MX2010005098A - Poliolefinas reticuladas para aplicaciones biomedicas y metodo para generar las mismas. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con una composición de polímeros que incluyen un alqueno ramificado, el cual puede polimerizarse de manera catiónica, así como un comonómero formador de vidrio y/o un comonómero de vinilo que contiene benzociclobuteno como el grupo de cadena lateral. La estructura de la composición de polímeros puede tomar diversas formas: copolímero aleatorio lineal, copolímero de bloque lineal, copolímero aleatorio en estrella, copolímero de bloque en estrella, y otros polímeros hiperrramificados. La composición de copolímeros puede someterse a entrecruzamiento a temperaturas elevadas(preferiblemente por arriba de 180°C).

Description

POLIOLEFINAS RETICULADAS PARA APLICACIONES BIOMÉDICAS Y MÉTODO PARA GENERAR LAS MISMAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con materiales poliméricos. Los materiales poliméricos son particularmente adecuados para aplicaciones biomédicas, tal como un componente de una lente intraocular.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los polímeros se han usado en aplicaciones biomédicas desde hace mucho tiempo. Los primeros estudios in vivo en implantes poliméricos revelaron que los polímeros son susceptibles a la degradación en un ambiente fisiológico y pierden integridad con el tiempo. Un detallado análisis minucioso de la interrelación de la estructura y bio-propiedades condujo al descubrimiento de Pinchuk de la bioestabilidad superior de los materiales basados en poliisobutileno. La aplicación biomédica de los materiales basados en poliisobutileno se da a conocer en las Patentes de EU Nos. 5,741 ,331 ; 6, 102,939; 6, 197,240; 6,545,097; y 6,855,770, las cuales se incorporan en este documento para referencia en su totalidad. La primera aplicación comercial de tales materiales es el uso de SIBS en la Endoprótesis vascular TAXUS® de Boston Scientific Corporation, el cual se considera como el lanzamiento más exitoso de un dispositivo biomédico en la historia.

El SIBS es un copolímero de tres bloques termoconformado que consiste de poliisobutileno (PIB) como el bloque central con propiedades elásticas y poliestireno (PS) como los bloques laterales rígidos. Debido a la inmiscibilidad del PIB y PS, el material de SIBS tiene una morfología separada por microfases, en la cual la fase de PS forma entrecruzamientos físicos en la matriz de la fase de PIB con propiedades elásticas. Debido a la naturaleza termoplástica del entrecruzamiento, el material de SIBS se. deforma gradualmente y puede perder su dimensión. El SIBS no soporta la alta temperatura de la esterilización por autoclave debido a la limitación por la - temperatura de transición vitrea del PS. Como resultado, la esterilización del SIBS es difícil, dado que la esterilización por rayos gamma rompe el SIBS y la esterilización por óxido de etileno es' engorrosa.

El PIB comúnmente se entrelaza a través de la vulcanización. Primero, el isobutileno se copolimeriza con una pequeña fracción (1 -5%) de dienos conjugados tal como butadieno, de tal modo que existen dobles enlaces carbono-carbono en la cadena principal que proporcionan sitios para la vulcanización; segundo, el copolímero isobutileno/butadieno se calienta con azufre y se entrecruza por el azufre. Para acelerar el proceso de vulcanización, el polímero ya sea se activa como en el caso del caucho de halo-butilo, o se agregan aceleradores tales como resinas, óxido de zinc, xantatos y en sistemas forma de quininas. Un proceso extremadamente rápido de vulcanización implica mezclar una solución de caucho de butilo con monocloruro de azufre a temperatura ambiente (Erman et al, Macromolecules, Vol. 33, 2000, 4822-4827). Los químicos usados para la vulcanización del caucho de butilo son tóxicos para el cuerpo humano. La extracción por solventes es necesaria para la remoción de residuos tóxicos, pero la extracción completa es difícil y requiere de mucho tiempo.

El PIB puede entrecruzarse utilizando la química de la silicona. Kaneka desarrolló PIB funcional telequélico (nombre comercial: Epion) con grupos terminales sililo o alilo, los cuales pueden entrecruzarse por humedad o al agregar silanos. Faust et al dio a conocer un PIB de sililo virtualmente telequélico, el cual se somete a entrecruzamiento a temperatura ambiente como se describe en la Patente de EU No. 6268451.

Derivados de benzociclobuteno y 1-hexeno se analizaron en Fishback et al., "A New Non-Toxic, Curing Agent for Synthetic Poliolefins," Bio-Medical Materials and Engineering, Vol. 2, pp. 83-87 (1992), incorporado en este documento en referencia en su totalidad. Fishback preparó polímeros que contenían 1 -hexeno, alil-benzociclóbuteno, y un dieno, ya sea 7-metil-1 ,6-octadieno o 5-metil-1 ,4-hexadieno, usando técnicas de polimerización de radicales libres. Aunque el polímero mostró propiedades mejoradas, requiere negro de carbono como relleno, y puede polimerizarse sólo a través de técnicas de química de radicales libres que necesitan el uso de iniciadores de radicales libres. Adicionalmente, existe una necesidad de extraer los polímeros no reticulados para librar al sistema de los iniciadores, dado que los iniciadores, si no se remueven, pueden dejar al polímero con un indeseable color púrpura.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una · composición polimérica que incluye alquenos y definas funcionales de benzociclobuteno que pueden polimerizarse usando química carbocatiónica de polímeros vivientes.

La presente invención proporciona tal composición polimérica, que es bioestable, exhibe resistencia incrementada a la tensión, y no requiere un relleno.

La presente invención proporciona tal composición polimérica, que es adecuada para muchas aplicaciones.

La presente invención proporciona tal composición polimérica, que se entrelaza de una manera tal que tiene resistencia a la deformación gradual y/o estabilidad dimensional mejoradas, especialmente cuando se tensan o a temperaturas elevadas.

La presente invención proporciona tal composición polimérica, que no libera una molécula pequeña al ambiente.

La presente invención proporciona tal composición polimérica, que puede soportar la esterilización a altas temperaturas.

La presente invención proporciona tal composición polimérica, que se entrelaza químicamente a temperaturas elevadas (por ejemplo, superiores a 180 °C) sin adición o evolución de moléculas pequeñas.

Una composición de copolímeros de la presente invención incluye, en forma polimerizada, un alqueno ramificado, el cual puede polimerizarse de manera catiónica, así como un comonómero formador de vidrio y/o un comonómero de vinilo que contiene benzociclobuteno (en este documento llamado "BCB") como el grupo de cadena lateral. La estructura de la composición de copolímeros puede tomar diversas formas: copolímero aleatorio lineal, copolímero de bloques lineal, copolímero aleatorio en estrella, copolímero de bloques en estrella, y otros polímeros y copolímeros hiperramificados. La composición de copolímeros preferiblemente se somete a una reacción de entrecruzamiento a temperaturas elevadas (preferiblemente por arriba de 180 °C).

