DE3727044A1 - Massen fuer kontaktlinsen und biokompatible koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Massen für Kontaktlinsen oder biokompatible Körper mit einem gewissen Feuchtigkeitsgehalt und optischen Eigenschaften, welche infolge der Aufnahme von Proteinen aus den Tränen bzw. Körperflüssigkeiten nicht, wie bisher trüb oder wolkig werden.

Mit Kontaktlinsen und deren Materialien befaßt sich eine große Anzahl von Druckschriften, z. B. Tighe, B. J., Brit Polymer J (Sept. 1976), S. 71-77; Pedley, D. G. et al, Brit Polymer J (1980), 12: 99-110; Macret, M. et al, Polymer (1982) 23: 748-753.

Die ersten Kontaktlinsen bestanden aus Glas, jedoch wurden diese Ende der 40er Jahre durch sogenannte harte Schalen, die meistens aus Polymethylmethacrylaten bestanden, ersetzt. Die harten Kunststofflinsen hatten hervorragende optische Eigenschaften, ließen sich gut bearbeiten und polieren, waren jedoch praktisch sauerstoffundurchlässig aufgrund ihres geringen Feuchtigkeitsgehalts und erforderten daher eine dicke Tränenschicht zwischen Linse und Auge. Einige andere Werkstoffe für harte Linsen mit etwa besserer Sauerstoffdurchlässigkeit sind bereits verfügbar.

Eine andere Gruppe von Linsen, nämlich weiche oder biegsame Linsen auf der Basis von Siliconen, sind sauerstoffdurchlässig, jedoch stark hydrophob, was unangenehm ist, und sind durch Aufnahme von Lipiden aus der Tränenflüssigkeit einer Verfärbung zugänglich.

Eine weitere Gruppe von weichen Kontaktlinsen sind solche auf der Basis von Hydrogelen, wie sie 1960 von Wichterle und Lim in Nature (1960), 185: 117 beschrieben wurden. Die Werkstoffe für derartige Linsen, d. h. hydrophile Polymere sind Gegenstand einer Anzahl von amerikanischen und anderen Patenten.

Hydrogel-Linsen sind im allgemeinen Polymere von Acryl- oder Methacrylsäureestern mit Alkoholen enthaltend Hydroxylgruppen, die für die Hydrophilie verantwortlich sind. Im allgemeinen werden angewandt 2-Hydroxyethyl-methacrylat (HEMA), 2,3-Dihydroxypropyl- methacrylat (DHPM), Hydroxyetheyl-acrylat (HEA); Vinylpyrrolidon (VP), Methacrylsäure (MAA), Acrylsäure (AC), Methylmethacrylat (MMA), Glycerinmethacrylat (GMA) und Acrylamid (AA). Obige Monomere werden allein oder im Gemisch mit anderen Stoffen zur Herstellung hydrophiler Linsen verwendet. Die - daraus erhaltenen - Polymeren wurden vernetzt mit Hilfe von Diacrylsäureestern oder Dimethacrylsäureestern von Ethylenglykol- Monomeren oder -Polymeren wie Ethylenglykoldiacrylat (EGDA) und Ethylenglykoldimethacrylat (EGDMA) so wie den entsprechenden Acrylaten und Dimethacrylaten von Polyethylenglykol (PEGDA und BGDMA). Diese Vernetzer werden im allgemeinen in geringeren Mengen von etwa 0,1 bis 5% angewandt.

Für weiche, jedoch hydrophobe Linsen wurden bereits Fluoracrylate (FA) und Fluormethacrylate (FMA) allein oder als Copolymere mit anderen hydrophilen Monomereinheiten verwendet.

Trotz der steigenden Annehmlichkeit weicher Kontaktlinsen bei längerer Gebrauchsdauer durch die Fähigkeit der Linsen, mit dem Auge verträglich zu sein und den Sauerstoffzutritt zur Netzhaut zu gestatten, treten Probleme durch hohen Feuchtigkeitsgehalt der weichen Linsen auf, welcher seinerseits zu einer Aufnahme von Proteinen führt, die ihrerseits mit der Zeit die Linsen verfärben und die Lichtdurchlässigkeit verringern. Die Aufnahme von Proteinen ist nicht nur bedenklich wegen der damit verbundenen Verschlechterung der Linsen, sondern sie stellen auch einen Nährboden für Bakterien, die zu einer Augeninfektion führen können, dar.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Lösung dieses Problems durch eine Linsenmasse, die hohen Feuchtigkeitsgehalt der Linse, jedoch geringe Proteinaufnahme ermöglicht.

Die Erfindung betrifft somit Kontaktlinsen aus Materialien gewisser Hydrophilie, welche jedoch eine gewisse Fähigkeit zur Aufnahme ausreichender Wassermengen behalten um eine gute Sauerstoffdurchlässigkeit zu gewährleisten, während sie jedoch gleichzeitig der Beeinträchtigung durch die Proteine der Tränen zu widerstehen vermögen. Diese Massen bestehen aus üblichen Kunststoffen wie HEMA und Polyvinylpyrrolidon, enthalten jedoch in jedem Fall wesentliche Bestandteile an hydrophilen Vernetzern mit und ohne hydrophoben Komponenten oder Copolymerisat von Monomeren, die polymere hydrophile Seitenketten aufweisen, oder Blockpolymeren, welche hydrophile Polymere, gegebenenfalls kovalent gebunden, enthalten.

Die erfindungsgemäßen Kontaktlinsenmassen enthalten daher beträchtliche Anteile an Polyethylenoxid-Einheiten (PEO) -(CH₂CH₂O) _n - entweder als Teil des Copolymeren, das das Skelett oder Rückgrat bildet, als Seitenketten an dem Skelett oder als Mischungskomponente in dem Kunststoff oder als Vernetzer. Der Zusatz von polyfluorierten Analogen zu PEO-Diestern als Vernetzer ist neu und kann zur Einstellung der Hydrophilie dienen.

Die Erfindung betrifft somit Kontaktlinsenmassen mit hohen Anteilen, d. h. 10 bis 100%, Vernetzer einschließlich üblichen Vernetzern. Der Vernetzer ist jedoch bevorzugt ein hydrophiles Diacrylat oder Dimethacrylat mit relativ hohem Molekulargewicht wie Polyethylenglykol-diacrylat. Die Masse kann auch hydrophobe Vernetzer enthalten wie fluorierte Analoge zu PEGDA und PEGMA- Diester.

Andererseits betrifft die Erfindung Kontaktlinsenmassen enthaltend Vernetzer, die bisher noch nicht für diesen Zweck verwendet worden sind. Es handelt sich dabei um hydrophile ungesättigte Diester von polymeren Ethylenglykolen, d. h. von Glykol der Formel HO(CH₂CH₂O) _n H, worin n 5 bis 300 sein kann. Es kann sich auch um fluorierte Analoge handeln, wobei das Glykol der Formel HOCH₂(CF₂) _m CH₂OH entspricht, worin m 1 bis 10 ist. Der relative Anteil an diesen bisher noch nicht verwendeten Vernetzern liegt im Bereich von 0,1 bis 90%.

Ein weiteres neues Vernetzungsmaterial für die erfindungsgemäßen Kontaktlinsen ist ein ungesättigter Fiester eines Copolymeren von Dimethylsiloxan und Polyethylenglykol entsprechen der Formel

worin R eine nieder Alkylgruppe, d. h. C₁-C₅, eine Phenylgruppe und bevorzugt Methyl ist und x 1 bis 300 und y 1 bis 400 sein kann, mit der Maßgabe, daß y in jedem Fall um zumindest 10 den Wert für x übersteigt. Dieses copolymeren Vernetzer werden in den erfindungsgemäßen Kontaktlinsenmassen in einer Menge von 0,1 bis 90% als Vernetzer eingesetzt.

