KR20100131968A - 랜덤 (메트)아크릴레이트 함유 예비중합체의 형성 방법 - Google Patents

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홀게르 스팡고르
벤트 마그누손
엘렌 로시뇰
옌스-에릭 소에렌센
조 엠. 우드
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 성분 및 적어도 하나의 (메트)아크릴아미드를 포함하는 랜덤 예비중합체의 형성 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 제1 반응 속도 상수 k1을 갖는 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 성분을 포함하는 제1 반응 혼합물을 제공하는 단계; 반응시간을 포함하는 반응 조건 하에서, 상기 제1 반응 혼합물에, 약 0.5 k1 미만의 제2 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 (메트)아크릴아미드 성분을 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 (메트)아크릴레이트 성분 및 상기 (메트)아크릴아미드 성분 중 적어도 하나는 실리콘을 포함하고, 상기 (메트)아크릴레이트 성분 및 상기 (메트)아크릴아미드 성분 중 적어도 하나는 적어도 하나의 친수성 성분을 포함하며; 상기 적어도 하나의 (메트)아크릴아미드 성분은 반응 시간에 걸쳐 그리고 예비중합체 반응 조건 하에서 점차적으로 첨가되어 예비중합체를 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

랜덤 (메트)아크릴레이트 함유 예비중합체의 형성 방법{PROCESS FOR FORMING RANDOM (METH)ACRYLATE CONTAINING PREPOLYMERS}
콘택트 렌즈는 1950년대 이래로 시력을 개선하기 위해서 상업적으로 사용되어 왔다. 대부분의 현재의 콘택트 렌즈는 소량의 가교결합제의 존재 하에서 HEMA 및 비닐피롤리돈과 같은 친수성 단량체들을 중합함으로써 형성되는 하이드로젤로 제조된다.
PVA의 골격 및 아크릴 기의 반응성 기를 갖는 예비중합체(prepolymer)가 개시되었다. 단독으로뿐만 아니라 다른 단량체들 또는 공반응물과의 공중합체로 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 반복 단위를 함유하는 예비중합체가 또한 개시되어 있다.
< 도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 10>
도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 10은 각각 실시예 1 내지 실시예 10의 반응 혼합물에 대한 시간의 함수로서의 전환율 (%)을 나타내는 그래프.
<도 5>
도 5는 비교예 1의 배치(batch) 반응 혼합물에 대한 시간의 함수로서의 전환율 (%)을 나타내는 그래프.
본 발명은,
적어도 하나의 용매, 중합 개시제의 적어도 일부, 및 방법에서 첨가될 모든 제1 성분을 기준으로 1 내지 약 40 중량%의 적어도 하나의 제1 성분 - 상기 제1 성분은 제1 반응 속도 상수 k1을 가짐 - 과 약 0.5 k1 미만의 제2 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 제2 성분을 포함하는 반응성 성분들의 일부를 포함하는 제1 혼합물 - 제2 성분과 제1 성분은 제1 반응 혼합물에 적어도 약 k1/k2의 비로 존재함 - 을 형성하는 단계;
예비중합체 형성 조건 하에서, 반응성 성분들 및 개시제의 잔여분을 포함하는 제2 혼합물을, 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들기에 충분한 속도로 첨가하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 예비중합체 형성 조건 하에서, 용매를 포함하는 제2 혼합물에, 제1 반응 속도 상수 k1을 갖는 적어도 하나의 제1 성분, 약 0.5 k1 미만의 제2 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 제2 성분, 적어도 하나의 중합 개시제 및 선택적으로 적어도 하나의 용매를 포함하는 제1 혼합물을 첨가하는 단계를 포함하며,
상기 첨가 단계는, 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 상기 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들도록 제어되는 방법에 관한 것이다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 예비중합체 형성 조건 하에서, 반응 속도 상수 k1을 갖는 적어도 하나의 성분을 포함하는 제1 혼합물을, 적어도 하나의 용매 및 약 0.5 k1 미만의 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 제2 성분을 포함하는 제2 혼합물에 첨가하는 단계를 포함하며; 상기 첨가 단계는, 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 상기 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들도록 제어되는, 예비중합체의 형성 방법에 관한 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 (메트)아크릴레이트는 화학식 CH2=CRCOX- (여기서, R은 수소 또는 메틸기이고, X는 O 또는 N임)를 갖는 기를 말한다.
"생의학 장치"는 사람 조직 또는 체액 중 어느 하나 또는 둘 모두 내에서 또는 이들 상에서 사용되도록 설계된 임의의 장치를 의미한다. 그러한 장치의 예에는, 제한 없이, 스텐트, 임플란트, 카테터, 상처 드레싱 및 안과용 렌즈가 포함된다. 일 실시 형태에서, 생의학 장치는 안과용 장치이다. 안과용 장치는 안구 환경의 임의의 부분, 예를 들어 각막, 결막, 눈꺼풀, 누점 및 이들의 임의의 조합 내에 또는 이들과 접촉하여 있게 되는 임의의 장치이다. 안과용 장치의 예에는, 제한 없이, 콘택트 렌즈, 예를 들면 하드 및 소프트 콘택트 렌즈, 누점 마개(punctal plug), 안구 삽입물(ocular insert), 안내 렌즈(intraocular lens) 등이 포함된다. 일 실시 형태에서, 상기 장치는 콘택트 렌즈이다.
출원인들은 소정의 실리콘-함유 예비중합체 물질이 그로부터 얻어지는 안과용 장치의 광학적 품질에 영향을 줄 수 있음을 발견하였다. 놀랍게도, 예비중합체 성분들의 첨가 속도를 제어함으로써, 상기 예비중합체로부터 제조되는 안과용 장치가 실질적으로 감소된 광학적 왜곡을 보인다는 것이 밝혀졌다.
본 발명은 실질적으로 상이한 반응 속도 상수들 k를 갖는 반응성 성분들로부터 랜덤 예비중합체, 일 실시 형태에서는 광학적 특성이 바람직한 것을 형성하는 방법에 관한 것이다. 일 실시 형태에서, 본 발명은 광학적 장치, 예를 들어 안과용 렌즈를 형성하는 데 유용한 랜덤 예비중합체에 관한 것이다. 또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 콘택트 렌즈, 그리고 특히 하이드로젤 콘택트 렌즈를 형성하는 데 유용한 예비중합체에 관한 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "예비중합체"는 비닐 또는 부가 중합에 의해 형성되는 임의의 물질이다. 예비중합체는 분자량이 약 20,000 내지 약 200,000, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 25,000 내지 약 150,000일 수 있다. 일 실시 형태에서, 예비중합체는 작용화되어 자유 라디칼 반응성 기를 포함한다.
본 발명은, 실질적으로 상이한 반응 속도 상수 k들을 갖는 예비중합체 형성 성분들의 첨가를 제어하여 랜덤 예비중합체를 형성하는 것에 관한 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 상이한"은 적어도 하나의 제1 성분의 반응 속도 상수 k1이 적어도 하나의 제2 성분의 반응 속도 상수 k2보다 50% 이상 더 크다는 것을 의미한다. 따라서, 일 실시 형태에서, k2 ≤ 0.5k1이다. 다른 실시 형태에서, k2 ≤ 0.2k1이다. 반응 속도 상수는 하기와 같이 측정될 수 있다. 예비중합체를 제조하는 데 사용될 반응 조건 (온도, 용매 시스템, 중합 개시제를 포함한 성분 농도)을 사용하여 배치 조건 하에서 예비중합체 반응 성분들을 반응시킨다. 반응 혼합물의 샘플을 10분 간격으로 취하고, 분석되는 성분(들)의 농도에 대하여 분석한다. 샘플은 제2 성분이 적어도 50% 전환율에 이를 때까지 취해야 한다. 약 1시간 미만에 완료되는 반응의 경우에는, 적어도 약 10개의 데이터 포인트를 제공하도록 더 짧은 간격으로 취한 샘플들을 사용하여 평가를 반복해야 한다.
반응 속도 상수 k는 반응 시간에 대하여 플롯된 성분 농도의 자연 로그 (ln) 선의 기울기의 부호가 반대인 값이다. 성분 농도는 임의의 단위, 예를 들어 중량%, 몰%, 또는 피크 면적이 성분 농도에 비례하는 GC 방법으로부터 제공되는 피크 면적으로 측정할 수 있다.