Se apreciará que el material de la presente invención tiene características estructurales mejoradas y, de esta manera, propiedades físicas superiores (tal como resistencia a la deformación gradual, resistencia al calor, estabilidad dimensional y resistencia a los solventes). Al cambiar la composición y estructura de los copoltmeros, pueden obtenerse materiales con dureza y densidad de entrecruzamiento variables para diversas aplicaciones biomédicas. Ejemplos de tales usos incluyen dispositivos médicos que pueden implantarse, tales como válvulas cardiacas sintéticas, dispositivos de finalización farmacéutica, discos vertebrales, meniscos articulares, ligamentos artificiales, meniscos artificiales, injertos vasculares, colectores y aislantes de plomo para, marcapasos, tubos para drenaje en glaucoma, lentes intraoculares, y similares.

El material de la presente invención también evita la liberación de moléculas que pueden ocasionar inflamación cuando se introducen en el cuerpo, lo cual es característico del PIB terminado en sililo de la técnica anterior, dado que libera moléculas pequeñas que introducen inflamación, tales como metanol, etanol, ácido acético, cloro y similares cuando se cura.

Objetos y ventajas adicionales de la invención se harán obvios para los expertos en la técnica con la referencia a la descripción detallada tomada en conjunto con las figuras proporcionadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un análisis de Cromatografía de Difusión en Gel (GPC) en gráfica de dos muestras, una muestra es poliisobutileno y la otra muestra es Poli(st-co-4VCB)-PIB-Poli(st-co-4VCB); vial 1 : PIB de inicio, vial 2: tribloque.

La Figura 2 es un espectro de análisis de NMR de la muestra de Poli(st-co-4VCB)-PIB- Poli(st-co-4VCB) de la Figura 1.

La Figura 3 es un análisis de GPC Rl en gráfica de tres muestras de Poli(IB-co-4VCB) a diversos tiempos de reacción. · La Figura 4 es un análisis de GPC UV de las muestras de Poli(IB-co-4VCB) de la Figura 3, a diversos tiempos de reacción.

La Figura 5 es un espectro de análisis de NMR de una muestra de Poli(.IB-co-4VCB) sintetizada de acuerdo con la presente invención. ' La Figura 6 es una vista frontal de una modalidad ejemplar de un dispositivo de lentes intraoculares de acuerdo con la presente invención.

La Figura 7 es una vista frontal de una modalidad alterna de un dispositivo de lentes intraoculares de acuerdo con la presente invención.

Las Figuras 8A, 8B y 8C ilustran diferentes diseños táctiles anulares que pueden utilizarse en la modalidad de la Figura 6.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN -De acuerdo con la presente invención, una composición de polímeros,' adecuada para aplicaciones biomédicas, incluye copolímeros que comprenden una gran variedad de unidadés constitutivas que corresponden a una o más especies de monómeros de alqueno ramificado, así como una gran variedad de unidades constitutivas que corresponden a una o más especies de . monómeros de olefina con grupos BCB de cadena lateral y/o una gran variedad de unidades ; constitutivas que corresponden a una o más especies de monómeros formadores de vidrio.

Típicamente, cada una de estas unidades constitutivas está presente en la molécula de copolímero a una frecuencia de por lo menos 2 veces, y más típicamente por lo menos 50, 100, 1000 o más veces. La composición de copolímeros preferiblemente se somete a una reacción de entrecruzamiento a temperaturas elevadas (preferiblemente por arriba de 180 °C).

Debido al anillo tensionado de cuatro miembros, el benzociclobuteno (BCB) se convierte a o-xilileno a temperaturas por arriba de 180 °C. A tales temperaturas elevadas, el grupo BCB se somete a reacciones de Diels-Alder con dienófilos para formar un anillo de seis miembros, o, reacciona consigo mismo para formar un anillo de ocho miembros. Los polímeros que contienén múltiples grupos BCB de cadena lateral por cadena molecular pueden entrecruzarse térmicamente con o sin dienófilos. Cada entrecruzamiento consiste de una estructura de anillos de enlace carbono-carbono, la cual es térmicamente más estable que el puente de azufre en los polímeros vulcanizados y es más fuerte que el enlace Si-0 en los copolímeros de silicona. El entrecruzamiento del BCB sólo implica calor. Siempre y cuando el polímero sea estable a ia temperatura de entrecruzamiento, no existe químico tóxico implicado.

Una modalidad de esta invención se relaciona con un polímero que comprende (a) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero de alqueno ramificado que puede polimerizarse de manera catiónica; (b) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero de olefina que puede polimerizarse de manera catiónica, que tiene un grupo benzociclobuteno (BCB) de cadena lateral; y, opcionalmente, (c) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero formador de vidrio, por ejemplo, monómero estirénico o un compuesto vitreo no reactivo. Preferiblemente, las unidades constitutivas del monómero formador de vidrio se presentan en el polímero.

El monómero de alqueno ramificado puede ser cualquier monómero que sea ramificado y contenga un solo doble enlace. El alqueno también debe tener capacidad de polimerizarse de manera catiónica. Los alquenos que no pueden polimerizarse de manera catiónica, tal como 1 -hexeno, no pueden agregarse a la cadena principal del polímero. De manera similar, muchos dienos, tal como 1 ,3-butadieno, no pueden propagarse en una reacción de polimerización catiónica, dado que el carbono secundario en el grupo vinilo con frecuencia ocasionará que la reacción termine. Como tales, los dienos típicamente se agregan sólo a la cadena principal de un polímero como una tapa o adición única a un extremo vivo. Véase De et al., "Relative Reactivity of C4 Olefins toward the Polyisobutilene Catión," Macromolecules, 39 (2006) pp. 6861-70. Adicionalmente, la polimerización catiónica efectiva puede ser difícil usando dienos que tienen carbonos terciarios obstaculizados de manera estérica.

Ejemplos de monómeros adecuados de alqueno ramificado incluyen alquenos ramificados C4-C14 tales como isobutileno, 2-metil-1-buteno, 2-metil-1-penteno, 2-metil-1-hexeno, y beta- t pineno. Preferiblemente, el monómero de alqueno es un alqueno de cadena pequeña, tal como un alqueno C -C7. Más preferiblemente, el monómero de alqueno ramificado es una isoolefina, tal como isobutileno, 2-metil-1 -buteno, o 2-metil-1-penteno.

El monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral puede ser cualquiér monómero de olefina que contiene por lo menos un grupo funcional BCB en la olefina. La olefina debe tener capacidad de polimerizarse de manera catiónica y ser compatible con el alqueno ramificado. Los monómeros adecuados de olefina que tienen un grupo BCB de cadena lateral incluyen 4-vinilbenzociclobuteno, 4-(a-alquilvinil)benzociclobutenos tales como 2-(4- benzociclobutenil)-propeno y 2-(4-benzociclobutenil)-1-buteno, y 4-(2-met¡l-alquenil)benzociclobutenos tales como 2-met¡l-3-(4-benzoc¡clobutenil)-1-propeno y 2-metil-4-(4-benzociclobuten¡l)-1 -buteno.

Los monómeros de olefina preferidos que tienen un grupo BCB de cadena lateral tienen la fórmula en donde R es hidrógeno o un grupo alquilo (preferiblemente metilo, etilo, o propilo) y n es 0. Ejemplos de este tipo de monómero de olefina preferido incluyen 4-vinilbenzociclobuteno y 2-(4-benzociclobutenil)-propeno.

