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WO2009149985A1 - Hydrogel basierend auf silikonhaltigen copolymeren - Google Patents

Hydrogel basierend auf silikonhaltigen copolymeren Download PDF

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WO2009149985A1
WO2009149985A1 PCT/EP2009/054885 EP2009054885W WO2009149985A1 WO 2009149985 A1 WO2009149985 A1 WO 2009149985A1 EP 2009054885 W EP2009054885 W EP 2009054885W WO 2009149985 A1 WO2009149985 A1 WO 2009149985A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
monomer
methyl
vinyl
hydrogel according
alkyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/054885
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christine Breiner
Marianne Omeis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
Priority to US12/936,486 priority Critical patent/US20110046332A1/en
Priority to JP2011512909A priority patent/JP2011522934A/ja
Priority to CN2009801136966A priority patent/CN102027391A/zh
Priority to EP09761548A priority patent/EP2286283A1/de
Publication of WO2009149985A1 publication Critical patent/WO2009149985A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G02B1/043—Contact lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F230/08—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
    • C08F230/085—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon the monomer being a polymerisable silane, e.g. (meth)acryloyloxy trialkoxy silanes or vinyl trialkoxysilanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/282—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing two or more oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate

Definitions

  • the invention relates to novel hydrogels based on silicone-containing copolymers, processes for their preparation and their use as contact lens or intraocular lens material.
  • hydrogels water-swellable crosslinked polymers
  • polymers containing fluorine-containing structural units and those based on polysiloxanes are characterized by particularly high oxygen permeabilities.
  • the water content of polymers which consist entirely or predominantly of the last two groups of substances low.
  • the generally desirable high oxygen permeability is usually achieved in the known polymers that other serious disadvantages are accepted.
  • high water content hydrogels normally have low mechanical stability, such as e.g. Tear resistance, on.
  • polymers of silicones or fluorine-containing materials are highly hydrophobic and often have to be surface-treated in order to be used as contact lens material.
  • the resulting hydrogels are advantageous in terms of oxygen permeability and water content.
  • US-A-6018001 describes a process for producing contact lenses having a hydrophilic surface.
  • a copolymer of a Glycerolketalmethacrylat and a siloxane-containing styrenic monomer (hydrophobic) is produced.
  • the copolymer may further contain a hydrophilic monomer such as methacrylic acid and a crosslinking monomer such as ethylene glycol dimethacrylate.
  • the hydrophobic contact lens material prepared from this copolymer is subjected to acid treatment for hydrophilization, whereby the glycerol ketal methacrylate is converted to the glycerol monomethacrylate.
  • the invention relates to a hydrogel, which is a copolymer of a polymerizable monomer mixture containing a) 10-65 mol% of at least one hydrophobic vinyl monomer of the formula I.
  • H 2 C C-COO-CH 2 (CHOH) P-CH 2 OH (J)
  • R 1 is hydrogen or methyl
  • p is an integer from 1 to 8 and wherein its hydroxyl groups are in protected form
  • the proportion of the hydrophobic vinyl monomer a) of the formula I in the monomer mixture is preferably 15-60 mol% and more preferably 20-40 mol. It is important that the hydrophobic vinyl monomer a) is miscible with the silicone-containing monomer b).
  • the vinyl monomer a) of the formula I can be derived from sugar alcohol and includes all conceivable position isomers. Examples of sugar alcohols from which compounds of the formula I are derived are xylitol, adonite, arabitol, sorbitol, mannitol or dulcitol.
  • the hydroxy groups of the compounds of the formula I which are in protected form are protected by customary protective groups, preferably in pairs, as acid-labile ketals or in particular orthoesters, for example as addition products with an optionally substituted ester or ketone.
  • Two hydroxy groups, which are jointly protected as ketal, are protected, for example, together with a preferably substituted methylene group, such as lower alkylidene, for example isopropylidene, cycloalkylidene, for example cyclohexylidene, or benzylidene.
  • the protected vinyl monomer is preferably a) a compound of the formula (Ia)
  • R 1 is hydrogen or methyl
  • R 2 is hydrogen or an optionally substituted Ci-Cö-alkyl or phenyl group and R is an optionally substituted Ci-C ⁇ -alkyl, Ci-C ⁇ -alkoxy or phenyl group, or R 2 and R 3 together form a Cs-Cs-cycloalkyl radical.
  • alkyl is preferably methyl or ethyl
  • alkoxy is preferably methoxy or ethoxy
  • cycloalkyl is preferably cyclopentyl or cyclohexyl.
  • suitable substituents are hydroxyl, amino, alkylamino, dialkylamino, halogen and / or alkylcarbonyl.
  • R 2 is preferably methyl or ethyl and R 3 is methyl, ethyl, methoxy or ethoxy, where R 1 has the abovementioned meaning.
  • R 2 is particularly preferably methyl or ethyl and R 3 is methoxy or ethoxy.
  • the protected vinyl monomer a) is in particular methyl (2-methoxy-2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methacrylate (MMDMA), methyl (2-methoxy-2-methyl-1,3-dioxolane 4-yl) acrylate (MDMA) and / or 2,3-O-isopropylidene glyceryl methacrylate (IPGMA), most preferably MMDMA and / or MDMA.
  • MMDMA 2-methoxy-2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl methacrylate
  • MDMA methyl (2-methoxy-2-methyl-1,3-dioxolane 4-yl) acrylate
  • IPGMA 2,3-O-isopropylidene glyceryl methacrylate
  • the preparation of the protected vinyl monomer a) is generally carried out by reacting an unsaturated carboxylic acid with a polyol or an epoxide formed therefrom (eg
  • the silicone-containing monomer b) is preferably a monomer of the formula (II) or (III)
  • X is O, NR 1 or 1,3-dioxopropan-2-ol
  • R 1 is hydrogen or methyl
  • R 4 is independently C 1 -C 4 -alkyl or O-Si (R 5 ) 3,
  • R 5 is independently C 1 -C 4 -alkyl
  • R 6 is independently C 1 -C 4 -alkyl, f is an integer from 1 to 10 and n is an integer from 1 to 20.
