DE60103621T2

DE60103621T2 - Vernetzbare oder polymerisierbare präpolymere

Info

Publication number: DE60103621T2
Application number: DE60103621T
Authority: DE
Inventors: Beat Müller; Alain Laurent; Veerle Coessens; Rens Aaldert MOLENBERG
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: DE60103621D1; MXPA02009352A; ATE268481T1; NO20024557D0; NO20024557L; CA2401865C; US7238750B2; US20060235162A1; ES2222373T3; US7566754B2; JP2003528211A; NO332817B1; CA2401865A1; US20010037001A1; CA2682118A1; EP1266246B1; AU2001260143A1; EP1266246A1; US7091283B2; AR029901A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue vernetzbare Polymere, ein Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung davon zur Herstellung von Formlingen, insbesondere biomedizinischen Formlingen, wie Kontaktlinsen.
WO 92/09639 offenbart polymerisierbare Makrocomonomere, die durch Telomerisieren von zwei oder mehreren monoethylenisch ungesättigten Monomeren in Gegenwart eines funktionellen Kettenübertragungsmittels und Verkappen des erhaltenen Copolymers mit einer Verbindung zur Bereitstellung einer C-C-Doppelbindung erhalten werden. Die Makrocomonomere werden dann mit weiteren Comonomeren, Vernetzern und dergleichen in einer geeigneten Form copolymerisiert, um Formlinge, beispielsweise Kontaktlinsen, zu ergeben. Dieser Syntheseweg ist kompliziert, weil er zwei Reaktionsschritte einschließt, (i) Herstellung des polymerisierbaren Makrocomonomers und (ii) Copolymerisation des Makromonomers mit anderen Comonomeren und mindestens zwei Reinigungsschritte – das Makromonomer und noch wichtiger der fertige Formling müssen beide von nichtumgesetzten Monomeren gereinigt werden. Es wäre deshalb sehr erwünscht, dieses Verfahren zu vereinfachen, beispielsweise durch Bereitstellen von nur einem vernetzbaren Makromonomer mit allen gewünschten Eigenschaften, das nach Vernetzen einen Formling ergibt, der ohne einen anschließenden Reinigungsschritt gebrauchsfertig ist.
Darüber hinaus ist es auf dem heutigen Gebiet der biomedizinischen Formlinge häufig erwünscht, einem Polymermaterial verschiedene gewünschte Eigenschaften, die einander entgegengesetzt sind, zu verleihen. Beispielsweise bezüglich des Gebiets der Kontaktlinsen sollte ein geeignetes Massematerial eine gute Kombination von hoher Sauerstoffpermeabilität, hoher Hydrophilizität und Ionenpermeabilität zusammen mit guten mechanischen Eigenschaften bereitstellen. Um die verschiedenen Eigenschaften auszugleichen, wäre ein System von polymerisierbaren Verbindungen und polymerisationssteuernden Mitteln, das den Aufbau von speziellen Massematerialien nur durch einfache Variation von stöchiometrischen Mengen der Bestandteile erlauben würde, sehr erwünscht.
Überraschenderweise wurde nun ein solches System gefunden, das zu neuen vernetzbaren Copolymeren führt, die die vorstehenden Erfordernisse erfüllen. Die neuen Copolymere sind durch Einarbeiten eines Vernetzungsmittels in die vorstehend beschriebene Telomerisierungsreaktion erhältlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb in einem Aspekt ein vernetzbares oder polymerisierbares Prepolymer, das erhältlich ist durch (a) Copolymerisieren von mindestens einem hydrophilen Monomer, das eine ethylenisch ungesättigte Doppelbindung aufweist, und mindestens einem Vernetzungsmittel, umfassend zwei oder mehrere ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen, in Gegenwart eines Kettenübertragungsmittels, das eine funktionelle Gruppe aufweist; und (b) Umsetzen von einer oder mehreren funktionellen Gruppen des erhaltenen Copolymers mit einer organischen Verbindung, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweist.
Geeignete hydrophile Monomere in Schritt (a) sind im Prinzip eine beliebige monoethylenisch ungesättigte Verbindung, umfassend einen nichtionischen, anionischen, kationischen oder zwitterionischen Substituenten. Ein hydrophiles Comonomer in diesem Zusammenhang ist in der Bedeutung eines Monomers zu verstehen, das typischerweise als ein Homopolymer, ein Polymer, welches in Wasser löslich ist, oder mindestens 10 Gewichtsprozent Wasser absorbieren kann, ergibt.
Ein nichtionischer Substituent des hydrophilen Monomers umfasst beispielsweise ein C₁-C₆-Alkyl, das mit einem oder mehreren gleichen oder verschiedenen Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -OH, C₁-C₄-Alkoxy und -NRR', worin R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl darstellen, substituiert sind; Phenyl, das mit Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy oder -NRR', worin R und R' wie vorstehend definiert sind, substituiert ist; einem Rest -COOY, worin Y C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₂₄-Alkyl, das mit Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy, -O-Si(CH₃)s-, -NRR', worin R und R' wie vorstehend definiert sind, einem Rest -O- (CH₂CH₂O)_1-24-E, worin E Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl darstellt; oder einem Rest -NH-C(O)-O-G, worin -O-G den Rest eines Saccharids mit 1 bis 8 Zuckereinheiten darstellt oder einem Rest -O-(CH₂CH₂O)_1-24-E darstellt, worin E wie vorstehend definiert ist, substituiert ist, oder Y C₅-C₈-Cycloalkyl, das unsubstituiert oder mit C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy substituiert ist, darstellt, oder unsubstituiertes oder C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Alkoxy-substituiertes Phenyl oder C₇-C₁₂-Aralkyl darstellt; -CONY₁Y₂, worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₁₂-Alkyl, das mit Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy, einem Rest -CH(OR₁₈)₂, worin R₁₈ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₂-C₅-Alkanoyl darstellt, oder einem Rest -O-(CH₂CH₂O)_1-24-E, worin E wie vorstehend definiert ist, substituiert ist, darstellt, oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen fünf- oder sechsgliedrigen heterocyclischen Ring ohne ein weiteres Heteroatom oder mit einem zusätzlichen Sauerstoff- oder Stickstoffatom bilden; einem Rest -OY₃, worin Y₃ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₁₂-Alkyl, das mit -NRR' substituiert ist; darstellt oder einen Rest -C(O)-C₁-C₄-Alkyl darstellt; und worin R und R' wie vorstehend definiert sind; oder einem fünf- bis siebengliedrigen heterocyclischen Rest mit mindestens einem N-Atom und gebunden in jedem Fall über das Stickstoffatom. Geeignete anionische Substituenten des hydrophilen Monomers umfassen, beispielsweise C₁-C₆-Alkyl, das mit -SO₃H, -OSO₃H, -OPO₃H₂ und -COOH substituiert ist; Phenyl, das mit einem oder mehreren gleichen oder verschiedenen Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -SO₃H, -COOH, -OH und -CH₂-SO₃H, substituiert ist; -COOH; einen Rest -COOY₄, worin Y₄ C₁-C₂₉-Alkyl, das mit -COOH, -SO₃H, -OSO₃H, -OPO₃H₂ oder mit einem Rest -NH-C(O)-O-G', worin G' den Rest eines anionischen Kohlenhydrats darstellt; substituiert ist, darstellt; einen Rest -CONY₅Y₆, worin Y₅ C₁-C₂₄-Alkyl, das mit -COOH, -SO₃H, -OSO₃H oder -OPO3H2 substituiert ist, darstellt, und Y₆ unabhängig die Bedeutung von Y₅ aufweist oder Wasserstoff oder C₁-C₁₂-Alkyl darstellt; oder -SO₃H oder ein Salz davon, beispielsweise ein Natrium-, Kalium-, Ammonium- oder dergleichen Salz davon.
Geeignete kationische Substituenten des hydrophilen Monomers umfassen C₁-C₁₂-Alkyl, das mit einem Rest -NRR'R"⁺An^-, worin R, R' und R" jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl darstellen und An^- ein Anion darstellt; oder einen Rest -C(O)OY₇, worin Y₇ C₁-C₂₄-Alkyl, das mit -NRR'R"⁺An^- substituiert ist, darstellt und weiterhin unsubstituiert oder mit Hydroxy substituiert ist, wobei R, R', R" und An^- wie vorstehend definiert sind.
Geeignete zwitterionische Substituenten des hydrophilen Monomers umfassen einen Rest -R₁-Zw, worin R₁ eine direkte Bindung oder eine Carbonyl-, Carbonat-, Amid-, Ester-, Dicarboanhydrid-, Dicarboimid-, Harnstoff- oder Urethangruppe darstellt; und Zw eine aliphatische Einheit darstellt, umfassend jeweils eine anionische und eine kationische Gruppe.
Die nachstehenden Bevorzugungen gelten für die hydrophilen Substituenten des hydrophilen Monomers:
(i) nichtionische Substituenten
Bevorzugte Alkylsubstituenten sind C₁-C₄-Alkyl, insbesondere C₁-C₂-Alkyl, das mit einem oder mehreren Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -OH und -NRR', substituiert ist, wobei R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Ethyl und besonders bevorzugt Wasserstoff oder Methyl, beispielsweise -CH₂-NH₂, -CH₂-N(CH₃)₂ darstellen.
Bevorzugte Phenylsubstituenten sind Phenyl, das mit -NH₂ oder N(C₁-C₂-Alkyl)₂ substituiert ist, beispielsweise o-, m- oder p-Aminophenyl.
Wenn der hydrophile Substituent ein Rest -COOY ist, ist Y als Alkyl vorzugsweise C₁-C₂-Alkyl; Y als substituiertes Alkyl ist vorzugsweise C₁-C₁₂-Alkyl, bevorzugt C₁-C₆-Alkyl, bevorzugter C₁-C₄-Alkyl und vor allem C₁-C₂-Alkyl, wobei jedes davon, wie vorstehend erwähnt, substituiert ist. Wenn der Alkylrest Y mit -NRR' substituiert ist, gelten die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen für R und R'. Beispiele für geeignete Saccharidsubstituenten -O-G des Alkylrests Y, der mit -NH-C(O)-O-G substituiert ist, sind der Rest eines Mono- oder Disaccharids, beispielsweise Glucose, Acetylglucose, Methylglucose, Glucosamin, N-Acetylglucosamin, Gluconolacton, Mannose, Galactose, Galactosamin, N-Acetylgalactosamin, Fructose, Maltose, Lactose, Fucose, Saccharose oder Trehalose, der Rest eines Anhydrosaccharids, wie Levoglucosan, der Rest eines Glucosids, wie Octylglucosid, der Rest eines Zuckeralkohols, wie Sorbit, der Rest eines Zuckersäurederivats, wie Lactobionsäureamid, oder der Rest eines Oligosaccharids mit einem Maximum von 8 Zuckereinheiten, beispielsweise Fragmenten von einem Cyclodextrin, Stärke, Chitosan, Maltotriose oder Maltohexaose. Der Rest -O-G bedeutet vorzugsweise den Rest eines Mono- oder Disaccharids oder den Rest eines Cyclodextrinfragments mit maximal 8 Zuckereinheiten. Besonders bevorzugte Saccharidreste -O-G sind die Reste von Trehalose und der Rest eines Cyclodextrinfragments. Wenn der Alkylrest Y mit einem Rest -O-(CH₂CH₂O)_1-24-E oder -NH-C(O)-O-G substituiert ist, wobei -O-G -O-(CH₂CH₂O)_1-24-E darstellt, ist die Anzahl der (CH₂CH₂O)- Einheiten in jedem Fall vorzugsweise 1 bis 12 und bevorzugter 2 bis 8. E ist vorzugsweise Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl.
Y als C₅-C₈-Cycloalkyl ist beispielsweise Cyclopentyl oder vorzugsweise Cyclohexyl, wobei jedes davon unsubstituiert oder beispielsweise mit 1 bis 3 C₁-C₂-Alkylgruppen substituiert ist. Y als C₇-C₁₂-Aralkyl ist beispielsweise Benzyl.
Bevorzugte nichtionische Reste -COOY sind jene, worin Y C₁-C₂-Alkyl; oder C₂-C₆-Alkyl, das mit einem oder zwei Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxy; C₁-C₂-Alkoxy; -O-Si(CH₃)₃; und -NRR' , worin R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl darstellen, substituiert ist, bedeutet; oder Y einen Rest -CH₂CH₂-O- (CH₂CH₂O)_1-12-E, worin E Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellt; bedeutet oder einen Rest -C₂-C₄-Alkylen-NH-C(O)-O-G darstellt, worin -O-G den Rest eines Saccharids darstellt.
Bevorzugtere nichtionische Reste -COOY sind jene, worin Y C₁-C₂-Alkyl; oder C₂-C₄-Alkyl, das mit einem oder zwei Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -OH und -NRR', substituiert ist, wobei R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellen; oder einen Rest -CH₂CH₂-O- (CH₂CH₂O)_1-12-E, worin E Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellt; bedeutet oder einen Rest -C₂-C₄-Alkylen-NH-C(O)-O-G, worin -O-G den Rest eines Saccharids darstellt, bedeutet.
Besonders bevorzugte Reste -COOY umfassen jene, worin Y C₁-C₂-Alkyl, insbesondere Methyl; oder C₂-C₃-Alkyl, das unsubstituiert oder mit Hydroxy oder N,N-Di-C₁-C₂-alkylamino substituiert ist, darstellt, oder einen Rest -C₂-C₃-Alkylen-NH-C(O)-O-G, worin -O-G den Rest von Trehalose oder den Rest eines Cyclodextrinfragments mit einem Maximum von 8 Zuckereinheiten darstellt, bedeutet.
Bevorzugte nichtionische Substituenten -C(O)-NY₁Y₂ sind jene, worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl oder C₁-C₆-Alkyl, das mit Hydroxy oder einem Rest -CH(OR₁₈) substituiert ist, darstellen, wobei R₁₈ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Acetyl oder Propionyl darstellt; oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen heterocyclischen 6-gliedrigen Ring ohne ein weiteres Heteroatom oder mit einem weiteren N- oder O-Atom bilden. Bevorzugtere Bedeutungen von Y₁ und Y₂ sind unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl oder C₁-C₄-Alkyl, das unsubstituiert oder mit Hydroxy oder einem Rest -CH(OR₁₈)₂, worin R₁₈ Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellt, substituiert ist; oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen N-C₁-C₂-Alkylpiperazin- oder Morpholinring bilden. Besonders bevorzugte nichtionische Reste -C(O)-NY₁Y₂ sind jene, worin einer von Y₁ und Y₂ Wasserstoff, Methyl oder Ethyl darstellt und der andere Wasserstoff, Methyl, Ethyl, 2-Hydroxyethyl oder einen Rest –(CH₂)_1-3-CH(OC₁-C₂-Alkyl)₂ darstellt; oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen Morpholinring bilden.
