JP2011508908A - Coating solution comprising a segmented interactive block copolymer - Google Patents

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Abstract

本発明はデバイスの表面処理に関する。表面処理は、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの相互作用性官能基を、ポリマー基材に沿ったモノマー単位中の相補的な表面官能基と反応させることによって、基材の表面に相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを結合させることを含む。本発明は、また、表面変性されたメディカルデバイスにも関し、その例として、コンタクトレンズ、眼内レンズ、血管ステント、有水晶体眼内レンズ、無水晶体眼内レンズ、角膜インプラント、カテーテル、インプラントなどが挙げられ、そのメディカルデバイスはこのような方法により製造された表面を含む。  The present invention relates to surface treatment of devices. The surface treatment is performed on the surface of the substrate by reacting the interactive functional groups of the interactive segmented block copolymer with complementary surface functional groups in monomer units along the polymer substrate. Coupling the block copolymer. The present invention also relates to a surface-modified medical device, examples of which include contact lenses, intraocular lenses, vascular stents, phakic intraocular lenses, aphakic intraocular lenses, corneal implants, catheters, implants and the like. And the medical device includes a surface produced by such a method.

Description

本発明は、眼科デバイスの表面コーティングとして有用な新規のクラスの調整されたポリマーを含むコーティング溶液に関する。これらのポリマーは、制御されたラジカル重合法を用いて特に調整して作ることができそしてある数の官能性ドメインを含むことができる。制御されたラジカル重合により、化学組成が調整可能なセグメント化ブロックコポリマーを容易に合成することが可能であり、結果として、そのコポリマーは従来のフリーラジカル重合により調製されるものとは異なる化学特性を示す。官能基、たとえば、ボロン酸、水素結合基及び静電性基を含む基材結合性ドメインと親水性ドメインとを有するセグメント化ブロックコポリマーは、相補的官能基を含む基材と相互作用結合するときに良好な表面特性を示す。   The present invention relates to coating solutions comprising a new class of conditioned polymers useful as surface coatings for ophthalmic devices. These polymers can be made specifically using controlled radical polymerization methods and can contain a number of functional domains. Controlled radical polymerization makes it easy to synthesize segmented block copolymers with adjustable chemical composition, and as a result, the copolymers exhibit different chemical properties than those prepared by conventional free radical polymerization. Show. When a segmented block copolymer having a functional group, for example, a substrate binding domain containing a boronic acid, a hydrogen bonding group and an electrostatic group, and a hydrophilic domain interacts with a substrate containing complementary functional groups Shows good surface properties.

眼科レンズなどのメディカルデバイスは様々な材料から製造される。コンタクトレンズの分野において、材料は、従来のヒドロゲル又はシリコーンヒドロゲルに広く分類される。最近では、シリコーン含有材料(シリコーンヒドロゲル)の使用が好まれている。その材料は含水率が様々であることができる。しかしながら、その含水率に関係なく、シリコーン材料は、比較的に疎水性であり、非湿潤性でありそして脂質に対して親和性が高い傾向がある。シリコーンデバイスの親水性を上げそして生体適合性を改良することによる、シリコーンデバイスの表面を変性する方法は非常に重要である。   Medical devices such as ophthalmic lenses are manufactured from a variety of materials. In the field of contact lenses, materials are broadly classified as conventional hydrogels or silicone hydrogels. Recently, the use of silicone-containing materials (silicone hydrogels) is preferred. The material can vary in moisture content. However, regardless of its moisture content, silicone materials tend to be relatively hydrophobic, non-wetting and have a high affinity for lipids. The method of modifying the surface of the silicone device by increasing the hydrophilicity of the silicone device and improving the biocompatibility is very important.

表面のコーティングのための幾つかのコポリマーは研究されている。米国特許第6,958,169号明細書は、共重合性基及び電子供与性部分を含む親水性デバイス形成性モノマー、及び、共重合性基及び相互作用性官能基を含む第二のデバイス形成性モノマーを含むモノマー混合物から形成されたメディカルデバイスを提供し、そしてこのメディカルデバイスの表面を、上記の第二のレンズ形成性モノマーにより提供される官能基と反応性であるプロトン供与性部分であって、上記の親水性レンズ形成性モノマーにより提供される電子供与性部分と錯化するプロトン供与性部分を含む湿潤剤と接触させることを開示している。   Several copolymers for surface coating have been investigated. US Pat. No. 6,958,169 describes a hydrophilic device-forming monomer comprising a copolymerizable group and an electron donating moiety, and a second device formation comprising a copolymerizable group and an interactive functional group. A medical device formed from a monomer mixture containing a functional monomer, and the surface of the medical device is a proton-donating moiety that is reactive with the functional group provided by the second lens-forming monomer. The contact with a wetting agent comprising a proton donating moiety complexed with an electron donating moiety provided by the hydrophilic lens-forming monomer.

米国特許第6,858,310号明細書は、除去可能な親水性ポリマーでメディカルデバイスをコーティングすることによる、メディカルデバイスの生体適合性又は親水性を上げるためのメディカルデバイスの表面変性方法あって、この親水性ポリマー上の反応性官能基とメディカルデバイスの表面上又はその表面付近の相補的な官能基との間の反応による、方法を開示している。   US Pat. No. 6,858,310 is a method for surface modification of a medical device to increase the biocompatibility or hydrophilicity of the medical device by coating the medical device with a removable hydrophilic polymer. Methods are disclosed by reaction between reactive functional groups on the hydrophilic polymer and complementary functional groups on or near the surface of the medical device.

米国特許第6,599,559号明細書は、除去可能な親水性ポリマーでメディカルデバイスをコーティングすることによる、メディカルデバイスの生体適合性又は親水性を上げるためのメディカルデバイスの表面変性方法あって、この親水性ポリマー上の反応性官能基であって、メディカルデバイスの表面上又はその表面付近の反応性官能基と相補的である反応性官能基の反応による、方法を開示している。   US Pat. No. 6,599,559 describes a method for surface modification of a medical device to increase the biocompatibility or hydrophilicity of the medical device by coating the medical device with a removable hydrophilic polymer. A method is disclosed by reaction of a reactive functional group on the hydrophilic polymer that is complementary to a reactive functional group on or near the surface of the medical device.

米国特許第6,428,839号明細書は、(a)親水性モノマー及びシリコーン含有モノマーを含むモノマー混合物から形成されたメディカルデバイスであって、表面酸化処理がなされていないメディカルデバイスを提供し、(b) このメディカルデバイスの表面を、プロトン供与性湿潤剤を含む溶液と接触させ、それにより、表面酸化処理工程及びカップリング剤の添加なしに、この湿潤剤がメディカルデバイスの表面上で親水性モノマーと錯体を形成する、という工程を含む、メディカルデバイスの湿潤性を改良する方法を開示している。   US Pat. No. 6,428,839 provides (a) a medical device formed from a monomer mixture comprising a hydrophilic monomer and a silicone-containing monomer, wherein the medical device is not surface oxidized. (b) contacting the surface of the medical device with a solution containing a proton donating wetting agent so that the wetting agent is hydrophilic on the surface of the medical device without the addition of a surface oxidation step and a coupling agent. Disclosed is a method for improving the wettability of a medical device comprising the step of forming a complex with a monomer.

多くのコポリマーは従来のフリーラジカル重合技術を用いて現在製造されており、そのポリマーの構造は完全にランダムであるか又はそれぞれのモノマーの反応性比によって制御されている。制御されたラジカル重合技術を用いることにより、制御された様式でコポリマーを組み立てることが可能になり、そしてその結果、そのコポリマーは従来のフリーラジカル重合技術を用いて調製したコポリマーとは完全に異なる溶液特性及びコーティング特性を示す。制御されたフリーラジカル重合は、ATRP(原子移動ラジカル重合)及びRAFT(可逆的付加開裂連鎖移動重合)などの様々な方法によって行うことができる。   Many copolymers are currently produced using conventional free radical polymerization techniques, and the polymer structure is either completely random or controlled by the reactivity ratio of the respective monomers. By using controlled radical polymerization techniques, it is possible to assemble the copolymer in a controlled manner, and as a result, the copolymer is a completely different solution from copolymers prepared using conventional free radical polymerization techniques. Properties and coating properties are shown. Controlled free radical polymerization can be carried out by various methods such as ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization) and RAFT (Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer Polymerization).

本開示によると、本発明は、一般に、メディカルデバイスの製造において、結合したコーティングを形成するための、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含むコーティング溶液に関する。本明細書中に用いる際に、用語「結合した(bound)」、「結合性(binding)」又は同様の趣旨の用語は、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーとデバイスの表面官能基との間の様々な化学相互作用、たとえば、静電相互作用、イオン性相互作用、錯体形成相互作用、水素結合相互作用又はその他の相互作用を指し、それにより、コーティング組成物とデバイスの結合がもたらされる。適切なデバイスの例として、コンタクトレンズ、眼内レンズ、眼内レンズインサーター、血管ステント、有水晶体眼内レンズ、無水晶体眼内レンズ、角膜インプラント、カテーテル、インプラントなどが挙げられる。   In accordance with the present disclosure, the present invention generally relates to a coating solution comprising an interactive segmented block copolymer to form a bonded coating in the manufacture of medical devices. As used herein, the terms “bound”, “binding” or similar terms are used between an interactive segmented block copolymer and a surface functional group of a device. Refers to various chemical interactions such as electrostatic interactions, ionic interactions, complexing interactions, hydrogen bonding interactions or other interactions, which result in bonding of the coating composition to the device. Examples of suitable devices include contact lenses, intraocular lenses, intraocular lens inserters, vascular stents, phakic intraocular lenses, aphakic intraocular lenses, corneal implants, catheters, implants, and the like.

本発明による原子移動ラジカル重合(ATRP)法により調製される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、下記の一般式(I)を有することができる。
−[(A)−[(B)−X (I)
The interactive segmented block copolymer prepared by the atom transfer radical polymerization (ATRP) method according to the present invention can have the following general formula (I):
R 1 - [(A) m ] p - [(B) n] q -X (I)

上式中、Rは原子移動ラジカル重合のための開始剤として作用することができる部分の反応性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Xは原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基であり、ただし、Aがイオン性ブロックである場合には、Bは非イオン性ブロックである。原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基の重合後除去もしくは転化の方法が数多く存在し、それらは当業者に知られていることに注意すべきである。それゆえ、本発明によるATRPを用いて調製されるポリマーとしては、Xが原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基であるもの、及び、原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基が重合後除去もしくは転化を受けたポリマー(すなわち、誘導化反応生成物)が挙げられる。ハロゲン末端基を含むポリマーは伝統的なアルキルハロゲン化物有機反応のホストにおいて利用できる。1つの例において、ラジカル源(AIBN又はCu(I)錯体)の存在下でのポリマーアルキルハロゲン化物への水素化トリブチルスズの付加によって、飽和水素末端ポリマーが生じる。別の例において、水素化トリブチルスズをアリルトリ−n−ブチルスタンナンで置き換えることにより、アリル末端基を有するポリマーを調製することができる。末端ハロゲンは、また、求核置換、フリーラジカル化学又はルイス酸によって触媒される求電子付加によって置換されて、様々なテレケリック誘導体、たとえば、幾つかを述べると、アルケン、アルキン、アルコール、チオール、アルカン、アジド、アミン、ホスホニウム又はエポキシ基を生じることができる。 Wherein R 1 is a reactive residue of a moiety that can act as an initiator for atom transfer radical polymerization, A is a chemical binding unit block, B is a hydrophilic unit block, m is 1 to 10,000, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, X is a halogen capping group of an initiator for atom transfer radical polymerization, provided that A is In the case of an ionic block, B is a non-ionic block. It should be noted that there are many methods for post-polymerization removal or conversion of the initiator halogen capping groups for atom transfer radical polymerization, which are known to those skilled in the art. Therefore, polymers prepared using ATRP according to the present invention include those in which X is a halogen capping group of an initiator for atom transfer radical polymerization, and halogen capping of an initiator for atom transfer radical polymerization And polymers in which the group has been removed or converted after polymerization (ie, a derivatized reaction product). Polymers containing halogen end groups are available in traditional alkyl halide organic reaction hosts. In one example, addition of tributyltin hydride to a polymeric alkyl halide in the presence of a radical source (AIBN or Cu (I) complex) results in a saturated hydrogen terminated polymer. In another example, a polymer having an allyl end group can be prepared by replacing tributyltin hydride with allyltri-n-butylstannane. Terminal halogens can also be substituted by nucleophilic substitution, free radical chemistry or electrophilic addition catalyzed by Lewis acids to produce various telechelic derivatives such as alkenes, alkynes, alcohols, thiols, alkanes, to name a few. An azide, amine, phosphonium or epoxy group can be generated.

本発明による可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)法により調製される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、下記の一般式(II)を有することができる。
−[(A)−[(B)−R (II)
The interactive segmented block copolymer prepared by the reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT) method according to the present invention can have the following general formula (II):
R 1 - [(A) m ] p - [(B) n] q -R 2 (II)

上式中、RはRAFT剤又はフリーラジカル開始剤のラジカル形成性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Rは連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントであり、ただし、Aがイオン性ブロックである場合には、Bは非イオン性ブロックである。チオカルボニルチオ化学をベースとするRAFT剤は当業者によく知られており、そして、たとえば、キサンテート、トリチオカーボネート及びジチオエステルが挙げられる。連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントの重合後除去もしくは転化のための方法は数多く存在し、それらは当業者に知られていることに注意すべきである。それゆえ、本発明によるRAFT剤を用いて調製されるポリマーとしては、Rが連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントであるもの、及び、連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントが重合後除去もしくは転化されたポリマー(すなわち、誘導化反応生成物)が挙げられる。このような転化の1つの例は、チオカルボニルチオ基を水素で置換するためのフリーラジカル還元剤の使用である。その他として、末端基の熱分解、又は、アミノリシスによるチオカルボニルチオ基のチオール基への転化が挙げられる。様々なテレケリック誘導体、たとえば、幾つかを述べると、アルケン、アルキン、アルコール、チオール、アルカン、アジド、アミン、ホスホニウム又はエポキシ基を調製することができる。 In the above formula, R 1 is a radical-forming residue of a RAFT agent or a free radical initiator, A is a chemical bonding unit block, B is a hydrophilic unit block, and m is 1 to 10,000. Yes, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, R 2 is a thiocarbonylthio fragment of a chain transfer agent, provided that B is non-ionic when A is an ionic block It is an ionic block. RAFT agents based on thiocarbonylthiochemistry are well known to those skilled in the art and include, for example, xanthates, trithiocarbonates and dithioesters. It should be noted that there are many methods for post-polymerization removal or conversion of the thiocarbonylthio fragment of the chain transfer agent, which are known to those skilled in the art. Therefore, polymers prepared using the RAFT agent according to the present invention include those in which R 2 is a thiocarbonylthio fragment of a chain transfer agent and the thiocarbonylthio fragment of a chain transfer agent is removed or converted after polymerization. Polymers (ie, derivatized reaction products). One example of such conversion is the use of a free radical reducing agent to replace the thiocarbonylthio group with hydrogen. Other examples include thermal decomposition of end groups or conversion of thiocarbonylthio groups to thiol groups by aminolysis. Various telechelic derivatives can be prepared, for example, alkenes, alkynes, alcohols, thiols, alkanes, azides, amines, phosphonium or epoxy groups, to name a few.