Die Erfindung ist weiterhin gerichtet auf die Masse und Linsen enthaltend copolymere Ethylenglykol-Einheiten als Seitenketten zu der polymeren Hauptkomponente. Solche Massen erhält man durch Einarbeitung von zum Beispiel Acryl- oder Methacrylsäuremonoestern von Polyethylenglykol in die Masse.

Die Erfindung betrifft weiterhin Massen und Linsen hergestellt durch Polymerisation von Gemischen üblicher und anderer Monomere mit 1 bis 40% Polyethylenglykol oder dessen Mono- oder Diester mit gesättigten Säuren oder Mono- oder Diether davon zusammen mit die Löslichkeit bewirkenden Mengen von Acryl oder Methacrylsäure.

Schließlich betrifft die Erfindung Massen und Kontaktlinsen aus Blockcopolymeren von Ethylenoxiden und ungesättigten Monomeren. Diese Blockcopolymeren enthalten Segmente von Polymereinheiten, wie sie in Kontaktlinsen üblich sind, abwechselnd mit Segmenten von Polyethylenoxid, wobei die PEO-Segmente 1 bis 60% des Copolymeren ausmachen. Es können die verschiedensten Rezepturen und Verfahrensweisen zur Anwendung gelangen einschließlich einer Vorpolymerisation üblicher Monoester ungesättigter Säuren, worauf Ethylenglykol einpolymerisiert wird unter Bildung von PEO-Blöcken.

Die erfindungsgemäßen Linsen sind einer Proteinaufnahme im wesentlichen nicht zugänglich, so daß die damit verbundenen, oben aufgezeigten Probleme gelöst werden können.

Die Massen und Verfahren werden hier zwar im Zusammenhang mit Kontaktlinsen erläutert, jedoch kommt wohl die größte Bedeutung und quantitativ wichtigste Anwendung den Intraokkular- und Intercorneal-Linsen zu. Die allgemeinen Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit gegen Proteine für Kontaktlinsenmassen gelten natürlich in gleicher Weise oder in noch höherem Ausmaß für diese Anwendungsgebiete.

Es ist klar, daß die Proteinwiderstandsfähigkeit die essentielle Eigenschaft jedes Gegenstandes ist, der mit den Stoffwechselprodukten des menschlichen oder tierischen Körpers in Berührung kommt. Die erfindungsgemäßen Massen eignen sich für die Herstellung von Kathedern und in der Medizin angewandten Schläuchen jeder Art für Körperflüssigkeiten und andere Flüssigkeiten zur Einführung oder Ableitung, für Nahtmaterial, Kanülen, Prothesen, Gefäßersatzmaterialien und Werkstoffe für Implantate wie Herzklappen. Diese Massen eignen sich auch für Vorrichtungen zur Aufbewahrung oder Verabreichung von Körperflüssigkeiten wie Blut.

Das polymere Gerüst oder Skelett der Masse erhält man im allgemeinen durch Polymerisation üblicher Monomerer wie Hydroxyethylacrylat (HEA), Vinylpyrrolidon (VP) und Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und gegebenenfalls hydrophober Monomerer wie Fluoralkylacrylat (FAA) oder Fluoralkylmethacrylat (FAMA). Die hydrophobe Komponente kann jedoch im allgemeinen nur als Copolymer und in relativ geringen Anteilen zur Anwendung gelangen. Die bisher angewandten Massen enthielten in der Hauptsache hydrophile Gruppen in der Hauptkomponente, obwohl auch die Veränderung des Verhältnisses von Hydrophilie zu Hydrophobie mit zum Beispiel FAMA bekannt ist (z. B. US-A 44 33 111).

Während derartige Werkstoffe bei weitem am häufigsten für die Herstellung von Kontaktlinsen oder anderen medizinischen Teilen oder Geräten verwendet werden, sind weitere Skelettmaterialien nicht ausgeschlossen von den Polymeren, die als Skelettkomponente in den erfindungsgemäßen Massen vorliegen. So ist zum Beispiel bekannt, Polysiloxane und Polyacrylate enthaltend silylierte Seitenketten zu verwenden. Aus der US-A 42 59 467 sind Kontaktlinsenmassen enthaltend Polysiloxane oder deren Copolymere mit Acrylaten bekannt. Nach den US-A 45 08 884 und 38 08 178 werden Kontaktlinsenmassen enthaltend polymere Acrylsäure als Skelettpolymere und Acrylsäureeinheiten enthaltend polysilylierte Seitenketten verwendet. Nach US 44 33 125 werden Polyacrylat- und Methacrylat-Gerüstpolymere mit Monomereinheiten silyliert in den Seitenketten mit Fluor substituiert angewandt. Alle diese silylierten Polymeren lassen sich auch als Gerüstpolymere für die erfindungsgemäßen Massen heranziehen. Die Modifikationen dieser Stoffe - enthalten zwei Acrylateinheiten und nicht nur eine - führen zu weiteren Vernetzern für die erfindungsgemäßen Massen.

Die Verwendung von Monoestern von polymeren Ethylenglykol als Monomer für Gerüstpolymere wurde noch nicht in Erwägung gezogen. Die Seitenketten enthalten wiederkehrende Einheiten von -CH₂CH₂O- oder Polyethylenoxideinheiten (PEO), welche die Widerstandsfähigkeit gegen die Aufnahme von Proteinen begünstigen, gewährleisten einen ausreichenden Feuchtigkeitsgehalt. Diese Einheit kann als solche in dem Ausgangsgemisch vorliegen, sie kann mit freier Acryl- oder Methacrylsäure verestert sein, um während der Polymerisation die Löslichkeit zu verbessern. Wird sie in einem Blockcopolymeren eingesetzt, so bildet sie das Skelett. Die Einheit kann auch in Form eines Mono- oder Diethers zur Verfügung gestellt werden, d. h. als Verbindung der Formel RO(CH₂CH₂O) _n R, worin R eine niedere Alkylgruppe (C₁-C₄), zum Beispiel Methyl, Ethyl oder n-Butyl, ist und einer der Substituenten R auch H sein kann.

Die bisher angewandten Massen enthielten als Vernetzungsmittel 0,1 bis 5% eines weiteren hydrophilen Diacrylats oder Methacrylat, zum Beipsiel Triethylenglykol-dimethyl-acrylat (TGMMA) oder Ethylenglykol-dimethacrylat, im allgemeinen in einer Menge kleiner 5%, bezogen auf das Grundpolymere.

Die erfindungsgemäßen Massen unterscheiden sich von den bekannten Massen in folgender Hinsicht:

• 1) Sie können 20 bis 100% eines ungesättigten Diesters als Vernetzungsmittel und/oder
• 2) fluorierte Alkyl-substituierte, ungesättigte Diester wie Diacrylat oder Dimethacrylat als Vernetzungsmittel enthalten, wie sie bisher noch nicht als Vernetzungsmittel eingesetzt worden sind, und/oder
• 3) ungesättigte Diester hochmolekularer Ethylenglykolpolymerer als Vernetzungsmittel und/oder
• 4) sie können im Hauptpolymeren einen beträchtlichen Anteil, zum Beispiel 10 bis 50%, ungesättigter Monoester hochmolekularer Ethylenglykole oder deren Diether enthalten, die in der Seitenkette stehen, und/oder
• 5) sie können in den vorpolymerisierten Gemischen 1 bis 40% Polyethylenglykol oder Polyethylenoxid (n=5-300) zusammen mit ausreichenden Mengen an Acryl- oder Methacrylsäure zur Solubilisierung der Polymeren, zum Beispiel bis 20% enthalten und/oder
• 6) sie können als Blockcopolymeres von PEO-(CH₂CH₂O-) _n -Einheiten mit ungesättigten Monomeren gebildet worden sein.