Los monómeros de olefina preferidos que tienen un grupo BCB de cadena lateral también' incluyen compuestos que tienen la misma fórmula pero en donde R es un grupo alquilo (preferiblemente metilo, etilo, o propilo) y n es un número entero que varía de 1-3. Ejemplos de este tipo de monómeros de olefina preferidos incluyen 2-metil-3-(4-benzociclobutenil)-1-propeno y 2-metil-4-(4-benzociclobutenil)-1 -buteno.

Como puede observarse a partir de las fórmulas anteriores, las cuales son idénticas, los monómeros de olefina donde n es 1-3 y R es hidrógeno (por ejemplo, alil-benzociclobuteno) no se prefieren, dado que este tipo de monómeros no puede polimerizarse de manera catiónica.

Cualquier monómero formador de vidrio conocido por los expertos en la técnica puede usarse en el polímero. Ejemplos de monómeros formadores de vidrio adecuados incluyen monómeros estirénicos tales como estireno, alfa-alquilestireno (por ejemplo, alfa-metilestireno), 4-alquilestireno, 4-alcoxiestireno, y diversos estírenos sustituidos con anillos de benceno. Los monómeros formadores de vidrio adecuados también incluyen compuestos vitreos no reactivos tales como norbornadieno o norborneno. Los compuestos vitreos no reactivos preferiblemente son sistemas bicíclicos conectados que obedecen a la regla de Bredt, la cual estipula que las cabezas de puente no pueden implicarse en un doble enlace. Los compuestos que caen bajo esta regla típicamente son inertes. Preferiblemente, el monómero formador de vidrio es estireno.

Olefinas adicionales que pueden polimerizarse de manera catiónica también pueden agregarse al polímero. Por ejemplo, el polímero puede contener una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen 1 ,3-dienos, éteres de vinilo, éteres de N-vinilo, N-vinilcarbazoles, N- vinilpirrolidona, aldehidos, cetonas, o combinaciones de los mismos. Una modalidad de esta invención se dirige hacia un polímero en el cual el componente alqueno se copolimeriza con uno o más 1 ,3-dienos. Los 1 ,3-dienos preferidos incluyen isopreno y 1 ,3-butadieno. Dado que los 1 ,3- dienos no pueden homopolimerizarse por polimerización catiónica, es preferible que se copolimericen con isobutileno u otro alqueno ramificado adecuado.

Una modalidad de esta invención también se relaciona con un método para preparar un polímero, que comprende la etapa de polimerizar de manera catiónica (a) por lo menos un monómero de alqueno ramificado; (b) por lo menos un monómero de olefina que tiene un grupo benzociclobuteno de cadena lateral; y, opcionalmente, (c) por lo menos un monómero formador de vidrio. En una modalidad preferida, el estireno se presenta.

El monómero de alqueno ramificado que puede polimerizarse de manera catiónica preferiblemente contiene un carbono terciario en el grupo vinilo en el alqueno. Como se conoce por ' los expertos en la técnica, los cationes son estables en el carbono terciario debido a la capacidad de donación de electrones de los carbonos circundantes que estabilizan la carga positiva del catión. El poliisobutileno, un monómero de alqueno ramificado preferido, como se discute anteriormente, es un ejemplo de un monómero de alqueno que puede polimerizarse por medios químicos catiónicos, que contiene un carbono terciario. Las moléculas tales como el propeno contienen carbonos secundarios en el grupo vinilo y, como se conoce por los expertos en la técnica, no se polimerizan de manera catiónica.

Los carbonos secundarios en el grupo vinilo, después de la polimerización, de manera indeseable dejan hidrógenos terciarios que se extraen fácilmente por medios de oxidación simple o incluso medios ácidos para formar dobles enlaces. Por lo tanto, los polímeros de alquenos u olefinas que contienen hidrógenos terciarios, tal como polipropileno y poli(l-hexeno), tienden a oxidarse con el tiempo y se vuelven frágiles. En consecuencia, los alquenos que tienen carbonos secundarios no son deseables para las reacciones de polimerización catiónica. Por otro lado, los alquenos que contienen carbonos terciarios formarán carbonos cuaternarios alternantes con las polimerizaciones. Los polímeros basados en estos carbonos cuaternarios alternantes no pueden soportar un doble enlace en su cadena principal; por lo tanto, estos polímeros son mucho más estables con el tiempo y se adaptan mejor para usos tales como implantes, donde el polímero idealmente debe ser capaz de permanecer en el huésped durante un periodo extenso de tiempo.

De la misma forma que el alqueno ramificado, el monómero de olefina que tiene un grupo benzociclobuteno (BCB) de cadena lateral también debe tener capacidad de polimerizarse de manera catiónica. Un mecanismo similar en el monómero de olefina hace posible esto. Las olefinas que tienen un carbono secundario en el grupo vinilo pueden polimerizarse de manera catiónica en casos cuando la electronegatividad del anillo aromático adyacente al grupo vinilo puede estabilizar el catión. De esta manera, olefinas tales como el 4-vinilbenzociclobuteno, discutido anteriormente como una olefina preferida, pueden polimerizarse de manera catiónica. Este tipo de olefinas puede incorporarse .fácilmente en el polímero simplemente al titularlo en la reacción durante su polimerización. Esto es diferente, por ejemplo, al alil-BCB, el cual no puede agregarse a una polimerización catiónica, en parte dado que el anillo aromático en el BCB no se encuentra adyacente al grupo vinilo.

Las olefinas que tienen un BCB de cadena lateral y un carbono terciario en el grupo vinilo también son adecuadas para la polimerización catiónica incluso si el grupo vinilo no se encuentra adyacente al anillo aromático del BCB. Los carbonos terciarios, los cuales se vuelven carbonos cuaternarios durante la polimerización, se estabilizan por la electronegatividad de los carbonos circundantes. Por lo tanto, las olefinas que tienen carbonos terciarios en los carbonos del vinilo pueden incorporarse en una reacción catiónica polimerizada gran parte en la misma manera en que se incorpora el alqueno que tiene un carbono terciario. El 2-Metil-3-(4-benzociclobutenil)-propeno es un ejemplo de este tipo de compuesto. También se prefieren olefinas que hacen uso de la electronegatividad tanto de los carbonos circundantes como del anillo aromático, por ejemplo, 2- (4-benzociclobuten¡l)-propeno. Este tipo de definas polimerizarán de manera catiónica a medida que se estabilizan tanto por el grupo metilo (como en este caso de 2-(4-benzociclobutenil)-propeno) como por el anillo aromático.

Los métodos para preparar polímeros mediante polimerización catiónica se conocen bien en la técnica. Durante el proceso de polimerización carbocatiónica, la oiefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral puede agregarse en cualquier momento, es decir, durante la adición de alquenos, después de que la polimerización de alquenos se termina (con o sin el monómero formador de vidrio), o ambos.

Los copolímeros de la presente invención abarcan una diversidad de configuraciones, por ejemplo, las configuraciones cíclica, lineal y ramificada. Las configuraciones ramificadas incluyen configuraciones con forma de estrella (por ejemplo, configuraciones en las cuales tres o más cadenas emanan desde una sola región), configuraciones en peine (por ejemplo, copolímeros de injerto que tienen una cadena principal y una gran variedad de cadenas laterales), y configuraciones dendríticas (que incluyen copolímeros arborescentes o hiperramificados). Los copolímeros de la presente invención abarcan (a) copolímeros que comprenden una o más cadenas que contienen unidades constitutivas repetidas de un solo tipo (por ejemplo, copolímeros de bloques), (b) copolímeros que comprenden una o más cadenas que contienen unidades constitutivas distribuidas de manera aleatoria de dos o más tipos (por ejemplo, copolímeros aleatorios), (c) copolímeros que comprenden una o más cadenas que contienen dos o más tipos de unidades constitutivas que se repiten dentro de una serie continua (por ejemplo, copolímeros alternantes), tales como tres bloques, cuatro bloques, etcétera.

