JP2005531365A - 表面改変された眼内レンズ - Google Patents
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Abstract
表面改変された医療デバイス(例えば、水晶体上皮細胞の成長を減少させるかまたは除去し、後の外科手術による露出の際のシリコーンオイルの吸収を減少させるかまたは除去し、ならびに/あるいは移植挿入器の摩擦を減少させるかまたは除去するために、反応性親水ポリマーを使用する1つ以上の官能基含有材料から形成される、眼内レンズ移植片)が、本明細書中で提供される。さらに、表面改変された眼内レンズ移植片を作製する方法および使用する方法を提供する。
Description
(発明の分野)
本発明は、一般的に、医療デバイス移植片の製造に使用される、官能基含有ポリマー物質の表面改変に関する。より詳細には、本発明は、水晶体上皮細胞の増殖を減少させるかまたは排除する目的で反応性親水性ポリマーを使用して、1つ以上の官能基含有物質から形成される眼内レンズ移植片の表面改変に関する。
本発明は、一般的に、医療デバイス移植片の製造に使用される、官能基含有ポリマー物質の表面改変に関する。より詳細には、本発明は、水晶体上皮細胞の増殖を減少させるかまたは排除する目的で反応性親水性ポリマーを使用して、1つ以上の官能基含有物質から形成される眼内レンズ移植片の表面改変に関する。
(本発明の背景)
1940年代以来、眼内レンズ(IOL)移植片の形態の眼科用医療デバイスは、病気に罹った水晶体または損傷を受けた水晶体の代用品として、利用されている。殆どの場合、IOLは、例えば、白内障の場合のように、病気に罹った水晶体または損傷を受けた水晶体を手術で取り除く際に、眼内に移植される。何十年にもわたって、このようなIOL移植片を製作するのに好ましい物質は、ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)であったが、これは、堅いガラス質ポリマーである。
1940年代以来、眼内レンズ(IOL)移植片の形態の眼科用医療デバイスは、病気に罹った水晶体または損傷を受けた水晶体の代用品として、利用されている。殆どの場合、IOLは、例えば、白内障の場合のように、病気に罹った水晶体または損傷を受けた水晶体を手術で取り除く際に、眼内に移植される。何十年にもわたって、このようなIOL移植片を製作するのに好ましい物質は、ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)であったが、これは、堅いガラス質ポリマーである。
より軟らかくより可撓性のIOL移植片は、圧縮、折り畳み、圧延または他の変形ができることから、最近になって人気を博している。このような軟らかいIOL移植片は、角膜の切開部に挿入する前に、変形され得る。このIOLの眼への挿入に続き、IOLは、その軟質物質の記憶特性に起因して、その元の変形前形状に戻る。たった今記載したより軟らかくより可撓性のIOL移植片は、より堅いIOLに必要な切開部(すなわち、5.5〜7.0mm)よりもずっと小さい切開部(すなわち、4.0mm未満)を通って、眼に移植され得る。より大きい切開部は、堅いIOL移植片に必要とされる。なぜなら、レンズは、非可撓性のIOL視覚部分の直径よりもわずかに大きい角膜切開部を通って挿入されなければならないからである。従って、大きい切開部が術後合併症(例えば、誘発性乱視)の発生率の増加と関連することが見い出されたので、より堅いIOL移植片は、市場で人気が落ちている。
小切開部白内障手術の最近の進歩に伴って、IOL移植片の製造で使用するのに適切な軟らかく折り畳み可能な物質の開発により重点が置かれている。一般に、現在市販されているIOLの物質は、3つのカテゴリ(シリコーン、親水性アクリルおよび疎水性アクリル)の1つに分類される。
一般に、一旦IOLが移植されると、水晶体上皮細胞(LEC)がIOL表面に結合し、広がる傾向を有する。IOL表面上のそのようなLECの増殖により、IOLの外植および置換を必要とする、所望でないIOL不透明化が生じる。シリコン物質から製造される、所望でないIOLはまた、IOLの不透明化を引き起こす引き続く無関係な眼の外科手術に使用される、シリコーンオイルを吸収する傾向がある。
眼科用デバイス(例えば、IOL)の製造に使用するために入手可能な、現在の生体適合性ポリマー物質の上記のような欠点のために、移植の際にIOL表面でのLEC増殖を減少するかまたは除去するIOL、ならびに後の眼の外科手術の場合に、IOLがシリコーンオイルを吸収する危険性を減少するまたは除去するIOLの、製造に使用するために適切な、安定な生体適合性ポリマー物質が必要とされる。
(発明の要旨)
本発明に従う医療デバイス移植片(例えば、眼内レンズ(IOL))の製造に有用な官能基含有ポリマー物質の表面改変は、反応性親水性ポリマーを利用する。反応性親水性ポリマーは、官能基含有ポリマー物質から製造されるIOLまたは同類の移植片の表面と、化学的共有結合の形成するために使用される。本発明の好ましい反応性親水性ポリマーは、コーティングされる特定の官能基含有ポリマー物質に基づいて選択される。本発明に従って、表面改変のために選択される1つ以上の反応性親水性ポリマーは、1つ以上の官能基含有ポリマー物質の官能性に相補的な化学官能性を有さなければならない。そのような相補的な化学官能性は、ポリマー物質の官能基と反応性親水性ポリマーとの間の化学反応を可能にし、それらの間で化学的共有結合を形成させる。従って、1つ以上の反応性親水ポリマーは、IOLまたは同類の医療デバイスの1つ以上の官能基含有ポリマー物質の表面に、化学的に結合され、表面改変を達成する。そのようなIOL移植片の表面改変は、後の曝露の際のシリコーンオイルの吸収を減少させるかまたは除去し、表面石灰化を減少させるかまたは除去し、水晶体上皮細胞表面の増殖を減少させるかまたは除去し、そして/または移植のための封入機を通る際の摩擦を減少させる。
本発明に従う医療デバイス移植片(例えば、眼内レンズ(IOL))の製造に有用な官能基含有ポリマー物質の表面改変は、反応性親水性ポリマーを利用する。反応性親水性ポリマーは、官能基含有ポリマー物質から製造されるIOLまたは同類の移植片の表面と、化学的共有結合の形成するために使用される。本発明の好ましい反応性親水性ポリマーは、コーティングされる特定の官能基含有ポリマー物質に基づいて選択される。本発明に従って、表面改変のために選択される1つ以上の反応性親水性ポリマーは、1つ以上の官能基含有ポリマー物質の官能性に相補的な化学官能性を有さなければならない。そのような相補的な化学官能性は、ポリマー物質の官能基と反応性親水性ポリマーとの間の化学反応を可能にし、それらの間で化学的共有結合を形成させる。従って、1つ以上の反応性親水ポリマーは、IOLまたは同類の医療デバイスの1つ以上の官能基含有ポリマー物質の表面に、化学的に結合され、表面改変を達成する。そのようなIOL移植片の表面改変は、後の曝露の際のシリコーンオイルの吸収を減少させるかまたは除去し、表面石灰化を減少させるかまたは除去し、水晶体上皮細胞表面の増殖を減少させるかまたは除去し、そして/または移植のための封入機を通る際の摩擦を減少させる。
従って、眼科用デバイスの製造に使用するのに望ましい物理的特性を有する、生体適合性ポリマー組成物のための表面改変コーティングを提供することが、本発明の目的である。
相対的に高い屈折率を有するポリマー組成物の表面改変コーティングを提供することが、本発明の別の目的である。
眼科用移植片の製造に使用するのに適切なポリマー組成物ための表面改変コーティングを提供することが、本発明の別の目的である。
眼において移植後に起こる水晶体上皮細胞の増殖および/または後部莢膜の不透明化を減少させるかまたは除去する、ポリマー組成物のための表面改変コーティングを提供することが、本発明の別の目的である。
眼において移植後の表面石灰化を減少させるかまたは除去する、ポリマー組成物のための表面改変コーティングを提供することが、本発明の別の目的である。
移植封入機を通る際のコーティングされた移植片の摩擦を減少させる、手術用移植片のための表面改変コーティングを提供することが、本発明の別の目的である。
製造および使用が比較的簡単な、ポリマー組成物のための表面改変コーティングを提供することが、本発明のさらに別の目的である。
本発明のこれらおよび他の目的および利点(いくつかは、詳細に記載されているが、その他は、記載していない)は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかとなる。
(発明の詳細な説明)
表面構造および組成により、固形物質の多くの物理的特性および最終的な使用が決定される。重量、摩擦、静電苛および付着のような特性は、表面の特性によって、大きく影響される。特に重要なのは、生体適合性における、そのような表面の特性の効果である。それゆえ、例えば、医療デバイス移植片の場合において、生体適合性の適用の際に表面特性の改変は、特に重要である。
