Monómeros silicónicos hidrófilos, procedimiento para su preparación y películas delgadas que contienen los mismos.

Un monómero monofuncional que contiene silicona que tiene la fórmula general:

R3Si-O - [Si(R)(Z)O]a - [SiR2O]b -SiR3 (I)**Fórmula**

o

en la que

a es de 1 a 50;

b es de 0 a 100;

cada R se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos hidrocarbonados alifáticos,

cicloalifáticos o aromáticos monovalentes de 1 a 10 carbonos y grupos hidrocarbonados halogenados de 1 a 10 carbonos;

Z es un poliéter que tiene la fórmula general:

-H2C-CH(Rb)-(CH2)n-O-(C2H4O)p - (C3H6O)q - (C4H8O)r - X

en la que

n es de 1 a 20;

p y q son individualmente de 0 a 100;

Rb es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono;

r es de 0 a 50 y la suma de p + q + r es mayor de 0; y

X es un grupo de terminación de poliéter que tiene la fórmula general:**Fórmula**

en la que R3 y R4 independientemente son bien hidrógeno o bien un grupo hidrocarbonado monovalente saturado sustituido o no sustituido de 1 a 20 carbonos.

Monómeros silicónicos hidrófilos, procedimiento para su preparación y películas delgadas que contienen los mismos CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a monómeros hidrófilos monofuncionales que contienen silicona que tienen un poliéter con un grupo de enlace ramificado, y a homo- y copolímeros producidos a partir de los mismos. La presente invención también se refiere a un procedimiento para producir los monómeros y polímeros hidrófilos que contienen silicona de la presente invención. Además, la presente invención se dirige a composiciones de hidrogel útiles para la producción de dispositivos biomédicos, especialmente lentes de contacto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se utilizan películas de hidrogel de silicona para elaborar lentes de contacto blandas de uso prolongado debido a su permeabilidad al oxígeno, flexibilidad, comodidad y complicaciones corneales reducidas. Los materiales de hidrogel convencionales (p. ej. metacrilato de 2-hidroxietilo, HEMA) tienen por sí mismos escasa permeabilidad al oxígeno y transportan oxígeno al ojo a través de las moléculas de agua absorbidas. El agua tiene baja permeabilidad al oxígeno, también llamada valor Dk, que se puede expresar en barrer, en donde 1 barrer = 1"11 (cm3 2) cm cm"2 s"1 mm Hg'1 donde cm3 O2 es una cantidad de oxígeno a temperatura y presión estándar y donde cm representa el grosor del material y cm'2 es la recíproca de la superficie de ese material. El Dk del agua es 8 barrer. Estas lentes, durante la exposición a aire atmosférico durante períodos más prolongados, se deshidratan lentamente y la cantidad de oxígeno transportado a la córnea se reduce. Pueden resultar irritación ocular, rojez y otras complicaciones corneales y de ahí la utilización restringida de las lentes a períodos de uso limitados.

Los hidrogeles de silicona, con la comodidad de las lentes de contacto blandas y una permeabilidad al oxígeno significativamente superior, vencen los obstáculos durante períodos de uso superiores a los hidrogeles convencionales y fueron revolucionarios en el campo de la optometría. Las siguientes patentes describen hidrogeles de silicona para la utilización en lentes de contacto.

La Patente de EE. UU. N° 4.26.725 de Bausch & Lomb Inc describe una lente de contacto absorbente de agua, blanda, hldróflla, flexible, hldrolíticamente estable, biológicamente inerte, con la capacidad de transportar oxígeno suficientemente para cumplir los requisitos de la córnea humana, que comprende un polisiloxano que está unido termmalmente a,cu a través de grupos hldrocarbonados divalentes a grupos insaturados polimerizablemente activados y que contienen cadenas laterales hldrófllas.

La Patente de EE. UU. N° 5.352.714 también de Bausch & Lomb Inc. describe hidrogeles que contienen silicona con humectabllldad mejorada que comprenden un monómero que contiene silicona, monómeros hidrófilos y un monómero que contiene un anillo relativamente no polar capaz de ser convertido en un aminoácido muy polar al hidratarse.

