DE69920484T2

DE69920484T2 - Verfahren zur herstellung von beschichteten geformten polymeren gegenständen

Info

Publication number: DE69920484T2
Application number: DE69920484T
Authority: DE
Inventors: Andrew Victor Graham Guildford MUIR; Frances Paula LENNON; Sean Leo Farnham WILLIS; Richard Paul Farnham REDMAN; Anthony Claude Marie Farnham COLLIAS
Original assignee: Biocompatibles UK Ltd
Current assignee: Biocompatibles UK Ltd
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2019-07-20
Also published as: EP1109853B1; AU750236B2; US6893595B1; JP2002520463A; JP4786794B2; CA2337004A1; EP1109853A1; AU5051799A; CA2337004C; ATE277109T1; WO2000004078A8; DE69920484D1; WO2000004078A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen beschichteter, geformter polymerer Gegenstände, bei denen die Beschichtung fest an dem Produkt haftet und einen Gegenstand mit Oberflächeneigenschaften bereitstellt, die von den Eigenschaften der Masse verschieden sind.
Es ist häufig wünschenswert, der Oberfläche eines polymeren Gegenstandes von denjenigen der Masse verschiedene Eigenschaften zu verleihen. Zum Beispiel ist es oft wünschenswert, ein hydrophobes Massepolymer mit einer hydrophilen Oberfläche zu versehen, oder umgekehrt. Alternativ kann es wünschenswert sein, die Oberfläche eines verhältnismäßig leicht vernetzten Polymers durch Bereitstellung einer verhältnismäßig stärker vernetzten Oberflächenbeschichtung zu stabilisieren.
In der früheren Anmeldung Nr. WO-A-93/01221 beschrieben die Anmelder Beschichtungen für polymere Substrate, gebildet aus Polymeren mit zwitterionischen Seitengruppen. Die Polymere versehen das Substrat mit verbesserter Biokompatibilität und Blutverträglichkeit. Die Polymere können hydrophob auf der Oberfläche adsorbiert oder ionisch mit der Oberfläche verbunden sein, oder sie können, vorzugsweise durch Bereitstellung kovalenter Bindung zwischen funktionellen Oberflächengruppen mit reaktiven Gruppen an dem Polymer, die mit ihnen reaktiv sind, an der Oberfläche stabilisiert werden. Ähnliche Copolymere können nach dem Beschichten vernetzbar sein, zum Beispiel durch Aussetzung nach der Beschichtung an Bedingungen, mittels derer intermolekulare Vernetzung stattfindet. Ein Beispiel einer reaktiven Gruppe wird durch eine ethylenisch ungesättigte Gruppe in einem Monomer, aus dem das Polymer gebildet wird, bereitgestellt. Derartige ethylenisch ungesättigten Gruppen können in einer intermolekularen Additionsreaktion zwischen den ethylenisch ungesättigten Gruppen benachbarter Polymerketten vernetzt werden. Alternativ kann die ethylenisch ungesättigte Seitengruppe mit funktionellen Gruppen der Oberfläche umgesetzt werden, um für eine kovalente Bindung mit der Substratoberfläche zu sorgen.
In der früheren Anmeldung Nr. WO-A-93/05081 der Anmelder wird ein polymeres Substrat durch Pfropfen mit zwitterionischen Oberflächengruppen versehen, zum Beispiel durch Propf(co)polymerisation einer eine zwitterionische Gruppe tragenden Verbindung.
Beide vorstehenden Lösungsansätze für die Bereitstellung kovalent gebundener Beschichtungen mit zwitterionischen Gruppen erfordern die Bereitstellung eines Substrates mit funktionellen Oberflächengruppen. Wenn das Ausgangsmaterial im Wesentlichen nicht-funktionell ist, kann es notwendig sein, die Oberfläche zu aktivieren, zum Beispiel indem ein Vorbehandlungsschritt mit Sauerstoff-Plasma verwendet wird, um funktionelle Gruppen vor dem Beschichtungs- oder Pfropfschritt bereitzustellen. Alternativ kann es möglich sein, das Material des Substrates während der Herstellung an das Einführen funktioneller Gruppen auf der Oberfläche anzupassen. Wenn jedoch das Produkt in einem Polymerisationsstadium hergestellt wird, wird es notwendig sein, die Polymerisation unter derartigen Bedingungen durchzuführen, dass die funktionellen Gruppen nicht deaktiviert werden. Dies kann den Vorgang der Härtung/Polymerisation komplizierter machen, weil es im allgemeinen notwendig ist; das Massematerial verhältnismäßig extremen Bedingungen zu unterwerfen, um Polymerisation durch die ganze Masse hindurch sicherzustellen.
In EP-A-0362137 werden hydrophobe Massesubstrate mit einer alles umhüllenden hydrophilen Oberflächenschicht versehen, und zwar mittels eines Verfahrens, in welchem die Oberfläche der Form mit einer Beschichtung aus einem Beschichtungspolymer A mit reaktiven Seitengruppen versehen wird, eine flüssige, eine co-reaktive Verbindung umfassende härtbare Zusammensetzung zum Füllen der Form verwendet wird, wodurch die härtbare Zusammensetzung in Kontakt mit den beschichteten Teilen der Oberfläche der Form ist, und die härtbare Zusammensetzung unter derartigen Bedingungen zum Bilden des Massepolymers B gehärtet wird, dass die Reaktion zwischen der coreaktiven Verbindung und der reaktiven Gruppe des Polymers A unter Bildung einer kovalenten Bindung stattfindet, die Polymer A mit Polymer B zumindest an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Massepolymer B verbindet. Das Beschichtungspolymer A kann zum Beispiel vinylische Seitengruppen beinhalten. Diese können mit ethylenisch ungesättigten Gruppen in der härtbaren Zusammensetzung reaktiv sein oder sie können mit Hydrosilylgruppen in einer härtbaren Siliconzusammensetzung reagieren. Die Hydrophilie der Beschichtungspolymere wird durch ionische Gruppen oder durch Polyethylenoxidgruppen bereitgestellt.
In einem neuen, erfindungsgemäßen Verfahren, das einen beschichteten, geformten Polymergegenstand bereitstellt, werden die folgenden Schritte durchgeführt:

a) mindestens ein Teil der Oberfläche einer Form wird mit einer Beschichtung eines reaktive Seitengruppen aufweisenden Polymers A versehen;
b) eine flüssige, härtbare Zusammensetzung umfassend eine mit der reaktiven Gruppe von Polymer A reaktive funktionelle Verbindung, wird mit der Form kontaktiert, wodurch die Zusammensetzung in Kontakt mit den beschichteten Teilen der Oberfläche der Form ist, und
c) die härtbare Zusammensetzung wird gehärtet, um ein Massepolymer B unter derartigen Bedingungen zu bilden, dass Reaktion zwischen der funktionellen Verbindung und den reaktiven Gruppen von Polymer A unter Ausbildung einer kovalenten Bindung stattfindet, die Polymer A mit Polymer B zumindest an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Massepolymer B verbindet, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass Polymer A erhältlich ist durch Radikalpolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, die beinhalten: a) ein zwitterionisches Monomer der allgemeinen Formel I Y-B-X (I)worin B eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette, die gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, oder, wenn X oder Y ein endständiges, an B gebundenes Kohlenstoffatom enthalten, eine Valenzbindung ist; X eine zwitterionische Gruppe ist und Y eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R)-CH₂-O-, CH₂=C(R)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R)OC(O)-, CH₂=C(R)-O-, CH₂=C(R)CH₂OC(O)N(R¹)-, R³⁰OOCCR=CRC(O)-O-, RCH=CHC(O)O-, RCH=C(COOR³⁰)CH₂-C(O)-O-,
worin: R Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist; R³⁰ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder BX ist A -O- oder -NR¹- ist; R¹ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist oder R¹ -B-X ist, wobei B und X wie vorstehend definiert sind; und K eine Gruppe -(CH₂)_pOC(O)-, -(CH₂)_pC(O)O-, -(CH₂)_pOC(O)O-, -(CH₂)_pNR²-, -(CH₂)_pNR²C(O)-, -(CH₂)_pC(O)NR²-, -(CH₂)_pNR²C(O)O-, -(CH₂)_pOC(O)NR²-, -(CH₂)_pNR²C(O)NR²- (worin die Gruppen R² gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_pO-, -(CH₂)_pSO₃- oder, gegebenenfalls in Kombination mit B, eine Valenzbindung ist und p 1 bis 12 ist und R² Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist und b) ein reaktives funktionelles Monomer der allgemeinen Formel II Y¹B⁴R³ IIworin: B⁴ eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette, die gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, oder eine Valenzbindung ist; Y¹ eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R⁴)-CH₂-O-, CH₂=C(R⁴)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R⁴)OC(O)-, CH₂=C(R⁴)-O-, CH₂=C(R⁴)CH₂OC(O)N(R⁵)-, R³¹OOCCR⁴=CR⁴C(O)-O-, R⁴CH=CHC(O)O-, R⁴CH=C(COOR³¹)CH₂-C(O)-O-,
worin R⁴ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist; R³¹ Wasserstoff, eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder eine Gruppe B⁴R³ ist; A¹ -O- oder -NR⁵- ist; R⁵ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist oder R⁵ eine Gruppe Q ist; K¹ eine Gruppe -(CH₂)_lOC(O)-, -(CH₂)_lC(O)O-, -(CH₂)_lOC(O)O-, -(CH₂)_lNR⁶-, -(CH₂)_lNR⁶C(O)-, -(CH₂)_lC(O)NR⁶-, -(CH₂)_lNR⁶C(O)O-, -(CH₂)_lOC(O)NR⁶-, -(CH₂)_lNR⁶C(O)NR⁶- (worin die Gruppen R⁶ gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_lO-, -(CH₂)_lSO₃-, eine Valenzbindung ist und l 1 bis 12 ist und R⁶ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist, und R³ eine reaktive Gruppe ist, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe umfasst, die von Y und Y¹ verschieden ist und die nicht mit Y und Y¹ polymerisiert hat.

