Силикон-гидрогелевое соединение для мягких контактных линз и мягкие контактные линзы, изготавливаемые с применением этого соединения - RU2434899C2

Описание

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к силикон-гидрогелевым мягким контактным линзам, и более конкретно к силикон-гидрогелевой композиции для мягких контактных линз, включающей 2-гидроксиэтилметакрилат и N,O-бис(триметилсилил)акриламид в качестве силиконового мономера, а также к мягким контактным линзам, изготовленным с применением этой композиции.

Предшествующий уровень техники

Как правило, контактные линзы подразделяют на жесткие линзы, содержащие метилметакрилат (ММА) в качестве основного материала, и мягкие контактные линзы, содержащие в качестве основного материала 2-гидроксиэтилметакрилат (2-hydroxymethyl methacrylate, НЕМА), причем мягкие контактные линзы используют все больше, поскольку они обеспечивают сравнительно высокую кислородную проницаемость и содержание воды. Это возможно благодаря тому, что НЕМА содержит в составе мономера гидроксильную группу, представляющую собой типичную гидрофильную молекулярную структуру, и имеет высокое содержание воды в отличие от ММА (Refojo et al., J. appl. Poly. Sci, 9:2425 (1965)).

В то же время, гидрогель относится к перекрестно-сшитым большим молекулам, содержащим много влаги в состоянии равновесия, и применяется для множества физиологических целей, в т.ч. в качестве медицинской крупной молекулы для контактных линз (в качестве ссылки можно привести патент США №4300820).

В настоящее время гидрогель, используемый в линзах, содержит, в основном, 2-гидроксиметилметакрилат в качестве мономера, который смешан с небольшим количеством агента перекрестного сшивания, и получают его путем радикальной термической полимеризации. Линзы, произведенные из вышеописанного материала, имеют содержание воды приблизительно 40% для свойств материала, являются гидрофильными и мягкими для того, чтобы доставить конечному пользователю меньше ощущения чужеродного материала и оказывать меньшее давление на роговицу при помещении на нее линз. Тем не менее линзы имеют небольшую механическую прочность, а также обладают ограниченной проницаемостью для кислорода, составляющей приблизительно 10 Dk [10^-11 см/с] (мл O₂ мм рт.ст.)], кроме того, переносимость линз ограничена, и на них откладывается белок, если пользователь носит их длительное время (Wilson et al., Encyclo. Of Chem. Tech., 7:192 (1976), и патент США №6096138).

Как известно в данной области, переносимость линз тесно связана с содержанием воды, и предпринимались многочисленные попытки увеличить содержание воды. Некоторые попытки были коммерчески реализованы. В частности разработан улучшенный продукт, имеющий содержание воды 80% и проницаемость для кислорода 40 Dk [10^-11 см/с] (мл O₂ мм рт.ст.)], с водорастворимым мономером, таким как N-винил-2-пирролидон (NVP) и N,N-диметилакриламид (DMA). Тем не менее мягкие контактные линзы, имеющие высокое содержание воды, легче высыхают и имеют слабый материал, снижающий оптическую коррекцию. Пользователь может испытывать неудобство при ношении и удалении линз. Таким образом, контактные линзы, обладающие высоким содержанием воды, главным образом, применяют в качестве одноразовых линз суточного ношения, и они непригодны для длительного использования (Refojo. et al., Cont. & Intracular Lens Med. J., 1:36 (1975)).

Молекула с высоким содержанием метакрилового соединения, которая включает в себя силоксан или фтор и применяется для производства жестких, проницаемых для газа (RGP, rigid gas permeable) контактных линз, обеспечивает хорошую переносимость линз и хорошую проницаемость для кислорода, а также меньше воздействует на роговицу и стабильна, даже когда используют жесткий материал. Также молекула с высоким содержанием метакрилового соединения в меньшей степени приводит к побочным эффектам, таким как отек роговицы, по сравнению с традиционно используемым полиметилметакрилатом (РММА). Тем не менее молекула с высоким содержанием силоксана или фтора относится к крупным гидрофобным молекулам и не увлажняется слезами, которые контактируют с контактными линзами. Поскольку RGB-контактные линзы жесткие, а также обладают определенной формой, они могут приводить к некоторым побочным эффектам или осложнениям из-за искривления роговицы или затруднения циркуляции слез. Кроме того, RGB-контактные линзы обладают слабой растяжимостью, и их трудно производить, что приводит к их высокой стоимости, а также к легкой загрязняемости или порче при ношении.

Чтобы решить проблемы широко используемых контактных линз, стали производить мягкие контактные линзы (силикон-гидрогелевые мягкие контактные линзы), содержащие гидрогель, обладающий хорошей кислородной проницаемостью, с силиконом. Такие контактные линзы впервые поступили на рынок в 1998 году, резко повысив рыночный оборот до приблизительно 150 миллионов долларов в 2003 г. (Optician, 2005).

Силикон-гидрогель получают в виде сополимера гидрофильного мономера, такого как НЕМА, и силиконсодержащего мономера. Основные силиконовые мономеры являются сильно гидрофобными, а также сложными для поддержания прозрачности из-за разделения фаз при полимеризации с гидрофильным мономером, таким как НЕМА. Чтобы преодолеть эту проблему, необходимо разработать и применять присадку для улучшения совместимости между гидрофильным и гидрофобным мономерами. В качестве присадки используют PBVC (поли[диметилсилокси]ди[силилбутанол]бис[винилкарбамат]) и силиконовый макромер, которые дают значительную долю в затратах на разработку и которые осложняют производство линз, поскольку они обладают большой молекулярной массой и высокой вязкостью.

