DE2900270A1

DE2900270A1 - Kontaktlinse mit hydrophiler beschichtung

Info

Publication number: DE2900270A1
Application number: DE19792900270
Authority: DE
Inventors: Edward Joseph Ellis; Joseph Charles Salamone
Original assignee: Polymer Technology Corp
Current assignee: Polymer Technology Corp
Priority date: 1978-01-05
Filing date: 1979-01-04
Publication date: 1979-07-19
Also published as: AU4316979A; AU527065B2; JPH0261017B2; JPS63246718A; GB2012070B; US4168112A; GB2012070A; DE2900270C2; CA1152259A; AU9067082A; FR2414207B1; JPS54116947A; FR2414207A1; JPS6339882B2; DE2954522C2; AU567665B2; US4321261A

Description

HOFFMANN · ΕΙΤΙ,Ιδ & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL-I NG. W. EITLE · D It. RER. NAT. K. HO FFMAWN · D IPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-iNG. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS] · D-8000 MD NCHEN 81 · TELEFON (OS?) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

3.1 604 o/wa

POLYMER TECHNOLOGY CORPORATION, FRAMINGHAM₁. MASS/USA

Kontaktlinse mit hydrophiler Beschichtung

Die Erfindung betrifft weiche und harte Kontaktlinsen mit einer ionischen Ladung an der Oberfläche, die mit einer Linsenlösung behandelt worden sind, welche ein entgegengeladenes ionisches Polymer enthält, und wobei ein hydrophiler Polyelektrolyt-Komplex an der Linsenoberfläche gebildet wird, der als Hydrogel wirkt und die Eigenschaften der Linse verbessert.

Es ist seit langem bekannt, dass Kontaktlinsen Oberflächen haben müssen, die in gewissem Masse hydrophil sind, damit sie von den Tränen benetzt werden und unverschleierte Sicht gewähren.

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Weiche, hydrophile Kontaktlinsen sind nicht nur befeuehtbar sondern für den Träger auch angenehm im Tragen, aber sie haben den Nachteil, dass sie gewisse Sehfehler, wie Astigmatismus, nicht korrigieren können, weil sie sich der Form der Hornhautoberfläche anpassen.

Hydrophile Monomere können zu einer Mischung von Comonomeren bei der Bildung von Kontaktlinsen zugegeben werden, so dass bei der Polymerisation optisch klare Kontaktlinsen gebildet werden, die in einem gewissen Masse hydrophil sind. Nimmt der Gehalt an hydrophilem Monomer, welches der Linsenzusammensetzung zugegeben wird, zu, so werden dadurch die physikalischen Eigenschaften der Linse durch die erhöhte Hydrationsneigung der polymeren Zusammensetzung beeinflusst.

Es sind einige Fälle bekannt, bei denen man Kontaktlinsen mit polymerisierbaren hydrophilen Monomeren behandelte, um an der Oberfläche eine Beschichtung aus aufgepfropftem hydrophilen Polymeren auf eine an sich hydrophobe Polymeroberfläche aufzubringen. Diese Methode ist zwar wirksam, um die hydrophilen Eigenschaften der Linsenoberfläche zu erhöhen, aber sie ist nur schwierig bei der Herstellung durchzuführen.

Die bekannten harten und weichen Kontaktlinsen halten manchmal Wasser an ihrer Oberfläche durch sekundäre chemische Bindungen zurück und deshalb findet sich eine nur sehr dünne Schicht von Wassermolekülen zwischen dem Auge und der Kontaktlinse.

Weiche Linsen sind von sich aus bequem aber sie leiden ebenso wie harte Kontaktlinsen an einer kurzen Oberflächentrockenheit zwischen dem Augenzwinkern. Der Stand der Technik lehrt, dass man wasserlösliche neutrale Polymere auf die Oberfläche

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— Q —

von harten Kontaktlinsen aufbringen kann, um eine "Polster"-Schicht zwischen der Linse und dem Auge aufzubringen, die eine verbesserte Befeuchtbarkeit bewirkt und für den Träger angenehmer und tolerierbarer ist.

Die Verteilung der "Polster"-Schicht erfolgt bei den meisten Konstruktionen des Standes der Technik schnell, weil nur eine geringe spezifische Reaktion zwischen dem beweglichen Polymer in dieser Schicht und der Linsenoberfläche erfolgt. Deshalb ist dies für den Träger unbequem und er muss die Linsenoberfläche neu beschichten.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, harte oder weiche Kontaktlinsen aus synthetischen Polymeren, deren Oberfläche eine dünne Schicht aus einem Polyelektrolyt-Komplex aufweist, zur Verfügung zu stellen, wobei die Polyelektrolyt-Komplex-Schicht elektrostatisch an die Linsenoberflache gebunden ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu zeigen, mittels dem man eine Kontaktlinse mit einer ionischen Oberfläche versehen kann, die mit dem Auge verträglicher ist, indem man die Linse in eine Lösung eines eine Gegenladung tragenden ionischen Polymers eintaucht und dadurch einen dünnen Polyelektrolyt-Komplex auf der Linsenoberfläche schafft, wobei dieser Komplex die Hydrophilität während einer längeren Zeit gegenüber einer unbehandelten Oberfläche erhöht und wodurch die Tendenz von Mucoproteinen, einem üblichen Bestandteil der Tränen, an der Linsenoberfläche zu haften, vermindert wird.

