DE69937639T2

DE69937639T2 - Herstellungsmethode von Linsen mit UV-absorbierenden Eigenschaften

Info

Publication number: DE69937639T2
Application number: DE69937639T
Authority: DE
Inventors: Richard M. Solvay OZARK; Jay F. Canandaigua KUNZLER
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: US5945465A; ID29126A; CA2329534C; AU3489399A; TW375682B; WO1999063366A1; EP1088246A1; MY117176A; CN1301352A; EP1088246B1; BR9910685A; DE69937639D1; KR20010043652A; AU746835B2; JP2002517766A; CA2329534A1; CN1227543C; ES2297923T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Linsen, insbesondere Kontaktlinsen, die einen ultraviolettabsorbierenden Wirkstoff enthalten, und in der Lage sind UV-Strahlung zu absorbieren, wobei die Linsen-bildende Monomermischung durch Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet wird.
Linsen wie z. B. Kontaktlinsen oder Intraokularlinsen können einen UV-absorbierenden Stoff in der Linse enthalten, um Licht im ultravioletten Bereich des Spektrums zu absorbieren, insbesondere um Licht in dem Bereich von etwa 200 bis 400 nm zu absorbieren, und ganz besonders im Bereich von etwa 290 bis 400 nm. Typische UV-absorbierende Materialien für solche Linsenanwendungen sind in den US Patenten Nr. 4,304,895 (Loshaek), 4,528,311 (Beard et al.) und 4,719,248 (Bambury et al.) beschrieben.
Üblicherweise werden solche Linsen durch freie radikalische Polymerisation einer Monomermischung gebildet, welche die gewünschten Linsen-bildenden Monomere enthält, gewöhnlich in Anwesenheit von Hitze (thermische Polymerisation) oder einer Lichtquelle (Photopolymerisation). Ein bestimmtes Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen umfasst die thermische Polymerisation einer Anfangsmonomermischung in Röhrchen in einem erhitzten Wasserbad zur Bereitstellung von stabförmigen Gegenständen, wobei die Stäbe dann in Scheiben geschnitten werden, und die Scheiben danach zu Kontaktlinsen gedreht werden; solche Verfahren zur Herstellung von Linsen, die einen UV-absorbierenden Stoff enthalten, sind in den zuvor genannten US Patenten Nr. 4,304,805 (Loshaek) und 4,528,311 (Beard et al.) beschrieben. Andere Verfahren umfassen ummittelbares Gießen der Linsen in Formen, wobei die Monomermischung in die Form gegeben und durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung polymerisiert wird.
In den Fällen, in denen es gewünscht ist die Linsen durch ein Photopolymerisationsverfahren zu bilden, hat sich UV-Aushärten der Monomermischung (d. h. Bestrahlen der Monomermischung mit Strahlung, die hauptsächlich im ultravioletten Bereich liegt) als sehr wirksam erwiesen. Es ist auch möglich, Photopolymerisation durch Verwendung einer Lichtquelle, die auch Licht in dem sichtbaren Bereich des Spektrum enthält, auszulösen, obwohl Licht in diesem Bereich gewöhnlich im Vergleich zur UV-Aushärtung weniger wirksam im Auslösen der Polymerisation von gebräuchlichen Linsen-bildenden Monomermischungen ist. Bei Linsen, die einen UV-absorbierenden Stoff enthalten, ergeben sich jedoch Probleme, wenn versucht wird die Monomermischung auszuhärten, da dieser Stoff UV-Licht absorbiert, und so die Menge des UV-Lichts verringert, die für die Polymerisation zur Verfügung steht, und so zu einem uneffektiven oder ungleichen Aushärten der Monomermischung führt.
EP 0 188 110-A1 offenbart hydrogelbildende Polymere für Kontaktlinsen und Intraokularlinsen, die einen UV-Absorber beinhalten können. Eine Klasse von UV-absorbierenden Stoffen sind phenylterephthalathaltige und phenylisophthalathaltige, mehrfach ungesättigte Harze, die bei Bestrahlung mit UV-Licht eine Fries-Umlagerung durchlaufen und zwei Hydroxybenzophenone bilden, welche in der umgelagerten Form als UV-absorbierende Gruppen wirken. US Patent Nr. 5,141,990 offenbart photoaushärtbare Acrylzusammensetzungen, die einen polymerisierbaren Precursor wie z. B. 2-Acetoxy-5-vinylphenylbenzotriazol enthalten, wobei die 2-Acetoxy-Gruppe zu einer 2-Hydroxy-Gruppe umgewandelt wird, und so ein UV-absorbierendes Chromophor bildet.