Как правило, силиконовая смола является гидрофобной, и ее ограниченно применяют в линзах гидрогелевого типа, поскольку она уменьшает содержание воды. Поскольку поверхность линз гидрофобна, ее необходимо обработать кислородной плазмой, чтобы она была гидрофильной при последующей обработке, чтобы была предотвращена проблема ношения линз. Это приводит к проблеме адгезии белка к поверхности линз.

Силикон-гидрогель плохо вытягивается из-за свойств материала и поэтому обладает низкой способностью к восстановлению формы контактных линз. С увеличением гидрофобности поверхности линзы благодаря силикону эпителиальная ткань роговицы и линзы становятся совместимы друг с другом, и линзы прикрепляются к роговице.

Подробное раскрытие изобретения

Задача изобретения

Соответственно, один из аспектов настоящего изобретения представляет собой улучшение проницаемости для кислорода у контактных линз путем полимеризации гидрофобного силиконового мономера с гидрофильным мономером для того, чтобы мономер стал гидрофильным.

Кроме того, еще один аспект настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить силикон-гидрогелевую композицию для мягких контактных линз, которая должным образом включает воду за счет добавления N-винил-2-пирролидона (NVP>99%: Aldrich) или N,N-диметилакриламида (DMA, Aldrich), обеспечивает хорошую оптическую прозрачность без присадки, а также не создает проблем при ношении даже без дополнительной обработки поверхности, а также мягкие контактные линзы на основе описанной композиции.

Техническое решение

Настоящее изобретение в вышеуказанных и/или других аспектах можно воплотить, предложив силикон-гидрогелевую композицию для мягких контактных линз, которая содержит 2-гидроксиэтилметакрилат и силиконовый N,O-бис(триметилсилил)акриламидный мономер, представленный следующей химической формулой 1:

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида в композиции составляет 10 масс.% и меньше.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения композиция содержит этиленгликольдиметакрилат.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида в композиции составляет 10 масс.% и меньше, а содержание этиленгликольдиметакрилата составляет 5 масс.% и меньше.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения композиция содержит дивинилбензол.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида в композиции составляет 10 масс.% и меньше, а содержание дивинилбензола составляет 4 масс.% и меньше.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения композиция содержит один из N-винил-2-пирролидона и N,N-диметилакриламида.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида составляет 5 масс.% и меньше, а содержание этиленгликольдиметакрилата составляет от 4 до 7 масс.% и меньше и содержание N-винил-2-пирролидона составляет 45 масс.% и меньше.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения композиция содержит N-винил-2-пирролидон.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида составляет 5 масс.% и меньше, содержание дивинилбензола составляет 5 масс.% и меньше, и содержание N-винил-2-пирролидона составляет 35 масс.% и меньше.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения композиция содержит N,N-диметилакриламид.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида составляет 5 масс.% и меньше, содержание этиленгликольдиметакрилата составляет 4 масс.% и меньше, а содержание N,N-диметилакриламида составляет 40 масс.% и меньше.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения композиция содержит N,N-диметилакриламид.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения содержание N,O-бис(триметилсилил)акриламида составляет 5 масс.% и меньше, содержание дивинилбензола составляет 4 масс.% и меньше, а содержание N,N-диметилакриламида составляет 30 масс.% и меньше. Вышеописанное можно осуществить, предложив мягкие контактные линзы, изготовленные на основе этой композиции.

Благоприятные эффекты

Как описано выше, силикон-гидрогелевая композиция для мягких контактных линз по настоящему изобретению обеспечивает контактные линзы, которые непосредственно прикрепляются к глазу для коррекции миопии, гиперметропии и астигматизма, а также для коррекции поля зрения. Силикон-гидрогелевые мягкие контактные линзы по настоящему изобретению обладают гидрофильностью и большим содержанием воды от 40 до 70%, высокой проницаемостью для кислорода, составляющей от 50 до 100 Dk, хорошим растяжением - от 200 до 400%, а также хорошей оптической прозрачностью, пригодны для заботы о здоровье глаз, минимизируют ощущение присутствия чужеродного материала, чувство сухости и давление на роговицу, чтобы пользователь чувствовал себя комфортно. Кроме того, у таких контактных линз снижены уровни отека роговицы или других заболеваний.

Кроме того, силикон-гидрогелевые контактные линзы по настоящему изобретению обеспечивают и преимущества как проницаемых для кислорода жестких линз (RGP-линз), так и мягких контактных линз, которым свойственна хорошая переносимость, их можно носить от двух недель до месяца, а также они решают проблему существующих линз, которые снимают и надевают каждый день.

Дополнительные аспекты и преимущества основной идеи изобретения изложены далее в описании изобретения и, частично, очевидны из описания изобретения или же их можно узнать при реализации основной идеи изобретения на практике.

