ES2346812T3 - Copolimeros actinicamente entrelazables para la fabricacion de lentes de contacto. - Google Patents
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Abstract
Un prepolímero actínicamente entrecruzable que se obtiene por medio de: (a) copolimerización de una mezcla polimerizable para obtener un copolímero con los primeros grupos funcionales, en donde la mezcla polimerizable incluye un primer monómero hidrofílico, al menos un entrelazador que contiene polisiloxano, un agente de transferencia de cadena que tiene un primer grupo funcional, un segundo monómero hidrofílico; y (b) la reacción de un compuesto orgánico con el producto de copolimerización para formar el prepolímero entrecruzable que tiene grupos etilénicamente insaturados, en donde el compuesto orgánico incluye un grupo etilénicamente insaturado y un segundo grupo funcional, en donde el segundo grupo funcional del compuesto orgánico reacciona con uno de los primeros grupos funcionales del producto de copolimerización, en donde el segundo monómero hidrofílico está presente en una cantidad suficiente para producir el prepolímero resultante que, después de la purificación, puede ser actínica o térmicamente entrecruzado para formar un material de hidrogel de silicona, en donde el material de hidrogel de silicona tiene una cantidad de 10% o menos de extraíbles no volátiles.
Description
Copolímeros actínicamente entrelazables para la
fabricación de lentes de contacto.
La presente invención se relaciona con nuevos
polímeros actínicamente entrelazables, con un proceso para la
preparación de los mismos y con el uso de los mismos para la
fabricación de lentes de contacto.
WO 01/71392 revela macromonómeros polimerizables
que se obtienen por medio de copolimerización de
N,N-dimetil acrilamida (DMA) y un entrelazador que
contiene dos o más dobles enlaces etilénicamente insaturados en
presencia de un agente de transferencia de cadena y nivelación del
copolímero resultante con un compuesto que proporciona un doble
enlace C-C. Los macrocomonómeros así obtenidos
pueden ser reticulados en un molde adecuado a fin de producir
molduras de hidrogel, por ejemplo lentes de contacto. De acuerdo con
el proceso anteriormente descrito se pueden obtener polímeros
valiosos con aplicabilidad en el campo de dispositivos médicos. Sin
embargo, la síntesis como se describió anteriormente algunas veces
sufre de algunos inconvenientes que afectan la calidad de los
productos resultantes. En particular, la primera etapa de
copolimerización es compleja y procede en una forma difícil de
controlar. Debido a la falta de control cinético, la
reproducibilidad de los productos resultantes es algunas veces
pobre. Por ejemplo, el contenido de agua de la moldura final puede
variar, o la cantidad de extraíbles indeseables dentro de la
moldura, por ejemplo, productos de reacción que están presentes
pero no incorporados en la matriz polimérica de la moldura y que por
lo tanto pueden filtrarse con el tiempo, es algunas veces alta.
En vista de esto, existe una demanda para
mejorar el concepto básico como el esbozado en WO 01/71392 y para
suministrar nuevos polímeros con nuevas propiedades mejoradas en una
forma más reproducible.
La presente invención, en un aspecto,
proporciona un polímero actínicamente entrecruzable de acuerdo con
la reivindicación 1.
La invención, en otro aspecto, proporciona un
proceso para la fabricación de un polímero actínicamente
entrecruzable de acuerdo con la reivindicación 14.
La invención, en aún otro aspecto, proporciona
una lente de contacto blando de acuerdo con la reivindicación
13.
Estos y otros aspectos de la invención se harán
evidentes a partir de la siguiente descripción de las modalidades
actualmente preferidas.
A menos que se defina otra cosa, todos los
términos técnicos y científicos utilizados aquí tienen el mismo
significado que comúnmente entiende alguien ordinariamente
capacitado en el estado del arte al cual pertenece esta invención.
Generalmente, la nomenclatura utilizada aquí y los procedimientos de
laboratorio son bien conocidos y empleados comúnmente en el arte.
Se utilizan métodos convencionales para estos procedimientos, tal
como aquellos suministrados en el arte y diferentes referencias
generales. Cuando se suministra un término en singular, los
inventores también contemplan el plural de ese término. La
nomenclatura utilizada aquí y los procedimientos de laboratorio
descritos más adelante son aquellos conocidos y comúnmente empleados
en el arte.
"Lente de contacto" se refiere a una
estructura que puede ser colocada en o dentro del ojo de un usuario.
Una lente de contacto puede corregir, mejorar, o alterar la visión
de un usuario, pero eso no debería ser así. Una lente de contacto
puede ser de cualquier material apropiado conocido en el arte o
desarrollado posteriormente, y puede ser una lente blanda, una
lente dura, o una lente híbrida. Una "lente de contacto de
hidrogel de silicona" se refiere a una lente de contacto que
contiene un material de hidrogel de silicona.
Un "hidrogel" o "material de hidrogel"
se refiere a un material polimérico que puede absorber al menos 10
por ciento en peso de agua cuando está completamente hidratado.
Un "hidrogel de silicona" o "material de
hidrogel de silicona" se refiere a un material polimérico que
contiene silicona que puede absorber al menos 10 por ciento en peso
de agua cuando está completamente hidratado.
"Hidrofílico", como se lo utiliza aquí,
describe un material o porción del mismo que se asociará más
fácilmente con agua que con lípidos.
Un "monómero" significa un compuesto de
bajo peso molecular que puede ser polimerizado a través de una
reacción por radicales libres. Bajo peso molecular significa
típicamente pesos moleculares promedio menores a 700 Daltons. Un
monómero tiene un grupo etilénicamente insaturado y puede ser
polimerizado actínica o térmi-
camente.
camente.
Un "macrómero" se refiere a un medio y un
compuesto de alto peso molecular que puede ser polimerizado y/o
entrecruzado a través de una reacción por radicales libres. Un peso
molecular medio y alto significa típicamente pesos moleculares
promedio superiores a 700 Daltons. Un macrómero tiene uno o más
grupos etilénicamente insaturados y puede ser polimerizado actínica
o térmicamente.
Un "polisiloxano" se refiere a una fracción
de
en la cual R_{1} y R_{2} son
independientemente un alquilo C_{1}-C_{10}
monovalente, éter C_{1}-C_{10}, fluoroalquilo
C_{1}-C_{10}, fluoroéter
C_{1}-C_{10}, o radical arilo
C_{6}-C_{18}, que puede incluir un grupo
hidroxi, un grupo amina primaria, secundaria o terciaria, un grupo
carboxi, o un ácido carboxílico; n es un entero de 4 o
superior.
Un "entrelazador que contiene polisiloxano"
se refiere a un compuesto que contiene una fracción de polisiloxano
y al menos dos grupos etilénicamente insaturados.
El término "grupo olefínicamente
insaturado" o "grupo etilénicamente insaturado" es empleado
aquí en un sentido amplio y tiene por objeto abarcar a cualquiera
de los grupos que contienen un grupo >C=C<. Los ejemplos de
grupos etilénicamente insaturados incluyen sin limitación acriloilo,
metacriloilo, alilo, vinilo, estirenilo, u otros grupos que
contienen C=C.
Como se lo utiliza aquí, "actínicamente" en
referencia al curado, entrelazamiento o polimerización de una
composición polimerizable, un prepolímero o un material significa
que el curado (por ejemplo, entrecruzado y/o polimerizado) se lleva
a cabo por medio de irradiación actínica, tal como, por ejemplo,
irradiación UV, radiación ionizada (por ejemplo, rayos gama o
irradiación de rayos X), irradiación de microondas, y similares.
Los métodos de curado térmico o de curado actínico son bien
conocidos por una persona capacitada en el arte.
El término "fluido" como se lo utiliza aquí
indica que un material es capaz de fluir como un líquido.
Un "monómero hidrofílico" se refiere a un
monómero que puede ser polimerizado para formar un polímero que
puede absorber al menos 10 por ciento en peso de agua cuando está
completamente hidratado.
Un "prepolímero" se refiere a un polímero
de partida que contiene tres o más grupos etilénicamente insaturados
y pueden ser curados (por ejemplo, reticulados) actínicamente para
obtener un polímero entrecruzado que tiene un peso molecular mucho
mayor que el polímero de partida.
Un "prepolímero que contiene silicona" se
refiere a un prepolímero que contiene silicona y grupos
etilénicamente insaturados.
El "peso molecular" de un material
polimérico (incluidos materiales monoméricos o macroméricos), como
se lo utiliza aquí, se refiere al peso molecular promedio a menos
que específicamente se diga otra cosa o a menos que las condiciones
de análisis indiquen otra cosa.
"Polímero" significa un material formado
por medio de la polimerización de uno o más monómeros.
Como se lo utiliza aquí, el término
"etilénicamente funcionalizado" en referencia a un copolímero
tiene por objeto describir que uno o más grupos etilénicamente
insaturados han sido convenientemente unidos a un copolímero a
través de los grupos funcionales terminales o colgantes del
copolímero de acuerdo a un proceso de acoplamiento.
Como se lo utiliza aquí, el término
"múltiple" se refiere a tres o más.
Un "fotoiniciador" se refiere a un
compuesto químico que inicia la reacción de
entrelazamiento/polimerización de radicales por medio del uso de
luz. Los fotoiniciadores adecuados incluyen, sin limitación, benzoin
metil éter, dietoxiacetofenona, un óxido de benzoilfosfina,
1-hidroxiciclohexil fenil cetona, tipos de
Darocure®, y tipos de Irgacure®, preferiblemente Darocure® 1173, e
Irgacure® 2959.
Un "iniciador térmico" se refiere a un
compuesto químico que inicia la reacción de
entrelazamiento/polimerización de radicales por medio del uso de
energía térmica. Los ejemplos de iniciadores térmicos adecuados
incluyen, pero no se limitan a, 2,2'-azobis
(2,4-dimetilpentanenitrilo),
2,2'-azobis (2-metilpropanonitrilo),
2,2'-azobis (2-metilbutanonitrilo),
peróxidos tales como peróxido de benzoilo, y similares.
Preferiblemente, el iniciador térmico es
2,2'-azobis (isobutironitrilo) (AIBN).
Una "limitación espacial de radiación
actínica" se refiere a un acto o proceso en el cual la radiación
de energía en la forma de rayos es dirigida, por ejemplo, por medio
de un protector o pantalla o combinaciones los mismos, para
incidir, en una forma espacialmente restringida, sobre un área que
tiene un límite periférico bien definido. Por ejemplo, se puede
lograr una limitación espacial de la radiación UV por medio del uso
de un protector o pantalla que tiene una región abierta o
transparente (región no protectora) rodeada por una región
impermeable al UV (región protegida), como se ilustra
esquemáticamente en las Figs. 1-9 de la patente
estadounidense No. 6.627.124. La región no protegida tiene un límite
periférico bien definido con la región no protegida. La energía
utilizada para la entrelazamiento es energía radiante, especialmente
radiación UV, radiación gamma, radiación electrónica, o radiación
térmica, estando preferiblemente la energía radiante en la forma de
un haz sustancialmente paralelo con el propósito, por un lado, de
lograr una buena restricción y, por el otro, un uso eficiente de la
energía.
"Tinción para hacer visible" en relación
con una lente significa la tinción (o coloración) de una lente para
permitirle al usuario ubicar fácilmente una lente en una solución
clara dentro de un contenedor para almacenamiento, desinfección o
limpieza de una lente. Se sabe en el estado del arte que se puede
utilizar un colorante y/o un pigmento para hacer visible por
tinción una lente.
"Modificación de la superficie" o
"tratamiento de la superficie", como se los utiliza aquí,
significan que un artículo ha sido tratado en un proceso para
tratamiento de una superficie (o un proceso para modificación de
una superficie) antes o después de la formación del artículo, en el
cual (1) se aplica un recubrimiento a la superficie del artículo,
(2) especies químicas son adsorbidas sobre la superficie del
artículo, (3) se altera la naturaleza química (por ejemplo, carga
electrostática) de grupos químicos sobre la superficie del
artículo, o (4) se modifican de otra forma las propiedades de la
superficie del artículo. Los ejemplos de procesos para tratamiento
de la superficie incluyen, pero no se limitan a, tratamiento de la
superficie por medio de energía (por ejemplo, un plasma, una carga
eléctrica estática, irradiación, u otra fuente de energía),
tratamientos químicos, el injerto de monómeros hidrofílicos o
macrómeros sobre la superficie de un artículo, un proceso de
recubrimiento de transferencia de molde divulgado en la patente
estadounidense No. 6.719.929, la incorporación de agentes de
humectación en la formulación de una lente para elaboración de
lentes de contacto propuesto en las patentes estadounidenses Nos.
6.367.929 y 6.822.016, recubrimiento reforzado por transferencia de
molde divulgado en la solicitud de patente estadounidense No.
60/811.949, y recubrimiento LbL. Una clase preferida de procesos
para tratamiento de una superficie son procesos de plasma, en los
cuales, se aplica un gas ionizado a la superficie de un artículo.
Los gases de plasma y las condiciones de procesamiento están
descritos más completamente en las patentes estadounidenses Nos.
4.312.575 y 4.632.844. El gas de plasma es preferiblemente una
mezcla de alcanos inferiores y nitrógeno, oxígeno o un gas
inerte.
"Recubrimiento LbL", como se lo utiliza
aquí, se refiere a un recubrimiento que no está covalentemente unido
a una lente de contacto o a la mitad de un molde y se obtiene a
través de una deposición capa por capa
(layer-by-layer, LbL) de materiales
poliiónicos (o cargados) y/o no cargados sobre la lente o la mitad
de un molde. Un recubrimiento LbL puede estar compuesto de una o
más capas.
Como se lo utiliza aquí, un "material
poliiónico" se refiere a un material polimérico que tiene una
pluralidad de grupos cargados o grupos ionizables, tales como
polielectrolitos, polímeros conductores dopados de tipo p y n. Los
materiales poliiónicos incluyen tanto materiales policatiónicos (que
tienen cargas positivas) como polianiónicos (que tienen cargas
negativas).
La formación de un recubrimiento LbL sobre una
lente de contacto o la mitad de un molde se puede lograr en una
cantidad de formas, por ejemplo, como se describe en las patentes
estadounidenses seriales Nos. 6.451.871, 6.719.929, 6.793.973,
6.811.805, 6.896.926.
Un "agente antimicrobiano", como se lo
utiliza aquí, se refiere a un compuesto químico que es capaz de
disminuir o eliminar o inhibir el crecimiento de microorganismos
tal como se conoce ese término en el arte.
"Metales antimicrobianos" son metales cuyos
iones tienen un efecto antimicrobiano y que son biocompatibles. Los
metales antimicrobianos preferidos incluyen Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Sn,
Cu, Sb, Bi y Zn, siendo Ag la más preferida.
"Nanopartículas que contienen metal
antimicrobiano" se refiere a partículas que tienen un tamaño de
menos de 1 micrómetro y que contienen al menos un metal
antimicrobiano presente en uno o más de sus estados de
oxidación.
"Nanopartículas de metal antimicrobiano" se
refiere a partículas que están elaboradas esencialmente de un metal
antimicrobiano y tienen un tamaño de menos de 1 micrómetro. El metal
antimicrobiano en las nanopartículas de metal antimicrobiano puede
estar presente en uno o más de sus estados de oxidación. Por
ejemplo, las nanopartículas que contienen plata pueden contenerla
en uno o más de sus estados de oxidación, tales como Ag^{0},
Ag^{1+}, y Ag^{2+}.
La "capacidad de transmisión de oxígeno" de
una lente, como se utiliza aquí, es la velocidad a la cual pasará
el oxígeno a través de un lente oftalmológico específico. La
capacidad de transmisión del oxígeno, Dk/t, se expresa
convencionalmente en unidades de barrers/mm, donde t es el espesor
promedio del material [en unidades de mm] sobre el área que está
siendo medida y "barrer/mm" se define como:
[(cm^{3} \ de
\ ox\text{í}geno)/(cm^{2}) \ (seg) \ (mm \ de \ Hg)] \ x \
10^{-9}
La "permeabilidad intrínseca al oxígeno",
Dk, del material de una lente no depende del espesor de la lente.