Bevorzugte nichtionische Substituenten -OY₃ sind jene, worin Y₃ Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl, C₁-C₄-Alkyl, das mit -NH₂ oder -N(C₁-C₂-Alkyl)₂ substituiert ist, darstellt, oder eine Gruppe -C(O)C₁-C₂-Alkyl darstellt. Y₃ ist besonders bevorzugt Wasserstoff oder Acetyl.
Bevorzugte nichtionische heterocyclische Substituenten sind ein 5- oder 6-gliedriger heteroaromatischer oder heteroaliphatischer Rest mit einem N-Atom und zusätzlich keinem weiteren Heteroatom oder einem zusätzlichen N- oder O- Heteroatom, oder ist ein 5 bis 7-gliedriges Lactam. Beispiele für solche heterocyclischen Reste sind N-Pyrrolidonyl, 2- oder 4-Pyridinyl, 2-Methylpyridin-5-yl, 2-, 3- oder 4-Hydroxypyridinyl, N-ε-Caprolactamyl, N-Imidazolyl, 2-Methylimidazol-1-yl, N-Morpholinyl oder 4-N-Methylpiperazin-1-yl, insbesondere N-Morpholinyl oder N-Pyrrolidonyl.
Eine Gruppe von bevorzugten nichtionischen Substituenten des hydrophilen Monomers umfasst C₁-C₂-Alkyl, das unsubstituiert oder mit -OH oder -NRR' substituiert ist, wobei R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellen; einen Rest -COOY, worin Y C₁-C₂-Alkyl darstellt; C₂-C₄-Alkyl, das mit -OH, -NRR', worin R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellen, substituiert ist, oder Y einen Rest -C₂-C₄-Alkylen-NH-C(O)-O-G darstellt, worin -O-G den Rest eines Saccharids darstellt; einen Rest -C(O)-NY₁Y₂, worin Y₁ und Y₂ unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl oder C₁-C₆-Alkyl darstellen, das unsub stituiert oder mit Hydroxy oder einem Rest -CH(OR₁₈) substituiert ist, worin R₁₈ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Acetyl oder Propionyl darstellt, oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen heterocyclischen 6-gliedrigen Ring ohne weiteres Heteroatom oder mit einem weiteren N- oder O-Atom bilden; einen Rest -OY₃, worin Y₃ Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl, C₁-C₄-Alkyl, das mit -NH₂ oder -N(C₁-C₂-Alkyl)2 substituiert ist, darstellt, oder eine Gruppe -C(O)C₁-C₂-Alkyl darstellt; oder einen 5- oder 6-gliedrigen heteroaromatischen oder heteroaliphatischen Rest mit einem N-Atom und zusätzlich keinem weiteren Heteroatom oder einem zusätzlichen N-, O- oder S-Heteroatom, oder ein 5 bis 7-gliedriges Lactam darstellt.
Eine Gruppe von bevorzugteren nichtionischen Substituenten des hydrophilen Monomers umfasst einen Rest -COOY, worin Y C₁-C₂-Alkyl, C₂-C₃-Alkyl, das mit Hydroxy, Amino oder N,N-Di-C₁-C₂-alkylamino substituiert ist, darstellt, oder einen Rest -C₂-C₄-Alkylen-NH-C(O)-O-G, worin -O-G den Rest von Trehalose oder einem Cyclodextrinfragment mit einem Maximum von 8 Zuckereinheiten darstellt, bedeutet; einen Rest -CO-NY₁Y₂, worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl oder C₁-C₄-Alkyl, das mit Hydroxy oder einem Rest -CH(OR₁₈)₂ substituiert ist, worin R₁₈ Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl darstellt, oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen N-C₁-C₂-Alkyl-piperazin- oder Morpholinring bilden; oder einen heterocyclischen Rest, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N-Pyrrolidonyl, 2- oder 4-Pyridinyl, 2-Methylpyridin-5-yl, 2-, 3- oder 4-Hydroxypyridinyl, N-ε-Caprolactamyl, N-Imidazolyl, 2-Methylimidazol-1-yl, N-Morpholinyl und 4-N-Methylpiperazin-1-yl.
Eine besonders bevorzugte Gruppe von nichtionischen Substituenten von dem hydrophilen Monomer umfasst die Reste -COO-C₁-C₂-Alkyl, -COO-(CH₂)_2-4-OH, -CONH₂, -CON(CH₃)₂, -CONH- (CH₂)₂-OH, -CONH-(CH₂)_1-3-CH(OC₁-C₂-Alkyl),
(ii) anionische Substituenten
Bevorzugte anionische Substituenten des hydrophilen Monomers sind C₁-C₄-Alkyl, insbesondere C₁-C₂-Alkyl, das mit einem oder mehreren Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -SO₃H und -OPO₃H₂, beispielsweise -CH₂-SO₃H, substituiert ist; Phenyl, das mit -SO₃H oder Sulfomethyl substituiert ist, beispielsweise o-, m- oder p-Sulfophenyl oder o-, m- oder p-Sulfomethylphenyl; -COOH; ein Rest -COOY₄, worin Y₄ C₂-C₆-Alkyl darstellt, das mit -COOH, -SO₃H, -OSO₃H, -OPO₃H₂ oder mit einem Rest -NH-C(O)-O-G, worin G' den Rest von Lactobionsäure, Hyaluronsäure oder Sialsäure darstellt, substituiert ist, insbesondere C₂-C₄-Alkyl, das mit -SO₃H oder -OSO₃H substituiert ist; ein Rest -CONY₅Y₆, worin Y₅ C₁-C₆-Alkyl, substituiert mit Sulfo, insbesondere C₂-C₄-Alkyl, substituiert mit Sulfo, darstellt, und Y₆ Wasserstoff, beispielsweise den Rest -C(0)-NH-C(CH₃)₂-CH₂-SO₃H; oder -SO₃H; oder ein geeignetes Salz davon darstellt. Besonders bevorzugte anionische Substituenten von B oder B' sind -COOH, -SO₃H, o-, m- oder p-Sulfophenyl, o-, moder p-Sulfomethylphenyl oder ein Rest -CONY₅Y₆, worin Y₅ C₂-C₄-Alkyl, substituiert mit Sulfo, darstellt und Y₆ Wasserstoff darstellt.
(iii) kationische Substituenten
Bevorzugte kationische Substituenten des hydrophilen Monomers sind C₁-C₄-Alkyl, insbesondere C₁-C₂-Alkyl, das in jedem Fall mit -NRR'R"⁺An_- substituiert ist; oder ein Rest -C(O)OY₇, worin Y₇ C₂-C₆-Alkyl, insbesondere C₂-C₄-Alkyl, darstellt, welches in jedem Fall mit -NRR'R"⁺An^- substituiert ist und weiter unsubstituiert oder mit Hydroxy substituiert ist. R, R' und R " sind jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, bevorzugter Methyl. oder Ethyl und besonders bevorzugt Methyl. Beispiele für geeignete Anionen An^- sind Hal^-, worin Hal Halogen darstellt, beispielsweise Br^-, F^-, J oder insbesondere Cl^- , weiterhin HCO₃ ^-, CO3^2-, H₂PO₃ ^-, HPO₃ ^2-, PO₃ ^3-, HSO₄ ^-, SO₄ ^2- oder den Rest einer organischen Säure, wie OCOCH₃ ^- und dergleichen. Ein besonders bevorzugter kationischer Substituent für B oder B' ist ein Rest -C(0)OY₇, worin Y₇ C₂-C₄-Alkyl darstellt, welches mit -N(C₁-C₂-Alkyl)₃ ⁺An^- substituiert ist und weiterhin mit Hydroxy substituiert ist, und An^- ein Anion, beispielsweise den Rest -C(O)O-CH₂-CH(OH)-CH₂-N(CH₃)₃ ⁺An^-, darstellt.
(iv) zwitterionische Substituenten -R₁-Zw
R₁ ist vorzugsweise eine Carbonyl-, Ester- oder Amidfunktionelle Gruppe und bevorzugter eine Estergruppe -C(O)-O-.
Geeignete anionische Gruppen der Einheit Zw sind beispielsweise -COO^-, -SO₃ ^-, -OSO₃ ^-, -OPO₃H^- oder zweiwertiges -O-PO₂ ^-- oder -O-PO₂ ^--O-, vorzugsweise eine Gruppe -COO^- oder -SO₃ ^- oder eine zweiwertige Gruppe -O-PO₂ ^--, und insbesondere eine Gruppe -SO₃ ^-.
Geeignete kationische Gruppen der Einheit Zw sind beispielsweise eine Gruppe -NRR'R"+ oder eine zweiwertige Gruppe -NRR'⁺-, worin R, R' und R" wie vorstehend definiert sind, und jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl und besonders bevorzugt jeweils Methyl oder Ethyl darstellen.
Die Einheit Zw ist beispielsweise C₂-C₃₀-Alkyl, vorzugsweise C₂-C₁₂-Alkyl, und bevorzugter C₃-C₈-Alkyl, welches in jedem Fall nicht unterbrochen oder mit -O- unterbrochen ist und jeweils substituiert oder unterbrochen durch eine der vorstehend erwähnten anionischen und kationischen Gruppe und zusätzlich weiterhin unsubstituiert oder mit einem Rest -OY₈ substituiert ist, wobei Y₈ Wasserstoff oder den Acylrest einer Carbonsäure darstellt.
Y₈ ist vorzugsweise Wasserstoff oder der Acylrest einer höheren Fettsäure.
Zw ist vorzugsweise C₂-C₁₂-Alkyl und bevorzugter C₃-C₈-Alkyl, das substituiert oder unterbrochen ist durch jeweils eine der vorstehend erwähnten anionischen und kationischen Gruppen und zusätzlich weiter mit einem Rest -OY₈ substituiert sein kann.
Eine bevorzugte Gruppe von zwitterionischen Substituenten -R₁-Zw entspricht der Formel -C(O)O-(alk''')-N(R)₂ ⁺-(alk')-An^- oder -C(O)O-(alk'')-O-PO₂-(O)_0-1-(alk''')-N(R)₃ ⁺
worin R Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl darstellt; An^- eine anionische Gruppe -COO^-, -SO₃ ^-, -OSO₃ ^- oder -OPO₃H^-, vorzugsweise -COO^- oder -SO₃ ^- und besonders bevorzugt -SO₃ ^- darstellt, Alk' C₂-C₁₂-Alkylen darstellt, (Ahk'') C₂-C₂₄-Alkylen darstellt, das unsubstituiert oder mit einem Rest -OY₈ substituiert ist, Y₈ Wasserstoff oder den Acylrest einer Carbonsäure darstellt, und (Alk'') C₂-C₈-Alkylen darstellt.
(Alk') ist vorzugsweise C₂-C₈-Alkylen, bevorzugter C₂-C₆-Alkylen und besonders bevorzugt C₂-C₄-Alkylen. (Alk'') ist vorzugsweise C₂-C₁₂-Alkylen, bevorzugter C₂-C₆-Alkylen und besonders bevorzugt C₂-C₃-Alkylen, welches in jedem Fall unsubstituiert oder mit Hydroxy oder mit einem Rest -OY₈ substituiert ist. (Alk''') ist vorzugsweise C₂-C₄-Alkylen und bevorzugter C₂-C₃-Alkylen. R₉ ist Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, bevorzugter Methyl oder Ethyl und besonders bevorzugt Methyl. Ein bevorzugter zwitterionischer Substituent weist die Formel -C(O)O-CH₂-CH(OY₈)-CH₂-O-PO₂ ^-- (CH₂)₂-N(CH₃)₃ ⁺ auf, worin Y₈ Wasserstoff oder den Acylrest einer höheren Fettsäure darstellt.
Das hydrophile Monomer gemäß Schritt a) ist beispielsweise ein Rest der Formel
worin R₂ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl, darstellt; R₃ einen hydrophilen Substituenten darstellt, worin die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten; R₄ C₁-C₄-Alkyl, Phenyl oder einen Rest -C(O)OY₉ darstellt, worin Y₉ Wasserstoff oder unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes C₁-C₄-Alkyl darstellt; und R₅ einen Rest -C(O)Y₉' oder -CH₂-C(O)OY₉' darstellt, worin Y₉' unabhängig die Bedeutung von Y₉ aufweist.
R₉ ist vorzugsweise C₁-C₂-Alkyl, Phenyl oder eine Gruppe -C(O)OY₉. R₅ ist vorzugsweise eine Gruppe -C(O)OY₉' oder -CH₂-C(O)OY₉', worin Y₉ und Y₉' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl oder Hydroxy-C₁-C₂-alkyl darstellen. Besonders bevorzugte Einheiten -CHR₄-OHR_S- gemäß der Erfindung sind jene, worin R₄ Methyl oder eine Gruppe -O(O)OY₉ darstellt und R₅ eine Gruppe -C(O)OY₉' oder -CH₂-C(O)OY₉' darstellt, worin Y₉ und Y₉' jeweils Wasserstoff, C₁-C₂-Alkyl oder Hydroxy-C₁-C₂-alkyl darstellen.
Das hydrophile Monomer gemäß Schritt a) ist vorzugsweise ein Rest der vorstehenden Formel (1a), wobei die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen auf die darin enthaltenen Variablen anzuwenden sind. Ein besonders bevorzugtes hydrophiles Monomer weist die vorstehend Formel (1a) auf, worin R₂ Wasserstoff oder Methyl darstellt und R₃ einen nichtionischen Substituenten, ausgewählt aus -COO-C₁-C₂-Alkyl, -COO-(CH₂)_2-4-OH, -CONH₂, -CON(CH₃)₂, -CONH-(CH₂)₂-OH, -CONH-(CH₂)_1-3-(OC₁-C₂-Alkyl),
darstellt. Das Polymerisationsgemisch gemäß Schritt (a) kann ein oder mehr als eines der vorstehend erwähnten hydrophilen Monomere, vorzugsweise nur ein Monomer, enthalten.
Eine weitere Gruppe von geeigneten hydrophilen Monomeren in Schritt (a) betrifft hydrophile Telomere, wie in der PCT-Anmeldung WO 99/57581, Formel (1) auf Seite 2, die offenbart, wobei die Definitionen und Bevorzugungen, die für Vari ablen darin angegeben sind, in jedem Fall gelten. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft das Anwenden in Schritt (a) eines Gemisches von einem oder mehreren Monomeren der vorstehenden Formel (1a) oder (1b) und einem Telomer der Formel (1) der PCT-Anmeldung WO 99/57581.
Die Auswahl von in Schritt (a) angewendetem Vernetzungsmittel kann innerhalb breiter Grenzen variieren und ist stark abhängig von der vorgesehenen Verwendung.