  • silicone-containing monomers b) of the formula II, wherein Z is O, X is O or NR 1 , R 1 is hydrogen, f is an integer from 2 to 4, and R 4 is methyl.
  • the silicone-containing monomer b) is preferably selected from the group consisting of methacryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane (TRIS), methacryloxypropylbis (trimethylsiloxy) methylsilane, methacryloxypropylpentamethyldisiloxane, methacryloyloxymethylheptamethyltrisiloxane, methacryloyloxypropylpolydimethylsiloxane, methacryloyloxyethyltrimethylsiloxane, methyldi ( trimethylsiloxy) silylpropylglycerol methacrylate and vinyloxycarbonylaminopropyltris (trimethylsiloxy) silane.
  • TMS methacryloxypropyltris
  • methacryloxypropylbis (trimethylsiloxy) methylsilane methacryloxypropylpentamethyldisiloxane
  • the proportion of the silicone-containing (meth) acrylate, vinyl carbonate or vinyl carbamate monomer b) in the monomer mixture is preferably 30-65 mol% and particularly preferably 30-60 mol%.
  • the silicone-containing monomers b) used according to the invention are prepared by methods known from the literature and are i.a. also commercially available such as TRIS, methacryloxy-polydimethylsiloxane, tris (trimethylsiloxysilyl) propylvinylcarbamate and acryloxymethyltrimethylsilane.
  • the hydrophilic vinyl monomer c) is selected from acrylates and methacrylates of the formula
  • H 2 C C (R 1 ) -COOR 7 ,
  • R 1 is hydrogen or methyl and R 7 is a Ci-Cio-alkyl radical which is replaced by a water-solubilizing group such as carboxy, hydroxy or tert.
  • Amino a polyethylene oxide group having 2-100 repeating units or a sulfate, phosphate, sulfonate or phosphonate monosubstituted or polysubstituted, further acrylamides and methacrylamides of the formula
  • H 2 C C (R 1 ) -CON (R 8 ) 2 in which R 8 is hydrogen or C 1 -C 4 -alkyl and R 1 has the abovementioned meaning;
  • H 2 C C (R 1 ) -CONHR 8 wherein R 1 and R 8 have the abovementioned meaning; Maleins and fumarates of the formula
  • Vinyl-substituted five- or six-membered heterocycles having one or two nitrogen atoms especially N-vinyl lactams having 4-6 carbon atoms, and vinylically unsaturated carboxylic acids having a total of 3-10 carbon atoms, such as methacrylic acid, crotonic acid, fumaric acid or cinnamic acid.
  • the vinyl monomer c) is preferably selected from hydroxy, carboxy or tert-amino-substituted C 1 -C 6 -alkyl (meth) acrylates, hydroxy or carboxy-substituted C 1 -C 4 -alkyl (meth) acrylamides,
  • hydroxy-substituted C 2 -C 4 -alkyl (meth) acrylates five- to seven-membered N-vinyllactams, N, N-di-C 1 -C 4 -alkyl (meth) acrylamides and vinylically unsaturated carboxylic acids having 3 to 5 carbon atoms.
  • water-soluble monomers c) may be mentioned by way of example: 2-hydroxyethyl, 2- and 3-hydroxypropyl, 2,3-dihydroxypropyl, Polyethoxyethyl- and Polyethoxypropylacrylate and methacrylates and the corresponding acrylamides and methacrylamides, acrylamide and methacrylamide, N-methylacrylamide and -methacrylamide, bis-acetone acrylamide, 2-hydroxyethyl acrylamide, dimethyl acrylamide and methacrylamide, and methylol acrylamide and methacrylamide, N, N-dimethyl and N, N-diethylaminoethyl acrylate and methacrylate, and the corresponding acrylamides and methacrylamides, N-tert-butyl Butylaminoethyl methacrylate and methacrylamide, 2- and 4-vinylpyridine, 4- and 2-methyl-5-vinylpyridine, N-methyl-4-vinylpiperidine, 1-viny
  • Very particularly preferred monomers c) are 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacrylamide and also acrylic and / or methacrylic acid, in particular 2-hydroxyethyl methacrylate and / or methacrylic acid.
  • the proportion of Vinylmo nomers c) in the monomer mixture is preferably 5-20 mol% and particularly preferably 10-15 mol%.
  • crosslinker d in particular diolefinic monomers, e.g. Allyl acrylate and methacrylate, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and generally polyethylene oxide glycol diacrylates and dimethacrylates, 1,4-butanediol and poly-n-butylene oxide glycol diacrylates and dimethacrylates, propylene glycol and polypropylene oxide glycol diacrylates and dimethacrylates, thiodiethylene glycol diacrylate and dimethacrylate, di- (2-hydroxyethyl) sulfone diacrylate and dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate and dimethacrylate, trimethylolpropane tri and tetraacrylate, pentaerythritol tri and tetraacrylate, divinylbenzene, divinyl ether, divinylsulfone, disiloxanyl-bis-3-hydroxyprop
  • Ethylene glycol dimethacrylate is preferred.
  • the crosslinker if present, is preferably used in amounts of 1.0 to 3.0 mol%, in particular 1.4-1.7 mol%, in each case based on the total amount of the monomers a) to c).
  • the hydrogels of the invention are produced by radical copolymerization, either in bulk or in the presence of common solvents.
  • the polymerization in the presence of an alcohol such as amyl alcohol has proven to be advantageous for the swelling behavior.
  • the polymerization is suitably carried out in the heat, preferably in the presence of a free-radical initiator, for example at a temperature in the range of about 30 0 C to about 105 ° C.
  • initiators preferably peroxides or azo catalysts are used.
  • Typical examples of usable peroxy compounds are isopropyl percarbonate, tert-butyl peroctoate, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, acetyl peroxide, succinic peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tert-butyl peroxyacetate, propionyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, tert-butyl peroxypivalate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, pelargonyl peroxide , 2,5-Dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) -hexane, p-chlorobenzoyl peroxide, tert-butyl peroxybutyrate, tert-butyl peroxymaleic acid, tert-butyl peroxyisopropyl carbon
  • Suitable azo compounds are 2,2-azo-bis-isobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1-azobis (cyclohexanecarbonitrile) and 2,2-azobis (2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile).
