JP2008543432A - 眼科及び耳鼻咽喉科用のデバイス材料 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、改良された眼科及び耳鼻咽喉科用のデバイス材料を対象とする。特に、本発明は、強度の向上した、柔軟且つ高屈折率のアクリル系デバイス材料に関する。
小切開白内障手術における最近の進歩に伴い、人工レンズで使用するのに好適な柔軟且つ折り曲げ可能な材料の開発により重点が置かれてきている。一般的に、これらの材料は、以下の3つのカテゴリー:即ち、ヒドロゲル、シリコン及びアクリル系の一つに含まれる。
米国特許第5,693,095号(特許文献3)に記載のレンズ材料は、好ましくは、約−20〜+25℃のガラス転移温度(Tg)を有する。
特にIOLとして使用するのに好適であるが、コンタクトレンズ、人工角膜、角膜リング又はインレー、耳科用風管及び鼻の移植片等の、眼科又は耳鼻咽喉科用デバイスとしても有用である、改良された柔軟且つ折り曲げ可能なアクリル系デバイス材料が発見されている。これらのポリマー材料は、従来のブロックコポリマーにおいて見られるのと同様のミクロ相分離ドメインを含む。ミクロ相分離ドメインの存在は、充填材を添加する必要なく強度を向上させ、ポリマー材料の表面特性に影響を及ぼす。本発明の材料の特性は、仕込み比が同じ統計的(ランダムな)コポリマーと異なっている。
特に指示がない限り、成分量は全て重量%(w/w)をベース(重量%)として表される。
B=O(CH2)n、NH(CH2)n又はNCH3(CH2)nであり;
D=Cl、Br、H又は−CH2C(=CH2)C(O)XYであり;
E=H又はCH3であり;
G=H、C(E)(CH3)C(O)X(CH2)nH、C(E)(CH3)C(O)X(CH2CH2O)nCH3、又はC(E)(CH3)C(O)X’Z’X’C(O)C(R’)=CH2であり;
R、R’は独立してH、CH3又はCH2CH3であり;
X、X’は独立してO(CH2)n、NH(CH2)n、NCH3(CH2)n、O(CH2CH2O)nCH2、O(CH2CH2CH2O)nCH2、O(CH2CH2CH2CH2O)nCH2、又は存在せず;
J=(CH2)a、O(CH2CH2O)b、O、又は存在せず;
n=0〜6であり;
Y=C6H5、(CH2)mH、(CH2)mC6H5、OH、CH2CH(OH)CH2OH、(OCH2CH2)mOCH3、又は(OCH2CH2)mOCH2CH3であり;
m=0〜12であり;
Z、Z’は独立して−(CH2)a−、−(CH2CH2O)a−、−(CH2CH2CH2CH2O)a−、−C6H4−、−C6H4C(CH3)(CH3)C6H4−、又は−[(CH(CH2CH3)CH2)(CH2CH2)]q−であり;
a=1〜12であり;
b=1〜24であり;
p=5〜400であり;
q=1〜80である)
これらの成分のフリーラジカル重合により、架橋ポリマーネットワークが、並びにマクロモノマーの分子量によっては、ブロックコポリマー中に存在するものと同様の相分離ポリアクリレート及びポリメタクリレートドメインが生じる。これらの相分離ドメインは、得られた材料の強度及び表面特性に影響を及ぼし、仕込み比が同じランダムコポリマーと材料特性が異なるコポリマーを生成する。
R=Hであり、B=O(CH2)2であり、Y=C6H5であるもの;
R=Hであり、B=O(CH2)3であり、Y=C6H5であるもの;及び
R=CH3であり、B=O(CH2)4であり、Y=C6H5であるもの
である。
R=Hであり、X=OCH2であり、J=(CH2)2であるもの;
R=CH3であり、X=OCH2であり、Jが存在しないもの;及び
R=CH3であり、Xが存在せず、J=O(CH2CH2O)b(式中bは10より大きい)であるもの
である。
R=H又はCH3であり;
G=C(E)(CH3)C(O)X’Z’X’C(O)C(R’)=CH2であり;
X=O(CH2)nであり、X’=O(式中n=1〜3である)であり;
Y=C6H5であり;
E=CH3であり;
Z及びZ’=(CH2)2であり;及び
pが、マクロマー[3]の数平均分子量(Mn)が5,000〜50,000となるような数である、
ものである。
R=H又はCH3であり;
D=−CH2C(=CH2)C(O)XYであり;
X=O(CH2)n(式中n=1〜3である)であり;
Y=C6H5であり;
E=CH3であり;
Z及びZ’=(CH2)2であり;