Die Schicht oder Beschichtung aus einem Polyelektrolyt-Komplex, die sich durch Unsetzung der ionischen Linsenoberfläche mit einem eine Gegenladung tragenden ionischen Polymer bildet, und

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dieser Komplex bilden an der Linsenoberfläche einen Hydrogel der Wasser absorbiert, eine gute Wasserzurückhaltung aufweist und der mit dem physiologischen Aufbau des Auges verträglich ist. Dadurch wird ein dauerhaftes "Polster" geschaffen, das lange anhält und für das Auge angenehm ist.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Linse eine Sauerstoffdurchlässige harte Linse mit einer -ionischen Ladung oder der Möglichkeit, eine solche ionische Ladung zu haben. Vorzugsweise wird die Linse beschichtet, indem man lediglich die Linse in eine Lösung taucht, die im wesentlichen aus einem ionischen Polymeren besteht, das in einer Wasserlösung gelöst ist oder aus einer Wasserlösung, die lösliche organische Komponenten enthält, welche 0,001 bis 10 Gew.% der Lösung ausmachen. Das ionische Polymer kann irgendein ionisches Polymer sein, das mit dem Auge verträglich ist und keine Reizung des Auges bewirkt und das einen Hydrogel bildet, wenn es elektrostatisch an die Oberfläche der Kontaktlinse gebunden wird.

Ein Merkmal der Erfindung ist es, dass eine dünne Beschichtung mit einer Dicke von 20 bis 2500 A gebildet wird, wobei durch die Beschichtung nicht nur die Verträglichkeit der Kontaktlinse mit dem Auge verbessert wird, sondern auch eine Polster-Wirkung zwischen der Linse und dem Auge geschaffen wird. Durch solche Beschichtungen werden Probleme, wie eine Fleckenbildung, verhindert und ausserdem wird die Fähigkeit der Kontakt linsen, während einer Zeitdauer von 24 und mehr Stunden getragen zu werden, erhöht.

Je nach der Konzentration der ionischen Stellen auf der Linsenoberfläche und der Konzentration der die Gegenladung tragenden ionischen Polymeren, mit dem die Oberfläche umgesetzt wird, können entweder benetzende, eintauchende oder schmierende

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Lösungen hergestellt werden, um optimalen Tragekomfort zu gewährleisten. Mischt man Reinigungsmittel mit der ionischen Polymerlösung, so können Mucos, Schmutz und andere unerwünschte Ablagerungen von der entstehenden Polyelektrolyt-Komplex-Oberflache entfernt werden.

Weiche und harte Kontaktlinsen aus synthetischen Polymeren werden im allgemeinen aus neutralen Monomeren und/oder Polymeren hergestellt. Bei der vorliegenden Erfindung werden sowohl weiche als auch harte Kontaktlinsen so hergestellt, dass diese ionische Stellen an der Linsenoberfläche haben und diese Stellen können mit einer "Linsenlösung" umgesetzt werden, die ein entgegengesetzt geladenes, hydrophiles Polymer enthält. Falls die Oberfläche der Linse polyanionisch ist, kann die Oberfläche mit einem hydrophilen Polykation umgesetzt werden, wodurch sich ein hydrophiler Polyelektrolyt-Komplex bildet. Polyelektrolyt-Komplexe haben gleiche Mengen an Kationen und Anionen, die jeweils von einer verschiedenen Quelle erhalten wurden. Diese insgesamt elektrisch neutralen Komplexe liegen ausserdem als ionisch vernetzte Hydrogele vor, die wirksam Hydrationswasser zurückhalten. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Oberflachenbeschichtung mit einem Polyelektrolyt-Komplex auf der Linsenoberfläche geschaffen. Weiche Kontaktlinsen, die vollständig aus einem Polyelektrolyt-Komplex bestehen, sind bekannt aber sie haben nicht die gewünschten Eigenschaften, welche die erfindungsgemäss erhaltenen Linsen aufweisen. Erfindungsgemäss ist es möglich, dass durch die Umsetzung von ionischen Stellen auf einer Polymeroberfläche oder von potentiellen ionischen Stellen die gleichzeitig einen niedrigmolekulargewichtigen Elektrolyt, wie Natriumchlorid, Chlorwasserstoff, Natriumsulfat, Natriummethylsulfat oder irgendeinen anderen ähnlichen Elektrolyt abgeben, eine einschichtige Beschichtung mit einem Polyelektrolyt-Komplex bewirkt wird.