Лучший способ осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к сополимеру, который получают путем смешивания 2-гидроксиэтилметакрилата (BISOMER НЕМА ULTRA, полученного от Cognis), гидрофильного мономера в качестве основного материала, N,O-бис(триметилсилил)акриламида (синтез произведен авторами) в качестве силиконового мономера для улучшения проницаемости для кислорода, N-винил-2-пирролидона (NVP>99%, получен от Aldrich) или водорастворимого мономера N,N-диметилакриламида (DMA, получен от Aldrich) для увеличения гидрофильности, а также этиленгликольдиметакрилата (EGDMA>98%, получен от Aldrich) или дивинилбензола (DVB>80%, получен от Aldrich) в качестве агента перекрестного сшивания в небольших количествах, после чего осуществляют термическую полимеризацию 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексана как инициатора образования радикалов. Сополимер представляет собой длинную молекулярную структуру, в которой много небольших единиц, называемых мономерами, соединены друг с другом, которая содержит химическую связь этих мономеров (трехмерная структура).

Поверхность контактных линз не обработана, поскольку уровень содержания воды в линзах составлял от 40 до 70% и они очень гидрофильны. В данном случае присадку не применяли. Контактные линзы не являются слабыми, и, таким образом, их можно носить в течение двух недель, несмотря на высокое содержание воды.

Кислородная проницаемость является высокой 50-100 Dk ([10^-11 см/с] (мл O₂ мм рт.ст.)], и линзы не дают побочных эффектов, что обеспечивает ощущение комфорта и не вызывает проблем при длительном ношении в соответствии со множеством клинических тестов.

Слабость силикон-гидрогелевых контактных линз улучшили и получили следующий результат.

Растяжение составило от 200 до 400%, модуль упругости составил от 50 до 65 г/мм², предел прочности составил от 80 до 110 г/мм², а жесткость составила от 120 до 145 г/мм², что является хорошими показателями для контактных линз.

Раскрытие изобретения

Далее подробно описаны воплощения основной идеи настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на графических материалах, где одни и те же числа в качестве ссылок относятся к одним и тем же элементам.

Пример воплощения 1

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида и 2-гидроксиэтилметакрилата

Готовя смесь, количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида увеличивали от 10 г до 90 г, добавляя по 10 г, а количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшали с 90 г до 10 г путем уменьшения каждый раз на 10 г. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан брали в количестве от 0,1 г до 1 г и растворяли для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате смесь полимеризовалась при применении инициатора в количестве 0,2 г (0,2 масс.%) и более, независимо от количества, однако инициатор не влиял на прозрачность (совместимость). Смесь вулканизировали с помощью N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 10 г (10 масс.%) и более, но она имела более низкую совместимость и приобретала непрозрачный молочный цвет. Чем большее количестве N,O-бис(триметилсилил)акриламида использовали, тем меньше была вулканизация. Таким образом, полимер получали мягким.

Предпочтительно для полимеризации брали 0,2 г (0,2 масс.%) инициатора. Поскольку N,O-бис(триметилсилил)акриламид обладает высокой степенью перекрестного сшивания, смесь вулканизировали без сшивающего агента. Совместимость (прозрачность) была хорошей при использовании 2-гидроксиэтилметакрилата и N,O-бис(триметилсилил)акриламидного мономера в количестве 10 г (10 масс.%).

Пример воплощения 2

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида и N-винил-2-пирролидона

Количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида увеличивали от 10 г до 90 г, добавляя по 10 г, а количество N-винил-2-пирролидона уменьшали от 90 г до 10 г, уменьшая каждый раз на 10 г, и готовили смесь. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве от 0,1 г до 1 г растворяли, чтобы проводить полимеризацию смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате смесь не вулканизировали, независимо от количества инициатора. Чем больше N,O-бис(триметилсилил)акриламида добавляли, тем меньше проявлялась вулканизация. Таким образом, смесь не была вулканизированной даже после полимеризации, и она получалась липкой как клей.

При проведении этой полимеризации, хотя полимеризовали N,O-бис(триметилсилил)акриламид и водорастворимый мономер N-винил-2-пирролидон, полимер не был вулканизированным. Таким образом, смесь была не пригодна для изготовления линз и требовала для вулканизации использования агента перекрестного сшивания.

Пример воплощения 3

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата и этиленгликольдиметакрилата

Количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида увеличивали от 10 г до 90 г, добавляя по 5 г, а количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшали от 90 г до 10 г путем уменьшения каждый раз на 5 г, для приготовления смеси, которую дополняли агентом перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилатом в количестве от 0,1 г до 1 г. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилпероксил)гексан в количестве 0,2 г растворяли для полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате с увеличением количества этиленгликольдиметакрилата прозрачность (совместимость) и вулканизируемость улучшались, но растяжимость ухудшалась. Для использования в линзах был получен полимер, в котором количество этиленгликольдиметакрилата составляло 0,5 г (0,5 масс.% и меньше). Полимер вулканизировали с помощью N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 20 масс.% и меньше и полимер становился прозрачным, но абсорбция воды не была хорошей после гидратации с использованием N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве от 10 масс.% до 20 масс.% и меньше. Полимер вулканизировался при 20 масс.% и выше, но становился мутным и легко ломался после гидратации.

При осуществлении этой полимеризации применение агента перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилата улучшало степень перекрестного сшивания и прозрачности (совместимости), а также повышало вулканизацию полимера и растяжимость. Можно знать, что этиленгликольдиметакрилат в количестве 0,5 масс.% является подходящим для изготовления линз.

Если в полимеризации учавствует количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида 10 масс.% и меньше, количество 2-гидроксиэтилметакрилата 90 масс.% и больше, и количество агента перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилата 0,5 масс.% и меньше, то улучшается совместимость, а также полимер вулканизируется прозрачным и обладает хорошей гидратацией, что до определенной степени подходит для гибких линз.

Пример воплощения 4

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата и дивинилбензола

Количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида увеличивали с 10 г до 90 г, увеличивая по 5 г, а количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшали от 90 г до 5 г путем уменьшения каждый раз на 5 г, чтобы получить смесь, дополненную агентом перекрестного сшивания дивинилбензолом в количестве от 0,1 г до 1 г. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 г растворяли для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате с увеличением количества дивинилбензола прозрачность (совместимость) и гидратация улучшаются, но растяжимость становится хуже. Получали полимер, применимый для изготовления линз, с использованием дивинилбензола в количестве 0,4 г (0,4 масс.%) и меньше. Полимер вулканизировали с использованием N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 20 масс.% и меньше, и он становился прозрачным, но абсорбция воды не была хорошей после гидратации для от 10 масс.% до 20 масс.% и меньше. Гидратация полимера была хорошей для 10 масс.% и меньше. При 20 масс.% и больше полимер вулканизировался прозрачным, но становился мутным и легко ломался после гидратации.

При этой полимеризации применение агента перекрестного сшивания дивинилбензола улучшало степень перекрестной сшивки и прозрачность (совместимость) и увеличивало вулканизируемость полимера и прочность. Можно знать, что дивинилбензол в количестве 0,4 масс.% и меньше подходит для изготовления линз.

Если полимеризуются N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 10 масс.% и меньше, 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве 90 масс.% и больше и агент перекретсного сшивания дивинилбензол в количестве 0,4 масс.% и меньше, совместимость улучшается и, таким образом, может быть получен полимер, который удлиняется и обладает хорошей прозрачностью и абсорбцией воды.

По сравнению с примером воплощения 3 применение дивинилбензола лучше для совместимости (прозрачности) по сравнению с применением этиленгликольдиметакрилата.

Пример воплощения 5

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата, N-винил-2-пирролидона и этиленгликольдиметакрилата

Полимеризацию осуществляют путем коррекции показателя содержания воды в полимере в соответствии с примером воплощения 3 для улучшения гидрофильности и путем добавления водорастворимого мономера N-винил-2-пирролидона для контроля полимеризации между веществами.

Количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида увеличивают от 5 масс.% до 50 масс.%, добавляя по 5 масс.%, количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшают от 90 масс.% путем уменьшения каждый раз на 5 масс.%, и количество N-винил-2-пирролидона увеличивают от 5 масс.%, прибавляя по 5 масс.%, с получением смеси, в которую добавляют агент перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилат в количестве от 0,1 масс.% до 1 масс.%. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан 0,2 масс.% растворяют для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате с агентом перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилатом в количестве 1 масс.% полимер вулканизировался, когда использовали N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве от 5 масс.% до 10 масс.%, 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве 50 масс.% и меньше и N-винил-2-пирролидон в количестве 40 масс.% и больше. Тем не менее полимер легко ломался, и утрачивал способность к удлинению и легко рвался после гидратации. С агентом перекрестного сшивания в количестве от 0,4 масс.% до 0,9 масс.% полимер вулканизировался, когда использовали N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 5 масс.% и меньше, 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве от 5 масс.% до 90 масс.% и меньше и N-винил-2-пирролидон в количестве от 5 масс.% до 40 масс.% и меньше. В частности, полимер с использованием агента перекрестного сшивания в количестве от 0,4 масс.% до 0,7 масс.% обладал хорошей абсорбцией воды и удлинением после гидратации.

Если количество N-винил-2-пирролидона увеличивается, содержание воды увеличивается и совместимость между веществами улучшается, таким образом увеличивая прозрачность. Совместимость была хорошей с использованием N-винил-2-пирролидона в количестве 45 масс.% и меньше, и при этом получали прозрачный полимер. При этом содержание воды составляло от 38% до 55%. С N-винил-2-пирролидоном в количестве 45 масс.% и больше получали полимер, имеющий высокое содержание воды (55% и больше).

Эта полимеризация с применением N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 5 масс.% и меньше позволяет получить полимер, обладающий хорошей прозрачностью, удлинением и абсорбцией воды, подходящими для изготовления для линз.

Применение агента перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилата увеличивало степень перекрестного сшивания, улучшало прозрачность (совместимость) и вулканизируемость полимера для того, чтобы сделать его прочным. Удлинение линз уменьшалось после гидратации. Применение этиленгликольдиметакрилата в количестве от 0,4 масс.% до 0,7 масс.% подходит для линз.

Применение увеличенного количества N-винил-2-пирролидона улучшает совместимость между веществами и прозрачность, но увеличивается содержание воды и уменьшается удлинение и предел прочности полимера. Если используют N-винил-2-пирролидон в количестве 45 масс.% и меньше, формируется полимер, имеющий содержание воды от 38 масс.% до 55 масс.%, подходящий для линз, поскольку обладает хорошим удлинением и смачиваемостью.