일 실시 형태에서, 랜덤 예비중합체는 자유 라디칼 반응성 성분들로부터 형성된다. 제1 성분의 적합한 예에는 (메트)아크릴레이트 함유 반응성 성분, 스티렌 함유 반응성 성분, 이들의 혼합물 등이 포함된다. 적합한 제1 성분의 예에는 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체 및 친수성 (메트)아크릴레이트 성분이 포함된다.
제2 성분은 상기 정의된 바와 같은 반응 속도 상수 k2를 갖는 임의의 자유 라디칼 반응성 성분이다. 적합한 제2 성분의 예에는 (메트)아크릴아미드 단량체, 예를 들어 규소-함유 (메트)아크릴아미드 단량체 및 친수성 (메트)아크릴아미드 성분 및 비닐 함유 성분, 예를 들어 N-비닐 락탐 및 N-비닐 아미드, 이들의 조합 등이 포함된다. 그러한 화합물의 예에는 N,N-다이메타크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐-N-메틸 아세트아미드, VINAL, TRIS-VC, 이들의 조합 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 적어도 하나의 [-Si-O-] 및 하나의 (메트)아크릴레이트 기를 함유한다. 일 실시 형태에서, 총 Si 및 부착된 O는 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체의 총 분자량의 약 20 중량% 초과, 그리고 일부 실시 형태에서는 30 중량% 초과의 양으로 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체에 존재한다. 규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 또한 친수성 기, 예를 들어 하이드록실, 아민, 및 C1-5 알킬 기 또는 C6-10 아릴 기 - 이들 둘 중 어느 것이나 할로겐, 하이드록실, 아민, 1 내지 4개의 탄소를 함유하는 에테르 또는 1 내지 4개의 탄소를 함유하는 에스테르로 치환될 수 있음 - 를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 적어도 하나의 규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 적어도 하나의 하이드록실 또는 하이드록실로 치환된 C1-5 알킬을 포함한다.
적합한 규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체의 예에는 적어도 2개의 [-Si-O-] 반복 단위를 포함하는 폴리다이알킬 실록산 ("PDMS") 타입 단량체, 평균 분자량이 약 2000 달톤 미만인 중합성 기, 하이드록실 기 및 적어도 하나의 "-Si-O-Si-" 기를 포함하는 실리콘 알킬 글리세롤 (메트)아크릴레이트 ("SiGMA") 타입 단량체 및 적어도 하나의 Si(OSi-)3 기를 포함하는 트라이메틸 실록시 ("TRIS") 타입 단량체가 포함된다. 적합한 TRIS 단량체의 예에는 메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란, 메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 메타크릴옥시프로필펜타메틸다이실록산, 이들의 혼합물 등이 포함된다.
일 실시 형태에서, PDMS 타입 단량체는 Si 및 부착된 O를 실리콘-함유 단량체의 총 분자량의 20 중량% 초과, 그리고 더 바람직하게는 30 중량% 초과의 양으로 포함하는 선형, 모노-알킬 종결된 단량체 ("mPDMS 단량체")이다.
적합한 mPDMS 단량체의 예에는 하기가 포함된다:
Figure pct00001
여기서, b는 0 내지 100 (여기서, b는 명시된 값, 일 실시 형태에서는 3 내지 30, 다른 실시 형태에서는 4 내지 16, 그리고 다른 실시 형태에서는 6 내지 14와 대략 대등한 일 모드(mode)를 갖는 분포인 것으로 이해됨)이며;
R58은 메타크릴레이트 부분을 포함하고;
각각의 R59는 독립적으로 C1 -5 1가 알킬, 또는 C6 -10 아릴 기 - 이들은 알코올, 아민, 케톤, 카르복실산 또는 에테르 기로 추가로 치환될 수 있음 - 이고;
R60은 C1 -5 1가 알킬, 또는 C6 -10 아릴 기 - 이들은 알코올, 아민, 케톤, 카르복실산 또는 에테르 기로 추가로 치환될 수 있음 - 이고;
R61은 독립적으로 C1 -5 알킬 또는 C6 -10 방향족이며, 일부 실시 형태에서는 에틸, 메틸, 벤질, 페닐, 또는 1 내지 100개의 반복 Si-O 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서 각각의 R59는 독립적으로 C1 -5 비치환된 1가 알킬 또는 C6 -10 비치환된 아릴 기로부터 선택되며, 다른 실시 형태에서 각각의 R59는 메틸이다.
일부 실시 형태에서 R60은 C1 -10 지방족 알킬 또는 C6 -10 방향족 기 - 이들 둘 중 어느 것이나 비치환이거나 헤테로 원자들을 포함할 수 있음 - 이며, 다른 실시 형태에서는 C3 -8 알킬 기이다. 다른 실시 형태에서, R60은 부틸이다.
mPDMS 타입 단량체의 예에는 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 종결된, 모노-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산; 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산, 및 이들의 조합이 포함된다. mPDMS 타입 단량체의 추가의 예가 미국 특허 제5,998,498호에 개시되어 있으며, 이 특허는 본 명세서에 참고로 포함된다.
다른 실시 형태에서, 적어도 하나의 실리콘 메타크릴레이트는 적어도 하나의 SiGMA 타입 단량체를 포함한다. SiGMA 타입 단량체에서, 규소 및 그에 부착된 산소는 상기 단량체의 약 10 중량%, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 20 중량% 초과로 포함된다. SiGMA 타입 단량체의 예에는 하기 화학식 II의 단량체가 포함된다:
[화학식 I]
Figure pct00002
여기서, R7은 (메트)아크릴레이트 기이고;
R6은 에테르 또는 하이드록실 기를 선택적으로 포함할 수 있는, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌이고;
R8은 에테르 또는 하이드록실 기를 선택적으로 포함할 수 있는, 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌이고;
R1은 H이거나, 또는 최대 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬이고;
R2, R3 및 R4는 독립적으로 메틸, 에틸, 벤질, 페닐 또는 1가 트라이알킬 실록산으로부터 선택되지만, 단 R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 1가 트라이알킬 실록산이다.
적합한 SiGMA 타입 단량체의 구체적인 예에는 2-프로펜산, 2-메틸-2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르
Figure pct00003
및 (3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필트리스(트라이메틸실록시)실란
Figure pct00004
이 포함된다.
추가의 적합한 하이드록실 작용화된 실리콘 함유 단량체가 미국 특허 제4,235,985호, 제4,139,513호 및 제4,139,692호에 개시되어 있으며, 이들 특허는 본 명세서에 참고로 포함된다.
SiGMA 타입 단량체의 또 다른 예에는, 제한 없이, 3-메타크릴옥시-2-((2-하이드록시에톡시)프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란
Figure pct00005
(여기서, n은 1 내지 15임),
3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란; 3-메타크릴옥시프로필(펜타메틸다이실록산); 3-메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 이들의 혼합물 등이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 실리콘-함유 성분은 (메트)아크릴아미드 성분이다. 규소-함유 (메트)아크릴아미드 성분의 예에는 트리스(트라이메틸실록시)실릴프로필 비닐 카르바메이트, 실리콘-함유 비닐 카르보네이트, 예를 들어 미국 특허 제5,260,000호에 개시된 것들 및 이들의 조합이 포함된다.
일 실시 형태에서, 적어도 하나의 규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 적어도 하나의 하이드록실 또는 적어도 하나의 하이드록실로 치환된 적어도 하나의 C1-5 알킬로 치환된다. 다른 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 3-메타크릴옥시-2-(하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란), 3-메타크릴옥시-2-(하이드록시프로필옥시)프로필트리스(트라이메틸실록시)실란, 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 종결된, 모노-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산; 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산; 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 단량체를 포함한다.
규소-함유 성분은 모든 반응성 성분들의 총량을 기준으로 약 20 내지 약 80 중량%, 일부 실시 형태에서는 약 30 내지 약 80 중량%, 그리고 다른 일부 실시 형태에서는 약 40 내지 약 70 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재한다.
본 발명의 랜덤 예비중합체는 또한 적어도 하나의 친수성 단량체로부터 유도되는 반복 단위를 포함한다. 친수성 단량체는 적절한 촉매를 사용하여 단일중합되면 물 함량이 적어도 약 20%인 중합체를 형성하는 것들이다. 이러한 친수성 단량체는 (메트)아크릴레이트 반응성 성분, (메트)아크릴아미드 성분 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. (메트)아크릴아미드 친수성 단량체의 예에는 N,N-다이메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐메트아세트아미드, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 2-비닐-4,4-다이메틸-2-옥사졸린-5-온, N-비닐옥시카르보닐 알라닌 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. (메트)아크릴레이트 친수성 단량체의 예에는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 친수성 단량체는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 및 이들의 조합으로부터 선택되는 적어도 하나의 친수성 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 친수성 (메트)아크릴레이트 단량체는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트를 포함한다.