  • the amount of initiator may vary between 0.002 and 1 mole%, based on ingredients a) to d), but is preferably 0.03 to 0.3 mole%.
  • the monomers a) to c) used and the crosslinker d) are known, some of which are commercially available or can be prepared by processes known per se. Before the polymerization, they are conveniently purified, in particular to remove inhibitors with which they are stabilized. Then the polymerization mixtures are polymerized in a manner known per se.
  • the copolymers obtainable as described above must be hydrated. This is conveniently done by storing in aqueous buffered saline, which is preferably isotonic.
  • the polymers are optionally cut into thin slices prior to hydration or polymerized directly in a mold suitable for the manufacture of contact lenses.
  • copolymers obtainable as described above still contain the hydroxyl groups present there in protected form in the segments formed by the vinyl monomers a). They are therefore still relatively strong hydrophobic.
  • the protective groups By cleavage of the protective groups and subsequent hydration they can be converted into the hydrogel according to the invention, which contains in the segments formed by the vinyl monomers a), the hydroxyl groups present there in free form.
  • the cleavage of the protecting groups can be done by introducing into an acidic medium, for example, in dilute HCl or acetic acid, as is well known in the literature (Beyer, Walter: textbook of organic chemistry, S.
  • the erf ⁇ ndungssiee method makes it possible to produce copolymers of hydrophilic and hydrophobic sequence units, which have no phase separation both in the unswollen and in the swollen state (hydrogel) and are therefore optically clear.
  • the hydrogels according to the invention have very good oxygen permeabilities and are hydrophilic and additionally mechanically stable, i. they have e.g. a high tear resistance. They are therefore excellently suited as materials for contact lenses or intraocular lenses as well as other biocompatible materials, such as e.g. Implants, blindfolds, transdermal systems or other forms of medicament carriers.
  • contact lenses from the hydrogels mentioned can be carried out in a manner known per se.
  • the mixtures to be polymerized for example in polymerized cylindrical shape, and the available bars after demoulding into slices or buttons cut, which can be further processed mechanically.
  • the polymerization can also be carried out in lens forms, so that lens blanks are obtained directly as polymers.
  • the polymerizations were 2h at 80 0 C in substance (Examples 1-9, 12 +13) carried out as a random copolymerization, using as an initiator tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate (V 69) was used.
  • V 69 tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate
  • the silicone-containing monomer b) used was methacryloyloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane (TRIS), and the vinyl monomer a) used was methyl (2-methoxy-2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methacrylate (MMDMA), methyl (2-methoxy-2-methyl-1, 3-dioxolan-4-yl) acrylate (MDMA) or 2,3-O-Isopropylidenglycerylmethacrylat (IPGMA) used.
  • TMS methacryloyloxypropyltris
  • vinyl monomer a) used was methyl (2-methoxy-2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methacrylate (MMDMA), methyl (2-methoxy-2-methyl-1, 3-dioxolan-4-yl) acrylate (MDMA) or 2,3-O-Isopropylidenglycerylmethacrylat (IPGMA)
  • Ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) was used as crosslinker d) and optionally hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and / or methacrylic acid (MAS) were used as additional hydrophilic monomers c).
  • HEMA hydroxyethyl methacrylate
  • MAS methacrylic acid
  • the copolymers have excellent hydrophilic properties and can therefore be used as mechanically robust contact lens materials with high oxygen permeability and good eye tolerance.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrogel, welches ein Copolymer aus einem polymerisierbaren Monomergemisch ist, das a) 10-65 Mol-% mindestens eines hydrophoben Vinylmonomers der Formel (I) worin R1 für Wasserstoff oder Methyl steht, p für eine ganze Zahl von 1 bis 8 steht, dessen Hydroxygruppen in geschützter Form vorliegen, b) 25-70 Mol-% mindestens eines silikonhaltigen (Meth)acrylat-, Vinylcarbonat oder Vinylcarbamat-Monomeren, c) 0-25 Mol-% mindestens eines hydrophilen Vinylmonomeren, und d) 0-10 Mol-% mindestens eines Vernetzers, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere a) bis c), enthält, und wobei in dem Hydrogel die Hydroxygruppen, der durch die Monomere a) gebildeten Segmente in geschützter oder in freier Form vorliegen. Das Hydrogel kann zur Herstellung von Kontaktlinsen oder Intraokularlinsen verwendet werden.

Description

Hydrogel basierend auf silikonhaltigen Copolymeren
Die Erfindung betrifft neue Hydrogele basierend auf silikonhaltigen Copolymeren, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Kontaktlinsen- oder Intraokularlinsenmaterial.
Seit Jahren besteht eine große Nachfrage nach Kontaktlinsen aus einem Material mit hoher Sauerstoffdurchlässigkeit und einer guten Verträglichkeit für das Auge auch bei langer Tragedauer.
Es ist bekannt, dass Hydrogele (in Wasser begrenzt quellbare vernetzte Polymere) eine Sauerstoffdurchlässigkeit besitzen, die vom Wassergehalt abhängt. Sie nimmt mit steigendem Wassergehalt zu. Ferner ist bekannt, dass Polymere, die fluorhaltige Baueinheiten enthalten und solche, die auf der Basis von Polysiloxanen aufgebaut sind, sich durch besonders hohe Sauerstoffdurchlässigkeiten auszeichnen. Allerdings ist der Wassergehalt von Polymeren, die ganz oder vorwiegend aus den beiden zuletzt genannten Stoffgruppen bestehen, niedrig. Die grundsätzlich erwünschte hohe Sauerstoffdurchlässigkeit wird bei den bekannten Polymeren normalerweise dadurch erreicht, dass andere schwerwiegende Nachteile in Kauf genommen werden. So weisen Hydrogele mit hohem Wassergehalt normalerweise eine geringe mechanische Stabilität, wie z.B. Reißfestigkeit, auf. Polymere aus Silikonen oder fluorhaltigen Materialien sind dagegen stark hydrophob und müssen oft oberflächenbehandelt werden, um als Kontaktlinsenmaterial eingesetzt werden zu können.