本発明による可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)法により調製される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、下記の一般式(III)を有することができる。
−[(B)−[(A)−R −[(A)−[(B)−R
(III)
The interactive segmented block copolymer prepared by the reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT) method according to the present invention can have the following general formula (III):
R 1 - [(B) n ] q - [(A) m] p -R 2 - [(A) m] p - [(B) n] q -R 1
(III)

上式中、RはRAFT剤又はフリーラジカル開始剤のラジカル形成性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Rはチオカルボニル基である。 In the above formula, R 1 is a radical-forming residue of a RAFT agent or a free radical initiator, A is a chemical bonding unit block, B is a hydrophilic unit block, and m is 1 to 10,000. Yes, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, and R 2 is a thiocarbonyl group.

一般式I、II及びIIIの各ポリマーについて、ブロック単位の順序は重要でなく、そして相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは2つより多くのブロックを含んでよい。それゆえ、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーはマルチブロックコポリマーであることができ、そして1つ以上のブロックの繰り返しを含むことができる。例として、下記の限定しない代表例を参照されたい。その各々は一般式I、II及びIIIの範囲に入ることが意図される。
(1)−(A)−(B)
(2)−(B)−(A)
(3)−(A)−(B)−(A)
For each polymer of general formulas I, II and III, the order of the block units is not critical and the interactive segmented block copolymer may contain more than two blocks. Thus, the interactive segmented block copolymer can be a multi-block copolymer and can include one or more repeating blocks. See, for example, the following non-limiting representative examples. Each of which is intended to fall within the scope of general formulas I, II and III.
(1)-(A) m- (B) n-
(2)-(B) n- (A) m-
(3)-(A) m- (B) n- (A) m-

本発明による相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、また、結合性又は親水性とは考えられないブロック、たとえば、ポリスチレン又はポリメチルメタクリレートのブロックを含むこともできる。ポリマー中の非結合性又は非親水性ブロックの存在は、本発明の、特許請求される反応性セグメント化ブロックコポリマー及び式I、II及びIIIの範囲に入るものと考えられる。   The interactive segmented block copolymer according to the invention may also comprise blocks that are not considered binding or hydrophilic, for example polystyrene or polymethylmethacrylate blocks. The presence of non-bonded or non-hydrophilic blocks in the polymer is considered to fall within the scope of the claimed reactive segmented block copolymers and formulas I, II and III of the present invention.

それゆえ、特定の実施形態において、表面変性されたメディカルデバイスを形成するための方法がここで開示され、その方法は、メディカルデバイスの少なくとも1つの表面上に相互作用官能性を備えた少なくとも1種の基を有するメディカルデバイスを提供すること、このメディカルデバイスの表面官能性を備えた上記の少なくとも1種の基と相補的である反応性を有する、親水性ブロック及び化学結合性単位ブロックを含む相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含む表面変性剤を提供すること、上記のメディカルデバイスの相互作用官能性を有する少なくとも1つの表面と、上記の表面変性剤とを接触させること、及び、上記のデバイスの表面と表面変性剤との間に、静電相互作用、イオン性相互作用、錯体形成相互作用又は水素結合相互作用からなる群より選ばれる化学相互作用を形成するのに適する反応条件にデバイスの表面と表面変性剤とを付し、表面変性したメディカルデバイスを形成することを含む。   Thus, in certain embodiments, a method for forming a surface-modified medical device is disclosed herein, the method comprising at least one type of interacting functionality on at least one surface of the medical device. Providing a medical device having a group comprising: a hydrophilic block and a chemically binding unit block having a reactivity that is complementary to the at least one group having a surface functionality of the medical device. Providing a surface modifier comprising an active segmented block copolymer, contacting at least one surface having the interactive functionality of the medical device with the surface modifier, and of the device Between surface and surface modifier, electrostatic interaction, ionic interaction, complexing interaction or water Suitable for forming a chemical interaction selected from the group consisting of binding interactions reaction conditions given a device surface and surface modifying agent comprises forming a medical device whose surface is modified.

また、メディカルデバイスの少なくとも1つの表面上に反応官能性を備えた少なくとも1種の基を有するメディカルデバイス、及び、このメディカルデバイスの表面に適用された、化学結合性単位ブロック及び親水性ブロックを含む相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含み、それにより、表面変性されたメディカルデバイスを形成するための、メディカルデバイスの表面と表面変性剤との間に、静電相互作用、イオン性相互作用、錯体形成相互作用又は水素結合相互作用からなる群より選ばれる化学相互作用が生じる、表面変性されたメディカルデバイスがここで開示される。   Also included is a medical device having at least one group with reactive functionality on at least one surface of the medical device, and a chemical binding unit block and a hydrophilic block applied to the surface of the medical device Electrostatic interaction, ionic interaction, complex formation between the surface of the medical device and the surface modifying agent to form an interactive segmented block copolymer, thereby forming a surface modified medical device Disclosed herein is a surface-modified medical device in which a chemical interaction selected from the group consisting of an interaction or a hydrogen bonding interaction occurs.

図1はセグメント化ブロックコポリマーを製造するために使用される原子移動ラジカル重合(ATRP)の模式図であり、ここで、ポリマーの1つの末端に化学結合性単位のオリゴマーブロックが存在し、次いで、大きな親水性ブロックが存在している。FIG. 1 is a schematic diagram of atom transfer radical polymerization (ATRP) used to produce a segmented block copolymer, where an oligomer block of chemically binding units is present at one end of the polymer, then There is a large hydrophilic block. 本発明のセグメント化ブロックコポリマーの相互作用官能性を与えるために使用されうる様々なモノマーの構造式である。Figure 2 is a structural formula of various monomers that can be used to provide the interactive functionality of the segmented block copolymer of the present invention. どのようにRAFT重合を用いて官能性ドメインを有するブロックコポリマーを重合するかを示す反応図である。FIG. 4 is a reaction diagram showing how a block copolymer having a functional domain is polymerized using RAFT polymerization.

詳細な説明
本発明は、一般に、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含むコーティング溶液に関する。相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含む組成物はメディカルデバイスの製造において、表面に結合したコーティングを提供するのに有用である。好ましい実施形態において、本発明は、眼科レンズなどのメディカルデバイスの表面官能性と相補的である相互作用官能性を有する相互作用性セグメント化ブロックコポリマーに関する。用語「表面」は「少なくとも1つの完全な表面」に限定されないことが理解されるべきである。表面被覆物は表面官能性に有効であるために均一又は完全である必要はない。本発明の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーはコンタクトレンズを含む眼科レンズに一般的に使用されているソフト材料及びハード材料の両方を含む生体適合性材料のためのコーティングとして有用である。
DETAILED DESCRIPTION The present invention generally relates to a coating solution comprising an interactive segmented block copolymer. Compositions comprising interactive segmented block copolymers are useful in providing surface-bound coatings in the manufacture of medical devices. In a preferred embodiment, the present invention relates to an interactive segmented block copolymer having an interactive functionality that is complementary to the surface functionality of a medical device such as an ophthalmic lens. It should be understood that the term “surface” is not limited to “at least one perfect surface”. The surface coating need not be uniform or complete in order to be effective for surface functionality. The interactive segmented block copolymers of the present invention are useful as coatings for biocompatible materials including both soft and hard materials commonly used in ophthalmic lenses including contact lenses.

本発明による原子移動ラジカル重合(ATRP)法により調製される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、下記の一般式(I)を有する。
−[(A)−[(B)−X (I)
The interactive segmented block copolymer prepared by the atom transfer radical polymerization (ATRP) method according to the present invention has the following general formula (I):
R 1 - [(A) m ] p - [(B) n] q -X (I)

上式中、Rは原子移動ラジカル重合のための開始剤として作用することができる部分の反応性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Xは原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基であり、ただし、Aがイオン性ブロックである場合には、Bは非イオン性ブロックである。アルキルハロゲン化物であるXが次の化学反応を通して別の官能基に転化されうることは当業者によって認識されるであろう。原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基の重合後除去もしくは転化の方法が数多く存在し、それらは当業者に知られていることに注意すべきである。それゆえ、本発明によるATRPを用いて調製されるポリマーとしては、Xが原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基であるもの、及び、原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基が重合後除去もしくは転化を受けたポリマー(すなわち、誘導化反応生成物)が挙げられる。ハロゲン末端基を含むポリマーは伝統的なアルキルハロゲン化物有機反応のホストにおいて利用できる。1つの例において、ラジカル源(AIBN又はCu(I)錯体)の存在下でのポリマーアルキルハロゲン化物への水素化トリブチルスズの付加によって、飽和水素末端ポリマーが生じる。別の例において、水素化トリブチルスズをアリルトリ−n−ブチルスタンナンで置き換えることにより、アリル末端基を有するポリマーを調製することができる。末端ハロゲンは、また、求核置換、フリーラジカル化学又はルイス酸によって触媒される求電子付加によって置換されて、様々なテレケリック誘導体、たとえば、幾つかを述べると、アルケン、アルキン、アルコール、チオール、アルカン、アジド、アミン、ホスホニウム又はエポキシ基を生じることができる。 Wherein R 1 is a reactive residue of a moiety that can act as an initiator for atom transfer radical polymerization, A is a chemical binding unit block, B is a hydrophilic unit block, m is 1 to 10,000, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, X is a halogen capping group of an initiator for atom transfer radical polymerization, provided that A is In the case of an ionic block, B is a non-ionic block. It will be appreciated by those skilled in the art that X, an alkyl halide, can be converted to another functional group through the following chemical reaction. It should be noted that there are many methods for post-polymerization removal or conversion of the initiator halogen capping groups for atom transfer radical polymerization, which are known to those skilled in the art. Therefore, polymers prepared using ATRP according to the present invention include those in which X is a halogen capping group of an initiator for atom transfer radical polymerization, and halogen capping of an initiator for atom transfer radical polymerization And polymers in which the group has been removed or converted after polymerization (ie, a derivatized reaction product). Polymers containing halogen end groups are available in traditional alkyl halide organic reaction hosts. In one example, addition of tributyltin hydride to a polymeric alkyl halide in the presence of a radical source (AIBN or Cu (I) complex) results in a saturated hydrogen terminated polymer. In another example, a polymer having an allyl end group can be prepared by replacing tributyltin hydride with allyltri-n-butylstannane. Terminal halogens can also be substituted by nucleophilic substitution, free radical chemistry or electrophilic addition catalyzed by Lewis acids to produce various telechelic derivatives such as alkenes, alkynes, alcohols, thiols, alkanes, to name a few. An azide, amine, phosphonium or epoxy group can be generated.

本発明による可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)法により調製される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、下記の一般式(II)を有する。
−[(A)−[(B)−R (II)
The interactive segmented block copolymer prepared by the reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT) method according to the present invention has the following general formula (II):
R 1 - [(A) m ] p - [(B) n] q -R 2 (II)

上式中、RはRAFT剤又はフリーラジカル開始剤のラジカル形成性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Rは連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントであり、ただし、Aがイオン性ブロックである場合には、Bは非イオン性ブロックである。チオカルボニルチオフラグメントであるRがポリマーの末端で開裂されうるか又は続く化学反応を通して別の官能基に転化されうることは当業者によって認識されるであろう。チオカルボニルチオ化学をベースとするRAFT剤は当業者によく知られており、そして、たとえば、キサンテート、トリチオカーボネート及びジチオエステルが挙げられる。連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントの重合後除去もしくは転化のための方法は数多く存在し、それらは当業者に知られていることに注意すべきである。それゆえ、本発明によるRAFT剤を用いて調製されるポリマーとしては、Rが連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントであるもの、及び、連鎖移動剤のチオカルボニルチオフラグメントが重合後除去もしくは転化されたポリマー(すなわち、誘導化反応生成物)が挙げられる。このような転化の1つの例は、チオカルボニルチオ基を水素で置換するためのフリーラジカル還元剤の使用である。その他として、末端基の熱分解、又は、アミノリシスによるチオカルボニルチオ基のチオール基への転化が挙げられる。様々なテレケリック誘導体、たとえば、幾つかを述べると、アルケン、アルキン、アルコール、チオール、アルカン、アジド、アミン、ホスホニウム又はエポキシ基を調製することができる。 In the above formula, R 1 is a radical-forming residue of a RAFT agent or a free radical initiator, A is a chemical bonding unit block, B is a hydrophilic unit block, and m is 1 to 10,000. Yes, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, R 2 is a thiocarbonylthio fragment of a chain transfer agent, provided that B is non-ionic when A is an ionic block It is an ionic block. It will be appreciated by those skilled in the art that the thiocarbonylthio fragment R 2 can be cleaved at the end of the polymer or converted to another functional group through subsequent chemical reactions. RAFT agents based on thiocarbonylthiochemistry are well known to those skilled in the art and include, for example, xanthates, trithiocarbonates and dithioesters. It should be noted that there are many methods for post-polymerization removal or conversion of the thiocarbonylthio fragment of the chain transfer agent, which are known to those skilled in the art. Therefore, polymers prepared using the RAFT agent according to the present invention include those in which R 2 is a thiocarbonylthio fragment of a chain transfer agent and the thiocarbonylthio fragment of a chain transfer agent is removed or converted after polymerization. Polymers (ie, derivatized reaction products). One example of such conversion is the use of a free radical reducing agent to replace the thiocarbonylthio group with hydrogen. Other examples include thermal decomposition of end groups or conversion of thiocarbonylthio groups to thiol groups by aminolysis. Various telechelic derivatives can be prepared, for example, alkenes, alkynes, alcohols, thiols, alkanes, azides, amines, phosphonium or epoxy groups, to name a few.

本発明による可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)法により調製される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、下記の一般式(III)を有する。
−[(B)−[(A)−R −[(A)−[(B)−R
(III)
The interactive segmented block copolymer prepared by the reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT) method according to the present invention has the following general formula (III):
R 1 - [(B) n ] q - [(A) m] p -R 2 - [(A) m] p - [(B) n] q -R 1
(III)

上式中、RはRAFT剤又はフリーラジカル開始剤のラジカル形成性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Rはチオカルボニルチオ基である。 In the above formula, R 1 is a radical-forming residue of a RAFT agent or a free radical initiator, A is a chemical bonding unit block, B is a hydrophilic unit block, and m is 1 to 10,000. Yes, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, and R 2 is a thiocarbonylthio group.

