WO1993009164A1 - Biocompatible silicones for ocular use and method for producing same - Google Patents

Biocompatible silicones for ocular use and method for producing same Download PDF

Info

Publication number
WO1993009164A1
WO1993009164A1 PCT/FR1992/000996 FR9200996W WO9309164A1 WO 1993009164 A1 WO1993009164 A1 WO 1993009164A1 FR 9200996 W FR9200996 W FR 9200996W WO 9309164 A1 WO9309164 A1 WO 9309164A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
acid
grafting
compound
functions
medium
Prior art date
Application number
PCT/FR1992/000996
Other languages
French (fr)
Inventor
Claude Bourset
Jean-Claude Meslard
Original Assignee
Essilor International (Compagnie Generale D'optique)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Essilor International (Compagnie Generale D'optique) filed Critical Essilor International (Compagnie Generale D'optique)
Publication of WO1993009164A1 publication Critical patent/WO1993009164A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/18Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • G02B1/043Contact lenses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16Intraocular lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04Contact lenses for the eyes

Definitions

  • the present invention relates to a silicone elastomer grafted on the surface to constitute a biocompatible material of good wettability, such that it is useful in particular for the manufacture of contact lenses.
  • the silicone elastomers grafted according to the present invention can be used for any other application requiring the same qualities, such as implants for replacing elements of the human body, and there more particularly, intraocular implants.
  • silicone elastomers are enjoying increasing success.
  • These are polymers of the organo-polysiloxane type which, in addition to satisfactory mechanical and optical properties, have the advantage of a high permeability to oxygen, which is sufficient to preserve the gas metabolism of the cornea without it is necessary, as in the case of hydrogels based on hydroxyethyl methacrylate or similar compounds, that the materials contain significant amounts of water.
  • the present invention aims to further improve these techniques, for the purpose of better stabilization of the tear film, avoiding fouling and increasing the -longevity of contact lenses.
  • the invention therefore essentially relates to organic materials biocompatible in the ocular medium, characterized in that they comprise in combination a self-supporting substrate of epoxidized silicone elastomer resulting from the crosslinking of a composition of crosslinkable organopolysiloxanes comprising epoxy functions in its bulk, and molecules chemically linked on the surface of said substrate by grafting onto said epoxy functions of the elastomer, said molecules having, after grafting, free terminal groups of carboxylic acid.
  • the invention also relates to a process for the preparation of a biocompatible article in an ocular medium with base of a silicone elastomer, characterized in that it consists in bringing a self-supporting substrate of epoxidized silicone into contact with a solution of an organic compound whose molecules have at least one reaction group with regard to the epoxy functions, performing a surface grafting of said substrate, and at least one terminal acid group remaining in the form of free carboxylic acid on the grafted molecules.
  • reaction groups ensuring by grafting the chemical fixation of the molecules on the epoxidized silicone can be very diverse, including where appropriate the carboxylic acid groups. So we will mention here the amino groups -NH ? (primary or secondary), -C00H acid, alcohol - OH, aldehyde -CH0, ketone -GO, and all the precursors of such reaction groups.
  • the conditions of the grafting reaction are adjusted accordingly, so as not to involve at least one carboxyl group in the molecule, which must remain free or " capable of being released on the grafting compound.
  • an acid-alcohol type grafting compound has an acid functionality at least equal to its alcohol functionality, therefore a number of carboxyl groups -C00H at least equal to the number of hydroxyls which it contains per molecule.
  • the method according to the invention extends to the use of amino acids which are protein molecules, in particular denatured natural proteins, artificial proteins, and polypeptides consisting of a chain of at least 2 amino acids. It seems that the use of proteins of this type, with free acid function at the end of the chain, allows. simultaneously take advantage of the particular structure of the polypeptides and proteins, to obtain an action favorable to the permanent renewal of the tear film which the mere presence of the terminal carboxyl groups would not be sufficient to explain.
  • polypeptides here have a molecular weight between 100 and 400 daltons, because for complex molecules of high molecular weight, of the order of 10,000 to 40,000, and especially for proteins of even higher molecular weight, it It seems that the requirement for the presence of the carboxyl functions at the chain end has only a negligible impact on the properties of the finished product.
  • silicone compositions specially chosen to be suitable for the production of elastomeric materials of ocular lenses on which the wettability and the biocompatibility in the ocular medium are ensured by grafting of said surfaces.
  • compounds on epoxy functions remaining in the mass of the silicone elastomer resulting from the crosslinking of the essential constituents of the composition, the grafting being carried out under conditions preserving the terminal acid groups of these compounds.
  • the silicone compositions are therefore preferably chosen from those which have already been described and claimed by the applicant with a view to achieving wettability by grafting saccharide compounds, with particular reference to European patent No. 0 317 377, to the corresponding American patent No. 4 940 751 and to Patent application No. 89 05363 published under No. 2,646,672.
  • compositions are characterized in that they comprise at least two crosslinkable organopolysiloxane type constituents, at least one of which comprises vinyl groups attached directly to a silicon atom and of which at least one second comprises silyl groups in substantially stoichiometric proportions relative to the reaction of the Si-vinyl groups with the Si-H groups, or more particularly, proportions of the order of 0.5 to 4 moles of Si-H group for one mole of vinyl groups in the total of the composition, at least one of the crosslinkable siloxane constituents further comprising substituents with an epoxy function, in the proportions which have already been indicated.
  • Such a composition also contains, as is conventional, a catalyst promoting the crosslinking of organopolysiloxanes in sufficient proportions to ensure the catalytic effect on the polyaddition reaction SiH + Si-vinyl.
  • catalysts include metallic catalysts, the metal of which is chosen from platinum, palladium, nickel, rhodium, ruthenium, but also basic catalysts of alkali or alkaline-earth metals (in the form of hydroxide for example), the latter generally having the advantage of not degrading the epoxide functions of the epoxide oligomer present in the crosslinkable composition.
