DE2548061C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein durch sorgfältiges Steuern von Rezepturbestandteilen sowie Polymerisationszeiten und -temperaturen gekennzeichnetes Verfahren zur Herstellung einer dimensionsstabilen Kontaktlinsenmasse. Das erhaltene Polymerisat läßt sich in einer gepufferten physiologischen Kochsalzlösung hydratisieren, wobei man eine stabile Kontaktlinsenmasse gleichmäßiger physikalischer Eigenschaften erhält.

Aus der US-PS 37 00 761 sind Massen bekannt, die neben Hydroxyäthylmethacrylat oder Hydroxypropylmethacrylat bis zu 20 bis 45% Poly-N-vinylpyrrolidon und bis zu 1% Methacrylsäure und etwa 0,2% Äthylenglykoldimethacrylat enthalten. Gebrauchsfertige Kontaktlinsen erhält man hieraus nach einem zweistufigen Polymerisationsverfahren, einer anschließenden Aushärtung durch Bestrahlen, Schneiden und Hydratisieren.

Die US-PS 38 16 571, 38 22 196 und 38 29 329 beschreiben nähere Einzelheiten des allgemein in der US-PS 37 00 761 beschriebenen Fabrikationsverfahrens.

Aus der US-PS 38 07 398 ist es bekannt, daß sich die Maßnahmen der US-PS 37 00 761 durch sorgfältige Steuerung der Rezepturbestandteile und durch Zusatz bestimmter Polymerisationsinhibitoren zur Stabilisierung des Hydroxyäthylmethacrylats verbessern lassen. Ferner wird die Verwendung eines Niedertemperaturinitiators und eines Mitteltemperatur- bis Hochtemperaturinitiators beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das aus der US-PS 38 07 398 bekannte Verfahren zu verbessern, um die damit verbundenen Nachteile auszuräumen, die u. a. darin bestehen, daß Nachbehandlungen nötig sind, um eine vollständige Polymerisation zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch sorgfältiges Zudosieren der Hydrochinon- Menge und völligen Verzicht auf den Hochtemperatur- Initiator gelöst.

Im einzelnen erhält man eine dimensionsstabile Kontaktlinsenmasse zur Verwendung bei der Herstellung einer korrigierenden hydratisierten Linse, indem man dem Polymerisationsgemisch, bezogen auf die Menge des monomeren Hydroxyäthylmethacrylats, 0 bis 4 ppm Hydrochinon-Polymerisationsinhibitor und 50 bis 250 ppm Hydrochinonmethyläther-Polymerisationsinhibitor einverleibt, die Polymerisation mit einem freie Radikale liefernden Niedrigtemperatur-Anspringmittel in Gang setzt, das Polymerisationsgemisch vor der Polymerisation zur praktisch vollständigen Entfernung des Sauerstoffs entgast und die anfängliche Polymerisationsreaktion 16 bis 36 h lang bei einer Temperatur von 23° bis 30°C ablaufen läßt, wobei man während dieses Reaktionszeitraums die exotherme Reaktionswärme sorgfältig steuert. Im Detail ist das Verfahren im Anspruch 1 beschrieben, bzw. in bevorzugten Ausführungsformen in den Ansprüchen 2 und 3.

Für die Polymerisation und zum Ausformen der Masse wird eine geschlossene, mit einem Polyesterfilmmaterial ausgekleidete Gießform verwendet. Die erhaltene polymere Masse kann geschnitten, maschinell bearbeitet und poliert werden, wobei man eine Kontaktlinsenmasse erhält, die anschließend in einer gepufferten physiologischen Kochsalzlösung eines pH-Werts von 7,0 bis 7,1 hydratisiert wird.

Es hat sich gezeigt, daß sich die Naß- und Trockeneigenschaften des stabilen Kontaktlinsenprodukts genau vorherbestimmen lassen und daß sie reproduzierbar sind. Weiterhin bleibt die verbesserte Kontaktlinsenmasse unbegrenzt stabil und zeigt in ihren kritischen Dimensionen keine Änderung.

Insbesondere hat es sich gezeigt, daß der notwendige Polymerisationsinhibitor Hydrochinon sowohl die Hydroxyäthylmethacrylat- Polymerisation als auch die Polyhydroxyäthylmethacrylat/ Poly-N-vinylpyrrolidon-Pfropfpolymerisation ungünstig beeinflußt. Folglich sollten im Hinblick auf eine optimale Polymerenbildung, bezogen auf die Menge an Hydroxyäthylmethacrylat, nicht mehr als 4 ppm Hydrochinon vorhanden sein. Der Hydrochinonmethyläther, der nicht mit den Nachteilen des Hydrochinons behaftet ist, hat sich zur Inhibierung einer Polymerisation vor Zugabe des Polymerisations- Anspringmittels in einer Menge, bezogen auf die Menge Hydroxyäthylmethacrylat, von 50 bis 250 ppm als wirksam erwiesen.

Weiterhin hat es sich gezeigt, daß lediglich ein freie Radikale lieferndes Niedrigtemperatur-Polymerisationsanspringmittel erforderlich ist, um die Polymerisation zu Ende zu führen. Die bisher bekannten Verfahren erfordern zusätzliche freie Radikale liefernde Mitteltemperatur-Polymerisationsanspringmittel. Erfindungsgemäß eignen sich zum Einleiten der Polymerisation Anspringmittel, wie die zwischen 23° und 80°C aktiven Anspringmittel Acetylperoxid, Di-sec.- butylperoxydicarbonat und Cyclohexanonperoxid. Weitere Anspringmittel sind hierbei nicht erforderlich. Von den genannten Anspringmitteln wird, bezogen auf das Gewicht des Polymerisationsgemisches, Di-sec.-butylperoxydicarbonat in einer Menge von 0,02 Gew.-% bevorzugt.

Die folgende Rezeptur ist bevorzugt:

BestandteileMenge Hydroxyäthylmethacrylat75,7% Poly-N-vinylpyrrolidon19,4% Methacrylsäure 1,2% Äthylenglykoldimethacrylat 0,54% Anspringmittel 0,02% Wasser 3,0% Hydrochinonweniger als 4 ppm pro Teil Hydroxyäthylmethacrylat Hydrochinonmethyläther100 bis 200 ppm pro Teil Hydroxyäthylmethacrylat

Wasser als solches wird den genannten Rezepturen nicht zugesetzt, es ist vielmehr in den Bestandteilen Hydroxyäthylmethacrylat und Poly-N-vinylpyrrolidon inhärent vorhanden und gelangt aus der aus der Atmosphäre vor und nach dem Mischvorgang und den Fabrikationsstufen absorbierten Feuchtigkeit in die Rezeptur.

Die Gemische werden vor der Polymerisation entgast, um praktisch den gesamten Sauerstoff auszutreiben. Wenn mit dem Polymerisationsgemisch in der Gießform unmittelbar vor der Polymerisation durchgeführt, hat ein in üblicher bekannter Weise durchgeführtes Vakuumentgasen sich als geeignet erwiesen. Vorzugsweise wird das Entgasen zweimal durchgeführt, und zwar einmal mit dem Polymerisationsgemisch nach Zugabe des Polymerisationsanspringmittels und dann, nachdem das Polymerisationsgemisch in die Gießform gegossen worden ist. Nach dem zweiten Entgasen wird die Form mit einem Inertgas, wie trockenem Stickstoff, rückgespült, worauf die Gießform sofort verschlossen wird, um einen erneuten Zutritt von Luftsauerstoff zu verhindern. Die Anwesenheit von Sauerstoff und der Hydrochinonpolymerisations-Inhibitor haben sich als starke Inhibitoren für die Hydroxyäthylmethacrylat-Polymerisation und die Polyhydroxyäthylmethacrylat/Poly-N-vinylpyrrolidon- Pfropfpolymerisation erwiesen. Wenn man dagegen praktisch den gesamten Sauerstoff, einschließlich Luftsauerstoff, vor und während der Polymerisation entfernt bzw. fernhält und die Menge an Hydrochinon auf weniger als 4 ppm, bezogen auf die Menge an Hydroxyäthylmethacrylat, begrenzt, läuft die Massepolymerisation des Hydroxyäthylmethacrylats bei niedrigen Temperaturen ab.

Eine hohe exotherme Aktivität während der Niedrigtemperatur- Polymerisationsreaktion hat sich ebenfalls als für die physikalischen Eigenschaften und für die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften des gebildeten Polymeren als nachteilig erwiesen. Während die Polymerisationsreaktion durch Wahl geeigneter Mengen an Polymerisationsanspringmittel bei Temperaturen von 23° bis 30°C durchgeführt werden kann, sollte eine einmal gewählte Temperatur während der 16- bis 36stündigen Niedrigtemperatur-Polymerisation um nicht mehr als etwa 4°, vorzugsweise um nicht mehr als 2°C schwanken. Eine derartige Temperatursteuerung erreicht man, indem man die das entgaste Polymerisationsgemisch enthaltende geschlossene Gießform in ein Medium stellt bzw. legt, das kontinuierlich die Polymerisationswärme absorbiert. Vorzugsweise wird die Niedrigtemperatur-Polymerisation in der Weise ablaufen gelassen, daß man die Form etwa 24 h lang in ein konstant bei einer Temperatur von 25° ± 0,1°C gehaltenes Wasserbad stellt. Die geschlossene Form muß derart in das Wasserbad gestellt werden, daß eine Verunreinigung des Polymerisationsgemischs mit Wasser aus dem Bad vermieden wird. Während dieser Stufe wird der Hauptteil des Hydroxyäthylmethacrylats polymerisiert.

Dann wird die Form aus dem wärmeabsorbierenden Medium entnommen und 2 bis 6 h lang auf eine Temperatur von etwa 40° bis etwa 80°C erwärmt, um die Polymerisation von jeglichem restlichen Hydroxyäthylmethacrylat-Monomeren zu beenden. Vorzugsweise wird die geschlossene Form etwa 2 h lang in einen bei einer Temperatur von etwa 70°C gehaltenen Ofen gelegt.

Die Beendigung der Pfropfpolymerisation des Poly-N-vinylpyrrolidons und Hydroxyäthylmethacrylat-Polymeren erreicht man durch 24- bis 36stündiges Erhitzen des polymerisierten Hydroxyäthylmethacrylats und des Poly-N-vinylpyrrolidons auf eine Temperatur von 105°C bis 125°C. Diese Umsetzung kann erfolgen, nachdem die Reaktionsteilnehmer aus der Form herausgenommen wurden. Dies ist deshalb möglich, weil das polymerisierte Hydroxyäthylmethacrylat in festem Zustand vorliegt. Vorzugsweise werden die Reaktionsteilnehmer in einer Polyesterfilmmaterialhülle 24 h lang in einem auf 110°C gehaltenen Ofen erhitzt.

Nach der geschilderten Hitzebehandlung sind praktisch sämtliche Masse- und Pfropfpolymerisationsreaktionen beendet. Zum Aushärten ist kein bei mittleren oder hohen Temperaturen aktives zusätzliches Polymerisationsanspringmittel erforderlich. Man erhält so unmittelbar ein gehärtetes Polymerenprodukt mit gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften.

Schneide-, Bearbeitungs- und Poliertechniken für die in der geschilderten Weise hergestellte Kontaktlinsenmasse sind bekannt (vgl. beispielsweise US-PS 23 30 837, 32 27 507, 37 00 761 und 38 07 398).

Die einzelnen geschnittenen, bearbeiteten und polierten Kontaktlinsenmassen werden in einer gepufferten physiologischen Kochsalzlösung hydratisiert. Es hat sich gezeigt, daß der pH-Wert des Hydratationsvorgangs kritisch ist und daß die Hydratation bei einem pH-Wert von etwa 7,0 bis etwa 7,1 durchgeführt werden muß. Eine physiologische Kochsalzlösung (0,85 bis 0,9% Natriumchlorid) wird mit einem ophthalmologisch annehmbaren Puffer, der die optischen Qualitäten der Linse nicht beeinträchtigt, derart gepuffert, daß der pH-Wert etwa 7,0 bis etwa 7,1 beträgt. Zweckmäßigerweise wird zu diesem Zweck ein Puffersystem aus einbasischem Natriumphosphat und zweibasischem Natriumphosphat verwendet.

Die Hydratation in der beschriebenen Lösung wird so lange durchgeführt, daß sämtliche durch Wasser extrahierbaren Substanzen aus der Linsenmasse entfernt und konstante Hydratationsparameter geschaffen werden.

Die hydratisierten Kontaktlinsenmassen eignen sich zur Korrektur von Nah- und Weitsichtigkeit und geringem Astigmatismus.

Beispiel 1 Herstellung der Kontaktlinsenmasse

665 g Hydroxyäthylmethacrylat, 170 g Poly-N-vinylpyrrolidon, 10,2 g Methacrylsäure, 4,76 g Äthylenglykoldimethacrylat, 0,001 g Hydrochinon und 0,065 g Hydrochinonmethyläther wurden in einen Glasbehälter, der mit einer Verschlußkappe mit Polyäthylenterephthalatauskleidung verschlossen war, eingefüllt. Dann wurde der Glasbehälter 10 bis 15 sec geschüttelt, um das Poly-N-vinylpyrrolidon zu verteilen. Schließlich wurde der Behälter 1,5 bis 2 h lang auf einen Laborwalzenstuhl gestellt, um den Lösungsvorgang des Poly-N-vinylpyrrolidons zu vervollständigen. Das erhaltene Vorgemisch wurde aus dem Glasbehälter entnommen und durch eine Filtrationsvorrichtung mit einem 7 bis 30 Mikronfilterpapier druckfiltriert. Dann wurde das filtrierte Vorgemisch auf 0° bis 4°C gekühlt.

Das kalte Vorgemisch wurde mit 0,17 g Di-sec.-butylperoxydicarbonat versetzt, worauf das anspringmittelhaltige Gemisch 10 sec lang kräftig geschüttelt wurde. Hierauf wurde es 30 min lang auf einen Walzenstuhl überführt. Schließlich wurde das Gemisch in einen geeigneten Behälter überführt und darin 10 bis 15 min lang bei einem Druck von 1 bis 50 mm Hg-Säule entgast. Nach dem Aufheben des Vakuums wurde der Behälter mit trockenem Stickstoff rückgespült.

Eine 0,127 mm dicke Polyäthylenterephthalatfolie wurde in Streifen zerschnitten, auf einen Stahlstab eines Durchmessers von 12,7 mm aufgewickelt und in ein 330 mm langes Polytetrafluoräthylengießrohr eines Innendurchmessers von 15,8 mm und eines Außendurchmessers von 19,0 mm eingeführt. Die Auskleidung wurde vor dem Einsetzen in das Rohr von grobem teilchenförmigem Material freigebürstet. Nach dem Einsetzen des Polyäthylenterephthalatfilms wurde das Rohr von beiden Enden her mit trockenem Stickstoff durchgeblasen. Nun wurde die untere Verschlußkappe, die vor Gebrauch 24 h in Aceton weichen gelassen wurde, auf das Gießrohr aufgesetzt, worauf dieses mit dem Polymerisationsgemisch beschickt wurde. Nun wurde das das Polymerisationsgemisch enthaltende Gießrohr 20 bis 40 min lang in einer Vakuumkammer bei einem Druck von 1 bis 50 mm Hg-Säule entgast. Beim Aufheben des Vakuums wurde das System mit trockenem Stickstoff rückgespült. Dann wurde das Gießrohr aus der Vakuumkammer entnommen und sofort dicht mit der oberen Verschlußkappe verschlossen.

Das verschlossene Gießrohr wurde in einem Gestell 20 h lang in ein eine konstante Temperatur von 25° ± 0,1°C aufweisendes Wasserbad gestellt, wobei das geschlossene Gießrohr so gelagert wird, daß eine Verunreinigung des Polymerisationsgemischs mit Wasser aus dem Wasserbad verhindert wird. Schließlich wurde das Gießrohr 2 h lang in einen 70° ± 1°C heißen Luftzirkulationsofen überführt. Danach wurde das Gießrohr aus dem Ofen entnommen und der Gießling durch Entfernen der Verschlußkappen mittels eines Stahl- oder Aluminiumstößels aus dem Rohr entfernt. Der von der Polyesterfilmauskleidung umhüllte Gießling glitt leicht aus dem Rohr heraus. Die Auskleidung wurde nicht entfernt, vielmehr wurde der umhüllte Gießling 24 h lang in einen 110° ± 1°C heißen Luftzirkulationsofen gelegt.

Schließlich wurde die Polyesterauskleidung entfernt. Der stabförmige Gießling wurde visuell beurteilt und in einem verschlossenen Glas- oder Polyesterbehälter bis zum Gebrauch aufbewahrt. Die leeren Gießrohre wurden durch Einweichen in Wasser, Spülen und Trocknen vor der Wiederverwendung gesäubert.

Beispiel 2 Hydratation der Kontaktlinsenmasse

Eine gepufferte physiologische Kochsalzlösung wurde aus 8,50 g analysenreinem Natriumchlorid, 0,2545 g einbasischem Natriumphosphat, 0,7006 g zweibasischem Natriumphosphat und destilliertem Wasser in Form von 1 l Lösung zubereitet. Die gepufferte Lösung behielt einen pH-Wert von etwa 7,1. In dieser Lösung wurden die einzelnen Kontaktlinsenmassen gemäß Beispiel 1 sieben Tage lang bei einer Temperatur von 22° bis 25°C hydratisiert. Hierauf ließen sich die hydratisierten Linsenmassen in der physiologischen Kochsalzlösung bis zum Gebrauch unbeschränkt lagern.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer dimensionsstabilen Kontaktlinsenmasse, die in Wasser bis zu einer Wasseraufnahme von 45-65% quellen kann, aus einem Gemisch von 67,2 bis 79,3%Hydroxyethylmethacrylat, 14,25 bis 35%Poly-N-vinylpyrrolidon,  0,1 bis  4,04%Ethylenglykoldimethacrylat,  0,1 bis  2,5%Methacrylsäure,  0,1 bis  5%Wasser,dadurch gekennzeichnet, daß dem homogenen Gemisch 0 bis 4 ppm Hydrochinon-Inhibitor, bezogen auf das Gewicht des Hydroxyethylmethacrylat-Monomeren, 50 bis 250 ppm Hydrochinonmethylether- Inhibitor bezogen auf das Gewicht des Hydroxyethylmethacrylat-Monomeren und 0,005 bis 0,2% eines Niedrigtemperatur-Radikalketten-Polymerisationsinitiators, der bei Temperaturen von 23 bis 80°C arbeitet, zugesetzt werden und das entstandene Gemisch verrührt wird, sodann das homogene Polymerisationsgemisch in einer Gießform entgast wird, um im wesentlichen den gesamten Sauerstoff zu entfernen, worauf das Polymerisationsgemisch unter Inertgasatmosphäre auf eine Temperatur im Bereich von 23 bis 30°C für 16 bis 36 Stunden erwärmt wird, wobei die Reaktionswärme kontinuierlich durch ein Medium absorbiert wird, anschließend die Gießform aus dem wärmeabsorbierenden Medium entfernt und das partiell polymerisierte Produkt für 2 bis 6 Stunden unter Inertgasatmosphäre auf 40 bis 80°C erhitzt wird, und das so erhaltene partiell polymerisierte Produkt entformt und zur praktisch vollständigen Polymerisation der Kontaktlinsenmasse für 24 bis 36 Stunden auf 105 bis 125°C erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niedrigtemperatur-Radikalketten-Polymerisationsinitiator aus der Gruppe von Acetylperoxid, Di-sec.-butylperoxy- dicarbonat und Cyclohexanonperoxid ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von 75,7%Hydroxyethylmethacrylat, 19,4%Poly-N-vinylpyrrolidon,  0,54%Ethylenglycoldimethacrylat,  1,2%Methacrylsäure,  3,0%Wasser,weniger als 4 ppm Hydrochinon-Inhibitor, bezogen auf das Gewicht des Hydroxyethylmethacrylat-Monomeren, 100 bis 200 ppm Hydrochinonmethylether-Inhibitor, bezogen auf das Gewicht des Hydroxyethylmethacrylat-Monomeren, und 0,02% Di-sec.-butylperoxydicarbonat als Polymerisationsinitiator hergestellt wird, das Polymerisationsgemisch entgast wird, um im wesentlichen den gesamten Sauerstoff zu entfernen, das so erhaltene Polymerisationsgemisch unter Inertgasatmosphäre für 24 Stunden auf 24-26°C in einem Wasserbad konstanter Temperatur erwärmt wird, das so hergestellte, partiell polymerisierte Produkt für 2 Stunden unter Inertgasatmosphäre auf eine Temperatur von 70°C erhitzt wird und das so erhaltene, partiell polymerisierte Produkt für 24 Stunden auf eine Temperatur von 110°C erhitzt wird.