In dem Polymer A beinhalten die zwitterionischen Gruppen X jeweils sowohl eine anionische wie auch eine kationische Gruppe. Vorzugsweise sind die Gruppen X Seitengruppen, das heißt solche, die an dem Grundgerüst des Polymers hängen. In der Gruppe X sind das die kationische Ladung tragende Atom und das die anionische Ladung tragende Atom im allgemeinen durch 2 bis 12 Atome, bevorzugt 2 bis 8 Atome, noch bevorzugter 3 bis 6 Atome, im allgemeinen mindestens 2 Kohlenstoffatome getrennt.
Vorzugsweise ist die kationische Gruppe in der zwitterionischen Gruppe X eine Amingruppe, vorzugsweise eine tertiäre oder noch bevorzugter eine quaternäre Amingruppe. Die anionische Gruppe in X kann eine Carboxylat-, Sulfat-, Sulfonat-, Phosphonat- oder noch bevorzugter eine Phosphatgruppe sein. Vorzugsweise hat die zwitterionische Gruppe einen einzigen, einwertig geladenen, anionischen Rest und einen einzigen, einwertig geladenen, kationischen Rest. Eine Phosphatgruppe liegt vorzugsweise in der Form eines Diesters vor.
In einer Seitengruppe X ist das Anion vorzugsweise näher an dem Polymergrundgerüst als das Kation.
Alternativ kann Gruppe X eine Betaingruppe sein (das heißt eine, in der das Kation näher am Grundgerüst ist), zum Beispiel ein Sulfo-, Carboxy- oder Phosphobetain. Eine Betaingruppe sollte keine Gesamtladung haben und ist daher vorzugsweise ein Carboxy- oder Sulfobetain. Wenn sie ein Phosphobetain ist, muss die Phosphat-Endgruppe ein Diester sein, das heißt mit einem Alkohol verestert sein. Solche Gruppen können durch die allgemeine Formel II dargestellt werden, -X³-R²⁴-N⁺(R²⁵)₂-R²⁶-V^– (II)wobei X³ eine Valenzbindung, -O-, -S- oder -NH-, vorzugsweise -O- ist;
V ein Carboxylat-, Sulfonat- oder (einwertig geladenes) Phosphatdiester-Anion ist;
R²⁴ eine Valenzbindung (zusammen mit X³) oder Alkylen-, -C(O)alkylen- oder -C(O)NHalkylen, vorzugsweise Alkylen und vorzugsweise von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylenkette enthaltend ist;
die Gruppen R²⁵ gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind oder die Gruppen R²⁵ zusammen mit dem Heteroatom, an dem sie gebunden sind, einen heterocyclischen Ring mit 5 bis 7 Atomen bilden; und
R²⁶ Alkylen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10, noch bevorzugter 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, dass wenn V ein Sulfonatanion ist, R²⁶ Alkylen mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen ist.
Ein bevorzugtes Sulfobetainmonomer hat die Formel III
wobei die Gruppen R¹⁶ gleich oder verschieden und jeweils Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl sind und d von 2 bis 4 ist.
Vorzugsweise sind die Gruppen R¹⁶ gleich. Es ist auch zu bevorzugen, dass mindestens eine der Gruppen R¹⁶ Methyl ist, und noch bevorzugter ist, dass die Gruppen R¹⁶ beide Methyl sind.
Vorzugsweise ist d 2 oder 3, und noch bevorzugter 3.
Alternativ kann die Gruppe X eine Aminosäuregruppe sein, bei der das α-Kohlenstoffatom (an das eine Amingruppe und die Carbonsäuregruppe gebunden sind) über eine Linkergruppe mit dem Grundgerüst von Polymer A verbunden ist. Solche Gruppen können durch die allgemeine Formel IV dargestellt werden
wobei X⁴ eine Valenzbindung, -O-, -S- oder -NH-, vorzugsweise -O- ist,
R²⁷ eine Valenzbindung (wahlweise zusammen mit X⁴) oder Alkylen-, -C(O)alkylen- oder -C(O)NHalkylen, vorzugsweise Alkylen und vorzugsweise von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen enthaltend ist;
die Gruppen R²⁸ gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methyl sind oder zwei der Gruppen R²⁸ zusammen mit dem Stickstoff, an dem sie gebunden sind, einen heterocyclischen Ring mit 5 bis 7 Atomen bilden oder die drei Gruppen R²⁸ zusammen mit dem Stickstoff, an dem sie gebunden sind, eine kondensierte Ringstruktur, die in jedem Ring 5 bis 7 Atome enthält, bilden.
X hat vorzugsweise die Formel V
worin die Gruppen X¹ und X², die gleich oder verschieden sind, -O-, -S-, -NH- oder eine Valenzbindung, vorzugsweise -O-, sind, und W⁺ eine Gruppe ist, die eine kationische Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumgruppe und eine Gruppe umfasst, welche die anionischen und kationischen Gruppen verknüpft, die vorzugsweise eine C_1-12-Alkylengruppe ist.
Vorzugsweise enthält W als kationische Gruppe eine Ammoniumgruppe, noch bevorzugter eine quaternäre Ammoniumgruppe.
Die Gruppe W⁺ kann zum Beispiel eine Gruppe der Formel -W¹-N⁺R²³ ₃, -W¹-P⁺R^23a ₃, -W¹-S⁺R^23a ₂ oder -W¹-Het⁺ sein, worin:
W¹ Alkylen mit 1 oder mehr, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls enthaltend eine oder mehrere ethylenisch ungesättigte Doppel- oder Dreifachbindungen, disubstituiertes Aryl, Alkylenaryl, Arylalkylen oder Alkylenarylalkylen, disubstituiertes Cycloalkyl, Alkylencycloalkyl, Cycloalkylalkylen oder Alkylencycloalkylalkylen ist, wobei die Gruppe W¹ gegebenenfalls einen oder mehrere Fluorsubstituenten und/oder eine oder mehrere funktionelle Gruppen enthält; und
die Gruppen R²³ entweder gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methyl, oder Aryl, wie Phenyl, sind oder zwei der Gruppen R²³ zusammen mit dem Stickstoffatom, an dem sie gebunden sind, einen heterocyclischen Ring mit 5 bis 7 Atomen bilden oder die drei Gruppen R²³ zusammen mit dem Stickstoffatom, an dem sie gebunden sind, eine kondensierte Ringstruktur mit 5 bis 7 Atomen in jedem Ring bilden und gegebenenfalls eine oder mehrere der Gruppen R²³ durch eine hydrophile funktionelle Gruppe substituiert sind, und
die Gruppen R^23a gleich oder verschieden sind und jeweils R²³ oder eine Gruppe OR²³ sind, wobei R²³ wie vorstehend definiert ist; oder
Het ein aromatischer Stickstoff, Phosphor oder Schwefel, vorzugsweise Stickstoff, enthaltender Ring, z.B. Pyridin, ist.
Vorzugsweise ist W¹ eine geradkettige Alkylengruppe, am bevorzugtesten 1,2-Ethylen.
Bevorzugte Gruppen X der Formel V sind Gruppen der Formel VI:
worin die Gruppen R¹² gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl sind und e 1 bis 4 ist.
Vorzugsweise sind die Gruppen R¹² gleich. Es ist auch bevorzugt, dass mindestens eine der Gruppen R¹² Methyl ist, und noch bevorzugter, dass die Gruppen R¹² alle Methyl sind.
Vorzugsweise ist e 2 oder 3, noch bevorzugter 2.
Alternativ kann die Ammoniumphosphatester-Gruppe VI durch ein Glycerinderivat der Formel VB, VC oder VD, definiert in der früheren Veröffentlichung der Anmelderin WO-A-93/01221, ersetzt werden.
Es ist möglich, dass Polymer A in situ als eine Beschichtung auf der Oberfläche der Form gebildet werden kann. In diesem Fall werden zur Bildung von Polymer A geeignete Monomere, gegebenenfalls in einem flüssigen Trägermittel, auf die Oberfläche der Form aufgebracht und zur Bildung von Polymer A geeigneten Polymerisationsbedingungen unterworfen. Vorzugsweise jedoch wird das Polymer vorgebildet und aus einer vorgeformtes Polymer A umfassenden Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche der Form aufgebracht. Das Polymer wird aus Monomeren gebildet, die ein Comonomer mit einer reaktiven Gruppe und ein zwitterionisches Monomer mit einer zwitterionischen Gruppe beinhalten. Das Polymer, gebildet durch Copolymerisieren von Monomeren, die ein reaktives Comonomer und das zwitterionische Monomer einschließen, wird folglich sowohl zwitterionische Gruppen als auch reaktive Gruppen haben. Ein alternatives, weniger bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von vorgeformtem Polymer ist, die reaktiven Gruppen und/oder die zwitterionischen Gruppen nach Polymerisation der Monomere aus einem Vorläufer einzuführen.
Vorzugsweise ist R³ eine Gruppe CH₂=CH-.
In dem reaktiven Monomer ist Y¹ vorzugsweise eine Gruppe vom Typ Acryl, das heißt das erste Mitglied der Liste der ethylenisch ungesättigten Gruppen. In einer derartigen Gruppe ist R⁴ vorzugsweise aus Wasserstoff, Methyl und Ethyl ausgewählt, und ist am bevorzugtesten Methyl. A¹ ist im allgemeinen ein Sauerstoffatom, das heißt, die Verbindung ist ein Acrylester.
B⁴ ist vorzugsweise eine geradkettige Alkylengruppe, vorzugsweise eine (CH₂)_1-6-, am bevorzugtesten eine CH₂-Gruppe. Wenn die bevorzugte Gruppe R³ CH₂=CH- und B⁴ CH₂ ist, A¹ ein Sauerstoffatom und R⁴ Wasserstoff oder Methyl ist, ist die Verbindung Allylacrylat oder Allylmethacrylat.
In dem zwitterionischen Monomer der allgemeinen Formel I ist B vorzugsweise ein C_1-4-Alkylen, vorzugsweise Ethylen, eine Valenzbindung oder ein geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkylen, vorzugsweise von der Formel -(CR¹³ ₂)_m-, wobei die Gruppen -(CR¹³ ₂)_m- gleich oder verschieden sind und in jeder Gruppe -(CR¹³ ₂)_m- die Gruppen R¹³ gleich oder verschieden sind und jede Gruppe R¹³ Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff ist, und m 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 ist, oder B eine Oxaalkylengruppe, wie Alkoxyalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstofatomen in jedem Alkylrest, noch bevorzugter -CH₂O(CH₂)₄- ist; oder
eine Oligooxaalkylengruppe der Formel -[(CR¹⁴ ₂)_nO]_p-, wobei die Gruppen -(CR¹⁴ ₂)- gleich oder verschieden sind und in jeder Gruppe -(CR¹⁴ ₂)- die Gruppen R¹⁴ gleich oder verschieden sind und jede Gruppe R¹⁴ Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff ist und n 1 bis 6, vorzugsweise 2 oder 3 ist und p 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 ist. Vorzugsweise ist B eine Gruppe (CH₂)_1-2.
In dem zwitterionischen Monomer ist die Gruppe Y vorzugsweise eine Gruppe vom Typ Acryl, wobei R Wasserstoff, Methyl oder Ethyl, am bevorzugtesten Methyl ist. A ist vorzugsweise ein Sauerstoffatom, so dass die Verbindung eine (Alk)acrylatverbindung ist.
Die Polymerisation der Monomere, um das Polymer A zu bilden, muss unter solchen Bedingungen durchgeführt werden, dass die Gruppe R³ nicht in bedeutendem Ausmaß an der Additionspolymerisation teilnimmt. Die Art der Gruppe R³ muss daher verschieden von derjenigen der ethylenisch ungesättigten Gruppe in Y sein. Dies ermöglicht Polymere mit gesteuerten Merkmalen, zum Beispiel einem vorbestimmten Ausmaß an reaktiven Gruppen R³, die abgetrennt, gereinigt und analysiert werden können, bevor sie dazu verwendet werden, in dem ersten Schritt des vorliegenden Verfahrens die Form zu beschichten. Dies gewährt Vorteile gegenüber der Verwendung eines Prepolymers, das zum Beispiel durch unvollständige Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Comonomeren, einschließlich di- oder höherfunktionellen ethylenisch ungesättigten Monomeren, bei welchen alle ethylenischen Gruppen miteinander identisch sind, gebildet wird. Aus derartigen polyfunktionellen, ethylenisch ungesättigten Monomeren gebildete, teilweise gehärtete Polymere sind in EP-A-0207640 und US-A-4544572 verwendet worden, um reaktive Beschichtungen für Formen bereit zu stellen, in denen härtbare flüssige Zusammensetzungen geformt werden.
In einem bevorzugten Polymer beinhalten die ungesättigten Monomere
c) vernetzbares Monomer der allgemeinen Formel XI Y³B³R²⁰ XIworin B³ eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette, die gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, oder eine Valenzbindung ist;
Y³ eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R²¹)-CH₂-O-, CH₂=C(R²¹)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R²¹)OC(O)-, CH₂=C(R²¹)-O-, CH₂=C(R²¹)CH₂OC(O)N(R²²)-, R²⁹OOCCR²¹=CR²¹C(O)-O-, R²¹CH=CNC(O)O-, R²¹CH=C(COOR²⁹)CH₂-C(O)-O-,
worin R²¹ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl ist;
R²⁹ Wasserstoff oder eine C_1-4-Alkylgruppe ist;
A⁴ -O- oder -NR²²- ist;
R²² Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder R²² eine Gruppe B³R²⁰ ist;
K⁴ eine Gruppe -(CH₂)_rOC(O)-, -(CH₂)_rC(O)O-, -(CH₂)_rOC(O)O-, -(CH₂)_rNR²²-, -(CH₂)_rNR²²C(O)-, -(CH₂)_rC(O)NR²²-, -(CH₂)_rNR²²C(O)O-, -(CH₂)_rOC(O)NR²²-, -(CH₂)_rNR²²C(O)NR²²- (worin die Gruppen R²² gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_rO-, -(CH₂)_rSO₃- oder eine Valenzbindung ist und r 1 bis 12 ist und
R²⁰ von R³ verschieden ist und eine vernetzbare Gruppe ist.
Vorzugsweise ist R²⁰ ausgewählt aus Cinnamyl-, Epoxy-, -CHOHCH₂Hal (wobei Hal Chlor, Brom oder Iod ist), Methylol-, Silylgruppen mit 1 bis 3 Halogenatomen, C_1-4-Alkoxy- oder C_2-4-Alkanoyloxysubstituenten, acetylenisch ungesättigten Gruppen und Acetoacetoxy- und Chloralkylsulfongruppen, vorzugsweise reaktiven Silyl- und Epoxygruppen.
In dem Monomer der allgemeinen Formel XI ist Y³ aus den gleichen bevorzugten Gruppen wie Y ausgewählt und B³ ist aus den gleichen bevorzugten Gruppen wie B ausgewählt.
Vorzugsweise sind Y, Y¹, und Y³ gleich, am bevorzugtesten CH₂C(CH₃)COO-.
In dem vorliegenden Verfahren wird die härtbare Zusammensetzung im allgemeinen Härtungsbedingungen unterworfen, bei denen Polymerisation des flüssigen Monomers oder Prepolymers stattfindet. Alternativ kann das Härten einen Vorgang der Wärmehärtung umfassen, bei dem zum Beispiel intermolekulare oder intramolekulare Vernetzung eines härtbaren Polymers stattfindet. Die funktionelle Verbindung sollte eine härtbare Komponente sein, die härtet, um in das Polymer B eingebaut zu werden.
Die reaktive Gruppe in Polymer A kann eine copolymerisierbare ethylenisch ungesättigte Gruppe sein, die mit Monomeren in der härtbaren Zusammensetzung polymerisiert.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die härtbare Zusammensetzung ethylenisch ungesättigte Monomere und/oder Prepolymer und die Härtung umfasst Radikalpolymerisation der ethylenisch ungesättigten, polymerisierbaren Gruppen. Die Monomere können ein funktionelles Monomer mit einer funktionellen Gruppe, wie oben definiert, beinhalten.
Das funktionelle Monomer hat die allgemeine Formel VIII: Y²B²R⁷ VIIIwobei
B² eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette ist, welche gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, und welche gegebenenfalls eine Alkylensulfonamidgruppe, eine Linker- oder eine Siloxangruppe beinhaltet, oder B² eine Valenzbindung ist;
Y² eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R⁸)-CH₂-O-, CH₂=C(R⁸)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R⁸)OC(O)-, CH₂=C(R⁸)-O-, CH₂=C(R⁸)CH₂OC(O)N(R⁹)-, R¹⁰OOCCR⁸=CR⁸C(O)-O-, R⁸HC-CHC(O)O-, R⁸HC=C(COOR¹⁰)CH₂-C(O)-O-,
worin R⁸ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl ist;
R¹⁰ Wasserstoff, eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder eine Gruppe B²R⁷ ist;
A¹ -O- oder -NR⁹- ist; R⁹ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist oder R eine Gruppe B²R⁷ ist;
K² eine Gruppe -(CH₂)_kOC(O)-, -(CH₂)_kC(O)O-, -(CH₂)_kOC(O)O-, -(CH₂)_kNR¹¹-, -(CH₂)_kNR¹¹C(O)-, -(CH₂)_kC(O)NR¹¹-, -(CH₂)_kNR¹¹(O)O-, -(CH₂)_kOC(O)NR¹¹, -(CH₂)_kNR¹¹C(O)NR¹¹- (worin die Gruppen R¹¹ gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_kO-, -(CH₂)_kSO₃- oder eine Valenzbindung ist und k 1 bis 12 ist und R¹¹ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist;
R⁷ eine funktionelle Gruppe ist, die mit der reaktiven Gruppe von Polymer A reagiert, oder wenn die reaktive Gruppe von Polymer A eine ethylenisch ungesättigte Gruppe ist, R⁷ Wasserstoff, C_1-24-Alkyl, C_1-24-Hydroxyalkyl, C_1-24-Fluoralkyl, C_2-4-Alkoxy(C_2-24)alkyl, eine Siloxangruppe (SiR¹⁹ ₂(OSiR¹⁹ ₂)_qR₁₉ in welcher jedes R¹⁹ eine C_1-12-Alkylgruppe oder eine Trialkylsiloxygruppe, in welcher jedes Alkyl 1 bis 12 Kohlenstoffatome hat, ist und q 0 bis 49 ist, oder eine Gruppe der Formel Y² ist.
Wenn R⁷ eine funktionelle Gruppe ist, ist sie vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ethylenisch und acetylenisch ungesättigte Gruppen enthaltenden Resten; Aldehydgruppen; Silan- und Siloxangruppen, die einen oder mehrere Substituenten, ausgewählt aus Halogenatomen und C_1-4-Alkoxygruppen, enthalten; Hydroxyl; Amino; Carboxyl; Epoxy; -CHOHCH₂Hal (wobei Hal aus Chlor-, Brom- und Iodatomen ausgewählt ist); Succinimido; Tosylat; Triflat (Trifluormethansulfonat); Imidazolcarbonylamino; gegebenenfalls substituierten Triazingruppen; Acetoxy; Mesylat; Carbonyl-di(cyclo)alkyl-carbodiimidoyl; Isocyanat; Acetoacetoxy und Oximino.