  • one of the siloxane constituents of the composition preferably comprises at least three silyl groups per molecule, on silicon atoms each linked to a single hydrogen atom, and that another of said constituents carries at least two vinyl groups per molecule, with a preference for organo-polysiloxanes with chain blocked at both ends by a vinyl motif.
  • the preferred epoxidized silicones for the implementation of the invention result from the polymerization of an epoxidized silicone resin composition containing functional groups. epoxy in a proportion of between 0.05 and 15 meq per 100 g of the constituents of the resin.
  • Preferred compositions obtained from a mixture of an organo-polysiloxane component with chains blocked by vinyl di-organo siloxy units and at least one hydrogenopolysiloxane component with epoxy functions comprises, in the uncured composition, l '' from 1 to 10 meq of epoxy functions per 100 g of the siloxane constituents. Note, however, that we are talking here of the epoxy functions present in the uncured siloxane composition, while only about 10% of it remains unreacted after polymerization and crosslinking of the resin.
  • the self-supporting substrate of epoxidized silicone previously shaped and hardened, for example by molding and crosslinking polymerization, into a transparent article such as an ocular lens, contact lens or implant intraocular is placed in the presence of an aqueous solution of the graftable organic compound chosen under conditions suitable for promoting the desired grafting reaction.
  • This operation is preferably carried out by immersing the article in the solution.
  • the concentration of the solution of graftable compound can be chosen at any value leading to a fluidity sufficient to allow the contact necessary for the chemical reaction. From this point of view, a concentration of between 0.1 and 50% by weight can generally be used in the case of compounds of relatively simple formula, for example having a molecular weight of less than 400, while for compounds of high molecular weight, it may be preferable to keep concentrations within the limits of 1 to 10 by weight. In total, it is most often desirable to carry out a concentration of between 1 and 20 by weight, with a preference for concentrations of between 5 and 15% by weight.
  • the reaction takes place at room temperature or at a temperature up to the boiling point of the solution, gentle heating is often desirable, and useful reaction times can vary from minute to 2 days.
  • concentration of the solution which can increase the cost of the process in the case of expensive compounds, and an extended contact time.
  • the most significant element of the reaction conditions concerns the choice of the pH of the solution of the compound to be grafted, because it is he who appeared to be the most determining on the nature of the functional groups involved in the grafting reaction on the epoxide functions. of the substrate.
  • an acidic medium therefore with a pH of between 1 and 6, and preferably of the order of 3 to 4, will be used to fix the compounds via aldehyde or ketone reaction groups, forming therefore acetal bonds by condensation on the epoxy functions of the compound, always with the aim of leaving free the carboxyl group or groups which the same compounds also contain.
  • a basic medium therefore a pH of grafting solution of between 8 and 14, and preferably between between 9 and 13, in the case of compounds to be grafted with a labile hydrogen group, such as groups of alcohol (hydroxyl), amino type, or their precursors, so as to form an ether or amine bond.
  • a labile hydrogen group such as groups of alcohol (hydroxyl), amino type, or their precursors
  • the starting substrate is epoxy in the mass, over a thickness at least of the order of 0.3 mm for example, the grafted compounds remain on the surface, without penetrating further. only over a thickness of a few tens of microns, or 10 to 50 microns.
  • the grafted compound does not diffuse inside the substrate and that it remains in a practically monomolecular layer on the surface. of the substrate, which could be explained by the fact that the latter retains zones with hydrophobic properties in front of the grafting medium.
  • hydrophilic sites corresponding to the lens would be preserved while obtaining a very fine and regular distribution on the substrate surface between hydrophilic and hydrophobic sites.
  • This good distribution would also ensure the continuity and regularity of the monomolecular layer, such a layer would avoid untimely variations in the voltage-activity at the surface of the lens and thereby considerably reduce the tear film tear phenomena observed for the lenses used. previously.
  • the thickness of the monomolecular layer would be thin enough so that it does not disturb the properties of the lens such as its dimensional and optical properties or even its surface condition.
  • n is an integer between 1 and 8, with for example glycolic and hydroxypropanoic acids, hydroxybutyric,
  • n is integer between 1 and 8, for example the hydroxy-benzoic acid or phenylacetic acid hydroxy.
  • Polyacids for example: ' N- (2-hydroxyethyl) ethylene diamine triacetic acid, citric acid, tartaric acid.
  • R is an alkyl radical of 1 to 5 carbon atoms
  • R for example: alanine, 2-amino butyric acid, phenylalanine, hydroxyproline, threonine.
  • Polyacids for example, aspartic acid or glutamic acid
  • Aromatic compounds for example: 4-amino acid benzolque, acid 5-amino isophthalic.
  • Aldehyde or ketone functional acids whether aliphatic or aromatic, a general formula being: R- (C0) -Z-C00H where R is H or CH ⁇ and Z is a lower alkylene radical, comprising in particular of 1 to 6 carbon atoms, or an aromatic radical such as the phenylene radical.
  • Ester acids such as acetyl butyric.
  • EXAMPLE 1 a contact lens made of epoxidized silicone elastomer, manufactured and shaped as described in Example 1 of French Patent No. 2,622,201 from a composition comprising 4.3 meq. of epoxy functions per 100 g of crosslinkable siloxane oligomers, is immersed in a solution at 10% by weight of 4-hydroxy butyric acid at pH 13.
  • Lenses are treated with various acids under the conditions of Example 1 with other hydroxylated mono- or poly-acids. '
  • the self-supporting substrate is the same and the grafting treatment is also carried out in a basic medium.
  • a lens identical to that of Example 1 is treated with a 10% solution by weight of glycolic acid at pH 13 for 24 h at room temperature.
  • the lens thus treated is rinsed with water, then with a saline solution, buffered to pH 7, before being stored in a buffered saline solution.
  • the lens After rinsing with water, the lens is immersed for 5 min in an HCl solution in order to quaternize the amine. After rinsing with a saline solution buffered to pH 7, the lens is adapted to the eye.
  • the tear film is stable and there is no visible fouling.
  • a lens identical to that of Example 1 is treated with a solution at 10% by weight of butyrolactone at pH 13 for 24 h at room temperature. After rinsing in a saline solution and adaptation, the tear film is stable and there is no visible fouling.
  • An epoxidized silicone contact lens identical to that of Example 1 is treated for 2 to 4 hours at 105 ° C. in a 10% solution of a carbonyl acid.
  • the corresponding pH is acidic, around 3 to 4.