In der Absicht die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wurden weitere Hydrogele vorgeschlagen:
Aus der US-A-5352714 ist die Copolymerisation von einem Siloxan-haltigen Methacrylmonomer, einem Oxazolon-Monomer und einem weiteren hydrophilen Monomer bekannt. Der Oxazolon-Ring wird nach der Copolymerisation durch Hydrolyse in die entsprechende Aminosäure und durch Vernetzen in ein Hydrogel überführt, welches als Kontaktlinsenmaterial verwendet wird. Ferner werden in der EP-A- 0374752 Hydrogele aus Copolymeren auf der Basis von fluorhaltigen und Saccharid-Monomeren beschrieben. Dabei wird ein Monomerengemisch, das a) 2-85 Mol-% eines hydrophoben fluorhaltigen Vinylmonomeren, b) 2-80 Mol-% eines hydrophoben Polyhydroxyvinylmonomeren, dessen Hydroxygruppen in geschützter Form vorliegen, c) 2-70 Mol-% eines hydrophilen Vinylmonomeren und d) 0-5 Mol-% eines Vernetzers enthält, polymerisiert und die Hydroxyschutzgruppen werden anschließend durch saure Hydrolyse entfernt. Die erhaltenen Hydrogele zeichnen sich vorteilhaft bezüglich der Sauerstoffdurchlässigkeit und des Wassergehalts aus.
Darüber hinaus wird in der US-A-6018001 ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen mit einer hydrophilen Oberfläche beschrieben. Dabei wird zunächst ein Copolymer aus einem Glycerolketalmethacrylat und einem Siloxan-haltigen Styrolmonomer (hydrophob) hergestellt. Das Copolymer kann darüber hinaus noch ein hydrophiles Monomer wie Methacrylsäure und ein vernetzendes Monomer wie Ethylenglykoldimethacrylat enthalten. Das aus diesem Copolymer hergestellte hydrophobe Kontaktlinsenmaterial wird zur Hydrophilisierung einer Säurebehandlung unterzogen, wobei das Glycerolketalmethacrylat in das Glycerinmonomethacrylat überführt wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Materialien sind oftmals aber noch weiter verbesserungsbedürftig oder in wirtschaftlicher Hinsicht zu teuer.
Es besteht von daher die Aufgabe ein Hydrogel bereitzustellen, das eine hohe Sauerstoffdurchlässigkeit, sowie eine gute mechanische Stabilität und gute Augenverträglichkeit auch bei langer Tragedauer aufweist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Hydrogel, welches ein Copolymer aus einem polymerisierbaren Monomergemisch ist, das a) 10-65 Mol-% mindestens eines hydrophoben Vinylmonomers der Formel I R1
H2C=C-COO-CH2(CHOH)P-CH2OH (J)
worin R1 für Wasserstoff oder Methyl steht, p für eine ganze Zahl von 1 bis 8 steht und wobei dessen Hydroxygruppen in geschützter Form vorliegen, b) 25-70 Mol-% mindestens eines silikonhaltigen (Meth)acrylat-, Vinylcarbonat oder Vinylcarbamat-Monomeren, c) 0-25 Mol-% mindestens eines hydrophilen Vinylmonomeren und, d) 0-10 Mo 1-% mindestens eines Vernetzers, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere a) bis c), enthält, und wobei in dem Hydrogel die Hydroxygruppen, der durch die Monomere a) gebildeten Segmente in geschützter oder in freier Form vorliegen.
Der Anteil des hydrophoben Vinylmonomers a) der Formel I am Monomerengemisch beträgt vorzugsweise 15-60 Mol-% und besonders bevorzugt 20-40 Mol. Dabei ist wichtig, dass das hydrophobe Vinylmonomer a) mit dem silikonhaltigen Monomer b) mischbar ist.
Darüber hinaus ist in der Formel I p vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 4. Das Vinylmonomer a) der Formel I kann von Zucker alko holen abgeleitet sein und umfaßt alle denkbaren Stellungsisomere. Beispiele von Zuckeralkoholen, von denen Verbindungen der Formel I abgeleitet sind, sind Xylit, Adonit, Arabit, Sorbit, Mannit oder Dulcit.
Die Hydroxygruppen der Verbindungen der Formel I, die in geschützter Form vorliegen, sind durch übliche Schutzgruppen, vorzugsweise zu zweit als säurelabile Ketale oder insbesondere Orthoester geschützt, beispielsweise als Additionsprodukte mit einem gegebenenfalls substituierten Ester oder Keton. Zwei Hydroxygruppen, die gemeinsam als Ketal geschützt sind, sind beispielsweise zusammen mit einer vorzugsweise substituierten Methylengruppe, wie durch Niederalkyliden, z.B. Isopropyliden, Cycloalkyliden z.B. Cyclohexyliden, oder Benzyliden geschützt. Bevorzugt ist das geschützte Vinylmonomer a) eine Verbindung der Formel (Ia),
Figure imgf000005_0001
worin R1 für Wasserstoff oder Methyl, R2 Wasserstoff oder eine gegebenenfalls substituierte Ci-Cö-Alkyl- oder Phenylgruppe ist und R für eine gegebenenfalls substituierte Ci-Cβ-Alkyl-, Ci-Cβ-Alkoxy- oder Phenylgruppe steht, oder R2 und R3 zusammen einen Cs-Cs-Cycloalkylrest bilden. Für R2 und R3 gilt unabhängig voneinander, dass Alkyl vorzugsweise Methyl oder Ethyl, Alkoxy vorzugsweise Methoxy oder Ethoxy und Cycloalkyl bevorzugt Cyclopentyl oder Cyclohexyl ist. Als Substituenten seien beispielhaft Hydroxy, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Halogen und/oder Alkylcarbonyl genannt.
Bevorzugt stehen in der Formel (I a) R2 für Methyl oder Ethyl und R3 für Methyl, Ethyl, Methoxy oder Ethoxy wobei R1 die vorgenannte Bedeutung hat. Besonders bevorzugt stehen in der Formel (I a) R2 für Methyl oder Ethyl und R3 für Methoxy oder Ethoxy.