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Polyelektrolyt-Komplexe sind zwar sehr hydrophil aber wasserunlöslich und können im allgemeinen nur mit gewissen Schwierigkeiten in ternären Lösungsmittelsystemen aus Wasser, einer wasserlöslichen organischen Verbindung und einem niedrigmolekulargewichtigen Elektrolyten gelöst werden. Dieses Löslichkeitsverhalten bedingt dass die erfindungsgemäss mit einem Polyelektrolyt-Komplex behandelte Oberfläche sich nur durch die wässrige Augenflüssigkeit sehr schwer löst und von der Linsenoberfläche abtrennt, obwohl diese Oberflächebeschichtung durch mechanische Wirkung im Auge aufgrund von Abrieb 'erudiert werden kann. Sollte ein Verbrauch des Polyelektrolyt-Komplexes auf der Linsenoberfläche eintreten, so kann dieser leicht ersetzt werden, indem man die Linse mLt einer entsprechend geladenen polyionischen Lösung behandelt.

Der Polyelektrolyt-Komplex auf der Linsenoberfläche kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Ist eine anionische Oberfläche erwünscht, so kann man diese schaffen, indem man in eine Linsenformulierung ein Monomer oder mehrere Monomere einbringt aus der Gruppe der Acrylat- oder Methacrylatsalze, Vinylsulfonatsalzen, Allyl- oder Methallylsulfonat- oder -sulfatsalz, Styrolsulfonatsalz, Acryloyloxyäthyl- oder Methacryloyloxyäthylsulfatsalz, einem substituierten Acrylamido- oder Methacrylamidosulfonatsalz oder von entsprechenden Phosphonat-, Phosphat- und Phosphitsalzen von polymerisierbaren Monomeren. Alternativ kann man eine potentielle anionische Oberfläche für eine anschliessende Behandlung mit einem Polykation nach der Eliminierung einer niedrigmolekulargewichtigen Säure (wie Chlorwasserstoffsäure) schaffen oder durch anschiiessende Behandlung mit einem neutralen basischen Polymer, wodurch man eine Säure-Base-Neutralisationsreaktion erhält. Solche anionische Monomere schliessen Verbindungen ein, wie Acryl- und Methacrylsäure, Vinylsulfonsäure, Allyl- und Methallylsulf onsäure oder Schwefelsäure, Styrolsulfonsäure, Acrylamido-

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oder Methacrylamidosulfonsaure oder eine polymerisierbare Phosphon- oder Phosphorsäure.

Wird eine kationische Oberfläche gewünscht, so wird diese dadurch hergestellt dass man in die Linsenzusammensetzung irgendein quaternäres oder protoniertes Monomer oder Monomere einbringt aus der Gruppe der Acrylat- oder Methacrylatsalze, Vinylpyridiniumsalze_/ Vinylimidazoliumsalze, Vinylimidazoliniumsalze, Vinylthiazoliumsalze, Vinylbenzylammoniumsalze, Diallyldialkylammoniumsalze oder ähnlichen alkylierten oder protonierten polymerisierbaren Sulfonium- oder Phosphoniumsalzen. Alternativ kann man eine potentiell kationische Oberfläche schaffen, die dann anschliessend mit einer Polysäure behandelt wird unter Ausbildung einer Säure-Base-Neutralisationsreaktion. Solche potenitellen kationischen Monomeren schliessen Verbindungen ein, wie Dialkylaminoäthylacrylat oder -methacrylat, "Vinylpyridin, Vinylimidazol, Vinylbenzylamin, einen Vinylalkyläther oder ein -sulfid oder ein polymerisierbares Vinylphosphin.-

Es ist auch möglich, ionische Ladungen auf der Linsenoberfläche durch chemische oder elektrische Modifizierung einer neutralen wiederkehrenden Monomereinheit auszubilden. Beispielsweise erhält man eine anionische Oberfläche indem man ein Polyestermaterial, wie Polymethylmethacrylat, mit einer wässrigen Base, wie Natriumhydroxid, behandelt, wodurch man Natriumethacrylat-Einheiten auf der Linsenoberfläche bildet. Alternativ kann ein Polyestermaterial mit einer Säure hydrolysiert werden unter Ausbildung von Methacrylsäureeinheiten auf der Linsenoberfläche, die als potentielle anionische Stellen wirken. In ähnlicher Weise kann man eine kationische Oberfläche erhalten, indem man die Linsenoberfläche alkyliert oder nukleophile Amine, Sulfide oder Phosphin-Einheiten protoniert.

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Praktisch alle Materialien für harte oder weiche Kontaktlinsen sind elektrisch neutrale Polymere oder Copolymere. Solche Materialien kann man modifizieren, so dass sie ionische Oberflächengruppen tragen. Eine Behandlungsweise für alle Linsen besteht darin, dass man die Oberfloche mit Strahlen hoher Energie in Gegenwart von Luft behandelt, wodurch ionische Oberflächen gebildet werden (siehe Chapiro, Radiation Chemistry of Polymeric Systems, Bd. VX, Interscience, New York, 1962 und F. A. Makhlis, Radiation Physics and Chemistry of Polymers., Wiley and Sons, New York, 1975).