一般式I、II及びIIIの各ポリマーについて、ブロック単位の順序は重要でなく、そして相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは2つより多くのブロックを含んでよい。それゆえ、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーはマルチブロックコポリマーであることができ、そして1つ以上のブロックの繰り返しを含むことができる。例として、下記の限定しない代表例を参照されたい。その各々は一般式I、II及びIIIの範囲に入ることが意図される。
(1)−(A)−(B)
(2)−(B)−(A)
(3)−(A)−(B)−(A)
For each polymer of general formulas I, II and III, the order of the block units is not critical and the interactive segmented block copolymer may contain more than two blocks. Thus, the interactive segmented block copolymer can be a multi-block copolymer and can include one or more repeating blocks. See, for example, the following non-limiting representative examples. Each of which is intended to fall within the scope of general formulas I, II and III.
(1)-(A) m- (B) n-
(2)-(B) n- (A) m-
(3)-(A) m- (B) n- (A) m-

本発明による相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、また、結合性又は親水性とは考えられないブロック、たとえば、ポリスチレン又はポリメチルメタクリレートのブロックを含むこともできる。ポリマー中の非結合性又は非親水性ブロックの存在は、本発明の、特許請求される反応性セグメント化ブロックコポリマー及び式I、II及びIIIの範囲に入るものと考えられる。   The interactive segmented block copolymer according to the invention may also comprise blocks that are not considered binding or hydrophilic, for example polystyrene or polymethylmethacrylate blocks. The presence of non-bonded or non-hydrophilic blocks in the polymer is considered to fall within the scope of the claimed reactive segmented block copolymers and formulas I, II and III of the present invention.

本発明は相補的な相互作用官能性を使用することにより、コンタクトレンズなどのメディカルデバイスの表面変性を行うのに有用な材料を提供する。単純化の目的で、以下においてコンタクトレンズのみを参照するが、このような参照は限定することを意図しない。というのは、主題の方法はコンタクトレンズに加えて、有水晶体眼内レンズ及び無水晶体眼内レンズ並びに角膜インプラントなどの他のメディカルデバイスの表面変性にも適するからである。コンタクトレンズ及びその他のバイオメディカルデバイスのポリマー材料の表面相互作用性基は化学結合を形成するために使用され、すなわち、本発明の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーと結合するために使用される。本発明における好ましい相互作用性セグメント化ブロックコポリマーはコーティングされるポリマー材料の具体的な相互作用性表面基に基づいて選択される。本発明によると、表面変性のために選択される1種以上の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは基材の表面基に対して相補的相互作用性の化学官能性を有するべきである。このような相補的相互作用性の化学官能性によって、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーと、基材の相補的表面官能基との間の化学反応が可能になり、それにより、それらの間に、静電相互作用、イオン性相互作用、錯体形成相互作用、水素結合相互作用又はその他の相互作用を形成することができる。このようにして、1種以上の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーはコンタクトレンズなどのメディカルデバイスの表面に結合し、それにより、その表面変性が行われる。   The present invention provides materials useful for surface modification of medical devices such as contact lenses by using complementary interacting functionality. For the sake of simplicity, reference will be made hereinafter only to contact lenses, but such references are not intended to be limiting. This is because the subject method is suitable for surface modification of phakic and aphakic intraocular lenses and other medical devices such as corneal implants in addition to contact lenses. The surface interactive groups of the polymeric materials of contact lenses and other biomedical devices are used to form chemical bonds, i.e., to bond with the interactive segmented block copolymers of the present invention. Preferred interactive segmented block copolymers in the present invention are selected based on the specific interactive surface groups of the polymeric material being coated. According to the present invention, the one or more interactive segmented block copolymers selected for surface modification should have complementary interactive chemical functionality to the surface groups of the substrate. Such complementary interactive chemical functionality allows a chemical reaction between the interactive segmented block copolymer and the complementary surface functional group of the substrate, thereby allowing them to Electrostatic interactions, ionic interactions, complexing interactions, hydrogen bonding interactions or other interactions can be formed. In this way, one or more interactive segmented block copolymers bind to the surface of a medical device such as a contact lens, thereby effecting its surface modification.

相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは分子の所望の表面結合性を提供するために化学結合性単位ブロックを含む。化学結合性単位ブロックは様々であることができ、そして相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの意図する使用に基づいて決定される。すなわち、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの化学結合性単位ブロックはデバイスの表面官能性に相補的である官能性を提供するように選択される。   The interactive segmented block copolymer includes chemically binding unit blocks to provide the desired surface binding properties of the molecule. The chemical binding unit block can vary and is determined based on the intended use of the interactive segmented block copolymer. That is, the chemically binding unit block of the interactive segmented block copolymer is selected to provide functionality that is complementary to the surface functionality of the device.

ブロックコポリマーの化学結合性単位モノマーの選択はデバイスの表面上の官能基によって決定される。たとえば、もし、デバイスの表面上の相互作用性分子がカルボン酸基を含むならば、第四級アミン基含有モノマーは相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの化学結合単位モノマーであることができる。もし、デバイスの表面上の相互作用性分子がヒドロキシ又はアミノ官能基を含むならば、ボロン酸含有モノマーは相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの化学結合性単位モノマーであることができる。デバイスの表面上の相互作用性基に相補的である化学結合性単位の官能基含有モノマーの様々な適切な組み合わせは当業者に明らかであろう。たとえば、化学結合性単位ブロックは、スチレンボロン酸、3−メタクリルアミドスチレンボロン酸、トリメチル、2−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸塩、3−メタクリルアミドプロピル−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩、2−メタクリロイルオキシエチル−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩及びアミン含有モノマー、たとえば、3−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチルアミンから選ばれる部分を含むことができる。相補的な官能基の例を下記の表1に示す。   The selection of the chemically binding unit monomer of the block copolymer is determined by the functional groups on the surface of the device. For example, if the interactive molecule on the surface of the device contains a carboxylic acid group, the quaternary amine group-containing monomer can be a chemical binding unit monomer of the interactive segmented block copolymer. If the interactive molecule on the surface of the device contains a hydroxy or amino functional group, the boronic acid-containing monomer can be a chemically binding unit monomer of the interactive segmented block copolymer. Various suitable combinations of functional group-containing monomers of chemically binding units that are complementary to interactive groups on the surface of the device will be apparent to those skilled in the art. For example, the chemical bonding unit block includes styrene boronic acid, 3-methacrylamide amidostyrene boronic acid, trimethyl, 2-methacryloyloxyethyl sulfonate, 3-methacrylamidopropyl-N, N, N-trimethylammonium salt, 2- It may contain a moiety selected from methacryloyloxyethyl-N, N, N-trimethylammonium salt and an amine-containing monomer, such as 3-methacrylamideamidopropyl-N, N-dimethylamine. Examples of complementary functional groups are shown in Table 1 below.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの化学結合性単位ブロックはオリゴマー又はポリマーであり、そしてコーティングされるメディカルデバイスの表面に適切な結合を提供するサイズである。それゆえ、式I、II及びIIIの変数mは1〜約1000であることができ、好ましくは1〜約100であり、最も好ましくは1〜約30である。   The chemically binding unit block of the interactive segmented block copolymer is an oligomer or polymer and is sized to provide suitable bonding to the surface of the medical device being coated. Therefore, the variable m in formulas I, II and III can be from 1 to about 1000, preferably from 1 to about 100, and most preferably from 1 to about 30.

化学結合単位に加えて、本発明の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、相補的な官能性を有する基材にブロックコポリマーが共有結合したときに、良好な表面特性を示す親水性ドメインをも含むであろう。親水性ドメインは少なくとも1種の親水性モノマー、たとえば、HEMA、グリセロールメタクリレート、メタクリル酸(MAA)、アクリル酸(AA)、メタクリルアミド、アクリルアミド、N,N’−ジメチルメタクリルアミド又はN,N’−ジメチルアクリルアミド;それらのコポリマー;親水性プレポリマー、たとえば、エチレン系不飽和ポリ(アルキレンオキシド)、環状ラクタム、たとえば、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)又はそれらの誘導体を含むであろう。なおもさらなる例は親水性ビニルカーボネート又はビニルカルバメートモノマーである。親水性モノマーは非イオン性モノマーであることができ、たとえば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、グリセリル(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール(メタ)アクリレート)、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジメチルメタクリルアミド、N,N’−ジメチルアクリルアミド(DMA)、N−ビニル−2−ピロリドン(又は他のN−ビニルラクタム)、N−ビニルアセトアミド及びそれらの組み合わせである。親水性モノマーのなおもさらなる例は米国特許第5,070,215号明細書に開示されているビニルカーボネート及びビニルカルバメートモノマー、及び、米国特許第4,910,277号明細書に開示されている親水性オキサゾロンモノマーである。これらの特許の内容を参照により本明細書中に取り込む。親水性モノマーは、また、アニオン性モノマーであることもでき、たとえば、2−メタクリロイルオキシエチルスルホン塩である。アクリル酸及びメタクリル酸などから得られる置換アニオン性親水性モノマーであって、置換基が簡単な化学プロセスで除去されうるものも利用できる。このような置換アニオン性親水性モノマーの限定しない例としては、(メタ)アクリル酸のトリメチルシリルエステルが挙げられ、それは加水分解されて、アニオン性カルボキシル基を再生する。親水性モノマーは、また、カチオン性モノマーであることもでき、3−メタクリルアミドプロピル−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩、2−メタクリロイルオキシエチル−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩及びアミン含有モノマー、たとえば、3−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチルアミンからなる群より選ばれる。他の適切な親水性モノマーは当業者に明らかであろう。   In addition to chemical bonding units, the interactive segmented block copolymers of the present invention also include hydrophilic domains that exhibit good surface properties when the block copolymer is covalently bonded to a substrate with complementary functionality. Will. The hydrophilic domain is at least one hydrophilic monomer, for example HEMA, glycerol methacrylate, methacrylic acid (MAA), acrylic acid (AA), methacrylamide, acrylamide, N, N′-dimethylmethacrylamide or N, N′— Dimethylacrylamide; copolymers thereof; hydrophilic prepolymers such as ethylenically unsaturated poly (alkylene oxides), cyclic lactams such as N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP) or derivatives thereof. Still further examples are hydrophilic vinyl carbonate or vinyl carbamate monomers. The hydrophilic monomer can be a nonionic monomer such as 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 2-hydroxyethyl acrylate (HEA), 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, glyceryl ( (Meth) acrylate, poly (ethylene glycol (meth) acrylate), tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N, N′-dimethylmethacrylamide, N, N′-dimethylacrylamide (DMA), N-vinyl 2-pyrrolidone (or other N-vinyl lactam), N-vinylacetamide and combinations thereof. Still further examples of hydrophilic monomers are disclosed in US Pat. No. 5,070,215, vinyl carbonate and vinyl carbamate monomers, and US Pat. No. 4,910,277. It is a hydrophilic oxazolone monomer. The contents of these patents are incorporated herein by reference. The hydrophilic monomer can also be an anionic monomer, for example, 2-methacryloyloxyethyl sulfone salt. Substituted anionic hydrophilic monomers obtained from acrylic acid, methacrylic acid, and the like that can be removed by a simple chemical process can also be used. Non-limiting examples of such substituted anionic hydrophilic monomers include (meth) acrylic acid trimethylsilyl ester, which is hydrolyzed to regenerate the anionic carboxyl group. The hydrophilic monomer can also be a cationic monomer, containing 3-methacrylamidopropyl-N, N, N-trimethylammonium salt, 2-methacryloyloxyethyl-N, N, N-trimethylammonium salt and an amine It is selected from the group consisting of monomers such as 3-methacrylamideamidopropyl-N, N-dimethylamine. Other suitable hydrophilic monomers will be apparent to those skilled in the art.

親水性モノマーブロックは相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの所望の表面コーティング特性を提供するようなサイズであろう。親水性オリゴマーもしくはポリマーブロックのサイズは、コーティングされる基材及び意図された使用によって様々であろう。それゆえ、式I、II又はIIIの変数nは1〜約1000であることができ、好ましくは約10〜約1000であり、より好ましくは約20〜約300である。   The hydrophilic monomer block will be sized to provide the desired surface coating properties of the interactive segmented block copolymer. The size of the hydrophilic oligomer or polymer block will vary depending on the substrate to be coated and the intended use. Therefore, the variable n in formula I, II or III can be from 1 to about 1000, preferably from about 10 to about 1000, more preferably from about 20 to about 300.

原子移動ラジカル重合(ATRP)はセグメント化ブロックコポリマーを調製するために使用することができ、ここで、各々のブロック及び全体のポリマーの分子量は正確に制御されうる。図1に示すとおり、原子移動ラジカル重合(ATRP)はポリマーの1つの末端に化学結合性単位のブロックが存在し、次いで、大きな親水性ブロックが存在するセグメント化ブロックコポリマーを調製するために使用することができる。化学結合性単位ドメインを含むモノマー及び親水性ドメインを含むモノマーの付加の順序は重要でないことは理解されるべきである。多数のモノマーはポリマーの組み立てに利用可能である(たとえば、図2を参照されたい)。可逆的付加開裂連鎖移動重合(RAFT)もセグメント化ブロックコポリマーを調製するために使用することができ、ここで、各々のブロック及び全体のポリマーの分子量は正確に制御されうる(図3を参照されたい)。   Atom transfer radical polymerization (ATRP) can be used to prepare segmented block copolymers, where the molecular weight of each block and the overall polymer can be precisely controlled. As shown in FIG. 1, atom transfer radical polymerization (ATRP) is used to prepare segmented block copolymers in which a block of chemically binding units is present at one end of the polymer and then a large hydrophilic block. be able to. It should be understood that the order of addition of monomers containing chemically binding unit domains and monomers containing hydrophilic domains is not critical. A number of monomers are available for polymer assembly (see, eg, FIG. 2). Reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT) can also be used to prepare segmented block copolymers, where the molecular weight of each block and the overall polymer can be precisely controlled (see FIG. 3). Wanna)

本発明の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは基材のコーティングを提供するのに有用である。本発明で有用な基材材料の例はKunzlerらの米国特許第5,908,906号明細書、Kunzlerらの同第5,714,557号明細書、Kunzlerらの同第5,710,302号明細書、Laiらの同第5,708,094号明細書、Bamburyらの同第5,616,757号明細書、Bamburyらの同第5,610,252号明細書、Laiの同第5,512,205号明細書、Laiの同第5,449,729号明細書、Kunzlerらの同第5,387,662号明細書、Laiの同第5,310,779号明細書及びKunzlerらの同第6,891,010号明細書に教示されており、それらの特許をあたかもその長さで示したようにして、参照により本明細書中に取り込む。   The interactive segmented block copolymers of the present invention are useful for providing a coating on a substrate. Examples of substrate materials useful in the present invention include Kunzler et al. US Pat. No. 5,908,906, Kunzler et al. US Pat. No. 5,714,557, Kunzler et al. US Pat. No. 5,710,302. No. 5, Lai et al. 5,708,094, Bambury et al. 5,616,757, Bambury et al. 5,610,252, Lai et al. No. 5,512,205, Lai 5,449,729, Kunzler et al. 5,387,662, Lai 5,310,779 and Kunzler. No. 6,891,010, which is hereby incorporated by reference as if indicated by its length.

