einmal die Verwendung hydrophober formstabiler Materialien, die sich durch sehr gute optische Eigenschaften und gute mechanische Bearbeitbarkeit auszeichnen, deren Spontanverträglichkeit aber wegen ihrer verhältnismäßig geringen Benetzbarkeit und Flexibilität nicht ausreichend gut ist. Die Entwicklung hoch sauerstoffdurchlässiger Materialien führt zu Problemen der mechanischen Stabilität, wodurch auch die opti schen Parameter negativ beeinflußt werden.This is the use of hydrophobic, dimensionally stable materials that stand out excellent optical properties and good machinability, but their spontaneous tolerance because of their relatively low wettability and flexibility is not good enough. The development of highly oxygen-permeable Materials lead to problems of mechanical stability, which also causes the opti parameters are negatively influenced.

Zum anderen ist das der Einsatz hydrophiler Materialien, die beispielsweise für weiche Kontaktlinsen geeignet sind. Durch Quellung in wäßrigen Lösungen werden diese hy drophilen Materialien weich und flexibel. Kontaktlinsen auf der Basis dieser sogenann ten Hydrogele zeichnen sich durch eine gute Spontanverträglichkeit und einen hohen Tragekomfort gegenüber den hydrophoben Materialien aus. Nachteilig ist dagegen, daß die optischen Eigenschaften deutlich schlechter als bei den hydrophoben formsta bilen Kontaktlinsen sind, da sich diese Materialien aufgrund ihrer hohen Flexibilität an jede auf der Augenfläche vorhandene Unebenheit anpassen und dadurch die vorgege bene Geometrie gestört und die Güte der optischen Abbildung reduziert wird. Außerdem besteht der Nachteil, daß der Reinigungs- und Pflegeaufwand gegenüber hydrophoben formstabilen Materialen deutlich höher, die Dauer der Nutzbarkeit dafür aber wesent lich geringer ist.On the other hand, this is the use of hydrophilic materials, for example for soft ones Contact lenses are suitable. By swelling in aqueous solutions, these hy drophilic materials soft and flexible. Contact lenses based on these so-called hydrogels are characterized by good spontaneous tolerance and a high level Comfortable compared to the hydrophobic materials. On the other hand, the disadvantage is that the optical properties are significantly worse than with the hydrophobic formsta cheap contact lenses are because these materials are due to their high flexibility adjust any unevenness on the surface of the eye and thereby the given one The geometry is disturbed and the quality of the optical image is reduced. Furthermore there is the disadvantage that the cleaning and maintenance effort compared to hydrophobic dimensionally stable materials significantly higher, but the duration of usability is essential is lower.

Als Kompromißlösung ist in einigen Fällen versucht worden, Kontaktlinsen aus zwei Materialkomponenten, d. h. aus hydrophoben Polymeren einerseits und hydrophilen Polymeren andererseits, herzustellen und beide Polymere so fest und dauerhaft mit einander zu verbinden, daß eine hart-weiche Kontaktlinse entsteht. Allerdings handelt es sich bei den bisher bekannten Kombinationen hydrophober und hydrophiler Mate rialien um die mechanische bzw. adhäsive Kopplung beider Materialkomponenten, die nachteiligerweise aufgrund des unterschiedlichen Quellverhaltens in wäßrigen Lösun gen eine mangelnde Stabilität des Verbundes aufweist.As a compromise solution, contact lenses have been tried in two cases Material components, d. H. made of hydrophobic polymers on the one hand and hydrophilic Polymers on the other hand, and both polymers so strong and durable with connect each other so that a hard-soft contact lens is created. However, acts it with the previously known combinations of hydrophobic and hydrophilic mate rialien about the mechanical or adhesive coupling of both material components, the disadvantageous due to the different swelling behavior in aqueous solutions gene shows insufficient stability of the composite.

So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 4.171.878 ein Verfahren beschrieben, bei dem ein aus einem Polymethylmethacrylat geformter zylindrischer Körper, welcher der Träger der optischen Eigenschaften einer hieraus herzustellenden Kontaktlinse ist, in eine Lösung eines zweiten Monomergemisches gestellt und dieses Monomergemisch im Beisein dieses zylindrischen Teiles und in Gegenwart eines Vernetzers polymerisiert wird. Bei dem hier angegebenen Verfahren findet keine chemische Bindung zwischen den beiden Materialkomponenten an deren Berührungsflächen bzw. an den Übergangs flächen von der einen zur anderen Materialkomponente statt, da das Material des zy lindrischen Körpers nicht zur Ausbildung einer solchen chemischen Bindung geeignet ist. Ein wesentlicher technologischer Nachteil besteht darin, daß vor der mechanischen Weiterbearbeitung des zweiteiligen, aus verschiedenen Polymeren bestehenden Kör pers das Lösungsmittel durch einen Trocknungsvorgang entfernt werden muß, was zeit- und kostenaufwendig ist.For example, a method is described in US Pat. No. 4,171,878 which is a cylindrical body formed from a polymethyl methacrylate, which is the Carrier of the optical properties of a contact lens to be produced therefrom is in provided a solution of a second monomer mixture and this monomer mixture polymerized in the presence of this cylindrical part and in the presence of a crosslinking agent becomes. In the process specified here, there is no chemical bond between the two material components at their contact surfaces or at the transition areas from one to the other material component instead, since the material of the zy Lindrische body not suitable for the formation of such a chemical bond is. A major technological disadvantage is that before mechanical Further processing of the two-part body made of different polymers pers the solvent must be removed by drying what is time and cost consuming.