Es wird darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Massen im allgemeinen in der Art üblicher Linsenmassen erläutert werden, jedoch sind keine analogen Massen aus modifizierten Einheiten ausgeschlossen. So sind zum Beispiel viele Mono- und Diester von Acryl- und Methacrylsäuren im Handel verfügbar und einfach herzustellen. Jedoch sind die Eigenschaften aufgrund der Vernetzung und der Seitenketten-Einheiten ebenso erreichbar in Massen, deren Hauptpolymerkomponente sich von Buten- oder Pentenestern beispielsweise ableiten. Darüberhinaus können wie oben erwähnt, die Seitenketten silylierte Gruppen oder auch polyfluorierte Gruppen aufweisen. Silylierte Gruppen entsprechen beispielsweise der Formel

worin A und B niedere Alkylgruppen wie C₁-C₅, Phenylgruppen oder X-substituierte Silylgruppen sind und eine X-substituierte Silylgruppe der Formel

entspricht, worin X eine C₁-C₅-Gruppe oder Phenylgruppe ist und z 1 bis 5 sein kann. Am meisten wird von diesen Stoffen 3-Methacryloxypropyl-(tris)-trimethylsilxysiloxan (TRIS) aus den Verbindungen der allgemneinen Formel

verwendet, worin X, A, B und z obige Bedeutung haben und R H oder Methyl ist und a 1 bis 3 sein kann. Bei TRIS ist R Methyl, n=3, A und B Trimethoxysilyl und X Methyl. Es hat daher die Formel

Ebenfalls geeignet sind ungesättigte Ester von Alkoholen mit polyfluorierter Gerüstkette der allgemeinen Formel

worin R H oder Methyl, b 1 bis 5, d 1 bis 20 und Y F oder H ist.

Von brauchbaren ungesättigten Säuren oder Estern einschließlich den veresterten mit komplexen Seitenketten werden Acrylsäuren (AC) und Methacrylsäure (MAA) bevorzugt.

Derartige erfindungsgemäße Massen eignen sich besonders für Kontaktlinsen und intraokkulare und intracorneale Linsen. Auch sind sie für die Konstruktion von biokompatiblen Gegenständen geeignet. Es wurde bereits vor langem festgestellt, daß die Fähigkeit, der Proteinaufnahme zu widerstehen außerordentlich wichtig ist im Hinblick auf die Biokompatibilität (Brash, et al, J Biomed Materials Res (1985) 19: 1017-1029). Es geht jedoch nicht nur um die Aufnahme von Protein bei Berührung des Materials mit zum Beispiel Blut, sondern das aufgenommene Protein begünstigt Wechselwirkungen mit weiteren Bestandteilen der Flüssigkeiten, mit welchen das Material in Berührung kommt. Man nimmt an, daß ein späteres Anhaften von Zellen auf zum Beispiel nicht physiologischen Substraten dadurch hervorgerufen wird (Baier, et a. (ibid), 1157-1167).

Es konnte auch bereits gezeigt werden, daß die Proteinaufnahme ein Vorläufer für die Agglomeration von Blutplättchen auf Flächen von Fremdstoffen bei Berührung mit Blut ist. Dies kann zur Thrombose an der Grenzfläche von Blut und Polymerem führen, so daß eine Verringerung der Proteinaufnahme Thrombose und Embolie zu vermeiden vermag (Kin, et al, J Polymer Sci (1979) 66: 429-441).

Abgesehen als Material für Linsen eignet sich die erfindungsgemäße Masse auch für Gegenstände oder Produkte, die in physiologischen Kontakte mit dem Körper kommen einschließlich Katheder, Kanülen und Prothesen.

Bei den im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Massen angegeben Prozenten handelt des sich um Gewichtsprozent. Prozent Vernetzer bezieht sich also auf das Gewicht der Skelettpolymeren als Basis. Wenn eine Masse nun 4 g polymerisiertes HEMA enthält, so enthält eine Masse von "10% Vernetzer" 0,4 g von zum Beispiel Polyethylenglykoldiacrylat. Dementsprechend enthält eine Masse mit "100% Vernetzer" 4 g dieses Stoffs. In ähnlicher Weise ist der Anteil an spezieller unüblicher -(CH₂CH₂O) _n - Monomerkomponente in der erfindungsgemäßen Masse so zu verstehen, daß der Anteil von Copolymeren für das gesamte Gerüstpolymere - ausschließlich Vernetzer, einschließlich nicht-übliche Komponente - als Basis dient. Die Massen mit "10%" Polyethylenglykol 600 Methacrylat in einem HEMA-Polymeren enthalten PEGMA 600 : HEMA in einem Verhältnis von 10 : 90, unabhängig von der Menge der Vernetzer. Dies gilt auch für Acryl/Methacrylsäure und PEG/PEO, die den Präpolymergemischen zugesetzt werden können. Die Prozentangaben sind bezogen auf das gesamte Polymergewicht ausschließlich diesen zugemischten Stoffen.

Wie im folgenden noch ausgeführt wird, wird der Wassergehalt der angefeuchteten Linsen auch in Gewichtsprozent ausgedrückt, jedoch bezogen auf das Gesamtgewicht der geqollenen Linse.

Polymere mit Ethylenglykol-Gruppierungen werden nach üblicher Terminologie behandelt, d. h. es wird das Molekulargewicht nach der Ethylenglykol-Polymerkomponente angegeben. So bedeutet PEGMA 4000, daß ein Diester aus PEG 4000 gebildet ist. Das Molekulargewicht der beiden Methacrylsäureeinheiten ist nicht eingeschlossen. Da das Molekulargewicht der wiederkehrenden Einheit (CH₂CH₂O) 44 ist, so ist die ungefähre Anzahl der Einheiten durch Dividieren durch 44 zugänglich oder mit anderen Worten: PEG 4000 enthält etwa 90 Untereinheiten.

Die Prozent-Angaben sollen keine exakten Grenzen darstellen, sondern die genannten Zahlen sollen vernünftige Werte sein. Es treten keine scharfen Grenzen auf sondern ein allmählicher Übergang, wie dies allgemein bekannt ist.

Die erfindungsgemäßen Massen werden nach üblichen Polymerisationsverfahren einschließlich Photopolymerisation mit UV oder Peroxid-katalysierte Polymerisationen erhalten. Dazu werden alle Komponenten gemischt und die Polymerisation gestartet. Gegebenenfalls kann man das Grundpolymere vorpolymerisieren und dann das Vernetzungsmittel als Überzug auf das Präpolymere aufbringen.

Bei einer beispielsweisen Vorgangsweise werden die Komponenten gemischt, gegebenenfalls unter Erwärmen, wenn ein Verflüssigen von Stoffen notwendig ist, die bei Raumtemperatur fest sind, wie Polyethylenglykoldiacrylat 4000 (PEGDA 4000), Polyethylenoxid oder Polyethylenglykol. Dieses Gemisch der Komponenten wird mit einer geringen Mengen eines Photoinitiators ("Durocure 1173") versetzt und dann ausreichend lang mit UV-Licht bestrahlt, um die gewünschte Polymerisation zu bewirken. Dies ist im allgemeinen zwischen etwa 15 s und einigen Minuten erreicht.

Es ist aber auch möglich, das Gemisch zu polymerisieren, indem es zuerst entgast und dann 0,01 bis 0,5% Peroxid oder ein anderer freie Radikale bildender Katalysator zugesetzt wird wie Benzoylperoxid oder Azo-(bis)-isobutyronitril (AIBN). Das Gemisch wird dann auf relativ niedere Temperatur, z. B. 40 bis 60°C, ausreichend lang für die Polymerisation erwärmt. Im allgemeinen reichen 1 bis 24 Stunden.

Wird Vernetzer auf ein Präpolymeres aufgebracht, so geschieht dies als 1%ige methanolische Lösung. Die zu beschichtenden Proben werden einen Tag bis eine Woche in Methanol vorbehandelt und dann in eine 1%ige Methanollösung des Vernetzers, z. B. PEGDA 4000 und Photoinitiator wie Durocure eingebracht. Sie bleiben dann etwa einen Tag in der Beschichtungslösung, werden dann aus dieser genommen und ausreichend lang belichtet, um eine chemische Bindung zu erreichen, was im allgemeinen in 15 bis 90 s geschehen ist.