本発明では、「ハード」及び「ソフト」コンタクトレンズの両方を含むメディカルデバイスとともに相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを使用することが考慮されている。上記のとおり、本発明は様々な材料に応用可能である。ヒドロゲルは、一般によく知られたクラスの材料であり、それは平衡状態で水を含有する、水和され、架橋されたポリマー系を含む。ケイ素含有ヒドロゲルは含水率が約5質量%を超え、より一般的には約10質量%〜約80質量%である。このような材料は、通常、少なくとも1種のケイ素含有モノマー及び少なくとも1種の親水性モノマーを含む混合物を重合することにより調製される。通常、ケイ素含有モノマー又は親水性モノマーのいずれかが架橋剤として機能し(クロスリンカーは複数の重合性官能基を有するモノマーとして定義される)、又は、別個の架橋剤が使用されてもよい。ケイ素含有ヒドロゲルの形成における使用のための応用可能なケイ素含有モノマー単位は当業界においてよく知られており、そして多くの例は米国特許第4,136,250号明細書、同第4,153,641号明細書、同第4,740,533号明細書、同第5,034,461号明細書、同第5,070,215号明細書、同第5,260,000号明細書、同第5,310,779号明細書及び同第5,358,995号明細書に提供されている。   The present invention contemplates the use of interactive segmented block copolymers with medical devices that include both “hard” and “soft” contact lenses. As described above, the present invention can be applied to various materials. Hydrogels are a well-known class of materials that include hydrated and crosslinked polymer systems that contain water in an equilibrium state. Silicon-containing hydrogels have a moisture content of greater than about 5% by weight, more typically from about 10% to about 80% by weight. Such materials are usually prepared by polymerizing a mixture comprising at least one silicon-containing monomer and at least one hydrophilic monomer. Usually, either silicon-containing monomers or hydrophilic monomers function as crosslinkers (crosslinkers are defined as monomers having multiple polymerizable functional groups), or separate crosslinkers may be used. Applicable silicon-containing monomer units for use in the formation of silicon-containing hydrogels are well known in the art, and many examples are described in US Pat. No. 4,136,250, US Pat. No. 641, No. 4,740,533, No. 5,034,461, No. 5,070,215, No. 5,260,000, Nos. 5,310,779 and 5,358,995.

応用可能なケイ素含有モノマー単位の例として、嵩高なポリシロキサニルアルキル(メタ)アクリルモノマーが挙げられる。嵩高なポリシロキサニルアルキル(メタ)アクリルモノマーの例は下記式IVで表される。   Examples of applicable silicon-containing monomer units include bulky polysiloxanylalkyl (meth) acrylic monomers. An example of a bulky polysiloxanylalkyl (meth) acrylic monomer is represented by Formula IV below.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

上式中、Xは−O−又は−NR−であり、
各Rは独立に水素又はメチルであり、
各Rは独立に低級アルキル基、フェニル基又は下記式の基
In the above formula, X is —O— or —NR—.
Each R 1 is independently hydrogen or methyl;
Each R 2 is independently a lower alkyl group, a phenyl group or a group of the following formula

Figure 2011508908
Figure 2011508908

により表される基であり、ここで、各R’は独立に低級アルキル又はフェニル基であり、hは1〜10である。幾つかの好ましい嵩高モノマーはメタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン又はトリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレートであり、時折、TRISと呼ばれる。 Wherein each R ′ 2 is independently a lower alkyl or phenyl group, and h is 1-10. Some preferred bulky monomers are methacryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane or tris (trimethylsiloxy) silylpropyl methacrylate, sometimes referred to as TRIS.

別のクラスの代表的なケイ素含有モノマーとして、ケイ素含有ビニルカーボネートもしくはビニルカルバメートモノマー、たとえば、1,3−ビス[4−ビニルオキシカルボニルオキシ)ブチル]テトラメチル−ジシロキサン、3−(トリメチルシリル)プロピルビニルカーボネート、3−(ビニルオキシカルボニルチオ)プロピル−[トリス(トリメチルシロキシ)シラン]、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルビニルカルバメート、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルアリルカルバメート、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルビニルカーボネート、t−ブチルジメチルシロキシエチルビニルカーボネート、トリメチルシリルエチルビニルカーボネート及びトリメチルシリルメチルビニルカーボネートが挙げられる。   Another class of representative silicon-containing monomers include silicon-containing vinyl carbonate or vinyl carbamate monomers such as 1,3-bis [4-vinyloxycarbonyloxy) butyl] tetramethyl-disiloxane, 3- (trimethylsilyl) propyl. Vinyl carbonate, 3- (vinyloxycarbonylthio) propyl- [tris (trimethylsiloxy) silane], 3- [tris (trimethylsiloxy) silyl] propyl vinylcarbamate, 3- [tris (trimethylsiloxy) silyl] propylallylcarbamate, 3- [Tris (trimethylsiloxy) silyl] propyl vinyl carbonate, t-butyldimethylsiloxyethyl vinyl carbonate, trimethylsilylethyl vinyl carbonate and trimethylsilylmethyl And vinyl carbonate.

ケイ素含有ビニルカーボネートもしくはビニルカルバメートモノマーの例は式Vで表される。   An example of a silicon-containing vinyl carbonate or vinyl carbamate monomer is represented by Formula V.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

上式中、Y’は−O−、−S−又は−NH−であり、
Siはケイ素含有有機基であり、
は水素又はメチルであり、
dは1、2、3又は4であり、そしてqは0又は1である。
In the above formula, Y ′ is —O—, —S— or —NH—,
R Si is a silicon-containing organic group,
R 3 is hydrogen or methyl;
d is 1, 2, 3 or 4 and q is 0 or 1.

適切なケイ素含有有機基RSiとしては下記のものが挙げられる。 Suitable silicon-containing organic groups R Si include the following:

Figure 2011508908
Figure 2011508908

上式中、R

Figure 2011508908
In the above formula, R 4 is
Figure 2011508908

であり、p’は1〜6であり、
は1〜6個の炭素原子を有するアルキル基又はフルオロアルキル基であり、
eは1〜200であり、n’は1、2、3又は4であり、そしてm’は0、1、2、3、4又は5である。
And p ′ is 1-6,
R 5 is an alkyl group or fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
e is from 1 to 200, n ′ is 1, 2, 3 or 4 and m ′ is 0, 1, 2, 3, 4 or 5.

式Vに含まれる特定の種の例は式VIで表される。

Figure 2011508908
An example of a particular species included in Formula V is represented by Formula VI.
Figure 2011508908

別のクラスのケイ素含有モノマーとしては、ポリウレタン−ポリシロキサンマクロモノマー(時折、プレポリマーとも呼ぶ)が挙げられ、それは伝統的なウレタンエラストマーと同様のハード−ソフト−ハードブロックを有することができる。そのモノマーはHEMAなどの親水性モノマーでエンドキャップされていてよい。このようなケイ素含有ウレタンの例はLai, Yu-Chin, “The Role of Bulky Polysiloxanylalkyl Methacrylates in Polyurethane-Polysiloxane Hydrogels,”Journal of Applied Polymer Science, Vol. 60, 1193-1199(1996)を含む様々な文献中に開示されている。国際公開WO96/31792号明細書はこのようなモノマーの例を開示しており、その内容の全体を参照により本明細書中に取り込む。ケイ素含有ウレタンモノマーのさらなる例は式VII及びVIIIによって表される。   Another class of silicon-containing monomers includes polyurethane-polysiloxane macromonomers (sometimes referred to as prepolymers), which can have hard-soft-hard blocks similar to traditional urethane elastomers. The monomer may be endcapped with a hydrophilic monomer such as HEMA. Examples of such silicon-containing urethanes are various documents including Lai, Yu-Chin, “The Role of Bulky Polysiloxanylalkyl Methacrylates in Polyurethane-Polysiloxane Hydrogels,” Journal of Applied Polymer Science, Vol. 60, 1193-1199 (1996). It is disclosed in. International Publication WO 96/31792 discloses examples of such monomers, the entire contents of which are incorporated herein by reference. Further examples of silicon-containing urethane monomers are represented by formulas VII and VIII.

(VII) E(G) E’ 又は
(VIII) E(A) E’
(VII) E ( * D * A * D * G) a * D * A * D * E 'or (VIII) E ( * D * G * D * A) a * D * G * D * E'

上式中、Dはアルキル二価基、アルキルシクロアルキル二価基、シクロアルキル二価基、アリール二価基又はアルキルアリール二価基であり、6〜30個の炭素原子を有し、
Gはアルキル二価基、シクロアルキル二価基、アルキルシクロアルキル二価基、アリール二価基又はアルキルアリール二価基であり、1〜40個の炭素原子を有し、そしてそれは、エーテル、チオ又はアミン結合を主鎖に含むことができ、
*はウレタン又はウレイド結合であり、
aは少なくとも1であり、
Aは式IXの二価ポリマー基であり、
In the above formula, D is an alkyl divalent group, an alkylcycloalkyl divalent group, a cycloalkyl divalent group, an aryl divalent group or an alkylaryl divalent group, having 6 to 30 carbon atoms,
G is an alkyl divalent group, a cycloalkyl divalent group, an alkylcycloalkyl divalent group, an aryl divalent group or an alkylaryl divalent group, having 1 to 40 carbon atoms, and it can be an ether, thio Or an amine bond can be included in the main chain,
* Is urethane or ureido bond,
a is at least 1,
A is a divalent polymer group of formula IX,

Figure 2011508908
Figure 2011508908

各Rは独立に1〜10個の炭素原子を有するアルキル又はフルオロ置換アルキルであり、それは炭素原子の間にエーテル結合を含むことができ、
m’は少なくとも1であり、
pは400〜10,000の部分分子量を提供する数であり、
各E及びE’は独立に式Xにより表される重合性不飽和有機基であり、
Each R S is independently an alkyl or fluoro-substituted alkyl having 1-10 carbon atoms, which can include an ether linkage between the carbon atoms;
m ′ is at least 1,
p is a number that provides a partial molecular weight of 400 to 10,000;
Each E and E ′ is independently a polymerizable unsaturated organic group represented by Formula X;

Figure 2011508908
Figure 2011508908

上式中、Rは水素又はメチルであり、
は、水素、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、又は、−CO−Y−R基であり、ここで、Yは−O−、−S−又は−NH−であり、
は1〜10個の炭素原子を有する二価のアルキレン基であり、
は1〜12個の炭素原子を有するアルキル基であり、
Xは−CO−又は−OCO−であり、
Zは−O−又は−NH−であり、
Arは6〜30個の炭素原子を有する芳香族基であり、
wは0〜6であり、xは0又は1であり、yは0又は1であり、zは0又は1である。
Wherein R 6 is hydrogen or methyl,
R 7 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a —CO—Y—R 9 group, where Y is —O—, —S— or —NH—;
R 8 is a divalent alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 9 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
X is —CO— or —OCO—.
Z is —O— or —NH—.
Ar is an aromatic group having 6 to 30 carbon atoms;
w is 0 to 6, x is 0 or 1, y is 0 or 1, and z is 0 or 1.

ケイ素含有ウレタンモノマーのより具体的な例は下記式(XI)により表される。

Figure 2011508908
A more specific example of the silicon-containing urethane monomer is represented by the following formula (XI).
Figure 2011508908

上式中、mは少なくとも1であり、好ましくは3又は4であり、aは少なくとも1であり、好ましくは1であり、pは400〜10,000の部分分子量を提供する数であり、好ましくは少なくとも30であり、R10はイソシアネート基を取り除いた後のジイソシアネートの二価基であり、たとえば、イソホロンジイソシアネートの二価基であり、各E”は下記の基である。 Wherein m is at least 1, preferably 3 or 4, a is at least 1, preferably 1, and p is a number providing a partial molecular weight of 400 to 10,000, preferably Is at least 30 and R 10 is a divalent group of the diisocyanate after removal of the isocyanate group, for example, a divalent group of isophorone diisocyanate, and each E ″ is the following group.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

好ましいケイ素含有ヒドロゲル材料は(共重合されるバルクモノマー混合物中に)5〜50質量%、好ましくは10〜25質量%の1種以上のケイ素含有マクロモノマー、5〜75質量%、好ましくは30〜60質量%の1種以上のポリシロキサニルアルキル(メタ)アクリルモノマー、及び、10〜50質量%、好ましくは20〜40質量%の親水性モノマーを含む。一般に、ケイ素含有マクロモノマーは分子の2つ以上の末端で不飽和基によってキャッピングされたポリ(オルガノシロキサン)である。上記の構造式の末端基に加えて、Deichertらの米国特許第4,153,641号明細書はアクリルオキシ又はメタクリルオキシを含む追加の不飽和基を開示している。Laiの米国特許第5,512,205号明細書、同第5,449,729号明細書及び同第5,310,779号明細書に教示されるようなフマレート含有材料も本発明による有用な基材である。好ましくは、シランマクロモノマーは、ケイ素含有ビニルカーボネートもしくはビニルカルバメートモノマー又は1つ以上のハード−ソフト−ハードブロックを有しかつ親水性モノマーでエンドキャップされているポリウレタン−ポリシロキサンである。   Preferred silicon-containing hydrogel materials are 5-50% by weight (in the copolymerized bulk monomer mixture), preferably 10-25% by weight of one or more silicon-containing macromonomers, 5-75% by weight, preferably 30- 60% by weight of one or more polysiloxanylalkyl (meth) acrylic monomers and 10-50% by weight, preferably 20-40% by weight of hydrophilic monomers. In general, silicon-containing macromonomers are poly (organosiloxanes) capped with unsaturated groups at two or more ends of the molecule. In addition to the terminal groups of the above structural formula, US Pat. No. 4,153,641 to Deichert et al. Discloses additional unsaturated groups including acryloxy or methacryloxy. Fumarate-containing materials as taught by Lai in US Pat. Nos. 5,512,205, 5,449,729, and 5,310,779 are also useful according to the present invention. It is a substrate. Preferably, the silane macromonomer is a silicon-containing vinyl carbonate or vinyl carbamate monomer or a polyurethane-polysiloxane having one or more hard-soft-hard blocks and endcapped with a hydrophilic monomer.

適切な親水性モノマーは、本発明において有用なケイ素含有ヒドロゲル材料などのヒドロゲルを形成する。有用なモノマーの例としては、ジメチルアクリルアミド、ジメチルメタクリルアミドなどのアミド、n−ビニル−2−ピロリドンなどの環状ラクタム及び重合性基で官能化されたポリ(アルケングリコール)が挙げられる。有用な官能化ポリ(アルケングリコール)の例としては、モノメタクリレート又はジメタクリレートエンドキャップを含む様々な鎖長のポリ(ジエチレングリコール)が挙げられる。好ましい実施形態において、ポリ(アルケングリコール)ポリマーは少なくとも2種のアルケングリコールモノマー単位を含む。なおもさらなる例は米国特許第5,070,215号明細書に開示されている親水性ビニルカーボネートもしくはビニルカルバメートモノマー及び米国特許第4,910,277号明細書に開示されている親水性オキサゾロンである。他の適切な親水性モノマーは当業者に明らかであろう。   Suitable hydrophilic monomers form hydrogels such as silicon-containing hydrogel materials useful in the present invention. Examples of useful monomers include amides such as dimethylacrylamide, dimethylmethacrylamide, cyclic lactams such as n-vinyl-2-pyrrolidone and poly (alkene glycols) functionalized with polymerizable groups. Examples of useful functionalized poly (alkene glycols) include poly (diethylene glycol) of various chain lengths including monomethacrylate or dimethacrylate end caps. In a preferred embodiment, the poly (alkene glycol) polymer comprises at least two alkene glycol monomer units. Still further examples are the hydrophilic vinyl carbonate or vinyl carbamate monomers disclosed in US Pat. No. 5,070,215 and the hydrophilic oxazolone disclosed in US Pat. No. 4,910,277. is there. Other suitable hydrophilic monomers will be apparent to those skilled in the art.

