JP2003528183A - 内部湿潤剤を含むヒドロゲル - Google Patents
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Abstract
Description
される場合に眼用レンズ等の生体医療装置における使用に適する疎水性のポリマ
ーに関する。
はその材料の湿潤性およびタンパク質および脂質等の生物材料に対する付着また
は反応の傾向を含む場合が多い。コンタクト・レンズおよび眼内移植片等の眼用
の用途において、酸素透過性もまた重要な考慮点である。高い酸素透過性は一般
に良好な湿潤性および生物材料に対する付着および反応に対する抵抗性として望
ましい。
レンズ等の生体医療装置を作成するために特に望ましい材料になる可能性がある
。しかしながら、これらの疎水性はこれらにより作成される装置を湿潤させるこ
とを困難にする。この問題に対処するための方法の一例は比較的に親水性のコー
ティングをこれらのヒドロゲルに塗布することである。このことはそれらの製造
をさらに複雑にする。加えて、コーティング材料の選択は適当なコーティングの
厚さ、コーティングの均一性および生理機能に影響を及ぼす可能性のあるその他
のファクターの決定を可能にすることが困難になり得る。
用されるモノマー混合物内に疎水性の部分、親水性の部分、連鎖移動剤、および
不飽和の末端基を有するマクロマーの混合によりコンタクト・レンズ等のような
高分子の物体の表面特性を改質することを提案している。これらのマクロマーは
500乃至10,000、最も好ましくは1,000乃至5,000の分子量を
有するポリN−ビニルピロリドンを含むことができる。これらのマクロマーはヒ
ドロゲルに重合化されてそのポリマーの湿潤性を改善する。しかしながら、この
改善は一般に親水性のコーティングを必要とせずにそのヒドロゲルによりレンズ
を作成できる程度ではない。いずれの場合においても、レンズのコーティングを
必要とせずにコンタクト・レンズ等の生体医療装置の湿潤性を高めることは当該
技術分野における有意義な進歩と考えられる。
4.25重量%乃至35重量%)のポリビニルピロリドン(PVP)の重合によ
るポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート)(HEMA)を基材とするコンタク
ト・レンズの形成を提案している。この重合化は水の存在に無関係に行なわれる
。また、PVPの分子量については全く述べられていない。
,678,838号はポリ−N−ビニル・ラクタムのコンタクト・レンズの作成
に使用されるポリマー内への混合に関する。ポリビニルピロリドン(PVP)が
この好ましいポリラクタムである。低分子量(〜40,000ダルトン)のPV
Pがオゾンに対する反応により当該PVPを先ずヒドロペルオキシド化すること
によりレンズを形成するために使用される各モノマーに対して共役的に結合した
後に、このPVPが他のモノマーに対して重合化される。
サイクル(macrocycles)により主に形成される内部浸透性のポリマー網状構造
の中において低分子量(〜25,000ダルトン)のPVPを採用している。こ
のPVPは上記内部浸透性の網状構造の中に架橋していると思われる。
物内に混合することにより作成される湿潤性のシリコーン・ヒドロゲルである。
この親水性ポリマーは当該ポリマーとヒドロゲル基質との間における共役結合を
ほとんどまたは全く伴わずに上記ヒドロゲル内に捕捉されている。
ン・ヒドロゲル基質内に捕捉されている。
リドンである。
000ダルトン乃至500,000ダルトンの分子量(Mw)を有しており、好
ましくは、この分子量は少なくとも約300,000ダルトンである。
ドロゲルにより作成される。
な低分子量の(すなわち、一般的に700よりも小さい数平均分子量を有する)
化合物、および中程度乃至高い分子量の化合物またはポリマーを言い、さらに重
合化できる官能基を含むマクロマー(すなわち、一般的に700以上の数平均分
子量を有するもの)として言う場合もある。従って、用語の「シリコーン含有モ
ノマー(silicone-containing monomers)」および「親水性モノマー(hydrophi
lic monomers)」はモノマー、マクロモノマーおよびプレポリマーを含むと考え
られる。なお、プレポリマーは部分的に重合化されているモノマーまたはさらに
重合化できるモノマーである。
マクロマーまたはプレポリマーの中に少なくとも2個の[−Si−O−]の反復
単位を含むモノマーである。好ましくは、合計のSiおよび結合しているOはこ
のシリコーン含有モノマーの全体の分子量の20重量%、さらに好ましくは30
重量%以上の量で当該シリコーン含有モノマーの中に存在している。本発明の好
ましいシリコーン含有モノマーは以下の構造を有している。
に対して、R52,R53およびR54はそれぞれ独立してエチル、メチル、ベンジル
、フェニルまたは1個乃至100個のSi−Oの反復単位を含む1価のシロキサ
ン鎖であり、pは1乃至10であり、r=(3−q)、XはOまたはNR55であ
り、この場合のR55はHまたは1個乃至4個の炭素を有する1価のアルキル基で
あり、aは0または1であり、Lは好ましくは2個乃至5個の炭素を含み、随意
的に、例えば、ポリエチレン・グリコール鎖等のエーテルまたはヒドロキシの各