La Patente de EE. UU. N° 5.998.498 de Johnson & Johnson Vision Products describe un hidrogel de silicona preparado curando una mezcla de reacción que comprende un monómero que contiene silicona que tiene la siguiente estructura:

(CH3)r

X-------(L)a-----(CH2)p------Si-------(OSiR^R^R54^

en la que R51 es H o CH3, q es 1 o 2 y para cada q, R52, R53 y R54 son independientemente etilo, metilo, bencllo, fenllo o una cadena de siloxano monovalente que comprende de 1 a 1 unidades de Si- repetitivas, p es de 1 a 1, r=(3-q), Xes O o NR55, donde R55 es H o un grupo alquilo monovalente con de 1 a 4 carbonos, a es o 1, y L es un grupo de enlace divalente que contiene preferiblemente de 2 a 5 carbonos, que también puede comprender opcionalmente grupos éter o hidroxilo, por ejemplo, una cadena de polietilenglicol.

La Patente de EE. UU. N° 6.867.245 de Asahlkasei Aime Co. describe una lente de contacto blanda, y proporciona una lente de contacto que muestra un ángulo de contacto pequeño y estable con eL agua en su superficie en agua

así como al aire, poca deposición durante el uso, alta permeabilidad al oxígeno, ausencia de adhesión de la lente a la córnea y características de uso prolongado superiores. Describe una lente de contacto blanda de hidrogel, que tiene un ángulo de contacto en una superficie de la lente en un Intervalo de 1-5° por el método de la burbuja captora en agua y 3 y 9° por el método de la gota sésil al aire, una permeabilidad al oxígeno de no menos de 3 y un contenido de agua de no menos de 5%, y también una lente de contacto blanda de hidrogel que consiste en un polímero que comprende un monómero de siloxanilo hidrófilo mostrado por una fórmula general especificada. Esta patente divulga copolímeros de siloxano hidrófilo con monómeros que contienen grupos amida que se indica que son materiales útiles para lentes de contacto. El polímero comprende metacrllato de siloxanilo que contiene grupos amida hidrófilos, un metacrilato de siloxanilo (metacrilato de tris[trimetilsiloxi]sililpropilo, abreviado como TRIS) incluyendo un metacrilato de siloxanilalqullo modificado con poliéter hidrófilo y un monómero reticulable.

La Patente de EE. UU. N° 6.13.711 de the CK Witco Corporation describe un método para mejorar la miscibilidad de los copolímeros de siloxano-poliéter ¡nsaturados de peso molecular Inferior con los a.cü-divinilpolisiloxanos sin pérdida de estabilidad al almacenamiento, o retraso de la curación a la temperatura de vulcanización, o pérdida de hidrofilia permanente u otras particularidades deseables del pollslloxano curado. Las composiciones comprenden uno o más a,to-divinilpolisiloxanos, copolímeros de polisiloxano-polléter ¡nsaturados que tienen de 2 a 5 átomos de silicio por molécula, que son preferiblemente trisiloxanos, y un aditivo compatibilizador. Las composiciones de polisiloxano permanentemente hidrófilas y rápidamente humectables dan ángulos de contacto estáticos con agua <5° y ángulos de contacto de avance dinámico de menos de aproximadamente 1.

La Patente de EE. UU. N° 6.27.782 de Crompton Corporation divulga monómeros y polímeros de polisiloxanos hidrófilos acrilatados y sus copolímeros con comonómeros de acrllato/metacrllato y sus emulsiones para aplicaciones de cuidado personal, textiles y de revestimiento. Los siloxanos acrilatados se representan mediante la fórmula a

[R3S¡i/2]m[-|/2SÍR2i/2]n[SÍO3/2R]o[SÍC>4/2]p (a)

en la que R se selecciona del R1 y P, en donde cada R1 puede ser Igual o diferente y cada uno es un grupo hidrocarbonado monovalente; cada P es R3[(CbH2bO)zCOCR4=CH2]g en donde R3 es un resto orgánico polivalente, que puede ser alquileno sustituido por hidroxi, g es la valencia de R3 menos 1, R4 es hidrógeno o metilo; b=2 a 4, preferiblemente 2 a 3; z=1 a 1., preferiblemente 3 a 3; y m+n+p+o=1 a 1, preferiblemente 2 a 2, al menos un R es P; n=1 a 1; cuando o no es cero, n/o <1:1; cuando p no es cero, n/p <1:1; y m= a 1. Un siloxano acrilatado preferido de la invención es de la Fórmula (b)

QR12Si[OsiR12]x[-SiR1P]yOs¡R12Q (b)

en la que x e y pueden ser o un número entero, preferiblemente cada x e y son de a 1, lo más preferiblemente de a 25; Q puede ser R1 o P, con la condición de que la funcionalidad de acrilato media sea >1 grupos insaturados por molécula. En la realización preferida y= y Q=P.

