ES2208304T3 - Polimero plastificado para el agua con un indice de refraccion elevado para aplicaciones oftalmologicas. - Google Patents

Polimero plastificado para el agua con un indice de refraccion elevado para aplicaciones oftalmologicas.

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ES2208304T3
ES2208304T3 ES00919783T ES00919783T ES2208304T3 ES 2208304 T3 ES2208304 T3 ES 2208304T3 ES 00919783 T ES00919783 T ES 00919783T ES 00919783 T ES00919783 T ES 00919783T ES 2208304 T3 ES2208304 T3 ES 2208304T3
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Abstract

Copolímero hidratable que comprende: a) un primer componente monomérico que comprende un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo; b) un segundo componente monomérico que comprende un monomérico que tiene un grupo anillo aromático con un sustituyente que tiene al menos un punto de instauración etilénica, en donde el segundo componente monomérico es distinto de acrilato; y c) un tercer componente monómero que comprende un monómero formador de hidrogel con un elevado contenido en agua.

Description

Polímero plastificado para el agua con un índice de refracción elevado para aplicaciones oftalmológicas.
Esta invención está relacionada con materiales de tipo copolímero los cuales resultan de utilidad como dispositivos oftálmicos, tales como lentes, lentes intraoculares (IOLs), queratoprótesis y anillos o incrustaciones córneas y con un procedimiento para preparar y utilizar los citados materiales de tipo copolímero. En particular, esta invención está relacionada con lentes plegables intraoculares obtenidas a partir de materiales de tipo copolímero acrílicos.
Con los recientes avances en la cirugía de cataratas de pequeña incisión, se ha incrementado el énfasis en el desarrollo de materiales blandos, plegables, para ser utilizados en lentes oftálmicas artificiales. En general, estos materiales caen dentro de una de estas tres categorías: hidrogeles, siliconas y otros, en general.
El poder de refracción de una lente está en función de su forma y del índice de refracción del material del cual está fabricada. Una lente obtenida a partir de un material que tenga un índice de refracción más elevado puede ser más delgada y proporcionar el mismo poder de refracción que una lente obtenida a partir de un material que tenga un índice de refracción relativamente más bajo. Las lentes más delgadas resultan más fáciles de insertar y provocan menos problemas durante la cirugía.
Los materiales de tipo hidrogel son duros o rígidos cuando se secan y absorben una gran cantidad de agua (por ejemplo, hasta un 20-70% en peso) cuando se hidratan, lo cual reduce el índice de refracción del material. Estos materiales tienden a ser quebradizos cuando se secan y presentan unas propiedades mecánicas pobres para aplicación oftálmica. En estado hidratado, los materiales de tipo hidrogel se vuelven blandos y flexibles. Los hidrogeles hidratados conocidos presentan un índice de refracción relativamente bajo, por ejemplo inferior a 1,48. Además de afectar de manera negativa al índice de refracción, el agua absorbida incrementa también de manera significativa el diámetro y el grosor de las IOLs, por ejemplo, en una cifra situada en torno al 15%.
Los materiales de tipo silicona presentan un índice de refracción ligeramente más elevado (por ejemplo, 1,51), pero tienen tendencia a desplegarse demasiado rápidamente, una vez ubicados en el ojo en una configuración plegada. La biocompatibilidad de los materiales de tipo silicona puede constituir también motivo de preocupación.
Las patentes USA n^{os} 5.290.892 (Namdaran et al.), 5.331.073 (Weinschenk, III et al.) y 5.693.095 (Freeman et al.) discuten acerca de la formación de lentes plegables a partir de un material tipo polímero procedente de (met)acrilato de etoxiarilo con un reticulador o con un segundo monómero acrilato y un reticulador. Dado que el material de tipo polímero es blando/plegable, estas patentes tratan acerca de la formación de moldes con el material de tipo polímero para obtener una lente individual. De manera similar, la patente USA 5.433.746. otorgada a Namdaran et al., describe la formación de lentes intraoculares flexibles por medio de moldeo de materiales de tipo polimérico, los cuales presentan una temperatura de transición al estado vítreo baja. El citado moldeado requiere un equipo especializado y moldes personalizados costosos. Además, las lentes moldeadas resultantes tienden a presentar una pobre calidad superficial dado que, por regla general, no pueden ser pulidas. De manera alternativa, la patente USA 5.331.073 trata acerca de la formación de lentes a partir de un material blando/plegable por medio de maquinización de las lentes a temperaturas criogénicas. El citado procedimiento resulta engorroso y caro.
El poder disponer de un material con un elevado índice de refracción, plegable, que pudiera ser objeto de maquinización y de pulido utilizando tecnologías convencionales representaría un avance significativo en la técnica.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona un material plegable, con un elevado índice de refracción, el cual puede ser maquinizado utilizando técnicas de corte con torno convencionales, no caras, tales como las utilizadas en la fabricación de lentes de metacrilato de polimetilo (PMMA). Los materiales tipo polímero resultan de utilidad para la formación de dispositivos oftálmicos, particularmente de lentes intraoculares, que comprenden unidades de polímero obtenidas a partir de al menos tres diferentes componentes monómeros. Los materiales de tipo polímero obtenidos resultan también de utilidad para otros dispositivos oftálmicos, tales como lentes de contacto, queratoprótesis, lentes intracorneales (ICL), y lentes o incrustaciones de cornea, al igual que para otras aplicaciones.