Abstract

Biocompatible organic materials for ocular use comprising a combination of a self-supporting substrate made of epoxy silicone elastomer obtained by cross-linking a cross-linkable organopolysiloxane composition comprising epoxy functions, and wettability molecules which are chemically bonded to the substrate surface by grafting them onto said epoxy functions of the elastomer, the grafted molecules having free carboxylic acid terminal groupings.

Description

SILICONES BIOCOMPATIBLES EN MILIEU OCULAIRE ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION BIOCOMPATIBLE SILICONES IN EYE MEDIA AND THEIR MANUFACTURING METHOD
La présente invention concerne un élastomère de silicones greffé en surface pour constituer un matériau biocompatible de bonne mouillabilite, tel qu'il soit utile notamment pour la fabrication de lentilles de contact. Toutefois, les élastomères de silicones greffées suivant la présente invention peuvent être utilisés pour toute autre application requérant les mêmes qualités, comme les implants de substitution d'éléments du corps humain, et là plus particulièrement, les implants intra-oculaires.The present invention relates to a silicone elastomer grafted on the surface to constitute a biocompatible material of good wettability, such that it is useful in particular for the manufacture of contact lenses. However, the silicone elastomers grafted according to the present invention can be used for any other application requiring the same qualities, such as implants for replacing elements of the human body, and there more particularly, intraocular implants.
Parmi les compositions organiques qui sont proposées actuellement pour constituer des matériaux transparents convenant à la fabrication de lentilles de contact, les élastomères de silicones recueillent un succès grandissant. Il s-'agit de polymères de type organo¬ polysiloxane qui, en plus de propriétés mécaniques et optiques satisfaisantes, ont l'avantage d'une grande perméabilité à l'oxygène, laquelle suffit à préserver le métabolisme gazeux de la cornée sans qu'il soit nécessaire, comme dans le cas des hydrogels à base de méthacrylate d'hydroxy-éthyle ou composés similaires, que les matériaux renferment des quantités importantes d'eau.Among the organic compositions which are currently proposed for constituting transparent materials suitable for the manufacture of contact lenses, silicone elastomers are enjoying increasing success. These are polymers of the organo-polysiloxane type which, in addition to satisfactory mechanical and optical properties, have the advantage of a high permeability to oxygen, which is sufficient to preserve the gas metabolism of the cornea without it is necessary, as in the case of hydrogels based on hydroxyethyl methacrylate or similar compounds, that the materials contain significant amounts of water.
Des difficultés sont apparues toutefois dans la mise en oeuvre de compositions de polyorganosiloxanes classiques, connues pour être susceptibles d'être moulées et durcies sous forme de lentilles de contact ou d'implants intra-oculaires, quand on a constaté qu'elles ne présentent pas directement les propriétés de mouillabilite nécessaires dans le milieu lacrymal. Il s'est en effet révélé que les compositions de silicones durcissent en des élastomères à surface hydrophobe, qu'il convient de rendre hydrophile sans altérer pour autant leurs caractéristiques optiques et leurs propriétés mécaniques. C'est alors qu'on a proposé divers traitements visant à modifier les propriétés de surface des articles résultant de la mise en forme et du durcissement de telles compositions, afin d'obtenir ainsi un matériau présentant la mouillabilite souhaitée.Difficulties have arisen, however, in the use of conventional polyorganosiloxane compositions, known to be capable of being molded and hardened in the form of contact lenses or intraocular implants, when it has been found that they do not have directly the wettability properties required in the tear medium. It has in fact been revealed that the silicone compositions harden into elastomers with hydrophobic surface, which should be made hydrophilic without altering their optical characteristics and their mechanical properties. It was then that various treatments were proposed aimed at modifying the properties of surface of articles resulting from the shaping and hardening of such compositions, so as to obtain a material having the desired wettability.
Diverses techniques de modification des propriétés de surface ont été proposées successivement, comme il est rappelé dans le brevet européen n° 0 317 377 et la demande de brevet français publiée sous le numéro 2 622 201. Cependant, ces techniques ne permettaient pas d'éviter un encrassement du matériau par les protéines du milieu lacrymal, entraînant une opa'cification et la disparition de la mouillabilite. On a donc alors proposé, conformément à ces brevets, d'utiliser des compositions de silicones spéciales, contenant des oligomères de silicone époxydés, grâce auxquelles il devenait possible de greffer en surface du matériau résultant de leur réticulation, un composé organique de la famille des sucres.Various techniques for modifying surface properties have been proposed successively, as is recalled in European patent n ° 0 317 377 and the French patent application published under the number 2 622 201. However, these techniques did not make it possible to avoid fouling material by proteins of the lachrymal medium, resulting opa 'pecification and the disappearance of the wettability. It was therefore proposed, in accordance with these patents, to use special silicone compositions, containing epoxidized silicone oligomers, thanks to which it became possible to graft on the surface of the material resulting from their crosslinking, an organic compound of the family of sugars.
La présente invention vise à perfectionner encore ces techniques, dans un souci de meilleure stabilisation du film lacrymal, évitant l'encrassement et augmentant la -longévité des lentilles τie contact.The present invention aims to further improve these techniques, for the purpose of better stabilization of the tear film, avoiding fouling and increasing the -longevity of contact lenses.
Elle propose pour cela d'utiliser un substrat autoporteur en élastomère de silicone epoxydée dans la masse, comme précédemment, mais en greffant dessus non plus des polysaccharides, mais des molécules choisies pour conserver des groupements d'acide carboxylique libres après la réaction de greffage.It proposes for this to use a self-supporting substrate made of epoxidized silicone elastomer in the mass, as previously, but by grafting on it no longer polysaccharides, but molecules chosen to preserve free carboxylic acid groups after the grafting reaction.
Le greffage d'un composé approprié en surface d'un substrat pose des problèmes spécifiques dans le contexte de l'invention. En particulier, dans la mesure où l'on a recours à un polymère de silicones époxydé, il est souhaitable que ce substrat conserve les propriétés de flexibilité et de transparence des silicones sans que l'on soit gêné dans l'article fini par la présence des fonctions époxyde, alors même que de telles fonctions époxyde sont plus couramment utilisées pour obtenir des propriétés d'adhérence. D'autre part, on traite ainsi des articles de faibles dimensions (de l'ordre de 1 à 2 cm de diamètre et 1 à 3 mm d'épaisseur) dont on doit à la fois préserver la forme, l'uniformité superficielle et une biocompatibilité avec le milieu oculaire telle qu'elle leur confère la capacité d'assurer un renouvellement permanent du film lacrymal.The grafting of an appropriate compound onto the surface of a substrate poses specific problems in the context of the invention. In particular, insofar as an epoxidized silicone polymer is used, it is desirable for this substrate to retain the flexibility and transparency properties of the silicones without being hampered in the article finished by the presence epoxy functions, even though such epoxy functions are more commonly used to obtain properties grip. On the other hand, we thus treat articles of small dimensions (of the order of 1 to 2 cm in diameter and 1 to 3 mm in thickness) whose shape, surface uniformity and a biocompatibility with the ocular medium such that it gives them the capacity to ensure a permanent renewal of the tear film.
De manière surprenante, on a pu constater que la présence de groupements acide (-C00H) en surface de l'article fini en silicone epoxydée améliore de façon considérable l'ensemble des qualités de celui-ci, et notamment celles que demande la biocompatibilité en milieu oculaire, alors qu'auparavant, on visait essentiellement à obtenir la mouillabilite par les multiples groupements alcool (-0H) des sucres. On a pu notamment vérifier que la solution proposée par la présente invention est tout-à- fait appropriée pour obtenir les propriétés de mouillabilite recherchées, mais aussi pour éviter le déchirement du film lacrymal à l'usage de ces articles comme lentilles de contact et retarder ainsi leur encrassement, ainsi que pour éviter 1 'opacification qui constitue l'inconvénient majeur des techniques antérieures dans le cas d'implants intra-oculaires.Surprisingly, it has been observed that the presence of acid groups (-C00H) on the surface of the finished article in epoxidized silicone considerably improves all of the qualities thereof, and in particular those required by biocompatibility in ocular medium, whereas previously, the main objective was to obtain wettability by the multiple alcohol groups (-0H) of the sugars. It was notably possible to verify that the solution proposed by the present invention is entirely suitable for obtaining the desired wettability properties, but also for avoiding tearing of the tear film when using these articles as contact lenses and delaying thus their fouling, as well as to avoid opacification which constitutes the major drawback of the prior techniques in the case of intraocular implants.