La permeabilidad intrínseca al oxígeno es la velocidad a la cual
pasará el oxígeno a través de un material. La permeabilidad al
oxígeno se expresa convencionalmente en unidades de barrers, en
donde "barrer" se define como:
[(cm^{3} \ de \ ox\text{í}geno) \
(mm)/(cm^{2}) \ (seg) \ (mm \ de \ Hg)] \ x \
10^{-10}
Estas son las unidades comúnmente utilizadas en
el arte. De este modo, con el propósito de ser consistentes con el
uso en el arte, la unidad "barrer" tendrá el significado dado
anteriormente. Por ejemplo, una lente que tiene una Dk de 90
barrers ("barrers de permeabilidad al oxígeno") y un espesor de
90 micrones (0,090 mm) tendría un Dk/t de 100 barrers/mm
(barrers/mm de capacidad de transmisión de oxígeno). De acuerdo con
la invención, una alta permeabilidad al oxígeno en referencia con un
material o una lente de contacto caracterizada por una
permeabilidad aparente al oxígeno de al menos 40 barrers o superior
medida con una muestra (película o lente) de 100 micrones de
espesor de acuerdo con un método coulométrico descrito en los
Ejemplos.
La "permeabilidad iónica" a través de un
lente se correlaciona tanto con el Coeficiente de Difusión Ionoflux
y el Coeficiente de Permeabilidad Iónica Ionoton.
El Coeficiente de Difusión Ionoflux, D, se
determina por medio de la aplicación de la ley de Fick de la
siguiente manera:
D = -n'/(A \ x
\
dc/dx)
donde
n' = velocidad de transporte de iones
[mol/min]
A = área del lente expuesto [mm^{2}]
D = Coeficiente de Difusión Ionoflux
[mm^{2}/min]
dc = diferencia de concentración [mol/L]
dx = espesor del lente [mm].
El Coeficiente de Permeabilidad Iónica Ionoton,
P, se determina luego de acuerdo a la siguiente ecuación.
In(1-2C(t)/C(0))
=
-2APt/Vd
donde
C(t) = concentración de iones sodio en el
instante t en la célula receptora
C(0) = concentración inicial de iones
sodio en la célula donante
A = área de la membrana, es decir, área del
lente expuesta a las células
V = volumen del compartimiento celular (3,0
ml)
d = espesor promedio de la lente en el área
expuesta
P = coeficiente de permeabilidad.
Se prefiere un Coeficiente de Difusión Ionoflux,
D, superior a 1,5 x 10^{-6} mm^{2}/min, mientras que superior a
2,6 x 10^{-6} mm^{2}/min es más preferido y superior a 6,4 x
10^{-6} mm^{2}/min es lo más preferido.
Se sabe que se requiere del movimiento del lente
sobre el ojo para garantizar un buen intercambio de lágrimas, y
finalmente, para garantizar buena salud de la córnea. La
permeabilidad a los iones es uno de los vaticinadores del
movimiento sobre el ojo, ya que se cree que la permeabilidad de los
iones es directamente proporcional a la permeabilidad del agua.
"Extraíbles no volátiles" se refiere a
materiales que pueden ser extraídos de un material de hidrogel con
isopropanol o metanol, preferiblemente con metanol. La cantidad de
extraíbles no volátiles en un material de hidrogel se determina de
acuerdo al procedimiento descrito en el Ejemplo 3.
Una "cantidad reducida de extraíbles no
volátiles" en referencia con un material de hidrogel de silicona
significa que la cantidad de extraíbles no volátiles en un material
de hidrogel obtenido a partir de entrelazamiento de un prepolímero
es menor que aquella de un material de control de hidrogel obtenido
a partir de la entrelazamiento de un material de control de
hidrogel. De acuerdo con la invención, el prepolímero del ensayo se
diferencia del prepolímero de control principalmente en que una
primera composición polimerizable para elaborar el prepolímero del
ensayo contiene, además de un primer monómero hidrofílico
(alquilacrilamida), un segundo monómero hidrofílico como agente de
control de la reacción, mientras que una segunda composición
polimerizable para elaborar el prepolímero de control es
sustancialmente similar a la primera composición pero sin el segundo
monómero hidrofílico.
En general, la invención está dirigida a una
clase de prepolímeros actínicamente entrelazables que contienen
silicona, que pueden ser utilizados para preparar lentes de contacto
de hidrogel de silicona, en particular de acuerdo con Lightstream
Technology^{TM} (CIBA Vision). Esta clase de prepolímeros se
preparan por medio de un proceso en dos etapas: (1)
copolimerización, a través de un mecanismo de polimerización por
radicales libres, una composición en presencia de un agente de
transferencia de cadena con un grupo funcional para obtener un
copolímero con los grupos funcionales; y (2) unir en forma covalente
grupos etilénicamente insaturados con los grupos funcionales del
copolímero obtenido en la etapa 1. Sorprendentemente, se ha
encontrado ahora que la reacción de polimerización de un monómero
hidrofílico tal como alquilacrilamida en presencia de un
entrelazador que contiene polisiloxano y un agente de transferencia
de cadena corre mucho más suavemente y en forma más controlable si
un segundo monómero hidrofílico está presente como moderador para
controlar la reacción de polimerización, como se muestra por el
hecho de que existe menos cantidad de extraíbles no volátiles en
lentes de contacto elaborados por medio de entrelazamiento del
prepolímero resultante.
Aunque los inventores no desean estar atados a
ninguna teoría particular, se cree que el grado de incorporación
del agente de transferencia de cadena en el copolímero en la etapa 1
del proceso para elaboración de un polímero puede tener efectos
significativos sobre los extraíbles no volátiles en un lente de
hidrogel obtenido por medio de entrelazamiento del prepolímero.
Esto es parcialmente debido al hecho de que los grupos
etilénicamente insaturados deben ser introducidos al copolímero a
través de sus grupos funcionales que a su vez se derivan de la
incorporación del agente de transferencia de cadena con el grupo
funcional. También se cree que el grado de incorporación del agente
de transferencia de cadena puede depender de la velocidad de la
reacción de propagación por radicales libres para la reacción en
cadena por radicales libres en la polimerización de la composición.
Un agente de transferencia de cadena (que contiene un grupo -SH)
involucrado principalmente únicamente en la propagación por
radicales libres. Donde la reacción en cadena por radicales libres
es muy rápida (es decir, entre monómeros y reticuladores que
contienen polisiloxano), se torna tan predominante sobre la
propagación por radicales libres que únicamente se puede incorporar
una cantidad insuficiente de agente de transferencia de cadena en
el copolímero. Teniendo un segundo monómero hidrofílico que tenga
una reacción en cadena por radicales libres más lenta que aquella
de la alquilacrilamida, se puede incrementar el grado de propagación
por radicales libres para incrementar el grado de incorporación del
agente de transferencia de cadena.
La presente invención, en un aspecto,
proporciona un prepolímero actínicamente entrecruzable que se
obtiene por medio de: (a) copolimerización de una mezcla
polimerizable para obtener un producto de copolimerización con los
primeros grupos funcionales, en donde la mezcla polimerizable
incluye un primer monómero hidrofílico, al menos un entrelazador
que contiene polisiloxano, un agente de transferencia de cadena que
tiene un primer grupo funcional, un segundo monómero hidrofílico
seleccionado del grupo que consiste de 2-hidroxietil
acrilato (HEA), glicidil metacrilato (GMA),
N-vinilpirrolidona (NVP), ácido acrílico (AA), y un
alcoxi C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato que tiene un peso molecular promedio de 200 a
1500; y (b) la reacción de un compuesto orgánico con el producto de
copolimerización para formar el prepolímero entrecruzable que tiene
grupos etilénicamente insaturados, en donde el compuesto orgánico
incluye un grupo etilénicamente insaturado y un segundo grupo
funcional, en donde el segundo grupo funcional del compuesto
orgánico reacciona con uno de los primeros grupos funcionales del
producto de copolimerización, en donde el segundo monómero
hidrofílico está presente en una cantidad suficiente para producir
el prepolímero resultante que, después de la purificación, puede
ser actínica o térmicamente entrecruzado para formar un material de
hidrogel de silicona. Preferiblemente, el material de hidrogel de
silicona se caracteriza por tener una cantidad reducida de
extraíbles no volátiles del 10% o menos, preferiblemente del 8% o
menos, más preferiblemente del 5% o menos, de extraíbles no
volátiles.
Preferiblemente, el primer monómero hidrofílico
es una alquilacrilamida. De acuerdo con la invención, una
alquilacrilamida se refiere a una (alquil
C_{1}-C_{4})acrilamida o una
N,N-di-(alquil
C_{1}-C_{4})acrilamida, preferiblemente
N,N-dimetilacrilamida o isopropilacrilamida.
Un monómero hidrofílico adecuado de alcoxi
C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato es, por ejemplo un alcoxi
C_{1}-C_{4} polietilén glicol acrilato o un
alcoxi C_{1}-C_{4} polietilén glicol metacrilato
que tienen cada uno un peso molecular promedio de 200 a 1500,
preferiblemente de 300 a 1000, más preferiblemente de 300 a 750 y
en particular de 350 a 650. Un monómero hidrofílico de polietilén
glicol especialmente preferido es un alcoxi
C_{1}-C_{2} polietilén glicol acrilato y en
particular un metoxi polietilén glicol acrilato que tiene un peso
molecular entre los rangos dados anteriormente.
El segundo monómero hidrofílico se selecciona
preferiblemente del grupo que consiste de HEA, GMA, NVP, AA y un
alcoxi C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato que tiene un peso molecular promedio de 200 a
1500, más preferiblemente del grupo que consiste de HEA, GMA, AA y
un alcoxi C_{1}-C_{2} polietilén glicol
acrilato que tiene un peso molecular promedio de 200 a 1500, incluso
más preferiblemente del grupo que consiste de HEA, AA y un metoxi
polietilén glicol acrilato que tiene un peso molecular promedio de
300 a 1000. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención,
se utiliza una mezcla de DMA y HEA como monómeros hidrofílicos. De
acuerdo con una modalidad preferida adicional de la invención, se
utiliza una mezcla de DMA, HEA y AA como monómeros hidrofílicos. De
acuerdo con aún otra modalidad preferida de la invención, se utiliza
una mezcla de DMA y GMA como monómeros hidrofílicos. Aún una
modalidad preferida adicional está dirigida a una mezcla de DMA y
un alcoxi C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato, en donde los significados y preferencias
dados anteriormente aplica, como monómeros hidrofílicos.
En general, DMA está presente como el primero de
los monómeros hidrofílicos en una cantidad de 40 a 90%,
preferiblemente de 50 a 85%, más preferiblemente de 55 a 80%,
incluso más preferiblemente de 70 a 80% y en particular de 70 a
75%, cada uno en peso con relación al peso de total de los monómeros
hidrofílicos.
HEA, GMA, NVP y el alcoxi
C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato, si están presentes como el segundo monómero
hidrofílico, están cada uno presentes independientemente en una
cantidad de, por ejemplo, 10 a 60%, preferiblemente de 15 a 50%,
más preferiblemente de 20 a 45%, incluso más preferiblemente de 20
a 30% y en particular de 25 a 30%, cada uno en peso con relación al
peso total de los monómeros hidrofílicos.
AA, si está presente como el segundo monómero
hidrofílico, está presente en una cantidad de, por ejemplo, 0,5 a
10%, preferiblemente de 1 a 5%, y en particular de 1 a 3%, cada uno
en peso con relación al peso total de los monómeros
hidrofílicos.
Una modalidad preferida se relaciona con una
mezcla de monómeros hidrofílicos que consiste de 50 a 80% de DMA y
de 20 a 50% de HEA cada uno en peso con relación al peso total de
los monómeros hidrofílicos. Una modalidad adicional preferida se
relaciona con una mezcla de monómeros hidrofílicos que consiste de
50 a 80% de DMA, de 20 a 45% de HEA y de 1 a 5% de AA, cada uno en
peso con relación al peso total de los monómeros hidrofílicos. Aún
una modalidad preferida adicional se relaciona con una mezcla de
monómeros hidrofílicos que consiste de 50 a 80% de DMA y de 20 a
50% de GMA, cada uno en peso con relación al peso total de los
monómeros hidrofílicos. Aún una modalidad preferida adicional se
relaciona con una mezcla de monómeros hidrofílicos que consiste de
50 a 80% de DMA y de 20 a 50% de alcoxi
C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato, en donde el significado y las preferencias
dadas anteriormente aplican, cada una en peso con relación al peso
total de los monómeros hidrofílicos.
La escogencia del entrelazador empleado en la
etapa (a) puede variar dentro de amplios límites y es fuertemente
dependiente del uso pretendido.
Un grupo de reticuladores adecuados incluye
polisiloxanos. Un entrelazador adecuado de polisiloxano puede
incluir dos o más, preferiblemente de 2 a 8, más preferiblemente de
2 a 4, incluso más preferiblemente dos, fracciones etilénicamente
insaturadas enlazadas en los terminales o pendientes de los átomos
de silicio por medio de un miembro adecuado como puente. El peso
molecular promedio del entrelazador de polisiloxano es, por
ejemplo, de 500 a 50000, preferiblemente de 1000 a 25000, más
preferiblemente de 2500 a 15000 y en particular de 2500 a
12000.
Un entrelazador preferido de polisiloxano es,
por ejemplo, de fórmula
en el cual (alk) es alquileno que
tiene hasta 20 átomos de carbono que pueden estar interrumpidos por
-O-; X es -O- o -NR_{8}-, R_{8} es hidrógeno o alquilo
C_{1}-C_{6}, Q es un radical orgánico que
contiene un grupo entrecruzable o polimerizable,
80-100% de los radicales R_{6}, R_{6}',
R_{6}'', R_{6}''', R_{6}*, R_{7}, R_{7}' y R_{7}'',
independientemente entre sí, son alquilo
C_{1}-C_{8} y 0-20% de los
radicales R_{6}, R_{6}', R_{6}'', R_{6}''', R_{6}*,
R_{7}, R_{7}' y R_{7}'', independientemente entre sí, son
fenil alquilo C_{1}-C_{4} o alcoxi
C_{1}-C_{4} sustituidos, fluoro(alquilo
C_{1}-C_{18}), ciano(alquilo
C_{1}-C_{12}); hidroxialquilo
C_{1}-C_{6} o aminoalquilo
C_{1}-C_{6}, x es el número 0 ó 1, d_{1} es un
entero de 5 a 700, d_{2} es un entero de 0 a 8 si x es 0, y es 2
a 10 si x es 1, y la suma de (d_{1}+d_{2}) es de 5 a
700.
En un significado preferido, la suma de
(d_{1}+d_{2}) es un entero de 10 a 500, más preferiblemente de
10 a 300, particularmente preferiblemente de 20 a 200 y en
particular de 20 a 100.Preferiblemente, d_{2} y x son cada uno 0.
De acuerdo con otra modalidad preferida, x es 0 y d_{2} es un
entero de1 a 4. De acuerdo con aún otra modalidad preferida, x es 1
y d_{2} es un entero de 2 a 4.
Preferiblemente 90 a 100% de los radicales
R_{6}, R_{6}', R_{6}'', R_{6}''', R_{6}*, R_{7},
R_{7}' y R_{7}'' son alquilo C_{1}-C_{4},
en particular metilo, y 0 a 10% de los radicales R_{6}, R_{6}',
R_{6}'', R_{6}''', R_{6}*, R_{7}, R_{7}' y R_{7}'' son
independientemente cada uno aminoalcoxi
C_{1}-C_{4} o hidroxialquilo
C_{1}-C_{4}.
Una modalidad preferida de reticuladores
adecuados de polisiloxano incluyen un radical de la fórmula (1)
anterior, en donde x es 0, d_{2} es 0, d_{1} es un entero de 5
a 700, preferiblemente de 10 a 500, más preferiblemente de 10 a
300, aún más preferiblemente de 20 a 200 y en particular
preferiblemente de 20 a 100, R_{6}, R_{6}', R_{6}''',
R_{7}, R_{7}' y R_{7}'' son cada uno independientemente entre
sí alquilo C_{1} - C_{4}, en particular metilo, y aplica para
(alk), X y Q los significados y preferencias dados anteriormente y
más adelante.