친수성 단량체는 첨가 종료시의 모든 반응성 성분들을 기준으로 약 20 내지 약 80 중량%, 일부 실시 형태에서는 약 20 내지 약 70 중량%, 그리고 다른 실시 형태에서는 약 30 내지 약 60 중량%의 양으로 반응 혼합물에 존재한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은
40 내지 70 중량%의 하나 이상의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체,
30 내지 60 중량%의 하나 이상의 친수성 단량체, 및
0 내지 5 중량%의 하나 이상의 다른 (메트)아크릴레이트계 단량체 [여기서, 이들 단량체는 총량이 100%임]를 포함하는 (메트)아크릴레이트 함유 반응성 성분들로부터 랜덤 예비중합체를 형성하는 방법에 관한 것이다.
다른 실시 형태에서, 반응성 성분들은
40 내지 70 중량%의, 3-메타크릴옥시-2-(하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 종결된, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체,
30 내지 60 중량%의, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 N,N-다이메틸 아크릴아미드를 포함하는 하나 이상의 친수성 단량체, 및
0 내지 5 중량%의 하나 이상의 다른 (메트)아크릴레이트계 단량체 [여기서, 이들 단량체는 총량이 100%임]를 포함한다.
다른 (메트)아크릴레이트 단량체가 또한 포함될 수 있다. (메트)아크릴레이트 반응성 기에 더하여, 이러한 단량체는 또한 추가의 작용성, 예를 들어 착색(tinting), UV 흡수, 광발색성(photochromicity), 습윤, 이들의 조합 등을 제공할 수 있다.
개시제가 또한 사용될 수 있다. 임의의 바람직한 개시제가 사용될 수 있으며, 제한 없이, 열 활성화 개시제, UV 및/또는 가시광 광개시제 등, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 열 활성화 개시제에는 라우릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아이소프로필 퍼카르보네이트, 아조비스아이소부티로니트릴, 2,2-아조비스아이소부티로니트릴, 2,2-아조비스-2-메틸부티로니트릴 등이 포함된다. 일 실시 형태에서, 개시제는 2,2-아조비스-2-메틸부티로니트릴 (AMBN) 및/또는 2,2-아조비스아이소부티로니트릴 (AIBN)을 포함한다.
개시제는, 예를 들어 반응성 단량체 100부당 약 0.005 내지 약 2 중량%, 그리고 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2 중량부의 유효량으로 반응 혼합물에 사용된다.
중합은 중합 동안 단량체 및 생성되는 랜덤 예비중합체를 용해시킬 수 있는 임의의 용매 중에서 수행된다. 용매 및 용매 시스템의 예는 에탄올, 아이소-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올, tert-아밀 알코올, 에탄올/헵탄 혼합물, 예를 들어 (에탄올/헵탄 3:1)이다. 비점이 약 50℃ 내지 약 110℃, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 60℃ 내지 약 80℃인 용매 및 용매 혼합물이 매우 바람직하다.
용매 시스템은 반응 속도를 증가시키기 위해, 예를 들어 약 50℃ 내지 약 110℃ 범위의 온도로, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 60 내지 약 80℃ 범위의 온도로 가열될 수 있다.
규소-함유 (메트)아크릴레이트 단량체 및 친수성 단량체 둘 모두를 포함하는 반응 혼합물로부터 예비중합체를 형성하는 방법이 미국 특허 출원 공개 제2003-0236376호에 개시되어 있으며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 그러나, 이들 예비중합체로부터 제조된 실리콘 하이드로젤 콘택트 렌즈는 바람직하지 않은 광학 특성을 보일 수 있고, 이것은 왜곡된 상을 생성할 수 있다. 출원인들은 제1 성분과 제2 성분의 전환 속도가 실질적으로 대등해지는 것이 확실하도록 중합 조건을 제어함으로써, 제1 성분 및 제2 성분 둘 모두가 실질적으로 동등한 조성을 갖는 예비중합체 사슬이 형성될 수 있음을 확인하였다. 제1 성분 및 제2 성분의 첨가가 본 발명에 따라 제어되지 않을 때, 반응의 시작시에 형성되는 중합체 사슬에서는 제1 성분의 농도가 더 높고, 종료시에 형성되는 중합체 사슬에서는 제2 성분의 농도가 더 높다. 본 발명에 따른 제1 성분 및 제2 성분의 첨가의 제어는 또한 놀랍게도 본 발명의 예비중합체로부터 형성되는 용품에서 바람직하지 않은 광학적 왜곡을 제거함이 밝혀졌다.
적어도 제1 성분 및 제2 성분의 첨가는 다수의 방법으로 달성될 수 있다. 이러한 첨가는 연속적으로 또는 주기적으로, 한 혼합물을 계량하여 나머지 다른 한 혼합물에 넣음으로써 제어될 수 있으며, 통상적인 장비 - 예를 들어, 정량 펌프이지만 이로 한정되지 않음 - 를 사용하여 제어될 수 있다. 이러한 첨가는 제1 혼합물 및 제2 혼합물 중의 제1 성분 및 제2 성분의 농도가 본 명세서에 기재된 것처럼 균형을 이루게 함으로써 추가로 제어될 수 있다.
따라서, 일 실시 형태에서는, 반응성 성분들 및 중합 개시제가 일정 기간에 걸쳐 용매 시스템에 점차적으로 첨가되어, 반응성 성분들의 약 50 중량% 누적량의 첨가가 반응성 성분들의 첨가 개시로부터 약 0.5 내지 약 5시간 내에 도달하도록 한다.
따라서, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "점차적 첨가"는 반응성 성분들이 시간에 걸쳐, 예를 들어 소분획들로 첨가되고, 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가될 수 있다는 것을 의미한다. 상이한 반응성 성분들이 조합되어 첨가될 수도 있고, 성분들의 첨가가 교대로 행해질 수 있음이 추가로 이해된다.
다른 실시 형태에서, 반응성 성분들 및 중합 개시제는 일정 기간에 걸쳐 용매 시스템에 첨가되어, 모든 반응성 성분들 (100 중량%의 누적량)의 첨가가 반응 성분들의 첨가 개시로부터 약 2 내지 약 24시간 내에 도달되도록 한다.
다른 실시 형태에서, 제2 성분은 반응의 시작시에 용매와 혼합되고, 잔여 반응성 성분은 전술된 바와 같이 원하는 반응 시간에 걸쳐 점차적으로 첨가된다.
예를 들어, (메트)아크릴레이트 단량체 OH-mPDMS, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, (메트)아크릴아미드 단량체 N,N-다이메틸 아크릴아미드 (DMA) 및 기타 (메트)아크릴레이트계 단량체, 노르블록(Norbloc) 및 블루 HEMA를 갖는 실시예 1의 제제에서, DMA는 실시예 1에서 사용된 조건 하에서 가장 느린 전환율을 보인다. 반응 속도 상수는, HEMA의 경우 1.1433 hr-1인데 비해 DMA의 경우 0.1795 hr-1인 것으로 밝혀졌다. 따라서, 이 실시 형태에서는, DMA의 총량이 나머지 다른 (메트)아크릴레이트 단량체들의 투여가 시작되기 전에 용매 시스템에 존재한다.
용매, 단량체 및 개시제의 잔여분은 전술된 임의의 실시 형태에 기재된 바와 같이 점차적으로 첨가한다.
