Сополимер 2-метил-5-винилтетразола, n-винилпирролидона, метилметакрилата и , w -гексаметакрилоилолигоакрилата в качестве материала для изделий коррекции зрения

 

Использование: полимерные материалы для производства контактных линз и искусственных хрусталиков. Сущность изобретения: сополимер 2-метил-5-винилтетразола, N-винилпирролидона, метилметакрилата и a, w-гексаметакрилоилолигоакрилата общей формулы: где х = 3 - 5, y = 2 - 4, z = 10 - 12 для изделий коррекции зрения. 1 табл.

Изобретение относится к области синтеза полимерных материалов, используемых для производства изделий коррекции зрения контактных линз, а также искусственных хрусталиков.

Известен способ получения полимерного материала для контактных линз путем радикальной сополимеризации поливинилпирролидона с гидроксиалкилметакрилатами в присутствии сшивающего агента полиэтиленгликольдиметакрилата или олигоуретандиметакрилата при трехступенчатом режиме [1] Однако, данный полимерный материал обладает недостаточно высокими физико-механическими характеристиками.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сополимер, полученный блочной радикальной сополимеризацией метилметакрилата, N-винилпирролидона и 2-метакрилоилоксиметилгептаметилтрисилоксана в присутствии инициатора полимеризации [2] Недостатком данного материала является относительно низкие прочностные характеристики, что влияет на процесс изготовления линз методом вытачивания и на толщину изготовленных линз, а также значительно снижает срок эксплуатации данных линз пациентами.

Цель изобретения создание материала для изделий коррекции зрения, обладающего повышенными физико-механическими характеристиками, при сохранении высоких оптических свойств.

Поставленная цель осуществляется созданием новой химической структуры, которую получают путем радиационной полимеризации 2-метил-5-винилтетразола (65 83,75 об.), N-винилпирролидона (5,25 11,5 об.), метилметакрилата (10,5 - 23 об.) и α,ω-гексаметакрилоилолигоакрилата (0,5 1,5 об.). В результате получают сополимер общей формулы: где х 3 5, y 2 4, z 10 12.

Данный сополимер и его свойства в литературе не описаны.

Полученный оптический сополимер в набухшем состоянии обладает повышенными оптическими характеристиками за счет 2-метил-5-винилтетразола, который характеризуется высоким показателем преломления, а также, вероятно, хорошей биологической совместимостью с тканями глаза за счет наличия тетразольного кольца, содержащего атомы азота.

Введение в качестве сшивающего агента α, ω -гексаметакрилоилолигоакрилата позволяет организовать пространственные восьмифункциональные сшитые структуры, что повышает физико-механические свойства (эластичность, предел прочности при растяжении) и однородность структуры, улучшающую оптические характеристики и устраняющую внутренние напряжения. Метилметакрилатная составляющая обеспечивает высокие прочностные характеристики.

Способ получения сополимера осуществляется следующим образом.

2-Метил-5-винилтетразол, очищенный методом дробной перегонки при пониженном давлении в количестве 65 83,75 об. смешивают с 10,5 23 об. метилметакрилата и с 5,25 11,5 об. N-винилпирролидона, также предварительно очищенными. Смесь перемешивают, добавляют 0,5 1,5 об. сшивающего агента - a, ω -гексаметакрилоилолигоакрилата. Готовую смесь разливают в формы в виде таблеток высотой до 6 мм, герметично закрывают и облучают на установке МРХ-g-20 дозой 2-4 Мрад.

При этом получают твердый прозрачный полимерный материал желтоватого цвета, исчезающего при гидратации, который хорошо точится и полируется известными способами.

Пример 1. 13 мл 2-метил-5-винилтетразола смешивают с 4,6 мл метилметакрилата и с 2,3 мл N-винилпирролидона и добавляют 0,1 мл сшивающего агента a, ω -гексаметакрилоилолигоакрилата. Смесь перемешивают, разливая в формы, и ставят на облучение дозой 2 Мрад. В результате получается достаточно прочный сополимер, который обладает хорошими оптическими характеристиками.

Строение полимера доказывают по результатам элементного анализа, ИК-спектроскопии и изучения кинетики набухания в различных растворителях. Элементный анализ, рассчитано N 35,05; Н 5,77; О 8,24; С 50,98, найдено - N 35,09; Н 5,78; О 7,94; С 51,19. В ИК-спектрах имеется полоса поглощения в области 1740 см, характерная для карбонила сложной эфирной группы и в области 1700 см^-1, характерная для лактамов. Отсутствует полоса поглощения в области 1620 см^-1, соответствующая валентным колебаниям С С-связи. Полученный сополимер обладает сшитой структурой, что подтверждается равновесным фиковским набуханием и рассчетным методом Тюдеша и Келена по константам сополимеризации, молекулярная масса отрезков цепей между соседними узлами пространственной сетки Мс 630 950 г/моль, число сшивок равно (1,13 0,63)^-110· г²⁰.

Конечный продукт имеет следующие свойства: Предел прочности при растяжении, кгс/см^-1 (определяют согласно ГОСТ 270-75 на разрывной машине РМБ-30)
В сухом состоянии 840
В набухшем состоянии 154
Показатель преломления, (определяют на рефрактометре КL-2):
В сухом состоянии 1,519
В набухшем состоянии 1,472
Водопоглощение, 25,4
Предельное удлинение при разрыве,
В сухом состоянии 35
В набухшем состоянии 127
Светопропускание, (определяют на SPECORD М-40) 97
Водопоглощение определяют по формуле ²
где Р_к вес предельно набухшего образца,
Р_н вес сухой линзы).

Примеры 2 и 3 выполнены аналогично примеру 1, но при других концентрациях реакционных компонентов и сведены в таблицу.

Полученный полимерный материал обладает высокой прочностью, эластичностью и повышенными оптическими характеристиками по сравнению с аналогом и прототипом (см. таблицу).

Улучшенные оптические и механические свойства материала значительно повышают срок эксплуатации контактных линз, изготовленных из него (т.к. устраняют наиболее распространенный дефект микротрещины), а также повышают их комфортность для пациентов, т.к. позволяют изготавливать линзы меньшей толщины, что повышает их газопроницаемость.

Заготовки из данного материала хорошо точатся и полируются известными способами. Искусственные хрусталики, изготовленные из предлагаемого материала, эластичны и обладают высокими оптическими свойствами.

Формула изобретения

Сополимер a-метил-5-винилтетразола, N-винилпирролидона, метилметакрилата и a,ω-гексаметакрилоилолигоакрилата общей формулы

где

х 3 5,
y 2 4,
z 10 12,
в качестве материала для изделий коррекции зрения.

РИСУНКИ

Рисунок 1