Пример воплощения 6

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата, N-винил-2-пирролидона и дивинилбензола

Полимеризацию осуществляют с коррекцией содержания воды в полимере в соответствии с примером воплощения 4 для улучшения гидрофильности, добавляя водорастворимый мономер N-винил-2-пирролидон для контроля полимеризации между веществами и используя дивинилбензол для сравнения с этиленгликольдиметакрилатом в качестве агента перекрестного сшивания в соответствии с примером воплощения 5.

Количество N,O-бис(триметилсилил)акриламида увеличивают от 5 масс.% до 50 масс.%, добавляя каждый раз по 5 масс.% количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшают от 90 масс.% путем уменьшения каждый раз на 5 масс.%, и количество N-винил-2-пирролидона увеличивают от 5 масс.% путем добавления по 5 масс.% с получением смеси, в которую вводят агент перекрестного сшивания дивинилбензол в количестве от 0,1 масс.% до 1 масс.%. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% растворяют для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате с агентом перекрестного сшивания дивинилбензолом в количестве 1 масс.%, N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве от 5 масс.% до 10 масс.%, 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве от 50 масс.% до 90 масс.% и меньше и N-винил-2-пирролидон в количестве 10 масс.% и больше полимеризуются с вулканизацией с сохранением прозрачности. Тем не менее полимер легко ломался, утрачивал способность к удлинению и легче рвался после гидратации. С агентом перекрестного сшивания в количестве от 0,4 масс.% до 0,9 масс.%, N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 5 масс.% и меньше, 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве от 5 масс.% до 90 масс.% и меньше и N-винил-2-пирролидон в количестве от 5 масс.% до 40 масс.% и меньше полимеризуются с вулканизацией и сохранением прозрачности. В частности, полимеру с использованием 0,4 масс.% до 0,7 масс.% агента перекрестного сшивания свойственны хорошая абсорбция воды и удлинение после гидратации.

Увеличенное применение N-винил-2-пирролидона улучшает совместимость между веществами и прозрачность. Если используют 35 масс.% и меньше N-винил-2-пирролидона, совместимость является хорошей и полимер получается прозрачный. При этом уровень содержания воды составлял 38%-55%. Если используют N-винил-2-пирролидон 35 масс.% и больше, получают полимер, имеющий высокое содержание воды (55% и больше).

При этой полимеризации применение N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 5% и меньше приводит к получению полимера, обладающего хорошей прозрачностью, удлинением и абсорбцией воды, подходящей для линз.

Применение агента перекрестного сшивания дивинилбензола дополнительно улучшает прозрачность (совместимость), причем степень перекрестного сшивания более высокая по сравнению с этиленгликольдиметакрилатом, используемым, как описано в примере воплощения 5, и увеличивает вулканизацию полимера, делая его прочным. Удлинение линз уменьшалось после гидратации. Размер полимера меньше чем полимера, в котором используется этиленгликольдиметакрилат. Применение дивинилбензола в количестве от 0,3 масс.% до 0,5 масс.% улучшало прозрачность и удлинение полимера, что подходит для линз.

Увеличенное применение N-винил-2-пирролидона улучшало совместимость между веществами и прозрачность, но уменьшало удлинение и предел прочности полимера вследствие увеличения содержания воды. Если используют N-винил-2-пирролидон в количестве 35 масс.% и меньше, то полимер имеет содержание воды 38%-55% и обеспечивает хорошую прозрачность и удлинение, подходящее для линз.

Пример воплощения 7

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата, N,N-диметилакриламида и этиленгликольдиметакрилата

Полимеризацию проводят, корректируя содержание воды в полимере в соответствии с примером воплощения 3 для улучшения гидрофильности, добавляя еще один водорастворимый мономер - N,N-диметилакриламид - для контроля полимеризации между веществами.

Используют N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 5 масс.% и меньше в соответствии с результатом примера воплощения 5, количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшают от 90 масс.%, уменьшая каждый раз на 5 масс.%, и количество N,N-диметилакриламида увеличивают от 5 масс.% путем добавления по 5 масс.% с получением смеси, в которую вводят агент перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилат в количестве 0,4 масс.%. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% растворяют для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате N,N-диметилакриламид в количестве 40 масс.% и больше совместим с N,O-бис(триметилсилил)акриламидом в количестве 5 масс.% и вулканизируется с образованием прозрачного полимера. Уровень содержания воды составлял 55% и больше при очень высоком коэффициенте расширения. Увеличенное применение N,N-диметилакриламида повышало содержание воды и коэффициент расширения и улучшало совместимость между веществами и прозрачность.

В этой полимеризации применение N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 5% и меньше приводило к получению полимера, которому свойственны хорошая прозрачность, удлинение и абсорбция воды, подходящие для линз.

Увеличенное применение N,N-диметилакриламида улучшало совместимость между веществами и прозрачность, но запускало очень высокий коэффициент расширения вследствие увеличения содержания воды и уменьшало удлинение и предел прочности полимера. Если используются N,N-диметилакриламид в количестве 40 масс.% и больше, и 70 масс.% и меньше, полимер обеспечивает хорошие прозрачность, содержание воды и удлинение, подходящие для линз.

Пример воплощения 8

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата, N,N-диметилакриламида и дивинилбензола

Полимеризацию проводят, корректируя содержание воды в полимере в соответствии с примером воплощения 4 для улучшения гидрофильности, для контроля приемлемости полимеризации между веществами и для сравнения с агентом перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилатом, используемым в соответствии с примером воплощения 7.

N,O-бис(триметилсилил)акриламид применяют в количестве 5 масс.% и меньше в соответствии с результатом примера воплощения 5, количество 2-гидроксиэтилметакрилата уменьшают от 90 масс.% путем уменьшения по 5 масс.% и количество N,N-диметилакриламид увеличивают от 5 масс.% путем добавления каждый раз по 5 масс.% с получением смеси, в которую вводят агент перекрестного сшивания дивинилбензол в количестве 0,4 масс.%. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% растворяют для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате 30 масс.% и больше N,N-диметилакриламида совместимо с N,O-бис(триметилсилил)акриламидом в количестве 5 масс.% и вулканизируется с образованием прозрачного полимера. Содержание воды составляло 55% и больше с очень высоким коэффициентом расширения. Применение N,N-диметилакриламида в увеличенном количестве увеличивало содержание воды и коэффициент расширения и улучшало совместимость между веществами и прозрачность.

В ходе этой полимеризации применение N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 5% и меньше приводит в результате к полимеру, обладающему хорошей прозрачностью, удлинением и абсорбцией воды, подходящими для линз.

Увеличенное количество примененяемого N,N-диметилакриламида улучшало совместимость между веществами и прозрачность, но запускало очень высокий коэффициент расширения в результате увеличения содержания воды и уменьшенное удлинение и предел прочности полимера. Если используют N,N-диметилакриламид в количестве 30 масс.% и больше и 70 масс.% и меньше, то полимер обеспечивает хорошую прозрачность, содержание воды и удлинение, подходящие для линз.

По сравнению с примером воплощения 7 применение агента перекрестного сшивания дивинилбензола улучшало совместимость (прозрачность) полимера больше чем этиленгликольдиметакрилат, но уменьшало удлинение и давало меньший диаметр.

Пример воплощения 9

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата, N,N-диметилакриламида, N-винил-2-пирролидона и этиленгликольдиметакрилата

Полимеризацию проводят, корректируя содержание воды в полимере в соответствии с примером воплощения 4 для улучшения гидрофильности и для контроля пригодности полимеризации между двумя веществами N,N-диметилакриламидом и N-винил-2-пирролидоном в качестве водорастворимых мономеров.

Используют N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 5 масс.% и меньше в соответствии с результатом примера воплощения 7, 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве 60 масс.%, а N,N-диметилакриламид и N-винил-2-пирролидон меняют, как подходит, в пределах 40 масс.% с получением смеси, в которую вводят агент перекрестного сшивания этиленгликольдиметакрилат в количестве 0,4 масс.%. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% растворяют для полимеризации смесь при 110°С в течение 30 минут.

В результате, независимо от изменений в использовании N,N-диметилакриламида и N-винил-2-пирролидона, смесь обладала хорошей совместимостью и приводила к образованию прозрачного полимера после вулканизации, но меняла цвет на молочный при абсорбции воды.

При этой полимеризации смесь обладала хорошей совместимостью и образовывала прозрачный полимер при вулканизации, но меняла цвет на молочный при гидратации независимо от изменений в применении N,N-диметилакриламида и N-винил-2-пирролидона. Таким образом, полимер не может использоваться для изготовления линз и выбирается один из N,N-диметилакриламида и N-винил-2-пирролидона для использования в полимере для линз.

Пример воплощения 10

Полимеризация N,O-бис(триметилсилил)акриламида, 2-гидроксиэтилметакрилата, N-винил-2-пирролидона, N,N-диметилакриламида и дивинилбензола

Полимеризацию проводят, корректируя содержание воды в полимере в соответствии с примером воплощения 5 для контроля того, является ли подходящей полимеризация между двумя веществами: N,N-диметилакриламидом и N-винил-2-пирролидоном.

В соответствии с результатом примера воплощения 8 используют N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 5 масс.% и 2-гидроксиэтилметакрилат в количестве 63 масс.%, а N,N-диметилакриламид и N-винил-2-пирролидон подходящим образом меняют в пределах 40 масс.% с получением смеси, в которую добавляют агент перекрестного сшивания дивинилбензол в количестве 0,4 масс.%. Инициатор 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% растворяют для проведения полимеризации смеси при 110°С в течение 30 минут.

В результате, независимо от изменений в применении N,N-диметилакриламида и N-винил-2-пирролидона, смесь обладала хорошей совместимостью и давала прозрачный полимер после вулканизации, но меняла цвет на молочный при абсорбции воды.

Полимеризация в соответствии с настоящим воплощением имела тот же самый результат, что и результат примера воплощения 9. Смесь обладала хорошей совместимостью и приводила к образованию прозрачного полимера при вулканизации, но меняла цвет на молочный при гидратации, независимо от изменений в использовании N,N-диметилакриламида и N-винил-2-пирролидона. Таким образом, полимер не может применяться для изготовления линз и выбирается один из N,N-диметилакриламида и N-винил-2-пирролидона для применения в полимере для линз.

То есть полимеризация в соответствии с настоящим воплощением имела тот же результат, что и в примере воплощения 9.