EP-A-0 952 467 ist im Stand der Technik gemäß Art. 54(3) und (4) EPÜ umfasst und offenbart okulare Vorrichtungen, wie z. B. Linsen, die aus mindestens einem okulare Vorrichtung-formenden Monomer und einem latenten UV-Absorber hergestellt werden, wobei der latente UV-Absorber auf einem 2-(2-Hydroxy-5-acryloxyphenyl)-2H-benzotriazol oder einem 2-(2-Hydroxy-3-methacrylamidomethyl-5-tert-octylphenyl)benzotriazol basiert.
Dementsprechend wäre es wünschenswert, ein Verfahren bereit zu stellen, wodurch Linsen, die wirksame UV-absorbierende Eigenschaften aufweisen, durch gebräuchliche, freie radikalische Photopolymerisationsverfahren polymerisiert werden können. Die vorliegende Erfindung stellt ein solches Verfahren bereit und löst die zuvor genannten Probleme.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Linse bereitgestellt, die UV-absorbierende Eigenschaften aufweist, umfassend:
Befüllen einer Form mit einer Monomermischung, umfassend Linsen-bildende Monomere, die durch freie radikalische Polymerisation polymerisierbar sind, und eine im wesentlichen nicht UV-absorbierende Verbindung, die, wenn sie in einem Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht im Bereich von 320 bis 400 nm um nicht mehr als 40% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in der die Verbindung fehlt,
Belichten der Monomermischung in der Form mit einer Lichtquelle mit ultraviolettem Licht, um die Monomermischung auszuhärten und die Linse zu bilden, wobei sich die nicht UV-absorbierende Verbindung in einen UV-absorbierenden Stoff umwandelt, der, wenn er in einen Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht im Bereich von 320 bis 400 nm um mindestens 50% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in der der Stoff fehlt.
Vorzugsweise ist die Linse eine Kontaktlinse oder eine Intraokularlinse, am meisten bevorzugt eine Hydrogel-Kontaktlinse.
Bevorzugte in der Monomermischung enthaltene Verbindungen, die im wesentlichen nicht UV-absorbierend sind, aber in der Lage sind, sich zu einem UV-absorbierenden Stoff umzuwandeln, sind Verbindungen der Formel:
wobei jedes R¹⁰, R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander Wasserstoff ist oder ein Substituent ausgewählt aus Halogen, C₁-C₄ Alkyl, und C₁-C₄Alkoxy, vorausgesetzt dass mindestens eins von R¹¹ und R¹² ein ethylenisch ungesättigtes Radikal ist, und
R¹⁵ ein schützendes Radikal ist, das die Verbindung im wesentlichen nicht UV-absorbierend macht.
Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen dieser Formel: bei denen mindestens eins von R¹¹ und R¹² ein ethylenisch ungesättigtes Radikal der Formel -R¹³-X-CO-C(R¹⁴)=CH₂ ist, wobei R¹³ eine Einfachbindung oder C₁-C₁₀ Alkylen ist, X -O- oder -NH- ist, und R¹⁴ ein Wasserstoff oder Methyl ist; und Verbindungen, bei denen -OR¹⁵ -OSO₂C₆H₅ ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Monomermischungen, die in der Erfindung eingesetzt werden, beinhalten gewöhnliche Linsen-bildende Monomere.
Die Linsen-bildenden Monomer sind Monomere, die durch freie radikalische Polymerisation polymerisierbar sind und die üblicherweise ein aktiviertes, ungesättigtes Radikal und am meisten bevorzugt ein ethylenisch ungesättigtes Radikal umfassen. (Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Monomer" Verbindungen mit einem relativ geringen Molekulargewicht, die durch freie radikalische Polymerisation polymerisierbar sind, wie auch Verbindungen mit einem höheren Molekulargewicht, die durch freie radikalische Polymerisation polymerisierbar sind, und umfasst auch „Vorpolymere", „Makromonomere" und verwandte Begriffe.)