Por ejemplo, en ciertas modalidades convenientes, los copolímeros de la presente invención son copolímeros aleatorios que contienen (a) una o más unidades de monómero de alqueno, las cuales contienen una gran variedad de unidades que corresponden a una o más especies de monómeros de alqueno ramificado y (b) una o más unidades de BCB-monómero de oiefina, las cuales contienen una gran variedad de unidades que corresponden a una o más especies de BCB-monómeros de oiefina. Ejemplos de especies de monómeros de alqueno ramificado y especies de BCB-monómeros de oiefina se discuten anteriormente.

Como otro ejemplo, en ciertas modalidades convenientes, los copolímeros de la presente invención son copolímeros de bloques que contienen (a) uno o más bloques de monómeros de olefina, los cuales contienen una gran variedad de unidades que corresponden a una o más especies de monómeros de alqueno ramificado y (b) uno o más bloques de BCB-monómero de olefina, los cuales contienen una gran variedad de unidades que corresponden a una o más especies de BCB-monómeros de olefina. Ejemplos de especies de monómeros de alqueno ramificado y especies de BCB-monómeros de olefina se discuten anteriormente. Como en lo anterior, en algunas modalidades, los bloques de BCB-olefina pueden contener además una gran variedad de unidades que corresponden a especies de monómeros formadores de vidrio.

El peso molecular promedio en número (Mn) de los copolímeros de bloques de la presente invención típicamente varía, por ejemplo, de alrededor de 1000 a alrededor de 2,000,000, más típicamente de alrededor de 10,000 a alrededor de 300,000, incluso más típicamente 50,000 a 150,000, con las unidades de BCB-olefina comprendiendo típicamente 0.01-60 mol %, más típicamente 0.5-40 mol %, incluso más . típicamente 0.5-5 mol % del polímero. En algunas modalidades, los polímeros tienen una estrecha distribución de pesos moleculares, de tal modo que la relación del peso molecular promedio ponderado al peso molecular promedio en número (Mw/Mn) (es decir, el índice de polidispersidad) de los polímeros varía de alrededor de 1.0 a alrededor de 2.5, o incluso de alrededor de 1.0 a alrededor de 1.2.

La polimerización viviente, es decir, una polimerización que procede prácticamente en ausencia de la transferencia y terminación de cadena, es un objetivo deseable en la síntesis de polímeros. La polimerización catiónica viviente implica que un polímero puede hacerse crecer a partir de uno o a partir de una gran variedad de sitios activos en una manera controlada (peso molecular, distribución de pesos moleculares, funcionalidades de extremos, etc. controlados). Durante este proceso de crecimiento, diferentes moléculas pueden incorporarse en la cadena principal del polímero, lo que produce polímeros con estructuras bien definidas. Por ejemplo, el poli(estireno-Woqft/e-isobutileno-i)/oqt/e-estireno) ("SIBS") es un polímero donde el isobutileno se hace crecer a un cierto tamaño de bloque a partir de dos extremos de una molécula original de dos funciones y luego se infunde estireno en la reacción para tapar la cadena creciente con segmentos de monómero formador de vidrio. El resultado es un polímero termoplástico de tres bloques de poliestireno-poliisobutileno-poliestireno. Una de las ventajas de este tipo de sistema de polímeros es que, dependiendo de la relación molar de estireno a isobutileno, pueden elaborarse polímeros con durezas de Shore 20A a Shore 90D con un amplio intervalo de elongaciones. Otra ventaja de esta configuración de tres bloques sobre una simple polimerización aleatoria de isobutileno y estireno es que los bloques de polímeros formados de esta manera pueden segmentarse en diferentes dominios, los cuales mejoran dramáticamente propiedades físicas tales como resistencia a la tensión, resistencia al desgarre y deformación restante por compresión.

Para ciertas modalidades diferentes de la invención, cuando los copolímeros de la presente invención son copolímeros aleatorios, se emplea polimerización convencional en la síntesis de los polímeros. Los copolímeros aleatorios se forman al polimerizar mezclas de monómeros de (a) especies de monómeros de alqueno ramificado (por ejemplo, isobutileno) y (b) especies de BCB-monómeros de olefina (por ejemplo, 4-vinilbenzociclobuteno o 2-(4-benzociclobutenil)-propeno).

En algunas modalidades de la presente invención, se forman copolímeros de bloques por la técnica de adición secuencial de monómeros usando (a) especies de monómeros de alqueno ramificado (por ejemplo, isobutileno) y (b) especies de BCB-monómeros de olefina (por ejemplo, 4-vinilbenzociclobuteno o 2-(4-benzociclobutenil)-propeno). Como en lo anterior, en algunas modalidades, una mezcla de BCB-olefina y especies de monómeros formadores de vidrio puede usarse en lugar de especies solas de BCB-monómeros de olefina.

En una modalidad, los copolímeros de la presente invención son copolímeros de bloques que contienen (a) uno o más bloques de monómeros de olefina, los cuales contienen una gran variedad de unidades que corresponden a una o más especies de monómeros de alqueno ramificado, tal como isobutileno, copolimerizadas con (b) una o más especies de BCB-monómeros de olefina, para producir un polímero comprendido de poliisobutileno (u otro polialqueno) disperso con unidades de BCB que pueden entrecruzarse. En presencia de calor, por ejemplo, temperaturas por arriba de 180 °C, estos polímeros de poliisobutileno, que contienen unidades entrecruzadas de BCB, se entrecruzan en materiales termoestables en 3 dimensiones.

En otra modalidad, los copolímeros descritos anteriormente, que contienen poliisobutileno co-polimerizado con BCB, pueden mezclarse en la fusión (por debajo de 180 °C) con otros copolímeros. El otro copollmero puede ser, por ejemplo, copolímeros de bloques que contienen (a) uno o más bloques.de monómeros formadores de vidrio, los cuales contienen una gran variedad de unidades que corresponden a una o más especies de monómeros formadores de vidrio, tal como alfa-metilestireno, copolimerizado con (b) una o más especies de BCB-monómeros de olefina para producir un copollmero comprendido de poli(alfa-metilestireno) (u otro monómero formador de vidrio) disperso con unidades de BCB que pueden entrecruzarse. En presencia de calor, por ejemplo, temperaturas por arriba de 180 °C, estos polímeros de poliisobutileno que contienen unidades de BCB que pueden entrecruzarse, pueden entrecruzarse a los polímeros de poli(alfa-metilestireno) que contienen unidades de BCB que pueden entrecruzarse, para formar materiales termoestables en 3 dimensiones que, dependiendo de las relaciones de los anteriores copolímeros, pueden proporcionar propiedades elásticas a los materiales rígidos, con propiedades físicas y químicas excepcionales.