Das geschützte Vinylmonomer a) ist insbesondere Methyl-(2-methoxy-2-methyl-l ,3- dioxolan-4-yl)methacrylat (MMDMA), Methyl-(2-methoxy-2-methyl- 1 ,3-dioxolan- 4-yl)acrylat (MDMA) und/oder 2,3-O-Isopropylidenglycerylmethacrylat (IPGMA), ganz besonders bevorzugt MMDMA und/oder MDMA. Die Herstellung des geschützten Vinylmonomers a) erfolgt im allgemeinen durch Umsetzung einer ungesättigten Carbonsäure mit einem Polyol oder einem daraus gebildeten Epoxid (z.B. Glycidol) und anschließender Zugabe einer Hydroxyschutzgruppe. Die Herstellung von ungesättigten, cyclischen Orthoestern wird beispielsweise in EP-A- 1714964 beschrieben.
Das silikonhaltige Monomer b) ist vorzugsweise ein Monomer der Formel (II) oder (III)
Figure imgf000006_0001
R1
H2C=C-C-X- (CH2)r{si(B?)2— θ]-Si(E£)2R? (III)
O
worin
X = O, NR1 oder l,3-Dioxopropan-2-ol ist,
Y = O oder eine Bindung ist,
Z = O oder eine Bindung ist,
R1 für Wasserstoff oder Methyl steht,
R4 unabhängig voneinander Ci-C4-Alkyl oder O-Si(R5)3 ist,
R5 unabhängig voneinander Ci-C4-Alkyl ist,
R6 unabhängig voneinander Ci-C4-Alkyl ist, f eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist und n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Besonders bevorzugt sind silikonhaltige Monomere b) der Formel II, worin f eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, Z eine Bindung ist, X = O oder l,3-Dioxopropan-2-ol, insbesondere O, ist, und R1 und R4 für Methyl stehen. Ebenfalls bevorzugt sind silikonhaltige Monomere b) der Formel III, worin f eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, X = O ist, und R1 und R5 für Methyl stehen.
Ebenfalls bevorzugt sind silikonhaltige Monomere b) der Formel II, worin Z = O ist, X = O oder NR1 ist, R1 für Wasserstoff steht, f eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, und R4 für Methyl steht.
Das silikonhaltige Monomer b) ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methacryloxypropyl-tris(trimethylsiloxy)silan (TRIS), Methacryloxypropyl- bis(trimethylsiloxy)methylsilan, Methacryloxypropyl-pentamethyldisiloxan, Methacryloyloxymethyl-heptamethyltrisiloxan, Methacryloyloxypropyl- polydimethylsiloxan, Methacryloyloxyethyl-trimethylsiloxan, Methyldi(trimethylsiloxy)silylpropylglycerolmethacrylat und Vinyloxycarbonylaminopropyl- tris(trimethylsiloxy)silan ist.
Ganz besonders bevorzugt ist Methacryloxypropyl-tris(trimethylsiloxy)silan (TRIS).
Der Anteil des silikonhaltigen (Meth)acrylat-, Vinylcarbonat oder Vinylcarbamat- Monomers b) am Monomerengemisch beträgt vorzugsweise 30-65 Mol-% und besonders bevorzugt 30-60 Mol-%.
Die erfindungsgemäß verwendeten silikonhaltigen Monomeren b) werden nach literaturbekannten Methoden hergestellt und sind u.a. auch kommerziell erhältlich wie zum Beispiel TRIS, Methacryloxy-polydimethylsiloxan,Tris-(trimethylsiloxysilyl) propylvinylcarbamat und Acryloxymethyltrimethylsilan.
Das hydrophile Vinylmonomer c) ist ausgewählt unter Acrylaten und Methacrylaten der Formel
H2C=C(R1)-COOR7 ,
worin R1 für Wasserstoff oder Methyl steht und R7 einen Ci-Cio-Alkylrest bedeutet, der durch eine wasserlöslich machende Gruppe wie Carboxy, Hydroxy oder tert.- Amino, eine Polyethylenoxidgruppe mit 2-100 sich wiederholenden Einheiten oder eine Sulfat-, Phosphat-, Sulfonat- oder Phosphonatgruppe einfach oder mehrfach substituiert ist, ferner Acrylamiden und Methacrylamiden der Formel
H2C=C(R1)-CON(R8)2 worin R8 für Wasserstoff oder Ci-C4-Alkyl steht und R1 die oben genannte Bedeutung hat ;
Acrylamiden und Methacrylamiden der Formel
H2C=C(R1)-CONHR8 worin R1 und R8 die oben genannte Bedeutung haben; Maleinaten und Fumaraten der Formel
R7OOC-CH=CH-COOR7; Crotonaten der Formel CH3-CH=CH-COOR7; Vinylethern der Formel H2C=CH-OR7; worin jeweils R7 die vorgenannte Bedeutung hat,
Vinyl-substituierten fünf- oder sechsgliedrigen Heterocyclen mit ein oder zwei Stickstoffatomen, speziell N-Vinyllactamen mit 4-6 Kohlenstoffatomen, und vinylisch ungesättigten Carbonsäuren mit insgesamt 3-10 Kohlenstoffatomen, wie Methacrylsäure, Crotonsäure, Fumarsäure oder Zimtsäure.
Bevorzugt ist das Vinylmonomer c) ausgewählt unter Hydroxy, Carboxy oder tert.- Amino substituierten Ci-C6-Alkyl(meth)acrylaten, Hydroxy oder Carboxy substituierten Ci-C4-Alkyl(meth)acrylamiden,
Hydroxy(meth)acrylamidsilylethern,(Meth)acrylamiden, fünf- bis siebengliedrigen N-Vinyllactamen, N, N-Di-Ci-C4-alkyl(meth)acrylamiden, vinylisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, Vinylcarbonaten, Vinylcarbamaten, N- vinyl-N-Ci-C4-alkylacetamiden, Di-, Tri-, Polyethylenglykolmethacrylaten und Glycerolmethacrylaten. Insbesondere bevorzugt sind durch Hydroxy substituierte C2-C4-Alkyl(meth)acrylate, fünf- bis siebengliedrige N-Vinyllactame, N, N-Di-Ci-C4-alkyl(meth)acrylamide und vinylisch ungesättigte Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen.