Convencionalmente, los hidrogeles de silicona se elaboran polimerizando el monómero de sillcona funclonallzado con acrilato o metacrilato con monómeros de hidrogel (hidrófilos), tales como metacrilato de hidroxletllo (HEMA), N- vinilpirrolidona (NVP) y otros monómeros tales como ácido metilmetacrílico (MA), dimetilacrilamlda (DMA), etc., en presencia de un reticulador y un radical libre o fotoiniciadores. Los agentes reticuladores tienen generalmente dos o más grupos funcionales reactivos en puntos diferentes de la molécula. Típicamente, estos puntos contienen grupos de insaturación etilénicos polimerizables. Durante el curado, forman un enlace covalente con dos cadenas de polímero diferentes y forman una red tridimensional estable para mejorar la resistencia del polímero. Agentes de reticulación utilizados convencionalmente en lentes de contacto incluyen dimetacrilato de etilengllcol y trlmetacrllato de trimetilolpropano (aproximadamente de ,1 a 2% en peso). Otros agentes de reticulación útiles Incluyen dimetacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de bisfenol A, dimetacrilato de diglicidilbisfenol A y polietilenglicol terminado en dimetacrilato y siliconas modificadas con poliéter lineal reactivo.

Generalmente, los materiales para lentes de contacto de hidrogel de silicona se elaboran usando bien un... [Seguir leyendo]

1. Un monómero monofuncional que contiene silicona que tiene la fórmula general: R3Si- - [Si(R)(Z)]a - [SiR2]b -SiR3 (I)

o

en la que

a es de 1 a 5; b es de a 1;

cada R se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos hidrocarbonados alifáticos, 1 cicloalifáticos o aromáticos monovalentes de 1 a 1 carbonos y grupos hidrocarbonados halogenados de 1 a

carbonos;

Z es un poliéter que tiene la fórmula general:

-H2C-CH(Rb)-(CH2)n--(C2H4)p - (C3H6)q - (C4H8)r - X

en la que

n es de 1 a 2;

py q son individualmente de a 1;

Rb es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono; r es de a 5 y la suma de p + q + r es mayor de ; y X es un grupo de terminación de poliéter que tiene la fórmula general:

R4

R3

en la que R3 y R4 independientemente son bien hidrógeno o bien un grupo hidrocarbonado monovalente saturado sustituido o no sustituido de 1 a 2 carbonos.

2. El monómero según la reivindicación 1, en el que al menos un R comprende un grupo hidrocarbonado fluorado o trialquilsililoxi.

3. El monómero según la reivindicación 1, en el que cada R comprende independientemente un grupo hidrocarbonado monovalente saturado de 1 a 6 átomos de carbono o un grupo fenilo.

4. El monómero según la reivindicación 1, en el que a + b es de 1 a 2 para la estructura lineal y de 3 a 2 para la estructura cíclica.

5. El monómero según la reivindicación 1, en donde el monómero comprende un monómero cíclico.

6. El monómero según la reivindicación 1, en donde el monómero silicónico tiene la siguiente fórmula:

en la que b es de a 1 y p es de 1 a aproximadamente 5.

7. El monómero según la reivindicación 6, en el que b es de a 2 y/o p es de 2 a 15.

8. El monómero según la reivindicación 1, en el que b es igual a y el número total de átomos de carbono presentes en Z es al menos 6.

9. El monómero según la reivindicación 1, en el que n es de 1 a 3 y Rb es un grupo metilo.

1. Un polímero que comprende el producto de reacción de al menos un monómero según la reivindicación 1.

11. Un copolímero que comprende el producto de reacción de al menos 2 monómeros según la reivindicación 1, en el que al menos uno de dichos monómeros tiene una estructura diferente que el al menos otro monómero.

12. Un copolímero que comprende el producto de reacción de al menos 1 monómero según la reivindicación 1 y al menos 1 monómero adicional seleccionado del grupo que consiste en monómeros vinílicos, monómeros de acrilamida y monómeros acrílicos.