Im EP 0 207 640 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hybridkontaktlinsen dargestellt, bei dem zunächst das Zentrum der Kontaktlinse durch Polymerisation einer geeigneten Monomermischung erzeugt wird, dann das nicht umgesetzte Restmonomergemisch mittels einer Mikropipette entfernt oder durch Ausnutzung von Dichteunterschieden verdrängt wird. Erst dann wird dem zuerst hergestellten Polymer eine zweite Mono mermischung zugegeben und ebenfalls polymerisiert. Dabei ist es verfahrenstechnisch schwierig, die Polymerisation des Zentrums der Linse wie vorgeschlagen durch Ver wendung einer Blende so zu steuern, daß nicht auch außerhalb der bestrahlten Zone Polymerisations- oder zumindest Oligomerisationsprozesse erfolgen, die den nachfol genden Aufbau eines Randbereiches aus einem anderen Monomergemisch verhindern. Außerdem ist dieses Verfahren aufgrund der Notwendigkeit, die nicht umgesetzten Monomeren oder die im Randbereich entstandenen Oligomeren manuell zu entfernen, technologisch kompliziert und aufwendig.EP 0 207 640 describes a method for producing hybrid contact lenses, in which the center of the contact lens is first polymerized by a suitable one Monomer mixture is generated, then the unreacted residual monomer mixture removed with a micropipette or by using density differences is ousted. Only then will the polymer produced first become a second mono Mixer added and also polymerized. It is procedural difficult to polymerize the center of the lens as suggested by Ver control the aperture so that it is not outside the irradiated zone Polymerization or at least oligomerization processes take place, which follow prevent the build-up of an edge area from a different monomer mixture. Also, this procedure is due to the need to implement it To manually remove monomers or the oligomers formed in the edge area, technologically complicated and complex.

In dem US-Patent 5.191.362 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Corneallinse be schrieben, die aus einer zentralen Zone mit vorgegebenem Radius besteht, an die wei tere ringförmige Teile der Linse mit voneinander abweichenden Radien angeschlossen sind, welche schließlich in einer Tränenzone aus einem Hydrogel enden. Der struktu relle Aufbau der einzelnen Zonen ist nicht beschrieben. Aufgrund der Beschreibung ist aber auch hier davon auszugehen, daß die Verbindung zwischen der zentralen Zone und den einzelnen ringförmigen Teilen wie auch die Verbindung zwischen den ring förmigen Teilen durch herkömmliche Fügeverfahren zustande kommt.U.S. Patent 5,191,362 discloses a method of making a corneal lens wrote, which consists of a central zone with a given radius to which white tere annular parts of the lens with different radii connected are which ultimately end up in a tear zone from a hydrogel. The structure Real structure of the individual zones is not described. Because of the description but also assume here that the connection between the central zone and the individual annular parts as well as the connection between the ring shaped parts by conventional joining processes.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus mehreren miteinander verbundenen Materialkomponenten derart weiterzubilden, daß eine stabilere Verbindung zwischen den Materialkomponenten erzielt wird.The object of the present invention is a method for producing a body to develop from several interconnected material components in such a way that a more stable connection between the material components is achieved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das jeweilige Gemisch aus vorwiegend polymerisierbaren Ver bindungen in Gegenwart und im Kontakt mit der Oberfläche oder mit Oberflächenab schnitten von mindestens einem der vorher entstandenen Teile des Körpers polymeri siert wird und dabei in den aneinandergrenzenden Kontaktbereichen jeweils ein Inter penetrating Polymeric Network (IPN) oder ein semi-Interpenetrating Polymeric Network (semi-IPN) ausgebildet wird.According to the invention, the object is achieved in a method as described in the introduction Kind solved in that the respective mixture of predominantly polymerizable Ver bonds in the presence and in contact with the surface or with surfaces cut polymeri from at least one of the previously formed parts of the body an inter is in each case in the adjoining contact areas penetrating polymer network (IPN) or a semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) is formed.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in einem ersten Verfahrensschritt zu nächst ein erster Teil eines Körpers durch Polymerisation hergestellt wird und in einem zweiten Verfahrensschritt ein Gemisch aus vorwiegend polymerisierbaren Verbindun gen, aus dem der restliche Teil des Körpers entstehen soll, polymerisiert wird, wobei das Gemisch aus vorwiegend polymerisierbaren Verbindungen in Kontakt mit einem Oberflächenabschnitt des ersten Teiles gebracht wird, der Oberflächenabschnitt einer zeitlich begrenzten Einwirkung durch das Gemisch unterzogen wird und danach das Gemisch in Gegenwart des ersten Teiles polymerisiert wird.An embodiment of the invention provides that in a first process step next a first part of a body is produced by polymerization and in one second process step a mixture of predominantly polymerizable compounds gene from which the rest of the body is to be formed is polymerized, whereby the mixture of predominantly polymerizable compounds in contact with a Surface section of the first part is brought, the surface section of a is subjected to the mixture for a limited time and then the Mixture is polymerized in the presence of the first part.