Eine insbesondere bevorzugte Klasse von Materialien sind Hydrogel-Copolymere. Ein Hydrogel ist ein quervernetztes, polymeres System, das Wasser absorbieren und in einem Gleichgewichtzustand speichern kann. Folglich wird bei Hydrogelen die Monomermischung typischerweise mindestens ein hydrophiles Monomer und einen quervernetzenden Stoff umfassen (ein Quervernetzer ist definiert als ein Monomer, das mehrere polymerisierbare Funktionalitäten aufweist). Geeignete hydrophile Monomere umfassen: ungesättigte Carbonsäuren, wie z. B. Methacryl- und Acrylsäuren; acrylsubstituierte Alkohole, wie z. B. 2-Hydroxyethylmethacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat; Vinyllactame, z. B. N-Vinylpyrrolidon; und Acrylamide, wie z. B. Methacrylamid und N,N-Dimethylacrylamid. Typische quervernetzende Stoffe umfassen Polyvinyl, typischerweise Di- oder Trivinylmonomere, wie z. B. Di- oder Tri(meth)acrylate von Diethylenglycol, Triethylenglycol, Butylenglycol und Hexan-1,6-diol; Divinylbenzol und andere im Stand der Technik bekannte.
Eine andere bevorzugte Klasse von Linsen-bildenden Monomeren sind solche, die Silikonhydrogel-Copolymere bilden. Solche Systeme umfassen, zusätzlich zu einem hydrophilen Monomer, ein silikonhaltiges Monomer. Eine geeignete Klasse von silikonhaltigen Monomeren umfasst bekannte voluminöse, monofunktionale Polysiloxanylalkyl-Monomere, die durch die Formel (I) wiedergegeben werden:
wobei:
X -COO-, -CONR⁴-, -OCOO- oder -OCONR⁴- bezeichnet, wobei jedes R⁴ ein H oder niedriges Alkyl ist; R³ Wasserstoff oder Methyl bezeichnet; h 1 bis 10 ist; und jedes R² unabhängig voneinander ein niedriges Alkyl- oder halogeniertes Alkylradikal bezeichnet, ein Phenylradikal oder ein Radikal der Formel -Si(R⁵)₃ wobei jedes R⁵ unabhängig voneinander ein niedriges Alkylradikal oder ein Phenylradikal ist. Solche voluminösen Monomere umfassen insbesondere Methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silan, Pentamethyldisiloxanylmethylmethacrylat, Tris(trimethylsiloxy)methacryloxypropylsilan, Methyldi(trimethylsiloxy)methacryloxymethylsilan, 3-[Tris(trimethylsiloxy)silyl]propylvinylcarbamat und 3-[Tris(trimethylsiloxy)silyl]propylvinylcarbonat.
Eine andere geeignete Klasse von multifunktionalen, ethylenisch „endverknüpften" (endcapped) siloxanhaltigen Monomeren, insbesondere difunktionalen Monomeren, wird durch Formel (II) wiedergegeben:
wobei:
jedes A' unabhängig voneinander eine aktivierte, ungesättigte Gruppe ist;
jedes R' unabhängig voneinander eine Alkylen-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen aufweist, wobei zwischen den Kohlenstoffatomen Ether-, Urethan- oder Ureido-Linker vorhanden sein können;
jedes R' unabhängig voneinander ausgewählt ist aus monovalenten Kohlenwasserstoffradikalen oder halogensubstituierten, monovalenten Kohlenwasserstoffradikalen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, welche dazwischen Ether-Linker aufweisen können, und
a eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 ist. Vorzugsweise ist jedes R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt aus Alkyl-Gruppen, Phenyl-Gruppen und fluorsubstituierten Alkyl-Gruppen. Es sei zudem angemerkt, dass mindestens ein R⁸ eine fluorsubstituierte Alkyl-Gruppe sein kann, wie z. B. durch die Formel dargestellt: -D'-(CF₂)_S-M' worin:
D' eine Alkylen-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, wobei zwischen besagten Kohlenstoffatomen Ether-Linker vorhanden sein können;
M' Wasserstoff, Fluor oder eine Alkyl-Gruppe, jedoch bevorzugt Wasserstoff ist; und
S eine ganze Zahl von 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 ist.