表面構造および組成により、固形物質の多くの物理的特性および最終的な使用が決定される。重量、摩擦、静電苛および付着のような特性は、表面の特性によって、大きく影響される。特に重要なのは、生体適合性における、そのような表面の特性の効果である。それゆえ、例えば、医療デバイス移植片の場合において、生体適合性の適用の際に表面特性の改変は、特に重要である。
以下の詳細な説明は、本発明に関する当業者が、同じものを作製し、そして使用することが可能であるように提供され、本発明を行なった発明者によって熟考された最高の様式を示す。
本発明は、相補的な反応性官能基の使用によって、眼内レンズ(IOL)および同類の医療デバイスまたは移植片を表面改変する方法である。簡単にするために、本明細書中にIOLのみが言及されるが、本発明の方法は、他の医療デバイスおよび移植片ならびにIOLの表面改変に適しているので、そのような言及が制限されることは意図されない。本発明に従うIOLの表面改変のために、相補的な反応性官能基が、IOL物質と表面改変処理ポリマー(SMTP)との間に取り込まれる。例えば、反応性親水SMTPが、エポキシド官能基を有する場合、次いで処理されるIOL物質は、このSMTPの官能基と反応する相補的な官能基を有さなければならない。そのような場合において、IOL物質は、このSMTPエポキシド官能基と反応するようなアルコールベースのモノマー(例えば、2−ヒドロキシメタクリレート)を含み得る。同様に、IOLが、エポキシドモノマー含有物質から形成される場合、2−ヒドロキシメタクリレートコポリマーを含む親水性SMTPが、本発明に従って表面改変に使用され得る。
さらに詳細には、本発明に従うIOLの表面改変は、1つ以上の反応性親水性SMTPを必要とする。本発明の反応性親水性SMTPは、反応性化学官能基を有するモノマーを含む、種々の親水性モノマーのコポリマーである。この適切な親水モノマーは、非プロトン型(例えば、アクリルアミドおよびN−ビニルピロリドン)または、プロトン型(例えば、メタクリル酸および2−ヒドロキシエチルメタクリレート)であり得る。適切な親水モノマーの例としては、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミドおよびN−メチルアクリルアミドが挙げられ、好ましくは、親水性を増加させるために、N,N−ジメチルアクリルアミドであるが、これらに限定されない。反応性化学官能性を有する、適切なモノマーには、例えば、エポキシド官能性、カルボン酸官能性、無水物官能性、オキサゾリノン官能性およびアルコール官能性を有するモノマーが挙げられるが、これらに限定されない。適切な反応性親水性SMTPの例としては、上記の反応性化学官能基を有するモノマーのコポリマーまたはターポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。そのような反応性親水性SMTPは、当業者に公知のフリーラジカル重合化技術により生成される。
本発明に従うIOLまたは同類の医療デバイス移植片の製造に有用である適切な官能基含有ポリマー物質は、透明度、約1.40以上の比較的高い屈折率、約25℃またはそれ未満の、比較的低いガラス遷移温度および、約80%またはそれより大きい、比較的高い伸び率を有する。本発明のそのような官能基含有ポリマー物質(記載した、特定の物理的特性を有する)は、同様に、官能基(例えば、ヒドロキシ官能基、カルボン酸官能基、オキサゾロン官能基、無水物官能基およびエポキシド官能基が挙げられるが、これらに限定されない。)を有する。ヒドロキシ官能基を有する適切なポリマー物質の例には、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレート、および3−ヒドロキシプロピルメタクリルアミドが挙げられるが、これらに限定されない。カルボン酸官能基を有する適切なポリマー物質の例には、メタクリル酸、アクリル酸およびN−カルボキシ−β−アラニン−N−ビニルエステルが挙げられるが、これらに限定されない。オキサゾロン官能基を有する適切なポリマー物質の例には、2−イソプロペニル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン、2−ビニル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン、スピロ−4’−(2’−イソプロペニル−2’−オキサゾリン−5−オン)シクロヘキサン、スピロ−4’−(2’−ビニル−2’−オキサゾリン−5’−オン)シクロヘキサンおよび2−(1−プロペニル)−4,4−ジメチルオキサゾリン−5−オンが挙げられるが、これらに限定されない。無水物官能基を有する適切なポリマー物質の例には、無水メタクリル酸、無水マレイン酸および無水アクリル酸が挙げられるが、これらに限定されない。エポキシド官能基を有する適切なポリマー物質の例には、グリシジルメタクリレートが挙げられるが、これに限定されない。
本発明に従うIOLの生成のための、適切な官能基含有ポリマー物質には、折り畳み可能または圧縮可能な物質(例えば、シリコーンポリマー、炭化水素ポリマー、フッ化炭素ポリマー、ヒドロゲル、軟質アクリルポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、親水性モノマー単位を有するシリコーンポリマー、フッ素含有ポリシロキサンエラストマー(polysiloxane elastomer)および、それらの組み合わせ)が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の、1つの好ましい官能基含有ポリマー物質は、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)および6−ヒドロキシへキシルメタクリレート(HOHEXMA)から作製されるヒドロゲル(すなわち、ポリ(HEMA−co−HOHEXMA))である。ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)は、約18重量パーセントの平衡含水率および眼房水の屈折率(すなわち、1.336)よりも大きい、約1.474の高い屈折率のために、IOL移植片の製造のための好ましいポリマー物質である。高い屈折率は、最小限の厚みで高い視力を与えるために、IOLの生成において、望ましい特徴である。高い屈折率を有する物質を使用することによって、視力欠損症は、より薄いIOLを使用して矯正され得る。かなりの物理的操作を耐えるのに適した、ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)の機械的強度により、ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)は、IOL移植片の生成において望ましい物質である。ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)はまた、IOL移植片の使用に適した、望ましい回復特性を有する。望ましい回復特性を有する物質(例えば、ポリ(HEMA−co−HOHEXMA))から製造されたIOL移植片は、眼おいて急激というよりむしろ、より調節された様式で、予め決定された形状に展開する。IOL移植片の急激な展開は、眼内の繊細な組織に損傷を与える可能性があるので、望ましくない。ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)はまた、眼において寸法安定性を有し、これは同様に望ましい。
本発明の教示は、好ましくは、柔軟もしくは折り畳み可能なIOL移植片または折り畳み可能もしくは圧縮可能な物質から形成される同様の医療デバイスに適用されるが、同じことがまた、同じ物質または異なる物質のいずれかから形成される可撓性ハプティックを有する比較的堅い物質(例えば、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA))から形成される、より堅い低可撓性レンズに適用される。
本発明に従って、1つ以上の官能基含有ポリマー物質は、官能基含有IOL移植片を生成するのに使用される。上記のような触媒官能性を有する本発明の1つ以上の反応性親水SMTPは、IOLを含有する1つ以上の官能基含有ポリマー物質に相補的な化学官能性を有するように選択される。そのような相補的な化学官能性が、IOLを形成しているポリマー物質の表面にある官能基と1つ以上の反応性親水SMTPの官能基との間での化学反応を生じさせ得る。この官能基間の化学反応により、それらの間で共有結合が形成される。例えば、ヒドロキシ官能基を有するIOLポリマー物質は、好ましくは、カルボン酸官能基、イソシアネート官能基またはエポキシ官能基を含有する反応性親水SMTPを使用する、表面改変を経る。同様に、カルボン酸基を有するIOLポリマー物質は、好ましくは、グリシジルメタクリレート(GMA)モノマー単位を含有する反応性親水SMTPを使用してエポキシ官能基を提供する表面改変を経る。
