NL8006642A

NL8006642A - Waterabsorberend mengsel.

Info

Publication number: NL8006642A
Application number: NL8006642A
Authority: NL
Original assignee: Kendall & Co
Priority date: 1979-12-05
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1981-07-01
Also published as: AU540694B2; US4300820A; AR229397A1; IT8026458A0; BR8008047A; AT370125B; FR2471213B1; PT72171A; BE886516A; IT1218423B; DK521480A; AU6508180A; NO158811B; SE8008548L; SE448545B; NO803674L; SU1243627A3; PT72171B; ATA595980A; ES8201611A1

Description

Ï - » VO 1321

Waterabsorberend mengsel

De uitvinding heeft betrekking op een mengsel, dat in staat is bij kamertemperatuur meer dan van zijn eigen gewicht aan water te absorberen zonder in oplossing te gaan waarbij een hydrogel wordt gevormd.

De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een optisch helder 5 mengsel van een. in water oplosbaar poly(vinyllactam) of van een in water oplosbaar copolymeer van een vinyllactam met 1-90 mol# van een daarmee copolymer is eerbaar moncmeer met ethenische onverzadiging met een in water niet oplosbaar copolymeer, afgeleid van 50-90 gew.#, berekend op het copolymeer, van een hydrofoob, in water niet oplosbaar ethenisch on-10 verzadigd moncmeer, 2-12 gew.# van. een ethenisch onverzadigd moncmeer dat een zuurgroep bevat en 15-^5 gew.# van een hydrofiel ethenisch onverzadigd moncmeer, dat vrij is van zuurgroepen. Bij voorkeur is het vinyllactam I-vinyl-2-pyrrolidon.

Reeds eerder is voorgesteld polymere R-vinyllactamen, zoals 15 poly(vinylpyrrolidon) onoplosbaar te maken,, door ze te laten reageren met in water oplosbare polymeren, welke carboxylgroepen bevatten, waarbij het reactieprodukt uit de oplossing neerslaat, wanneer de twee worden gemengd (Amerikaans octrooischrift 2.901 Λ5Ί). Dit octrooi veimeldt in kolaa H, regels 66-73, dat het daar beschreven reactieprodukt altijd vrijwel de-20 zelfde eigenschappen heeft en de twee polymere ccmponenten in dezelfde verhoudingen bevat, onafhankelijk van de verhoudingen, waarin de twee zijn samengevoegd. JDe volgens de uitvinding bereide mengsels variëren daarentegen in eigenschappen en in de ccmponentverhouding, afhankelijk van de eigenschappen en de verhoudingen van de uitgangsmaterialen. In de Ameri-25 kaanse octrooischriften 3.700.761, 3.807.398 en U.018.853 is voorgesteld covalent verknoopte hydrogelen te bereiden door polymeriseren van hydro-fiele methacrylaatmoncmeren bij aanwezigheid van poly(vinylpyrrolidon).

In Camptes rendues, ser. C, vol 263, blz. 278 (C.A. 65, 20283d) is vermeld, dat een IR spectrum van het additieprodukt van poly(vinyl-30 pyrrolidon) en poly(acrylzuur) wijst op waterstofbindingen tussen de pyrrolidoncarbonylgroepen en de carboxylgroepen van het polyacrylzuur.

In Amerikaans octrooischrift 3.975*570 is voorgesteld de doorlaatbaarheid voor vocht te verbeteren van gebruikelijke drukgevoelige plakmiddelen, bestaande uit copolymeren van alkylaerylaten met acrylzuur of methacrylzuur 35 door ze te mengen met hydroxyethylcellulose en daar wordt vermeld, dat q η n a δ 9 -2- mengsels van dergelijke plakmiddelen met polyvinylpyrrolidon geen verbeterde doorlaatbaarheid voor vocht vertonen. Andere mengsels van poly-(vinyllactaaen) met verschillende copolymer en zijn beschreven in de oudere aanvragen ser nr. 137*297 en 142.986.

5 De mengsels volgens de uitvinding kunnen bij onderdompelen in water bij kamertemperatuur meer dan h$% van hun eigen gewicht aan water en kunnen saus meer dan 10 maal hun eigen gewicht aan water absorberen. Ondanks de absorptie van dergelijke grote hoeveelheden water behouden de mengsels hun samenhang en blijven een geheel vormen en lossen niet op; deze eigenschappen maken hen bijzonder waardevol voor verschillende biomedische 10 toepassingen, die maken, dat het hydrogel·.in enige aanraking komt met lichaamsweefsels of -holten.

