ES2934410T3 - Material con Dk ultraelevada - Google Patents

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Abstract

Un método para producir un material de Dk ultra alto incluye poner en contacto y hacer reaccionar un metacrilato de fluoroalquilo; un dimetacrilato de alquilglicol; un agente hidrofílico, tal como ácido metacrílico; un hidroxialquil tris(trimetilsiloxi)silano; un polidimetilsiloxano terminado en hidroxialquilo; y estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano. La reacción se lleva a cabo dentro de una atmósfera inerte a una presión de al menos 25 libras por pulgada cuadrada (PSI) y durante un período de tiempo ya una temperatura suficientes para producir el material Dk ultra alto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Material con Dk ultraelevada
Campo técnico
La presente invención se refiere a materiales con permeabilidad a gases (Dk) ultraelevada y métodos de la misma; y más especialmente a materiales con Dk ultraelevada que tienen valores de Dk superiores a 175; y aún más especialmente a una Dk ultraelevada adecuada para usar como lentes de contacto rígidas permeables a gases.
Antecedentes de la invención
Inicialmente, las lentes de contacto rígidas se construían de poli(metacrilato de metilo) y eran impermeables al oxígeno. Como resultado, los portadores de dichas lentes se quejaban enseguida de fatiga y deformación ocular debido a la falta de oxígeno en la córnea. Por lo tanto, la ciencia de las lentes de contacto avanzó hasta las lentes de contacto basadas en silicona, que incluyen lentes de contacto rigid gas permeable (rígidas permeables a gases -RGP). El documento US2014362339 describe una lente de contacto blanda de hidrogel de silicona, el documento US2008/291391 describe una lente de contacto híbrida dura-blanda que tiene una porción central sustancialmente rígida y una porción de faldón sustancialmente flexible, y el documento CN106749877 describe un material de RGP que contiene silicona y flúor. El documento US5264878A describe polímeros y las lentes de contacto fabricadas con los mismos que tienen un alto grado de dureza siendo al mismo tiempo altamente permeables al oxígeno.
Aunque las lentes de contacto RGP permiten cierto grado de permeabilidad al oxígeno (valores Dk de 30-70, con algunas hasta 140-145), los usuarios siguen citando fatiga y deformación ocular a medida que el día avanza. Aunque el período de uso ha aumentado, la fatiga y la deformación siguen siendo problemas que surgen de la falta de oxígeno en la córnea. Por lo tanto, lo que se necesita es un material adecuado para usar como lente RGP que presente una permeabilidad al oxígeno ultraelevada (valor Dk superior a 175).
El oxígeno para el metabolismo corneal aeróbico se deriva principalmente de la atmósfera. Por lo tanto, se cree que la integridad fisiológica de la córnea mientras se lleva puesta una lente de contacto blanda o rígida permeable a los gases depende principalmente del consumo de oxígeno que atraviesa la lente. La predicción del rendimiento fisiológico de una lente de contacto en el ojo, por lo tanto, requiere un índice que permita estimar el paso de oxígeno a través de la lente.
En 1971, Fatt y St. Helen aplicaron la Ley de Fick al problema del paso de oxígeno a través de lentes de contacto, llevando de este modo al campo el concepto de transmisibilidad de oxígeno (Dk/t). Esta medición de laboratorio se ha utilizado ampliamente como base para la comparación de lentes de contacto. Sin embargo, como Fatt ha señalado, el término Dk/t utilizado por sí mismo como medida del rendimiento de la lente ha sido “ una decepción” El coeficiente Dk/t proporciona una medida de la “facilidad” con la que el oxígeno puede difundirse a través de una lente; sin embargo, el paso de oxígeno a través de una lente de contacto en un escenario dado también depende de la fuerza impulsora —es decir, la diferencia de presión parcial— a través de la lente. El flujo de oxígeno (j) es el índice verdadero de la cantidad de oxígeno que atraviesa una unidad de área de lente en un tiempo dado.
Resumen de la invención
Según un aspecto de la presente invención, un método para producir un material con Dk ultraelevada comprende poner en contacto y hacer reaccionar: un metacrilato de fluoroalquilo; un dimetacrilato de alquilglicol; un agente hidrófilo, tal como ácido metacrílico; un hidroxialquil-tris(trimetilsiloxi)silano; un polidimetilsiloxano terminado en hidroxialquilo; y estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano. La reacción se lleva a cabo dentro de una atmósfera inerte a una presión de al menos 172 kPa (25 libras per square inch [por pulgada cuadrada - PSI]) durante un período de tiempo y a una temperatura suficiente para producir el material con Dk ultraelevada. A modo de ejemplo, el metacrilato de fluoroalquilo puede ser metacrilato de hexafluoroisopropilo; el dimetacrilato de alquilglicol puede ser dimetacrilato de neopentilglicol; el hidroxialquil-tris(trimetilsiloxi)silano puede ser 3-metacriloiloxipropil-tris(trimetilsiloxi)silano; y el polidimetilsiloxano terminado en hidroxialquilo puede ser polidimetilsiloxano terminado en 4-metacriloxibutilo. El estireniltris(trimetilsiloxi)silano puede comprender 14 % del material, en peso. El material resultante tiene un valor Dk superior a 175.