基も含むことのできる2価の結合基である。
リコーン含有モノマーの例はメタクリロキシプロピルビス(トリメチルシロキシ
)メチルシラン、メタクリロキシプロピルペンタメチルジシロキサン、(3−メ
タクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシ)プロピルビス(トリメチルシロ
キシ)メチルシランである。好ましいシリコーン含有モノマーは以下の構造II
において示されているようなモノメタクリロキシアルキル末端化ポリジメチルシ
ロキサン(「mPDMS」)である。
きる任意のC1-10の脂肪族または芳香族の基であり、この場合のR57はこの基が
Siに結合している場所において官能基化されていない。C3-8 のアルキル基は
ブチル基が好ましく、特にsec−ブチル基が最も好ましい。R56はエチレンの状
態に不飽和な部分であり、好ましくは単一の重合可能なビニル基である。さらに
好ましくは、この基はメタクリル部分であるが、アクリルまたはスチレンの部分
あるいはその他の類似の部分でもよい。
ン含有モノマーに対して付加的なシリコーン含有モノマーを混合することが好ま
しい。メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(TRIS
)、米国特許第4,711,943号において記載されている当該TRISのア
ミド類似体、および米国特許第5,070,215号において記載されているビ
ニルカルバメートまたはカーボネートの各類似体もまた上記に関する使用におい
て適している。実際に、シリコーン・ヒドロゲルを作成するために有用な任意の
既知のシリコーン含有モノマーが本発明のソフト・コンタクト・レンズを形成す
るために上記構造Iのシリコーン含有モノマーとの組み合わせにおいて使用でき
る。さらに、この目的のために有用な多くのシリコーン含有モノマーが本明細書
に参考文献として含まれる1997年10月9日に出願されている米国特許出願
第08/948,128号において開示されている。また、本発明のシリコーン
・ヒドロゲルを形成するために上記構造Iのシリコーン含有モノマーと混合でき
る別のモノマーの一部の例は本明細書に参考文献として含まれる1998年3月
2日に出願されているファンデアラーン(Vanderlaan)他による「シリコーン・
ヒドロゲル・ポリマー(Silicone Hydrogel Polymers)」を発明の名称とする米
国特許出願第09/033,348号において開示されているヒドロキシアルキ
ルアミン官能性のシリコーン含有モノマーである。さらに、以下の構造のブロッ
クまたはランダム・モノマーにより構成されている線形または分枝状のヒドロキ
シアルキルアミン官能性のモノマーも使用できる。
+m)=10乃至500、さらに好ましくは20乃至250であり、R2 ,R4 ,R5 ,R6 およびR7 はそれぞれ独立して1価のアルキル、またはアリール基
であり、これらはさらにアルコール、エステル、アミン、ケトン、カルボン酸ま
たはエーテルの各基により置換されていてもよく、好ましくは無置換の1価のア
ルキルまたはアリール基であり、R1 ,R3 およびR8 はそれぞれ独立して1価
のアルキル、またはアリール基であり、これらはさらにアルコール、エステル、
アミン、ケトン、カルボン酸またはエーテルの各基により置換されていてもよく
、好ましくは無置換の1価のアルキルまたはアリール基であり、あるいは以下の
窒素含有の構造であり、
っており、この場合のR9 は−(CH2 )s −のような2価のアルキル基であり
、この場合のsは1乃至10、好ましくは3乃至6および最も好ましくは3であ
り、R10およびR11はそれぞれ独立してH,1価のアルキルまたはアリール基で
あり、これらはさらにアルコール、エステル、アミン、ケトン、カルボン酸また
はエーテルの各基により置換されていてもよく、あるいは以下の構造を有してお
り、
ル、アリルまたはN−ビニル・ラクタムを含む1価の重合可能な基、好ましくは
Hまたはメタクリロイルであり、R16はHまたは1価のアルキルまたはアリール
基のいずれかであり、これらはさらにアルコール、エステル、アミン、ケトン、
カルボン酸またはエーテルの各基により置換されていてもよく、あるいはアクリ
レート、メタクリレート、スチリル、ビニル、アリルまたはN−ビニル・ラクタ
ムを含む重合可能な基、好ましくはアルコールまたはメタクリレートにより置換
されているアルキルであり、R12,R13およびR15はそれぞれ独立してH、1価
のアルキルまたはアリールであり、これらはさらにアルコール、エステル、アミ
ン、ケトン、カルボン酸またはエーテルの各基により置換されていてもよく、あ
るいはR12およびR15、またはR15およびR13は一体に結合して環構造を形成す
ることができ、この場合に上記モノマーにおける上記構造IVの各基の内の少な
くとも一部が重合可能な基を含む。なお、R12,R13およびR15は好ましくはH
である。
性のモノマーを含むこともできる。これら本発明のヒドロゲル・ポリマーを作成
するために随意的に使用される親水性モノマーはヒドロゲルを作成するために従
来技術において開示されている既知の親水性モノマーのいずれかとすることがで
きる。このような実施形態において使用される好ましい親水性モノマーはアクリ
ル−またはビニル−含有物のいずれかである。これらの親水性モノマーはそれ自