Eine Gruppe von geeigneten Vernetzungsmitteln sind di- oder polyvinylische Vernetzungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht, beispielsweise Vernetzungsmittel mit 2 bis 4, vorzugsweise 2 oder 3 und insbesondere 2 ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen und mit einem mittleren Molekulargewicht von beispielsweise <500. Beispiele sind ein Ethylenglycoldiacrylat oder -dimethacrylat, Di-, Tri- oder Tetraethylenglycoldiacrylat oder -dimethacrylat, Allyl(meth)acrylat, ein C₂-C₁₂-Alkylendiacrylat oder -dimethacrylat, ein teilweise oder vollständig fluoriertes C₂-C₁₂-Alkylendiacrylat oder -dimethacrylat, Divinylether, Divinylsulfon, Di- und Trivinylbenzol, Trimethylolpropantriacrylat oder -trimethacrylat, Pentaerythrittetraacrylat oder -tetramethacrylat, Bisphenol-A-diacrylat oder -dimethacrylat, Methylenbisacrylamid oder -bismethacrylamid, Ethylenbisacrylamid oder Ethylenbismethacrylamid, N,N'-(1,2-Dihydroxyethylen)-bisacrylamid, Phthalsäuretriallylester oder Phthalsäurediallylester. Bevorzugte Vernetzungsmittel gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung sind Ethylenglycoldimethacrylat, Pentaerythrittetraacrylat oder Pentaerythrittetramethacrylat.
Eine weitere Gruppe von geeigneten Vernetzungsmitteln umfasst Polysiloxane, Perfluoralkylpolyether oder Polysiloxan/Perfluoralkylpolyether-Blockcopolymere, umfassend in jedem Fall zwei oder mehrere, beispielsweise 2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 4 und besonders bevorzugt 2 bis 3 ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen.
Geeignete Polysiloxan-Vernetzungsmittel können beliebiges Polysiloxan, umfassend wiederkehrende -O-Si(R₆R₇)-Silikoneinheiten und zwei oder mehrere, vorzugsweise 2 bis 8, bevorzugter 2 bis 4 und insbesondere 2 ethylenisch ungesättigte Einheiten, die endständig oder seitenständig an Siliziumatome mit Hilfe eines geeigneten Brückenglieds, worin R₆ und R₇ wie nachstehend definiert sind, gebunden sind, sein. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polysiloxan-Vernetzungsmittels ist beispielsweise 500 bis 50000, vorzugsweise 1000 bis 25000, bevorzugter 2500 bis 15000 und insbesondere 3000 bis 12000.
Ein bevorzugtes Polysiloxan-Vernetzungsmittel weist beispielsweise die Formel auf
worin (alk) Alkylen mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen darstellt, das durch -O- unterbrochen sein kann; X -O- oder -NR₈- darstellt, R₈ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl darstellt, Q einen organischen Rest, umfassend eine vernetzbare oder polymerisierbare Gruppe, darstellt, wobei 80-100% der Reste R₆, R₆', R₆", R₆''', R₆*, R₇, R₇' und R₇" unabhängig voneinander C₁-C₈-Alkyl darstellen und 0–20% der Reste R₆, R₆', R₆", R₆''', R₆*, R₇, R₇' und R₇" unabhängig voneinander unsubstituiert oder C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Alkoxy-substituiertes Phenyl, Fluor (C₁-C₁₈-alkyl), Cyano (C₁-C₁₂-alkyl), Hydroxy-C₁-C₆-alkyl oder Amino-C₁-C₆-alkyl darstellen, x die Zahl 0 oder 1 ist, d₁ eine ganze Zahl von 5 bis 700 ist, d₂ eine ganze Zahl von 0 bis 8 ist, wenn x 0 ist, und 2 bis 10 ist, wenn x 1 ist, und die Summe von (d₁+d₂) 5 bis 700 ist.
In einer bevorzugten Bedeutung ist die Summe von (d₁+d₂) eine ganze Zahl von 10 bis 500, bevorzugter 10 bis 300, besonders bevorzugt 20 bis 200 und insbesondere 20 bis 100. Vorzugsweise sind d₂ und x jeweils 0. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist x 0 und d₂ ist eine ganze Zahl von 1 bis 4. Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform ist x 1 und d₂ ist eine ganze Zahl von 2 bis 4.
Vorzugsweise sind 90 bis 100 der Reste R₆, R₆', R₆", R₆''', R₆*, R₇, R₇' und R₇" C₁-C₄-Alkyl, insbesondere Methyl, und 0 bis 10% der Reste R₆, R₆', R₆", ₆''', R₆*, R₇, R₇' und R₇" sind unabhängig Amino-C₁-C₄-alkyl oder Hydroxy-C₁-C₄-alkyl.
Eine bevorzugte Ausführungsform von geeigneten Polysiloxan-Vernetzungsmitteln umfasst einen Rest der vorstehenden Formel (2), worin x 0 ist, d₂ 0 ist, d₁ eine ganze Zahl von 5 bis 700, vorzugsweise 10 bis 500, bevorzugter 10 bis 300, auch bevorzugter 20 bis 200 und besonders bevorzugt 20 bis 100 ist, R₆, R₆', ₆''', R₇, R₇' und R₇" jeweils unabhängig voneinander C₁-C₄-Alkyl, insbesondere Methyl, darstellen und für (alk), X und Q die vorstehend und nachstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten.
(alk) ist vorzugsweise C₂-C₈-Alkylen, das durch -O- unterbrochen sein kann, und bevorzugter C₂-C₆-Alkylen, das durch -O- unterbrochen sein kann. Beispiele für besonders bevorzugte Reste (alk) sind lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen oder ein Rest –(CH₂)_1-3-O-(CH₂)_1-3-, insbesondere C₂-C₄-Alkylen, wie 1,2-Ethylen, 1,3-Propylen oder 1,4-Butylen, oder ein Rest -(CH₂)_2-3-O- (CH₂)_2-3-, insbesondere –(CH₂)₂-O-(CH₂)₂- oder –(CH₂)₂-O-(CH₂)₃-.
R₈ ist vorzugsweise Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl und insbesondere Wasserstoff oder C₁-C₂-Alkyl. X ist vorzugsweise -O-, -NH- oder -N(C₁-C₂-Alkyl)-, insbesondere -O- oder ganz besonders -NH-.
Q ist beispielsweise ein Rest der Formel

worin R₁₁ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl darstellt und R₉ und R₁₀ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Carboxy oder Halogen darstellen, X₁ -O- oder -NH- darstellt, w die Zahl 0 oder 1 ist und A einen zweiwertigen Rest
darstellt,
worin (Alk) lineares oder verzweigtes C₃-C₆-Alkylen darstellt, (Alk') lineares oder verzweigtes C₂-C₁₂-Alkylen darstellt und (Alk") lineares oder verzweigtes C₁-C₆-Alkylen darstellt.

R₁₁ ist vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl. Jedes von R₉ und R₁₀ ist unabhängig von dem anderen vorzugsweise Wasserstoff, Carboxy, Chlor, Methyl oder Phenyl. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R₉ Wasserstoff oder Methyl und R₁₀ ist Wasserstoff oder Carboxy. Besonders bevorzugt sind R₉ und R₁₀ jeweils Wasserstoff. Der Rest -[(Alk)-OH] in Formel (4a) ist vorzugsweise 2-Hydroxy-1,3-propylen. (Alk') ist vorzugsweise C₂-C₆-Alkylen, bevorzugter C₂-C₄-Alkylen und insbesondere Ethylen. (Alk") ist vorzugsweise C₁-C₃-Alkylen, beispielsweise Methylen, oder insbesondere 1,1-Dimethylmethylen.
Besonders bevorzugte Reste -Q entsprechen der Formel
Ein bevorzugtes Polysiloxan-Vernetzungsmittel entspricht der Formel
worin R₆, R₆', und R₇, R₇' jeweils C₁-C₄-Alkyl, insbesondere Methyl, darstellen, d₁ eine ganze Zahl von 10 bis 500, vorzugsweise 10 bis 300, bevorzugter 20 bis 200 und insbesondere 25 bis 150 ist, (Alk) lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen oder einen Rest –(CH₂)_1-3-O-(CH₂)_1-3- darstellt, X -O- oder insbesondere -NH- darstellt und Q einen Rest der vorstehenden Formel (3a), (4a'), (4b') oder (4c'), insbesondere (3a) oder (4b'), darstellt.
Ein geeignetes Perfluoralkylpolyether-Vernetzungsmittel ist beispielsweise ein Makromer der Formel Q-(PFPE – L)_n-1-PFPE-Q (5)worin n ≥ 1 ist, jedes PFPE gleich oder verschieden sein kann und einen perfluorierten Polyether der Formel -OCH₂CF₂O(CF₂CF₂O)_z(CF₂O)_yCF₂CH₂O- (6)darstellt, worin die Einheiten CF₂CF₂O und CF₂O statistisch verteilt oder als Blöcke über die gesamte Kette verteilt sein können und worin z und y gleich oder verschieden sein können, sodass das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Perfluorpolyethers im Bereich von 500 bis 4000 und vorzugsweise 500 bis 2500 liegt; L eine difunktionelle Bindungsgruppe darstellt; und Q wie vorstehend definiert ist.
Vorzugsweise ist n eine ganze Zahl von 1 bis 4 und insbesondere 1.
Die Bindungsgruppe L kann eine difunktionelle Einheit sein, die mit Hydroxyl reagieren kann. Geeignete Vorstufen zu L sind α,ω-Diepoxide, α,ω-Diisocyanate, α,ω-Diisothiocyanate, α,ω-Diacylhalogenide, α,ω-Dithioacylhalogenide, α,β- oder α,ω-Dicarbonsäuren, α,ω-Dithiocarbonsäuren, α,ω-Dianhydride, α,ω-Dilactone, α,ω-Dialkylester, α,ω-Dihalogenide, α,ω-Dialkylether, α,ω-Dihydroxymethylamide. Es ist bevorzugt, dass die Bindungsgruppe ein zweiwertiger Rest -C(O)-NH-R₁₂-NH-C(O)- oder ein Diisocyanat, worin R₁₂ einen zweiwertigen organischen Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Bindungsgruppe ein zweiwertiger Rest einer Carbonsäure, beispielsweise Oxalyl.
Der zweiwertige Rest R₁₂ ist beispielsweise Alkylen, Arylen, Alkylenarylen, Arylenalkylen oder Arylenalkylenarylen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkylenalkylencycloalkylen mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁₂ Alkylen, Arylen, Alkylenarylen, Arylenalkylen oder Arylenalkylenarylene mit bis zu 14 Kohlenstoffatomen oder eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist R₁₂ Alkylen oder Arylen mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen oder eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist R₁₂ Alkylen oder Arylen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen oder eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen.
In einer besonders bevorzugten Bedeutung ist R₁₂ ein Rest, abgeleitet von einem Diisocyanat, beispielsweise von Hexan-1,6-diisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexan-1,6-diisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Phenylen-1,4-diisocyanat, Toluol-2,4-diisocyanat, Toluol-2,6-diisocyanat, m- oder p-Tetramethylxyloldiisocyanat, Isophorondiisocyanat oder Cyclohexan-1,4-diisocyanat.
Aryl ist ein carbocyclischer aromatischer Rest, der unsubstituiert oder vorzugsweise mit Niederalkyl oder Niederalkoxy substituiert ist. Beispiele sind Phenyl, Tolyl, Xylyl, Methoxyphenyl, t-Butoxyphenyl, Naphthyl und Phenanthryl.
Arylen ist vorzugsweise Phenylen oder Naphthylen, das unsubstituiert oder mit C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy substituiert ist, insbesondere 1,3-Phenylen, 1,4-Phenylen oder Methyl-1,4-phenylen, 1,5-Naphthylen oder 1,8-Naphthylen.
Eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe ist vorzugsweise Cycloalkylen, beispielsweise Cyclohexylen oder Cyclohexylen(C₁-C₄-alkylen), beispielsweise Cyclohexylenmethylen, welches unsubstituiert oder mit einer oder mehreren C₁-C₄-Alkylgruppen substituiert ist, beispielsweise Methylgrup pen, beispielsweise Trimethylcyclohexylenmethylen, beispielsweise dem zweiwertigen Isophoronrest.
Alkylen hat 1 bis 12 Kohlenstoffatome und kann geradkettig oder verzweigt sein. Geeignete Beispiele sind Decylen, Octylen, Hexylen, Pentylen, Butylen, Propylen, Ethylen, Methylen, 2-Propylen, 2-Butylen, 3-Pentylen und dergleichen. Besonders bevorzugte Bedeutungen von Alkylen sind Propylen, Ethylen und Methylen.
Die Aryleneinheit in Alkylenarylen oder Arylenalkylen ist vorzugsweise Phenylen, unsubstituiert oder substituiert mit C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy, und die Alkyleneinheit darin ist vorzugsweise C₁-C₄-Alkylen, wie Methylen oder Ethylen, insbesondere Methylen. Diese Reste sind deshalb vorzugsweise Phenylenmethylen oder Methylenphenylen.
Arylenalkylenarylen ist vorzugsweise Phenylen(C₁-C₄-alkylen)phenylen, beispielsweise Phenylenethylenphenylen oder Phenylenmethylenphenylen.
Geeignete Beispiele für bevorzugte Diisocyanate sind jene, worin R₁₂ lineares oder verzweigtes C₆-C₁₀-Alkylen; Cyclohexylen-methylen oder Cyclohexylen-methylen-cyclohexylen, jeweils unsubstituiert oder in der Cyclohexyleinheit mit 1 bis 3 Methylgruppen substituiert; oder Phenylen oder Phenylen-methylen-phenylen, jeweils unsubstituiert oder in der Phenyleinheit mit Methyl substituiert, darstellt.
Der zweiwertige Rest R₁₂ ist vorzugsweise von einem Diisocyanat und besonders bevorzugt einem Diisocyanat, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Isophorondiisocyanat (IPDI), Toluylen-2,4-diisocyanat (TDI), 4,4'-Methylenbis(cyclo-hexylisocyanat), 1,6-Diisocyanato-2,2,4-trimethyl-n-hexan (TMDI), Methylenbis(phenylisocyanat) (MDI), Methylenbis-(cyclohexyl-4-isocyanat) und Hexamethylendiisocyanat (HMDI), abgeleitet.
Vorzugsweise ist z in Formel (6) im Bereich von 0 bis 20, bevorzugter 2 bis 16, und insbesondere 4 bis 12 und y ist im Bereich von 0 bis 25, bevorzugter 4 bis 20 und insbesondere 6 bis 14. Vorzugsweise können z und y gleich oder verschieden sein, sodass das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Perfluoralkylpolyethers im Bereich von 500 bis 2,500 und besonders bevorzugt im Bereich von 1000 bis 2200 liegt.
Ein besonders bevorzugtes Vernetzungsmittel der polymerisierbaren Komponente nach (a) ist ein Makromonomer der Formel Q-PFPE-Q (5a),worin
PFPE einen Rest der vorstehenden Formel (6) darstellt, worin z und y die gleichen oder verschiedene sein können, sodass das Molekulargewicht des Perfluoralkylpolyethers im Bereich von 500 bis 2500 liegt; und Q den Rest -C(O)NH-(CH₂)₂-OC(O)- C(CH₃)=CH₂, den Methacryloylrest -C(O)-C(CH₃)=CH₂ oder vorzugsweise den Acryloylrest -C(O)-CH=CH₂ darstellt.