일 실시 형태에서, 제1 반응 혼합물은 또한 개시제의 적어도 일부를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 제1 혼합물이 적어도 하나의 용매, 중합 개시제의 적어도 일부 및 (a) 방법에서 첨가될 모든 제1 성분을 기준으로 1 내지 약 40 중량%의 적어도 하나의 제1 성분과 (b) 상기 제2 성분의 일부를 포함하는 반응성 성분들의 일부를 포함하며, 제1 반응 혼합물 중의 제2 성분과 제1 성분의 농도의 비가 k1/k2의 비 이상인 방법에 관한 것이다. 반응성 성분들 및 개시제의 잔여분을 포함하는 제2 혼합물이 상기 제1 혼합물에, 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들기에 충분한 속도로 첨가된다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 반응 혼합물 중의 단량체의 총 중량을 기준으로,
40 내지 70 중량%의 하나 이상의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체,
30 내지 60 중량%의 하나 이상의 친수성 단량체, 및
0 내지 5 중량%의 하나 이상의 다른 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하는 (메트)아크릴레이트 함유 반응성 성분들로부터 랜덤 예비중합체를 형성하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어, (메트)아크릴레이트 단량체가 60 중량% OH-mPDMS, 11.5 중량% 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 27 중량% N,N-다이메틸아크릴아미드 (DMA)를 포함하는 일 실시 형태에서, DMA는 최저 반응 속도를 갖는다. DMA의 반응 속도 상수와 나머지 다른 단량체 성분들 중 임의의 것 사이의 상대 비는 1:3 초과이며, 상기에 나타낸 바와 같이, kHEMA:kDMA 의 비는 약 6이다. 이 실시 형태 (예를 들어, 실시예 7 및 실시예 10에 개시된 것)에서, DMA의 적어도 일부는 제1 반응 혼합물에 존재하고, (메트)아크릴레이트 성분 및 잔여 (메트)아크릴아미드는 반응 혼합물 내로 점차적으로 도입된다. 그러므로, 본 실시 형태에서, HEMA는 반응 혼합물 전체에 걸쳐 첨가될 모든 HEMA를 기준으로 약 1 내지 약 40 중량%의 양으로 제1 반응 혼합물에 존재할 수 있다. 추가의 (메트)아크릴레이트 성분이 또한 제1 반응 혼합물 내에 포함될 수 있다. 제2 성분 (이 경우에는, DMA)은 [DMA]:[HEMA]의 비가 적어도 약 kHEMA:kDMA 이상이 되게 하는 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 예들에서, DMA는 반응 과정 전체에 걸쳐 첨가될 모든 DMA의 중량을 기준으로 약 5 내지 약 100 중량%의 양으로 제1 혼합물에 존재할 수 있다.
잔여 단량체들은 적절한 용매와 혼합되고, 본 명세서에 기재된 바와 같이 반응 과정에 걸쳐 점차적으로 첨가된다.
자동화된 투여 시스템(automated dosing system)이 사용될 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴레이트 단량체 성분들의 첨가를 제어하기 위해서 펌프가 사용될 수 있다. 구성은 각 (메트)아크릴레이트 단량체 성분을 위한 펌프, 각 타입의 (메트)아크릴레이트 단량체를 위한 펌프, 또는 반응 혼합물을 위한 펌프를 포함한다. 개시제는 사전에 이들 단량체 성분과 혼합될 수 있거나, 또는 별도로 첨가 - 이는 일부 실시 형태에서 바람직함 - 될 수 있다. 단량체 및 개시제 둘 모두는 첨가 전에 용매 시스템으로 희석될 수 있다.
제2 반응 혼합물의 첨가가 완료될 때, 반응성 성분들 및 중합체는 전형적으로 중합체 용액의 약 10 내지 약 50 중량%, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 15 내지 약 40 중량%를 구성한다.
중합은 예비중합체 중합 조건 하에서, 예를 들어 약 50° 내지 약 110℃의 온도에서, 자유 라디칼 개시제 및 적합한 방사원의 존재 하에서 수행된다. 상한은 이용가능한 장비의 압력 한계 및 중합 발열을 처리하는 능력에 의해 결정될 것이다. 하한은 최대 허용가능한 반응 시간 및/또는 개시제의 특성에 의해 결정될 것이다. 대략 주위 압력에서의 중합의 경우, 바람직한 온도 범위는 약 60° 내지 약 80℃이며, 시간에 대해서는, 원하는 전환도를 제공하는 데 필요한 시간이다. 반응 시간은 약 1 내지 약 24시간, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 1 내지 약 12시간의 범위일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 사슬 전달제는 반응으로부터 제외된다. 이 경우에, 알코올, 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알코올이 용매로서 사용되며, 바람직하게는 용매는 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올 및 이들의 혼합물이다.
본 발명을 통해 형성되는 랜덤 예비중합체는 미국 특허 제4,963,159호, 미국 특허 출원 공개 제2003/0236376호에 개시된 분별증류를 통해 정제될 수 있다.
분별증류에 이어, 추가의 통상적인 분리 수단, 예를 들어 여과, 원심분리 등이 따를 수 있다. 추가의 분리가 요구된다면, 용매 파라미터들을 추가로 낮춤으로써 분별증류를 반복할 수 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명의 랜덤 예비중합체는 가교결합성 예비중합체를 형성하도록 작용화되고 정제될 수 있으며, 이 가교결합성 예비중합체는 의료 장치, 예를 들어 안과용 장치, 예를 들어 콘택트 렌즈를 제조하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 본 발명의 랜덤 예비중합체는 거대중합체 및 예비중합체, 예를 들어 실리콘 및 불소 함유 메타크릴레이트계 거대중합체, 예를 들어 미국 특허 제5,760,100호에 개시된 것들, GTP 거대중합체, 예를 들어 미국 특허 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,244,981호, 제5,371,147호에 개시된 것들일 수 있다.
가교결합성 예비중합체는 명확한 다분산도 및 분자량을 가질 수 있다. 그러나 일례로서, 가교결합성 예비중합체는 지금까지 통상적인 방법으로 획득할 수 없었던 매우 바람직한 특성을 가진 콘택트 렌즈를 형성하도록 매우 단시간에 광중합에 의해 가교결합될 수 있는 아크릴 기를 가질 수 있다.
랜덤 예비중합체는, 거기에 가교결합성 작용기를 부착함으로써 가교결합성 예비중합체를 형성하도록 작용화된다. 일반적으로 이러한 작용기는 예비중합체에 대하여 가교결합하여 가교결합된 중합체 또는 하이드로젤을 형성하는 능력을 제공한다. 가교결합성 작용기를 제공하는 적합한 가교결합성 반응물은 A-S-F 구조를 가지며, 여기서 A는 예비중합체 내의 하이드록실 기와 공유 결합을 형성할 수 있는 부착기(attaching group)이고; S는 스페이서(spacer)이고, F는 에틸렌계 불포화 부분을 포함하는 작용기이다. 적합한 부착기 A에는 클로라이드, 아이소시아네이트, 산, 산 무수물, 산 염화물, 에폭시, 아자락톤, 이들의 조합 등이 포함된다. 바람직한 부착기에는 산 무수물이 포함된다.
스페이서는 직접 결합, 1 내지 8개의 탄소 원자, 그리고 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 직선형, 분지형 또는 환형 알킬 또는 아릴 기 또는 화학식 -(CH2-CH2-O)n- (여기서, n은 1 내지 8, 그리고 바람직하게는 1 내지 4임)의 폴리에테르 사슬일 수 있다.
적합한 작용기는 자유 라디칼 중합성 에틸렌계 불포화 부분을 포함한다. 적합한 에틸렌계 불포화 기는 하기 화학식을 갖는다:
-C(R10)=CR11R12
여기서, R10, R11 및 R12는 독립적으로 H, C1 -6 알킬, 카르보닐, 아릴 및 할로겐으로부터 선택된다. 바람직하게는, R10, R11 및 R12는 독립적으로 H, 메틸, 아릴 및 카르보닐로부터 선택되고, 더 바람직하게 일부 실시 형태에서는 H 및 메틸로부터 선택된다.
바람직한 가교결합성 반응물에는 메타크릴산 클로라이드, 2-아이소시아네이토에틸아크릴레이트, 아이소시아네이토에틸 메타크릴레이트 (IEM), 글리시딜 메타크릴레이트, 신남산 클로라이드, 메타크릴산 무수물, 아크릴산 무수물 및 2-비닐-4-다이메틸아자락톤이 포함된다. 메타크릴산 무수물이 바람직하다.
예비중합체에 부착되는 가교결합성 작용기의 적합한 양에는 예비중합체 내의 이용가능한 하이드록실 기의 양을 기준으로 화학양론적으로 약 1 내지 약 20%, 그리고 바람직하게는 약 1.5 내지 약 10%, 그리고 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 5%가 포함된다. 작용화의 정도는 알려진 방법, 예를 들어 불포화 기의 측정에 의해, 또는 작용성 반응물과 중합체 사이의 결합의 가수분해에 이어 HPLC에 의한 유리된 산의 측정에 의해 측정될 수 있다.