Un nuevo aspecto significativo del material de tipo polímero de la invención consiste en el hecho de que el mismo es, a la vez, (a) lo suficientemente duro como para ser objeto de maquinización a temperatura ambiente y (b) convertible en plegable a través de un proceso de hidratación controlado. Además, la IOL puede ser hidratada hasta alcanzar un estado de flexibilidad adecuado con una mínima absorción de agua. La relativamente baja absorción de agua permite una eficaz hidratación sin afectar a las propiedades ópticas o mecánicas y sin modificar las dimensiones o el índice de refracción de las lentes plegables. Otra importante ventaja de la invención reside en la capacidad de someter a las lentes a pulido en tambor para proporcionar bordes lisos y redondeados. Ello se ve facilitado, en parte, por la relativamente elevada temperatura de transición al estado vítreo (Tg) del material.
Un aspecto de la presente invención es una composición que comprende un copolímero hidratable. El copolímero incluye:
a) un primer componente monómero que es un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo;
b) un segundo componente monómero que es un monómero que presenta un anillo aromático con un sustituyente que tiene al menos un punto de insaturación etilénica, en donde el segundo componente monómero es diferente de acrilato; y
c) un tercer componente monómero que es un monómero formador de hidrogel con un elevado contenido en agua. Preferiblemente, el copolímero incluye además un agente reticulante.
Otro aspecto de la invención consiste en un dispositivo oftálmico preparado a partir del copolímero de la invención.
La invención proporciona también un procedimiento para la preparación de dispositivos oftálmicos, tales como lentes intraoculares, a partir del(los) polímero(s) descrito(s). El procedimiento conlleva, generalmente, la formación de una pieza de trabajo polimérica rígida procedente del copolímero de la invención, la formación de un dispositivo oftálmico a partir de la pieza de trabajo y la hidratación del dispositivo oftálmico hasta lograr un estado de blandura y flexibilidad suficiente como para que, si se desea, el dispositivo pueda ser plegado.
Un nuevo aspecto de la invención consiste en un procedimiento para la implantación de un dispositivo oftálmico en el interior de un ojo. El procedimiento conlleva el proporcionar un dispositivo oftálmico hidratable que es rígido a temperatura ambiente cuando se seca y plegable a temperatura ambiente cuando se hidrata. El dispositivo oftálmico es hidratado y se proporciona una jeringa que contiene el dispositivo oftálmico hidratado. El dispositivo oftálmico es entonces inyectado en el interior del ojo.
Descripción de la invención
El material de tipo polímero de la presente invención comprende unidades de polímero procedentes de la polimerización de primeros, segundos y terceros componentes poliméricos. Estos componentes pueden incluir monómero (met)acrilato de arilo. Un monómero aromático y un monómero formador de hidrogel con un elevado contendido en agua, respectivamente. Preferiblemente se incluye un agente reticulante. Cada uno de los componentes se describe más adelante con mayor detalle.
La composición puede incluir, opcionalmente, otros componentes de tipo monómero, un iniciador o un material absorbente de ultravioleta (UV). Las proporciones de los monómeros deberían ser preferiblemente elegidas para generar un polímero sustancialmente rígido que tenga una temperatura de transición vítrea de al menos aproximadamente la temperatura ambiente normal. Cada uno de los tres componentes de tipo monómero se encuentra preferiblemente presente en el copolímero en una cantidad de al menos el 10 por ciento en peso, más preferiblemente, al menos del 20 por ciento en peso. Esta invención contempla la preparación de copolímeros en bloque y aleatorios de los componentes de tipo monómero descritos en la presente. Salvo que se indique lo contrario, la totalidad de porcentajes en peso están basados en el peso total de la composición con anterioridad a la polimerización.
En una realización altamente preferida, la composición comprende un copolímero hidratable que incluye:
a)
al menos el 20 por ciento en peso de un primer componente de tipo monómero, tal como acrilato de etilenglicol-fenil-éter o acrilato de polietilenglicol-fenil-éter;
b)
al menos el 10 por ciento en peso de un segundo componente de tipo monómero, tal como estireno o estireno sustituido;
c)
al menos el 10 por ciento en peso de un tercer componente de tipo monómero, tal como metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietoxietilo o ácido metacrílico; y
d)
menos del 10 por ciento en peso de un agente reticulante, tal como un diacrilato o un dimetacrilato. El copolímero resultante tiene un índice de refracción superior a 1,50 y es plegable a temperatura ambiente (es decir, aproximadamente 20-25ºC) cuando se hidrata.
Monómeros
Generalmente, el primer componente de tipo monómero es un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo. Estos compuestos pueden ser también identificados como monómeros (met)acrilato de arilo. El término "arilo" implica que el compuesto contiene al menos un grupo aromático. Los citados compuestos corresponden habitualmente a la fórmula (I):
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{Z}}
OO--Q
donde
Z es -H ó -CH_{3} y
Q incluye al menos un anillo aromático.
Entre los sustituyentes representativos de Q se incluyen, sin que ello signifique una limitación: etilenglicol-fenil-éter, poli(acrilato de etilenglicol-fenil-éter), fenilo, 2-etilfenoxi, hexilfenoxi, hexilfenoxi, bencilo, 2-feniletilo, 4-metilfenilo, 4-metilbencilo, 2-2-metilfeniletilo; metacrilato de 2-3-metilfeniletilo, 2-4-metilfeniletilo, 2-(4-propilfenil)etilo, 2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo, 2-(4-metoxifenil)etilo, 2-(4-ciclohexilfenil)etilo, 2-(2-clorofenil)etilo, 2-(3-clorofenil)etilo, 2-(4-clorofenil)etilo, 2-(4-bromofenil)etilo, 2-(3-fenilfenil)etil, 2-(4-fenilfenil)etilo) y 2-(4-bencilfenil)etilo.