Beispiele für bevorzugte PFPE-Vernetzungsmittel sind:

(i) CH₂=C(CH₃)C(O)OC₂H₄NHC(O)–(PFPE-(O)CNH-R₁₂-NHC(O)-)_n-1-PFPE-C(O)NHC₂H₄O-C(O)C(CH₃)=CH₂, CH₂=C(CH₃)C(O)OC₂H₄NHC(O)-PFPE-(O)CNH-R₁₂-NHC(O)-PFPE-H,
(ii) CH₂=C(CH₃)C(O)OC₂H₄NHC(O)-PFPE-(O)CNH-C₂H₄OC(O)C(CH₃)=CH₂,
(iii) CH=C(CH₃)C(O)-PFPE-(O)CC(CH₃)=CH₂
worin PFPE ein perfluorierter Polyether der Formel (6) ist,
worin z im Bereich von 8 bis 10 liegt und y im Bereich von 10 bis 14, n>1,0, liegt, und R₁₂ den Rest eines Diisocyanats darstellt, worin die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten.

Ein geeignetes Polysiloxan/Perfluoralkylpolyether-Blockcopolymer-Vernetzungsmittel weist beispielsweise die Formel Q-PFPE-L-M-L-PFPE-Q (7)auf, worin für PFPE, L und Q jeweils die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten und M einen Rest der Formel
darstellt, wobei für jedes von R₆, R₆', R₇, R₇', (alk), X und d₁ die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Segments der Formel (2b) liegt vorzugsweise im Bereich von 180 bis 6000.
Ein Beispiel eines Polysiloxan/Perfluoralkylpolyether-Blockcopolymer-Vernetzungsmittels ist CH₂=C(CH₃)-COO-C₂H₄-NHCO-PFPE-CONH-R₁₂-NHCO-OCH₂CH₂CH₂-Si(CH₃)₂-(OSi(CH₃)₂)₁₁-CH₂CH₂CH₂O-CONH-R₁₂-NHCO-PFPE-CONH-C₂H₄-OCO-C(CH₃)=CH₂, worin PFPE ein perfluorierter Polyether der Formel (6) ist, worin z im Bereich von 8 bis 10 liegt und y im Bereich von 10 bis 14 liegt und R₁₂ den Rest eines Diisocyanats darstellt, worin die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten.
Eine weitere Gruppe von Polysiloxan-Vernetzungsmitteln sind jene der Formel Q-(PDMS)₁-L-(PDMS)₂-Q (2c),worin (PDMS)₁ und (PDMS)₂ jeweils unabhängig einen Rest der vorstehenden Formel (2b) darstellen und Q und L jeweils wie vorstehend definiert sind.
Eine weitere Gruppe von geeigneten Vernetzungsmitteln sind hydrophile Polymere, beispielsweise Polyalkylenglycol, Polyvinylalkohol, Polyacryl- oder Polymethacrylsäure, Oligosaccharid, Polypeptid, Polyhydroxyalkylacrylat oder -methacrylat, oder Poly(hydroxycarbonsäure), umfassend in jedem Fall zwei oder mehrere ethylenisch ungesättigte Gruppen.
Ein geeignetes Polyalkylenglycol-Vernetzungsmittel ist beispielsweise Polyethylenglycol, Polypropylenglycol oder ein Polyethylen/Polypropylenglycol-Blockcopolymer mit zwei ethylenisch ungesättigten Gruppen.
Das Polyalkylenglycol-Vernetzungsmittel stimmt beispielsweise mit der Formel Q-[NH-(alk*)]_t-O-[CH₂-CH₂-O]_s1-[CH₂-CH(CH₃)-O]_s2-[alk*-NH]_t-Q (8) überein, wobei (alk*) lineares oder verzweigtes C₂-C₈-Alkylen darstellt, t eine Zahl von 0 oder 1 ist, s1 und s2 jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 5 bis 275 sind, worin die Gesamtheit von (s1+s2) 5 bis 275 ist, und für Q die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten.
In der vorstehenden Formel (8) ist (alk*) vorzugsweise C₂-C₄-Alkylen und insbesondere C₂-C₃-Alkylen. s2 ist vorzugsweise die Zahl 0. s1 ist vorzugsweise eine ganze Zahl von 5 bis 100, bevorzugter 8 bis 60 und insbesondere 9 bis 25. Q ist vorzugsweise ein Rest der vorstehend angegebenen Formel (3a) oder (4b'). Eine bevorzugte Gruppe von Polyalkylenglycol-Vernetzungsmitteln stimmt mit der vorstehend genannten Formel (8) überein, worin t 1 ist, (alk*) C₂-C₄-Alkylen darstellt, s1 eine ganze Zahl von 5 bis 100 ist, s2 0 ist, und für Q die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten. Eine weitere bevorzugte Gruppe von Polyalkylenglycol-Vernetzungsmitteln stimmt mit der vorstehenden Formel (8) überein, worin t 0 ist, s1 eine ganze Zahl von 5 bis 100 ist, s2 0 ist, und für Q die vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten.
Ein geeignetes Polyvinylalkohol- (PVA), Polyacrylsäure-, Polymethacrylsäure-, Polyallylamin-, Polysaccharid-, Polypeptid-, Polyhydroxyalkylacrylat-, Polyhydroxyalkylmethacrylat- oder Poly(hydroxycarbonsäure)-Vernetzungsmittel ist beispielsweise ein entsprechendes Polymer mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von beispielsweise 250 bis 100000, worin im Durchschnitt mindestens zwei Monomereinheiten die Hydroxy-, Amino- oder Carboxygruppen mit einer vernetzbaren ethylenisch ungesättigten Einheit substituiert sind, beispielsweise mit einem Rest -O-Q oder -NH-Q, -C(O)NH-(alk') -OC(O)-C(H, CH₃)=CH₂, oder
wobei für Q, (alk) und (alk') jede der vorstehend angegebenen Bedeutungen und Bevorzugungen gelten. Beispielsweise werden geeignete PVA-Vernetzungsmittel in EP-A-641806 offenbart oder können davon durch eine Fragmentierungsreaktion, beispielsweise durch eine Perjodatbehandlung, abgeleitet sein. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht der hydrophilen Vernetzungsmittel ist vorzugsweise 350 bis 75000, bevorzugter 500 bis 50000 und insbesondere 500 bis 15000. Zusätzlich sind vorzugsweise 2 bis 10, bevorzugter 2 bis 6, und auch bevorzugter 2 bis 4 der Monomereinheiten mit einer vernetzbaren ethylenisch ungesättigten Einheit substituiert. Darüber hinaus können die vorstehend erwähnten hydrophilen Vernetzungsmittel auch kleine Anteile von beispielsweise bis zu 20%, vorzugsweise bis zu 5%, von hydrophilen oder hydrophiben Copolymereinheiten umfassen. Ein geeignetes Oligosaccharid-Vernetzungsmittel ist beispielsweise ein Oligosaccharid mit 2 bis 12 Zuckereinheiten, worin im Durchschnitt mindestens zwei Hydroxygruppen mit einer der vorstehend erwähnten vernetzbaren Einheiten substituiert sind. Ein geeignetes Poly(hydroxycarbonsäure)-Vernetzungsmittel ist beispielsweise eine Poly(glycolsäure), Poly(2-hydroxybuttersäure) oder Polylactid, worin die entständige Hydroxy- und Carboxygruppe in jedem Fall mit einer der vorstehend erwähnten vernetzbaren ethylenisch ungesättigten Einheit substituiert sind.
Das in Schritt (a) angewendete funktionelle Kettenübertragungsmittel steuert das Molekulargewicht des erhaltenen Prepolymers und stellt Funktionalität für die anschließende Addition einer polymerisierbaren oder vernetzbaren Gruppe bereit. Das Kettenübertragungsmittel kann eine oder mehrere Thiolgruppen, beispielsweise zwei oder besonders bevorzugt eine Thiolgruppe, umfassen. Geeignete Kettenübertragungsmittel schließen organische primäre Thiole oder Mercaptane mit einer weiteren funktionellen Gruppe, wie beispielsweise Hydroxy, Amino, N-C₁-C₆-Alkylamino, Carboxy oder ein geeignetes Derivat davon ein. Ein bevorzugtes Kettenübertragungsmittel ist ein cycloaliphatisches oder vorzugsweise aliphatisches Thiol mit 2 bis etwa 24 Kohlenstoffatomen und mit einer weiteren funktionellen Gruppe, ausgewählt aus Amino, Hydroxy und Carboxy; folglich sind die bevorzugten Kettenübertragungsmittel aliphatische Mercaptocarbonsäuren, Hydroxymercaptane oder Aminomercaptane. Beispiele für besonders bevorzugte Kettenübertragungsmittel sind Thioglycolsäure, 2-Mercaptoethanol und insbesondere 2-Aminoethanthiol (Cysteamin). Im Fall eines Amins oder einer Carbonsäure kann das Kettenübertragungsmittel in Form des freien Amins oder Säure oder vorzugsweise in Form eines geeigneten Salzes davon, beispielsweise eines Hydrochlorids im Fall eines Amins oder eines Natrium-, Kalium- oder Aminsalzes im Fall einer Säure vorliegen. Ein Beispiel für ein Kettenübertragungsmittel mit mehr als einer Thiolgruppe ist das Reaktionsprodukt eines Äquivalents Diethylentriamin mit etwa zwei Äquivalenten γ-Thiobutyrolacton.
Die Stöchiometrie des hydrophilen Monomers, Vernetzungsmittels und Kettenübertragungsmittels in Schritt (a) kann innerhalb breiter Grenzen ausgewählt sein und ist stark von der vorgesehenen Anwendung abhängig. Beispielsweise hat sich ein Molverhältnis von 0,5 bis 5 Äquivalenten Kettenübertragungsmittel : 1 Äquivalent Vernetzungsmittel : 5 bis 60 Äquivalenten hydrophile(s) Monomer(e) als für biomedizinische Zwecke praktikabel erwiesen. Ein bevorzugter Bereich ist 1 bis 3 Moläquivalente Kettenübertragungsmittel : 1 Moläquivalent Vernetzungsmittel : 10 bis 50 Moläquivalenten hydrophilem/n Monomer(en). Ein bevorzugterer Bereich ist 1 bis 3 Moläquivalente Kettenübertragungsmittel : 1 Moläquivalent Vernetzungsmittel 12 bis 40 Moläquivalenten hydrophilem/n Monomer(en).
Der Copolymerisationsschritt (a) kann in Gegenwart eines Lösungsmittels ausgeführt werden. Die Lösungsmittelauswahl ist von den verwendeten Monomeren und Vernetzungsmitteln abhängig. Bevorzugte Lösungsmittel schließen C₁-C₄-Alkohole, wie Methanol, Ethanol oder n- oder Isopropanol; cyclische Ether, wie Tetrahydrofuran oder Dioxan; Ketone, wie Methylethylketon; gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Chloroform oder Dichlormethan; und Gemische von diesen Lösungsmitteln ein. Bevorzugte Lösungsmittel sind Ethanol, THF, n- oder Isopropanol oder ein Gemisch von Ethanol und THF. Der Gehalt an polymerisierbaren Komponenten in der Lösung kann innerhalb breiter Grenzen variieren. Vorteilhafterweise liegt die Gesamtheit von polymerisierbaren Komponenten in der Lösung im Bereich von ≤30 Gewichtsprozent, vorzugsweise ≤25 Gewichtsprozent und besonders bevorzugt 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen in jedem Fall auf das Gesamtgewicht der Lösung.
Die Copolymerisation von dem hydrophilen Monomer(en) und Vernetzungsmittel in Schritt (a) kann photochemisch oder vorzugsweise thermisch eingeleitet werden. Geeignete thermische Polymerisationsstarter sind dem Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise Peroxide, Hydroperoxide, Azo-bis(alkyl- oder -cycloalkylnitrile), Persulfate, Percarbonate oder Gemische davon. Beispiele sind Benzoylperoxid, tert.-Butylperoxid, Di-tert.-butyl-diperoxyphthalat, tert.-Butylhydroperoxid, Azo-bis(isobutyronitril) (AIBN), 1,1-Azodiisobutyramidin, 1,1'-Azo-bis(1-cyclohexancarbonitril), 2,2'-Azo-bis(2,4-dimethylvaleronitril) und dergleichen. Die Polymerisation wird geeigneterweise in dem vorstehend erwähnten Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur von 25 bis 100°C und vorzugsweise 40 bis 80°C ausgeführt. Die Reaktionszeit kann innerhalb breiter Grenzen variieren, ist jedoch geeigneterweise beispielsweise 1 bis 24 Stunden oder vorzugsweise 2 bis 12 Stunden. Es ist vorteilhaft, die in der Polymerisationsreaktion und zum Ausführen der Copolymerisationsreaktion unter einer Inertatmosphäre, beispielsweise unter einer Stickstoff- oder Argonatmosphäre, verwendeten Komponenten und Lösungsmittel vorher zu entgasen. Überraschenderweise erzeugt die Telomerisationsreaktion in Gegenwart eines Vernetzungsmittels kein geliertes, nicht-steuerbares Reaktionsgemisch, wie vom Fachmann erwartet, sondern ergibt optisch klare, gut definierte Copolymere, die in üblicher Weise unter Verwendung von beispielsweise Extraktions-, Ausfällungs-, Ultrafiltrations- und dergleichen Techniken aufgearbeitet werden können.
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht der erhaltenen Copolymere ist beispielsweise stark von der Menge an verwendetem Kettenübertragungsmittel abhängig. Ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von beispielsweise 500 bis 200000, vorzugsweise 750 bis 100000, besonders bevorzugt 750 bis 50000 und insbesondere 1000 bis 25000, hat sich als wertvoll erwiesen.
Die organische Verbindung mit einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung gemäß Schritt (b) ist beispielsweise eine ethylenisch ungesättigte Verbindung mit 2 bis 18 C-Atomen, die durch eine reaktive Gruppe substituiert ist, die mit der funktionellen Gruppe des Kettenübertragungsmittels coreaktiv ist. Beispiele für solche coreaktiven Gruppen sind eine Carboxy-, Carbonsäureester-, Carbonsäureanhydrid-, Epoxy-, Lacton-, Rzlacton- oder Isocyanatgruppe, wenn die funktionelle Gruppe von dem Kettenübertragungsmittel beispielsweise eine Amino- oder Hydroxygruppe darstellt, oder sind Amino, Hydroxy, wenn die funktionelle Gruppe des Kettenübertragungsmittels beispielsweise Carboxy oder dergleichen ist.