Die härtbare Zusammensetzung kann ferner di-, tri- oder polyungesättigte vernetzende Monomere enthalten, die mit den anderen Komponenten der Zusammensetzung copolymerisierbar sind. Zum Beispiel haben derartige vernetzende Monomere zwei oder mehr gleiche ethylenisch ungesättigte Gruppen. Beispiele sind Methylenbisacrylamid, Ethylenglycoldimethacrylat, Siloxandimethacrylat, wie Poly(dimethylsiloxan)dimethacrylat, Poly(ethylenglycol)dimethacrylat, Glycerin-di- oder -trimethacrylat, oder Pentaerythrit-di-, -tri- oder -tetramethacrylat.
Im allgemeinen umfassen sowohl Polymer A als auch die härtbare Zusammensetzung Verdünnungs-Comonomere. In jedem Fall können die Verdünnungs-Comonomere verwendet werden, um dem Polymer gewünschte physikalische und mechanische Eigenschaften zu geben. Sowohl für Polymer A als auch für die aus ethylenisch ungesättigten Monomeren gebildete härtbare Zusammensetzung beinhalten besondere Beispiele von Verdünnungs-Comonomeren Alkyl(alk)acrylate, vorzugsweise enthaltend 1 bis 24 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe des Esterrestes, wie Methylmethacrylat oder Dodecylmethacrylat; Dialkylaminoalkyl(alk)acrylate und Acrylamide, vorzugsweise enthaltend 1 bis 4 Kohlenstoffatome in jedem Alkylrest des Amins und 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylenkette und/oder quaternäre Derivate davon, zum Beispiel 2-(Dimethylamino)ethyl(alk)acrylat; N-Alkyl(alk)acrylamide und N,N-Dialkyl(alk)acrylamide, vorzugsweise enthaltend 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der oder jeder N-Alkylgruppe; Hydroxyalkyl(alk)acrylate und -Acrylamide, vorzugsweise enthaltend von 1 bis 4 Kohlenstoffatome in dem Hydroxyalkylrest, zum Beispiel ein 2-Hydroxyethyl(alk)acrylat, Glycerylmonomethacrylat oder Polyethylenglycolmonomethacrylat; oder ein Vinylmonomer wie ein N-Vinyllactam, vorzugsweise enthaltend 5 bis 7 Atome in dem Lactamring, zum Beispiel Vinylpyrrolidon; (Meth)acrylamid; (Meth)acrylnitril; ethylenisch ungesättigte Säuren und Anhydride, wie (Alk)acryl-, Malein- und Fumarsäure und Monoester der zweibasischen Säuren; Styrol oder ein Styrolderivat, das zum Beispiel an dem Phenylring mit einer oder mehreren Alkylgruppen, enthaltend von 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome, und/oder mit einem oder mehreren Halogen-, wie Fluoratomen, substituiert ist, wie zum Beispiel Pentafluorphenylstyrol. Vorzugsweise ist das Verdünnungsmittel nichtionisch.
Verdünnungs-Comonomere in Polymer A sind nützlich zum Steuern der Oberflächenaktivität des Polymers und folglich dessen Fähigkeit, die Oberfläche einer Form zu beschichten. Zum Bereitstellen eines hydrophoben Polymers A geeignete Verdünnungs-Comonomere sind C_4-24-Alkyl-(alk)acrylate und -(alk)acrylamide, C₁₂₄-Fluoralkyl-(alk)acrylate und -(alk)acrylamide und Siloxansubstituierte (Alk)acrylate und -Acrylamide mit zum Beispiel Siloxangruppen der Formel (CR¹⁸ ₂)_r(SiR¹⁷ ₂)(OSiR¹⁷ ₂)_qR¹⁷, wobei das oder jedes R¹⁸ Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl (vorzugsweise Wasserstoff ist, r 0 bis 6 ist, jedes R¹⁷unabhängig voneinander ausgewählt ist aus C_1-12-Alkyl und Trialkylsiloxygruppen, in welchen die Alkylgruppen vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen (vorzugsweise sind alle Gruppen R¹⁷ Methyl), und q 0-49 ist. Hydrophobe Verdünnungsmittel, speziell Fluoralkyl- oder Siloxangruppen enthaltende Monomere, können zu verbesserten Adsorptionseigenschaften bei Verwendung mit hydrophoben Oberflächen der Form beitragen.
Andere geeignete Verdünnungs-Comonomere beinhalten Polyhydroxyl-, zum Beispiel Zucker(alk)acrylate und -(alk)acrylamide, in welchen die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, zum Beispiel Zuckeracrylate, -methacrylate, -ethacrylate, -acrylamide, -methacrylamide und -ethacrylamide. Geeignete Zucker beinhalten Glucose und Sorbit. Besonders geeignete Verdünnungs-Comonomere beinhalten Methacryloylglucose oder Sorbitmethacrylat.
Weitere Verdünnungsmittel, die spezifisch erwähnt werden können, beinhalten polymerisierbare Alkene, vorzugsweise mit 2-4 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Ethylen, Diene wie Butadien, Alkylenanhydride wie Maleinsäureanhydrid und cyansubstituierte Alkylene, wie Acrylnitril.
Andere geeignete Monomere, die in Polymer A oder bevorzugter der härtbaren Zusammensetzung beinhaltet sein können, sind acrylfunktionelle Siloxane, zum Beispiel mono- oder difunktionelle Siloxane. Acrylfunktionelle Silane liegen gewöhnlich in Beimischung mit vorstehend beschriebenen Acryl-Verdünnungs-Comonomeren vor.
In einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens bildet die härtbare Zusammensetzung ein Polysiloxanpolymer. Die härtbare Zusammensetzung kann aus flüssigem Prepolymer gebildet sein, zum Beispiel Hydrosilylgruppen, die in der Gegenwart eines Katalysators, wie einer Platinverbindung, mit Silicon-Vinylgruppen reagieren, um Vernetzungen zu bilden. Derartige Prepolymere können mit funktionellen Gruppen versehen sein, die während der Härtungsreaktion mit den reaktiven Gruppen des Polymers A reagieren. Die ethylenisch ungesättigten Gruppen von Polymer A reagieren während der Härtung mit Hydrosilylgruppen (Vernetzung).
Die Härtung von Siloxan-Prepolymeren (zum Beispiel annähernd äquivalente Mengen von Hydrosilygruppen-haltigem Polysiloxan und von vinylsubstituiertem Polysiloxan, bekannt als Zweiteil-Silicone) kann in der Gegenwart eines geeigneten Katalysators für die Härtungsreaktion und/oder für die Reaktion zwischen der funktionellen Gruppe und der reaktiven Gruppe durchgeführt werden. Geeignete Katalysatoren sind zum Beispiel Platinkomplexe, Organotitanatverbindungen, Säuren und Basen, wobei die Auswahl durch die stattfindende Härtungsreaktion bestimmt ist.
Für diese Ausführungsform wird ein Verfahren erreicht, das die Bereitstellung eines in hohem Maß hydrophoben Massepolymers ermöglicht, das eine Oberfläche mit leicht maßschneiderbaren Merkmalen, wie einer hochgradig hydrophilen Natur, aufweist. Polysiloxan-Massepolymere sind von besonderer Nützlichkeit bei der Erzeugung von Gegenständen, bei denen hohe Permeabilität für Sauerstoff oder anderes Gas aufzuweisen erwünscht ist. Solche Materialien werden zum Beispiel in Brechungsvorrichtungen für die Hornhaut, speziell Kontaktlinsen, oder in Vorrichtungen vor der Hornhaut, wie intraokulären Linsen oder intraokulären Kontaktlinsen (phakischen intraokulären Linsen) verwendet.
Ein auf die Form beschichtetes Polymer kann vor dem Zusatz der flüssigen härtbaren Zusammensetzung teilweise umgesetzt werden, zum Beispiel um das Polymer durch Reaktion eines Teils der reaktiven Gruppen zu vernetzen, vorausgesetzt, dass angemessene reaktive Gruppen in dem teilweise umgesetzten Polymer, das Polymer A oder A' bildet, zur Verfügung stehen, um in dem Härtungsschritt zu reagieren.
Polymer A kann vorvernetzbare Gruppen enthalten, die zum Beispiel durch Beinhalten von vorvernetzbarem Monomer in der Ausgangszubereitung eingeführt wurden. Solche Monomere enthalten eine vernetzbare Gruppe, die eine von der reaktiven Gruppe verschiedene Gruppe und in der Lage ist, zum Beispiel nach dem Beschichten des Vorläufers von Polymer A auf die Oberfläche der Form, intermolekulare Vernetzungen zu bilden. In einer Ausführungsform sollte derartige intermolekulare Vernetzung unter Bedingungen stattfinden, die keine gleichzeitige Reaktion der reaktiven Gruppen des Polymers zur Folge haben, was sonst das Polymer deaktivieren und dessen nachfolgende Reaktion mit der härtbaren Zusammensetzung in der Härtungsreaktion verhindern würde. Derartige Vernetzung kann die Beschichtung auf der Form und/oder dem Endprodukt stabilisieren. In einer anderen Ausführungsform können die vernetzbaren Gruppen unter den gleichen Bedingungen, unter denen Härtung zum Erzeugen des Polymers B stattfindet, reagieren, um intermolekulare Vernetzungen zu bilden, so dass Härtung, Reaktion von reaktiven Gruppen in Polymer A/A' mit funktionellen Gruppen in der härtbaren Zusammensetzung und Vernetzung gleichzeitig stattfinden. Die Vernetzung kann zusätzliche Stabilität der Beschichtung in dem Endprodukt bereitstellen, speziell in dem von der Grenzfläche zwischen dem Beschichtungspolymer A/A' und dem Massepolymer B entfernten Gebiet der Beschichtung. Geeignete intermolekular vernetzende Gruppen sind Cinnamyl, Epoxy, -CHOHCH₂Hal (wobei Hal Chlor, Brom oder Iod ist), Methylol, Silylgruppen mit 1 bis 3 Halogenatomen, C_1-4-Alkoxy- oder C_2-4-Alkanoyloxysubstituenten, acetylenisch ungesättigte Gruppen und Acetoacetoxy- und Chloralkylsulfongruppen, vorzugsweise Trialkoxysilylgruppen.
Die flüssige Trägersubstanz einer Beschichtungszusammensetzung von Polymer A kann ein unpolymerisierbares Lösungsmittel sein, in dem das Polymer zum Beispiel gelöst oder dispergiert sein kann. Das Lösungsmittel ist zum Beispiel eine wässrige und/oder organische Flüssigkeit, vorzugsweise umfassend einen Alkohol, Glycol und/oder ein Alkan. Die Beschichtungszusammensetzung kann auf die Form aufgebracht und verfestigt und gegebenenfalls nach dem Auftragen vernetzt werden.
Der Verfestigungsschritt kann Entfernen des Lösungsmittels durch Abdampfen, zum Beispiel unter erhöhter Temperatur und/oder verringertem Druck, umfassen. Der Vernetzungsschritt kann während oder nach dem Verfestigungsschritt durchgeführt werden. In dieser genauen Beschreibung beinhaltet Verfestigung Gelbildung oder irgendeinen Schritt, in dem das Polymer auf dem Substrat immobilisiert wird.
Für Polymer A ist das molare Verhältnis von reaktivem funktionellem Monomer zu zwitterionischem Monomer vorzugsweise in dem Bereich 20:1 bis 1:20, am bevorzugtesten im Bereich 10:1 bis 1:10, noch bevorzugter im Bereich 5:1 bis 1:5.
Wenn Verdünnungsmonomer in Polymer A beinhaltet ist, kann der gesamte molare Gehalt an Verdünnungsmittel bis zu 95%, zum Beispiel bis zu 90%, am bevorzugtesten bis zu 75% betragen. Vorzugsweise ist Verdünnungsmittel in einer Menge von mindestens 10 Mol-%, bevorzugter mindestens 25 Mol-% vorhanden.
Vorvernetzbares Monomer kann in dem ethylenisch ungesättigten Monomer in einer molaren Menge im Bereich 0,01 bis 25%, vorzugsweise einer Menge im Bereich 0,1 bis 10%, noch bevorzugter 1-10% beinhaltet sein.
Polymer A hat vorzugsweise ein Molekulargewicht im Bereich 10³-10⁶, vorzugswiese im Bereich 2 × 10³ bis 2 × 10⁵. Vorzugsweise ist das Polymer in der Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen unvernetzt (gegebenenfalls vernetzbar) und daher in einem geeigneten Lösungsmittel potentiell löslich.
Polymer A kann Seitenketten-Liganden haben, zum Beispiel pharmazeutisch wirksame Verbindungen, UV-Absorber und so weiter. Derartige Liganden können durch Einbau Ligandengruppen enthaltender Monomere bei der Polymerisation eingeführt oder sie können, vor oder nach dem Beschichten der Form oder sogar nach dem Herausnehmen des beschichteten, geformten Produktes aus der Form, nachträglich auf das Polymer umgesetzt werden.
Die aus vorgeformtem Polymer A gebildete Beschichtungszusammensetzung umfasst im allgemeinen das Polymer in Lösungs- oder Dispersionsform in einer geeigneten flüssigen Trägersubstanz. Die flüssige Trägersubstanz kann wässrig oder auf organischem Lösungsmittel basiert sein. Geeignete Lösungsmittel können wie gewünscht ausgewählt werden, um angemessene Lösungsgrade des im wesentlichen unvernetzten Polymers zu erreichen. Bevorzugte organische Lösungsmittel sind niedrige Alkohole und Glycole. Die Beschichtungszusammensetzung kann andere Komponenten enthalten, die entweder inerte Verdünnungsmittel sind oder welche das Beschichtungsverhalten oder die Reaktion zwischen Polymer A und der härtbaren Zusammensetzung verbessern. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung Tenside, pharmazeutisch wirksame Verbindungen, Farbstoffe, UV-Absorber, Pigmente, Aktivierungsmittel, Katalysatoren, Initiatoren, Kettenübertragungsmittel, zusätzliches Monomer, Vernetzungsmittel, zum Beispiel mit zwei funktionellen Gruppen zur Verbindung mit reaktiven Gruppen an der Polymerseitenkette, und so weiter beinhalten. Komponenten, die nicht permanent an Polymer A oder Polymer gebunden sind, können nach dem Beschichten der Form und bevor diese mit härtbarer Zusammensetzung gefüllt wird, oder nach dem Härten und der Entfernung des geformten Produktes aus der Form, zum Beispiel durch Waschen mit einer geeigneten Waschlösung entfernt werden.
Bei dem Verfahren, in welchem vorgeformtes Polymer umfassende Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche einer Form aufgebracht wird, kann das Lösungsmittel vor dem Kontaktieren der beschichteten Oberfläche mit härtbarer Zusammensetzung entfernt werden oder nicht. Es kann wünschenswert sein, das Lösungsmittel zu entfernen, um eine physikalisch stabile Beschichtung auf der Oberfläche der Form zu bilden, die beim Füllen der Form mit härtbarer Zusammensetzung nicht verdrängt wird. Entfernung von Lösungsmittel erfolgt im allgemeinen durch Abdampfen, zum Beispiel unter vermindertem Druck.
Die härtbare Zusammensetzung kann nur aus Komponenten bestehen, die einen Teil des Massepolymers B bilden. Die härtbare Zusammensetzung sollte in flüssiger Form sein, wenn sie auf die Form aufgebracht wird. Wenn Komponenten der härtbaren Zusammensetzung, zum Beispiel Monomere, bei Raumtemperatur Flüssigkeiten sind, können irgendwelche festen Komponenten der härtbaren Zusammensetzung in dem flüssigen Monomer gelöst oder dispergiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann es wünschenswert sein, in der härtbaren Zusammensetzung eine flüssige Trägersubstanz zu beinhalten, zum Beispiel ein Lösungsmittel zum Lösen fester Komponenten oder zur Erhöhung der Verträglichkeit nicht mischbarer löslicher Komponenten. Alternativ kann die härtbare Zusammensetzung ein festes oder flüssiges Verdünnungsmittel einschließen, das zum Beispiel beinhaltet ist, um gewünschte physikalische Merkmale nach der Polymerisation bereitzustellen. Irgendein in der härtbaren Zusammensetzung beinhaltetes nicht-polymerisierbares Verdünnungsmittel kann nach der Polymerisation entfernt werden, zum Beispiel durch Abdampfen oder noch üblicher durch Waschen unter Verwendung einer flüssigen Spüllösung.
Die härtbare Zusammensetzung umfasst im allgemeinen Komponenten zur Optimierung der Härtung, wie Initiatoren, Katalysatoren, Kettenübertragungsmittel, Kettenabbruchmittel, Vernetzungsmittel, wie di- oder oligo-ungesättigte Comonomere, Polymerisationsinhibitoren und so weiter. Die härtbare Zusammensetzung kann auch Füllmittel und/oder Pigmente enthalten, speziell teilchenförmiges Füllmittel wie Titandioxid.
Bei einer auf ethylenisch ungesättigtem Monomer basierten härtbaren Zusammensetzung ist das funktionelle Monomer im Allgemeinen in einer molaren Menge von mindestens etwa 1%, vorzugsweise mindestens 5% bis zu etwa 50%, zum Beispiel bis zu 33% vorhanden. Irgendein vernetzendes Monomer ist im allgemeinen in einer molaren Menge im Bereich 0,01 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Mol-%, zum Beispiel 0,5-2% vorhanden. Verdünnungs-Comonomer ist geeigneterweise in einer Menge von mindestens 25% molar, vorzugsweise mindestens 50% molar, zum Beispiel mindestens 67% vorhanden.
Die Erfindung kann mit den meisten Formen arbeiten. Die Form sollte vorzugsweise im Wesentlichen frei von funktionellen Oberflächengruppen sein, die sonst kovalente Bindungen mit den reaktiven Gruppen von Polymer A bilden würden. Es kann wünschenswert sein, eine Form vorzubehandeln, um ihre Oberfläche nichtreaktiv mit dem Beschichtungspolymer zu machen. Zum Beispiel kann eine Stahloberfläche passiviert werden. Alternativ kann vorher eine Trennschicht der Form hinzugefügt werden, um Kontakt einer sonst reaktiven Formoberfläche mit dem Polymer zu verhindern. Die Form kann aus einem polymeren Material, wie Polyolefin oder Polyester hergestellt sein.
Das gehärtete geformte Produkt kann mittels jeden geeigneten Mittels aus der Form genommen werden, das die Haftung zwischen der Form und dem Beschichtungspolymer A unterbricht. Wenn, wie in einem bevorzugten Aspekt, Polymer A verhältnismäßig hydrophil ist, kann das aus der Form nehmen Wasseranlagerung umfassen, die zu einem Quellen der Beschichtung und einer Trennung der Haftung an die Form führt.
Vorteile, die der Ansatz der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik haben kann, beinhalten:

1) Das Beschichtungspolymer wird in einem einzigen Schritt hergestellt und ist leicht zu reinigen.
2) Die Zusammensetzung des Beschichtungspolymers kann über einen weiten Bereich der Hydrophilie, Funktionalität und so weiter massgeschneidert werden. Die Menge an kovalent bindender Gruppe (wie Allylmethacrylat) kann über einen sehr weiten Bereich hinweg verändert werden, um Dicke, Reaktivität und so weiter zu steuern.
3) Die Beschichtung ist fest an die Oberfläche der geformten Vorrichtung gebunden, da es viele potentiell reaktive Stellen auf der Beschichtung gibt. Dies stellt auch eine homogene Bedeckung sicher.
4) Die Beschichtung ist sowohl gegenüber additionspolymerisierten (Silicone mit Pt-Härtung) wie auch gegenüber radikalpolymerisierten geformten Substraten reaktiv.
5) Der Film aus Beschichtungspolymer bildet sich leicht, um eine glatte, homogene Beschichtung bereit zu stellen.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht:
Leistungsprüfungen
Granulozytenaktivierung durch neue Materialien
Einführung

Granulozytenaktivierung ist als ein nützlicher Gradmesser für verbesserte Biokompatibilität definiert worden. Dieses standardisierte Verfahren misst Granulozytenaktivierung in Reaktion auf Reize mit Perlen aus Polymethylmethacrylat (PMMA) und modifizierten Materialien. Es verwendet einen anfänglichen Reinigungsschritt, um polymorphonukleare Leukozyten (PMN's) aus venösem Blut abzutrennen. Dieses Gemisch von Zellen wird dann 10 Minuten lang in der Gegenwart von Nitroblau-Tetrazolium (NBT) mit potenziellen neuen Materialien inkubiert. Dies ermöglicht es, die extrazelluläre Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (oxidative burst), die durch entzündungsbewirkende Materialien ausgelöst wird, kolorimetrisch sichtbar zu machen. Materialien und Lieferanten

Histopaque-1077	Sigma Katalog-Nr. H8889
Histopaque-1119	Sigma Katalog-Nr. 1119-1
PMA (Phorbolester)	Sigma Katalog-Nr. P8139
NBT-Reagenz	Sigma Katalog-Nr. B1911
Phenolrotfreie Earle'sche	Gibco-BRL Katalog-Nr. 24010-043
Salzlösung (ESS)

Vorgehensweise
Eine 20 ml-Probe aus venösem Blut wird mit defibrinierenden Perlen kontaktiert, bis ein silbrig-rotes Gerinnsel an den Perlen hängt. Dem Blut werden 20 ml ESS zugesetzt. In ein Kunststoffröhrchen werden 5 ml Histopaque 1119 verbracht, gefolgt von einer Schicht von 5 ml Histopaque 1077, gefolgt von 10 ml des verdünnten Blutes. Das Röhrchen wird zentrifugiert, um die polymorphonuklearen Leukozyten abzutrennen, welche die untere Schicht bilden. Die PMNs werden dreimal mit ESS gewaschen und in 10%igem fötalem Kälberserum suspendiert. Durch Verdünnung wird eine Zelldichte von 10⁶ Zellen pro ml hergestellt. Etwa 100 μl der Zellsuspension werden dann Scheiben aus dem zu prüfenden Material zugesetzt, wobei Polymethylmethacrylat- (PMMA) Scheiben als ein positiver Kontrollversuch und PMMA, das mit einem 2:1-Copolymer aus Dodecylmethacrylat : MPC, synthetisiert und beschichtet wie in WO-A-93/01221 beschrieben, beschichtet wurde, als eine Referenz für angemessene, gute Biokompatibilität verwendet werden. Die Zellen werden mindestens 30 Minuten lang bei 37°C stehen gelassen, dann mit PBS (phosphatgepufferte physiologische Kochsalzlösung) gewaschen. Adhärierende Zellen werden dann mindestens eine Stunde lang bei 37°C mit NBT-Lösung (100 μl) inkubiert. Daraufhin werden die adhärenten Zellen fixiert, der Paraformaldehyd dann wieder abgewaschen und sie werden unter Lichtmikroskopie betrachtet. Anhaftende Zellen und Stellen mit aktivierten Granulozyten, die blau erscheinen, werden ausgezählt.
Hornhaut-Berührungsprüfung
Einführung

Bei einer Minderheit von Staroperationen ist Beschädigung der Endothelschicht der Hornhaut nach Implantierung einer intraokulären Linse (IOL) ein ernstes Problem. Es wurde gezeigt, dass von den Linsenmaterialien, die bewertet wurden, PMMA die stärksten traumatischen Wirkungen verursacht. Daher ist eine in-vitro-Prüfung, die in der Lage ist, die Wirkungen von Kontakt mit neuen Basismaterialien auf das Endothel der Hornhaut zu bewerten, entwickelt worden. Diese verwendet die bovine Hornhaut-Endothelzellen-Linie BCE/D (Bovine Corneal Endothel Cells, BCE-Zellen). BCE/D hat ein unbegrenztes Wachstumspotential und exprimiert ein Spektrum funktionsbezogener Enzyme ähnlich den in der normalen menschlichen Hornhaut gefundenen. Materialien und Lieferanten