In Bezug auf A', wird der Begriff „aktiviert" verwendet, um ungesättigte Gruppen zu beschreiben, die mindestens einen Substituenten umfassen, welcher die freie radikalische Polymerisation ermöglicht, vorzugsweise ein ethylenisch ungesättigtes Radikal. Obwohl eine breite Vielfalt solcher Gruppen verwendet werden kann, ist A' vorzugsweise ein Ester oder Amid der (Meth)acrylsäure, charakterisiert durch die allgemeine Formel:
worin X vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl ist und Y -O- oder -NH- ist. Beispiele für andere geeignete, aktivierte, ungesättigte Gruppen umfassen Vinylcarbonate, Vinylcarbamate, Fumarate, Fumaramide, Maleate, Acrylnitrile, Vinylether und Styrol. Spezielle Beispiele der Monomere der Formel (II) beinhalten die folgenden:

worin:
d, f, g und k von 0 bis 250 reichen, vorzugsweise von 2 bis 100; h eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist, vorzugsweise von 1 bis 6; und
M' Wasserstoff oder Fluor ist.
Andere silikonhaltige Monomere umfassen die silikonhaltigen Monomere, die in den US-Patenten Nr. 5,034,461 , 5,610,252 und 5,496,871 beschrieben sind. Viele andere silikonhaltigen Monomere sind im Stand der Technik bekannt.
Wie erwähnt hat sich herausgestellt, dass sich die Polymerisation (oder das Aushärten) von Monomermischungen zur Linsenbildung durch Bestrahlen der Monomermischung mit ultraviolettem Licht als sehr effektiv erwiesen hat, jedoch bei Linsen, die einen UV-absorbierenden Stoff enthalten, Probleme auftreten, wenn versucht wird, die Polymerisation der Monomermischung durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durchzuführen, da dieser Stoff UV-Licht absorbiert. Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, wodurch Linsen mit UV-absorbierenden Eigenschaften durch gebräuchliche Verfahren hergestellt werden können, welche die durch UV-Licht ausgelöste freie radikalische Polymerisation beinhalten.
Genauer gesagt wird zu der Monomermischung, die die Linsen-bildenden Monomere umfasst, eine Komponente gegeben, die im wesentlichen nicht UV-absorbierend ist, jedoch in der Lage ist, sich während des Aushärtens der Monomermischung in einen UV-absorbierenden Stoff umzuwandeln, d. h. bei Bestrahlung mit UV-Licht. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „UV-absorbierender Stoff" einen Stoff, der, wenn er in einen Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht im Bereich von 320 bis 400 nm um mindestens 50% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in welcher der UV-absorbierende Stoff fehlt, vorzugsweise um mindestens 70%, am meisten bevorzugt um mindestens 85%. Es ist auch bevorzugt, dass solch eine Probe, die den UV-absorbierenden Stoff umfasst, mindestens 70% des Lichts im Bereich von 320 bis 400 nm und mindestens 90% des Lichts im Bereich von 290 bis 320 nm absorbiert. Der Begriff „im wesentlichen nicht UV-absorbierender Stoff" bezeichnet einen Stoff, der, wenn er in eine solche Filmprobe eingebaut ist, fähig ist, die Transmission von Licht im Bereich von 320 bis 400 nm um nicht mehr als 40% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in der dieser Stoff fehlt (und vorzugsweise um nicht mehr als 20%).
Eine bevorzugte Klasse von UV-absorbierenden Stoffen, die für Kontaktlinsen- und Intraokularlinsen-Anwendungen bekannt sind, schließen Benzotriazole ein, die eine Phenolgruppe enthalten. Beispiele für solche Benzotriazole sind in den US-Patenten Nr. 4,528,311 (Beard et al.), 4,716,234 (Dunks et al.), 4,719,248 (Bambury et al.), 3,159,646 (Milionis et al.) und 3,761,272 (Manneus et al.) beschrieben. Spezielle Beispiele umfassen 2-(2'-Hydroxy-5'-methacrylamidophenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryl-amidophenyl)-5-methoxybenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloxypropyl-3'-t-butylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloxyethylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloxypropylphenyl)benzotriazol. Diese Benzotriazole können durch die allgemeine Formel (I) dargestellt werden:
wobei R¹⁰ Wasserstoff oder ein Substituent sein kann (typische Substituenten sind aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus Halogen, C₁-C₄ Alkyl und C₁-C₄ Alkoxy); und jedes R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein Substituent sein kann (typische Substituenten sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen, C₁-C₄ Alkyl und C₁-C₄ Alkoxy), vorausgesetzt dass mindestens eins von R¹¹ oder R¹² eine polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Gruppe ist, wie z. B. -R¹³-X-CO-C(R¹⁴)=CH₂ wobei R¹³ eine Einfachbindung oder C₁-C₄ Alkylen ist, X -O- oder -NH- ist, und R¹⁴ Wasserstoff oder Methyl ist.