Eine Gruppe von bevorzugten reaktiven Gruppen umfasst Carboxy, Carbonsäureanhydrid, Azlacton oder Isocyanat, insbesondere Isocyanat. Eine geeignete organische Verbindung mit solcher reaktiven Gruppe und einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung weist beispielsweise die Formel auf

worin R₁₃ Halogen, Hydroxy, unsubstituiertes oder Hydroxysubstituiertes C₁-C₆-Alkoxy oder Phenoxy darstellt, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Carboxy oder Halogen darstellen, R₁₆ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder Halogen darstellt, R₁₇ und R₁₇' jeweils einen ethylenisch ungesättigten Rest mit 2 bis 6 C-Atomen darstellen, oder R₁₇ und R₁₇' zusammen einen zweiwertigen Rest -C(R₁₄)=C(R₁₆)- bilden, worin R₁₄ und R₁₆ wie vorstehend definiert sind, und (Alk*) C₁-C₆-Alkylen darstellt und (Alk**) C₂-C₁₂-Alkylen darstellt.
Die nachstehenden Bevorzugungen gelten für die in den Formeln (9a)-(9e) enthaltenen Variablen: R₁₃ ist vorzugsweise Halogen, wie Chlor; Hydroxy; oder Hydroxy-C₁-C₄-alkoxy, wie 2-Hydroxyethyl; insbesondere Chlor.
Eine der Variablen R₁₄ und R₁₅ ist vorzugsweise Wasserstoff und die andere ist Wasserstoff, Methyl oder Carboxy. Besonders bevorzugt sind R₁₄ und R₁₅ jeweils Wasserstoff.
R₁₆ ist vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl.
R₁₇ und R₁₇' sind vorzugsweise jeweils Vinyl oder 1-Methylvinyl, oder R₁₇ und R₁₇' bilden zusammen einen Rest -C(R₁₄)=C(R₁₆)-, worin R₁₄ und R₁₆ jeweils unabhängig Wasserstoff oder Methyl darstellen.
(Alk*) ist vorzugsweise Methylen, Ethylen oder 1,1-Dimethyl-methylen, insbesondere ein Rest -CH₂- oder -C(CH₃)₂-. (Alk**) ist vorzugsweise C₂-C₄-Alkylen und insbesondere 1,2-Ethylen.
Besonders bevorzugte organische Verbindungen mit einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung, die mit einer Amino- oder Hydroxygruppe des Kettenübertragungsmittels coreaktiv sind, sind 2-Isocyanatethylmethacrylat (IEM), 2-Vinyl-azlacton, 2-Vinyl-4,4-dimethyl-azlacton, Acrylsäure oder ein Derivat davon, beispielsweise Acryloylchlorid oder Acrylsäureanhydrid, Methacrylsäure oder ein Derivat davon, beispielsweise Methacryloylchlorid oder Methacrylsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, 2-Hydroxyethylacrylat (HEA), 2-Hydroxymethacrylat (HEMA), Glycidylacrylat oder Glycidylmethacrylat.
Die Reaktionen einer Verbindung der Formel (9a)-(9e) mit einer Carbonsäurehalogenidgruppe, Carbonsäureanhydridgruppe, Epoxygruppe, Azlactongruppe oder Isocyanatgruppe mit einer Amino- oder Hydroxygruppe in dem in Schritt (a) gebildeten Copolymer sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und können, wie in Lehrbüchern der organischen Chemie beschrieben, ausgeführt werden. Im Allgemeinen wird das Copolymer gemäß Schritt (a) mit stöchiometrischen Mengen oder vorzugsweise mit einem Überschuss der Komponenten der Formel (9a)–(9e) umgesetzt.
Beispielsweise kann die Reaktion des Carbonsäurehalogenids der Formel (9a) mit einer Hydroxy- oder Amingruppe des Copolymers von Schritt (a) unter den Bedingungen ausgeführt werden, die für Ester- oder Amidbildung üblich sind, beispielsweise bei Temperaturen von z.B. –40 bis 80°C, vorzugsweise 0 bis 50°C und besonders bevorzugt 0 bis 25°C, in einem dipolaren aprotische Lösungsmittel, beispielsweise Tetrahydrofuran, Dioxan, DMSO oder einem C₁-C₉-Alkanol, oder in einem Gemisch von Wasser und einem oder mehreren der erwähnten Lösungsmittel in Gegenwart einer Base, beispielsweise einem Alkalimetallhydroxid und, falls geeignet, in Gegenwart einer Pufferkomponente, wie Hydrogencarbonat oder eines Stabilisators. Geeignete Stabilisatoren sind beispielsweise 2,6-Dialkylphenole, Hydrochinonderivate, beispielsweise Hydrochinon oder Hydrochinonmonoalkylether, oder N-Oxide, beispielsweise 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-1-yl. Die Reaktionszeit kann innerhalb breiter Grenzen variieren, wobei ein Zeitraum von beispielsweise 5 Minuten bis 12 Stunden, vorzugsweise 15 Minuten bis 6 Stunden und insbesondere 20 Minuten bis 3 Stunden im Allgemeinen als praktikabel gefunden wird.
Die Reaktion eines Carbonsäureanhydrids oder -epoxids der Formel (9b) oder (9c) mit einer Hydroxy- oder Aminogruppe des Copolymers von Schritt (a) kann, wie in organischen Lehrbüchern beschrieben, beispielsweise in einem sauren oder in einem basischen Medium, ausgeführt werden.
Die Reaktion eines Azlactons der Formel (9d) mit einer Hydroxy- oder Aminogruppe des Polymers nach Schritt (a) kann bei erhöhter Temperatur, beispielsweise etwa 50 bis 75°C, in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem aprotischen polaren Lösungsmittel, wie DMF, DMSO, Dioxan und dergleichen, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise in Gegenwart eines tertiären Amins, wie Triethylamin,. oder eines Organozinnsalzes, wie Dibutylzinndilaurat, oder insbesondere in Gegenwart von 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), ausgeführt werden.
Die Reaktion einer Verbindung der Formel (9e) mit einer Hydroxy- oder Rminogruppe des Polymers nach Schritt (a) kann unter den Bedingungen ausgeführt werden, die für die Bildung von Urethanen oder Harnstoffen üblich sind. Im Fall von Urethanbildung ist es vorteilhaft, die Reaktion in einem inerten Lösungsmittel auszuführen. Aminocopolymere von Schritt (a) können mit dem Isocyanat der Formel (9e) auch in einem wässerigen Medium umgesetzt werden.
Geeignete inerte Lösungsmittel für die Reaktion eines Copolymers von Schritt (a) mit einer Verbindung der Formel (9e) sind aprotische, vorzugsweise polare Lösungsmittel, beispielsweise Kohlenwasserstoffe (Petrolether, Methylcyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol), halogenierte Kohlenwasserstoffe (Chloroform, Methylenchlorid, Trichlorethan, Tetrachlorethan, Chlorbenzol), Ether (Diethylether, Dibutylether, Ethylenglycoldimethylether, Diethylenglycoldimethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan), Ketone (Aceton, Dibutylketon, Methylethylketon, Methylisobutylketon), Carbonsäureester und Lactone (Essigsäu reethylester, Butyrolacton, Valerolacton), alkylierte Carbonsäureamide (N,N-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon), Nitrile (Acetonitril), Sulfone und Sulfoxide (Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfon). Polare Lösungsmittel werden vorzugsweise verwendet. Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise –40 bis 200°C sein. Wenn Katalysatoren angewendet werden, können die Temperaturen vorteilhafterweise im Bereich von 0 bis 50°C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, liegen. Geeignete Katalysatoren sind z.B. Metallsalze, wie Eisen-III-chlorid, oder Alkalimetallsalze von Carbonsäuren, tertiären Aminen, beispielsweise (C₁-C₆-Alkyl)₃N (Triethylamin, Tri-n-butylamin), N-Methylpyrrolidin, N-Methylmorpholin, N,N-Dimethylpiperidin, Pyridin und 1,4-Diazabicyclooctan. Zinnsalze wurden als besonders wirksam gefunden, insbesondere Alkylzinnsalze von Carbonsäuren, beispielsweise Dibutylzinndilaurat und Zinndioctoat. Die Isolierung und Reinigung der hergestellten Verbindungen wird gemäß bekannten Verfahren, beispielsweise mit Hilfe von Extraktion, Kristallisation, Umkristallisation oder chromatographischen Reinigungsverfahren ausgeführt.
Die Verbindungen der Formeln (9a), (9b), (9c), (9d) und (9e) sind bekannte Verbindungen, die kommerziell erhältlich sind oder nach bekannten Verfahren hergestellt werden können.
Eine weitere Gruppe von geeigneten organischen Verbindungen mit einer ethylenisch ungesättigten Doppelbindung in Schritt (b) sind jene mit einer Amino-, Hydroxy- oder Epoxygruppe, die mit der Carboxygruppe oder einem Derivat davon von dem Copolymer von Schritt (a) coreaktiv ist. Beispiele sind Allylamin, Allylalkohol, Acrylsäure- und Methacrylsäure-2-hydroxyethylester oder vorzugsweise eine Verbindung der vorstehenden Formel (9c), beispielsweise Glycidylacrylat oder -methacrylat. Die Reaktion kann, wie vorstehend für die Ester- oder Amidbildung beschrieben, ausgeführt werden.
Durch die gesamte Anmeldung schließen Begriffe, wie Carboxy, Carbonsäure, -COOH, Sulfo, -SO₃H, Amino, -NH₂ und dergleichen immer die freie Säure oder Amin sowie ein geeignetes Salz davon ein, beispielsweise ein biomedizinisch oder insbesondere Okular verträgliches Salz davon, wie beispielsweise ein Natrium-, Kalium-, Ammoniumsalz oder dergleichen (von einer Säure) oder ein Hydrohalogenid, wie ein Hydrochlorid (von einem Amin).
Die gemäß der Erfindung erhältlichen Copolymere sind Prepolymere und sind deshalb vernetzbar, jedoch unvernetzt oder mindestens im Wesentlichen unvernetzt; zusätzlich sind sie stabil, das heißt spontanes Vernetzen, im Ergebnis von Homopolymerisation findet nicht statt.
Die erfindungsgemäßen Copolymere sind in einer gesteuerten und sehr wirksamen Weise, insbesondere durch Photovernetzen, vernetzbar.
Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb weiterhin ein Polymer, das durch Vernetzen thermisch oder vorzugsweise durch Photovernetzen eines durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlichen Prepolymers in Gegenwart oder vorzugsweise in Abwesenheit eines weiteren Vinylcomonomers erhalten werden kann. Diese vernetzten Polymere sind in Wasser unlöslich.
Beim Photovernetzen wird ein Photostarter geeigneterweise zugesetzt, der das freie radikalische Vernetzen starten kann. Beispiele davon werden dem Fachmann geläufig sein, wobei geeignete Photostarter, die speziell erwähnt werden können, Benzoinmethylether, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, Darocure^® 1173 oder 2959 oder Irgacure_®-Arten sind. Das Vernetzen kann durch aktinische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, UV-Licht oder ionisierende Strahlung, beispielsweise Gammastrahlen oder Röntgenstrahlen, bewirkt werden. Die Menge an Photostarter kann innerhalb breiter Grenzen ausgewählt werden, wobei sich eine Menge von 0,01 bis 1,5 Gewichtsprozent und insbesondere von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent, in jedem Fall bezogen auf den Prepolymergehalt, als vorteilhaft erwiesen hat.
Das erfindungsgemäße vernetzbare Copolymer wird in das vernetzende Verfahren eingeführt, vorzugsweise in reiner Form, insbesondere im Wesentlichen frei von unerwünschten Bestandteilen, wie beispielsweise frei von Monomeren, Oligomeren oder Polymeren für die Herstellung des Prepolymers verwendeter Ausgangsverbindungen und/oder frei von Sekundärprodukten, die während der Herstellung des Prepolymers gebildet werden. Die Prepolymere in reiner Form werden vorteilhafterweise durch vorheriges Reinigen derselben in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Ausfällung mit einem geeigneten Lösungsmittel, Filtration und Waschen, Extraktion in einem geeigneten Lösungsmittel, Dialyse, Umkehrosmose (RO) oder Ultrafiltration, gereinigt, wobei Umkehrosmosen und Ultrafiltration besonders bevorzugt sind.
Die bevorzugten Reinigungsverfahren für die erfindungsgemäßen Prepolymere, Umkehrosmosen und Ultrafiltration können in einer an sich bekannten Weise ausgeführt werden. Es ist möglich, dass die Ultrafiltration und Umkehrosmosen wiederholt, beispielsweise zwei- bis zehnmal, ausgeführt werden. Alternativ können die Ultrafiltration und Umkehrosmosen kontinuierlich ausgeführt werden, bis der ausgewählte Reinheitsgrad erreicht ist. Der ausgewählte Reinheitsgrad kann im Prinzip so hoch wie erwünscht sein.
Die erfindungsgemäßen Copolymere können beispielsweise in Form einer Lösung oder einer Mesophase vernetzt sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft die Photopolymerisation der erfindungsgemäßen Prepolymere in Lösung, vorzugsweise in einer wässerigen Lösung oder in einem oder mehreren verschiedenen organischen Lösungsmitteln. Geeignete organische Lösungsmittel sind im Prinzip alle Lösungsmittel, die die erfindungsgemäßen Polymere lösen und ein wahlweises Vinylcomonomer, das zusätzlich verwendet werden kann, beispielsweise Alkohole, wie C₁-C₆-Alkanole, beispielsweise n- oder Isopropanol, Ethanol oder Methanol, Glycole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Carbonsäureamide, wie Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid und Gemische von geeigneten Lösungsmitteln, beispielsweise Gemische von Wasser mit einem Alkohol, beispielsweise ein Wasser/Propanol-, Wasser/Ethanol- oder ein Wasser/Methanol-Gemisch, oder Gemische von Wasser mit einem Glycol.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird Photovernetzen vorzugsweise aus einer Lösung, umfassend (i) ein oder mehrere vernetzbare Copolymere gemäß der Erfindung, die im Ergebnis des bevorzugten Reinigungsschritts Ultrafiltration erhalten werden können, (ii) ein oder mehrere Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C₁-C₆-Alkanol, einem Glycol, einem Carbonsäureamid, Dimethylsulfoxid und Wasser, und gegebenenfalls (iii) einem weiteren Vinylcomonomer bewirkt. Beispielsweise wird Photovernetzen der Prepolymere in Wasser, in Ethanol oder n- oder Isopropanol oder in einem Gemisch von Wasser und Ethanol oder n- oder Isopropanol ausgeführt.