pが、Mnが5,000〜50,000となるような数である、
ものである。
R=H又はCH3であり;
X=O(CH2)n(式中n=1〜3である)であり;
Y=C6H5であり;
E=CH3であり;
D=CH2C(=CH2)C(O)XYであり;
X’=Oであり;
Z’=(CH2)2であり;
pが、Mnが1,000〜10,000となるような数である、
ものである。
合成操作は全て、N2を充填したグローブボックス中で行った。PTFEで被覆した磁気攪拌子を入れたシュレンク管に、0.3340g(3.374mmol)のCuCl、1.9665g(11.09mmol)のN,N,N’,N’,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、30.9268g(162.57mmol)の2−フェニルエチルメタクリレート(PEMA)、及び30mLのアニソールを充填した。フラスコを油浴中で50℃に温め、0.4296g(2.036mmol)の2−ヒドロキシルエチル−2−ブロモイソブチレートを添加した。反応物を50℃に3時間維持した後、室温に冷却した。この産物を酢酸エチルで希釈し、カラムクロマトグラフィーによって精製した。更に産物を0℃にてアセトンから大過剰のメタノールに沈殿させて精製した。この産物を真空ろ過によって単離し、冷メタノールで十分に洗浄した後、周囲温度にて真空乾燥させて、20.5920g(67%)の白色固体を得た。分子量はポリスチレン基準試料と対照させてテトラヒドロフラン(THF)中でGPCにより測定した。
PTFEで被覆した磁気攪拌子を入れ、炉乾燥させたシュレンク管にN2を流し、Mnが21,273のヒドロキシル末端ポリ(PEMA)20.3434g(GPCのMnによると0.97mmolのヒドロキシル基)を充填した。そして無水ジクロロメタン(50mL)を添加して、ポリマーを溶解させた。次に、トリエチルアミン(0.30mL、2.15mmol)を添加した。フラスコを氷浴に浸し、メタクリロイルクロライド(0.15mL、1.55mmol)を攪拌しながら滴下した。その後氷浴を取り除き、反応物をN2下にて周囲温度に7日間維持した。この混合物をロータリーエバポレーターで濃縮し、ジクロロメタン移動相を有するシリカゲルカラムで粗ポリマーをクロマトグラフィーにかけた。その溶離液をロータリーエバポレーターを使用して濃縮し、ポリマーを冷メタノールに沈殿させて単離した。産物を真空ろ過によって単離し、メタノールで十分に洗浄し、周囲温度にて真空乾燥させて、15.8401g(78%)の白色固体を得た。
合成操作は全て、N2を充填したグローブボックス中で行った。PTFEで被覆した磁気攪拌子を入れたシュレンク管に、0.2438g(1.700mmol)のCuBr、0.6713g(3.786mmol)のN,N,N’,N’,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、7.0941g(40.26mmol)の2−フェニルエチルアクリレート(PEA)を充填した。フラスコを50°Cの油浴中に入れ、0.2840g(1.346mmol)の2−ヒドロキシルエチル−2−ブロモイソブチレートを添加した。反応物を50℃にて2時間維持した後、室温に冷却した。この産物をテトラヒドロフランで希釈し、カラムクロマトグラフィーによって精製した。更に産物を−50℃にてジクロロメタンから大過剰のメタノールに沈殿させて精製した。この産物を低温真空ろ過によって単離し、冷メタノールで十分に洗浄した後、周囲温度にて真空乾燥させて、薄黄色の粘稠液4.761g(67%)を得た。分子量はポリスチレン基準試料と対照させてTHF中でGPCにより測定した。
PTFEで被覆した磁気攪拌子を入れ、添加漏斗を備え、炉乾燥させた三口丸底フラスコにN2を流し、Mnが5,676のヒドロキシル末端ポリ(PEA)4.7610g(GPCのMn基準のヒドロキシル基0.84mmol)を充填した。そして無水ジクロロメタン(15mL)を添加して、ポリマーを溶解させた。次に、トリエチルアミン(0.15mL、1.08mmol)を添加した。フラスコを氷浴に浸し、メタクリロイルクロライド(0.14mL、1.45mmol)を添加漏斗に入れ、2mlのジクロロメタンで希釈した。このメタクリロイルクロライド溶液を攪拌しながら滴下した。添加が完了したら、氷浴を取り除き、反応物をN2下にて周囲温度に4日間維持した。この混合物をロータリーエバポレーターで濃縮し、ジクロロメタン移動相を有する塩基性アルミナカラムで粗ポリマーをクロマトグラフィーにかけた。その溶離液を分液漏斗に移し、1M−HClで2回、脱イオン水で2回、そして飽和NaClで洗浄した。有機相はろ過した無水MgSO4で乾燥させ、ロータリーエバポレーターを使用して溶媒を除去して、2.9804g(63%)の無色の粘稠液を得た。