Als wasserlösliche Monomere c) seien beispielhaft genannt: 2-Hydroxyethyl-, 2- und 3- Hydroxypropyl-, 2,3-Dihydroxypropyl-, Polyethoxyethyl- und Polyethoxypropylacrylate und -methacrylate sowie die entsprechenden Acrylamide und Methacrylamide, Acrylamid und Methacrylamid, N-Methylacrylamid und -methacrylamid, Bisaceton-acrylamid, 2- Hydroxyethylacrylamid, Dimethylacrylamid und-methacrylamid sowie Methy- lolacrylamid und-methacrylamid, N,N-Dimethyl- und N,N-Diethylaminoethylacrylat und - methacrylat sowie die entsprechenden Acrylamide und Methacrylamide, N-tert- Butylaminoethylmethacrylat und -methacrylamid, 2- und 4-Vinylpyridin, 4- und 2-Methyl- 5-vinylpyridin, N-Methyl-4-vinylpiperidin, 1-Vinyl- und 2-Methyl-l-vinyl-imidazol, Dimethylallylamin und Methyldiallylamin sowie para- und ortho-Aminostyrol, Di- methylaminoethylvinylether, N-Vinylpyrrolidon und 2-Pyrrolidinoethylmethacrylat, Acryl- und Methacrylsäure, Itaconsäure, Zimtsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und deren Hydroxyniederalkylmono- und -diester, wie 2-Hydroxyethyl- und Di-(2-hydroxy)-ethyl-fumarat, -maleinat und-itaconat, sowie 3-Hydroxypropyl- butylfumarat und Di-polyalkoxyalkyl-fumarate, -maleinate und -itaconate, Maleinsäureanhydrid, Natriumacrylat und -methacrylat,
2-Methacryloyloxyethylsulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropan-sulfonsäure, 2- Phosphatoethylmethacrylat, Vinylsulfonsäure, Natriumvinylsulfonat, p-Styrolsulfonsäure, Natrium-p-styrolsulfonat und Allylsulfonsäure, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, ferner die quaternisierten Derivate kationischer Monomerer, welche man durch Quaternisierung mit ausgewählten Alkylierungsmitteln, z.B. halogenierten Kohlenwasserstoffen wie Methyljodid, Benzylchlorid oder Hexadecylchlorid, Epoxiden wie Glycidol, Epichlorhydrin oder Ethylenoxyd, Acrylsäure, Dimethylsulfat, Methylsulfat und Propansulfon erhält. Eine vollständigere Liste von für diese Erfindung verwendbarer, wasserlöslicher Monomerer c) findet sich in: R.H. Yocum und E.B. Nyquist, Functional Monomers [Funktionelle Monomere], Band 1, S. 424-440 (M. Dekker, N.Y. 1973).
Ganz besonders bevorzugte Monomere c) sind 2-Hydroxyethylmethacrylat, N-Vinyl-2- pyrrolidon, N,N-Di-methylacrylamid sowie Acryl- und/oder Methacrylsäure, insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat und/oder Methacrylsäure.
Der Anteil des Vinylmo nomers c) am Monomerengemisch beträgt vorzugsweise 5-20 Mol-% und besonders bevorzugt 10-15 Mol-%.
Als Vernetzer d) werden insbesondere diolefinische Monomere, z.B. Allylacrylat und - methacrylat , Ethylenglykol-, Diethylenglykol-, Triethylenglykol-, Tetraethylenglykol- und allgemein Polyethylenoxidglykoldiacrylate und -dimethacrylate, 1 ,4-Butandiol- und Poly-n-butylenoxidglykoldiacrylate und -dimethacrylate, Propylenglykol- und Polypropylenoxidglykoldiacrylate und -dimethacrylate, Thiodiethylenglykoldiacrylat und - dimethacrylat, Di-(2-hydroxyethyl)-sulfondiacrylat und -dimethacrylat, Neopentylglykoldiacrylat und -dimethacrylat, Trimethylolpropan-tri und -tetraacrylat, Pentaerythrit-tri- und -tetraacrylat, Divinylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Disiloxanyl-bis-3-hydroxy propyldiacrylat oder-methacrylat und verwandte Verbindungen eingesetzt.
Ethylenglykoldimethacrylat ist bevorzugt.
Der Vernetzer wird, soweit vorhanden, vorzugsweise in Mengen von 1,0 bis 3,0 mol-%, insbesondere 1,4-1,7 mol-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere a) bis c) eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Hydrogele werden durch Radikalcopolymerisation, entweder in Substanz oder in Gegenwart von üblichen Lösungsmitteln, erzeugt. Dabei hat sich gemäß einer besonderen Ausführungsform die Polymerisation in Gegenwart eines Alkohols wie z.B. Amylalkohol als vorteilhaft für das Quellungsverhalten erwiesen. Die Polymerisation wird zweckmäßig in der Wärme durchgeführt, vorzugsweise in Gegenwart eines freie Radikale bildenden Initiators, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 30 0C bis etwa 105° C. Als Initiatoren werden vorzugsweise Peroxide oder Azokatalysatoren verwendet. Typische Beispiele für verwendbare Peroxyverbindungen sind Isopropylpercarbonat, tert.-Butylperoctoat, Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Decanoylperoxid, Acetylperoxid, Bernsteinsäureperoxid, Methylethylketonperoxid, tert- Butylperoxyacetat, Propionylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, tert- Butylperoxypivalat, tert-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, Pelargonylperoxid, 2,5-Dimethyl- 2,5-bis-(2-ethylhexanoylperoxy)-hexan, p-Chlorbenzoylperoxid, tert.-Butylperoxybutyrat, tert.-Butylperoxymaleinsäure, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat und Bis-(1- hydroxycyclohexyl)-peroxid.
Geeignete Azoverbindungen sind 2,2-Azo-bis-isobutyronitril, 2,2'-Azo-bis-(2,4- dimethylvaleronitril), 1,1 -Azo-bis-(cyclohexancarbonitril) und 2,2 -Azo-bis-(2,4- dimethyl-4-methoxyvaleronitril).
Die Initiatormenge kann zwischen 0,002 und 1 Mol-%, bezogen auf die Bestandteile a) bis d), schwanken, liegt aber vorzugsweise bei 0,03 bis 0,3 Mol-%.