Ein anderes Verfahren zur Modifizierung von Formulierungen für polymere Linsen besteht darin, dass man ionische (oder potentiell ionische) Monomere einverleibt. Polymethylmethacrylat, welches zur Zeit für harte Linsenflächen das Material der Wahl ist, ist solchen Modifizierungen zugänglich. Beispiele für solche. Modifizierungen sind die Copolymerisation von Acrylsäure, Methacrylsäure oder Dimethylaminoäthylmethacrylat, um dadurch Polymethylmethacrylat-Linsen mit ionischen Gruppen an der Oberfloche zu schaffen.

Ein weiteres Beispiel zum Modifizieren von sauerstoffdurchlässigen Linsenformulierungen ist aus US-PS 3 808 178 ersichtlich. Diese Formulierungen sind Copolymere von Methylmethacrylat mit einem Siloxanylalkylester der Methacrylsäure und diese können modifiziert werden durch die Zugabe von entweder Acrylsäure, Methacrylsäure oder Dimethylaminoäthylmethacrylat.

In ähnlicher Weise kann man monomere Acrylsäure, Methacrylsäure oder Dimethylaminoäthylmethacrylat als Coreaktanten mit Hydroxyathylmethacrylat verwenden unter Bildung eines Materials, das für weiche Kontaktlinsen geeignet ist, die

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ausserdem ionische Oberflächen tragen.

Zellulosepolymere, wie Zelluloseacetat-butyrat,finden als Material für Kontaktlinsen mit guter Sauerstoffdurchlässigkeit Verwendung. Polymere dieser Art enthalten restliche Zellulosealkoholfunktionalitäten, die als Modifizierungsstellen verwendet werden können. Die Umsetzung von Natriumchloracetat mit den Alkoholfunktionalitäten ergibt Carboxylatgruppen längs der Polymerkette. Aus diesem modifizierten CAB-Material hergestellte Kontaktlinsen können inhärent befeuchtbar gemacht werden mit einer ionischen Oberfläche, die zur Ausbildung einer Polyelektrolyt-Komplex-Bildung geeignet ist.

Das synthetische Harz für die Linsen hat vorzugsweise eine Gesamtionenladung von 0,001 % bis IO %. Das heisst, dass 0,001 % bis 1O % der Oberfläche geladen sind und dass die Ladungsdichte im allgemeinen bei etwa 5 % liegt.

Die Linsenlösungen gemäss der Erfindung sind in allen Fällen USP-sterile, vorzugsweise wässrige Lösungen, die in Linsenlösungen übliche Bestandteile enthalten und die 0,001 bis 10 Gew.% eines wasserlöslichen ionischen Polymeren oder Polymere enthalten, wie:

NjN-Dimethylaminoäthylacrylat und Methacrylat, 2-Methacryloyloxyäthyltrimethylammoniumchlorid und -methylsulfat,

2-,4-, und 2-Methy1-5-vinylpyridin,

2-,A-, und 2-Methyl-5-vinylpyridiniumchlorid und -methylsulfat,

N-(3-Methacrylamidopropyl)-N,N-dimethylamin,

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N- (3-Methacrylamidopropyl) -NjNjN-trimethylammoniumchlorid, 1-Vinyl- und 2-Methyl-t-vinylimidazol, 1-Vinyl- und Z-Methyl-i-vinylimidazoliumchlorid und -methylsulfat,

N~ (3-Acrylamido-3-methylbuty1) -N ,N-dimethylamin, N- (3-Acrylamido-3-methy!butyl) -Ν,Ν,Ν-trimethylainmoniumchlorid,

N- (3-Methacryloyloxy-2-hydroxylpropyl) -Ν,Ν,Ν-trimethylammoniumchlorid,

Diallyldimethylammoniumchlorid und -methylsulfat, Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid

kationische Stärke _T
kationische Zellulose,
ionomere Polymere,

anionisch

Natriumcarboxymethylzellulo&e, Natriumcarboxymethy!hydroxyäthylzellulose, Natriumcarboxymethylstärke, Natriumcarboxymethylhydroxyäthylstärke, hydrolysiertes Polyacrylamid und Polyacrylnitril,

Homopolymere und Copolyere von:

Acryl- und Methacrylsäure, Nätriumacrylat und -methacrylat, Vinylsulfonsäure,

Natriumvinylsulfonat,

p-Styrolsulfonsäure,

Natrium-p-styrolsulfonat 2-Methacryloyloxyäthylsulfonsäure, 3-Methacryloyloxy-2-hydroxypropylsulfonsäure,

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2-Acrylamido~2-methylpropansulfonsäure, Allylsulfonsäure/

2-Phosphatäthylmethacrylat.