Modifiziertes Eagle's Medium (MEM)	Gibco
Fötales Kälberserum	Gibco
Serum vom neugeborenen Kalb	Gibco
Gewebekulturplatten mit 6 Vertiefungen (steril)	Nunc
bovine Hornhaut-Endothelzellen	Kommerziell
Tabletten für phosphatgepufferte physiologische	Oxoid
Kochsalzlösung (PBS) pH-Wert 7-7,4

Vorgehensweise
Hornhaut-Endothelzellen werden in MEM plus 10% FCS und 5% NCS zur Konfluenz kultiviert. Eine 13 mm-Scheibe des Materials in Prüfung wird sanft auf die Oberfläche der Zellen in der Platte gesetzt. Nach einem vorbestimmten Zeitraum (zum Beispiel 5 Minuten) wird das Prüfmaterial entfernt, Medium, das entfernt worden war, ersetzt und die Zellen 30 Minuten lang sich erholen gelassen. Zellbeschädigung wird unter einem Lichtmikroskop im Vergleich zu der (nicht kontaktierten) Kontroll-Einzelschicht unter Verwendung von Bildanalyse benotet.
Wieder wird PMMA als positiver Kontrollversuch und mit 2:1 (Mol) Copolymer von Dodecylmethacrylat und 2-Methacryloyloxyethyl-2'-trimethylammoniumethylphosphat-Innersalz beschichtetes PMMA (PMMA-PC) als eine Referenzprobe verwendet.
Bestimmung der Adhäsion von Kaninchen-Linsen-Epithelzellen an Biomaterialien
Einführung
AGO4677 – Epithelzellen der Augenlinse von Kaninchen sind ein primärer Zellstamm, erhalten von dem Corriell-Vorratslager in New York, und sie wurden verwendet, um die Anzahl der Zellen zu bestimmen, die an der Oberfläche eines Materials adhärieren. Dies ergibt ein relatives Maß für die Biokompatibilität eines Materials. Die Bestimmungsmethode misst Zell-Biomasse, indem Extraktion von zellulärem ATP aus den daran hängenden Zellen verwendet wird. Materialien

Epithelzellen der Kaninchen-Augenlinse NIA AGO4677

Minimales essentielles Medium mit Glutimax Gibco 42360-024

Fötales Rinderserum Sigma F7524

1X Trypsin-EDTA-Lösung Sigma T5775
Methodologie
Epithelzellen der Augenlinse von Kaninchen werden bis zur Konfluenz oder bis nahe zur Konfluenz kultiviert, mittels Trypsin voneinander gelöst und suspendiert, gewaschen und bei einer Zelldichte von etwa 6000 Zellen pro ml wieder suspendiert. Proben des zu prüfenden Materials werden in Vertiefungen einer Platte mit 1 ml der Zellsuspension verbracht und 72 Stunden lang bei 37°C inkubiert. Die Prüfmaterialien werden entfernt und dreimal mit sterilem PBS gewaschen, um nicht adhärierte Zellen zu entfernen. Die Materialien werden dann in Vertiefungen einer weiteren Platte verbracht, sie werden in den Vertiefungen 15 Minuten lang bei Raumtemperatur und nachfolgend bei –70°C mit 500 μl Lysepuffer (1% TCA und 2 mM EDTA in PBS) kontaktiert. Extrahiertes ATP wird aus der Vertiefung entfernt und einmal mit Trisacetatpuffer verdünnt. ATP-Anzeigereagenz (Glühwürmchen-Luciferase) wird in eine Luminometer-Küvette verbracht und die Hintergrundemission ausgelesen. Daraufhin werden 150 μl des hypotonischen Extraktes jeder Vertiefung zugesetzt und das konstante Niveau der Lichtemission bestimmt. Daraus werden die relativen ATP-Mengen und folglich das relative Ausmaß des Anhaftens von Epithelzellen bestimmt, indem das Hintergrundsignal von den Werten der Proben abgezogen wird. PMMA wird als ein positiver Kontrollversuch und PMMA-PC als ein Referenzbeispiel verwendet.
Bestimmung der Adhäsion von Escherichia coli

E. coli Stammkultur NCTC 10964 (10% Glycerin in Nährlösung) (PHLS) 20°C
E. coli polyklonales Kaninchen-HRP-Konjugat (DAKO) 4°C
CLED mit Andrades-Agarplatten (Oxoid) 4°C
Mueller-Hinton-Nährlösung (Oxoid) 4°C
Nährlösung (Oxoid) 4°C
Phosphat-Citrat-Puffer mit Harnstoff
Peroxidtabletten (Sigma) 4°C
o-Phenylendiamintabletten ((10 mg/ml) (OPD) 4°C
Rinderserumalbumin (Sigma) 4°C
PBS (BDH) Raumtemperatur

Vorgehensweise
E. coli-Stammkultur wird auf Agar über Nacht bei 37°C subkultiviert. Eine isolierte Kolonie wird in Mueller-Hinton-Nährlösung eingeimpft und 18 Stunden lang bei 37°C inkubiert. Anteile der Suspension werden dann im Kontakt mit zu prüfenden Proben 18 Stunden lang bei 37°C weiter in Nährlösung kultiviert. Die Proben werden dann vier mal mit PBS gewaschen. Die gewaschenen Proben werden dann 1 Stunde lang bei Raumtemperatur mit Blockierpuffer (1% BSA in PBS) kontaktiert, um unspezifische Bindung zu verringern. Die blockierten Proben werden dann gewaschen und 1 Stunde lang bei Raumtemperatur mit polyklonalem, mit Meerrettich-Peroxidase konjugiertem Kaninchen-Antikörper gegen E. coli kontaktiert.
Die Proben werden gewaschen und dann in Kontakt mit ortho-Phenylendiamin in PCB einen vorbestimmten Zeitraum lang inkubiert. Die Extinktionen bei 450 nm werden ausgelesen und mit einem Kontrollversuch verglichen.
Bewertung beschichteter Linsenoberflächen und optischer Eigenschaften.
Die Oberflächenmerkmale einiger der beschichteten Linsen wurden unter Verwendung der folgenden Verfahren bewertet:

a) optische Klarheit wurde durch visuelle Untersuchung bewertet, um zu bestimmen, ob die Beschichtungen die optischen Eigenschaften der Linse beeinträchtigen.
b) Messungen des dynamischen Randwinkels (Dynamic Contact Angle, DCA) wurden unter Verwendung der Wilhelmy-Plattenmethode auf einem Cahn DCA-Analysator vorgenommen.
c) Gleitfähigkeit/Blockieren wurde bewertet, indem die nasse Linse zwischen Finger und Daumen gerieben und die Leichtigkeit der Bewegung über die Oberfläche der Linse bewertet wurde. Note 1 = Oberfläche gleitfähig ohne Blockieren der Bewegung über die Oberfläche. Note 5 = Oberfläche ist nicht gleitfähig und neigt dazu, die Bewegung über sie zu blockieren oder zu behindern.
d) die Art der chemischen Gruppen auf der Oberfläche der beschichteten Linse wurde unter Verwendung von ESCA (Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse) untersucht.

