SK2152003A3 - Process for surface modifying substrates and modified substrates resulting therefrom - Google Patents

Description

Oblasť techniky > ' ¹ . ’

Predkladaný vynález sa všeobecne týka spôsobu modifikácie povrchu substrátov, akými sú napríklad kontaktné šošovky a ďalšie biomedicínske produkty aspoň čiastočným potiahnutím povrchov takých substrátov reaktívnou polymérnou spojovacou vrstvou.

Doterajší stav techniky

Mnoho produktov používaných v rámci biomedícínských aplikácií vyžaduje, aby hmota tohto produktu mala jednu vlastnosť a povrch tohto produktu mal inú vlastnosť. Tak napríklad hmota kontaktnej šošovky by mala mať relatívne vysokú priepustnosť pre kyslík na zachovanie dobrého zdravotného stavu rohovky. Avšak materiály, ktoré majú veľmi vysokú priepustnosť kyslíka, sú typicky hydrofóbne a ak nie sú vystavené určitému spracovaniu, alebo nie sú povrchovo modifikované, potom pevne priľnú k oku. Teda kontaktná šošovka bude mať všeobecne základný materiál (core bulk materiál), ktorý má vysokú kyslíkovú priepustnosť, a ktorý je hydroŕóbny, a povrch ošetrený alebo potiahnutý s cieľom zvýšiť jeho hydrofilné vlastnosti. Tento hydrofilný povrch umožňuje, že sa kontaktná šošovka pohybuje relatívne voľne po povrchu oka bez toho, aby k oku nadmerne priľnula, a vyvolávala nadmernú tvorbu slzného lipidu a proteinu.

Známy spôsob modifikácie hydrofility relatívne hydrofóbneho materiálu kontaktnej šošovky spočíva v spracovaní plazmou. Techniky spracovania plazmou sú napríklad opísané v prihláškach PCT

WO 96/31793 (Nicolson a kol.), WO 99/57581 (Chabrecek a kol.) a

WO 94/06485 (Chatelier a kol.). V prihláške Chateliera a kol. sú na povrch výrobku potom, ako bol výrobok vystavený účinku plaz2 my, kovalentne naviazané fotoiniciátorové molekuly, čo poskytuje povrch s funkčnými skupinami. Takto modifikovaný povrch sa potom potiahne vrstvou polymerizovatelného makromonoméru, následne sa na povrch pôsobí teplom alebo žiarením s cieľom uskutočniť štepenú polymerizáciu makroméru, pričom vznikne hydrofilný povrch.

Spôsoby spracovania plazmou však vyžadujú veľké kapitálové investície vynaložené na zariadenie generujúce plazmu. Okrem toho spracovanie plazmou sa uskutočňuje vo vákuu, a preto je potrebné, aby bol substrát pred spracovaním plazmou v podstate suchý. Takto sa musia kontaktné šošovky, ktoré sú mokré po predchádzajúcich hydratačných alebo extrakčných postupoch, vysušiť, čo je spojené s ďalšími kapitálovými a produkčnými nákladmi. V dôsledku uvedených nevyhnutných podmienok na spracovanie plazmou je začlenenie uvedeného spracovania plazmou do automatizovaného výrobného procesu extrémne obtiažne.

Tiež boli vyvinuté ďalšie spôsoby permanentnej zmeny povrchových vlastnosti polymérnych biomateriálov, ako sú napríklad kontaktné šošovky. Niektoré z týchto techník zahŕňajú Langmuir-Blodgettovú depozíciu, odstredivé liatie, chemisorpciu a nanášanie v plynnej fáze. Príklady Langmuir-Blodgettových vrstvových systémov sú opísané v patentoch US 4 941 997, US 4 973 429 a US 5 068 318. Rovnako ako spracovanie plazmou nie sú tieto techniky nákladovo efektívnymi postupmi, ktoré by sa mohli začleniť do automatizovaného výrobného postupu na výrobu produktov, akými sú napríklad kontaktné šošovky.

Nedávno vyvinutou technikou na potiahnutie substrátov je polymérny absorpčný proces vrstva-po-vrstve (layer-by-layer, „LbL), ktorá je opísaná napríklad v prihláške WO 99/35520 (Winterton a kol.), ktorá sa týka absorpcie polyiónových zlúčenín na „inertné materiály.

Podstata vynálezu

Niektoré z nedostatkov doterajšieho stavu techniky sú eliminované vynálezom, ktorého podstatou je spôsob modifikácie povrchu substrátov, akými sú napríklad kontaktné šošovky a ďalšie biomedicínske produkty, aspoň čiastočným potiahnutím povrchov takých substrátov reaktívnou spojovacou i^; vrstvou. Uvedená reaktívna polymérna.spojovacia vrstva, ktorá sa všeobecne uloží na povrch substrátu ako polyelektrolytická vrstva, poskytuje reaktívne miesta na pripojenie napríklad ďalšieho hydrofilného polymérneho poťahu. Povedané inými slovami, uvedená polymérna spojovacia vrstva vytvorí aktívne zvyšky na povrchu substrátu funcionalizáciou povrchu polyaniónom alebo/a polykatiónom. Na týchto aktívnych zvyškoch sa môžu potom uskutočňovať dodatočné chemické reakcie, napríklad kondenzačné reakcie a polymerizačné reakcie iniciované volnými radikálmi, a to reakcie uvedených zvyškov s rôznymi činidlami.

S cielom pripojiť reaktívne zvyšky polymérnej spojovacej vrstvy k povrchu substrátu sa môžu použiť rôzne metódy. Jednou z týchto metód na vytvorenie reaktívnych miest je potiahnutie vrstva-po-vrstve (layer-by-layer) , ktorá využíva najskôr nanesenie polyaniónovej vrstvy máčaním, nastriekaním alebo inou aplikačnou technikou a potom nanesenie polykatiónovej vrstvy. Touto postupnou aplikačnou metódou sa môžu naniesť aj dodatočné polyelektrolytické vrstvy. Ďalšou metódou použitelnou v rámci vynálezu je jednostupňový namáčací proces, pri ktorom sa používa dvojzložkový roztok obsahujúci ako polykatiónovú látku, tak aj polyaniónovú látku v jednom roztoku.

Medzi rôzne polyelektrolyty, ktoré sa môžu použiť v takýchto spôsoboch vytvorenia polymérnej spojovacej vrstvy, patrí kyselina polyakrylová a poly(alylaminhydrochlorid). Tak napr. poťah kyseliny polyakrylovej poskytne na povrchu karboxylové funkčné skupiny (-COOH), zatial čo poťah poly(alylaminhydrochlorid)u poskytne na povrchu amínové funkčnej skupiny. Tieto reaktívne skupiny sa môžu potom ďalej uviesť do reakcie s dodatočnými požadovanými molekulami alebo zlúčeninami, ako sú funkčné monoméry.

Vynález sa preto týka spôsobu potiahnutia povrchu materiálu, ktorého podstata spočíva v tom, že zahŕňa:

a) nanesenie spojovacej vrstvy obsahujúcej polyiónový materiál na povrch materiálu,

b) kovalentné naviazanie bifunkčnej zlúčeniny obsahujúcej etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu na spojovaciu vrstvu a

c) štepenou polymerizáciu hydrofilného monoméru na zlúčeninu obsahujúcu etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu.

V nasledujúcej časti opisu budú detailnejšie opísané uskutočnenia vynálezu, ktorých niekoľko príkladov je zaradených v príkladovej časti. Tieto príklady majú len ilustračný charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu. Odborníkom v danom odbore bude jasné, že v rámci vynálezu sa budú môcť uskutočniť rôzne modifikácie a zmeny, bez toho, aby takto modifikované uskutočnenia vybočovali z rámca vynálezu. Tak napríklad znaky ilustrované alebo opísané ako súčasť jedného uskutočnenia sa môžu použiť tiež v inom uskutočnení s cieľom poskytnúť ešte ďalšie uskutočnenie. Takto je zrejmé, že vynález kryje' také modifikácie a obmeny, ktoré spadajú do rozsahu pripojených nárokov, ako aj ich ekvivalenty. Ďalšie ciele, znaky a aspekty vynálezu sú opísané v nasledujúcom detailnom opise vynálezu, alebo sú z tohto opisu zrejmé. Odborník v danom odbore musí chápať nasledujúcu diskusiu len ako opis príkladných uskutočnení vynálezu, ktorý nemá obmedzovať vlastný širší rozsah vynálezu.

Vynález je všeobecne zameraný na modifikáciu povrchu substrátu použitím spôsobu potiahnutia povrchu rôznymi polyiónovými funkčnými skupinami. Polykatiónové alebo/a polyaniónové funkčné skupiny poskytujú reaktívne miesta, na ktoré sa môžu naviazať rôzne ďalšie chemické látky tradičnými alebo netradičnými chemickými reakciami alebo väzbovými mechanizmami.

V rámci vynálezu je poskytnutý spôsob potiahnutia, ktorý sa môže použiť na nanesenie polyiónových materiálov na substrát na vytvorenie polymérnych spojovacích vrstiev, na ktorých sú funkčné skupiny, takže k týmto skupinám sa môžu pripojiť dodatočné účinné činidlá. V rámci jedného uskutočnenia umožňuje napríklad spôsob podlá vynálezu nanesenie dvojzložkového polyiónového roztoku na biomateriálový substrát, akým je napríklad kontaktná šošovka.

V rámci vynálezu sa na potiahnutie substrátu použije polyiónový roztok. Všeobecne tento polyiónový roztok obsahuje aspoň jeden polykatiónový materiál a aspoň jeden polyaniónový materiál, aj keď sa môže použiť viac ako jeden z každého z pclyiónových materiálov. V rámci jedného uskutočnenia môže byť napríklad polyiónovým roztokom dvojzložkový roztok, ktorý obsahuje polykatión a polyanión.

Typicky môže polykatiónový materiál podlá vynálezu obsahovať ľubovoľný materiál, o ktorom je v danom odbore známe, že obsahuje okrem polymérneho reťazca množinu kladne nabitých skupín, pričom takýto materiál je napríklad poly(alylamínhydrochlorid). Rovnako aj polyaniónové materiály podľa vynálezu môžu typicky zahŕňať ľubovoľný materiál, o ktorom je v danom odbore známe, že obsahuje vedia polymérneho reťazca množinu záporne nabitých skupín, pričom takýmto materiálom je napríklad kyselina polyakrylová.