Примеры воплощений 11-16 и образец для сравнения-1

На основе результатов примеров воплощений в примерах воплощений 11-16 изготавливали мягкие контактные линзы путем смешивания 2-гидроксиэтилметакрилата, N,O-бис(триметилсилил)акриламида и дивинилбензола (или этиленгликольдиметакрилата), и N-винил-2-пирролидона или N,N-диметилакриламида. В соответствии с образцом для сравнения-1 контактные линзы изготавливали, смешивая 2-гидроксиэтилметакрилат, дивинилбензол в качестве агента перекрестного сшивания и 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в качестве инициатора, чтобы сравнить свойства, такие как содержание воды, степень удлинения, предел прочности и кислородная проницаемость.

Кислородная проницаемость представляет собой поток кислорода, проходящего через единицу площади материала контактных линз в единицу толщины слоя при изменении давления на единицу. Способ измерения кислородной проницаемости следующий.

А. Максимально высушивают измеряемый образец и инструмент.

Б. Накладывают линзу на нижнюю часть инструмента и фиксируют ее при помощи O-образных колец, а затем накрывают верхним механизмом при помощи четырех шурупов, чтобы не просачивался газ.

В. Из мыльной воды создают пузыри приблизительно 10% по индикатору.

Г. Соединяют газовый контейнер с каждой линией и контролируют показания датчика давления.

Д. Продувают каждую часть измеряемым газом в течение приблизительно двух часов.

Е. Регистрируют время, когда пузырьки от индикатора начинают двигаться, а также факторы окружающей среды в этот момент, и проверяют и регистрируют состояние в заданные моменты времени.

Ж. Производят расчет по следующей формуле:

где Р, V и Т являются показателями состояния окружающей среды, в которой осуществляют эксперимент. Р' и Т' относятся к статусу STP, а V' - величина, рассчитываемая на основании статуса STP.

где l представляет собой среднюю толщину образца, «Давление» имеет значение, показываемое датчиком давления. Значение, получаемое по формуле (1), подставляется в формулу (2) для расчета проницаемости (DK).

Содержание воды рассчитывают традиционно на основе сухой массы как процентное отношение массы влаги к массе высушенного образца, а также и на основе влажной массы как процентное отношение массы содержащейся влаги к общей массе, включающей влагу. Тем не менее существует множество определений, относящихся к содержанию воды, таких как «относительное содержание воды в насыщенном состоянии» или «равновесное содержание воды по относительной влажности в окружающей среде». В последнее время в некоторых случаях также стали использовать объемное содержание воды, представляющее собой отношение объема содержащейся в образце влаги к общему объему образца.

Содержание влаги в контактных линзах измеряют на основе влажной массы.

Способ изменения следующий.

А. Осуществляют гидратацию линз в достаточной степени (в течение приблизительно 24 часов и более).

Б. Удаляют воду из линз при помощи замши и измеряют массу (M₁).

В. Сушат линзы в печи в течение по меньшей мере 20 минут и больше (момент времени, когда масса больше не меняется).

Г. Измеряют массу высушенных линз (M₂).

Д. Измеряют массу, по меньшей мере, десяти образцов линз согласно (А)-(Г) и определяют среднее значение как содержание воды. Формула следующая:

Пример воплощения 11. Изготовление контактных линз 1

2-Гидроксиэтилметакрилат, N,O-бис(триметилсилил)акриламид, N-винил-2-пирролидон и дивинилбензол (или этиленгликольдиметакрилат)

В смесь 2-гидроксиэтилметакрилата в количестве 64,3 масс.% и больше, N-винил-2-пирролидона в количестве 30 масс.% и меньше, N,О-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 5 масс.% и меньше и дивинилбензола в количестве 0,5 масс.% и больше (или этиленгликольдиметакрилата в количестве 0,6 масс.% и больше) в качестве агента перекрестного сшивания добавляют разбавленный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% и больше в качестве инициатора. Смесь затем вводят в форму, изготовленную из полипропилена (заливочная форма), и проводят полимеризацию при 110°С в течение 30 минут для того, чтобы произошла вулканизация. Затем линзы отделяют от формы для проверки совместимости (прозрачности). Линзы были прозрачными, и после гидратирования измеряли содержание воды и статус.

Пример воплощения 12. Изготовление контактных линз 2

2-Гидроксиэтилметакрилат, N,O-бис(триметилсилил)акриламид, N-винил-2-пирролидон и дивинилбензол (или этиленгликольдиметакрилат)

В смесь 83,5 масс.% и больше 2-гидроксиэтилметакрилата, N-винил-2-пирролидона в количестве 15 масс.% и меньше, N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 1 масс.% и меньше и дивинилбензола в количестве 0,3 масс.% и больше (или этиленгликольдиметакрилата в количестве 0,4 масс.% и больше) в качестве агента перекрестного сшивания добавляют разбавленный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% и больше в качестве инициатора. Линзы изготавливали, как описано в примере воплощения 11 для оценки свойств.

Пример воплощения 13. Изготовление контактных линз 3

2-Гидроксиэтилметакрилат, N,O-бис(триметилсилил)акриламид, N-винил-2-пирролидон и дивинилбензол (или этиленгликольдиметакрилат)

В смесь 2-гидроксиэтилметакрилата в количестве 71,4 масс.% и больше, N-винил-2-пирролидона в количестве 25 масс.% и меньше, N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 3 масс.% и меньше и дивинилбензола в количестве 0,4 масс.% и больше (или этиленгликольдиметакрилата в количестве 0,5 масс.% и больше) в качестве агента перекрестного сшивания добавляют разведенный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% и больше в качестве инициатора. Линзы изготавливали, как описано в примере воплощения 11 для оценки свойств.