L'invention a donc essentiellement pour objet des matériaux organiques biocompatibles en milieu oculaire, caractérisés en ce qu'ils comportent en combinaison un substrat autoporteur d'élastomère de silicone epoxydée résultant de la réticulation d'une composition d'organo- polysiloxanes réticulables comportant des fonctions époxy dans sa masse, et des molécules liées chimiquement en surface dudit substrat par greffage sur lesdites fonctions époxy de l'élastomère, lesdites molécules présentant après greffage des groupements terminaux d'acide carboxylique libres.The invention therefore essentially relates to organic materials biocompatible in the ocular medium, characterized in that they comprise in combination a self-supporting substrate of epoxidized silicone elastomer resulting from the crosslinking of a composition of crosslinkable organopolysiloxanes comprising epoxy functions in its bulk, and molecules chemically linked on the surface of said substrate by grafting onto said epoxy functions of the elastomer, said molecules having, after grafting, free terminal groups of carboxylic acid.
L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un article biocompatible en milieu oculaire à base d'un élastomère de silicone, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en contact un substrat autoporteur de silicone epoxydée avec une solution d'un composé organique dont les molécules présentent au moins un groupe réactionnel à l'égard des fonctions époxy, réalisant un greffage en surface dudit substrat, et au moins un groupement acide terminal restant sous forme d'acide carboxylique libre sur les molécules greffées.The invention also relates to a process for the preparation of a biocompatible article in an ocular medium with base of a silicone elastomer, characterized in that it consists in bringing a self-supporting substrate of epoxidized silicone into contact with a solution of an organic compound whose molecules have at least one reaction group with regard to the epoxy functions, performing a surface grafting of said substrate, and at least one terminal acid group remaining in the form of free carboxylic acid on the grafted molecules.
Les groupes réactionnels assurant par greffage la fixation chimique des molécules sur la silicone epoxydée peuvent être très divers, y compris le cas échéant les groupes acide carboxylique. On citera donc ici les groupes aminé -NH? (primaire ou secondaire), acide -C00H, alcool - OH, aldéhyde -CH0, cétone -GO, et tous les précurseurs de telsgroupes réactionnels. Les conditions de la réaction de greffage sont adaptées en conséquence, de manière à ne pas faire intervenir au moins un groupement carboxyle de la molécule, qui doit rester libre ou"pouvoir être libéré sur le composé greffe. Ceci implique" par exemple qu'un composé uniquement acide doit être au moins diacide, et qu'un composé acide-amine ou acide-alcool sera préferentiellement utilisé en milieu suffisamment basique pour favoriser la fixation des -OH ou -NH2 sur la silicone epoxydée, surtout s'il ne présente qu'un groupe carboxyle accessible par molécule.The reaction groups ensuring by grafting the chemical fixation of the molecules on the epoxidized silicone can be very diverse, including where appropriate the carboxylic acid groups. So we will mention here the amino groups -NH ? (primary or secondary), -C00H acid, alcohol - OH, aldehyde -CH0, ketone -GO, and all the precursors of such reaction groups. The conditions of the grafting reaction are adjusted accordingly, so as not to involve at least one carboxyl group in the molecule, which must remain free or " capable of being released on the grafting compound. This implies" for example that a only acidic compound must be at least diacid, and an acid-amino or acid-alcohol compound will preferably be used in a sufficiently basic medium to promote the fixation of -OH or -NH2 on the epoxidized silicone, especially if it only presents '' an accessible carboxyl group per molecule.
Conformément à l'invention, on préfère à cet égard utiliser des composés qui s'écartent de ceux de la famille des sucres (ou glucides) comme le glucose, par le fait que, pour des poids moléculaires relativement faibles, soit généralement inférieurs à 400, ils ne sont pas encombrés de groupements spécifiquement hydrophiles, le nombre de groupes hydroxyle étant par exemple restreint à pas plus de trois pour six atomes de carbone.In accordance with the invention, it is preferred in this regard to use compounds which deviate from those of the family of sugars (or carbohydrates) such as glucose, by the fact that, for relatively low molecular weights, is generally less than 400 , they are not cluttered with specifically hydrophilic groups, the number of hydroxyl groups being, for example, restricted to no more than three per six carbon atoms.
Suivant un autre critère de choix, un composé à greffer de type acide-alcool présente une fonctionnalité acide au moins égale à sa fonctionnalité alcool, donc un nombre de groupements carboxyle -C00H au moins égal au nombre d'hydroxyles qu'il comporte par molécule.According to another selection criterion, an acid-alcohol type grafting compound has an acid functionality at least equal to its alcohol functionality, therefore a number of carboxyl groups -C00H at least equal to the number of hydroxyls which it contains per molecule.
Le procédé suivant l'invention s'étend à l'emploi des acides aminés que sont les molécules protidiques, notamment les protéines naturelles dénaturées, les protéines artificielles, et les polypeptides constitués d'un enchaînement d'au moins 2 amino-acides. Il semble que l'emploi de protides de ce type, à fonction acide libre en bout de chaîne, permette de. tirer simultanément profit de la structure particulière des polypeptides et protéides, pour obtenir une action favorable au renouvellement permanent du film lacrymal que la seule présence des groupements carboxyle terminaux ne suffirait pas à expliquer. Les polypeptides les plus utiles ici présentent un poids moléculaire compris entre 100 et 400 daltons, car pour des molécules complexes de poids moléculaire élevé, de l'ordre de 10 000 à 40 000, et surtout pour les protéides de poids moléculaire encore supérieur, il semble que l'exigence de la présence des fonctions carboxyle en bout le chaîne n'ait plus qu'une incidence négligeable sur les propriétés de produit fini.The method according to the invention extends to the use of amino acids which are protein molecules, in particular denatured natural proteins, artificial proteins, and polypeptides consisting of a chain of at least 2 amino acids. It seems that the use of proteins of this type, with free acid function at the end of the chain, allows. simultaneously take advantage of the particular structure of the polypeptides and proteins, to obtain an action favorable to the permanent renewal of the tear film which the mere presence of the terminal carboxyl groups would not be sufficient to explain. The most useful polypeptides here have a molecular weight between 100 and 400 daltons, because for complex molecules of high molecular weight, of the order of 10,000 to 40,000, and especially for proteins of even higher molecular weight, it It seems that the requirement for the presence of the carboxyl functions at the chain end has only a negligible impact on the properties of the finished product.
En combinaison avec les composés greffables préconisés suivant la présente invention, on utilise avantageusement des compositions de silicones spécialement choisies pour convenir à la réalisation de matériaux élastomères de lentilles oculaires, sur lesquelles la mouillabilite et la biocompatibilité en milieu oculaire sont assurées par greffage en surface desdits composés sur des fonctions époxy subsistant dans la masse de l'élastomère de silicone résultant de la réticulation des constituants essentiels de la composition, le greffage étant effectué dans des conditions préservant les groupe¬ ments acides terminaux de ces composés.In combination with the graftable compounds recommended according to the present invention, it is advantageous to use silicone compositions specially chosen to be suitable for the production of elastomeric materials of ocular lenses, on which the wettability and the biocompatibility in the ocular medium are ensured by grafting of said surfaces. compounds on epoxy functions remaining in the mass of the silicone elastomer resulting from the crosslinking of the essential constituents of the composition, the grafting being carried out under conditions preserving the terminal acid groups of these compounds.
Les compositions de silicone sont donc choisies de préférence parmi celles qui ont déjà été décrites et revendiquées par la demanderesse en vue de réaliser la mouillabilite par greffage de composés saccharidiques, en faisant référence notamment au brevet européen n° 0 317 377, au brevet américain correspondant n° 4 940 751 et à la demande de brevet n° 89 05363 publiée sous le n° 2 646 672.The silicone compositions are therefore preferably chosen from those which have already been described and claimed by the applicant with a view to achieving wettability by grafting saccharide compounds, with particular reference to European patent No. 0 317 377, to the corresponding American patent No. 4 940 751 and to Patent application No. 89 05363 published under No. 2,646,672.
De telles compositions sont caractérisées par le fait qu'elles comportent au moins deux constituants de type organo-polysiloxane reticulables, dont l'un au moins comporte des groupes vinyle fixés directement sur un atome de silicium et dont un second au moins comporte des groupes silyle dans des proportions sensiblement stoechiométriques par rapport à la réaction des groupes Si-vinyle avec les groupes Si-H, soit plus particulièrement, des proportions de l'ordre de 0,5 à 4 moles de groupe Si-H pour une mole de groupes vinyle dans le total de la composition, l'un au moins des constituants siloxaniques reticulables comportant en outre des substituants à fonction époxy, dans les proportions -qui ont déjà été indiquées.Such compositions are characterized in that they comprise at least two crosslinkable organopolysiloxane type constituents, at least one of which comprises vinyl groups attached directly to a silicon atom and of which at least one second comprises silyl groups in substantially stoichiometric proportions relative to the reaction of the Si-vinyl groups with the Si-H groups, or more particularly, proportions of the order of 0.5 to 4 moles of Si-H group for one mole of vinyl groups in the total of the composition, at least one of the crosslinkable siloxane constituents further comprising substituents with an epoxy function, in the proportions which have already been indicated.
Une telle composition contient également, comme il est en soit classique, un catalyseur favorisant la réticulation des organo-polysiloxanes dans des proportions suffisantes pour assurer l'effet catalytique sur la réaction de polyaddition SiH + Si-vinyle. Des catalyseurs classiques comprennent les catalyseurs métalliques dont le métal est choisi parmi le platine, le palladium, le nickel, le rhodium, le ruthénium, mais aussi des catalyseurs basiques de métaux alcalins ou alcalino-terreux (sous forme d'hydroxyde par exemple), ces derniers ayant généralement l'avantage de ne pas dégrader les fonctions époxyde de 1'oligomère époxyde présent dans la composition réticulable.Such a composition also contains, as is conventional, a catalyst promoting the crosslinking of organopolysiloxanes in sufficient proportions to ensure the catalytic effect on the polyaddition reaction SiH + Si-vinyl. Conventional catalysts include metallic catalysts, the metal of which is chosen from platinum, palladium, nickel, rhodium, ruthenium, but also basic catalysts of alkali or alkaline-earth metals (in the form of hydroxide for example), the latter generally having the advantage of not degrading the epoxide functions of the epoxide oligomer present in the crosslinkable composition.
Il ressort par ailleurs des brevets prédécents que l'un des constituants siloxaniques de la composition comporte de préférence au moins trois groupes silyle par molécule, sur des atomes de silicium reliés chacun à un seul atome d'hydrogène, et qu'un autre desdits constituants est au moins porteur de deux groupes vinyle par molécule, avec une préférence pour les organo-polysiloxane à chaîne bloquée aux deux extrémités par un motif vinyle.It also appears from the preceding patents that one of the siloxane constituents of the composition preferably comprises at least three silyl groups per molecule, on silicon atoms each linked to a single hydrogen atom, and that another of said constituents carries at least two vinyl groups per molecule, with a preference for organo-polysiloxanes with chain blocked at both ends by a vinyl motif.
En pratique, les silicones époxydées préférées pour la mise en oeuvre de l'invention, constituées et préparées comme il est décrit dans le brevet français n° 2 622 201, résultent de la polymérisation d'une composition de résine de silicones epoxydée contenant des fonctions époxyde dans une proportion comprise entre 0,05 et 15 méq pour 100 g des constituants de la résine. Des compositions préférées, obtenues à partir d'un mélange d'un constituant organo-polysiloxane à chaînes bloquées par des motifs vinyl di-organo siloxy et au moins un constituant hydrogéno- polysiloxane à fonctions époxy comporte, dans la composition non durcie, de l'ordre de 1 à 10 méq de fonctions époxy pour 100 g des constituants siloxaniques. On notera toutefois que l'on parle ici des fonctions époxy présentes dans la composition siloxanique non durcie, alors qu'il n'en subsiste qu'environ 10 % n'ayant pas réagi après polymérisation et réticulation de la résine.In practice, the preferred epoxidized silicones for the implementation of the invention, formed and prepared as described in French Patent No. 2,622,201, result from the polymerization of an epoxidized silicone resin composition containing functional groups. epoxy in a proportion of between 0.05 and 15 meq per 100 g of the constituents of the resin. Preferred compositions obtained from a mixture of an organo-polysiloxane component with chains blocked by vinyl di-organo siloxy units and at least one hydrogenopolysiloxane component with epoxy functions comprises, in the uncured composition, l '' from 1 to 10 meq of epoxy functions per 100 g of the siloxane constituents. Note, however, that we are talking here of the epoxy functions present in the uncured siloxane composition, while only about 10% of it remains unreacted after polymerization and crosslinking of the resin.
Dans la mise en oeuvre pratique de l'invention, le substrat autoporteur de silicone epoxydée préalablement mis en forme et durci, par exemple par moulage et polyméri- sation réticulante, en un article transparent tel qu'une lentille oculaire, lentille de contact ou implant intra- oculaire, est mis en présence d'une solution aqueuse du composé organique greffable choisi dans des conditions propres à favoriser la réaction de greffage désirée. Cette opération s'effectue préferentiellement par immersion de l'article dans la solution.In the practical implementation of the invention, the self-supporting substrate of epoxidized silicone previously shaped and hardened, for example by molding and crosslinking polymerization, into a transparent article such as an ocular lens, contact lens or implant intraocular, is placed in the presence of an aqueous solution of the graftable organic compound chosen under conditions suitable for promoting the desired grafting reaction. This operation is preferably carried out by immersing the article in the solution.
La concentration de la solution en composé greffable peut être choisie à toute valeur conduisant à une fluidité suffisante pour permettre le contact nécessaire à la réaction chimique. De ce point de vue, une concentration comprise entre 0,1 et 50 % en poids peut en général être utilisée dans le cas de composés de formule relativement simple, présentant par exemple un poids moléculaire inférieur à 400, alors que pour des composés de poids moléculaire élevé, on pourra préférer des concentrations restant dans les limites de 1 à 10 en poids. Au total, il est le plus souvent souhaitable de procéder à une concentration comprise entre 1 et 20 en poids, avec une préférence pour les concentrations comprises entre 5 et 15 % en poids.The concentration of the solution of graftable compound can be chosen at any value leading to a fluidity sufficient to allow the contact necessary for the chemical reaction. From this point of view, a concentration of between 0.1 and 50% by weight can generally be used in the case of compounds of relatively simple formula, for example having a molecular weight of less than 400, while for compounds of high molecular weight, it may be preferable to keep concentrations within the limits of 1 to 10 by weight. In total, it is most often desirable to carry out a concentration of between 1 and 20 by weight, with a preference for concentrations of between 5 and 15% by weight.
La réaction se produit à la température ordinaire ou à une température pouvant aller jusqu'à la température d'ébullition de la solution, un léger chauffage étant souvent souhaitable, et les temps de réaction utiles peuvent varier de la minute à 2 jours. En général on sera amené à rechercher un compromis entre la concentration de la solution, qui peut grever le coût du procédé dans le cas de composés chers, et un temps de contact prolongé. Par ailleurs, On peut prévoir d'effectuer la réaction en milieu solvant pour augmenter la température au-delà de 100 °C quand cela apparaît avantageux en fonction du composé à greffer.The reaction takes place at room temperature or at a temperature up to the boiling point of the solution, gentle heating is often desirable, and useful reaction times can vary from minute to 2 days. In general, we will have to seek a compromise between the concentration of the solution, which can increase the cost of the process in the case of expensive compounds, and an extended contact time. Furthermore, provision may be made to carry out the reaction in a solvent medium in order to increase the temperature beyond 100 ° C. when this appears advantageous depending on the compound to be grafted.
L'élément le plus significatif des conditions de réaction concerne le choix du pH de la solution du composé à greffer, car c'est lui qui est apparu le plus déterminant sur la nature des groupements fonctionnels intervenant dans la réaction de greffage sur les fonctions époxyde du substrat. D'une manière générale, un milieu acide, donc de pH compris entre 1 et 6, et de préférence de l'ordre de 3 à 4, sera utilisé pour fixer les composés par l'intermédiaire de groupes réactionnels aldéhyde ou cétone, en formant donc des liaisons acétal par condensation sur les fonctions époxy du composé, avec toujours pour objectif de laisser libre le ou les groupements carboxyle que les mêmes composés comportent par ailleurs. Au contraire, on choisira avantageusement un milieu basique, donc un pH de solution de greffage compris entre 8 et 14, et de préférence compris entre 9 et 13, dans le cas de composés à greffer par un groupe à hydrogène labile, tels que les groupes de type alcool (hydroxyle), aminé, ou leurs précurseurs, de manière à former une liaison éther ou aminé.The most significant element of the reaction conditions concerns the choice of the pH of the solution of the compound to be grafted, because it is he who appeared to be the most determining on the nature of the functional groups involved in the grafting reaction on the epoxide functions. of the substrate. In general, an acidic medium, therefore with a pH of between 1 and 6, and preferably of the order of 3 to 4, will be used to fix the compounds via aldehyde or ketone reaction groups, forming therefore acetal bonds by condensation on the epoxy functions of the compound, always with the aim of leaving free the carboxyl group or groups which the same compounds also contain. On the contrary, one will advantageously choose a basic medium, therefore a pH of grafting solution of between 8 and 14, and preferably between between 9 and 13, in the case of compounds to be grafted with a labile hydrogen group, such as groups of alcohol (hydroxyl), amino type, or their precursors, so as to form an ether or amine bond.
Ainsi qu'on l'a déjà souligné, les résultats bénéfiques obtenus suivant l'invention demandent l'emploi d'un composé greffable qui présente des groupements carboxyle terminaux à l'issue du traitement.As already pointed out, the beneficial results obtained according to the invention require the use of a graftable compound which has terminal carboxyl groups at the end of the treatment.
Dans ce but, il. est parfois nécessaire de libérer ces groupements après l'opération de greffage. Tel est le cas notamment lorsque le greffage est effectué en milieu basique et fait intervenir le groupe aminé d'un acide aminé de structure relativement simple, quand au retour en milieu neutre ou acide, le proton de l'acide risque d'être attiré par l'azote de la liaison aminé avec le substrat, de sorte que la molécule se referme sur elle-même en un zwitterion. Une solution appropriée pour éviter cette cyclisation consiste à-passer par l'intermédiaire d'une immersion dans une solution aqueuse d'un acide fort, tel que l'acide chlorhydrique, qui tend à protéger l'azote par quaternisation, de sorte que le groupement acide de la molécule reste définitivement libre.For this purpose, it . it is sometimes necessary to release these groups after the grafting operation. This is the case in particular when the grafting is carried out in basic medium and involves the amino group of an amino acid of relatively simple structure, when when returning to neutral or acidic medium, the proton of the acid risks being attracted by the nitrogen of the amino bond with the substrate, so that the molecule closes on itself in a zwitterion. An appropriate solution to avoid this cyclization consists in passing it through immersion in an aqueous solution of a strong acid, such as hydrochloric acid, which tends to protect the nitrogen by quaternization, so that the acid grouping of the molecule remains definitively free.
A l'issue du traitement on a pu constater que bien que le substrat de départ soit époxyde dans la masse, sur une épaisseur au moins de l'ordre de 0,3 mm par exemple, les composés greffés restent en surface, sans pénétrer plus que sur une épaisseur de quelques dizaines de microns, soit 10 à 50 microns. Il semble à tout le moins que grâce au choix de l'agent de greffage, en combinaison avec la matière du substrat, le composé greffé ne se diffuse pas à l'intérieur du substrat et qu'il reste en couche pratiquement monomoléculaire à la surface du substrat, ce qui pourrait s'expliquer par le fait que celui-ci conserve des zones à propriétés hydrophobes devant le milieu de greffage. Ainsi, des sites hydrophes correspondant à la lentille seraient conservés tout en obtenant une répartition très fine et régulière à la surface du substrat entre sites hydrophiles et sites hydrophobes. Cette bonne répartition assurerait aussi la continuité et la régularité de la couche monomoléculaire, une telle couche éviterait les variations intempestives de la tension-activité à la surface de la lentille et par là réduirait considérablement les phénomènes de déchirement du film lacrymal constatés pour les lentilles utilisées précédemment.At the end of the treatment, it has been observed that although the starting substrate is epoxy in the mass, over a thickness at least of the order of 0.3 mm for example, the grafted compounds remain on the surface, without penetrating further. only over a thickness of a few tens of microns, or 10 to 50 microns. At the very least, it seems that thanks to the choice of grafting agent, in combination with the material of the substrate, the grafted compound does not diffuse inside the substrate and that it remains in a practically monomolecular layer on the surface. of the substrate, which could be explained by the fact that the latter retains zones with hydrophobic properties in front of the grafting medium. Thus, hydrophilic sites corresponding to the lens would be preserved while obtaining a very fine and regular distribution on the substrate surface between hydrophilic and hydrophobic sites. This good distribution would also ensure the continuity and regularity of the monomolecular layer, such a layer would avoid untimely variations in the voltage-activity at the surface of the lens and thereby considerably reduce the tear film tear phenomena observed for the lenses used. previously.
L'épaisseur de la couche monomoléculaire serait suffisamment fine pour qu'elle ne perturbe pas les propriétés de la lentille telles que ses propriétés dimensionnellεs et optiques ni même son état de surface.The thickness of the monomolecular layer would be thin enough so that it does not disturb the properties of the lens such as its dimensional and optical properties or even its surface condition.
Cette répartition fine et régulière des sites hydrophiles et hydrophobes serait assurée par un positionnement individuel des molécules relativement courtes. Dans le cas des molécules plus longues, elle serait assurée par le positionnement en plusieurs points de fixation de la. olécule à la surface de la lentille.This fine and regular distribution of hydrophilic and hydrophobic sites would be ensured by individual positioning of the relatively short molecules. In the case of longer molecules, it would be ensured by the positioning at several fixing points of the. olecule on the surface of the lens.
A titre de composés préférés pour la mise en oeuvre de l'invention, il convient de citer plus particulièrement les composés ci-après, en distinguant ceux que le procédé suivant l'invention met en oeuvre en milieu plutôt acide suivant la nature du groupe fonctionnel amené à réagir avec les fonctions époxyde du substrat de silicone :By way of preferred compounds for the implementation of the invention, the following compounds should be mentioned more particularly, distinguishing those which the process according to the invention uses in a rather acid medium according to the nature of the functional group caused to react with the epoxy functions of the silicone substrate:
Composés pour mise en oeuyre en milieu basique, conduisant à préconiser un temps de réaction de 1 minute à 2 jours, de préférence de l'ordre de 24 à 48 heures, et une température de 20 à 75 °C :Compounds for implementation in basic medium, leading to recommending a reaction time of 1 minute to 2 days, preferably of the order of 24 to 48 hours, and a temperature of 20 to 75 ° C:
Les hydroxyacides :Hydroxy acids:
Monoacides :Monoacids:
- hydroxyacides de formule 0H(CH2) C00H, où n est un nombre entier compris entre 1 et 8, avec pour exemples les acides glycolique, hydroxypropanoïque, hydroxybutyrique,- hydroxy acids of formula 0H (CH 2 ) C00H, where n is an integer between 1 and 8, with for example glycolic and hydroxypropanoic acids, hydroxybutyric,
- précurseurs de ces acides, notamment les lactones de formule : — 0- (CH )n -C0 —- precursors of these acids, in particular the lactones of formula: - 0- (CH) n -C0 -
avec pour exemples : proplolactone> butyrolactone, caprolactone.with examples: proplolactone> b utyrolactone, caprolactone.
- hydroxyacides aromatiques de formule :- aromatic hydroxy acids of formula:
HO CgH, (cH2 ) n -C00H où n est un nombre' entier compris entre 1 et 8, par exemple l'acide hydroxy-benzoïque ou l'acide hydroxy- phénylacétique.HO CGH, (c H 2) n - C00H where n is integer between 1 and 8, for example the hydroxy-benzoic acid or phenylacetic acid hydroxy.
Polyacides : par exemple : acide' N-(hydroxy-2 éthyl) éthylène diamine triacétique, acide citrique, acide tartrique.Polyacids: for example: ' N- (2-hydroxyethyl) ethylene diamine triacetic acid, citric acid, tartaric acid.
Les acides aminésAmino acids
Monoacides :Monoacids:
- acide aminés de formule H dN<CH2«)n-C00H, où n est un nombre entier compris entre 1 et 8, avec pour exemples : glycérine, /3-alanine, acide amino-4 butyrique, amino-6 caproîque, acide amino-8 caprylique, amino-11 undécanoîque.- amino acids of formula H dN <CH2 ") n-C00H, where n is an integer between 1 and 8, with for example: glycerin, / 3-alanine, 4-amino butyric acid, 6-amino caproic acid, amino-8 caprylic, amino-11 undecanoic.
- précurseurs de ces acides, notamment les lactames de formule — N- (CH ά„)n -C0 —- precursors of these acids, in particular the lactams of formula - N- (CH ά „) n -C0 -
avec pour exemples : ,bu,t.yrol,act_.ame, caprol-,actame...with for example:, bu, t.yrol, act_.ame, caprol-, actame ...
-acides aminés ramifiés : H N-CH-C00H-branched amino acids: H N-CH-C00H
2 I R 2 IR
(où R est un radical alcoyle de 1 à 5 atomes de carbone), par exemple : alanine, acide amino-2 butyrique, phényl- alanine, hydroxyproline, thréonine.(where R is an alkyl radical of 1 to 5 carbon atoms), for example: alanine, 2-amino butyric acid, phenylalanine, hydroxyproline, threonine.