(Alquilo) es preferiblemente alquileno
C_{2}-C_{8}, que puede estar interrumpido por
-O- y más preferiblemente alquileno C_{2}-C_{6}
que puede estar interrumpido por -O-. Los ejemplos de los radicales
particularmente preferidos (alk) son alquileno
C_{2}-C_{6} lineal o ramificado o un radical
-(CH_{2})_{1-3}-O-(CH_{2})_{1-3}-,
especialmente alquileno C_{2}-C_{4} tal como
1,2-ettileno, 1,3-propileno o
1,4-butileno, o un radical
-(CH_{2})_{2-3}-O-(CH_{2})_{2-3}-,
en particular
-(CH_{2})_{2}-O-(CH_{2})_{2}-
o
-(CH_{2})_{2}-O-(CH_{2})_{3}-.
R_{8} es preferiblemente hidrógeno o alquilo
C_{1}-C_{4}, y particularmente hidrogeno o
alquilo C_{1}-C_{2}. X es preferiblemente -O-,
-NH o -N(alquilo C_{1}-C_{2})-, en
particular -O- o especialmente -NH-. Q es, por ejemplo, un radical
de fórmula
en donde R_{11} es hidrógeno o
alquilo C_{1}-C_{4}, R_{9} y R_{10} son cada
uno independientemente entre sí hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{4}, fenilo, carboxi o halógeno, X_{1}
es -O- o -NH-, w es el número 0 ó 1, y A es un radical
bivalente
en donde (Alk) es alquileno
C_{3}-C_{6} lineal o ramificado, (Alk') es
alquileno C_{2}-C_{12} lineal o ramificado, y
(Alk'') es alquileno C_{1}-C_{6} lineal o
ramificado.
R_{11} es preferiblemente hidrógeno o metilo.
Cada uno entre R_{9} y R_{10} independientemente entre sí son
preferiblemente hidrógeno, carboxi, cloro, metilo o fenilo. En una
modalidad preferida de la invención, R_{9} es hidrógeno o metilo
y R_{10} es hidrógeno o carboxi. Más preferiblemente, R_{9} y
R_{10} son cada uno hidrógeno. El radical
-[(Alk)-OH]- en la fórmula (3a) es preferiblemente
2-hidroxi-1,3-propileno.
(Alk') es preferiblemente alquileno
C_{2}-C_{6}, más preferiblemente alquileno
C_{2}-C_{4} y en particular etileno. (Alk'') es
preferiblemente alquileno C_{1}-C_{3}, por
ejemplo metileno o en particular
1,1-dimetilmetileno.
Los radicales especialmente preferidos -Q
corresponden a las fórmulas
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Un entrelazador preferido de polisiloxano
corresponde a la fórmula
en donde R_{6}, R_{6}', R_{7}
y R_{7}' son cada uno alquilo C_{1}-C_{4}, en
particular metilo, d_{1} es un entero de 10 a 500,
preferiblemente de 10 a 300, más preferiblemente de 20 a 200 y en
particular de 25 a 150, (alk) es alquileno
C_{2}-C_{6} lineal o ramificado o un radical
-(CH_{2})_{1-3}-O-(CH_{2})_{1-3}-,
X es -O- o en particular -NH- y Q es un radical de la fórmula (2a),
(3a'), (3b') o (3c') anterior, en particular (2a) o
(3b').
Los reticuladores de polisiloxano son conocidos
o pueden obtenerse de acuerdo a métodos ya conocidos. Por ejemplo,
los compuestos de fórmula (1) o (1a) se pueden preparar por reacción
de los correspondientes compuestos de fórmula (1) o (1a), en donde
Q es hidrógeno con un compuesto de fórmula (4a)-(4e) como se
menciona más abajo bajo condiciones como las descritas más adelante
para la preparación de los prepolímeros polimerizables. Los
compuestos de fórmula (1) o (1a), en donde Q es hidrógeno, se
encuentran comercialmente disponibles, por ejemplo, con Wacker o
Shin-Etsu.
En vez de emplear solamente un entrelazador en
la fabricación de los polímeros de la invención, se pueden utilizar
dos o más reticuladores diferentes. Por ejemplo, puede ser
conveniente una mezcla de dos o más de los reticuladores de
polisiloxano mencionados anteriormente que tienen diferentes pesos
moleculares. Una modalidad preferida se relaciona con el uso de una
mezcla de dos reticuladores diferentes de polisiloxano, uno con un
peso molecular promedio de 1000 a 5000, en particular de 2500 a
5000, y el segundo con un peso molecular promedio de 8000 a 25000,
en particular de 10000 a 15000. En caso de una mezcla de dos
reticuladores de polisiloxano de diferente peso molecular, la
proporción en peso del entrelazador de bajo peso molecular con
relación al de alto peso molecular es, por ejemplo, de 10:90 a
50:50, y es preferiblemente de 20:80 a 40:60.
El agente de transferencia de cadena utilizado
en la etapa (a) controla el peso molecular del polímero resultante
y proporciona funcionalidad para una posterior adición de un grupo
entrecruzable o polimerizable. El agente de transferencia de cadena
puede incluir uno o más grupos tiol, por ejemplo dos o lo más
preferible un grupo tiol. Los agentes adecuados de transferencia de
cadena incluyen tioles orgánicos primarios o mercaptanos que tienen
un grupo funcional adicional tal como, por ejemplo, hidroxi, amino,
N-alquilamino C_{1}-C_{6},
carboxi o un derivado adecuado de los mismos. Un agente preferido de
transferencia de cadena es un tiol cicloalifático o preferiblemente
alifático que tiene de 2 a 24 átomos de carbono y que tiene un grupo
funcional adicional seleccionado entre amino, hidroxi y carboxi;
por lo tanto, los agentes preferidos de transferencia de cadena son
ácidos alifáticos mercapto carboxílicos, hidroximercaptanos o
aminomercaptanos. Los ejemplos de agentes de transferencia de
cadena particularmente preferidos son ácido tioglicólico,
2-mercaptoetanol y especialmente
2-aminoetano tiol (cisteamina). En el caso de una
amina o un ácido carboxílico, el agente de transferencia de cadena
puede estar en forma de amina o ácido libre o, preferiblemente, en
forma de una sal adecuada de los mismos, por ejemplo un clorhidrato
en caso de una amina o de una sal de sodio, potasio o amina en el
caso de un ácido. Un ejemplo para un agente de transferencia de
cadena que tiene más de un grupo tiol es el producto de reacción de
un equivalente de dietilén triamina con dos equivalentes de
\gamma-tiobutirolactona.
La proporción en peso de los monómeros
hidrofílicos y el(los) entrelazador(es) en la etapa
(a) se puede escoger dentro de límites amplios y es fuertemente
dependiente del uso pretendido. Por ejemplo, una proporción en peso
de 35 a 70% de entrelazador(es): 65 a 30% de monómeros
hidrofílicos ha probado ser practicable para propósitos biomédicos.
UN rango preferido es de 35 a 65% de entrelazador(es): 65 a
35% en peso de monómeros hidrofílicos. Un rango de peso
particularmente preferido es de 40 a 65% de entrelazador(es):
60 a 35% de monómeros hidrofílicos. El agente de transferencia de
cadena puede estar presente en la mezcla de reacción en una cantidad
de, por ejemplo, 0,5 a 5%, preferiblemente de 1 a 4%, y en
particular de 1,5 a 3,5% en peso, con relación al peso combinado de
reticuladores y monómeros hidrofílicos.
La etapa de copolimerización (a) se puede llevar
a cabo en presencia de un solvente. La escogencia del solvente
depende de los monómeros y de los reticuladores utilizados. Los
solventes preferidos incluyen alcoholes C_{1} - C_{4} tales
como metanol, etanol o n o isopropanol; éter cíclico tal como
tetrahidrofurano o dioxano; cetonas tales como metil etil cetona;
opcionalmente hidrocarburos halogenados tales como tolueno,
cloroformo o diclorometano, y mezclas de estos solventes. Los
solventes preferidos son etanol, THF, n o isopropanol o una mezcla
de etanol y THF. Los contenidos de componentes polimerizables dentro
de la solución pueden variar dentro de amplios límites.
Convenientemente, el total de componentes polimerizables dentro de
la solución está en el rango de \leq30% en peso, preferiblemente
\leq25% en peso y lo más preferible de 10 a 20% en peso, en cada
caso con base en el peso total de la solución.
La copolimerización del(los)
monómero(s) hidrofílico(s) y el entrelazador en la
etapa (a) puede ser inducida fotoquímicamente o preferiblemente
térmicamente. Los iniciadores adecuados de polimerización térmica
son conocidos por las personas capacitadas en el arte e incluyen,
por ejemplo, peróxidos, hidroperóxidos,
azo-bis(alquilo o cicloalquilonitrilos),
persulfatos, percarbonatos o mezclas de los mismos. Los ejemplos son
benzoilperóxido, tert-butil peróxido,
di-tert-butil-diperoxiftalato,
tert-butil hidroperóxido,
azo-bis(isobutironitrilo) (AIBN),
1,1'-azo-bis
(1-ciclohexano-carbonitrilo),
2,2'-azo-bis(2,4-dimetil-valeronitrilo)
y similares. La polimerización se lleva a cabo convenientemente en
uno de los solventes anteriormente mencionados a elevada
temperatura, por ejemplo a una temperatura de 25 a 100ºC y
preferiblemente de 40 a 80ºC. El tiempo de reacción puede variar
dentro de amplios límites, pero s convenientemente, por ejemplo, de
1 a 24 horas o preferiblemente de 2 a 12 horas. Es conveniente
desgasificar previamente los componentes y solventes utilizados en
la reacción de polimerización y llevar a cabo dicha reacción de
copolimerización bajo atmósfera inerte, por ejemplo bajo atmósfera
de nitrógeno o argón.
La reacción de copolimerización se puede
realizar por lotes, es decir, los monómeros hidrofílicos,
entrelaza-
dor(es), solventes, el iniciador de polimerización y el agente de transferencia de cadena se añaden todos en un recipiente de reacción y la reacción tiene lugar, por ejemplo, a temperatura ambiente, o preferiblemente a elevada temperatura, por ejemplo a una temperatura de 35 a 80ºC y preferiblemente de 50 a 80ºC, durante un período de tiempo que puede variar límites amplios dependiendo de la reactividad específica de los reactivos. En general, un tiempo de reacción de 8 a 20 horas es suficiente para completar la reacción.
dor(es), solventes, el iniciador de polimerización y el agente de transferencia de cadena se añaden todos en un recipiente de reacción y la reacción tiene lugar, por ejemplo, a temperatura ambiente, o preferiblemente a elevada temperatura, por ejemplo a una temperatura de 35 a 80ºC y preferiblemente de 50 a 80ºC, durante un período de tiempo que puede variar límites amplios dependiendo de la reactividad específica de los reactivos. En general, un tiempo de reacción de 8 a 20 horas es suficiente para completar la reacción.
En una modalidad preferida de la invención,
todos los reactivos excepto el agente de transferencia de cadena se
añaden al recipiente de reacción en su totalidad, y se mide luego el
agente de transferencia de cadena en una proporción que depende del
progreso de la reacción. Por ejemplo, se puede monitorear el
progreso de la reacción utilizando cromatografía de gases, que a su
vez desencadena la adición del agente de transferencia de cadena.
Por ejemplo, se prefiere añadir una primera porción del agente de
transferencia de cadena, por ejemplo de 10 a 40% y preferiblemente
de 15 a 35% en peso del peso total del agente de transferencia de
cadena, a la mezcla de reacción que contiene el material
polimerizable y el catalizador de polimerización, luego se inicia
la reacción, por ejemplo, ajustando la temperatura de la mezcla de
reacción, en particular calentando la mezcla de reacción a elevada
temperatura como se mencionó anteriormente, y luego dosificando el
resto del agente de transferencia de cadena a la mezcla de reacción
en una proporción suficiente para mantener la concentración inicial
del agente de transferencia de cadena en el recipiente de reacción
comparable con la concentración inicial deseada hasta añadir la
cantidad total deseada del agente de transferencia de cadena.
Después de completar la dosificación del agente de transferencia de
cadena, se mantiene convenientemente la mezcla de reacción a la
temperatura de reacción por un tiempo adicional con el propósito de
completar la reacción. El período de tiempo para la dosificación
depende de la reactividad de los monómeros. En general, se lleva a
cabo la reacción de dosificación a elevada temperatura, por ejemplo
a una temperatura de 35 a 80ºC y preferiblemente entre 50 y
80ºC.
Sorprendentemente, la reacción de polimerización
de los dos o más monómeros hidrofílicos en presencia de un
entrelazador procede en una forma muy controlada y reproducible y
produce copolímeros ópticos claros bien definidos que pueden ser
trabajados en forma convencional utilizando por ejemplo extracción,
precipitación, ultrafiltración y técnicas similares.
El peso molecular promedio de los copolímeros
resultantes depende fuertemente, por ejemplo, de la cantidad
utilizada de agente de transferencia de cadena. Un peso molecular
promedio, por ejemplo, de 500 a 200000, preferiblemente de 750 a
100000, más preferiblemente de 750 a 50000, y en particular de 1000
a 25000 ha demostrado ser valioso.
El compuesto orgánico que tiene un doble enlace
etilénicamente insaturado de acuerdo con la etapa (b) es, por
ejemplo, un compuesto etilénicamente insaturado que tiene de 2 a 18
átomos de carbono que está sustituido por un grupo reactivo que
reacciona conjuntamente con el grupo funcional del agente de
transferencia de cadena. Los ejemplos de tales grupos que
reaccionan conjuntamente son un grupo carboxi, éster de ácido
carboxílico, anhídrido de ácido carboxílico, epoxi, lactona,
azlactona o isocianato, si el grupo funcional del agente de
transferencia de cadena es, por ejemplo, un grupo amino o hidroxi; o
son amino, hidroxi, si el grupo funcional del agente de
transferencia de cadena es, por ejemplo, carboxi o similar.
Un grupo de grupos reactivos preferidos incluye
carboxi, anhídrido de ácido carboxílico, azlactona o isocianato, en
particular isocianato. Un compuesto orgánico adecuado que tiene tal
grupo reactivo y un doble enlace etilénicamente insaturado es, por
ejemplo, de fórmula
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en
donde
R_{13} es halógeno, hidroxi, alcoxi
C_{1}-C_{6} no sustituido o sustituido con
hidroxio fenoxi,
R_{14}, y R_{15} son independientemente
entre sí hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4}, fenilo,
carboxi o halógeno,
R_{16} es hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{4} o halógeno,
R_{17} y R_{17}' son cada uno un radical
etilénicamente insaturado que tiene de 2 a 6 átomos de C, o
R_{17} y R_{17}' forman juntos un radical
bivalente -C(R_{14})=C(R_{16})- en donde R_{14}
y R_{16} son como se definió anteriormente, y
(Alk*) es alquileno
C_{1}-C_{6}, y (Alk**) es alquileno
C_{2}-C_{12}.
Las siguientes preferencias aplican para las
variables contenidas en las fórmulas (4a)-(4e):
R_{13} es preferiblemente halógeno tal como
cloro; hidroxi; o hidroxialcoxi C_{1}-C_{4}, tal
como 2-hidroxietilo; en particular cloro;
Una de las variables R_{14} y R_{15} es
preferiblemente hidrógeno y la otra es hidrógeno, metilo o carboxi.
Los más preferible R_{14} y R_{15} son cada uno hidrógeno;
R_{16} es preferiblemente hidrógeno o
metilo;
R_{17} y R_{17}' son preferiblemente cada
uno vinilo o 1-metilvinilo, o R_{17} y R_{17}'
forman ambos un radical -C(R_{14})=C(R_{16})- en
donde R_{14} y R_{16} son independientemente cada uno hidrógeno
o metilo;
(Alk*) es preferiblemente metileno, etileno o
1,1-dimetil-metileno, en particular
un radical -CH_{2}- o -C(CH_{3})_{2}-; y
(Alk**) es preferiblemente alquileno
C_{2}-C_{4} y en particular
1,2-etileno.