Según un aspecto de la presente invención, la reacción se lleva a cabo bajo una atmósfera de nitrógeno, argón o helio, y se lleva a cabo entre 172 kPa y 6985 kPa (25 psi y 1000 psi) (libras por pulgada cuadrada). La reacción se puede llevar a cabo dentro de un horno controlado termostáticamente. La temperatura de reacción puede estar a temperatura ambiente (20 0C-25 0C) o a una temperatura elevada, tal como hasta 50 0C. El horno también puede ser programable para permitir un control de temperatura variable en el transcurso de la reacción. La reacción se lleva a cabo además dentro de un recipiente en el que el material con Dk ultraelevada se conforma a la forma del recipiente. En un aspecto, el material de Dk elevado se forma como un lingote o varilla. El recipiente puede construirse de un material de vaso que sea permeable al gas inerte que comprende la atmósfera inerte, tal como polipropileno o politetrafluoroetileno.
Descripción detallada
La polimerización de reactivos monoméricos adecuados a alta presión puede producir materiales poliméricos con un aumento en la permeabilidad al oxígeno en comparación con las reacciones realizadas a presión ambiente. Cuando se usan monómeros de partida que tienen altas afinidades de oxígeno, el aumento en la permeabilidad al oxígeno puede ser aún más pronunciado. Como resultado, se pueden producir materiales que tienen valores de Dk ultraelevados. Como se utiliza en la presente descripción, el término “ Dk ultraelevado” se refiere a materiales que tienen un valor Dk superior a 175. Para ello, las reacciones de polimerización según la presente invención se llevan a cabo a alta presión (al menos 172 kPa (25 psi)) dentro de un horno controlado termostáticamente a temperatura ambiente. “Temperatura ambiente” puede estar comprendida entre 20 °C y 25 °C. Según un aspecto adicional de la presente invención, las reacciones de polimerización pueden realizarse a presiones superiores a 172 kPa (25 psi), incluyendo hasta 6895 kPa (1000 psi) y/o temperaturas más altas, tales como hasta 50 °C. Se pueden conseguir permeabilidades de oxígeno más altas a medida que aumenta la presión de reacción. Además, las reacciones de polimerización deben realizarse en una atmósfera inerte, tal como, y sin limitarse a las mismas, una atmósfera de nitrógeno, helio y/o argón. Sin estar atado a ninguna teoría particular, se cree que los materiales poliméricos con Dk ultraelevada se forman como un material de xerogel o tipo xerogel. Se cree además que el gas inerte actúa como un disolvente y, una vez que se ha formando la red polimérica, el gas inerte se reemplaza por gases ambientales formando de este modo una estructura microporosa. En un aspecto adicional de la invención, los materiales poliméricos con Dk ultraelevada pueden producirse en condiciones de fluido supercrítico. Por lo tanto, se cree que la rigidez de la red polimérica adquirida a través del uso de monómeros y reticulantes específicos impide el colapso de la estructura microporosa.
Según un aspecto de la presente invención, se muestra en la Tabla 1 una formulación con Dk ultraelevada ilustrativa no limitante:
Tabla 1
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Debe observarse que el porcentaje en peso de estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano (7 % - 20 %, y más particularmente, 14 %) combinado con la polimerización a alta presión (al menos 172 kPa (25 psi)) es fundamental para la producción del material con Dk ultraelevada. Se cree que el estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano ayuda a crear una estructura con un elevado volumen de huecos libres y es sinérgica con el 3-metacriloiloxipropil tris(trimetilsiloxi)silano.
Según un aspecto adicional de la presente invención, un método para producir un material con Dk ultraelevada comprende poner en contacto y hacer reaccionar: un metacrilato de fluoroalquilo; un dimetacrilato de alquilglicol; un agente hidrófilo, tal como ácido metacrílico; un hidroxialquil-tris(trimetilsiloxi)silano; un polidimetilsiloxano terminado en hidroxialquilo; y estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano. A modo de ejemplo y sin limitación a la misma, el metacrilato de fluoroalquilo puede ser metacrilato de hexafluoroisopropilo; el dimetacrilato de alquilglicol puede ser dimetacrilato de neopentilglicol; el hidroxialquil-tris(trimetilsiloxi)silano puede ser 3-metacriloiloxipropil-tris(trimetilsiloxi)silano; y el polidimetilsiloxano terminado en hidroxialquilo puede ser polidimetilsiloxano terminado en 4-metacriloxibutilo. La reacción se lleva a cabo dentro de una atmósfera inerte (p. ej., nitrógeno, argón o helio) a una presión de al menos 172 kPa (25 psi) durante un período de tiempo y a una temperatura suficiente para producir el material con Dk ultraelevada. Según se describe anteriormente, la reacción puede realizarse a temperatura ambiente, p. ej. entre 20 0C y 25 0C, o a una temperatura elevada, tal como hasta 50 0C, y a presiones entre 172 kPa y 6895 kPa (25 psi y 1000 psi). Como resultado, el material con Dk ultraelevada puede tener un valor Dk superior a 175, produciendo las reacciones realizadas a presiones más altas materiales con valores de Dk más altos. Adicionalmente, un material con Dk ultraelevada según la presente invención puede tener un contenido de silicio relativamente bajo y, por lo tanto, evitar problemas de humectación de la superficie que aparecen con materiales permeables a gases con alto contenido de silicio. Como resultado, los materiales con Dk ultraelevada producidos según la presente invención no requieren tratamientos superficiales, tales como tratamientos con plasma.