Entre los monómeros (met)acrilato de arilo adecuados se incluyen, por ejemplo, acrilato de etilenglicol-fenil-éter (EGPEA), poli(acrilato de etilenglicol-fenil-éter)(poli EGPEA), metacrilato de fenilo, metacrilato de 2-etilfenoxi, acrilato de 2-etilfenoxi, metacrilato de hexilfenoxi, acrilato de hexilfenoxi, metacrilato de bencilo, metacrilato de 2-feniletilo, metacrilato de 4-metilfenilo, metacrilato de 4-metilbencilo, metacrilato de 2-2-metilfeniletilo, metacrilato de 2-3-metilfeniletilo, metacrilato de 2-4-metilfeniletilo, metacrilato de 2-(4-propilfenil)etilo, metacrilato de 2-(4-1-metiletil)fenil)etilo, metacrilato de 2-(4-metoxifenil)etilo, metacrilato de 2-(4-ciclohexilfenil)etilo, metacrilato de 2-(2-clorofenil)etilo, metacrilato de 2-(3-clorofenil)etilo, metacrilato de 2-(4-clorofenil)etilo, metacrilato de 2-(4-bromofenil)etilo, metacrilato de 2-(3-fenilfenil)etilo, metacrilato de 2-(4-fenilfenil)etilo y metacrilato de 2-(4-bencilfenil)etilo, incluyendo los correspondientes metacrilatos y acrilatos y mezclas de los mismos. A la vista de la presente descripción, a un experto en la materia podrían ocurrírsele otros monómeros de acrilato de arilo y monómeros de metacrilato de arilo. Resultan preferidos el EGPEA y el poli EGPEA.
El primer componente monómero debe ser añadido a la composición en cantidad suficiente como para proporcionar un elevado índice de refracción, una moderada absorción de agua y una rigidez de columna reforzada. Preferiblemente, el primer componente monómero comprende al menos el 10% en peso de la composición, más preferiblemente al menos el 20% en peso, muy preferiblemente al menos el 30 por ciento en peso. Este primer componente monómero debería ser añadido en cantidad adecuada para evitar una no deseada baja temperatura de transición al estado vítreo en el copolímero resultante. Preferiblemente, el primer componente monómero comprende menos del 60 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente menos del 50 por ciento en peso, muy preferiblemente menos del 45 por ciento en peso.
El segundo componente monómero incluye un monómero que tiene un anillo aromático con un sustituyente que tiene al menos un punto de instauración etilénica. Preferiblemente, este segundo componente monómero no es acrilato. Los citados monómeros corresponden a la fórmula general (II):
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}
--Ar
donde X es -H ó -CH_{3}, y Ar es un anillo aromático sustituido o no sustituido.
Entre los segundos componentes monómeros representativos se incluyen, por ejemplo, compuestos de estireno sustituidos o no sustituidos. Estos compuestos pueden estar sustituidos por hidrógeno, halógeno (por ejemplo, Br, Cl, F), grupos alquilo inferior (por ejemplo, metilo, etilo, propilo, butilo, isopropilo), y/o grupos alcoxi inferior. Deben evitarse los monómeros que contienen puentes acrílicos o de acrilamida. Entre los monómeros aromáticos adecuados se incluyen, por ejemplo, estireno, metoxiestireno y cloroestireno. Resultan preferidos el estireno y el cloroestireno. Estireno es el más preferido.
El segundo componente monómero debe ser añadido en cantidad suficiente como para incrementar la temperatura de transición al estado vítreo del copolímero resultante hasta una temperatura de trabajo adecuada. Se cree que este segundo componente monómero proporciona un índice de refracción más elevado a través del anillo aromático, hidrofobicidad y una temperatura de transición al estado vítreo más elevada. Preferiblemente, el segundo componente monómero comprende al menos el 10 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente al menos el 15% en peso, muy preferiblemente al menos el 20 por ciento en peso. El segundo componente monómero debe ser añadido en cantidad inferior a la que afecta, de manera adversa, al índice de refracción, a la claridad óptica o a otras propiedades deseables del copolímero. Preferiblemente, el segundo componente monómero comprende menos del 60 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente, menos del 40 por ciento en peso, muy preferiblemente, menos del 30 por ciento en peso.
El tercer componente monómero comprende un monómero formador de hidrogel de elevado contendido de agua. Preferiblemente, el tercer componente monómero incluye un metacrilato sin un sustituyente aromático. Entre los monómeros formadores de hidrogel con elevado contenido de agua se incluyen, por ejemplo, metacrilato de hidroxietilo (HEMA), metacrilato de hidroxietoxietilo (HEEMA), metacrilato de hidroxietoxietilo, metacrilato de metoxietilo, metacrilato de metoxietoxietilo, metacrilato de metoxidietoxietilo, dimetacrilato de etilenglicol, n-vinil-2-pirrolidona, ácido metacrílico y acetato de vinilo y mezclas de los mismos. Para un experto en la materia resultará evidente que muchos otros monómeros formadores de hidrogel de elevado contenido en agua resultarán operativos a la vista de esta descripción. Resultan preferidos el HEMA y el HEEMA.