本発明に従う1つ以上の反応性親水SMTPを使用する、1つ以上の官能基含有ポリマー物質から生成されるIOLの表面改変を、以下の実施例において、さらに詳細に記載する。
(実施例1:N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)およびグリシジルメタクリレート(GMA)の反応性親水コポリマーの合成)
DMA−co−GMA[x=86、y=14] 3L反応フラスコに、蒸留N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA、192g、1.92モル)、蒸留グリシジルメタクリレート(GMA、48gm、0.32モル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.4g、0.0024モル)およびテトラヒドロフラン(2000ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを24時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット(passive blanket of nitrogen)下で、60℃まで加熱した。次いで、機械により充分に攪拌しながら、この反応混合物を、ゆっくりとエチルエーテル(12L)に加えた。反応性ポリマーが沈殿し、減圧濾過によって集めた。この固体を、30℃で減圧オーブン内に一晩置いて、エーテルを除去して、反応性ポリマー(213.85g)(89%収率)が残った。この反応性ポリマーを、使用するまで保存のためにデシケータ内に置いた。
実施例1の一般的な手順に従って、以下の表1に列挙されるSMTP(実施例2〜5)を調製した。
(実施例6:N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート(OFPMA)およびグリシジルメタクリレート(GMA)の水溶性の反応性ポリマーの合成)
1000ml反応フラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA、64g、0.64モル)、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート(OFPMA、4g、0.012モル、入手されたものとして使用)、蒸留グリシジルメタクリレート(GM、16g、0.112モル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.12g、0.00072モル)およびテトラヒドロフラン(1200ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを20時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット下で、60℃まで加熱した。次いで、機械により充分に攪拌しながら、この反応混合物を、ゆっくりとエチルエーテル(6L)に加えた。この反応性ポリマーが沈殿し、減圧濾過によって集めた。この固体を、30℃で減圧オーブン内に一晩置いて、エーテルを除去して、反応性ポリマー(66.1g、79%収率)が残った。この反応性ポリマーを、使用するまで保存のためにデシケータ内に置いた。
実施例6の一般的な手順に従って、以下の表2に列挙されるSMTP(実施例7〜10)を調製した。以下の表2の各SMTPの合成についての反応時間は、20時間であり、溶媒は、テトロヒドロフラン(600ml)であった。表2の各SMTPについて、AIBNレベルは、0.0006モルであった。
本発明に従って、メトキシポリオキシエチレンメタクリレートは、グラフトポリオキシエチレン側鎖およびその反応性化学官能基であるエポキシ基を含むSMTPを生じる3位モノマーである。
(実施例11:N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート(OFPMA)、グリシジルメタクリレート(GMA)およびポリエチレングリコール1000モノメチルエーテルメタクリレート(PEGMA)の反応性親水コポリマーの合成)
500ml反応フラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA、8g、0.08モル)、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート(OFPMA、1g、0.003モル、入手されたものとして使用)、蒸留グリシジルメタクリレート(GM、4g、0.028モル)、ポリエチレングリコール1000モノメチルエーテルメタクリレート(PEGMA、8g、0.007モル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.03g、0.00018モル)およびテトラヒドロフラン(300ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを72時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット下で、60℃まで加熱した。この溶媒をフラッシュエバポレーション後に凍結乾燥して、ワックス様の半固形の反応性ポリマー(8.8g、42%収率)が残った。
(実施例12:N−ビニル−2−ピロリジノン(NVP)および4−ビニルシクロヘキシル−1,2−エポキシド(VCHE)の反応性親水コポリマーの合成)
1L反応フラスコに、蒸留N−ビニル−2−ピロリジノン(NVP、53.79g、0.48モル)、4−ビニルシクロヘキシル−1,2−エポキシド(VCHE、10.43g、0.084モル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.05g、0.0003モル)およびTHF(600ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを20時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット下で、60℃まで加熱した。次いで、機械により充分に攪拌しながら、この反応混合物を、ゆっくりとエチルエーテル(6L)に加えた。コポリマーが沈殿し、減圧濾過によって集められた。この固体を、30℃で減圧オーブン内に一晩置いてエーテルを除去して、反応性ポリマー(21gm、32%収率)が残った。この反応性ポリマーを、使用するまで保存のためにデシケータ内に置いた。
(実施例13:N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)、ラウリルメタクリレート(LMA)およびグリシジルメタクリレート(GMA)の反応性親水性コポリマーの合成)
1000ml反応フラスコに、蒸留N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA、32g、0.32モル)、ラウリルメタクリレート(LMA、1.5g、0.006モル、入手されたものとして使用)、蒸留グリシジルメタクリレート(GM、8g、0.056モル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.06g、0.00036モル)およびテトラヒドロフラン(600ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを20時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット下で、60℃まで加熱した。次いで、機械により充分に攪拌しながら、この反応混合物を、ゆっくりとエチルエーテル(3L)に加えた。反応性ポリマーが沈殿し、減圧濾過によって集められた。この固体を、30℃で減圧オーブン内に一晩置いてエーテルを除去して、反応性ポリマー(29.2g、70%収率)が残った。この反応性ポリマーを、使用するまで保存のためにデシケータ内に置いた。
(実施例14:N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)およびメタクリル酸(MAA)の反応性親水性コポリマーの合成)
3000ml反応フラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA、128g、1.28モル)、メタクリル酸(MAA、32g、0.37モル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.24g、0.0016モル)および無水2−プロパノール(2000ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを72時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット下で、60℃まで加熱した。次いで、機械により充分に攪拌しながら、この反応性ポリマーがエチルエーテル(8L)に沈殿し、次いで減圧濾過によって集められた。この固体を、30℃で減圧オーブン内に一晩置いてエーテルを除去して、反応性ポリマー(142.34g、89%収率)が残った。この反応性ポリマーを、使用するまで保存のためにデシケータ内に置いた。