선택되는 부착기에 따라서, 작용화는 통상적인 촉매를 사용하거나 사용하지 않고서 수행될 수 있다. 적합한 용매에는, 선택된 반응 조건에서 예비중합체를 용해시킬 수 있는 극성, 비양성자성 용매가 포함된다. 적합한 용매의 예에는 다이메틸포름아미드 (DMF), 헥사메틸포스포릭 트라이아미드 (HMPT), 다이메틸 설폭사이드 (DMSO), 피리딘, 니트로메탄, 아세토니트릴, 다이옥산, 테트라하이드로푸란 (THF) 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)이 포함된다. 바람직한 용매에는 포름아미드, DMF, DMSO, 피리딘, NMP 및 THF가 포함된다. IEM이 사용될 때, 촉매는 주석 촉매, 그리고 바람직하게는 다이부틸 주석 다이라우레이트이다.
작용화 반응 혼합물은 또한 작용화에 의해 생성되는 부분과 반응할 수 있는 스캐빈저(scavenger)를 함유할 수 있다. 예를 들어, 산 무수물이 부착기로서 사용될 때, 적어도 하나의 3차 아민, 비양성자성 질소를 가진 복소환식 화합물 또는 생성되는 카르복실 기와 반응하는 다른 루이스 염기를 포함하는 것이 유익할 수 있다. 적합한 3차 아민에는 피리딘, 트라이에틸렌다이아민 및 트라이에틸아민이 포함되며, 트라이에틸아민이 바람직하다. 포함된다면, 3차 아민은 약간의 몰 과잉 (약 10%)으로 포함될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 용매는 NMP이고, 반응물은 메타크릴산 무수물, 아크릴산 무수물 또는 이들의 혼합물이고, 트라이에틸아민이 존재한다. 가장 바람직한 반응물은 메타크릴산 무수물이다.
반응은 대략 실온에서 실행된다. 각각의 작용기는 특정 온도 범위를 필요로 할 것이며, 이는 당업자에 의해 이해된다. 약 0℃ 내지 50℃, 그리고 바람직하게는 약 5℃ 내지 약 45℃의 범위가 적합하다. 주위 압력이 사용될 수 있다. 예를 들어, 가교결합성 작용기가 산 무수물일 때, 작용화는 약 5℃ 내지 약 45℃의 온도에서 그리고 약 20 내지 약 80시간 범위의 시간 동안 수행된다. 선택되는 시간과 온도의 균형을 조절하면, 지정된 범위 밖의 범위가 용인될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다.
반응은 가교결합성 예비중합체를 생성하도록 수행된다.
가교결합성 측기(side group)를 부착하는 것은 별도로 하고, 다른 측기들이 추가의 기능성 - 가교결합을 위한 광개시제, 약학적 활성 등이 포함되지만 이로 한정되지 않음 - 을 제공할 수 있다. 또 다른 작용기는 가교결합된 젤이 분석적 진단 용도에 사용될 때, 특정 화합물과 결합 및/또는 반응할 수 있는 부분을 함유할 수 있다.
일단 가교결합성 예비중합체가 형성되면, 실질적으로 모든 미반응된 반응물 및 부산물은 제거되어야 한다. "실질적으로 모든 은 세척 후 약 0.1 중량% 미만이 남아 있음을 의미한다. 이는 통상적인 수단, 예를 들어 한외여과에 의해 행해질 수 있다. 대안적으로, 가교결합성 예비중합체는 선택된 용매 (일부 실시형태에서는 N-메틸피롤리돈일 수 있음)에 여전히 용해되어 있는 가교결합성 예비중합체 반응 생성물을 물, 일부 실시 형태에서는 탈이온수에 서서히 주입하여 적어도 한 방향으로 최대 치수가 약 1 ㎜인 가는 액체 스트링(liquid string)이 형성되도록 함으로써 정제할 수 있다. 이 치수는 중합체 스트링으로부터 물로의 용매의 상대적으로 빠른 확산을 가능하게 하여 중합체 스트링을 비점착성으로 만들 것이다. 주입은 투여 펌프에 의해 노즐 - 이것은 중합체 스트링의 정확한 치수를 확보함 - 을 통해 행해질 수 있다. 노즐의 형상은 최대 치수가 달성되는 한 중요하지 않다. 작용화된 예비중합체의 용액에 대한 물의 양은 전형적으로 적어도 10:1, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 20:1 내지 약 500:1이다.
작용화된 예비중합체는 고체 중합체 물질에 대한 비가 적어도 10:1, 예를 들어 20:1 내지 500:1이 되도록 세척 - 전형적으로는 물로 수행됨 - 에 의해 추가로 정제될 수 있다. 각각의 세척은 적어도 10분, 그리고 일부 실시 형태에서는 1시간 동안 수행될 수 있다. 세척 후, 작용화된 예비중합체는 건조, 예를 들어 일 실시 형태에서는 실온 및 감압 (1 내지 5 ㎪ (10 내지 50 mbar))에서 20 내지 48시간 동안 건조될 수 있다.
일단 가교결합성 예비중합체가 정제되었으면, 물 치환가능한 희석제에 용해시켜 점성 용액을 형성한다. 이 희석제는 가교결합성 작용화된 예비중합체가 용해될 수 있고, 가교결합 반응 또는 경화가 일어날 수 있는 매질로서 기능해야 한다. 희석제는 비반응성이어야 한다. 적합한 희석제에는 65℃ 이하에서, 점성 용액의 총 중량을 기준으로 약 30 중량% 내지 약 60 중량%의 가교결합성 예비중합체를 용해시킬 수 있는 것들이 포함된다. 구체적인 예에는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알코올, 5 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알코올 에테르, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 하이드로젤의 경우에는, 희석제가 최종 하이드로젤에 존재하는 물의 양과 근사하거나 동일한 양으로 가교결합성 예비중합체에 첨가되어야 한다. 얻어지는 점성 용액의 약 40 내지 약 70 중량%에 해당하는 양의 희석제가 허용가능하다.
본 발명의 점성 용액은 점도가 25℃에서 약 5,000 cp 내지 약 1,000,000 cp, 일부 실시 형태에서는 25℃에서 약 5,000 cp 내지 약 200,000 cp이다.
중합 개시제가 또한 첨가될 수 있다. 중합 개시제는 처리 조건에서 활성인 임의의 개시제일 수 있다. 적합한 개시제에는 열 활성화, 광개시제(UV 및 가시광 개시제를 포함함) 등이 포함된다. 적합한 열 활성화 개시제에는 라우릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아이소프로필 퍼카르보네이트, 아조비스아이소부티로니트릴, 2,2-아조비스 아이소부티로니트릴, 2,2-아조비스 2-메틸부티로니트릴 등이 포함된다. 적합한 광개시제에는 방향족 알파 하이드록시케톤 또는 3차 아민 + 다이케톤이 포함된다. 광개시제 시스템의 예시적인 예는 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤, 2-하이드록시-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 벤조페논, 티오잔텐-9-온, 캄퍼퀴논과 에틸-4-(N,N-다이메틸아미노)벤조에이트 또는 N-메틸다이에탄올아민의 조합, 하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드 및 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드, (2,4,6-트라이메틸벤조일)다이페닐 포스핀 옥사이드 및 이들의 조합 등이다. 광개시가 바람직한 방법이며, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2, 4, 4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드 및 2-하이드록시-메틸-1-페닐-프로판-1-온이 바람직한 광개시제이다. 다른 개시제들이 당업계에 알려져 있으며, 예를 들어 미국 특허 제5,849,841호의 컬럼 16에 개시된 것들이며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
예비중합체 또는 점성 용액 내에 혼입될 수 있는 다른 첨가제에는 자외선 흡수 화합물, 반응성 염료, 유기 및 무기 안료, 염료, 광발색성 화합물, 이형제, 항균성 화합물, 약제, 금형 윤활제, 습윤제, 일관된 제품 사양을 유지하기에 바람직한 기타 첨가제, 이들의 조합 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이들 조성물은 거의 모든 단계에서 첨가될 수 있으며, 부착되거나 회합되거나 분산된 공중합체일 수 있다.
점성 용액은 바람직하게는, 경화 과정에서 네트워크 내에 결합되지 않는 중합체 물질을 제공할 수 있고/있거나 잔류성 추출가능한 물질을 제공하게 될 자유 단량체와 같은 화합물을 함유하지 않아야 한다.
중합체의 용액에서, 리올로지 특성은 가장 긴 분자에 의해 대부분 결정된다. 본 발명의 예비중합체는 분자량이 매우 큰 분자들의 함량이 낮으며, 이는 그의 용액에 다수의 바람직한 특성을 제공한다.
본 발명의 예비중합체는 작용화된 예비중합체 및 하이드로젤을 제조하기 위한 출발 물질, 콘택트 렌즈에서 착색을 위한 결합제, 탬포 및 잉크 제트 인쇄를 위한 잉크에서의 결합제 등으로 사용될 수 있다.
본 발명의 점성 용액은 다양한 용품을 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 성형 용품, 프로파일, 예비성형체(preform), 패리슨(parison), 필름, 섬유, 튜빙, 시트, 코팅 등이다. 더 구체적으로, 적합한 용품에는 생의학 장치, 의료 등급 코팅, 반응성 기를 가진 중합체 또는 중합체에 결합되는 생물학적 분석 마커 등이 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "생의학 장치"는 포유류 조직 또는 체액 내에서 또는 이들 상에서 사용되도록 설계된 임의의 용품이다. 이러한 장치의 예에는 카테터, 임플란트, 스텐트, 체액 수집 백, 센서, 하이드로젤 밴드, 튜빙, 앞의 용품들 중 임의의 것에 대한 코팅, 항생제, 진단제 및 치료제용 담체, 및 안과용 장치가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 바람직한 생의학 장치의 부류에는 안과용 장치, 특히 콘택트 렌즈가 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "렌즈" 및 "안과용 장치"는 눈 안 또는 눈 상에 놓이는 장치를 말한다. 이들 장치는 광학적 보정, 상처 치유, 약물 전달, 진단 기능성을 제공하거나 미용용일 수 있다. 용어 렌즈에는 소프트 콘택트 렌즈, 하드 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입물, 광학적 삽입물 및 안경 렌즈가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
본 발명의 용품을 형성하는 데 다수의 방법이 이용될 수 있으며, 사출 성형, 압출 성형, 스핀 캐스팅, 압출 코팅, 폐금형 성형(closed mold molding), 캐스트 성형, 이들의 조합 등이 포함된다. 형성 방법에 이어, 후술되는 경화 단계가 뒤따를 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 예비중합체 용액이 렌즈를 형성하는 데 사용된다. 본 발명의 점성 용액으로부터 렌즈를 제조하는 바람직한 방법은 직접 성형에 의한 것이다. 예비중합체 용액의 렌즈 형성량이 최종의 원하는 하이드로젤의 형상을 갖는 금형 내로 분배된다. 금형은 임의의 적합한 물질 - 제한 없이, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 환형 폴리올레핀이 포함됨 - 로부터 제조될 수 있다.
"렌즈-형성량"은 원하는 크기 및 두께의 렌즈를 제조하기에 충분한 양을 의미한다. 전형적으로, 콘택트 렌즈당 약 10 내지 약 50 ㎕의 점성 용액이 사용된다. 다음으로, 점성 액체가 금형 공동을 충전하도록 금형 부품이 조립된다. 본 발명의 이점은 금형 부품 조립과 경화 사이에 필요한 유지 시간이 매우 짧다는 것이다.
점성 용액을 담은 금형은 이온화 또는 화학 방사선, 예를 들어 전자 빔, X-선, UV 또는 가시광, 즉 파장이 약 280 내지 약 650 ㎚ 범위인 전자기 방사선 또는 입자 방사선에 노출된다. 또한, UV 램프, HE/Cd, 아르곤 이온 또는 질소 또는 금속 증기 또는 체배된 주파수를 가진 NdYAG 레이저 빔이 적합하다. 방사원 및 개시제의 선택은 당업자에게 알려져 있다. 당업자는 또한 점성 용액 내로의 방사선의 침투 깊이 및 가교결합 속도가, 선택된 광개시제의 분자 흡수 계수 및 농도와 직접적인 상관관계가 있음을 이해할 것이다. 바람직한 실시 형태에서, 방사원은 고강도(high intensity)의, UVA (약 315 내지 약 400 ㎚), UVB (약 280 내지 약 315) 또는 가시광 (약 400 내지 약 450 ㎚)으로부터 선택된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "고강도"는 약 100 ㎽/㎠ 내지 약 10,000 ㎽/㎠의 것을 의미한다. 경화 시간은 짧으며, 일반적으로는 약 30초 미만, 그리고 바람직하게는 약 10초 미만이다. 경화 온도는 대략 주위 온도 내지 약 90℃의 승온의 범위일 수 있다. 편리함 및 간소함을 위하여, 경화는 바람직하게는 대략 주위 온도에서 수행된다. 정밀한 조건은 선택되는 렌즈 재료의 성분들에 좌우될 것이며, 결정하는 당업자의 기술 내에 있다.
경화 조건은 가교결합성 예비중합체로부터 중합체 네트워크를 형성하기에 충분해야 한다. 얻어지는 중합체 네트워크는 희석제에 의해 팽윤되며, 금형 공동의 형태를 갖는다.
일단 경화가 완료되면, 금형이 개방된다. 본 발명에서는 미반응된 성분 또는 부산물을 제거하기 위한 성형 후 정제 단계는 통상적인 성형 방법에 비하여 간소화되거나 또는 필요하지 않다. 생체적합성 희석제가 사용된다면, 세척 또는 증발 단계도 이 단계에서 필요하지 않다. 생체적합성 희석제가 사용될 때, 성형 후 추출 및 희석제 교환 단계 둘 모두가 필요하지 않다는 것이 본 발명의 이점이다. 저비점 희석제가 사용된다면, 희석제는 증발시키고, 렌즈는 물로 수화시켜야 한다.
얻어지는 렌즈는 중합체 네트워크를 포함하며, 이 중합체 네트워크는 물로 팽윤될 때 하이드로젤이 된다. 본 발명의 하이드로젤은 약 20 내지 약 75 중량%의 물, 그리고 바람직하게는 약 20 내지 약 65 중량%의 물을 포함할 수 있다. 본 발명의 하이드로젤은 탁월한 기계적 특성 - 모듈러스(modulus) 및 파단 신율(elongation at break)을 포함함 - 을 갖는다. 모듈러스는 적어도 약 138 ㎪ (20 psi), 바람직하게는 약 138 내지 약 1379 ㎪ (약 20 내지 약 200 psi), 그리고 더 바람직하게는 약 138 내지 약 1034 ㎪ (약 20 내지 약 150 psi)이다.
파단 신율은 약 100% 초과, 그리고 바람직하게는 약 120% 초과이다.
이렇게 해서 제조된 렌즈는 완충된 식염수 용액을 담은 개별 렌즈 포장으로 이송될 수 있다. 식염수 용액은 렌즈의 이송 전이나 후에 포장에 첨가될 수 있다. 생체적합성 희석제를 함유하는 렌즈는, 식염수 용액 중에 유지될 때, 희석제를 물과 교환하여 원하는 하이드로젤을 형성할 것이다. 이것은 또한, 원한다면, 별도의 단계에서 달성될 수 있다. 포장 내에 저장되는 동안, 중합체 네트워크는 중합체의 친수성에 의해 결정되는 특정량의 물을 흡수할 것이다. 평형 물 함량 (수화된 렌즈의 중량%로 표현됨)은, 경화 동안 존재하는 희석제의 양보다 더 높거나 더 낮을 수 있다. 콘택트 렌즈를 제조하는 데 유용한 전형적인 하이드로젤은 약 20 내지 약 75 중량%의 물을 포함한다. 따라서, 하이드로젤은 수중에서 평형을 이루고 있을 때 팽창 또는 수축할 수 있다. 그러나, 크기가 변할 수는 있더라도, 완전히 수화된 용품의 형상이 금형 공동 형상의 정확한 재현일 것임은 필수적인 특징이다.
적절한 포장 디자인 및 재료는 당업계에 알려져 있다. 플라스틱 포장이 필름을 사용하여 해제가능하게 밀봉된다. 적합한 밀봉 필름은 당업계에 알려져 있으며, 포일, 중합체 필름 및 이들의 혼합물이 포함된다.
이어서, 렌즈를 담은 밀봉된 포장은 멸균되어 멸균 제품임을 확실히 한다. 적합한 멸균 수단 및 조건은 당업계에 알려져 있으며, 예를 들어 오토클레이빙이 포함된다.