Los compuestos orgánicos particularmente
preferidos que tienen un doble enlace etilénicamente insaturado que
reaccionan conjuntamente con un grupo amino o hidroxi del agente de
transferencia de cadena son
2-isocianatoetilmetacrilato (IEM),
2-vinil-azlactona,
2-vinil-4,4-dimetil-azlactona,
ácido acrílico o un derivado de los mismos, por ejemplo cloruro de
acriloilo o anhídrido de ácido acrílico, ácido metacrílico o un
derivado de los mismos, por ejemplo cloruro de metacriloilo o
anhídrido de ácido metacrílico, anhídrido de ácido maléico,
2-hidroxietilacrilato (HEA),
2-hidroximetacrilato (HEMA), glicidilacrilato o
glicidilmetacrilato.
Las reacciones de un compuesto de fórmula
(4a)-(4e) que tiene un grupo haluro de ácido carboxílico, un grupo
anhídrido de ácido carboxílico, un grupo epoxi, un grupo azlactona
o un grupo isocianato con un grupo amino o hidroxi del copolímero
formado en la etapa (a) son bien conocidas en el arte y se pueden
llevar a cabo como se describe en los libros de texto de química
orgánica. En general, el copolímero de acuerdo a la etapa (a)
reacciona con cantidades estequiométricas o preferiblemente con un
exceso de los componentes de fórmula (4a)-(4e).
Por ejemplo, se puede llevar a cabo la reacción
del haluro de ácido carboxílico de fórmula (4a) con un grupo
hidroxi o amino del copolímero de la etapa (a) bajo las condiciones
que son habituales para la formación de éster o de amida, por
ejemplo a temperatura, por ejemplo, de -40 a 80ºC, preferiblemente
de 0 a 50ºC y lo más preferible de 0 a 25ºC, en un solvente
aprótico dipolar, por ejemplo tetrahidrofurano, dioxano, DMSO o un
alcanol C_{1}-C_{4}, o en una mezcla de agua y
uno o más de los solventes mencionados, en presencia de una base,
por ejemplo un hidróxido de metal alcalino, y cuando sea necesario,
en presencia de un componente amortiguador tal como carbonato de
hidrógeno o un estabilizador. Los estabilizadores adecuados son, por
ejemplo, 2,6-dialquilfenoles, derivados de
hidroquinona, por ejemplo hidroquinona o hidroquinona monoalquil
éteres, o N-óxidos, por ejemplo
4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametil-piperidin-1-ilo.
Los tiempos de reacción pueden variar dentro de amplios límites, un
período, por ejemplo de 5 minutos a 12 horas, preferiblemente de 15
minutos a 6 horas y especialmente de 20 minutos a 3 horas,
generalmente que hayan sido declarados viables.
Se puede llevar a cabo la reacción de un
anhídrido de ácido carboxílico o epóxido de fórmula (4b) o (4c) con
un grupo hidroxi o amino del copolímero de la etapa (a) como se
describe en libros de texto de orgánica, por ejemplo en un medio
ácido o básico.
La reacción de una azlactona de fórmula (4d) con
un grupo hidroxi o amino del polímero de acuerdo con la etapa (a)
puede ser llevada a cabo a elevada temperatura, por ejemplo de 50 a
75ºC, en un solvente orgánico adecuado, por ejemplo un solvente
polar aprótico tal como DMF, DMSO, dioxano y similares,
opcionalmente en presencia de un catalizador, por ejemplo en
presencia de una amina terciaria tal como trietil amina o una sal
orgánica de estaño tal como dibutilestaño dilaurato, o en
particular en presencia de
1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno
(DBU).
La reacción de un compuesto de fórmula (4e) con
un grupo hidroxi o amino del polímero de acuerdo con la etapa (a)
se puede llevar a cabo bajo las condiciones que son habituales para
la formación de uretanos o ureas. En caso de formación de uretano,
es conveniente llevar a cabo la reacción en un solvente inerte. Los
amino-copolímeros de la etapa (a) pueden reaccionar
con el isocianato de fórmula (4e) también en un medio acuoso.
Los solventes inertes adecuados para la reacción
de un copolímero de la etapa (a) con un compuesto de fórmula (4e)
son solventes apróticos, preferiblemente polares, por ejemplo
hidrocarburos (éter de petróleo, metilciclohexano, benceno,
tolueno, xileno), hidrocarburos halogenados (cloroformo, cloruro de
metileno, tricloroetano, tetracloroetano, clorobenceno), éteres
(dietil éter, dibutil éter, etilén glicol dimetil éter, dietilén
glicol dimetil éter, tetrahidrofurano, dioxano), cetonas (acetona,
dibutil cetona, metil etil cetona, metil isobutil cetona), ésteres
de ácido carboxílico y lactonas (acetato de etilo, butirolactona,
valerolactona), amidas alquiladas de ácido carboxílico
(N,N-dimetilacetamida,
N-metilpirrolidona), nitrilos (acetonitrilo),
sulfonas y sulfóxidos (dimetil sulfóxido, tetrametilensulfona). Se
utilizan preferiblemente solventes polares. La temperatura de
reacción puede ser, por ejemplo, de -40 a 200ºC. Cuando se utilizan
catalizadores, las temperaturas pueden estar convenientemente en el
rango de 0 a 50ºC, preferiblemente a temperatura ambiente. Los
catalizadores adecuados son, por ejemplo, sales metálicas, tales
como cloruro férrico o sales de metal alcalino de ácidos
carboxílicos, aminas terciarias, por ejemplo (alquilo
C_{1}-C_{6})_{3}N (trietilamina,
tri-n-butilamina),
N-metilpirrolidina,
N-metilmorfolina,
N,N-dimetilpiperidina, piridina y
1,4-diaza-biciclooctano. Se ha
encontrado que las sales de estaño son especialmente efectivas,
especialmente sales de alquilestaño de ácidos carboxílicos, por
ejemplo dibutilestaño dilaurato y dioctoato de estaño. El
aislamiento y purificación de los compuestos de preparados se lleva
a cabo de acuerdo con métodos conocidos, por ejemplo por medio de
métodos de extracción, cristalización, recristalización o
purificación cromatográfica.
Los compuestos de la fórmula (4a), (4b), (4c),
(4d) y (4e) son compuestos conocidos que se encuentran
comercialmente disponibles o que pueden ser preparados de acuerdo
con métodos conocidos.
Otro grupo de compuestos orgánicos adecuados que
tienen un doble enlace etilénicamente insaturado en la etapa (b)
son aquellos que tienen un grupo amino, hidroxi o epoxi que
reacciona también con el grupo carboxi o un derivado del mismo del
copolímero de la etapa (a). Los ejemplos son alil amina, alil
alcohol, 2-hidroetil acrilato y metacrilato o
preferiblemente un compuesto de fórmula (9c) anterior, por ejemplo
glicidil acrilato o metacrilato. La reacción puede llevarse a cabo
como se describió anteriormente para la formación de éster o
amida.
A través de los términos de aplicación tales
como carboxi, ácido carboxílico, -COOH, sulfo, -SO_{3}H, amino,
-NH_{2} y similares siempre se incluyen el ácido o la amina libre
así como una sal adecuada de los mismos, por ejemplo una sal
aceptable desde el punto de vista biomédico o en particular para los
ojos, por ejemplo, una sal de sodio, potasio, amonio o similar (de
un ácido), o un hidrohaluro tal como un clorhidrato (de una
amina).
Los copolímeros que pueden obtenerse de acuerdo
con la invención son prepolímeros y son por lo tanto entrelazables,
pero no reticulados o, al menos, sustancialmente no reticulados;
además, son estables, es decir que no tiene lugar el
entrelazamiento espontaneo como resultado de la homopolimerización.
En particular, la cantidad de extraíbles no volátiles que quedan
después de dichas operaciones de elaboración es muy baja, de modo
que los copolímeros entrelazables pueden ser procesados
adicionalmente hasta artículos biomédicos sin procesos adicionales
demorados de purificación.
Los prepolímeros de la invención pueden
entrelazarse en forma controlada y extremadamente efectiva,
especialmente por medio de fotoentrecruzamiento.
La presente invención se relaciona además, por
lo tanto, con un polímero que se puede obtener por medio de
entrecruzamiento térmico o preferiblemente, por medio de
fotoentrecruzamiento de un prepolímero que se puede obtener por
medio del proceso descrito anteriormente, en presencia o,
preferiblemente, en ausencia de un comonómero adicional de vinilo.
Estos polímeros entrecruzados son insolubles en agua.
En el fotoentrecruzamiento, se añade
convenientemente un fotoiniciador capaz de iniciar el
entrecruzamiento por radicales libres. Los ejemplos de los mismos
serán familiares para la persona capacitada en el arte, siendo los
fotoiniciadores adecuados aquellos que pueden ser específicamente
mencionados benzoina metil éter,
1-hidroxi-ciclohexilfenil cetona,
Darocure® 1173 ó 2959 o tipos de Irgacure®. El entrecruzamiento
puede efectuarse puede lograrse luego por medio de radiación
actínica, por ejemplo luz visible, luz UV, o radiación ionizante,
por ejemplo rayos gamma o rayos X. Se puede seleccionar la cantidad
de fotoiniciador dentro de límites amplios, una cantidad de 0,01
hasta 1,5% en peso y especialmente de 0,05 hasta 0,5% en peso, en
cada caso con base en los contenidos de prepolímero, que tienen un
beneficio probado.
El polímero entrecruzable de la invención es
introducido en el proceso de entrecruzamiento preferiblemente en
forma pura, particularmente sustancialmente libre de constituyentes
no deseados, tales como, por ejemplo, libre de compuestos de
partida monoméricos, oligoméricos o poliméricos utilizados para la
preparación del prepolímero, y/o libres de productos secundarios
formados durante la preparación del prepolímero. Dichos prepolímeros
en forma pura se obtienen convenientemente purificándolos
previamente en una forma ya conocida, por ejemplo por medio de
precipitación con un solvente adecuado, filtración y lavado,
extracción en un solvente adecuado, diálisis, ósmosis inversa (RO)
o ultrafiltración, siendo especialmente preferidos la ósmosis
inversa y la ultrafiltración.
Los procesos preferidos de purificación para los
prepolímeros de la invención, ósmosis inversa y ultrafiltración, se
pueden llevar a cabo en una forma ya conocida. Es posible llevar a
cabo la ultrafiltración y la ósmosis inversa en forma repetida, por
ejemplo de dos a diez veces. Alternativamente, se pueden llevar a
cabo la ultrafiltración y la ósmosis inversa en forma continua
hasta lograr el grado seleccionado de pureza. El grado seleccionado
de pureza puede ser en principio tan alto como se desee. En
particular, ha resultado que los copolímeros entrecruzables de la
presente invención, debido a su composición química específica,
incluyen una cantidad muy baja de extraíbles no volátiles, que son
subproductos indeseables que no pueden ser removidos por medio de
dichos procesos de elaboración pero pueden filtrarse con el tiempo;
debido a esto, los copolímeros entrecruzables de la presente
invención pueden ser procesados adicionalmente hasta artículos
biomédicos sin ser necesarios procesos adicionales demorados de
purificación para dichos artículos biomédicos.
Los prepolímeros de la invención pueden ser
entrecruzados convenientemente en forma de una solución.
La solución utilizada para entrecruzamiento es
preferiblemente una solución acuosa o una solución que contenga uno
o más solventes orgánicos diferentes. Los disolventes orgánicos
adecuados son en principio todos los disolventes que disuelvan los
polímeros de acuerdo con la invención y un comonómero opcional de
vinilo que puede ser utilizado adicionalmente, por ejemplo
alcoholes, tales como alcanoles C_{1}-C_{6}, por
ejemplo n o isopropanol, etanol o metanol, glicoles tales como
etilén glicol, dietilén glicol, propilén glicol, butilén glicol,
amidas de ácido carboxílico, tales como dimetilformamida, o dimetil
sulfóxido, y mezclas de solventes adecuados, por ejemplo mezclas de
agua con un alcohol, por ejemplo una mezcla de agua/propanol,
agua/etanol o agua/metanol, o mezclas de agua con un glicol.
Debe entenderse que una solución que contiene un
prepolímero de la invención para la elaboración de lentes puede
incluir también diferentes componentes, tales como, por ejemplo,
iniciadores de polimerización (por ejemplo, fotoiniciador o
iniciador térmico), un agente de tinción para hacer visible (por
ejemplo, tintas, pigmentos, o mezclas de los mismos), un agente
bloqueador (absorbente) de UV, fotosensibilizadores, inhibidores,
agentes antimicrobianos (por ejemplo, preferiblemente nanopartículas
de plata o nanopartículas estabilizadas de plata), un agente
bioactivo, lubricantes lixiviables, rellenos, y similares, como los
conocidos por una persona capacitada en el arte.
Se pueden incluir iniciadores, por ejemplo,
seleccionados entre los materiales conocidos para tal uso en el
arte de la polimerización, en el material para formación de los
lentes con el propósito de promover, y/o incrementar la velocidad
de la reacción de polimerización. Un iniciador es un agente químico
capaz de iniciar reacciones de polimerización. El iniciador puede
ser un fotoiniciador o un iniciador térmico.
Los ejemplos de pigmentos preferidos incluyen a
cualquier colorante permitido en dispositivos médicos y aprobados
por la FDA, tales como D&C Azul No. 6, D&C Verde No. 6,
D&C Violeta No. 2, violeta de carbazol, ciertos complejos de
cobre, ciertos óxidos de cromo, diferentes óxidos de hierro, verde
de ftalocianina, azul de ftalocianina, dióxidos de titanio, etc.
Ver Marmiom DM Handbook of U.S. Colorants para una lista de
colorantes que pueden ser utilizados con la presente invención. Una
modalidad más preferida de un pigmento incluye (C.I. es el índice
de color no.), sin limitación, para un color azul, azul de
ftalocianina (pigmento azul 15:3, C.I. 74160), azul cobalto
(pigmento azul 36, C.I. 77343), Toner cyan BG (Clariant), Permajet
azul B2G (Clariant); para un color verde, verde de ftalocianina
(Pigmento verde 7, C.I. 74260) y sesquióxido de cromo; para colores
amarillo, rojo, marrón y negro, diferentes óxidos de hierro; PR122,
PY154, para violeta, violeta de carbazol; para negro, negro
Monolito C-K (CIBA Specialty Chemicals).
El agente bioactivo incorporado en la matriz
polimérica es cualquier compuesto que pueda evitar una enfermedad
en el ojo o reducir los síntomas de un ojo enfermo. El agente
bioactivo puede ser un fármaco, un aminoácido (por ejemplo,
taurina, glicina, etc.), un polipéptido, una proteína, un ácido
nucleico, o cualquier combinación de los mismos. Los ejemplos de
fármacos útiles aquí incluyen, pero no se limitan a, rebamipida,
ketotifeno, olaptidina, cromoglicolato, ciclosporina, nedocromil,
levocabastina, lodoxamida, ketotifeno, o la sal farmacéuticamente
aceptable o éster de los mismos. Otros ejemplos de agentes
bioactivos incluyen ácido
2-pirrolidona-5-carboxílico
(PCA), ácidos alfa hidroxilo (por ejemplo, ácidos glicólico,
láctico, málico, tartárico, mandélico y cítrico y sales de los
mismos, etc.), ácidos linoléico y gamma linoléico, y vitaminas (por
ejemplo, B5, A, B6, etc.).
Los ejemplos de lubricantes lixiviables incluyen
sin limitación materiales como la mucina y polímeros hidrofílicos
no entrecruzables (es decir, sin grupos etilénicamente insaturados).
Los ejemplos de materiales como la mucina incluyen sin limitación
ácido poliglicólico, poliláctidos, colágeno, ácido hialurónico, y
gelatina.
Cualquiera de los polímeros hidrofílicos o
copolímeros sin grupos etilénicamente insaturados puede ser
utilizado como lubricante lixiviable. Los ejemplos preferidos de
polímeros hidrofílicos no entrecruzables incluyen, pero no se
limitan a, polivinil alcoholes (PVA), poliamidas, poliimidas,
polilactona, un homopolímero de una vinil lactama, un copolímero de
al menos una vinil lactama en presencia o en ausencia de uno o más
comonómeros vinil hidrofílicos, un homopolímero de acrilamida o
metacrilamida, un copolímero de acrilamida o metacrilamida con uno
o más monómeros vinil hidrofílicos, óxido de polietileno (es decir,
polietilén glicol (PEG)), un derivado de polioxietileno,
poli-N-N-dimetilacrilamida,
ácido poliacrílico, poli 2 etil oxazolina, polisacáridos de
heparina, polisacáridos, y mezclas de los mismos.
El peso molecular promedio M_{n} del polímeros
hidrofílico no entrecruzable es preferiblemente de 20.000 a
500.000, más preferiblemente de 30.000 a 100.000, incluso más
preferiblemente de 35.000 a 70.000.
De acuerdo con esta modalidad de la invención,
el fotoentrecruzamiento se efectúa preferiblemente a partir de una
solución que contiene (i) uno o más copolímeros entrecruzables de
acuerdo con la invención que se pueden obtener como resultado de la
etapa preferida de purificación, ultrafiltración, (ii) uno o más
solventes seleccionados del grupo que consiste de un alcanol
C_{1}-C_{6}, un glicol, una amida de ácido
carboxílico, dimetil sulfóxido y agua, y opcionalmente (iii) un
comonómero vinílico adicional. Por ejemplo, el fotoentrecruzamiento
de los polímeros se lleva a cabo en agua, en etanol o n o
isopropanol, o en una mezcla de agua y etanol o n o
isopropanol.
El comonómero vinílico que puede ser utilizado
adicionalmente de acuerdo con la invención en el
fotoentrecruzamiento puede ser hidrofílico o hidrófobo o puede ser
una mezcla de un monómero vinílico hidrofílico y uno hidrófobo. Los
monómeros vinílicos adecuados incluyen especialmente aquellos que
son habitualmente utilizados en la fabricación de lentes de
contacto. La expresión "monómero vinílico hidrofílico" se
entiende que significa un monómero que produce típicamente como
homopolímero un polímero que es soluble en agua o capaz de absorber
al menos 10% en peso de agua. En forma análoga, la expresión
"monómero vinílico hidrófobo" se entiende que significa un
monómero que produce típicamente como homopolímero un polímero que
es insoluble en agua o capaz de absorber menos del 10% en peso de
agua.
La proporción de comonómeros vinílicos, si se
utiliza, es preferiblemente de 5 a 60% en peso, especialmente de 10
a 30% en peso, de comonómero vinílico con relación al peso de los
prepolímeros de la invención.
También se prefiere el uso de un comonómero
vinílico hidrófobo o una mezcla de un comonómero vinílico hidrófobo
con un comonómero vinílico hidrofílico, conteniendo la mezcla al
menos 50% en peso de comonómero vinílico hidrófobo. En esta forma,
se pueden mejorar las propiedades mecánicas del polímero sin reducir
apreciablemente el contenido de agua. En principio, sin embargo,
tanto los comonómeros vinílicos hidrófobos convencionales como los
comonómeros vinílicos hidrofílicos convencionales son adecuados para
copolimerización con un prepolímero de la invención.
Los comonómeros vinílicos hidrófobos adecuados
incluyen, sin ser la siguiente una lista exhaustiva, acrilatos y
metacrilatos de alquilo C_{1}-C_{18},
alquilacrilamidas C_{3}-C_{18} y metacrilamidas,
acrilonitrilo, metacrilonitrilo, vinilalcanoatos
C_{1}-C_{18}, alquenos
C_{2}-C_{18}, haloalquenos
C_{2}-C_{18}, estreno, alquilestireno
C_{1}-C_{6}, vinil alquil éteres en los cuales
la fracción alquilo tiene de 1 a 6 átomos de carbono, acrilatos de
perfluoroalquilo C_{2}-C_{10} y metacrilatos o
los correspondientes acrilatos parcialmente fluorados y
metacrilatos, pefluoroalquil
C_{3}-C_{12}-etil-tiocarbonilaminoetil
acrilatos y metacrilatos, acriloxi- y
metacriloxi-alquilsiloxanos,
N-vinilcarbazol, alquil
C_{1}-C_{12} ésteres de ácido maléico, ácido
fumárico, ácido itacónico, ácido mesacónico y similares. Los
preferidos son, por ejemplo, alquil C_{1}-C_{4}
ésteres de ácidos carboxílicos vinílicamente insaturados que tienen
de 3 a 5 átomos de carbono o vinil ésteres de ácidos carboxílicos
que tienen hasta 5 átomos de carbono.
Los ejemplos de comonómeros vinílicos hidrófobos
adecuados incluyen metil acrilato, etil acrilato, propil acrilato,
isopropil acrilato, ciclohexil acrilato, 2-etilhexil
acrilato, metil metacrilato, etil metacrilato, propil metacrilato,
vinil acetato, vinil propionato, vinil butirato, vinil valerato,
estireno, cloropreno, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno,
acrilonitrilo, 1-buteno, butadieno,
metacrilonitrilo, viniltolueno, vinil etil éter, perfluorohexiletil
tiocarbonilamino etilmetacrilato, isobornil metacrilato,
trifluoroetil metacrilato, hexafluoroisopropil metacrilato,
hexafluorobutil metacrilato,
tris-trimetilsililoxi-silil-propil
metacrilato,
3-metacriloxipropilpentametildisiloxano y
bis(metacriloxi
propil)-tetrametildisiloxano.
Los comonómeros vinílicos hidrofílicos adecuados
incluyen, sin ser la siguiente una lista exhaustiva, alquil
acrilatos inferiores sustituidos con hidroxi y metacrilatos,
acrilamida, metacrilamida, alquilacrilamida inferior y
metacrilamida, acrilatos etoxilados y metacrilatos,
alquilacrilamidas inferiores sustituidos con hidroxi y
metacrilamidas, alquil vinil éteres inferiores sustituidos con
hidroxi, etilénsulfonato de sodio, estirenosulfonato de sodio,
ácido
2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico,
N-vinilpirrol, N-vinilsuccinimida,
N-vinilpirrolidona, 2- ó
4-vinilpiridina, ácido acrílico, ácido metacrílico,
amino- (el término "amino" también incluye amonio
cuaternario), alquil acrilatos inferiores de monoalquilamino
inferior o dialquilamino inferior y metacrilatos, alil alcohol y
similares. Los preferidos son, por ejemplo, alquil
C_{2}-C_{4} (met)acrilatos sustituidos
con hidroxi, N-vinil lactamas de cinco a siete
miembros, N,N-di-alquil
C_{1}-C_{4} (met)-acrilamidas y
ácidos carboxílicos vinílicamente insaturados que tienen un total de
3 a 5 átomos de carbono.
Los ejemplos de comonómeros vinílicos
hidrofílicos adecuados incluyen hidroxietil metacrilato, hidroxietil
acrilato, acrilamida, metacrilamida, dimetilacrilamida, alil
alcohol, vinilpiridina, vinilpirrolidina, glicerol metacrilato,
N-(1,1-dimetil-3-oxobutil)-acrilamida
y similares.
Los comonómeros vinílicos hidrófobos preferidos
son metil metacrilato y vinil acetato.
Los comonómeros vinílicos hidrofílicos
preferidos son 2-hidroxietil metacrilato,
N-vinilpirrolidona y acrilamida. Lo más preferible,
el entrecruzamiento de los polímeros de la invención se lleva a cabo
en ausencia de un comonómero vinílico.
La solución que contiene un prepolímero de la
invención puede ser procesada en una forma ya conocida para formar
molduras, especialmente molduras oftálmicas tales como lentes de
contacto, por ejemplo llevando a cabo el fotoentrecruzamiento de
los polímeros de la invención en un molde adecuado, en particular,
un molde para lentes de contacto. Por ejemplo, se introduce la
solución en un molde oftálmico en una forma ya conocida, tal como,
especialmente, por medio de medición convencional, por ejemplo por
introducción gota a gota. Los moldes adecuados son generalmente
moldes habituales para lentes de contacto como se conoce en el
estado del arte. Por lo tanto, los lentes de contacto de acuerdo
con la invención se pueden fabricar, por ejemplo, en una forma ya
conocida, por ejemplo en un "molde convencional para piezas
fundidas por centrifugación", como se describe, por ejemplo, en
US-A-3 408 429, o por medio del así
llamado proceso de Molde de Fundición Completa en un molde
estático, como se describe, por ejemplo, en
US-A-4347 198. Los moldes apropiados
pueden ser, por ejemplo, moldes plásticos, por ejemplo aquellos
elaborados de polipropileno, poliestireno, Topas, o similares, o
moldes de cristal, por ejemplo aquellos elaborados de Cuarzo,
cristal de zafiro u otros tipos de cristal. Se prefiere el uso de
moldes reutilizables.
Se puede activar el entrecruzamiento en el
molde, por ejemplo por medio de radiación actínica, tal como, por
ejemplo, luz visible o luz UV, o por medio de radiación ionizante,
tal como, por ejemplo, radiación gamma, radiación de electrones o
radiación X. El entrecruzamiento puede ser activado también cuando
sea conveniente en forma térmica o electroquímica. Llama la
atención el hecho de que el fotoentrecruzamiento se puede llevar a
cabo en un período de tiempo muy corto, por ejemplo en \leq 30
minutos, preferiblemente en \leq 20 minutos, más preferiblemente
en \leq 5 minutos, incluso más preferiblemente en \leq 1 minuto,
especialmente en 10 a 45 segundos, especialmente preferiblemente,
como se describe en los ejemplos.
La apertura del molde para que la moldura pueda
ser removida del molde se puede llevar a cabo en una forma ya
conocida.
Si la moldura fabricada de acuerdo con la
invención es un lente de contacto y este último ha sido fabricado a
partir de un prepolímero previamente purificado de la invención,
entonces normalmente no es necesario para la remoción de la moldura
que sea seguida por etapas de purificación, por ejemplo extracción,
ya que los prepolímeros utilizados no contienen ningún
constituyente no deseado de bajo peso molecular; en consecuencia, el
producto entrecruzado también está libre o sustancialmente libre de
tales constituyentes y se puede prescindir de una extracción
posterior. Por lo tanto se puede convertir al lente de contacto en
un lente de contacto listo para ser utilizado directamente en forma
convencional por medio de intercambio de solvente e hidratación. Las
formas adecuadas de hidratación capaces de producir lentes de
contacto listos para ser usados con una amplia variedad de
contenidos de agua son conocidas por la persona capacitada en el
arte. El lente de contacto se hincha, por ejemplo, en agua, en una
solución salina acuosa, especialmente en una solución salina acuosa
que tiene una osmolaridad aproximadamente de 200 a 450 miliosmol en
1000 ml (unidad: mosm/l), preferiblemente aproximadamente de 250 a
350 mosm/l y especialmente aproximadamente 300 mosm/l, o en una
mezcla de agua o una solución salina acuosa con un solvente
orgánico polar fisiológicamente tolerable, por ejemplo glicerol. Se
prefiere el hinchamiento del prepolímero en agua o en soluciones
salinas acuosas.
Las soluciones salinas acuosas utilizadas para
la hidratación son convenientemente soluciones de sales
fisiológicamente tolerables, tales como sales amortiguadoras
habituales en el campo del cuidado de las lentes de contacto, por
ejemplo sales de fosfato, o agentes isotónicos habituales en el
campo del cuidado de las lentes de contacto, tales como,
especialmente, haluros de metal alcalino, por ejemplo cloruro de
sodio, o soluciones de mezclas de los mismos. Un ejemplo de una
solución salina especialmente adecuada es un fluido lagrimal
sintético preferiblemente amortiguado que ha sido adaptado al
fluido lagrimal natural con relación al valor de pH y la
osmolaridad, por ejemplo una solución de cloruro de sodio no
amortiguada o preferiblemente amortiguada, por ejemplo amortiguada
con amortiguador de fosfato, cuya osmolaridad y valor de pH
corresponde a la osmolaridad y valor de pH de fluido lagrimal
humano.
Los fluidos de hidratación definidos
anteriormente son preferiblemente puros, es decir libres o
sustancialmente libres de constituyentes no deseados. Lo más
preferible, el fluido de hidratación es agua pura o un fluido
lagrimal sintético como se describió anteriormente.
Si la moldura fabricada de acuerdo con la
invención es un lente de contacto y este último ha sido fabricado a
partir de una solución acuosa o mesofase de un prepolímero
previamente purificado de la invención, el producto entrecruzado
tampoco contendrá ninguna impureza molesta. Normalmente no se
requiere, por lo tanto, una extracción posterior. Ya que el
entrecruzamiento se lleva a cabo en un medio acuoso, tampoco se
requiere una hidratación posterior. De acuerdo con una modalidad
conveniente, por lo tanto las lentes de contacto que se pueden
obtener por medio de este proceso se distinguen por el hecho de que
son adecuadas para el uso según lo previsto sin extracción o
hidratación. La expresión "uso según lo previsto" se entiende
que significa en este contexto especialmente que las lentes de
contacto pueden ser insertadas en el ojo humano.
Los prepolímeros de la invención son
especialmente adecuados para la fabricación de artículos producidos
en masa, tales como, por ejemplo, lentes de contacto que se
deterioran en un corto período de tiempo, por ejemplo en un mes,
una semana o tan solo un día, entonces son remplazadas por lentes
nuevas. Esto es especialmente cierto si las lentes de contacto se
preparan a partir de una solución acuosa de un copolímero de la
invención que puede ser utilizado sobre el ojo sin etapas de
tratamiento posteriores, tales como extracción o hidratación.
La invención se relaciona además con lentes de
contacto que comprenden o, preferiblemente, consisten
sustancialmente de un prepolímero entrecruzado de la invención.
Los lentes de contacto que pueden ser obtenidos
de acuerdo con la invención tienen un rango de propiedades
inusuales y extremadamente convenientes. Entre estas propiedades, se
pueden citar, por ejemplo, su excelente compatibilidad con la
córnea humana, lo cual es debido a una balanceada proporción del
contenido de agua, permeabilidad al oxígeno y propiedades
mecánicas. Los lentes de contacto de la invención tienen
adicionalmente una alta estabilidad dimensional. Incluso después
del autoclavado, por ejemplo, aproximadamente a 120ºC no se pueden
detectar cambios de forma.
Las molduras que pueden obtenerse a partir de
los prepolímeros de la invención son preferiblemente al menos
parcialmente bicontinuos, es decir que las molduras tienen al menos
dos fases parcialmente bicontinuas, en particular una fase
permeable al oxígeno y una permeable a los iones, que están
entremezcladas. Debido a esta característica estructural, los
lentes de contacto que pueden obtenerse a partir de dichos
prepolímeros tienen un rango de propiedades inusuales y
extremadamente convenientes y son por lo tanto adecuadas para
períodos prolongados de uso (verdadero uso prolongado, es decir,
siete días o más). Entre estas propiedades están, por ejemplo, su
excelente compatibilidad con la córnea humana y con fluido lagrimal,
si es necesario después de un tratamiento superficial adecuado (por
ejemplo un recubrimiento), que se basa en una proporción balanceada
entre el contenido de agua, la permeabilidad al oxígeno, la
permeabilidad a los iones y las propiedades mecánicas y de
absorción. Esto resulta en una gran comodidad y la ausencia de
irritación y de efectos alergénicos. Debido a sus propiedades
favorables de permeabilidad con respecto a los gases (CO_{2} y
O_{2}), diferentes sales, nutrientes, agua y otros componentes
diversos de fluido lagrimal, las lentes de contacto preparadas de
acuerdo con el proceso de la invención no tienen efecto, o
virtualmente no tienen efecto, sobre los procesos metabólicos
naturales en la córnea. Además, las lentes de contacto que pueden
ser obtenidas de acuerdo con el proceso son ópticamente claras y
transparentes, tienen larga vida durante almacenamiento y buenas
propiedades mecánicas, por ejemplo relacionadas con el módulo de
elasticidad, alargamiento hasta rompimiento o estabilidad
dimensional.
Los lentes de contacto moldeados pueden ser
sometidos adicionalmente a otros procesos, tales como, por ejemplo
tratamiento superficial, esterilización, y similares.
Una lente de contacto de la invención tiene una
permeabilidad al oxígeno preferiblemente al menos de 40 barrers,
más preferiblemente al menso 60 barrers, incluso más preferiblemente
al menos 80 barrers; y un módulo elástico de 1,5 MPa o menos,
preferiblemente 1,2 MPa o menos, más preferiblemente 1,0 MPa o
menos. De acuerdo con la invención, una permeabilidad al oxígeno es
una permeabilidad aparente al oxígeno (medida directamente cuando
se analiza una muestra con un espesor de 100 micrones) de acuerdo a
procedimientos descritos en los Ejemplos.
Una lente de contacto de la invención tiene
además un Coeficiente de Difusión Ionoflux, D, de, preferiblemente
al menos 1,5 x 10^{-6} mm^{2}/min, más preferiblemente al menos
2,6 x 10^{-6} mm^{2}/min, incluso más preferiblemente al menos
6,4 x 10^{-6} mm^{2}/min.
Una lente de contacto de la invención tiene
además un contenido de agua preferiblemente de 15% a 55%, más
preferiblemente de 20% a 38% en peso cuando está completamente
hidratada. El contenido de agua de una lente de contacto de
hidrogel de silicona puede ser medido de acuerdo con la Técnica a
Granel como se describe en la patente estadounidense No.
5.849.811.
En los Ejemplos que siguen, las cantidades son
en peso, a menos que se especifique otra cosa, y las temperaturas
se dan en grados Celsius.
\vskip1.000000\baselineskip
En un vaso de precipitados de 4 L, se mezclan
24.13 g de Na_{2}CO_{3}, 80 g de NaCl y 1.52 kg de agua
desionizada hasta disolución. En un vaso de precipitados separado de
4 L, se disuelven 700 g de
bis-3-aminopropil-polidimetilsiloxano
(Shin-Etsu, peso molecular aproximadamente de
11500) en 1000 g de hexano. Se equipa un reactor de 4 L con
agitación desde la parte superior con un agitador de turbina y un
embudo de adición de 250 mL con controlador de microflujo. Se
cargan luego las dos soluciones al reactor, y se mezcla durante 15
minutos con agitación fuerte hasta producir una emulsión. Se
disuelven 14.5 g de cloruro de acriloilo en 100 mL de hexano y se
cargan en el embudo de adición. Se añade gota a gota la solución de
cloruro de acriloilo a la emulsión bajo agitación fuerte durante
una hora. Se agita la emulsión durante 30 minutos después de
completar la adición y luego se la detiene y se permite que se
separen las fases durante la noche. Se decanta la fase acuosa y se
lava la fase orgánica dos veces con una mezcla de 2.0 kg de NaCl al
2.5% en agua. Se seca luego la fase orgánica sobre sulfato de
magnesio, se filtra hasta 1.0 \mum de exclusión, y se concentra
sobre un evaporador rotatorio. Se purifica adicionalmente el aceite
resultante secando a alto vacío hasta
peso constante. El análisis del producto resultante por medio de titulación revela 0.175 mEq/g de dobles enlaces C=C.
peso constante. El análisis del producto resultante por medio de titulación revela 0.175 mEq/g de dobles enlaces C=C.
\vskip1.000000\baselineskip
En un vaso de precipitados de 4 L, se mezclan
61.73 g de Na_{2}CO_{3}, 80 g de NaCl y 1.52 kg de agua
desionizada hasta disolución. En un vaso de precipitados separado de
4 L, se disuelven 700 g de
bis-3-aminopropil-polidimetilsiloxano
(Shin-Etsu, peso molecular aproximadamente de 4500)
en 1000 g de hexano. Se equipa un reactor de 4 L con agitación
desde la parte superior con un agitador de turbina y un embudo de
adición de 250 mL con controlador de microflujo. Se cargan luego
las dos soluciones al reactor, y se mezcla durante 15 minutos con
agitación fuerte hasta producir una emulsión. Se disuelven 36.6 g
de cloruro de acriloilo en 100 mL de hexano y se cargan en el embudo
de adición. Se añade gota a gota la solución de cloruro de
acriloilo a la emulsión bajo agitación fuerte durante una hora. Se
agita la emulsión durante 30 minutos después de completada la
adición y luego se la detiene y se permite que las fases se separen
durante la noche. Se decanta la fase acuosa y se lava dos veces la
fase orgánica con una mezcla de 2.0 kg de NaCl al 2.5% en agua. Se
seca luego la fase orgánica sobre sulfato de magnesio, se filtra
hasta 1.0 \mum de exclusión, y se concentra sobre un evaporador
rotatorio. Se purifica adicionalmente el aceite resultante secando
a alto vacío hasta peso constante. El análisis del producto
resultante por medio de titulación revela 0.435 mEq/g de dobles
enlaces C=C.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
Comparativo
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un adaptador de entrada de
septo, un condensador de reflujo con adaptador de entrada de
N_{2}, y agitación desde la parte superior. Se genera una
solución por disolución de 48.76 g del entrecruzador de PDMS
producido por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
17.71 g del entrecruzador de PDMS producido por medio del
procedimiento descrito en el Ejemplo 2 en 150 g de
1-propanol. Se carga esta solución en el reactor y
se enfría a 8ºC. Se desgasifica la solución por evacuación hasta
menos de 5 mBar, manteniendo el vacío durante 15 minutos, y luego
presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se repite este
procedimiento de desgasificación un total de 5 veces.
En un recipiente separado de 500 mL equipado con
agitación magnética y un adaptador para entrada de vacío con
válvula, se disuelven 1.93 g de clorhidrato de cisteamina en 300 mL
de 1-propanol. En otro recipiente de 500 mL
equipado con agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío
con válvula, se disuelve una solución de 31.27 g de
N,N-dimetilacrilamida (DMA) en 300 mL de
1-propanol. En un tercer recipiente, equipado en
forma similar, se disuelven 0.35 g de
azo-bis(isobutironitrilo) (AIBN) en 150 g de
1-propanol. Se desgasifican dos veces las tres
soluciones por evacuación hasta 60 mBar, manteniendo el vacío
durante 5 minutos, y luego presurizando nuevamente con
nitrógeno.
Bajo un flujo positivo de nitrógeno, se abre el
reactor y se cargan el clorhidrato de cisteamina, soluciones de
DMA, y AIBN en el reactor. Estando aún a 8ºC, se desgasifica el
reactor por evacuación a menos de 5 mBar y manteniendo durante 5
minutos, presurizando nuevamente luego con nitrógeno. Se llevan a
cabo un total de cuatro ciclos de desgasificación. Se calienta
luego el reactor a 68ºC y se mantiene a esa temperatura bajo
atmósfera de nitrógeno con agitación durante 16 horas. Se transfiere
luego la mezcla de reacción a un recipiente y se despoja de vacío a
40ºC/100 mBar en un evaporador rotatorio para remover
1-propanol. Después de remover los primeros 500 g
de 1-propanol, se añaden lentamente 500 g de agua
con agitación para crear una emulsión. Se despoja luego
adicionalmente la emulsión de 1-propanol hasta
recoger 200 g de destilado. Se añaden nuevamente 200 g de agua a la
emulsión, y se continúa el intercambio de solvente hasta recolectar
200 g finales de destilado. Se diluye luego la emulsión hasta 2.0
kg.
Se carga luego esta emulsión a un rector de 2 L
equipado con agitación dese la parte superior, un circuito de
refrigeración, termómetro, y el medidor de pH y una punta
dispensadora de un titulador Metrohm Modelo 718 STAT Titrino. Se
enfría luego la mezcla de reacción a 1ºC. Se cargan 1.5 g de
NaHCO_{3} a la emulsión y se agita hasta disolución. Se programa
el Titrino para mantener un pH a 9.5 por medio de adición
intermitente de una solución de hidróxido de sodio al 15%. Se
añaden luego 6.2 mL de cloruro de acriloilo durante una hora
utilizando una bomba tipo jeringa. Se agita la emulsión durante otra
hora, luego se programa el Titrino para neutralizar la mezcla de
reacción por medio de la adición de una solución al 15% de ácido
clorhídrico. Se drena luego la emulsión del reactor, se diluye
hasta 3.5 L y se filtra hasta 16 \mum de exclusión. Se purifica
la emulsión por medio de diafiltración (corte de peso molecular
nominal, 10.000 D) con agua desionizada hasta que la conductividad
del filtrado esté por debajo de 2.5 \muS/cm, y se aísla el
polímero por medio de liofilización.
Se disuelven 18.83 g del polímero obtenido de
acuerdo a la etapa A anterior en aproximadamente 200 mL de
1-propanol, se concentra hasta aproximadamente 70 g
de peso total de solución, y se filtra hasta 0.45 \mum de
exclusión. Se recuperan 67.94 g de solución con 26.53% de sólidos.
Se añaden 4,503 g de una solución al 1% de
2-hdrox-4'-hdroxietil-2-metilpropiofenona
(IRGACURE®-2959, Ciba Specialty Chemicals), y luego se concentra la
solución hasta un peso final de 25.74 g (70.0% de sólidos).
Se dosifican 200 mg de la formulación en moldes
de lentes de contacto de poli(propileno) y se cierran los
moldes. Se irradian luego estos durante 15 s con una fuente de luz
ultravioleta que tiene una intensidad de 2.18 mW/cm^{2}. Se abren
luego los moldes, y se enjuagan las mitades de los moldes que tienen
una lente unida en una mezcla de 80% de isopropanol, 20% de agua
(v/v) durante la noche. Se enjuagan las lentes de los moldes con
esta mezcla disolvente, luego se enjuaga dos veces durante 2 horas
cada vez en alícuotas frescas de mezcla de isopropanol/agua. Se
drenan las lentes y luego se hidrata por inmersión en agua
desionizada. Se enjuagan luego tres veces durante 2 h en agua pura
(3.0 mL/lente).
40 lentes, que se moldean por fundición en
moldes, se remueven de los moldes, y no se los someta a extracción,
son secados luego al vacío (0.1 mBar) a temperatura ambiente durante
16 horas. Se transfieren luego las lentes a botes tarados. Se
determina el peso seco de las lentes como peso inicial de las mismas
y se las transfiere a un contenedor, y se añaden 25 ml de
isopropanol o metanol. Se colocan las muestras en un agitador (por
ejemplo, una placa rotatoria) aproximadamente durante 16 horas a
temperatura ambiente. Se enjuagan los lentes dos veces con
isopropanol o metanol frescos y luego se los transfiere a botes
tarados y se secan en horno a 50ºC y un vacío <10 mBar durante
aproximadamente 16 horas. Se remueven luego los botes del horno de
vacío y se mide el peso de las lentes (peso final de la lente). El
valor "% de NVE" citado es expresado como un valor en
porcentaje.
\vskip1.000000\baselineskip
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un adaptador de entrada de
septo, un condensador de reflujo con adaptador de entrada de
N_{2}, y agitación desde la parte superior. Se genera una
solución por disolución de 48.76 g del entrecruzador de PDMS
producido por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
17.71 g del entrecruzador de PDMS producido por medio del
procedimiento descrito en el Ejemplo 2 en 150 g de
1-propanol. Se carga esta solución en el reactor y
se enfría a 8ºC. Se desgasifica la solución por evacuación hasta
menos de 5 mBar, manteniendo el vacío durante 15 minutos, y luego
presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se repite este
procedimiento de desgasificación un total de 5 veces.
En un recipiente separado de 500 mL equipado con
agitación magnética y un adaptador para entrada de vacío con
válvula, se disuelven 1.93 g de clorhidrato de cisteamina en 300 mL
de 1-propanol. En otro recipiente de 500 mL
equipado con agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío
con válvula, se disuelven una solución de 36.63 g de hidroxietil
acrilato (HEA) y 2.14 g de ácido acrílico (AA) en 300 mL de
1-propanol. En un tercer recipiente, equipado en
forma similar, se disuelven 0.35 g de AIBN en 150 g de
1-propanol. Se desgasifican dos veces las tres
soluciones por evacuación hasta 60 mBar, manteniendo el vacío
durante 5 minutos, y luego presurizando nuevamente con
nitrógeno.
Bajo un flujo positivo de nitrógeno, se abre el
reactor y se cargan el clorhidrato de cisteamina, soluciones de
HEA/AA, y AIBN en el reactor. Estando aún a 8ºC, se desgasifica el
reactor por evacuación a menos de 5 mBar y manteniendo durante 5
minutos, presurizando nuevamente luego con nitrógeno. Se llevan a
cabo un total de cuatro ciclos de desgasificación. Se calienta
luego el reactor a 68ºC y se mantiene a esa temperatura bajo
atmósfera de nitrógeno con agitación durante 16 horas. Se cambia
luego el solvente de la mezcla de reacción por agua de acuerdo con
el procedimiento descrito en el Ejemplo 3. Se diluye luego la
emulsión resultante hasta 2.0 kg.
Se acrilata luego la emulsión con 6.2 mL de
cloruro de acriloilo por medio del procedimiento descrito en el
Ejemplo 3. Se drena luego la emulsión del reactor, se diluye con 3.5
L y se filtra hasta 16 \mum de exclusión. Se purifica la emulsión
por medio de diafiltración (corte de peso molecular nominal, 10.000
D) con agua desionizada hasta que la conductividad del filtrado
esté por debajo de 2.5 \muS/cm, y se aísla el polímero por medio
de liofilización.
Se disuelven 15.73 g del polímero obtenido de
acuerdo a la etapa A en aproximadamente 320 mL de
1-propanol, luego se seca con 1,5 g de sulfato de
magnesio y se filtra hasta 17 \mum de exclusión utilizando un
filtro de frita de vidrio. Se recuperan 312.25 g de solución con
4,61% de sólidos. Se añaden 3,61 g de una solución al 1% de
2-hdrox-4'-hdroxietil-2-metilpropiofenona
(IRGACURE®-2959, Ciba Specialty Chemicals), y luego se concentra la
solución hasta un peso final de 20.57 g (70.0% de sólidos).
Se utiliza la formulación anterior para fundir
lentes de la siguiente manera. Se dosifican 200 mg de la formulación
en moldes de poli(propileno) y se cierran los moldes. Se
irradian luego los moldes durante 18 s con una fuente de luz
ultravioleta que tiene una intensidad de 2.01 mW/cm^{2}. Se abren
luego los moldes, y se desbloquen y enjuagan los lentes por medio
del procedimiento del Ejemplo 3. Se someten luego 40 lentes a la
determinación de % de NVE como se describe en el Ejemplo 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un adaptador de entrada de
septo, un condensador de reflujo con adaptador de entrada de
N_{2}, y agitación desde la parte superior. Se genera una
solución por disolución de 48.76 g del entrecruzador de PDMS
producido por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
17.71 g del entrecruzador de PDMS producido por medio del
procedimiento descrito en el Ejemplo 2 en 150 g de
1-propanol. Se cargó esta solución en el reactor y
se enfrió a 8ºC. Se desgasifica la solución por evacuación hasta
menos de 5 mBar, manteniendo el vacío durante 15 minutos, y luego
presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se repite este
procedimiento de desgasificación un total de 5 veces.
En un recipiente separado de 500 mL equipado con
agitación magnética y un adaptador para entrada de vacío con
válvula, se disuelven 1.93 g de clorhidrato de cisteamina en 300 mL
de 1-propanol. En otro recipiente de 500 mL
equipado con agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío
con válvula, se disuelven una solución de 36.63 g de HEA y 3,06 g
de AA en 300 mL de 1-propanol. En un tercer
recipiente, equipado en forma similar, se disuelven 0.35 g de AIBN
en 150 g de 1-propanol. Se desgasifican dos veces
las tres soluciones por evacuación hasta 60 mBar, manteniendo el
vacío durante 5 minutos, y luego presurizando nuevamente con
nitrógeno.
Bajo un flujo positivo de nitrógeno, se abre el
reactor y se cargan el clorhidrato de cisteamina, soluciones de
HEA/AA, y AIBN en el reactor. Estando aún a 8ºC, se desgasifica el
reactor por evacuación a menos de 5 mBar y manteniendo durante 5
minutos, presurizando nuevamente luego con nitrógeno. Se llevan a
cabo un total de cuatro ciclos de desgasificación. Se calienta
luego el reactor a 68ºC y se mantiene a esa temperatura bajo
atmósfera de nitrógeno con agitación durante 16 horas. Se cambia
luego el solvente de la mezcla de reacción por agua de acuerdo con
el procedimiento descrito en el Ejemplo 3. Se diluye luego la
emulsión resultante hasta 2.0 kg.
Se acrilata luego la emulsión con 6.2 mL de
cloruro de acriloilo por medio del procedimiento descrito en el
Ejemplo 3. Se drena luego la emulsión del reactor, se diluye con 3.5
L y se filtra hasta 16 \mum de exclusión. Se purifica la emulsión
por medio de diafiltración (corte de peso molecular nominal, 10.000
D) con agua desionizada hasta que la conductividad del filtrado
esté por debajo de 2.5 \muS/cm, y se aísla el polímero por medio
de liofilización.
Se disuelven 18.59 g del polímero de la etapa A
en aproximadamente 200 mL de 1-propanol, luego se
seca con 1,5 g de sulfato de magnesio y se filtra hasta 17 \mum
de exclusión utilizando un filtro de frita de vidrio. Se recuperan
154.5 g de solución con 10,26% de sólidos. Se añaden 3,96 g de una
solución al 1% de
2-hdrox-4'-hdroxietil-2-metilpropiofenona
(IRGACURE®-2959, Ciba Specialty Chemicals), y luego se concentra la
solución hasta un peso final de 22.64 g (70.0% de sólidos).
Se utiliza la formulación anterior para fundir
lentes de la siguiente manera. Se dosifican 200 mg de la formulación
en moldes de poli(propileno) y se cierran los moldes. Se
irradian luego los moldes durante 23 s con una fuente de luz
ultravioleta que tiene una intensidad de 1.6 mW/cm^{2}. Se abren
luego los moldes, y se desbloquen y enjuagan los lentes por medio
del procedimiento del Ejemplo 3. Se someten luego 40 lentes a la
determinación del % de NVE como se describe en el Ejemplo 3.
\newpage
La Tabla 1 en lista las características de los
lentes producidos en los Ejemplos 3, 4 y 5:
Como se puede observar a partir de la tabla,
existe una gran ventaja inesperada positiva que surge simplemente
de la sustitución de cantidades equimolares de otros monómeros,
tales como ácido acrílico o hidroxietil acrilato, para
N,N-dimetilacrilamida en el estado del arte. Se
pueden lograr extracciones menores sin una pérdida sustancial de
dureza o flexibilidad por parte de los lentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un condensador de reflujo,
un adaptador para entrada de N_{2}/vacío, un adaptador para un
tubo de alimentación y agitación mecánica desde la parte superior.
Se genera una solución por disolución de 90.00 g del entrecruzador
de PDMS producido por medio del procedimiento descrito en el
Ejemplo 1 y 30.00 g del entrecruzador de PDMS producido por medio
del procedimiento descrito en el Ejemplo 2 en 480 g de
1-propanol. Se carga esta solución en el reactor y
se enfría a 8ºC. Se desgasifica la solución por evacuación hasta
menos de 15 mBar, manteniendo el vacío durante 15 minutos, y luego
presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se repite este
procedimiento de desgasificación un total de 3 veces. Se mantiene
el reactor bajo una capa de nitrógeno seco.
En un recipiente separado, se prepara una
solución de monómero por medio de la mezcla de 1.50 g de clorhidrato
de cisteamina, 0.3 g de AIBN, 55.275 g de DMA, 18.43 g de HEA y
364.5 g de 1-propanol en la misma forma descrita en
el Ejemplo 4. Se filtra esta solución con un papel de filtro
Waterman 540, y luego se la añade al reactor a través de una unidad
de desgasificación y una bomba de HPLC con una velocidad de flujo de
3.0 mL/minuto. Se eleva luego la temperatura de la reacción a 68ºC
con una rampa de calentamiento aproximadamente durante
una hora.
una hora.
En un segundo recipiente se prepara una solución
alimentadora mezclando 4.5 g de clorhidrato de cisteamina y 395.5 g
de 1-propanol y luego se filtra con papel filtro
Waterman 540. Cuando la temperatura del reactor alcanza 68ºC, se
dosifica lentamente esta solución en el reactor a través de la bomba
de HPLC/de desgasificación durante 3 horas. Se continúa luego la
reacción a 68ºC durante 3 horas adicionales, después de las cuales
se descontinúa el calentamiento y se permite que el reactor se
enfríe hasta temperatura ambiente.
Se transfiere la mezcla de reacción a un
recipiente y se la despoja del solvente a 40ºC al vacío en un
evaporador rotatorio hasta que quedan 1000 g de muestra. Se mezcla
luego lentamente la solución con 2000 g de agua desionizada con
agitación rápida. Se remueve luego el solvente adicional hasta que
quedan aproximadamente 2000 g de muestra. Durante este proceso de
despojo la solución se convierte gradualmente en una emulsión. Se
purifica el material resultante por medio de ultrafiltración sobre
una membrana de corte de peso molecular de 10 kD hasta que la
conductividad del filtrado es menor a 2.5 \muS/cm.
Se acrilata la solución purificada de copolímero
en la misma forma descrita en el Ejemplo 3 excepto porque se
utilizan 7.99 g de NaHCO_{3} y 11.59 mL de cloruro de acriloilo
para la reacción. Se purifica el producto por medio de
ultrafiltración nuevamente con una membrana de corte peso molecular
de 10 kD hasta que la conductividad del filtrado es menor a 2.5
\muS/cm. Se aísla el macromonómero final por medio de
liofilización.
Se formula el macromonómero de la etapa A en la
misma forma como se describe en el Ejemplo 3 excepto porque se
concentra la solución hasta un peso final de 65.0% de contenido de
sólidos.
Se utiliza la formulación anterior para fundir
lentes y para determinar los extraíbles por medio del proceso del
Ejemplo 3.
\newpage
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un condensador de reflujo,
un adaptador para entrada de N_{2}/vacío, un adaptador para un
tubo de alimentación y agitación mecánica desde la parte superior.
Se genera una solución por disolución de 60.00 g del entrecruzador
de PDMS producido por medio del procedimiento descrito en el
Ejemplo 1 en 241.6 g de 1-propanol. Se carga esta
solución en el reactor y se enfría a 8ºC. Se desgasifica la
solución por evacuación hasta menos de 15 mBar, manteniendo el
vacío durante 15 minutos, y luego presurizando nuevamente con
nitrógeno seco. Se repite este procedimiento de desgasificación un
total de 3 veces. Se mantiene el reactor bajo una capa de nitrógeno
seco.
En un recipiente separado, se prepara una
solución de monómero por medio de la mezcla de 1.50 g de clorhidrato
de cisteamina, 25.83 g de DMA y 11.07 g de metoxi
poli(etilén glicol) acrilato (peso molecular = 454) y 140 g
de 1-propanol en la misma forma descrita en el
Ejemplo 4. Se filtra esta solución con un papel de filtro Waterman
540, y luego se la añade al reactor a través de una unidad de
desgasificación y una bomba de HPLC con una velocidad de flujo de
3.0 mL/minuto. Se eleva luego la temperatura de la reacción a 68ºC
con una rampa de calentamiento aproximadamente durante una
hora.
En un segundo recipiente se prepara una solución
iniciadora disolviendo 0.1 g de AIBN en 40 mL de
1-propanol. Se desgasifica la solución 3 veces por
medio de evacuación hasta 80 mBar, manteniendo al vacío durante 5
minutos, y presurizando luego nuevamente con nitrógeno.
En un tercer recipiente, se prepara una solución
alimentadora mezclando 1.95 g de clorhidrato de cisteamina 198.4 g
de 1-propanol y luego se filtra con papel filtro
Waterman 540. Se recicla esta solución a través de la bomba de
HPLC/de desgasificación durante varios minutos.
Cuando la temperatura del reactor alcanza los
68ºC, se inyecta la solución iniciadora en el recipiente de
reacción, y se activa la bomba de dosificación, alimentando la
cisteamina en el reactor a través de la bomba de HPLC/de
desgasificación durante 2 horas. Se continúa luego la reacción a
68ºC durante 6 horas más, después de las cuales se descontinúa el
calentamiento y se permite que el reactor se enfríe hasta
temperatura ambiente.
Se transfiere la mezcla de reacción a un
recipiente y se la despoja del solvente a 40ºC al vacío en un
evaporador rotatorio hasta que quedan 1000 g de muestra. Se mezcla
luego lentamente la solución con 1000 g de agua desionizada con
agitación rápida. Se remueve luego el solvente adicional hasta que
quedan aproximadamente 1000 g de muestra. Durante este proceso de
despojo la solución se convierte gradualmente en una emulsión. Se
purifica el material resultante por medio de ultrafiltración sobre
una membrana de corte de peso molecular de 10 kD hasta que la
conductividad del filtrado es menor a 2.5 \muS/cm.
Se acrilata la solución purificada de copolímero
en la misma forma descrita en el Ejemplo 3 excepto porque se
utilizan 7.99 g de NaHCO_{3} y 11.59 mL de cloruro de acriloilo
para la reacción. Se purifica el producto por medio de
ultrafiltración nuevamente con una membrana de corte peso molecular
de 10 kD hasta que la conductividad del filtrado es menor a 2.5
\muS/cm. Se aísla el macromonómero final por medio de
liofilización.
Se formula el macromonómero de la etapa A
anterior en la misma forma como se describe en el Ejemplo 4 excepto
porque se concentra la solución hasta un peso final con 65.0% de
sólido.
Se utiliza la formulación anterior para fundir
lentes por medio del proceso descrito en el Ejemplo 4.
La Tabla 2 enlista las características de los
lentes producidos en los Ejemplos 6 y 7:
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un adaptador de entrada de
septo, un condensador de reflujo, con un adaptador para entrada de
N_{2} y agitación desde la parte superior. Se genera una
solución por disolución de 54.86 g de PDMS-DAm
producido por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
6.24 g del PDMS-DAm producido por medio del Ejemplo
2 en 200 g de 1-propanol. Se carga esta solución en
el reactor y se enfría a 8ºC. Se desgasifica la solución por
evacuación a menos de 5 mBar, manteniendo el vacío durante 15
minutos, y luego presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se
repite este procedimiento de desgasificación un total de 5
veces.
En un recipiente separado de 500 mL equipado con
agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío con válvula,
se disuelven 2.84 g de clorhidrato de cisteamina en 140 g de
1-propanol. En otro recipiente de 500 mL equipado
con agitación magnética y un adaptador de entrada de vacio con
válvula, se disolvieron una solución de 28.84 g de
N,N-dimetilacrilamida (Bimax Corporation) y 7.21 g
de hidroxietil acrilato (Aldrich) en 210 g de
1-propanol. En un recipiente de 125 mL, equipado en
forma similar, se disuelven 0.14 g de
azo-bis(isobutironitrilo) (Aldrich) en 14 g
de 1-propanol. Y en un cuarto recipiente de 100 mL,
se disolvieron 0.72 g de hidroxietil acrilato y 2.88 g de
N,N-dimetilacrilamida en 21 g de
1-propanol. Se desgasificaron las 4 soluciones dos
veces por evacuación a 60 mBar, manteniendo el vacío durante 5
minutos, y presurizando luego nuevamente con nitrógeno.
Bajo un flujo positivo de nitrógeno, se abre el
reactor y se cargaron el clorhidrato de cisteamina y la mayor de
las dos soluciones de
N,N-dimetilacrilamida/hidroxietilacrilato en el
reactor. Manteniendo aún la temperatura en 8ºC, se desgasifica el
reactor por medio de evacuación a menos de 5 mBar y manteniendo
durante 5 minutos, luego presurizando nuevamente con nitrógeno. Se
llevaron a cabo un total de cuatro ciclos de desgasificación. Se
carga la solución que contiene 0.72 g de hidroxietil acrilato y 2.88
g de N,N-dimetilacrilamida en el reservorio de una
bomba de HPLC Alltech 301 equipada con una unidad de desgasificación
en línea Alltech 590516. Se posiciona la salida para retorno del
fluido al reservorio, y se opera la bomba a una velocidad de 0.146
mL/min durante 30 minutos para desoxigenar adicionalmente la
solución.
Se calienta luego el reactor a 68ºC, y se
detiene la bomba de HPLC y se fija su salida para que el fluido
caiga dentro de la mezcla de reacción sin hacer contacto con las
paredes del recipiente. Cuando se alcanza la temperatura, se
inyecta la solución de
azo-bis(isobutironitrilo) dentro del reactor
con una jeringa y se prende la bomba de HPLC. Se dosifica la
solución en el reactor durante tres horas, y luego se corren 10 mL
de propanol filtrado a través de las líneas del HPLC dentro del
reactor como enjuague. Se enfría luego el reactor a temperatura
ambiente.
Se transfiere luego la mezcla de reacción a un
recipiente y se aplica vacío a 40ºC/100 mBar en un evaporador
rotatorio para remover el 1-propanol. Después de
remover los primeros 344 g de 1-propanol, se
añadieron lentamente 500 g de agua con agitación para crear una
emulsión. Se retira luego adicionalmente de la emulsión más
1-propanol hasta recolectar 473 g de destilado. Se
añadieron nuevamente 600 g de agua a la emulsión, y se continúo el
intercambio de solvente para recolectar 150 g finales del destilado.
Se acrilata luego esta emulsion con 6.2 mL de cloruro de acriloilo
por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 3. Se drena luego
la emulsión del reactor, se diluye con 3.5 L y se filtra hasta 16
\mum de exclusión. Se purifica la emulsión por medio de
diafiltración (corte de peso molecular nominal, 10.000 D) con agua
desionizada hasta que la conductividad del filtrado esté por
debajo de 2.5 \muS/cm, y se aísla el polímero por medio de
liofilización.
Se disuelven 20.71 g del polímero producido por
medio del método anterior en 107.34 g de 1-Propanol
y se filtra hasta 17 \mum por exclusión. Se recuperan 117.83 g de
producto con 16.22% de sólidos. Se añadieron 4.78 g de una solución
de Irgacure-2959 al 1% en
1-Propanol, y se concentra la solución en un
evaporador rotatorio hasta un peso total de 29.40 g.
Se dosifica la formulación anterior en moldes de
polipropileno y se irradia durante 13.22 segundos bajo una luz UV
que tiene una intensidad de 1.89 mW/cm^{2}. Se desbloquean los
lentes con una mezcla 80/20 (v/v) de isopropanol y agua, y luego se
hidrata humectando en agua durante un día.
Los lentes tienen las siguientes
propiedades:
La Tabla 3 enlista las características de los
lentes producidos en el Ejemplo 8:
Se mide el Módulo E' en un instrumento para
ensayo de tensión Vitrodyne. Se mide l contenido de agua pesando
las lentes en húmedo, secando luego a 50ºC al vacío (<10 mBar), y
pesando las lentes secas. La diferencia expresada como un
porcentaje del peso de una lente humectada es el contenido de
agua.
Se miden los extractables de acuerdo con el
procedimiento descrito en el Ejemplo 3. Se usa metanol en la
extracción para este Ejemplo 8.
\vskip1.000000\baselineskip
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un adaptador de entrada de
septo, un condensador de reflujo, con un adaptador para entrada de
N_{2} y agitación desde la parte superior. Se genera una
solución por disolución de 48.76 g de PDMS-DAm
producido por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
17.71 g del PDMS-DAm producido por medio del
procedimiento descrito en el Ejemplo 2 en 150 g de
1-propanol. Se carga esta solución en el reactor y
se enfría a 8ºC. Se desgasifica la solución por evacuación a menos
de 5 mBar, manteniendo el vacío durante 15 minutos, y luego
presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se repite este
procedimiento de desgasificación un total de 5 veces.