V rámci jedného uskutočnenia vynálezu je polykatiónový materiál kombinovaný s polyaniónovým materiálom na vytvorenie jediného máčacieho („single-dip) polyiónového roztoku. Všeobecne sa polyiónové zložky pridávajú v nestechiometrických množstvách, tak že jedna zo zložiek je prítomná v roztoku vo väčšom množstve ako druhá zložka s opačným nábojom. Molárny nábojový pomer, ako je tu definovaný, sa môže pohybovať od asi 3:1 k asi

100:1. V niektorých uskutočneniach tvorí molárny nábojový pomer

10:1 (polyanión : polykatión).

Na substrát sa môžu naniesť vrstvy polyiónovýc’n zložiek. Tak napríklad v rámci jedného uskutočnenia sa na substráte zostavia polyanión-polykatión-polyanión-alternujúce opakujúce sa vrstvy, keď sa substrát ponorí do uvedeného roztoku.

Okrem polyiónových zložiek môže polyiónový roztok obsahovať podlá vynálezu tiež rôzne ďalšie materiály. Tak napríklad tento polyiónový roztok môže obsahovať napríklad antimikróbne látky, antibakteriálne látky, látky absorbujúce žiarenie a inhibítory bunkového rastu.

V rámci ďalších uskutočnení sa môže substrát postupne ponoriť do oddelene nabitých polyiónových roztokov. V rámci týchto uskutočnení sa môže roztok polykaticnového materiálu použiť na prvý stupeň ponorenia, zatiaľ čo roztok polyaniónového materiálu sa môže použiť na druhý stupeň ponorenia substrátu (alebo naopak). Môžu sa použiť aj dodatočné polviónové materiály.

Všeobecne sa môže produkt s modifikovaným povrchom podľa vynálezu vytvoriť z rôznych materiálov. Príklady takýchto vhodných substrátových materiálov zahŕňajú kremeň, keramiku, sklo, kremičitanové materiály, silikagély, kovy, oxidy kovov, uhlíkaté materiály, ako napríklad grafit alebo sklovitý uhlík, prírodné alebo syntetické organické polyméry alebo lamináty, komponenty alebo zmesi takých materiálov, vrátane prírodných alebo syntetických organických polymérov alebo modifikovaných biopclymérov, ktoré sú velmi dobre známe. Príklady polymérov zahŕňajú polyadičné a polykondenzačné polyméry (polyuretány, epoxidové živice, polyétery, polyestery, polyamidy a polyimidy); vinylové polyméry (polyakryláty, polymetakryláty, polyakrylamidy, polymetakrylamidy), polystyrén, polyetylén a ich halogenované deriváty, polyvinylacetáty a polyakrylonitrily); elastoméry (silikóny, polybutadién a polyizoprén).

Špecifická skupina základných materiálov, z ktorých môžu byť vytvorené substráty podľa vynálezu, zahŕňa organické polyméry zvolené z množiny, ktorá obsahuje polyakryláty, polymetakryláty, poly (N, M-dimetylakrylamidy) , polymetakrylamidy, polyvinylacetáty, polysolixány, perfluórakrylpolyétery, fluórované polyakryláty alebo metakryláty a amfifilné segmentované kopolyméry, ktoré obsahujú jeden hydrofóbny segment, napríklad polysilcxánový alebo perfluóralkylpolyéterový segment alebo zmiešaný polysiloxán/perfluóralkylpolyéterový segment, a aspoň jeden hydrofilný segment, napríklad segment tvorený polyoxazolínom, poly(2-hydroxyetylmetakrylát)om, polyakrylamidom, poly(N,N-dimetylakryľ amid)om alebo kyselinou polyvinylpyrolidónpolyakrylovou alebo kyselinou polymetakrylovou, alebo kopolymérnu zmes dvoch alebo viacerých základných monomérov.

Výhodnou skupinou materiálov určených na potiahnutie sú materiály, ktoré sa obvykle používajú na výrobu biomedicínských produktov, akými sú napríklad kontaktné šošovky, najmä kontaktné šošovky na dlhodobé nosenie, ktoré nie sú samé o sebe hydrofilné. Takéto materiály sú odborníkovi v danom odbore známe a môžu napríklad zahŕňať polysiloxány, perfluóralkylpolyétery, fluórované poly(met)akryláty alebo ekvivalentné fluórované polyméry odvodené napríklad od ďalších polymerizovateľných karboxylových kyselín, polyalkyl(met)akryláty alebo ekvivalentné alkylesterové polyméry odvodené od ďalších polymerizovateľných karboxylových kyselín, alebo fluórované polyolefíny, ako napríklad fluórovaný etylén alebo propylén, napríklad tetrafluóretylén, výhodne v kombinácii so špecifickými dioxolmi, akým je naoríklad perfluór-2,2-dimetyl-l,3-dioxol. Príklady vhodných základných materiálov sú napríklad Lotrafilcon A,

Neofocon,

Pasifocon,

Telefocon,

Silafocon,

Fluorsifocon, Paflufocon, Silafocon, Elastofilcon,

Fluorofocon alebo Teflon AF, ako napríklad

Teflon AD

1600 alebo

Teflon AF

2400, ktoré sú kopolymérmi asi až 73 mol. % perfluór-2,2-dimetyl-l,3-dioxolu a asi 37 až mol. % tetrafluóretylénu alebo asi 80 až 90 mol. % perfluór-2,2-dimetyl-1,3-dioxolu a asi 20 až 10 mol. % tetrafluóretylénu.

Ďalšou výhodnou skupinou materiálov určených na potiahnutie sú amfifilné segmentované kopolyméry obsahujúce aspoň jeden hydrofóbny segment a aspoň jeden hydrofilný segment, kroré sú spojené väzbou alebo mostíkovým členom. Príkladom sú silikónové hydrogély, napríklad silikónové hydrogély opísané v prihláške PCT WO 96/31792 (Nicolson a kol.) a WO 97/49740 (Hirt a kel.)

Obzvlášť výhodná skupina základných materiálov, zahŕňa organické polyméry zvolené z množiny, ktorá obsahuje polyakryláty, polymetakryláty, polyakrylamidy poly(Ν,Ν-dimetylakrylamicy), polymetakrylamidy, polyvinylacetáty, polysiloxány, perfluóralkylpolyétery, fluórované polyakryláty alebo metakryláty a amfifilné segmentované kopolyméry, ktoré obsahujú aspoň jeden hydrofóbny segment, napriklad polvsiloxánový alebo perfluóralkylpolyéterový segment, alebo zmiešaný polysiloxán/perfluóralkylpclyérerový segment, a aspoň jeden hydrofilný segment, napríklad pclyoxazolínový segment, poly(2-hydroxyetylmetakrylát)ový segment, polyakrylamidový segment, poly(Ν,Ν-dimetylakrylamid)ový segment alebo segment tvorený kyselinou polyvinylpyrolidónpolyakrylovou alebo polymetakrylovou alebo kopolymérnu zmes dvoch alebo viacerých základných monomérov.

Materiály určené na potiahnutie môžu byť tiež materiály, ktoré prichádzajú do styku s krvou, ktoré sa konvenčné používajú na výrobu obličkových dialýzových membrán, vaku na prechovávanie krvi, kardiostimulátorových vedení alebo vaskulárnych štepov. Tak napríklad materiálom, ktorý má byť na svojom povrchu modifikovaný, môže byť polyuretán, polydimetylsiloxán, polytecrafluóretylén, polyvinylchlorid, alebo polyméry typu Dacron alebo Silastic alebo súčiastky zhotovené z týchto materiálov.

Okrem toho môže byť materiálom určeným na potiahnutie materiál na anorganickej alebo kovovej báze bez vhodných reaktívnych skupín, napr. keramické materiály, kremeň alebo kovy, ako napr. kremík alebo zlato, alebo ďalšie polymérne alebo nepolymérne substráty. Tak napríklad pre implantačné biomedicínske aplikácie sú velmi vhodné keramické materiály. Okrem toho sa v rámci biosenzorových aplikácií očakáva, že hydrofilne potiahnuté základné materiály obmedzia výskyt nešpecifických väzbových efektov v prípade, keď bude štruktúra poťahu pod presnou kontrolou. Biosenzory môžu vyžadovať špecifický uhľovodíkový poťah na substráte zo zlata, kremeňa alebo iného nepolymérneho substrátu.

Forma materiálu, ktorý je určený na potiahnutie sa môže meniť v širokých rozmedziach. Príkladmi takýchto foriem sú častice, granule, kapsule, vlákna, trubice, fólie alebo membrány, výhodne tvarované výrobky všetkých druhov, napríklad očné tvarované výrobky, napríklad intraokulárne šošovky, umelé rohovky ale najmä kontaktné šošovky.

Vhodné látky podľa vynálezu, ktoré sa môžu použiť na vytvorenie polymérnej spojovacej vrstvy, zahŕňajú rôzne polyiónové materiály. Jedna takáto vhodná vrstva sa môže vytvoriť z prvého a druhého iónového polyméru, ktoré majú opačné náboje, pričom „prvý iónový polymér označuje polymér, ktorý sa najprv naniesol na povrch produktu a „druhý iónový polymér” označuje polymér, ktorý sa na povrch produktu nanesie až potom, ako bol na tento povrch nanesený prvý iónový polymér. Základný materiál môže obsahovať ako spojovaciu vrstvu jednu alebo viac ako jednu takúto polymérnu vrstvu. Tak napríklad na vytvorenie spojovacej vrstvy sa môže použiť 1 až 50 vrstiev obsahujúcich rovnaké alebo rôzne iónové polyméry v každom prípade, 1 až 25 vrstiev, 1 až 20 vrstiev, 1 až 10 vrstiev, 1 až 5 vrstiev, alebo sa môže na vytvorenie spojovacej vrstvy použiť práve len jedna vrstva.

Okrem toho, môže byť potrebné len čiastočné pokrytie produktu spojovacou vrstvou, pričom produkt sa ošetrí tak, že sa na ňom vytvorí iba neúplná spojovacia vrstva. To sa môže použiť najmä v prípade, keď je potrebné povrchovo modifikovať len jednu stranu výrobku, alebo keď je potrebné dosiahnuť to, aby obidve strany produktu, napríklad kontaktné šošovky, mali dva rozdielne poťahy, a to jeden na prednej strane šošovky a druhý na strane priliehajúcej k rohovke.

