DE2133960A1

DE2133960A1 - Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, die zur wiederholten oder langdauernden Berührung mit lebendigen Geweben oder Schleimhäuten bestimmt sind

Info

Publication number: DE2133960A1
Application number: DE19712133960
Authority: DE
Inventors: Drahoslav Prof.Ing.Dr.; Kopeczek Jindrzich Dipl.-Ing.; Vacik Jiri Dipl.-Ing.; Prag Lim
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-01-20
Also published as: CA985448A; CS154386B1; FR2100466A5; AU3104771A; GB1317858A

Description

Titel: Verfahren zur Herstellung von Gegenständen, die zur wiederholten oder langdauernden Berührung mit lebendigen Geweben oder Schleimhäuten bestimmt sind

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Gegenständen aus hydrophilen Polymeren (Hydrogelen), die zur wiederholten oder langdauernden Berührung mit lebendigen Geweben oder Schleimhäuten bestimmt sind.

Es ist bekannt, Hydrogele durch Kopolymerisation von hydrophilen Monomeren, wie z. B. Äthylenglykolmonometha« krylat mit einer geringen Menge von einem Vernetzungsmittel wie z. B. Äthylenglykoldimethakrylat herzustellen. Die Kopolymerisation wird oft in Gegenwart von Wasser oder einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit durchgeführt.

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Diese erwähnten Glykolmethakrylate oder Akrylate bieten spärlich vernetzte nicht ionogene Hydrogele, die z.B. zur Herstellung von weichen Kontaktlinsen, Prothesen, Implantaten oder Überzügen auf Kathetern oder ärztlichen Sonden verwendet werden» Die wichtigste Voraussetzung ist dabei eine gute physiologische Verträglichkeit von Polymeren, die keine reizende Wirkung verursachen dürfen. Bisher wurde angenommen und Orientierungsversuche an Tieren haben es nächgewiesen, daß Hydrogele mit basischen Seitengruppen das lebende Gewebe irritieren und sohlecht eingeheilt werden.

Der Erfindung liegt die, Aufgabe zugrunde, Hydrogele mit solchen Seitengruppen zu schaffen, die vom lebenden Gewebe gut aufgenommen und eingeheilt werden»

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig bei Polymerisation von hydrophilen Monomeren in Gegenwart von einer kleinen Menge eines Vernetzungsmittels (vorteilhaft unter 2#) und vorzugsweise auch Wasser oder einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit wie z.B. Glyzerin dadurch gelöst, daß als Hauptmonomer, das mindestens 50# des monomeren Materials bildet, ein N - Alkylakrylamid verwendet wird, dessen Ii — Akrylgruppe bzw_# Gruppen gegebenenfalls noch durch eine Hydroxy-, Polyhydroxyalkyl- oder Aminogruppe substituiert werden können» Gegebenenfalls können beide. Gruppenarten, nämlich Hydroxy- und Aminogruppe, gleich-

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zeitig anwesend sein·

Die Menge des Vernetzungsmittels richtete sich nach dem erwünschten Vernetzungsgrade, wobei nicht nur der prozentuale Anteil des mehr als bifunktionellen Monomers maßgebend ist, sondern auch die Art desselben und seine Fähigkeit, bei der Kopolymerisation die Vernetzung zu bewirken. Ein weniger wirksames Vernetzungsmittel muß daher in einer höheren Menge zugesetzt werden als ein wirksameres, dessen optimale Konzentration üblich 0,1 bis 2,0# beträgt, auf das monoolefinische Monomer berechnet. Geeignet sind z.B. N,N- Methylen -bis- akrylamid, N₁N- Methylen -bis- methakrylamid, Äthylenklykol — dimethakrylat u.a. .