Die erfindungsgemäßen Linsen, die sich durch Aufnahmefähigkeit für Wasser unter Beibehaltung einer Widerstandsfähigkeit gegen Proteinaufnahme auszeichnen, werden hergestellt aus Massen, die wiederkehrende Polyethylenoxid-Unterheiten -(CH₂CH₂O) _n (n=1 bis 300) aufweisen. Diese Untereinheiten erhält man auf verschiedene Weise. Ungewöhnlich hohe Anteile an kurzkettigen ungesättigten Diestern von PEO - n=1 bis 4 - können als Vernetzer dienen, d. h. bei Vernetzerkonzentrationen von 20 bis 100%.

Eine andere Möglichkeit besteht in Vernetzern mit Diestern, bei denen n 5 bis 300 ist. In diesem Fall sind geringere Mengen erforderlich. Die Hydrophilie solcher Vernetzer kann durch entsprechende Anteile an polyfluorierten Diester Analogen in jeder gewünschten Weise verändert werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ungesättigte Ester des Gerüstpolymeren in Form von Estern von PEO - n=5 bis 300 - einzusetzen, so daß PEO eigentlich als Seitenkette des Gerüstpolymeren vorliegt. Zur Einstellung der Hydrophilie können auch hier wieder Ester der fluorierten Analogen herangezogen werden.

Schließlich kann man dem zu polymerisierenden Gemisch PEO- Polymere - n=5 bis 300 - zugegeben unter Bildung von Gemischen, in welchen PEO nicht kovalent gebunden ist, oder in welchen PEO mit einer der polymerbildenden Einheit verestert ist und als Seitenkette vorliegt. Schließlich können Ethylenglykol oder dessen Oligomere zur Bildung von Blockcopolymeren mit anderen Monomereinheiten verwendet werden.

Bei den erfindungsgemäßen Massen werden erstmals fluorierte Diacrylate und Methacrylate als Vernetzer eingesetzt. Diese erhält man aus handelsüblichen fluorierten Dialkoholen HOCH₂(CF₂) _m CH₂OH, worin m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist. Zur Herstellung der Diester werden die Diole mit reaktiven Formen ungesättigter Säuren umgesetzt. Im allgemeinen sind dies Acryloyl- bzw. Methacryloylchloride. Die Reaktion findet in einem aprotischen Lösungsmittel wie Toluol statt. Im allgemeinen wird, um reine Produkte zu erhalten, ein Amin wie Trimethylamin zugesetzt, um das gebildete HCl als Triethylaminhydrochlorid auszufällen. Die Lösung wird filtriert und der Diester, z. B. Fluordiacrylat oder -methacrylat, abdestilliert, um das angestrebte Vernetzungsmittel zu erhalten. Natürlich kann man jede andere übliche Reinigungsmethode heranziehen.

Zusätzlich zu den Diestern fluorierter Diole können auch ungesättigte Diester von Ethylenglykol und Polyethylenglykol allein oder im Gemisch mit den fluorierten Vernetzern angewandt werden. Die Polyethylenglykol-acrylat bzw. dimethacrylat-diester sind im Handel erhältlich, aber auch leicht zugänglich durch Umsetzung von Polyethylenglykol (PEG) entsprechenden Molekulargewichten mit Acryloyl- bzw. Methacryloylchlorid oder den entsprechenden Säuren. Die reaktiven Formen anderer ungesättigter Säuren können auch angewandt werden.

Diester von Alkoholen der Formel HO(CH₂CH₂O) _n H-n=1 bis 4 - sind für Linsenmassen üblich, jedoch gilt dies nicht für Diester, in denen n 5 bis 300 ist. Molekulargewichte von PEG- Diestern für die erfindungsgemäßen Massen gehen bis etwa 13 000. Die erfindungsgemäßen Massen können entweder ungewöhnlich große Mengen üblicher Diester von obigen Diolen - n=1 bis 4 - als Vernetzer enthalten oder übliche Mengen von Vernetzern entsprechend obiger Formel, in der n 5 bis 300 ist. Ganz allgemein gesagt, können in den erfindungsgemäßen Massen Vernetzer unabhängig von deren Art in einem Mengenbereich von 10 bis 100% vorliegen. Geringere Anteile bis herunter zu 0,1% sind auch möglich, wenn ein ungewöhnlicher Vernetzer eingesetzt wird, d. h. obige hochmolekularen Diol-diester oder Diester von fluorierten Diolen. Die oberen Grenzen sind ungefähr dieselben, etwa 90 bis 100%.

Die für die erfindungsgemäßen Massen erstmals verwendeten Vernetzer umfassen ungesättigte Diester von Copolymeren von Diethylsiloxanen und Polyethylenglykol entsprechend der Formel

worin R eine C₁-C₅-Alkyl- oder Phenylgruppe und vorzugsweise Methyl ist, x 1 bis 300 und y 1 bis 400 bedeuten mit der Maßgabe, daß y den Wert von x um zumindest 10 überschreiten muß. Diese Vernetzer können allein in einer Menge von 0,1 bis 90% der Masse zur Anwendung gelangen oder Fluormethylen-dioldiester im Gemisch mit Polyethylenglykoldiestern ersetzen.

Die Wasser aufnehmenden, jedoch Protein abweisenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verfahren erreicht man auch durch Verwendung ungesättigter Monoester von Polyethylenglykol oder deren Ether oder Ester als Hauptpolymerkomponente. Diese Monoester werden in ähnlicher Weise hergestellt wie die Herstellung obiger Diester erfolgte, jedoch mit entsprechend der Stöchiometrie erforderlichen Mengen an Reaktionspartnern, um die Monoester als Hauptprodukt zu erhalten. Dieser kann dann auf üblicher Weise gereinigt werden.

Von der aus PEG-Alkohol der Formel HO(CH₂CH₂O) _n R-R ist H, niedere Alkylgruppe oder gesättigte Acyl, n=2 bis 300 - hergestellte Monoester wird in einer Menge von 1 bis 100% der polymeren Masse für die angestrebten Eigenschaften verwendet. Darüber hinaus können bis zu 90% dieser 100%-Grenze für co­ polymerisiertes Monomer der Monoester von polyfluoriertem Diol HOCH₂(CF₂) _m CH₂OH (FA _m MA für den Methacrylester bzw. FA _m MA für den Acrylester) sein. Bei diesen Massen ist m 1 bis 10 und die gesamten copolymerisierten Monomeren machen 100% aus, so daß die obere Grenze für von PEG abgeleiteten Monomeren 80% ist, wenn 20% FA _m MA beispielsweise vorhanden sind.

Diese Mengenangaben sollen nicht als strenge Grenzen angesehen werden, sondern im Lichte eines Ausgleichs zwischen dem Wert n und den Anteilen an PEG-haltigem Ester. Diese Beziehung ist weitestgehend empirisch, jedoch ist der Anteil an benötigten Copolymeren umso geringer, je höher der Wert n ist, so daß diese keine lineare Funktion ist.

Massen und daraus hergestellte Linsen entsprechender Wasseraufnahmeflüssigkeit und Proteinabweisung können auch hergestellt werden durch Einbringung eines (CH₂CH₂O) _n -Polymeren in Form von Polyethylenglykol (PEG) oder Polyethylenoxid (PEO) - n=5-300 - in die zu polymerisierende Mischung. Die benötigte Menge für die gewünschten Eigenschaften beträgt 1 bis 40%, bezogen auf das Gewicht des Grundpolymeren. Dieses Grundpolymer kann variiert werden und enthält übliche Einheiten wie HEMA, VP und fluorierte Monoester. Zur Solubilisierung von PEG oder PEO oder deren Gemische kann man Acryl- oder Methacrylsäuren zusetzen. Höhere Anteile PEG/PEO erfordern im allgemeinen größere Anteile an Säuren, jedoch reichen im allgemeinen etwa 20% Säuren zur Solubilisierung von 40% PEG/PEO. Nach der Polymerisation werden diese gebildeten Polymeren zu den Linsenmassen verarbeitet.