Polyiónové materiály, ktoré sa môžu použiť v spojovacej vrstve podľa vynálezu, zahŕňajú polykatiónové a polyaniónové polyméry. Príklady vhodných aniónových polymérov napríklad zahŕňajú syntetický polymér, biopolymér alebo modifikovaný biopolymér, ktorý obsahuje karboxyskupinu, sulfoskupinu, sulfátoskupinu, fosŕonoskupinu alebo fosfátoskupinu alebo ich zmes prípadne ich soľ a najmä ich oftalmicky prijateľnú soľ v prípade, keď je substrátom, ktorý sa má potiahnuť, oftalmický produkt.

Príklady syntetických aniónových polymérov sú: lineárna kyselina polyakrylová (ΆΑ), rozvetvená kyselina polyakrylová, napr. Carbophil® alebo Carbopol® firmy Goodrich Corp., kyselina polymetakrylová (PMA), kyselina polyakrylová alebo kopolymér kyseliny polyakrylovej alebo polymetakrylovej, napríklad kopolymér kyseliny akrylovej alebo metakrylovej s ďalším vinylovým monomérom, ktorým je napríklad akrylamid, N,N-dimetylakrylamid, alebo N-vinylpyrolidón, kopolymér kyseliny maleínovej alebo kyseliny fumarovej, kyselina poly(styrénsulfónová), kyselina polyamidová, napríklad karboxy-ukončený polymér diaminu a dialebo polykarboxylovej kyseliny, napríklad karboxy-ukončené Starburst™ PAMAM dendriméry (Aldrich), poly(2-akrylamido-2-metylpropánsulfónová kyselina) (poly-(AMPS)), alebo alkylénpolyfosfát, alkylénpolyfosfonát, karbohydrátpolyfosfát alebo karbohydrátpolyfosfonát, napríklad kyselina teichoová.

Príklady aniónových biopolymérov alebo modifikovaných biopolymérov sú: kyselina hyalurónová, glukózaminoglykány, ako sú napr. heparin alebo chondroitínsulfát, fukoidan, kyselina polyasparágová, kyselina polyglutámová, karboxymetylcelulóza, kar11 boxymetyldextrány, algináty, pektíny, gellan, karboxylalkylchitiny, karboxymetylchitozany a sulfátované polysacharidy.

Výhodným aniónovým polymérom je lineárna lebo rozvetvená kyselina polyakrylová alebo kopolymér kyseliny polyakrylovej.

¹ ' I

Výhodnejším aniónovým polymérom je lineárna alebo rozvetvená kyselina polyakrylová. Pod pojmom rozvetvená kyselina polyakrylová je potrebné v tomto kontexte rozumieť kyselinu polyakrylová, ktorá sa dá získať polymerizáciou kyseliny akrylovej v prítomnosti vhodného (minoritného) množstva di- alebo polyvinylovej zlúčeniny.

Vhodným katiónovým polymérom tvoriacim súčasť dvojvrstvy, je napríklad syntetický polymér, biopolymér alebo modifikovaný biopolymér, ktorý obsahuje primárnu, sekundárnu alebo terciárnu aminoskupinu alebo jej vhodnú sol, výhodne jej oftalmicky prijateľnú soľ, napríklad hydrohalogenid, ako napr. hydrochlorid, v základnom reťazci alebo ako substituenty. Vhodné sú katiónové polyméry obsahujúce primárne alebo sekundárne aminoskupiny alebo ich soli.

Príklady syntetických katiónových polymérov sú:

i) homo- alebo kopolymér polyalylamínu (PAH), prípadne obsahujúci modifikátorové jednotky;

ii) polyetylénimín (PEI) iii) homo- alebo kopolymér polyvinylamínu, prípadne obsahujúci modifikátorové jednotky iv) poly(vinylbenzyl-tri-Ci-C₄-alkylamóniová soľ, napríklad poly (vinylbenzyltrimetylamóniumchlorid);

v) polymér alifatického alebo aralifatického dihalogenidu a alifatického N,N,N',N'-tetra-Ci-C₄-alkylalkyléndiamínu, napr. polymér a) propylén-1,3-dichloridu alebo dibromidu, alebo p-xylén12 dichloridu alebo dibromidu a b) N,N,N',N'-tetrametyl-1,4-te- trametyl-1,4-tetrametyléndiamínu;

vi) homo- alebo kopolymér poly(vinylpyridín)u alebo poly(vinyl- pyridíniovej soli); . >

vii) poly (N,N-dialyl-N_/N-di-Ci-C4-alkylamóniumhalogenid) , ktorý obsahuje jednotky všeobecného vzorca,

v ktorom R² a R² nezávisle od seba znamenajú Ci-Cq-alkvlovú skupinu, najmä metylovú skupinu, a An' znamená halogenidový anión, akým je napríklad chloridový anión, viii) homo- alebo kopolymér kvarternizovaného di-Ci-C4-alkylaminoetylakrylátu alebo metakrylátu, napríklad poly(2-hydroxy-3-metakryloylpropyltri-Ci~C2-alkyl amóniová sol) ako homopolymér, ako napríklad poly(2-hydroxy-3-metakryloylpropyltrimetylamóniumchlorid) alebo kvarternizovaný poly(2-dimetylaminoetylmetakrylát) alebo kvarternizovaný poly(vinylpyrolidón-ko-2-dimetylaminoetylmetakrylát) ;

ix) POLYQUAD opísaný v EP-A-456 467 alebo

x) polyaminoamid (PAMAM), napríklad lineárny PAMAM alebo dendrimér PAMAM, akým je amino-ukončený Starbust PAMAM (Aldrich).

Skôr uvedené polyméry obsahujú v každom prípade voľnú amínovú skupinu, jej vhodnú soľ, napríklad jej bíomedicínsky prijateľnú sol, alebo najmä jej oftalmicky prijateľnú soľ, ako aj ľubovoľnú kvarternizovanú formu, ak nie je vyslovene uvedené inak.

Vhodnými komonomérmi, pripadne zabudovanými do skôr uvedených polymérov podľa i), iii), vi) alebo viii) sú napríklad hydrofilné monoméry, ako napríklad akrylamid, metakrylamid, N,N-dimetylakrylamid a N-vinylpirolidón.

Vhodné modifikátorové jednotky polyalylamínu i) sú známe napríklad z WO 00/31150 a obsahujú napríklad jednotky všeobecného vzorca 1

(D v ktorom L znamená C2-Cg-alkyl, ktorý je substituovaný dvomi alebo viacerými rovnakými alebo rôznymi substituentmi zvolenými zo skupiny zahrňujúcej hydroxyskupinu, C₂-C5-alkanoyloxyskupinu a C?-C₅-alkylaminokarbonyloxyskupinu.

Výhodnými substituentmi alkylovej skupiny sú hydroxyskupina, acetyloxyskupina, propionyloxyskupina, metylamínokarbonyloxyskupina alebo etylaminokarbonyloxyskupina, najmä hydroxyskupina, acetyloxyskupina alebo propionyloxyskupina a najmä hydroxyskupiΠα .

L výhodne znamená priamu C₃-C6-alkylovú skupinu, výhodnejšie priamu Cq-Cg-alkylovú skupinu a najvýhodnejšie n-pentylovú skupinu, ktorá je v každom prípade substituovaná skôr uvedeným spôsobom. Obzvlášť výhodnou skupinou L je 1,2,3,4,5-pentahydroxy-n-pentylová skupina.

Príklady katiónových biopolymérov alebo modifikovaných biopolymérov, ktoré sa môžu použiť v spojovacej vrstve podľa vynálezu, zahŕňajú bázické peptidy, proteiny alebo glukoproteiny, napríklad poly-s-lyzín, albumín alebo kolagén, aminoalkylované polysacharidy, ako napríklad chitozan alebo aminodextrány.

Špecifické katiónové polyméry na vytvorenie polymérnej spojovacej vrstvy, ktoré sú pripojené k základnému materiálu podlá vynálezu, zahŕňajú polyalylamínový homopolymér, polyalylamín obsahujúci modifikátorové jednotky horeuvedeného všeobecného vzorca 1, polyvinylamínový homo- alebo kopolymér alebo polyetylénimír.ový homopolymér, najmä polyalylamínový alebo polyetylénimínový homopolymér, alebo poly(vinylamín-ko-akrylamid)ový kopo1ymé r.

Okrem polyiónových materiálov môže roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu alebo jej časť, obsahovať tiež prísady. V kontexte oohto vynálezu môže takáto prísada všeobecne obsahovať ľubovoľnú chemikáliu alebo materiál. Tak napríklad k roztoku tvoriacemu spojovaciu vrstvu sa môžu pridať účinné látky, akými sú napríklad antimikróbne alebo/a antibakteriálne činidlá, najmä v prípade biomedicínskych aplikácií. Niektoré z antimikróbnych polyiónových materiálov zahŕňajú polykvartérne amóniové zlúčeniny, ako napríklad zlúčeniny opísané v patente US 3 931 319 (Green a kol.) (napríklad Polyquad).

Okrem toho sa môžu napríklad pridať k roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, polyiónové materiály, používané na očné šošovky, ako napr. materiály, ktoré majú schopnosť absorbovať žiarenie. Takéto materiály môžu napríklad zahŕňať tónovacie činidlá, ktoré modifikujú viditeľnosť, farbivá modifikujúce farbu dúhovky a tónovacie činidlá absorbujúce ultrafialové žiarenie.

Ešce ďalším príkladom materiálu, ktorý sa môže pridať k roztcku tvoriacemu spojovaciu vrstvu, je polyiónový materiál, ktorý inhibuje, alebo indukuje rast buniek. Inhibítory rastu buniek môžu byť užitočné v produktoch, ktoré sú v styku s ľudským tkanivom dlhší čas, a ktoré sa majú potom odstrániť (napr. katétre alebo intraokulárne šošovky), kde je nadmerný rast buniek nežiadúci), zatiaľ čo bunkový rast indukujúce polyiónové materiály môže byť užitočné v permanentne implantovaných produktoch (napríklad umelá rohovka).