実施例14の一般的な手順に従って、以下の表3に示されるSMTP(実施例15〜16)を調製した。
本発明に従って、メトキシポリオキシエチレンメタクリレートは、グラフトポオキシエチレン側鎖およびその反応性化学官能基であるカルボン酸機を含むコーティングポリマーを、生じる3位モノマーである。
(実施例17:N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)および12−メタクリロイルオキシドデカン酸(LMAA)の反応性親水性ポリマーの合成)
500ml反応フラスコに、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA、15.2g、0.153モル)、12−メタクリロイルオキシドデカン酸(LMAA、4.8g、0.017モル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.032g、0.0002モル)および無水テトラヒドロフラン(200ml)を加えた。この反応容器に磁気攪拌機、冷却器、温度コントローラーおよび窒素の入口を取り付けた。この溶液に窒素を15分間バブリングして、溶解した酸素を除去した。次いで、反応フラスコを72時間にわたって、窒素の不反応性ブランケット下で、60℃まで加熱した。次いで、機械により充分に攪拌しながら、この反応混合物を、ゆっくりとヘプタン(2.5L)に加えた。反応性ポリマーが沈殿し、減圧濾過によって集められた。この固体を、30℃で減圧オーブン内に一晩置いてエーテルを除去して、反応性ポリマー(15g、75%収率)が残った。この反応性ポリマーを、使用するまで保存のためにデシケータ内に置いた。
(実施例18:実施例1からのN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)およびグリシジルメタクリレート(GMA)の反応性親水コポリマーを有するポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片の表面改変)
容器に眼内レンズを置き、そしてこの容器に1.0重量パーセントのポリ(DMA−co−GMA)[86/14モル%]溶液を加えて、この眼内レンズ移植片を覆うことによって、ポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片を表面改変させるか、またはコーティングさせた。次いで溶液に覆われたこの眼内レンズ移植片を含む容器を、121℃で59分間にわたってオートクレーブにかけた。次いで、この容器をオートクレーブから取りはずし、眼内レンズ移植片をこの溶液から取り出した。次いで、この眼内レンズ移植片を緩衝生理食塩水で3回洗浄した。
容器に眼内レンズを置き、そしてこの容器に1.0重量パーセントのポリ(DMA−co−GMA)[86/14モル%]溶液を加えて、この眼内レンズ移植片を覆うことによって、ポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片を表面改変させるか、またはコーティングさせた。次いで溶液に覆われたこの眼内レンズ移植片を含む容器を、121℃で59分間にわたってオートクレーブにかけた。次いで、この容器をオートクレーブから取りはずし、眼内レンズ移植片をこの溶液から取り出した。次いで、この眼内レンズ移植片を緩衝生理食塩水で3回洗浄した。
(実施例19::N,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)およびグリシジルメタクリレート(GMA)の反応性親水コポリマーを用いて表面改変されたポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片の表面分析)
表面分析は、3つの別個のサンプルセットについて行われた。第1のサンプルセット(サンプルセット1またはSSO)は、コントロールおよびポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片をコーティングしたポリ(DMA−co−GMA)を含んだ。第2のサンプルセット(サンプルセット2またはSST)は、コントロールおよび移植片封入機によって通されたポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片をコーティングしたポリ(DMA−co−GMA)を含んだ。第3のサンプルセット(サンプルセット3またはSSR)は、コントロールおよび5年の安定性を経て処理されたポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片をコーティングしたポリ(DMA−co−GMA)を含んだ。
表面分析は、3つの別個のサンプルセットについて行われた。第1のサンプルセット(サンプルセット1またはSSO)は、コントロールおよびポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片をコーティングしたポリ(DMA−co−GMA)を含んだ。第2のサンプルセット(サンプルセット2またはSST)は、コントロールおよび移植片封入機によって通されたポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片をコーティングしたポリ(DMA−co−GMA)を含んだ。第3のサンプルセット(サンプルセット3またはSSR)は、コントロールおよび5年の安定性を経て処理されたポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片をコーティングしたポリ(DMA−co−GMA)を含んだ。
上記の3つの別個のサンプルセット由来のサンプル眼内レンズは、X線光電子分光法(XPS)および飛行時間型質量分析計(ToF−SIMS)によって分析され、適用されたコーティングの範囲、このコ−ティングの耐久性およびこのコーティングの安定性を決定した。各結果を以下に記載する。
(A サンプルセット1)
SSO由来のサンプル眼内レンズ移植片は、XPS分析を経て、表面改変の範囲を決定した。SSOのXPS分析の結果を表4に示す。コントロールと比較すると、このコーティングされたレンズ移植片は、独特の元素タグ(tag)である窒素を含んだ。コーティングされた場合に、コントロールレンズ移植片の窒素含量が1.0〜5.0%増加した。これは、ポリ(DMA−co−GMA)が適用されたことを示す。このコントロールレンズにおいて1.0%窒素は、通常、生物学的な混入である。コーティングされたレンズ移植片において5%の窒素レベルは、35Åの厚さのコーティングを示す。コーティングレンズ移植片において5%窒素が、生物学的混入であるという可能性を除去するために、ToF−SIMS分析を実施した。
SSO由来のサンプル眼内レンズ移植片は、XPS分析を経て、表面改変の範囲を決定した。SSOのXPS分析の結果を表4に示す。コントロールと比較すると、このコーティングされたレンズ移植片は、独特の元素タグ(tag)である窒素を含んだ。コーティングされた場合に、コントロールレンズ移植片の窒素含量が1.0〜5.0%増加した。これは、ポリ(DMA−co−GMA)が適用されたことを示す。このコントロールレンズにおいて1.0%窒素は、通常、生物学的な混入である。コーティングされたレンズ移植片において5%の窒素レベルは、35Åの厚さのコーティングを示す。コーティングレンズ移植片において5%窒素が、生物学的混入であるという可能性を除去するために、ToF−SIMS分析を実施した。
SSOにおいてToF−SIMS分析を行ない、コーティングサンプルにおけるポリ(DMA−co−GMA)ポリマーの存在を決定した。ToF−SIMSは、表面に存在するポリマーの独特の「フィンガープリント」スペクトルを提供する質量スペクトルを生成する。このポリDMAフィンガープリントは、44D、58D、73D、84D、98Dおよび100Dにm/zピークを含む。これらのピークは、それぞれ、正に帯電した化学種C2H6N+、C3H8N+、C3H6NO+、C5H10N+、C5H8NO+およびC5H10NO+に相当する。これらのピークの全ては、コーティングサンプルに存在した。以下の図1を参照のこと。ピーク98Dおよび100Dはまた、コントロールスペクトルにおいて検出された。以下の図2を参照のこと。これらの2つのピークは、生物学的混入により生じ得る。しかしながら、全てのこのピークの検出のみが、ポリ(DMA−co−GMA)ポリマーの存在を示唆する。
(B サンプルセット2)
2つの異なる移植封入機(封入機1および封入機2)の1つを通されたSST由来のサンプルをXPS分析し、表面上のポリマーコーティングの維持レベルを測定することによって、ポリ(DMA−co−GMA)コーティングの耐久性を決定した。SSTのXPS分析の結果を以下の表5に示す。コントロールレンズ移植片と比較すると、このコーティングされたレンズ移植片は、独特の元素タグである窒素を含んだ。3.4〜4.4%窒素レベルを有するコーティングされたレンズ移植片の窒素含量と比較すると、コントロールレンズ移植片の窒素含量は、約1%以下だった。コーティングされたレンズ移植片上で検出されたより高い窒素レベルは、移植封入機を通された後のレンズ移植片上にポリ(DMA−co−GMA)コーティングが存在することを示唆する。コントロールレンズ移植片における1%窒素は、通常、生物学的混入である。SSOのコーティングされたレンズ移植片と比較すると、この窒素含量は、SSTのコーティングされたレンズ移植片において減少した(すなわち、5.0%から3.4〜4.4%まで)。SSTコーティングされたレンズ移植片における窒素含量の減少は、移植封入機にレンズ移植片を通す間に、このコーティングのいくらか(約10〜30%)が外れたことを示唆する。コーティングされたレンズ移植片における3.4〜4.4%窒素が、生物学的混入であるという可能性を除去するために、ToF−SIMSを実施した。
2つの異なる移植封入機(封入機1および封入機2)の1つを通されたSST由来のサンプルをXPS分析し、表面上のポリマーコーティングの維持レベルを測定することによって、ポリ(DMA−co−GMA)コーティングの耐久性を決定した。SSTのXPS分析の結果を以下の表5に示す。コントロールレンズ移植片と比較すると、このコーティングされたレンズ移植片は、独特の元素タグである窒素を含んだ。3.4〜4.4%窒素レベルを有するコーティングされたレンズ移植片の窒素含量と比較すると、コントロールレンズ移植片の窒素含量は、約1%以下だった。コーティングされたレンズ移植片上で検出されたより高い窒素レベルは、移植封入機を通された後のレンズ移植片上にポリ(DMA−co−GMA)コーティングが存在することを示唆する。コントロールレンズ移植片における1%窒素は、通常、生物学的混入である。SSOのコーティングされたレンズ移植片と比較すると、この窒素含量は、SSTのコーティングされたレンズ移植片において減少した(すなわち、5.0%から3.4〜4.4%まで)。SSTコーティングされたレンズ移植片における窒素含量の減少は、移植封入機にレンズ移植片を通す間に、このコーティングのいくらか(約10〜30%)が外れたことを示唆する。コーティングされたレンズ移植片における3.4〜4.4%窒素が、生物学的混入であるという可能性を除去するために、ToF−SIMSを実施した。
SSTにおいてToF−SIMS分析を行ない、このコーティングサンプル上のポリ(DMA−co−GMA)ポリマーの存在を決定した。ToF−SIMSは、表面に存在するポリマーの独特な「フィンガープリント」スペクトルを提供する質量スペクトルを生成する。このポリDMAフィンガープリントは、44D、58D、72D、84D、98Dおよび100Dにm/zピークを含む。これらのピークは、それぞれ、正に帯電した化学種C2H6N+、C3H8N+、C3H6NO+、C5H10N+、C5H8NO+およびC5H10NO+に相当する。これらのピークの全ては、移植封入機を通されたコーティングサンプル上に存在した。以下の図3を参照のこと。以下の図3において説明されるToF−SIMS結果は、前方封入機1コーティングサンプルの結果である。前方封入機1コーティングサンプルは、最大圧力を経たサンプルとして同定された。ピーク98Dおよびピーク100Dはまた、コントロールスペクトルにおいて検出された。以下の図4を参照のこと。これらの2つのピークは、生物学的混入により生じ得る。しかしながら、このピーク全ての検出だけだったことが、ポリ(DMA−co−GMA)ポリマーの存在を示唆する。
(C サンプルセット3)
SSR由来のサンプル眼内レンズ移植片を、5年の模擬間隔について試験して、ポリ(DMA−co−GMA)コーティングの安定性を決定した。コントロールレンズ移植片およびコーティングレンズ移植片を、XPS分析して表面のポリ(DMA−co−GMA)コーティングの維持レベルを決定した。SSOのXPS分析の結果を、以下の表6に示した。コントロールと比較すると、コーティングレンズ移植片は、独特の元素タグである窒素を含んだ。コントロールレンズ移植片の窒素含量は、約0.9%だった。コーティングレンズ移植片の窒素含量は、約3.8%であり、これは、安定性試験後にポリ(DMA−co−GMA)コーティングが存在することを示唆する。コントロールレンズにおける0.9%窒素は、通常、生物学的混入である。SSOのコーティングレンズ移植片と比較すると、この窒素含量は、SSRのコーティングレンズ移植片において減少した(すなわち、5%から3.8%に)。SSRコーティングレンズ移植片における窒素含量の減少は、このコーティングのいくらか(約24%)が模擬5年後に消失したことを示唆する。コーティングレンズ移植片における3.8%窒素が生物学的混入であるという可能性を除去するために、ToF−SIMS分析を行なった。
SSR由来のサンプル眼内レンズ移植片を、5年の模擬間隔について試験して、ポリ(DMA−co−GMA)コーティングの安定性を決定した。コントロールレンズ移植片およびコーティングレンズ移植片を、XPS分析して表面のポリ(DMA−co−GMA)コーティングの維持レベルを決定した。SSOのXPS分析の結果を、以下の表6に示した。コントロールと比較すると、コーティングレンズ移植片は、独特の元素タグである窒素を含んだ。コントロールレンズ移植片の窒素含量は、約0.9%だった。コーティングレンズ移植片の窒素含量は、約3.8%であり、これは、安定性試験後にポリ(DMA−co−GMA)コーティングが存在することを示唆する。コントロールレンズにおける0.9%窒素は、通常、生物学的混入である。SSOのコーティングレンズ移植片と比較すると、この窒素含量は、SSRのコーティングレンズ移植片において減少した(すなわち、5%から3.8%に)。SSRコーティングレンズ移植片における窒素含量の減少は、このコーティングのいくらか(約24%)が模擬5年後に消失したことを示唆する。コーティングレンズ移植片における3.8%窒素が生物学的混入であるという可能性を除去するために、ToF−SIMS分析を行なった。
SSRにおいて、ToF−SIMS分析を行い、コーティングサンプル上のポリ(DMA−co−GMA)ポリマーの存在を決定した。ToF−SIMSは、表面に存在するポリマーの独特な「フィンガープリント」スペクトルを提供する質量スペクトルを生成する。このポリDMAフィンガープリントは、44D、58D、72D、84D、98Dおよび100Dにm/zピークを含む。これらのピークは、それぞれ、正に帯電した化学種C2H6N+、C3H8N+、C3H6NO+、C5H10N+、C5H8NO+およびC5H10NO+に相当する。これらのピークの全ては、コーティングサンプル上に存在した。以下の図5を参照のこと。ピーク98Dおよび100Dはまた、コントロールスペクトルにおいて検出された。以下の図6を参照のこと。これらの2つのピークは、生物学的混入により生じ得る。しかしながら、これら全てのピークのみだったことが、ポリ(DMA−co−GMA)ポリマーの存在を示唆する。
(実施例20:実施例6由来のN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート(OFPMA)およびグリシジルメタクリレート(GMA)の反応性親水性コポリマーを用いたポリ(HEMA−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片の表面改変)
容器に眼内レンズ移植片を置き、そしてこの容器に1.0重量パーセントのポリ(DMA−co−OFPMA−co−GMA[84/1.5/14.5モル%])溶液を加え、この眼内レンズ移植片を覆うことによって、ポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片を表面改変させるか、またはコーティングさせた。次いで溶液に覆われたこの眼内レンズ移植片を含む容器を、121℃で59分間にわたってオートクレーブにかけた。次いで、この容器をオートクレーブから取りはずし、眼内レンズ移植片をこの溶液から取り出した。次いで、この眼内レンズ移植片を緩衝生理食塩水で3回洗浄した。
容器に眼内レンズ移植片を置き、そしてこの容器に1.0重量パーセントのポリ(DMA−co−OFPMA−co−GMA[84/1.5/14.5モル%])溶液を加え、この眼内レンズ移植片を覆うことによって、ポリ(HEME−co−HOHEXMA)眼内レンズ移植片を表面改変させるか、またはコーティングさせた。次いで溶液に覆われたこの眼内レンズ移植片を含む容器を、121℃で59分間にわたってオートクレーブにかけた。次いで、この容器をオートクレーブから取りはずし、眼内レンズ移植片をこの溶液から取り出した。次いで、この眼内レンズ移植片を緩衝生理食塩水で3回洗浄した。
(実施例21:ウシ水晶体上皮細胞付着および増殖試験)
ウシ水晶体上皮細胞(LEC)を試験物質の範囲において培養し、その結果を以下の表7に示す。
ウシ水晶体上皮細胞(LEC)を試験物質の範囲において培養し、その結果を以下の表7に示す。
接種濃度=56,000細胞
*実施例6由来のコポリマー(DMA−OFPMA−GMA)
**細胞培養プラスチック
(実施例22:Balafilcon A コンタククトレンズ(Pure Vision(登録商標)レンズ、Bausch&Lomb,Inc.,Rochester,NYから市販)の表面処理)
Balafilcon Aは、酸官能基含有シリコーン−ハイドロゲルレンズ物質である。表面処理には、以下の反応スキームに従って上記実施例1から作製された親水性反応性ポリマーを、使用した:
*実施例6由来のコポリマー(DMA−OFPMA−GMA)
**細胞培養プラスチック
(実施例22:Balafilcon A コンタククトレンズ(Pure Vision(登録商標)レンズ、Bausch&Lomb,Inc.,Rochester,NYから市販)の表面処理)
Balafilcon Aは、酸官能基含有シリコーン−ハイドロゲルレンズ物質である。表面処理には、以下の反応スキームに従って上記実施例1から作製された親水性反応性ポリマーを、使用した:
実施例1の反応性ポリマー溶液(水1000mlにつき10.0g)を調製した。レンズを、4時間にわたって2−プロパノールで3回、1時間にわたって水で3回抽出した。次いでレンズ(36サンプル)を反応性ポリマー溶液に置いた。反応を触媒するために、メチルジエタノールアミンを1滴加えた。レンズを、30分オートクレーブサイクルに置いた。
(実施例23:Balafilcon A コンタククトレンズ(Pure Vision(登録商標)レンズ、Bausch&Lomb,Inc.,Rochester,NYから市販)の表面処理)
表面処置には、以下の反応スキームに従って上記実施例6から作製された親水正反応性ポリマーを使用した。
表面処置には、以下の反応スキームに従って上記実施例6から作製された親水正反応性ポリマーを使用した。
実施例6の反応性ポリマーの2つの溶液を調整した(以下の表8を参照のこと)。レンズを4時間にわたって2-プロパノールで抽出し、次いで10分間精製水中に置いた。次いで水浴を変えて、さらに10分間水にレンズを浸した。次いで、反応を触媒するためにメチルジエタールアミンを1滴加えた各反応性ポリマー溶液に、レンズを置いた。このレンズを30分オートクレーブサイクルに置いた。次いで、このバイアル中の溶液を精製水で2回置換し、このレンズサンプルを再びオートクレーブにかけた。この手順は、レンズサンプルに化学的に結合していない任意の親水性ポリマーを除去するために使用された。
サンプルA(以下の図8)およびサンプルB(以下の図9)と比較すると、コントロール(以下の図7)の原子間力顕微鏡(AFM)イメージは、明かに、親水性コーティングが適用されていることを示す。XPSによる元素分析はまた、この物質表面が改変されていることを示唆する。物理電子光学[PHI]モデル5600XPSを、表面特性決定のために使用した。この器具は、300ワット、15kVおよび20ミリアンプを作動する単色性Alアノードを利用した。この器具の基本圧力は、2.0×10−10トールであり、操作の間の圧力は、5.0×10−8トールだった。この器具は、半球形分析器を利用する。この器具は、PHI 8503Aバージョン4.0Aソフトウェアを含むアポロワークステーションを有した。この器具についてのサンプリング深度の実測値は、サンプリング角度45°で、74Åだった。
各検体を、低解像度測量スペクトル(0〜1100eV)を利用して分析し、サンプル表面(10〜100Å)に存在する元素を同定した。低解像度測量スキャンで検出された元素上で得られた高解像度スペクトルから、表面元素組成を決定した。これらの元素は、酸素、窒素、炭素、ケイ素およびフッ素を含有した。興味のある軌道についての機器伝達関数および原子交差切片で光電子ピーク領域を感知した後、この領域を積分することよって、元素組成の定量化を完結した。
(実子例24:剛性気体浸透性(RGP)レンズの表面処理)
Quantum(登録商標)IIRGPレンズ(Bausch&Lomb,Incから市販され、酸官能基含有フルオロシリコーンアクリレート物質から製造される)は、以下の反応スキームに従って、表面処置された。
Quantum(登録商標)IIRGPレンズ(Bausch&Lomb,Incから市販され、酸官能基含有フルオロシリコーンアクリレート物質から製造される)は、以下の反応スキームに従って、表面処置された。
実施例1の反応性ポリマー溶液(水100mlにつき5.0g)を調製した。次いで、トリエタノールアミンを2滴含む反応性ポリマー溶液に、レンズ(20サンプル)を置き、1時間にわたって55℃まで加熱した。次いで、この表面コーティングされたレンズを精製水で2回洗浄して、乾燥させた。非処理レンズ上に置かれた水滴は、粒状になり、表面から落ちたが、一方、処理レンズ上に置かれた水滴は、レンズ表面を湿らして完全に広がった。
X線光電子分光(XPS)データを得た。物理電子光学[PHI]モデル5600XPSを、表面特性決定のために使用した。この器具は、300ワット、15kVおよび20ミリアンプを作動する単色性Alアノードを利用した。この器具の基本圧力は、2.0×10−10トールであり、操作の間の圧力は、5.0×10−8トールだった。この器具は、半球形分析器を利用する。この器具は、PHI 8503Aバージョン4.0Aソフトウェアを含むアポロワークステーションを有した。この器具についてのサンプリング深度の実測値は、サンプリング角度45°で、74Åだった。
低解像度測量スペクトル(1〜100eV)を利用して各検体を分析し、サンプル表面(10〜100Å)に存在する元素を同定した。低解像度測量スキャンで検出される元素上で得られた高解像度スペクトルから、表面元素組成を決定した。これらの元素は、酸素、窒素、炭素、ケイ素およびフッ素を含有した。興味のある軌道についての機器伝達関数および原子交差切片で光電子ピーク領域を感知した後、この領域を積分することよって、元素組成の定量化を完結した。コーティングレンズおよびコントロールレンズのXPSデータを以下の表10に示す。
(実施例25:剛性気体浸透性(RGP)レンズの表面処理)
Quantum(登録商標)IIRGPレンズ(Bausch&Lomb,Incから市販)の表面処理を、以下の反応スキームに従って行なった。この実施例において、相補的な反応性官能基を有する2つのポリマーコーティングシステムを使用した。このコーティングシステムの2つのポリマーは、お互いに反応して架橋形成し、そしてレンズ表面と反応する。
Quantum(登録商標)IIRGPレンズ(Bausch&Lomb,Incから市販)の表面処理を、以下の反応スキームに従って行なった。この実施例において、相補的な反応性官能基を有する2つのポリマーコーティングシステムを使用した。このコーティングシステムの2つのポリマーは、お互いに反応して架橋形成し、そしてレンズ表面と反応する。
上記実施例1および実施例14の反応性ポリマー溶液(水100mlにつき各ポリマー2.5g)を調製した。重層効果により、より厚いポリマーコーティングを構築するためにこのポリマー混合物を使用した。次いで、トリエタノールアミンを2滴含む反応性ポリマー溶液に、レンズ(20サンプル)を置いて、1時間にわたって55℃まで加熱した。次いで、この表面コーティングレンズを精製水で2回洗浄して、乾燥させた。非処置レンズに上に置かれた水滴は、粒状になって、表面から落ちたが、一方、処理されたレンズ上に置かれた水滴は、レンズ表面を湿らせて完全に広がった。ポリマーを組み合わせると、より厚いポリマーコーティングを提供するということが、原子間力顕微鏡(AFM)分析から示唆される。ポリマーコーティングされていないQuantum(登録商標)IIレンズ、実施例24のポリマーコーティングおよび主題コーティング(実施例25)の間の比較を、それぞれ図10〜12に示す。
X線光電子分光(XPS)データを、Surface Science lab(Bausch&Lomb)から得た。物理電子光学[PHI]モデル5600XPSを、表面特性決定のために使用した。この器具は、300ワット、15kVおよび20ミリアンプを作動する単色性Alアノードを利用した。この器具の基本圧力は、2.0×10−10トールであり、操作の間の圧力は、5.0×10−8トールだった。この器具は、半球形分析器を利用する。この器具は、PHI 8503Aバージョン4.0Aソフトウェアを含むアポロワークステーションを有した。この器具についてのサンプリング深度の実測値は、サンプリング角度45°で、74Åだった。
低解像度測量スペクトル(1〜100eV)を利用して各検体を分析し、サンプル表面(10〜100Å)に存在する元素を同定した。低解像度測量スキャンで検出される元素上で得られた高解像度スペクトルから、表面元素組成を決定した。これらの元素は、酸素、窒素、炭素、ケイ素およびフッ素を含有した。興味のある軌道についての機器伝達関数および原子交差切片で光電子ピーク領域を感知した後、この領域を積分することよって、元素組成の定量化を完結した。コーティングレンズおよびコントロールレンズのXPSデータを以下の表11に示す。
(実施例26:3−フェニルプロピルアクリレートおよびN,N−ジメチルアクリルアミドキャストフィルムの表面改変)
75部の3-フェニルプロピルアクリレート、25部のN,N−ジメチルアクリルアミド、2部のエチレングリコールジメタクリレート、5部のグリシジルメタクリレートおよび光開始剤として0.5重量%のIrgacureTM819(Ciba−Geigy,Basel,Switzerland)を使用して、フィルムをキャスティングした。この硬化条件は、2時間にわたる紫外線照射からなる。1重量%のポリアクリル酸およびN,N−ジメチルアクリルアミドおよびグリシジルメタクリレートの80/20コポリマーを含む0.5重量%の溶液で水和させた。このフィルムを、30分間オートクレーブにかけた。ポリマーコーティングが適用されることを証明して、生じたフィルムは、湿潤性でツルツルしている。
75部の3-フェニルプロピルアクリレート、25部のN,N−ジメチルアクリルアミド、2部のエチレングリコールジメタクリレート、5部のグリシジルメタクリレートおよび光開始剤として0.5重量%のIrgacureTM819(Ciba−Geigy,Basel,Switzerland)を使用して、フィルムをキャスティングした。この硬化条件は、2時間にわたる紫外線照射からなる。1重量%のポリアクリル酸およびN,N−ジメチルアクリルアミドおよびグリシジルメタクリレートの80/20コポリマーを含む0.5重量%の溶液で水和させた。このフィルムを、30分間オートクレーブにかけた。ポリマーコーティングが適用されることを証明して、生じたフィルムは、湿潤性でツルツルしている。
(実施例27:3−フェニルプロピルアクリレートおよびN,N−ジメチルアクリルアミドキャストフィルムの表面改変)
75部の3-フェニルプロピルアクリレート、25部のN,N−ジメチルアクリルアミド、2部のエチレングリコールジメタクリレート、5部のグリシジルメタクリレートおよび光開始剤として0.5重量%のIrgacureTM819を使用して、フィルムをキャスティングした。この硬化条件は、2時間にわたる紫外線照射からなる。N,N−ジメチルアクリルアミドおよびグリシジルメタクリレートの80/20コポリマーを含む1重量%の溶液でこのフィルムを水和させた。このフィルムを、30分間オートクレーブにかけた。ポリマーコーティングが適用されることを証明して、生じたフィルムは、湿潤性でツルツルしている。
75部の3-フェニルプロピルアクリレート、25部のN,N−ジメチルアクリルアミド、2部のエチレングリコールジメタクリレート、5部のグリシジルメタクリレートおよび光開始剤として0.5重量%のIrgacureTM819を使用して、フィルムをキャスティングした。この硬化条件は、2時間にわたる紫外線照射からなる。N,N−ジメチルアクリルアミドおよびグリシジルメタクリレートの80/20コポリマーを含む1重量%の溶液でこのフィルムを水和させた。このフィルムを、30分間オートクレーブにかけた。ポリマーコーティングが適用されることを証明して、生じたフィルムは、湿潤性でツルツルしている。
(実施例28:ポリジメチルキサンシロキサン、オクタフルオロペンチルメタクリレートおよび2-ビニル4,4-ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン キャストフィルムの表面改変)
65モル%のトリフルオロプロピル側鎖を含む、80部のDP100メタクリレートエンドキャップポリジメチルシロキサン、20部のオクタフルオロペンチルメタクリレート、5部の2-ビニル−4,4-ジメチル−2−オキサゾリン−5−オンおよび光開始剤として0.5重量%のIrgacureTM819を使用して、フィルムをキャスティングした。この硬化条件は、2時間にわたる紫外線照射からなる。N,N−ジメチルアクリルアミドおよびグリシジルメタクリレートの80/20コポリマーを含む1重量%の溶液でこのフィルムを水和させた。このフィルムを、30分間オートクレーブにかけた。ポリマーコーティングが適用されることを証明して、生じたフィルムは、湿潤性でツルツルしている。
65モル%のトリフルオロプロピル側鎖を含む、80部のDP100メタクリレートエンドキャップポリジメチルシロキサン、20部のオクタフルオロペンチルメタクリレート、5部の2-ビニル−4,4-ジメチル−2−オキサゾリン−5−オンおよび光開始剤として0.5重量%のIrgacureTM819を使用して、フィルムをキャスティングした。この硬化条件は、2時間にわたる紫外線照射からなる。N,N−ジメチルアクリルアミドおよびグリシジルメタクリレートの80/20コポリマーを含む1重量%の溶液でこのフィルムを水和させた。このフィルムを、30分間オートクレーブにかけた。ポリマーコーティングが適用されることを証明して、生じたフィルムは、湿潤性でツルツルしている。
本発明に従って製造された表面改変されたIOLは、丸めたり、折り畳んだりして、比較的小さな切開(すなわち、4.0mm以下)を通してフィットし得る小さな断面にすることが可能な任意のデザインでありえる。例えば、IOLは、一体型設計またはマルチピース設計であり得る視覚部分および触覚部分を含有する。この視覚部分は、水晶体として作用する部分であり、触覚部分は、眼内の適切な位置に視覚部分を保持するように視覚部分に付着される。触覚部分は、一体型設計において、この視覚部分とともに一体化して形成され得るか、あるいはマルチピース設計において、ステーキング、接着剤、または当業者に公知の他の方法によって付着され得る。
本発明のIOLは、同じ物質または異なる物質からなる視覚部分および触覚部分を有するように製造され得る。好ましくは、本発明に従って、この視覚部分および触覚部分は、同一の高い屈折率、低いガラス遷移温度の組成物からなる。しかし、米国特許第5,217,491号および同第5,326,506号(各々の内容は、その全体が本明細書中で参考として援用されている)に記載されているように、この視覚部分および触覚部分はまた、異なる組成物および/または同じ組成物の異なる処方物から製造され得る。一旦、特定の組成物が選択されると、この物質は、所望の形状のモールドでキャスティングされるか、ロッド形状にキャスティングされて円板に旋盤されるか、いずれかである。次いで、これらの円板は、ガラス遷移温度より低い低温で、IOLに機械加工される。次いで、このIOLは、モールドされようと、機械加工されようと、当業者に公知の通例の方法により、清浄され、研磨され、包装され、そして滅菌される。
IOLに加えて、本発明の方法および物質はまた、他の眼科用デバイス(例えば、コンタクトレンズ、角膜補綴物、莢膜バッグ伸長リング、角膜インレー、角膜リングまたは類似のデバイス)との使用に適している。
独特の物質を使用して製造された本発明のIOLは、眼科分野の慣例として使用される。外科的手順において、眼の角膜に切開が施され、最も一般的には、生まれながらの水晶体を取り出し、本発明の物質を使用して製造およびコーティングされたIOLを、眼の後眼房またはレンズ嚢に挿入した後、切開部を閉じる。しかしながら、本発明の表面改変されたIOL移植片もまた、所望であれば、前眼房の移植に適している。好ましくは、移植は、移植封入機を使用して達成される。しかし、眼科の当業者に公知の他の技術が、同様に容認可能である。
本発明のある特定の構造および組成物を、本明細書中に示し記載しているものの、根底にある発明の概念の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変が行われること、およびこの改変は、添付の請求の範囲で示される範囲を除き、本明細書中で示し記載した特定の構造に限定されないことが、当業者に明らかである。
Claims (29)
- 表面改変された医療デバイスであって、以下:
官能基含有ポリマー物質から製造される医療デバイス;および
該医療デバイスの表面に適用される1つ以上の反応性親水性ポリマー
を含み、これによって該官能基含有ポリマー物質と該1つ以上の反応性親水性ポリマーとの間の化学反応により、それらの間で共有結合を形成する、医療デバイス。 - 表面改変された医療デバイスであって、以下:
反応性ポリマー物質から製造される医療デバイス;および
該医療デバイスの表面に適用される1つ以上の官能基含有ポリマー
を含み、これによって該官能基含有ポリマーと該反応性ポリマー物質との間の化学反応により、それらの間で共有結合を形成する、医療デバイス。 - 前記医療デバイスが、眼内レンズである、請求項1または2に記載の医療デバイス。
- 前記医療デバイスが、コンタクトレンズまたは角膜インレーである、請求項1または2に記載の医療デバイス。