デバイス形成用添加剤及びコモノマー
モノマーミックスは、必要なときに、本発明の目的及び効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤及び潤滑剤などの様々な添加剤を含んでよい。
Device-forming additives and comonomers The monomer mix contains various additives such as antioxidants, colorants, ultraviolet absorbers and lubricants as long as they do not impair the purpose and effect of the present invention. Good.

モノマーミックスは、得られるポリマー成形品の最終使用などによって、1種又は少なくとも2種の上記のコモノマー及びオリゴマーを用いて、そして必要な場合には、1種以上の架橋剤を用いて調製されうる。   The monomer mix can be prepared with one or at least two of the above-mentioned comonomers and oligomers, and if necessary, with one or more crosslinkers, such as by end use of the resulting polymer molding. .

ポリマー成形品が、たとえば、医療品、特にコンタクトレンズである場合には、高い酸素透過性を有するコンタクトレンズを得るためには、モノマーミックスは1種以上のケイ素化合物、たとえば、シロキサニル(メタ)アクリレート、シロキサニル(メタ)アクリルアミド及びケイ素含有オリゴマーから適切に調製される。   In the case where the polymer molding is, for example, a medical product, in particular a contact lens, in order to obtain a contact lens having a high oxygen permeability, the monomer mix comprises one or more silicon compounds, for example siloxanyl (meth) acrylate. Appropriately prepared from siloxanyl (meth) acrylamide and silicon-containing oligomers.

モノマーミックスは、架橋剤、内部湿潤剤、親水性モノマー単位、強化剤及び当業界でよく知られているその他の成分などの追加の成分を含んでよい。   The monomer mix may include additional components such as crosslinkers, internal wetting agents, hydrophilic monomer units, toughening agents and other components well known in the art.

必須ではないが、モノマーミックスは強化剤を含むことができ、好ましくは、約80質量%未満の量、たとえば、約5〜約80質量%、より典型的には約20〜約60質量%の量で含む。適切な強化剤の例は米国特許第4,327,203号明細書に記載されている。これらの強化剤としては、シクロアルキルアクリレートもしくはシクロアルキルメタクリレート、たとえば、メチルアクリレート及びメチルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、イソプロピルシクロペンチルアクリレート、t−ペンチルシクロヘプチルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、イソヘキシルシクロペンチルアクリレート及びメチルイソペンチルシクロオクチルアクリレートが挙げられる。適切な強化剤の追加の例は、米国特許第4,355,147号明細書に記載されている。この文献は多環式アクリレートもしくはメタクリレート、たとえば、イソボルニルアクリレート及びイソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタジエニルアクリレート及びジシクロペンタジエニルメタクリレート、アダマンチルアクリレート及びアダマンチルメタクリレート、ならびに、イソピノカンフィルアクリレート及びイソピノカンフィルメタクリレートを記載している。強化剤のさらなる例は、米国特許第5,270,418号明細書に提供されている。この文献は枝分かれ鎖アルキルヒドロキシルシクロアルキルアクリレート、メタクリレート、アクリルアミド及びメタクリルアミドを記載している。代表的な例としては、4−t−ブチル−2−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート(TBE)、4−t−ブチル−2−ヒドロキシシクロペンチルメタクリレート、メタクリルオキシアミノ−4−t−ブチル−2−ヒドロキシシクロヘキサン、6−イソペンチル−3−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート及びメタクリルオキシアミノ−2−イソヘキシル−5−ヒドロキシシクロペンタンが挙げられる。   Although not essential, the monomer mix can include a toughening agent, preferably in an amount of less than about 80% by weight, such as from about 5 to about 80% by weight, more typically from about 20 to about 60% by weight. Include in quantity. Examples of suitable toughening agents are described in US Pat. No. 4,327,203. These reinforcing agents include cycloalkyl acrylates or cycloalkyl methacrylates such as methyl acrylate and methyl methacrylate, t-butyl cyclohexyl methacrylate, isopropyl cyclopentyl acrylate, t-pentyl cycloheptyl methacrylate, t-butyl cyclohexyl acrylate, isohexyl cyclopentyl acrylate. And methyl isopentyl cyclooctyl acrylate. Additional examples of suitable toughening agents are described in US Pat. No. 4,355,147. This document describes polycyclic acrylates or methacrylates, such as isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate, dicyclopentadienyl acrylate and dicyclopentadienyl methacrylate, adamantyl acrylate and adamantyl methacrylate, and isopinocamphyl acrylate and Isopinocamphyl methacrylate is described. Additional examples of toughening agents are provided in US Pat. No. 5,270,418. This reference describes branched alkyl hydroxyl cycloalkyl acrylates, methacrylates, acrylamides and methacrylamides. Representative examples include 4-t-butyl-2-hydroxycyclohexyl methacrylate (TBE), 4-t-butyl-2-hydroxycyclopentyl methacrylate, methacryloxyamino-4-t-butyl-2-hydroxycyclohexane, 6 -Isopentyl-3-hydroxycyclohexyl methacrylate and methacryloxyamino-2-isohexyl-5-hydroxycyclopentane.

特に、コンタクトレンズに関し、ケイ素含有ヒドロゲルの形成に使用される特定のモノマーのフッ素化は、米国特許第4,954,587号明細書、同第5,079,319号明細書、同第5,010,141号明細書及び同第6,891,010号明細書に記載されているとおり、それにより製造されるコンタクトレンズ上の付着物の蓄積を低減することが示されている。さらに、特定のフッ素化側基、すなわち、−(CF)−Hを有するケイ素含有モノマーを使用すると、米国特許第5,387,662号明細書及び同第5,321,108号明細書に記載されているとおり、親水性モノマー単位とケイ素含有モノマー単位との間の相容性が改良されることが判っている。 In particular, for contact lenses, fluorination of certain monomers used to form silicon-containing hydrogels is described in U.S. Pat. Nos. 4,954,587, 5,079,319, As described in 010,141 and 6,891,010, it has been shown to reduce the accumulation of deposits on the contact lenses produced thereby. Furthermore, certain fluorinated side groups, i.e., - (CF 2) Using the silicon-containing monomer having a -H, in U.S. Pat. No. 5,387,662 and the 5,321,108 Pat As noted, it has been found that the compatibility between hydrophilic monomer units and silicon-containing monomer units is improved.

上記のとおり、表面構造及び組成は固体材料の多くの物理的特性及び最終使用を決定する。湿潤性、摩擦性及び付着性又は潤滑性などの特性は表面特性に大きく影響を受ける。表面特性の変更は生体適合性が特に問題となる生体技術用途において特に重要である。このように、光学的に透明で、親水性の表面フィルムを備えたケイ素含有ヒドロゲルコンタクトレンズであって、湿潤性が改良されているとともに、ヒトの目に長時間にわたって使用することが一般に可能であるケイ素含有ヒドロゲルコンタクトレンズを提供することが望まれている。長時間装着のためのケイ素含有ヒドロゲルレンズの場合には、光学的に透明な表面フィルムを備えた改良されたケイ素含有ヒドロゲルコンタクトレンズであって、脂質及び微生物に対する挙動が改良されているとともに、ヒトの目に長時間にわたって使用することが一般に可能である、改良されたケイ素含有ヒドロゲルコンタクトレンズを提供することがさらに望まれている。このような表面処理されたレンズは実使用で快い装着感があり、角膜に対する刺激作用又は他の悪影響を及ぼすことなくレンズの長時間装着が可能になる。   As noted above, the surface structure and composition determine many physical properties and end use of the solid material. Properties such as wettability, friction and adhesion or lubricity are greatly affected by surface properties. Changing surface properties is particularly important in biotech applications where biocompatibility is a particular problem. Thus, a silicon-containing hydrogel contact lens with an optically transparent and hydrophilic surface film that has improved wettability and is generally capable of being used for a long time in the human eye. It would be desirable to provide certain silicon-containing hydrogel contact lenses. In the case of silicon-containing hydrogel lenses for extended wear, an improved silicon-containing hydrogel contact lens with an optically clear surface film with improved behavior to lipids and microorganisms and human It is further desirable to provide improved silicon-containing hydrogel contact lenses that are generally capable of long-term use in the eye. Such a surface-treated lens has a pleasant wearing feeling in actual use, and allows the lens to be worn for a long time without stimulating the cornea or other adverse effects.

これらの表面改良コーティングを眼内レンズ材料などのインプラント可能なメディカルデバイスに適用することも、インプラントされたデバイスに対するレンズ上皮細胞の固着を低減しそして眼内レンズがインサーターをとおして目の中に通るときの摩擦を低減するために望ましい。   Applying these surface modification coatings to implantable medical devices such as intraocular lens materials also reduces adherence of lens epithelial cells to the implanted device and the intraocular lens enters the eye through the inserter. Desirable to reduce friction when passing.

本発明は、ポリマーデバイスの表面処理のために有用である。表面処理はポリマー基材表面の相互作用性官能基と、相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの相補的相互作用性基とを反応させることにより、ポリマーメディカルデバイスの表面に相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを結合することを含む。   The present invention is useful for surface treatment of polymer devices. Surface treatment involves reacting an interactive segmented block copolymer on the surface of a polymer medical device by reacting an interactive functional group on the surface of the polymer substrate with a complementary interactive group of the interactive segmented block copolymer. Including joining.

上記に示したとおり、本発明のセグメント化ブロックコポリマーによるコンタクトレンズの表面変性のために、コンタクトレンズ材料(すなわち、基材)の表面と、表面変性処理ポリマー(表面変性剤)として使用される相互作用性セグメント化ブロックコポリマーの化学結合性単位ブロックとの間に相補的官能性が導入される。たとえば、表面変性剤がボロン酸含有官能基を有するならば、処理されるコンタクトレンズ材料はその表面変性剤の官能基と反応するであろう相補的な官能性を有する残基を有しなければならない。このような場合に、コンタクトレンズ材料は、表面変性剤のボロン酸官能基と相互作用する2−ヒドロキシエチルメタクリレート又はグリセロールメタクリレートなどのヒドロキシル含有モノマーを含むことができる。同様に、もしコンタクトレンズがボロン酸を提供する残基を有する材料から形成されるならば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート又はグリセロールメタクリレート官能基を含む表面変性剤を本発明による表面変性のために用いることができる。このような相補的化学官能性により、コンタクトレンズの表面と、1種以上の表面変性剤の相互作用性基との間に結合を生じさせることができる。この官能基間の結合はその間に化学相互作用を形成する。たとえば、表面カルボン酸を有するプレポリマーを含むコンタクトレンズは、好ましくは、第四級アンモニア又は他のカチオン性官能基を含む表面変性剤を用いて表面変性がなされる。同様に、表面カチオン性基を有するコンタクトレンズは、好ましくは、カルボン酸単位、スルホン酸単位又は他のアニオン性官能性単位を含む表面変性剤を用いて表面変性がなされる。表面相互作用性官能基を含むコンタクトレンズと相互作用性表面変性剤との反応は当業者に知られた条件下に行われる。   As indicated above, for the surface modification of contact lenses with the segmented block copolymers of the present invention, the surface of the contact lens material (ie, substrate) and the mutual used as a surface modification treatment polymer (surface modifier) Complementary functionality is introduced between the chemically bonded unit blocks of the functional segmented block copolymer. For example, if the surface modifier has a boronic acid-containing functional group, the treated contact lens material must have a residue with complementary functionality that will react with the functional group of the surface modifier. Don't be. In such cases, the contact lens material can include a hydroxyl-containing monomer such as 2-hydroxyethyl methacrylate or glycerol methacrylate that interacts with the boronic acid functionality of the surface modifier. Similarly, if the contact lens is formed from a material having a residue that provides boronic acid, a surface modifier containing 2-hydroxyethyl methacrylate or glycerol methacrylate functionality may be used for surface modification according to the present invention. Can do. Such complementary chemical functionality can create a bond between the surface of the contact lens and the interactive group of one or more surface modifiers. This bond between functional groups forms a chemical interaction therebetween. For example, a contact lens comprising a prepolymer having a surface carboxylic acid is preferably surface modified with a surface modifier containing quaternary ammonia or other cationic functional groups. Similarly, a contact lens having a surface cationic group is preferably surface modified with a surface modifying agent comprising a carboxylic acid unit, a sulfonic acid unit or other anionic functional unit. The reaction of the contact lens containing the surface interactive functional group with the interactive surface modifier is carried out under conditions known to those skilled in the art.

基材材料に相互作用性基が存在しない場合には、相互作用性基を導入することができる。たとえば、酸素プラズマ、アンモニア−ブタジエン−アンモニア(ABA)処理及び水素−アンモニア−ブタジエン−アンモニア(HABA)処理などの表面活性化処理を用いることにより行われる。基材材料のプラズマ処理は知られておりそしてValintらの米国特許第6,193,369号明細書、Valintらの同第6,213,604号明細書及びGrobe, IIIの同第6,550,915号明細書に記載されている。   When the interactive group does not exist in the base material, the interactive group can be introduced. For example, it is performed by using surface activation treatment such as oxygen plasma, ammonia-butadiene-ammonia (ABA) treatment and hydrogen-ammonia-butadiene-ammonia (HABA) treatment. Plasma treatment of substrate materials is known and is described in US Pat. No. 6,193,369 to Valint et al., US Pat. No. 6,213,604 to Valint et al., US Pat. No. 6,550, Grobe, III. , 915 specification.

基材をコーティングする方法として、表面変性剤を含む溶液中に基材をディップコーティングすることが挙げられる。表面変性剤を含む溶液は溶剤中に実質的に表面変性剤を含むか、又は、クリーニング材及び抽出材などの他の材料を含んでもよい。他の方法として、表面変性剤によりデバイスをスプレイコーティングすることが挙げられる。共有結合反応を生じさせるために、適切な触媒、たとえば、縮合触媒を用いることが必要な場合がある。又は、基材及び他の表面変性剤はオートクレーブ条件に付されることもできる。特定の実施形態において、基材及び表面変性剤はコーティングされた基材を含むパッケージ材料中でオートクレーブ処理されてよい。いったん、基材と表面変性剤との間の反応が起こったら、残存している表面変性剤を実質的に除去しそして基材パッケージ材料にパッケージ溶液を添加する。その後、通常行うとおりにシーリング及び他の処理工程を行う。又は、表面変性剤は貯蔵の間及び基材を最終使用者に輸送する間に基材パッケージ材料中に残されてもよい。   As a method for coating the substrate, dip coating the substrate in a solution containing a surface modifier may be mentioned. The solution containing the surface modifier may substantially contain the surface modifier in the solvent, or may contain other materials such as a cleaning material and an extraction material. Another method includes spray coating the device with a surface modifier. It may be necessary to use a suitable catalyst, for example a condensation catalyst, in order to cause the covalent bonding reaction. Alternatively, the substrate and other surface modifiers can be subjected to autoclave conditions. In certain embodiments, the substrate and surface modifier may be autoclaved in a packaging material comprising the coated substrate. Once the reaction between the substrate and the surface modifier has occurred, the remaining surface modifier is substantially removed and the package solution is added to the substrate packaging material. Thereafter, sealing and other processing steps are performed as usual. Alternatively, the surface modifier may be left in the substrate packaging material during storage and during transportation of the substrate to the end user.

以下にコーティングの一般法を記載する。市販のSofLens59(登録商標)コンタクトレンズなどのメディカルデバイスをパッケージングから取り出し、そしてポリマー溶液中に入れる前に少なくとも15分間、精製水中に浸漬する。ここに開示している溶液の量は、メディカルデバイスのサイズに適合するように特定の環境下に調節されうることが当業者に理解されるべきである。ガラスバイアルにラベルを付け、約4mlのポリマー溶液で満たし、そして各バイアル中にレンズを入れる。2種のポリマー溶液をコーティングのために用いる場合には、それらをバイアル中に入れる直前に混合する。バイアルをシリコーンストッパー及びひだ付きアルミニウムキャップでキャッピングし、その後、オートクレーブ中に30分サイクルで1回入れる。処理されたレンズを最低で3時間冷却させ、その後、バイアルから取り出し、そして脱イオン水で少なくとも3回リンスする。その後、リンスしたレンズを、4mlのホウ酸塩緩衝塩溶液(細菌付着試験を行うサンプルについてはリン酸塩)を含む新規のバイアル中に入れそして無菌化のために30分サイクルで1回オートクレーブ処理する。   The general method of coating is described below. A medical device such as a commercially available SofLens59® contact lens is removed from the packaging and immersed in purified water for at least 15 minutes before being placed in the polymer solution. It should be understood by those skilled in the art that the amount of solution disclosed herein can be adjusted under specific circumstances to suit the size of the medical device. Label the glass vials, fill with approximately 4 ml of polymer solution, and place the lens in each vial. If two polymer solutions are used for coating, they are mixed just prior to placing them in the vial. The vial is capped with a silicone stopper and pleated aluminum cap and then placed in an autoclave once in a 30 minute cycle. Allow the treated lens to cool for a minimum of 3 hours, then remove from the vial and rinse at least three times with deionized water. The rinsed lens is then placed in a new vial containing 4 ml of borate buffered salt solution (phosphate for the samples to be tested for bacterial adhesion) and autoclaved once in a 30 minute cycle for sterilization. To do.

他のヒドロゲル材料を含むコンタクトレンズなどの他のタイプのコンタクトレンズは、上述のとおりにコーティングポリマーによって処理されうる。1つの実施形態において、米国特許第5,260,000号明細書(参照により本明細書中に取り込む)に開示されている、バラフィルコンA(Balafilcon A)ヒドロゲル材料を含むPure Vision (登録商標)コンタクトレンズは上記のとおりにコーティングポリマーで表面処理されている(Pure Vision (登録商標)コンタクトレンズはBausch and Lomb Incorporated, Rochester, New Yorkから入手可能である )。1つの態様において、Pure Vision (登録商標)コンタクトレンズを最初に空気及びアンモニアを含むチャンバー中で発生されるプラズマ放電で処理し、それにより、反応性表面官能基の数を増加させた。表面変性のための溶液はセグメント化ブロックポリ(DMA−コ−GMA)及びポリ(アクリル酸)を含んだ。   Other types of contact lenses, such as contact lenses containing other hydrogel materials, can be treated with the coating polymer as described above. In one embodiment, Pure Vision® comprising a Balafilcon A hydrogel material as disclosed in US Pat. No. 5,260,000 (incorporated herein by reference). Contact lenses are surface treated with a coating polymer as described above (Pure Vision® contact lenses are available from Bausch and Lomb Incorporated, Rochester, New York). In one embodiment, a Pure Vision® contact lens was first treated with a plasma discharge generated in a chamber containing air and ammonia, thereby increasing the number of reactive surface functional groups. The solution for surface modification included segmented block poly (DMA-co-GMA) and poly (acrylic acid).

シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズは、コンタクトレンズを保持するためのレセプタクル部分及び無菌パッケージ溶液を含む容器中にパッケージされている。容器の例は従来のコンタクトレンズブリスターパッケージである。この溶液中に浸漬されたコンタクトレンズを含むこのレセプタクルは、たとえば、レセプタクル上方でパッケージに蓋材(lidstock)をシールすることにより、密閉してにシールされる。たとえば、蓋材(lidstock)はレセプタクルの周縁のまわりでシールされる。   Silicone hydrogel contact lenses are packaged in a container containing a receptacle portion for holding the contact lens and a sterile packaging solution. An example of a container is a conventional contact lens blister package. The receptacle, including the contact lens immersed in the solution, is hermetically sealed, for example, by sealing a lidstock to the package above the receptacle. For example, the lidstock is sealed around the periphery of the receptacle.

パッケージレセプタクル中にシールされている間に溶液及びコンタクトレンズは無菌化される。無菌化技術の例としては、溶液及びコンタクトレンズを熱エネルギー、マイクロ波、γ線又は紫外線に付すことが挙げられる。特定の例では、溶液及びコンタクトレンズをパッケージ容器内でシールしている間に、オートクレーブなどによって、少なくとも100℃、より好ましくは少なくとも120℃の温度に加熱することを用いる。   The solution and contact lens are sterilized while sealed in the package receptacle. Examples of sterilization techniques include subjecting solutions and contact lenses to thermal energy, microwaves, gamma rays, or ultraviolet light. In a specific example, heating the solution and contact lens to a temperature of at least 100 ° C., more preferably at least 120 ° C., such as by autoclaving while sealing in the package container is used.

パッケージ溶液はパッケージ溶液の合計質量を基準として、好ましくは0.02〜5.0質量%の量の相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含む水溶液である。相互作用セグメント化ブロックコポリマーの特定の量は、基材及びコポリマーによって様々であろうが、一般には、相互作用セグメント化ブロックコポリマーはこの範囲の量で存在するであろう。   The package solution is an aqueous solution comprising an interactive segmented block copolymer in an amount of preferably 0.02 to 5.0% by weight based on the total weight of the package solution. The particular amount of interactive segmented block copolymer will vary depending on the substrate and copolymer, but in general, the interactive segmented block copolymer will be present in this range of amounts.

パッケージ溶液は好ましくはpHが約6.0〜約8.0であり、より好ましくは約6.5〜約7.8であり、そして最も好ましくは6.7〜7.7である。適切な緩衝剤としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、Tris)、ビス-Tris、ビス-Trisプロパン、ボレート、シトレート、ホスフェート、ビカーボネート、アミノ酸及びそれらの混合物が挙げられる。特定の緩衝剤の例としては、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸、ビス-Tris、Bis-Trisプロパン及び重炭酸ナトリウムが挙げられる。存在するならば、緩衝剤は一般に約0.05〜2.5質量%の範囲の量、そして好ましくは0.1〜1.5質量%の範囲の量で使用されるであろう。ある相互作用性界面活性セグメント化ブロックコポリマーは緩衝剤として作用し、そして所望ならば、追加の緩衝剤が使用されてよい。安定化は添付の実施例に示すとおり、pH依存性であることが判った。   The package solution preferably has a pH of about 6.0 to about 8.0, more preferably about 6.5 to about 7.8, and most preferably 6.7 to 7.7. Suitable buffering agents include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tromethamine (Tris (hydroxymethyl) aminomethane, Tris), bis-Tris, bis-Trispropane, borate, citrate, phosphate, bicarbonate, amino acids and A mixture thereof may be mentioned. Examples of specific buffering agents include boric acid, sodium borate, potassium citrate, citric acid, bis-Tris, Bis-Tris propane and sodium bicarbonate. If present, the buffering agent will generally be used in an amount in the range of about 0.05-2.5% by weight, and preferably in the range of 0.1-1.5% by weight. Certain interactive surfactant segmented block copolymers act as buffering agents, and additional buffering agents may be used if desired. Stabilization was found to be pH dependent as shown in the appended examples.

パッケージ溶液は、場合により緩衝剤の形で、浸透圧調節剤をさらに含むことができ、その浸透圧調節剤は重量オスモル濃度が約200〜約400mOsm/kg、より好ましくは約250〜350mOsm/kgである等張性もしくは近等張性溶液を提供するためのものである。適切な浸透圧調節剤の例としては、塩化ナトリウム及び塩化カリウム、デキストロース、グリセリン、塩化カルシウム及び塩化マグネシウムが挙げられる。存在する場合には、これらの浸透圧調節剤は、一般に約0.01〜2.5質量%の範囲で、そして好ましくは約0.2〜約1.5質量%の範囲の量で使用されるであろう。   The package solution may further comprise an osmotic pressure adjusting agent, optionally in the form of a buffer, which has an osmolality of about 200 to about 400 mOsm / kg, more preferably about 250 to 350 mOsm / kg. For providing an isotonic or near-isotonic solution. Examples of suitable osmotic pressure adjusting agents include sodium chloride and potassium chloride, dextrose, glycerin, calcium chloride and magnesium chloride. When present, these osmotic pressure regulators are generally used in amounts ranging from about 0.01 to 2.5% by weight, and preferably from about 0.2 to about 1.5% by weight. It will be.

場合により、パッケージ溶液は抗微生物剤を含むことができるが、溶液はこのような薬剤を含まないことが好ましい。   Optionally, the package solution can contain an antimicrobial agent, but it is preferred that the solution does not contain such an agent.

本発明の特定の実施形態において有用な相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、当該技術分野においてよく知られた合成法及び下記の実施例に開示される方法によって調製されうる。   Interactive segmented block copolymers useful in certain embodiments of the present invention can be prepared by synthetic methods well known in the art and as disclosed in the examples below.

例A MAAPBA/DMAPMA−b−NVPコポリマーの合成
155mgのAIBN及び1.93g(0.0094モル)の3−メタクリルアミドフェニルボロン酸(MAAPBA)を、磁気攪拌棒、熱電対、凝縮器及びSSスパージングニードルを装備した500mLの3つ口丸底フラスコに添加した。これに、3.21g(0.0188モル)のN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド(DMAPMA)及び0.50g(0.00236モル)のベンジルO−エチルキサンテート(BX)の50mLのメタノール中の溶液を添加した。この溶液をアルゴンで30分間スパージし、その後、加熱した。別個に、250mLの滴下漏斗中、49.21g(0.443モル)のN−ビニルピロリドン(NVP)の200mLのメタノール中の溶液を窒素で15分間スパージした。その滴下漏斗を反応フラスコに移し、アルゴンスパージングニードルを換えた。この装置をアルゴン背圧下に維持した。フラスコを60℃に加熱し、そしてその温度に6時間保持した。次いで、NVP溶液をフラスコに滴下して加え、そして重合を60℃でさらに66時間維持した。この溶液を室温に冷却し、そして6Lの攪拌されているエチルエーテル中に滴下して沈殿させた。沈殿物をろ過により分離し、そして65℃で真空中で乾燥させて、38.89g(71%)の白色固形分を提供した。200mLのメタノールから6Lのエチルエーテル中への再沈殿により、37.00gの生成物を提供した。
Example A Synthesis of MAAPBA / DMAPMA-b-NVP Copolymer 155 mg AIBN and 1.93 g (0.0094 mol) 3-methacrylamidophenylboronic acid (MAAPBA) were added to a magnetic stir bar, thermocouple, condenser and SS sparging. Add to a 500 mL 3-neck round bottom flask equipped with a needle. To this was added 3.21 g (0.0188 mol) of N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide (DMAPMA) and 0.50 g (0.00236 mol) of benzyl O-ethylxanthate (BX). A solution in 50 mL of methanol was added. The solution was sparged with argon for 30 minutes and then heated. Separately, a solution of 49.21 g (0.443 mol) N-vinylpyrrolidone (NVP) in 200 mL methanol in a 250 mL addition funnel was sparged with nitrogen for 15 minutes. The dropping funnel was transferred to the reaction flask and the argon sparging needle was changed. The apparatus was maintained under argon back pressure. The flask was heated to 60 ° C. and held at that temperature for 6 hours. The NVP solution was then added dropwise to the flask and the polymerization was maintained at 60 ° C. for an additional 66 hours. The solution was cooled to room temperature and precipitated dropwise into 6 L of stirred ethyl ether. The precipitate was separated by filtration and dried in vacuo at 65 ° C. to provide 38.89 g (71%) of a white solid. Reprecipitation from 200 mL of methanol into 6 L of ethyl ether provided 37.00 g of product.

生成物をプロトンNMR(DMSO−d6)及びGPCにより特性化した。MAAPBAのフェニルプロトンに起因する共鳴を約7.2〜8.0ppmで観測した。DMAPMA共鳴はDMA共鳴から明確に区別することはできなかった。GPCはPLgel RESIporeカラム及び溶剤としてDMF+1.0M LiBrを用い、三重検出(triple detection)でもって行った。Mnは31,000ダルトン(目標=23,300ダルトン)で、多分散が1.09であると評価された。   The product was characterized by proton NMR (DMSO-d6) and GPC. Resonance due to the MAAPBA phenyl proton was observed at about 7.2-8.0 ppm. The DMAPMA resonance could not be clearly distinguished from the DMA resonance. GPC was performed with triple detection using a PLgel RESIpore column and DMF + 1.0 M LiBr as solvent. Mn was estimated to be 31,000 daltons (target = 23,300 daltons) and polydispersity of 1.09.

例B MAAPBA/DMAPMA−b−DMA/MPCコポリマーの合成
148mgのAIBN及び1.84g(0.0090モル)の3−メタクリルアミドフェニルボロン酸(MAAPBA)を、磁気攪拌棒、熱電対、凝縮器及びSSスパージングニードルを装備した500mLの3つ口丸底フラスコに添加した。これに、3.06g(0.0180モル)のN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド(DMAPMA)及び0.50g(0.00225モル)のエチル−α−(O−エチルキサンチル)プロピオネート(EEXP)の50mLのメタノール中の溶液を添加した。この溶液をアルゴンで25分間スパージし、その後、加熱した。別個に、250mLの滴下漏斗中、37.72g(0.380モル)のN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)及び12.48g(0.0423モル)の2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)の150mLのメタノール中の溶液を窒素で15分間スパージした。その滴下漏斗を反応フラスコに移し、アルゴンスパージングニードルを換えた。この装置をアルゴン背圧下に維持した。フラスコを60℃に加熱し、そしてその温度に7時間保持した。次いで、NVP溶液をフラスコに滴下して加え、そして重合を60℃でさらに48時間維持した。この溶液を室温に冷却し、そして6Lの攪拌されているエチルエーテル中に滴下して沈殿させた。沈殿物をろ過により分離し、そして65℃で真空中で乾燥させて、49.05g(88%)の白色固形分を提供した。
Example B Synthesis of MAAPBA / DMAPMA-b-DMA / MPC copolymer 148 mg of AIBN and 1.84 g (0.0090 mol) of 3-methacrylamidophenylboronic acid (MAAPBA) were added to a magnetic stir bar, thermocouple, condenser and To a 500 mL 3-neck round bottom flask equipped with an SS sparging needle. To this, 3.06 g (0.0180 mol) N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide (DMAPMA) and 0.50 g (0.00225 mol) ethyl-α- (O-ethylxanthyl). ) A solution of propionate (EEXP) in 50 mL of methanol was added. The solution was sparged with argon for 25 minutes and then heated. Separately, 150 mL of 37.72 g (0.380 mol) N, N-dimethylacrylamide (DMA) and 12.48 g (0.0423 mol) 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) in a 250 mL addition funnel. Of the solution in methanol was sparged with nitrogen for 15 minutes. The dropping funnel was transferred to the reaction flask and the argon sparging needle was changed. The apparatus was maintained under argon back pressure. The flask was heated to 60 ° C. and held at that temperature for 7 hours. The NVP solution was then added dropwise to the flask and the polymerization was maintained at 60 ° C. for an additional 48 hours. The solution was cooled to room temperature and precipitated dropwise into 6 L of stirred ethyl ether. The precipitate was separated by filtration and dried in vacuo at 65 ° C. to provide 49.05 g (88%) of a white solid.

生成物をプロトンNMR(DMSO−d6)及びGPCにより特性化した。MAAPBAのフェニルプロトンに起因する共鳴を約7.2〜8.0ppmで観測した。DMAPMA共鳴はDMA共鳴から明確に区別することはできなかった。MPC単位に起因する共鳴は3.2ppm(トリメチルアンモニウムプロトン)及び3.6〜4.1ppm(酸素原子に隣接するメチレンプロトン)で観測した。GPCはPLgel RESIporeカラム及び溶剤としてDMF+1.0M LiBrを用い、三重検出(triple detection)でもって行った。ポリマーはカラムから溶離しなかった。   The product was characterized by proton NMR (DMSO-d6) and GPC. Resonance due to the MAAPBA phenyl proton was observed at about 7.2-8.0 ppm. The DMAPMA resonance could not be clearly distinguished from the DMA resonance. Resonances due to MPC units were observed at 3.2 ppm (trimethylammonium proton) and 3.6-4.1 ppm (methylene proton adjacent to the oxygen atom). GPC was performed with triple detection using a PLgel RESIpore column and DMF + 1.0 M LiBr as solvent. The polymer did not elute from the column.

例C−ボロン酸含有ポリマーによるコンタクトレンズのコーティング
バラフィルコンA(Balafilcon A)から形成されるコンタクトレンズを標準製造手順下にキャストしそして加工した。バラフィルコンAは3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルビニルカルバメート、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)、1,3−ビス[4−(ビニルオキシカルボニルオキシ)ブト−1−イル]ポリジメチルシロキサン及びN−ビニルオキシカルボニルアラニンを含むコポリマーである。すべてのバラフィルコンAレンズを、下記のコーティングポリマー(「テスト」グループ)又は300ppmのEDTAを含む標準ボレート緩衝塩類溶液(「対照」グループ)に暴露する前に空気−プラズマ処理した。
Example C-Contact Lens Coating with Boronic Acid Containing Polymer Contact lenses formed from Balafilcon A were cast and processed under standard manufacturing procedures. Barafilcon A is 3- [tris (trimethylsiloxy) silyl] propyl vinyl carbamate, N-vinyl-2-pyrrolidone (NVP), 1,3-bis [4- (vinyloxycarbonyloxy) but-1-yl] poly A copolymer containing dimethylsiloxane and N-vinyloxycarbonylalanine. All Barafilcon A lenses were air-plasma treated prior to exposure to the following coating polymer ("test" group) or standard borate buffered saline solution containing 300 ppm EDTA ("control" group).

主題のポリマーでのコーティングのために、各レンズをポリプロピレン(PP)ブリスター中に入れ、そのポリプロピレン(PP)ブリスターは、300ppmのEDTAを含むボレート緩衝塩類溶液(BBS)中に溶解させた主題のポリマーの100又は250ppm(w/v)溶液3.8mLを含んでいた。ブリスターをシールしそして121℃で30分間オートクレーブ処理した。   For coating with the subject polymer, each lens was placed in a polypropylene (PP) blister, which was dissolved in a borate buffered saline solution (BBS) containing 300 ppm EDTA. 3.8 mL of 100 or 250 ppm (w / v) solution. The blister was sealed and autoclaved at 121 ° C. for 30 minutes.

表2は幾つかのコーティングされたサンプル及び対照の様々な表面特性を報告する。テストサンプルAを例Aのポリマーでコーティングし、そしてテストサンプルBを例Bのポリマーでコーティングした。原子濃度を下記のとおりにXPSによって決定した。   Table 2 reports the various surface properties of several coated samples and controls. Test sample A was coated with the polymer of example A and test sample B was coated with the polymer of example B. Atomic concentrations were determined by XPS as follows.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

X−線光電子分光測定(XPS)分析
XPSデータをPhysical Electronics Quantera SXM走査ESCAマイクロプローブを用いて回収した。この機器は高出力モードで18kV及び100ワット及び低出力モードで15kV及び0.25ワット/ミクロンで操作される単色Alアノードを用いている。すべての高出力での獲得では、1400ミクロン×100ミクロン分析領域をラスターした。2重ビーム中性化(イオン及び電子)を用いる。機器のベース圧力は5×10−10トルであり、そして操作の間に、圧力は1×10−7トル以下であった。この機器はFATモードで操作される半球アナライザーを利用した。信号スループットを増加させるためにガーゼレンズ(gauze lens)を半球アナライザーに接続した。炭素1s光電子の非弾性平均自由行程が35Åであると仮定すると、サンプリング角45でのこの機器のサンプリング深さの実測値は約75Åである。XPSのサンプリング深さの支配式は:
θλsin3=d
(式中、dはサンプリング深さであり、λは光電子非弾性平均自由行程であり、そしてθはサンプル表面とアナライザーの軸との間に形成される角度である)である。各試料を低解像度調査スペクトル(0〜1100eV)を用いて分析して、サンプル表面上に存在する元素を特定した。元素組成の定量化は、光電子ピーク領域の積分によって行った。分析器送信、光電子断面及び源角度補正を考慮に入れて、正確な原子濃度値を与えた。
X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Analysis XPS data was collected using a Physical Electronics Quantera SXM scanning ESCA microprobe. The instrument uses a monochromatic Al anode operated at 18 kV and 100 watts in high power mode and 15 kV and 0.25 watts / micron in low power mode. For all high power acquisitions, the 1400 micron x 100 micron analysis area was rastered. Double beam neutralization (ions and electrons) is used. The base pressure of the instrument was 5 × 10 −10 torr and during operation the pressure was 1 × 10 −7 torr or less. This instrument utilized a hemisphere analyzer operated in FAT mode. A gauze lens was connected to the hemisphere analyzer to increase the signal throughput. Assuming that the inelastic mean free path of carbon 1s photoelectrons is 35 mm, the measured sampling depth of this instrument at sampling angle 45 is about 75 mm. The governing equation for the XPS sampling depth is:
θλsin3 = d
(Where d is the sampling depth, λ is the photoelectron inelastic mean free path, and θ is the angle formed between the sample surface and the axis of the analyzer). Each sample was analyzed using a low resolution survey spectrum (0-1100 eV) to identify elements present on the sample surface. The elemental composition was quantified by integrating the photoelectron peak region. Accurate atomic concentration values were given taking into account analyzer transmission, photoelectron cross-section and source angle correction.

例D:DMA−b−DMAPMA/MAAPBA/DMAの合成
0.033gのAIBN(RAFT剤の量を基準として20モル%)、0.354g(0.0010モル)の2−(ドデシルチオカルボニルチオ)プロパン酸、20.0g(0.202モル)の蒸留されたN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)及び80mLのジオキサンを、磁気攪拌棒、滴下漏斗及び熱電対を含む500mLの3つ口丸底フラスコに添加した。滴下漏斗に、1.37g(0.0081モル)の脱阻害されかつ蒸留されたN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド(DMAPMA)、0.83g(0.0040モル)の3−メタクリルアミドフェニルボロン酸(MAAPBA)及び1.20g(0.121モル)の蒸留されたN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)の30mLジオキサン中の溶液を装填した。両方の溶液を少なくとも30分間個々に窒素でスパージし、その後、加熱し、次いで、反応の間、窒素ブランケット下に維持した。反応物を60℃に加熱した。2.75時間後に、滴下漏斗の内容物を反応フラスコに添加した。12時間の合計加熱時間の後に加熱を止め、その時点で、冷却された溶液を6Lの機械的に攪拌されたエチルエーテルに滴下して加えた。沈殿物を真空ろ過によって分離した。固形分を真空下に40℃で最低18時間乾燥し、22.55gの薄い黄色の固形分を提供した。
Example D: Synthesis of DMA-b-DMAPMA / MAAPBA / DMA 0.033 g AIBN (20 mol% based on the amount of RAFT agent), 0.354 g (0.0010 mol) 2- (dodecylthiocarbonylthio) Propanoic acid, 20.0 g (0.202 mol) of distilled N, N-dimethylacrylamide (DMA) and 80 mL dioxane in a 500 mL 3-neck round bottom flask containing a magnetic stir bar, addition funnel and thermocouple. Added to. To the dropping funnel, 1.37 g (0.0081 mol) of de-inhibited and distilled N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide (DMAPMA), 0.83 g (0.0040 mol) of 3- A solution of methacrylamide phenylboronic acid (MAAPBA) and 1.20 g (0.121 mol) of distilled N, N-dimethylacrylamide (DMA) in 30 mL dioxane was charged. Both solutions were individually sparged with nitrogen for at least 30 minutes, then heated and then kept under a nitrogen blanket during the reaction. The reaction was heated to 60 ° C. After 2.75 hours, the contents of the addition funnel were added to the reaction flask. Heating was stopped after a total heating time of 12 hours, at which point the cooled solution was added dropwise to 6 L of mechanically stirred ethyl ether. The precipitate was separated by vacuum filtration. The solid was dried under vacuum at 40 ° C. for a minimum of 18 hours to provide 22.55 g of a light yellow solid.

RAFT末端基を除去するために、0.53g(0.0032モル)のAIBNを含む100mLの2−プロパノール中にコポリマーを溶解させた。溶液を窒素で1時間スパージし、その後、窒素ブランケット下に12時間80℃で加熱した。冷却された溶液を6Lの機械的に攪拌されたエチルエーテルに滴下して加えることにより沈殿させた。白色固形分を真空ろ過によって回収し、85℃で真空乾燥し、18.75gの生成物を提供した。
*注:この重合により、ブロックコポリマー、PDMA−ブロック−(DMAPMA/MAAPBA/DMA)を生じ、ここで、第二のブロックは、実際には、DMAPMA、MAAPBA及びDMAの添加時に重合していなかった残りのDMAの統計共重合体である。それゆえ、第二のブロックは組成的に不均一である。第二のブロックとして統計共重合体又は組成的に不均一なブロックを生じる重合体も本発明による反応性セグメント化ブロックコポリマーであると考えられる。
To remove the RAFT end groups, the copolymer was dissolved in 100 mL of 2-propanol containing 0.53 g (0.0032 mol) of AIBN. The solution was sparged with nitrogen for 1 hour and then heated at 80 ° C. for 12 hours under a nitrogen blanket. The cooled solution was precipitated by adding dropwise to 6 L of mechanically stirred ethyl ether. The white solid was collected by vacuum filtration and vacuum dried at 85 ° C. to provide 18.75 g of product.
* Note: This polymerization yields a block copolymer, PDMA-block- (DMAPMA / MAAPBA / DMA), where the second block was not actually polymerized upon addition of DMAPMA, MAAPBA and DMA. The remaining DMA statistical copolymer. Therefore, the second block is compositionally non-uniform. Statistical copolymers or polymers that produce compositionally heterogeneous blocks as the second block are also considered reactive segmented block copolymers according to the present invention.

生成物をプロトンNMR(メタノール−d4)、GPC、カールフィッシャー及び元素分析により特性化した。MAAPBAのフェニルプロトンに起因する共鳴を約7.1〜7.8ppmで観測した。DMAPMA共鳴はDMA共鳴から明確に区別することができなかった。GPCは0.01Mの硝酸リチウムを含むDMF中で35℃で行った。カラムセットはPolymer Standards Servicesから入手される3本の8mm×300mmのGRAM リニアM カラムからなった。狭いMwのPMMA参照標準品を検量に用いた。主要ピークではMnが17,900(目標=23,200)で、多分散が1.8であった。元素分析の結果は以下のとおりであった。   The product was characterized by proton NMR (methanol-d4), GPC, Karl Fischer and elemental analysis. Resonance due to the MAAPBA phenyl proton was observed at about 7.1 to 7.8 ppm. The DMAPMA resonance could not be clearly distinguished from the DMA resonance. GPC was performed at 35 ° C. in DMF containing 0.01 M lithium nitrate. The column set consisted of three 8 mm x 300 mm GRAM linear M columns obtained from Polymer Standards Services. A narrow Mw PMMA reference standard was used for calibration. The main peak had an Mn of 17,900 (target = 23,200) and a polydispersity of 1.8. The results of elemental analysis were as follows.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

例F:ポリDMA−b−DMAPMA/MAAPBA/DMAによるコンタクトレンズのコーティング
バラフィルコンA(Balafilcon A)から形成されるコンタクトレンズを標準製造手順下にキャストしそして加工した。すべてのバラフィルコンレンズを、コーティングポリマー(「テスト」グループ)又は300ppmのEDTAを含む標準ボレート緩衝塩類溶液(BBS)に暴露する前に空気−プラズマ処理した。
Example F: Contact Lens Coating with Poly DMA-b-DMAPMA / MAAPBA / DMA Contact lenses formed from Balafilcon A were cast and processed under standard manufacturing procedures. All rosefilcon lenses were air-plasma treated prior to exposure to coating polymer ("test" group) or standard borate buffered saline solution (BBS) containing 300 ppm EDTA.

主題のポリマーでのコーティングのために、各レンズをポリプロピレン(PP)ブリスター中に入れ、そのポリプロピレン(PP)ブリスターは、300ppmのEDTAを含むBBS中に溶解させた主題のポリマーの500ppm(w/v)溶液3.8mLを含んでいた。レンズブリスターをシールしそして121℃で30分間オートクレーブ処理した。   For coating with the subject polymer, each lens is placed in a polypropylene (PP) blister, which is 500 ppm (w / v) of the subject polymer dissolved in BBS containing 300 ppm EDTA. ) Contained 3.8 mL of solution. The lens blister was sealed and autoclaved at 121 ° C. for 30 minutes.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

例G:各ブロックのMwが様々である(CRPによるMwの制御を示す)GMA−b−DMAコポリマーのマトリックスの合成 Example G: Synthesis of a matrix of GMA-b-DMA copolymer with varying Mw for each block (indicating control of Mw by CRP)

Figure 2011508908
Figure 2011508908

*注:すべての反応を上記の表に示す量を用いて同様に行った。
反応2748−114は使用される手順の例として下記に記載される。
250ml丸底フラスコ中に350mg(0.97ミリモル)のS−1−ドデシル−S−(α,α’−ジメチル−α”−酢酸)トリチオカーボネート及び33mgのAIBNを計量した。20ml(194ミリモル)のN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)及び60mlのジオキサンをフラスコに添加し、セプタムでフラスコをシールし、その後、アルゴンでパージし、脱酸素を30分間行った。フラスコをオイルバス(50℃)中に6.0時間入れた。別個の容器において、2.0ml(14.66ミリモル)のグリシジルメタクリレート(GMA)をアルゴンで30分間バブリングし、その後、6.0時間後にフラスコに添加した。*注:GMA添加の直前に小アリコートをフラスコから取り出し、そしてジエチルエーテル中で沈殿させた。反応をGMA添加の15時間後(19.5時間の総反応時間)で止めた。最終生成物を反応混合物からジエチルエーテル中に沈殿させた。
* Note: All reactions were performed in the same manner using the amounts shown in the table above.
Reactions 2748-114 are described below as examples of procedures used.
350 mg (0.97 mmol) of S-1-dodecyl-S- (α, α′-dimethyl-α ″ -acetic acid) trithiocarbonate and 33 mg of AIBN were weighed into a 250 ml round bottom flask. 20 ml (194 mmol). ) N, N-dimethylacrylamide (DMA) and 60 ml dioxane were added to the flask, the flask was sealed with a septum and then purged with argon and deoxygenated for 30 minutes. In a separate container, 2.0 ml (14.66 mmol) of glycidyl methacrylate (GMA) was bubbled with argon for 30 minutes and then added to the flask after 6.0 hours. * Note: A small aliquot is removed from the flask just prior to GMA addition and precipitated in diethyl ether The reaction was stopped 15 hours after the addition of GMA (19.5 hours total reaction time) The final product was precipitated from the reaction mixture into diethyl ether.

