ES2208304T3 - Polimero plastificado para el agua con un indice de refraccion elevado para aplicaciones oftalmologicas. - Google Patents
Polimero plastificado para el agua con un indice de refraccion elevado para aplicaciones oftalmologicas.Info
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Abstract
Copolímero hidratable que comprende: a) un primer componente monomérico que comprende un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo; b) un segundo componente monomérico que comprende un monomérico que tiene un grupo anillo aromático con un sustituyente que tiene al menos un punto de instauración etilénica, en donde el segundo componente monomérico es distinto de acrilato; y c) un tercer componente monómero que comprende un monómero formador de hidrogel con un elevado contenido en agua.
Description
Polímero plastificado para el agua con un índice
de refracción elevado para aplicaciones oftalmológicas.
Esta invención está relacionada con materiales de
tipo copolímero los cuales resultan de utilidad como dispositivos
oftálmicos, tales como lentes, lentes intraoculares (IOLs),
queratoprótesis y anillos o incrustaciones córneas y con un
procedimiento para preparar y utilizar los citados materiales de
tipo copolímero. En particular, esta invención está relacionada con
lentes plegables intraoculares obtenidas a partir de materiales de
tipo copolímero acrílicos.
Con los recientes avances en la cirugía de
cataratas de pequeña incisión, se ha incrementado el énfasis en el
desarrollo de materiales blandos, plegables, para ser utilizados en
lentes oftálmicas artificiales. En general, estos materiales caen
dentro de una de estas tres categorías: hidrogeles, siliconas y
otros, en general.
El poder de refracción de una lente está en
función de su forma y del índice de refracción del material del cual
está fabricada. Una lente obtenida a partir de un material que tenga
un índice de refracción más elevado puede ser más delgada y
proporcionar el mismo poder de refracción que una lente obtenida a
partir de un material que tenga un índice de refracción
relativamente más bajo. Las lentes más delgadas resultan más fáciles
de insertar y provocan menos problemas durante la cirugía.
Los materiales de tipo hidrogel son duros o
rígidos cuando se secan y absorben una gran cantidad de agua (por
ejemplo, hasta un 20-70% en peso) cuando se
hidratan, lo cual reduce el índice de refracción del material. Estos
materiales tienden a ser quebradizos cuando se secan y presentan
unas propiedades mecánicas pobres para aplicación oftálmica. En
estado hidratado, los materiales de tipo hidrogel se vuelven blandos
y flexibles. Los hidrogeles hidratados conocidos presentan un índice
de refracción relativamente bajo, por ejemplo inferior a 1,48.
Además de afectar de manera negativa al índice de refracción, el
agua absorbida incrementa también de manera significativa el
diámetro y el grosor de las IOLs, por ejemplo, en una cifra situada
en torno al 15%.
Los materiales de tipo silicona presentan un
índice de refracción ligeramente más elevado (por ejemplo, 1,51),
pero tienen tendencia a desplegarse demasiado rápidamente, una vez
ubicados en el ojo en una configuración plegada. La
biocompatibilidad de los materiales de tipo silicona puede
constituir también motivo de preocupación.
Las patentes USA n^{os} 5.290.892 (Namdaran et
al.), 5.331.073 (Weinschenk, III et al.) y 5.693.095 (Freeman et
al.) discuten acerca de la formación de lentes plegables a partir de
un material tipo polímero procedente de (met)acrilato de
etoxiarilo con un reticulador o con un segundo monómero acrilato y
un reticulador. Dado que el material de tipo polímero es
blando/plegable, estas patentes tratan acerca de la formación de
moldes con el material de tipo polímero para obtener una lente
individual. De manera similar, la patente USA 5.433.746. otorgada a
Namdaran et al., describe la formación de lentes intraoculares
flexibles por medio de moldeo de materiales de tipo polimérico, los
cuales presentan una temperatura de transición al estado vítreo
baja. El citado moldeado requiere un equipo especializado y moldes
personalizados costosos. Además, las lentes moldeadas resultantes
tienden a presentar una pobre calidad superficial dado que, por
regla general, no pueden ser pulidas. De manera alternativa, la
patente USA 5.331.073 trata acerca de la formación de lentes a
partir de un material blando/plegable por medio de maquinización de
las lentes a temperaturas criogénicas. El citado procedimiento
resulta engorroso y caro.
El poder disponer de un material con un elevado
índice de refracción, plegable, que pudiera ser objeto de
maquinización y de pulido utilizando tecnologías convencionales
representaría un avance significativo en la técnica.
La presente invención proporciona un material
plegable, con un elevado índice de refracción, el cual puede ser
maquinizado utilizando técnicas de corte con torno convencionales,
no caras, tales como las utilizadas en la fabricación de lentes de
metacrilato de polimetilo (PMMA). Los materiales tipo polímero
resultan de utilidad para la formación de dispositivos oftálmicos,
particularmente de lentes intraoculares, que comprenden unidades de
polímero obtenidas a partir de al menos tres diferentes componentes
monómeros. Los materiales de tipo polímero obtenidos resultan
también de utilidad para otros dispositivos oftálmicos, tales como
lentes de contacto, queratoprótesis, lentes intracorneales (ICL), y
lentes o incrustaciones de cornea, al igual que para otras
aplicaciones.
Un nuevo aspecto significativo del material de
tipo polímero de la invención consiste en el hecho de que el mismo
es, a la vez, (a) lo suficientemente duro como para ser objeto de
maquinización a temperatura ambiente y (b) convertible en plegable a
través de un proceso de hidratación controlado. Además, la IOL puede
ser hidratada hasta alcanzar un estado de flexibilidad adecuado con
una mínima absorción de agua. La relativamente baja absorción de
agua permite una eficaz hidratación sin afectar a las propiedades
ópticas o mecánicas y sin modificar las dimensiones o el índice de
refracción de las lentes plegables. Otra importante ventaja de la
invención reside en la capacidad de someter a las lentes a pulido en
tambor para proporcionar bordes lisos y redondeados. Ello se ve
facilitado, en parte, por la relativamente elevada temperatura de
transición al estado vítreo (Tg) del material.
Un aspecto de la presente invención es una
composición que comprende un copolímero hidratable. El copolímero
incluye:
a) un primer componente monómero que es un
acrilato de arilo o un metacrilato de arilo;
b) un segundo componente monómero que es un
monómero que presenta un anillo aromático con un sustituyente que
tiene al menos un punto de insaturación etilénica, en donde el
segundo componente monómero es diferente de acrilato; y
c) un tercer componente monómero que es un
monómero formador de hidrogel con un elevado contenido en agua.
Preferiblemente, el copolímero incluye además un agente
reticulante.
Otro aspecto de la invención consiste en un
dispositivo oftálmico preparado a partir del copolímero de la
invención.
La invención proporciona también un procedimiento
para la preparación de dispositivos oftálmicos, tales como lentes
intraoculares, a partir del(los) polímero(s)
descrito(s). El procedimiento conlleva, generalmente, la
formación de una pieza de trabajo polimérica rígida procedente del
copolímero de la invención, la formación de un dispositivo oftálmico
a partir de la pieza de trabajo y la hidratación del dispositivo
oftálmico hasta lograr un estado de blandura y flexibilidad
suficiente como para que, si se desea, el dispositivo pueda ser
plegado.
Un nuevo aspecto de la invención consiste en un
procedimiento para la implantación de un dispositivo oftálmico en el
interior de un ojo. El procedimiento conlleva el proporcionar un
dispositivo oftálmico hidratable que es rígido a temperatura
ambiente cuando se seca y plegable a temperatura ambiente cuando se
hidrata. El dispositivo oftálmico es hidratado y se proporciona una
jeringa que contiene el dispositivo oftálmico hidratado. El
dispositivo oftálmico es entonces inyectado en el interior del
ojo.
El material de tipo polímero de la presente
invención comprende unidades de polímero procedentes de la
polimerización de primeros, segundos y terceros componentes
poliméricos. Estos componentes pueden incluir monómero
(met)acrilato de arilo. Un monómero aromático y un monómero
formador de hidrogel con un elevado contendido en agua,
respectivamente. Preferiblemente se incluye un agente reticulante.
Cada uno de los componentes se describe más adelante con mayor
detalle.
La composición puede incluir, opcionalmente,
otros componentes de tipo monómero, un iniciador o un material
absorbente de ultravioleta (UV). Las proporciones de los monómeros
deberían ser preferiblemente elegidas para generar un polímero
sustancialmente rígido que tenga una temperatura de transición
vítrea de al menos aproximadamente la temperatura ambiente normal.
Cada uno de los tres componentes de tipo monómero se encuentra
preferiblemente presente en el copolímero en una cantidad de al
menos el 10 por ciento en peso, más preferiblemente, al menos del 20
por ciento en peso. Esta invención contempla la preparación de
copolímeros en bloque y aleatorios de los componentes de tipo
monómero descritos en la presente. Salvo que se indique lo
contrario, la totalidad de porcentajes en peso están basados en el
peso total de la composición con anterioridad a la
polimerización.
En una realización altamente preferida, la
composición comprende un copolímero hidratable que incluye:
- a)
- al menos el 20 por ciento en peso de un primer componente de tipo monómero, tal como acrilato de etilenglicol-fenil-éter o acrilato de polietilenglicol-fenil-éter;
- b)
- al menos el 10 por ciento en peso de un segundo componente de tipo monómero, tal como estireno o estireno sustituido;
- c)
- al menos el 10 por ciento en peso de un tercer componente de tipo monómero, tal como metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietoxietilo o ácido metacrílico; y
- d)
- menos del 10 por ciento en peso de un agente reticulante, tal como un diacrilato o un dimetacrilato. El copolímero resultante tiene un índice de refracción superior a 1,50 y es plegable a temperatura ambiente (es decir, aproximadamente 20-25ºC) cuando se hidrata.
Generalmente, el primer componente de tipo
monómero es un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo. Estos
compuestos pueden ser también identificados como monómeros
(met)acrilato de arilo. El término "arilo" implica que
el compuesto contiene al menos un grupo aromático. Los citados
compuestos corresponden habitualmente a la fórmula (I):
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{Z}}OO--Q
donde
Z es -H ó -CH_{3} y
Q incluye al menos un anillo aromático.
Entre los sustituyentes representativos de Q se
incluyen, sin que ello signifique una limitación:
etilenglicol-fenil-éter, poli(acrilato de
etilenglicol-fenil-éter), fenilo,
2-etilfenoxi, hexilfenoxi, hexilfenoxi, bencilo,
2-feniletilo, 4-metilfenilo,
4-metilbencilo,
2-2-metilfeniletilo; metacrilato de
2-3-metilfeniletilo,
2-4-metilfeniletilo,
2-(4-propilfenil)etilo,
2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo,
2-(4-metoxifenil)etilo,
2-(4-ciclohexilfenil)etilo,
2-(2-clorofenil)etilo,
2-(3-clorofenil)etilo,
2-(4-clorofenil)etilo,
2-(4-bromofenil)etilo,
2-(3-fenilfenil)etil,
2-(4-fenilfenil)etilo) y
2-(4-bencilfenil)etilo.
Entre los monómeros (met)acrilato de arilo
adecuados se incluyen, por ejemplo, acrilato de
etilenglicol-fenil-éter (EGPEA),
poli(acrilato de
etilenglicol-fenil-éter)(poli EGPEA), metacrilato de
fenilo, metacrilato de 2-etilfenoxi, acrilato de
2-etilfenoxi, metacrilato de hexilfenoxi, acrilato
de hexilfenoxi, metacrilato de bencilo, metacrilato de
2-feniletilo, metacrilato de
4-metilfenilo, metacrilato de
4-metilbencilo, metacrilato de
2-2-metilfeniletilo, metacrilato de
2-3-metilfeniletilo, metacrilato de
2-4-metilfeniletilo, metacrilato de
2-(4-propilfenil)etilo, metacrilato de
2-(4-1-metiletil)fenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-metoxifenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-ciclohexilfenil)etilo,
metacrilato de 2-(2-clorofenil)etilo,
metacrilato de 2-(3-clorofenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-clorofenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-bromofenil)etilo,
metacrilato de 2-(3-fenilfenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-fenilfenil)etilo y
metacrilato de 2-(4-bencilfenil)etilo,
incluyendo los correspondientes metacrilatos y acrilatos y mezclas
de los mismos. A la vista de la presente descripción, a un experto
en la materia podrían ocurrírsele otros monómeros de acrilato de
arilo y monómeros de metacrilato de arilo. Resultan preferidos el
EGPEA y el poli EGPEA.
El primer componente monómero debe ser añadido a
la composición en cantidad suficiente como para proporcionar un
elevado índice de refracción, una moderada absorción de agua y una
rigidez de columna reforzada. Preferiblemente, el primer componente
monómero comprende al menos el 10% en peso de la composición, más
preferiblemente al menos el 20% en peso, muy preferiblemente al
menos el 30 por ciento en peso. Este primer componente monómero
debería ser añadido en cantidad adecuada para evitar una no deseada
baja temperatura de transición al estado vítreo en el copolímero
resultante. Preferiblemente, el primer componente monómero comprende
menos del 60 por ciento en peso de la composición, más
preferiblemente menos del 50 por ciento en peso, muy preferiblemente
menos del 45 por ciento en peso.
El segundo componente monómero incluye un
monómero que tiene un anillo aromático con un sustituyente que tiene
al menos un punto de instauración etilénica. Preferiblemente, este
segundo componente monómero no es acrilato. Los citados monómeros
corresponden a la fórmula general (II):
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{X}}--Ar
donde X es -H ó -CH_{3}, y Ar es un anillo
aromático sustituido o no
sustituido.
Entre los segundos componentes monómeros
representativos se incluyen, por ejemplo, compuestos de estireno
sustituidos o no sustituidos. Estos compuestos pueden estar
sustituidos por hidrógeno, halógeno (por ejemplo, Br, Cl, F), grupos
alquilo inferior (por ejemplo, metilo, etilo, propilo, butilo,
isopropilo), y/o grupos alcoxi inferior. Deben evitarse los
monómeros que contienen puentes acrílicos o de acrilamida. Entre los
monómeros aromáticos adecuados se incluyen, por ejemplo, estireno,
metoxiestireno y cloroestireno. Resultan preferidos el estireno y el
cloroestireno. Estireno es el más preferido.
El segundo componente monómero debe ser añadido
en cantidad suficiente como para incrementar la temperatura de
transición al estado vítreo del copolímero resultante hasta una
temperatura de trabajo adecuada. Se cree que este segundo componente
monómero proporciona un índice de refracción más elevado a través
del anillo aromático, hidrofobicidad y una temperatura de transición
al estado vítreo más elevada. Preferiblemente, el segundo componente
monómero comprende al menos el 10 por ciento en peso de la
composición, más preferiblemente al menos el 15% en peso, muy
preferiblemente al menos el 20 por ciento en peso. El segundo
componente monómero debe ser añadido en cantidad inferior a la que
afecta, de manera adversa, al índice de refracción, a la claridad
óptica o a otras propiedades deseables del copolímero.
Preferiblemente, el segundo componente monómero comprende menos del
60 por ciento en peso de la composición, más preferiblemente, menos
del 40 por ciento en peso, muy preferiblemente, menos del 30 por
ciento en peso.
El tercer componente monómero comprende un
monómero formador de hidrogel de elevado contendido de agua.
Preferiblemente, el tercer componente monómero incluye un
metacrilato sin un sustituyente aromático. Entre los monómeros
formadores de hidrogel con elevado contenido de agua se incluyen,
por ejemplo, metacrilato de hidroxietilo (HEMA), metacrilato de
hidroxietoxietilo (HEEMA), metacrilato de hidroxietoxietilo,
metacrilato de metoxietilo, metacrilato de metoxietoxietilo,
metacrilato de metoxidietoxietilo, dimetacrilato de etilenglicol,
n-vinil-2-pirrolidona,
ácido metacrílico y acetato de vinilo y mezclas de los mismos. Para
un experto en la materia resultará evidente que muchos otros
monómeros formadores de hidrogel de elevado contenido en agua
resultarán operativos a la vista de esta descripción. Resultan
preferidos el HEMA y el HEEMA.
El tercer componente monómero es preferiblemente
añadido en cantidad suficiente para convertir al copolímero
resultante en hidratable. Preferiblemente, el tercer componente
monómero comprende al menos el 10 por ciento en peso de la
composición, más preferiblemente, al menos el 20 por ciento en peso
de la composición, muy preferiblemente, al menos el 25 por ciento en
peso de la composición. El tercer componente monómero debe ser
añadido en una cantidad que sea lo suficientemente baja como para
evitar una expansión estadísticamente significativa durante la
hidratación del copolímero. Preferiblemente, el tercer componente
monómero comprende menos del 60 por ciento en peso de la
composición, más preferiblemente menos del 50 por ciento en peso,
muy preferiblemente, menos del 40 por ciento en peso.
El copolímero puede también incluir un agente
reticulante. Entre los agentes reticulantes copolimerizables que
resultan de utilizada en la formación del material polimérico de la
invención se incluyen cualquier compuesto insaturado etilénicamente
en posición terminal, que tenga mas de un grupo insaturado.
Preferiblemente, el agente reticulante incluye un diacrilato o un
dimetacrilato. El agente reticulante puede también incluir un
diacrilato o un metacrilato. El agente reticulante puede también
incluir compuestos que tengan dos grupos (met)acrilato y/o
vinilo. Entre los agentes reticulantes particularmente preferidos se
incluyen los compuestos diacrilato representados a través de la
siguiente fórmula (III):
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{X'}}--COO--A--OOC--C=\uelm{C}{\uelm{\para}{X''}}H_{2}
en donde X' y X'', separada e independientemente,
representan un átomo de hidrógeno o un grupo metilo; y A representa
un grupo hidrocarbilo divalente sustituido o no sustituido. En una
forma preferida de fórmula (III), A representa un radical alifático
divalente sustituido o no sustituido y, preferiblemente, un
alquileno de entre 1 y 6 átomos de
carbono.
Entre los agentes reticulantes representativos se
incluyen, por ejemplo, compuestos diacrilato que incluyen
dimetacrilato de etilenglicol (EGDM), dimetacrilato de
dietilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol, metacrilato de
alquilo, alilmetacrilato de
1-3-propanodioldimetacrilato,
dimetacrilato de 1,6-hexanodiol; dimetacrilato de
1,3-butanodiol; dimetacrilato de
1,4-butanodiol, al igual que compuestos divinilo,
incluyendo hidrocarburos divinilo y divinilbenceno. Resulta
preferido el dimetacrilato de etilenglicol.
El agente reticulante debe ser añadido en
cantidad suficiente como para permitir que el copolímero hidratado
regrese a su forma original después de haber sido plegado.
Preferiblemente, el agente reticulante comprende al menos un 1 por
ciento en peso de la composición, más preferiblemente, al menos el 3
por ciento en peso. Por el contrario, el agente reticulante debe ser
añadido en una cantidad lo suficientemente baja como para evitar que
el copolímero resulte demasiado rígido o quebradizo.
Preferiblemente, el agente reticulante comprende menos del 10 por
ciento en peso de la composición, más preferiblemente, menos del 5
por ciento en peso.
Un experto en la materia se dará cuenta de que al
polímero de esta invención se le pueden añadir, opcionalmente,
aditivos tales como agentes bloqueadores de ultravioleta (UV),
colorantes, en función de la aplicación a la que se pretendan
destinar. Entre los materiales absorbentes de UV representativos se
incluyen los descritos, por ejemplo, en la columna 5, líneas
3-29, de la patente US Nº. 5.433.746, concedida a
Namdaran et al. Entre los materiales absorbentes de ultravioleta se
incluyen, por ejemplo, la benzofenona, la vinilbenzofenona y el
benzotriazol. Cuando se utiliza, el material absorbente de
ultravioleta es preferiblemente añadido a una concentración por
debajo de aproximadamente el 1 por ciento, en base al peso total de
la composición.
Los copolímeros de la invención pueden ser
obtenidos utilizando técnicas de polimerización convencionales. Por
ejemplo, los monómeros pueden ser mezclados conjuntamente y
calentados hasta una temperatura elevada para facilitar la reacción
de polimerización. Con vistas a facilitar y/o incrementar la
velocidad de polimerización de la reacción pueden incluirse
catalizadores y/o iniciadores, seleccionados, por ejemplo, a partir
de materiales bien conocidos para el citado uso en las técnicas de
polimerización. Entre los iniciadores representativos se incluyen
los iniciadores de radical libre, tales como el
2-2'-azobisisobutironitrilo (AIBN),
el peróxido de benzoilo, el peróxido de acetilo, el peróxido de
laurilo. El peróxido de t-butilo y similares y
mezclas de los mismos. Resulta preferido el
2-2'-azobisisobutironitrilo.
Volviendo al procedimiento de fabricación de los
dispositivos oftálmicos a partir del copolímero, el procedimiento
conlleva los siguientes pasos generales. Se proporciona un
copolímero hidratable, rígido, el cual se obtiene a partir de una
mezcla de un primer, un segundo y un tercer componente monómero, tal
como se describe en el presente documento. El copolímero presenta
una temperatura de transición al estado vítreo superior a la
temperatura ambiente normal y un índice de refracción superior a
1,55. El copolímero rígido se obtiene después en forma de un
dispositivo oftálmico rígido que presenta las dimensiones deseadas.
El copolímero es posteriormente hidratado para formar un dispositivo
oftálmico plegable. Preferiblemente, el copolímero hidratado
presenta una concentración de agua en equilibrio por debajo del 10
por ciento en peso y un índice de refracción superior a 1,55.
Más específicamente, el copolímero de la presente
invención se forma habitualmente en forma de hoja o de varilla. Un
dispositivo oftálmico rígido se forma generalmente cortando el
dispositivo, por ejemplo a partir de una hoja rígida del copolímero
y puliendo el mismo. Los dispositivos oftálmicos de la dimensión y
dioptría deseada pueden ser cortados a partir de la hoja de
copolímero rígida utilizando técnicas de corte por torno habituales
a la temperatura ambiente. De manera similar, los dispositivos
pueden ser pulidos utilizando técnicas de pulido habituales, tales
como el pulido en tambor. El dispositivo oftálmico es
preferiblemente una IOL.
El dispositivo oftálmico resultante es hidratado
posteriormente. Ello puede lograrse mediante la impregnación del
dispositivo oftálmico en una solución acuosa (tal como agua o
solución salina), preferiblemente a una temperatura elevada (por
ejemplo, entre 20 y 100ºC), durante un período de tiempo suficiente
para inculcar el dispositivo con agua (por ejemplo, durante un
período de tiempo de entre varios minutos a varias horas o
superior).
Un dispositivo oftálmico o de otro tipo obtenido
a partir de un polímero de la presente invención no se expande o
modifica su forma de manera significativa cuando se hidrata. En
otras palabras, no existe una diferencia significativa entre el
diámetro y el grosor del dispositivo seco y el dispositivo
hidratado. Por consiguiente, para IOLs, las lentes intraoculares
rígidas y las lentes intraoculares hidratadas plegables presentan en
esencia las mismas dimensiones.
Los copolímeros de la invención presentan una
única combinación de características deseables, por ejemplo, elevado
índice de refracción, buenas propiedades mecánicas, elevada
temperatura de transición al estado vítreo, claridad óptica,
hidratabilidad y capacidad de plegamiento una vez hidratados.
Una combinación de propiedades particularmente
ventajosa incluye disponer de un copolímero que sea plegable a
temperatura ambiente a pesar de tener una temperatura de transición
al estado vítreo por encima de la temperatura ambiente y que tenga
también un índice de refracción (RI) superior a 1,50. Debido al
hecho de que el índice de refracción del copolímero hidratado tiende
a ser superior a 1,50 (y los copolímeros preferidos presentan un
índice de refracción superior a 1,55), los copolímeros resultan
especialmente atractivos para aplicaciones oftálmicas, tales como
lentes intraoculares. El poder de refracción de una lente está en
función de su forma y del índice de refracción del material del cual
está hecha. Una lenta fabricada a partir de un material que presenta
un índice de refracción más elevado puede ser más delgada y
proporcionar el mismo poder de refracción que una lente fabricada a
partir de un material que tenga un índice de refracción
relativamente más bajo. Las lentes más delgadas resultan más fáciles
de insertar y provocan menos problemas durante la cirugía. Por
consiguiente, en general, cuanto más elevado sea el índice de
refracción mejor será el material, permaneciendo inalterados otros
factores. Se han alcanzado RIs de al menos 1,558.
Las propiedades mecánicas del copolímero, tales
como la temperatura de transición vítrea, permiten su corte y pulido
(es decir, su mecanizado) a temperatura ambiente (más que moldeado o
formateado a temperaturas criogénicas). El copolímero es rígido a
temperatura ambiente normal cuando está seco y flexible a
temperatura ambiente normal cuando está hidratado. En otras
palabras, el copolímero seco es lo suficientemente rígido o sólido a
temperatura ambiente como para que pueda ser manipulable a través de
corte o torneado convencional y el copolímero hidratado lo
suficientemente flexible a temperatura ambiente como para poder ser
doblado 180 grados sin romperse. De manera beneficiosa, el
copolímero seco no resulta tampoco demasiado quebradizo.
La capacidad para cortar y pulir un dispositivo
oftálmico facilita la formación de una lente que tenga el grosor
central mínimo permitido por el índice de refracción del material.
Por consiguiente, a partir del copolímero de la invención puede
obtenerse una lente más delgada que la que resulta del material que
tiene el mismo índice de refracción que tiene que ser moldeado. Por
ejemplo, puede obtenerse una lente de 20 dioptrías que tenga un
grosor central inferior a 0,4 milímetros (mm). La delgadez, a su
vez, permite que el copolímero pueda ser inyectado a través de una
incisión tan delgada como 1 mm o inferior. Esto proporciona un
avance significativo en el campo de la cirugía oftálmica, en la cual
resultan habituales las incisiones mucho más grandes.
En relación con la temperatura de transición del
estado vítreo (Tg) del copolímero, se prefiere que la Tg sea más
elevada que aproximadamente la temperatura ambiente normal, a los
efectos de que el mismo resulte manipulable a través de técnicas de
corte y de torneado convencionales. Preferiblemente, la Tg es
superior a 20ºC, más preferiblemente superior a 25ºC y, muy
preferiblemente, superior a 30ºC. Pueden ser obtenidos dispositivos
oftálmicos adecuados a partir de copolímeros que tienen temperaturas
de transición del estado vítreo superiores a la temperatura
corporal normal. La calorimetría de exploración diferencial (DSC)
proporciona un procedimiento para la medición de la Tg.
Tal como se ha discutido, el copolímero de la
invención se convierte en flexible cuando se hidrata. El
procedimiento de hidratación permite una distribución altamente
eficaz de las moléculas de agua a través de la estructura de las
IOLs, para convertir el polímero duro en blando y plegable con la
mínima absorción de agua. El copolímero hidratado tiene un contenido
de agua en equilibrio (EWC) por debajo del 10 por ciento en peso.
Preferiblemente, el EWC es inferior al 8% en peso, más
preferiblemente inferior al 5% en peso y, muy preferiblemente,
inferior al 4% en peso. La citada baja absorción de agua permite una
hidratación eficaz sin afectar de manera adversa a las propiedades
ópticas y mecánicas de las lentes plegables. Por ejemplo, ni las
dimensiones de las lentes ni los índices de refracción cambian de
manera significativa con la hidratación. En lo concerniente a la
expansión generada con la hidratación, los copolímeros de la
invención tienden a expandirse por debajo del 10 por ciento en
volumen, cuando se comparan con el copolímero no hidratado;
preferiblemente, la expansión en porcentaje de volumen con la
hidratación es inferior al 5%. El porcentaje de expansión se calcula
mediante la medición de la diferencia en la dimensión de botones
estándar antes y después de la hidratación.