13. El copolímero según la reivindicación 12, en el que el monómero vinílico es N-vinilpirrolidona.

14. El copolímero según la reivindicación 12, en el que el monómero acrílico es metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA).

15. El copolímero según la reivindicación 12, en el que el monómero de acrilamida es N,N-dimetilacrilamida (DMA)

16. El copolímero según la reivindicación 12, en el que el monómero adicional es un reticulador multifuncional.

17. El copolímero según la reivindicación 12, en el que la relación de dicho monómero según la reivindicación 1 a dicho al menos un monómero adicional es de 1:1 a 1:1.

18. Un procedimiento para producir un monómero que contiene silicona que comprende:

a) hacer reaccionar un compuesto que contiene silicona que tiene la fórmula general:

R3Si--[SiH(R)]a [OSÍR2]b-OSiR3

en la que

a es de 1 a 5; b es de a 1; y

cada R se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos hidrocarbonados alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos monovalentes de 1 a 1 carbonos y grupos hidrocarbonados halogenados de 1 a 1 carbonos;

con al menos un poliéter que tiene la fórmula general:

CH2=CH(Rb)-(CH2)m-(OC2H4)P-(OC3H6)q-(OC4H8)rY

en la que

m es de 1 a 2,

Rb es un alquilo que tiene de 1 a 4 carbonos, py q son individualmente de a 1; r es de a 5; e

Y es OH, un halógeno o un grupo epoxi; en presencia de un catalizador para producir un polietersiloxano; y

b) hacer reaccionar dicho polietersiloxano con un compuesto de alquilacriloílo que tiene la fórmula general:

en la que G es un halógeno o -OH y R3 y R4 son bien hidrógeno o bien un grupo hidrocarbonado de 1 a 1 carbonos, en presencia de una base para producir dicho monómero silicónico.

19. El procedimiento según la reivindicación 18, en el que dicha reacción de dicho polietersiloxano con dicho compuesto de alquilacriloílo se realiza en presencia de una base terciaria o una resina de intercambio iónico (IER) básica y un disolvente de bajo punto de ebullición.

2. El procedimiento según la reivindicación 19, en el que el disolvente es hexano, metil-etil-cetona o acetona, diclorometano o cloroformo.

21. El procedimiento según la reivindicación 18, en el que R son hidrógeno o metilo, b es , y q y r son ; y p es de a 1.

22. El procedimiento según la reivindicación 18, en el que R es independientemente H o metilo, b es , G es cloro, p es de 1 a 2, y q y r son.

23. Una película de hidrogel de silicona que comprende un polímero según la reivindicación 1.

24. Una lente de contacto que comprende la película de hidrogel de silicona según la reivindicación 23.

25. La lente de contacto según la reivindicación 24, en donde tales lentes de contacto exhiben un ángulo de contacto dinámico con agua en el intervalo de 8° a 3° y exhibe una humectabilidad superficial mejorada en comparación con lentes de contacto que comprenden películas de hidrogel de silicona elaboradas usando monómeros que tienen cadenas de silicona-poliéter (met)acrilatadas enlazadas por alquilo lineal.

26. La lente de contacto según la reivindicación 24, en donde tal lente de contacto posee una permeabilidad al

(VI)

oxígeno mejorada en comparación con lentes de contacto que comprenden películas de hidrogel de slllcona elaboradas usando monómeros que tienen cadenas de slllcona-poliéter (met)acrllatadas enlazadas por alquilo lineal.

27. Una mezcla transparente, clara y libre de disolvente que comprende un monómero según la reivindicación 1 y uno o más comonómeros hidrófilos, en la que la diferencia en el parámetro de solubilidad entre el monómero según

la reivindicación 1 y los comonómeros hidrófilos es menor de aproximadamente 7,7 (J/mol)1'2

28. La mezcla según la reivindicación 27, en la que el monómero según la reivindicación 1 tiene la fórmula

en la que b es de a aproximadamente 1, y p es de 1 a aproximadamente 5; y los comonómeros hidrófilos se seleccionan del grupo que consiste en HEMA, NVP y DMA y mezclas de los mismos.

29. Una película de hidrogel de silicona preparada a partir de la mezcla según la reivindicación 27.

3. Una lente de contacto que comprende la película de hidrogel de silicona según la reivindicación 29.