Alle Prüfungen wurden durchgeführt, nachdem die beschichtete Linse 30 Minuten lang bei 121°C in BBS-Puffer autoklaviert, 1 Minute lang mit Miraflow gereinigt und dann gründlich in ultrareinem Wasser gespült worden war, um alle Spuren von Tensidreiniger zu entfernen.
Beispiel 1: Beschichtung von platingehärteten Siliconen.
Ein 4:1-Mol-Copolymer von Allylmethacrylat (AM) und 2-Methacryloyloxyethyl-2'-trimethylammoniumethylphosphat-Innersalz (MPC) wurde durch Radikalpolymerisation hergestellt. Eine Lösung von Ethanol (34,58)/Ethylacetat (25,5g) wurde bei 60°C unter Stickstoff gesetzt. AM (3,1g) und MPC (30g) in Ethanol (45g)/Ethylacetat (54ml) und eine Lösung von Bis(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat (0,075g) in Ethylacetat (19,58) wurden während vier Stunden in die Lösung eingespeist und dann wurde das Reaktionsgemisch eine weitere Stunde lang stehen gelassen. Eine zweite Lösung von Bis(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat (0,015g) in Ethanol (6ml)/Ethylacetat (4,5ml) wurde dann der Reaktionslösung zugesetzt und 1 Stunde lang rühren gelassen. Das Copolymer wurde in Aceton ausgefällt und getrocknet. Das Copolymer wurde mittels Tauchbeschichtung aus Ethanol (Polymerlösung mit 50 mg/ml) auf die innere Oberfläche einer Polyethylenterephthalat-(PET)-Formauskleidung aufgebracht. In die beschichtete Form wurde eine flüssige Siliconkautschuk-Zubereitung (Applied Silicone Corpotation) gegossen. Dann wurde die Form geschlossen und 12 Stunden lang bei 80°C gehärtet. Die entstandenen Siliconmembranen wurden aus den Formen entfernt und in entionisiertem Wasser gespült. Die Oberfläche der Membranen war benetzbarer und gleitfähiger als die unter Verwendung unbeschichteter PET-Formen aus der gleichen Siliconkautschukzubereitung hergestellter Membranen. Der statische Randwinkel der Membranen wurde mittels des Verfahrens des ruhenden Tropfens und die Messung des dynamischen Randwinkels (DCA) mit einem Standard-DCA-Test, wobei die Sondenlösung boratgepufferte physiologische Kochsalzlösung ist, bei Verwendung der Wilhelmy-Plattenmethode mit einer Geschwindigkeit von 160 μms/s, ausgewertet. Die Gleitfähigkeit der Membranen wurde auf einer Skala von 1-5 bewertet (1 stellt eine nicht-schlüpfrige, blockierende Oberfläche dar, 5 zeigt eine gleitfähige, nichtblockierende Oberfläche an).
Um die Haltbarkeit der Beschichtung zu prüfen, wurden die Membranen 30 Minuten lang bei 121°C in einer boratgepufferten physiologischen Kochsalzlösung sterilisiert und dann unter Verwendung eines käuflichen Kontaktlinsenreinigers (Miraflow) gereinigt. Die Benetzbarkeit der beschichteten Membran blieb im Vergleich mit der unbeschichteten Membran hoch und die Gleitfähigkeit wurde ebenfalls beibehalten.
Tabelle 1
ESCA (Elektronenspektroskopie für Chemische Analyse) wurde verwendet, um das Vorhandensein von Stickstoff und Phosphor zu bestätigen, die für die Phosphorylcholin enthaltende Beschichtung kennzeichnend sind. Bei 7-10 nm Analysentiefe waren ungefähr 0,5 Atom-% Stickstoff und Phosphor vorhanden, in Übereinstimmung mit einer dünnen Beschichtung.
Proben für Biokompatibilitätsprüfungen wurden mit einem identischen Verfahren hergestellt, außer dass die Härtungszeit 30 Minuten bei 150°C war. Die Biokompatibilität der beschichteten Materialien wurde nach Autoklavieren und Reinigen mit Miraflow bewertet. Die Adhäsion von Epithelzellen der Kaninchen-Augenlinse, Bakterien (E. coli) und Granulozyten wurde mittels in-vitro-Bestimmungen bestimmt. Die Beschädigung der Endothelzellen der Hornhautlinse wurde ebenfalls in-vitro bewertet. Die Ergebnisse befinden sich in 1 bis 4.
Beispiel 2: Beschichten von platingehärteten Siliconen
Ein 2:50:30-Copolymer von AM, Methylmethacrylat (MMA) und MPC wurde mittels Radikalpolymerisation in einer dem Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt. Das Copolymer wurde durch Ausfällen in Aceton gereinigt und unter Vakuum getrocknet.
Das Copolymer wurde mittels Tauchbeschichtung aus Ethanol (Polymerkonzentration 10mg/ml) auf die innere Oberfläche einer PET-Formauskleidung aufgebracht. In die beschichtete Form wurde eine flüssige Siliconkautschuk-Zubereitung (Applied Silicone Corporation 40072) gegossen. Dann wurde die Form geschlossen und 30 Minuten lang bei 150°C gehärtet. Die entstandenen Siliconmembranen wurden aus den Formen entfernt und in entionisiertem Wasser gespült. Die Oberfläche der Membranen war wesentlich benetzbarer und gleitfähiger als diejenige unter Verwendung unbeschichteter PET-Formen aus der gleichen Siliconkautschukzubereitung hergestellter Membranen.
Um die Haltbarkeit der Beschichtung zu prüfen, wurden die Membranen 30 Minuten lang bei 121°C in einer boratgepufferten physiologischen Kochsalzlösung sterilisiert und dann unter Verwendung eines käuflichen Kontaktlinsenreinigers (Miraflow) gereinigt. Die Benetzbarkeit der beschichteten Membran blieb im Vergleich mit der unbeschichteten Membran hoch und die Gleitfähigkeit wurde beibehalten.
Benetzbarkeit und Gleitfähigkeit werden in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Beispiel 3: Beschichtung platingehärteter Silicone, vernetzte Beschichtung
Ein 20:5:75 Mol-% AM:3-Trimethoxysilylpropyfmethacrylat (TMSPM):MPC – Polymer wurde durch Radikalpolymerisation synthetisiert. MPC (21,36868) wurde in 100 ml Ethanol gelöst. 3-Trimethoxysilylpropylmethacrylat (TMSPM) (1,19768) und AM (2,43388) wurden in 25 ml Ethanol gelöst. AIBN (0,058) wurde in 25 ml Ethanol gelöst. Die Monomere wurden zusammen in einen mit Kondensatorkühler und Stickstoffeinlass ausgerüsteten Dreihals-Rundkolben gegeben. Weitere 100 ml Ethanol wurden verwendet, irgendwelche verbliebenen Reagenzien in den Reaktionskolben zu spülen. Das Gemisch wurde 30 Minuten lang sauerstofffrei gemacht, indem unter Rühren ein Stickstoffstrom durch die Lösung geblasen wurde. Der Initiator wurde in das Reaktionsgefäß geladen und die Temperatur auf 65°C erhöht. Die Reaktion wurde unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt und 72 Stunden lang fortschreiten gelassen.
Ausfällung
Das Ethanol wurde auf einem Rotationsverdampfer bei 30°C entfernt. Dichlormethan/MeOH (70/30) wurde zugesetzt, um das feste Polymer aufzulösen, und die entstandene Lösung tropfenweise 3000 ml gerührtem Aceton zugesetzt. Der weiße Niederschlag wurde unter Stickstoff filtriert und in einem Vakuum-Heizschrank bei Raumtemperatur 72 Stunden lang getrocknet.
Das entstanden Polymer ergab eine Ausbeute von ungefähr 70%.
Das ¹H-NMR-Spektrum zeigte das Vorhandensein von Allyl- und Trimethoxysilylgruppen.
Das Copolymer wurde mittels Tauchbeschichtung aus Ethanol (Polymerkonzentration 10 mg/ml) auf die innere Oberfläche einer PET-Formauskleidung aufgebracht. In die beschichtete Form wurde eine flüssige Siliconkautschuk-Zubereitung (Applied Silicone Corporation 40072) gegossen. Dann wurde die Form geschlossen und 30 Minuten lang bei 150°C gehärtet, wobei das Silicon gehärtet wird und, wie angenommen wird, die Beschichtung sich vernetzt. Die entstandenen Siliconmembranen wurden aus den Formen entfernt und in entionisiertem Wasser gespült. Die Oberfläche der Membranen war benetzbarer und gleitfähiger als diejenige unter Verwendung unbeschichteter PET-Formen aus der gleichen Siliconkautschukzubereitung hergestellter Membranen.
Die Membranen wurden 30 Minuten lang bei 121°C in einer boratgepufferten physiologischen Kochsalzlösung sterilisiert und dann unter Verwendung eines käuflichen Kontaktlinsenreinigers (Miraflow) gereinigt. Die Benetzbarkeit der beschichteten Membranen (bewertet wie in Beispiel 1) blieb im Vergleich mit der unbeschichteten Membran hoch und die Gleitfähigkeit wurde beibehalten.
Beispiel 4: Beschichtung platingehärteter Silicone vernetzte Beschichtung
Das in Beispiel 3 synthetisierte Copolymer wurde mittels Tauchbeschichtung aus Ethanol (Polymerkonzentration 10 mg/ml) auf die innere Oberfläche einer PET-Formauskleidung aufgebracht. In die beschichtete Form wurde eine flüssige Siliconkautschuk-Zubereitung (Applied Silicone Corporation 40072) gegossen. Dann wurde die Form geschlossen und 30 Minuten lang unter einem Druck von 1 Tonne bei 150°C gehärtet. Die entstandenen Siliconmembranen wurden aus den Formen entfernt und in entionisiertem Wasser gespült. Die Membranen wurden 30 Minuten lang bei 121°C in einer boratgepufferten physiologischen Kochsalzlösung sterilisiert. Die Membranen waren in hohem Maß benetzbar und gleitfähig.
Beispiel 5: UV-Härtung von Acryl-Linsen
Eine Modellzubereitung für Siliconlinsen wurde aus 60% Gew./Gew. eines mit Methacrylfunktionalität an den Enden abgeschlossenen Polydimethylsiloxans (Shin Etsu X-22-164B), (PDMS-MA), 25% Gew./Gew. Methylmethacrylat und 15% Gew./Gew. Butylacrylat hergestellt. Linsenformen aus Polypropylen (die weiblichen Formen, welche die konvexe Oberfläche herstellen, wurden 30 s lang einem 100W-Luftplasma unterworfen, um Haftung und Benetzbarkeit zu erhöhen) wurden aus einer 2,5% Gew./Gew. Lösung des Allylmethacrylat-MPC-Copolymers von Beispiel 1 in Ethanol tauchbeschichtet und trocknen gelassen. Dann wurden sie mit der Zubereitung gefüllt, die 1 Gew.-% Benzoinmethylether (BME) als Initiator hatte.
Die Formen wurden geschlossen und 1 Stunde lang Ultraviolettbestrahlung unterworfen (Langwellige Schwarzlicht-UV-Lampe Modell B100 AP, von UVP Upland CA). Nach dem Herausnehmen aus der Form wurden die Linsen in Isopropylalkohol und dann in boratgepufferter physiologischer Kochsalzlösung extrahiert. Die Linsen waren in hohem Maß benetzbar und gleitfähig, sogar nach Autoklavieren bei 121°C in boratgepufferter physiologischer Kochsalzlösung, gefolgt von Reinigen mit dem Kontaktlinsen-Reiniger Miraflow.
ESCA-Analyse bei einem Abzugswinkel von 35° bestätigte das Vorhandensein von N und P, das für die PC-Beschichtung nach Autoklavieren und Reinigen kennzeichnend ist (repräsentative Daten, nachstehend in Tabelle 3 gezeigt, für zwei Gebiete von einer Linse). Die Mengen an N und P waren äquivalent, wie für die PC-Kopfgruppe erwartet. Die Werte aus den zwei Gebieten zeigen für die Beschichtung gute Gleichmäßigkeit auf. Es bestand kein deutlicher Unterschied zwischen konkaven und konvexen Seiten.
Tabelle 3
Beispiel 6: UV-Härtung von Acryllinsen mit zusätzlichem Initiator
Beispiel 5 wurde wiederholt, außer dass die Beschichtungslösung für die Formen zusätzlich 1% Gew./Gew. (bezogen auf Polymer) BME enthielt.
Die Formen wurden geschlossen und eine Stunde lang wie in Beispiel 5 Ultraviolettbestrahlung unterworfen. Nach dem Herausnehmen aus der Form wurden die Linsen in Isopropylalkohol und dann boratgepufferter physiologischer Kochsalzlösung extrahiert. Die Linsen waren hochgradig benetzbar, sogar nach Autoklavieren bei 121°C in boratgepufferter physiologischer Kochsalzlösung, gefolgt von Reinigen mit dem Kontaktlinsen-Reiniger Miraflow.
ESCA-Analyse bei einem Abzugswinkel von 35° bestätigte das Vorhandensein von N und P, das für die PC-Beschichtung nach Autoklavieren und Reinigen kennzeichnend ist (repräsentative Daten werden nachstehend für eine Linse gezeigt).
Tabelle 4
Beim Vergleich der Werte für N und P mit denen aus Beispiel 5, bei dem gleichen Abzugswinkel, zeigt dieses Beispiel, dass die Beschichtungsdicke durch Zusatz von zusätzlichem Photoinitiator zu der Beschichtung erhöht werden kann. Bei dieser Art von Zusammensetzung scheint Plasmabehandlung eine Dickedifferenz zur Folge zu haben.
Die mit ESCA analysierte Probendicke beträgt etwa 6 μm. Diese Ergebnisse bedeuten, dass die Beschichtungen dünner als das (6 μm) sind, da die Werte für N und P für das reine Beschichtungspolymer ungefähr 5% betragen. Die Dicke der Beschichtung auf der konvexen Seite beträgt ungefähr 4 μm, und auf der konkaven Seite ungefähr 2 μm. Beschichtungsdicken von 1-10 μm auf dem Produkt werden bevorzugt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein 2:1 (Mol) Copolymer von MPC und Butylmethacrylat wurde mittels des folgenden Verfahrens hergestellt. MPC (12,125g) wurde in Ethanol(150ml) gelöst, dann wurden unter Rühren Butylmethacrylat (2,91 g) und AIBN (0,02898) zugesetzt. Stickstoff wurde 15 Minuten lang durch die Lösung hindurch gelassen, dann wurde die Lösung 24 Stunden lang unter einem positiven Stickstoffdruck auf 60°C erwärmt. Beim Abkühlen wurde das Copolymer in Aceton ausgefällt und getrocknet.
Das Copolymer wurde mittels Tauchbeschichtung aus einer Ethanol-Lösung mit 10 mg/ml auf PET-Formauskleidungen aufgebracht. In die beschichtete Form wurde eine flüssige Siliconkautschuk-Zubereitung (Applied Silicone Corporation 40072) gegossen. Dann wurde die Form geschlossen und 14 Stunden lang bei 80°C gehärtet. Die entstandenen Siliconmembranen wurden aus den Formen entfernt und in entionisiertem Wasser gespült. Die Oberfläche der Membranen war benetzbarer (bei dem Schrumpfungstest) als eine unter Verwendung unbeschichteter PET-Formen aus der gleichen Siliconkautschukzubereitung hergestellten Membran. Die Benetzbarkeit war jedoch nicht so hoch wie bei dem Allylmethacrylat-Copolymer. Der Ausbreitungswinkel beim Ausbreiten der mit dem Butylmethacrylat-Copolymer beschichteten Membran war praktisch identisch mit demjenigen der unbeschichteten Membran.
Die Membranen wurden 30 Minuten lang bei 121°C in einer boratgepufferten physiologischen Kochsalzlösung sterilisiert und dann unter Verwendung eines käuflichen Kontaktlinsenreinigers (Miraflow) gereinigt.
Benetzbarkeit und Gleitfähigkeit wurden wie in Beispiel 1 sowie mittels dynamischer Analyse des Randwinkels, wie bei dem vorstehenden Beispiel 1, bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
ESCA-Analyse der Probe nach Autoklavieren und Reinigen zeigte die Abwesenheit von Phosphor und Stickstoff.
Beispiel 7: Allgemeines synthetisches Verfahren für Polymerherstellungen
Eine Lösung des verlangten Monomergemisches wurde angesetzt, gewöhnlich in einem Alkohol oder in einem Alkohol enthaltenden Gemisch, um das MPC zu solubilisieren. Der Initiator (Perkadox P6) wurde in einer getrennten Lösung angesetzt, gewöhnlich einem Acetatester-Lösungsmittel. Abhängig von der Ansatzgröße (<100g Polymer) konnten diese Lösungen kombiniert und als eine einzige Einspeisung in ein monomerabgereichertes Polymerisationsgefäß gepumpt werden.
Ein 250 ml-Dreihalskolben wurde mit einem oben angebrachten mechanischen Rührer, Kondensatorkühler, Thermometer und Stickstoffeinlass ausgerüstet. Der Kolben wurde mit 60 ml eines geeigneten Lösungsmittels oder einer geeigneten Kombination von Lösungsmitteln befüllt und zum Rückfluss gebracht. Die Monomer/Initiator-Lösung wurde während eines Zeitraums von 2-3 Stunden in dieses Reaktionsgemisch eingespeist. Die Auswahl des Initiators beruhte auf dem Gegebensein einer Halbwertszeit von 10-60 Minuten bei der verwendeten Reaktionstemperatur. Eine Endkonzentration an Polymer von 25% Gew./Vol. war wünschenswert, um den Ausfällungsschritt zu erleichtern.
Nach vollständiger Zugabe der Monomere wurde die Temperatur eine weitere Stunde lang (bei 60-63°C) gehalten, und dann das Gemisch mit zusätzlichem Initiator angespornt, um die Mengen an freiem Monomer in dem endgültigen Polymer so klein wie möglich zu halten. Die Temperatur wurde zwei weitere Stunden lang gehalten, bevor das Erwärmen beendet und die Ausfällung vorbereitet wurde.
Ein 1-Liter-Ausfällungsgefäß wurde mit einem oben angebrachten Rührer ausgerüstet und mit einem Anfangsvolumen (normalerweise ~ 15% des gesamten Ausfällungs-Lösungsmittels) einer 9:1-Mischung aus Nicht-Lösungsmittel/-Lösungsmittel (gewöhnlich Aceton:Alkohol) beschickt. Hier hinein wurde durch ein in der Leitung befindliches Filter aus gesintertem Glas die warme Polymerlösung und gleichzeitig, in einer zusätzlichen Einspeisung, weiteres Ausfällungs-Lösungsmittel gepumpt. Nach vollständigem Zusatz von Polymerlösung und Nicht-Lösungsmittel wurde das ausgefällte Material absetzen gelassen, bevor die überstehende Mutterlauge unter Verwendung einer Vakuumsonde entfernt wurde. Die Polymermasse wurde bei leichtem Erwärmen, um der Auflösung nachzuhelfen, in weiterem Lösungsmittel wieder aufgelöst. Die Lösung wurde dann in ein zweites Ausfällungsgefäß gepumpt und der Vorgang wiederholt. Das endgültige Polymer wurde mit Nicht-Lösungsmittel gewaschen, filtriert und mindestens 16 Stunden lang in einem Vakuum-Heizschrank getrocknet.
Die Monomere und ihre Anteile werden in Tabelle 6 gezeigt.