전술된 성형 및 포장 공정에 다른 단계들이 포함될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 그러한 다른 단계들에는, 형성된 렌즈를 코팅하는 단계, (예를 들어, 금형 이전(mold transfer)에 의해) 형성 동안 렌즈를 표면 처리하는 단계, 렌즈를 검사하는 단계, 결함 렌즈를 폐기하는 단계, 금형 반부(mold half)를 청소하는 단계, 금형 반부를 재사용하는 단계, 이들의 조합 등이 포함된다. 공정 및 코팅 조성물이 미국 특허 제3,854,982호; 제3,916,033호; 제4,920,184호; 및 제5,002,794호; 제5,779,943호, 제6,087,415호; 국제특허 공개 WO 91/04283호, 및 유럽 특허 공개 EPO 93/810,399호에 개시되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "하이드로젤"은 평형 상태에서 물을 함유하는 수화된 가교결합된 중합체 시스템을 의미한다. 하이드로젤은 전형적으로 산소 투과성 및 생체적합성이며, 이에 의해 그것은 생의학 장치, 그리고 특히 콘택트 또는 안내 렌즈를 제조하는 데 있어서 선호되는 물질이 된다.
본 출원에서, 모든 분자량은 젤 투과 크로마토그래피(GPC) 분석 (크기 배제 크로마토그래피(SEC)라고도 불림)에 의해 결정되는 분자량으로서 이해되어야 한다. SEC 장비는 PE LC 시리즈 200 펌프 및 시리즈 200 오토샘플러(autosampler)로 구성된다. 검출기는 RI 배리언 스타(Varian Star) 9040이다.
컬럼 조합은 폴리머 래버러토리즈(Polymer Laboratories) 로부터의 2개의 PL-젤 컬럼 (MIXED-C + MIXED-D) 및 가드컬럼(guardcolumn)으로 이루어진다.
용리액은 BHT로 안정된 THF이다.
유량은 0.1 ㎖/min이다. 주입 부피는 100 ㎕이며, 전개 시간은 30분이다.
보정 곡선은 표준적 기준물질로서 피크 분자량이 6035000 내지 580 범위인 PS를 사용하여 3차 회귀로 획득된다. 이러한 중합체 표준물질은 미국 매사추세츠주 애머스트 소재의 폴리머 래버러토리즈 인크(Polymer Laboratories Inc)로부터 구매한다.
피크 적분은 수작업으로 이루어진다. 적분 시점 및 종점(integration start and end point)은 전체적인 기준선 상의 유의한 차이로부터 수작업으로 결정된다. 결과 데이터는 PS 단위로 Mz, Mw, Mn, 및 Mpeak를 제공한다.
주입 용액은 대략 10 mg/㎖의 중합체 농도를 제공하도록 THF로 제조한다.
본 발명에서, 중합체 샘플의 다분산도 (Pd)는 Pd = Mw / Mn으로 정의된다. 피크 분자량 (Mp)은 분자량 분포 곡선에서 최고 피크의 분자량이다.
인장 특성 (신율 및 인장 모듈러스)은 초기 게이지 높이로 낮추어지는 로드셀(load cell)을 구비한 정속 이동형 인장 시험기의 크로스헤드(crosshead)를 사용하여 측정한다. 적합한 시험기에는 인스트론(Instron) 모델 1122가 포함된다. 1.326 cm (0.522 인치)의 길이, 0.701 ㎝ (0.276 인치)의 "귀부(ear)" 폭 및 0.541 ㎝ (0.213 인치)의 "목부(neck)" 폭을 갖는 아령 형상의 샘플을 그립들 안에 끼우고, 그것이 파단될 때까지 5 ㎝/min (2 in/min)의 일정 변형 속도로 신장한다. 샘플의 초기 게이지 길이 (Lo) 및 파단시 샘플 길이 (Lf)를 측정한다. 각각의 조성에 대해 12개의 시편을 측정하고, 평균을 보고한다. 신율(%)은 [(Lf - Lo)/Lo] x 100이다.
인장 모듈러스는 응력/변형 곡선의 초기 선형 부분에서 측정한다.
점도는 하케 순환 배쓰(Haake circulation bath) 및 온도 조절기를 구비한 하케 RS100 레오스트레스(RheoStress)를 사용하여 측정한다. 복소 점도(complex viscosity)는 40 ㎐에서 시작하여, 1 mHz까지 내려갔다가 다시 40 ㎐로 올리고, 10 단위당 3개의 진동수를 선택하고, 각 진동수를 3회 반복하고, 각 측정 사이에 1주기를 대기하는 진동수 스위핑(sweep)을 수행함으로써 측정한다. 측정은 20 ㎜ 직경 및 0.7 ㎜ 갭 크기 (샘플 두께)를 갖는 평행판 배치 - 이것은 약 0.22 ㎖의 샘플 부피에 상응함 - 를 사용하여 25℃ +1℃에서 수행한다. 콕스-메르츠 규칙(Cox-Mertz rule) (문헌[John Ferry, Visco - elastic properties of polymers, 3rd edition, McGraw-Hill Book Company, 1980])을 참고하여, 보고된 점도 수치 (η)는 복소 점도 (η*)의 낮은 진동수 값이다.
구체적으로, HPLC 장비는 25℃의 컬럼 오븐, 머크(Merck) L6000 펌프, 및 퍼킨 엘머(Perkin Elmer) LC290 UV 검출기로 이루어진다. 컬럼 조합은 머크 RP18 컬럼 (125㎜/4㎜) 및 가드컬럼으로 구성된다.
이동상은 트라이플루오로아세트산을 이용하여 pH 2.5로 조정된 아세토니트릴-물 혼합물 (1/9 wt/wt)이다. 유량은 1 ㎖/min으로 고정되며, 주입 부피는 10 ㎕이다.
검출은 230 ㎚의 파장에서 수행된다. 데이터 획득 시간은 8분이다. 일련의 캘리브레이터(calibrator)는 농도가 5 내지 25 ppm 범위인 이동상 중의 메타크릴산의 희석 용액들로부터 생성된다.
주입 용액은 이동상 및 10 ㎖ HCl, 1 M로 희석된 가수분해 샘플로부터 제조한다. 이 용액은 주입을 수행하기 전에 13 ㎜ GD/X 0,45 ㎛ 와트만(Whatmann) 필터 상에서 여과한다.
하기의 실시예는 본 발명을 제한하지 않는다. 이들은 단지 본 발명을 실시하는 방법을 제안하고자 하는 것이다. 콘택트 렌즈 분야뿐만 아니라 기타 전문 분야에 정통한 자들은 본 발명을 실시하는 다른 방법을 찾아낼 수 있다. 그러나, 그 방법들은 본 발명의 범주 이내인 것으로 생각된다.
하기의 약어가 이들 실시예에 사용된다.
Figure pct00006
실시예 1 내지 실시예 4
표 1에 열거된 단량체들로부터 예비중합체를 형성하였다. 개시제로서 AMBM을 사용하였다. 자기 교반기, 환류 응축기 및 단량체들/개시제의 투여를 위한 입구, 및 가열 맨틀을 구비한 3구 1 L 둥근바닥 유리 반응기 내에서 반응을 수행하였다. 용매를 표 2에 열거된 양으로 반응기에 미리 충전하였다. 용기를 질소로 플러싱하고, 반응 동안 질소 블랭킷 하에서 유지하였다. 용매, 단량체들 및 개시제를 표 2에 나타낸 양에 따라 첨가하고, 반응 온도(실시예 1 및 실시예 2에 대해서는 환류 상태로 78℃, 실시예 3 및 실시예 4에 대해서는 환류 상태로 70℃)로 가열하였다. 반응 온도에 도달한 후, t=0에서 단량체들의 투여를 시작하였으며, 표 2에 열거된 시간에 걸쳐 연속적으로 계량투여하였다. 계량투여된 성분들은 첨가 전에 실온에 있었다.
Figure pct00007
Figure pct00008
단량체 전환율을 추적하였으며, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 도 5는 배치 공정 (반응의 시작시에 모든 단량체들을 함께 첨가함)을 이용하여 제조된 예비중합체에 대한 시간의 함수로서의 전환율 (%)을 도시한다. 이들 그래프는 통상적인 배치 중합 (비교예 1)과 비교할 때, 본 발명의 방법에서의 DMA의 전환율이 HEMA의 전환율을 더욱 가깝게 따라갔음을 보여준다.
비교예 1
반응의 시작시에 모든 단량체를 함께 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다.