Die im wesentlichen nicht UV-absorbierende Verbindung, die tatsächlich zusammen mit den Linsen-bildenden Monomeren in die Anfangsmonomermischung eingebracht wird, ist ein Derivat des UV-absorbierenden Stoffs, bei dem das Hydroxyl-Radikal der Phenolgruppe durch eine Schutzgruppe ersetzt ist, so dass die Schutzgruppe den Stoff im wesentlichen nicht UV-absorbierend macht (d. h. die Schutzgruppe verschiebt im wesentlichen die Absorptionseigenschaften der Verbindung, so dass der Stoff nicht mehr stark im Bereich von 320 bis 400 nm absorbiert). Bei Bestrahlung mit UV-Licht, wirkt das UV-Licht als Katalysator für eine photoinduzierte Umlagerung vom Fries-Typ, bei der die Hydroxyl-Gruppe wiederhergestellt, und so ein UV-absorbierender Stoff erhalten wird. Im Fall der bevorzugten Benzotriazole können die Stoffe, die Derivate der Verbindungen der Formel (I) sind und die zu der Anfangsmonomermischung zugegeben wurden, durch die allgemeine Formel (Ia) dargestellt werden:
wobei R¹⁰, R¹¹ und R¹² die gleiche Bedeutung wie in Formel (I) haben und R¹⁵ die Schutzgruppe ist, die sich bei Bestrahlung mit UV-Licht umlagert.
Wie in Formel (I) ist mindestens eins von R¹¹ oder R¹² in Formel (Ia) eine polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Gruppe, wie z. B. -R¹³-X-CO-C(R¹⁴)=CH₂ Ein spezielles Beispiel für das -OR¹⁵-Radikal und das am meisten bevorzugte Radikal ist -OSO₂C₆H₅.
Die Stoffe der Formel (Ia) können mit Verfahren hergestellt werden, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Zum Beispiel kann für die bevorzugte Schutzgruppe -SO₂C₆H₅ eine Verbindung der Formel (I) mit C₆H₅SO₂Cl in der Anwesenheit von Triethylamin umgesetzt werden. Eine typische, detaillierte Synthese wird in den unten stehenden Beispielen bereitgestellt.
Für die bevorzugten Benzotriazole der Formel (Ia) kann die photoinduzierte Umlagerung vom Fries-Typ wie folgt dargestellt werden:
Eine weitere typische Klasse von UV-absorbierenden Stoffen sind Benzophenon-UV-Absorber, die ein phenolisches Radikal enthalten. Spezielle Beispiele sind 2,2-Dihydroxy-4,4-dimethoxybenzophenon, 2,2-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon und die polymerisierbaren Benzophenone, die in dem US Patent Nr. 4,304,895 (Loshaek) beschrieben werden. Dementsprechend sind Derivate dieser UV-absorbierenden Stoffe, die bei Ausführung der vorliegenden Erfindung in die Anfangsmonomermischung eingebracht werden, Benzophenon-Derivate, bei denen zumindest ein Hydroxyl-Radikal des phenolischen Radikals durch eine der zuvor genannten Schutzgruppen ersetzt wird. Folglich kann für diese Klasse von UV-absorbierenden Verbindungen die photoinduzierte Umlagerung vom Fries-Typ wie folgt dargestellt werden:
wobei Formel (Ic) den Stoff darstellt, der in die Anfangsmonomermischung eingebracht wurde, und R¹¹ und R¹² optionale Substituenten am Benzolring darstellen, mit der Bedeutung wie in Formel (I). Verbindungen der Formel (Ic) können aus den entsprechenden phenolhaltigen UV-absorbierenden Vorläuferverbindungen hergestellt werden, z. B. können für Verbindungen der Formel (Ic), die die bevorzugte Schutzgruppe -SO₂C₆H₅ enthalten, die phenolhaltigen, UV-absorbierenden Vorläuferverbindungen auf Benzophenon-Basis mit C₆H₅SO₂Cl in der Anwesenheit von Triethylamin umgesetzt werden.