Пример воплощения 14. Изготовление контактных линз 4

2-Гидроксиэтилметакрилат, N,O-бис(триметилсилил)акриламид, N-винил-2-пирролидон и дивинилбензол (или этиленгликольдиметакрилат)

В смесь 2-гидроксиэтилметакрилата 64,3 масс.% и меньше, N-винил-2-пирролидона в количестве 30 масс.% и больше, N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 5 масс.% и меньше, и дивинилбензола в количестве 0,5 масс.% и больше (или этиленгликольдиметакрилата в количестве 0,6 масс.% и больше) в качестве агента перекрестного сшивания добавляют разбавленный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% и больше в качестве инициатора. Линзы изготавливали, как описано в примере воплощения 11 для оценки свойств.

Пример воплощения 15. Изготовление контактных линз 5

2-Гидроксиэтилметакрилат, N,O-бис(триметилсилил)акриламид, N-винил-2-пирролидон и дивинилбензол (или этиленгликольдиметакрилат)

В смесь 2-гидроксиэтилметакрилата в количестве 65,4 масс.% и меньше, N-винил-2-пирролидона в количестве 30 масс.% и больше, N,O-бис(триметилсилил)акриламида в количестве 4 масс.% и меньше и дивинилбензола в количестве 0,4 масс.% и больше (или этиленгликольдиметакрилат в количестве 0,5 масс.% и больше) в качестве агента перекрестного сшивания добавляют разведенный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% и больше в качестве инициатора. Линзы изготавливали, как описано в примере воплощения 11 для оценки свойств.

Пример воплощения 16. Изготовление контактных линз 5

2-Гидроксиэтилметакрилат, N,O-бис(триметилсилил)акриламид, N,N-диметилакриламид и дивинилбензол (или этиленгликольдиметакрилат)

В смесь 2-гидроксиэтилметакрилата в количестве 66,4 масс.% и меньше, N,N-диметилакриламида в количестве 30 масс.% и больше, N,O-бис(триметилсилил)акриламид в количестве 0,3 г и дивинилбензола в количестве 0,4 масс.% и больше (или этиленгликольдиметакрилата в количестве 0,5 масс.% и больше) в качестве агента перекрестного сшивания добавляют разведенный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в количестве 0,2 масс.% и больше в качестве инициатора. Линзы изготавливали, как описано в примере воплощения 11 для оценки свойств.

Образец для сравнения 1. Изготовление контактных линз

В смесь 9 г 2-гидроксиэтилметакрилата и 1 г дивинилбензола в качестве агента перекрестного сшивания, которые обычно используют, добавляют разбавленный 2,5-диметил-2,5-ди(2-этилгексаноилперокси)гексан в качестве инициатора в количестве 0,2 г. Смесь затем вводят в форму, изготовленную из полипропилена (заливочная форма), и полимеризацию проводят при 110°С в течение 30 минут, для того чтобы осуществилась вулканизация. Затем линзы отделяют от формы для определения содержания воды. В соответствии с результатами проверки линзы имели низкое содержание воды, составляющее 38%, и кислородную проницаемость для кислорода 10-20 Dk [10^-11 (см/с) (мл O₂ мм рт.ст.)].

Свойства контактных линз, которые изготовлены с вышеуказанным содержимым в соответствии с примерами воплощения и образцом для сравнения, следующие:

Как показано в таблице 2, примеры воплощений настоящего изобретения представляют собой гидрофобные линзы и имеют высокое содержание воды 40-70% и высокую кислородную проницаемость 50-90 Dk [10^-11 (см/с) (мл О₂ мм рт.ст.)], которые сильно превосходят соответствующие показатели Образца для сравнения.

Хотя представлено и описано несколько примеров воплощений настоящего изобретения, специалисту в данной области понятно, что в этих воплощениях могут быть сделаны изменения без отступления от идеи и сущности изобретения, объем которого определяется формулой изобретения и эквивалентными решениями.

Реферат

Изобретение относится к силикон-гидрогелевой композиции для мягких контактных линз, а также к мягким контактным линзам, изготовленным с ее применением. Силикон-гидрогелевая композиция для мягких контактных линз содержит силиконовый мономер N,O-бис(триметилсилил)акриламид и 2-гидроксиэтилметакрилат, к которым добавлен водорастворимый мономер N-винил-2-пирролидон или N,N-диметилакриламид для улучшения гидрофильности, а также агент перекрестного сшивания, такой как этиленгликольдиметакрилат или дивинилбензол, для улучшения гидрофильности, большого содержания воды, высокой кислородной проницаемости, хорошего удлинения и оптической прозрачности. Технический результат - получение гидрофобных линз с высоким содержанием воды и высокой кислородной проницаемостью. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула

1. Силикон-гидрогелевая композиция для мягких контактных линз, содержащая 2-гидроксиэтилметакрилат, инициатор образования радикалов и силиконовый мономер N,O-бис(триметилсилил)акриламид, представленный следующей химической формулой 1:
[Химическая формула 1]