Man kann zur Initiierung der Polymerisation auch andere, freie Radikale bildende Mechanismen anwenden wie Strahlung z.B. Röntgen-, Elektronen-, γ- oder UV-Strahlung.
Die verwendeten Monomere a) bis c) und der Vernetzer d) sind bekannt, zum Teil käuflich erhältlich oder nach an sich bekannten Verfahren herstellbar. Vor der Polymerisation werden sie zweckmäßigerweise gereinigt, insbesondere um Inhibitoren zu entfernen, mit denen sie stabilisiert sind. Dann werden die Polymerisationsgemische auf an sich bekannte Weise polymerisiert.
Um das erfindungsgemäße Hydrogel zu erhalten, müssen die wie vorstehend beschrieben erhältlichen Copolymere hydratisiert werden. Dies geschieht zweckmäßigerweise durch Lagern in wässriger gepufferter Kochsalzlösung, die vorzugsweise isotonisch ist. Die Polymerisate werden vor dem Hydratisieren gegebenenfalls in dünne Scheiben geschnitten oder direkt in einer Form, welche sich zur Herstellung von Kontaktlinsen eignet, polymerisiert.
Die wie vorstehend beschrieben erhältlichen Copolymere enthalten in den durch die Vinylmonomere a) gebildeten Segmenten die dort vorhandenen Hydroxygruppen nach wie vor in geschützter Form. Sie sind daher noch verhältnismäßig stark hydrophob. Durch Abspaltung der Schutzgruppen und anschließende Hydratisierung lassen sie sich in das erfϊndungsgemäße Hydrogel überfuhren, das in den durch die Vinylmonomere a) gebildeten Segmenten, die dort vorhandenen Hydroxygruppen in freier Form enthält. Die Abspaltung der Schutzgruppen kann durch Einbringen in ein saures Medium beispielsweise in verdünnte HCl oder Essigsäure geschehen, wie dies aus der Fachliteratur (Beyer, Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, S. Hirzel- Verlag Stuttgart, u.a. Kapitel Reaktionen der Aldehyde) allgemein bekannt ist. Durch die Schutzgruppenabspaltung werden die Segmente, die durch die Vinylmonomere a) gebildet werden, hydrophil. Dadurch kann die Fähigkeit des gebildeten Copolymers Wasser aufzunehmen, deutlich gesteigert werden. Auf diese Weise lässt sich durch Hydratisierung ein hoch sauerstoffdurchlässiges wie hydrophiles Hydrogel herstellen
Das erfϊndungsgemäße Verfahren ermöglicht es Copolymerisate aus hydrophilen und hydrophoben Sequenzeinheiten herzustellen, die sowohl im ungequollenen als auch im gequollenen Zustand (Hydrogel) keine Phasentrennung besitzen und somit optisch klar sind.
Die erfindungsgemäßen Hydrogele weisen sehr gute Sauerstoffdurchlässigkeiten auf und sind dabei hydrophil und zusätzlich mechanisch stabil, d.h. sie haben z.B. eine hohe Reißfestigkeit. Sie sind daher ausgezeichnet geeignet als Materialien für Kontaktlinsen oder Intraokularlinsen sowie als sonstige biologisch verträgliche Materialien, wie z.B. Implantate, Augenbinden, transdermale Systeme oder andere Formen von Medikamententrägern.
Die Herstellung von Kontaktlinsen aus den genannten Hydrogelen kann auf an sich bekannte Weise erfolgen. Dazu werden die zu polymerisierenden Gemische z.B. in zylindrischer Form polymerisiert, und die erhältlichen Stäbe nach Entformung in Scheiben oder Knöpfe zerteilt, die weiter mechanisch bearbeitet werden können. Alternativ kann die Polymerisation auch in Linsenformen durchgeführt werden, so dass direkt Linsenrohlinge als Polymerisate erhalten werden.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern den Gegenstand der Erfindung, ohne ihn jedoch, etwa auf den Umfang der Beispiele, zu beschränken.
Beispiele
Die Polymerisationen wurden 2h bei 80 0C in Substanz (Beispiele 1-9, 12 +13) als statistische Copolymerisation durchgeführt, wobei als Initiator tert-Butylperoxy-2- ethylhexanoat (V 69) verwendet wurde. Bei den Beispielen 10 und 11 wurde analog, jedoch in Gegenwart von Amylalkohol (Monomer/ Amylalkohol = 60:40 (v:v)), polymerisiert.
Als silikonhaltiges-Monomer b) wurde Methacryloyloxypropyltris(trimethylsiloxy)silan (TRIS) verwendet, als Vinylmonomer a) wurden Methyl-(2-methoxy-2-methyl-l,3- dioxolan-4-yl)methacrylat (MMDMA), Methyl-(2-methoxy-2-methyl- 1 ,3-dioxolan-4- yl)acrylat (MDMA) oder 2,3-O-Isopropylidenglycerylmethacrylat (IPGMA) eingesetzt.
Als Vernetzer d) wurde Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA) verwendet und optional wurden als zusätzliche hydrophile Monomere c) Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und/oder Methacrylsäure (MAS) benutzt. Tabelle 1. Monomer-Mischungen
Figure imgf000014_0001
Polymerisation in Gegenwart von Amylalkohol im Verhältnis Monomer/ Amylalkohol = 60/40 (v:v); nach Polymerisation wurden die erhaltenen Polymerisate in Scheiben geschnitten und dreimal mit Isopropanol/Wasser 70/30 (v:v) extrahiert, danach in deionisiertes Wasser eingelegt und die Quellungsversuche wie zuvor an den anderen Polymerproben durchgeführt
Nach der Polymerisation erhielt man in allen Fällen transparente, stabförmige Copolymere, welche zur weiteren Charakterisierung in 4 mm dicke Scheiben geschnitten wurden. Das Copolymere wurde zur Deketalisierung des Dioxolan-Rings der in ihm enthaltenen M(M)DMA-Einheiten oder MDMA-Einheiten einer Säurebehandlung unterzogen. Es wurde dazu 2 1A h bei 70 0C mit 3 M HCl hydrolysiert und anschließend 1 h neutralisiert. Zur Neutralisation wurde eine 3%ige Na2CO3-Lösung verwendet. Die hydrolysierten Copolymerisate wurden Quellversuchen in Tränenersatzflüssigkeit ähnlich DIN EN ISO 18369-4 unterworfen. Die Tränenersatzflüssigkeit besteht aus 0,9%iger NaCl-Lösung, welche mit Pufferlösung auf einen pH- Wert von 7,3 eingestellt wird. Die Polymere behielten auch in der Tränenersatzflüssigkeit ihren transparenten Charakter bei.