El tercer componente monómero es preferiblemente añadido en cantidad suficiente para convertir al copolímero resultante en hidratable. Preferiblemente, el tercer componente monómero comprende al menos el 10 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente, al menos el 20 por ciento en peso de la composición, muy preferiblemente, al menos el 25 por ciento en peso de la composición. El tercer componente monómero debe ser añadido en una cantidad que sea lo suficientemente baja como para evitar una expansión estadísticamente significativa durante la hidratación del copolímero. Preferiblemente, el tercer componente monómero comprende menos del 60 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente menos del 50 por ciento en peso, muy preferiblemente, menos del 40 por ciento en peso.
El copolímero puede también incluir un agente reticulante. Entre los agentes reticulantes copolimerizables que resultan de utilizada en la formación del material polimérico de la invención se incluyen cualquier compuesto insaturado etilénicamente en posición terminal, que tenga mas de un grupo insaturado. Preferiblemente, el agente reticulante incluye un diacrilato o un dimetacrilato. El agente reticulante puede también incluir un diacrilato o un metacrilato. El agente reticulante puede también incluir compuestos que tengan dos grupos (met)acrilato y/o vinilo. Entre los agentes reticulantes particularmente preferidos se incluyen los compuestos diacrilato representados a través de la siguiente fórmula (III):
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{X'}}
--COO--A--OOC--C=
\uelm{C}{\uelm{\para}{X''}}
H_{2}
en donde X' y X'', separada e independientemente, representan un átomo de hidrógeno o un grupo metilo; y A representa un grupo hidrocarbilo divalente sustituido o no sustituido. En una forma preferida de fórmula (III), A representa un radical alifático divalente sustituido o no sustituido y, preferiblemente, un alquileno de entre 1 y 6 átomos de carbono.
Entre los agentes reticulantes representativos se incluyen, por ejemplo, compuestos diacrilato que incluyen dimetacrilato de etilenglicol (EGDM), dimetacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol, metacrilato de alquilo, alilmetacrilato de 1-3-propanodioldimetacrilato, dimetacrilato de 1,6-hexanodiol; dimetacrilato de 1,3-butanodiol; dimetacrilato de 1,4-butanodiol, al igual que compuestos divinilo, incluyendo hidrocarburos divinilo y divinilbenceno. Resulta preferido el dimetacrilato de etilenglicol.
El agente reticulante debe ser añadido en cantidad suficiente como para permitir que el copolímero hidratado regrese a su forma original después de haber sido plegado. Preferiblemente, el agente reticulante comprende al menos un 1 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente, al menos el 3 por ciento en peso. Por el contrario, el agente reticulante debe ser añadido en una cantidad lo suficientemente baja como para evitar que el copolímero resulte demasiado rígido o quebradizo. Preferiblemente, el agente reticulante comprende menos del 10 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente, menos del 5 por ciento en peso.
Un experto en la materia se dará cuenta de que al polímero de esta invención se le pueden añadir, opcionalmente, aditivos tales como agentes bloqueadores de ultravioleta (UV), colorantes, en función de la aplicación a la que se pretendan destinar. Entre los materiales absorbentes de UV representativos se incluyen los descritos, por ejemplo, en la columna 5, líneas 3-29, de la patente US Nº. 5.433.746, concedida a Namdaran et al. Entre los materiales absorbentes de ultravioleta se incluyen, por ejemplo, la benzofenona, la vinilbenzofenona y el benzotriazol. Cuando se utiliza, el material absorbente de ultravioleta es preferiblemente añadido a una concentración por debajo de aproximadamente el 1 por ciento, en base al peso total de la composición.
Los copolímeros de la invención pueden ser obtenidos utilizando técnicas de polimerización convencionales. Por ejemplo, los monómeros pueden ser mezclados conjuntamente y calentados hasta una temperatura elevada para facilitar la reacción de polimerización. Con vistas a facilitar y/o incrementar la velocidad de polimerización de la reacción pueden incluirse catalizadores y/o iniciadores, seleccionados, por ejemplo, a partir de materiales bien conocidos para el citado uso en las técnicas de polimerización. Entre los iniciadores representativos se incluyen los iniciadores de radical libre, tales como el 2-2'-azobisisobutironitrilo (AIBN), el peróxido de benzoilo, el peróxido de acetilo, el peróxido de laurilo. El peróxido de t-butilo y similares y mezclas de los mismos. Resulta preferido el 2-2'-azobisisobutironitrilo.
Procedimiento
Volviendo al procedimiento de fabricación de los dispositivos oftálmicos a partir del copolímero, el procedimiento conlleva los siguientes pasos generales. Se proporciona un copolímero hidratable, rígido, el cual se obtiene a partir de una mezcla de un primer, un segundo y un tercer componente monómero, tal como se describe en el presente documento. El copolímero presenta una temperatura de transición al estado vítreo superior a la temperatura ambiente normal y un índice de refracción superior a 1,55. El copolímero rígido se obtiene después en forma de un dispositivo oftálmico rígido que presenta las dimensiones deseadas. El copolímero es posteriormente hidratado para formar un dispositivo oftálmico plegable. Preferiblemente, el copolímero hidratado presenta una concentración de agua en equilibrio por debajo del 10 por ciento en peso y un índice de refracción superior a 1,55.
Más específicamente, el copolímero de la presente invención se forma habitualmente en forma de hoja o de varilla. Un dispositivo oftálmico rígido se forma generalmente cortando el dispositivo, por ejemplo a partir de una hoja rígida del copolímero y puliendo el mismo. Los dispositivos oftálmicos de la dimensión y dioptría deseada pueden ser cortados a partir de la hoja de copolímero rígida utilizando técnicas de corte por torno habituales a la temperatura ambiente. De manera similar, los dispositivos pueden ser pulidos utilizando técnicas de pulido habituales, tales como el pulido en tambor. El dispositivo oftálmico es preferiblemente una IOL.