Por consiguiente, el copolímero de la invención
muestra una combinación deseable y única de propiedades, incluyendo
la maquinabilidad cuando no está hidratado y la expansión mínima
tras la hidratación; el copolímero presenta también un índice de
refracción relativamente elevado.
Mediante la utilización del copolímero de la
invención, puede llevarse a cabo la cirugía de catarata a través de
una incisión de 1,5 mm o inferior. Tras aplicar anestesia tópica en
el ojo, puede inyectarse en el mismo una IOL obtenida a partir del
nuevo copolímero. El procedimiento no requiere sutura alguna.
Mediante la disposición de un dispositivo
oftálmico hidratable que sea rígido a temperatura ambiente, cuando
está seco y plegable a temperatura ambiente, cuando se encuentra
hidratado, puede llevarse a cabo un procedimiento para implantar un
dispositivo oftálmico en el ojo. El dispositivo oftálmico es
hidratado y se proporciona una jeringa que contiene el dispositivo
oftálmico hidratado. El dispositivo oftálmico, el cual es
preferiblemente una lente intraocular obtenida a partir del
copolímero de la invención, es posteriormente inyectado en el ojo.
Preferiblemente, el dispositivo oftálmico es inyectado en el ojo a
través de una incisión de menos de 1,5 milímetros de longitud.
La lente puede ser insertada utilizando un
dispositivo, por ejemplo, como el descrito en la patente USA Nº.
4.715.373, concedida a Mazzocco. La forma del sistema de fijación
utilizada para posicionar la IOL en el ojo no resulta crítica a los
efectos de esta invención. los copolímeros puede ser utilizados en
lentes plegables que tengan una diversidad de sistemas de fijación.
Ver, por ejemplo, la patente USA Nº. 5.776.191, concedida a
Mazzocco, para una discusión en relación con los sistemas de
fijación para estructuras IOL.
Mezclando los siguientes ingredientes, en
condiciones de presión reducida, se preparan diversos copolímeros:
un primer, un segundo y un tercer componente monómero, un
reticulador y un agente bloqueador de UV polimerizable. Como agente
bloqueador de UV se utiliza vinil-benzotriazol, a
una concentración total del 0,3 por ciento en peso. Para iniciar la
polimerizaciones se utiliza un iniciador de radical libre
2-2'-azobisisobutironitrilo (AIBN),
a una concentración del 0,2% en peso. La solución de monómero se
mezcla en un matraz de vidrio utilizando una barra de agitación
magnética por espacio de 30 minutos. La solución es después filtrada
a través de un filtro de 0,2 micras (\mu) e inyectada en un molde
laminar que comprende dos placas de vidrio unidas con unas pinzas
con muelles y separadas mediante una junta de plástico. El molde es
colocado después en un baño de agua por espacio de 10 horas, a 60ºC,
posteriormente es retirado y sometido de nuevo a curación a 95ºC en
un horno, por espacio de 12 horas. Se obtiene una lámina polimérica
dura y clara.
A partir de la lámina de plástico rígido se
cortan lentes intraoculares de diversas dioptrías (5,10, 20 y 34),
utilizando técnicas de maquinización como las utilizadas para la
fabricación de IOLs de polimetilmetacrilato (PMMA).
Las IOLs son pulidas en tambor por espacio de 2
días a 20ºC. Las lentes pulidas son lavadas con agua
ultra-pura. En este estadio, las IOLs son todavía
duras y no plegables. Las IOLs son después colocadas en viales
individuales rellenados con solución salina. Los viales son
colocados en un horno de temperatura controlada y sometidos al
siguiente ciclo de condiciones: incremento de la temperatura desde
20ºC hasta 40ºC, a una velocidad de 10 grados C por hora.
Mantenimiento a 40ºC por espacio de 30 minutos. Incremento de
temperatura desde 40ºC hasta 60ºC, a una velocidad de 10 grados por
hora. Mantenimiento a 60ºC por espacio de 4 horas. Descenso de
temperatura desde 60ºC hasta temperatura ambiente (aproximadamente
20ºC), a 10 grados C por hora. Las IOLs eran blandas y fácilmente
plegables y presentaban excelentes propiedades ópticas. Las
dimensiones de las lentes (tamaño óptico, grosor, diámetro) no se
modificaron sustancialmente durante la hidratación. La superficie y
los bordes de las muestras eran muy suaves.
Se midió el contenido de agua de equilibrio
después de la hidratación, utilizando análisis gravimétrico. El
índice de refracción y la temperatura de transición del estado
vítreo de las lentes fueron también determinados. Los resultados se
muestran en la Tabla 1.