Polyacides : par exemple, acide aspartique ou acide glutamiquePolyacids: for example, aspartic acid or glutamic acid
Composés aromatiques : par exemple : acide amino-4 benzolque, acide amino-5 isophtalique.Aromatic compounds: for example: 4-amino acid benzolque, acid 5-amino isophthalic.
Composés pour mise en oeuyre en milieu acide, conduisant à préconiser un temps de réaction de quelques heures, de préférence de l'ordre de 2 heures, et une température de 80 à 105 °C :Compounds for use in an acid medium, leading to recommending a reaction time of a few hours, preferably of the order of 2 hours, and a temperature of 80 to 105 ° C:
Les acides à fonction aldéhyde ou cétone, qu'ils soient aliphatiques ou aromatiques, une formule générale étant : R-(C0)-Z-C00H où R est H ou CH^ et Z est un radical alky ène' inférieur, comprenant notamment de 1 à 6 atomes de carbone, ou un radical aromatique tel que -le radical phénylène.Aldehyde or ketone functional acids, whether aliphatic or aromatic, a general formula being: R- (C0) -Z-C00H where R is H or CH ^ and Z is a lower alkylene radical, comprising in particular of 1 to 6 carbon atoms, or an aromatic radical such as the phenylene radical.
Par exemple : acides carboxy benzaldéhyde, lévulinique.For example: carboxy benzaldehyde acids, levulinic.
Les acides esters tels que l'acétylbutyrique.Ester acids such as acetyl butyric.
On "décrira maintenant l'invention plus en détails dans le cadre d'exemples particuliers de -mise en oeuvre qui ne sont nullement limitatifs.The invention will now be described in more detail in the context of specific examples of implementation which are in no way limiting.
EXEMPLE 1 : une lentille de contact en élastomère de silicone epoxydée, fabriquée et mise en forme comme décrit dans l'exemple 1 du brevet français n° 2 622 201 à partir d'une composition comprenant 4,3 méq. de fonctions époxy par 100 g d'oligomères siloxaniques reticulables, est immergée dans une solution à 10 % en poids d'acide hydroxy-4 butyrique à pH 13.EXAMPLE 1: a contact lens made of epoxidized silicone elastomer, manufactured and shaped as described in Example 1 of French Patent No. 2,622,201 from a composition comprising 4.3 meq. of epoxy functions per 100 g of crosslinkable siloxane oligomers, is immersed in a solution at 10% by weight of 4-hydroxy butyric acid at pH 13.
Pendant ce traitement, une agitation permanente de la solution au contact de la lentille est entretenue par va et vient vertical, tout en évitant que la lentille puisse toucher les parois du récipient contenant l'ensemble. On peut assurer ainsi un greffage uniforme sans zone d'ombre ou de contact qui resterait peu ou pas sensible à la réaction de greffage sur les fonctions époxy du substrat de silicones. Après 24 h d'immersion à température ambiante, la lentille est rincée à l'eau, puis à l'aide d'une solution saline, tamponnée à pH 7. La conservation s'effectue dans une solution saline tamponnée. Après plusieurs semaines de port quotidien, aucune trace d'encrassement n'est visible.During this treatment, permanent stirring of the solution in contact with the lens is maintained by going back and forth vertically, while preventing the lens from touching the walls of the container containing the assembly. One can thus ensure a uniform grafting without shadow or contact area which would remain little or not sensitive to the grafting reaction on the epoxy functions of the silicone substrate. After 24 hours of immersion at room temperature, the lens is rinsed with water, then using a saline solution, buffered to pH 7. The preservation is carried out in a buffered saline solution. After several weeks of daily wear, no trace of fouling is visible.
EXEMPLES 2 à 4 :EXAMPLES 2 to 4:
Des lentilles sont traitées avec divers acides dans les conditions de l'exemple 1 avec d'autres mono- ou poly-acides hydroxylés. ' Lenses are treated with various acids under the conditions of Example 1 with other hydroxylated mono- or poly-acids. '
Le substrat autoporteur est le même et le traitement de greffage est également effectué en milieu basique.The self-supporting substrate is the same and the grafting treatment is also carried out in a basic medium.
Les résultats sont reportés ci-après : n° acide mouillabilite film encras- à l'eau lacrymal sèment The results are reported below: No. acid wettability movie encras- to tear water sow
2 stable non2 stable no
3 stable non 4
Figure imgf000015_0002
stable moins de
3 stable no 4
Figure imgf000015_0002
stable less than
30 % des cas30% of cases
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Une lentille identique à celle de l'exemple 1 est traitée avec une solution à 10 en poids d'acide glycolique à pH 13 pendant 24 h à température ambiante. La lentille ainsi traitée est rincée à l'eau, puis à l'aide d'une solution saline, tamponnée à pH 7, avant d'être conservée dans une solution saline tamponnée.A lens identical to that of Example 1 is treated with a 10% solution by weight of glycolic acid at pH 13 for 24 h at room temperature. The lens thus treated is rinsed with water, then with a saline solution, buffered to pH 7, before being stored in a buffered saline solution.
Après adaptation sur l'oeil d'un patient, on peut observer que le film lacrymal est stable, et si un léger encrassement apparaît après plusieurs jours de port quotidien, il reste néanmoins bien plus faible qu'avec une lentille non traitée.After adaptation on the eye of a patient, it can be observed that the tear film is stable, and if a slight fouling appears after several days of daily wearing, it nevertheless remains much weaker than with an untreated lens.
Figure imgf000015_0001
EXEMPLES 6 à 1 ;
Figure imgf000015_0001
EXAMPLES 6 to 1;
Des lentilles identiques à celles de l'exemple 1 sont traitées avec des acides aminés dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 5. Les résultats sont reportés ci-après : n1 acide mouillabilite film encras- à l ' eau lac rymal sèmentLenses identical to those of Example 1 are treated with amino acids under the same conditions as in Example 5. The results are reported below: n 1 wettable acid film fouled with rymal lake seed
6 aspartique- ".oui6 aspartic- ". Yes
7 glutamique oui 8 thréonine oui7 glutamic yes 8 threonine yes
9 amino-2 butyrique oui9 2-amino butyric yes
10 amino-4 butyrique oui10 4-amino butyric yes
11 Glycylglutamique oui
Figure imgf000016_0001
11 Glycylglutamic yes
Figure imgf000016_0001
Il ressort de ces résultats que les acides aminés simples assurent la stabilité du film lacrymal, mais ne permettent pas -d'éviter parfaitement l'encrassement lors d'un port prolongé. Toutefois, l1exemple ci-après montre que les bons résultats visés par l'invention peuvent être obtenus grâce à un traitement complémentaire de libération des groupements acides par quaternisation de l'aminé.It appears from these results that the simple amino acids ensure the stability of the tear film, but do not make it possible to avoid fouling perfectly during prolonged wearing. However, one example below shows that the positive results which the invention can be achieved through further processing of releasing acid groups by quaternization of the amine.
EXEMPLE 12 :EXAMPLE 12:
Une lentille de contact en silicone epoxydée identique à celle de l'exemple 1, est traitée 24 h à température ambiante dans une solution à 10 d'acide amino-4 butyrique à pH 13.An epoxidized silicone contact lens identical to that of Example 1, is treated for 24 hours at room temperature in a solution of 10 4-amino butyric acid at pH 13.
Après rinçage à l'eau, la lentille est plongée pendant 5 mn dans une solution d'HCl afin de quaterniser l'aminé. Après rinçage à l'aide d'une solution saline tamponnée à pH 7, la lentille est adaptée sur l'oeil.After rinsing with water, the lens is immersed for 5 min in an HCl solution in order to quaternize the amine. After rinsing with a saline solution buffered to pH 7, the lens is adapted to the eye.
Le film lacrymal est stable et il n'y a pas d'encrassement visible.The tear film is stable and there is no visible fouling.
EXEMPLE 13 :EXAMPLE 13:
Une lentille identique à celle de l'exemple 1 est traitée avec une solution à 10 % en poids de butyrolactone à pH 13 pendant 24 h à température ambiante. Après rinçage dans une solution saline et adaptation, le film lacrymal est stable et il n'y a pas d'encrassement visible.A lens identical to that of Example 1 is treated with a solution at 10% by weight of butyrolactone at pH 13 for 24 h at room temperature. After rinsing in a saline solution and adaptation, the tear film is stable and there is no visible fouling.
EXEMPLES 14 à 16 :EXAMPLES 14 to 16:
Une lentille de contact en silicone epoxydée identique à celle de l'exemple 1 est traitée pendant 2 à 4 h à 105 °C dans une solution à 10 % d'un acide carbonylé. Le pH correspondant est acide, de l'ordre de 3 à 4.An epoxidized silicone contact lens identical to that of Example 1 is treated for 2 to 4 hours at 105 ° C. in a 10% solution of a carbonyl acid. The corresponding pH is acidic, around 3 to 4.
Les résultats sont reportés dans le tableau ci- après. n° acide temps mouillabilite film encras¬ à l'eau lacrymal sementThe results are reported in the table below. acid number wettability time film encrusted with tear water
14 carboxy-4 benzaldéhyde 2 h oui stable non14 4-carboxy benzaldehyde 2 h yes stable no
15 acétyl- butyrique 2 h oui stable non15 acetyl butyric 2 h yes stable no
16 acétyl- butyrique 4 h oui stable non16 acetyl butyric 4 h yes stable no
D'autres composés compris dans les formules générales présentées ci-devant conduisent à des résultats analogues. Other compounds included in the general formulas presented above lead to similar results.