Das Vinylcomonomer, das zusätzlich erfindungsgemäß beim Photovernetzen verwendet werden kann, kann hydrophil oder hydrophob sein oder kann ein Gemisch von einem hydrophoben und einem hydrophilen Vinylmonomer sein. Geeignete Vinylmonomere schließen insbesondere jene ein, die üblicherweise bei der Herstellung von Kontaktlinsen verwendet werden. Der Begriff "hydrophiles Vinylmonomer" wird als ein Monomer verstanden, das typischerweise als Homopolymer ein Polymer erzeugt, das in Wasser löslich ist, oder mindestens 10 Gewichtsprozent Wasser absorbieren kann. Analog wird der Begriff "hydrophobes Vinylmonomer" als ein Monomer verstanden, das typischerweise als Homopolymer ein Polymer erzeugt, das in Wasser unlöslich ist oder weniger als 10 Gewichtsprozent Wasser absorbieren kann.
Der Anteil von Vinylcomonomeren, falls verwendet, ist vorzugsweise 5 bis 60 Gewichtsprozent, insbesondere 10 bis 30 Gewichtsprozent Vinylcomonomer, bezogen auf das Gewicht der erfindungsgemäßen Prepolymere.
Es ist auch bevorzugt, ein hydrophobes Vinylcomonomer oder ein Gemisch von einem hydrophoben Vinylcomonomer mit einem hydrophilen Vinylcomonomer zu verwenden, wobei das Gemisch mindestens 50 Gewichtsprozent eines hydrophoben Vinylcomonomers enthält. In der Weise können die mechanischen Eigenschaften des Polymers, ohne den Wassergehalt nennenswert zu vermindern, verbessert werden. Im Prinzip sind jedoch sowohl übliche hydrophobe Vinylcomonomere als auch übliche hydrophile Vinylcomonomere zur Copolymerisation mit einem Prepolymer der Erfindung geeignet.
Geeignete hydrophobe Vinylcomonomere schließen C₁-C₁₈-Alkylacrylate und -methacrylate, C₃-C₁₈-Alkylacrylamide und -methacrylamide, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinyl-C₁-C₁₈-alkanoate, C₂-C₁₈-Alkene, C₂-C₁₈-Halogenalkene, Styrol, C₁-C₆-Al-kylstyrol, Vinylalkylether, worin die Alkyleinheit 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, C₂-C₁₀-Perfluoralkylacrylate und -methacrylate oder entsprechend teilweise fluorierte Acrylate und Methacrylate, C₃-C₁₂-Perfluoralkyl-ethyl-thiocarbonylaminoethylacrylate und -methacrylate, Acryloxy- und Methacryloxyalkylsiloxane, N-Vinylcarbazol, C₁-C₁₂-Alkylester von Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure und dergleichen ein, ohne dass die nachstehende Liste als abschließend anzusehen ist. Bevorzugt sind beispielsweise, C₁-C₄-Alkylester von vinylisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Vinylester von Carbonsäuren mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für geeignete hydrophobe Vinylcomonomere schließen Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Cyclohexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat, Styrol, Chloropren, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylonitril, 1-Buten, Butadien, Methacrylnitril, Vinyltoluol, Vinylethylether, Perfluorhexylethyl-thiocarbonylaminoethylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Trifluorethylmethacrylat, Hexafluorisopropyl methacrylat, Hexafluorbutylmethacrylat, Tris-trimethylsilyloxy-silyl-propylmethacrylat, 3-Methacryloxypropylpentamethyldisiloxan und Bis(methacryloxypropyl)tetramethyldisiloxan ein.
Geeignete hydrophile Vinylcomonomere schließen Hydroxysubstituierte Niederalkylacrylate und -methacrylate, Acrylamid, Methacrylamid, Niederalkylacrylamid und -methacrylamid, ethoxylierte Acrylate und -methacrylate, Hydroxy-substituierte Niederalkylacrylamide und -methacrylamide, Hydroxy-substituierte Niederalkylvinylether, Natriumethylensulfonat, Natriumstyrolsulfonat, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, N-Vinylpyrrol, N-Vinylsuccinimid, N-Vinylpyrrolidon, 2- oder 4-Vinylpyridin, Acrylsäure, Methacrylsäure, Amino- (der Begriff "Amino" schließt auch quaternäres Ammonium ein), Mononiederalkylamino- oder Di-niederalkylamino-niederalkylacrylate und -methacrylate, Allylalkohol und dergleichen ein, ohne dass die nachstehend Liste als abschließend anzusehen ist. Bevorzugt sind beispielsweise Hydroxy-substituierte C₂-C₄-Alkyl-(meth)acrylate, fünf- bis sieben-gliedrige N-Vinyllactame, N,N-Di-C₁-C₄-alkyl-(meth)acrylamide und vinylisch ungesättigte Carbonsäuren mit insgesamt 3 bis 5 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für geeignete hydrophile Vinylcomonomere schließen Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, Dimethylacrylamid, Allylalkohol, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidin, Glycerolmethacrylat, N-(1,1-Dimethyl-3-oxobutyl)-acrylamid und dergleichen ein.
Bevorzugte hydrophobe Vinylcomonomere sind Methylmethacrylat und Vinylacetat. Bevorzugte hydrophile Vinylcomonomere sind 2-Hydroxyethylmethacylat, N-Vinylpyrrolidon und Acrylamid. Besonders bevorzugt wird das Vernetzen der erfindungsgemäßen Prepolymere in Abwesenheit eines Vinylcomonomers ausgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die erfindungsgemäßen Prepolymere vorher in eine wässerige Mesophase umgewandelt und die wässerige Mesophase wird dann Photovernetzen unterzogen. Ein geeignetes Verfahren zum Her stellen einer wässerigen Mesophasenzusammensetzung und ihrer Vernetzung in einer ophthalmischen Form wird in der PCT-Anmeldung WO 99/12059 offenbart und kann folglich mit einem erfindungsgemäßen Prepolymer ausgeführt werden.
Die Lösungen oder Mesophasen, die ein erfindungsgemäßes Prepolymer umfassen, können zur Bildung von Formlingen, insbesondere ophthalmischen Formlingen, wie Kontaktlinsen, beispielsweise durch Ausführen des Photovernetzens der erfindungsgemäßen Prepolymere in einer geeigneten Form, insbesondere einer Kontaktlinsenform in an sich bekannter Weise verarbeitet werden. Beispielsweise wird die Lösung oder Mesophase in eine ophthalmische Form in einer an sich bekannten Weise, wie insbesondere durch übliches Dosieren und beispielsweise tropfenweise Einführung oder durch Extrusion eingeführt. Geeignete Formen sind im Allgemeinen übliche Kontaktlinsenformen, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Somit können die erfindungsgemäßen Kontaktlinsen beispielsweise in einer an sich bekannten Weise, z.B. in einer üblichen "Schleudergussform", wie beispielsweise in US-A-3 408 429 beschrieben, oder durch das sogenannte Vollformverfahren in einer statischen Form, wie beispielsweise in US-A-4347198 beschrieben, hergestellt werden. Geeignete Formen werden beispielsweise aus Polypropylen hergestellt. Quarz, Saphirglas und Metalle sind beispielsweise geeignete Materialien für wiederverwendbare Formen.
Das Vernetzen kann in der Form beispielsweise durch aktinische Strahlung, wie zum Beispiel sichtbares Licht oder UV-Licht, oder durch ionisierende Strahlung, wie beispielsweise Gammastrahlung, Elektronenstrahlung oder Röntgenstrahlung, ausgelöst werden. Das Vernetzen kann, falls geeignet, auch thermisch oder elektrochemisch ausgelöst werden. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass das Vernetzen in einer sehr kurzen Zeit, beispielsweise ≤ 30 Minuten, vorzugsweise ≤ 20 Minuten, bevorzugter ≤ 5 Minuten, auch bevorzugter in ≤ 1 Minute, insbesondere 10 bis 45 Sekunden, insbesondere vorzugsweise, wie in den Beispielen offenbart, ausgeführt werden kann.
Das Öffnen der Form, sodass der Formling aus der Form entfernt werden kann, kann in an sich bekannter Weise erfolgen.
Wenn der erfindungsgemäß hergestellte Formling eine Kontaktlinse ist und die letztere aus einem vorher gereinigten Prepolymer der Erfindung hergestellt wurde, dann ist es normalerweise nicht notwendig, dass der Entfernung des Formlings Reinigungsschritte folgen, beispielsweise Extraktion, weil die verwendeten Prepolymere keine beliebigen unerwünschten niedermolekulargewichtigen Bestandteile enthalten; folglich ist das vernetzte Produkt auch frei oder im Wesentlichen frei von solchen Bestandteilen und auf anschließende Extraktion kann verzichtet werden. Die Kontaktlinsen können folglich in üblicher Weise direkt in gebrauchsfertige Kontaktlinsen durch Lösungsmittelextraktion und Hydratation umgewandelt werden. Geeignete Formen von Hydratation können gebrauchsfertige Kontaktlinsen mit einer breiten Vielzahl von Wassergehalten erzeugen, die dem Fachmann bekannt sind. Die Kontaktlinse wird gequollen, beispielsweise; in Wasser, in einer wässerigen Salzlösung, insbesondere einer wässerigen Salzlösung mit einer Osmolarität von ungefähr 200 bis 450 Milliosmol in 1000 ml (Einheit: mosm/l), vorzugsweise ungefähr 250 bis 350 mosm/l und insbesondere ungefähr 300 mosm/l, oder in einem Gemisch von Wasser oder einer wässerigen Salzlösung mit einem physiologisch tolerierbaren polaren organischen Lösungsmittel, beispielsweise Glycerin. Das Quellen des Prepolymers in Wasser oder in wässerigen Salzlösungen ist bevorzugt.
Die für die Hydratation verwendeten wässerigen Salzlösungen sind vorteilhafterweise Lösungen von physiologisch tolerierbaren Salzen, wie Puffersalzen, die üblicherweise auf dem Gebiet der Kontaktlinsenpflege, beispielsweise Phosphatsalze, eingesetzt werden, oder isotonisierende Mittel, die üblicherweise auf dem Kontaktlinsenpflegegebiet eingesetzt werden, wie insbesondere Alkalimetallhalogenide, beispielsweise Natriumchlorid, oder Lösungen von Gemischen davon. Ein Bei spiel einer besonders geeigneten Salzlösung ist eine synthetische, vorzugsweise gepufferte Tränenflüssigkeit, die der natürlichen Tränenflüssigkeit bezüglich pH-Wert und Osmolarität angepasst wurde, beispielsweise eine ungepufferte oder vorzugsweise gepufferte, beispielsweise Phosphat-gepufferte Natriumchloridlösung, wobei die Osmolarität und der pH-Wert davon der Osmolarität und dem pH-Wert von menschlicher Tränenflüssigkeit entsprechen.
Die vorstehend definierten Hydratationsflüssigkeiten sind vorzugsweise rein, das heißt frei oder im Wesentlichen frei von unerwünschten Bestandteilen. Besonders bevorzugt ist die Hydratationsflüssigkeit reines Wasser oder eine wie vorstehend beschriebene synthetische Tränenflüssigkeit.
Wenn der erfindungsgemäß hergestellte Formling eine Kontaktlinse ist, und die letztere aus einer wässerigen Phase oder Mesophase eines vorher gereinigten Prepolymers der Erfindung hergestellt wurde, wird das vernetzte Produkt auch keine schwierigen Verunreinigungen enthalten. Es gibt normalerweise deshalb einen Bedarf für anschließende Extraktion. Da das Vernetzen in einem wässerigen Medium ausgeführt wird, gibt es keinen Bedarf für anschließende Hydratation. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zeichnen sich deshalb die durch dieses Verfahren erhältlichen Kontaktlinsen durch die Tatsache aus, dass sie zur Verwendung, wie vorgesehen, ohne Extraktion oder Hydratation geeignet sind. Der Begriff "Verwendung, wie vorgesehen", ist in diesem Zusammenhang insbesondere so zu verstehen, dass die Kontaktlinsen in das menschliche Auge eingeschoben werden können.
Die erfindungsgemäßen Copolymere sind insbesondere für die Herstellung von Massenprodukten geeignet, wie beispielsweise Kontaktlinsen, die für eine kurze Zeit, beispielsweise einen Monat, eine Woche oder gerade einen Tag getragen werden, und dann durch neue Linsen ersetzt werden. Dies gilt besonders, wenn die Kontaktlinsen aus einer wässerigen Lösung oder Mesophase eines erfindungsgemäßen Copolymers hergestellt wer den, welches auf dem Auge ohne anschließende Behandlungsschritte, wie Extraktion oder Hydratation, verwendet werden können.
Die Erfindung betrifft weiterhin Formlinge, die ein erfindungsgemäßes vernetztes Prepolymer umfassen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Weitere Beispiele für Formlinge der Erfindung neben Kontaktlinsen sind biomedizinische oder spezielle ophthalmische Formlinge, beispielsweise Intraokularlinsen, künstliche Cornea, Augenbandagen, Wundheilungsverbände, Materialien zur verzögerten Freisetzung eines Wirkstoffs, wie ein Arzneimittelabgabepflaster, Formlinge zur Verwendung in der Chirurgie, wie Herzventile, vaskuläre Implantate, Katheter, künstliche Organe, eingekapselte biologische Implantate, beispielsweise pankreatische Inseln, Materialien für Prothesen, wie Knochensubstitute und dergleichen, Formlinge für Diagnostika, biomedizinische Instrumente und Filme oder Membranen, beispielsweise Membranen zur Steuerung von Diffusion, photostrukturierbaren Filmen für Informationslagerung [Informationsspeicherung] oder Photoresistmaterialien, beispielsweise Membranen oder Formlinge für Ätzresists oder Siebdruckresists.
Biomedizinische Formlinge, insbesondere ophthalmische Formlinge, wie Kontaktlinsen, die gemäß der Erfindung erhältlich sind, haben einen Bereich von ungewöhnlichen und sehr vorteilhaften Eigenschaften. Unter diesen Eigenschaften können beispielsweise ihre ausgezeichnete Verträglichkeit mit der menschlichen Cornea erwähnt werden, welche aufgrund eines ausgeglichenen Verhältnisses von Wassergehalt, Sauerstoffpermeabilität und mechanischen Eigenschaften vorliegt. Die erfindungsgemäßen Kontaktlinsen haben weiterhin eine hohe Maßhaltigkeit. Auch nach Autoklavenbehandlung bei beispielsweise ungefähr 120°C können keine Veränderungen in der Form nachgewiesen werden.