CM ist Cholinmethacrylat,
PDMSMM ist mono-methacryliertes Polyethylenglycolmethacrylat, mit einem Molekulargewicht von etwa 2500,
PEGM ist Monomethoxy-polyethylenglycolmethacrylat, dessen PEG (Polyethylenglycol) ein Molekulargewicht von etwa 550 hat,
FDM ist 1,1,2,2-(4H)-Heptadecafluordecylmethacrylat,
NNDMA ist N,N-Dimethylacrylamid,
BM ist Butylmethacrylat,
HPMA ist 3-Hydroxypropylmethacrylat
IPA ist Isopropylalkohol,
EtOH ist Ethanol,
EtOAc ist Ethylacetat,
DM ist Dodecylmethacrylat und
GM ist Glycidylmethacrylat.

Tabelle 6
Beispiel 8: Beschichten eines Silicon-Hydrogels mit einem Höheralkylmethacrylat: Allylmethacrylat: MPC-Terpolymer
Herstellung der Massemonomer-Zubereitung:
Die Komponenten in der nachstehenden Tabelle 7 wurden zusammengemischt und gerührt, bis eine klare Lösung erhalten worden war. Die Zubereitung wurde dann entgast, indem 5-10 Minuten lang Stickstoff durch die Zubereitung geblasen wurde.
Tabelle 7

TRIS ist 3-[Tris(trimethylsiloxy)silyl]propylmethacrylat
BME ist Benzoinmethylether (Initiator)

Herstellung der Beschichtungslösung:
Die Beschichtungslösung wurde durch Auflösen des Polymers von Beispiel 7.20 in Ethanol mit einer Konzentration von 25 mg/ml hergestellt. Der Initiator (BME: Benzoinmethylether) wurde mit einer Konzentration von 2% Gew./Gew., bezogen auf Polymer, der Lösung zugesetzt. Die Lösung wurde dann durch ein 0,2 μm-Filter hindurchgelassen.
Herstellung der beschichteten Linse:
Sowohl die männlichen wie auch die weiblichen Teile der Polypropylen-Form für Kontaktlinsen wurden 2-3 Sekunden lang in die Polymer-Beschichtungslösung eingetaucht. Die Formen wurden entfernt und ungefähr eine Stunde lang in Luft trocknen gelassen.
Ungefähr 40 μl der Massemonomer-Zubereitung wurde in die getrocknete Polypropylen-Form für Kontaktlinsen verbracht. Die Form wurde dann geschlossen und abgedichtet. Die Reaktion wurde durchgeführt, indem die Kontaktlinsen-Form ungefähr 1 Stunde lang UV-Strahlung (langwellige Schwarzlicht-UV-Lampe Modell B100 AP, von UVP Upland CA) ausgesetzt wurde. Die Formen wurden unter Verwendung einer Herausnehmvorrichtung für Kontaktlinsen geöffnet. Die Linsen wurden mindestens 3 Stunden lang in Isopropanol (iPA)/entionisiertes Wasser (DI) (70/30) gelegt. Jede Linse wurde dann aus der Form gelöst und 2 Stunden lang in DI gelegt, das DI-Wasser wurde einmal für weitere 2 Stunden ersetzt. Die Linsen wurden dann in boratgepufferte physiologische Kochsalzlösung enthaltende Glasbehälterchen verbracht und 30 Minuten lang bei 121°C autoklaviert.
Ergebnisse

a) die entstandenen beschichteten Linsen waren optisch klar. Folglich hatte die Beschichtung keinerlei beobachtbare Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der Linse.
b) aus den DCA-Ergebnissen wurde herausgefunden, dass die Oberfläche der Linse viel stärker benetzbar ist als ein identisches, unbeschichtetes Silicon-Hydrogel. Die nachstehende Tabelle fasst die Ergebnisse aus den DCA-Experimenten zusammen. Bei der beschichteten Linse ist im Vergleich zur unbeschichteten Linse auch die Hysterese bedeutend verringert. Dies zeigt, dass das IMC-Verfahren eine geeignete Methode ist, um der Oberfläche eines Silicon-Hydrogels eine Phosphorylcholin-haltige Beschichtung zu verleihen. Messwerte der dynamischen Randwinkel
Tabelle 8
c) die Gleitfähigkeit der Oberfläche der beschichteten Linse war viel besser als die der unbeschichteten Linse.
Tabelle 9
d) ESCA bestätigte das Vorhandensein von Stickstoff und Phosphor, die für die Phosphorylcholin-haltige Beschichtung auf der Oberfläche der beschichteten Linse kennzeichnend sind.
Tabelle 10

Beispiel 9 – Siliconhydrogel mit Fluoralkylgruppen-haltigem Polymer
Beispiel 8 wurde wiederholt, aber unter Verwendung des Polymers von Beispiel 7.10 an Stelle des Polymers von 7.20 in der Beschichtungslösung.
Ergebnisse

a) Die entstandenen beschichteten Linsen waren optisch klar. Die Beschichtung hatte deshalb keinerlei beobachtbare Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der Linse.
b) Aus den DCA-Ergebnissen wurde herausgefunden, dass die Oberfläche der Linse viel benetzbarer ist als ein identisches unbeschichtetes Silicon-Hydrogel. Die nachstehende Tabelle fasst die Ergebnisse der DCA-Experimente zusammen. Auch die Hysterese ist bei der beschichteten Linse im Vergleich zur unbeschichteten Linse erheblich verringert. Dies zeigt, dass die IMC-Methode ein geeignetes Verfahren ist, mit dem die Oberfläche von Silicon-Hydrogel mit einer Phosphorylcholin-Beschichtung versehen werden kann. Messwerte der dynamischen Randwinkel
Tabelle 11
c) Die Oberflächen-Gleitfähigkeit der beschichteten Linse war viel besser als die der unbeschichteten Linse.
Tabelle 12
d) ESCA bestätigte das Vorhandensein von Stickstoff und Phosphor, die für die Phosphorylcholin-haltige Beschichtung auf der Oberfläche der beschichteten Linse kennzeichnend sind.
Tabelle 13

Beispiel 10 – Siliconhydrogel mit hydrophobem, Silylgruppen-haltigem Polymer
Beispiel 8 wurde wiederholt, aber unter Verwendung des Polymers von Beispiel 7.11 an Stelle des Polymers von Beispiel 7.20.
Ergebnisse

a) Die entstandenen beschichteten Linsen waren optisch klar. Die Beschichtung hatte deshalb keinerlei beobachtbare Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der Linse.
b) Aus den DCA-Ergebnissen wurde herausgefunden, dass die Oberfläche der Linse viel benetzbarer ist als ein identisches unbeschichtetes Silicon-Hydrogel. Die nachstehende Tabelle fasst die Ergebnisse der DCA-Experimente zusammen. Auch die Hysterese ist bei der beschichteten Linse im Vergleich zur unbeschichteten Linse erheblich verringert. Dies zeigt, dass die IMC-Methode ein geeignetes Verfahren ist, mit dem die Oberfläche von Silicon-Hydrogel mit einer Phosphorylcholin-Beschichtung versehen werden kann. Messwerte der dynamischen Randwinkel
Tabelle 14
c) Die Oberflächen-Gleitfähigkeit der beschichteten Linse war viel besser als die der unbeschichteten Linse.
Tabelle 15
d) ESCA bestätigte das Vorhandensein von Stickstoff und Phosphor, die für die Phosphorylcholin-haltige Beschichtung auf der Oberfläche der beschichteten Linse kennzeichnend sind.
Tabelle 16

Beispiel 11 – Vorbehandlung der Oberfläche der Linsenform
Beispiel 8 wurde wiederholt, aber unter Verwendung des Polymers von Beispiel 1 an Stelle des Polymers von Beispiel 7.20. Für dieses Beispiel wurden die Stücke der Polypropylen-Form, um die Benetzung der Oberfläche zu verbessern, 30 sec. lang bei 100W in Sauerstoff mit Plasma vorbehandelt, mit Gasdurchfluß bei der Markierung 4 in einer Bio-rad Radiofrequenz-Plasma Trommelätzvorrichtung PT7100, bevor sie in die Beschichtungslösung eingetaucht wurden. Im Übrigen war das Verfahren das Gleiche.
Ergebnisse

a) Die entstandenen beschichteten Linsen waren optisch klar. Die Beschichtung hatte deshalb keinerlei beobachtbare Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der Linse.
b) Aus den DCA-Ergebnissen wurde herausgefunden, dass die Oberfläche der Linse viel benetzbarer ist als ein identisches unbeschichtetes Silicon-Hydrogel. Die nachstehende Tabelle fasst die Ergebnisse der DCA-Experimente zusammen. Auch die Hysterese ist bei der beschichteten Linse im Vergleich zur unbeschichteten Linse erheblich verringert. Dies zeigt, dass die IMC-Methode ein geeignetes Verfahren ist, mit dem die Oberfläche von Silicon-Hydrogel mit einer Phosphorylcholin-Beschichtung versehen werden kann. Messwerte der dynamischen Randwinkel
Tabelle 17
c) Die Oberflächen-Gleitfähigkeit der beschichteten Linse war viel besser als die der unbeschichteten Linse.
Tabelle 18
d) ESCA bestätigte das Vorhandensein von Stickstoff und Phosphor, die für die Phosphorylcholin-haltige Beschichtung auf der Oberfläche der beschichteten Linse kennzeichnend sind.
Tabelle 19

Beispiel 12: Herstellung eines Polymers, bei dem die pfropfbare Funktionalität in das vorgeformte Polymer hinein-umgesetzt wird.
Ein Polymer der Formel MPC:2-(tert-Butyl)aminoethylmethacrylat 75:25 wurde gemäß der in Beispiel 7 skizzierten, allgemeinen Verfahrensweise in einem Lösungsmittel aus Isopropylalkohol/Ethylacetat (4,5:1) unter Verwendung von 2,2-Azobis(isobutyronitril) als dem Initiator, bei einer Polymerisationstemperatur von etwa 89-90°C hergestellt. Nachdem die Polymerisation vollständig war, wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und m-3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat wurde zugesetzt, um mit allen auf den Alkylamino-Seitengruppen verfügbaren 2° – Amingruppen zu reagieren. Vollständige Addition des Isocyanates an Amin wurde mittels FT-IR bestätigt. Die Lösung wurde wieder 1 Stunde lang zum Rückfluss gebracht, dann vor dem Ausfällen abgekühlt.
Das Polymer hat eine zur Verwendung in einem Verfahren, ähnlich dem von Beispiel 5 bis 8, zum Beschichten einer zum Polymerisieren ethylenisch ungesättigter Massemonomergemische verwendeten Form geeignete, ethylenisch ungesättigte Seitenkettengruppe.
Beispiel 13 – PC-haltiges Massemonomer
Herstellung der Massemonomer-Zubereitung:
Die Komponenten in der nachstehenden Tabelle 20 wurden zusammengemischt und gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wurde. Die Zubereitung wurde dann entgast, indem 5-10 Minuten lang Stickstoff durch die Zusammensetzung geblasen wurde.
Tabelle 20

EGDMA ist Ethylenglycoldimethacrylat.

Herstellung der Beschichtungslösung:
Die Beschichtungslösung wurde durch Auflösen des Beschichtungspolymers (Beispiel 1, 7.10 oder 7.11) in Ethanol, bei einer Konzentration von 25 mg/ml, hergestellt. Der Initiator (BME: Benzoinmethylether) wurde mit einer Konzentration von 2% Gew./Gew., auf das Polymer bezogen, der Lösung zugesetzt. Die Lösung wurde dann durch ein 0,2 μm-Filter hindurchgelassen.
Für das Polymer von Beispiel 1 wurden sowohl die männlichen als auch die weiblichen Teile der Kontaktlinsen-Form aus Polypropylen vor dem Beschichten plasmabehandelt (Bedingungen: 30 Sekunden, Sauerstoff, 100 Watt, Gasdurchfluss = 4).
Die Linsen wurden beschichtet, getrocknet, gefüllt und gehärtet wie in dem vorstehenden Beispiel B. Die Linsen als Produkte wurden dann bewertet.
Ergebnisse

a) Alle entstandenen beschichteten Linsen waren optisch klar.. Die Beschichtungen hatte deshalb keinerlei beobachtbare Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der Linsen.
b) Aus der Bentzbarkeits-Untersuchung wurde herausgefunden, dass die Oberflächen aller Linsen sogar benetzbarer waren als eine identische unbeschichtete Linse (Note 3).

Beispiel 14 – pHEMA-Hydrogel
Beispiel 13 wurde wiederholt, aber unter Verwendung eines Gemisches aus 99,34 Gew.-% 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und 0,66 Gew.-% Ethylenglycoldimethacrylat als die Massemonomer-Lösung.
Ergebnisse

a) Die entstandenen beschichteten Linsen waren optisch klar. Die Beschichtung hatte deshalb keinerlei beobachtbare Auswirkung auf die optischen Eigenschaften der Linse.
b) Aus der Benetzbarkeits-Untersuchung wurde herausgefunden, dass die Oberflächen aller drei beschichteten Linsen benetzbarer sind als eine identische unbeschichtete Linse. Die nachstehende Tabelle fasst die Ergebnisse aus den Benetzbarkeits-Untersuchungen zusammen. Dies zeigt, dass die Methode ein geeignetes Verfahren ist, mit dem die Oberfläche von pHEMA-Hydrogel mit einer Phosphorylcholin-Beschichtung versehen werden kann.
Tabelle 21
c) Die Oberflächen-Gleitfähigkeit der beschichteten Linse war viel besser als die der unbeschichteten Linse.