_ ,, ,n/ s Gewicht nach 96h in Flüssigkeit - Gewicht nach lAstündiger Trocknung bei 500C . . _
Quellung(%) = xlOO
Gewicht nach 24stündiger Trocknung bei 500C
Die Copolymere weisen vorzügliche hydrophile Eigenschaften auf und können von daher als mechanisch robuste Kontaktlinsenmaterialien mit hoher Sauerstoffdurchlässigkeit und guter Augenverträglichkeit verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Hydrogel, welches ein Copolymer aus einem polymerisierbaren Monomergemisch ist, das a) 10-65 Mo 1-% mindestens eines hydrophoben Vinylmo nomers der Formel I
R1
H2C=C-COO-CH2(CHOH)P-CH2OH (J)
worin R1 für Wasserstoff oder Methyl steht, p für eine ganze Zahl von 1 bis 8 steht, dessen Hydroxygruppen in geschützter Form vorliegen, b) 25-70 Mol-% mindestens eines silikonhaltigen (Meth)acrylat-, Vinylcarbonat oder Vinylcarbamat- Monomeren, c) 0-25 Mol-% mindestens eines hydrophilen Vinylmonomeren und, d) 0-10 Mol-% mindestens eines Vernetzers, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere a) bis c), enthält, und wobei in dem Hydrogel die Hydroxygruppen, der durch die Monomere a) gebildeten Segmente in geschützter oder in freier Form vorliegen.
2. Hydrogel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vinylmonomer a) p für eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht.
3. Hydrogel gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geschützte Vinylmonomer a) eine Verbindung der Formel (Ia)
Figure imgf000016_0001
worin R1 für Wasserstoff oder Methyl, R2 Wasserstoff, eine gegebenenfalls substituierte Ci-Cβ-Alkyl- oder Phenylgruppe ist und R für eine gegebenenfalls substituierte Ci-Cβ-Alkyl-, Ci-Cβ-Alkoxy- oder Phenylgruppe steht, oder R2 und R3 zusammen einen Cs-Cs-Cycloalkylrest bilden.
4. Hydrogel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das silikonhaltige Monomer b) ein Monomer der Formel (II) oder (III) ist
Figure imgf000017_0001
(III)
Figure imgf000017_0002
worin
X = O, NR1 oder l,3-Dioxopropan-2-ol ist,
Y = O oder eine Bindung ist,
Z = O oder eine Bindung ist,
R1 für Wasserstoff oder Methyl steht,
R4 unabhängig voneinander Ci-C4-Alkyl oder O-Si(R5)3 ist,
R5 unabhängig voneinander Ci-C4-Alkyl ist,
R6 unabhängig voneinander Ci-C4-Alkyl ist, f eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist und n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
5. Hydrogel gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Monomer der Formel (II) , f eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, Z eine Bindung ist, X = O oder 1,3-Dioxopropan- 2-ol, insbesondere O, ist, und R1 und R4 für Methyl stehen.
6. Hydrogel gemäß gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Monomer der Formel (II),
Z = O ist, X = O oder NR1 ist, R1 für Wasserstoff steht, feine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, und R4 für Methyl steht.
7. Hydrogel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass b) ein Polysiloxanylalkyl(meth)acrylat-Monomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methacryloxypropyl-tris(trimethylsiloxy)silan, Methacryloxypropylbis(trimethylsiloxy)methylsilan, Methacryloxypropyl- pentamethyldisiloxan, Methacryloyloxymethyl-heptamethyltrisiloxan, Methacryloyloxypropyl-polydimethylsiloxan, Methacryloyloxyethyl-trimethylsiloxan, Methyldi(trimethylsiloxy)silylpropylglycerolmethacrylat und Vinyloxycarbonylaminopropyl- tris(trimethylsiloxy)silan ist.
8. Hydrogel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylmonomer c) ausgewählt ist unter Hydroxy, Carboxy oder tert.-Amino substituierten Ci-C6-Alkyl(meth)acrylaten, Hydroxy oder Carboxy substituierten Ci-C4-Alkyl (meth)acrylamiden, Hydroxy(meth)acrylamidsilylethern,(Meth)acrylamiden, fünf- bis siebengliedrigen N-Vinyllactamen, N, N-Di-C i-C4-alkyl(meth)acrylamiden, vinylisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, Vinylcarbonaten, Vinylcarbamaten, N-vinyl-N-Ci-C4-alkylacetamiden, Di-, Tri-, Polyethylenglykolmethacrylaten und Glycerolmethacrylaten.
9. Hydrogel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylmonomer c) unter 2-Hydroxyethylmethacrylat, N- Vinyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylacrylamid sowie Acryl- und Methacrylsäure ausgewählt ist.
10. Hydrogel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylmonomer a) Methyl-(2-methoxy-2-methyl-l ,3- dioxolan-4-yl)methacrylat und/oder Methyl-(2-methoxy-2-methyl-l,3-dioxolan- 4-yl)acrylat ist, das Vinylmonomer b)
Methacryloyloxypropyltris(trimethylsiloxy)silan ist und das Vinylmonomer c) 2- Hydroxyethylmethacrylat und/oder Methacrylsäure ist.
11. Hydrogel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bislO, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydro xygruppen der durch die Monomeren a) gebildeten Segmente in freier Form vorliegen.
12. Verfahren zur Herstellung eines Hydrogels gemäß Anspruch 11 durch Radikalpolymerisation und saure Hydrolyse der Hydroxyschutzgruppen.
13. Verwendung eines Hydrogels gemäß Anspruch 11 als Kontakt- oder Intraokularlinsenmaterial.
14. Kontaktlinse oder Intraokularlinse, hergestellt aus dem Hydrogel gemäß Anspruch 11.
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