Eine Gruppe von bevorzugten vernetzten Polymeren, die erfindungsgemäß erhältlich ist, betrifft jene, die aus einem erfindungsgemäßen Prepolymer erhalten werden, das auf einem oder mehreren hydrophilen Monomeren und einem Polysiloxan oder Perfluoralkylpolyether-Vernetzungsmittel basiert. Durch die Prepolymere erhältliche Formlinge sind vorzugsweise mindestens teilweise biokontinuierlich, das heißt die Formlinge haben mindestens zwei biokontinuierliche Phasen, insbesondere eine sauerstoffdurchlässige und eine ionendurchlässige Phase, die miteinander vermischt sind. Aufgrund dieses Strukturmerkmals haben aus den Prepolymeren erhältliche Kontaktlinsen und andere biomedizinische Gegenstände einen Bereich von ungewöhnlichen und sehr vorteilhaften Eigenschaften und sind deshalb für längere Tragezeiträume (tatsächlich ausgedehntes Tragen, das heißt sieben Tage oder mehr) geeignet. Unter diesen Eigenschaften sind beispielsweise ihre ausgezeichnete Verträglichkeit mit der menschlichen Cornea und mit Tränenflüssigkeit, falls erforderlich, nach geeigneter Oberflächenbehandlung (beispielsweise Beschichtung), die auf einem ausgeglichenen Verhältnis zwischen Wassergehalt, Sauerstoffpermeabilität, Ionenpermeabilität und mechanischen und absorptiven Eigenschaften basiert. Dies ergibt einen hohen Komfort und die Abwesenheit von Reizung und allergischen Effekten. Aufgrund ihrer günstigen Permeabilitätseigenschaften bezüglich Gasen (CO₂ und O₂), verschiedenen Salzen, Nährmitteln, Wasser und diversen anderen Komponenten der Tränenflüssigkeit haben die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Kontaktlinsen keine Wirkung oder tatsächlich keine Wirkung auf die natürlichen metabolischen Vorgänge in der Cornea. Weiterhin sind durch das Verfahren erhältliche Kontaktlinsen optisch klar und transparent, haben eine hohe Lebensdauer und gute mechanische Eigenschaften, beispielsweise bezüglich des Elastizitätsmoduls, Bruchdehnung und Maßhaltigkeit.
In den nachstehenden Beispielen sind die Mengen auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders ausgewiesen, und Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.
Beispiel 1a
(Herstellung eines Polysiloxan-Vernetzungsmittels) 300 g H₂O, 30 g Natriumchlorid und 16 g Na₂CO₃ werden zu einer Lösung von 200 g Di-aminopropyl-beendetem Polydimethylsiloxan (Shin-Etsu KF-8012, Mn ≈ 4000) in 350 g Pentan in einem geeigneten Reaktionsgefäß gegeben. Zu dem gerührten Gemisch werden tropfenweise 10 ml von Acryloylchlorid innerhalb etwa 60 Minuten unter Halten des Gemisches bei Raumtemperatur gegeben. Das Reaktionsgemisch wird dann weitere 60 Minuten bei Raumtemperatur gerührt.
Die organische Phase des erhaltenen Zwei-Phasen-Systems wird getrennt und mit MgSO₄ getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels an einem Rotationsverdampfer wird die Verbindung der Formel
erhalten, wobei d₁ im Durchschnitt etwa rund 54 ist, als eine klare, farblose Flüssigkeit (0,48 mÄquiv/g Doppelbindungen).
Beispiele 1b–1c
Das Verfahren von Beispiel 1a wird unter Verwendung von weiteren Di-aminopropyl-beendeten Polydimethylsiloxanen, wie in der Tabelle ausgewiesen, wiederholt.
Beispiel 1d
Ein weiteres Vernetzungsmittel wird durch Vermischen des Produkts von Beispiel 1b mit dem Produkt von Beispiel 1a in einem Gewichtsverhältnis von 2,92:1 (0,25 mÄquiv/g Doppelbindungen) hergestellt.
Beispiel 1e
300 g H₂O, 30 g Natriumchlorid und 16 g Na₂CO₃ werden zu einer Lösung von 200 g Di-aminopropyl-beendetem Polydimethylsiloxan (Shin-Etsu KF-8012, MW 4000) in 350 g Pentan in einem geeigneten Reaktionsgefäß gegeben. Zu dem gerührten Gemisch werden tropfenweise 1,97 g Oxalylchlorid, gefolgt von 10 ml Acryloylchlorid innerhalb 60 Minuten unter Halten der Temperatur bei Raumtemperatur gegeben. Das Reaktionsgemisch wird dann weitere 60 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und gemäß Beispiel 1a isoliert (0,252 mÄquiv/g Doppelbindungen).
Beispiel 1f
(Herstellung eines bifunktionellen Kettenübertragungsmittels) Zu 10 g Bis-(2-aminoethyl)-amin in einem geeigneten Gefäß mit Thermometer und Kühleinrichtung werden langsam 22 g γ-Thiobutyrolacton unter Halten des Gemisches bei 50°C gegeben. Nach vollständiger Zugabe wird das Reaktionsgemisch auf 80°C erhitzt und der Überschuss an γ-Butyrolacton wird unter vermindertem Druck abdestilliert. Das kristalline Produkt wird in etwa 48 ml 2N HCl gelöst unter Gewinnung eines pH-Werts von 5. Die wässerige Lösung wird in einem Rotationsverdampfer eingedampft und das Produkt wird dann unter Vakuum bei 80°C getrocknet.
Nach Umkristallisation aus Ethanol wird das Produkt der Formel
als ein weißes kristallines Produkt erhalten, Fp.: 164,5°C.
Beispiel 2a
(Herstellung eines amphiphilen Blockcopolymers) Ein mit einem Magnetrührer, Innenthermometer, Intensivkühler und Trockenrohr ausgestatteter Drei-Hals-Rundkolben wird mit einer Lösung von 76 g gemäß Beispiel 1a erhaltenem Polysiloxan-Vernetzungsmittel in 120 g Tetrahydrofuran (THF) beschickt. Die Apparatur wird evakuiert und mit Stickstoff gefüllt. Dies wird dreimal wiederholt.
Eine zweite Lösung wird getrennt aus 4,0 g Cysteaminhydrochlorid (Kettenübertragungsmittel) und 340 g Ethanol (EtOH) hergestellt. 0,1 g Azobisisobutyronitril (AIBN) und 38 g N,N-Dimethylacrylamid (DMA) werden zugegeben und das Ganze dreimal, wie vorstehend beschrieben, entgast. Die erhaltene Lösung wird dann zu der ersten Lösung, umfassend das Polysiloxan-Vernetzungsmittel, gegeben und das gesamte Reaktionsgemisch wird erneut dreimal entgast. Das Gemisch wird für etwa 8 Stunden auf 65°C erhitzt und dann auf Raumtemperatur gekühlt. Das Produkt wird durch Ultrafiltration gereinigt und durch Lyophilisierung isoliert. Eine analytische Probe des Aminhydrochloridprodukts wird durch Amintitration (0,1 mÄquiv/g), GPC und NMR charakterisiert.
Beispiele 2b–2k
Amphiphile Blockcopolymere mit ähnlichen Eigenschaften werden durch Wiederholen des Verfahrens von Beispiel 2a, jedoch unter Verwendung der Mengen an Verbindungen, die in nachstehender Tabelle ausgewiesen sind, erhalten.
Beispiel 2l
(Herstellung eines amphiphilen Blockcopolymers) Ein Gemisch von zwei α,ω-Bisacrylamid-polydimethylsiloxanen, 120,1 g von Beispiel 1b und 43,6 g von Beispiel 1a werden zu einem mit Heizmantel und Thermostat, Thermometer, Rückflusskühler, Vakuum/N₂-Verbindung und mechanischem Rührer ausgestatteten Reaktor gegeben. Der Reaktor wird bei 15°C thermostatisiert und das PDMS-Gemisch wird durch 5 Evakuierungszyklen bis 15 mbar und Spülen mit N₂ entgast.
77,03 g destilliertes DMA werden zu einem 2 1-Rundkolben gegeben und in 831,3 g 1-Propanol gelöst. Die Lösung wird mit Hilfe eines Magnetstabrührers gerührt und durch zwei schnelle Evakuierungszyklen bis 80 mbar und Spülen mit N₂ entgast und dann zu dem Reaktor gegeben. 4,8 g Cysteamin-HCl werden in 816 g 1-Propanol gelöst und die Lösung wird, wie für die DMA-Lösung (50 mbar) beschrieben, entgast und zu dem Reaktor gegeben. 0,86 g AIBN werden in 559 g von 1-Propanol gelöst, und die Lösung wird, wie für die DMA-Lösung (50 mbar) beschrieben, entgast und zu dem Reaktor gegeben.
Das trübe Gemisch in dem Reaktor wird auf 8°C gekühlt und unter heftigem Rühren durch 4 Evakuierungszyklen bis 25 mbar und Spülen mit N₂ entgast, wonach es unter einem leichten N₂-Überdruck gehalten wird. Anschließend wird der Reaktor auf 65°C erhitzt, während dessen das Reaktionsgemisch klar und farblos wird. Die Lösung wird 12 h bei 65°C gerührt und wird dann auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Nachdem der Reaktor geöffnet und eine Probe für Dünnschichtchromatographie entnommen wurde, wird das Nicht-Vorliegen von restlichem DMA bestätigt. Etwa die Hälfte des Lösungsmittels wird unter vermindertem Druck aus dem Reaktor abdestilliert, Wasser wird der Lösung zugesetzt und das verbleibende Lösungsmittel wird abdestilliert unter Gewinnung einer wässerigen Emulsion des Produkts. Eine Probe wird aus der Emulsion entnommen und gefriergetrocknet. Eine weitere Probe wird entnommen und durch Ultrafiltration über einer Membran mit einer nominalen Molekulargewichtsgrenze von 10 kMol/g gereinigt, gefolgt von Gefrier trocknen unter Gewinnung eines weißen Feststoffs. Vergleich der ¹H-NMR-Spektren mit beiden Produkten zeigte, dass etwa 53% der DMA in das Copolymer eingebaut sind.
Beispiel 3a
(Herstellung eines vernetzbaren amphiphilen Blockcopolymers) 50 Volumenprozent des Lösungsmittels (Ethanol und THF) des in Beispiel 2a vor der Ultrafiltration erhaltenen Reaktionsgemisches werden an einem Rotationsverdampfer entfernt. Das Wasser wird dann zugegeben und das verbleibende Lösungsmittel wird an einem Rotationsverdampfer entfernt, bis eine Gesamtmenge von etwa 1000 ml Emulsion erreicht ist, und die Temperatur des Reaktionsgemisches wird auf etwa 0°C eingestellt. Nach der Zugabe eines Puffers (10 g NaHCO₃) werden tropfenweise etwa 8 ml Acryloylchlorid zu dem Reaktionsgemisch mit einem Verhältnis von etwa 0,8 ml/Minute gegeben, während der pH-Wert durch die Zugabe von 15%iger wässeriger Natriumhydroxidlösung bei einem Wert von 9 konstant gehalten wird. Der pH-Wert wird dann auf 7 eingestellt und das Reaktionsgemisch wird zuerst unter Verwendung einer G-3-Fritte filtriert und dann durch Ultrafiltration mit Wasser unter Verwendung einer 300 kD-Membran gereinigt. Nach Aufkonzentrierung wird eine 10 bis 20%ige wässerige Emulsion des vernetzbaren Produkts erhalten, welches nach Lyophilisierung einen weißen Feststoff ergibt.
Beispiele 3b–3k
Vernetzbare amphiphile Blockcopolymere mit ähnlichen Eigenschaften werden durch Wiederholen von Beispiel 3a erhalten, jedoch unter Verwendung des amphiphilen Blockcopolymers von Beispielen 2b–2k.
Beispiel 3l
(Herstellung eines vernetzbaren amphiphilen Blockcopolymers) Die in Beispiel 21 erhaltene zurückbleibende Emulsion wird einem 2 1-Becherglas zugeführt, welches mit einem mechanischen Rührer ausgestattet ist; 4,0 g NaHCO₃ werden zugegeben und das Gemisch wird mit einem Eisbad auf 1°C ge kühlt. Der pH-Wert wird auf 9,5 eingestellt und bei diesem Wert mit 15%iger wässeriger NaOH gehalten und 15 ml Acryloylchlorid werden mit einer Geschwindigkeit von 0,30 ml/min zugegeben. Nachdem die Zugabe vollständig ist, wird die Emulsion durch Ultrafiltration über eine Membran mit einer nominalen Molekulargewichtsgrenze von 10 kMol/g gereinigt, gefolgt von Gefriertrocknen unter Gewinnung eines weißen Feststoffs.
Beispiel 4a–4k
(Herstellung einer Kontaktlinse) Ein Zentrifugenrohr wird mit 2,3 g eines Produkts von einem von Beispielen 3a bis 3k und 1,0 g Ethanol, enthaltend 0,3 Gewichtsprozent Photostarter Darocure^® 2959 beschickt. Die Komponenten werden sorgfältig vermischt, bis eine homogene viskose Lösung gebildet ist. Die Formulierung wird bei 5000 U/min für 10 Minuten zentrifugiert, um Luftblasen zu entfernen. Portionen der Formulierung werden in Polypropylen-Kontaktlinsenformen gefüllt und durch UV-Strahlung für 15 bis 25 Sekunden mit einer UV-Intensität von 1,6 mW/cm² (Macam-Lampe) gehärtet. Nach Öffnen der Form und Hydratisierung werden in jedem Fall klare und farblose Kontaktlinsen (Wassergehalt Bsp. 4a etwa 20 Gewichtsprozent, Bsp. 4b etwa 30 Gewichtsprozent, Bsp. 4c etwa 23 Gewichtsprozent, Bsp. 4d n.m., Bsp. 4e etwa 19 Gewichtsprozent, Bsp. 4f etwa 27 Gewichtsprozent, Bsp. 4g etwa 28 Gewichtsprozent, Bsp. 4h etwa 25 Gewichtsprozent, Bsp. 4i etwa 20 Gewichtsprozent, Bsp. 4j etwa 26 Gewichtsprozent, Bsp. 4k etwa 19 Gewichtsprozent) mit einer hohen Ionenpermeabilität und Sauerstoffpermeabilität sowie guten mechanischen Eigenschaften, beispielsweise bezüglich des E-Moduls und Bruchdehnung, erhalten.
Beispiel 41: (Herstellung einer Kontaktlinse) Eine Probe des gemäß Beispiel 31 erhaltenen Makromonomers wird in Dichlormethan gelöst. Die Lösung wird durch einen 1,2 μm-Filter druckfiltriert und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt. Von dem erhaltenen wachsartigen Material werden 2,3 g mit 1,0 g von 2-Methyl-1-pentanol, enthaltend Photostarter Darocure^® 2959, vermischt unter Gewinnung einer klaren farblosen Formulierung (Viskosität = 7,6 Pa·s, 70,5 Gewichtsprozent Feststoffe, 0,30 Gewichtsprozent Photostarter bezüglich Feststoffe).
Die Formulierungen werden in Polypropylenformen gegossen und 15 Sekunden mit UV-Licht mit einer Intensität von 1, 6 mW/cm² bei 310 nm mit einer Macam-Lampe (400W) gehärtet. Nach Extraktion in Ethanol und Autoklavenbehandlung werden klare, transparente und elastische Linsen mit einem Wassergehalt von 24 Gewichtsprozent und mit hohen Ionenpermeabilitäts- und Sauerstoffpermeabilitätswerten in Kombination mit guten mechanischen Eigenschaften in jedem Fall erhalten. Geeignete Verfahren zur Bestimmung der Ionenpermeabilität oder Sauerstoffpermeabilität werden beispielsweise in US-Patent Nr. 5 807 944 beschrieben.