Obwohl Copolymere mit (CH₂CH₂O) _n -Einheiten und ungesättigten Komponenten bekannt sind und insbesondere als ungesättigte Komponenten Styrol, so wurden diese noch nicht für Kontaktlinsen herangezogen. Wird jedoch der Anteil und die Länge des PEO-Anteils entsprechend gewählt und geeignete ungesättigte Komponenten eingesetzt, so können diese Copolymeren hervorragende Linsen mit guter Proteinabweisung ergeben. Im allgemeinen stellt das PEO-Segment 1 bis 60% des Copolymeren dar und der Wert von n liegt bei zumindest 5, im allgemeinen nicht über 300, da das PEO in hoher Konzentration kristallisieren kann. Die ungesättigten Komponenten sind im allgemeinen die üblichen von Kontaktlinsen, nämlich MAA und AC und deren Ester, jedoch können auch andere zweckmäßig sein. Die Herstellung derartiger Additionscopolymere ist bekannt (US 28 28 345, GB 72 27 46, US 30 50 511 und Brooks, T. W., et al Polymer Prep ACS, Div of Pol Chem (1969), 10(2): 1174; O'Mallery, J. J., et al, ibid, S. 796). Polysiloxane können auch für die Herstellung dieser Blockcopolymeren verwendet werden, z. B. ein Teil des Copolymeren kann der Formel HO-(SiR₂O) _x entsprechen.

Die erfindungsgemäßen Massen lassen sich auch zur Beschichtung von Linsen oder anderer Gegenständen mit einer proteinabweisenden Schicht verwenden. Die Massen lassen sich direkt auftragen, wobei das Substrat mit einer Lösung des Vernetzungsmittels, z. B. einer 0,5 bis 5%igen Lösung von ungesättigten Diester eines Polyols wie Polyethylenglykol-diacrylat (PEGDA) überzogen wird. Man kann auch ein Anquellen der Masse mit einem entsprechenden Lösungsmittel enthaltend 5 bis 25 Gew.-% von ungesättigten Monoestern und/oder Diestern von Polyethylenglykolderivat vornehmen. Die zur pfropfenden Körper werden dann einer Strahlungsquelle ausgesetzt wie UV- oder γ-Strahlung hoher Intensität um ein Aufpfropfen der polymerisierenden Schicht auf den Substrat zu erreichen.

Im folgenden werden einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Masse näher erläutert. Die Prozent an Vernetzungsmittel sind angegeben auf der Basis des Gerüstpolymeren. In Tabelle 1 sind bevorzugte Massen zusammengefaßt. Dabei wurden folgende Abkürzungen verwendet:

Hydroxyethyl-methacrylat (HEMA), Butyl-methacrylat (BMA), Triethylen-glykol-dimethacrylat (TEGDMA);
Hexafluoropentamethylen-dicacrylat (HFPMDA), Polyethylen-glykol- diacrylat (PEGDA), woraus das Molekulargewicht der Polyethylen-glykol- Komponente ersichtlich ist, z. B. wird Polyethylenglykol- (200)-diacrylat mit PEGDA 200 abgekürzt. Weitere Abkürzungen sind: N-Vinylpyrrolidon (VP), Hexafluorbutyl-methacrylat (HEA), Ethoxyethoxyethyl-acrylat (EEEA), Hexafluoropentamethylen- dimethacrylat (HFPMDMA), Octafluorohexamethylen-diacrylat (OFHMDA), Trifluorethyl-methacrylat (TFEMA), Methacrylsäure (MAA), Methyl-methacrylat (MMA), Ethylenglykol-dimethacrylat (EGDMA); 3-Methacryloxypropyl-(tris)-(trimethylsiloxy)- silan (TRIS), Isobornyl-methacrylat (IBMA), Pentadecafluorooctyl- methacrylat (PDFOMA), Tridecafluorooctyl-methacrylat (DEGDAMA) und Azo(bis)-isobutyronitril (AIBN).

Tabelle 1

Beispiel 1 Bestimmung von Protein

Die Proteinaufnahme der Polymerisate wurde mit Hilfe von mit Tritium markierten Proteinlösungen bestimmt. Die markierte Proteinlösung enthielt 1,20 mg/ml Lysozym, 3,88 mg/ml Albumin und 1,60 mg/ml γ-Globulin in einer Phosphatpufferlösung von pH 7,4. Diese Lösung ahmt roh die Zusammensetzung von Tränen nach.

Die Markierung der Proteine in der Prüflösung mit Tritium erfolgte nach der standardisierten Methode der reduktiven Methylierung von mit Tritium markierten Natriumborohydrid oder durch Verestern der primären Aminogruppen von mit Tritium markierten N-Bernsteinsäureimid-propionat. Die markierten Proteine wurden durch Gelchromatographie gereinigt, bevor sie zur Herstellung der Prüflösung herangezogen wurden.

Die Bestimmung der Proteinaufnahme erfolgte in der Weise, daß die Proben in destilliertem Wasser eine Woche eingeweicht wurden und dann in 1 cm² große Stücke mit einer Stärke von 0,1 bis 0,2 cm geschnitten wurden. Diese Probestückchen wurden 3 Tage in Methanol eingeweicht und dann in einer methanolischen Lösung mit Ultraschall gereinigt. Die gereinigten Probestückchen wurden 1 Woche in destilliertem Wasser getaucht, wobei das Wasser jeden Tag gewechselt wurde. Dann wurden die Probestückchen aus dem destilliertem Wasser genommen und in einer pH 7,4 Phosphat- Pufferlösung equilibriert und in die Protein-Prüflösung 24 Stunden bei 37°C getaucht.

Danach wurden die Probestückchen aus der Proteinlösung genommen, mit der Pufferlösung abgewaschen und in ein Probegläschen für die Szintillationsmessung gegeben. Das Probegläschen wurde 24 Stunden bei 90°C in 1-n-Salpetersäure erwärmt, dann abgekühlt und die Szintillationsflüssigkeit zugesetzt. Es wurden für jede Probe vier Bestimmungen vorgenommen und die Ergebnisse gemittelt.

Beispiel 2 Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts

Die Standardmethode zur Bestimmung der Feuchtigkeit ist derart, daß der equilibrierte Wassergehalt (EWC) als das Wassergewicht in der Linse gebrochen durch das Gesamtgewicht der gequollenen Linse × 100 definiert ist.

Zur Bestimmung dieses Wertes wurden Proben 1 cm² ausgewogen und 1 Woche in 3fach destilliertes Wasser getaucht. Die gequollenen Proben wurden dann neuerlich gewogen und der EWC aus der Differenz zwischen Trockengewicht und Naßgewicht, gebrochen durch das Gewicht der nassen Probe × 100 berechnet.

Beispiel 3 Vergleich EWC und Proteinaufnahme

Die Wirksamkeit des hydrophilen Vernetzers zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden EWC bei gleicheitig herabgesetzter Proteinaufnahme soll anhand dieses Beispiels gezeigt werden. Das Grundpolymere war ein Copolymer aus 2,4 g HEMA und 0,6 g VP. Die Proben wurden hergestellt durch Mischen der Monomeren für das Gerüst-Copolymere zusammen mit dem Vernetzungsmittel und 3 Tropfen Härter Durocure 1173. Die Gemische wurden dann mit UV-Licht (1000 Watt) 90 s bestrahlt; sie enthielten folgende Mengen an den angegebenen Vernetztern zusätzlich zu den 3 g Monomergemisch:

Masse 1: 0,02 g TEGDMA oder 0,67% Vernetzer entsprechend dem Stand der Technik,
Masse 2: 0,2 PEGDA 600 oder 20% Vernetzer,
Masse 3, 4, 5 und 6 enthielten 1,5 g, 0,6 g, 0,3 g bzw. 0,13 PEGDA 400 als Vernetzer.
Die Masse 7 enthielt 1,2 g PEGDMA als Vernetzer.