En muchas modalidades, el polímero se forma a baja temperatura a partir de una mezcla de reacción que comprende: (a) un sistema de solventes apropiado para la polimerización catiónica, (b) una o más especies de monómeros de alqueno ramificado, (c) un iniciador, y (d) un ácido de Lewis coiniciador. Además, típicamente también se proporciona un depurador de protones para garantizar la ausencia práctica de impurezas próticas, tal como agua, lo cual puede conducir a contaminantes poliméricos en el producto final. Una atmósfera inerte de nitrógeno o argón generalmente se requiere para la polimerización.

La polimerización puede conducirse, por ejemplo, dentro de un intervalo de temperaturas de alrededor de 0 °C a alrededor de -100 °C, más típicamente de alrededor de -50 °C a -90 °C. Los tiempos de polimerización típicamente son aquéllos tiempos que son suficientes para alcanzar la conversión deseada.

Entre los sistemas de solventes apropiados para la polimerización catiónica, muchos de los cuales se conocen bien en la técnica, se incluyen: (a) hidrocarburos halogenados CrC4, tales como cloruro de metilo y dicloruro de metileno, (b) hidrocarburos alifáticos C5-C8, tales como pentano, hexano, y heptano, (c) hidrocarburos cíclicos C5-C10, tales como ciclohexano y metilciclohexano, y (d) mezclas de los mismos. Por ejemplo, en algunas modalidades convenientes, el sistema de solventes contiene una mezcla de un solvente polar, tal como cloruro de metilo, cloruro de metileno y similares, y un solvente no polar, tal como hexano, ciclo exano o metilciclohexano y similares.

Los iniciadores para la polimerización carbocatiónica viviente comúnmente son éteres orgánicos, ésteres orgánicos, alcoholes orgánicos, o haluros orgánicos, incluyendo compuestos que contienen ter-éster, ter-éter, ter-hidroxilo y ter-halógeno. Ejemplos específicos incluyen éteres de alquilcumilo, haluros de cumilo, ésteres de alquilcumilo, compuestos de cumilhidroxilo y versiones obstaculizadas de los mismos, por ejemplo, cloruro de dicumilo, cloruro de 5-ter-butil,1 ,3-dicumilo, y 5-ter-butil-1 ,3-bis(1-metoxi-1-metiletil)benceno. 5-ter-butil-1 ,3-bis(1-metoxi-1-metiletil)benceno es el iniciador preferido para la polimerización catiónica y puede prepararse a través de los métodos dados a conocer en Wang B. et al., "Living carbocationic polymerization XII. Telechelic polyisobutylenes by a sterically hindered bifunctional initiator" Polym. Bull. (1987)17:205-11 ; o Mishra M.K., et al., "Living carbocationic polymerization VIII. Telechelic polyisobutylenes by the MeO(CH2)2C-p-C5H4-C(CH3)2 OMe/BCI3 initiating system" Polym. Bull. (1987) 17:7-13, y ambos se incorporan en este documento para referencia en su totalidad. Los iniciadores usados para poliolefinas que pueden entrecruzarse descritas en esta invención incluyen iniciadores mono o multifuncionales.

Polímeros en estrella terminados de manera carbocatiónica pueden formarse al seleccionar iniciadores que tienen tres o más sitios de inicio, por ejemplo, cloruro de tricumilo (es decir, 1 ,3,5-tris(1-cloroi-1-metiletil)benceno), el cual contiene tres sitios de inicio.

Ejemplos de ácidos de Lewis coiniciadores incluyen haluros de metales tales como tricloruro de boro, tetracloruro de titanio y haluros de alquilo y aluminio. El ácido de Lewis coiniciador típicamente se usa en concentraciones iguales o superiores, por ejemplo, 2 a 50 veces superiores, a la concentración del iniciador.

Ejemplos de depuradores de protones (también referidos cómo trampas de protones) incluyen 2,6-di-ter-butilpiridinas sustituidas o sin sustituir, tal como 2,6-di-ter-butilpiridina y 4-metil-2,6-di-ter-butilpiridina, así 1 como 1 ,8-bis(dimetilamino)-naftaleno y diisopropiletilamina. La concentración de la trampa de protones preferiblemente es sólo ligeramente superior a la; concentración de impurezas próticas, tal como agua, en el sistema de polimerización.

Información adicional en relación cori la preparación de copolímeros de bloques a partir de¡ especies de monómeros que tienen reactividades significativamente diferentes, pueden encontrarse, por ejemplo, en la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. 20050187414, | incorporada en este documento para referencia en su totalidad.

Un aspecto beneficioso de esta invención es que los polímeros hacen excelentes! termoplásticos. El polímero termoplástico resultante puede limpiarse por procedimientos múltiples! de disolución y precipitación, lo cual puede ser especialmente útil en aplicaciones médicas, dado: que aún es soluble en solventes. Además, el polímero entonces puede moldearse, extrudirse o vaciarse a su configuración deseada, y luego curarse por calor para hacer reaccionar la olefina que tiene el grupo BCB de cadena lateral consigo mismo para entrecruzar el polímero a una{ configuración termoestable. El producto resultante proporciona mejor estabilidad al calor, mejor resistencia a la deformación gradual, menos asimilación de agua, y menos dilatación o solubilidad en solventes orgánicos. Otra ventaja de un polímero termoestable es que el polímero puéde! sintetizarse por calor o solventes con plastificantes, incluyendo poliisobutileno, aceite mineral, aceite de parafina y similares para ablandar el polímero.

Una vez reticulado, el polímero puede usarse para válvulas cardiacas, discos vertebrales,; estabilizantes dinámicos, injertos vasculares que pueden sellarse, injertos de endoprótesis vasculares, lente intraocular (por ejemplo, incorporando las lentes intraoculares), implantes para drenaje en glaucoma, colectores de marcapasos, aislantes de plomo de marcapasos y otros dispositivos médicos que pueden implantarse así como otros dispositivos médicos donde una excepcional deformación restante por compresión o resistencia a la deformación gradual son importantes. Adicionalmente, los polímeros se han utilizado para diversos usos fuera del campo biomédico, uso tal como juntas tóricas o como componentes de limpiaparabrisas. < i La invención además se describe con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes. [ Ejemplo 1 : Síntesis de copolímero de tres bloques de poli(st-co-4VBCB)-polilB-poli(st-co- 4VBCB) 337 mi de metilciclohexano (MeCHx) se agregaron a un recipiente de vidrio para reacción, equipado con un agitador mecánico, tubería en serpentina de acero inoxidable para enfriamiento1 con nitrógeno líquido, tubería de acero inoxidable para introducir cloruro de metilo (MeCI) e isobutileno (IB) en el recipiente, un termopar con controlador de temperatura, una fuente de burbujas de nitrógeno y un embudo de carga por goteo. El líquido se enfrió a -80 °C por enfriamiento con nitrógeno líquido. En secuencia, MeCI (189 g) e IB (20 g) se agregaron a través1 de la línea de alimentación sumergida en el líquido, de tal modo que los gases se condensaran en el líquido. Mientras los gases se condensaban, una solución de iniciadores (HDCE/DTBP/MeCHx 0.28 g/0.45 ml/15 mi) se agregó a través de una toma en la tapa del reactor. TiCI4 (3.5 mi, usando una jeringa de vidrio de 10 ce) entonces se agregó a través de una abertura en la tapa del reactor, lo cual inició la polimerización de IB (el cronómetro se inicia). Cuarenta minutos después, ~4 mi de la mezcla de reacción se extrajeron del reactor y se extinguieron en metanol en exceso. Una mezcla de estireno/4VBCB/MeCHx (7 ml/2 ml/20 mi) se agregó lentamente al reactor a través de una jeringa en 2 minutos. Después de 6 minutos, la reacción se extinguió con metanol en exceso.