실시예 5 및 실시예 6
표 3에 열거된 성분들로부터 예비중합체를 형성하였다. 개시제로서 AMBM을 사용하였다. 자기 교반기, 환류 응축기 및 단량체들/개시제의 투여를 위한 입구, 및 가열 맨틀을 구비한 3구 1 L 둥근바닥 유리 반응기 내에서 반응을 수행하였다. 실시예 5에서는, 160 g의 에탄올 및, HEMA를 제외하고 표 3에 열거된 모든 성분들을 제1 반응 혼합물로서 반응기에 미리 충전하였다. 제1 반응 혼합물을 78℃로 가열하였다. 제2 반응 혼합물 (25 g의 에탄올 중 5.75 g의 HEMA, 총 36 ㎖)을 15분당 3 ㎖의 속도로 제1 반응 혼합물에 첨가하였다. 반응 전체에 걸쳐, 반응 온도는 환류 상태로 78℃에서 유지하였다.
실시예 6에 대해서는, 반응성 성분들을 표 3에 나타낸 용액 A 및 용액 B로 형성하였다. 용액 A 및 40 중량%의 용액 B를 제1 반응 혼합물로서 반응기에 미리 충전하였다. 용기를 질소로 플러싱하고, 반응 동안 질소 블랭킷 하에서 유지하였다. 제1 반응 혼합물을 68℃로 가열하였다. 용액 B의 잔여 분량을 표 4에 나타낸 양에 따라 반응기에 첨가하였다. 반응 전체에 걸쳐 반응 온도를 68℃에서 유지하였으며, 이것은 환류 없이 수행하였다. t=0에서 단량체들의 투여를 시작하였으며, 표 4에 명시된 바와 같이 계량하였다.
Figure pct00009
Figure pct00010
실시예 5에 대한 단량체 전환율을 추적하였으며, 도 6에 도시되어 있다. 이들 그래프는 통상적인 배치 중합 (도 5)과 비교할 때, 본 발명의 방법에서의 DMA의 전환율이 HEMA의 전환율을 더욱 가깝게 따라갔음을 보여준다.
실시예 7 내지 실시예 10
표 5에 열거된 (메트)아크릴레이트 단량체들로부터 중합체를 형성하였다. 개시제로서 AMBM을 사용하였다. 자기 교반기, 환류 응축기 및 단량체들/개시제의 투여를 위한 입구, 및 가열 맨틀을 구비한 3구 1 L 둥근바닥 유리 반응기 내에서 반응을 수행하였다. 반응성 성분들을 표 6에 나타낸 용액 A 및 용액 B로 형성하였다. 용액 A를 표 6에 열거된 양으로 반응기에 미리 충전하였다. 용기를 질소로 플러싱하고, 반응 동안 질소 블랭킷 하에서 유지하였다. 용액 B를 표 6에 나타낸 양에 따라 4시간에 걸쳐 연속적으로 첨가하였다. 실시예 7, 실시예 9 및 실시예 10은 환류 상태로 70℃로 가열하였으며, 실시예 8은 환류 상태로 78℃로 가열하였다. 0시간에서 반응 용기에 존재하는 용매 및 반응물은 반응의 시작 전에 반응 온도로 예열하였다.
Figure pct00011
단량체 전환율을 추적하였으며, 도 7 내지 도 10에 도시되어 있다. 이들 그래프는 통상적인 배치 중합 (도 5)과 비교할 때, 본 발명의 방법에서의 DMA의 전환율이 HEMA의 전환율을 더욱 가깝게 따라갔음을 보여준다.
Figure pct00012

Claims (27)

  1. 방법으로서,
    적어도 하나의 용매, 중합 개시제의 적어도 일부, 및 당해 방법에서 첨가될 모든 제1 성분을 기준으로 1 내지 약 40 중량%의 적어도 하나의 제1 성분 - 상기 제1 성분은 제1 반응 속도 상수 k1을 가짐 - 과 약 0.5 k1 미만의 제2 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 제2 성분을 포함하는 반응성 성분들의 일부를 포함하는 제1 혼합물 - 제2 성분과 제1 성분은 제1 반응 혼합물에 적어도 약 k1/k2의 비로 존재함 - 을 형성하는 단계;
    예비중합체(prepolymer) 형성 조건 하에서, 상기 반응성 성분들 및 상기 개시제의 잔여분을 포함하는 제2 혼합물을, 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들기에 충분한 속도로 첨가하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 예비중합체 형성 조건 하에서, 용매를 포함하는 제2 혼합물에, 제1 반응 속도 상수 k1을 갖는 적어도 하나의 제1 성분, 약 0.5 k1 미만의 제2 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 제2 성분, 적어도 하나의 중합 개시제 및 선택적으로 적어도 하나의 용매를 포함하는 제1 혼합물을 첨가하는 단계를 포함하며,
    상기 첨가 단계는, 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 상기 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들도록 제어되는, 방법.
  3. 예비중합체 형성 조건 하에서, 반응 속도 상수 k1을 갖는 적어도 하나의 성분을 포함하는 제1 혼합물을, 적어도 하나의 용매 및 약 0.5 k1 미만의 반응 속도 상수 k2를 갖는 적어도 하나의 제2 성분을 포함하는 제2 혼합물에 첨가하는 단계를 포함하며; 상기 첨가 단계는, 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 예비중합체로의 상기 제1 성분과 제2 성분의 전환율을 실질적으로 대등하게 만들도록 제어되는, 예비중합체의 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분 및 제2 성분 중 적어도 하나는 실리콘을 포함하고, 상기 제1 성분 및 제2 성분 중 적어도 하나는 적어도 하나의 친수성 성분을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 혼합물은 반응 시간에 걸쳐 간격을 두고 상기 제1 혼합물에 점차적으로 첨가되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분은 적어도 하나의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 혼합물은 적어도 하나의 친수성 (메트)아크릴레이트 단량체를 추가로 포함하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 성분은 친수성 단량체인, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 친수성 단량체는 스티렌 기, n-비닐 락탐 기, 비닐 아미드 기, 푸마레이트 및 이들의 조합을 포함하는 친수성 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 (메트)아크릴아미드 성분을 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (메트)아크릴아미드 성분은 N,N-다이메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐메트아세트아미드, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 2-비닐-4,4-다이메틸-2-옥사졸린-5-온, N-비닐옥시카르보닐 알라닌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 친수성 (메트)아크릴레이트 단량체는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 친수성 (메트)아크릴레이트 단량체는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트를 포함하는, 방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 PDMS 단량체, SiGMA 타입 단량체, TRIS 타입 단량체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  14. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 종결된 모노-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산; 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 PDMS 단량체를 포함하는, 방법.
  15. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 실리콘-함유 (메트)아크릴레이트 단량체는 3-메타크릴옥시-2-(하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 3-메타크릴옥시-2-(하이드록시프로필옥시)프로필트리스(트라이메틸실록시)실란, 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 종결된, 모노-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산; 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 성분은 N,N-다이메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐메트아세트아미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 (메트)아크릴아미드 성분을 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 (메트)아크릴아미드 성분은 N,N-다이메틸아크릴아미드를 포함하는, 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 예비중합체는, 모든 성분들의 첨가 후, 모든 반응성 성분들을 기준으로 약 20 내지 약 80 중량%의 친수성 성분 및 약 20 내지 약 80 중량%의 실리콘 함유 성분을 포함하는 반응 혼합물로부터 형성되는, 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 예비중합체는, 모든 성분들의 첨가 후, 모든 반응성 성분들을 기준으로 약 30 내지 약 60 중량%의 친수성 성분 및 약 40 내지 약 60 중량%의 실리콘 함유 성분을 포함하는 반응 혼합물로부터 형성되는, 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 예비중합체로의 상기 제1 성분과 제2 성분의 전환율은 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 30% 이내인, 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분과 제2 성분의 전환율은 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 10% 이내인, 방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 예비중합체는 분자량이 약 30 내지 약 200 kD이고, 다분산도가 약 3 미만인, 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 예비중합체는 분자량이 약 30 내지 약 200 kD이고, 다분산도가 약 1.5 내지 약 3인, 방법.
  24. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드 성분의 약 50 중량% 누적량의 첨가가 상기 반응 혼합물의 첨가 개시로부터 약 0.5 내지 약 5시간 내에 도달되는, 방법.
  25. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 혼합물은 상기 적어도 하나의 중합 개시제의 일부를 추가로 포함하는, 방법.
  26. 제1항에 있어서, 상기 제1 혼합물은 상기 첨가 단계 전체에 걸쳐 반응 온도로 유지되는, 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 제1 혼합물은 상기 용매의 일부를 포함하고, 상기 제2 혼합물은 잔여 용매를 포함하는, 방법.
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