Insbesondere bevorzugt für Kontaktlinsen- und Intraokularlinsen-Anwendungen sind Verbindungen, die eine polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten. Wie beispielsweise für die Benzotriazole in der Formel (Ia) erwähnt, umfassen bevorzugte Verbindungen solche mit mindestens einem ethylenisch ungesättigten Radikal. Diese Verbindungen copolymerisieren mit den Linsen-bildenden Monomeren, d. h. die Komponente bildet einen wesentlichen Teil des Copolymer-Netzwerks. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass, obwohl diese Verbindung mit den Linsen-bildenden Monomeren copolymerisieren, die Verbindungen immer noch die Photo-Fries-Umlagerung bei Bestrahlung mit UV-Licht durchlaufen, und so die erhaltene Linse UV-absorbierend machen.
Die Verbindungen, die in UV-absorbierende Stoffe umwandelbar sind, sind typischerweise in der Monomermischung in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,2 bis 2 Gew.-% vorhanden.
Die Monomermischung kann zusätzlich einen tönenden Stoff umfassen, der der Linse eine gewisse Färbung verleiht. Die Monomermischung wird typischerweise einen Polymerisationsstarter umfassen, wie z. B. kommerzielle Starter auf Acetophenyl-Basis, Starter auf Titanocen-Basis und/oder aromatische Starter auf Phosphinoxid-Basis, z. B. solche, die unter dem Markennamen Darocur oder Irgacur erhältlich sind.
Üblicherweise wird die Monomermischung, welche die Linsen-bildenden Monomere und die im wesentlichen nicht UV-absorbierende Verbindung enthält, in eine Form gegeben und dann mit Licht bestrahlt, um das Aushärten der Monomermischung in der Form auszulösen. Verschiedenen Verfahren zum Aushärten einer Monomermischung in der Herstellung von Kontaktlinsen sind bekannt, einschließlich Drehguss (Spincasting) und Statischem Guss (Static Casting). Drehguss-Verfahren umfassen das Füllen der Monomermischung in eine Form und das Drehen der Form in einer kontrollierten Weise, während die Monomermischung mit Licht bestrahlt wird. Statische Guss-Verfahren umfassen das Einfüllen der Monomermischung zwischen zwei Formteilen, wobei ein Formteil zur Bildung der vorderen Linsenoberfläche gestaltet ist und der andere Formteil zur Bildung der hinteren Linsenoberfläche gestaltet ist, und Aushärten der Monomermischung durch Bestrahlung mit UV-Licht. Solche Verfahren sind in den US-Patenten Nr. 3,408,429 , 3,660,545 , 4,113,224 , 4,197,266 und 5,271,875 beschrieben.
Die folgenden Beispiele stellen verschiedene bevorzugte Ausführungsformen dar.