Tabelle 22
Beispiel 15 – Monomer in der Beschichtungslösung
Beispiel 8 wurde unter Verwendung der gleichen Massemonomer-Zusammensetzung und des gleichen Beschichtungspolymers wiederholt, wobei der Unterschied war, dass HEMA mit einer Konzentration von 30 Gew.-%, bezogen auf das Polymergewicht, der Beschichtungslösung zugesetzt wurde. Trocknen der Beschichtung und Polymerisation der Masse erfolgten in der gleichen Weise.
Die Merkmale bezüglich Produktoberfläche und Klarheit wurden bewertet und als denjenigen des Produktes von Beispiel 8 gleichwertig befunden. Es wird angenommen, dass die Konzentration an Phosphorylcholingruppen an der Oberfläche in Folge des Einbaus von HEMA kleiner sein dürfte, das vermutlich in der Oberflächenbeschichtung polymerisieren dürfte. Jedoch hat die Beschichtung immer noch wünschenswerte Eigenschaften.
Beispiel 16 – vernetzbares Beschichtungspolymer.
Die Komponenten in der nachstehenden Tabelle 23 wurden gemischt, um die Massemonomer-Lösung herzustellen. Linsenformen aus Polypropylen wurden wie in Beispiel 11 plasmabehandelt und dann mit 0,2 μm – filtrierter 25 mg/ml – Lösung des Beschichtungspolymers (MPC:TMSPM:AM 80:5:15, hergestellt mittels einer Vorgehensweise analog derjenigen von Beispiel 7.6) in Ethanol, enthaltend 2% Gew./Gew. (bezogen auf Polymer) BME, beschichtet. Die beschichteten Formen wurden bei Umgebungsbedingungen etwa 1 Stunde lang trocknen gelassen. Einige der beschichteten Formen wurden dann 2 Stunden lang bei 80°C in einen Vakuum-Heizschrank verbracht, um die Trimethoxysilylgruppen zu vernetzen. Die Massemonomer-Lösung wurde dann verwendet, um die Formen zu füllen, und wurde unter Verwendung der gleichen allgemeinen Methode wie in Beispiel 8 gehärtet. Die Oberflächen- und optischen Merkmale der Produktlinsen wurden bewertet.
Tabelle 23
Die unbeschichteten Linsen waren sehr hydrophob (Benetzbarkeitsnote 5). Die vorvernetzten Beschichtungen waren viel benetzbarer, Benotung 2-3. Die Gleitfähigkeit wurde gleichfalls von 5 auf 2-3 verbessert.
Beispiel 17 – Teilweises Härten des Beschichtungspolymers vor dem Füllen der Form mit Monomer
Die Komponenten in Tabelle 24 wurden gemischt, um die Massemonomer-Lösung zu bilden. Die Beschichtungslösung bestand aus einer Lösung aus 50 mg/ml des Produktes von Beispiel 1, 1% Gew./Gew. (bezogen auf Polymer) BME und einem Tensid (S-100, Ciba Vision), in einer Menge von 2-3 Tropfen pro 20 ml (um die Benetzung der Oberfläche der Form zu verbessern), in Ethanol. Die Linsenformen wurden wie Beispiel 8 plasmabehandelt und dann in die Beschichtungslösung getaucht. Nach Trocknenlassen der Beschichtung in Luft wurden einige der beschichteten Formen einem Schritt der teilweisen Härtung durch 15 Minuten langes Aussetzen an UV unterworfen, unter Verwendung der gleichen Lampe wie für die Monomerhärtung. Die darauffolgenden Schritte des Füllens, der Härtung und des Linsengewinnens wurden wie in Beispiel 8 durchgeführt.
Tabelle 24
Die Linsenprodukte, deren Beschichtung vor dem Füllen der Form mit Massemonomer teilweiser Härtung unterworfen worden war, hatten einen besseren Formbehalt als diejenigen, auf denen keine teilweise Härtung durchgeführt worden war. Die Gleitfähigkeits- und Benetzbarkeitswerte für die Linse wurden durch die Beschichtung mit teilweiser Härtung in jedem Fall von 5 auf 1 verbessert.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen eines beschichteten, geformten Polymergegenstandes, in welchem a) mindestens ein Teil der Oberfläche einer Form mit einer Beschichtung eines reaktive Seitengruppen aufweisenden Polymers A versehen ist, wobei die Form im Wesentlichen frei von funktionellen Oberflächengruppen ist, die in der Lage sind, mit reaktiven Seitengruppen von Polymer A unter Bildung von kovalenten Bindungen zu reagieren, b) eine flüssige, härtbare Zusammensetzung umfassend eine mit den reaktiven Gruppen von Polymer A reaktive funktionelle Verbindung, mit der Form kontaktiert wird, wodurch die Zusammensetzung in Kontakt mit den beschichteten Teilen der Oberfläche der Form ist, und c) die härtbare Zusammensetzung gehärtet wird, um ein Massepolymer B unter derartigen Bedingungen zu bilden, dass die Reaktion zwischen der funktionellen Verbindung und den reaktiven Gruppen von Polymer A unter Ausbildung einer kovalenten Bindung stattfindet, die Polymer A mit Polymer B zumindest an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem Massepolymer B verbindet, und das Massepolymer B mit der Beschichtung aus Polymer A aus der Form entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass Polymer A erhältlich ist durch Radikalpolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, die beinhalten: a) ein zwitterionisches Monomer der allgemeinen Formel I Y-B-X (I)worin B eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette, die gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, oder, wenn X oder Y ein endständiges, an B gebundenes Kohlenstoffatom enthalten, eine Valenzbindung ist; X eine zwitterionische Gruppe ist und Y eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R)-CH₂-O-, CH₂=C(R)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R)OC(O)-, CH₂=C(R)-O-, CH₂=C(R)CH₂OC(O)N(R¹)-, R³⁰OOCCR=CRC(O)-O-, RCH=CHC(O)O-, RCH=C(COOR³⁰)CH₂-C(O)-O-,
worin: R Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist; R³⁰ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder BX ist A -O- oder -NR¹- ist; R¹ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist oder R¹ -B-X ist, wobei B und X wie vorstehend definiert sind; und K eine Gruppe -(CH₂)_pOC(O)-, -(CH₂)_pC(O)O-, -(CH₂)_pOC(O)O-, -(CH₂)_pNR²-, -(CH₂)_pNR²C(O)-, -(CH₂)_pC(O)NR²-, -(CH₂)_pNR²C(O)O-, -(CH₂)_pOC(O)NR²-, -(CH₂)_pNR²C(O)NR²- (worin die Gruppen R² gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_pO-, -(CH₂)_pSO₃- oder, gegebenenfalls in Kombination mit B, eine Valenzbindung ist und p 1 bis 12 ist und R² Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist und b) ein reaktives funktionelles Monomer der allgemeinen Formel II Y¹B⁴R³ IIworin B⁴ eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette, die gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, oder eine Valenzbindung ist; Y¹ eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R⁴)-CH₂-O-, CH₂=C(R⁴)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R⁴)OC(O)-, CH₂=C(R⁴)-O-, CH₂=C(R⁴)CH₂OC(O)N(R⁵)-, R³¹OOCCR⁴=CR⁴C(O)-O-, R⁴CH=CHC(O)O-, R⁴CH=C(COOR³¹)CH₂-C(O)-O-,
worin: R⁴ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist; R³¹ Wasserstoff, eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder eine Gruppe B⁴R³ ist; A¹ -O- oder -NR⁵- ist; R⁵ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist oder R⁵ eine Gruppe Q ist; K¹ eine Gruppe -(CH₂)_lOC(O)-, -(CH₂)_lC(O)O-, -(CH₂)_lOC(O)O-, -(CH₂)_lNR⁶-, -(CH₂)_lNR⁶C(O)-, -(CH₂)_lC(O)NR⁶-, -(CH₂)_lNR⁶C(O)O-, -(CH₂)_lOC(O)NR⁶-, -(CH₂)_lNR⁶C(O)NR⁶- (worin die Gruppen R⁶ gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_lO-, -(CH₂)_lSO₃-, eine Valenzbindung ist und l 1 bis 12 ist und R⁶ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist, und R³ eine reaktive Gruppe ist, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe umfasst, die von Y und Y¹ verschieden ist und die nicht mit Y und Y¹ polymerisiert hat.
Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die kationische Gruppe in der zwitterionischen Gruppe X eine quaternäre Ammoniumgruppe ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die anionische Gruppe in der zwitterionischen Gruppe X eine Phosphatdiester-Gruppe ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem X von der Formel VI
ist, worin die Gruppen R¹² gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl sind und e 1 bis 4 ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem R³ eine Gruppe CH₂=CH- ist.
Verfahren nach Anspruch 5, in welchem das reaktive Comonomer Allylmethacrylat ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, umfassend einen vorangehenden Schritt des Polymerisierens von ethylenisch ungesättigten Monomeren unter Bedingungen der Radikalpolymerisation, um ein im Wesentlichen unvernetztes Polymer A unter solchen Bedingungen zu bilden, dass ethylenisch ungesättigte Gruppen R³ nicht polymerisieren.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die härtbare Zusammensetzung ethylenisch ungesättigte Monomere und/oder Prepolymer umfasst und die Härtung eine Radikalpolymerisation der ethylenisch ungesättigten polymerisierbaren Gruppen umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 8, in welchem die härtbare Zusammensetzung ethylenisch ungesättigte Monomere umfasst und in welchem die Härtung, um die ethylenisch ungesättigten Monomere der härtbaren Zusammensetzung zu polymerisieren, unter Bedingungen durchgeführt wird, die verschieden sind von den zur Herstellung des Polymers A angewandten Bedingungen.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem die härtbare Zusammensetzung Siloxan-Prepolymere umfasst und das Polymer B ein Platingehärtetes Polysiloxan ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die ethylenisch ungesättigten Monomere zur Bildung von Polymer A ferner umfassen c) vernetzbares Monomer der allgemeinen Formel XI Y³B³R²⁰ XI worin B³ eine geradkettige oder verzweigte Alkylen-, Oxaalkylen- oder Oligooxaalkylenkette, die gegebenenfalls ein oder mehrere Fluoratome bis zu und einschließlich perfluorierten Ketten enthält, oder eine Valenzbindung ist; Y³ eine ethylenisch ungesättigte polymerisierbare Gruppe ist, ausgewählt aus
CH₂=C(R²¹)-CH₂-O-, CH₂=C(R²¹)-CH₂OC(O)-, CH₂=C(R²¹)OC(O)-, CH₂=C(R²¹)-O-, CH₂=C(R²¹)CH₂OC(O)N(R²²)-, R²⁹OOCCR²¹=CR²¹C(O)-O-, R²¹CH=CHC(O)O-, R²¹CH=C(COOR²⁹)CH₂-C(O)-O-,
worin: R²¹ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl ist; R²⁹ Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist; A⁴ -O- oder -NR²²- ist; R²² Wasserstoff oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe oder R²² eine Gruppe B³R²⁰ ist; K⁴ eine Gruppe -(CH₂)_rOC(O)-, -(CH₂)_rC(O)O-, -(CH₂)_rOC(O)O-, -(CH₂)_rNR²²-, -(CH₂)_rNR²²C(O)-, -(CH₂)_rC(O)NR²²-, -(CH₂)_rNR²²C(O)O-, -(CH₂)_rOC(O)NR²²-, -(CH₂)_rNR²²C(O)NR²²- (worin die Gruppen R²² gleich oder verschieden sind), -(CH₂)_rO-, -(CH₂)_rSO₃- oder eine Valenzbindung ist und r 1 bis 12 ist und R²⁰ eine vernetzbare Gruppe ist, ausgewählt aus Cinnamyl-, Epoxy-, -CHOHCH₂Hal (wobei Hal Chlor, Brom oder Iod ist), Methylol-, Silylgruppen mit 1 bis 3 Halogenatomen, C_1-4-Alkoxy- oder C_2-4-Alkanoyloxysubstituenten, acetylenisch ungesättigten Gruppen und Acetoacetoxy- und Chloralkylsulfongruppen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei R²⁰ aus den Silylgruppen und Epoxygruppen ausgewählt ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die Monomere zur Bildung von Polymer A zusätzlich ein Verdünnungs-Monomer enthalten.
Verfahren nach Anspruch 13, in welchem das Verdünnungs-Monomer in einer molaren Menge von mindestens 10% beinhaltet ist.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem das Molverhältnis von reaktivem funktionellem Monomer zu zwitterionischem Monomer im Bereich 1:20 bis 20:1 liegt.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem Polymer A aus einer Beschichtungszusammensetzung, umfassend eine flüssige Trägersubstanz, in der das Polymer gelöst oder dispergiert ist, auf die Form aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, in welchem Polymer A auf die Form aufgebracht und anschließend vernetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, in welchem der Beschichtungsschritt das Beschichten der Form mit einer Zusammensetzung, wie in Anspruch 16 definiert, und das Verfestigen des Polymers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, in welchem das Verfestigen des Polymers durch Abdampfen von Lösungsmittel aus der flüssigen Beschichtung erfolgt.