\newpage
| Material | EWC | RI | Maquinabilidad | Plegabilidad después | % expansión |
| Comparativo | (% en peso) | de hidratación | |||
| Hidrogel 1 | 60 | 1,38 | Buena | Buena | 15 |
| Hidrogel 2 | 30 | 1,44 | Buena | Buena | 11 |
| Hidrogel 3 | 75 | 1,34 | Buena | Buena | 25 |
| Hidrogel 4 | 20 | 1,46 | Buena | Buena | 10 |
| Acrílico 1 | 0 | 1,54 | No maquinizable | - | 0 |
| Acrílico 2 | 0 | 1,55 | No maquinizable | - | 0 |
| Hidrogel 1= | poli HEMA | ||||
| Hidrogel 2= | poli (HEMA-co-MMA) | ||||
| MMA= | metacrilatro de metilo | ||||
| Hidrogel 3= | poli (HEMA-co-NVP) | ||||
| NVP= | n-vinilpirrolidona | ||||
| Hidrogel 4= | poli (HEMA-co-MMA) altamente reticulado | ||||
| Acrílico 1= | acrilato de feniletilo | 79% en peso | |||
| Metacrilato de metilo | 16% en peso | ||||
| EGDM | 5% en peso | ||||
| Acrílico 2= | acrilato de 2-fenoxietilo | 88% en peso | |||
| Acrilato de n-hexilo | 10% en peso | ||||
| EGDM | 2% en peso |
En la anterior tabla, "maquinabilidad" se
refiere al corte del material no hidratado con un torno, en el cual
una herramienta con diamante entra en contacto con el material
mientras gira a elevada velocidad. Buena maquinabilidad significa
que el material se corta limpiamente en forma de disco, por lo que
los radios y las dimensiones del producto final pueden ser
seleccionados con antelación. Maquinabilidad correcta significa que
el material puede ser sometido a maquinización si los parámetros
medioambientales pueden ser controlados, por ejemplo, mediante la
disminución de la temperatura. Pobre maquinabilidad significa que el
material tiende a deformarse cuando se corta con el torno, pero
resulta todavía maquinizable si se controlan los parámetros
medioambientales. No maquinizable significa que el material no puede
ser cortado en un torno y tiene que ser obtenido utilizando
procedimientos tales como el moldeado. "Plegabilidad" se
refiere a la capacidad de doblarse que presenta el material, tanto
como aproximadamente 180ºC, sin romperse, una vez ha sido hidratado.
Buena plegabilidad significa que el material puede ser doblado
fácilmente utilizando forceps cuando el material es cortado en forma
de disco del tamaño aproximado al de una lente estándar. Una
correcta plegabilidad significa que un disco hidratado del material
se dobla cuando se aplica un poco de fuerza. Poble plegabilidad
significa que el disco hidratado se dobla sin romperse cuando se
aplica una fuerza más grande.
Se llevó a cabo un estudio de hidratación para
valorar el cambio en la dimensión una vez completada la hidratación:
Se utilizaron veinte muestras de cada una de las formulaciones
descritas en el Ejemplo 1. Las muestras consistían en discos de 16,5
mm de diámetro y de 2,0 milímetros de espesor. Los resultados fueron
promediados para cada una de las formulaciones.
| Formulación | % cambio en el diámetro | % de cambio en el grosor |
| 1 | 0,02 + 0,01 | 0,04 + 0,01 |
| 2 | 0,05 + 0,02 | 0,08 + 0,02 |
| 3 | 0,06 + 0,01 | 0,08 + 0,01 |
| 4 | 0,08 + 0,03 | 0,06 + 0,01 |
No se produjeron cambios de dimensión
sustanciales después de la hidratación.
Claims (33)
1. Copolímero hidratable que comprende:
- a)
- un primer componente monomérico que comprende un acrilato de arilo o un metacrilato de arilo;
- b)
- un segundo componente monomérico que comprende un monomérico que tiene un grupo anillo aromático con un sustituyente que tiene al menos un punto de instauración etilénica, en donde el segundo componente monomérico es distinto de acrilato; y
- c)
- un tercer componente monómero que comprende un monómero formador de hidrogel con un elevado contenido en agua.
2. Copolímero de la reivindicación 1, en donde el
primer componente monomérico (a) corresponde a la fórmula:
CH_{2}=
\uelm{C}{\uelm{\para}{Z}}OO--Qen
donde:
Z es -H ó -CH_{3}; y
Q es un sustituyente que contiene al menos un
anillo aromático.
3. Copolímero de la reivindicación 2, en donde Q
se selecciona de entre el grupo que consiste en:
Etilenglicol-fenil-éter,
poli(etilenglicol-fenil-éter), fenilo,
2-etilfenoxi, 2-etilfenoxi,
hexilfenoxi, hexilfenoxi, bencilo, 2-feniletilo,
4-metilfenilo, 4-metilbencilo,
2-2-metilfeniletilo, metacrilato de
2-3-metilfeniletilo,
2-4-metilfeniletilo,
2-(4-propilfenil)etilo,
2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo,
2-(4-metoxifenil)etilo,
2-(4-ciclohexilfenil)etilo,
2-(2-clorofenil)etilo,
2-3-clorofenil)etilo,
2-(4-clorofenil)etilo,
2-(4-bromofenil)etilo,
2-(3-fenilfenil)etilo,
2-4(fenilfenil)etilo y
2-(4-bencilfenil)etilo.
4. Copolímero de la reivindicación 3, en donde el
primer componente monomérico (a) se selecciona de entre el grupo
que consiste en acrilato de etilenglicol-fenil-éter,
poli(acrilato de etilenglicol-fenil-éter),
metacrilato de fenilo, metacrilato de 2-etilfenoxi,
acrilato de 2-etilfenoxi, metacrilato de
hexilfenoxi, acrilato de hexilfenoxi, metacrilato de bencilo,
metacrilato de 2-feniletilo, metacrilato de
4-metilfenilo, metacrilato de
4-metilbencilo, metacrilato de
2-2-metilfeniletilo, metacrilato de
2-3-metilfeniletilo, metacrilato de
2-4-metilfeniletilo, metacrilato de
2-(4-propilfenil)etilo, metacrilato de
2-(4-(1-metiletil)fenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-metoxifenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-ciclohexilfenil)etilo,
metacrilato de 2-(2-clorofenil)etilo,
metacrilato de 2-(3-clorofenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-clorofenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-bromofenil)etilo,
metacrilato de 2-(3-fenilfenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-fenilfenil)etilo,
metacrilato de 2-(4-bencilfenil)etilo y
mezclas de los mismos.
5. Copolímero de la reivindicación 4, en donde el
primer componente monomérico (a) se selecciona de entre el grupo
que consiste en acrilato de etilenglicol-fenil-éter
y acrilato de polietilenglicol-fenil-éter.
6. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en donde el copolímero incluye al menos el
10 por ciento en peso del primer componente monomérico.
7. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde el segundo componente monomérico
(b) incluye estireno sustituido o estireno no sustituido.
8. Copolímero de la reivindicación 7, en donde el
segundo componente monomérico (b) se selecciona de entre el grupo
que consiste en estireno y estireno sustituido con al menos un
sustituyente halógeno, alquilo inferior o alcoxi inferior.
9. Copolímero de la reivindicación 8, en donde el
segundo componente monomérico (b) se selecciona de entre el grupo
que consiste en estireno y cloro-estireno.
10. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en donde el copolímero incluye al menos el
10 por ciento en peso del segundo componente monomérico.
11. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en donde el tercer componente monomérico
(c) incluye un metacrilato sin un sustituyente aromático.
12. Copolímero de la reivindicación 11, en donde
el tercer componente monomérico (c) se selecciona de entre el grupo
que consiste en metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de
hidroxietoxietilo, metacrilato de hidroxidietoxietilo, metacrilato
de metoxietilo, metacrilato de metoxietoxietilo, metacrilato de
metoxidietoxietilo, dimetacrilato de etilenglicol,
n-vinil-2-pirrolidona,
ácido metacrílico, acetato de vinilo y mezclas de los mismos.
13. Copolímero de la reivindicación 12, en donde
el componente monomérico (c) se selecciona de entre el grupo que
consiste en metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de
hidroxietoxietilo y ácido metacrílico.
14. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en donde el copolímero incluye al menos el
10 por ciento en peso del tercer componente monomérico.
15. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 14, en donde el copolímero comprende
adicionalmente un agente reticulante.
16. Copolímero de la reivindicación 15, en donde
el agente reticulante comprende un diacrilato o un
dimetacrilato.
17. Copolímero de la reivindicación 16, en donde
el agente reticulante comprende dimetacrilato de etilenglicol.
18. Copolímero de la reivindicación 15 ó la
reivindicación 16, en donde el copolímero incluye 1 a menos del 10
por ciento en peso des agente reticulante.
19. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 18, en donde el copolímero comprende
- a)
- menos del 50 por ciento en peso del primer componente monomérico;
- b)
- menos del 40 por ciento en peso del segundo componente monomérico;
- c)
- menos del 60 por ciento en peso del tercer componente monomérico; y
- d)
- al menos el 1 por ciento en peso del agente reticulante.
20. Copolímero de la reivindicación 19, en donde
el copolímero comprende:
- a)
- entre el 30 y el 45 por ciento en peso de acrilato de etilenglicol-fenil-éter, acrilato de polietilenglicol-fenil-éter o mezclas de los mismos;
- b)
- entre el 20 y el 30 por ciento en peso de estireno;
- c)
- entre el 25 y el 40 por ciento en peso de metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo o mezclas de los mismos; y
- d)
- entre el 1 y el 5 por ciento en peso de agente reticulante.
21. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, en donde el copolímero se convierte en
flexible cuando se hidrata y en donde el copolímero hidratado se
expande menos del 10 por ciento en volumen, en comparación con el
copolímero no hidratado.
22. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en donde el copolímero se convierte en
flexible cuando se hidrata y en donde el copolímero hidratado
presenta una concentración de agua en equilibrio por debajo del 5
por ciento en peso.
23. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, en donde el copolímero es rígido a
temperatura ambiente normal cuando está seco y flexible a
temperatura ambiente normal cuando está hidratado.
24. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 23, en donde el copolímero hidratado tiene un
índice de refracción superior a 1,50.
25. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 21 a 24, en donde el copolímero no hidratado se
puede maquinizar a temperatura ambiente normal.
26. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, en donde el copolímero tiene una
temperatura de transición del estado vítreo superior a la
temperatura ambiente.
27. Copolímero de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 26, en donde el copolímero se utiliza en un
dispositivo oftálmico.
28. Copolímero de la reivindicación 27, en donde
el dispositivo es una lente intraocular.
29. Procedimiento para fabricar una lente
intraocular, comprendiendo el procedimiento:
- a)
- proporcionar un copolímero hidratable rígido, según la reivindicación 1, en donde el copolímero tiene una temperatura de transición del estado vítreo superior a la temperatura ambiente normal;
- b)
- formar una lente intraocular rígida que tenga las dimensiones deseadas, a partir del copolímero rígido, Y
- c)
- hidratar el copolímero para formar una lente intraocular hidratada, plegable.
en donde la lente intraocular hidratada tiene una
concentración de agua en equilibrio por debajo del 10 por ciento en
peso y un índice de refracción superior a
1,55.
30. Procedimiento de la reivindicación 29, en
donde la lente intraocular rígida y la lente intraocular plegable
difieren en volumen en menos de un 10%.
31. Procedimiento de la reivindicación 29 ó la
reivindicación 30, en donde la lente intraocular es una lente de 20
dioptrías y tiene un grosor central de menos de 0,4 milímetros.
32. Procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 29 a 31, en donde el copolímero se hidrata
mediante:
Colocando el copolímero en una solución
acuosa;
Incrementando gradualmente la temperatura de la
solución acuosa hasta 40ºC;
Manteniendo la temperatura de la solución acuosa
a 40ºC durante al menos 10 minutos;
Incrementando gradualmente la temperatura de la
solución acuosa hasta los 60ºC;
Manteniendo la temperatura de la solución acuosa
a 60ºC durante por lo menos de una hora; y
Reduciendo gradualmente la temperatura de la
solución acuosa hasta la temperatura ambiente.
33. Procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 29 a 32, en donde la lente intraocular rígida se
forma mediante el corte de una lente procedente de una lámina
rígida del copolímero y puliendo la lente.
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