Das sich bei dieser Polymerisation neben dem entstehenden hydrophilen Netzwerk im gequollenen Bereich des hydrophoben Materials ausbildende IPN oder semi-IPN ge währleistet eine stabile Verbindung zwischen den beiden Polymeren. Unter "Interpene trierenden polymeren Netzwerken (interpenetrating polymeric networks, PN's)" sind sich gegenseitig durchdringende Netzwerke von Polymeren zu verstehen, die chemisch identisch oder verschieden sein können und jedes für sich kovalent oder nicht kovalent verknüpft ist. Kann eine Polymerkomponente aus dem Netzwerk der anderen extrahiert werden (z. B. bei reversibel vernetzten Systemen), spricht man von einem semi-IPN.This is in addition to the resulting hydrophilic network in the polymerization swollen area of the hydrophobic material forming IPN or semi-IPN ge ensures a stable connection between the two polymers. Under "Interpene interpenetrating polymeric networks (PN's) " interpenetrating networks of polymers to understand the chemical may be identical or different and each covalently or non-covalently is linked. Can extract one polymer component from the network of the other (e.g. in reversibly networked systems), one speaks of a semi-IPN.

Die Dimension und die Eigenschaften des IPN oder semi-IPN lassen sich über die Para meter des Quellungsprozesses, wie Einwirkungstemperatur, Einwirkungszeit und durch Auswahl und Zusammensetzung der Komponenten, aus denen die einzelnen Teile des Körpers gebildet werden, definiert einstellen. Beispielsweise kann die Einwirkungstem peratur zur Ausbildung eines IPN im Bereich von 0°C bis 60°C liegen und die Einwir kungszeit zwischen 15 Minuten und 48 Stunden gewählt werden.The dimension and properties of the IPN or semi-IPN can be determined via the Para meters of the swelling process, such as exposure temperature, exposure time and through Selection and composition of the components that make up the individual parts of the Body are formed, set defined. For example, the exposure temperature temperature to form an IPN in the range of 0 ° C to 60 ° C and the ent time between 15 minutes and 48 hours.

Durch die Eigenschaften des zuerst gebildeten polymeren Materials, aus dem der Grundkörper bzw. der erste Teil des gesamten Körpers besteht, wird die Möglichkeit der Bildung und/oder die Festigkeit des Materialverbundes ebenso bestimmt wie durch die Auswahl der Komponenten für den zweiten Teil des Körpers. Um im Zusammen hang mit der dieser Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ein IPN oder semi-IPN zu erzeugen und eine stabilere Verbindung zwischen zwei geeigneten Materialien zu er zielen, hat sich nach aufwendigen Entwicklungsarbeiten gezeigt, daß zur Lösung des Problems nur bestimmte Komponenten und Anteile dieser Komponenten in Frage kommen, bei denen sich lediglich unter eng begrenzten verfahrenstechnischen Vorga ben ein IPN oder semi-IPN ausbildet, was in der weiteren Beschreibung noch dargelegt wird. Die Ausdehnung des IPN oder semi-IPN und deren Festigkeit werden beispiels weise durch hydrophob-hydrophobe, hydrophob-hydrophile oder hydrophil-hydrophile Wechselwirkung bestimmt. Es ist möglich, die mit den ermittelten Komponenten erziel te Festigkeit des Materialverbundes beider Teile des Körpers und die Ausdehnung des IPN oder semi-IPN mit physikalisch-technischen Prüfmethoden nachzuweisen.Due to the properties of the polymer material first formed, from which the Basic body or the first part of the entire body, the possibility the formation and / or the strength of the composite material as determined by the selection of components for the second part of the body. To be together hang with the object of this invention an IPN or semi-IPN generate and create a more stable connection between two suitable materials after extensive development work has shown that to solve the Problems only certain components and proportions of these components in question come, where there are only narrowly limited procedural requirements ben forms an IPN or semi-IPN, which is explained in the further description becomes. The extent of the IPN or semi-IPN and their strength are examples wise through hydrophobic-hydrophobic, hydrophobic-hydrophilic or hydrophilic-hydrophilic Interaction determined. It is possible to achieve that with the identified components te strength of the material composite of both parts of the body and the expansion of the Evidence of IPN or semi-IPN using physical-technical test methods.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eines der Polymere vorwiegend hydrophobe und das zweite Polymer vorwiegend hydrophile Eigenschaften besitzt, kann vorgesehen sein, daß im ersten Verfahrensschritt der erste Teil des Körpers aus dem Polymer mit vorwiegend hydrophoben Eigenschaften herge stellt wird und für den zweiten Verfahrensschritt ein Gemisch aus hydrophilen und/oder hydrolysierbaren hydrophoben Monomeren und mindestens einer polymeri sierbaren hydrophoben Komponente verwendet wird, wobei dieses Gemisch weitere Zusätze enthalten kann, beispielsweise gut wasserlösliche Verbindungen, wie Polyhy droxyverbindungen und/oder Farbstoffe.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, in which one the polymer is predominantly hydrophobic and the second polymer is predominantly hydrophilic Has properties, it can be provided that in the first process step the first Part of the body from the polymer with predominantly hydrophobic properties is set and for the second process step a mixture of hydrophilic and / or hydrolyzable hydrophobic monomers and at least one polymer sizable hydrophobic component is used, this mixture further May contain additives, for example readily water-soluble compounds such as polyhy droxy compounds and / or dyes.

