SE449617B - Vattenabsorberande kontaktlins framstelld fran polysiloxan/akrylsyrapolymer - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 sampolymer. Denna sampolymer är synnerligen lämplig för tillverkning av hydrofila, vattenabsorberande, mjuka kontaktlinser. Det är allmänt känt på siloxanområdet att ten. Detta kända material, som beskrivits i US Patentet 4 136 250, skulle emellertid inte vara lämpligt för till- som känd teknik. Såsom nämnts de föreliggande polysiloxanerna sampolymeriserades med 1 eller 2 F; 10 15 20 25 30 35 449 617 3 i vilken Rl kan vara ?É2 ?”3 -R6 di - 0 ëi - O ~ R6- CH3 CH3 x med en mångfald olika hydrofila monomerer, inbegripet akrylsyra. De ovan angivna siloxanmonomererna kan redu- ceras till en formel som liknar, men som dock är av- görande olika, den för de föreliggande polyorganosiloxan- monomererna. Från US Patentet 4 136 250 kan följande siloxanmonomer härledas: cH o ca ca J! o CH3 , 3 ,, . 3 ,_3 .. . CH a2c=c - c - o æcflz x si - o si - 0 éCflyx-o-c-c - 2 cha CH3 120 Den syreatom i monomerryggraden som pilen pekar mot är närvarande i formeln enligt patentet 4 136 250, men inte närvarande i de föreliggande polyorganosiloxan- monomererna. Denna syreatom leder till olika problem.

Denna speciella syreatom är, beroende på sin placering mellan kisel- och kolatomerna, utsatt för hydrolys och alkoholys. Denna stabilitet är viktig om materialet skall användas för biomedicinska anordningar, såsom kontaktlinser, eftersom dessa typer av anordningar vanligen upphettas för att desinficera dem. Om kontakt- linsen förlorar sin form under upphettning, så förlorar den sin optik. Detta betyder att materialet som beskrivs 10 15 20 25 30 35 449 617 4 i US Patentet 4 136 250 skulle vara olämpligt för använd- ning i vissa biomedicinska anordningar, inbegripet kon- taktlinser. De föreliggande polyorganosiloxanmonomererna resulterar i sampolymerer, vilka har överlägsen hydro- lytisk stabilitet, på grund av att de inte har någon Si-O-C-bindning.

Exemplen i det ovannämnda patentet 4 136 250 bör även beaktas. Endast i dessa exempel förekommer specifika monomerer som saknar denna olämpliga Si-O-C-bindning.

Dessa specifika monomerer har emellertid oönskade uretan- bindningar eller kopplingar, vilka ger strukturer som är t o m längre i från de föreliggande monomererna. Uretan- bindningen, dvs H o R (N - C - O ¥2 II O är såsom nämnts även olämplig för användning i medicinska anordningar, särskilt kontaktlinser. De föreliggande polyorganosiloxanmonomererna har emellertid inga uretan- bindningar.

US Patentet 4 138 382 beskriver en hydrofil, vat- tensvällbar, tvärbunden sampolymergel. Denna sampolymer- gel är en hydrogel, såsom N-vinylpyrrolidon som är tvär- bunden med en lâgmolekylär siloxan. Siloxankomponenten är en mycket liten beståndsdel och den är närvarande för tvärbindningsändamål. Siloxanen är inte närvarande i mängder över ca 2 vikt%. Detta beskriver inte en hydrofil, vattenabsorberande siloxan, och absolut inte en kontakt- lins gjord därav.

Det nederländska patentet 7 704 136 beskriver ett vätbart siloxanmaterial för användning vid tillverkning (i:- 10 l5 20 25 30 35 449 617 5 av kontaktlinser. Patentet anger emellertid att de vätbara kontaktlinserna inte bör absorbera vatten, eftersom vatten- absorption i detta patent anses förorsaka att vatten ut- släppes i ögat när kontaktlinserna är i användning. Detta anses i de nederländska patentet 7 704 136 vara en nack- del. Föreliggande uppfinning avser en polysiloxankontakt- lins som absorberar vatten i stora mängder. Vattenabsorp- tion betraktas av föreliggande uppfinnare som en fördel.

Den nederländska hänvisningen anger vidare att en lins inte bör absorbera vatten,eftersom en sådan lins skulle undergå förändringar, såsom förändring av sina optiska egenskaper. Därtill anges i detta patent att hanteringen av en sådan lins är svàrberoende på att när den är sväll- bar är den fysikaliskt svag. De föreliggande linserna är emellertid gjorda från vätbara polysiloxanmaterial, vilka är starka, hållbara, vattenabsorberande och syrepermeabla.

Det nederländska patentet hänför sig vidare till vissa av monomererna som kan bringas att reagera med polysiloxa- nerna i patentet 7 704 136 och vilka är estrar av glyci- dylalkohol och estrar av vissa syror, inbegripet akryl- syra och metakrylsyra. Det nederländska patentet föreslår även användning av specifika anhydriden såsom maleinsyra- anhydrid. Ingenstans beskrivs i denna nederländska hänvis- ning de föreliggande polysiloxanerna eller att akrylsyra kan bringas att reagera med dessa monomera siloxaner för att bilda den föreliggande, vattenabsorberande sampoly- meren som här beskrives.

US Patentet 3 808 178 beskriver ett polymert mate- rial, som innehåller en polymetakrylatryggrad med rela- tivt korta poly(organosiloxan)ester-sidokedjor på rygg- radspolymeren. Det förekommer ingen tvärbindning i detta patentet, eftersom monomererna som beskrives i patentet 3 808 178 är monofunktionella, dvs de har endast en funktionell grupp på varje monomer. För att få tvär- bindning i detta patent anges i kolumn 5 att olika mono- 10 15 20 25 449 617 6 merer måste tillföras för tvärbindning, vilka monomerer har mer än en funktionalitet. I föreliggande uppfinning erhålles emellertid tvärbindning beroende på att varje Å siloxanmonomer är difunktionell, dvs varje siloxanmonomer har tvâ funktionella grupper, mest föredraget två meta- krylatgrupper, vilka resulterar i tvärbindning. US Paten- tet 3 808 178 beskriver inte polysiloxanmonomererna som användes i föreliggande uppfinning och ej heller ens avlägset framställning av den föreliggande hydrofila siloxanen, vilken även är vattenabsorberande, för använd- ning som en mjuk, hydroffl” vattenabsorberande kontaktlins.

Katz och Zewi, "Correlations Between Molecular Structure and Some Bulk Properties of Highly Crosslinked Polysiloxane“, J. Polymer Sci., Vol. 46, sid 139-148 (1974) anger att divinylmonomerer kan framställas genom esterifiering av karboxylavslutande föreningar med två molekyler av en monoester av etylenglykol och en mono- ester av akrylsyra. Polymerisation kan utföras genom ultraviolett bestrâlning vid rumstemperatur. Även den på sid 146 i Katz et al artikeln angivna strukturen ut- lärs. Om denna formel bröts ner som den hänför sig till de i föreliggande ansökan föredragna siloxansammonomererna skulle formeln vara följande: 'll GV, lO 15 20 25 30 35 449 617 - 2 QÉH3-si-cnj) 1 - n O I 3-31-CH3 r-P1 CH2 1 CH CH I den ovan angivna formeln har gruppen R en ester- bindning, då däremot R i de föreliggande, föredragna 10 15 20 449 617 8 siloxanmonomererna är en kolvätegrupp.

Därtill är den i den ovan angivna formeln upprepa- de centrumenheten en dimetylsiloxanenhet, då däremot den i centrum upprepade enheten i de föreliggande, före- dragna polysiloxansammonomererna är en poly(organosiloxan)- enhet, såsom nedan kommer att visas. R-bindningen i Katz et al artikeln är inte lika hydrolytiskt stabil'som kol- vätebindningen i de föreliggande, föredragna siloxan- sammonomererna. Estergruppen i Katz et al kan hydrolyse- ras. Denna stabilitet är viktig om detta material skall användas i nüuka kontaktlinser eller biomedicinska anord- ningar, eftersom dessa typer av anordningar vanligen upp- hettas för att desinficera dem. Om kontaktlinsen förlorar sin form så förlorar den även, såsom nämnts, sin optik.

Det bör förstås att de föreliggande, föredragna poly- siloxansammonomererna har en esterbindning. Denna ester- bindning är emellertid mellan grupperna A och R. Den är i själva verket belägen i gruppen A, såsom visas nedan med en formel av en av de mest föredragna, monomera siloxanerna enligt uppfinningen. w “' 10 15 20 25 30 35 449 617 CH 3 I _C 2 I < |1> ) c = o I 7 O 7 CH Å H ”-Si-CH. 3 3v I O 260 H 3 c-31-ca :w ) LA) ( = 0 |3> J' O | C Cfz-(uf I C H3 í Denna Katz el al hänvisning anger utöver den specifika formeln på sid 146 att fasdifferenser är detek- terbara när siloxankedjelängden minskar. När siloxanked- jelängden ökar utlär Katz el al att fasdifferenserna går 10 15 20 30 35 449 617 10 förlorade och dessa differenser övergår i en kontinuer- lig övergång.

Som tillägg till det ovanstående är det viktigt att notera att Katz et al inte föreslår någon använd- ning för detta material.

Katz och Zewi "Some Rheological Properties of Highly Crosslinked Polysiloxanes" J. Polymer Sci., Vol. 13, sid 645-658 (1975) beskriver samma material som i den ovan angivna artikeln av Katz et al från l974.

Denna artikel utlär mera i detalj de nödvändiga steg som erfordras för tillverkning av utgângsmaterialen för polymeren som beskrives i artikeln från år 1974.

Katz etal beskriver i denna artikel hur karboxylavsluta- de siloxaner skall syntetiseras. Detta belyses på sid 646-647. Katz et al tvärbinder sedan denna med använd- ning av en annan kemisk reaktion än i föreliggande upp- finning för att framställa polymeren som visas på sid 649. Denna polymer hänför sig inte på något sätt till de föreliggande materialen. Förutom ovanstående är det viktigt att notera att denna Katz et al hänvisning gi heller nämner någon användning för materialet.

Katz och Zewi “Microheterogeneity in Crosslinked Polysiloxane" J. Polymer Sci., Polymer Chemistry Edition, vol 16, sid 597-614 (Mars, 1978) beskriver samma mate-- rial som i de ovan angivna hänvisningarna från 1974 och 1975 av Katz et al. Det enda nya materialet som nämns förekommer på sid 598, rad 8, dvs tvärbundna poly- estrar. Dessa tvärbundna polyestrar är emellertid inte relevanta för föreliggande uppfinning. Katz et al be- skriver i denna artikel hur vissa monomerer framställs.

Katz et al föreslår endast samma tvärbundna material som han föreslagit i sina tidigare artiklar från 1974 och 1975. Katz et al diskuterar sedan dessa tvärbundna polymerers fysikaliska egenskaper och mikroheterogeni- tet. Han diskuterar skillnaderna i fasseparation på den 10 15 20 25 30 35 449 617 ll submirkoskopiska skalan. Beträffande de fysikaliska egenskaperna, vilka Katz et al nämner i sin artikel på sid 597, diskuterar han de fysikaliska egenskaperna hos polysiloxaner i allmänhet. Katz et al diskuterar specifika egenskaper hos sina polymerer på sid 609, där han presenterar modul-temperaturdata. Därtill anger han tvärbindningseffektivitetpå sid 607. Han mäter egen- skaper som ger honom en idé om hans tvärbindningseffek- tivitet. Återigen bör det anges att Katz et al i denna artikel från 1978 inte beskriver flera material än han gjort i sin tidigare artiklar, med undantag för beskriv- ningen av de tvärbundna polyestrarna på sid 598. Dessa material är emellertid inte relevanta för föreliggande uppfinning. Utöver det ovan angivna är det viktigt att notera att denna Katz el al referens ej heller nämner någon användning för detta material, utom som even- tuellt tätningsmedel.

W. A. Piccoli, G. G. Haberland och R. L. Merker, J. Am. Chem. Soc. "Highly Strained Cyclic Paraffin-Siloxa- nes", vol. 82, sid l883-1885 (20 April, 1960) beskriver framställningen av cykliska paraffin~siloxanmonomerer, vilka kan användas i föreliggande uppfinning för att framställa de föreliggande, föredragna siloxanprepoly- mererna. Dessa iföreliggande' uppfinning föredragna siloxanprepolymerer, dvs lineära maumenmg sæqnhwærisææs sedan och tvärbindes för att ge de föredragna polymererna, vilka används för tillverkning av kontaktlinser. I denna artikel beskrives på sid 1884, kolumn 2, rad 15-27, att dessa cykliska paraffin-siloxanmonomerer kan polymerise- ras med användning av starka syror eller baser för att bilda lineära polymerer. De föredragna, lineära siloxan- polymererna, användes såsom nämnts, i föreliggande upp- finning som föredragna prepolymerer och sampolymeriseras samt tvärbindes för att bilda material för tillverkning av kontaktlinser. Ingenstans i artikeln beskrives eller 10 15 20 25 30 35 449 617 12 föreslås de tvärbundna, vattenabsorberande polysiloxan- sampolymererna enligt föreliggande uppfinning.

R. L. Merker och M. J. Scott J. of Polymer Sci., = "The Copolymerization of Cyclic Siloxanes" Vol. 43, sid 297-310 (1960) beskriver sampolymerisationsstudier med användning av cykliska alkylsiloxaner. Dessa material m sampolymeriseras med siletylensiloxan och därpå bestäm- mes polymerisationsgraderna. Denna siletylensiloxan an- vändes beroende på att den inte växlar mellan ringformen och den lineära formen. När ringformen en gång brutits förblir ringen öppen, dvs reaktionen fortgår i en rikt- ning. De tvärbundna polymererna enligt föreliggande upp- finning vare sig föreslås eller utlärsi denna artikel, och ej heller beskrives eller föreslås användningen av dessa polymerer som kontaktlinser.

US Patenten 3 041 362 och 3 041 363 beskriver sam- ma material som utlärs i de ovannämnda artiklarna av bl a Merker i J. Am. Chem. Soc. och J. of Polymer Sci. Där- till anges emellertid att vissa polyfunktionella siloxaner kan användas tillsammans med vissa monomerer för att ge w tvärbundna polymerer och sampolymerer. De tvärbundna sampolymererna enligt föreliggande uppfinning har emeller- tid ihte beskrivits eller föreslagits i dessa hänvisningar.

Därtill har i dessa hänvisningar inte föreslagits eller beskrivits att dessa polymerer kunde användas som kontakt- linser.

E. E. Bostick, “Cyclic Siloxanes and Silazanes" kap. 8, sid 343-357, Kinetics and Mechanisms of Polymerization, Vol. 2, Frisch och Regan ed., (1969) beskriver siloxan- polymerisation med användning av cykliska siloxaner.

Denna artikel utlär ingenting utöver det som nämnts i den ovan angivna artikeln från J. of Polymer Sci. av R. L. Merker och M. J. Scott. * E. E. Bostick, Chemical Reactions of Polymers, High Polymers series vol. 19 (l964) E. M. Fettes, ed. 10 15 20 25 30 35 449 617 13 Kap. 7'Interchange Reactions" section B "Silicones" sid 525 beskriver siloxansampolymerisation med användning av cykliska siloxaner. Denna artikel anger att dessa reak- tioner fortgår i en riktning. Artikeln utlär ingenting utöver vad som angivits i den ovannämnda artikeln från J. of Polymer Sci. av R. L. Merker och M. J. Scott.

US Patentet 2 770 633 beskriver l,3-bis(4-metakryl- oxibutyl)tetrametyldisiloxan, en av de föredragna siloxanmonomererna som användes i föreliggande uppfin- ning. Detta anges i kolumn l, rad 63, när R är vinyl.

US Patentet 2 770 633 beskriver endast siloxanmonomeren, då däremot föreliggande uppfinning ej enbart beskriver siloxanmonomererna utan sampolymererna som framställts genom sampolymerisation av polysiloxanmonomeren med akrylsyra för att bilda ett hydrofilt, vattenabsorberan- de polysiloxanmaterial för användning vid tillverkning av mjuka kontaktlinser. Patentet 2 770 633 skulle inte vilja att den beskrivna monomeren skulle polymerise- ra, eftersom den i så fall inte skulle kunna fullgöra sin avsedda funktion som ett smörjmedel om den poly- meriserades.

US Patenten 3 996 l87, 3 996 189, 3 341 490 och 3 228 741 beskriver kontaktlinser framställda från poly(organosiloxaner) som innehåller fyllmedel. Riv- hållfastheten och draghållfastheten hos kontaktlinserna som framställts från den föreliggande polymeren har tillräckligt höga värden för att inga fyllmedel skall behövas.

US Patenten 3 996 187 och 3 996 189, som ovan nämnts, beskriver kontaktlinser framställda från armerade poly- siloxaner. Linserna innehåller olika polysiloxaner med brytningsindex lika den för kiseldioxidfyllmedlet så att en optiskt klar kiseldioxidfylld silikonelast kan bildas från aryl- och alkylsiloxaner. Materialet innehål- ler från 5 till 20 % kiseldioxid. Kiseldioxiden användes, 10 15 20 25 30 35 449 617 14 såsom nämnts, för erhållande av styrka. Föreliggande uppfinning innehåller inga fyllmedel för styrka, efter- som de föreliggande materialen har tillräcklig styrka utan fyllmedel.

US Patentet 3 341 490 beskriver kontaktlinser fram- ställda från blandningar av siloxansampolymerer, vilka innehåller kiseldioxidfyllmedelsarmering. Såsom nämnts innehåller linserna enligt föreliggande uppfinning inga fyllmedel.

US Patentet 3 228 741 beskriver kontaktlinser fram- ställda från silikongummi, särskilt kolvätesubstituerat polysiloxangummi. Detta silikonmaterial innehåller fyll- medel,såsom ren kiseldioxid, för att reglera linsernas flexibilitet, böjlighet och elasticitet. De föreliggande polymererna erfordrar inga fyllmedel.

US Patentet 3 518 324 utlär vulkanisering för till- verkning av silikongummi, då däremot föreliggande upp- finning avser kontaktlinser framställda genom polymeri- sering av specifika monomerer.

US patentet 3 878 263 anger en konfiguration som kan vara 'JU fi UI 'Jr O 111 0 3 där R kan vara monovalenta kolväten, R' kan vara ett monovalent kolväte, c kan vara noll, ORn u. men när c är noll måste minst en av Z vara 10 15 220 25 30 35 449 617 15 Z är en viktig beståndsdel, eftersom denna användes för att tvärbinda kedjorna. Därför beskrives inte mono- mererna enligt föreliggande uppfinning i Patentet 3 878 263.

US Patentet 2 906 735 beskriver en rekation mellan en alkylsiloxan och akrylsyra eller en metakrylsyra, vilken resulterar i en med akrylatgrupper avslutad disiloxan. Patentet anger inte de vattenabsorberande sampolymererna enligt föreliggande uppfinning.

US Patentet 2 922 807 beskriver disiloxaner med akryloxi- eller metakryloxigrupper bundna till sili- konen genom en divalent alkylenradikal med från 2 till 4 kolatomer.

US Patentet 3 763 081 beskriver polymerisationen av en omättad siloxan, som är något svår att polymeri- sera, eftersom en dubbelbindning i denna typ av mono- mer i allmänhet inte är särskilt aktiv. Man måste an- vända både höga temperaturer och peroxidkatalysator eller platinakatalysator för att fullborda denna typ av reaktion. Se exempelvis kolumn 4, rad 35-46 i detta y-w patent. I den föreliggande, föredragna reaktionen an- ges speciellt att de monomera materialen har,aktiverade, omättade grupper, som är bundna genom en divalent kol- vätegrupp till siloxanen, medan materialet i US Paten- tet 3 763 081 inte har några aktiverade, omättade grupper bundna till siloxanen. 2 US Patentet 2 865 885 anger en vinylgrupp, som inte är aktiverad, såsom visas i kolumn 1, rad 25-30. Anled- ningen till att dubbelbindningen i patentet 2 865 885 inte är "aktiv" i den mening som definieras i förelig- gande uppfinning, är att dubbelbindningen antingen är bunden till svavel eller syre. I föreliggande uppfinning skulle samma position ha en O <-ë-) 10 l5 20 25 30 35 449 617 16 karbonylgrupp. Denna skulle göra dubbelbindningen aktiv, såsom definieras i föreliggande uppfinning. Eftersom reaktivitetsförhållandena är så olika, dvs dubbelbind- ningen är inte aktiv i patentet 2 865 885 såsom definie- ras i föreliggande uppfinning, skulle det vara mycket svårt att få en acceptabel sampolymerisationsreaktion med användning av formlerna i nämnda patent jämfört med den aktiva dubbelbindningen i föreliggande siloxanmono- merer, vilka lätt sampolymeriseras. I föreliggande upp- finning är vinylgrupperna "aktiverade" för att underlätta radikalpolymerisation. Formeln som ges i kolumn 1, rad 25-30 i patentet 2 865 885 lämpar sig inte för radikal- polymerisation beroende på brist på resosans, utan lämpar sig snarare för jonpolymerisation beroende på substituenternas polära natur. Därför skulle det vara synnerligen svårt, om ens möjligt, för patentet 2 865 885 att bilda föreningarna enligt föreliggande uppfinning. Därtill är föreningarna som bildas i nämnda patent inte hydrolytiskt stabila, på grund av närvaron av kisel-kvävebindningen i formeln. Föreliggande upp- finning kan inte utnyttja en hydrolytiskt instabil före- ning. Dessutom skulle produkterna från denna hydnolys i patentet 2 865 885 vara skadliga för det humana ögat, särskilt aminerna. I kolumn 3 i detta patent är bind- ningen en aminbindning till dubbelbindningen och i före- liggande uppfinning är denna bindning alltid en alkyl.

Därför utlär inte Patentet 2 865 885 de föreliggande siloxanmonomererna och följaktligen inte de föreliggan- de, vattenabsorberande sampolymererna.

US patentet 2 793 223 anger i exempel 5, kolumn 3, rad 30-41, att en fenylgrupp är bunden till siloxanen.

Därför skulle det materialet vara synnerligen hårt och ogenomskinligt. Detta skulle vara olämpligt för kon- taktlinser, vilka måste vara transparenta. Därtill skul- le kontaktlinser framställda från polymerer som bildats 10 l5 20 25 30 35 449 617 17 från de monomerer som beskrivits i US Patentet 2 793 223, beroende på närvaron av fenylgruppen på siloxanen, så- som visas i exempel 5, inte transporterar syre i tillräck- ligt hög grad, då däremot kontaktlinser framställda från de föreliggande polymererna skulle transportera syre i tillräckligt hög grad för att uppfylla den humana horn- hinnans syrebehov.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning åstadkommer material, vilka kan användas för biomedicinska anordningar, såsom kon- taktlinser, hjärtklaffar och intraokulära linser.

Föreliggande uppfinning omfattar en vattenabsor- berande, mjuk, hydrofil, flexibel, fyllmedelsfri, hydrolytiskt stabil, biologiskt inert, transparent kon- taktlins med förmåga att transportera syre i tillräck- ligt hög grad för att uppfylla den humana hornhinnans behov. De föreliggande kontaktlinserna är framställda från ett material, som omfattar en polysiloxanmono- mer, vilken är anv-terminalt bunden genom divalenta kolvätegrupper till polymeriserade, radikalpolymeri- serbart aktiverade, omättade grupper, som sampolymeri- serats med akrylsyra till bildning av en polymer i ett tvär- bundet nätverk, vilken har förmåga att vid mättnad med vatten absorbera från ca l vikt% till ca 99 vikt% vat- ten, baserat på polymerens totala vikt.

Både hydrofoba och hydrofila kontaktlinser finns kommersiellt tillgängliga. Tillgänliga hydrofoba kon- taktlinser är huvudsakligen hårda kontaktlinser fram- ställda från sådana material som (PMMA) polymetylmeta- krylat. Det finns emellertid mjuka kontaktlinser till- gängliga, vilka är hydrofila. Därtill är dessa linser vanligen vattenabsorberande linser och är framställda från polymerer samt sampolymerer baserade på (HEMA) hYdf°XíetYlmetakfY1at- Ingendera av materialen som är framställda från PMMA eller PHEMA är emellertid till- TE 10 15 20 25 30 35 449 617 18 räckligt syrepermebla för att uppfylla den humana horn- hinnans syrebehov. Därför måste ett material utvecklas, vilket var mjukt för komfort och även syrepermeabelt till en sådan utsträckning att när materialet gjordes till en kontaktlins tillräckligt med syre passerade genom materialet för att uppfylla den humana hornhin- nans alla syrekrav. Man fann att polysiloxanmaterial är syrepermeabla till en sådan utsträckning att syre passerar genom dessa material,när de göres till en kon- taktlins,i så hög grad att den humana hornhinnans krav uppfylles, när materialet användes för kontaktlinser.

Därtill är kontaktlinser framställda från polysiloxaner mjuka, vilket ger större komfort för bäraren. Därför fann man att polysiloxanmaterial skulle vara goda kandi- dater för tillverkning av mjuka kontaktlinser. Man fann emellertid att när mjuka kontaktlinser framställdes från kända polysiloxanmaterial så red inte dessa linser på ögats hornhinnan på ett skikt av tårar, utan snarare vidhäftade vid hornhinnan på ett sätt som förändrade det metaboliska inflödet och utflödet av fluidum från ögat. Det är känt att kontaktlinsers stillastående eller väsentligt stillastående på ögat kan resultera i fysisk skada åt hornhinnan. Såsom nämnts har man note- rat att när en mjuk kontaktlins rör sig på ögat förekom- mer även ett utbyte av tårfluidum under linsen, vilket leder till utbyte av metaboliska produkter som till- föres hornhinnan och metaboliska biprodukter som avlägs- nas från hornhinnan. Denna rörelse av tårfluidum resul- terar i upprätthållande av en hälsosam omgivning för hornhinnan. Detta har allmänt beskrivits av Roth, H. W. och Iwasaki W., Complications Caused by Silicon Elastomer Lenses in West Germany and Japan, föredrag presenterat vid the 2nd Contact Lens Conference, 18 februari 1979, i Tokyo, Japan (Prof. Motoichi Itoi, M. D., Kyoto Prefectural University of Medicine, Hiro- 10 15 20 25 30 35 449 617 19 kohji, Kawara Machi-Dohri, Kamikyo-Ku, Kyoto 602); Kreiner, Christine F., Neues Optikerjournal, Nr 2 (21) 10 februari, 89 (l979; Von Arens Franz D.,_Neues (21) 10 mars, 93 (1979) och Von Zimmermann E., Neues Optikerjournal, Nr 4, 2l l0 april, 73 (1979).

Man fann att när en mjuk kontaktlins absorberar vatten och är hydrofil så rör sig linsen på ögat i till- räckligt hög grad för att ingen fysisk skada skall upp- träda på hornhinnan och tillräckligt tårutbyte Skallxqmr trädasså att.hornhinnemetabolismen kan fortskrida.nonmflt.

Detta har varit sant när man har observerat PHEMA-linser.

Vi tror att silikonlinsernas rörelse skulle underlättas Optikerjournal Nr 3, om linserna var vattenabsorberande. Före föreliggande uppfinning, med undantag för vad som beskrivits i US Patentet 4 136 250 som ovan diskuterats, har ingen upp- täckt en polysiloxan som var vattenabsorberande och hydro- fil. Sålunda fann man att alla kända, mjuka polysiloxan- kontaktlinser som testades resulterade i någon form av vidhäftning vid ögat. Detta problem har varit ett huvud- hinder för användningen av polysiloxaner som mjuka kon- taktlinsmaterial. Detta huvudhinder har nu övervunnits med föreliggande uppfinning. Det är därför helt oväntat att de föreliggande polysiloxansampolymererna inte en- bart är hydrofila utan även vattenabsorberande. De före- liggande sampolymererna är utmärkta material för fram- ställning av kontakt1inser,vilka utöver att de inte fastnar på ögat,även rör sig i tillräckligt hög grad under normal användning för att hornhinnemetabolismen skall fortskrida normalt.

När polysiloxanmonomererna enligt föreliggande upp- finning sampolymeriseras med från ca 5,0 vikt% till ca 30,0 vikt% baserat på sampolymerens totala vikt, av akrylsyra, bildas en sampolymer, vilken är oväntat tran- sparent, hydrofil och vattenabsorberande. När sampolymeren 10 15 20 25 30 35 449 617 20 formades till kontaktlinser absorberade linserna,när de var mättade med vatten,oväntat från ca 1 vikt% till ca 99 vikt% vatten, baserat på sampolymerens totala vikt.

Föreliggande uppfinning utgör ett stort framsteg på poly- siloxankontaktlinsområdet.

Mera preciserat omfattar föreliggande uppfinning en mjuk, hydrofil, vattenabsorberande, flexibel, fyll- medelsfri, hydrolytiskt stabil, biologiskt inert, tran- sparent kontaktlins med förmåga att transportera syre i tillräckligt hög grad för att uppfylla den humana horn- hmmmbww.mmafimfiflmækmmmhmärfim- ställd från en polysiloxanmonomer, vilken är afiU-termi- nalt bunden genom divalenta kolvätegrupper till poly- meriserade, radikalpolymeriserbart aktiviterade, omät- tade gruppen som sampolymeriserats med akrylsyra för att bilda en polymer i ett tvärbundet nätverk, vilken har förmåga att vid mättnad med vatten absorbera från ca l vikt% till ca 99 vikt% vatten, baserat på poly- merens totala vikt. De tredimensionella nätverkssam- polymerprodukterna enligt uppfinningen framställs lätt genom konventionella radikalpolymerisationstekniker.

Monomererna tillsammans med ca 0,05 till ca 4 vikt%, företrädesvis 0,05 till 2,0 vikt%, av en lämplig radi- kalinitiator kan upphettas till en temperatur av från ca 30°C till ca l00°C, för att initiera och fullborda polymerisationen. De polymeriserbara monomererna kan företrädesvis underkastas, vid rumstemperatur, bestrål- ning med UV-ljus i närvaro av lämpliga aktivatorer såsom bensoin, acetofenon, bensofenon och liknande, under en tillräckligt lång tid för att bilda ett tredimen- sionellt polymernätverk.

Polymerisationen kan utföras direkt i kontaktlins- formar eller kan gjutas till skivor, stavar eller ark, vilka sedan kan bearbetas till en lämplig form. Före- trädesvis utföres polymerisationen medan materialet cen- 10 15 20 25 30 35 449 617 21 trifugalgjutes såsom utlärs i US patentet 3 408 429.

När uttrycket “rörlig, mjuk kontaktlins" användes här avses att när linsen är placerad på ögat och under normal användning så rör sig linsen minst 0,5 mm med varje blinkning av ögonlocket. Företrädesvis bör linsen röra sig från ca 0,5 mm till ca 1,0 mm med varje blink- ning.

Vidare,när uttrycket "rörlig, mjuk kontaktlins" användes här avses att linsen rör sig tillräckligt på ögat för att (1) ingen fysisk skada skall uppträda på hornhinnan och (2) tillräckligt av tårfluidumutbyte skall uppträda under linsen så att tillräcklig hornhinnemeta- bolisk aktivitet upprätthålles, vilket ger en hälsosam omgivning för hornhinnan.

När uttrycket "orör1ig, mjuk kontaktlins" användes här avses att linsen rör sig mindre än ca 0,5 mm med varje blinkning av ögonlocket.

När uttrycket “hydrofil, mjuk kontaktlins“ användes här avses att den mjuka kontaktlinsytan inte repellerar vatten i motsats till "hydrofobfl där linsytan tenderar att repellera vatten.

När uttrycket "vattenabsorberande, mjuk kontakt- lins", användes här avses att linsen absorberar från ca l vikt% till ca 99 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I enlighet med de föredragna utföringsformerna enligt uppfinningen åstadkommes formade artiklar för användning i biomedicinska tillämpningar, inbegripet kontaktlinser, vilka artiklar är framställda från tre- dimensionella nätverkssampolymerer, som omfattar en polysiloxanmonomer, vilken är gqw-terminalt bunden genom divalenta kolvätegrupper till polymeriserade, radikal- polymeriserbart aktiverade, omättade grupper, som sam- polymeriserats med från ca 5,0 vikt% till ca 30,0 vikt%, 10 15 20 25 30 35 449 617 22 baserat på sampolymerens totala vikt, av akrylsyra, för att bilda en polymer i ett tvärbundet nätverk som har förmåga att absorbera från ca l vikt% till ca 99 vikt% vatten, baserat på sampolymerens totala vikt.

Den föredragna mängden av absorberat vatten är frånca_5O vikt% till ca 99 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt.

Den föredragna mängden akrylsyra är från ca 8,0 vikt% till ca 15,0 vikt%, baserat på sampolymerens totala vikt.

Såsom nämnts är kontaktlinserna enligt föreliggan- de uppfinning gjorda från en sampolymer, vilken omfat- tar polysiloxanmonomerer som här beskrivits och som sam- polymeriserats med akrylsyra. Andra monomerer kan emellertid användas,utöver polysiloxanmonomererna och akrylsyra,för att bilda de vattenabsorberande poly- mererna, t ex terpolymerer enligt föreliggande uppfin- ning. Varje monomer eller blandning av monomerer, som (1) kan sampolymeriseras med metylmetakrylat och (2) är löslig eller kompatibel med de föreliggande, beskrivna polysiloxanerna och (3) när de polymeriserææ med de föreliggande siloxanerna inte bildar separata domäner, som sprider synligt ljus, är användbara som sammonomerer. Följande monomerer är enbart exempel som belyser sådana som kan användas: cyklohexylakrylat, cinnamylmetakrylat, cinnamylakrylat, cyklohexylmetakrylat, fenoxietylmetakrylat, fenoxietylakrylat, t-butyl-styren, vinyltoluen, metakrylsyra, 15 20 25 30 35 449 617 23 akrylonitril, allylmetakrylat, allylakrylat, n-vinyl-pyrrolidon, isopropylakrylat, isoamylakrylat, 2-kloroetylmetakrylat, cyklopentylakrylat, n-dekylakrylat, fenylakrylat, tetrahydrofurfurylakrylat, bensylakrylat, hexafluoroisopropylakrylat och naftylakrylat.

De ovannämnda monomererna kan sampolymeriseras i lösning. Ett särskilt föredraget lösningsmedel är p-xylen.

Den föredragna mängden av ytterligare monomerer, antingen ensamma eller i blandningar därav, är från ca l vikt% till 30 vikt%, baserat på polymerens totala vikt.

När uttrycken "aktiverad" eller "radikalpolymeri- serbart aktiverad" användes tillsammans med uttrycket "omättade grupper" avses att en omättad grupp, vilken är aktiverad, är en som har en substituent vilken under- lättar radikalpolymerisation. Dessa aktiverade, omättade grupper är polymeríserade för att bilda polymererna en- ligt föreliggande uppfinning. Företrädesvis låter sig de här använda, aktiverande grupperna polymeriseras under milda betingelser, såsom omgivningstemperaturer.

När uttrycket sampolymerisation användes här av- ses samtidig polymerisation av tvâ eller flera monomerer.

När uttrycket sampolymer användes här avses en polymer som har minst två olika monomerer införlivade i poly- mêren . 10 15 20 25 30 35 449 617 24 När här angives "en polysiloxanmonomer, vilken är and-terminalt bunden genom divalenta kolvätegrupper till polymeriserade, radikalpolymeriserbart aktiverade, omät- tade grupper "avses att polysiloxanmonomeren,som här beskrivits,har kopplats till en förening som har en divalent kolvätegrupp, såsom metylen eller propylen, etc. och till vardera änden av denna förening är sedan kopp- lad en aktiverad, omättad grupp,såsom metakryloxi etc, och denna är sedan den mest föredragna polysiloxanmono- meren. De aktiverade, omättade grupperna bildar när de polymeriserats sampolymerer vilka är tvärbundna.

När uttrycket monomer användes här tillsammans med uttrycket polysiloxaner avses det inbegripa polysiloxaner, vilka är avslutade med polymeriserbara omättade grupper.

Företrädesvis kan dessa monomerer vara poly(organosiloxan)- monomerer och polyparaffinsiloxanmonomerer. Förfarandet att förlänga monomerens siloxanenhet anges här som en siloxanringinföring. Polysiloxancentrumenhetens kedje- längd hos monomererna kan vara så hög som 800 eller mera.

När uttrycket polymerisation användes här avses polymerisationen av dubbelbindningar i siloxanerna, vil- ka är avslutade med polymeriserbara omättade grupper, tillsammans med akrylsyra, vilket leder till ett tvär- - bundet, tredimensionellt vattenabsorberande polymernät- verk. Denna polymerisation kan eller blandningar av andra monomerer,utöver siloxanmono- mererna och akrylsyra.

Den relativa hårdheten eller mjukheten hos kontakt- linserna enligt uppfinningen kan varieras genom minsk- ning eller ökning av molekylvikten hos den monomera polysiloxanen som är avslutad med de aktiverade, omät- tade grupperna eller genom variering av procentsatsen och typen av sammonomer. Om man ökar förhållandet mellan:siloxanenheterna_och ändgruppsenheterna så ökar materialets mjukhet. Omvänt gäller att när förhål- 10 15 20 25 30 35 449 617 25 landet minskar så ökar materialets styvhet och hårdhet.

Såsom är välkänt är polysiloxaners syretransport- förmåga väsentligt större än den hos konventionella kontaktlinspolymerer, såsom polymetylmetakrylat (PMMA) ellerpohflqdnwdetïmetduqdat (PHEMA). Syretransportför- mågan hos materialen enligt uppfinningen kan varieras genom att förändra procentsatsen av siloxanenheter i polysiloxanmonomeren. Exempelvis ger en högre procent- sats siloxanenheter en produkt med större förmåga att transportera syre i jämförelse med en lägre procentsats siloxanenheter;som leder till ett material med mindre förmåga att transportera syre.

Pâ den åtföljande ritningen visas mängden av vat- ten som absorberats av siloxansampolymeren, baserat på akrylsyrahalten.

Uppåt längs ritningens vänstra sida visas vikt- procenten vatten, baserat på polymerens totala vikt, som kvarhålles i kompositionen, börjande från 0 % och ökande i 4 % ökningar. Tvärsöver den nedre delen av ritningen anges viktprocenten av akrylsyra som använts som en sammonomer. Akrylsyran bringas att reagera med en polysiloxanmonomer som framställts i exempel II och V i föreliggande uppfinning. Ett exempel på akrylsyra/ polysiloxansampolymerisationen belyses i exempel VI.

Den upprepade enheten CH , 3 S10 I CH3 i siloxanmonomeren är 50 och 240. Den punkt som visas på kurvans lägre, vänstra del visar att när 3 % akryl- syra sampolymeriserats med 97 % siloxanmonomer som framställts i exempel V så innehåller denna sampolymer 0,17 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt. 10 15 20 25 30 35 449 617 26 Nästa punkt på denna kurva är en punkt som representerar en sampolymer vilken omfattar 5 % akrylsyramonomer som sampolymeriserats med 95 % siloxanmonomer. Detta visar att denna sampolymer innehåller 0,86 vikt% vatten, ba- serat på polymerens totala vikt. Nästa punkt på denna kurva belyser sampolymerisering av 17 % akrylsyra med 83 % av siloxanmonomeren som framställts i exempel V.

Sampolymeren innehåller 59,7 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt. Den fjärde punkten på denna kurva belyser en sampolymer som bildats genom sampolymerise- ring av 20 % akrylsyra med 80 % siloxanmonomer,som fram- ställts i exempel V;vilket resulterade i en sampolymer som innehöll 101,6 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt.

Nästa kurva i figuren visar sampolymerisation av akrylsyra med polysiloxanmonomeren som framställts i exempel II. Första punkten på denna kurva belyser reaktionen mellan 5 % akrylsyra och 95 % polysiloxan- monomer som framställts i exempel II, resulterande i en sampolymer som innehåller 2,17 vikt% vatten, base- rat på polymerens totala vikt. Nästa punkt på denna kurva belyser en sampolymer, som bildats genom sampoly- merisering av ll % akrylsyra med 89 % polysiloxanmono- men som bildats i exempel II, och som resulterade i en sampolymer som innehöll 5,26 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt. Nästa punkt på denna kurva belyser en sampolymer, vilken bildats genom sampoly- merisering av l7 % akrylsyra med 83 % av monomeren som framställts i exempel II, vilket ledde till en sampoly- mer som innehöll 18,51 vikt% vatten, baserat på poly- merens totala vikt. Nästa_punkt på denna kurva belyser en sampolymer som bildats genom sampolymerisering av 20 % akrylsyra med 80 % polysiloxanmonomer som bildats i exempel II, vilket ledde till en sampolymer som inne- höll 23,64 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt. 449 617 27 Det framgår av figuren att när akrylsyramonomeren ökas,ökas även mängden av vatten som kan kvarhâllas av sampolymeren.

De föredragna polysiloxanmonomererna väljes bland 5 en poly(organosiloxan)monomer med formeln íl T3 T1 10 A-R-Si O-Si O~§i-R-Å I I I R2 Ru m R2 15 i vilken A är en aktiverad, omättad grupp, R är en di- valent kolväteradikal med från 1 till ca 22 kolatomer, Rl, R2, R3 och R4 kan vara samma eller olika och är var fihrsig enlmmovakmt kolväteradikal eller en halogensub- stituerad monovalent kolväteradikal som vardera har från 20 l till ca 12 kolatomer och m är 0 eller större, samt en polyparaffinsiloxanmonomer med formeln lf- q' Rv Rc E: q! _ ' l I 3 | 5 I 3 | 1 A1 - R'- ai 0 - si C ai 0 - ïi - R'- Ål _ I R'2 R'u Å'6 RIÄ l 2 -30 i vilken Al är en aktiverad omättad grupp; R' är en divalent kolväteradikal med från l till ca 22 kolatomer; R'l, R'2, R'3 och R'4 kan vara samma eller olika och är valda bland en monovalent kolväteradikal med från l 35 till ca 12 kolatomer och en halogensubstituerad, mono- f 10 15 20 25 30 35 449 617 28 valent kobfiüenmfikal med från l till ca 12 kolatomer; R'5 och R'6 kan vara samma eller olika och är valda bland väte, en kolväteradikal med från l till ca 12 kolatomer, en karboxylsyragrupp, en karboxylsyraester- grupp, som representeras av formeln O II -c-o-R'7 där R'7 är vald bland en kolvätegrupp med från l till ca 12 kolatomen och en karboxylsyraamid representerad av formeln fi /Wß H \R.9 i vilken R'8 och R'9 kan vara samma eller olika och vardera är vald bland väte och en kolvätegrupp med från 1 till ca 12 kolatomer; x är 2 eller större och m' är 1 eller större.

Den mest föredragna polysiloxanmonomeren är en poly(organosiloxan)monomer med formeln lfïß ïl i O - Si 0 - S1 - R - A A - R - m--m--w i vilken m är företrädesvis 50 till 800 och mera före- draget 50 till 200; och i vilken A är en av 10 15 20 25 30 35 2-cyanoakryloxi akrylonitryl CH2=?- C akrylamido CH2 = CH _ E - NH - 7 akryloxi CH2 = CH ~ å 4 O ~ 9 metakryloxi f N 0 0 29 449 617 ~.~ 10 15 20 25 30 35 449 617 30 och N - vinyl - 2 pyrrolidinon - x - yl där x kan vara 3, 4 eller S Mera föredraget är A akryloxi eller metakryloxi.

Andra grupper som innehåller aktiverad omättnad kan emellertid lätt utnyttjas och sådana grupper är väl- kända för fackmännen på området. Mest föredraget är A metakryloxi eller akrylamido.

R kan företrädesvis vara en alkylenradikal. Där- för är R företrädesvis metylen, propylen, butylen, pentametylen, hexametylen, oktametylen, dodecylmety- len, hexadecylmetylen eller oktadecylmetylen; arylen- radikaler såsom fenylen, bifenylen eller de motsvaran- de alkylen- och arylenradikalerna. Mera föredraget är R en alkylenradikal med ca 1,3 eller 4 kolatomer. Mest föredraget är R en alkylenradikal med från ca 3 till 4 kolatomer t ex butylen.

Företrädesvis är Rl, R2, R3 och R4 alkylradikaler med från l till l2 kolatomer, t ex metyl, etyl, propyl, butyl, oktyl, dodecyl och liknande; cykloalkylradikaler, t ex cyklopentyl, cyklohexyl, cykloheptyl och liknande; mononukleära och binukleära arylradikaler, t ex fenyl, naftyl och liknande; aralkylradikaler, t ex bensyl, fenyletyl, fenylpropyl, fenylbutyl och liknande; alkaryl- radikaler, t ex tolyl, xylyl, etylfenyl och liknande; halogenarylradikaler såsom klorofenyl, tetraklorofenyl, difluorofenyl och liknande; halogensubstituerade lägre 10 15 20 25 30 35 449 617 31 alkylradikaler med upp till ca 4 alkylkolatomer, såsom fluorometyl och fluoropropyl. Mera föredraget är Rl, R2, R3 och R4 metylradikaler och fenylradikaler, mest före- draget är Rl, R2, R3 och R4 metylradikaler.

De mest föredragna monomererna, de med aktiverade, omättade grupper avslutade poly(organosiloxan)monomererna, som användes i föreliggande uppfinning, kan framställas genom att en lämpligt substituerad disiloxan, exempelvis 1,3-bis(4-metakryloxibutyl)tetrametyldisiloxan, jämvikt inställes med en lämplig mängd av en cyklisk diorgano- siloxan, t ex hexametylcyklotrisiloxan, oktafenylcyklo- tetrasiloxan, hexafenylcyklotrisiloxan, l,2,3-trimetyl- -1,2,3-trifenylcyklotrisiloxan, 1,2,3,4-tetrauetyl-l,2,3,4- -tetrafenylcyklotetrasiloxan och liknande, i närvaro av en syxa- eller baskatalysator. Denönskade mj ukhetsgraden, de fysikaliska egenskaperna, såsom draghållfasthet, modul och procent töjning, bestämmer mängden av cyklisk di- organosiloxan som jämviktsinställes med disiloxanen.

Genom att öka mängden av cyklisk siloxan ökar man värdet för m.

Reaktionen mellan en cyklisk diorganosiloxan och disiloxaner är en konventionell reaktion, ehuru den inte'specifikt beskrivits för de i föreliggande upp- finning använda disiloxanerna för att ge de aktiverade, omättade grupperna som ändgrupper för polysiloxaner, och reaktionen har beskrivits av exempelvis Kojima et al. Preparation of Polysiloxanes Having Terminal Carboxyl or Hydroxyl Groups, J. Poly. Soi., Del A-1, Vol 4, sid 2325-27 (1966) eller av Martin US Patent nr 3 878 263, vilka här införlivas genom referens.

De följande reaktionerna representerar de mest föredragna poly(organosiloxan)monomermaterialen enligt föreliggande uppfinning. l,3-bis(hydroxialkyl)tetra- metyldisiloxandimetakrylater framställs genom följande reaktioner: (1) esterifiering med akryloyl- eller meta- 449 617 32 kryloylklorid eller -anhydriå. Följande är exempelvis med metakryloylklorid: 5 fa fa H0 {CH2èq ïi - 0 - ïi 4CH2ê1 OH CH3 CU3 + 10 n är företrädesvis CH3 O = 1, 3 eller 4 I H n är mest föredraget 2 CH, = C - V - Cl = 3 eller 4 15 CH 0 H 1 ~' Hu P 'Ü fifß 20 É - L - O 4CH2èH-ai - O - ii êßñgèn 0 - - i uL2 H3 -H H2 n är företrädesvis 25 = l, 3 eller 4 n är mest föredraget = 3 eller 4 30 (2) Ett annat mest föredraget förfarande för framställ- ning av 1,3-bis(hydrøxialkyl)tetrametyldisiloxandi- metakrylater är genom transesterifiering med metyl- metakrylat: 35 -=.- 449 617 33 CH O CH CH I 3fl -u Irn \ 1.13 l3ff" \ 3 C52 = 5 _ b _ C _ ,13 + m0 feázvnïl - O - ïi -.nzvn H U H EH3 ?H3 CH3' 3 CH3 CH2 = = C - 0 %CH2àn ïi - O - ïi {CH2èn O - C - = CH2 CH3 CH3 '15 n är företrädesvis = l, 3 eller 4 n är mest föredraget = 3 eller 4 20 Sedan kan antalet siloxangrupper mellan de två metakrylatändgrupperna ökas genom en ringöppningsin- föringsreaktion med X moler av oktametylcyklotetra- siloxan eller 1,1,3,3-tetrametyl-l,3-disila-2-oxa- cyklopentan eller blandningar därav enligt följande: 25 449 617 34 H ^' VK- 3? ïßï ïhß f* i FB CH = C - C - O 4Cn-% Si - O - Si 4Cï-è 0 - d - C = CH- 2 e. n I l 4 n a CH3 -H3 + n är företrädesvis = 1, 3 eller 4 n är mest föredraget = 3 eller 4 ?H3 CH3 I CH3 - ëi - O - är - Cn3 X Moler 9 Q ortametylcyklotetra- cfi3 - si - o - si - ca Slmxan I . I 3 p' fiY .a3 l/ ta3 C - t - O fCä-è 5; - C Si-G S1 iIk.š O - C - C n .4 Il l I I :_ .'°l I' Ch: CE: C33 313 C32 m 25 n är företrädesvis m är företrädesvis = l, 3 eller 4 = 50 till 800 n är mest föredraget = 3 eller 4 30 Den ovan angivna strukturen, dvs en poly(organo- siloxan)monomer, utgör den mest föredragna polysiloxan- monomeren enligt föreliggande uppfinning: Företrädesvis är m från ca 50 till ca 800. Mera föredraget är m från ca 50 till ca 200. 35 10 15 20 25 30 35 449 617 35 När uttrycket "mjuk" användes här för att beskriva kontaktlinserna enligt föreliggande uppfinning, avses att m, i den ovan angivna formeln är, efter polymeri- sation, större än 25, företrädesvis från ca 50 till ca 800.

De föredragna polysiloxanmonomererna enligt före- liggande uppfinning kan även vara en polyparaffin- siloxanmonomer med formeln R, 3 Il :Å-o-si-.vn-.fli u I 4.

'J Wz x m' i vilken Al är en aktiverad, omättad grupp; R' är en divalent kolväteradikal med från l till ca 22}mflaumer; I: l-J l :U I 21)- m-QJ a k! “' | O I 111” U) _ yl- _ y tIJ-O O\ :n-oz-en R'l, R'2, R'3 och R'4 kan vara samma eller olika och är valda bland en monovalent kolväteradikal med från 1 till ca 12 kolatomer och en halogensubstituerad, mono- valent kolväteradikal med från l till ca 12 kolatomer; R'5 och R'6 kan vara samma eller olika och är valda bland väte, en kolväteradikal med från l till ca 12 kolatomer, en karboxylsyragrupp, en karboxylsyraester- grupp, representerad av formeln i vilken R'7 är vald bland en kolvätegrupp med från l till ca 12 kolatomen och en karboxylsyraamid, repre- senterad av formeln 10 15 20 25 30 35 449 617 36 där R'8 och R'9 kan vara samma eller olika och vardera är vald bland väte eller en kolvätegrupp med från l till ca 12 kolatomer; x är 2 eller större och m' är l eller större. Företrä- desvis är m' l till 800 och mera föredraget 25 till 500.

Mera föredraget kan A' vara 2-cyanoakryloxi 2 _' C i akrylonitryl CH2 _ 9 - f C i N akrylamido O II CH2 = CH - C - NH - a n' 10 15 20 25 30 35 449 617 37 akryloxl 0 CH2 = CH - C * O - 1 metakryloxi eller N - vinyl - 2 - pyrrolidinøn - x - yl där X kan vara 3, 4 eller 5 Mera föredraget är A' akryloxi eller metakryloxi.

Andra grupper som innehåller aktiverad omättnad kan emellertid med lätthet användas) och sådana grupper är välkänd för fackmännen på området. Mest föredraget är A' metakryloxi eller akrylamido. 10 15 20 25 30 35 449 617 38 R' kan företrädesvis vara en alkylenradikal. Därför är R' företrädesvis metylen, propylen, butylen, penta- metylen, hexametylen, oktametylen, dodecylmetylen, hexa- decylmetylen eller oktadecylmetylen; arylenradikaler såsom fenylen, bifenylen eller de motsvarande alkylen- och arylenradikalerna. Mera föredraget är R' en alkylen- radikal med ca 1,3 eller 4 kolatomer. Mest föredraget är R' en alkylenradikal med från ca 3 till 4 kolatomer, t ex butylen.

Företrädesvis är R'l, R'2, R'3 och R'4 alkylradi- kaler med från l till 12 kolatomer, t ex metyl, etyl, propyl, butyl, oktyl, dodecyl och liknande; cyklo- alkylradikaler, t ex cyklopentyl, cyklohexyl, cyklo- heptyl och liknande; mononukleära och binukleära aryl- radikaler, t ex bensyl, fenyletyl, fenylpropyl, fenyl- butyl och liknande; alkarylradikaler, t ex tolyl, xylyl, etylfenyl och liknande; halogenarylradikaler såsom klorofenyl, tetraklorofenyl, difluorofenyl och lik- nande; halogensubstituerade, lägre alkylradikaler med upp till ca 4 alkylkolatomer, såsom fluorometyl och fluoropropyl. Mera föredraget är R'l, R'2, R'3 och Rf4 metylradikaler och fenylradikaler, mest föredraget är R'l, R'2, R'3 och R'4 metylradikaler.

' Företrädesvis väljes R'5 och R'6 bland väte, kolväten med från 1 till ca 6 kolatomer och en karb- oxylsyragrupp. Mera föredraget väljes R'5 och R' bland väte och metyl. 6 Företrädesvis är R'7 en kolvätegrupp med från l till ca 6 kolatomer. Mest föredraget är R'7 metyl.

Företrädesvis är R'8 och R'9 valda bland väte och ett kolväte med från l till ca 4 kolatomer. Mest föredraget är R'8 och R'9 valda bland väte och metyl.

De i föreliggande uppfinning använda polyparaffin- siloxanmonomererna kan framställas genom jämvikts- inställning av en lämpligt substituerad disiloxan, 10 15 20 25 449 617 39 exempelvis 1,3-bis(4-metakryloxibutyl)tetrametyldisiloxan, med en lämplig mängd av cykliska paraffinsiloxaner, såsom beskrivits i Piccoli, et al, J. Am. Chem. Soc., "Highly Strained Cyclic Paraffin-Siloxanes" Vol. 82, sid 1883-1885 (20 April, 1960). Den önskade mjukhetsgradenoch de fysikaliska egenskaperna,såsom draghållfasthet, modul och procent üfining, bestämmer mängden av cyklisk orga- noparaffinsiloxan som jämviktsinställes nedzüsihmemen.

Genom att öka mängden av cyklisk paraffinsiloxan ökar man värdet för m'.

Reaktionen mellan en cyklisk paraffin-siloxan och disiloxaner är en konventionell reaktion, ehuru den inte specifikt beskrivits för de i föreliggande uppfinning använda disiloxanerna för att åstadkomma de aktiverade, omättade grupperna som ändgrupper för polyparaffin- siloxaner, och reaktionen har beskrivits av exempelvis Merker i US Patentet 3 041 362, vilken här införlivas genom referens.

De följande reaktionerna representerar de mest föredragna materialen enligt uppfinningen. l,3-bis- (hydroxialkyl)tetrametyldisiloxandimetakrylater fram- ställs genom följande reaktioner: (l) esterifiering med akryloyl- eller metakryloylklorid eller -anhydrid. Föl- jande är exempelvis med metakryloylklorid: 10 15 20 25 30 449 617 40 ïH3 ïH3 H0 êöïzên ïi - G - ïi êêñzèn OH uH3 3.3 + _ n är företrädesvis 'í-“ï3 ° = l, 3 eller 4 3 55 = 3 _ C _ 01 n är mest föredraget 2 i, = 3 eller 4 CH O CH CE Q 553 I 3 Ä Q /nq Q S13 Q L43L"U A 0 _ E _ ¿ ä _ “ _ *“'2 n I _ _ ï° “”"2'n ' ' H CH2 CH3 C33 LHE n är företrädesvis = l, 3 eller 4 n är mest föredraget = 3 eller 4 (2) Ett annat mest föredraget förfarande för fram- ställning av 1,3-bis(hydroxialkyl)tetrametyldisiloxan- dimetakrylater är genom transesterifiering med metyl- metakrylat: (J lv 449 617 41 fß-i- (M_- (_) Elli I " 'JI LA! KA! ( LA) O-.fz u; 0:13 c III J (ïa-:š '1 I Cr-fl 'ä Il u) O :'11 - O ÉCHZÅH Si - 0- ---c") . . rx E! m n är företrädesvis = 1, 3 eller 4 n är mest föredraget 3 eller 4 Sedan kan paraffin-siloxangrupper införas mellan de två metakrylatändgrupperna genom en ringöppnings- införingsreaktion med l,l,3,3-tetrametyl-1,3-disila- -2-oxacyklopentan och/eller øktametylcyklotetrasiloxan eller blandningar därav enligt följande: |-- u.

UU I »UJ --() u! 41:10 C}-- t J fr. ll u.) f) IF. |\.> _ .".'“-' Å O \\I¿-21n Cr-'Ur-Q n är företrädesvis = 1, 3 eller 4 n är mest föredraget 3 eller 4 l,l,3,3-tetrametyl-l,3- H3 disila-2-oxacykløpentan är företrädesvis = 449 617 42 .H3 l, 3 m' är företrädesvis = l till eller 4 ca 800 är mest föredraget = 3 m' är mera föredraget = 20 eller 4 till ca S00 m' är mest föredraget = 20 till 200 x är mest föredraget = 2 till 3 Den ovan angivna strukturformeln anger den före- dragna polyparaffinsiloxanmonomeren enligt föreliggande uppfinning.

Dessa polyparaffinsiloxanmonomerer kan, när de sampolymeriseras med akrylsyra, lätt härdas till gjut- former genom konventionella metoder,såsom UV-polymeri- sation, eller genom användning av radikalinitiatorer plus värme. Exempel på radikalinitiatorer som kan använ- das är bis(isopropyl)peroxidikarbonat, azobisisobutyro- nitril, acetylperoxid, lauroylperoxid, dekanoylperoxid, bensoylperoxid, tertiär-butylperoxipivalat och liknande.

För att vidare reglera sampolymerernas enligt upp- finningen egenskaper kan man polymerisera en blandning av polyparaffinsiloxanmonomererna,som omfattar poly- paraffinsiloxanmonomerer med ett lågt värde för m' polyparaffinsiloxanmonomerer med ett högt värde för m',tillsammans med akrylsyra. När m' i polyparaffin- och 10 is 20 25 30 35 449 617 43 siloxanmonomererna har ett relativt högt värde, dvs över 25, är de resulterande kontaktlinserna eller bio- medicinska anordningarna mjuka, hydrofila, vattenabsor- berande, syretransporterande, flexibla, hydrolytiskt stabila, biologiskt inerta, transparenta, elastiska och kräver inga fyllmedel för förbättring av de meka- niska egenskaperna. Alla monomererna bör företrädesvis ha en tillräckligt låg molekylvikt för att viskositeten skall vara tillräckligt låg för centrifugalgjutning av monomererna, t ex ca 175 St eller under, mätt i Gardner- -viskositetsrör. Företrädesvis är m' ca l till 800 och mera föredraget 20 till 500.

Företrädesvis är akrylsyran närvarande i mängder från ca 5,0 vikt% till ca 30,0 vikt%, baserat på sam- polymerens totala vikt.

Fördelarna med att använda de föreliggande sam- polymererna för tillverkning av mjuka kontaktlinser enligt uppfinningen är talrika. Det är synnerligen viktigt och oväntat att de mjuka kontaktlinserna enligt föreliggande uppfinning ej enbart är hydrofila utan SP även vattenabsorberande. Såsom nämnts anger den kända tekniken att polysiloxaner i allmänhet är hydrofoba.

Det finns ett fåtal undantag där det angivits att vissa polysiloxaner är hydrofila. Endast i US patentet 4 136 250 och i föreliggande uppfinning anges emeller- tid att en polysiloxan kan vara vattenabsorberande.

Som ett resultat av att de föreliggande polysiloxaner- na är vattenabsorberande fastnar inte mjuka kontakt- linser som framställs från dessa polysiloxaner på hornhinnan. Denna upptäckt är ett stort framsteg på området avseende mjuka kontaktlinser av polysiloxan.

Nu kan den annars mycket önskvärda, mjuka kontaktlinsen av polysiloxan användas utan att den fysiskt skadar ögat. 10 ' 15 20 25 30 35 449 617 44 Ytterligare fördelar med att använda polysiloxan- monomererna är (l) fördelarna med att använda aktive- rade vinyländgrupper för att härda siloxanmaterialet, vilket medger snabb härdning vid företrädesvis rums- temperatur,om lämpliga initiatorer användes. Detta är önskvärt eftersom det föredragna sättet att gjuta kontaktlinsen är centrifugalgjutning. (2) Inga fyll- medel krävs för att uppnå användbar fysikalisk styrka, vilket annars är vanligt med de flesta silikonhartser.

Detta är önskvärt eftersom användningen av fyllmedel erfordrar att andra, möjligen icke önskvärda,material måste sättas till kompositionen för att inställa poly- merens brytningsindex till den för fyllmedlet. (3) Där- till är polysiloxanmonomererna och sampolymererna en- ligt uppfinningen syretransporterande. Detta är viktigt om materialet skall användas för kontaktlinser. Den 6 cm3/(s.cm2atm) av syre genom kontaktlinsen,sâsom rapporterats av Hill och Fatt, American Journal of Optometry and Archives of the American Academy of Optometry, Vol 47, sid. 50, 1970. När m' är minst ca 4 är siloxankedjan tillräckligt lång i föreliggande komposition för att överskrida hornfiinnans och andra levande vävnaders krav på syre- transport. I specifika situtationer kan emellertid humana hornhinnan erfordrar ca 2 x 10- m' vara så lågt som 1. Beroende på de unika egenskaperna hos kontaktlinserna enligt uppfinningen bör m eller m' i polysiloxanmonomererna vara tillräckligt stor för att medge tillräcklig syretransport och för att samtidigt de önskvärda egenskaper avseende elasticitet, riv- hållfasthet, flexibilitet, böjlighet och mjukhet skall kvarhållas.

När uttrycmai"syretransportförmåga",'šyretranspor- terande“ eller "syrepermeabelt“ användes i föreliggande beskrivning avses att materialet i linsen medger till- räcklig syretransmission genom sig självt för att till- lO 15 20 25 30 35 449 617 45 handhâlla den humana hornhinnans och annan levande väv- nads nödvändiga syrebehov. Syrebehovet för den humana hornhinnan är, såsom nämnts, ca 2 x 10-6/cm3(s.cm2 atm).

Syretransportförmågan bestämdes genom ett speciellt testförfarande som beskrives i anslutning till förkla- ringen till Tabell I. (4) Dessa mjuka kontaktlinser är hydrolytiskt stabila, vilket betyder att när kon- taktlinserna eller anordningarna placerade på en vat- tenhaltig lösning, t ex i ögat, eller under desinfice- ringssteget, dvs vatten plus värme, så förändras inte linsernas kemiska sammansättning i någon nämnvändgrad, dvs det sker ingen hydrolys och ingen förändring av linsernas form vilket skulle leda till en icke önskvärd förändring av optiken. (5) Kontaktlinserna enligt upp- finningen är även elastiska. När uttrycket "elastisk" användes här avses att linserna eller anordningarna efter det att de deformerats återtar sina ursprung- 1igafonæm.(6) Linserna framställs företrädesvis genom centrifugalgjutning, t ex genom det förfarande som be- skrivits i US Patentet 3 408 429. Monomerer som har extremt höga viskositeter kan förorsaka problem under centrifugalgjutning. Allmänt gäller emellertid att ju högre-polysiloxanmonomerernas molekylvikt är desto lämp- ligare är syretransportegenskaperna. Ju längre kedje- längden är och ju högre molekylvikten är desto högre är monomerernas viskositet. Om emellertid centrifugal- gjutning skall användas måste polysiloxanmonomerernas viskositet vara sådan att dessa material kan centrifu- galgjutas. Polysiloxanmonomererna enligt uppfinningen kan ha molekylvikter som är tillräckligt höga för att ge alla de önskvärda egenskaperna när de polymeriserats, men tillräckligt låga för att kunna centrifugalgjutas medan de fortfarande är i den nonarera formen. Det föredragna viktsmedelvärdet för molekylvikten är från ca 4000 till 60 000 för polysiloxanmonomererna enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 449 617 46 (7) Kontaktlinserna enligt föreliggande uppfinning är mjuka. Med användningen av uttrycket "mjuk" i före- liggande beskrivning avses att linserna bör ha en Shore- -hårdhet av ca 60 eller under på skalan A. (8) De före- dragna kontaktlinserna enligt föreliggande uppfinning bör vara flexibla. När uttrycket "flexibel" användes här, avses att kontaktlinserna har förmåga att kunna vikas eller böjas bakåt i förhållande till sig själva utan att går sönder.

Den mest föredragna kontaktlinsen enligt förelig- gande uppfinning är en mjuk, hydrofil, vattenabsor- berande, fyllmedelsfri, syretransporterande, flexibel, hydrolytiskt stabil, biologiskt inert, transparent, elastisk.polymerkontaktlins, som omfattar en poly- siloxanmonomer, vilken är aßü-terminalt bunden genom dívalent kolvätegrupper till polymeriserade, radikal- polymeriserbart aktiverade, omättade grupper, som poly- meriserafismed akrylsyra. Polysiloxanmonomererna som användes för framställning av sampolymererna, från vilka kontaktlinserna framställs,har föredragna formler som valts bland en poly(organosiloxan)monomer med formeln Tzn T3 T1 L _ R - si »o - si o _ si _ R _ A I I I R: Ru Ra i vilken A är vald bland metakryloxi och akryloxi, R är en alkylenradikal med från ca 3 till ca 4 kolatomer, och m är från ca 50 till 800, och en polyparaffinsiloxan- monomer med formeln 10 15 20 25 30 35 449 617 47 h TV1 T|3 TUI Al - R' - sl c - si o - si - R' - Al II i' “I R 2 u f* 2 i vilken Al är vald bland metakryloxi och akryloxi; R' är en alkylenradikal med från 3 till 4 kolatomer: R'l, R'2, R'3 och R'4 kan vara samma eller olika och är monovalenta kolväteradikaler med från l till ca l2 kolatomer;-R'5 och R'6 är väteatomer, x är 2 eller 3 och m' är 20 till 500.

De mest föredragna kontaktlinserna enligt före- liggande uppfinning är, såsom nämnts, hydrofila, vattenabsorberande, har en syretransporthastighet av 6 cm3/G.cm2atm), är hydrolytiskt stabila, biologiskt inerta, transparenta, elastiska minst ca 2 x 10- och har en mjukhet av företrädesvis 60 eller under på Shore-hârdhetsskalan A. Mest föredraget bör Shore- -hârdheten vara 25 till 35 på skalan A. För att ytter- ligare belysa de fysikaliska egenskaperna hos de mest föredragna kontaktlinserna enligt uppfinningen kan nämnas att sträckelasticitetsmodulen bör vara ca 500 g/mmz eller mindre. Om materialet skall användas som kontaktlinser kan Shore-hårdheten och modulen hänföras till línsernas komfort för bäraren, när de användes på det humana ögat.

En annan fördel hos den föredragna utföringsformen av uppfinningen, dvs de mjuka kontaktlinserna, är att linser framställda från sampolymererna enligt uppfin- ningen kan göras tillräckligt stora för att täcka ögats hela hornhinna, vilket leder till större komfort. 10 15 20 25 30 35 449 617 48 Hårda kontaktlinser, såsom PMMA-linser, måste göras mindre beroende på deras dåliga syretransportförmåga.

Dessutom gäller att ju större linserna är desto lättare är det att lokalisera linsernas optiska centrum. Ju större linsen är desto lättare är det att bibehålla den optiska axeln, vilket erfordras vid tillverkning av speciella linser, t ex för personer med astigmatism.

En annan fördel med de föredragna mjuka kontaktlinserna är att de föreliggande, föredragna mjuka kontaktlinser- na kan ha en mjukhetsgrad som är lika den för HEMA- -linser men som dessutom, och detta är viktigt, är mera syrepermeabla, dvs har förmåga att transportera mera syre,och kan göras vattenabsorberande till samma ut- sträckning som HEMA-linserna.

HEMA-linser är inte syrepermeabla och har ej heller förmåga att transportera syre till en sådan utsträck- ning som krävs för att uppfylla den humana hornhinnans alla krav.

När ordet "syrepermeabel" användes här avses att de föreliggande sampolymererna transporterar syre vid en hastighet av minst ca 2 x lO-6 cm3As.cm2atm).

Ehuru sampolymererna enligt föreliggande uppfin- ning'kan användas för framställning av kontaktlinser, kan dessa sampolymerer även användas för andra använd- ningsområden, såsom formade artiklar för användning i biomedicinska tillämpningar. Dessa sampolymerer kan användas för tillverkning av biomedicinska anordningar, t ex formade artiklar, såsom dialysapparatdiafragmor, för framställning av konstgjorda njurar och andra biomedicinska implantat, såsom beskrivits i Wichterle, US Patentet 2 976 576 cch Wflflnßrle, US Patentet 3 220 960.

De föreliggande sampolymererna kan även användas vid framställning av medicinska kirurgiska anordningar, t ex hjärtklaffar, blodkärlssubstitut, intrauterina än- ordningar, membraner och andra filmer, dialysapparat- 10 15 20 25 30 35 449 617 49 diafragmor, katetrar, munskydd, tandgarnityrer och andra sådana anordningar som beskrivits i Shephard US Patentet 3 520 949 och Shephard US Patentet 3 618 231. De föreliggande sampolymererna kan användas för att modifiera kollagen för tillverkning av blod- kärl, urinblåsor och andra sådana anordningar som be- skrivits i Kliment US Patentet 3 563 925. De förelig- gande sampolymererna kan användas för tillverkning av katetrar såsom beskrivits i Shephard US Patentet 3 S66 874. Sampolymererna kan användas som semipermeabla ark för dialys, konstgjorda tandproteser och alla sådana tillämpningar som beskrivits i Stoy US Patentet 3 607 848.

De föreliggande polymererna och sampolymererna kan an- vändas i oftalmiska proteser och alla andra användnings- områden som beskrivits i Wichterle US Patentet 3 679 504.

När uttrycken "formad artikel för användning i biomedicinska tillämpningar" eller "biomedicinsk anord- ning" användes här avses att de här beskrivna materialen har fysikalisk-kemiska egenskaper som gör dem lämpliga för förlängd kontakt med levande vävnad, blod eller slemhinna såsom erfordras för biomedicinska, formade artiklar, t ex kirurgiska implantat, bloddialysanord- ningar, blodkärl, konstgjorda urinrör, konstgjord bröst- vävnad och membraner avsedda att komma i kontakt med kroppsfluidum utanför kroppen, såsom membraner för njurdialys och hjärt/lungmaskiner, och liknande. Det är exempelvis känt att blod snabbt skadas i kontakt med konstgjorda ytor. En sådan utformning av en synte- tisk yta som är antitrombogen och icke hemolytisk för blod är nödvändig för proteser och anordningar som användes med blod. Sampolymererna är kompatibla med levande vävnad.

De här beskrivna sampolymererna kan kokas och/eller autoklaveras i vatten utan att skadas, varigenom steri- lisering kan åstadkommas. Sålunda kan en artikel som 10 15 20 25 449 617 50 formats från de föreliggande, här beskrivna sampoly- mererna, användas vid kirurgi när en med levande vävnad eller slemhinna kompatibel artikel kan användas.

Följande exempel är enbart belysande och bör på intet sätt anses begränsa uppfinningen. Alla delar och procent är på viktsbasis och alla viskositeter är mät- ta vid 25°C, om ej annat specifikt angivits.

EXEMPEL I 557 g 1,3-bis(4-hydroxibutyl)tetrametyldisiloxan, 634 g torr pyridin och 2 liter hexan satsades i en 5 liters reaktionskolv, som var utrustad med en meka- nisk omrörare och ett torkrör. Blandningen kyldes till O°C, varpå 836 g metakryloylklorid tillsattes droppvis.

Blandningen omrördes kontinuerligt över natten. Reak- tionslösningen extraherades i följd med 10 % vattënlös- ningaravHC1 och NH3 för att avlägsna överskott av rea- gens och pyridinhydroklorid. Den resulterande lösningen av produkten i hexan torkades med vattenfritt MgSO4, filtrerades och lösningsmedlet avlägsnades vid redu- cerat tryck. Ungefär 459 g (55 % utbyte) av l,3-bis- (4-metakryloxibutyl)tetrametyldisiloxan uppsamlades.

Strukturen bekräftades genom infrarött spektrum, proton- magnetisk resonansspektrum och elementaranalys. IR-spek- trum uppvisade inget intensivt hydroxylband mellan 3100 och 3600 cm_1, men uppvisade starka metakrylat- absorptioner vid 1640 och 1720 cm_l. PMR-spektrum öve- rensstämde med den föreslagna strukturen: f: 449 617 51 I!! O=-=O \ l c I "H" -4cH5- CH - si --o ~\d/'“ 2 \ 2 2 2 I I" »¿\\()///fu :C/ \ CH 711 3 3 [U 1,3-bis(4-metakryloxibutyl)tetrametyldisiloxan. 5Proton Egg Integrerad area Multiplicitet H1 7,05 1 singlar: az 6,59 1 Singles: H3 3,00 3 singlett H4 5,15 2 triplett H5 2,7 4 multiplett H5 1,65 2 criplect H7 1,20 6 singlett Elementaranalysen gav 13,6 % Si (Beräkn 13,5 %), 58,1 % C (Beräkn. 57,9 %) och 9,4 H (Beräkn 9,2 %). Produkten var en klar, färglös, välluktande vätska.

EXEMPEL II 589,75 g av oktametylcyklotetrasiloxan och 10,25 g av l,3-bis(4-metakryloxibutyl)tetrametyldisiloxan som framställts i exempel I, satsades i ett reaktionskärl, som var utrustat med en mekanisk omrörare. Ungefär 25 g fullerjord och 1,35 ml koncentrerad HZSO4 blandades och sattes till kärlet under kontinuerlig omröring, medan torr N2 bubblades genom reaktionsblandningen.

Satsen värmdes till 60°C och omrördes i 2 dygn, varefter den viskösa vätskan neutraliserades med Na2CO3, späddes 449 617 52 med hexan och filtrerades. Hexan/monomerlösningen tvät- tades med vatten, torkades med MgSO4 (vattenfritt) och lösningsmedlet avlägsnades vid reducerat tryck.

Lâgmolekylära, oreagerade cykliska siloxaner avlägs- 5 nades genom upphettning av monomeren till ll0°C vid 0,2 mm Hg i en rotationsindunstare. Den erhållna pro- dukten var en luktfri, färglös, klar vätska med en viskositet av 8,5 St, mätt i Gardner-Viskositetsrör.

Monomeren omfattade ca 240 upprepade Me2Si0-enheter. 10 Fluidum som uppsamlats under indunstningen av produk- ten visade ingen metakrylatabsorption i IR-spektrum och kunde inte härdas.

IR-spektrum av monomeren visade en ringa metakry- latabsorption och breda siloxanabsorptioner mellan 15 1000 och 1100 cm-1, vilket indikerade lineära poly(di- metylsiloxaner) med följande formel: f 1.:: ~' J -- La; I I L' :f-=O H- l O O --t/1----C) \ :ll |- .'12 w I w | 02)/ i: o I O--oz-<3 :I H 211 w l w O 'få m |\ f) 111 N 4» ro I F) :F I O I C; *__-U Û__T; C) __'-F1 .'41 25 EXEMPEL II I Filmer av vätskeprodukten från exempel II gjöts mellan glasplattor genom att 0,2 % bis(isobutyl)per- oxidikarbonat sattes till monomeren och upphettades 30 i en halv timme vid 40°C, en halv timme vid 60°C och en kvart timme vid 80°C. Glasplattorna åtskildes. Fil- merna hölls sedan vid 80°C i 15 min. Egenskaperna hos denna film har angivits i tabell I som materialet D.

EXEMPEL IV 35 96,9 g l,l,3,3-tetrametyl-1,3-disila-2-oxacyk1o- hexan, tillgänglig från Silar Labs, 10 Alplaus Road, f) 10 15 20 449 617 53 Scotia, New York 12302, och 3,1 g l,3-bis(4-metakryl- oxibutyl)tetrametyldisiloxan som framställts i exempel I,satsades i en 200 ml rundbottnad polymerisations- kolv. 1,3 ml trifluorometansulfonsyra, tillgänglig från Aldrich Chemical Company, sattes till polymerisations- kolven och kolven tillslöts. Två till tre minuter efter tillsättningen av syran till kolven noterades en ökning av kolvinnehållets viskositet och värmeutveckling. Kolv- innehållet omrördes på en skakanordning över natten.

Därefter avbröts polymerisationen genom tillsättning av 10 g Na2CO3. Hexan sattes till den viskösa produkten och lösningen filtrerades för att avlägsna olösliga salter. Hexanlösningen av produkten tvättades sedan 3 ggr med vatten och torkades över MgSO4. Hexanen av- lägsnades från produkten vid reducerat tryck. Produktens viskositet, mätt med Gardner-viskositetsrör, var 910 St.

Talmedelvärdet och viktsmedelvärdet för molekylvikterna, mätta genom gelpermeationskromatografi, var 12 300 resp 31 700. Den klara, färglösa produktens struktur var ungefär den enligt följande: ii É CH3 ÉHB CH “H3 O ~/v\@ 45: ¿ :e C åi Ca - ~q ~, - C ¿_~ \ H n ~ “Elg ~-- ~. '- iz-tflz-unz--Iïi-L. ílm/nzfg O -- ^ r.

CH2 LH3 CH3 CH? C53 E 75 30 EXEMPEL V 999,5 g oktametylcyklotetrasiloxan och lll,l8 g l,3-bis(4-metakryloxibutyl)tetrametyldisiloxan satsades i ett reaktionskärl, som var utrustat med en mekanisk 35 omrörare. 2,78 g trifluormetansulfonsyra sattes till 449 617 S4 kärlet under kontinuerlig omröring, medan torr kvävgas bubblades genom reaktionsblandningen. Reaktionskompo- nenterna omrördes vid omgivningstemperatur över natten.

Monomeren fick sedan passera genom en aktiverad alu- 5 miniumoxidkolonn (F20) för att avlägsna syrakatalysatorn.

De lâgmolekylära, oreagerade, cykliska siloxanerna av- lägsnades genom upphettning av prepolymeren till llO°C vid 0,15 mm Hg i en tunnskiktsindunstare. Den renade polymeren omfattade ca 48-52 upprepade 10 CH f' 3 ïiO enheter. Följande är en formel för den ovan angivna monomeren. 20 o CH Cd\\\ CH 9 “ 3 l I 3 I 3 l 1 fi- ~ \ fw J: av cflz-ü--:-o-cza24c¿2è¿cä2-ï:-o ïi-o- ï-_--.=¿éßh2-»¿~~¿-C---¶-w3 -.. ~- v CI'- “_12 vh.. C..3 -xhf 33-52 30 EXEMPEL VI 89 delar av monomeren som framställts i exempel II blandades med ll delar akrylsyra och 3 delar 35 tert-butylperoktoat. Efter kraftig omröring avgasades 10 15 20 449 617 55 lösningen genom att den sattes under vakuum (5 mm Hg) tills luftbubblorna hade avlägsnats. En gjutcell för- beredes genom att en separator sattes kring en glas- skivas periferi. Skivan var ett stycke 7,6 x 10,2 cm plant, 0,3 cm tjockt glas. Lösningen hälldes på skivan.

Skivan täcktes sedan med ett annat stycke glas, dvs en skiva, för att bilda en cell (sandwich). Cellen klämdes ihop så att inga tomrum eller bubblor förekom i cellen. Den fyllda cellen placerades i en ugn vid 80°C i en l/2 h. Sedan höjdes ugnens temperatur till lOO°C. Cellen hölls vid den temperaturen i 1 h. Sedan separerades cellen och filmen avlägsnades för efter- följande behanding och testning såsom visas i tabell lx.

Alla de olika sampolymererna med testresultat som visas i tabell I framställdes såsom i detta exempel.

Man har funnit det tillrådligt att extrahera filmen med metylenklorid och sedan 10 % vattenlösning av natriumhydroxid. Efter en omsorgsfull sköljning med destillerat vatten var filmen fullständigt vätbar och klar för testning. 449 617 56 å. uxfl> mamuou wcwuuëafion am unuwumn .:uuum> umuunuomnn wux«> n vn :Eanus =uuum> unflm :owman Q ufiøuou :ou nu »anamma .=u»um> umuwmuowmmnmwmfim u mfi ceufiou <:m= u uuommcmuuuuam >0u kan uno mcmuumu m n na :E:«0x H> Hwmëwxu uaflflzu øvfifiwun :annu uoumëaflomamm uumunuu c~>o øflfla ~HH Humewxm « uflfiwumamuw nu H> fiumsmxu « vfifiwumamuu x Eum\~Eu.m wnofi x Emcøuuwuæm I lllllll .~o.~au n=um:m«umm:uuomm=muumu>m wfiflmmuwa I Afimcßuuouäw. qfl cëflaoz EE\m n m :E:«o=. wEÉ\m n m cesfloz øuæmflæuxu u > fimmeuxm « ufifimumsøuu uweozoe a HH flmmewxm w wfifinumëmuu uweocoe 4 ~.o wo H.o nu ßßfi ~> and oofl ax: »@.@u o« ~ v omfl oq av <:m=@ w.Hofl «_om nä ~.> »H mä wmm hm ø~ u om m ~.mm v.ßfl wa o.m @~ cfi -~ mw »H u mm m wm.o mw.o o~ «.- wfi ~.~ m.~ o~ ~m« ßw m u mm m -.o >~.o ßfi m.@ mä ~.« w.~ A~ «@~ oß n u ßa m «@.- ~H.m~ HN ~.- - @.H m.fi flø mw mn ow u ou < Hm.w« ~w.m~ o~ ~.- «~ v.~ w.H med nu av »H u nu < w~.m o.m »H o.o~ ma @.~ ~.~ m~H mm Mu flfi u ma <« >H.~ -.~ mfl ~.oH ßm m.H m.~ mm mß ~« m u mm < çfl md ~H HH od Q w ß . m m Q M ~ H ø .äucnuu |u%Mfim omfloc mcflfl uwzaunu o~= . o~= » nflwmwaw |uu>m m=«=>«m -uuom |=>m@m -nns » Høuoz nmwmm »»g«> -so=o= @»gfl> u~ao=°= çoofl zam< maa. :aw< . H Jdmmfifi 10 15 20 25 30 35 449 617 57 I tabell l, första kolumnen, representerar bok- staven A polysiloxanmonomeren som framställdes i exem- pel II, bokstaven B polysiloxanmonomeren som framställ- des i exempel V och bokstaven D polysiloxanpolymeren som framställdes i exempel III. PHEMA är polyhydroxi- etylmetakrylat.

I kolumn 2, tabell l,visas viktprocent av när- varande siloxanmonomer.

Kolumn 3 visar närvarande akrylsyra, och mängden därav visas i kolumn 4.

Dessa sampolymerer framställdes såsom visades i exempel VI.

Kolumn 5 visar draghållfastheten, som mättes med användning av ASTM Dl708. Draghâllfastheten mättes i g/mmz.

' Kolumn 6 visar dragmodulen, som mättes i enlig- het med Aswm n17oe 1 g/mmz.

I kolumn 7 i tabell l, anges procent tójning.Daum mättes i enlighet med ASTM Dl708.

Kolumnerna 8 och 9 i tabell l visar rivhållfast- het. Rivhållfastheten mättes i g/mm tjocklek. Begyn- nelserivhållfasthet visas i kolumn 8 och rivhållfast- heten efter det att rivning påbörjats visas i kolumn 9.

Begynnelserivhållfastheten representerar en viss kraft som startar rivningen. Det krävs emellertid mindre rivkraft för att hålla rivningen fortgående. Därför är det andra talet i kolumn 9 en fortplantningskraft, den kraft som krävs för att hålla rivningen igång.

Rivningstesten utfördes i enlighet med ASTM 1938.

Kolumn 10 i tabell l visar rivhållfastheten när den utförts i enlighet med ASTM DIOO4. Detta är återigen ett annat mått på rivhållfasthet och visar rivhåll- fastheten i g/mm tjocklek.

Kolumn ll i tabell l visar syretransmissionen gånger lO_6. Denna syretransmíssion bestämdes med an- 10 15 20 25 30 35 449 617 58 vändning av följande teknik. Testet avser mätning av syrepermeabiliteten hos ett material medan det är vått av vatten. Detta är ett försök att simulera betingel- serna för en kontaktlins när det är på ett humant öga.

Två kammare fyllda med vatten vid 32°C är anslutna med varandra medelst en passage. Tvärs över denna passage är materialet som skall testas placerat. Kvävegenom- bubblat vatten pumpas i de båda kamrarna tills syre- koncentrationen är mycket låg (under ca 0,04 ppm). Sedan införes vatten som innehåller luft (syrekoncentration ca 8 ppm) i den lägre kammaren. I den övre kammaren är placerad en syreavkännande elektrod, vilken mäter syre som diffunderar från den lägre kammaren, genom mem- branet som testas, in i den övre kammaren. Detta mäter påtaglig syretransporthastighet för materialet i pas-ß sagen mellan de två kamrarna. Kolumn 12 visar hur många gånger mera syrepermeabelt det föreliggande materialet är en kontrollmaterialet PHEMA polyhydroxietylmetakrylat, dvs HEMA~hydrogel.

I kolumn 13, tabell l visas det synnerligen viktiga värdet avseende viktprocent vatten som kvarhålles i materialet, baserat på den totala vikten av vattnet plus'polymeren.

Kolumn 14, tabell l, visar viktprocenten vatten som kvarhålles i materia1et,baserat på polymerens totala vikt.

Dessa test utfördes genom att först använda ett extraktionsförfarande. Detta förfarande består av att filmen som skall testas, vilken är av ca 5 x 7,6 cm storlek, placeras i 100 cm3 metylenklorid. En glas- stav användes för att hålla filmen nedsänkt i metylen- kloriden. Sedan avlägsnas filmen och placeras mellan pappershanddukar och torkas vid 80°C i 15 min. Därpå placeras filmen 1 ioo cm3 1o a natrimnnydroxid i av- joniserat vatten under l h. Därpå sköljes filmen under 10 15 20 25 30 35 449 617 59 ca 5 min med avjoniserat vatten. Sedan lagras filmen i avjoniserat vatten tills den användes. Testförfarandet för bestämning av procenten vatten i filmen är följande.

Ett prov av ca 0,3 g uttages från den ovan angivna hydratiserade filmen. Filmen valstorkas och väges omedel- bart till närmaste milligram. Den vägda filmen placeras i en vakuumugn. Ett vakuum anbringas till ca 1 cm Hg.

Provet hålles vid en temperatur av ca 80°C över natten.

Materialet kyles och vakuumet bryts genom att torkad luft får tillträda nästa dag. Efter det att provet och vågskålen varit vid rumstemperatur i ca 15 min väges provet till närmaste milligram.

Viktprocent vaüæm beräknas enligt följande för kolumn 13: våtvikt - torrvikt vikt% vatten = våtvikt x 100 Viktprocent vatten beräknas enligt följande för kolumn 14: våtvikt - torrvikt vikt% vatten = x 100 torrvikt Såsom visats i tabell 1 är ett av ändamålen med föreliggande uppfinning att öka viktprocent\æmten som absorberas av linsen,medan höga värden för draghåll- fasthet, procent töjning och, mycket viktigt, till- räcklig syretransportförmâga bibehålles. Ett av pro- blemen med de tidigare kända silikonpolymererna är att linser gjorda därav tenderar att fastna på ögat och orsaka skada åt hornhinnan. Föreliggande poly- siloxanpolymerers absorption av vatten har hjälpt till 10 15 20 25 30 35 449 617 60 att övervinna detta problem. Ett annat problem med de tidigare kända silikonpolymererna, när de använts för tillverkning av kontaktlinser, är att dessa tidigare kända polymerer inte är mycket starka och har dålig rivhâllfasthet samt dålig draghâllfasthet. Det förelig- gande materialet har en hög rivhållfasthet och draghåll- fasthet. Även ett annat problem med PHEMA (kontroll) är att kontaktlinser gjorda från detta material inte har de nödvändiga syretransportegenskaperna för att uppfylla den humana hornhinnans syrebehov. Såsom nämnts 6 cm3/(s. cmz atm). Tabell 1 visar de föreliggande sampolymerernas effekt på den av sampolymererna och terpolymererna ab- sorberade viktprocenten vatten. är den humana hornhinnans syrebehov ca 2 x 10- I fråga om modul skulle det vara mest föredraget om modulen är under 500,för att erhålla en mjuk kontakt- lins. Därför gäller allmänt att ju lägre modulen är desto mjukare är kontaktlinsen.

Beträffande töjningen är det i allmänhet föredraget att töjningen är hög.

Det är ifråga om syretransport önskvärt att denna hastighet maximeras. Denna hastighet bör vara större än den hastighet av syre som erfordras för den humana hornhinnan.

Draghållfasthetstestet, modultestet och töjnings- testet mättes, såsom nämnts, med en Instron Tester ASTM Dl708. Proverna hade ingen förkonditionering och hade standard "hundbens“-former, vilka var utskurna från 0,2 mm tjock film. Hastigheten var 0,6 cm/min.

EXEMPEL VII 89 delar av monomeren som framställts i exempel II blandades med ll delar akrylsyra och 3 delar dietoxi- acetofenon. Ungefär 30 pl av blandningen placerades i en roterande kontaktlinsform under kvävgasatmosfär.

Efter 20 min av bestrålning med UV-ljus erhölls en här- 10 449 617 61 dad kontaktlins. Den bildade linsen var vattenabsorbe- rande, hydrofil, optiskt klar, elastisk och stark.

EXEMPEL VIII 30 Fl av vätskeprodukten som framställes i exem- pel VII placerades i'en lämplig kontaktlins-centrifugal- gjutningsform och centrifugalgjöts under polymeriser- bara betingelser till en kontaktlins såsom beskrivits i US Patentet 3 408 429. Linsen var vattenabsorberande, hydrofil, optiskt klar, elastisk och stark.

Claims (15)

10 20 25 30 449 617 62 PATENTKRAV

1. Mjuk, hydrofil, vattenabsorberande, flexibel, fyllmedelsfri, hydrolytiskt stabil, biologiskt inert, transparent kontaktlins med förmåga att transportera syre i tillräckligt hög grad för att uppfylla den humana hornhinnans krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att den omfattar en polysiloxanmonomer, vilken är afd-ter- minalt bunden genom divalenta kolvätegrupper till poly- meriserade, radikalpolymeriserbart aktiverade, omät- tade grupper som sampolymeriserats med akrylsyra för att bilda en polymer i ett tvärbundet nätverk, vilken polymer har förmåga att vid mättnad med vatten kvarhålla från ca 1 vikt% till ca 99 vikt% vatten, baserat på polymerens totala vikt, varvid polysiloxanmonomeren är vald bland en poly(organosiloxan)monomer med for- meln R R R 1 3 l I I | O - Si - R - A Rz R4 Rz i vilken A är en aktiverad, omättad grupp, R är en divalent kolväteradikal med från 1 till ca 22 kolatomer, Rl, R2, R3 och R4 kan vara samma eller olika och är valda bland en monovalent kolväteradikal och en halogen- substituerad monovalent k0lväterädikäL varvid vardera har från l till 12 kolatomer, och m är från ca 50 till ca 800; och en polyparaffinsiloxanmonomer med formeln 10 15 20 25 30 35 449 617 63 R' RI Rv Ru Ru l 3 5 3 1 A :_ 1_ I 1 z l-xv-sl o-sl c si o-si-w-Al l | l I I RI I I I I 2 R4 Rex R4m. Rz i vilken Al är en aktiverad, omättad grupp; R' är en divalent kolväteradikal med från l till ca 22 kolatomer; R'l, R'2, R'3 och R'4 kan vara samma eller olika och är valda bland en monovalent kolväteradikal med från l till ca 12 kolatomer och en halogensubstituerad, monovalent kolväteradikal med från l till ca 12 kolato- mer; R'5 och R'6 kan vara samma eller olika och är valda bland väte, en kolväteradikal med från l till ca 12 kolatomer, en karboxylsyragrupp, en karboxylsyra- estergrupp representerad av formeln O -c-o-R'7 i vilken R'7 är vald bland en kolvätegrupp med från 1 till ca 12 kolatomer och en karboxylsyraamid represen- terad av formeln i vilken R'8 och R'9 kan vara samma eller olika och vardera är valda bland väte och en kolvätegrupp med från l till ca 12 kolatomer; x är 2 eller större och 10 15 20 25 30 35 449 617 64 m' är från ca 20 till ca 500.

2. Kontaktlins enligt kravet l, k ä n n e t e c k- n a d därav, att polysiloxanmonomeren är en poly(orga- nosiloxan)monomer.

3. Kontaktlins enligt kravet 2, k ä n n e t e c k- n a d därav, att m är ett heltal av från ca 50 till 200.

4. Kontaktlins enligt kravet 2, k ä n n e t e c k- n a d därav, att den har en syretransportförmåga av minst 2 x 1o'5

5. Kontaktlins enligt kravet 2, k ä n n e t e c k- cm3/(s.cm2atm). n a d därav, att A är vald bland 2-cyanoakryloxi, akry- lonitryl, akrylamido, akryloxi, metakryloxi, styryl, N-vinyl-2-pyrrolidinon-3-yl, N-vinyl-2-pyrrolidinon- -4-yl och N-vinyl-2-pyrrolidinon-5-yl, att R är en alkylenradikal och att Rl, R2, R3 och R4 är alkylradi- kaler med från l till 10 kolatomr.

6. Kontaktlins enligt kravet 5, k ä n n e t e c k- n a d därav, att alkylenradikalen har från ca 3 till ” ca 4 kolatomer.

7. Kontaktlins enligt kravet 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att Rl, R2, R3 och R4 är metylradikal.

8. Kontaktlins enligt kravet 1, k ä n n e t e c k- n a d därav, att polysiloxanmonomeren är en poly- paraffinsiloxanmonomer.

9. Kontaktlins enligt kravet 8, k ä n n e t e c k- n a d därav, att syretransportförmågan är minst 2 x lO-6

10. Kontaktlins enligt kravet 8, k ä n n e t e c k- n a d därav, att x är ett heltal från 2 till 3.

11. ll. Kontaktlins enligt kravet 8, k ä n n e t e c k- n a d därav, att Al är vald bland 2-cyanoakryloxi, akrylonitryl, akrylamido, akryloxi, metakryloxi, styryl, N-vinyl-2-pyrrolidinon-3-yl, N-vinyl-2-pyrrolidinon- -4-yl och N-vinyl-2-pyrrolidinon-Sfyl, att R' är en cm3/(s.cm2atm). ä) 10 449 617 65 alkylenradikal och att R'l, R'2, R'3 och R'4 är alkyl- radikaler med från l till 10 kolatomer.

12. Kontaktlins enligt kravet ll, k ä n n e t e c k- n a d därav, att alkylenradikalen har från ca 3 till ca 4 kolatomer.

13. Kontaktlins enligt kravet 8, k ä n n e t e c k- n a d därav, att R'l, R'2, R'3 och R'4 är metylradikal.

14. Kontaktlins enligt kravet 13, k ä n n e t e c k- n a d därav, att R'5 och R'6 är valda bland väte och metyl.

15. Kontaktlins enligt kravet 14, k ä n n e t e c k- n a d därav, att x är ett heltal från 2 till 3. 3