El dispositivo oftálmico resultante es hidratado posteriormente. Ello puede lograrse mediante la impregnación del dispositivo oftálmico en una solución acuosa (tal como agua o solución salina), preferiblemente a una temperatura elevada (por ejemplo, entre 20 y 100ºC), durante un período de tiempo suficiente para inculcar el dispositivo con agua (por ejemplo, durante un período de tiempo de entre varios minutos a varias horas o superior).
Un dispositivo oftálmico o de otro tipo obtenido a partir de un polímero de la presente invención no se expande o modifica su forma de manera significativa cuando se hidrata. En otras palabras, no existe una diferencia significativa entre el diámetro y el grosor del dispositivo seco y el dispositivo hidratado. Por consiguiente, para IOLs, las lentes intraoculares rígidas y las lentes intraoculares hidratadas plegables presentan en esencia las mismas dimensiones.
Los copolímeros de la invención presentan una única combinación de características deseables, por ejemplo, elevado índice de refracción, buenas propiedades mecánicas, elevada temperatura de transición al estado vítreo, claridad óptica, hidratabilidad y capacidad de plegamiento una vez hidratados.
Una combinación de propiedades particularmente ventajosa incluye disponer de un copolímero que sea plegable a temperatura ambiente a pesar de tener una temperatura de transición al estado vítreo por encima de la temperatura ambiente y que tenga también un índice de refracción (RI) superior a 1,50. Debido al hecho de que el índice de refracción del copolímero hidratado tiende a ser superior a 1,50 (y los copolímeros preferidos presentan un índice de refracción superior a 1,55), los copolímeros resultan especialmente atractivos para aplicaciones oftálmicas, tales como lentes intraoculares. El poder de refracción de una lente está en función de su forma y del índice de refracción del material del cual está hecha. Una lenta fabricada a partir de un material que presenta un índice de refracción más elevado puede ser más delgada y proporcionar el mismo poder de refracción que una lente fabricada a partir de un material que tenga un índice de refracción relativamente más bajo. Las lentes más delgadas resultan más fáciles de insertar y provocan menos problemas durante la cirugía. Por consiguiente, en general, cuanto más elevado sea el índice de refracción mejor será el material, permaneciendo inalterados otros factores. Se han alcanzado RIs de al menos 1,558.
Las propiedades mecánicas del copolímero, tales como la temperatura de transición vítrea, permiten su corte y pulido (es decir, su mecanizado) a temperatura ambiente (más que moldeado o formateado a temperaturas criogénicas). El copolímero es rígido a temperatura ambiente normal cuando está seco y flexible a temperatura ambiente normal cuando está hidratado. En otras palabras, el copolímero seco es lo suficientemente rígido o sólido a temperatura ambiente como para que pueda ser manipulable a través de corte o torneado convencional y el copolímero hidratado lo suficientemente flexible a temperatura ambiente como para poder ser doblado 180 grados sin romperse. De manera beneficiosa, el copolímero seco no resulta tampoco demasiado quebradizo.
La capacidad para cortar y pulir un dispositivo oftálmico facilita la formación de una lente que tenga el grosor central mínimo permitido por el índice de refracción del material. Por consiguiente, a partir del copolímero de la invención puede obtenerse una lente más delgada que la que resulta del material que tiene el mismo índice de refracción que tiene que ser moldeado. Por ejemplo, puede obtenerse una lente de 20 dioptrías que tenga un grosor central inferior a 0,4 milímetros (mm). La delgadez, a su vez, permite que el copolímero pueda ser inyectado a través de una incisión tan delgada como 1 mm o inferior. Esto proporciona un avance significativo en el campo de la cirugía oftálmica, en la cual resultan habituales las incisiones mucho más grandes.
En relación con la temperatura de transición del estado vítreo (Tg) del copolímero, se prefiere que la Tg sea más elevada que aproximadamente la temperatura ambiente normal, a los efectos de que el mismo resulte manipulable a través de técnicas de corte y de torneado convencionales. Preferiblemente, la Tg es superior a 20ºC, más preferiblemente superior a 25ºC y, muy preferiblemente, superior a 30ºC. Pueden ser obtenidos dispositivos oftálmicos adecuados a partir de copolímeros que tienen temperaturas de transición del estado vítreo superiores a la temperatura corporal normal. La calorimetría de exploración diferencial (DSC) proporciona un procedimiento para la medición de la Tg.
Tal como se ha discutido, el copolímero de la invención se convierte en flexible cuando se hidrata. El procedimiento de hidratación permite una distribución altamente eficaz de las moléculas de agua a través de la estructura de las IOLs, para convertir el polímero duro en blando y plegable con la mínima absorción de agua. El copolímero hidratado tiene un contenido de agua en equilibrio (EWC) por debajo del 10 por ciento en peso. Preferiblemente, el EWC es inferior al 8% en peso, más preferiblemente inferior al 5% en peso y, muy preferiblemente, inferior al 4% en peso. La citada baja absorción de agua permite una hidratación eficaz sin afectar de manera adversa a las propiedades ópticas y mecánicas de las lentes plegables. Por ejemplo, ni las dimensiones de las lentes ni los índices de refracción cambian de manera significativa con la hidratación. En lo concerniente a la expansión generada con la hidratación, los copolímeros de la invención tienden a expandirse por debajo del 10 por ciento en volumen, cuando se comparan con el copolímero no hidratado; preferiblemente, la expansión en porcentaje de volumen con la hidratación es inferior al 5%. El porcentaje de expansión se calcula mediante la medición de la diferencia en la dimensión de botones estándar antes y después de la hidratación.
Por consiguiente, el copolímero de la invención muestra una combinación deseable y única de propiedades, incluyendo la maquinabilidad cuando no está hidratado y la expansión mínima tras la hidratación; el copolímero presenta también un índice de refracción relativamente elevado.
Procedimiento quirúrgico
Mediante la utilización del copolímero de la invención, puede llevarse a cabo la cirugía de catarata a través de una incisión de 1,5 mm o inferior. Tras aplicar anestesia tópica en el ojo, puede inyectarse en el mismo una IOL obtenida a partir del nuevo copolímero. El procedimiento no requiere sutura alguna.
Mediante la disposición de un dispositivo oftálmico hidratable que sea rígido a temperatura ambiente, cuando está seco y plegable a temperatura ambiente, cuando se encuentra hidratado, puede llevarse a cabo un procedimiento para implantar un dispositivo oftálmico en el ojo. El dispositivo oftálmico es hidratado y se proporciona una jeringa que contiene el dispositivo oftálmico hidratado. El dispositivo oftálmico, el cual es preferiblemente una lente intraocular obtenida a partir del copolímero de la invención, es posteriormente inyectado en el ojo. Preferiblemente, el dispositivo oftálmico es inyectado en el ojo a través de una incisión de menos de 1,5 milímetros de longitud.
La lente puede ser insertada utilizando un dispositivo, por ejemplo, como el descrito en la patente USA Nº. 4.715.373, concedida a Mazzocco. La forma del sistema de fijación utilizada para posicionar la IOL en el ojo no resulta crítica a los efectos de esta invención. los copolímeros puede ser utilizados en lentes plegables que tengan una diversidad de sistemas de fijación. Ver, por ejemplo, la patente USA Nº. 5.776.191, concedida a Mazzocco, para una discusión en relación con los sistemas de fijación para estructuras IOL.
Ejemplos Ejemplo 1
Mezclando los siguientes ingredientes, en condiciones de presión reducida, se preparan diversos copolímeros: un primer, un segundo y un tercer componente monómero, un reticulador y un agente bloqueador de UV polimerizable. Como agente bloqueador de UV se utiliza vinil-benzotriazol, a una concentración total del 0,3 por ciento en peso. Para iniciar la polimerizaciones se utiliza un iniciador de radical libre 2-2'-azobisisobutironitrilo (AIBN), a una concentración del 0,2% en peso. La solución de monómero se mezcla en un matraz de vidrio utilizando una barra de agitación magnética por espacio de 30 minutos. La solución es después filtrada a través de un filtro de 0,2 micras (\mu) e inyectada en un molde laminar que comprende dos placas de vidrio unidas con unas pinzas con muelles y separadas mediante una junta de plástico. El molde es colocado después en un baño de agua por espacio de 10 horas, a 60ºC, posteriormente es retirado y sometido de nuevo a curación a 95ºC en un horno, por espacio de 12 horas. Se obtiene una lámina polimérica dura y clara.
A partir de la lámina de plástico rígido se cortan lentes intraoculares de diversas dioptrías (5,10, 20 y 34), utilizando técnicas de maquinización como las utilizadas para la fabricación de IOLs de polimetilmetacrilato (PMMA).
Las IOLs son pulidas en tambor por espacio de 2 días a 20ºC. Las lentes pulidas son lavadas con agua ultra-pura. En este estadio, las IOLs son todavía duras y no plegables. Las IOLs son después colocadas en viales individuales rellenados con solución salina. Los viales son colocados en un horno de temperatura controlada y sometidos al siguiente ciclo de condiciones: incremento de la temperatura desde 20ºC hasta 40ºC, a una velocidad de 10 grados C por hora. Mantenimiento a 40ºC por espacio de 30 minutos. Incremento de temperatura desde 40ºC hasta 60ºC, a una velocidad de 10 grados por hora. Mantenimiento a 60ºC por espacio de 4 horas. Descenso de temperatura desde 60ºC hasta temperatura ambiente (aproximadamente 20ºC), a 10 grados C por hora. Las IOLs eran blandas y fácilmente plegables y presentaban excelentes propiedades ópticas. Las dimensiones de las lentes (tamaño óptico, grosor, diámetro) no se modificaron sustancialmente durante la hidratación. La superficie y los bordes de las muestras eran muy suaves.