Damit gelingt es einen Körper herzustellen, der in einer hydrophoben Zone ein form stabiles Material mit guten optischen Eigenschaften aufweist, während er in der hydro philen Zone nach Quellung in einer wäßrigen Lösung weich und flexibel ist.This makes it possible to produce a body that forms a shape in a hydrophobic zone has stable material with good optical properties, while in the hydro phile zone after swelling in an aqueous solution is soft and flexible.

So kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dem Polymer für den ersten Verfahrens schritt ein Monomergemisch zugrunde zu legen, in dem Acrylate und/oder Methacryla te und/oder andere polymerisierbare Verbindungen sowie mindestens eine Komponen te zur Vernetzung enthalten sind. Auf diese Weise ist es möglich, durch geeignete Ge mische Polymere mit guten optische Eigenschaften bei hoher Formstabilität zu erzie len.Thus, according to the invention, the polymer for the first process can be provided step based on a monomer mixture in which acrylates and / or methacryla te and / or other polymerizable compounds and at least one component are included for networking. In this way it is possible to use suitable Ge to mix polymers with good optical properties with high dimensional stability len.

Außerdem kann vorgesehen sein, daß diesem Monomergemisch mindestens eine Kom ponente zur Einstellung der Sauerstoffpermeabilität hinzugefügt wird. Damit erhält man ein polymeres Material, das die Hornhaut des Auges auch über längere Zeit aus reichend mit Sauerstoff versorgen kann.It can also be provided that this monomer mixture at least one com component for adjusting the oxygen permeability is added. So that gets one is a polymeric material that covers the cornea of the eye even over a long period of time can provide sufficient oxygen.

Das Monomergemisch zur Herstellung des Polymers für den ersten Verfahrensschritt kann derart ausgestaltet sein, daß 10 bis 99,89 Ma.% eines Gemisches aus bifunktio nellen polymerisierbaren Komponenten, 0,1 bis 25 Ma.% eines Gemisches aus tetra funktionellen polymerisierbaren Komponenten, 0,01 bis 5 Ma.% eines Initiators und 0 bis 70 Ma.% eines Gemisches aus polymerisierbaren Komponenten mit dimethylsiloxy-, fluoralkyl- und/oder fluorsiloxanylstrukturierten Bestandteilen zur Einstellung der Sau erstoffpermeabilität vorgesehen sind.The monomer mixture for the preparation of the polymer for the first process step can be designed such that 10 to 99.89% by mass of a mixture of bifunctional bright polymerizable components, 0.1 to 25% by mass of a mixture of tetra functional polymerizable components, 0.01 to 5% by mass of an initiator and 0 up to 70% by mass of a mixture of polymerizable components with dimethylsiloxy, fluoroalkyl and / or fluorosiloxanyl structured components for adjusting the sow Permeability to materials are provided.

Ein vorteilhaftes Monomergemisch für diesen Zweck erhält man mit: 95 Ma.% Methyl methacrylat (MMA) als bifunktionelle polymerisierbare Komponente, 4,5 Ma.% Ethy lenglykoldimethacrylat und/oder Triethylenglykoldimethacrylat und/oder Tetraethy lenglykoldimethacrylat als tetrafunktionelle polymerisierbare Komponenten zur Ver netzung sowie 0,1 Ma.% α,α'-Azoisobutyronitril (AlBN) als Initiator.An advantageous monomer mixture for this purpose is obtained with: 95% by mass of methyl methacrylate (MMA) as a bifunctional polymerizable component, 4.5 Ma.% Ethy Lenglykoldimethacrylat and / or Triethylenglykoldimethacrylat and / or Tetraethy Lenglykoldimethacrylat as tetrafunctional polymerisable components for ver wetting and 0.1 Ma.% α, α'-azoisobutyronitrile (AlBN) as an initiator.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß der Herstellung des Polymers im zweiten Verfahrensschritt ein Monomergemisch zugrundegelegt wird von 10 bis 99,89 Ma.% eines Gemisches aus bifunktionellen po lymerisierbaren Komponenten, 0,1 bis 25 Ma.% eines Gemisches aus tetrafunktionellen polymerisierbaren Komponenten, 0,01 bis 5 Ma.% eines Initiators und 0 bis 60 Ma.% eines Füllstoffes zum Ausgleich von Volumenänderungen bei nachfolgender Quellung und/oder weiterer Zusätze (z. B. zur farblichen Kennzeichnung).Furthermore, in one embodiment of the method according to the invention, that the preparation of the polymer in the second process step is a monomer mixture based on 10 to 99.89 Ma.% of a mixture of bifunctional po Lymerizable components, 0.1 to 25% by mass of a mixture of tetrafunctional polymerizable components, 0.01 to 5 mass% of an initiator and 0 to 60 mass% a filler to compensate for changes in volume during subsequent swelling and / or other additives (e.g. for color coding).