Konservierungsmittel, wie Benzylalkoniumchlorid, Äthylendiamintetraessigsäure (EDTA), Quecksilberverbindungen und Chlorbutanol können verwendet werden. Befeuchtungsmittel wie Polyvinylalkohol, Hydroxypropylmethylzellulose und Methylzellulose können auch verwendet werden. Schmiermittel, wie die vorher genannten Befeuchtungsmittel, aber in höheren Konzentrationen, können verwendet werden. Ebenso auch Einweich- und Reinigungsmittel, wie neutrale Detergentien, einschliessend Natriumdodecylsulfat und neutrale oberflächenaktive Mittel auf Basis von Nonylphenol können verwendet werden; und ebenso übliche Puffer, Bioeide und Viskositätsmodifizierungsmittel. Die Additive werden in einem weiten Konzentrationsbereich, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, verv/endet. Vorzugsweise liegt der pH der Lösungen so nah wie möglich am pH des Körpers und immer im Bereich von pH 6 bis 8.

Obwohl man vorzugsweise die Linsen mit der Lösung bei Raumtemperatur tränkt, kann man die Lösungen auch auf die Linsenoberfläche aufreiben oder auftropfen.

In allen Fällen ist es bevorzugt, eine Beschichtung zu bilden, die nicht mehr als 2500 A ausmacht und die auf der Linsenoberfläche als Hydrogel wirkt. Der von dem Polyelektrolyt-Komplex gebildete Hydrogel ist ein ionisch vernetztes Polymer, das grosse Mengen Wasser absorbiert und zwar wenigstens 10 Gew.% seines eigenen Gewichtes an Wasser. Die Linsen reizen das Auge nicht und können über lange Zeiträume getragen werden.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung in keiner Weise limitieren.

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Beispiel I

Proben von harten Polymeren wurden aus Methylmethacrylat (MMA) und aus einer Comohomer-Mischung aus Methylmethacrylat (MMA) und Methacrylsäure (MA) hergestellt. Eine geringe Menge an Tetraäthylenglykoldimethacrylat (TEGDM) wurde zu beiden Formulierungen als Vernetzungsmittel zugegeben. Als freiradikalischer Katalysator wurde 2,2'-Azobisisobutyronitril (AIBN) zur Auslösung der Polymerisation verwendet. Die Zusammensetzungen für die Formulierung (in Tabelle I in Gewichtsprozent gezeigt) wurden gründlich vermischt, in Reagenzgläser übergeführt, die verschlossen und entgast wurden, worauf dann Stickstoff aufgefüllt wurde. Die Reagenzgläser wurden in ein Wasserbad bei 4O°C gestellt und während 2 Tagen wurde die Polymerisation durchgeführt. Dann wurden die Gläser weitere 3 Tage in einen Ofen von 6O°C gestellt und dann wurden die polymerisieren Stangen aus den Reagenzgläsern entnommen. Die Stangen wurden ungefähr 15 Stunden bei 1OO°C im Vakuum konditioniert um den Polymerisationsprozess zu beenden und um alle mechanischen Spannungen auszugleichen. Probestücke in Form von 3/16" bis 1/2" Scheiben wurden aus den Stangen herausgeschnitten. Die flache bearbeitete Oberfläche der Scheiben wurde hochpoliert, um eine geeignete Oberfläche für Kontaktwinkelmessungen zu schaffen.

Die Kontaktwinkel wurden an hydratisieren Proben nach dem Eintauchen in H₃O während 2 Tagen bestimmt, indem man die Werte für die Winkel mass, die Wassertropfen auf der polierten Oberfläche bildeten. Niedrige Winkel sind ein Zeichen für benetzbare Materialien und sind einer polareren Oberfläche zuzuschreiben, entweder als Ergebnis von vorhandenen chemischen Gruppen oder von vorhandenen gebundenen Wassermolekülen.

Der erheblich niedrigere Kontaktwinkel an der Oberfläche B zeigt deutlich das Ergebnis der-vorliegenden Erfindung. Die kationische Hydroxyäthylzellulose ist ionisch gebunden an die

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Carboxylatgruppen (anionisch) an der Oberfläche unter Ausbildung eines Polyelektrolyt-Komplexes, der Wasser gebunden enthält.

Tabelle I

Zusammensetzung (Gew.%)	MA	TEGDM	AZO	Oberflächen behandlung	Kontaktwinke1 in Grad
MMA	-	1fO	0,2
98,8	5	1,0	0,2	keine	82-84
93,8	5	1,0	0,2	keine	74-75
93,8	5	1,0	0,2	A*	77-78
93,8	B**	64-65

Die Behandlung A bestand in einem 5-minütigen Eintauchen in eine wässrige Natriumcarbonatlösung (pH 10,7) und anschliessendes gründliches Spülen mit destilliertem Wasser

Die Behandlung B war zunächst identisch mit der Behandlung A, aber anschliessend wurde 5 Minuten in eine 0,1 Gew,-%-ige kationische Hydroxyäthylzellulose-Lösung in Wasser (Union Carbide JR-125-Harz) bei Raumtemperatur eingetaucht und dann wurde gründlich mit destilliertem Wasser gespült.