In der Tabelle 2 sind die Ergebnisse der Ermittlung der Wasseraufnahme und der Proteinabweisung zusammengefaßt.

Tabelle 2

Aus der Tabelle 2 ergibt sich, daß Massen enthaltend höhere Anteile an Vernetzer wesentlich geringere Proteingehalte als die Vergleichsprodukte ergaben. Darüber hinaus war der Wassergehalt der Massen nicht verändert mit Ausnahme, wenn hohe Anteile an extrem niedermolekularen Vernetzern angewandt wurden. Es scheint, daß hohe Anteile an TEGDMA den Wassergehalt herabsetzt aufgrund einer Verringerung des Raumes im polymeren Netzwerk. Dies hat einen ähnlichen Effekt auf die Herabsetzung der Proteinaufnahme. Aus den Versuchsergebnissen ergibt sich jedoch, daß die angestrebte geringe Proteinaufnahme auch erhalten werden kann mit Massen, die ihren hohen Wassergehalt beibehalten. Der niedere Wassergehalt der Masse 7 macht diese jedoch nicht wertlos, da deren Härte bei manchen Anwendungen von Vorteil sein kann.

Beispiel 4 Einfluß von hydrophoben Vernetzern

Die Fähigkeit von mit fluorierten Diestern vernetzten Massen der Proteinaufnahme zu widerstehen soll anhand dieses Beispiels gezeigt werden. Die Massen 8 bis 12 enthielten steigende Mengen, nämlich von 0,67 bis 40%, HFPMDA als Vernetzer, während die Masse 13 10% OFHMDA enthielt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt.

Tabelle 3

Die Ergebnisse zeigen eine sehr deutliche Abnahme der Proteinaufnahme durch Anwendung von etwa 10% fluoriertem Vernetzer. Damit verbunden ist jedoch eine Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts. Solche Massen eignen also dort, wo ein geringerer Wassergehalt zulässig ist. Jedoch ist die geringere Aufnahme von insbesondere Lysozym auch erreichbar durch Anwendung höhermolekularer hydrophiler Vernetzungsmittel nach Beispiel 3.

Beispiel 5 Hydrophil/Hydrophob-Vernetzer

Ein Kompromiß zwischen Wassergehalt und Proteinaufnahmefähigkeit wird erreicht durch eine Kombination von hydrophilen und hydrophoben Vernetzungsmittel, wie dies anhand der Massen 14 und 15 bis 18 gezeigt werden soll. Masse 14 enthält einen kürzeren hydrophilen Vernetzer PEGDA 600, während die Massen 15 bis 18 längere Vernetzer PEGDA 4000 enthalten. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt.

Tabelle 4

Aus obigem ergibt sich, daß durch eine Kombination von hydrophoben und hydrophilen Vernetzern der Wassergehalt im wesentlichen auf dem Wert der üblichen weichen Linsen gehalten werden kann, während die Proteinaufnahmefähigkeit herabgesetzt ist. So besitzt die Masse 17 im wesentlichen den gleichen Wassergehalt wie Masse, jedoch ist die Proteinaufnahme um einen Faktor von 10 verringert.

Beispiel 6 Einfluß der Vernetzung in Massen auf der Basis von HEMA

Ähnliche Ergebnisse wie die der Beispiele 3, 4 und 5 werden erhalten, wenn die Masse als Grundkomponente nur polymerisiertes HEMA aufweist. Alle untersuchten Massen enthielten 3 g HEMA zusätzlich zum variierenden Anteil an hydrophilen und hydrophoben Vernetzern. Die Massen 1A und 1B dienen als Vergleiche mit bekannten Massen. Ähnliche Ergebnisse sind für die Massen 19 bis 27 in Tabelle 5 zusammengefaßt.

Tabelle 5

Die Ergebnisse für Massen auf der Basis von HEMA sind ähnlich denen von Massen auf der Basis von Copolymeren HEMA/VP. Die Proteinaufnahme kann drastisch herabgesetzt werden einfach durch Erhöhen der Konzentration des üblichen Vernetzers TEGDMA bei gleichzeitiger Herabsetzung der EWC-Werte. Andererseits läßt sich die Proteinaufnahme ohne wesentliche Änderung des Feuchtigkeitsgehalts herabsetzen entweder durch Verwendung längerkettiger Vernetzer oder durch Verwendung einer Kombination von hydrophilen und hydrophoben Vernetzern.

Beispiel 7 Massen auf der Basis von HEMA/HEA/VP

Es wurde ein Vergleich angestellt zwischen einer Masse enthaltend HEMA : HEA : VP in einem Verhältnis von 40 : 40 : 20 als Grundpolymer mit und ohne 20% PEGDA 4000 als Vernetzer. Die Werte für EWC beider Proben waren im wesentlichen die gleichen, nämlich 66% für den Vergleich und 67% für die vernetzte Masse. Die Lysozymaufnahme sank von 97,5 µg/cm² bei der Vergleichsmasse auf 47,1 µg/cm² für die vernetzte Masse.

Beispiel 8 Einfluß der Zugabe von MAA

Proben enthaltend unterschiedliche Anteile an MAA in dem Grundpolymerisat wurden zur Bestimmung der Ergebnisse mit unterschiedlichen Vernetzerzusätzen herangezogen. Bei einer Gruppe von Massen enthielt das Grundpolymere 1,8 g HEMA, 1,2 g VP und 0,09 g MAA. Die Vergleichsmasse 1C enthielt 0,07 g bzw. 2,3 g PEGDMA als Vernetzer. Die Ergebnisse der Massen 28 bis 30 sind in der Tabelle 6 zusammengefaßt.

Tabelle 6

Aus der Tabelle 6 ergibt sich, daß bei korrekter Kombination hydrophiler und hydrophober Vernetzer der Feuchtigkeitsgehalt gleich gehalten, jedoch die Proteinaufnahme um einen Faktor von 5 bis 6 herabgesetzt werden kann.

Tabelle 7 zeigt ähnliche Ergebnisse hinsichtlich der Variation der Vernetzer für übliche hydrophile Vernetzer gegenüber einem hydrophoben Vernetzer in Verbindung mit erhöhten Anteilen an Methacrylsäure.

Tabelle 7

Diese Massen enthielt 1,8 g HEMA, 1,2 g VP und 0,31 g Methacrylsäure. Masse 1D ist eine Vergleichsmasse, die zusätzlich 0,24 g TEGDMA enthielt bzw. Masse 31, die 0,26 g HFPMDA enthielt. Auch hier wurde der Feuchtigkeitsgehalt nicht beeiflußt, jedoch die Lysozymaufnahme drastisch herabgesetzt.

Beispiel 9 Einfluß eines Überzugs an Vernetzer

Eine Linse, die vollständig aus 3 g HEMA bestand, wurde mit einer 1%igen Lösung von PEGDA 4000 wie oben beschrieben beschichtet. Die beschichtete Linse nahm nur etwa 2/3 von dem auf, was von der unbeschichteten Linse aufgenommen werden kann. Die anderen Parameter wurden nicht bestimmt. Die HEMA-Linse nahm 77,4 µm/cm² BSA (Masse 1A) auf, während die beschichtete Linse nur 47,1 µg/cm² aufnehmen konnte. Die Masse 1C (1,8 g HEMA, 1,2 g VP, 0,09 g MEA, 0,06 g TEGDAM als Vernetzer) wurde mit einer 1%igen Lösung von PEGDA 4000 beschichtet und zeigte eine etwa 50%ige Abnahme der Aufnahme von 88,4 µm/cm² für die Vergleichslinse auf 40,6 µg/cm² für die erfindungsgemäß beschichtete Linse.