Beispiel 5
(Herstellung von Hydrogelkontaktlinsen) 23,7 g Bis(2-aminopropyl)polyethylenglycol 2000 werden zu der entsprechenden Bis-acrylamid-Verbindung in THF unter Verwendung des in Beispiel 1a ausgewiesenen Verfahrens umgewandelt. 10,2 g Bis(2-acrylamidopropyl)polyethylenglycol, 8,0 g DMA und 1,0 g Cysteaminhydrochlorid werden unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 2, jedoch unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel und 1,1-Azodiisobutyramidin als Katalysator umgesetzt unter Gewinnung eines DMA/PEG-Blockcopolymers mit Aminfunktionalisierung. Die Aminogruppen des Copolymers werden in Acrylamidogruppen unter Verwendung des Verfahrens von Beispiel 3a umgewandelt. Kontaktlinsen werden durch Herstellen einer 30%igen wässerigen Lösung des vorstehend erhaltenen vernetzbaren Copolymers, Zugeben von 0,3% (bezogen auf den Polymergehalt) des Photostarters Irgacure 2959 und Bestrahlen für etwa 15–30 Sekunden in einer transparenten Kontaktlinsenform von Polypropylen unter Anwendung einer UV-Intensität von 1,6 mW/cm² (Macam-Lampe) erhalten. Die Linsen werden aus der Form ent fernt, sie sind optisch klar und haben gute mechanische Eigenschaften.
Beispiel 6
(Herstellung eines niedermolekulargewichtigen Polyvinylalkohol-Vernetzungsmittels) Zu 380 g einer wässerigen Lösung von Nelfilcon A (Acrylat-modifiziertes PVA, Feststoffgehalt 10%, Synthese analog zu EP-A-641806, Beispiel 15i)) werden 2,2 g H₅IO₆ in 20 ml Wasser gegeben und der pH-Wert wird mit Na₂CO₃-Lösung auf 7 eingestellt. Die erhaltene Lösung wird durch Ultrafiltration unter Verwendung einer 1kD-Membran gereinigt unter Gewinnung eines PVA-Vernetzungsmittels mit niederem Molekulargewicht (Feststoffgehalt 13,7 Gewichtsprozent).
Beispiel 7
(Herstellung eines Formlings) 77,2 g der gemäß Beispiel 6 erhaltenen wässerigen PVA-Vernetzungsmittellösung (10,6 g Vernetzungsmittel) werden entgast und mit Stickstoff gespült. 1,5 g Cysteaminhydrochlorid, 4,78 g DMA und 0,1 g 1,1-Azodiisobutyramidin werden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird dreimal entgast und dann für etwa 8 Stunden bei 50°C polymerisiert. Die Lösung des Polymers wird dann mit überschüssigem Acryloylchlorid bei pH 9 und bei einer Temperatur von 0°C behandelt. Nach Neutralisation wird die erhaltene Reaktionslösung durch Ultrafiltration unter Verwendung einer 1kD-Membran gereinigt unter Gewinnung eines vernetzbaren Prepolymers. Zu einer 30 gewichtsprozentigen Lösung des vernetzbaren Prepolymers werden 0,1 Gewichtsprozent eines Photostarters (Irgacure 2959) gegeben. Aus der klaren viskosen Lösung wird ein 0,1 mm dicker Film zwischen Glasplatten mit Abstandshaltern hergestellt. Der Film wird einer UV-Lampe für 15 Sekunden ausgesetzt. Ein klarer Film wird erhalten, der ein klares Hydrogel in Wasser bildet.
Beispiel 8
(Herstellung eines Formlings) 2,3 g DMA, 1,0 g N,N'-(1,2-Dihydroxyethylen)-bis-acrylamid, 1,0 g Cysteaminhydrochlorid und 0,1 g 1,1-Azodiisobutyramidin werden vermischt und dreimal entgast. Das Reaktionsgemisch wird dann unter Stickstoff für etwa 8 Stunden bei 50°C polymerisiert. Die Lösung des Polymers wird mit überschüssigem Acryloylchlorid bei pH 9 und einer Temperatur von 0°C behandelt. Nach Neutralisation wird die erhaltene Reaktionslösung durch Ultrafiltration unter Verwendung einer 1kD-Membran gereinigt unter Gewinnung eines vernetzbaren Prepolymers. Zu einer 35 gewichtsprozentigen wässerigen Lösung des vernetzbaren Prepolymers werden 0,1 Gewichtsprozent eines Photostarters (Irgacure 2959) gegeben. Aus der klaren viskosen Lösung wird ein 0,1 mm dicker Film zwischen Glasplatten mit Abstandshaltern hergestellt. Der Film wird 15 Sekunden einer UV-Lampe ausgesetzt. Ein klarer Film wird erhalten, der ein klares Hydrogel in Wasser bildet.

Claims

Vernetzbares oder polymerisierbares Prepolymer, das erhältlich ist durch (a) Copolymerisieren von mindestens einem hydrophilen Monomer, das eine ethylenisch ungesättigte Doppelbindung aufweist, und mindestens einem Vernetzungsmittel, umfassend zwei oder mehrere ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen, in Gegenwart eines Kettenübertragungsmittels, das eine funktionelle Gruppe aufweist; und (b) Umsetzen von einer oder mehreren funktionellen Gruppen des erhaltenen Copolymers mit einer organischen Verbindung, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe aufweist.
Prepolymer nach Anspruch 1, worin das hydrophile Monomer gemäß Schritt (a) einen Rest der Formel
darstellt, worin R₂ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl darstellt, R₄ C₁-C₄-Alkyl, Phenyl oder einen Rest -C(O)OY₉ darstellt, worin Y₉ Wasserstoff oder unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes C₁-C₄-Alkyl darstellt, R₅ einen Rest -C(O)Y₉' oder -CH₂-C(O)OY₉' darstellt, worin Y₉' unabhängig die Bedeutung von Y₉ aufweist, und R₃ (i) einen nicht-ionischen Substituenten, ausgewählt aus C₁-C₆-Alkyl, das mit einem oder mehreren gleichen oder verschiedenen Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -OH, C₁-C₄-Alkoxy und -NRR', worin R und R' jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder unsubstituiertes oder Hydroxysubstituiertes C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl darstellen, substituiert sind; Phenyl, das mit Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy oder -NRR', worin R und R' wie vorstehend definiert sind, substituiert ist; einem Rest -COOY, worin Y C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₂₄-Alkyl, das mit Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy, -O-Si(CH₃)₃-, -NRR', worin R und R' wie vorstehend definiert sind, einem Rest -O(CH₂CH₂O)_1-24-E, worin E Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl darstellt, oder einem Rest -NH-C(O)-O-G, worin -O-G den Rest eines Saccharids mit 1 bis 8 Zuckereinheiten darstellt oder einen Rest -O-(CH₂CH₂O)_1-24-E darstellt, worin E wie vorstehend definiert ist, substituiert ist, oder Y C₅-C₈-Cycloalkyl, das unsubstituiert oder mit C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy substituiert ist, darstellt, oder unsubstituiertes oder C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Alkoxy-substituiertes Phenyl oder C₇-C₁₂-Aralkyl darstellt; -CONY₁Y₂, worin Y₁ und Y₂ jeweils unabhängig Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₁₂-Alkyl, das mit Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy, einem Rest -CH(OR₁₈)₂, worin R₁₈ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₂-C₅-Alkanoyl darstellt, oder einem Rest -O-(CH₂CH₂O)_1-24-E, worin E wie vorstehend definiert ist, substituiert ist, darstellen, oder Y₁ und Y₂ zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen fünf- oder sechsgliedrigen heterocyclischen Ring ohne ein weiteres Heteroatom oder mit einem zusätzlichen Sauerstoff- oder Stickstoffatom bilden; einem Rest -OY₃, worin Y₃ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₁₂-Alkyl, das mit -NRR' substituiert ist; darstellt oder einen Rest -C(O)-C₁-C₄-Alkyl darstellt; und wobei R und R' wie vorstehend definiert sind; oder einem fünf- bis siebengliedrigen hetero cyclischen Rest mit mindestens einem N-Atom und gebunden in jedem Fall über das Stickstoffatom; oder (ii) einen anionischen Substituenten, ausgewählt aus C₁-C₆-Alkyl, das mit -SO₃H, -OSO₃H, -OPO₃H₂ und -COOH substituiert ist; Phenyl, das mit einem oder mehreren gleichen oder verschiedenen Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus -SO₃H, -COOH, -OH und -CH₂-SO₃H, substituiert ist; -COOH; einem Rest -COOY₄, worin Y₄ C₁-C₂₄-Alkyl, das mit -COOH, -SO₃H, -OSO₃H, -OPO₃H₂ oder mit einem Rest -NH-C(O)-O-G', worin G' den Rest eines anionischen Kohlenhydrats darstellt, substituiert ist, darstellt; einem Rest -CONY₅Y₆, worin Y₅ C₁-C₂₄-Alkyl, das mit -COOH, -SO₃H, -OSO₃H oder -OPO₃H₂ substituiert ist, darstellt, und Y₆ unabhängig die Bedeutung von Y₅ aufweist oder Wasserstoff oder C₁-C₁₂-Alkyl darstellt; oder -SO₃H oder ein Salz davon; oder (iii) einen kationischen Substituenten, ausgewählt aus C₁-C₁₂-Alkyl, das mit einem Rest -NRR' R"⁺An^-, worin R, R' und R" jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes C₁-C₆-Alkyl oder Phenyl darstellen und An^- ein Anion darstellt; oder einem Rest -C(O)OY₇, worin Y₇ C₁-C₂₄-Alkyl, das mit -NRR' R"⁺An^- substituiert ist, darstellt und weiterhin unsubstituiert oder mit Hydroxy substituiert ist, wobei R, R', R" und An^- wie vorstehend definiert sind; oder (iv) einen zwitterionischen Substituenten -R₁-Zw, worin R₁ eine direkte Bindung oder eine Carbonyl-, Carbonat-, Amid-, Ester-, Dicarboanhydrid-, Dicarboimid-, Harnstoff- oder Urethangruppe darstellt; und Zw eine aliphatische Einheit, umfassend jeweils eine anionische und eine kationische Gruppe, darstellt, bedeutet.
Prepolymer nach Anspruch 1 oder 2, worin das hydrophile Monomer nach Schritt (a) einen Rest der Formel
darstellt, worin R₂ Wasserstoff oder Methyl darstellt und R₃ einen nicht-ionischen Substituenten, ausgewählt aus -COO-C₁-C₂-Alkyl, -COO-(CH₂)_2-4-OH, -CONH₂, -CON(CH₃)₂, -CONH-(CH₂)₂-OH, -CONH-(CH₂)_1-3-CH(OC₁-C₂-Alkyl),
darstellt.
Prepolymer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, worin das Vernetzungsmittel nach Schritt (a) ein Polysiloxan, Perfluoralkylpolyether oder Polysiloxan/Perfluoralkylpolyether-Blockcopolymer, umfassend in jedem Fall zwei oder mehrere ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen, darstellt.
Prepolymer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, worin das Vernetzungsmittel nach Schritt (a) ein Polysiloxan der Formel
darstellt, worin (alk) Alkylen mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen darstellt, das durch -O- unterbrochen sein kann; X -O- oder -NR₈- darstellt, R₈ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl darstellt, Q einen organischen Rest, umfassend eine vernetzbare oder polymerisierbare Gruppe, darstellt, wobei 80–100 der Reste R₆, R₆', R₆", ₆''', R₆*, R₇, R₇' und R₇" unabhängig voneinander C₁-C₈-Alkyl darstellen und 0–20% der Reste R₆, R₆', R₆", ₆''', R₆*, R₇, R₇' und R₇" unabhängig voneinander unsubstituiertes oder C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Alkoxy-substituiertes Phenyl, Fluor(C₁-C₁₈-alkyl), Cyano (C₁-C₁₂-alkyl) , Hydroxy-C₁-C₆-alkyl oder Amino-C₁-C₆-alkyl darstellen, x die Zahl 0 oder 1 ist, d₁ eine ganze Zahl von 5 bis 700 ist, d₂ eine ganze Zahl von 0 bis 8 ist, wenn x 0 ist, und 2 bis 10 ist, wenn x 1 ist, und die Summe von (d₁+d₂) 5 bis 700 ist.
Prepolymer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, worin das Vernetzungsmittel nach Schritt (a) ein Polysiloxan der Formel
darstellt, worin R₆, R₆', R₇ und R₇' jeweils Methyl darstellen, d₁ eine ganze Zahl von 10 bis 300 ist, (alk) lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen oder einen Rest -(CH₂)_1-3-O-(CH₂)_1-3- darstellt, X -O- oder -NH- darstellt und Q einen Rest der Formel
darstellt.
Prepolymer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, worin das in Schritt (a) verwendete funktionelle Kettenübertragungsmittel ein organisches primäres Thiol mit einer Hydroxy-, Amino-, N-C₁-C₆-Alkylamino- oder Carboxygruppe darstellt.
Prepolymer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, worin die Komponenten in Schritt (a) in einem Molverhält nis von 0,5 bis 5 Äquivalenten Kettenübertragungsmittel 1 Äquivalent Vernetzungsmittel : 5 bis 60 Äquivalenten hydrophilem/n Monomer(en) verwendet wird.
Prepolymer nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, worin das Copolymer von Schritt (a) in Schritt (b) mit einer Verbindung der Formel
umgesetzt wird, worin R₁₃ Halogen, Hydroxy, unsubstituiertes oder Hydroxy-substituiertes C₁-C₆-Alkoxy oder Phenoxy darstellt, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Carboxy oder Halogen darstellen, R₁₆ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder Halogen darstellt, R₁₇ und R₁₇' jeweils einen ethylenisch ungesättigten Rest mit 2 bis 6 C-Atomen darstellen, oder R₁₇ und R₁₇' zusammen einen zweiwertigen Rest -C(R₁₄)=C(R₁₆)– bilden, worin R₁₄ und R₁₆ wie vorstehend definiert sind, und (Alk*) C₁-C₆-Alkylen darstellt und (Alk**) C₂-C₁₂-Alkylen darstellt.
Verfahren zur Herstellung eines Formlings, das Vernetzen eines nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 erhältlichen Prepolymers in einer Form umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Formling ein ophthalmischer Formling ist und wobei das Prepolymer in einer ophthalmischen Form unter Anwendung von sichtbarem oder UV-Licht photovernetzt wird.
Formling, erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 10 oder 11.
Formling nach Anspruch 12, welcher ein ophthalmischer Formling ist, insbesondere eine Kontaktlinse, intraokulare Linse oder künstliche Cornea.