Beispiel II

Man arbeitet wie in Beispiel I und stellt harte polymere Proben aus Methylmethacrylat (MMA), Methacryloyloxypropyl-tris-(trimethylsilyl)-siloxan (TRIS) und Methacrylsäure (MA) her. Ein

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kleiner Anteil an Tetraäthylenglykoldimethacrylat (TEGDM) wurde als Vernetzungsmittel zugegeben. Zur Auslösung der Polymerisation wurde als freiradikalischer Initiator 2,2'-Azobisisobutyronitril (AIBN) verwendet. Die Konzentration der verwendeten Reagenzien, die Oberflächenbehandlung und die Kontaktwinkelwerte sind in Tabelle II angegeben. Diese spezielle Formulierung wurde gewählt als typisch für die zur Zeit bei der Herstellung von harten _t sauerstoffdurchlässigen Kontaktlinsen verwendete.

Die Proben mit den niedrigeren Kontaktwinkeln waren nach den Methoden B oder C behandelt worden und dies zeigt, dass die Erfindung auf polymere Materialien für harte, sauerstoffdurchlässige Kontaktlinsen anwendbar ist.

Tabelle II

Zusammensetzung (Gew.%) .	Kontaktwinkel in Grad
MMA TRIS MA . TEGDM AZO 59,4 34,6 4,9 0,9 0,2	8O-8 2 82-83 77-78 78-79
Oberflächenbehandlung
keine A B C*

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Behandlung C war zunächst gleich wie Behandlung A, jedoch wurde anschliessend 5 Minuten in eine 0,1 Gew.%-ige wässrige Lösung von Polyvinylbe^yltrimethylammoniumchlorid eingetaucht und dann gründlich mit destilliertem Wasser gewaschen.

Beispiel III

Man arbeitet wie in Beispiel I und stelle harte polymere Proben her aus Methylmethacrylat (MMA), Methacryloyloxypropyltris-(trimethylsilyl)-siloxan (TRIS) und Dimethylaminoäthylmethacrylat (DMAEM). Als Vernetzungsmittel wird eine geringe Menge an Tetraäthylenglykoldimethacrylat (TEGDM) verwendet. Als freiradikalischer Katalysator zur Bewirkung der Polymerisation wird Z^'-Azobisisobutyronitril (AIBN) verwendet. Die !Konzentration'der verwendeten Reagenzien, die OberflächenbeäiandlLung und die ganessenen Kontaktwinkel werden in Tabelle Ί.ΈΚ angegeben. Die jeweiligen Zusammensetzungen sind typisch jfrür Materialien, wie sie zur Herstellung von hochsauerstofftor.0hlässigeri harten Kontaktlinsen verwendet werden können.

Dieses Beispiel zeigt den Einbau eines kationischen Monomeren in eine polymere Formulierung, die einer Behandlung mit einem anionischen Polymeren unter Bildung einer Oberflächenschicht eines Polyelektrolyt-Komplexes zugängig ist. Dieses Verhalten zeigt die Vielseitigkeit der vorliegenden Erfindung, bei der man entweder ein anionisches (Beispiele I und II) oder ein kationisches (Beispiel III) Monomer in eine polymere Formulierung einbauen kann, welches in der Lage ist, einen Polyelektrolyt-Komplex mit einem Polyion entgegengesetzter Ladung zu bilden.

— ί-ί. —

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Tabelle III

	Zusammensetzung (Gew.%)	TEGDM 0,9	AZO 0,2
MMA TRIS 51,8 42,4	DMAEM 4,7
		Kontaktwinkel in	Grad
Oberflächenbehandlung	83-84 84-85 75-76 77-78
keine D* E F*

Behandlung D war ein 5-minütiges Eintauchen in Chlorwasserstoffsäure-Lösung (pH 3,0) und anschliessendes gründliches Spülen mit destilliertem Wasser.

Behandlung E war ein 5-minütiges Eintauchen in eine 0,1 Gew.%-ige wässrige Lösung von Polyacrylsäure, worauf dann gründlich mit destilliertem Wasser gespült wurde.

*** Behandlung F war zunächst gleich wie Behandlung D, aber anschliessend wurde 5 Minuten in eine 0,1 Gew.%-ige wässrige Lösung von Natriumpolystyrolsulfonat getaucht und dann wurde gründlich mit destilliertem Wasser gespült.

Im allgemeinen wird das polymere Material der Linse vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

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= C

worin R₁ = H, CH3, CH₂COOH, CH₂COOCH₃ oder CH₂COOC₆H₅ bedeutet und R₂ = H oder ein C-|-C₂o-Derivat eines einwertigen Alkanols, ein C-j-Cß-Derivat eines zweiwertigen oder dreiwertigen Alkanols oder

- D

bedeutet und a eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, b und c ganze Zahlen zwischen O und 2 sind, d eine ganze Zahl zwischen 0 und ist, A eine Gruppe ausgewählt aus Methyl und Phenyl ist, B eine Gruppe ausgewählt aus Methyl und Phenyl ist, C und D keine Gruppen (zyklische Ringe von c zu d) oder Methyl-oder Phenylgruppen bedeuten.

Das polymere Material kann auch im wesentlichen bestehen aus:

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I¹

- Si - O -

^R2

worin R₁ und R₂ ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, CH-, C₀H₁-, C-H₇, Cf-H₁-, COOH, CH₉=CH- und -O-Gruppen.

In anderen Fällen kann das polymere Material im wesentlichen bestehen aus Zellulose-Einheiten der Formel

CH₂OR₁

0 0

R₂ R₃

worin R₁ , R₂ und R-, ausgewählt sind aus H, Derivaten von C|-C₂₀-Carbonsäuren, C. -C^-Alkylgruppen, C₁ -C-^-einwertigen und -zweiwertigen Alkanolen, Phenylgruppen, CH₂COOH und

n, worin R, = H, CH_ oder C₂H₅ bedeutet.

Die jeweiligen beschriebenen Polymeren können allein verwendet werden aber sie können auch in Kombination miteinander verwendet werden. Beispielsweise können Linsenzusammensetzungen aus einer Mischung von zwei oder mehreren verschiedenen Derivaten der Acryl- oder Methacrylsäure bestehen. Es ist wichtig, dass eine ionische Ladung vorhanden ist und dass das Polymer oder das Polymergemisch eine gute Kontaktlinse ergibt mit den Eigenschaften wie sie erforderlich sind, z.B. optische Klarheit.

Vorzugsweise haben die Kontaktlinsen eine Linsenoberfläche, die ionische Stellen enthält, die komplex verbunden sind mit

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entgegengesetzt geladenen polymeren Stellen, ausgewählt aus der Gruppe COOX, SO^X und PO~X, worin X=H oder ein einwertiges anorganisches Ion, N(R) .,-Gruppen, worin R = H, CH₃ oder C₂H5-Gruppen sind,· S(R¹)2 worin R¹ = H, CH₃ oder C₂H₅-Gruppen bedeutet, P(R")₃, worin R = H, CH₃, ^C2^H5 ^un<^ Phenylgruppen bedeutet, Pyridiniumgruppen und Imidazoliumgruppen.

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Claims

HOFFMANN · EITI.,13 & PASTNEK

PAT Ii N TAN WÄLTIS

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1576) . DiPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. H O FFMAN H ■ D I PL.-1 N G. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FÜCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS} · D-OOOO MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

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POLYMER TECHNOLOGY CORPORATION, FRAMINGHAM, MASS/USA

Kontaktlinse mit hydrophiler Beschichtung

. PATENTANSPRÜCHE

\1j Kontaktlinse aus einem optischen klaren transparenten Körper mit linsenförmiger Oberfläche, wobei die linsenförmige Oberfläche aus einem Polymermaterial mit einer Ionenladung besteht, und eine dünne Schicht eines PoIyelektrolytkomplexes auf der Linsenoberfläche ist und elektrostatisch daran gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein ionisches Polymer ist und das Polymer einen Hydrogel an der Oberfläche bildet, der Wasser absorbiert, eine gute Wasserzurückhaltung aufweist und mit dem physiologischen Aufbau des Auges verträglich ist.
2. Kontaktlinse gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material die Formel

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_mn r\

= O

hat, worin bedeuten R. = H, CH₃, CH₂COOH, CH₂COOCH₃ oder CH₀COOCcHr- und R_ = H oder C₁-C-- Derivate von einem einwertigen Alkanol, einem Cj-C-^-Derivat eines zweiwertigen und dreiwertigen Alkanols oder

—^fC

-Si-O-Si

A.

worin a eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, b und c ganze Zahlen von O bis 2 sind, d eine ganze Zahl von O bis 1 ist, A ausgewählt ist aus Methyl- und Phenylgruppen, B ausgewählt ist aus Methyl- oder Phenylgruppen, C und D entweder keine Gruppe (zyklischer Ring von c zu d) oder Methylgruppen oder Phenylgruppen bedeuten.
3. Kontaktlinse gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das polymere Material im wesentlichen die Formel

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I¹ .

-Si-O-

hat, worin R. und R₂ H, CH , C₃H₅, C₃H₇, CgH₅, COOH, CH₂=CH- und -O-Gruppen sind.
4. Kontaktlinse gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das polymere Material im wesentlichen aus Zelluloseeinheiten der Formel

CH₂OR₁

-O

R₂ R₃

besteht, worin R^, R₂ und R₃ H, Derivate von Cj-C₂₀~Carbonsäuren, C₁ -C^-Alkylgruppen, C₁-C₃-einwertige und ₊ -zweiwertige Alkanole_r Phenylgruppen, CH₂COOH und CH₂CH Gruppen bedeuten, und worin R. H, CH₃ oder 02H₅ ist.