Beispiel 10 Vernetzen des vorgeformten Polymeren

Zum Vernetzen eines vorgeformten Polymeren wurde eine Lösung von 10 g Polyvinylpyrrolidon (PVP, Molekulargewicht 360 000) in 100 cm³ Ethanol gelöst. Ein Tropfen von Durocure 1173 und 6 bis 60% Vernetzer wurden jeweils aliquoten Teilen von 10 cm³ zugesetzt. Aus der Lösung wurden Folien gegossen, Lösungsmittel verjagt und die Folien 30 s mit UV belichtet. Die Linsen ergaben hohe EWC-Werte, selbst in Gegenwart von 60% hydrophobem Vernetzer. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 zusammengefaßt.

Tabelle 8

Die Werte in Tabelle 8 sind in g Vernetzern/g PVP angegeben. Wie erwartet, lag die Wasseraufnahme etwas höher beim hydrophilen Vernetzer PEGDMA.

Beispiel 11

Weitere Massen wurden hergestellt nach der üblichen Technik mit variierenden Verhältnissen VP : HEA im Grundppolymerisat und etwa 20% HFPMDA bzw. TEGDMA als Vernetzer. Die Wasseraufnahme scheint ein Maximum zu erreichen bei mittleren Verhältnissen, wobei hydrophile oder hydrophobe Vernetzer verwendet wurden.

Tabelle 9

Aus diesen Ergebnissen sieht man, daß der Wassergehalt relativ unabhängig ist und von dem Verhältnis der Grundpolymeren für die Weichgel-Materialien bei einem gegebenen Anteil an Vernetzer. Wie erwartet, zeigten weitere Untersuchungen, daß Massen, enthaltend ein konstantes Verhältnis HEA zu VP (=3 : 1), abnehmenden Wassergehalt mit steigenden Anteil an HFPMDA von 3 auf 100% - der EWC-Wert fällt von 59% auf 9% und wird weniger dratisch herabgesetzt, nämlich von 52% auf 23% mit steigenden Anteilen von TEGDMA, nämlich 6 bis 90%. Es wurde auch eine große Anzahl von Massen unterschiedlichen Verhältnisses HEA/VP und unterschiedlicher Mengen an Vernetzer hergestellt und untersucht und festgestellt, daß die EWC-Werte zwischen 40 und 80% lagen. So betrug beispielsweise der EWC-Werte 71 bis 74% für Massen mit einem Verhältnis HEA/VP von etwa 4 : 1 bis 2,5 : 1, trotz der Erhöhung des Anteils an PEGDA 4000 als Vernetzer von 3 auf 60%. Die EWC-Werte sanken etwas ab, wenn zusätzlich zu PEGDA 4000 HFPDMA als zusätzlicher Vernetzer angewandt wird. EWC-Werte von 73 bis 76% erhält man auch, wenn dieses Verhältnis 4 : 1 beträgt, mit etwa 12% PEGDA 4000 und unterschiedlichen Mengen EEEA, nämlich 26 bis 100%.

Die Anwendung niedermolekularer Vernetzer wie HFPMDA oder TEGDMA in einer Menge von etwa 20% führt zu etwas geringeren EWC-Werten, nämlich 9 bis 40%, unabhängig von dem Verhältnis VP : HEMA. Diese Ergebnisse werden auch bei steigenden Mengen an diesen niedermolekularen Vernetzern erreicht. Die Zugabe von 20% PEGDA als Vernetzer in Massen mit einem Verhältnis HEMA : VP 4 : 1 gestattet jedoch die Zugabe von diesen niedermolekularen Vernetzern ohne daß dies auf Kosten des Wassergehalts geht.

Beispiel 12

Es wurden Massen hergestellt, bei denen möglicherweise in situ der Verntzer gebildert wird aus Acrylsäure und Polyethylenglykol. Diese Massen führten zu qualitativ hochwertigen Linsen, die gesättigt mit Wasser transparent und zäh sind. Beispiele für solche Massen sind 2,16 g HEA und 0,54 VP als Grundpolymerisate und 0,3 g Acrylsäure zusammen mit 0,03 bis 0,40 g Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1500. Massen enthaltend Ethoxyethoxyethylacrylat (EEEA) im Grundpolymerisat geben auch zufriedenstellende Wassergehalte, wenn als Vernetzer PEGDA 4000 angewandt wird.

Beispiel 13

Für polymere Ester-Copolymere wurde HEMA als monomere Grundeinheit verwendet und PEGMA unterschiedlichen Molekulargewichts gegebenenfalls mit zusätzlichen Monoestern von Methacrylsäure mit HOCH₂(CF₂) _m CH₂OH (FA _m MA) als copolymerisierende Einheiten eingesetzt. Die verschiedenen Massen enhielten 10, 30 bzw. 90% PEGMA 200, 10, 30 bzw. 90% PEGMA 4000, 10, 30 bzw. 90% PEGMA 10 000, 10% PEGMA 400 zusammen mit 20% FA₈MA, 30% PEGMA 1000 zusammen mit 10% FA₅MA und 80% PEGMA 600 zusammen mit 10% FA₃MA.

Beispiel 14

Für Massen ähnlich denen des Beispiels 12 wurden Mischungen hergestellt mit einem Verhältnis HEMA/VP = 4 : 1 als Grundpolymere und 1, 10 bzw. 40% PEG 2000 oder 2, 5 oder 30% von dessen Dimethylether mit einem Molekulargewicht von 4000 zusammen mit den entsprechenden Mengen von MAA oder AC. Derartige Massen zeigten auch zufriedenstellende optische Eigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen Proteinaufnahme.

Masse Nr.Additive

1 1% PEG, 1% MAA 210% PEG, 5% MAA 340% PEG, 20% AC 4 2% diether, 2% AC 5 5% diether, 5% MAA 630% diether, 17% MAA 710% diether, 10% MAA 850% diether, 15% AC 980% diether, 15% AC

Beispiel 15 Massen mit silylhaltigen Seitenketten an den Gerüstmonomereinheiten

Folgende Mischungen wurden polymerisiert nach Entgasen mit Stickstoff und Belichten mit UV-Licht oder Erwärmen je nach dem in der Mischung enthaltenen Katalysator. Die polymerisierten Gemische wurden zu knopfartigen Körpern geformt und deren Härte und deren Wassergehalt bestimmt.

Masse 1:
41 g TRIS; 20 g MMA; 20 g PEGMA 350; 9 g PEGDMA; 0,1 g Photinitiator Durocure 1173;
Nach Entgasen und Belichten mit UV-Licht für die Polymerisation wurden die knopfartigen Körper zu Linsen verarbeitet, die transparent waren, eine Härte von 82 zeigten und einen Wassergehalt im Gleichgewicht von 3,2% hatten. Diese Linsen hatten eine hohe Sauerstoffdurchlässigkeit, jedoch war die Benetzbarkeit schlecht.

Masse 2:
49 g TRIS, 15 g Isobornylmethacrylat (IBMA), 20 g PEGMA 2000, 10 g N-VP, 6 g EGDMA in Gegenwart von 0,004 g AIBN;
Nach dem Entgasen erfolgte die Polymerisation in 12 Stunden bei 60°C und ergab ein transparentes Material mit einer Härte von 83 und einem Gleichgewichts-Wassergehalt von 3,5%.

Masse 3:
50 g TRIS, 10 g HFBMA, 36 g PEGMA 550, 4 g EGDMA in Gegenwart von 0,05 g AIBN;
Die Polymerisation in 15 Stunden bei 60°C führte zu einem Produkt mit einer Härte von 84 und einem Gleichgewichts-Wassergehalt von 2,4%.