体で架橋剤として使用できる。用語の「ビニル型(vinyl-type)」または「ビニ
ル含有(vinyl-containing)」のモノマーはビニル基(−CH=CH2 )を含み
、一般に反応性の高いモノマーを言う。このような親水性のビニル含有モノマー
は比較的に容易に重合することが知られている。また、「アクリル型(acrylic-
type)」または「アクリル含有(acrylic-containing)」のモノマーは以下のよ
うなアクリル基を含有しているモノマーである。 (CH2 =CRCOX)、この場合のRはHまたはCH3 であり、XはOまた
はNであり、このモノマーもまた、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)
、2−ヒドロキシエチル・メタクリレート(HEMA)、グリセロール・メタク
リレート、2−ヒドロキシエチル・メタクリルアミド、ポリエチレングリコール
・モノメタクリレート、メタクリル酸およびアクリル酸等のように、容易に重合
することが知られている。
N−ビニル・ラクタム(例えば、N−ビニル・ピロリドン(NVP)、N−ビニ
ル−N−メチル・アセトアミド、N−ビニル−N−エチル・アセトアミド、N−
ビニル−N−エチル・ホルムアミド、N−ビニル・ホルムアミド)、を含み、N
VPが好ましい。
能基により置換されている1個以上の末端の水酸基を有するポリオキシエチレン
・ポリオールを含む。この例はイソシアナトエチル・メタクリレート(「IEM
」)、無水メタクリル酸、塩化メタクリロイル、塩化ビニルベンゾイル等のエン
ド−キャップ基の1モル当量以上と反応してカルバメートまたはエステルの各基
のような連結部分を介してポリエチレン・ポリオールに結合している1個以上の
末端の重合可能なオレフィン基を有するポリエチレン・ポリオールを形成するポ
リエチレン・グリコール、エトキシル化アルキル・グルコシド、およびエトキシ
ル化ビスフェノールAを含む。
性のビニル・カーボネートまたはビニル・カルバメートの各モノマー、米国特許
第4,910,277号において開示されている親水性のオキサゾロン・モノマ
ー、およびポリデキストランである。さらに、別の適当な親水性のモノマーが当
該技術分野における熟練者において明らかになる。
メチル・アクリルアミド(DMA)、2−ヒドロキシエチル・メタクリレート(
HEMA)、グリセロール・メタクリレート、2−ヒドロキシエチル・メタクリ
ルアミド、N−ビニルピロリドン(NVP)、ポリエチレングリコール・モノメ
タクリレート、メタクリル酸およびアクリル酸を含み、DMAが最も好ましい。
おいて存在できる上記以外のモノマーは紫外線吸収性のモノマー、反応性のチン
ト(tints)等を含む。さらに、離型剤または湿潤剤等の付加的な処理補助剤も
また上記反応混合物に添加できる。
認した親水性のモノマーに加えて1種類以上の高分子量の親水性ポリマーを含有
している。これらの親水性ポリマーは内部湿潤剤として作用する。すなわち、こ
れらはこれらが混合される各ヒドロゲルに大幅に改善された湿潤性を賦与する。
好ましくは、この特性の賦与は良好な生理学的相容性のための疎水性コーティン
グを通常的に必要とする疎水性のヒドロゲルをコーティング無しで形成すること
ができ、例えば、目の表面に対する良好な生理学的相容性がさらに維持できる程
度に行なわれる。しかしながら、必要に応じて、ポリアクリル酸等の親水性のコ
ーティングを上記ヒドロゲルの表面にさらに供給することもできる。この処理が
行なわれる場合に、ヒドロゲル内に上記湿潤剤を含むヒドロゲルは組織と当該ヒ
ドロゲル内の各疎水性の領域との間の接触が減少することにより(本発明の湿潤
剤を伴わないコーティング処理したレンズに比して)当該ヒドロゲルの生理学的
な相容性を改善する。
ミドおよびポリラクトンである。好ましくは、これらは水性の環境内において水
に対する水素結合により効果的にさらに親水性になる水素結合の受容体である。
いずれの場合においても、水の非存在下における上記疎水性のヒドロゲル基質内
への親水性ポリマーの混合によりシリコーン等の疎水性ポリマーに対する相容性
が生じる。その後に水に接触すること(すなわち、水和)により、これらはシリ
コーンに湿潤性を賦与する。
いる環状の部分を有する線形ポリマーである。この環状の部分は環状のアミドま
たはイミドにおける環状の部分であることがさらに好ましい。この種のポリマー
は好ましくは、例えば、ポリビニルピロリドンおよびポリビニルイミダゾールを
含むが、ポリジメチルアクリルアミド等のポリマーもまたその能力において有用
である。なお、ポリビニルピロリドンが最も好ましい親水性のポリマー湿潤剤で
ある。
000ダルトン以上で、好ましくは100,000ダルトン乃至500,000
ダルトンの分子量)を有している。さらに好ましい分子量の範囲は300,00
0乃至400,000であり、320,000乃至370,000の範囲が最も
好ましい。また、この親水性ポリマーの分子量はエンサイクロペディア・オブ・
ポリマー・サイエンス・アンド・エンジニアリング(Encyclopedia of Polymer
Science and Engineering),第2版,第17巻,p.198−257,ジョン
・ワイリー・アンド・サンズ社(John Wiley & Sons, Inc.)におけるE.S.