V prípade, že sa k roztoku tvoriacemu spojovaciu vrstvu pridajú prísady, potom takéto prísady majú výhodne náboj . Keď tieto prísady majú kladný alebo záporný náboj, potom tieto prísady môžu nahradiť polyiónové materiály v roztoku v rovnakom molárnom pomere. Tak napríklad polykvartérne amóniové zlúčeniny majú typicky kladný náboj. Tieto zlúčeniny môžu takto nahradiť v roztoku, podľa vynálezu, polykatiónovú zložku tak, že sa uvedená prísada aplikuje na substrátový materiál spôsobom, ktorý je podobný ako spôsob, ktorým sa aplikovala polykatiónová zložka.

Je samozrejmé, že na substrátový materiál podľa vynálezu, sa môžu aplikovať aj prísady, ktoré nemajú náboj. Tak napríklad v rámci jedného uskutočnenia sa môže na substrátový materiál najprv aplikovať polykatiónová vrstva. Potom sa môže aplikovať prísada bez náboja, ktorá je bezprostredne fixovaná polyaniónovým materiálom aplikovaným na uvedenú prísadu. V tomto uskutočnení môže polyaniónový materiál dostatočnou mierou fixovať prísadu bez náboja medzi dve alebo viac vrstiev polyiónového materiálu. Po uskutočnení tejto fixácie prísady bez náboja sa môže substrátový materiál potiahnuť ďalšími vrstvami polyiónových materiálov podľa vynálezu.

Ako je uvedené skôr, roztok tvoriaci spojovaciu vrstvu môže byť všeobecne tvorený polyiónovými materiálmi a rôznymi ďalšími chemikáliami. V rámci jedného uskutočnenia je roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, jednozložkovým systémom, ktorý obsahuje buď katiónový alebo aniónový materiál, ktorý sa použije pri nasledujúcich aplikáciách. V rámci iného uskutočnenia je roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu jedno-aplikačne dvoj zložkovým systémom, ktorý obsahuje aspoň jeden polykatiónový materiál a aspoň jeden polyaniónový materiál. V rámci ďalšieho ušku točnenia môže roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, obsahovať viac ako dve zložky polyiónových materiálov, napríklad 3, 4, 5 alebo viac zložiek.

Bez ohľadu na počet polyiónových zložiek prítomných v jednoaplikačne dvojzložkovom roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu je typicky žiadúce, aby jedna z polyiónových zložiek roztoku bola prítomná vo väčšom množstve ako druhá zložka tak, aby došlo k vytvoreniu nestechiometrického roztoku. Tak napríklad, keď sa vytvorí polyaniónovo/polykatiónový dvojzložkový roztok, môže byť jedna zo zložiek prítomná vo väčšom množstve ako zložka druhá. Ak sa vytvorí roztok z polyiónových materiálov týmto spôsobom, potom sa môže substrátový materiál potiahnuť roztokom spojovacej vrstvy v jednom máčacom stupni.

Na regulovanie množstva každej polyiónovej zložky v jednoaplikačnom dvojzložkovom roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, je možné meniť „molárny nábojový pomer. Tento molárny nábojový pomer je vo vynáleze definovaný ako pomer nabitých molekúl v roztoku na molárnej báze. Tak napríklad molárny nábojový pomer 10:1 definuje situáciu, kde na 10 molekúl polyaniónu pripadá 1 molekula polykatiónu, alebo kde na 10 molekúl polykatiónu pripadá 1 molekula polyaniónu. Tento molárny nábojový pomer sa môže stanoviť aj pri ľubovoľnom počte zložiek v roztoku, ak je v tomto roztoku prítomný aspoň jeden polykatión a aspoň jeden polyanión.

Keď je molárny nábojový pomer výrazne vysoký, môže sa štruktúra spojovacej vrstvy stať „otvorenejšia. V niektorých prípadoch môže takéto otvorenie štruktúry spojovacej vrstvy vyžadovať viac máčacích stupňov na dosiahnutie požadovanej štruktúry spojovacej vrstvy. V tomto ohľade má roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu „molárny nábojový pomer rovný asi 3:1 až asi 100:1. V rámci jedného uskutočnenia má roztok tvoriaci spojovaciu vrstvu molárny nábojový pomer asi 5:1 (polykatión:po17 lyanión) . Pri inom uskutočnení má roztok tvoriaci spojovaciu vrstvu moiárny nábojový pomer 1:5 (polykatión:polyanión) . Pri ešte ďalšom uskutočnení sa môže použiť moiárny nábojový pomer : 1 alebo 1:3.

I i

V niektorých uskutočneniach má roztok tvoriaci spojovaciu vrstvu moiárny nábojový pomer asi 10:1 (polyanión:polykatión) . Pri použití roztoku tvoriaceho spojovaciu vrstvu, ktorá obsahuje prevažne väčšie množstvo polyaniónového materiálu, sa potom môže substrátový materiál potiahnuť takým spôsobom, že vonkajšiu vrstvu tvorí polyaniónový materiál. Substráty, ktoré majú vonkajší polyaniónový materiál sú typicky kyslejšie. Predpokladá sa, že pri niektorých aplikáciách môže vonkajšia kyslá vrstva poskytnúť hydrofilnej ši substrát a umožniť lepšie zmáčanie a tesnejšie priblíženie hydrofilných poťahových činidiel k substrátu. To umožňuje rýchlejšie uskutočňovanie uvedeného spôsobu. Avšak je potrebné uviesť, že rovnako potrebná môže byť aj polykatiónová vrstva. Na rozdiel od polyaniónovej vonkajšej vrstvy, sa môže polykatiónová vonkajšia vrstva dosiahnuť použitím roztoku spojovacej vrstvy, ktorý obsahuje väčšie množstve polykatiónového materiálu.

V súlade s vynálezom je hodnota pH roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, udržiavaná na takej hodnote, aby tento roztok zostal stabilný, a to ako prípade sekvenčné máčanie, alebo prípade j ednozložkového viaczložkového roztoku na roztoku na jedno máčanie. V prípade, že sa hodnota pH roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, solí mechanizmom často nepriaznivý neprimerane mení, môže niekedy dôjsť k tvorbe spätnej titrácie. Takéto zrážanie môže mať účinok na spôsobilosť roztoku spojovacej vrs tvy potiahnuť substrátovú vrstvu požadovaným spôsobom. V závi slosti od špecifického použitia roztoku sa hodnota pH tohto roz toku udržuje na hodnote +/- 0,5 príslušnej hodnoty daného rozto ku. V niektorých uskutočneniach sa hodnota pH roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu udržuje na hodnote +/- 0,1 príslušnej hodnoty pH daného roztoku. Uvedeným udržiavaním hodnoty pH roztoku v špecifikovanom rozmedzí príslušnej hodnoty pH daného roztoku sa môže výraznou mierou zabrániť uvedenému zrážaniu.

Príslušné rozmedzie hodnoty pH roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu sa môže meniť v závislosti od špecifického zvoleného polyiónového materiálu. Na stanovenie príslušného rozmedzia hodnoty pH daného roztoku sa môže použiť ľubovoľná vhodná známa metóda. Jedna takáto metóda je opísaná v článku „Controlling Bilayer Compositión and Surface Wettabiolity of Sequentially Adsorbed Multilayers of Weak Polyelectrolytes, Dongsik Yoo, Seimel S. Shiratori a Michael R. Rubner, ktorý bol uverejnený v Macromolecules, zv.31, č.13, str. 4309-4318 (1989). Tak napr. v špecifickom uskutočnení viaczložkových roztokov, ktoré tvoria spojovaciu vrstvu, sa použije pomer kyseliny polyakrylovej k poly (alylaminhydrochlorid) u rovný 10:1 (polyanión:polykatión) . Pre tento špecifický roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, sa stanovilo príslušné rozmedzie hodnoty pH okolo 2,5.

Vytvorenie a nanesenie vrstiev tvoriacich spojovaciu vrstvu na substrátovom povrchu sa môže uskutočniť rôznymi spôsobmi. Tak napríklad substrátový materiál sa môže ponoriť do roztoku, ktorý obsahuje ako aniónový polymér alebo aniónové polyméry aj katiónový polymér alebo katiónové polyméry, alebo sa jedna alebo viac vrstiev aniónového polyméru alebo aniónových polymérov a katiónového polyméru alebo katiónových polymérov postupne nanesú na povrch substrátového materiálu, napr. máčaním, nastriekaním, potlačením, natretím, poliatím, navalkaním, odstredivým potiahnutím alebo vákuovou depozíciou z plynnej fázy, pričom výhodnou nanášacou technikou je nastriekanie ale najmä máčanie. Po nanesení jedného iónového polyméru sa môže základný (substrátový) materiál opláchnuť a vysušiť ešte predtým, ako sa nanesie ďalší iónový polymér, ktorý má opačný náboj.

Jedna špecifická máčacia metóda zahŕňa i) nanesenie vrstvy prvého iónového polyméru, napríklad katiónového alebo aniónového polyméru na základný substrátový materiál, ponorením základného substrátového materiálu do roztoku prvého iónového polyméru, ii) prípadné opláchnutie základného materiálu jeho ponorením do oplachovacieho roztoku, prípadné vysušenie základného materiálu, a iv) nanesenie vrstvy druhého iónového polyméru, ktorý má opačný náboj, ako je náboj prvého iónového polyméru, napr. aniónového alebo katiónového polyméru, na základný materiál, ponorením základného materiálu do roztoku druhého iónového polyméru.

Iná máčacia metóda obsahuje ponorenie základného materiálu do viaczložkového roztoku, ktorý obsahuje ako aniónový, tak aj katiónový polymér.

Ako v prípade jednozložkového roztoku na sekvenčné máčanie, tak aj v prípade viaczložkového roztoku na jedno namočenie, obsahujú máčacie roztoky podlá vynálezu všeobecne príslušný polymér zriedený jedným alebo viacerými rozpúšťadlami. Vhodnými rozI púšťadlami sú napríklad voda alebo vodný roztok, ktorý obsahuje s vodou miešateľné organické rozpúšťadlo, napríklad alkohol obsahujúci 1 až 4 uhlíkové atómy, ako napríklad metanol alebo etanol; výhodným rozpúšťadlom je čistá voda. Vodné roztoky katiónového alebo aniónového polyméru majú výhodne mierne kyslú hodnotu pH, napr. hodnotu pH od asi 2 do asi 5 a výhodne od asi

2,5 do asi 4,5. Koncentrácie máčacích roztokov sa môžu meniť v širokých rozmedziach v závislosti napríklad od použitého špecifického polyméru alebo od požadovanej hrúbky spojovacej vrstvy. Avšak všeobecne môže byť výhodné formulovať relatívne zriedené roztoky iónových polymérov. Najmä sa použije koncentrácia aniónového alebo katiónového polyméru od asi 0,0001 do asi 0,25% hmotn., od asi 0,0005 do asi 0,15% hmotn., od asi 0,001 do asi 0,25% hmotn., od asi 0,005 do asi 0,01% hmotn., od asi 0,01 do asi 0,05% hmotn. a najmä od asi 0,001 do asi 0,1% hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotnosť roztoku.

Vhodným roztokom na oplachovanie môže byť vodný roztok. Vodný roztok môže mať hodnotu pH asi 2 až asi 7, asi 2 až asi 5 alebo asi 2,5 až asi 4,5.

Čiastočné vysušenie alebo odstránenie oplachovacieho roztoku z povrchu substrátového materiálu medzi jednotlivými nanášaniami roztokov, sa môže uskutočniť známymi postupmi. Aj keď sa substrátový materiál môže čiastočne vysušiť len ponechaním potiahnutého materiálu určitý čas na vzduchu, čas sušenia sa môže skrátiť privádzaním mierneho prúdu vzduchu k potiahnutému materiálu. Privedené množstvo vzduchu za časovú jednotku sa môže nastaviť v závislosti od hrúbky materiálu, ktorý sa má vysušiť a od požadovanej adhézie poťahu.

Hrúbka spojovacej vrstvy sa môže nastaviť počas jej tvorby, pridaním jednej alebo niekoľkých solí, napríklad chloridu sodného k roztoku iónového polyméru. Soľ sa môže použiť v koncentrácii asi 0,1 až asi 2,0% hmotn. Keď sa zvyšuje koncentrácia uvedenej soli, nadobúda polyiónový materiál globulárnejšiu štruktúru. Avšak ak sa koncentrácia soli príliš zvýši, nedochádza k dobrému ukladaniu polyiónového materiálu na povrch substrátu, a k ukladaniu polyiónového materiálu vôbec dochádza.

Proces tvorby polymérnej spojovacej vrstvy sa môže niekoľkokrát opakovať, napríklad raz až asi päťdesiatkrát, raz až asi 24-kráť, raz až asi 14-krát, alebo sa tento proces tvorby polymérnej spojovacej vrstvy môže realizovať len raz.

Čas ponorenia na nanesenie každého poťahu a čas prípadného oplachovacieho stupňa sa môže meniť v závislosti od niekoľkých faktorov. Všeobecne čas oplachovacieho stupňa je asi 30 sekúnd až asi 30 minút, asi 1 až asi 20 minút, asi 1 až asi 6 minút. Ponorenie do roztoku polyméru sa môže uskutočňovať pri rôznych teplotách, ako napríklad pri teplote miestnosti alebo pri nižšej teplote.

Namiesto potiahnutia substrátového materiálu máčacou technikou sa môže substrát potiahnuť technikou nastriekania poťahu.

Pri tejto technike sa môžu použiť už skôr uvedené podmienky, ktoré sa týkajú rozpúšťadiel, koncentrácií, prítomností solí,

I hodnoty pH, teploty, počtu a sekvencie nanášacích stupňov, oplachovacieho a sušiaceho stupňa. Nástreková poťahovacia technika v tomto kontexte zahŕňa ľubovoľný známy proces, vrátane napr. konvenčnej techniky nanášania kvapaliny, alebo technik, ktoré využívajú energiu ultrazvuku alebo elektrostatických nástrekových techník. Okrem toho sa môže použiť aj kombinácia máčacej a nástrekovej techniky.

V tomto ohľade sa môže jedno-aplikačný dvojzložkový roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, pripraviť nasledujúcim spôsobom. Je však potrebné uviesť, že nasledujúci opis prípravy uvedeného roztoku má iba príkladný ilustračný charakter, a že roztok spojovacej vrstvy podľa vynálezu sa môže pripraviť aj inými vhodnými postupmi.

sa môže prispojovaciu vrstvu zložky polyaniónového materiálu

Dvojzložkový roztok tvoriaci praviť najprv rozpustením jednej alebo v inom rozpúšťadle v danej koncentrácii. Tak vo vode napríklad v rámci jedného uskutočnenia sa roztok kyseliny polyakrylovej (PAA), praví rozpustením

0,001 vznikol nastaví sa pH kyslej látky.

vhodné množstvo ktorý má molekulovú hmotnosť vhodného množstva materiálu roztok PAA.

Keď sa pevný asi 90 vo vode tak, aby podiel rozpustí, polyaniónového

V horeuvedenom roztoku pridaním zásaditej alebo uskutočnení sa napríklad pridá

IN kyseliny chlorovodíkovej (HC1) na nastavenie pH uvedeného roztoku na hodnotu 2,5.

Po uskutočnení prípravy polyaniónového roztoku sa mčže podobným spôsobom pripraviť polykatiónový roztok. Tak napríklad v rámci jedného uskutočnenia sa môže poly(alylamínhydrochlorid) (PAH) , ktorý má molekulovú hmotnosť asi 50 000 až asi 65 000, rozpustiť vo vode za vzniku 0,001 M roztoku. Potom sa môže nastaviť pH tohto roztoku pridaním vhodného množstva kyseliny chlorovodíkovej na hodnotu 2,5.

Horeuvedené roztoky sa môžu potom zmiešať, pričom vznikne jedno-aplikačný máčací roztok, ktorý 'tvorí spojovaciu vrstvu podlá vynálezu. V rámci jedného uskutočnenia sa môžu obidva roztoky voľne zmiešať a získa sa roztok tvoriaci spojovaciu vrstvu. Použité množstvá uvedených roztokov závisia od požadovaného molárneho nábojového pomeru. Tak napríklad v prípade, že je požadovaný molárny nábojový pomer 10:1 (polyanión:polykatión) , potom sa 1 objemový diel roztoku PAH zmieša s 10 objemovými dielmi PAA. Po zmiešaní obidvoch roztokov sa môže získaný roztok prípadne prefiltrovať.

Akonáhle bol roztok tvoriaci spojovaciu vrstvu podľa vynálezu pripravený, môže sa naniesť na substrátový materiál ľubovoľnou z horeuvedených metód.

V rámci niektorých uskutočnení podľa vynálezu sa môže použiť substrátový materiál „pre-kondicionovaný” alebo „orientovaný” predtým, ako sa ponorí do roztoku, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu. Aj keď toto pre-kondicionovanie nie je nevyhnutné, môže pre-kondicionovanie substrátového materiálu podľa predkladaného vynálezu zlepšiť rast polyiónových vrstiev v procese jediného máčania. Pre-kondicionovanie substrátového materiálu zahŕňa najmä zvýšenie drsnosti substrátového povrchu.

Drsnosť povrchu substrátu sa môže upraviť rôznymi spôsobmi. Všeobecne sa môže na substrátový materiál najskôr naniesť „podvrstva, alebo „základová vrstva” roztoku spojovacej vrstvy s cieľom dosiahnuť požadované zmeny povrchu. Tak napríklad pri jednom uskutočnení sa môže použiť jedno alebo niekoľko štandardných máčacích poťahov typu vrstva-po-vrstve vo funkcii podvrstvy pre posledný poťah podľa vynálezu. Táto podvrstva sa môže naniesť ľubovoľným známym spôsobom, akým je napríklad nastriekanie alebo máčanie. V rámci niektorých uskutočnení sa môže uvedená podvrstva vytvoriť z polyiónového materiálu, akým je napr. poly(etylénimín). Po nanesení tejto základovej vrstvy alebo podvrstvy sa môže substrát potom namočiť do posledného poťahovacieho i roztoku. Tak napríklad pri jednom uskutočnení' môže posledný poťa’novací roztok obsahovať poly(alylamínhydrochlorid) a kyselinu polyakrylovú. V ešte ďalšom uskutočnení môže roztok, ktorý tvorí spojovaciu vrstvu, obsahovať poly(alylamínhydrochlorid) a poly(styrénsulfonát) sodný.

Okrem toho, pri ďalšom uskutočnení sa môže substrátový materiál ponechať napučať v rozpúšťadlovom roztoku, ktorý obsahuje aspoň jednu polyiónovú zložku. Všeobecne sa ,môže na to v rámci vynálezu použiť ľubovoľné rozpúšťadlo, ktoré umožní, aby zložky v roztoku zostali vo vode stabilné. Príklady vhodných alkoholov môžu zahŕňať neobmedzujúcim spôsobom izopropylalkohol, hexanol a etanol. V rámci niektorých uskutočnení substrátový materiál najprv napučí v alkoholovom roztoku, ktorý obsahuje asi 20% izopropylalkoholu a asi 80% vody. Pri niektorých uskutočneniach sa môže alkoholový roztok použitý na napučanie substrátu tiež použiť ako rozpúšťadlo v polyiónovom roztoku spojovacej vrstvy na posledné jediné máčanie.

Po napučaní sa môže potom substrátový materiál odstrániť z uvedeného rozpúšťadlového roztoku a ponechať, aby sa „zmraštil (to shrink). Toto „zmraštenie spôsobí, že substrátový materiál zadrží časť prvotnej vrstvy polykatiónu alebo polyaniónu prítomného v rozpúšťadlovom roztoku alebo celú túto prvotnú vrstvu. Tento proces napučiavania/zadržiavania opísaný v rámci tohto uskutočnenia môže zlepšiť spôsobilosť roztoku tvoriaceho spojovaciu vrstvu potiahnuť substrátový materiál.

Avšak môže byť často žiaduce nanesenie spojovacej vrstvy so značnou hrúbkou, ktorá sa nemôže dostatočne naniesť pri jedinom máčaní. Tak napríklad v rámci jedného uskutočnenia podlá vynále24 zu sa spojovacia vrstva s hrúbkou 50 nm (merané mikroskopom AFM) nanesie na substrát v dvoch máčacích stupňoch. Najskôr sa na substrátový materiál máčaním nanesie vrstva s pomerom polyaniónu k polykatiónu 10:1. Potom ako druhá vrstva sa nanesie máčaním vrstva s pomerom polyaniónu k polykatiónu 1:10. V niektorých uskutočneniach sa môžu použiť viac ako dve máčania, napríklad 3 až 5 máčaní vo viaczložkových roztokoch podľa vynálezu. Napríklad keď sa poťahuje materiál kontaktnej šošovky podľa predkladaného vynálezu môžu sa použiť tri máčania.

Molekulová hmotnosť aniónových a katiónových polymérov použitých pri príprave spojovacích vrstiev sa môže meniť v širokých rozmedziach v závislosti od požadovaných charakteristík, medzi ktoré patrí napríklad adhézia na základnom materiále a hrúbka poťahu. Všeobecne, keď sa molekulová hmotnosť polyiónového materiálu zväčšuje, zväčšuje sa aj hrúbka spojovacej vrstvy. Avšak, keď sa molekulová hmotnosť zvýši príliš výrazne, môže tiež dôjsť k problémom, ktoré súvisia s manipuláciou s takýmito polymérmi. Všeobecne sa ako vhodná molekulová hmotnosť ako pre aniónový, tak aj pre katiónový polymér, ktoré tvoria spojovaciu vrstvu, ukázala stredná molekulová hmotnosť od asi 5 000 do asi 5 000 000, výhodne od asi 10 000 do asi 1 000 000, výhodnejšie od 15 000 do 500 000, najvýhodnejšie od 20 000 do 200 000 a najmä od 40 000 do 150 000.

Uskutočnením skôr uvedených postupov sa získajú substrátové materiály, ktoré obsahujú spojovaciu vrstvu jedného alebo niekoľkých polyelektrolytov absorbovaných na alebo/a heteropolárne viazaných na povrchu substrátu. V dôsledku tejto modifikácie povrchu substrátu je tento povrch opatrený funkčnými skupinami, ako sú napr. karboxyskupina, sulfónová skupina, sulfátoskupina, fosfonoskupina alebo fosfátoskupina, alebo tiež primárna, sekundárna alebo terciárna amínová skupina. Tieto funkčné skupiny sa môžu ďalej uviesť do reakcie s rôznymi činidlami s cieľom vytvoriť povrchovo modifikované substráty podľa vynálezu.

V súlade so stupňom b) tohto vynálezu sú k spojovacej vrstve kovalentne viazané bifunkčné zlúčeniny, ktoré obsahujú etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu.

Bifunkčnými zlúčeninami obsahujúcimi polymerizovatelnú dvojitú väzbu uhlík-uhlík, ktoré sa viažu na funkčné skupiny spojovacej vrstvy, sú napr. zlúčeniny nasledovných všeobecných vzorcov

R¹

I

H,C — c — C - 0 - (Alk**) - N=C=O

II o

(2a) ,

R¹

I

H,C — C — C - 0 —R²

II o

(2b) , (2c) , o

o (2d) , o o

II / \

H₂c = c — c - o - (CH₂)_W — c — ch₂ (2e) .

v ktorých

R¹ znamená atóm vodíka, alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 4 atómy uhlíka alebo atóm halogénu,

R² znamená atóm vodíka, alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 6 atómov uhlíka nesubstituovanú alebo substituovanú hydroxyskupinou, alebo fenylovú skupinu,

R³ a R³ každý znamená etylenicky nenasýtenú skupinu, ktorá obsahuje 2 až 6 atómov uhlíka alebo R³ a R³ spoločne tvoria dvoj valenčnú skupinu -C(R⁴)=C(R⁴ )-,kde R⁴ a R⁴ každý nezávisle znamená atóm vodíka, alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 4 atómy uhlíka alebo atóm halogénu, a (Alk*) znamená alkylénovú skupinu, ktorá obsahuje 1 až 6 atómov uhlíka (Alk”) znamená alkylénovú skupinu, ktorá obsahuje 2 až 12 atómov uhlíka.

Všeobecné substituenty, ktoré sa nachádzajú vo všeobecných vzorcoch 2a) až 2e) môžu mať nasledovné významy:

R¹ výhodne znamená atóm vodíka alebo alkylovú skupinu, ktorá obsahuje 1 až 4 atómy uhlíka, najmä atóm vodíka alebo metylovú skupinu,

R² výhodne znamená atóm vodíka alebo hydroxyskupinou substituovanú alkylovú skupinu, ktorá obsahuje 1 až 4 atómy uhlíka, najmä atóm vodíka alebo β-hydroxyetylovú skupinu,

R³ a R^J každý výhodne znamená vinylovú skupinu alebo 1-metylvinylovú skupinu, alebo R³ a R³ spoločne tvoria skupinu -C(R⁴)=C(R⁴ )-, kde R⁴ a R⁴ každý nezávisle znamená atóm vodíka alebo metylovú skupinu, (Alk*) výhodne znamená metylénovú skupinu, etylénovú skupinu alebo 1,1-dimetylmetylénovú skupinu, najmä skupinu -CH₂alebo skupinu -C(CH₃)₂~, a (Alk**) výhodne znamená alkylénovú skupinu, ktorá obsahuje 2 až 4 atómy uhlíka a najmä 1,2-etylénovú skupinu.

Výhodnými vinylovými monomérmi, ktoré majú reaktívnu skupinu sú 2-izokyanátoetylmetakrylát (IEM), 5,5-dimetyl-2-vinyloxazolín-4-ón, kyselina akrylová, kyselina metakrylová, anhydrid kyseliny akrylovej, anhydrid kyseliny maleínovej, 2-hydroxyetylakrylát (HEA), 2-hydroxyetylmetakrylát (HEMA), glycidylakrylát alebo glycidylmetakrylát, obzvlášť výhodne 2-izokyanatoetylmetakrylát (IEM).

Spôsob pripojenia bifunkčnej zlúčeniny všeobecných vzorcov 2a) až 2e) k spojovacej vrstve závisí od charakteru reaktívnych skupín, ktoré sú prítomné v zlúčeninách všeobecných vzorcov 2a) až 2e) , a ktoré sú prítomné na povrchu spojovacej vrstvy.

V prípade, že sa zlúčenina všeobecného vzorca 2a) má pripojiť k spojovacej vrstve, ktorá obsahuje aminoskupinu alebo hydroxyskupinu, potom sa môže reakcia uskutočniť v inertnom organickom rozpúšťadle, akým je acetonitril, prípadne halogenovaný uhľovodík, napríklad petroléter, metylcyklohexán, toluén, chloroform alebo metylénchlorid, alebo éter, napríklad etyléter, tetrahydrofurán, dioxán alebo polárnejšie rozpúšťadlo, ako je napríklad DMSO, DMA, iV-metylpyrolidón, alebo dokonca nižší alkohol alebo voda, pri teplote od 0 do 100°C, výhodne pri teplote od 0 do 50°C a obzvlášť výhodne pri teplote miestnosti, prípadne za prítomnosti katalyzátora, napríklad terciárneho aminu, akým je napr. trietylamín alebo tri-n-butylamín, 1,4-diazabicyklooktán alebo zlúčeniny cínu, ako je napr. dibutylcíndilaurát alebo cíndioktanoát. Okrem toho reakcia izokyanátoskupín a aminoskupín sa môže tiež uskutočniť vo vodnom roztoku za neprítomnosti katalyzátora. Je výhodné uskutočniť horeuvedené reakcie v inertnej atmosfére, napríklad v dusíkovej alebo argónovej atmosfére.

V prípade, že sa zlúčenina všeobecného vzorca 2a) má pripojiť na povrch spojovacej vrstvy, ktorá obsahuje aminoskupinu, potom sa môže reakcia výhodne uskutočniť pri teplote miestnosti alebo pri zvýšenej teplote, napríklad pri teplote asi 20 až

75°C, vo vode, vo vhodnom organickom rozpúšťadle alebo v ich zmesi, napríklad vo vodnom prostredí alebo v aprotickom polárnom rozpúšťadle, akým je napríklad DMF, DMSO, dioxán alebo acetonitril.

V prípade, že sa zlúčenina všeobecného vzorca 2b) má pripojiť na povrchu základného materiálu alebo na prírodný alebo syntetický polymér obsahujúci hydroxyskupiny, potom sú výhodné aprotické polárne rozpúšťadlá.

V prípade, že sa karboxyzlúčenina všeobecného vzorca 2c) má pripojiť k spojovacej vrstve obsahujúcej ¹ aminoskupiny alebo hydroxyskupiny, alebo sa hydroxyzlúčenina všeobecného vzorca 2c) má pripojiť s karboxyskupinam.i povrchu spojovacej vrstvy, potom sa môže táto reakcia uskutočniť za podmienok, ktoré sú obvyklé pre tvorbu esteru alebo amidu. Je výhodné uskutočňovať takúto esterifikačnú alebo adičnú reakciu v prítomnosti aktivačného činidla, ktorým je napríklad N-etyl-N'-(3-dimetylaminopropyl)karbodiimid (EDC), N-hydroxysukcinimid (NHS) alebo N,N'-dicyklohexylkarbodiimid (DCC).

V prípade, že k spojovacej vrstve, ktorá obsahuje aminoskupiny alebo hydroxyskupiny, má byť pripojená zlúčenina všeobecného vzorca 2d) , potom sa môže reakcia uskutočniť spôsobom, ktorý je opísaný v učebniciach organickej chémie, napríklad v aprotickom rozpúšťadle, napríklad v niektorom zo skôr uvedených aprotických rozpúšťadiel, pri teplote od teploty miestnosti do teploty asi 100°C.

V prípade, že má byť k spojovacej vrstve, ktorá obsahuje aminoskupiny alebo hydroxyskupiny, pripojená zlúčenina všeobecného vzorca 2e) , potom sa môže reakcia uskutočniť napr. pri teplote miestnosti alebo pri zvýšenej teplote, napr. pri teplote asi 20 až 100°C, v aprotickom prostredí s použitím zásaditého katalyzátora, ktorým je napríklad Al (P-Ci-Cg-alkyl) 3 alebo

Ti (O-Ci-C₆-alkyl) ₄.