Claims

REVENDICATIONS
1. Matériaux organiques biocompatibles en milieu oculaire, caractérisés en ce qu'ils comportent en combi¬ naison un substrat autoporteur d'élastomère de silicone 5 epoxydée résultant de la réticulation d'une composition d'organopolysiloxanes reticulables comportant des fonctions époxy dans sa masse, et des molécules de mouillabilite liées chimiquement en surface dudit substrat par greffage sur lesdites fonctions époxy. de l'élastomère,en ce que 0 lesdites molécules présentent après greffage des groupements terminaux d'acide carboxylique libre, lesdites molécules quand elles sont du type acide-alcool, présentant une fonctionnalité acide au moins égale à la fonctionnalité alcool.1. Biocompatible organic materials in the ocular medium, characterized in that they comprise, in combination, a self-supporting substrate of epoxidized silicone elastomer 5 resulting from the crosslinking of a composition of crosslinkable organopolysiloxanes comprising epoxy functions in its bulk, and wettability molecules chemically bonded to the surface of said substrate by grafting onto said epoxy functions. of the elastomer, in that 0 said molecules present, after grafting, end groups of free carboxylic acid, said molecules when they are of the acid-alcohol type, having an acid functionality at least equal to the alcohol functionality.
J 2. Procédé de préparation d'un article biocompa¬ tible en milieu oculaire à base d'un élastomère de silicone, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en contact un substrat autoporteur de silicone époxyde avec une solution d'un composé organique dont les molécules présentent au moins un groupe réactionnel à l'égard des fonctions époxy, dans des conditions telles qu'un greffage en surface dudit substrat est réalisé et qu'au moins un groupement acide reste dans le matériau fini obtenu sous forme d'acide carboxylique libre. J 2. Process for the preparation of a biocompatible article in an ocular medium based on a silicone elastomer, characterized in that it consists in bringing a self-supporting substrate of epoxy silicone into contact with a solution of an organic compound whose molecules have at least one reaction group with regard to the epoxy functions, under conditions such that a surface grafting of said substrate is carried out and at least one acid group remains in the finished material obtained in the form of acid free carboxylic.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit groupe réactionnel étant de type alcool, aminé, ou acide, ou un précurseur correspondant, le greffage est effectué en milieu basique.3. Method according to claim 2, characterized in that said reaction group being of alcohol, amino or acid type, or a corresponding precursor, the grafting is carried out in basic medium.
4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit groupe réactionnel étant de type aldéhyde ou cétone, ou ester, le greffage est effectué en milieu acide.4. Method according to claim 2, characterized in that said reaction group being of the aldehyde or ketone or ester type, the grafting is carried out in an acid medium.
5. Procédé suivant la revendication 3, caracté¬ risés en ce que ledit composé est un acide aminé de type polypeptide présentant des fonctions acide en bout de chaîne et d'autre part des fonctions aminé susceptibles de réagir avec les fonctions époxyde des organopolysiloxane de la composition.5. Method according to claim 3, caracté¬ ized in that said compound is an amino acid of the type polypeptide having acid functions at the chain end and on the other hand amino functions capable of reacting with the epoxide functions of the organopolysiloxane of the composition.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendi¬ cations 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un traitement complémentaire acide de quaternisation après greffage dudit composé par un groupe fonctionnel aminé.6. Method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that it comprises an additional acid quaternization treatment after grafting of said compound with an amino functional group.
7. Procédé suivant .1 'une quelconque des revendi- cations 2 à 6, caractérisé en ce que ledit composé présente un poids moléculaire d'au plus 400 daltons.7. A process according to any of claims 2 to 6, characterized in that said compound has a molecular weight of at most 400 daltons.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendica¬ tions 2 à 7, caractérisé en ce que ladite solution de composé greffable est utilisée à une concentration de l'ordre de 1 à 20 % en poids.8. Method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that said solution of graftable compound is used at a concentration of the order of 1 to 20% by weight.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendi¬ cations 2 à 8, caractérisé en ce que ledit élastomère résulte de la réticulation d'organopolysiloxane contenant de 0,5 à 15, et de préférence-de A à 10 meq de fonctions époxy pour 100 -g des constituants siloxaniques reticula¬ bles.9. Method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that said elastomer results from the crosslinking of organopolysiloxane containing from 0.5 to 15, and preferably from A to 10 meq of epoxy functions for 100 g of the crosslinkable siloxane constituents.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendi¬ cations 2 à 9, caractérisé en ce que ledit substrat est maintenu en contact de ladite solution pendant un temps de 1 minute à 48 heures, à une température de l'ordre de 20 à 75 °C pour un milieu basique à pH de l'ordre de 9 à 13, ou de l'ordre de 80 à 105 °C pour un milieu acide à pH de l'ordre de 3 à 4.10. Method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that said substrate is kept in contact with said solution for a time from 1 minute to 48 hours, at a temperature of the order of 20 to 75 ° C for a basic medium at pH on the order of 9 to 13, or on the order of 80 to 105 ° C for an acid medium at pH on the order of 3 to 4.
11. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10 et du matériau obtenu répondant aux caractéristiques de la revendication 1, en tant que lentilles de contact, la composition d'organopolysiloxane étant moulée à la forme appropriée pour une lentille de contact et réticulée par durcissement préalablement à la mise en contact de l'article obtenu avec la solution de composé greffable. 11. Use of the method according to any one of claims 2 to 10 and of the material obtained meeting the characteristics of claim 1, as contact lenses, the organopolysiloxane composition being molded into the form suitable for a contact lens. and crosslinked by hardening prior to bringing the article obtained into contact with the solution of graftable compound.
PCT/FR1992/000996 1991-10-29 1992-10-26 Biocompatible silicones for ocular use and method for producing same WO1993009164A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR91/13321 1991-10-29
FR9113321A FR2682958A1 (en) 1991-10-29 1991-10-29 BIOCOMPATIBLE SILICONES IN EYE MEDIA AND THEIR MANUFACTURING METHOD.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1993009164A1 true WO1993009164A1 (en) 1993-05-13

Family

ID=9418406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1992/000996 WO1993009164A1 (en) 1991-10-29 1992-10-26 Biocompatible silicones for ocular use and method for producing same

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2948392A (en)
FR (1) FR2682958A1 (en)
WO (1) WO1993009164A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2407232A1 (en) * 1977-10-28 1979-05-25 Hoya Lens Corp Hydrophilic silicone resin contact lens prodn. - by treating lens surface with gas plasma and opt. forming hydrophilic resin film by polymerisation
US4259467A (en) * 1979-12-10 1981-03-31 Bausch & Lomb Incorporated Hydrophilic contact lens made from polysiloxanes containing hydrophilic sidechains
EP0282720A2 (en) * 1987-02-18 1988-09-21 Th. Goldschmidt AG Polyquaternary polysiloxanes, their preparation and their use in cosmetic compounds
EP0317377A1 (en) * 1987-10-23 1989-05-24 ESSILOR INTERNATIONAL (Compagnie Générale d'Optique) Wettable silicone elastomers for making contact lenses
DE3740493A1 (en) * 1987-11-30 1989-06-08 Daehn Siegel Sabine Organopolysiloxanes containing adsorbed hydratable groups
EP0423696A2 (en) * 1989-10-16 1991-04-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Betaine-containing siloxane compounds and method for making

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2407232A1 (en) * 1977-10-28 1979-05-25 Hoya Lens Corp Hydrophilic silicone resin contact lens prodn. - by treating lens surface with gas plasma and opt. forming hydrophilic resin film by polymerisation
US4259467A (en) * 1979-12-10 1981-03-31 Bausch & Lomb Incorporated Hydrophilic contact lens made from polysiloxanes containing hydrophilic sidechains
EP0282720A2 (en) * 1987-02-18 1988-09-21 Th. Goldschmidt AG Polyquaternary polysiloxanes, their preparation and their use in cosmetic compounds
EP0317377A1 (en) * 1987-10-23 1989-05-24 ESSILOR INTERNATIONAL (Compagnie Générale d'Optique) Wettable silicone elastomers for making contact lenses
DE3740493A1 (en) * 1987-11-30 1989-06-08 Daehn Siegel Sabine Organopolysiloxanes containing adsorbed hydratable groups
EP0423696A2 (en) * 1989-10-16 1991-04-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Betaine-containing siloxane compounds and method for making

Also Published As

Publication number Publication date
FR2682958A1 (en) 1993-04-30
AU2948392A (en) 1993-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0317377B1 (en) Wettable silicone elastomers for making contact lenses
TWI825015B (en) Medical device
JP5720103B2 (en) Silicone hydrogels, ophthalmic lenses and contact lenses
EP0184965B1 (en) Silicone compositions for antiadherent coating and application process
JP2002501211A (en) Polymer coating
FR2707993A1 (en) Mono and substituted di-alkenyl derivatives of maleic acid used to prevent premature curing of molding polysiloxane compositions, molding polysiloxane compositions containing such inhibitors.
FR2465235A1 (en) CONTACT LENS PRODUCED FROM POLYSILOXANE POLYMERS AND POLYCYCLIC ACRYLIC OR METHACRYLIC ESTERS
JP2007302893A (en) Addition-crosslinkable adhesive silicone composition
EP1036102A1 (en) Method for making a transparent polymer material resistant to protein deposit, material obtained by said method, contact lenses and intraocular implants made of said material
FR2750598A1 (en) SILICONE COMPOSITION FOR DENTAL IMPRESSIONS
EP3352804B1 (en) Item that adheres to the skin
EP1446454A1 (en) Crosslinkable adhesive silicone composition comprising as gelling agent a compound with cyclic amine function borne by a siloxane chain
FR2596056A1 (en) LIQUID COATING COMPOSITION FOR FORMING HARD-COATING FILM ON PLASTIC MATERIAL
EP3313459B1 (en) Skin-adhesive item
EP0146422A1 (en) Ketone inhibitor for platinum catalysts, and polysiloxane compositions containing such an inhibitor
WO2012080594A1 (en) Silicone elastomer material suitable for use in particular for making dental impressions
WO1993009164A1 (en) Biocompatible silicones for ocular use and method for producing same
JP6367240B2 (en) Silicone contact lens and manufacturing method thereof
FR2619388A1 (en) SOFT LAMINATE ARTICLE FOR TRANSFER ADHESIVE
EP3430087B1 (en) Skin-adhesive silicone gel
TW201903055A (en) Curable polyfluorene composition for reducing mold fouling
WO1993009165A1 (en) Wettable biocompatible silicone elastomer-based materials and method for producing same
FR2646672A1 (en) Mouldable silicone elastomer suitable for the manufacture of contact lenses
FR2707655A1 (en) Novel silicone polymers with olefinic functions, process for their preparation and curable compositions comprising said polymers
BE1003706A3 (en) Method for rendering the surface of vinyl chloride-based resin itemshydrophilic

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU BB BG BR CA CS FI HU JP KP KR LK MG MN MW NO PL RO RU SD US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

122 Ep: pct application non-entry in european phase