シンチレーションバイアルに、0.6204g(3.261mmol、30.85重量%)の2−フェニルエチルメタクリレート(PEMA)、1.3261g(7.526mmol、65.96重量%)の2−フェニルエチルアクリレート(PEA)、0.0641g(0.323mmol、3.19重量%)の1,4−ブタンジオールジアクリレート(BDDA)、及び0.0264g(0.161mmol)の2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(Darocur 1173)を充填した。この溶液を十分に混合させた後、N2で脱気した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出し、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表1に示す。
シンチレーションバイアルに、0.6114g(3.214mmol、30.45重量%)のメタクリレート末端ポリ(2−フェニルエチルメタクリレート)(ポリPEMA−MA)、1.3336g(7.568mmol、66.42重量%)の2−フェニルエチルアクリレート(PEA)、0.0629g(0.317mmol、3.13重量%)の1,4−ブタンジオールジアクリレート(BDDA)、及び0.0247g(0.150mmol)の2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(Darocur 1173)を充填した。この溶液をポリPEMA−MAが溶解するまで混合させた後、N2で脱気した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出し、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表1に示す。
シンチレーションバイアルに、0.6114g(3.214mmol、30.47重量%)のポリPEMA−MA、1.3259g(7.525mmol、66.09重量%)のPEA、0.0690g(0.348mmol、3.44重量%)のBDDA、及び0.0227g(0.138mmol)のDarocur 1173を充填した。この溶液を混合させてポリPEMA−MAを溶解させた後、N2で脱気した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出した後、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表1に示す。
シンチレーションバイアルに、1.2218g(6.422mmol、30.55重量%)のポリPEMA−MA、2.6495g(15.04mmol、66.26重量%)のPEA、0.1276g(0.644mmol、3.19重量%)のBDDA、及び0.0407g(0.248mmol、1.02重量%)のDarocur 1173を充填した。この溶液を混合させてポリPEMA−MAを溶解させた後、N2で脱気し、1μmのグラスファイバーフィルターでろ過した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出した後、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表1に示す。
シンチレーションバイアルに、2.5011g(13.15mmol、25.0重量%)のPEMA、7.4014g(42.00mmol、74.0重量%)のPEA、0.1007g(0.508mmol、1.00重量%)のBDDA、及び0.1006g(0.613mmol)のDarocur 1173を充填した。この溶液を十分に混合させた後、N2で脱気した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出し、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表2に示す。
シンチレーションバイアルに、0.5011g(2.634mmol、24.85重量%)のポリPEMA−MA、1.4935g(8.476mmol、74.07重量%)のPEA、0.0216g(0.109mmol、1.07重量%)のBDDA、及び0.0212g(0.129mmol)のDarocur 1173を充填した。この溶液を混合させてポリPEMA−MAを溶解させた後、N2で脱気した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出した後、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表2に示す。
シンチレーションバイアルに、1.0010g(5.262mmol、24.96重量%)のポリPEMA−MA、2.9701g(16.86mmol、74.06重量%)のPEA、0.0393g(0.198mmol、0.98重量%)のBDDA、及び0.0385g(0.234mmol、0.96重量%)のDarocur 1173を充填した。この溶液を混合させてポリPEMA−MAを溶解させた後、N2で脱気し、1μmのグラスファイバーフィルターでろ過した。配合物をポリプロピレン鋳型に移し、紫外線(約3.0mW/cm2、365nm)に30分間露光させて重合させた。得られたポリマーをアセトン中で3時間かけて抽出した後、新しいアセトンで洗浄し、風乾させた。抽出したポリマーは、60℃にて少なくとも3時間真空乾燥させた。抽出物の量は、重力測定法により測定した。代表的な特性を表2に示す。
20mLのシンチレーションバイアルに、0.8072gのポリ(2−フェニルエチルメタクリレート)マクロマー、2.5693gの2−フェニルエチルアクリレート(PEA)、0.6131gの2−(2−メトキシエトキシ)エチルメタクリレート(MEEMA)、及び0.0410gの1,4−ブタンジオールジアクリレート(BDDA)を充填した。バイアルを閉じ、攪拌してマクロモノマーを溶解させた。このモノマー混合物を1.0μmのグラスファイバー膜でろ過した。配合物は、モノマー混合物によりN2をバブリングさせることにより脱気した。ジ−(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート(Perkadox 16S)(0.0202g)を添加し、溶液を十分に混合させた。このモノマー混合物をN2雰囲気下にて、脱気した真空のポリプロプレン鋳型に分取した。その後、充填した鋳型を70℃の機械的対流中に1時間入れた後、110℃にて2時間後硬化させた。産物をポリプロプレン鋳型から取り出して、残ったモノマーを室温にてアセトン抽出により除去した。この産物ポリマーを60℃にて真空乾燥させた。
Claims (20)
- a)単官能性アクリレート又はメタクリレートモノマー[1];
b)二官能性アクリレート又はメタクリレート架橋剤[2];及び
c)アクリレート若しくはメタクリレート末端芳香族官能メタクリル若しくはアクリルマクロマー[3]、又はアクリレート若しくはメタクリレート末端芳香族官能メタクリル若しくはアクリルマクロマー[4]
を含む、眼科用及び耳鼻咽喉科用ポリマーデバイス材料であって、
B=O(CH2)n、NH(CH2)n又はNCH3(CH2)nであり;
D=Cl、Br、H又は−CH2C(=CH2)C(O)XYであり;
E=H又はCH3であり;
G=H、C(E)(CH3)C(O)X(CH2)nH、C(E)(CH3)C(O)X(CH2CH2O)nCH3、又はC(E)(CH3)C(O)X’Z’X’C(O)C(R’)=CH2であり;
R、R’は独立してH、CH3又はCH2CH3であり;
X、X’は独立してO(CH2)n、NH(CH2)n、NCH3(CH2)n、O(CH2CH2O)nCH2、O(CH2CH2CH2O)nCH2、O(CH2CH2CH2CH2O)nCH2、又は存在せず;
J=(CH2)a、O(CH2CH2O)b、O、又は存在せず;
n=0〜6であり;
Y=C6H5、(CH2)mH、(CH2)mC6H5、OH、CH2CH(OH)CH2OH、(OCH2CH2)mOCH3、又は(OCH2CH2)mOCH2CH3であり;
m=0〜12であり;
Z、Z’は独立して−(CH2)a−、−(CH2CH2O)a−、−(CH2CH2CH2CH2O)a−、−C6H4−、−C6H4C(CH3)(CH3)C6H4−、又は−[(CH(CH2CH3)CH2)(CH2CH2)]q−であり;
a=1〜12であり;
b=1〜24であり;
p=5〜400であり;
q=1〜80である、
ポリマーデバイス材料。 - 式[1]の該モノマーが、
R=Hであり、B=O(CH2)2であり、Y=C6H5であるもの;
R=Hであり、B=O(CH2)3であり、Y=C6H5であるもの;及び
R=CH3であり、B=O(CH2)4であり、Y=C6H5であるもの
からなる群から選択される、請求項1に記載のポリマーデバイス材料。 - 式[2]の該モノマーが、
R=Hであり、X=OCH2であり、J=(CH2)2であるもの;
R=CH3であり、X=OCH2であり、Jが存在しないもの;及び
R=CH3であり、Xが存在せず、J=O(CH2CH2O)b(式中bは10より大きい)であるもの
からなる群から選択される、請求項1に記載のポリマーデバイス材料。 - 式[2]の該モノマーが、エチレングリコールジメタクリレート;ジエチレングリコールジメタクリレート;1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート;ポリ(エチレンオキサイド)ジメタクリレート(数平均分子量600〜1000);及びそれらの対応するアクリレートからなる群から選択される、請求項1に記載のポリマーデバイス材料。
- 式[3]の該マクロマーが、
R=H又はCH3であり;
G=C(E)(CH3)C(O)X’Z’X’C(O)C(R’)=CH2であり;
X=O(CH2)2であり、X’=Oであり;
Y=C6H5であり;
E=CH3であり;
Z及びZ’=(CH2)2であり;及び
pが、マクロマー[3]の数平均分子量(Mn)が5,000〜50,000となるような数である、
ものからなる群から選択される、請求項1に記載のポリマーデバイス材料。 - 式[3]の該マクロマーが、
R=H又はCH3であり;
D=−CH2C(=CH2)C(O)XYであり;
X=O(CH2)2であり;
Y=C6H5であり;
E=CH3であり;
Z及びZ’=(CH2)2であり;
pが、Mnが5,000〜50,000となるような数である、
ものからなる群から選択される、請求項1に記載のポリマーデバイス材料。 - 式[4]の該マクロマーが、
R=H又はCH3であり;
X=O(CH2)2であり;
Y=C6H5であり;
E=CH3であり;
D=CH2C(=CH2)C(O)XYであり;
X’=Oであり;
Z’=(CH2)2であり;
pが、Mnが1,000〜10,000となるような数である、
ものからなる群から選択される、請求項1に記載のポリマーデバイス材料。 - 式[1]のモノマー、式[2]のモノマー、式[3]のマクロマー、及び式[4]のマクロマーを含む、請求項1に記載のデバイス材料。
- 式[1]のモノマーの合計量が、少なくとも35%(w/w)である、請求項1に記載のデバイス材料。
- 式[1]のモノマーの合計量が、65〜85%(w/w)である、請求項8に記載のデバイス材料。
- 式[2]のモノマーの合計量が、15%(w/w)を超えない、請求項1に記載のデバイス材料。
- 式[2]のモノマーの合計量が、3%(w/w)未満である、請求項11に記載のデバイス材料。
- マクロマー[3]及び[4]の合計量が、5〜55%(w/w)である、請求項1に記載のデバイス材料。
- R=CH3又はCH2CH3である式[3]のマクロマーを含み、デバイス材料中のマクロマー[3]の量が5〜35%であり、マクロマー[3]の数平均分子量が10,000〜25,000である、請求項1に記載のデバイス材料。
- 重合可能なUV吸収剤及び重合可能な着色剤からなる群から選択される成分を更に含む、請求項1に記載のデバイス材料。
- 乾燥状態の屈折率が少なくとも1.47である、請求項1に記載のデバイス材料。
- 連続相のガラス転移温度が25℃未満である、請求項1に記載のデバイス材料。
- 伸長性が少なくとも150%であり、ヤング率が6.0MPa未満である、請求項1に記載のデバイス材料。
- 眼内レンズ;コンタクトレンズ;人工角膜;角膜インレー又はリング;耳科用風管;及び鼻インプラントからなる群から選択される、請求項1に記載のデバイス材料を含む眼科用又は耳鼻咽喉科用デバイス。
- 請求項1に記載のデバイス材料を含む眼内レンズ。
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