- 前記官能基含有ポリマー物質または官能基含有ポリマーが、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリルアミド、メタクリル酸、アクリル酸、N−カルボキシ−β−アラニン−N−ビニルエステル、2−イソプロペニル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン、2−ビニル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン、スピロ−4’−(2’−イソプロペニル−2’−オキサゾリン−5−オン)シクロヘキサン、スピロ−4’−(2’−ビニル−2’−オキサゾリン−5’−オン)シクロヘキサン、2−(1−プロペニル)−4,4−ジメチルオキサゾリン−5−オン、無水メタクリル酸、無水アクリル酸、無水マレイン酸およびグリシジルメタクリレートからなる群から選択される物質を含む、請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイス。
- 前記官能基含有ポリマー物質または官能基含有ポリマーが、シリコーンポリマー、炭化水素ポリマー、フルオロカーボンポリマー、ヒドロゲル、アクリルポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、親水性モノマー単位を有するシリコーンポリマー、フッ素含有ポリシロキサンエラストマーおよび、それらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイス。
- 前記官能基含有ポリマー物質または前記官能基含有ポリマーが、ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)である、請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイス。
- 前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは反応性ポリマー物質は、非プロトン型およびプロトン型からなる群から選択される親水性モノマーから生成される、請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイス。
- 前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは反応性ポリマー物質は、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミドおよびN−メチルアクリルアミドからなる群から選択される、親水性モノマーから生成される、請求項1または2に記載の、表面改変された医療デバイス。
- 前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは反応性ポリマー物質が、エポキシド官能性、カルボン酸官能性、無水物官能性、オキサゾリノン官能性およびアルコール官能性からなる群から選択される、反応性化学官能性を有する親水性モノマーから生成される、請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイス。
- 前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは反応性ポリマーが、ポリ(DMA−co−GMA)である、請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイス。
- 表面改変された医療デバイスを作製する方法であって、以下;
官能基含有のポリマー物質から医療デバイスを生成する、工程;および
該医療デバイスの表面に、1つ以上の反応性親水性ポリマーを曝露する工程;
を包含し、それによって、該官能基含有ポリマー物質と該1つ以上の反応性親水性ポリマーとの間の化学反応が、それらの間で共有結合を形成する、方法。 - 表面改変された医療デバイスを作製する方法であって、以下;
反応性ポリマー物質から医療デバイスを生成する、工程;および
該医療デバイスの表面に、1つ以上の官能基含有ポリマーを曝露する工程;
を包含し、それによって、該官能基含有ポリマー物質と該反応性親水性ポリマーとの間の化学反応が、それらの間で共有結合を形成する、方法。 - 請求項12または13に記載の方法であって、前記医療デバイスが、眼内レンズまたは角膜インレーである、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記医療デバイスが、コンタクトレンズである、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記官能基含有ポリマー物質または前記官能基含有ポリマーが、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリルアミド、メタクリル酸、アクリル酸、N−カルボキシ−β−アラニン−N−ビニルエステル、2−イソプロペニル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン、2−ビニル−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン、スピロ−4’−(2’−イソプロペニル−2’−オキサゾリン−5−オン)シクロヘキサン、スピロ−4’−(2’−ビニル−2’−オキサゾリン−5’−オン)シクロヘキサン、2−(1−プロペニル)−4,4−ジメチルオキサゾリン−5−オン、無水メタクリル酸、無水アクリル酸、無水マレイン酸およびグリシジルメタクリレートからなる群から選択される物質を含む、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記官能基含有ポリマー物質または官能基含有ポリマーが、シリコーンポリマー、炭化水素、フルオロカーボンポリマー、ヒドロゲル、アクリルポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、親水性モノマー単位を有するシリコーンポリマー、フッ素含有ポリシロキサンエラストマーおよび、それらの組み合わせからなる群から選択される、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記官能基含有ポリマー物質または前記官能基含有ポリマーが、ポリ(HEMA−co−HOHEXMA)である、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは前記反応性ポリマー物質は、非プロトン型とプロトン型からなる群から選択される親水性モノマーから生成される、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは反応性ポリマー物質は、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミドおよびN−メチルアクリルアミドからなる群から選択される、親水性モノマーから生成される、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは前記反応性ポリマー物質は、エポキシド官能性、カルボン酸官能性、無水物官能性、オキサゾリノン官能性およびアルコール官能性からなる群から選択される、反応性化学官能性を有する親水性モノマーから生成される、方法。
- 請求項12または13に記載の方法であって、前記1つ以上の反応性親水性ポリマーまたは反応性ポリマー物質が、ポリ(DMA−co−GMA)である、方法。
- 請求項1または2に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、該方法は、以下の工程:
眼内切開を行う工程;
該切開を閉じる前に、該切開を通して前記表面改変された医療デバイスを移植する工程を包含する、方法。 - 請求項23に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、該医療デバイスが、眼内レンズである、方法。
- 請求項23に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、該医療デバイスが、角膜インレーである、方法。
- 請求項23、24または25に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、該表面改変された医療デバイスを、前記眼内に移植する前に、該眼から水晶体を取り出す、方法。
- 請求項23または24に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、該表面改変された医療デバイスを、前記眼の水晶体包内に移植する前に、該眼から水晶体を取り出す、方法。
- 請求項23、24または25に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、移植封入機を使用して、該表面改変された医療デバイスを前記眼内に移植する前に、該眼から水晶体を取り出す、方法。
- 請求項23または24に記載の表面改変された医療デバイスを使用する方法であって、移植封入機を使用して、前記眼の水晶体包内に該表面改変された医療デバイスを移植する前に、該眼から水晶体を取り出す、方法。
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