La reacción de polimerización puede realizarse dentro de un recipiente cuyas dimensiones y geometría interna corresponden al tamaño y la forma deseados del material con Dk ultraelevada. Es decir, el material con Dk ultraelevada se polimerizará dentro del vaso conformado al hueco del vaso. El recipiente puede construirse de un material, tal como polipropileno o politetrafluoroetileno (PTFE), que sea permeable al gas inerte que comprende la atmósfera inerte. Según un aspecto de la invención, el recipiente puede introducirse en un horno controlado termostáticamente ajustado a una temperatura específica, tal como entre 20 0C y 50 0C, o el horno puede ser programable para permitir reacciones con perfiles de temperatura variables.
A modo de ejemplo, un material con Dk ultraelevada producido según un aspecto de la presente invención puede usarse para fabricar lentes de contacto rigid gas permeable (rígidas permeables a gases - RGP). En este ejemplo no limitativo, el material con Dk ultraelevada se puede conformar en una lente, lingote o varilla que tenga un diámetro entre 7 mm y 28 mm. Los lingotes iniciales pueden tener alturas entre aproximadamente 2 mm y 15 mm mientras las varillas pueden tener cualquier altura deseada. El diámetro de la varilla o lingote puede seleccionarse según su uso previsto. Por ejemplo, las lentes de contacto de RGP tradicionales tienen diámetros entre aproximadamente 7 mm y 12 mm (típicamente entre 9 mm y 10 mm) mientras que las lentes esclerales tienen diámetros más grandes entre aproximadamente 14 mm y 24 mm (típicamente entre 15 mm y 20 mm). El lingote de material con Dk ultraelevada y las varillas se pueden conformar a continuación a través de un proceso de fabricación para producir la lente deseada, como se conoce en la técnica. Alternativamente, las lentes pueden moldearse directamente en las condiciones descritas.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método para producir un material con Dk ultraelevada que comprende poner en contacto y hacer reaccionar:
    a) un metacrilato de fluoroalquilo;
    b) un dimetacrilato de alquilglicol;
    c) un agente hidrófilo;
    d) un tris(trimetilsiloxi)silano funcionalizado con metacrílico;
    e) un polidimetilsiloxano terminado con metacrílico funcional; y
    f) estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano,
    llevándose a cabo la reacción dentro de una atmósfera inerte a una presión de al menos 172 kPa (25 libras por pulgada cuadrada (PSI)) y durante un período de tiempo y a una temperatura suficiente para producir el material con Dk ultraelevada.
  2. 2. El método de la reivindicación 1, en donde el metacrilato de fluoroalquilo es metacrilato de hexafluoroisopropilo; el dimetacrilato de alquilglicol es dimetacrilato de neopentilglicol; el tris(trimetilsiloxi)silano funcionalizado con metacrílico es 3-metacriloiloxipropil tris(trimetilsiloxi)silano; el polidimetilsiloxano terminado con metacrílico funcional es polidimetilsiloxano terminado en 4-metacriloxibutilo; el agente hidrófilo es ácido metacrílico.
  3. 3. El método de la reivindicación 1 en donde el estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano comprende entre 7 % y 20 % del material, en peso.
  4. 4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en donde el estiriletiltris(trimetilsiloxi)silano constituye el 14 % del material, en peso.
  5. 5. El método de la reivindicación 1, en donde la reacción se lleva a cabo bajo una atmósfera de nitrógeno, argón o helio.
  6. 6. El método de la reivindicación 1, en donde la reacción se lleva a cabo entre 172 kPa y 6895 kPa (25 psi y 1000 psi).
  7. 7. El método de la reivindicación 1, en donde la reacción se lleva a cabo dentro de un recipiente en donde el material con Dk ultraelevada se conforma en la forma del recipiente.
  8. 8. El método de la reivindicación 7, en donde el recipiente se selecciona donde el material con Dk ultraelevada se conforma como una lente, lingote o varilla.
  9. 9. El método de la reivindicación 7, en donde el recipiente está construido de un material de vaso que es permeable al gas inerte que comprende la atmósfera inerte.
  10. 10. El método de la reivindicación 9, en donde el recipiente está construido de polipropileno o politetrafluoroetileno.
  11. 11. El método de la reivindicación 1, en donde la reacción se realiza a temperatura ambiente.
  12. 12. El método de la reivindicación 1, en donde la reacción se realiza por encima de la temperatura ambiente.
  13. 13. Un material con Dk ultraelevada producido según el método de la reivindicación 1.
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