バラバス(E. S. Barabas)による「N−ビニル・アミド・ポリマー(N-Vinyl A
mide Polymers)」において記載されているような動粘度測定法に基づくいわゆ
るK値(K-value)により示すことができる。この様式において表現される場合
に、46乃至100の各K値を有する親水性ポリマーが好ましい。これらの親水
性ポリマーはその最終的なヒドロゲル配合物において約1重量%乃至15重量%
の湿潤剤(例えば、PVP)が存在するような量で使用される。好ましくは、3
%乃至8%がその最終的なヒドロゲル配合物内において存在する。このようなポ
リマーは、本明細書において記載されている様式でヒドロゲル基質の一部分とし
て調製される場合に、当該ヒドロゲルに対する有意義な共役結合を伴わずに本発
明のヒドロゲル配合物に混合される。このような有意義な共役結合が存在してい
ないと言うことは僅かな程度の共役結合が存在している可能性はあるが、上記ヒ
ドロゲル基質内の湿潤剤の保持に対して主要な存在ではないことを意味する。従
って、このような主要でない共役結合が存在していたとしても、それ自体ではヒ
ドロゲル基質内の湿潤剤を保持するために十分ではないと考えられる。むしろ、
このヒドロゲルに付随している湿潤剤を維持する主要な作用は捕捉である。すな
わち、上記ポリマーはヒドロゲル基質内に物理的に保持されている時に、本発明
により「捕捉されて(entrapped)」いる。このことは上記ヒドロゲル・ポリマ
ー基質内における上記湿潤剤のポリマー鎖の絡みつきにより行なわれる。しかし
ながら、ファン・デア・ワールス力、双極−双極間の相互作用、静電引力および
水素結合もまたこの捕捉に対して比較的に少ない程度で寄与していると考えられ
る。
物におけるその他の各成分との重合化により最良に作成される。この「マクロマ
ー(macromer)」は、この用語が本明細書において使用されているように、1種
類以上のシロキサンと1種類以上のアクリル系またはメタクリル系の材料とのグ
ループ・トランスファー・ポリメライゼーション(Group Transfer Polymerizat
ion (GTP))により形成されるプレポリマーを言う。この能力において有用な各
メタクリレートまたはアクリレートはその全体のマクロマーの配合に対してその
各ヒドロキシ部分を寄与させることができる。従って、メチル・メタクリレート
はマクロマーの全体の配合に対して有益的であるが、単独の(メタ)アクリレー
ト成分としては、それ自体で本発明のマクロマーを形成するために十分ではない
。しかしながら、ヒドロキシ・メタクリレートと共に(メチル・メタクリレート
が)存在することにより、(メタ)アクリレート成分として十分になると考えら
れる。本発明の好ましいマクロマーはヒドロキシ・メタクリレートまたはアクリ
レート、トリメチルシロキサン、およびポリジメチルシロキサンのGTP反応生
成物である。さらに好ましくは、このマクロマーは2−ヒドロキシエチル・メタ
クリレート(HEMA)、メチル・メタクリレート(MMA)、メタクリロキシ
プロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(TRIS)、およびモノ−メタ
クリロキシプロピル末端化したモノ−ブチル末端化したポリジメチルシロキサン
(mPDMS)のGTP反応生成物である。最も好ましくは、18乃至21(さ
らに好ましくは約19.1)モルのHEMAが約2乃至3(さらに好ましくは約
2.8)モルのMMA、約7乃至9(さらに好ましくは約7.9)モルのTRI
S、および2.5乃至4.5(さらに好ましくは約3.3)モルのmPDMSと
共に混合される。このマクロマーのGTP形成は3−イソプロペニル−α,α−
ジメチルベンジル・イソシアネートの1モル当たりに2.0モルの上記各材料の
混合物を触媒としてジブチル錫ジラウレートを用いて反応させることにより完了
する。この反応は一般的に約2時間乃至10時間にわたり約60℃乃至120℃
において行なわれる。
言う場合がある)、すなわち、マクロマー、シリコーン含有モノマー、随意的な
親水性ポリマー(上記湿潤剤以外)、架橋剤、および高分子量の親水性ポリマー
(湿潤剤)を反応させることにより調製される。このモノマー混合物は水の非存
在下および随意的な有機希釈剤の存在下において反応する。上記ヒドロゲルはこ
の反応混合物の反応生成物の水和により完成する。好ましくは、上記シロキサン
はSi7-9 のモノメタクリロキシ末端化したポリジメチルシロキサンおよびトリ
メチルシロキシ・シランを含む。さらに好ましくは、上記モノマー混合物はマク
ロマー、Si7-9 のモノメタクリロキシ末端化したポリジメチルシロキサン、メ
タクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランすなわち「TRIS
」、ジメチルアミドすなわち「DMA」、ヒドロキシメタクリル酸すなわち「H
EMA」、トリエチレングリコールジメタクリレートすなわち「TEGDMA」
、ポリビニルピロリドン「PVP」、添加剤および光開始剤により構成されてい