Als weitere Monomere, die neben der überwiegenden Menge von N - Akrylamiden oder deren Gemischen verwendet werden können, sind z.B. Methacrylnitril, Akrylnitril, Methakrylamid, Akrylamid_f N,N - disubstituierte Akry-1 amide, N - aonosubstituierte Methakrylamide, N,N disubstituierte Methakrylamide, Grlykolmonomethakrylate oder -Akrylate, die von verschiedenen Glykolen wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Propylen - oder Butylenglykol abgeleitet sind, und andere· Durch passende Auswahl der Zusammensetzung dts Monomergemisches kann man Hydrogele verschiedener Beschaffenheit darstellen, von sehr spärlich vernetzten hochquellenden, dem Vitreum des Auges ähnlichen Gelen bis

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zu wenig quellfähigen, festen und biegsamen Materialien« Solche Hydrogele enthalten im Gleichgewicht mit Wasser von 5 bis zu etwa 95$ Wasser, auf das Gewicht des gequollenen Polymers berechnet. Das Ii - Alkyl kann gegebenenfalls substituiert werden, vorzugsweise durch eine Hydroxylgruppe. Anstatt der Hydroxylgruppe oder gleichzeitig mit derselben kann das N Alkyl bzw. die beiden I - Alkyle auch eine Aminogruppe enthalten.

Zum Auslösen der Polymerisation werden übliche, freie Radikale bietende Initiatore verwendet wie verschiedene Peroxyde, Hydroperoxyde, Peroxydisulfate, substituierte Azoverbindungen, Chlorate, ebensowie verschiedene Redox - Systeme.

Durch die Erfindung wurde festgestellt, daß Hydrogele aus N ■- monosubstituierten Äkrylamiden sämtlichen Anforderungen hinsichtlich ihrer chemischen Beständigkeit und physiologischen Verträglichkeit entsprechen und darüber hinaus auch gute mechanische Eigenschaften besitzen.Dadurch entsteht der Vorteil, ihrer verhältnis- « mäßig wirtschaftlichen Herstellung und vielseitigen Verwendungsmöglichkeit.

Die Erfindung wird nachstehend durch einige Beispiele näher erläutert.

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Beispiel 1

Ein zum Einpflanzen in einen lebenden Körper und zum Deponieren eines mit Arzneimittel bestimmten Implantat wurde durch Polymerisieren in einer geeigneten Form dargestellt. Das Monomergemi sch wurde aus 79 $> von N-Äthylakrylamid, 1 °ß> Diäthylenglykoldimethakrylat und 0,05 $> Äzo-his-isobutyronitril zusammengesetzt, der Rest zu 100$ war Wasser· Die gefüllte Form wurde 10 Stunden auf 60 G erwärmt. Nach gründlichem Waschen wurde das Implantat in eine mit dem lebenden Körper isotonische Lösung gelegt, die ein Arzneimittel enthielt.

Beispiel 2

In einer aus zwei geschliffenen, durch eine dünne Distanzeinlage getrennten Glasplatten bestehenden Form wurde eine 70 $ige n-Butanollösung von N- 1& -Hydroxybutylakrylamid unter Zusatz von 0,5 i° Methylen-bis-akrylamid und 0,1 $> Azo-bis-methylisobutyrat 10 Stunden bei 60⁰C polymerisiert«, Die so gewonnene Folie wurde nach gründlichem Auswaschen in Wasser in einer sterilen physiologischen Lösung (0,8 i° Natriumchlorid) gelagert, die- 350 ppm Oxytetracyclinhydrochlorid enthielt. Die Folie konnte als vorübergehender Ersatz von Haut nach einem Unfall verwendet werden*

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Beispiel 3

In ein gut zentriertes Glasrohr von 10 mm Durchmesser wurde ein nahtloses Gestrick aus tolyäthylenterephthalat eingeschoben und dann eine 80 $ige wässrige Lösung von N- ty* -Hydroxypropylakrylamid und Methakrylonitril (5:1) im n-Butanol eingegossen, der vorher 1 i° 1/Iethylenbis-methakrylamid und 0,1 f° Di-isopropyl-perkarbonat zugesetzt wurde. Das Rohr wurde in schnelle Rotation gebracht, wobei die Temperatur mittels eines Infrarotstrahlers auf 70⁰G gehalten wurde. Nach vollendeter Polymerisation wurde das Röhrchen einige Wochen mit Wasser gewaschen und in einer physiologischen Lösung sterilisiert und gelagert. Es konnte als Arterialprothese verwendet werden,

Beispiel 4 ■

Eine 80 $ige Lösung von N-Propylakrylamid und Methakrylamid (5:2) wurde mit 0,7 $ Triäthylenglykoldimethakrylat und 0,05 ί> Dicyclohezylperkarbonat versetzt und in einer Form 6 Stunden auf 60° erwärmt. Die weitere Verarbeitung war ähnlich wie in vorangehenden Beispielen.

Beispiel 5

Eine 60 ^ige wässrige Lösung von N-Methylakrylamid und Diäthylenglykolmethakrylai; (3:2), enthaltend 0,2 # Diäthylenglykoldimethakrylat und 1 $> Wasserstoffperoxyd wurde in einer Form 10 Stunden auf 6O⁰C erwärmt. Die weitere Nachbehandlung wurde nach Beispiel 1 durchgeführt.

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Beispiel 6

Elastische, zum Ausfüllen von postoperativen Höhlungen bestimmte Körper durch Polymerisieren in Form von einem Monomergemi sch hergestellt, das aus einer 70 jfoigen wässrigen lösung von M-äthylalkrylamid und Glyzerinmethakrylat (5:3), enthaltend 1 # Methylen-bis-akrylamid und 0,1 # Di-isopropylperkarbonat, zusammengesetzt wurde. Die Polymerisation dauerte 8 Stunden bei 70 C. Nach vollendeter Polymerisation wurden die Körper aus den Formen herausgenommen, im warmen destillierten Wasser gründlich gewaschen und schließlieh in physiologischer Lösung unter Zusatz von Streptomycin und p-Aminosalicylsäure gelagert.

Beispiel 7

Eine 80 #ige n-Butanol-Lösung von N- ^-'-Hydroxypopylakrylamid und Äthylenglykolmonomethakrylat (3:2), enthaltend 0,3 i° Äthylenglykoldimethakrylat und 0,05 $> Azo-bis-isobutyronitril wurde in einer Form 7 Stunden auf 7O⁰C erhitzt. Klares Hydrogel wurde weiter verarbeitet wie im Beispiel 1 beschrieben.

In den vorangehenden Beispielen sind sämtliche Prozentsätze als Gewicht gemeint. Die Mengenverhältnisse in Klammern bedeuten Molarverhältnisse·

Die Beispiele kennen auf beliebige Weise im Rahmen der Erfindung abgeändert werden. Das betrifft nicht nur die

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Monomeren,.sondern auch die Vernetzungsmittel und PoIymerisation'sinitiatören. Die'letzten körinen auch durch • ' Bestrahlung'mit Strahlen' einer passenden"ΊΪeilenlänge, _:, z. B. mit Ultravioletstrahlen ersetzt werden, gegebenen-' falls unter Zusatz von an sich, bekannten Äktivätoren wie z, B. Benzoin oder dergleichen. Es ist auch möglich, die Polymerisation mit Tageslicht auszulösen, falls geeignete Initiatoren verwendet werden, die sich dabei zu freien Radikalen zersetzen. Auch die Applikationsformen sind auf die obigen Beispiele nicht beschränkt, ■ . so daß aus den beschriebenen Hydrogelen auch z. B, in-" trauterine Antilconzeptionskörper oder kosmetische Prothesen usw. hergestellt werden können.

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Claims

P Λ ΐ 1·! ύ T A N Ü P U U C II :

Verfahren :ίιπ· IU;vt\LjLLung von G-egenständen, die zur wiederholten oder imigdauernden Berührung mit lebendigen (jf.i-.7«ib'jn oder 'Johleimliäuten bestimmt sind, durch PuLymeri.i:tbi!ifi von hydrophilen Monomeren mit einer kLeinen i[.;n.";t> «iii.-jr· Vorne fczungsmittels in Gegenwart von 7-ui.jor ο !or niLb einer mit l/asser mischbaren Flüssigkeit, d-iduroh χ «kennzeichnet, daß als Ilauptmouwmor, v/eichen mindestens 50 % des monomeren i.,i\l'ivl-i\ ,\ bilJ_:jt, ll-äkryLamide verwendet werden,
■ die ^ti^fu-iiiimful 1 ? auf dem Stickstoffatomsubstituent -noch mit. jinor oder mehreren Hydroxylgruppen oder mit nmr aidinogruppo oder mit beiden substituiert sind.

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ORIGINAL