Beispiel 1
Synthese von geschützten Derivaten des UV-absorbierenden Stoffs der Formel (Ia) 2-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-benzolsulfonyloxybenzyl]ethylmethacrylat Zu einem 1-Liter Rundkolben, der mit einem mechanischen Rührer, einem Thermometer, einem Rückflusskühler und einem Tropftrichter ausgestattet ist, werden unter trockenem Stickstoff 2-[3-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl]ethylmethacrylat (20 g; 0,062 mol), Triethylamin (7,1 g; 0,07 mol) und 400 ml Chloroform zugegeben. Die Reaktionsmischung wird auf 5°C abgekühlt und zu diesem Zeitpunkt Benzolsulfonylchlorid (12,01 g; 0,068 mol) langsam zugegeben. Nachdem die Zugabe abgeschlossen ist, wird die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gebracht. Das Rühren wird für zwei weitere Stunden fortgesetzt. Die erhaltene Reaktionslösung wird zweimal mit 2N HCl, einmal mit gesättigter Lauge und zweimal mit einer 5%-igen Lösung von 5%-igem Natriumbicarbonat gewaschen. Die organische Schicht wird gesammelt und über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und in einen Rotationsverdampfer gegeben, um das Chloroform zu entfernen. Das feste, ungereinigte, geschützte Triazol wird in 30 ml Methylenchlorid aufgelöst und durch eine Silikagelsäule unter Verwendung von Methylenchlorid (450 ml) als Eluationsmittel, gefolgt von einer 50/50 Methylenchlorid/Ethylacetat-Mischung (450 ml) gegeben. Sechs Fraktionen wurden gesammelt (ungefähres Lösungsvolumen 150 ml/Fraktion) und das Lösungsmittel entfernt. Wie mittels Dünnschichtchromatographie bestimmt wurde, enthielten die Fraktionen 1 und 2 sowohl Edukt als auch Produkt. Die Fraktionen 3, 4, 5 und 6 enthielten das gewünschte, geschützte Triazol (Gesamtausbeute 14 g, Schmelzpunkt 86–88°C). Die molekulare Struktur wurde sowohl mit FTIR als auch mit ¹H-NMR bestätigt.
Beispiel 2
UV-Spektren-Daten
Die UV-Spektren der Verbindung, die im Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde mit dem UV-Spektrum seiner Vorläuferverbindung (eine Verbindung der Formel (I), 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloxyethylphenyl)benzotriazol)) verglichen, indem jede Verbindung in einem Lösungsmittel mit einem Verdünnungsverhältnis von 1:100 000 verdünnt und die Stärke der Lichtabsorption gemessen wurde. Wo bei der Vorläuferverbindung ein scharfer Absorptionspeak bei etwa 350 nm vorhanden war, wies die Verbindung des Beispiels 1 einen solchen Peak nicht auf, stattdessen hatte sie einen wohldefinierten Absorptionspeak bei etwa 300 nm, der durch die Verschiebung der UV-Absorption zu einer geringeren Wellenlänge hin zeigt, dass das Hinzufügen der -OSO₂C₆H₅ Schutzgruppe wirksam war.
Beispiel 3
Die Verbindung des Beispiels 1 wurde in einer Menge von 0,8 Gew.-% zu einer Monomermischung von 2-Hydroxyethylmethacrylat (Hema), Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA, ein Quervernetzer), Benzoinmethylether (BME, ein Starter) und Glyzerin (ein Verdünnungsmittel) gegeben. Zum Vergleich wurde die Verbindung 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloxyethylphenyl)benzotriazol) in einer Menge von 0,8 Gew.-% zu der gleichen Basismonomermischung zugegeben. Beide erhaltenen Mischungen wurden zwischen zwei Glasplatten gegossen und mit UV-Licht (2500 μW/cm²) eine Stunde bestrahlt. Während die Mischung, welche die Verbindung des Beispiel 1 enthielt, innerhalb von 3 bis 4 Minuten wirksam polymerisiert wurde und einen Film bildete, polymerisierte die Vergleichsmischung, die den herkömmlichen UV-absorbierenden Stoff enthielt, nicht.
Beispiel 4
Die Verbindung des Beispiels 1 wurde in einer Menge von 0,4 Gew.-% und 0,8 Gew.-% zu der gleichen Hema-basierenden Monomermischung zugegeben, die in Beispiel 3 beschrieben ist. Beide erhaltenen Mischungen wurden zwischen zwei Glasplatten gegossen und mit UV-Licht (2500 μW/cm²) eine Stunde bestrahlt.
Zum Vergleich wurde die Verbindung 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloxyethylphenyl)benzotriazol) in einer Menge von 0,8 Gew.-% zu der gleichen Basismonomermischung zugegeben, zwischen zwei Glasplatten gegossen und thermisch ausgehärtet.