La mezcla de reacción se almacenó bajo la campana de extracción durante la noche. La capa superior se separó y se lavó de manera repetida con agua destilada hasta alcanzar la neutralidad. La solución se precipitó en alcohol isopropílico, seguido por disolución en tolueno y precipitación en alcohol isopropílico nuevamente. El precipitado se secó en un horno de vacío a -60 °C hasta llegar a un peso constante (rendimiento: 22 g).

El polímero se caracterizó por GPC y NM . Como se muestra en la Figura 1 , el PIB de : inicio (bajo volumen de elución) y el copolímero de tres bloques (alto volumen de elución) muestran un estrecho pico monodisperso en trazas de GPC Rl, y las trazas cambian suavemente a medida que el peso molecular se incrementa. Como se muestra en la Figura 2, existe un singulete a ~3.1 ppm en el espectro de NMR de protones, el cual se atribuye al anillo tensionado de BCB. Los amplios picos a ~6.4-7.3 ppm se atribuyen a protones aromáticos en el estireno y unidades de monómeros de 4-VBCB. A partir de las intensidades de integración relativa, se determinó el copolímero tenía ~3 mol % de 4-VBCB y ~7 mol % de estireno.

Tabla 1. Resultados de GPC correspondientes a la Figura 1.

Ejemplo 2: Síntesis del copolímero aleatorio poli(IB-co-4VBCB) 337 mi de metilciclohexano (MeCHx) se agregaron a un recipiente de vidrio para reacción, equipado con un agitador mecánico, tubería de acero inoxidable para enfriamiento con nitrógeno líquido, tubería de acero inoxidable para introducir cloruro de metilo (MeCI) e isobutileno (IB) en el recipiente, un termopar con controlador de temperatura, una fuente de burbujas de nitrógeno y un embudo de carga por goteo. El líquido se enfrió a -80 °C por enfriamiento con nitrógeno líquido. En secuencia, MeCI (189 g) e IB (5 g) se agregaron a través de la línea de alimentación sumergida en el líquido, de tal modo que los gases se condensaran en el líquido. Mientras los gases se condensaban, una solución de iniciadores (HDCE/DTBP/MeCHx 0.28 g/0.45 ml/15 mi) se agregó a través de una toma en la tapa del reactor. TiCI4 (3.5 mi, usando una jeringa de vidrio de 10 ce) entonces se agregó a través de una abertura en la tapa del reactor, lo cual inicia la polimerización de IB (el cronómetro se inició). Cinco minutos después, 36 g de IB y 1.5 g de 4VBCB (disuelto en 10 mi de MeCHx) se agregaron lentamente, tomando 7 min y 9.5 min, respectivamente. Después de que todo el 4-VBCB se agregó, la reacción se deja continuar durante 60 min. Se tomaron muestras a 5, 30 y 60 min. La reacción se extinguió con metanol en exceso al final.

La mezcla de reacción se almacenó bajo la campana de extracción durante la noche. La capa superior se separó y se lavó de manera repetida con agua destilada hasta alcanzar la neutralidad. La solución se precipitó en alcohol isopropílico, seguido por disolución en hexano y precipitación en alcohol isopropílico nuevamente. El precipitado se secó en un horno de vacío a ~60 °C hasta llegar a un peso constante (rendimiento: 35 g).

El polímero se caracterizó por GPC y NMR de protones. Trazas de GPC Rl de las muestras ponen en evidencia (véase Figura 3) que el peso molecular se incrementa con el tiempo de reacción. Poco cambio se observó en el peso molecular (~10%) de 30 min a 60 min, a medida que la polimerización alcanzó la terminación. Cada muestra tuvo una señal de UV con volumen de elución similar como su señal de Rl (Figura 3, 4). La muestra tomada a 5 min exhibió una señal de UV mucho más fuerte que las otras dos, lo que indica que tiene un contenido superior de 4-VBCB a conversión inferior. La incorporación de 4-VBCB en el copoiímero se confirmó además por espectroscopia de NMR de protones. Un singulete a ~3.1 ppm se observó en el espectro de NMR de protones (Figura 5), el cual se atribuye al anillo tensionado de BCB.

Tabla 2. Resultados de GPC correspondientes a la Figura 3.

Cuando se calienta hasta 240 °C durante 10 min, el copoiímero se vuelve insoluble en THF y, de esta manera, se entrelaza térmicamente.

Ejemplo 3: Entrecruzamiento térmico de copoiímero de tres bloques de poli(st-co-4VBCB)-P0l¡lB-P0l¡(st-CQ-4VBCB) Una muestra (0.2 g) del copoiímero de tres bloques de poli(st-co-4VBCB)-polilB-poli(st-co-4VBCB), como se forma anteriormente, se colocó entre dos películas de Teflón, y las películas se colocaron entre dos placas planas de metal. La estructura resultante se colocó en una prensa caliente (250 °C) durante 10 minutos, virtualmente sin presión aplicada. Las películas de Teflón se removieron de las placas y se enfriaron a temperatura ambiente. Una pequeña pieza del polímero tratado con calor se colocó en un vial que contenía THF. La película permaneció insoluble durante la noche y por más tiempo, lo que indica que se entrecruzó.

Muestras de polímeros se trataron térmicamente a diferentes temperaturas durante 10 minutos. A temperaturas por arriba de 220 °C, el polímero resultante es insoluble en THF. A uña temperatura de 200 °C, el polímero resultante es soluble en THF. Para un entrecruzamiento térmico por debajo de 220 °C, un periodo extenso de tiempo (>10 min) puede ser necesario.

Ejemplo 4: Preparación de un polímero de tres bloques de SIBS El SIBS se preparó en dos etapas en una vasija. En la primera etapa, se polimerizó isobutileno por un sistema iniciador de cloruro de 5-ter-butil, 1 ,3-dicumilo/TiCI en un sistema de solventes de cloruro de metilo/hexanos en presencia de una trampa de protones bajo una cobertura de nitrógeno seco a -80 °C. Cuando el bloque de PIB central alcanzó el peso molecular i deseado, en este caso 50 KDaltones, una muestra se removió del reactor y se agregó estireno al reactor, y la polimerización continuó hasta que los bloques externos de poliestireno también alcanzaron una longitud predeterminada, en este caso 75 KDaltones. El proceso se terminó por la adición de metanol. La muestra que se tomó se secó en un horno. Después de secar en el horno, se observó que la muestra tenía una consistencia similar a aquella de una banda de caucho.

Ejemplo 5: Ejemplo-comparativo usando 1-hexeno Este experimento se realizó para comparar el efecto del poliisobutileno, como se describe en el Ejemplo 4, con 1-hexeno. 1-Hexeno se disolvió en un sistema de solventes de cloruro de metilo/hexanos y la mezcla se agregó a la vasija de reacción en presencia de un sistema iniciador de cloruro de 5-ter-butil, 1 ,3-dicumilo/TiCI , también en un sistema de solventes de cloruro de metilo/hexanos, en presencia de una trampa de protones bajo una cobertura de nitrógeno seco a -80 °C. Sin embargo, en este caso, al final de la adición, se tomó una muestra la cual, cuando se secó, semejaba un aceite grumoso: La reacción nunca prosiguió a la terminación, a causa de los efectos de terminación de cadena. El estireno nunca se agregó al reactor dado que el experimento se abandonó.

Con base en estos resultados, se concluyó que el 1-hexeno no puede alcanzar un elastómero por polimerización catiónica. En lugar de ello, la reacción produjo aceites de bajo peso molecular.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el material polimérico, como se describe en este documento, hace realidad una lente intraocular (IOL) para el reemplazo del cristalino natural del ojo. El cristalino natural es un material similar a un gel que se sitúa dentro de la cápsula del cristalino del ojo y, cuando la cápsula del cristalino se distiende por las zónulas, el gel cambia su espesor y, por lo tanto, su punto focal, lo que en consecuencia permite enfocar a diferentes distancias. Cuando el cristalino se remueve de la cápsula del cristalino, las células epiteliales del cristalino (LECs) comienzan a multiplicarse y se diseminan en la pared posterior de la cápsula del cristalino y vuelven opaca la pared posterior de manera efectiva (lo que se refiere como "opacificación de la cápsula posterior" o PCO), lo cual resulta en visión afectada. Las LECs también se diseminan en la pared anterior. Sin embargo, debido a la abertura en la pared anterior de la cápsula del cristalino (la capsulorrhexis) empleada en las implantaciones tradicionales de IOL, no existe pared sobre la cual se diseminen. La presentación de PCO es relativamente alta en las implantaciones tradicionales de IOL, donde las LECs se diseminan entre la IOL y la cápsula del cristalino.

En la modalidad preferida, el material polimérico, como se describe en este documento, se usa para formar una IOL de una sola pieza que incluye una porción óptica con un borde periférico externo, así como uno o más elementos táctiles (o hápticos) que se proyectan de manera radial, hacia fuera desde el borde periférico de la porción óptica, como se muestra en las Figuras 6 - 8C.

En la modalidad de la Figura 6, la IOL 100 incluye una porción óptica 102 con un borde periférico externo 103. Tres elementos táctiles 104A, 104B, 104C (colectivamente, 104) se proyectan de manera radial hacia fuera desde el borde periférico 103 de la porción óptica 102. Los elementos táctiles 104 preferiblemente se forman de manera integral con, y se conectan de manera permanente a, el borde periférico externo 103 de la porción óptica 102. Diferentes diseños táctiles, tales como aquellos que utilizan dos hápticos o cuatro hápticos, también pueden usarse.

En la modalidad de las Figuras 7-8 A, la IOL 100' emplea un anillo táctil 104' como se sabe bien en la técnica. La Figura 7 ilustra una vista superior de la IOL 100' con una porción óptica 102" y un anillo táctil 104'. Secciones transversales para diferentes modalidades se muestran en las Figuras 8A-8C. Las superficies frontal y posterior de la porción óptica 102' pueden ser de cualquier dioptría (curvatura) necesaria para proporcionar la corrección deseada para el paciente. Por ejemplo, la superficie frontal de la porción óptica 104' puede ser convexa, como se muestra en las Figuras 8A-8C o posiblemente cóncava (no mostrada). La superficie posterior de la porción óptica 104' preferiblemente es plana, como se muestra en las Figuras 8A-8C, pero puede ser cóncava o convexa para agregar o restar aumento. Como se muestra en las Figuras 8A-C, el ángulo T de la I corona circular del anillo táctil 104' en relación con el plano de la porción óptica 104' (el cual se dispone sustancialmente perpendicular al eje óptico del ojo) es de entre 0 y 45 grados, y más preferiblemente entre 10 y 20 grados, y más preferiblemente 15 grados.

El o los extremos terminales del o los hápticos de la IOL, como se describe en este; documento, se adaptan para descansar en y acoplar la cápsula del cristalino donde tal o tales extremos terminales se mantiene o mantienen en su lugar a través de fuerzas compresivas ejercidas por las superficies internas de la cápsula del cristalino. El o los hápticos preferiblemente no yacen en el plano de la porción óptica pero se angulan en relación con la porción óptica (por ejemplo, a 15 grados) de tal modo que el lado posterior de la porción de la óptica se oprima contra y contacte la pared posterior de la cápsula del cristalino. Esta configuración (la cual típicamente se refiere como un "configuración abovedada" o "hápticos abovedados") es importante dado que la presión de la porción de la óptica contra la pared posterior de la cápsula del cristalino evita que las células epiteliales migren entre la porción de la óptica y la pared posterior y, en consecuencia, mitiga la presentación de PCO. Más aún, debido a la naturaleza reticulada del material polimérico, , como se describe en este documento, los hápticos abovedados desarrollados a partir de tal material polimérico mantienen la presión de la porción de la óptica contra la pared posterior de la ¡ cápsula del cristalino con el tiempo y, de esta manera, mitigan la presentación de PCO con el tiempo.

Además, cuando se desea ajuste, los hápticos de la IOL actúan como una bisagra, lo cual permite que la porción de la óptica se mueva hacia delante o hacia atrás a lo largo del eje óptico del ojo. La naturaleza reticulada del material polimérico, como se describe en este documento, hace posible tal movimiento de bisagra mientras proporciona memoria que devuelve los hápticos a su configuración original durante tal ajuste. Más aún, el material polimérico, como se describe en este documento, resiste mejor la fatiga bajo las tensiones de flexión impuestas durante el ajuste én comparación con las lentes de acrílico actualmente en el mercado. Más específicamente, las lentes de acrílico no se usan para incorporar lOLs por esta razón. Típicamente, se usa silicona para incorporar lOLs, pero los lOLs de silicona son gruesos. Además, la silicona se dilata cuando se usa aceite de silicona después de la vitrectomía; es decir, cuando el humor vitreo se remueve y se recoloca con aceite de silicona, la IOL de silicona se dilatará. El aceite de silicona no tiene efecto sobre una IOL desarrollada a partir del material polimérico, como se describe en este documento.

El material polimérico, como se describe en este documento, proporciona un índice de refracción en el intervalo entre 1.525 y 1.535, en comparación con un índice de refracción entre 1.25 y 1.42 para el caucho de silicona. Este índice de refracción superior proporciona un aumento superior en comparación con el caucho de silicona, el cual hace posible que la IOL desarrollada a partir del material polimérico descrito en este documento sea más delgada que las lOLs de caucho de silicona. Una IOL delgada es favorable dado que puede introducirse en la cápsula del cristalino a través de una cánula de tamaño más pequeño y, de esta manera, reduce el tamaño de la incisión quirúrgica en la cápsula del cristalino. La incisión de tamaño reducido disminuye la posibilidad de un astigmatismo que posiblemente puede resultar de ello cuando la incisión se sutura. Más aún, se contempla que la IOL delgada puede desplegarse en la cápsula del cristalino a través de una incisión menor a 2.5 mm. En este caso, una sutura no es necesaria para cerrar la incisión y los astigmatismos no son una preocupación.