Se midió el contenido de agua de equilibrio después de la hidratación, utilizando análisis gravimétrico. El índice de refracción y la temperatura de transición del estado vítreo de las lentes fueron también determinados. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
1
2
3
\newpage
Material EWC RI Maquinabilidad Plegabilidad después % expansión
Comparativo (% en peso) de hidratación
Hidrogel 1 60 1,38 Buena Buena 15
Hidrogel 2 30 1,44 Buena Buena 11
Hidrogel 3 75 1,34 Buena Buena 25
Hidrogel 4 20 1,46 Buena Buena 10
Acrílico 1 0 1,54 No maquinizable - 0
Acrílico 2 0 1,55 No maquinizable - 0
Hidrogel 1= poli HEMA
Hidrogel 2= poli (HEMA-co-MMA)
MMA= metacrilatro de metilo
Hidrogel 3= poli (HEMA-co-NVP)
NVP= n-vinilpirrolidona
Hidrogel 4= poli (HEMA-co-MMA) altamente reticulado
Acrílico 1= acrilato de feniletilo 79% en peso
Metacrilato de metilo 16% en peso
EGDM 5% en peso
Acrílico 2= acrilato de 2-fenoxietilo 88% en peso
Acrilato de n-hexilo 10% en peso
EGDM 2% en peso
En la anterior tabla, "maquinabilidad" se refiere al corte del material no hidratado con un torno, en el cual una herramienta con diamante entra en contacto con el material mientras gira a elevada velocidad. Buena maquinabilidad significa que el material se corta limpiamente en forma de disco, por lo que los radios y las dimensiones del producto final pueden ser seleccionados con antelación. Maquinabilidad correcta significa que el material puede ser sometido a maquinización si los parámetros medioambientales pueden ser controlados, por ejemplo, mediante la disminución de la temperatura. Pobre maquinabilidad significa que el material tiende a deformarse cuando se corta con el torno, pero resulta todavía maquinizable si se controlan los parámetros medioambientales. No maquinizable significa que el material no puede ser cortado en un torno y tiene que ser obtenido utilizando procedimientos tales como el moldeado. "Plegabilidad" se refiere a la capacidad de doblarse que presenta el material, tanto como aproximadamente 180ºC, sin romperse, una vez ha sido hidratado. Buena plegabilidad significa que el material puede ser doblado fácilmente utilizando forceps cuando el material es cortado en forma de disco del tamaño aproximado al de una lente estándar. Una correcta plegabilidad significa que un disco hidratado del material se dobla cuando se aplica un poco de fuerza. Poble plegabilidad significa que el disco hidratado se dobla sin romperse cuando se aplica una fuerza más grande.
Ejemplo 2
Se llevó a cabo un estudio de hidratación para valorar el cambio en la dimensión una vez completada la hidratación: Se utilizaron veinte muestras de cada una de las formulaciones descritas en el Ejemplo 1. Las muestras consistían en discos de 16,5 mm de diámetro y de 2,0 milímetros de espesor. Los resultados fueron promediados para cada una de las formulaciones.
Formulación % cambio en el diámetro % de cambio en el grosor
1 0,02 + 0,01 0,04 + 0,01
2 0,05 + 0,02 0,08 + 0,02
3 0,06 + 0,01 0,08 + 0,01
4 0,08 + 0,03 0,06 + 0,01
No se produjeron cambios de dimensión sustanciales después de la hidratación.

Claims (33)

1. Copolímero hidratable que comprende:
a)
un primer componente monomérico que comprende un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo;
b)
un segundo componente monomérico que comprende un monomérico que tiene un grupo anillo aromático con un sustituyente que tiene al menos un punto de instauración etilénica, en donde el segundo componente monomérico es distinto de acrilato; y
c)
un tercer componente monómero que comprende un monómero formador de hidrogel con un elevado contenido en agua.
2. Copolímero de la reivindicación 1, en donde el primer componente monomérico (a) corresponde a la fórmula:
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{Z}}
OO--Q
en donde:
Z es -H ó -CH_{3}; y
Q es un sustituyente que contiene al menos un anillo aromático.
3. Copolímero de la reivindicación 2, en donde Q se selecciona de entre el grupo que consiste en:
Etilenglicol-fenil-éter, poli(etilenglicol-fenil-éter), fenilo, 2-etilfenoxi, 2-etilfenoxi, hexilfenoxi, hexilfenoxi, bencilo, 2-feniletilo, 4-metilfenilo, 4-metilbencilo, 2-2-metilfeniletilo, metacrilato de 2-3-metilfeniletilo, 2-4-metilfeniletilo, 2-(4-propilfenil)etilo, 2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo, 2-(4-metoxifenil)etilo, 2-(4-ciclohexilfenil)etilo, 2-(2-clorofenil)etilo, 2-3-clorofenil)etilo, 2-(4-clorofenil)etilo, 2-(4-bromofenil)etilo, 2-(3-fenilfenil)etilo, 2-4(fenilfenil)etilo y 2-(4-bencilfenil)etilo.
4. Copolímero de la reivindicación 3, en donde el primer componente monomérico (a) se selecciona de entre el grupo que consiste en acrilato de etilenglicol-fenil-éter, poli(acrilato de etilenglicol-fenil-éter), metacrilato de fenilo, metacrilato de 2-etilfenoxi, acrilato de 2-etilfenoxi, metacrilato de hexilfenoxi, acrilato de hexilfenoxi, metacrilato de bencilo, metacrilato de 2-feniletilo, metacrilato de 4-metilfenilo, metacrilato de 4-metilbencilo, metacrilato de 2-2-metilfeniletilo, metacrilato de 2-3-metilfeniletilo, metacrilato de 2-4-metilfeniletilo, metacrilato de 2-(4-propilfenil)etilo, metacrilato de 2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo, metacrilato de 2-(4-metoxifenil)etilo, metacrilato de 2-(4-ciclohexilfenil)etilo, metacrilato de 2-(2-clorofenil)etilo, metacrilato de 2-(3-clorofenil)etilo, metacrilato de 2-(4-clorofenil)etilo, metacrilato de 2-(4-bromofenil)etilo, metacrilato de 2-(3-fenilfenil)etilo, metacrilato de 2-(4-fenilfenil)etilo, metacrilato de 2-(4-bencilfenil)etilo y mezclas de los mismos.
5. Copolímero de la reivindicación 4, en donde el primer componente monomérico (a) se selecciona de entre el grupo que consiste en acrilato de etilenglicol-fenil-éter y acrilato de polietilenglicol-fenil-éter.
6. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el copolímero incluye al menos el 10 por ciento en peso del primer componente monomérico.
7. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el segundo componente monomérico (b) incluye estireno sustituido o estireno no sustituido.
8. Copolímero de la reivindicación 7, en donde el segundo componente monomérico (b) se selecciona de entre el grupo que consiste en estireno y estireno sustituido con al menos un sustituyente halógeno, alquilo inferior o alcoxi inferior.
9. Copolímero de la reivindicación 8, en donde el segundo componente monomérico (b) se selecciona de entre el grupo que consiste en estireno y cloro-estireno.
10. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el copolímero incluye al menos el 10 por ciento en peso del segundo componente monomérico.
11. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el tercer componente monomérico (c) incluye un metacrilato sin un sustituyente aromático.
12. Copolímero de la reivindicación 11, en donde el tercer componente monomérico (c) se selecciona de entre el grupo que consiste en metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietoxietilo, metacrilato de hidroxidietoxietilo, metacrilato de metoxietilo, metacrilato de metoxietoxietilo, metacrilato de metoxidietoxietilo, dimetacrilato de etilenglicol, n-vinil-2-pirrolidona, ácido metacrílico, acetato de vinilo y mezclas de los mismos.
13. Copolímero de la reivindicación 12, en donde el componente monomérico (c) se selecciona de entre el grupo que consiste en metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietoxietilo y ácido metacrílico.
14. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el copolímero incluye al menos el 10 por ciento en peso del tercer componente monomérico.
15. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde el copolímero comprende adicionalmente un agente reticulante.
16. Copolímero de la reivindicación 15, en donde el agente reticulante comprende un diacrilato o un dimetacrilato.
17. Copolímero de la reivindicación 16, en donde el agente reticulante comprende dimetacrilato de etilenglicol.
18. Copolímero de la reivindicación 15 ó la reivindicación 16, en donde el copolímero incluye 1 a menos del 10 por ciento en peso des agente reticulante.
19. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en donde el copolímero comprende
a)
menos del 50 por ciento en peso del primer componente monomérico;
b)
menos del 40 por ciento en peso del segundo componente monomérico;
c)
menos del 60 por ciento en peso del tercer componente monomérico; y
d)
al menos el 1 por ciento en peso del agente reticulante.
20. Copolímero de la reivindicación 19, en donde el copolímero comprende:
a)
entre el 30 y el 45 por ciento en peso de acrilato de etilenglicol-fenil-éter, acrilato de polietilenglicol-fenil-éter o mezclas de los mismos;
b)
entre el 20 y el 30 por ciento en peso de estireno;
c)
entre el 25 y el 40 por ciento en peso de metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo o mezclas de los mismos; y
d)
entre el 1 y el 5 por ciento en peso de agente reticulante.
21. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en donde el copolímero se convierte en flexible cuando se hidrata y en donde el copolímero hidratado se expande menos del 10 por ciento en volumen, en comparación con el copolímero no hidratado.
22. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en donde el copolímero se convierte en flexible cuando se hidrata y en donde el copolímero hidratado presenta una concentración de agua en equilibrio por debajo del 5 por ciento en peso.
23. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en donde el copolímero es rígido a temperatura ambiente normal cuando está seco y flexible a temperatura ambiente normal cuando está hidratado.
24. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en donde el copolímero hidratado tiene un índice de refracción superior a 1,50.
25. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, en donde el copolímero no hidratado se puede maquinizar a temperatura ambiente normal.
26. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en donde el copolímero tiene una temperatura de transición del estado vítreo superior a la temperatura ambiente.
27. Copolímero de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, en donde el copolímero se utiliza en un dispositivo oftálmico.
28. Copolímero de la reivindicación 27, en donde el dispositivo es una lente intraocular.
29. Procedimiento para fabricar una lente intraocular, comprendiendo el procedimiento:
a)
proporcionar un copolímero hidratable rígido, según la reivindicación 1, en donde el copolímero tiene una temperatura de transición del estado vítreo superior a la temperatura ambiente normal;
b)
formar una lente intraocular rígida que tenga las dimensiones deseadas, a partir del copolímero rígido, Y
c)
hidratar el copolímero para formar una lente intraocular hidratada, plegable.
en donde la lente intraocular hidratada tiene una concentración de agua en equilibrio por debajo del 10 por ciento en peso y un índice de refracción superior a 1,55.
30. Procedimiento de la reivindicación 29, en donde la lente intraocular rígida y la lente intraocular plegable difieren en volumen en menos de un 10%.
31. Procedimiento de la reivindicación 29 ó la reivindicación 30, en donde la lente intraocular es una lente de 20 dioptrías y tiene un grosor central de menos de 0,4 milímetros.
32. Procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, en donde el copolímero se hidrata mediante:
Colocando el copolímero en una solución acuosa;
Incrementando gradualmente la temperatura de la solución acuosa hasta 40ºC;
Manteniendo la temperatura de la solución acuosa a 40ºC durante al menos 10 minutos;
Incrementando gradualmente la temperatura de la solución acuosa hasta los 60ºC;
Manteniendo la temperatura de la solución acuosa a 60ºC durante por lo menos de una hora; y
Reduciendo gradualmente la temperatura de la solución acuosa hasta la temperatura ambiente.
33. Procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 29 a 32, en donde la lente intraocular rígida se forma mediante el corte de una lente procedente de una lámina rígida del copolímero y puliendo la lente.
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