Die Lichttransmission wurde für jedes Set von Filmen gemessen. Der Vergleich der UV-ausgehärteten Filme mit dem thermisch ausgehärteten Film zeigte, dass die Verbindungen des Beispiels 1 sich zumindest teilweise in dem UV-ausgehärteten Film umgelagert hatten, da seine Transmissionseigenschaften die des thermisch ausgehärteten Films erreichten.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer Linse, die UV-absorbierende Eigenschaften aufweist, umfassend: Befüllen einer Form mit einer Monomermischung, umfassend Linsen-bildende Monomere, die durch freie radikalische Polymerisation polymerisierbar sind, und eine im wesentlichen nicht UV-absorbierende Verbindung, die, wenn sie in einen Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht im Bereich von 320 bis 400 nm um nicht mehr als 40% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in der die Verbindung fehlt, Belichten der Monomermischung in der Form mit einer Lichtquelle mit ultraviolettem Licht, um die Monomermischung auszuhärten und die Linse zu bilden, wobei sich die nicht UV-absorbierende Verbindung in einen UV-absorbierenden Stoff umwandelt, der, wenn er in einen Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht im Bereich von 320 bis 400 nm um mindestens 50% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in der der Stoff fehlt.
Ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Linsen-bildenden Monomere ein hydrophiles Monomer und ein quervernetzendes Monomer umfassen.
Ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Linsen-bildenden Monomere ein hydrophiles Monomer und ein Silikon-enthaltendes Monomer umfassen.
Ein Verfahren wie in einem der vorherigen Ansprüche beansprucht, wobei die Monomermischung einen Polymerisationsstarter umfasst.
Ein Verfahren wie in einem der vorherigen Ansprüche beansprucht, wobei die Linse eine Kontaktlinse ist.
Ein Verfahren wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die Monomermischung in einer Formaussparung, welche zwischen einem ersten Formteil, das eine Formoberfläche aufweist, die so geformt ist, dass sie eine hintere Kontaktlinsenoberfläche bereitstellt, und einem zweiten Formteil, das eine Formoberfläche aufweist, die so geformt ist, dass sie eine vordere Kontaktlinsenoberfläche ausbildet, gebildet wird, ausgehärtet wird.
Ein Verfahren wie in einem der vorherigen Ansprüche beansprucht, wobei die im wesentlichen nicht UV-absorbierende Verbindung sich in einen UV-absorbierenden Stoff umwandelt, der, wenn er in einen Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht in dem Bereich von 320 bis 400 nm um mindestens 70% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe zu verringern, in der der Stoff fehlt.
Ein Verfahren wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei die im wesentliche nicht UV-absorbierende Komponente sich in einen UV-absorbierenden Stoff umwandelt, der, wenn er in einen Film aus den Linsen-bildenden Monomeren mit einer Dicke von 0,02 mm eingebaut wird, fähig ist, die Transmission von Licht in dem Bereich von 320 bis 400 nm um mindestens 70% im Vergleich zu einer ähnlichen Probe, in der der Stoff fehlt, und um mindestens 90% des Lichts im Bereich von 290 bis 320 nm zu verringern.
Ein Verfahren wie in einem der vorherigen Ansprüche beansprucht, wobei die im wesentlichen nicht UV-absorbierende Verbindung ein polymerisierbares, ethylenisch ungesättigtes Radikal umfasst.
Ein Verfahren wie in Anspruch 9 beansprucht, wobei die im wesentliche nicht UV-absorbierende Verbindung die allgemeine Formel (Ia) aufweist:
wobei R¹⁰, R¹¹ und R¹² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff sein kann oder ein Substituent ausgewählt aus Halogen, C₁-C₄-Alkyl und C₁-C₄-Alkoxy, vorausgesetzt, dass mindestens eins von R¹¹ und R¹² ein polymerisierbares, ethylenisch ungesättigtes Radikal ist; und R¹⁵ ein Schutzradikal ist, das die Verbindung im wesentlichen nicht UV-absorbierend macht.
Ein Verfahren wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei mindestens eins von R¹¹ und R¹² ein ethylenisch ungesättigtes Radikal der Formel: -R¹³-X-CO-C(R¹⁴)=CH₂ ist, wobei R¹³ eine Einfachbindung oder C₁-C₁₀-Alkylen ist, X -O- oder -NH- ist und R¹⁴ Wasserstoff oder Methyl ist.
Ein Verfahren wie in Anspruch 10 oder Anspruch 11 beansprucht, wobei -OR¹⁵ -OSO₂C₆H₅ ist.
Ein Verfahren wie in einem der Ansprüche 10 bis 12 beansprucht, wobei die Belichtung mit UV-Licht die Verbindung der Formel (Ia) zu Folgendem umwandelt: