DE69627574T2

DE69627574T2 - Aus hochdurchlässigem Polysiloxanpolyol hergestellte Kontaktlinsen

Info

Publication number: DE69627574T2
Application number: DE69627574T
Authority: DE
Inventors: Ivan Jacksonville Nunez; Frank F. Orange Park Molock; Laura D. Jacksonville Elliott; Michele L. Jacksonville Neil; James D. Orange Park Ford
Original assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Vision Care Inc
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2016-06-01
Also published as: KR970002384A; HUP9601486A2; HU9601486D0; CN1137216C; EP0745871A3; CN1306043A; CA2177936A1; NO962253L; NO962253D0; ATE238567T1; DE69627574D1; EP0745871B1; US5648402A; CN1070509C; ZA964510B; IL118320A0; NZ286649A; AU5454396A; SG75796A1; AU692705B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft weiche, ophthalmische Kontaktlinsen und Verfahren zum Herstellen derselben. Genauer werden die weichen, ophthalmischen Kontaktlinsen der vorliegenden Erfindung hergestellt aus einem Präpolymer, welches ein alkoxyliertes Glucosid umfaßt, das mit wenigstens einer Polysiloxanverbindung derivatisiert ist. Das Präpolymer wird dann in eine geeignete Gießform eingesetzt und durch Aussetzen gegenüber einer geeigneten Energiequelle, wie ultraviolettem Licht, polymerisiert. Solche Kontaktlinsen, welche das Polymer der vorliegenden Erfindung umfassen, weisen eine hohe Sauerstoffpermeabilität (O₂) auf, einen wünschenswerten Wassergehalt und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Zusätzlich weisen die Kontaktlinsen der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Protein- und Lipidabscheideresistenz verglichen mit herkömmlichen Kontaktlinsen auf und sind weicher und komfortabler zu tragen als starre, gaspermeable Linsen.
Hintergrund der Erfindung
Jede ophthalmische Linse muß eine Vielzahl an Kriterien erfüllen, um zum Tragen annehmbar zu sein. Zuerst muß für eine Kontaktlinse jedes Material, das über die Hornhaut des Auges eingesetzt wird, irgendwie den Durchgang von Sauerstoff zu dem Auge bereitstellen und ebenfalls Abfallprodukte weg von dem Auge entfernen. Mit hydratisierten, weichen Kontaktlinsen wird dies dadurch erreicht, daß es ein Material gibt, das, inhärent mit seinem hohen Wassergehalt (manchmal über 50%), Sauerstoff zu dem Auge über das Wasser, das in der Linse enthalten ist, leitet.
Hydratisierte, weiche Kontaktlinsen können jedoch als ein Docht wirken, welcher Wasser weg von der Tränenflüssigkeit in dem Auge zieht und dessen Verdampfung beschleunigt.
Dies resultiert in dem Effekt eines "trockenen Auges", wobei ein Überschuß an Feuchtigkeit von dem Auge durch die hydrophile Linse abgezogen wird.
Im Gegensatz dazu zeigen harte Kontaktlinsen nicht diesen Dochteffekt, da Wasser nicht absorbiert wird und nicht durch die Linse gelangt, sondern vielmehr ist es unterhalb der Linse. Eine harte Linse kann jedoch einen nachteiligen Effekt für das Auge aufweisen, da ihre nicht biegsame Natur und die Bewegung der Linse über der Hornhaut, jedesmal wenn der Träger blinzelt, eine mechanische Hin- und Herbewegung bewirken kann.
Andere wünschenswerte und nicht wünschenswerte Eigenschaften sind zwischen harten und hydratisierten, weichen Kontaktlinsen aufgeteilt.
Beispielsweise absorbieren harte Kontaktlinsen nicht Proteine und Lipide zu dem Ausmaß, wie es ein Hydrogel mit hohem Wassergehalt tut. Die halbstarren und harten Linsen adsorbieren etwas Oberflächenproteine und Lipide, jedoch absorbieren diese Materialien mit niedrigem Wassergehalt keine Proteine oder Lipide in das Hauptmassenmaterial. Proteine und Lipide werden in das Material der weichen Linsen zusammen mit der Tränenflüssigkeit aufgenommen, wo sie abgeschieden werden können. Im allgemeinen macht dies ein Reinigen der hydratisierten Linsen erforderlich, um Protein- und Lipidabscheidungen zu entfernen. Zudem zeigen harte Kontaktlinsen typischerweise eine höhere Festigkeit und einen höheren Brechungsindex, da sie mehr Kunststoff und weniger Wasser enthalten, was es ermöglicht, diese dünner zu machen.
Weiche, hydratisierte Kontaktlinsen haben große Akzeptanz genossen aufgrund des hohen Komfortgrades und der ausgedehnten Tragedauer, welche solche Linsen zeigen. Die meisten weichen, hydrophilen Kontaktlinsenpolymere, die über das letzte Jahrzehnt hergestellt worden sind, haben sich bemüht, den Wassergehalt des Materials zu steigern, aufgrund des Beitrags des Wassers zum Tragekomfort und der Leitung von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid durch die Linse. Diese Zunahme des Wassergehalts führt jedoch zu dem zuvor erwähnten Problem der Dochtwirkung von Feuchtigkeit weg von dem Auge, und ebenfalls vermindert es den Brechungsindex der Linse (d. h. die Fähigkeit der Linse, Licht zu krümmen), und es vermindert die Steifheit der Linse, was in schlechteren Handhabungseigenschaften resultiert.
Dies wiederum erfordert, daß die Linse dicker sein muß, um die Brechungsindexanforderungen zu erfüllen, die für die optische Korrektur, die für den Träger benötigt wird, erforderlich sind.
Wenn ein Linsenmaterial weder permeabel genug ist für Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid noch die "Tränenpump"-Wirkung bereitstellt, die erforderlich ist, um die Tränenschicht zwischen der Hornhaut und der Linse zu bewegen, um Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid zu transportieren, treten negative physiologische Reaktionen auf, welche einschließen: Acidose, verminderte metabolische Geschwindigkeiten, ein Verdünnen der Hornhaut, Mikrozysten und Stromaödeme.
Andere physiologische Probleme können sogar mit hochpermeablen Linsen durch Effekte, wie Proteinabscheidungen, Linsenalterung, Einschlüssen, mechanischem Abrieb und Bakterienkontamination, wie akute Entzündung, akutes rotes Auge und 3- und 9-Uhr-Fleckenbildung der mittleren Hornhaut, auftreten.
Die Bedeutung des Wassergehalts für die Sauerstoffpermeablität in einer Hydrogelkontaktlinse ist in 1 gezeigt. Die Permeabilität eines Gases durch ein Material wird ausgedrückt als ein quantitativer Wert, der durch Dk gegeben ist, welcher gleich ist zu der Diffusionskonstante, D, multipliziert mit der Löslichkeit k. Bei 35°C wird Dk für eine typische Hydrogellinse quantitativ ausgedrückt als [2,0 × 10^–11]e^{[–0,442("%H2O")]}(cm × mm/s)(ml O₂/ml × mm Hg).
Trotz des gesteigerten Wassergehalts der Hydrogelkontaktlinsen können gegenwärtige Hydrogellinsen die Hornhaut nicht mit genug Sauerstoff versorgen, und ein Hornhautödem während des Tragens kann nicht so gering sein wie gewünscht.
Es wird angenommen, daß es für ausgedehnt getragene Kontaktlinsen ein minimales Muß ist, einen Dk/L (wobei L die Dicke der Linse ist) zwischen 75 × 10^–9 und 90 × 10^–9 (cm × ml O₂)/(s × ml × mm Hg) aufzuweisen, um ein Hornhautödem auf ein annehmbares Niveau zu vermindern.
Gegenwärtige Kontaktlinsen mit hohem Wassergehalt, beispielsweise solche, die etwa 70% Wasser oder mehr enthalten, müssen hergestellt werden mit etwa 140 bis 250 Mikrometer Dicke, um die notwendigen optischen und physikalischen Eigenschaften zu erreichen. Mit diesem Wassergehalt und mit dieser Dicke ist in 2 zu erkennen, daß Dk/L etwa 55 × 10^–9 ist. Sogar mit einem Hydrogelmaterial mit einem Wassergehalt von 80% und mit einem Dk von 53 müßte eine Linse mit etwa 70 Mikrometer hergestellt werden, damit Dk/L 75 × 10^–9 ist.
Wie oben erwähnt, tendiert ein Absenken des Wassergehalts jedoch dazu, den Brechungsindex des Kontaktlinsenmaterials zu vermindern und erfordert daher eine Steigerung der Linsendicke. Sogar wenn dies nicht der Fall wäre, weisen jedoch dünnere Kontaktlinsen eine geringere Festigkeit, weniger wünschenswerte Handhabungseigenschaften auf und, bei hohem Wassergehalt, tendieren sie dazu, zu einem solchen Ausmaß zu dehydratisieren, daß eine Hornhautfleckenbildung auftreten kann.
Beispiele der gegenwärtigen Praxis im Stand der Technik zum Herstellen von Polymeren für Kontaktlinsen sind in den Europäischen Patentanmeldungen 0 330 614 und 0 330 615 gezeigt. Diese Veröffentlichungen beschreiben Kontaktlinsenpolymere, welche Polyoxyalkylen enthalten und welche die gewöhnlichen wünschenswerten Eigenschaften einer weichen Kontaktlinse aufweisen, jedoch werden beide beschrieben, als daß sie in dem hydratisierten Zustand zwischen 10 Gew.-% und 90 Gew.-% Wasser, bevorzugt zwischen 35 Gew.-% und 55 Gew.% Wasser enthalten.
Die Europäische Patentanmeldung 0 263 061 beschreibt ebenfalls ein Kontaktlinsenmaterial, das aus einer Polyoxyalkylenhauptketteneinheit besteht, welche weniger als 10 Gew.-% Wasser absorbiert. Diese Polyoxyalkylenhauptkette bildet ein Polymer, welches den Zusatz von Carbonyl enthaltenden Monomeren erfordert, um eine Oberflächenbenetzbarkeit zu induzieren, was jedoch ebenfalls die Sauerstoffpermeabilität absenkt. EP-A-330 614, EP-A-330 615 und EP-A-330 618 verwenden Polyether- und Carbamatverknüpfungen, um Kontaktlinsenpolymere sowohl mit niedrigem als auch hohem Wassergehalt herzustellen, verwenden jedoch ebenfalls Monomere mit kleinem Molekulargewicht, um den Wassergehalt des Basispolymers zu steigern. Jeder der zuvor erwähnten Verweise versagt jedoch, die Verwendung von biokompatibleren Materialien, wie Zuckern, zu lehren, welche Kohlenstoffatome enthal ten, die an zwei Sauerstoffatome (geminal) als Teil ihrer Strukturen gebunden sind. Die Materialien der Verweise erfordern ebenfalls große Mengen an hydrophilen Modifizierern, um Benetzbarkeit zu induzieren, und Silikonmaterialien erfordern eine Oberflächenbehandlung irgendeines Typs.
Die U.S. 3,225,012 offenbart ein Polymer, das hergestellt wird durch Polymerisieren von 1,2 : 5,6-Di-O-isopropyliden-3-O-methacryl-D-glucose und dann durch Entfernen der Isopropyliden-Gruppen aus der Glucose durch saure Hydrolyse. Die U.S. 3,356,652 beschreibt ein Polymer, das erhalten wird aus 2-(D-Glucose)oxyethylmethacrylat. Sowohl die U.S. 3,225,012 als auch die U.S. 3,356,652 verwenden die Glucosekomponente des Polymers als eine terminierte Seitengruppe weg von einer sich wiederholenden Kohlenstoffhauptkette, und nicht als die sich wiederholende Hauptgruppe, aus welcher die Polymerkette gebildet wird.
Die U.S. 5,196,458 stellt ein Linsenmaterial mit niedrigerem Wassergehalt mit hoher O₂-Permeabilität, einem niedrigeren Wassergehalt und einer verminderten Polymermatrixgröße bereit. Die Linse, die in diesem Verweis bereitgestellt wird, wird hergestellt durch Polymerisieren und Vernetzen eines Präpolymers, welches ein cyclisches Polyol, wie eine alkoxylierte Glucose oder Sucrose mit Polyalkylethersegmenten, enthält.
Polysiloxanverbindungen, die (co)-polymerisiert sind mit unterschiedlichen Monomeren, wie Acrylestern und Alkylacrylestern, sind ebenfalls verwendet worden in dem Stand der Technik, um Kontaktlinsen mit höheren Sauerstoffpermeabilitäten bereitzustellen. Solche Linsen, welche Polysiloxanverbindungen enthalten, sind offenbart, beispielsweise, in den U.S. 3,808,178; 4,153,641; 4,740,533; und 5,070,169.
Trotz des gegenwärtigen Zustands in dem Stand der Technik besteht noch eine fortgesetzte Notwendigkeit, weiche Kontaktlinsen bereitzustellen, welche komfortabel zu tragen sind, stark sind, einen niedrigen Wassergehalt und eine äußerst hohe Sauerstoffpermeabilität aufweisen, jedoch weder über eine Dochtwirkung Wasser weg von dem Auge abziehen noch erlauben, daß Protein oder andere Tränenkomponenten auf der Hornhaut des Auges penetrieren und sich abscheiden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein weiches polymeres Material, das geeignet ist zur Herstellung von Kontaktlinsen, intraocularen Linsen und anderen medizinischen Vorrichtungen und Implantaten. Es wird hierin beschrieben werden unter Bezugnahme auf ophthalmische Kontaktlinsen, angepaßt zum Einsetzen über die Hornhaut oder in das Auge. Kontaktlinsen der vorliegenden Erfindung weisen eine hohe O₂-Permeabilität, einen niedrigen Wassergehalt und ein gutes Gleichgewicht der physikalischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Modul und Dehnung auf. Genauer werden weiche Kontaktlinsen der vorliegenden Erfindung hergestellt aus einem Polymer mit Wiederholungseinheiten der folgenden strukturellen Formel:

wobei jedes R unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; G eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält; jedes R₁ unabhängig -NH-D-NH- ist, wobei D ein Kohlenwasserstoffrest ist, welcher 4 bis 15 Kohlenstoffatome und 0, 1 oder 2 optional kondensierte Ringe enthält, welche gestättigt oder ungesättigt sein können; jedes R₂ unabhängig eine Einheit der Formel (i) oder (ii)
-(CH₂)_3-7-Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7- (i) oder
-CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)m-CH₂CHR₃- (ii)
ist, wobei A¹ bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, oder Benzyl ist, A² bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, R₃ Wasserstoff oder Methyl ist; n von 10 bis 300 ist und m von 5 bis 100 ist, vorausgesetzt, daß R₂ bei wenigstens einem Auftreten eine Einheit der Formel (i) ist;
jedes L unabhängig -O- oder -NH- ist, so daß jedes -C(O)L- in der obigen Formel unabhängig -C(O)O- oder -C(O)NH- ist;
jedes R^* unabhängig ist

wobei R₄ Wasserstoff oder Methyl ist; jedes w, x, y and z unabhängig in einem Bereich von 0 bis 200 liegt, mit der Voraussetzung, daß 5 ≤ (w + x + y + z) ≤ 200 ist.
Gemäß einer anderen Erscheinung der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zum Herstellen des oben identifizierten Polymers aus einem Präpolymer bereitgestellt. Gemäß dieser Erscheinung der vorliegenden Erfindung wird ein Präpolymer, das ein alkoxyliertes Glucosid umfaßt, das mit wenigstens einer Polysiloxanverbindung derivatisiert worden ist, zuerst hergestellt, und anschließend wird das Präpolymer in einer geeigneten Gießform eingesetzt und durch Aussetzen gegenüber einer geeigneten Energiequelle, wie ultraviolettem Licht (UV), polymerisiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Graph, welcher die Beziehung (theoretisch und gemessen) zwischen Sauerstoffpermeabilität und Wassergehalt für ein Hydrogel zeigt.
2 ist ein Graph, welcher die Beziehung von Linsendicke, Dk eines Material und Materialdurchlässigkeit (Dk/L) zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Eine Kontaktlinse wird hergestellt aus einem Polymer mit den oben beschriebenen Eigenschaften durch zunächst ein Herstellen eines Präpolymers mit der folgenden chemischen Struktur:

wobei jedes R unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; G eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt Methyl; jedes R₁ unabhängig -NH-D-NH- ist, wobei D ein Kohlenwasserstoffrest ist, welcher 4 bis 15 Kohlenstoffatome und 0, 1 oder 2 optional kondensierte Ringe enthält, welche gesättigt oder ungesättigt sein können; bevorzugte Ausführungsformen von -NH-D-NH- sind Reste von Toluoldiisocyanat oder von Isophorondiisocyanat mit den entsprechenden Strukuren:

jedes R₂ unabhängig eine Einheit der Formel (i) oder (ii) wie folgt ist:
-(CH₂)_3-7-Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7 (i)oder
-CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃-, (ii)
wobei A¹ bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt Methyl, oder Benzyl ist, A² bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt Methyl, jedes R₃ unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; n von 10 bis 300 ist und m von 5 bis 100 ist, vorausgesetzt, daß R₂ bei wenigstens einem Auftreten eine Einheit der Formel (i) ist;
jedes L unabhängig -O- oder -NH- ist,
jedes RE unabhängig

ist, bevorzugt RE-NH(CH₂)₂OC(O)CH(R₄)=CH₂ ist, wobei jedes R₄ unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; jedes w, x, y und z unabhängig in einem Bereich von 0 bis 200 liegt, mit der Voraussetzung, daß 5 ≤ (w + x + y + z) ≤ 200 ist. Es wird betont, daß L hierin definiert ist, so daß jedes -C(O)L- in der obigen Formel unabhängig -C(O)O- oder -C(O)NH ist.
Gemäß der bevorzugtesten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jedes R² des Präpolymers, das oben gezeigt ist, die Formel
-(CH₂)₃-Si(CH₃)₂-O-(Si(CH₃)₂O)_n-Si(CH₃)₂-(CH₂)₃-
auf, wobei n von 15 bis 225 ist.
Das oben identifizierte Präpolymer wird hergestellt in der vorliegenden Erfindung durch Umsetzen einer oder mehrerer Vorstufen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen der Formel (iii), die unten gezeigt ist,
O=C=N-D-NH-C(O)-L-R₂-L-C(O)-RE (iii)
wobei D, L, R₂ and RE wie oben definiert sind, mit einem oder mehreren alkoxylierten Glucosiden der

wobei G, R, w, x, y und z wie oben definiert sind, in relativen Mengen der Vorstufe zu dem Glucosid und unter Bedingungen, die wirksam sind, um das Präpolymer zu bilden.
Die Vorstufenverbindungen, die in Formel (iii) oben beschrieben sind, werden hergestellt in der vorliegenden Erfindung durch zunächst Umsetzen einer Verbindung mit einer der folgenden Formeln:
H-L-(CH₂)_3-7Si(A¹)(A²)O-Si((A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7-L-H
oder
H-L-CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂-CHR₃-L-H ,
wobei L, A¹, A², R₃ und m wie oben definiert sind, mit etwa äquimolaren Mengen einer oder mehreren Verbindungen der folgenden Formeln:

wobei R₄ wie definiert ist, oder analogen Verbindungen, wobei anstelle der -N=C=O-Gruppe eine andere Einheit mit der -L-H-Gruppe in den oben gegebenen Formeln reaktiv ist. Geeignete reaktive Einheiten schließen Halogen-, insbesondere Chlor-, und Anhydrid-Verknüpfungen ein.
Das Produkt der obigen Reaktion wird dann umgesetzt mit einem Diisocyanat unter Bedingungen, die effektiv sind, um die Vorstufenverbindung oder -verbindungen, die oben beschrieben ist bzw. sind, zu bilden.
Jedes organische Diisocyanat kann in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Es ist bevorzugt, Isocyanate der Formel D(NCO)₂ zu verwenden, bei welcher D ein Hydrocarbylrest ist, welcher 4 bis 15 Kohlenstoffatome und 0, 1 oder 2 optional kondensierte Ringe enthält, welche gesättigt oder ungesättigt sein können. Bevorzugt stellt D eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, welche von 4 bis 12 Kohlenstoffatome enthält, eine cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, welche von 6 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe, welche von 6 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, oder eine araliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, welche von 7 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, dar. Die bevorzugtesten Diisocyanate sind Toluoldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, und Isophorondiisocyanat, (1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan). Die folgenden sind Beispiele von anderen bevorzugten Diisocyanaten: Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylpropan-(2,2); 1,4-Diisocyanatobenzol, 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan, 4,4'-Diisocyanatodiphenylpropan-(2,2), p-Xylylendiisocyanat, a,a,a',a'-Tetramethyl-m- oder p-Xylylendiisocyanat und Mischungen dieser Verbindungen. Mischungen von irgendwelchen der vorangehenden können ebenfalls verwendet werden.
Verbindungen mit der Formel
H-L-(CH₂)_3-7Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7L-H ,
werden hierin bezeichnet als Polysiloxanverbindungen. Diese Polysiloxanverbindungen können synthetisiert werden durch bekannte Mittel; viele sind kommerziell erhältlich, wie von Huls America, Inc., verkauft unter den Handelsnamen PS510, PS513, PS555 und PS556.
Verbindungen mit der Formel
HN₂-CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃-NH₂, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind ebenfalls kommerziell erhältlich von Huntsman Chemical Company und werden verkauft unter dem Handelsnamen "Jeffamines".
Die relativen Mengen der Vorstufe zu alkoxyliertem Glucosid, die in der obigen Reaktion verwendet werden, können jedoch variieren abhängig von der gewünschten Linse, die hergestellt wird. Beispielsweise wenn eine Linse mit hohem Modul gewünscht wird, wird eine gleiche Menge der Vorstufenverbindung und des alkoxylierten Glucosids verwendet werden. Umgekehrt wird, wenn eine Linse mit hoher Oberflächenbenetzbarkeit gewünscht wird, weniger der Vorstufenverbindung im Verhältnis zu dem alkoxyliertem Glucosid verwendet werden. Typischerweise werden in der vorliegenden Erfindung die eine oder mehreren Vorstufenverbindungen, die in Formel (iii) und (iv) definiert werden, mit dem einen oder mehreren alkoxylierten Glucosiden umgesetzt, in einem Verhältnis von etwa 1 bis etwa 4 mol der Vorstufenverbindung zu 1 mol des alkoxylierten Glucosids.
Derivatisierende Agentien, wie Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäureanhydrid und 4-Vinylbenzoylchlorid sind geeignete Agentien, um jedes dieser Glucoside frei radikalisch reaktiv zu machen.
Alkoxylierte Glucoside mit der obigen Formel können von einer Anzahl von Quellen bezogen werden. Typischerweise ist die Gesamtzahl der Ethoxy- und Propoxyeinheiten gleich 10 bis 20 pro Glucosidmolekül. Alkoxylierte Glucoside, die in der obigen Formel eingeschlossen sind, können durch bekannte Mittel synthetisiert werden. Viele sind kommerziell erhältlich, wie von Amerchol Corporation, verkauft unter den Handelsnamen Glucam E-10, E-20, P-10 und P-20, wobei das "E" ein Ethylenoxidaddukt bezeichnet und die Zahl die Anzahl an Molen an zugefügtem Ethylenoxid darstellt. Ebenfalls bezeichnet das "P" ein Propylenoxidaddukt mit 10 bzw. 20 mol zugefügtem Propylenoxid. Individuell aufgemachte Mengen der Alkoxylierung können jedoch verwendet werden mit dem Bereich von etwa einer Gesamtheit von 5 bis 200 Alkoxyeinheiten pro Glucosidmolekül.
Die Reaktion der Vorstufenverbindung und des alkoxylierten Glucosids wird durchgeführt in der Gegenwart eines geeigneten organischen Lösungsmittels, welches in der Lage ist, das alkoxylierte Glucosid leicht zu lösen. Geeignete organische Lösungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen Acetonitril, Methylenchlorid, Chloroform und Kohlenstofftetrachlorid ein. Von diesen organischen Lösungsmitteln ist Methylenchlorid besonders bevorzugt in der vorliegenden Erfindung.
Vor ihrer Verwendung sollten die Lösungsmittel gereinigt werden, um jede Verunreinigung, die die obige Reaktion nachteilig beeinflussen kann, zu entfernen. Eine Reinigung des Lösungsmittels kann durchgeführt werden unter Verwendung einer herkömmlichen Vorgehensweise, die gewöhnlicherweise im Stand der Technik verwendet wird. Beispielsweise kann das Lösungsmittel gereinigt werden durch Leiten desselben über Molekularsiebe oder durch Destillation.
Die obige Reaktion wird ebenfalls bevorzugt durchgeführt in der Gegenwart eines geeigneten Urethankatalysators. Geeignete Urethankatalysatoren, die verwendet werden können in der vorliegenden Erfindung, schließen Amine, wie Trimethylamin, Triethylamin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, 4,4-Dimethylaminopyridin und N,N-Dimethyl-benzylamin; oder organometallische Katalysatoren, wie Dibutylzinndilaurat, Natriumacetat und Zinnoctoat, ein. Zinnoctoat ist der bevorzugte Urethankatalysator, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Bedingungen, die zu verwenden sind, sind tatsächlich irgendwelche, unter denen die gewünschte Reaktion der Isocyanatgruppen und Hydroxylgruppen oder Amino voranschreiten wird. Geeignete Bedingungen für irgendeinen gegebenen Satz an Reaktanten können leicht durch Verweis auf die Beispiele hierin und durch einfaches Experimentieren bestimmt werden.
Nachdem das Präpolymer gebildet worden ist, wird das organische Lösungsmittel unter Verwendung herkömmlicher Verfahren, die im Stand der Technik gut bekannt sind, wie Filtration, Verdampfung und Dekantierung, entfernt, um ein viskoses Präpolymer mit der oben beschriebenen Formel zu ergeben.
Das Präpolymer der vorliegenden Erfindung wird dann unter Bedingungen polymerisiert, die hinreichend sind, um das Polymer der vorliegenden Erfindung zu bilden. Bevorzugt wird das Präpolymer polymerisiert mit Wärme und/oder actinischer Bestrahlung in der Gegenwart eines freien Radikalinitiators, eines Wärme-/thermischen Initiators und, optional eines Streckmittels, das mit dem Präpolymer nicht reaktiv ist.
Annehmbare Initiatoren, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schließen ein Azoverbindungen, wie 2,2-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azo-bis-(2,4-dimethylvaleronitril), 1,1'-Azo-bis-(cyclohexancarbonitril), 2,2'-Azo-bis-(2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitril) und Phenyl-azo-isobutyronitril; Photoinitiatoren, wie Benzoinmethylether, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon und 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon; ionisierende Strahlen, wie gamma-Strahlen oder Röntgenstrahlen; oder Peroxide, wie Di-tert-butylperoxid, Benzoylperoxid, Laurylperoxid, Decanoylperoxid, Acetylperoxid, Butandisäureperoxid, Methylethylketonperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, Isopropylperoctoate, tert-Butylhydroperoxid, Diisopropylperoxydicarbonat, tert-Butylperivalat, tert-Butylperoctoat, Cumolhydroperoxid, tert-Butylperbenyacetat und Kaliumpersulfat.
Eine Initiierung unter Verwendung von ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von etwa 200 bis etwa 400 nm in der Gegenwart des Photoinitiators, 2-Hydroxy-2-methylpropiophenon, ist besonders bevorzugt in der vorliegenden Erfindung.
Geeignete Streckmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen ein, sind jedoch nicht begrenzt auf Alkanole, N-N-Dimethylformamid, Acetamid, Acetonitril, N,N-Dimethylacetamid, Heptan, Styrol, Toluol, Dimethylsulfoxid, Aceton, tert-Butylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat und N-Methyl-2-pyrrolidon. Die bevorzugten Streckmittel, die optional in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Styrol und Toluol.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Präpolymere der vorliegenden Erfindung zu einer geeigneten Gießform transferiert, wie jene, die in den U.S. 4,889,664 oder 4,495,313 beschrieben sind, und in eine ophthalmische Linse durch Aussetzen gegenüber UV-Licht po lymerisiert. Alternativerweise können die Präpolymere der vorliegenden Erfindung in Kontaktlinsen spinngegossen werden.
Das endgültige Produkt ist eine Linse, die von einem Polymer mit den folgenden Wiederholungseinheiten umfaßt ist:

wobei jedes R unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; G eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt CH₃; jedes R₁ unabhängig -NH-D-NH- ist, wobei D wie oben definiert ist, wobei die bevorzugten Strukturen für -NH-D-NH- Reste von Toluol-diisocyanat oder Isophorondiisocyanat sind, deren jeweilige Strukturen

sind, wobei jedes R₂ unabhängig eine Einheit der Formel (i) oder (ii) ist, welche wie folgt sind:
-(CH₂)_3-7-Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7 (i)
oder
-CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃- (ii),
wobei A¹ bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt Methyl, oder Benzyl ist, A² bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, bevorzugt Methyl, R₃ Wasserstoff oder Methyl ist; n von 10 bis 300 und m von 5 bis 100 ist, vorausgesetzt, daß R₂ bei wenigstens einem Auftreten eine Einheit der Formel (i) ist;
jedes L unabhängig -O- oder -NH- ist;
jedes R* unabhängig

ist, bevorzugt -NH(CH₂)₂OC(O)CH(R₄)-CH₂-, wobei R₄ Wasserstoff oder Methyl ist; jedes w, x, y und z unabhängig in einem Bereich von 0 bis 200 liegt, mit der Voraussetzung, daß 5 ≤ (w + x + y + z) ≤ 200 ist.
Gemäß der bevorzugtesten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jedes R₂ des Polymers die Formel
-(CH₂)₃-Si(CH₃)₂-O-(Si(CH₃)₂-O)_n-Si(CH₃)₂-(CH₂)₃-
auf, wobei n von 15 bis 225 ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das Polymer von 2 bis 35 Gew.-% wenigstens eines der obigen Polysiloxansegmente. Insbesondere enthält das Polymer von 10 bis 32 Gew.% eines Polysiloxansegments. Am bevorzugtesten enthält das Polymer von 18 bis 24 Gew.-% eines Polysiloxansegments.
Wie oben erwähnt, zeigen Linsen, die aus dem oben beschriebenen Polymer hergestellt sind, ausgezeichnete Protein- und Lipidabscheideresistenz und, zusätzlich, O₂-Permeabilitäten, die viel größer sind als solche von den meisten herkömmlichen Kontaktlinsen. Zudem besitzen die Linsen der vorliegenden Erfindung, welche das obige Polymer umfassen, überlegene mechanische Eigenschaften verglichen mit denjenigen der meisten Hydrogelmaterialien mit hohem Wassergehalt. Überdies sind die Kontaktlinsen der vorliegenden Erfindung weicher und komfortabler als Linsen aus dem Stand der Technik.
Die folgenden Beispiele werden gegeben, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen. Es wird für Fachleute auf dem Fachgebiet offensichtlich sein, daß zahlreiche Variationen möglich sind und somit die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt werden sollte.
BEISPIEL 1
Herstellung eines 100%igen PS510-Siloxanpräpolymers
Ein 100%iges PS510-Siloxanpräpolymer wurde gemäß dem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt. Genauer wurde das Siloxanpräpolymer hergestellt unter Verwendung der folgenden drei Reaktionsschritte:
Schritt 1
Achtzig (80) g (30,8 mmol) PS510, ein Aminopropyl-terminiertes Polydimethylsiloxanharz (Molekulargewicht 2.600 g/mol), erhältlich von Huls America, Inc., wurden in einen 500 mL Drei-Hals-Rundkolben eingefüllt, der mit einem Friedrichs-Kondensator, einem Trockenrohr, das mit anzeigendem DRIERITE^® (wasserfreies CaSO₄) gefüllt war, einem 50 mL Zugabetrichter und einem magnetischen Rührstab ausgerüstet war. Der Reaktionskolben wurde flammengetrocknet unter einer Stickstoffatmosphäre vor dem Zusatz des Harzes und jeder der anderen Reagenzien. Trockenes Methylenchlorid, CH₂Cl₂, (200 g) und 1000 ppm 4-Methoxyhydroquinon (MeHQ) wurden zu dem Reaktionskolben zugegeben und konnten rühren, bis das Siloxanharz vollständig gelöst war. Zu dem Zugabetrichter wurden 10 g CH₂Cl₂ and 4,77 g (30,8 mmol) Isocyanatoethylmethacrylat (IEM) zugefügt. Diese Lösung wurde tropfenweise unter heftigem Rühren über eine Zeitdauer von etwa 1,5 Stunden zugefügt. Nach dieser Zeitdauer wurde der Zugabetrichter mit zusätzlichen 10 g Lösungsmittel (CH₂Cl₂) gespült, entfernt und durch einen Gasverteiler, der an einen trockenen Sauerstoffzylinder angebunden war, ersetzt. Die Reaktionsmischung wurde mit Sauerstoff für 20 Min. gespült, der Gasverteiler wurde dann entfernt und durch einen Glasstopfen ersetzt. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Infrarotspektroskopie, überwachend das Verschwinden der IEM-Isocyanatabsorption bei 2270 cm^–1. Die Reaktion konnte über Nacht rühren, worauf sie als vollständig befunden wurde.
Schritt 2
Zu einem 1 L Drei-Hals-Rundkolben, der mit einem magnetischen Rührstab, einem 500 mL Zugabetrichter und einem Trockenrohr, das mit anzeigendem DRIERITE gefüllt war, ausgerüstet war, wurden 5,36 g (30,8 mmol) Toluoldiisocyanat (TDI) und 150 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 befüllt, und diese Lösung wurde zu den Inhalten des 1 L Rund-Hals-Kolbens tropfenweise zugefügt, über eine Zeitdauer von etwa 7 Stunden. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 50 g Lösungsmittel gespült, und trockenes Sauerstoffgas wurde in die Mischung für 30 Min. eingeperlt. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Überwachen der Reduktion der Intensität des Isocyanatpeaks. Da TDI zwei N=C=O-Gruppen aufweist, würde lediglich eine von diesen mit den Aminogruppen, die aus Schritt 1 überlassen worden waren, reagieren, so daß ein vollständiges Verschwinden der IR-Adsorption bei 2270 cm^–1 aufgrund dieser Gruppen nicht zu erwarten gewesen wäre. Somit wird die Reaktion verfolgt durch Überwachen, wann diese Adsorption aufhört, sich relativ zu einem anderen, sich nicht verändernden Peak in dem Spektrum zu verändern (z. B. die Methacrylatcarbonylgruppe bei 1722 cm^–1). Die Reaktion dauert typischerweise etwa 5 bis 7 Tage, um vollständig zu sein.
Schritt 3
Ein 60 mL Zugabetrichter wurde mit 11,07 g (10,6 mmol) GLUCAM E-20 (ein ethoxyliertes Methylglucosid – enthaltend 20 mol Ethylenoxid – erhalten von Amerchol), 25 g CH₂Cl₂ und einer katalytischen Menge Zinnoctoat (100–150 mg) befüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Zeitdauer von 3 Stunden zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugefügt. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Inhalte des Reaktionskolbens wurden mit trockenem Sauerstoff für 30 Min. gespült. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Überwachen des Verschwindens der Isocyanatabsorption bei 2270 cm^–1. Dieser letzte Schritt dauerte typischerweise etwa 7 bis etwa 21 Tage, um vollständig zu sein.
Nachdem die Reaktion vollständig war, wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck in einem Rotationsverdampfer entfernt, um ein sehr viskoses flüssiges Produkt zu ergeben, welches zur Bildung in eine Linse fertig war.
BEISPIEL 2
Herstellung eines 100%igen PS513-Siloxanpräpolymers
Schritt 1
Zu einem Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 1, wurden 80 g (4,79 mmol) PS513, ein Aminopropyl-terminiertes Polydimethylsiloxanharz (MW 16.700 g/mol), erhalten von Huls America, Inc., eingefüllt. Trockenes CH₂Cl₂ (200 g) und 1000 ppm MeHQ wurden zu dem Reaktionskolben zugefügt und konnten rühren, bis das Siloxanharz vollständig gelöst war. In den Zugabetrichter wurden 5 g CH₂Cl₂ und 743 mg (4,78 mmol) IEM zugefügt. Die Lösung in dem Zugabetrichter wurde dann trop fenweise zu den Inhalten des Rundkolbens zugefügt. Heftiges Rühren wurde beibehalten für die einstündige Zeitdauer, die diese Zugabe dauerte. Nach dieser Zeitdauer wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült und die Reaktion schritt gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 1, fort.
Schritt 2
In einen Reaktionsbehälter, der wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 2, ausgerüstet war, wurden 834 mg (4,79 mmol) TDI und 25 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 oben befüllt, welche tropfenweise über eine 6-stündige Dauer zu den Inhalten des Reaktionsbehälters zugefügt wurde. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 25 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion wurde mit Sauerstoff angereichert und gemäß Schritt 2 aus Beispiel 1 überwacht.
Schritt 3
Dieser Schritt der Zubereitung erfolgte gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 3, außer daß 1,72 g (1,65 mmol) GLUCAM E-20, 5 g CH₂Cl₂ und etwa 50 mg Zinnoctoat in den Reaktionsbehälter eingefüllt wurden und die Zugabe etwa 2 Stunden dauerte, um vollständig zu sein, anstelle der 3 Stunden, die in Beispiel 1 berichtet wurden.
Das resultierende Produkt, das, nachdem das Lösungsmittel abgedampft worden war, gebildet wurde, war eine viskose Flüssigkeit, die zur Bildung in eine Linse fertig war.
BEISPIEL 3
Herstellung eines 75%igen PS510/25%igen PS513-Siloxanpräpol
Schritt 1
In einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 1, wurden 75 g (28,8 mmol) PS510, 25 g PS513 (1,50 mmol), 100 mg MeHQ und 250 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit 15 g CH₂Cl₂ und 4,70 g (30,3 mmol) IEM befüllt. Diese Lösung in dem Zugabetrichter wurde zu den Inhalten des Reaktionskolbens tropfenweise über eine 2-stündige Zeitdauer zugefügt. Heftiges Rühren wurde kontinuierlich aufrechterhalten während dieses Zugabeschritts. Der Zugabetrichter wurde anschließend mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktionsmischung wurde dann gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 1, behandelt.
Schritt 2
In den Reaktionskolben aus Beispiel 1, Schritt 2, wurden 5,29 g (30,3 mmol) TDI und 30 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 oben befüllt, und die Inhalte desselben wurden dann tropfenweise zu der TDI-CH₂Cl₂-Lösung zugefügt. Diese Zugabe dauerte etwa 4 Stunden, um vollständig zu sein, nach welcher der Zugabetrichter mit 25 g CH₂Cl₂ befällt wurde. Die Reaktionsvorgehensweise war im anschließenden gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 2.
Schritt 3
In einen Zugabetrichter wurden 10,9 g (10,4 mmol) GLUCAM E-20, 20 g CH₂Cl₂ und eine katalytische Menge Zinnoctoat (100–150 mg) eingefüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Dauer von etwa 1 Stunde zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugefügt. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 25 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktionsvorgehensweise im Anschluß war wie in Schritt 3 aus Beispiel 1 beschrieben.
BEISPIEL 4
Herstellung eines 50%igen PS510/50%igen PS513-Siloxanpräpolymers
Schritt 1
In einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie derjenige, der in Beispiel 1, Schritt 1, verwendet wurde, wurden 50 g (19, 2 mmol) PS510, 50 g (3,0 mmol) PS513, 100 mg MeHQ und 250 g CH₂Cl₂ eingefüllt. In den 50 ml Zugabetrichter wurden 50 g CH₂Cl₂ und 3,44 g (22,2 mmol) IEM zugefügt. Diese Lösung in dem Zugabetrichter wurde tropfenweise unter heftigem Rühren zu den Inhalten des Rundkolbens zugefügt. Die Zugabe dauerte etwa 1 Stunde, um vollständig zu sein, zu welchem Zeitpunkt der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült wurde. Die Reaktionsvorgehensweise dieses Schritts war dann gemäß Beispiel 1, Schritt 1.
Schritt 2
In einen Reaktionsbehälter, ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurden 3,87 g (22,2 mmol) TDI und 30 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 oben befüllt, und die Inhalte desselben wurden dann tropfenweise unter heftigem Rühren zu der TDI/CH₂Cl₂-Mischung zugefügt. Diese Zugabe dauerte etwa 4 Stunden, um vollständig zu sein. Nach dieser Zeitdauer wurde der Zugabetrichter mit 25 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion schritt voran gemäß Beispiel 1, Schritt 2.
Schritt 3
In einen Zugabetrichter wurden 8,0 g (7,66 mmol) GLUCAM E-20, 20 g CH₂Cl₂ und eine katalytische Menge, 100–150 mg, Zinnoctoat eingefüllt. Diese Lösung wurde über eine Zeitdauer von etwa 1 Stunde tropfenweise zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 25 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion schritt gemäß Beispiel 1, Schritt 3, voran.
BEISPIEL 5
Herstellung eines 25%ig-en PS510/75%igen PS513-Siloxanpräpolymers
Schritt 1
In einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 1, wurden 25 g (9,62 mmol) PS510, 75 g (4,49 mmol) PS513, 100 mg MeHQ und 250 g CH₂Cl₂ eingefüllt. In den Zugabetrichter wurden 5 g CH₂Cl₂ und 2,19 g (14,1 mmol) IEM eingefüllt. Die Lösung des Zugabetrichters wurde tropfenweise unter heftigem Rühren zu den Inhalten des Rundkolbens zugefügt. Nachdem die Zugabe vollständig war (1 Stunde), wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion schritt voran gemäß Beispiel 1, Schritt 1.
Schritt 2
In einen Reaktionsbehälter wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurden 2,46 g (14,1 mmol) TDI und 15 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung, die in Schritt 1 oben hergestellt wurde, befüllt, und diese Mischung wurde zu der TDI/CH₂Cl₂-Mischung tropfenweise zugegeben, über eine Zeitdauer von etwa 4 Stunden. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 25 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion schritt voran gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 2.
Schritt 3
In einen Zugabetrichter wurden 5,12 g (4,9 mmol) GLUCAM E-20, 10 g CH₂Cl₂ und eine katalytische Menge (100–150 mg) Zinnoctoat eingefüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine 1-stündige Zeitdauer zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugefügt. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion schritt voran gemäß Beispiel 1, Schritt 3.
BEISPIEL 6
Herstellung eines 100%igen PS555-Siloxanpräpolymers
Schritt 1
In einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 1, wurden 80 g (57,7 mmol) PS 555, ein Carbinol-terminiertes Polydimethylsiloxanharz (MW 1386 g/mol), erhalten von Huls America, Inc., 200 g CH₂Cl₂, 1000 ppm MeHQ und eine katalytische Menge Zinnoctoat (150–200 mg) eingefüllt. Die Inhalte des Reaktionsbehälters konnten rühren, bis das Siloxanharz vollständig gelöst war. In den Zugabetrichter wurden 20 g CH₂Cl₂ und 8,95 g (57,7 mmol) IEM eingefüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise unter heftigem Rühren zu der PS555/CH₂Cl₂-Reaktionsmischung zugefügt. Dieser Zugabeschritt dauerte etwa 3 Stunden, um vollständig zu sein, zu welchem Zeitpunkt der Zugabetrichter mit zusätzlichen 10 g CH₂Cl₂ gespült wurde. Die Reaktion konnte dann fortschreiten gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 1.
Schritt 2
In einen Reaktionsbehälter, ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurden 12,8 g (57,8 mmol) Isophorondiisocyanat (IPDI), 125 g CH₂Cl₂ und 100 mg Zinnoctoat eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Reaktionsmischung, die in Schritt 1 hergestellt wurde, befüllt und diese wurde tropfenweise über eine Zeitdauer von etwa 7 Stunden zugefügt. Nach dieser Zeitdauer wurde der Zugabetrichter mit 50 g CH₂Cl₂ gespült, und trockener Sauerstoff wurde in die Mischung für 30 Min. eingeperlt. Der Reaktionsfortschritt wurde überwacht wie in Beispiel 1, Schritt 2.
Schritt 3
In einen Zugabetrichter wurden 20,8 g (19,9 mmol) GLUCAM E-20, 25 g CH₂Cl₂ und eine katalytische Menge Zinnoctoat (100 mg) eingefüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Zeitdauer von etwa 3 Stunden zu der Reaktionsmischung, die in Schritt 2 oben hergestellt wurde, zugefügt. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Inhalte des Reaktionskolbens wurden mit trockenem O₂ für 30 Min. gespült. Der Reaktionsfortschritt wurde wie in Beispiel 1, Schritt 3, überwacht.
BEISPIEL 7
Herstellung eines 100%igen PS556-Siloxanpräpolymers
Schritt 1
In einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 1, wurden 80 g (50,8 mmol) PS556, ein Carbinol-terminiertes Polydimethylsiloxanharz (MW 1575 g/mol), erhalten von Huls America, Inc., 200 g CH₂Cl₂, 1000 ppm MeHQ und eine katalytische Menge (150–200 mg) Zinnoctoat eingefüllt. Die Inhalte des Reaktionsbehälters konnten rühren, bis das Siloxanharz vollständig gelöst war. Der Zugabetrichter wurde mit 20 g CH₂Cl₂ und 7,88 g (50,8 mmol) IEM befüllt. Diese Lösung wurde dann tropfenweise über eine 3-stündige Zeitdauer zu den Inhalten des Rundkolbens zugegeben. Nach der 3-stündigen Dauer wurde der Zugabetrichter mit zusätzlichen 10 g CH₂Cl₂ befüllt. Die Reaktion konnte dann auf die Art und Weise voranschreiten, die in Beispiel 1, Schritt 1, bezeichnet ist.
Schritt 2
Ein Reaktionsbehälter, ausgerüstet wie derjenige, der in Beispiel 1, Schritt 2, beschrieben ist, wurde mit 11,3 g (50,8 mmol) IPDI, 125 g CH₂Cl₂ und 50 mg Zinnoctoat befüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung, die in Schritt 1 oben hergestellt wurde, befüllt, und diese Mischung wurde tropfenweise zu der IPDI/CH₂Cl₂/Zinnoctoat-Mischung über eine Zeitdauer von etwa 7 Stunden zugefügt. Nach Vollständigkeit des Zugabeschritts wurden 50 g CH₂Cl₂ verwendet, um den Zugabetrichter zu waschen, und die Reaktion konnte voranschreiten gemäß Beispiel 1, Schritt 2.
Schritt 3
Ein Zugabetrichter wurde mit 18,3 g (17,5 mmol) GLUCAM E-20, 40 g CH₂Cl₂ und 100 mg Zinnoctuat befüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Zeitdauer von 3 Stunden zu der Reaktionsmischung, die in Schritt 2 hergestellt wurde, zugegeben. Nach Vollständigkeit wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült und die Reaktion schritt gemäß Beispiel 1, Schritt 3, voran.
BEISPIEL 8
Herstellung eines 100%igen JEFFAMIN D-2000-Präpolymers
Schritt 1
In einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie der Reaktionsbehälter aus Beispiel 1, Schritt 1, wurden 100 g (76,3 mmol) JEFFAMIN D-2000, ein Amin-terminiertes Polypropylenglycolharz (MW 1310 g/mol), erhalten von Huntsman, und 250 g CH₂Cl₂ und 1000 mg MeHQ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit 25 g CH₂Cl₂ und 11,8 g (76,3 mmol) IEM befüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise unter heftigem Rühren zu der Reaktionsmischung, welche das JEFFAMIN-Harz enthielt, zugegeben. Diese Zugabe dauerte etwa 6 Stunden, um vollständig zu sein, zu welchem Zeitpunkt der Zugabetrichter mit 10 g CH₂Cl₂ gespült wurde. Die Reaktion schritt dann gemäß der Beschreibung aus Beispiel 1, Schritt 1, voran.
Schritt 2
In einen Reaktionsbehälter, ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurden 13,3 g (76,4 mmol) TDI und 125 g CH₂Cl₂ eingefüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 oben befüllt, und diese Mischung wurde tropfenweise über eine 6-stündige Dauer zu den Inhalten des Rundkolbens zugefügt. Nach Vollständigkeit wurde der Zugabetrichter, mit 50 g CH₂Cl₂ gespült, und die Reaktion schritt gemäß Beispiel 1, Schritt 2, fort.
Schritt 3
In einen Zugabetrichter wurden 27,9 g (26,7 mmol) GLUCAM E-20, 60 g CH₂Cl₂ und 150 mg Zinnoctoat eingefüllt. Die Lösung wurde tropfenweise über eine Dauer von etwa 3 Stunden zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugefügt. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Inhalte des Reaktionskolbens wurden mit trockenem Sauerstoff für 30 Min. gespült. Der Reaktionsfortschritt wurde überwacht, wie in Beispiel 1, Schritt 3, durch Überwachen des Verschwindens der Isocyanatabsorption bei 2270 cm^– ¹.
BEISPIEL 9
Herstellung eines 25%igen JEFFAMIN D-2000/75%igen PS513-Präpolymers
Schritt 1
Fünfundzwanzig Gramm (19,1 mmol) JEFFAMIN D-2000, 56,3 g (21,7 mmol) PS513, 1000 ppm MeHQ und 250 g CH₂Cl₂ wurden in einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 1, eingefüllt. In den Zugabetrichter wurden 15 g Methylenchlorid und 6,37 g (41,1 mmol) IEM zugefügt. Diese Lösung wurde tropfenweise unter heftigem Rühren zu dem Rundkolben zugegeben. Die Zugabe dauerte 2 Stunden, um vollständig zu sein, an welchem Zeitpunkt der Zugabetrichter mit zusätzlichen 10 g Lösungsmittel (CH₂Cl₂) gespült wurde, entfernt wurde und ersetzt wurde mit einem Gasverteiler, der an einen trockenen Sauerstoffzylinder angebunden war. Die Reaktionsmischung wurde mit Sauerstoff für 20 Min. gespült, der Gasverteiler wurde entfernt und durch einen Glasstopfen ersetzt. Der Reaktionsfortschritt wurde überwacht durch die Vorgehensweise, die in Beispiel 1, Schritt 1, beschrieben wurde.
Schritt 2
Ein Reaktionsbehälter, ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurde mit 7,3 g (42,0 mmol) TDI und 40 g CH₂Cl₂ befällt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 befüllt, und diese Lösung wurde zu den Inhalten des 1 L Rundhals-Kolbens tropfen- weise über eine Dauer von etwa 6 Stunden zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 50 g Lösungsmittel gespült und trockener Sauerstofff wurde in die Mischung für 30 Min. durchgeperlt. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt wie in Beispiel 1, Schritt 2, durch Überwachen der Verminderung der Intensität des Isocyanatpeaks.
Schritt 3
Ein 60 mL Zugabetrichter wurde mit 15,3 g (14,7 mmol) GLUCAM E-20, 40 g CH₂Cl₂ und einer katalytischen Menge Zinnoctoat (150 mg) befüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Dauer von etwa 1 Stunde zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Inhalte des Reaktionskolbens wurden mit trockenem Sauerstoff für 30 Min. gespült. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt, wie in Beispiel 1, Schritt 3, durch Überwachen des Verschwindens der Isocyanatabsorption bei 2270 cm^–1.
BEISPIEL 10
Synthese eines 50%igen JEFFAMIN D-2000/37,5%igen PS510/12,5%igen PS513-Präpolymers
Schritt 1
50 g (38,2 mmol) JEFFAMIN D-2000, 37,5 g (14,4 mmol) PS510, 12,5 g (0,75 mmol) PS513, 1000 ppm MeHQ und 250 g CH₂Cl₂ wurden in einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 1, eingefüllt. In den Zugabetrichter wurden 20 g CH₂Cl₂ und 8,3 g (53,4 mmol) IEM eingefüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise unter heftigem Rühren in den Rundkolben zugegeben. Die Zugabe dauerte etwa 3 Stunden, um vollständig zu sein, an welchem Zeitpunkt der Zugabetrichter mit zusätzlichen 10 g CH₂Cl₂ gespült wurde, entfernt wurde und mit einem Gasverteiler, der an einen trockenen Stickstoffzylinder angebunden war, ersetzt wurde. Die Reaktionsmischung wurde mit Sauerstoff für 20 Min. gespült, der Gasverteiler entfernt und durch einen Glasstopfen ersetzt. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt gemäß Schritt 1 aus Beispiel 1.
Schritt 2
Ein Reaktionsbehälter, ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurde mit 9,3 g (53,3 mmol) TDI und 50 g CH₂Cl₂ befüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 befüllt, und diese Lösung wurde zu den Inhalten des 1 L Rundhalskolbens tropfenweise über eine Dauer von etwa 6 Stunden zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 50 g Lösungsmittel gespült, und trockenes Sauerstoffgas wurde in die Mischung für 30 Min. durchgeperlt. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Überwachen der Reduktion der Intensität des Isocyanatpeaks.
Schritt 3
Ein 50 mL Zugabetrichter wurde mit 19,4 g (18,6 mmol) GLUCAM E-20, 40 g CH₂Cl₂ und einer katalytischen Menge Zinnoctuat (etwa 150 mg) befüllt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Dauer von 1 Stunde zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Inhalte des Reaktionskolbens mit trockenem Sauerstoff für 30 Min. gespült. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Überwachen des Verschwindens der Isocyanatabsorption bei 2270 cm^–1.
Ein viskoses flüssiges Produkt wurde nach Abdampfen des Lösungsmittels erhalten.
BEISPIEL 11
Synthese eines 75%igen JEFFAMIN D-2000/18,7%igen PS510/6,3%igen PS513-Präpolymers
Schritt 1
Fünfundsiebzig Gramm (57,3 mmol) JEFFAMIN D-2000, 18,7 g (7,20 mmol) PS510, 6,25 g (0,37 mmol) PS513, 1000 ppm MeHQ und 250 g CH₂Cl₂ wurden in einen Reaktionsbehälter, vorbereitet und ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 1, eingefüllt. In den Zugaberichter wurden 25 g CH₂Cl₂ und 9,85 g (63,5 mmol) IEM zugegeben. Diese Lösung wurde tropfenweise unter heftigem Rührem zu dem Rundkolben zugegeben. Die Zugabe dauerte etwa 3 Stunden, um vollständig zu sein, an welchem Zeitpunkt der Zugabetrichter mit zusätzlichen 10 g CH₂Cl₂ gespült wurde, und die Reaktion schritt fort gemäß Beispiel 1, Schritt 1.
Schritt 2
Ein 1 L Drei-Hals-Rundkolben, ausgerüstet wie derjenige aus Beispiel 1, Schritt 2, wurde mit 11,3 g (64,9 mmol) TDI und 60 g CH₂Cl₂ befüllt. Der Zugabetrichter wurde mit der Mischung aus Schritt 1 befüllt, und diese Mischung wurde zu den Inhalten des 1 L Rund-Hals-Kolbens tropfenweise über eine Dauer von etwa 4 Stunden zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 50 g Lösungsmittel gespült, und trockenes Sauerstoffgas wurde in die Mischung für 30 Min. eingeperlt. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Überwachen der Reduktion der Intensität des Isocyanatpeaks.
Schritt 3
Ein 60 mL Zugabetrichter wurde mit 23,7 g(22,7 mmol) GLUCAM E-20, 50 g CH₂Cl₂ und einer katalytischen Menge Zinnoctoat (etwa 150 mg) befällt. Diese Lösung wurde tropfenweise über eine Dauer von einer Stunde zu der Reaktionsmischung aus Schritt 2 zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig war, wurde der Zugabetrichter mit 5 g CH₂Cl₂ gespült, und die Inhalte des Reaktionskolbens wurden mit trockenem Sauerstoff für 30 Min. gespült. Der Reaktionsfortschritt wurde verfolgt durch Überwachen des Verschwindens der Isocyanatabsorption bei 2270 cm^–1.
BEISPIEL 12
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Eine photoreaktive Formulierung wurde hergestellt durch Mischen von 64 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 1 und 0,23 g Darocur 1173 (2-Hydroxy-2-methylpropiophenon), einem Photoinitiator. Die resultierende Mischung wurde dann mechanisch für 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die Formulierung wurde dann entgast unter vermindertem Druck (< 5 mm Hg) bei 65°C für 0,5 Stunden. Dieser Entgasungsschritt hilft, eingeschlossene Blasen zu entfernen, die aus dem mechanischen Rühren resultieren, das verwendet wird, um die Komponenten zu mischen.
Entgaste (12 Stunden, < 5 mm Hg) Polystyrolgießformen wurden dann mit der reaktiven Formulierung befüllt, und die befüllten Gießformen wurden dann gehärtet für 4 Min. unter einem UV-Licht. Eine Bogenlampe mit einer durchschnittlichen Intensitätsausgabe von 55 mW/cm² wurde verwendet, um die Härtung zu bewirken. Eine Kraft, die äquivalent war, zu einer 4 kg Masse, wurde auf die zwei Gießformstücke beaufschlagt, um einen sauberen Rand auf den Linsen zu gewährleisten. Das Gewicht wurde auf die Gießformen für insgesamt 5 Min. beaufschlagt, mit einer 1-minütigen Vorhärtungsdauer (d. h. keine UV-Aussetzung), gefolgt von dem 4-minütigen UV-Härtungscyclus. Die Gießformstücke wurden dann getrennt und die Linsen freigegeben aus den Gießformen durch Eintauchen in Methanol für 3 Min. Die Linsen konnten dann in physiologischer Salzlösung bei 35°C für 3 Tage vor einem Testen equilibrieren.
BEISPIEL 13
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 12 hergestellt, außer daß eine Mischung aus 67 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 2 und 0,24 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 14
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 12, außer daß eine Mischung aus 40 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 6 und 0,14 g Darocur 1173 verwendet wurde. Überdies wies die Bogenlampe, die verwendet wurde, um eine Härtung zu bewirken, eine durchschnittliche Intensitätsausgabe von 75 mW/cm² auf.
BEISPIEL 15
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Eine photoreaktive Formulierung wurde hergestellt durch Mischen von 40,4 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 1, 16,2 g Toluol (verwendet als ein inertes Streckmittel, um die Materialviskosität zu vermindern) und 0,2 g Darocur 1173. Die resultierende Mischung wurde mechanisch für 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann unter vermindertem Druck (< 5 mm Hg) bei 65°C für 0,5 Stunden entgast. Dieser Schritt hilft, eingeschlossene Blasen zu entfernen, die aus dem mechanischen Rühren resultieren, das verwendet wird, um die Komponenten zu mischen.
Entgaste (12 Stunden, < 5 mm Hg) Polypropylengießformen wurden dann mit der reaktiven Formulierung befüllt, und die befüllten Gießformen wurden dann gehärtet unter einem UV-Licht für 4 Min. Eine Bogenlampe mit einer durchschnittlichen Intensitätsausgabe von 75 mW/cm² wurde verwendet, um die Härtung zu bewirken. Eine Kraft, die äquivalent war zu einer 4 kg Masse, wurde auf die zwei Gießformstücke beaufschlagt, um einen sauberen Rand an den Linsen zu gewährleisten. Das Gewicht wurde auf die Gießformen beaufschlagt, um einen sauberen Rand auf den Linsen zu gewährleisten. Das Gewicht wurde für insgesamt 5 Min. auf den Gießformen beaufschlagt, mit einer 1-minütigen Vorhärtungsperiode, gefolgt von dem 4-minütigen UV-Härtungscyclus. Die Gießformstücke wurden dann getrennt und die Linsen freigegeben aus den Gießformen durch Eintauchen in Methanol für 1 Stunde. Dieser Schritt hilft, etwas des Toluols aus den Linsen zu extrahieren. Die Linsen konnten dann in physiologischer Salzlösung bei 35°C für 3 Tage vor einem Testen equilibrieren.
BEISPIEL 16
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise, die in Beispiel 15 beschrieben ist, außer daß eine Mischung aus 85,5 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 3, 34,2 g Toluol und 0,42 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 17
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise, die in Beispiel 15 beschrieben wurde, außer daß eine Mischung aus 76,9 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 4, 30,7 g Toluol und 0,38 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 18
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 15, außer daß eine Mischung aus 64,0 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 5, 25,6 g Toluol und 0,31 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 19
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 15, außer daß eine Mischung aus 39,9 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 3, 15,5 g Styrol und 0,14 g Darocur 1173 verwendet wurde. Ebenfalls war die durchschnittliche Intensitätsausgabe der Bogenlampe während des Härtens 26 mW/cm².
BEISPIEL 20
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 15, außer daß eine Mischung aus 40,4 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 4, 16,2 g Styrol und 0,14 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 21
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 19, außer daß eine Mischung aus 40,3 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 5, 16,1 g Styrol und 0,14 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 22
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 15, außer daß eine Mischung aus 52,2 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 9, 20,9 g Toluol und 0,26 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BEISPIEL 23
Herstellung von weichen Kontaktlinsen
Weiche Kontaktlinsen wurden hergestellt gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 15, außer daß eine Mischung aus 50,5 g des Siloxanpräpolymers aus Beispiel 10, 20,2 g Toluol und 0,25 g Darocur 1173 verwendet wurde.
BESTIMMUNG VON PHYSIKALISCHEN EIGENSCAFTEN DER HERGESTELLTEN KONTAKTLINSEN
Die Kontaktlinsen, die in Beispielen 12 bis 23 hergestellt wurden, wurden dann jeweils den folgenden Testverfahren unterzogen, deren Ergebnisse in Tabelle 1 tabuliert sind.
Testverfahren 1. Zugeigenschaften (Modul, Dehnung und Festigkeit)
Die zu testende Linse wurde in die gewünschte Probengröße und Form geschnitten, und der Querschnittsbereich wurde gemessen. Die Probe wurde dann in die Halterungen eines Testinstruments des Querkopfewegungstyps mit konstanter Geschwindigkeit eingefügt, ausgerüstet mit einer Belastungszelle. Die Probe wurde dann mit einer konstanten Streckgeschwindigkeit verlängert und die resultierende Spannungs-Dehnungs-Kurve wurde aufgezeichnet. Die Dehnung ist ausgedrückt in Prozent, und der Zugmodul und die Festigkeit in psi (lbs/in²).
Testverfahren 2. Gravimetrischer Wassergehalt
Eine Bestimmung des Wassergehalts der Linsen wurde durchgeführt durch zunächst ein Wiegen der Linsen, die in Salzlösung equilibriert worden waren, und anschließend ein Trocknen solcher Linsen unter vermindertem Druck (< 5 mm Hg) bei 65°C für 2 Stunden. Die getrockneten Linsen wurden dann gewogen und der gravimetrische Wassergehalt wurde wie folgt berechnet.
% Wasser = 100 × (mna ß – mtr ocken)/mnaß
wobei m_naß die nasse Linsenmasse (Masse des Polymers plus Masse der Salzlösung) darstellt, und m_trocken die trockene Polymermasse darstellt.
Testverfahren 3. Sauerstoffpermeabilität
Die Sauerstoffpermeabilität wurde gemessen durch das Verfahren von Fatt et al., "Measurement of Oxygen Transmissibility and Permeability of Hydrogel Lenses and Materials", International Contact Lens Clinic, Vol. 9/Nr. 2, März/April 1982, S. 76. Ein polarographischer Sauerstoffsensor, bestehend aus einer Goldkathode mit 4 mm Durchmesser und einer Silber-Silberchlorid-Ringanode, wurde verwendet in diesem Verfahren. Die gemessene Sauerstoffpermeabilität wird bezeichnet durch Dk, wobei D den Diffusionskoeffizienten für Sauerstoff in dem zu testenden Material darstellt und k die Löslichkeit von Sauerstoff in dem Material ist. Die Einheiten der Permeabilität (Dk) sind (cm²/s) (mL O₂/mL·mm Hg).
Die oben tabulierten Ergebnisse zeigen klar, daß Linsen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, eine hohe O₂-Permeabilität ebenso wie ein gutes Gleichgewicht von mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Dehnung und Modul, zeigen.

Claims

Weiche, ophthalmische Linse, angepaßt zum Einsetzen über die Hornhaut oder in das Auge, hergestellt aus einem Polymer mit Wiederholungseinheiten der folgenden strukturellen Formel:
wobei jedes R unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; G eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält; jedes R₁ unabhängig -NH-D-NH- ist, wobei D ein Kohlenwasserstoffrest ist, welcher 4 bis 15 Kohlenstoffatome und 0, 1 oder 2 optional kondensierte Ringe enthält, welche gesättigt oder ungesättigt sein können; jedes R₂ unabhängig eine Einheit der Formel (i) oder (ii) -(CH₂)_3-7-Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7- oder (i) -CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃- (ii) ist, wobei A¹ bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, oder Benzyl ist, A² bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, R₃ Wasserstoff oder Methyl ist; n von 10 bis 300 ist und m von 5 bis 100 ist, vorausgesetzt, daß R₂ bei wenigstens einem Auftreten eine Einheit der Formel (i) ist; jedes -L- unabhängig -O- oder -NH- ist; jedes R^* unabhängig ist
wobei jedes R₄ unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; jedes w, x, y und z unabhängig in einem Bereich von 0 bis 200 liegt, mit der Voraussetzung, daß 5 ≤ (w + x + y + z) ≤ 200 ist.
Weiche, ophthalmische Linse nach Anspruch 1, bei welcher jedes R₂ eine Einheit der Formel (i) ist.
Weiche, ophthalmische Linse nach Anspruch 2, bei welcher R₂ die Formel -(CH₂)₃-Si(CH₃)₂O-(Si(CH₃)₂O)_n-Si(CH₃)₂-(CH₂)₃ aufweist.
Weiche, ophthalmische Linse nach Anspruch 3, bei welcher n von 15 bis 225 ist.
Weiche, ophthalmische Linse nach Anspruch 1, bei welcher G Methyl ist.
Weiche, ophthalmische Linse nach Anspruch 1, bei welcher jedes -NH-D-NH- unabhängig
ist.
Weiche, ophthalmische Linse nach Anspruch 1, bei welcher jedes R^* -NH(CH₂)₂OC(O)C(R₄)-CH₂- ist.
Verfahren zum Herstellen des Präpolymers
wobei jedes R unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; G eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält; jedes R₁ unabhängig -NH-D-NH- ist, wobei D ein Kohlenwasserstoffrest ist, welcher 4 bis 15 Kohlenstoffatome, und 0, 1 oder 2 optional kondensierte Ringe enthält, welche gesättigt oder ungesättigt sein können; jedes R₂ unabhängig eine Einheit der Formel (i) oder (ii) -(CH₂)_3-7Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7- (i)oder -CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃- (ii) ist, wobei A¹ bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, oder Benzyl ist, A² bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, R₃ Wasserstoff oder Methyl ist; n von 10 bis 300 ist und m von 5 bis 100 ist, vorausgesetzt, daß R₂ bei wenigstens einem Auftreten eine Einheit der Formel (i) ist; jedes L unabhängig -O- oder -NH- ist; jedes RE unabhängig
ist, wobei jedes R₄ unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; jedes w, x, y und z unabhängig in einem Bereich von 0 bis 200 liegt, mit der Voraussetzung, daß 5 ≤ (w + x + y + z)≤ 200 ist, welches umfaßt: Umsetzen eines oder mehrerer Vorstufen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen der Formel (iii) O=C=N-D-NH-C(O)-L-R₂-L-C(O)-RE (iii) wobei D, L, R₂ und RE wie oben definiert sind, mit einem oder mehreren alkoxylierten Glucosiden der Formel
wobei G, R, w, x, y und z wie oben definiert sind, in relativen Mengen der einen oder mehreren Vorstufen zu dem einen oder mehreren Glucosiden, und unter Bedingungen, die wirksam sind, um das Präpolymer zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem jedes R₂ eine Einheit der Formel (i) ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem R₂ die Formel -(CH₂)₃-Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)_n-Si(CH₃)₂-(CH₂)₃- aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem n von 15 bis 225 ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem G Methyl ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem jedes -NH-D-NH
ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem jedes RE -NH(CH)₂OC(O)C(R₄)=CH₂ ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Vorstufe mit der Formel (iii) hergestellt wird durch Umsetzen einer Verbindung der Formel H-L-(CH₂)_3-7-Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7-L-H oder H-L-CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃-L-H mit etwa einer äquimolaren Menge einer oder mehrerer Verbindungen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen der folgenden Formeln:

CH₂=C(CH₃)C(O)Cl und R₄C(=CH₂)-C(O)OCH₂CH₂Cl; und dann Umsetzen des Pro duktes der Reaktion mit einem Diisocyanat der Formel D(NCO)₂.
Präpolymer mit der strukturellen Formel:
wobei jedes R unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; G eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält; jedes R₁ unabhängig -NH-D-NH- ist, wobei D ein Kohlenwasserstoffrest ist, welcher 4 bis 15 Kohlenstoffatome und 0, 1 oder 2 optional kondensierte Ringe enthält, welche gesättigt oder ungesättigt sein können; jedes R₂ unabhängig eine Einheit der Formel (i) oder (ii) -(CH₂)_3-7-Si(A¹)(A²)O-(Si(A¹)(A²)O)_n-Si(A¹)(A²)-(CH₂)_3-7 (i)oder -CH₂CHR₃-O-(CH₂CHR₃O)_m-CH₂CHR₃- (ii) ist, wobei A¹ bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält, oder Benzyl ist, A² bei jedem Auftreten eine Alkylgruppe ist, welche von 1 bis 3 Kohlenstoffatome enthält; R₃ Wasserstoff oder Methyl ist; n von 10 bis 300 ist und m von 5 bis 100 ist, vorausgesetzt, daß R₂ bei wenigstens einem Auftreten eine Einheit der Formel (i) ist; jedes L unabhängig -O- oder -NH- ist; jedes RE unabhängig
ist, wobei jedes R₄ unabhängig Wasserstoff oder Methyl ist; jedes w, x, y und z unabhängig in einem Bereich von 0 bis 200 liegt, mit der Voraussetzung, daß 5 ≤ (w + x + y + z) ≤ 200 ist. f
Präpolymer nach Anspruch 16, bei welchem jedes R₂ eine Einheit der Formel (i) ist.
Präpolymer nach Anspruch 17, bei welchem R₂ die Formel -(CH₂)₃-Si(CH₃)₂O(Si(CH₃)₂O)_n-Si(CH₃)₂-(CH₂)₃- aufweist.
Präpolymer nach Anspruch 16, bei welchem n von 15 bis 225 ist.
Präpolymer nach Anspruch 16, bei welchem G Methyl ist.
Präpolymer nach Anspruch 16, bei welchem jedes -NH-D-NH
ist.
Präpolymer nach Anspruch 16, bei welchem jedes RE -NHCH₂CH₂OC(O)C(R₄)=CH₂ ist.
Verfahren zum Herstellen einer weichen, ophthalmischen Kontaktlinse zum Einsetzen über die Hornhaut oder in das Auge, welches umfaßt: (a) Bereitstellen eines Präpolymers gemäß Anspruch 16; (b) Einsetzen des Präpolymers in eine Linsengießform, wobei wenigstens eine Oberfläche der Gießform eine optische Stärke von nicht 0 enthält;