Het mechanisme van de wisselwerking tussen het polymeer of copoly-meer van het vinyllactam (bij voorkeur polyvinylpyrrolidon) en het copo— lymeer in het mengsel is niet geheel duidelijk maar het mengsel gedraagt 15 zich meer als een fysisch mengsel dan als een chemisch reactieprodukt, omdat het weer kan worden gescheiden in de twee polymere componenten door gelpeimeatiechrcmatografie. De mengsels zijn optisch helder en praktisch niet wazig, hetgeen er op wijst dat het mengsel homogeen is ondanks het feit dat het polymeer of copolymeer van het vinyllactam in water oplos-20 baar is en het copolymeer in water onoplosbaar is. Bij onderzoek met sterke vergroting onder een elektronenmicroscoop blijkt, dat microfase-dcmeinen aanwezig zijn (middellijn 400 nm of minder) bestaande uit in water onoplosbaar materiaal, dat is gedispergeerd in de continue fase van het in water oplosbare polymeer of copolymeer van het vinyllactam.

De aanwezigheid van deze microfase-domeinen van in water onoplosbaar copolymeer verhindert oplossen van het polymeer uit de continue fase * in water, maar verhindert niet dat het mengsel thermoplastisch blijft.

In dit opzicht verschilt het mengsel van polymeren die covalent verknoopt zijn. Het mengsel volgens de uitvinding heeft de eigenschap, herhaalde-30 lijk vervormd te kunnen worden onder matige druk bij een temperatuur van slechts 150°C en in sommige gevallen nog lager. Het zo vervormde mengsel behoudt bij kamertemperatuur zijn vorm afgezien van de vervorming die optreedt door zwellen met water. De mengsels volgens de uitvinding, waarin de gedispergeerde sub-microscopische deeltjes (mi erofase-demeinen) funge-35 ren als talrijke verknopingsstukken die oplossen van de hydrofiele continue fase verhinderen (welke fase op zich zelf wel in water oplost), 8006642

# - A

-3- vormen een nieuwe klasse van hydrogelen, welke verschilt van die waarbij de verknopingen bestaan uit zwakke cohesie krachten, uit waterstofbindingen, uit ionogene bindingen of uit covalente bindingen.

De N-vinyllactarnen, waarvan de polymeren copolymer en kunnen worden 5 gebruikt volgens de uitvinding omvatten die met de struktuur

CH =CH-N-C=Q

2 \

NX

waarin X een alkyieenbrug voorstelt met 3-5 koolstofatcmen, zoals 1-vinyl-2-pyrrolidon, 1-vinyl-5-methyl-2-pyrrolidon, 1-vinyl-2-piperidon 10 en H-vinyl-T-caprolactam. De copolymeris eerbare monomeren, waarmee de N-vinyllactamen kunnen worden gecopolymeriseerd tot copolymeren met 10-99 en bij voorkeur 25-99 mol % ΪΓ-vinyllactam en dus 1-90 en bij voorkeur 1-75 mol# ccmonaaeer omvatten Ιϊ,ΐϊ-dimethylacrylamide, glycerylmetha-crylaat, diëthyleen- of triëthyleenglycolmoncmethacrylaat of andere hydro-15 fiele moncmeren evenals vinylacetaat, alkylacrylaten of -methacrylaten, vinylalkylethers , acrylonitril, vinylchloride en andere hydrofobe monomeren.

Bij monomeren, zoals vinylacetaat, die zelf in water niet oplosbare hcmopolymeren vormen is de bovengrens voor de te gebruiken hoeveelheid 20 ccmonaaeer veel lager dan bij monomeren zoals ίΙ,ΙΤ-dimethylacrylamide, die in. water oplosbare hcmopolymeren voimen. De bedoelde polymeren en copolymeren kunnen een molecuulgewicht hebben van 10.000 tot 1.000.000 of meer, maar bij voorkeur gebruikt men die met een molecuulgewicht van 100.000 tot 1.000.000. De voorkeur geeft men aan polymeren en copolymeren van 25 1-vinyl-2-pyrrolidon.

De in water niet oplosbare copolymeren welke gemengd met het polymeer of copalymeer van een vinyllactam in de mengsels volgens de uitvinding kunnen worden gebruikt, cmvatten de in water onoplosbare copolymeren van een hydrofoob in water onoplosbaar etherisch onverzadigd monomeer, zoals 30 alkylesters van acrylzuur of methacrylzuur met 1-16 koolstofatcmen in de alkylgroep, styreen, acrylonitril, vinylacetaat, vinylbutyraat, vinylchloride, vinylideenchloride, etheen, propeen, buteen, butadieen en andere polymeriseerbare alkadiënen, vinylalkylethers en vinylalkylketonen, met drie of meer koolstofatcmen in de alkylgroep. Als tweede essentieel mono-35 meer bevatten de copolymeren tevens een etherisch onverzadigd moncmeer met een zuurgroep, zoals een carbonzuurgroep, een sulfonzuurgroep, of een fos-fonzuurgroep; geschikte zure moncmeren zijn acrylzuur, methacrylzuur, 8006642 -k- crotonzuur, malelnezuur, 2-sulfoëthyl-methacrylaat en 1 -fenylvinylfosfonzuur. Het derde moncmeer wordt gekozen uit een groep hydrofiele alkeen- onverzadigde moncmeren, welke een oplosparameter hellen groter dan ii 3 1/2 (caloriën/cm ) ' en vrij zijn van zuurgroepen, zoals methacrylamide, 5 acrylamide, p-styreensulfonamide, hydroxyethylmethacrylaat, diëthyleen-glycolmoncmethacrylaat, triëthyleenglycolmoncmethacrylaat en glyceryl-methacrylaat.

Toor elk van de drie typen monaaeren kan men ook een mengsel gebruiken van twee of meer individuele monomeren van hetzelfde type.

10 De verenigbaarheid of niet-verenigbaarheid van het in water niet oplosbare copolymeer met het in water oplosbare polymeer of copolymeer van het W-vinyllactam in de gehydrateerde vorm van het mengsel, dat wil zeggen zijn geschiktheid voor toepassing volgens de uitvinding kan in elk afzonderlijk geval gemakkelijk worden bepaald door een visueel onderzoek 15 van een mengsel van de twee polymeren nadat het bij kamertemperatuur in evenwicht is gekcmen met water. Vanneer het mengsel transparant en optisch helder is en dit blijft na onderdanpelen in water van 20°C zonder in water op te lossen, dan voimt het een bevredigend hydrogel. Wanneer het mengsel troebel of ondoorzichtig is nadat het met water in evenwicht is gekomen 20 of wanneer het in water bij 20°C oplost, dan is het mengsel, bereid uit dat copolymeer niet bevredigend en heeft het slechte mechanische eigenschappen. Wil een mengsel bevredigende mechanische eigenschappen hebben in de gehydrateerde vorm dan moeten de microfase-dcmeinen van het terpoly-meer in het hydrögel niet groter zijn· dan UOO nm en bij voorkeur ongeveer 25 100 nm zijn.

De onderlinge verhoudingen van de verschillende moncmeren in het in water nift oplosbare copolymeer kunnen sterk variëren. De hoeveelheid hydrofoob, in water onoplosbaar ethenisch onverzadigd moncmeer kan 50-90 gew.% bedragen, berekend op het copolymeer, terwijl de hoeveelheid 30 ethenisch onverzadigd moncmeer, dat een zuurgroep bevat, 2-12 gev.% kan zijn. Het hydrofiele ethenisch onverzadigde moncmeer kan 15-^5 gew.$ uitmaken van het copolymeer. De juiste verhouding van de drie typen moncmeren wordt bepaald door de voor elk afzonderlijk geval vereiste balans tussen hydrofobe en hydrofiele eigenschappen.

35 In een bij voorkeur gebruikte groep van de in water niet oplosbare copolymeren is de hoeveelheid methylmethacrylaat (of styreen of 2-ethyl-hexylacrylaat) 55-70 gew.$, berekend op het copolymeer, de hoeveelheid 8006642 -5- aerylzuur 2-12 gew.# en de hoeveelheid methacrylamide 25-k3 gew.#.

Bij een ander hij voorkeur gebruik in water niet oplosbaar copolymeer is de hoeveelheid n-butyhnethacrylaat 55-80 gew.#, berekend op het copolymeer, de hoeveelheid acrylzuur 2-12 gew.# en de hoeveelheid metha-5 crylamide 15-35 gew.#.

Bij een derde bij voorkeur gebruikt in water niet oplosbaar copolymeer is.de hoeveelheid n-butylmethacrylaat 50-78 gew,#, berekend op het copolymeer, de hoeveelheid acrylzuur 2-12 gew.# en de hoeveelheid hydrofiel p-styreensulfonamide 20-35 gew. %. Bij een vierde bij voorkeur 10 gebruikt copolymeer is de hoeveelheid n-butylmethacrylaat 55-70 gew.#, berekend op het copolymeer, terwijl daarnaast 2-12 gew.# acrylzuur en 25-^3 gew.# hydraxyethylmethacrylaat aanwezig is.

De onderlinge verhoudingen van het polymeer of copolymeer van een N-vinyllactam en het in water niet oplosbare copolymeer in het mengsel 15 variëren eveneens over een ruim gebied, waarbij Ho-98 gew.# en bij voorkeur 50-98 gew.# polymeer of copolymeer van een N-vinyllactam aanwezig is naast 2-60 gew.# en bij voorkeur 2-50 gew.# van het in water niet oplosbare copolymeer. De optimale hoeveelheid van elk varieert binnen dit gebied, afhankelijk van de in het mengsel gewenste eigenschappen en van 20 de identiteit van het gebruikte copolymeer. Hoe groter de hoeveelheid in water niet oplosbare copolymeer in het mengsel, des te kleiner is het watergehalte van het na evenwichtsinstelling verkregen hydrogel. Het water-gehalte van de hydrogelen volgens de uitvinding kan worden gevarieerd van ongeveer 30# tot 95# of meer door een oordeelkundige van het in water 25 oplosbare en het in water niet oplosbare polymeer en copolymeer en van • het gehalte in het mengsel, in het bijzonder, wanneer poly(H-vinyl-2-pyrrolidon)_wordt gebruikt. .Over het algemeen worden de mechanische eigen- schappen van het hydrogel slechter, naarmate er meer water in zit.

Het mengsel kan worden bereid door oplossingen of-dispersies van 30 het H-vinyllactampolymeer of -copolymeer en van het in water niet oplosbare copolymeer in elke gewenste drager of oplosmiddel, die met elkaar mengbaar zijn, te mengen en daarna de drager of het oplosmiddel te verwijderen, bij voorbeeld door verdampen. Ook is het mogelijk, het N-vinyl-lactampolymeer of -copolymeer en het in water niet oplosbare copolymeer 35 met elkaar te mengen op een verhitte wals of in een extrusiepers of in een andere gebruikelijke mengapparatuur. Gevormde voorwerpen van het mengsel kunnen worden verkregen door gieten uit een geschikt oplosmiddel of 8006642 -6- / door vompersen onder toepassing van hitte en druk.

De thermoplastische eigenschap van deze hydrogel vormende mengsels verleent ze bij verwerking een voordeel boven de synthetische hydrogelen, welke covalent verknoopt zijn. De fijne af regeling van de mechanische 5 en fysische eigenschappen (bij voorbeeld het watergehalte, de doorlaatbaarheid voor opgeloste stoffen en water, de zachtheid, de buigzaamheid en de treksterkte) van het hydrogel kan gemakkelijk worden uitgevoerd door een regeling van de fysisch-chemische eigenschappen en het percentage in het mengsel van het in water onoplosbare copolymeer. Verder kannen de 10 fysische eigenschappen voor het mengsel worden gemodificeerd door meeverwerken van een ermee verenigbare, vloeibare en in water oplosbare weekmaker, zoals ethyleenglycol, diëthyleenglycol, glycerol of vloeibare poly-ethyleenglycolen met een molecuulgewicht tot ongeveer 600, die o.a. in de handel zijn onder de naam Carbowax. Door deze voordelen zijn de nieuwe 15 hydrogelmengsels volgens de uitvinding geschikt voor verschillende doeleinden, zoals het bedekken van brandwonden en andere wonden, als bekle-dingsmateriaal voor katheters en voor chirurgische hechtingen, voor zachte kontaktlenzen, voor implantatiematerialen cm medicamenten met beheerste snelheid af te geven en voor andere voorwerpen, die in innig kontakt moeten 20 kernen met lichaamsweefsels of holten (bij voorbeeld prothesen voor glasachtige lichamen of voor de cornea).

Deze nieuwe hydrogelvormende materialen kannen eveneens worden gebruikt bij de vervaardiging van voorwerpen voor een beheerste afgifte van geneesmiddelen, welke in water weinig oplosbaar zijn. Wanneer een genees-25 middel, dat oplosbaar is in het in water onoplosbare copolymeer, in deze hydrogelen wordt verwerkt blijft het gedispergeerd in de vorm van honderd- < duizenden depots van in water onoplosbare demeinen. De afgiftesnelheid van het geneesmiddel wordt dan geregeld door de verdelingscoëffieiënt van het geneesmiddel tussen de waterige en de niet waterige fases, door de vorm.

30 van het scheidingsvlak en door de grootte en het aantal van de gedisper-geerde demeinen. Een voordeel van een dergelijk voorwerp is, dat een mechanisch breken of een speldeprik geen toename veroorzaakt in de afgiftesnelheid van het geneesmiddel.

Een niet medische toepassing van de nieuwe mengsels volgens de 35 uitvinding is een bekleding van glazen oppervlakken, zoals de binnenkant van voorruiten van auto's en vliegtuigen, zodat deze niet beslaan. Dit wordt bereikt door uit een geschikt oplosmiddel op het glasoppervlak een dunne 8006642

'* 'V

-7- bekledingslaag te gieten van een mengsel volgens de uitvinding, bij voorbeeld bet mengsel, beschreven in voorbeeld XIX. Een bekleding met het polymeermengsel kan ook worden aaagebracht door een verdunde oplossing in een geschikt oplosmiddel te versproeien. De bekleding hecht goed op 5 glas, is kleurloos, optisch helder en bestaat niet bij blootstellen aan hete, vochtige lucht.

De uitvinding wordt toegelicht, maar niet beperkt door de volgende voorbeelden.

Voorbeelden I-XIII

10 Elk van de copolymeren in deze voorbeelden werd bereid op een ge bruikelijke wijze door een polymerisatie in oplossing, waarbij de gewenste hoeveelheden moncmeer werden opgelost in een geschikt oplosmiddel, waarna als polymeri s at i e-init i at or een geringe hoeveelheid (0,2-0 Λ gew./S, berekend op de moncmeren) van een vrije radikalenvoimer, zoals azobisisobutyro-15 nitril of 2-tert.butylazo-2-cyanopropaan, werd gebruikt. De polymerisatie werd uitgevoerd bij 80-95°C tot een hoge cmzettingsgraad. De samenstelling van de copolymerisatiaaengsels wordt vermeld in tabel A. De copoly-merern uit de voorbeelden Ι-Γ7 werden uit het reactiemengsel geïsoleerd door neerslaan in methanol, af filtreren en drogen bij 100°C in vacuum, 20 terwijl het copolymeer van voorbeeld V werd geïsoleerd door de vluchtige materialen in vacuum bij 100°C te verdampen.

i * *

TABEL· A

-8-

Reactiecomponenten I II III IV V

Ccmoncmeren - (g)

Methylmethacrylaat 65 90 5 Methacrylamide 30 30 15 - 30

Styreen - 65 --

Acrylzuur 5 5 5 -5 n-Butylmethacrylaat 80 - 2-Acrylamido-2-methyl- ^ propaansulfonzuur - 10 - 2-Ethylhexylacrylaat - - - - 65

Oplosmiddelen - (ml)

Ethanol 100 100 100 - 100

Dioxan 100 100 100 - - E ,E-Dimethylformamide — - - 100 100 15 Elk van de mengsels uit deze voorbeelden werd bereid door in E,E- dimethylformamide de gewenste hoeveelheden van het in water onoplosbare copolymeer en poly(vinylpyrrolidon) (Type K-90, mol. gewicht 360.000) op te lossen tot een oplossing welke 10-15 gew./S van het polymeermengsel bevatte. De oplossing van het mengsel werd daarna verhit op 100°C onder 20 vacuum waarbij het oplosmiddel werd verdampt, en een massa optisch doorzichtig vast mengsel achter bleef. Dit mengsel, dat thermoplastisch was werd geperst tot een schijf in een op 150°C verhitte persvoim. Deze geperste schijf werd 72 uur in een gedemineraliseerd water gelegd, in welke tijd het materiaal water absorbeerde en opzwol tot een bydrogel. De samen-25 stelling vap de mengsels, hun fysisch uiterlijk en het watergehalte van hun hydrogelen na evenwicht sinstelling zijn samengevat in tabel B.

8006642

TABEL B

i» J

-9-

Voor- Mengsel iysisch uiterlijk Watergehalte “beeld Copolymeer Gew.$ FVP Droge vorm gehydra- evenwicht 5 No. uit voor- in meng- teerde beeld sel je)_ vorm VI I 70 transpa- transpa- 68 rant en rant en vast sterk VII I 90 ” " 91 VIII II 70 " " 58 IX II 90 " " 80 10 X III 90 'T Doorschij— 90 nend en samenhangend XI IV 90 " Transparant 84 en samenhangend XII IV 70 ” Transparant 77 en sterk XIII IT 90' ,r " 90 s) poly(vinylpyrrolidon (K-90))

15 Voorbeelden XIV-XV

In een rondbodankolf van 500 ml werd 20,8 g (0,10 mol) fosforpenta-chloride gebracht en onder koelen in een ijsbad daaraan langzaam 17 ,4 g (0,084 mol) gepoederd p-natriumstyreensulfonaat toegevoegd. Het mengsel werd met een magnetische roerder voorzichtig geroerd. Na 30 min werd het 20 mengsel op 50-60°C verwarmd en 2 uur onder terugvloeikoeling op die temperatuur gehouden. Het produkt werd afgekoeld en uitgegoten in 100 g gemalen ijs en geëxtraheerd met 100 ml chloroform. De organische laag, * welke p-styreensulfonylchloride bevatte, werd afgescheiden, meermalen gewassen met gedestilleerd water en gedroogd met magnesimsulf aat.

25 De oplossing in chloroform (100 ml) welke p-styreensulfonylchloride bevatte, werd in de loop van ongeveer 30 min onder mechanisch roeren gevoegd bij 340 ml 30%'s ammoniumhydroxyde (s.g. 0,90) onder koelen met ijs.

o

Het mengsel werd daarna 5 uur op 50 C onder terugvloeikoeling verwarmd en daarna weer af gekoeld tot kamertemperatuur.

30 De organische laag werd afgescheiden, gedroogd met watervrij magne- siumsulfaat en vervolgens drooggedampt, waarbij een vast wit poeder werd verkregen, bestaande uit ruw p-styreensulfonamide, dat werd gezuiverd door 8006642 -10- herkristalliseren uit een mengsel van ethanol en water. Daarbij werd ongeveer 6,0 g van het sulfonamide verkregen; smeltpunt 130-132°C.

Het IE spectrum van. het sulfonamide toonde absorpties bij 3350 en —1 —1 32βθ cm” (UH-rektrillingen), 1Ó00 cm (aromatische C=C), 1305 en —1 —1 5 11Ö0 cm (S=Q-rektrillingen), en 8^0 cm (p-digesubstitueerd benzeen, trillen van 2 vicinale CH-groepen).

Een copolymeer van 625? n-butylmethacrylaat, 305? p-styreensulfonamide (bereid als boven) en 85? aerylzuur werd bereid op de gebruikelijke wijze, zoals aangegeven in de voorbeelden I-XIII bij een concentratie van 335? 10 moncmeren in een mengsel van ethanol en diaxan. Het copolymeer werd gezuiverd door het reactiemengsel neer te slaan in chloroform en het daarna af te filtreren en in vacuum bij 100°C te drogen.

Mengsels van dit copolymeer met poly(vinylpyrrolidon) (FVP, type K-90, mol gewicht 360.000) werden bereid, zoals beschreven in de voor-15 beelden I-XIII, door het copolymeer en het poly (vinylpyrrolidon) op.te lossen in dimethylformamide en daarna het oplosmiddel bij 100°C in vacuum te verdampen. Het bleek, dat twee mengsels, die resp. 105? en 305? copolymeer bevatten, en overigens uit poly(vinylpyrrolidon) bestonden optisch transparante vaste stoffen waren. Uit deze mengsels geperste schijven (ana-20 loog aan voorbeeld I-XIII) bleken water op te nemen en transparante hydro-gelen te vormen, welke resp. 8^,6 en 62,5# water bevatten, nadat ze in evenwicht waren gekomen met gedemineraliseerd water bij kamertemperatuur gedurende J2 uur.

Voorbeelden XVI-XIX

^ Hydroxyethylmethacrylaat (HEMA.) werd gezuiverd door een 1:1 oplos sing van het polymeer in water k tot 6 maal te extraheren met petroleum-ether en daarna de waterige oplossing van het moncmeer te’ verzadigen met natriumchloride en het moncmeer daarna te extraheren met chlorofoim.

De verenigde chloroformextrakten werden gedroogd met watërvrij magnesium-J sulfaat en de oplossing in vacuum (0,1 mm kwikdruk) gedestilleerd terwijl cuprochloride werd toegevoegd als remstof. De monomeerfraktie destilleerde bij T0-82°C.

Een copolymeer van 52# butylmethacrylaat, k0% HEMA. en 8# aerylzuur werd op de gebruikelijke wijze bereid, zoals aangegeven in de voorbeel-35 den I-XIII, waarbij een 25#’s concentratie van de moncmeren werd toegepast in een mengsel van ethanol en dioxan. Optisch heldere mengsels werden bereid van het copolymeer in uiteenlopende verhouding met poly(vinyl- 8006642 -11- pyrrolidon) (PVP, type K-90, mol. gewicht 360.000), analoog de voorbeelden I-XIII, door het copolymeer en het PVP op te lossen in dimethylform-amide en daaraan het oplosmiddel bij 100°C in vacuum te verdampen.

Vellen van deze mengsels met een dikte van ongeveer 0,2-0,.3 mm. .werden onder 5 verwarmen en persen gevormd en deze werden daarna bij kamertemperatuur 72 uur in gedemineraliseerd water gelegd om in evenwicht te kanen. Er bleek, dat mengsels welke 70, 80 en 90 gev.% PVP bevatten, hydrogelen vormden, welke resp. 75*8, 82,3 en 88,9 gew.$ water bevatten.

Voorbeelden 3QC-XX7I

10 Een copolymeer van 62 gev.% butylmethacrylaat, 8 gev.% acrylzuur en 30 gew,% methacrylamide werd bereid volgens dezelfde algemene methode als beschreven in voorbeeld I-XIII en daarna werden optisch heldere mengsels bereid van het verkregen copolymeer met uiteenlopende hoeveelheden van hetzelfde poly(vinylpyrrolidon), type K-90, als in de voorbeel-15 den XVI-XIX.

Het bleek dat er een lineaire betrekking bestaat tussen de hoeveelheid (10-^0/2) copolymeer in het mengsel en het watergehalte van de hydrogelen na evenwichtsinstelling, zoals blijkt uit kolom a van tabel C.

Om de verandering in de eigenschappen van het PVP in het mengsel in aan-20 merking te nemen, die het gevolg was van de verwerking van het copolymeer, werd ook de hydratatie van de PVP fraktie alleen berekend, aanneaende dat een opzwelling van het copolymeer in water te verwaarlozen is, zoals weergegeven in de laatste, kolaa van tabel C. Ook hier bleek, dat de opname van water na evenwichtsinstelling van de FVP fraktie angekeerd evenredig 25 was met de hoeveelheid copolymeer in het mengsel.

8006642

TABEL C

-12-

Samenstelling mengsel_Hydrogelmengs els_

Conolvmeer FVP _ 100XW„«„_ax100 gew.fr gew.fr a b c 4 + c 5 tfPVP+WH20

iE^Q in gehydrateerd PVP

10 90 83,5 16,5 1M5 8^,90 15 85 79,1 20,9 17,765 81 ,67 20 80 π,7 22,3 17,8¾ 81,33 10 25 75 69,6 30,¾ 22,80 75,32 30 70 6¾.3 35,7 2^99 72,01 35 65 61,7 38,3 2¾.895 71,25 kO 60 55,3 ,7 26,82 67,3¾ 100 X %,0 a -=2- mengsel + W„ n

HgO

100 IW , v » mengsel

P W , W_ n mengsel + H^O

100 * yPVP mengsel + H^O

Voorbeelden XXVII-XXXIV

Een reeks in water oplosbare copolymeren van 1-vinyl-2-pyrrolidon met verschillende hoeveelheden vinylacetaat, Ν,Ν-dimethylacrylamide en 20 mengsel van beide werd bereid door de gewenste hoeveelheden van de mono-meren op te lossen in gelijke volumes methanol en als initiator ongeveer 0,15 gew.% (berekend op de monomeren) van een vrije radicalenvormer toe te voegen, zoals 2,2'-azobisisobutyronitril. De polymerisatie werd uitgevoerd onder terugvloeikoeling tot de amzettingsgraad ongeveer 90-95% was 25 en daarna werd het copolymeer verkregen door droogdampen in de vorm van een brosse, doorzichtige en kleurloze vaste stof. Het droog^dampen werd uitgevoerd bij 100°C en onder vacuum.

Een in water niet oplosbaar copolymeer van een mengsel van 62 gew.dln n-butylmethacrylaat, 20 gew.dln methacrylamide en 8 gew.dln acrylzuur werd 8006642 -13- bereid zoals beschreven in de voorbeelden I-XIII.

Mengsels van. de in water oplosbare en de in water niet oplosbare copolymeren werden bereid zoals beschreven in de voorbeelden XVI-XJX;

De mengsels van de copolymeren van vinylpyrrolidon, de hoeveelhe-5 den copolymeren in de mengsels met het in wat^r niet oplosbare copoly-meer en het watergehalte bij evenwicht van elk hydrogel in gedaninerali-seerd water na 72. uur bij kamertemperatuur zijn samengevat in tabel D.

In. elk van de gevallen waren de mengsels optisch transparante vaste stoffen, die na evenwichtsinstelling in water optisch transparante hydrogelen 10 vormden»

TABEL D

In water oplosbaar Gev.% in water Watergehalte na YQQr copolymeer· mol. ver- oplosbaar copoly- evenwichtsinstel- teel~ houdingen_ meer in mengsel ling gew.%

15 Fo». DMA VP VA

XXVII - 50 50 90 70 XXVIII - 50 50 70 59 XXIX 90 10 - 90 77 XXX 90 10 - 70 65 20 XXXI 70 30 - 90 79 XXXII 70 30 70 67 XXXIII 50 25 25 90 16 XXXIV 50 25 25 70 65 DMA - N,F-Dimethylacrylamide 25 VP - F-Vinylpyrrolidon VA v*· Vinylacetaat

De mengsels volgens de uitvinding hebben de eigenschappen, dat ze thermoplastisch zijn, smeltbaar en oplosbaar in organische oplosmiddelen en zeer goed hydrateerbaar. Terwijl ze hun thermoplastische eigenschappen, 30 de smeltbaarheid en de oplosbaarheid in-de organische oplosmiddelen van het polyvinyllactamgedeelte van het mengsel behouden, vertonen ze uiteenlopende hydratatie-eigenschappen van dat gedeelte, afhankelijk van de hoeveelheid aanwezig copolymeer.

8006642

Claims

1. Mengsel, dat "bij kamertemperatuur meer dan 45# van zijn eigen gewicht aan water kan absorberen zonder op te lossen onder vozming van een optisch helder hydrogel, welk. mengsel in hoofdzaak bestaat uit een optisch helder mengsel van 5 (a) ^0-98 gew.#, berekend op het mengsel, van een in water oplosbaar poly meer van een N-vinyllactam met de struktuur cïï21ch-^;=o X waarin X een alkyleenbrug is met 3-5 koolstof atomen, of een in water op-10 losbaar copolymeer· van een dergelijk lactam met 1-90 mol# copolymeriseerbaar ethenisch onverzadigd moncmeer welk polymeer of copolymeer een mole— cuulgewicht heeft van ten minste 10000 en (b) 2-60 gew.# van een in water niet oplosbaar copolymeer, verkregen uit. (A) 50-90 gew.#, berekend op het copolymeer,. van een hydrofoob in water 15 onoplosbaar ethenisch onverzadigd moncmeer,, (B) 2-12 gew.# van een ethenisch onverzadigd moncmeer dat een zuurgroep bevat, en (C) 15-45 gew.# van een hydrofiel, ethenisch onverzadigd moncmeer, dat vrij is van zuurgroepen.

2. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het vinyllactam ÏT-vinyl-2-pyrrolidon is.

3. Mengsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het copolymeer b) is afgeleid Vkn 55-T0 gew.#, berekend op het copolymeer, aan methyl- methacrylaat, styreen of 2-ethylhexylacrylaat, 2-12 gew.# acrylzuur en 25 25-43 gew.# methacrylamide. »

4. Mengsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het copolymeer b) 55-ÖO gew.#, berekend op het copolymeer, bevat aan n-butylmetha-crylaat, 2-12 gew.# acrylzuur en 15-35 gew.# methacrylamide.

5. Mengsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het copoly-30 meer b), berekend op het copolymeer, 50-78 gew.# n-butylmethacrylaat, 2-12 gew.# acrylzuur en 20-35 gew.# p-styreensulfonamide bevat.

6. Mengsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het copolymeer b) is verkregen uit 55-70 gew.#, berekend op het copolymeer, aan n-butylmethacrylaat, 2-12 gew.# acrylzuur en 25-43 gew.# hydroxyethyl- 35 methacrylaat. 8006642 -15- T. Mengsel volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het polymeer a) een molecuulgewicht heeft van 10.000-1.000.000. 8. · Catheter of hechtingsmateriaal, bekleed met een mengsel volgens conclusies 1—7·

9. Mengsel volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat daarin tevens een geneesmiddel is verwerkt,

10. Glazen plaat aan een of beide kanten bekleed met een. mengsel volgens conclusies 1-7· 1 8006642