Poťah získaný v stupňoch a) a b) tvorí „primárny poťah, ku ktorému sa v stupni b) pripojí „sekundárny poťah. V stupni c) sa hydrofilný monomér alebo zmeshydrofilných monomérov šcepene. polymerizuje na etylenicky nenasýtené dvojité väzby vytvorené v stupni b).

V rámci tohto vynálezu výraz „hydrofilný monomér znamená monomér, ktorý typicky ako homopolymér produkuje polymér, ktorý je rozpustný vo vode, alebo ktorý je schopný absorbovať aspoň 10% vody.

Takéto hydrofilné monoméry sa môžu naniesť na materiálový povrch a tu polymerizovať rôznymi spôsobmi. Tak napríklad sa modifikovaný základný materiál ponorí do roztoku hydrofilného monoméru alebo hydrofilných monomérov, alebo sa najskôr na povrch modifikovaného základného materiálu nanesie vrstva monoméru alebo monomérov, napr. máčaním, nastriekaním, natretím, natieraním nožom, poliatím, odstredivým potiahnutím alebo depozíciou z plynnej fázy (vacuum vapour deposition). Výhodne sa použije roztok hydrofilného monoméru alebo hydrofilných monomérov vo vhodnom rozpúšťadle, napr. vo vode alebo v zmesi polárnych rozpúšťadiel.

Vhodné hydrofilné monoméry zahŕňajú neobmedzujúcim spôsobom hydroxysubstituované Ci-C₂~alkylakryláty, kyselinu akrylovú, akrylamid, metakrylamid, N-mono- alebo N,N'-di-Ci-C₂-alkylakrylamid a metakrylamid, etoxylované akryláty a metakryláty, hydroxysubstituované Ci-C₂-alkylvinylétery, etylénsulfonát sodný, styrénsulfonát sodný, kyselinu 2-akrylamid-2-metylpropánsulfónovú, N-vinylpyrol, N-vinylsukcinimid, päť až sedemčlenné N-vinyllaktámy, 2 alebo 4-vinylpyridín, amino- (výraz „amino tiež zahŕňa kvartérne amónium) , mono-C₁-C₂-alkylamino- alebo di-Ci-C₂— alkylamino- Ci-C₂-alkylakryláty a metakryláty, alylalkohol a pod.

Výhodnými hydrofilnými monomérmi sú akrylamidy, kyselina akrylová, kyselina metakrylová, hydroxyetylmetakrylát, hydroxyetylakrylát, metakrylamid, N, N-dimetylakrylamid, alylalkohol, N-vinylpir'olidón a N, N-dimetylaminoetylakrylát.

Vhodné polymerizačné iniciátory sú známe a zahŕňajú napr. peroxysulfáty, peroxidy, hydroperoxidy, azo-bis(alkyl- alebo cykloalkylnitrily) , peroxykarbonáty alebo ich zmesi. Výhodne sa používajú peroxysulfáty.

Po polymerizácii sa môžu odstrániť všetky nekovalentne viazané zložky, napr. nezreagovaný monomér alebo nezreagované monoméry, napríklad ošetrením vhodnými rozpúšťadlami.

Predpokladá sa, že štepy (grafts) jedného alebo niekoľkých monomérov v stupni c) tvoria takzvanú „brush štruktúru, ktorá obsahuje množinu polymérnych reťazcov, ktoré sú kovalentne viazané k spojovacej vrstve.

Ak sa v stupni c) použije hydrofilný monomér, ktorý obsahuje reaktívnu skupinu, prípadne v zmesi s ďalším monomérom, potom sa realizuje dodatočné vhodné uskutočnenie podľa vynálezu.

V tomto uskutočnení po polymerizačnom stupni c)

i) sa môžu reaktívne skupiny polymérnych reťazcov uviesť do reakcie s ďalšou zlúčeninou všeobecného vzorca 2a až 2e, ktorá obsahuje etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu, potom sa ii) štepene polymerízuje hydrofilný monomér a prípadne komonomér, ktorý má zosieťovateľnú skupinu, na etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu, a iii) a iniciuje sa zosietenie zosieťovateľných skupín v prípade, že sú tieto skupiny prítomné v stupni ii) .

Hydrofilné monoméry určené na použitie v stupni ii) sú rov31 naké, ako hydrofilné monoméry použité v stupni c) . Výhodnými monomérmi sú kyselina akrylová alebo/a amid kyseliny akrylovej .

Vhodné monoméry, ktoré majú zosieťovatelnú skupinu neobmedzujúcim spôsobom zahŕňajú difunkcionalizované aktívne , estery, akými sú napríklad etylénglykol-bis-[sulfosukcínimidylsukcinát] a bis[sulfosukcínimidyl]suberát, sulfosukcínimidyl[4-azidosalicylamido]hexanoát, difunkčné izokyanáty, diakryláty ako napr.

1,4-butándioldiakrylát alebo alfa,omega-PEG-diakrylát a diepoxidy, ako napr. etylénglykolglycidyléter.

Alternatívne sa môže zosieťovacia reakcia uskutočniť tak, že NCO-funkčné skupiny, akrylátové funkčné skupiny, epoxidové a ďalšie funkčné skupiny sú prítomné na štepenom polymére a teda zosieťovanie by takto bolo sprostredkované difunkčnými amínmi, medzi ktoré patri napr. etyléndiamín.

Štepenie hydrofilných monomérov na polymérne reťazce s „brush štruktúrou kovalentne viazané na spojovaciu vrstvu podlá stupňa c) poskytuje poťah, ktorý má napríklad takzvanú štruktúru typu kefy na umývanie fliaš (BBT, bottle brush-type structure), tvorenú viazanými „vlasatými” reťazcami. Takéto štruktúry BBT v jednom uskutočnení obsahujú dlhý hydrofilný základný reťazec, ktorý nesie relatívne husto natlačené krátke hydrofilné bočné reťazce. Polymérne poťahy uvedených štruktúr BBT do istej miery napodobňujú štruktúry zadŕžajúce veľké množstvo vody, ktoré sa vyskytujú v ľudskom tele, napríklad v chrupkových a v sliznicových tkanivách.

Biomedicínsky produkt, napr. očná šošovka, podľa vynálezu má niektoré výhody oproti biomedicínskym produktom doterajšieho stavu techniky, ktoré robia produkty podľa vynálezu zvlášť vhodnými na praktické účely, napr. vo forme kontaktných šošoviek na dlhodobé nosenie alebo vo forme intraokulárnych šošoviek. Tak napr. produkty podľa vynálezu majú vysokú povrchovú zmáčavosť, ktorá sa môže demonštrovať ich kontaktnými uhlami, ich retenciou vody a ich časom rozpadu vodného filmu alebo časom rozpadu slzného filmu (TBUT).

Hodnota TBUT hrá zvlášť dôležitú úlohu v oblasti ofta1mických produktov, akými sú' kontaktné šošovky. Pre pohodlie pri nosení kontaktných šošoviek sa ukázal byť dôležitý ľahký' pohyb očného viečka po kontaktnej šošovke; tento kĺzavý pohyb je uľahčený prítomnosťou kontinuálnej vrstvy slznej tekutiny na kontaktnej šošovke, t.j. vrstvy, ktorá masti rozhranie medzi tkanivom a šošovkou. Avšak klinické testy ukázali, že bežne dostupné kontaktné šošovky pri žmurkaní čiastočne vysušujú uvedenú vrstvu, čím sa zvyšuje trenie medzi očným viečkom a kontaktnou šošovkou. Toto zvýšené trenie má za následok bolesť očí a obmedzený pohyb kontaktnej šošovky.

V súčastnosti je možné výrazne predĺžiť čas TBUT komerčných kontaktných šošoviek, akými sú napríklad kontaktné šošovky Lotrafilcon A, nanesením poťahu podľa vynálezu. Zvýšená klzkosť poťahu podľa vynálezu uľahčuje pohyb šošovky po oku, čo je dôležité pre dlhodobé nosenie kontaktných šošoviek.

Okrem toho materiály získané spôsobom podľa vynálezu, majú ďalšie účinky, ktoré sú podstatné pre dlhodobé nosenia kontaktných šošoviek a medzi ktoré patri napr. zväčšenie hrúbky predšošovkového slzného filmu, čo výrazne prispieva k zníženiu mikróbnej adhézie a k odolnosti proti tvorbe depozitov. Vďaka extrémne mäkkému a klzkému charakteru nových povrchových poťahov, vykazujú biomedicínske produkty, akými sú najmä kontaktné šošovky potiahnuté spôsobom podľa vynálezu vyšší komfort nosenia, najmä obmedzenia pocitu suchosti, ktorý prichádza na konci dňa a možnosť dlhodobého nosenia (cez noc) . Uvedené nové povrchové poťahy okrem toho vykazujú reverzibilnú interakciu so sliznicou oka, čo opäť prispieva k pohodlnému dlhodobému noseniu.

V nasledujúcej časti opisu bude vynález bližšie objasnený pomocou konkrétnych príkladov jeho uskutočnení, pričom tieto príklady majú len ilustračný charakter a nijako neobmedzujú vlastný rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačné stanovený definíciou patentových nárokov a obsahom opisnej časti. V týchto príkladoch sú uvedené množstvá hmotnostnými množstvami a teploty sú teplotami v stupňoch Celzia, ák nie je vyslovene uvedené inak. Hodnoty času rozpadu slzného filmu sa týkajú času neinvazívneho rozpadu predšošovkového slzného filmu (PLTF-NIBUT), ktorý sa stanoví postupom zverejneným M. Guilonom a kol. v Ophtal. Physiol. Opt.9, 355-359 (1989) alebo M. Guilonom a kol. v Optomery and Vision Science 74, 273-279 (1997). Hodnoty postupových a ústupových kontaktných uhlov vody potiahnutej a nepotiahnutej šošovky sa určia dynamickou Wilhelmyho metódou použitím prístroja Kruss K-12 (Kruss GmbH, Hamburg Nemecko). Zmáčavosť na pevnom telese sa meria ponáraním pevného telesa do kvapaliny so známym povrchovým napätím alebo vynáraním telesa z kvapaliny so známym povrchovým napätím. Molekulové hmotnosti použitých polymérov („M_w) sú uvedené ako približné hodnoty.

Príklady uskutočnenia vynálezu

I

Príklad A

Funkcionalizácia vrstva-po-vrstve na vytvorenie silnej PAAm(polyakrylamid)-spojovacej vrstvy

a) Izopropanolom napučané kontaktné šošovky Lotrafilcon (polysiloxan/perfluóralkylpolyéterový kopolymér) sa ponorili do 0.13% roztoku PAA vo vode (M_w 90 000, pH 2,5 okyslenim HCI). Takto ošetrené šošovky sa potom dôkladne premyli acetonitrilom, ošetrili izokyanátoetylmetakrylátom (IEM) a potom sa opláchli vodou. Tieto šošovky sa následne uložili do 5% roztoku akrylamidu (1 g akrylamidu v 20 ml vody). Roztok a šošovky sa zahrievali na teplotu 35°C a preplachovali prúdom dusíka počas 10 minút. Pridal sa peroxosíran sodný (40 mg na 20 ml roztoku). Po 45 minútach sa šošovky premývali vo vode cez noc a poťah sa vyhodnotil.

b) Potom sa pripravila rozvetvená verzia PAAm-potiahnutej šošovky najprv polymerizáciou s roztokom obsahujúcim 0,5% kyseliny akrylovej , a 4,5% akrylamidu. Šošovky, sa potom opäť ošetrili IEM a následne polymérizovali so samotným akrylamidom.

Výsledné potiahnuté šošovky boli jednak veľmi klzké a jednak sa nefarbili farbivom Sudan black a nepriťahovali prach. Získané poťahy sa ukázali byť odolné voči odieraniu a po trení prstom a po opláchnutí mali čistý a rovnomerne zmáčavý povrch. Po dvoch 30 minútových pobytoch v autokláve si šošovky zachovalí svoje pôvodné vlastnosti.

Príklad B

Napučané v PAA/PAD máčané aktivované šošovky

I zopropanolom napučané kontaktné šošovky Lotrafilcor. (polysiloxán/perfluóralkyipolyéterový kopolymér) sa ponorili do vodného dvojzložkového roztoku PAA/PAH (0,07% PAA s M_w 90 000 a 8,5 ppm PAH s M>, 50 000 až 65 000) . Tieto šošovky sa potom opláchli vodou a extrahovali acetonitrilom. Na pripojenie akrylátových skupín k reaktívnej polymérovej vrstve sa použil IEM (2 pipetové kvapky na každú šošovku). Šošovky sa potom uložili do vodného 5% roztoku akrylamidu a polymerizovali spôsobom, ktorý je opísaný skôr v odstavci b) príkladu A.

Získaný klzký povrch bol odolný voči zafarbeniu farbivom Sudan black. Tieto charakteristiky sa nezmenili ani po dvoch 30minútových autoklávových cykloch. Tieto šošovky vydržali bez oderu aj trenie povrchu prstom.

Okrem toho sa pripravila rozvetvená verzia kopolymerizácie kyseliny akrylovej s akrylamidom (kyselina akrylová/akrylamid = 1:9), potom premytie a extrakcia acetonitrilom, nasledovaná opätovným pripojením IEM k skupinám kyseliny akrylovej. Po extrak35 cii šošoviek vodou sa uskutočnila druhá polymerizácia s akrylamidom, ktorá viedla k rozvetvenej polyakrylamidovej štruktúre.

Príklad C

Napučané v PAA/PEI máčané aktivované šošovky

Izopropanolom napučané kontaktné šošovky Lotrafilcon (polysiloxán/perfluóralkylpolyéterový kopolymér) sa ponorili do 13% roztoku PAA (M_w 90 000, pH 2,5 nastavené pridaním HC1). Po 5 minútach sa šošovky opláchli vodou a potom ponorili do 0,044% roztoku PEI (M_w 70 000, pH 3,5 nastavené pridaním HC1). Tieto šošovky sa premyli a extrahovali acetonitrilom, ošetrili izokyanátoetylmetakrylátom (IEM) a potom extrahovali vodou. Tieto šošovky sa potom ponorili do 5% vodného roztoku akrylamidu a polymerizovali spôsobom opísaným skôr v odstavci a) príkladu A. Uskutočnilo sa prepláchnutie prúdom dusíka, a pridal sa peroxosíran sodný v množstve 40 mg na 20 ml roztoku. Šošovky sa ďalej zahrievali na teplotu 35°C počas 45 minút. Po uplynutí tohto času došlo k vytvoreniu hustého roztoku a šošovky sa vybrali a premyli nadmerným množstvom vody.

Po premývaní vodou celú noc boli šošovky klzké na dotyk a odolné voči vyfarbeniu farbivom Sudan black. Po pobyte v autokláve boli šošovky stále odolné voči vyfarbeniu farbivom Sudan black a ostali klzké.

Claims (16)

1. Spôsob potiahnutia povrchu materiálu, vyznačuj úci sa t ý m, že zahŕňa tieto kroky:

a) na povrch materiálu sa nanesie spojovacia vrstva, ktorá obsahuje polyiónový materiál;

b) na spojovaciu vrstvu sa kovalentne naviaže bifunkčná zlúčenina, ktorá obsahuje etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu; a

c) na zlúčeninu, ktorá obsahuje etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu, sa štepene polymerizuje hydrofilný monomér.

2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že povrch materiálu je povrchom organického základného materiálu, najmä povrch biomedicínskeho produktu, ktorý obsahuje organický základný materiál.

3. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že spojovacia vrstva stupňa a) je tvorená jediným polygónovým materiálom.

4. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že spojovacia vrstva stupňa a) zahŕňa aspoň jednu dvojvrstvu, ktorá obsahuje polykatióncvý materiál a polyaniónový materiál .

5. Spôsob podlá niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa t ý m, že polyiónový materiál spojovacej vrstvy obsahuje jeden alebo viac polymérov vybraných z množiny, ktorá zahŕňa poly(alylaminhydrochlorid) , poly(etylénimín), poly(akrylovú kyselinu) a poly(metakrylovú kyselinu).

6. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že kovalentná väzba medzi spojovacou vrstvou a bifunkčnou zlúčeninou, ktorá obsahuje etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu, je väzbou· vytvorenou reakciou hydroxyskupiny, aminoskupiny, alkylaminoskupiny, tiolovej skupiny alebo karboxylovej skupiny spojovacej vrstvy s izokyanátoskupinou, azlaktónovou skupinou, epoxyskupinou, anhydridokarboxylovou skupinou, karboxylovou skupinou alebo hydroxyskupinou, etylenicky nenasýtenej zlúčeniny.

7. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa t ý m, že etylenicky nenasýtená zlúčenina má všeobecný vzorec

R¹

I

H,C — C — C ~ 0 - (Alk**) - N=C=O 11 (2a) I I 0 (Alk*) \\ ^z /—⁰ (2b) h₂c=A r' R¹ I 1 H,C = C — C - 0 —R² (2c) II 0 0 ý-_R. 0 (2d) V-^r3' 0 0 0 II / \ H,C = C — C - 0 — (CH,). . — C---CH_ 2 2'1-4 _H 2 (2e)

R¹ v ktorom

R¹ znamená atóm vodíka, alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 4 atómy uhlíka alebo atóm halogénu,

R² znamená atóm vodíka, alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 6 atómov uhlíka nesubstituovanú alebo substituovanú hydroxyskupinou, alebo fenylovú skupinu,

R³ a R³ každý znamená etylenicky nenasýtenú skupinu, ktorá obsahuje 2 až 6 atómov uhlíka alebo R³ a R³ spoločne tvoria dvoj valenčnú skupinu -C(R⁴)=C(R⁴ )-, kde R⁴ a R⁴ každý nezávisle znamená atóm vodíka, alkylovú skupinu obsahujúcu 1 až 4 atómy uhlíka alebo atóm halogénu, a

(Alk') znamená alkylénovú skupinu, ktorá obsahuje 1 až 6 atómov uhlíka (Alk) znamená alkylénovú skupinu, ktorá obsahuje 2 až 12 atómov uhlíka. 8. Spôsob podl a nároku 7 v y z n a č u júci sa t ý m, že v stupni b) je zlúčeninou , ktorá obsahuj e etylenicky nena .sýtenú

dvojitú väzbu, zlúčenina všeobecného vzorca 2a.

9. Spôsob podlá niektorého z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že v stupni c) je hydrofilný monomér vybratý z množiny zahŕňajúcej akrylamid, kyselinu akrylovú, kyselinu metakrylovú, hydroxyetylmetakrylát, hydroxyetylakrylát, metakrylamid, N,Z7-dimetylakrylamid, alylalkohol, N-vinylpyrolidón a N, N-dimetylaminoetylakrylát.

10. Spôsob podlá niektorého z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že v stupni c) monomér obsahuje jeden alebo viac rôznych monomérov, pričom aspoň jeden z nich obsahuje reak tívnu skupinu.

11. Spôsob podlá niektorého z nárokov 1 až 10, vyznačujúci s ,a tým, že v stupni c) monomér obsahuje reaktívnu skupinu, pričom

i) uvedené reaktívne skupiny sa uvedú do reakcie s ďalšou zlúčeninou, ktorá obsahuje etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu, ii) na uvedenú etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu sa štepene polymerizuje hydrofilný monomér a prípadne komonomér, ktorý má skupinu schopnú zosieťovania, a iii) v prípade, keď sú v stupni ii) prítomné zosieťovateľné skupiny, inicijuje sa zosieťovanie uvedených skupín.

12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že v stupni i) je ďalšou zlúčeninou, ktorá obsahuje etylenicky nenasýtenú dvojitú väzbu, zlúčenina všeobecného vzorca 2a až 2e pódia nároku 7.

13. Spôsob podlá nároku 11 alebo 12, vyznačujúci sa tým, že v stupni ii) je hydrofilný monomér zvolený z množiny, ktorá zahŕňa kyselinu akrylovú, akrylamid, N,N-dimetylakrylamid a N-vinylpyrolidón, pričom nie je prítomný žiadny komonomér, ktorý má zosieťovateľnú skupinu.

14. Potiahnutý materiál, ktorý je možné získať spôsobom podľa niektorého z nárokov 1 až 13.

15. Potiahnutý materiál podľa nároku 14, ktorým je biomedicínsky produkt.

16. Potiahnutý materiál podľa nároku 15, ktorým je oftalmický produkt.

17. Potiahnutý materiál podľa nároku 16, ktorým je kontaktná šošovka, intraokulárna šošovka alebo umelá rohovka.