In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen können diese Monomergemische enthal ten:
In particularly advantageous embodiments, these monomer mixtures can contain:

- 5% by weight methyl methacrylate (MMA), 30% by weight N-vinylpyrrolidone, 20% by weight 2- Hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 39.5 mass% polyethylene glycol acrylate as bifunk tional polymerisable components, 5 mass% ethylene glycol dimethacrylate and / or triethylene glycol dimethacrylate and / or tetraethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerizable components for crosslinking as well 0.5 Ma.% AlBN as initiator,
- S Ma.% MMA, 30 Ma.% N-vinylpyrrolidone, 19.5 Ma. % HEMA and 39 Ma. Polyethy Lenglycol acrylate as bifunctional polymerisable components, 5% by weight ethyl Lenglykoldimethacrylat and / or Triethylenglykoldimethacrylat and / or Tetrae ethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerizable components for Crosslinking, 0.5 mass% AlBN as initiator and 1 mass% polypropylene glycol as filler material,
- 20% by mass of MMA, 54.5% by mass of trimethylsilyl methacrylate and 20% by mass of HEMA as bifunctional polymerisable components, 5 mass% ethylene glycol dimethacrylate and / or triethylene glycol dimethacrylate and / or tetraethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerisable components for crosslinking and 0.5% by mass AlBN as initiator.

Damit ist vor allem die Bildung von IPN's möglich. Zum Zweck der gezielten Ausbil dung von semi-IPN kann der Herstellung des Polymers für den zweiten Verfahrens schritt ein Monomergemisch zugrunde gelegt werden von: 1 bis 99,99 Ma.% eines Ge misches aus bifunktionellen polymerisierbaren Komponenten, 0,01 bis 5 Ma.% eines Initiators und 0 bis 60 Ma.% eines Füllstoffes und/oder weiterer Zusätze.Above all, this enables the formation of IPNs. For the purpose of targeted training Formation of semi-IPN can be used to manufacture the polymer for the second process a monomer mixture was used as the basis: from 1 to 99.99% by mass of a Ge Mixture of bifunctional polymerizable components, 0.01 to 5% by weight of one Initiator and 0 to 60% by mass of a filler and / or other additives.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der erste Teil des Körpers an seiner Oberfläche mit einem Monomergemisch nach einer der vorgenannten Zusammensetzungen in Kontrakt gebracht und einer Einwirkungszeit unterworfen wird. Nach der Einwirkungs zeit wird durch thermisch oder photochemisch induzierte Polymerisation ein stabiles hydrophiles Netzwerk hergestellt, wobei sich in den Kontaktzonen der aneinander grenzenden polymeren Materialien ein IPN oder in Abhängigkeit von der Vorgabe von Komponenten, semi-IPN ausbildet.It is within the scope of the invention that the first part of the body on its surface with a monomer mixture according to one of the aforementioned compositions in Brought contract and subjected to an exposure time. After exposure time becomes stable through thermally or photochemically induced polymerization Hydrophilic network produced, with each other in the contact zones bordering polymeric materials an IPN or depending on the specification of Components that form semi-IPN.

Der so entstandene Körper, bestehend aus mehreren über IPN oder semi-IPN unlösbar und langzeitstabil miteinander verbundenen Polymeren, kann nun durch spanende oder anderweitige Formgebung zu einem optischen Bauteil, wie etwa einer Kontaktlin se, weiterbearbeitet werden. Werden die hydrophilen Zonen dieses optischen Bauteiles einer Quellung in einer wäßrigen Lösung unterworfen, so werden sie weich und flexi bel. Spannungen zwischen den hydrophoben wasserfreien und den hydrophilen was serhaltigen Komponenten werden durch Zusätze zum hydrophilen Material ausgegli chen. The resulting body, consisting of several insoluble via IPN or semi-IPN and long-term stable interconnected polymers, can now be or other shaping into an optical component, such as a contact lens se, to be further processed. Become the hydrophilic zones of this optical component subjected to swelling in an aqueous solution, they become soft and flexible bel. Tensions between the hydrophobic anhydrous and the hydrophilic what Components containing water are balanced by additives to the hydrophilic material chen.

Außerdem kann der Quellung der hydrolysierbaren hydrophoben Zonen in wäßriger Lösung eine Hydrolyse mit beispielsweise einer 5 Ma.%-igen NaHCO₃-Lösung vorange stellt werden.In addition, the swelling of the hydrolyzable hydrophobic zones in aqueous solution can be preceded by hydrolysis with, for example, a 5% by weight NaHCO ₃ solution.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Körper aus mindestens zwei verschiedenen polymeren Materialien, die durch Interpenetrating Polymeric Networks (IPN's) oder durch semi-Interpenetrating Polymer Networks (semi-IPN's) unlösbar miteinander ver bunden sind. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß der Körper aus verschiedenen po lymeren Materialien besteht, von denen mindestens ein Material vorwiegend hydro phobe und ein weiteres Material vorwiegend hydrophile Eigenschaften oder mindestens ein Material vorwiegend hydrophobe und ein weiteres Material vorwiegend hydrophobe Eigenschaften oder mindestens ein Material vorwiegend hydrophile und ein weiteres Material ebenfalls vorwiegend hydrophile Eigenschaften aufweist.The invention further relates to bodies from at least two different ones polymeric materials through Interpenetrating Polymeric Networks (IPN's) or through semi-interpenetrating polymer networks (semi-IPN's) inextricably linked are bound. It can advantageously be provided that the body from different po lymeren materials, of which at least one material predominantly hydro phobe and another material predominantly hydrophilic properties or at least one material predominantly hydrophobic and another material predominantly hydrophobic Properties or at least one material predominantly hydrophilic and another Material also predominantly has hydrophilic properties.

Beispielsweise kann ein solcher Körper als Kontaktlinse für das menschliche Auge aus gebildet sein mit sphärischen, asphärischen, torischen oder anderweitig geformten Flächen, umfassend eine erste Zone aus einem ersten polymeren Material mit vorwie gend hydrophoben, formstabilen Eigenschaften und eine weitere Zone aus einem zwei ten polymeren Material mit vorwiegend hydrophilen, nach Quellung in einer wäßrigen Lösung flexiblen Eigenschaften.For example, such a body can be used as a contact lens for the human eye be formed with spherical, aspherical, toric or otherwise shaped Surfaces comprising a first zone made of a first polymeric material with the above enough hydrophobic, dimensionally stable properties and another zone made up of two th polymeric material with predominantly hydrophilic, after swelling in an aqueous Solution flexible properties.

Beide polymere Materialien können transparent ausgebildet sein und eine geometri sche Gestaltung aufweisen, durch welche die optischen Eigenschaften des Körpers be stimmt sind.Both polymeric materials can be transparent and have a geometri cal design, through which the optical properties of the body be are true.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend anhand dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.The method according to the invention is intended to be based on three exemplary embodiments are explained in more detail.

Embodiment 1

Ein Monomergemisch, bestehend aus 95 Ma.% MMA und 4,5 Ma.% eines geeigneten Vernetzers (z. B. Ethylenglykol-, Triethylenglykol- oder Tetraethylenglykoldimethacrylat) wird unter Zusatz von 0,5 Ma.% AlBN in einem Gefäß geeigneter Form thermisch poly merisiert. Der dabei entstehende Formkörper kann zusätzlich durch mechanische Ab formung variiert werden und wird als erster Teil des herzustellenden Gesamtkörpers verwendet. Die Dimension bzw. die Gestalt des Formkörpers kann durch die mechani sche Abformung oder durch die Wahl des Gefäßes für die Polymerisation variiert wer den.A monomer mixture consisting of 95% by mass MMA and 4.5% by mass of a suitable one Crosslinking agent (e.g. ethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol dimethacrylate) is thermally poly with the addition of 0.5 Ma.% AlBN in a vessel of suitable shape merized. The resulting molded body can additionally by mechanical ab Formation can be varied and is the first part of the overall body to be produced used. The dimension or the shape of the shaped body can be determined by the mechani cal impression or who chooses the vessel for the polymerization the.

Dieses hydrophobe formstabile Material wird in einem Gefäß zentrisch fixiert und es wird ein Gemisch aus vorwiegend hydrophilen Materialien zugegeben. Dies kann ein Gemisch aus 5 Ma.% MMA, 5 Ma.% eines geeigneten Vernetzers (z. B. Ethylenglykol-, Triethylenglykol- oder Tetraethylenglykoldimethacrylat), 30 Ma.% N-Vinylpyrrolidon, 20 Ma.% HEMA und 39,5 Ma.% Polyethylenglykolacrylat unter Beigabe von 0,5 Ma.% AlBN als Initiator sein. Nach einer Einwirkungszeit von 6 h wird das hydrophile Monomerge misch polymerisiert. Aus dem resultierenden Formkörper kann nach herkömmlichen spanenden Bearbeitungsverfahren eine Kontaktlinse gefertigt werden, deren hydrophile Zone nach Quellung in einer wäßrigen Lösung weich und flexibel ist.This hydrophobic dimensionally stable material is fixed centrally in a vessel and it a mixture of predominantly hydrophilic materials is added. This can be a Mixture of 5% by mass MMA, 5% by mass of a suitable crosslinking agent (e.g. ethylene glycol, Triethylene glycol or tetraethylene glycol dimethacrylate), 30% by weight N-vinylpyrrolidone, 20 Ma.% HEMA and 39.5 Ma.% Polyethylene glycol acrylate with the addition of 0.5 Ma.% AlBN as an initiator. After an exposure time of 6 h, the hydrophilic monomer gene mixed polymerized. From the resulting molded article can be made according to conventional machining processes, a contact lens is made whose hydrophilic Zone after swelling in an aqueous solution is soft and flexible.

Embodiment 2

Die Herstellung der hydrophoben formstabilen Komponente, d. h. des ersten Teiles, erfolgt analog zu der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Art und Weise.The preparation of the hydrophobic dimensionally stable component, i. H. of the first part, takes place analogously to the manner described in exemplary embodiment 1.

Das hydrophobe formstabile Material wird in einem Gefäß zentrisch fixiert und ein Gemisch aus vorwiegend hydrophilen Komponenten zugegeben. Dies kann ein Ge misch aus 5 Ma.% MMA, 5 Ma.% eines geeigneten Vernetzers (z. B. Ethylenglykol-, Trie thylenglykol- oder Tetraethylenglykoldimethacrylat), 30 Ma.% N-Vinylpyrrolidon, 19,5 Ma.% HEMA und 39 Ma.% Polyethylenglykolacrylat unter Beigabe von 0,5 Ma.% AlBN als Initiator sein. Dieser Monomermischung wird 1 Ma.% Polypropylenglykol oder ein an derer Zusatz zugemischt. Dies sind vorzugsweise gut wasserlösliche Verbindungen, wie z. B. Mono-, Di-, Tri- oder Polyhydroxyverbindungen. Nach einer Einwirkungszeit von 6 h wird das hydrophile Gemisch polymerisiert.The hydrophobic dimensionally stable material is centrally fixed in a vessel and a Mixture of predominantly hydrophilic components added. This can be a Ge mix of 5% by mass MMA, 5% by mass of a suitable crosslinking agent (e.g. ethylene glycol, trie ethylene glycol or tetraethylene glycol dimethacrylate), 30% by weight N-vinylpyrrolidone, 19.5 Ma.% HEMA and 39 Ma.% Polyethylene glycol acrylate with the addition of 0.5 Ma.% AlBN as Be the initiator. This monomer mixture is 1% by mass of polypropylene glycol or one whose additive is admixed. These are preferably water-soluble compounds, such as B. mono-, di-, tri- or polyhydroxy compounds. After an exposure time The hydrophilic mixture is polymerized for 6 hours.

Aus dem resultierenden Gesamtkörper kann nach herkömmlichen spanenden Bearbei tungsverfahren eine Kontaktlinse gefertigt werden, deren hydrophile Zone nach Quel lung in einer wäßrigen Lösung weich und flexibel ist.The resulting total body can be machined using conventional machining methods a lens, the hydrophilic zone according to Quel is soft and flexible in an aqueous solution.

Embodiment 3

Die Herstellung der hydrophoben formstabilen Komponente erfolgt analog zu der im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Art und Weise. The hydrophobic dimensionally stable component is produced analogously to that in the Embodiment 1 described manner.

Das hydrophobe formstabile Material wird in einem Gefäß zentrisch fixiert und ein Mo nomergemisch aus vorwiegend hydrophoben Komponenten zugegeben, wovon minde stens eine Komponente alkalisch oder sauer hydrolysierbar und deren Hydrolysepro dukt stark hydrophil ist.The hydrophobic dimensionally stable material is fixed centrally in a vessel and a mo nominal mixture of predominantly hydrophobic components added, of which at least at least one component alkaline or acid hydrolyzable and its hydrolysis pro is highly hydrophilic.

Dies kann ein Gemisch aus 20 Ma.% MMA, S Ma.% eines geeigneten Vernetzers (z. B. Ethylenglykol-, Triethylenglykol- oder Tetraethylenglykoldimethacrylat), 54,5 Ma.% Methacrylsäuretrimethylsilylester und 20 Ma.% HEMA unter Beigabe von 0,5 Ma.% AlBN als Initiator sein. Nach einer Einwirkungszeit von 6 h wird dieses hydrophile Monomer gemisch polymerisiert.This can be a mixture of 20% by mass MMA, 5% by mass of a suitable crosslinking agent (e.g. Ethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol dimethacrylate), 54.5% by mass Trimethylsilyl methacrylate and 20% by mass of HEMA with the addition of 0.5% by mass of AlBN as an initiator. After an exposure time of 6 h this hydrophilic monomer polymerized mixture.

Aus dem resultierenden Gesamtkörper kann nach herkömmlichen spanenden Bearbei tungsverfahren eine Kontaktlinse gefertigt werden, deren hydrophile Zone nach 72 h Hydrolyse mit einer 5 Ma.%-igen NaHCO₃-Lösung und anschließender Quellung in einer wäßrigen Lösung weich und flexibel ist.A contact lens can be produced from the resulting entire body by conventional machining processes, the hydrophilic zone of which is soft and flexible after 72 h hydrolysis with a 5% by weight NaHCO ₃ solution and subsequent swelling in an aqueous solution.

Claims

1. A process for producing a body from a plurality of interconnected materials which have different properties, a first part of the body being produced in a first process step and a mixture of predominantly polymerizable compounds being polymerized in at least one further process step each of these mixtures forms a further part of the body and the process steps are repeated until all parts of the body are present, characterized in that the respective mixture of predominantly polymerizable compounds in the presence and in contact with the surface or with surface sections of at least one the previously formed parts of the body are polymerized and an interpenetrating polymer network (IPN) or a semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) is formed in the adjoining contact areas.

2. The method according to claim 1, in which in a first step first a first part of a body is produced by polymerization and in one second step a mixture of predominantly polymerizable Ver bonds, from which a second part of the body is to be formed, polymerize is characterized in that the mixture of predominantly polymerized connections in contact with a surface portion of the first part is brought that the surface section of a temporary Einwir kung is subjected to the mixture and that after that the mixture in Ge presence of the first part is polymerized.