Kontaktlinse gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Linsenoberfläche Ionenstellen enthält, die komplex mit eine Gegenladung aufweisenden Polymerstellen aus den Gruppen COOX, SO-.X und PQ^X, worin X=H, oder ein einwertiges anorganisches Ion bedeuten,

N(R)-,-Gruppen, worin R = H, CH₀ oder C_OH,--Gruppen bedeuten,
S(R¹J₂, worin R¹ = H, CH₃ oder C₂H₅-Gruppen bedeutet, P(R">₃ worin R" = H, CH₃, C₃H₅ oder Phenyl-Griappen bedeuten, Pyridinxumgruppen oder Imidazoliumgruppen verbunden ist.

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6. Kontaktlinse gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Linsenoberfläche eine Gesamtionenladung von O,001 % bis 10 % hat.
7. Kontaktlinse gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass die dünne Schicht des Polyelektrolytenkomplexüberzuges eine Dicke im Bereich von 20 bis 2500 8 hat.
8. Kontaktlinse gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Linsenoberfläche Ionenstellen aufweist, die komplex verbunden sind mit anders geladenen Polymerstellen aus der Gruppe COOX, SO-X und PO₃X, worin X=H oder ein einwertiges anorganisches Ion bedeutet, N (R) .,-Gruppen, worin R = H, CH^ oder C-H^-Gruppen bedeutet, S(R¹) τ/ worin R' = H, CH₀ oder C₀H₁--Gruppen bedeutet, P(R")_, worin R" = H, CH₃, C₃H₅ bedeutet und Phenylgruppen, Pyridiniumgruppen und Imidazoliumgruppen.
9. Kontaktlinse gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Linsenoberfläche ionische Stellen enthält, die komplex gebunden sind an anders geladene Polymerstellen, ausgewählt aus den Gruppen COOX, SO₃X und PO₃X, worin X=H oder ein einwertiges anorganisches Ion bedeutet, N(R)3-Gruppen, worin R=H, CH- oder CpH₅-Gruppen bedeutet, S (R¹) or worin R¹ = H, CH., oder C„H_r-Gruppen bedeutet, P(R¹¹K, worin R" = H, CH₃ oder C₃H₅ bedeutet, und Pheny!gruppen, Pyridiuniumgruppen und Imidazoliumgruppen .
10. Kontaktlinse gemäss Anspruch 4, dadurch g e.k e η η ■-zeichnet , dass die Linsenoberfläche ionische Stellen enthält, die komplex gebunden sind an anders

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geladene Polymerstellen, ausgewählt aus den Gruppen COOX, SO₃X und PO₃X, worin X=H oder ein einwertiges anorganisches Ion bedeutet, N(R)3-Gruppen, worin R=H, CH- oder C2H5-Gruppen bedeutet, S(R¹)2» worin R' = H, CH3 oder C2H5-Gruppen bedeutet, P(R")3, worin R" = H, CH3, C₂H₅ bedeutet und Phenylgruppen, Pyridiniumgruppen und Imidazoliumgruppen.
11. Kontaktlinse gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Linsenoberfläche ionische Stellen enthält, die komplex gebunden sind an anders geladene Polymerstellen, ausgewählt aus den Gruppen COOX, SO3X und POoX, worin X=H oder ein einwertes anorganisches Ion bedeutet/ N (R) .,-Gruppen, worin R = H, CH3 oder C2H5~Gruppen bedeutet, S(RV)2* worin R¹ = H, CH3 oder C2H5~Gruppen bedeutet, P(R^ir)₃, worin R" = H, CH3, C2H₅ bedeutet und Phenylgruppen, Pyridiniumgruppen und Imidazoliumgruppen.
12. Lösung zur Behandlung von Kontaktlinsenoberflächen, dadurch gekennzeichnet , dass die Lösung im wesentlichen aus einem ionischen Polymer in Wasser besteht, worin das Polymer in einer Menge von 0,001 bis 10 Gew.% der Lösung enthalten ist, die Lösung steril ist und einen physiologisch annehmbaren pH-Wert aufweist.
13. Lösung für Kontaktlinsen gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Lösung Reinigungsund Frischhalteadditive für die Linse enthält.
14. Verfahren zur Herstellung einer Polyelektrolyt-Komplex-Beschichtung auf einer polymeren Kontaktlinse, dadurch gekennzeichnet , dass man die Linse mit einer

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ionischen Oberflächenladung versieht, dass man die Linsenoberfläche mit einer Benetzungslösung befeuchtet, die ein ionisches Polymer enthält und dadurch eine dünne Schicht eines Polyelektrolyt-Komplexes, der elektrostatisch an die Oberfläche gebunden ist, bildet, wobei die Beschichtung aus einem ionischen Polymer besteht und das Polymer einen Hydrogel an der Oberfläche bildet, der Wasser absorbiert, eine gute Wasserzurückhaltung aufweist und mit dem physiologischen Aufbau des Auges verträglich ist.

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