る。
モノマー混合物+マクロマー)内の各反応性成分における約5重量%乃至100
重量%、さらに好ましくは約10重量%乃至90重量%、最も好ましくは約15
重量%乃至80重量%である。また、上記の発明において存在している場合の随
意的な親水性モノマーの好ましい範囲は上記反応混合物内の各反応性成分におけ
る約5重量%乃至80重量%、さらに好ましくは約10重量%乃至60重量%、
最も好ましくは約20重量%乃至50重量%である。また、上記高分子量の親水
性ポリマー(湿潤剤)の好ましい範囲は1重量%乃至15重量%、さらに好まし
くは3重量%乃至10重量%、最も好ましくは5重量%乃至8重量%である。さ
らに、上記希釈剤の好ましい範囲は反応混合物の全体における約0重量%乃至7
0重量%、さらに好ましくは約0重量%乃至50重量%、最も好ましくは約0重
量%乃至20重量%である。また、必要とされる希釈剤の量は上記各反応性成分
の性質および相対量に応じて変化する。
リロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シランすなわち「TRIS」(
〜14重量%)、ジメチル・アミドすなわち「DMA」(〜26重量%)、ヒド
ロキシ・エチル・メタクリル酸すなわち「HEMA」(〜5%)、トリエチレン
グリコールジメタクリレートすなわち「TEGDMA」(〜1%)、ポリビニル
ピロリドンすなわち「PVP」(〜5%)、および少量の添加物および光開始剤
を含む均衡量の材料を含有している。この重合化は最も好ましくは20%(上記
の完全なモノマーおよび希釈剤の混合物における重量%)のジメチル−3−オク
タノールの希釈剤の存在下に行なわれる。
の触媒は適当に高められた温度において遊離ラジカルを発生するラウロイル・ペ
ルオキシド、ベンゾイル・ペルオキシド、イソプロピル・ペルカーボネート、ア
ゾビスイソブチルニトリル等の化合物とすることができ、あるいは、この重合化
触媒は芳香族アルファ−ヒドロキシ・ケトンまたは第三級アミン+ジケトン等の
光開始剤システムとすることができる。これらの光開始剤システムの代表的な例
は1−ヒドロキシシクロヘキシル・フェニル・ケトン、2−ヒドロキシ−2−メ
チル−1−フェニル−プロパン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイ
ル)−2,4,4−トリメチルペンチル・ホスフィン・オキシド(DMBAPO
)、およびカンファーキノンおよびエチル・4−(N,N−ジメチルアミノ)ベ
ンゾエートの混合物である。この触媒は、例えば、反応性モノマーの100部当
たりに約0.1乃至約2重量部等の触媒として有効な量で上記反応混合物におい
て使用される。上記反応混合物の重合化は使用する重合開始剤に応じて熱または
可視光または紫外光またはその他の手段の適当な選択により開始できる。あるい
は、この開始は、例えば、低電圧の電子ビーム(e-beam)を採用することにより
光開始剤を伴わずに行なうこともできる。しかしながら、光開始剤を使用する場
合において、好ましい開始剤は1−ヒドロキシシクロヘキシル・フェニル・ケト
ンおよびビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペン
チル・ホスフィン・オキシド(DMBAPO)の混合物であり、好ましい重合開
始の方法は可視光である。
て上記希釈剤(使用されている場合)またはあらゆる微量の未反応の各成分を除
去してから、このポリマーを水和してヒドロゲルを形成する。使用する溶媒は水
(または生理塩水等の水性溶液)とすることができ、あるいは、本発明のヒドロ
ゲルを作成するために使用した希釈剤(使用されている場合)の溶解性およびあ
らゆる残留の重合化していない各モノマーの溶解性により決まり、この初期的に
使用される溶媒はエタノール、メタノール、イソプロパノール、またはこれらの
混合物等のような有機液体とすることも可能であり、あるいはこれらの有機液体
の1種類以上と水との混合物として、その後に純水(または生理塩水)により抽
出することにより水により膨潤した上記各モノマーのポリマーにより構成されて
いるシリコーン・ヒドロゲルを製造することもできる。上記ポリマーの水和後の
シリコーン・ヒドロゲルは好ましくは当該シリコーン・ヒドロゲルの全重量にお
ける10重量%乃至55重量%の水、さらに好ましくは20重量%乃至50重量
%の水、最も好ましくは25重量%乃至45重量%の水を含有している。これら
のシリコーン・ヒドロゲルはコンタクト・レンズまたは眼内レンズ、好ましくは
ソフト・コンタクト・レンズの作成に特に適している。
ンズの製造における上記反応混合物の成形において知られている。スピンキャス
ティング法は米国特許第3,408,429号および同第3,660,545号
において開示されており、静電注入成形法は米国特許第4,113,224号お
よび同第4,197,266号において開示されている。本発明の上記ポリマー
を含有しているコンタクト・レンズを製造するための好ましい方法は上記シリコ
ーン・ヒドロゲルの直接的な成形による方法であり、この方法は経済的であって