3. The method of claim 2, wherein one of the polymers is predominantly hydrophobic and the second polymer has predominantly hydrophilic properties characterized in that in the first step the first part of the body the polymer is produced with predominantly hydrophobic properties and for the second process step, a mixture of hydrophilic and / or hydro lysable hydrophobic monomers and at least one polymerizable hydrophobic component is used, this mixture further additive ze can contain.

4. The method according to claim 3, characterized in that the manufacture of the Polymers based on a monomer mixture for the first process step in which acrylates and / or methacrylates and / or other polymerize bare compounds and at least one component for crosslinking are.

5. The method according to claim 4, characterized in that the monomer mixture add at least one component to adjust the oxygen permeability is added.

6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the preparation of the polymer for the first process step is based on a monomer mixture of:
10 to 99.89% by mass of a mixture of bifunctional polymerizable components,
0.1 to 25% by mass of a mixture of tetrafunctional polymerizable components,
0.01 to 5% by mass of an initiator and
0 to 70% by mass of a mixture of polymerizable components with dimethylsiloxy-, fluoroalkyl- and / or fluorosiloxanyl-structured components to adjust the oxygen permeability.

7. The method according to claim 6, characterized in that the monomer mixture contains:
95% by weight methyl methacrylate (MMA) as bifunctional polymerizable components,
4.5% by weight of ethylene glycol dimethacrylate and / or triethylene glycol dimethacrylate and / or tetraethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerizable components for crosslinking and
0.5% by mass of α, α'-azoisobutyronitrile (AlBN) as initiator.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the production of the polymer for the second process step is based on a monomer mixture of:
10 to 99.89% by mass of a mixture of bifunctional polymerizable components,
0.1 to 25% by mass of a mixture of tetrafunctional polymerizable components,
0.01 to 5% by mass of an initiator and
0 to 60 Ma.% Of a filler and / or other additives.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the production of the polymer for the second process step is based on a monomer mixture of:
1 to 99.99% by mass of a mixture of bifunctional polymerizable components,
0.01 to 5% by mass of an initiator and
0 to 60 Ma.% Of a filler and / or other additives.

10. The method according to claim 8, characterized in that the monomer mixture contains:
5% by weight of methyl methacrylate (MMA), 30% by weight of N-vinylpyrrolidone, 20% by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 39.5% by weight of polyethylene glycol acrylate as bi-functional polymerizable components,
5% by weight of ethylene glycol dimethacrylate and / or triethylene glycol dimethacrylate and / or tetraethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerizable components for crosslinking and
0.5 Ma.% AlBN as initiator.

11. The method according to claim 8, characterized in that the monomer mixture contains:
5% by weight MMA, 30% by weight N-vinylpyrrolidone, 1 9.5%. % HEMA and 39 Ma. % Polyethylene glycol acrylate as bifunctional polymerizable components,
5% by weight of ethylene glycol dimethacrylate and / or triethylene glycol dimethacrylate and / or tetraethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerizable components for crosslinking,
0.5 Ma.% AlBN as initiator as well
1 Ma.% Polypropylene glycol as filler.

12. The method according to claim 8, characterized in that the monomer mixture contains:
20% by mass of MMA, 54.5% by mass of trimethylsilyl methacrylate and 20% by mass. % HEMA as bifunctional polymerizable components,
5% by weight of ethylene glycol dimethacrylate and / or triethylene glycol dimethacrylate and / or tetraethylene glycol dimethacrylate as tetrafunctional polymerizable components for crosslinking and
0.5 Ma.% AlBN as initiator.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first part of the body on its surface or on surface sections brought into contact with a mixture according to one of claims 8 to 1 2 and is subjected to an exposure time.

14. The method according to claim 13, characterized in that in the presence of the he most part of the body from the mixture by thermal or photochemical in induced polymerization a stable hydrophilic network is produced, whereby an IPN or a in the contact areas between the parts of the body trains semi-IPN.

15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the part consisting of several parts that are permanently connected via IPN or semi-IPN len existing bodies into one by cutting or other shaping optical component, such as a contact lens, is further processed.

16. The method according to claim 15, characterized in that the hydrophilic zones of the optical component are swollen in an aqueous solution.

17. The method according to claim 12 and 16, characterized in that the hydrolyzable hydrophobic zones are subjected to hydrolysis with an approximately 5 mass% NaHCO ₃ solution before swelling in the aqueous solution.

18. Body made of at least two different polymeric materials, thereby ge indicates that the materials through Interpenetrating Polymeric Networks (IPN's) or insoluble through semi-interpenetrating polymeric networks (semi-IPN's) are interconnected.

19. Body according to claim 18 of different polymeric materials, of which at least one material predominantly hydrophobic and another material as above enough hydrophilic properties or at least one material predominantly hydro phobe and another material also predominantly hydrophobic properties or at least one material predominantly hydrophilic and another material also predominantly has hydrophilic properties.

20. Body designed as a contact lens for the human eye with spherical, Aspherical, toric or other shaped surfaces according to claim 18 or 19, comprising a first zone made of a first polymeric material predominantly hydrophobic, dimensionally stable properties and another zone made of egg nem second polymeric material with predominantly hydrophilic, after swelling in egg ner aqueous solution flexible properties.

21. Body according to claim 20, characterized in that both polymeric materials en are transparent and have a geometric design, by which the optical properties of the body are determined.