Masse 4:
50 g TRIS, 10 g Pentadecafluoracetylmethacrylat (PDFOMA), 30 g PEGMA 750, 10 g MMA, 10 g PEGDMA 1000 in Gegenwart von 0,1 g Durocur 1173.
Die Polymerisation unter der Einwirkung von UV-Licht ergab ein Produkt mit einer Härte von 84 und einen Gleichgewichtswassergehalt von 2,2%.
Masse 5:
Eine etwas mehr hydrophile Masse wurde hergestellt aus 60 g Tridecafluorooctylmethacrylat (TDFOMA), 40 g PEGMA 550, 0,5 g Diethylenglykoldimethacrylat und 0,1 g Durocur 1173.
Nach Entgasen und Photopolymerisation im UV-Licht hatte das Produkt eine Härte von 83 und einen Gleichgewichtswassergehalt von 25%.
Masse 6:
50 g TRIS, 10 g MMA, 10 g BMA, 15 g PEGMA 350, 5 g NVP und 6 g Hexafluorpentamethylendimethacrylat in Gegenwart von 0,04 g AIBN polymerisierten in 24 Stunden bei 45°C zu einem Produkt mit einer Härte von 84 und einem Gleichgewichtswassergehalt von 2%.
Masse 7:
Eine hochfluorierte Masse zeigte einen geringen Wassergehalt. Sie wurde hergestellt aus 26 g PDFOMA, 61 g HFBMA, 10 g PEGMA 350, 3 g EGDMA in Gegenwart von 0,2 g Durocur 1173 durch Photopolymerisation in UV-Licht und ergab ein Produkt mit einer Härte von 70 und einem Gleichgewichtswassergehalt von 0,9%.
Massen 8 bis 10 wurden jeweils hergestellt durch Entgasen und Photopolymerisieren in UV, wobei das Ausgangsgemisch für Masse 8 16 g PDFOA, 13 g HFBMA, 40 g TRIS, 25 g PEGMA 550, 6 g EGMA und 0,2 g Durocur bzw. für Masse 9 45 g HFBMA, 31,3 g PEGMA 350, 25,2 g IBMA, 1,2 g EGMA und 0,8 g Durocur bzw. für Masse 10 30 g TRIS, 4,3 g PDFOA, 6,2 g NVP, 6,2 g PEGMA 350, 12 g MMA, 2 g Hexandioldimethacrylat und 0,5 g Durocur enthielt.

Beispiel 16

Zur Herstellung siloxanhaltiger Vernetzer wurde ein Blockcopolymer von Polydimethylsiloxan und Polyethylenoxid (PDMS/PEO) einer doppelten Veresterung unterworfen, indem das Copolymere in trockenem Hydrofuran gelöst und stöchiometrischen Mengen an Methacrylylchorid und Triethanolamin unter Rühren zugetropft wurden. Es fiel das Hydrochlorid von Triethylamin aus, welches nach Beendigung der Reaktion abfiltriert wurde. Der erhaltene Diester wurde mit wäßriger Lösung von Natriumcarbonat zur Entfernung von restlichen Säuren gewaschen. Der erhaltene Diester konnte als zusätzlicher Vernetzer zusammen mit anderen für die erfindungsgemäße Masse verwendet werden.

Beispiel 17

Für die Herstellung einer proteinabweisenden gepfropften Fläche wurde ein Schlauch aus Polyethylen, Polypropylen, Silicon, Polyurethan oder Polyvinylchlorid in einem Lösungsmittel enthaltend 10 Gew.-% PEGMA 350/5% PEGDA 4000 gequollen und in Gegenwart dieser Lösung einer intensiven UV-Strahlung ausgesetzt. Der oberflächlich gepfropfte Schlauch mit reinem Lösungsmittel abgewaschen, anschließend mit Methylenchlorid und schließlich im Vakuum getrocknet.

Die Wirksamkeit des Pfropfvorgangs wurde durch die Benetzung der Oberfläche des Schlauchs mit Wasser bestimmt. Es ergab sich, daß eine erfolgreich gepfropfte Fläche sehr viel leichter der Wasserverteilung zugänglich war.

Claims (12)

1. Wasseraufnehmende und proteinabweisende Masse auf der Basis von Polymeren und/oder Copolymeren, vernetzt mit 0,1 bis 90% mindestens eines ungesättigten Diesters eines Diols, welches Fluormethylendiol der Formel HOCH₂(CF₂) _m CH₂OH-m=1 bis 10 - und/oder ein Polydimethylsiloxan/Polyethylenglykol-Copolymer der Formel HOSi(Me)₂O _x -(CH₂CH₂) _y H ist, worin x=1 bis 300, y=1 bis 400, mit der Maßgabe, daß y um zumindest 10 größer ist als x.

2. Masse nach Anspruch 1, vernetzt mit einem Gemisch des ungesättigten Diesters eines Diols und zumindest eines ungesättigten Diesters eines Polyethylenglykols der Formel HO(CH₂CH₂O) _n H-n=1 bis 300.

3. Masse nach Anspruch 1, vernetzt mit zumindest einem ungesättigten Diester und einem Diol der Form HO(CH₂CH₂O) _n H-n=1 bis 300 - in üblicher Menge von 20 bis 100%.

4. Masse nach Anspruch 1, enthaltend ein Copolymer, welches 1 bis 69% von zumindest einem ungesättigten Monoester eines Polyethylenglykols der Formel HO(CH₂CH₂O) _n R enthält, worin n 5 bis 300 und R Wasserstoff, einer niedere Alkylgruppe oder eine gesättigte Acylgruppe ist.

5. Masse nach Anspruch 4, die anstelle bis zu 90% des ungesättigten Monoesters des Polyethylenglykols einen ungesättigten Monoester eines Diols der Formel HOCH₂(CF₂) _m CH₂OR enthält, worin m 1 bis 10, R Wasserstoff, eine niedere Alkyl- oder gesättigte Acylgruppe ist und/oder einen ungesättigten Monoester eines Alkohols der Formel HO(CH₂) _l (CF₂) _m CF₃, worin l 1 bis 5 und m 1 bis 10 ist.

6. Masse nach Anspruch 1 bis 5, bestehend im wesentlichen aus einem Blockcopolymeren von Ethylenoxid oder Ethylenglykol mit zumindest einer weiteren Monomereinheit.

7. Masse nach Anspruch 6, wobei die weitere Monomereinheit eine Monoacrylat oder Monomethacrylateinheit ist oder sich von einem disubstituierten Siloxan ableitet.

8. Masse nach Anspruch 1 bis 7, hergestellt aus einem Gemisch enthaltend den monomeren Vorläufer für das Polymer oder Copolymer zusammen mit 1 bis 40% Polyol der Formel HOCH₂(CF₂) _m CH₂OH-m=1 bis 10 - und/oder der Formel HO(CH₂CH₂O) _n H-n=1 bis 300 - oder Mono- oder Diester von diesen und einen für die Solubilisierung ausreichende Menge an einer ungesättigten Säure.

9. Masse nach Anspruch 1 bis 8, wobei das Polymere oder Copolymere sich von Monomeren in Form ungesättigter Carbonsäuren, deren Kohlenwasser-/hydroxylierten Kohlenwasserstoff-/silylierten und/oder fluorierten Ester und/oder Vinylderivaten ableiten.

10. Masse nach Anspruch 9, worin die ungesättigte Carbonsäure und deren Ester HEA, HEMA, MAA, AC, FA, FMA, DHPM, MMA, GMA, AA, HFBMA, IBMA, PDFOMA, TDFOMA und TRIS sowie das Vinylderivat von VP sind.

11. Verwendung der Masse 1 bis 10 zur Herstellung von Kontaktlinsen und biokompatiblen medizinischen Gegenständen oder Teilen.

12. Substrat mit einer proteinabweisenden Oberfläche, hergestellt durch Beschichten und Aufpfropfen mit einer Lösung entsprechend Anspruch 1 bis 11, wobei das Substrat im wesentlichen aus einem Gerüst-Polymeren oder Copolymeren besteht.