En la modalidad preferida', el material polimérico de la IOL incluye PIB reticulado por al menos un BCB-monómero de olefina, como se describe en este documento, debido a la homogeneidad de tal material. También se contempla que el material polimérico de la IOL puede elaborarse parecido a un gel para formar una lente phako-ersatz. En esta modalidad, el material polimérico, como se describe en este documento, puede transformarse en un gel para desarrollar la IOL al combinarse, ya sea con calor o en solvente, en plastificantes tales como PIB de bajo peso molecular, aceite mineral, aceite de parafina, solventes orgánicos (tolueno, hexano, heptano, ' octano, nonano, decano, dodecano, etc.) o cualquier otro plastificante alifático. Por ejemplo, a 90% de plastificante, el material polimérico, como se describe en este documento, se vuelve similar a una gelatina.

Cuando se usa PIB como parte del material polimérico de la IOL, el PIB típicamente se sintetiza en un solvente orgánico usando un ácido de Lewis como iniciador. Un ácido de Lewis ejemplar que se prefiere para esta aplicación es tetracloruro de titanio. Con el fin de extinguir la reacción, químicos tales como alcoholes (metanol, por ejemplo,) se agregan en exceso a la estequiometría de la reacción, lo cual extingue inmediatamente la reacción al neutralizar el tetracloruro de titanio. Con la terminación de la reacción, el tetracloruro de titanio se convierte en diversas sales de titanio, incluyendo dióxido de titanio, metóxido de titanio, y similares. Además, dependiendo del recipiente para reacción usado, diversas sales de titanio pueden formarse con los materiales inherentes al recipiente para reacción, especialmente si el recipiente se comprende de acero inoxidable - estas sales vuelven negro el material con el tiempo. No obstante, una consecuencia de agregar estos materiales reactantes es que, con el fin de volver el material claro y altamente transparente, estos materiales en exceso y sus subproductos deben removerse del polímero con la terminación de la reacción. Estas sales remanentes y otros químicos no deseados preferiblemente se eliminan por lavado del material de PIB al lavar el polímero en un embudo de separación con agua salada, con agua pura y con precipitaciones repetidas en solvente polar en exceso (tal como isopropanol, acetona, metanol, etanol y similares). Otros procedimientos de lavado bien conocidos también pueden usarse. Obsérvese que si el material no se lava de las sales, estas sales higroscópicas comienzan a arrastrarse en el agua cuando el material se equilibra en agua. Los huecos donde las sales se han atrapado se visualizan fácilmente bajo microscopía electrónica de barrido, y estos huecos llegan a llenarse con agua a medida que la sal se disuelve. Como el agua tiene un índice refractivo de aproximadamente 1.33 y el material tiene un índice refractivo de 1.53, la diferencia en el índice refractivo es suficiente para volver el polímero turbio y a veces totalmente opaco. Si el material se lava apropiadamente, estas sales se remueven y no se presentan huecos.

Cuando se usa como una IOL, el polímero puede sintetizarse con rellenos radiopacos y similares para permitir la visualización bajo rayos X o angiografía. Otros rellenos y aditivos conocidos en la técnica para preparar una IOL también pueden agregarse usando técnicas y procedimientos conocidos.

Se han descrito e ilustrado en este documento varias modalidades de polímeros y poliolefinas reticuladas para aplicaciones biomédjcas, así como métodos para elaborar los mismos. Aunque se han descrito modalidades particulares de la invención, no se pretende que la invención se limite a ello, dado que se pretende que la invención sea tan amplia en alcance como la técnica lo permita, y que la especificación se lea de la misma manera. Por lo tanto, se apreciará por los expertos en la técnica que todavía pueden hacerse otras modificaciones a la invención proporcionada, sin desviarse de su espíritu y alcance, como se reclaman.

Claims (24)

REIVINDICACIONES

1. Un polímero, que comprende: (a) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero de alqueno ramificado que puede polimerizarse de manera catiónica; (b) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero de olefina que puede polimerizarse de manera catiónica, que tiene un grupo benzociclobuteno (BCB) de cadena lateral; y, opcionalmente, (c) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero formador de vidrio.

2. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el monómero de alqueno ramificado es una isoolefina.

3. El polímero de conformidad con la reivindicación 2, en donde la isoolefina es isobutilenp.

4. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral tiene la fórmula en donde R es hidrógeno o un grupo alquilo y n es 0.

5. El polímero de conformidad con la reivindicación 4, en donde el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral es 4-vinilbenzociclobuteno o 2-(4-benzociclobutenil)-propeno.

6. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral tiene la fórmula en donde R es un grupo alquilo y h es un número entero que varía de 0-3. 26

7. El polímero de conformidad con la reivindicación 6, en donde el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral es 2-metil-3-(4-benzociclobutenil)-propeno.

8. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el monómero formador de vidrio está presente y se selecciona del grupo que consiste de estireno, indeno, a-metilestireno, p-ter-butilestireno, p-cloroestireno, p-metóxiestireno, p-ter-butoxiestireno, p-hidroxiestireno, norborneno, y combinaciones de los mismos.

9. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el monómero de alqueno es isobutileno, .el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral es 4-vinilbenzociclobuteno, y el monómero formador de vidrio está presente y es estireno.

10. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el polímero es un polímero termoplástico.

11. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el polímero se entrelaza químicamente.

12. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el polímero es un . copolímero de tres bloques.

13. El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el polímero es un copolímero aleatorio.

14. Un método para preparar un polímero, que comprende polimerizar de manera catlónica (a) por lo menos un monómero de alqueno ramificado; 1 (b) por lo menos un monómero de olefina que tiene un grupo benzociclobuteno (BCB) de cadena lateral; y, opcionalmente, (c) por lo menos un monómero formador de vidrio.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde el monómero de alqueno es isobutileno.

16. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral tiene la fórmula en donde R es hidrógeno o un grupo alquilo y n es 0.

17. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde el monómero de olefina que tiene un grupo BCB de cadena lateral tiene la fórmula en donde R es un grupo alquilo y n es un número entero que varia de 0-3.

18. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde la etapa de polimerización catiónica implica la polimerización catiónica viviente.

19. El método de conformidad con la reivindicación 14, que además comprende la etapa de exponer el polímero a temperaturas de por lo menos 180 °C para iniciar el entrecruzamiento.

20. El método de conformidad con la reivindicación 14, en donde la reacción de polimerización tiene lugar en presencia de un iniciador que comprende 5-ter-butil-1 ,3-bis(1-metoxi-1-metiletil)benceno.

21. Una lente intraocular, que comprende un polímero que comprende: (a) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero de alqueno ramificado que puede polimerizarse de manera catiónica; (b) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero de olefina que puede polimerizarse de manera catiónica, que tiene un grupo benzociclóbuteno (BCB) de cadena lateral; y, opcionalmente, (c) una gran variedad de unidades constitutivas que incluyen por lo menos un monómero formador de vidrio.

22. La lente intraocular de conformidad con la reivindicación 21 , en donde el polímero además comprende plastificantes, rellenos radiopacos, o una combinación de los mismos.

23. La lente intraocular de conformidad con la reivindicación 21 , en donde el polímero tiene un índice de refracción que varía de alrededor de 1.525 a alrededor de 1.535.

24. La lente intraocular de conformidad con la reivindicación 22, en donde el polímero se combina con un plastificante en cantidades suficientes, de tal modo que el polímero se vuelva un gel.