、水和処理したレンズの最終形状についての高精度の調整を可能にする。この方
法の場合に、上記反応混合物が最終の所望のシリコーン・ヒドロゲルの形状を有
する金型の中に入れられることにより、最終の所望の製品の適当な形状でポリマ
ーが製造される。その後、このポリマー混合物は随意的に溶媒により処理された
後に水により処理されて、元の成形されたポリマー物品の寸法および形状に極め
て同一の最終の寸法および形状を有するシリコーン・ヒドロゲルが製造される。
この方法はコンタクト・レンズを形成するために使用することができ、本明細書
に参考文献として含まれる米国特許第4,495,313号、同第4,680,
336号、同第4,889,664号、および同第5,039,459号におい
てさらに説明されている。上記シリコーン・ヒドロゲルを製造した後に、そのレ
ンズは必要に応じて親水性のコーティングにより塗布できる。このような親水性
のコーティングを付加する幾つかの方法が米国特許第3,854,982号、同
第3,916,033号、同第4,920,184号および同第5,002,7
94号、PCT国際公開第WO 91/04283号、および欧州特許(EPO
)第93810399号を含む従来技術において開示されている。
おいて既知の方法のいずれかにより形成することができ、既に説明した各方法に
より高分子の物品または装置を形成するために使用できる。一部のモノマー反応
混合物の場合に、各成分の相分離を防止するために、30℃乃至40℃等の室温
よりも僅かに高い温度、または80℃程度の高温、あるいは0℃乃至10℃等の
室温よりも低い温度で当該反応混合物を重合化することが好ましい。
ーラログラフ法により決定される40バレル乃至300バレル(barrer)のO2 Dk値を有している。この酸素透過性のポーラログラフ法の測定は以下のように
行なわれる。レンズがセンサーの上に置かれた後に、その上面がメッシュの支持
体により被覆される。その後、4mm直径の金のカソードおよび銀のリング状の
アノードを有するポーラログラフ酸素センサーによりそのレンズ内を拡散する酸
素が測定される。この基準値はこの方法により市販のコンタクト・レンズについ
て測定した値である。ボーシュ・アンド・ロム(Bausch & Lomb)から入手可能
なバラフィルコンA(Balafilcon A)レンズは約79バレルの測定値を示す。ま
た、エタフィルコン(Etafilcon)レンズは20バレル乃至25バレルの測定値
を示す。
ポリジメチルシロキサン 3M3P 3−メチル−3−プロパノール Norbloc 2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリルイルオキシエチルフェニ
ル)−2H−ベンゾトリアゾール CGI 1850 1−ヒドロキシシクロヘキシル・フェニル・ケトンおよびビス(2
,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチル・ホスフィン
・オキシドの1:1(重量)混合物 PVP ポリ(N−ビニル・ピロリドン) IPA イソプロピル・アルコール
のビス(ジメチルアミノ)メチルシラン、61.39gのp−キシレン、154
.28gのメチル・メタクリレート、および4399.78gのTHF中におけ
る1892.13gの2−(トリメチルシロキシ)エチル・メタクリレートに、
14℃において、N2 雰囲気下で、191.75gの1−トリメチルシロキシ−
1−メトキシ−2−メチルプロペンを加えた。次に、THF中における付加的な
TBACBの30ml(0.40M)を260分の時間にわたり添加し、この時
間の間に上記反応混合物を自然に発熱させてから、30℃に冷却した。2−(ト
リメチルシロキシ)エチル・メタクリレートの添加の60分後に、467.56
gの2−(トリメチルシロキシ)エチル・メタクリレート、3636.6gのm
PDMSおよび3673.84gのTRISおよび20.0gのビス(ジメチル
アミノ)メチルシランの溶液を加えて、この混合物を自然に発熱させた後に、2
時間にわたり30℃に冷却した。その後、10.0gのビス(ジメチルアミノ)
メチルシラン、154.26gのメチル・メタクリレート、および1892.1
3gの2−(トリメチルシロキシ)エチル・メタクリレートの溶液を加えて、こ
の混合物を再び自然に発熱させた。2時間後に、2ガロンの無水THFを加えて
、溶液が34℃まで自然に冷却した後に、439.69gの水、740.6gの
メタノールおよび8.8gのジクロロ酢酸を加えた。この混合物を4.5時間に
わたり還流して、110℃においてオイル・バスにより加熱し、水の除去の補助
のためにトルエンを添加しながら、110℃の蒸気温度に到達するまで、揮発物
を135℃において蒸留した。
ル錫ジラウレートの溶液を加えた。この混合物を3.5時間にわたり反応させた
後に、30℃に冷却した。その後、トルエンを減圧下にエバポレーションしてオ
フホワイトで無水の蝋質の反応性マクロマーを得た。このマクロマーの理論的な
OH含有量は1.69ミリモル/gである。
各成分の混合物を75℃での可視光下における硬化によりコンタクト・レンズを
作成した。(全ての成分量は、希釈剤を除いて、各反応成分における重量%とし
て示されており、この希釈剤は最終のモノマー−希釈剤の混合物における重量%
として示されている。)使用した上記PVPはアイ・シー・エヌ・バイオメディ
カルズ社(ICN Biomedicals, Inc.)により「ポリビニルピロリドン(PVP
K90)(POLYVINYLPYRROLIDONE (PVP K90))」として販売されている。硬化後
に、各金型を開けて、各レンズを水およびエタノールの1:1混合液中に放出し
た後に、エタノール中で浸出させてあらゆる残留のモノマーおよび希釈剤を除去
した。最後に、各レンズをホウ酸塩緩衝化した生理塩水溶液中において平衡化し
た。
の混合物に基づく)の3M3Pを伴う混合物における、8%(重量%)のPVP
(アイ・シー・エヌ・バイオメディカルズ社(ICN Biomedicals, Inc.からのK
90)、20%の実施例1からのマクロマー、28.5%のmPDMS、8.0
%のTRIS、5.0%のHEMA、26%のDMA、1.5%のTEGDMA
、2.0%のノルブロック(Norbloc)および1.0%のCGI1850の混合
物によりレンズを作成した。これらのレンズは臨床的な調査において装着されて
、湿潤性および使用感が良好であることが分かった。さらに、上記レンズ(n=
10個の目)をアキュビュー(ACUVUE(登録商標))(n=12個の目)の経過
的対照と比較して、100%の湿潤性を有していること(装着中に非湿潤状態の
スポットが全く見られないこと)、プレレンズ・ティア・フィルム・ノンインベ
イジブ・ティア・ブレークアップ・タイム(PLTF−NIBUT)に関して同
等(7.1±2.7対アキュビュー(ACUVUE(登録商標))の12.7±4.7
)であること、および50ポイント・スケールにおいて装着感が良好(44.3
±4.5対アキュビュー(ACUVUE(登録商標))の46.8±2.8)であるこ
とが分かった。
として50%(全体のモノマー/希釈剤の混合物に基づく)のヘキサノールを伴
う混合物における、20%(重量%)の40,000の分子量のPVP(シグマ
・ケミカルズ(Sigma Chemicals)による、平均分子量10,000、K値(固
有粘度)29乃至32)、12%の実施例1からのマクロマー、20%のTRI
S、39%のHEMA、5%のDMA、3%のTEGDMA、および1%のダク
ロキュア1173(DACROCUR 1173)の混合物により、実施例2の手順に従って
コンタクト・レンズを作成した。各レンズを秤量して、5.0mlの水またはメ
タノール中において抽出し、時間の関数として各抽出物を分析した。表2におけ
るこれらの結果から、比較的に低分子量のPVPがメタノール中においてポリマ
ー基質から拡散して出ることが分かる。ほぼ全てのPVPが2時間後に消失した
。しかしながら、水中においては、PVPはレンズ基質から完全に消失しなかっ
た。この拡散は24時間後に一定の水準値に到達して、その後のPVPの放出は
全く見られなかった。
置いた。このホウ酸塩緩衝化した塩水溶液を伴うこれらレンズの各動的接触角度
は104°の前進角度、および41°の後退角度であり、この場合においても、
比較的に低分子量のPVPがアルコール抽出に対して残存する程度にポリマー基
質内に十分に保持されていないことが分かる。
剤として35%(全体のモノマー/希釈剤の混合物に基づく)の3M3Pを伴う
混合物における、8%(重量%)の360,000の分子量のPVP(シグマ・
ケミカルズ(Sigma Chemicals)による、平均分子量360,000、K値(固
有粘度)80乃至100)、20%の実施例1からのマクロマー、35%のmP
DMS、5%のHEMA、26%のDMA、2%のTEGDMA、2%のノルブ
ロック(Norbloc)および2%のCGI1850の混合物により、実施例2の手
順に従ってコンタクト・レンズを作成した。各レンズを秤量して、10.0ml
の水またはIPA中において抽出し、時間の関数として各抽出物を分析した。表
3におけるこれらの結果から、作用性の高い有機溶媒による抽出後においてさえ
も、比較的に高分子量のPVPがほとんどレンズ中に保持されていることが分か
る。
合物に基づく)の3,7−ジメチル−3−オクタノールを伴う混合物における、
5%(重量%)のPVP(シグマ・ケミカルズ(Sigma Chemicals)による、平
均分子量360,000、K値(固有粘度)80乃至100)、18%の実施例
1からのマクロマー、28%のmPDMS、14%のTRIS、26%のDMA
、1%のTEGDMA、2%のノルブロック(Norbloc)および1%のCGI1
850の混合物により、レンズを作成した。これらのレンズの内の1個をホウ酸
塩緩衝化した塩水溶液中において家庭のほこり(ダスト)の分散状態の中で振盪
させ、10秒間の指による擦りにより浄化して、比較器により調べた。表面に付
着していたダストの量はPVPを伴わずに作成して同様に処理したレンズに付着
したダストの25%以下であった。加えて、PVPを伴って作成した各レンズは
その他のレンズおよびガラスおよびプラスチックの各表面に対して粘着性がはる
かに低いために、処理中における取り扱いが比較的に容易であることが分かった
。
Claims (29)
- 【請求項1】 湿潤性のシリコーン・ヒドロゲルにおいて、 (a)シリコーン含有のマクロマーと、 (b)シリコーン含有の反応混合物と、 (c)前記シリコーン反応混合物を構成しているシリコーンに比して親水性で
ある高分子量のポリマーを含む反応生成物を含有しており、 前記親水性のポリマーが前記ヒドロゲル内に捕捉されているヒドロゲル。 - 【請求項2】 前記親水性のポリマーがホモポリマーである請求項1に記載
のヒドロゲル。 - 【請求項3】 前記親水性のポリマーが少なくとも2種類の異なるモノマー
の組み合わせにより作成されているコポリマーである請求項1に記載のヒドロゲ
ル。 - 【請求項4】 前記親水性ポリマーがポリアミド、ポリラクタム、ポリイミ
ド、ポリラクトン、およびポリデキストランから成る群から選択される請求項1
に記載のヒドロゲル。 - 【請求項5】 前記親水性ポリマーがその主鎖を通して環状の部分を含む請
求項1に記載のヒドロゲル。 - 【請求項6】 前記ポリビニル・ポリマーがポリビニルピロリドンである請
求項4に記載のヒドロゲル。 - 【請求項7】 前記ポリビニルピロリドンが約50,000よりも大きい数
平均分子量を有している請求項6に記載のヒドロゲル。 - 【請求項8】 前記ポリビニルピロリドンが約80,000よりも大きい数
平均分子量を有している請求項6に記載のヒドロゲル。 - 【請求項9】 前記ポリビニルピロリドンが約100,000よりも大きい
数平均分子量を有している請求項4に記載のヒドロゲル。 - 【請求項10】 高分子量の親水性ポリマーをシリコーン・ヒドロゲルのモ
ノマー混合物に添加することにより調製されており、当該親水性ポリマーが前記
シリコーン・ヒドロゲルのモノマー混合物により形成されるヒドロゲルの中に捕
捉されている眼用レンズ。 - 【請求項11】 一定の実質的なヒドロキシ含有量を有していて、前記モノ
マー混合物の一部分を含む請求項10に記載の眼用レンズ。 - 【請求項12】 前記親水性ポリマーがホモポリマーである請求項10に記
載のヒドロゲル。 - 【請求項13】 前記親水性のポリマーが少なくとも2種類の異なるモノマ
ーの組み合わせにより作成されているコポリマーである請求項10に記載のヒド
ロゲル。 - 【請求項14】 前記親水性ポリマーがポリアミド、ポリラクタム、ポリイ
ミド、ポリラクトン、およびポリデキストランから成る群から選択される請求項
10に記載の眼用レンズ。 - 【請求項15】 前記親水性のポリマーがポリビニルピロリドンである請求
項14に記載の眼用レンズ。 - 【請求項16】 前記ポリビニルピロリドンが少なくとも50,000の重
量平均分子量を有している請求項15に記載の眼用レンズ。 - 【請求項17】 前記ポリビニルピロリドンが少なくとも80,000の重
量平均分子量を有している請求項15に記載の眼用レンズ。 - 【請求項18】 前記ポリビニルピロリドンが少なくとも100,000の
重量平均分子量を有している請求項15に記載の眼用レンズ。 - 【請求項19】 シリコーン・ヒドロゲルを作成する方法において、 (a)重合条件下においてシリコーン・ヒドロゲルのモノマー混合物を高分子
量の親水性ポリマーに混合する工程と、 (b)前記親水性ポリマーがシリコーン・ヒドロゲルの中に捕捉されている状
態で当該シリコーン・ヒドロゲルを回収する工程を含む方法。 - 【請求項20】 前記モノマー混合物が一定の実質的なヒドロキシ含有量を
有しているマクロマーである請求項19に記載のヒドロゲル。 - 【請求項21】 前記親水性ポリマーがホモポリマーである請求項19に記
載のヒドロゲル。 - 【請求項22】 前記親水性のポリマーが少なくとも2種類の異なるモノマ
ーの組み合わせにより作成されているコポリマーである請求項19に記載のヒド
ロゲル。 - 【請求項23】 前記親水性ポリマーがポリアミド、ポリラクタム、ポリイ
ミド、ポリラクトン、およびポリデキストランから成る群から選択される請求項
19に記載のヒドロゲル。 - 【請求項24】 前記親水性のポリマーがポリビニルピロリドンである請求
項23に記載のヒドロゲル。 - 【請求項25】 前記ポリビニルピロリドンが少なくとも約50,000の
重量平均分子量を有している請求項23に記載のヒドロゲル。 - 【請求項26】 前記ポリビニルピロリドンが少なくとも約80,000の
重量平均分子量を有している請求項23に記載のヒドロゲル。 - 【請求項27】 前記ポリビニルピロリドンが少なくとも約100,000
の重量平均分子量を有している請求項23に記載のヒドロゲル。 - 【請求項28】 請求項19に記載の方法により作成した物品
- 【請求項29】 請求項19に記載の方法により作成した眼用レンズ
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