En un recipiente separado de 500 mL equipado con
agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío con válvula,
se disuelven 1.93 g de clorhidrato de cisteamina en 300 mL de
1-propanol. En otro recipiente de 500 mL equipado
con agitación magnética y un adaptador de entrada de vacio con
válvula, se disuelve una solución de 31.27 g de
N,N-dimetilacrilamida (Bimax Corporation) en 300 mL
de 1-propanol. En un tercer recipiente, equipado en
forma similar, se disuelven 0.35 g de
azo-bis(isobutironitrilo) en 150 g de
1-propanol. Se desgasifican las 3 soluciones dos
veces por evacuación a 60 mBar, manteniendo el vacío durante 5
minutos, y presurizando luego nuevamente con nitrógeno.
Bajo un flujo positivo de nitrógeno, se abre el
reactor y se cargan el clorhidrato de cisteamina,
N,N-dimetilacrilamida, y
azo-bis(isobutironitrilo) en el reactor.
Manteniendo aún la temperatura en 8ºC, se desgasifica el reactor
por medio de evacuación a menos de 5 mBar y manteniendo durante 5
minutos, luego presurizando nuevamente con nitrógeno. Se llevaron a
cabo un total de cuatro ciclos de desgasificación. Se toma una
muestra de la mezcla de reacción. Se calienta luego el reactor a
68ºC y se mantiene a esa temperatura bajo atmósfera de nitrógeno
con agitación. Se muestrea el reactor tan pronto como la temperatura
alcanza 68ºC, y nuevamente después de 0.5 horas, 1.63 horas, 2.5
horas, 4.5 horas, y 19 horas de alcanzar los 68ºC. Se almacenan
estas muestras a -10ºC hasta que se llevan a cabo los análisis.
Se analizan las muestras por medio de
cromatografía de gases para determinar el consumo de
N,N-dimetilacrilamida. Se realiza la cromatografía
en un equipo Agilent 6890, utilizando inyección
split-less en una entrada a 250ºC, utilizando una
columna DB-1, una fase móvil de helio, isocrática a
7.7 psi. Se utiliza un detector de ionización de llama. Se programa
el horno del GC para iniciar y mantener una temperatura de 100ºC
durante 10 minutos; para ascender a razón de 5ºC/min hasta 175ºC;
para ascender luego a razón de 15ºC/min hasta 325ºC; y luego para
mantenerse a 325ºC durante cinco minutos. Se cuantifican las
cantidades de N,N-dimetilacrilamida por medio del
área bajo la curva contra estándares conocidos, por medio de métodos
conocidos por aquellos capacitados en el arte.
\vskip1.000000\baselineskip
Se equipa un reactor con chaqueta de 2 L con un
circuito de calentamiento/enfriamiento, un adaptador de entrada de
septo, un condensador de reflujo, con un adaptador para entrada de
N_{2} y agitación desde la parte superior. Se genera una
solución por disolución de 50.83 g de PDMS-DAm
producido por medio del procedimiento descrito en el Ejemplo 1 y
12.93 g del PDMS-DAm producido por medio del
procedimiento descrito en el Ejemplo 2 en 150 g de
1-propanol. Se carga esta solución en el reactor y
se enfría a 8ºC. Se desgasifica la solución por evacuación a menos
de 5 mBar, manteniendo el vacío durante 15 minutos, y luego
presurizando nuevamente con nitrógeno seco. Se repite este
procedimiento de desgasificación un total de 5 veces.
En un recipiente separado de 500 mL equipado con
agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío con válvula,
se disuelven 2.86 g de clorhidrato de cisteamina en 300 mL de
1-propanol. En otro recipiente de 500 mL equipado
con agitación magnética y un adaptador de entrada de vacío con
válvula, se disuelve una solución de 20.53 g de hidroxietil
acrilato y 17.57 g de N,N-dimetilacrilamida en 300
mL de 1-propanol. En un tercer recipiente, equipado
en forma similar, se disuelven 0.12 g de
azo-bis(isobutironitrilo) en 150 g de
1-propanol. Se desgasifican las 3 soluciones dos
veces por evacuación a 60 mBar, manteniendo el vacío durante 5
minutos, y presurizando luego nuevamente con nitrógeno.
Bajo un flujo positivo de nitrógeno, se abre el
reactor y se cargan soluciones de clorhidrato de cisteamina y del
monómero en el reactor. Manteniendo aún la temperatura en 8ºC, se
desgasifica el reactor por medio de evacuación a menos de 5 mBar y
manteniendo durante 5 minutos, luego presurizando nuevamente con
nitrógeno. Se llevaron a cabo un total de cuatro ciclos de
desgasificación. Se calienta luego el reactor a 68ºC y se mantiene
a esa temperatura bajo atmósfera de nitrógeno con agitación. Se
inyecta la solución desgasificada de
azo-bis(isobutironitrilo) en la mezcla de
reacción y se retira una muestra. Se muestrea nuevamente el reactor
una hora después de alcanzar los 68ºC, las dos horas, 5 horas, 18.75
horas y 21 horas. Se almacenan estas muestras a -10ºC hasta que se
llevan a cabo los análisis. Se analizan las muestras por medio de
cromatografía de gases para determinar el consumo de
N,N-dimetilacrilamida como para el método descrito
en el Ejemplo Comparativo 8. Se muestran los datos en la siguiente
tabla:
\newpage
La Tabla 4 en lista el consumo de DMA, en % con
respecto al tiempo para los Ejemplos 9 y 10:
En el Ejemplo 10, la mezcla de monómero es
equimolar HEA: DMA. Los datos anteriores indican que la reactividad
del DMA en el Ejemplo 10 DMA es mucho menor que cuando DMA es el
único monómero en el
Ejemplo 9.
Ejemplo 9.
\vskip1.000000\baselineskip
Este listado de referencias citado por el
solicitante es únicamente para conveniencia del lector. No forma
parte del documento europeo de la patente. Aunque se ha tenido gran
cuidado en la recopilación, no se pueden excluir los errores o las
omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad en este sentido.
- \bullet WO 0171392 A [0002] [0003]
- \bullet US 6451871 B [0035]
- \bullet US 6627124 B [0030]
- \bullet US 6793973 B [0035]
- \bullet US 6719929 B [0032] [0035]
- \bullet US 6811805 B [0035]
- \bullet US 6367929 B [0032]
- \bullet US 6896926 B [0035]
- \bullet US 6822016 B [0032]
- \bullet US 3408429 A [0116]
- \bullet US 811949 P [0032]
- \bullet US 4347198 A [0116]
- \bullet US 4312575 A [0032]
- \bullet US 5849811 A [0130]
\bullet US 4632844 A [0032].
Claims (14)
1. Un prepolímero actínicamente entrecruzable
que se obtiene por medio de: (a) copolimerización de una mezcla
polimerizable para obtener un copolímero con los primeros grupos
funcionales, en donde la mezcla polimerizable incluye un primer
monómero hidrofílico, al menos un entrelazador que contiene
polisiloxano, un agente de transferencia de cadena que tiene un
primer grupo funcional, un segundo monómero hidrofílico; y (b) la
reacción de un compuesto orgánico con el producto de
copolimerización para formar el prepolímero entrecruzable que tiene
grupos etilénicamente insaturados,
en donde el compuesto orgánico incluye un grupo
etilénicamente insaturado y un segundo grupo funcional, en donde el
segundo grupo funcional del compuesto orgánico reacciona con uno de
los primeros grupos funcionales del producto de copolimerización,
en donde el segundo monómero hidrofílico está presente en una
cantidad suficiente para producir el prepolímero resultante que,
después de la purificación, puede ser actínica o térmicamente
entrecruzado para formar un material de hidrogel de silicona, en
donde el material de hidrogel de silicona tiene una cantidad de 10%
o menos de extraíbles no volátiles.
2. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
1, en donde el material de hidrogel de silicona tiene un 10% o
menos de extractables no volátiles, en donde el segundo monómero
hidrofílico seleccionado del grupo que consiste de
2-hidroxietil acrilato (HEA), glicidil metacrilato
(GMA), N-vinilpirrolidona (NVP), ácido acrílico
(AA), y un alcoxi C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato que tiene un peso molecular promedio de 200 a
1500.
3. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el material de hidrogel de silicona tiene un 5% o menos
de extractables no volátiles.
4. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el primer monómero hidrofílico es (alquil
C_{1}-C_{4})acrilamida,
N,N-di-(alquil
C_{1}-C_{4})acrilamida, o una mezcla de
los mismos.
5. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el primer monómero hidrofílico es DMA y el segundo
monómero hidrofílico es un alcoxi C_{1}-C_{4}
polietilén glicol(met)acrilato que tiene un peso
molecular promedio de 300 a 1000.
6. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el primer monómero hidrofílico es DMA y el segundo
monómero hidrofílico es HEA.
7. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el primer monómero hidrofílico es DMA y el segundo
monómero hidrofílico es una mezcla de HEA y AA.
8. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el entrecruzador que contiene polisiloxano es un
polisiloxano de fórmula
en el cual (alk) es alquileno que
tiene hasta 20 átomos de carbono que pueden estar interrumpidos por
-O-; X es -O- o -NR_{8}-, R_{8} es hidrógeno o alquilo
C_{1}-C_{6}, Q es un radical orgánico que
contiene un grupo entrecruzable o polimerizable,
80-100% de los radicales R_{6}, R_{6}',
R_{6}'', R_{6}''', R_{6}*, R_{7}, R_{7}' y R_{7}'',
independientemente entre sí, son alquilo
C_{1}-C_{8} y 0-20% de los
radicales R_{6}, R_{6}', R_{6}'', R_{6}''', R_{6}*,
R_{7}, R_{7}' y R_{7}'', independientemente entre sí, son
fenil alquilo C_{1}-C_{4} o alcoxi
C_{1}-C_{4} sustituidos, fluoro(alquilo
C_{1}-C_{18}), ciano(alquilo
C_{1}-C_{12}); hidroxialquilo
C_{1}-C_{6} o aminoalquilo
C_{1}-C_{6}, x es el número 0 ó 1, d_{1} es un
entero de 5 a 700, d_{2} es un entero de 0 a 8 si x es 0, y es 2
a 10 si x es 1, y la suma de (d_{1}+d_{2}) es de 5 a
700.
9. Un prepolímero de acuerdo a la reivindicación
2, en donde el entrecruzador que contiene polisiloxano es un
polisiloxano de fórmula
en donde R_{6}, R_{6}', R_{7}
y R_{7}' son cada uno metilo, d_{1} es un entero de 10 a 300,
(alk) es alquileno C_{2}-C_{6} lineal o
ramificado o un radical
-(CH_{2})_{1-3}-O-(CH_{2})_{1-3}-,
X es -O- o -NH- y Q es un radical de la
fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
10. Un prepolímero de acuerdo a la
reivindicación 1, en donde el agente de transferencia de cadena es
un tiol orgánico primario que tiene un grupo hidroxi, amino,
N-alquilamino C_{1}-C_{6} o un
grupo carboxi.
11. Un prepolímero de acuerdo a la
reivindicación 1, en donde los componentes en la etapa (a) se
utilizan en una proporción molar de 0,5 a 5 equivalentes de agente
de transferencia de cadena: 1 equivalente de entrecruzador que
contiene polisiloxano: 5 a 60 equivalentes de monómero(s)
hidrofílico(s).
12. Un prepolímero de acuerdo a la
reivindicación 1, en donde el copolímero de la etapa (a) reacciona
en la etapa (b) con un compuesto de fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en donde R_{13} es halógeno,
hidroxi, alcoxi C_{1}-C_{6} no sustituido o
sustituido con hidroxio fenoxi, R_{14}, y R_{15} son
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo
C_{1}-C_{4}, fenilo, carboxi o halógeno,
R_{16} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4} o
halógeno, R_{17} y R_{17}' son cada uno un radical
etilénicamente insaturado que tiene de 2 a 6 átomos de C, o R_{17}
y R_{17}' forman juntos un radical bivalente
-C(R_{14})=C(R_{16})- en donde R_{14} y R_{16}
son como se definió anteriormente, y (Alk*) es alquileno
C_{1}-C_{6}, y (Alk**) es alquileno
C_{2}-C_{12}.
13. Un lente de contacto blando, que comprende
un material de hidrogel de silicona que se obtiene por curado de un
material que forma una lente en un molde, en donde el material que
forma la lente incluye un prepolímero polimerizable o actínicamente
entrecruzable de una de las reivindicaciones 1 a 12,
en donde se obtiene el prepolímero por medio de:
(a) copolimerización de una mezcla polimerizable para obtener un
copolímero con los primeros grupos funcionales, en donde la mezcla
polimerizable incluye un primer monómero hidrofílico, al menos un
entrelazador que contiene polisiloxano, un agente de transferencia
de cadena que tiene un primer grupo funcional, un segundo monómero
hidrofílico; y (b) la reacción de un compuesto orgánico con el
producto de copolimerización para formar el prepolímero
entrecruzable que tiene grupos etilénicamente insaturados, en donde
el compuesto orgánico incluye un grupo etilénicamente insaturado y
un segundo grupo funcional,
en donde el segundo grupo funcional del
compuesto orgánico reacciona con uno de los primeros grupos
funcionales del producto de copolimerización, en donde el segundo
monómero hidrofílico está presente en una cantidad suficiente para
producir el prepolímero resultante que, después de la purificación,
puede ser actínica o térmicamente entrecruzado para formar un
material de hidrogel de silicona, en donde el material de hidrogel
de silicona tiene una cantidad reducida de extraíbles no
volátiles.
14. Un proceso para la fabricación de un
prepolímero actínicamente entrecruzable, que comprende:
- (1)
- obtener una mezcla de reacción que comprende un primer monómero hidrofílico, al menos un entrelazador que contiene polisiloxano, un segundo monómero hidrofílico, y un agente de transferencia de cadena que tiene un primer grupo funcional y presente en una cantidad que tiene una concentración inicial deseada;
- (2)
- ajustar la temperatura de la mezcla de reacción con el propósito de iniciar la reacción de polimerización;
- (3)
- dosificar el agente de transferencia de cadena a la mezcla de reacción a una tasa suficiente para tener una concentración comparable a la concentración inicial deseada hasta añadir una cantidad total deseada del agente de transferencia de cadena;
- (4)
- después de completar la dosificación del agente de transferencia de cadena manteniendo la mezcla de reacción a la temperatura de reacción con el propósito de completar la reacción para obtener un producto de copolimerización con los primeros grupos funcionales; y
- (5)
- la reacción de un compuesto orgánico con el producto de copolimerización para formar el polímero entrecruzable que tiene grupos etilénicamente insaturados en donde el compuesto orgánico incluye un grupo etilénicamente insaturado y un segundo grupo funcional,
en donde el segundo grupo funcional del
compuesto orgánico reacciona con uno de los primeros grupos
funcionales del producto de copolimerización, en donde dicho
prepolímero entrecruzable puede ser entrecruzado para formar un
material de hidrogel de silicona;
en donde la porción del agente de transferencia
de cadena que está presente en la mezcla inicial de reacción de
acuerdo a (1) es de 10 a 40% en peso del peso total del agente de
transferencia de cadena, y el restante 60 a 90% en peso se dosifica
en la etapa (3), en donde el segundo monómero hidrofílico
seleccionado del grupo que consiste de
2-hidroxietil acrilato (HEA), glicidil metacrilato
(GMA), N-vinilpirrolidona (NVP), ácido acrílico
(AA), y un alcoxi C_{1}-C_{4} polietilén glicol
(met)acrilato que tiene un peso molecular promedio de 200 a
1500; y
en donde la temperatura de la mezcla de reacción
se ajusta a una temperatura entre 35 a 80ºC en la etapa (2) y se
mantiene en las etapas (3) y (4).
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