第一の沈殿物及びDMAとGMAとのブロックコポリマーの両方を、プロトンNMR(CDCl)及びGPCによって特性化した。GPCはGMAブロックの付加の後により短い時間(より高いMw)へと溶離ピークがシフトしたことを示している。さらに、ブロックコポリマーのNMRスペクトルは、3.7ppm及び4.3ppmにグリシドールメタクリレートに起因するピークを示す。DMFを溶離剤として用い、PMMA標品及びPVP標品の両方を検量剤として用いたこれらのポリマーのGPCデータを下記に示す。Mwの傾向は同じであるが、PMMA標品はMwがポリDMAに対して理論的に期待される値にずっと近いことを示す。 Both the first precipitate and the block copolymer of DMA and GMA were characterized by proton NMR (CDCl 3 ) and GPC. GPC shows that the elution peak shifted to a shorter time (higher Mw) after addition of the GMA block. Further, the NMR spectrum of the block copolymer shows peaks attributed to glycidol methacrylate at 3.7 ppm and 4.3 ppm. The GPC data for these polymers using DMF as the eluent and both PMMA and PVP standards as calibrators is shown below. Although the trend of Mw is the same, the PMMA standard shows that Mw is much closer to the theoretically expected value for poly DMA.

Figure 2011508908
Figure 2011508908

例H:DMA−b−TMAQPMAの合成
350mg(0.97ミリモル)のS−1−ドデシル−S−(α,α’−ジメチル−α”−酢酸)トリチオカーボネート及び35mgのAIBNを250ml丸底フラスコに計量した。10ml(97ミリモル)のN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)及び30mlのジオキサンをフラスコに添加し、フラスコをセプタムでシールしそしてアルゴンでパージし、30分間脱酸素した。フラスコをオイルバス(50℃)に6.0時間入れた。別個の容器において、2.52g(14.8ミリモル)のN,N―ジメチルアミノプロピルメタクリレート(DMAPMA)をアルゴンで30分間バブリングし、その後、6.0時間後にフラスコに添加した。*注:DMAPMA添加の直前にフラスコから小アリコートを取り出し、ジエチルエーテル中に沈殿させた。添加から16時間後に反応を止めた(22時間の総反応時間)。最終生成物を反応混合物からジエチルエーテル中に沈殿させた。
Example H: Synthesis of DMA-b-TMAQPMA 250 ml round bottom of 350 mg (0.97 mmol) S-1-dodecyl-S- (α, α′-dimethyl-α ″ -acetic acid) trithiocarbonate and 35 mg AIBN Weighed into flask: 10 ml (97 mmol) N, N-dimethylacrylamide (DMA) and 30 ml dioxane were added to the flask, the flask was sealed with a septum and purged with argon and deoxygenated for 30 minutes. Placed in an oil bath (50 ° C.) for 6.0 hours In a separate vessel, 2.52 g (14.8 mmol) N, N-dimethylaminopropyl methacrylate (DMAPMA) was bubbled with argon for 30 minutes, then Added to flask after 6.0 hours * Note: from flask just before DMAPMA addition Aliquots were removed and precipitated into diethyl ether. (Total reaction time of 22 hours) stopping the reaction after 16 hours from the addition. The final product was precipitated into diethyl ether from the reaction mixture.

第一の沈殿物及びDMAとDMAPMAとのブロックコポリマーの両方をプロトンNMR(CDCl)及びGPCにより特性化した。GPCはDMAPMAブロックの付加の後により短い時間(より高いMw)に溶離ピークがシフトしていることを示す(MnはPMMA標品を用いて11,000ダルトンから12,000ダルトンにシフトする)。さらに、NMRスペクトルにおいて、DMAPMA共鳴はDMA共鳴から明確に区別することができなかった。しかしながら、N−メチル共鳴の影響は2.2ppm付近で見ることができた(ピークの形状が変化した)。 Both the first precipitate and the block copolymer of DMA and DMAPMA were characterized by proton NMR (CDCl 3 ) and GPC. GPC shows that the elution peak shifts in a shorter time (higher Mw) after addition of the DMAPMA block (Mn shifts from 11,000 to 12,000 daltons using PMMA standards). Furthermore, in the NMR spectrum, DMAPMA resonance could not be clearly distinguished from DMA resonance. However, the influence of N-methyl resonance could be seen around 2.2 ppm (the peak shape changed).

第二の第四級化工程において、上記の沈殿した乾燥したポリマー2gを、15mLのN,N−ジメチルホルムアミド中に溶解させた。この溶液に、1.0mLのヨードメタン(理論過剰量)を添加した。反応物を一晩攪拌し、ロータリーエバポレータで濃縮し、その後、メタノール中に溶解させ、そしてジエチルエーテル中に沈殿させた。この反応により、ブロックコポリマーDMA−b−TMAQPMAが生じた。*TMAPQMA=トリメチルアミノクワットプロピルメタクリレートである。   In the second quaternization step, 2 g of the precipitated dried polymer was dissolved in 15 mL of N, N-dimethylformamide. To this solution was added 1.0 mL iodomethane (theoretical excess). The reaction was stirred overnight, concentrated on a rotary evaporator, then dissolved in methanol and precipitated into diethyl ether. This reaction yielded the block copolymer DMA-b-TMAQPMA. * TMAPQMA = trimethylaminoquat propyl methacrylate.

例I:DMA−b−MAAの合成
350mg(0.97ミリモル)のS−1−ドデシル−S−(α,α’−ジメチル−α”−酢酸)トリチオカーボネート及び35mgのAIBNを250ml丸底フラスコに計量した。10ml(97ミリモル)のN,N−ジメチルアクリルアミド(DMA)及び30mlのジオキサンをフラスコに添加し、フラスコをセプタムでシールしそしてアルゴンでパージし、30分間脱酸素した。フラスコをオイルバス(50℃)に6.0時間入れた。別個の容器において、2.31g(14.6ミリモル)のトリメチルシリルメタクリレート(TMS−MA)をアルゴンで30分間バブリングし、その後、6.0時間後にフラスコに添加した。*注:TMS−MA添加の直前にフラスコから小アリコートを取り出し、ジエチルエーテル中に沈殿させた。添加から16時間後に反応を止めた(22時間の総反応時間)。最終生成物を反応混合物からジエチルエーテル中に沈殿させた。
Example I: Synthesis of DMA-b-MAA 250 ml round bottom of 350 mg (0.97 mmol) S-1-dodecyl-S- (α, α′-dimethyl-α ″ -acetic acid) trithiocarbonate and 35 mg AIBN Weighed into flask: 10 ml (97 mmol) N, N-dimethylacrylamide (DMA) and 30 ml dioxane were added to the flask, the flask was sealed with a septum and purged with argon and deoxygenated for 30 minutes. Placed in an oil bath (50 ° C.) for 6.0 hours In a separate vessel, 2.31 g (14.6 mmol) of trimethylsilyl methacrylate (TMS-MA) was bubbled with argon for 30 minutes, then 6.0 hours Later added to flask * Note: Remove small aliquot from flask just before TMS-MA addition It precipitated into diethyl ether. (Total reaction time of 22 hours) stopping the reaction after 16 hours from the addition. The final product was precipitated into diethyl ether from the reaction mixture.

第一の沈殿物及びDMAとTMS−MAとのブロックコポリマーの両方をプロトンNMR(CDCl)及びGPCにより特性化した。GPCはTMS−MAブロックの付加の後により短い時間(より高いMw)に溶離ピークがシフトしていることを示す。さらに、NMRスペクトルは、トリメチルシリル単位による0ppmでのプロトン共鳴を含んだ。 Both block copolymers of the first precipitate and DMA and TMS-MA was characterized by proton NMR (CDCl 3) and GPC. GPC shows that the elution peak shifts in a shorter time (higher Mw) after addition of the TMS-MA block. In addition, the NMR spectrum contained proton resonances at 0 ppm due to trimethylsilyl units.

第二の脱保護工程において、上記の沈殿した乾燥したポリマー3gを、20mLのジオキサン、1.0mLの水及び1.0mLの氷酢酸中に溶解させた。反応混合物を50℃で2時間攪拌し、ロータリーエバポレータで濃縮し、そしてジエチルエーテル中で沈殿させた。この反応により、ブロックコポリマーDMA−b−MAAが生じた。   In the second deprotection step, 3 g of the precipitated dried polymer was dissolved in 20 mL dioxane, 1.0 mL water and 1.0 mL glacial acetic acid. The reaction mixture was stirred at 50 ° C. for 2 hours, concentrated on a rotary evaporator and precipitated in diethyl ether. This reaction yielded the block copolymer DMA-b-MAA.

本明細書中において、本発明のある特定の構造及び組成を示しそして記載してきたが、根本的な本発明の概念の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更がなされてよいこと、そして添付の特許請求の範囲によって示される場合を除いて、本明細書に示しそして記載した特定の構造に本発明が限定されないことは当業者に明らかであろう。   Although certain structures and compositions of the present invention have been shown and described herein, various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the underlying inventive concept and It will be apparent to one skilled in the art that the invention is not limited to the specific structures shown and described herein, except as otherwise indicated by the following claims.

Claims (37)

メディカルデバイスの少なくとも1つの表面上に相互作用官能性を備えた少なくとも1種の基を有するメディカルデバイスを提供すること、
前記メディカルデバイスの表面官能性を備えた前記少なくとも1種の基と相補的な反応性を有する、親水性ブロック及び化学結合性単位ブロックを含む相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含む、表面変性剤を提供すること、
前記メディカルデバイスの相互作用官能性を有する前記少なくとも1つの表面と、前記表面変性剤とを接触させること、及び、
前記デバイスの表面及び表面変性剤を、前記デバイスの表面と前記表面変性剤との間に、静電相互作用、イオン性相互作用、錯体形成相互作用又は水素結合相互作用からなる群より選ばれる化学相互作用を形成するのに適する反応条件下に付し、表面変性されたメディカルデバイスを形成すること、
を含む、表面変性されたメディカルデバイスを形成する方法。
Providing a medical device having at least one group with interactive functionality on at least one surface of the medical device;
A surface modifier comprising an interactive segmented block copolymer comprising a hydrophilic block and a chemically binding unit block having a reactivity complementary to the at least one group with surface functionality of the medical device. Providing,
Contacting the at least one surface with interactive functionality of the medical device with the surface modifier; and
A chemistry selected from the group consisting of electrostatic interaction, ionic interaction, complexation interaction or hydrogen bonding interaction between the device surface and the surface modifying agent between the device surface and the surface modifying agent. Subject to reaction conditions suitable to form an interaction to form a surface-modified medical device;
A method of forming a surface-modified medical device comprising:
前記メディカルデバイスはケイ素含有モノマーを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the medical device comprises a silicon-containing monomer. 前記ケイ素含有モノマーは、ケイ素含有ビニルカーボネート、ケイ素含有ビニルカルバメート、1つ以上のハード−ソフト−ハードブロックを有しかつ親水性モノマーでエンドキャップされたポリウレタン−ポリシロキサン、フマレート含有ケイ素含有モノマー、分子の2つ以上の末端が不飽和基でキャップされたポリ(オルガノシロキサン)、ポリウレタン−ポリシロキサンマクロモノマー及びそれらの混合物からなる群より選ばれるケイ素含有モノマーを含む、請求項2記載の方法。   The silicon-containing monomer is a silicon-containing vinyl carbonate, a silicon-containing vinyl carbamate, a polyurethane-polysiloxane having one or more hard-soft-hard blocks and end-capped with a hydrophilic monomer, a fumarate-containing silicon-containing monomer, a molecule The method of claim 2 comprising a silicon-containing monomer selected from the group consisting of poly (organosiloxane) capped with two or more ends of the unsaturated group, a polyurethane-polysiloxane macromonomer, and mixtures thereof. 前記メディカルデバイスは共重合されるべきバルクモノマー混合物として、5〜50質量%の1種以上のケイ素含有マクロモノマー、5〜75質量%の1種以上のポリシロキサニルアルキル(メタ)アクリルモノマー、及び、10〜50質量%の親水性モノマーを含む、請求項2記載の方法。   The medical device comprises, as a bulk monomer mixture to be copolymerized, 5 to 50% by weight of one or more silicon-containing macromonomers, 5 to 75% by weight of one or more polysiloxanylalkyl (meth) acrylic monomers, And the method of Claim 2 containing 10-50 mass% hydrophilic monomer. 前記メディカルデバイスは共重合されるべきバルクモノマー混合物として、10〜25質量%の1種以上のケイ素含有マクロモノマー、30〜60質量%の1種以上のポリシロキサニルアルキル(メタ)アクリルモノマー、及び、20〜40質量%の親水性モノマーを含む、請求項2記載の方法。   The medical device comprises 10-25% by weight of one or more silicon-containing macromonomers, 30-60% by weight of one or more polysiloxanylalkyl (meth) acrylic monomers as a bulk monomer mixture to be copolymerized, And the method of Claim 2 containing 20-40 mass% hydrophilic monomer. 前記メディカルデバイスはヒドロゲル材料を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the medical device comprises a hydrogel material. 前記メディカルデバイスはケイ素含有ヒドロゲル材料を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the medical device comprises a silicon-containing hydrogel material. 前記メディカルデバイスは親水性モノマーと共重合したビニル官能化ポリジメチルシロキサンを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the medical device comprises a vinyl functionalized polydimethylsiloxane copolymerized with a hydrophilic monomer. 前記メディカルデバイスはフッ素化モノマーを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the medical device comprises a fluorinated monomer. 前記メディカルデバイスは親水性モノマーと共重合したメタクリレート官能化フッ素化ポリエチレンオキシドを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the medical device comprises a methacrylate functionalized fluorinated polyethylene oxide copolymerized with a hydrophilic monomer. 前記メディカルデバイスは、心臓弁、眼内レンズ、眼内レンズインサーター、コンタクトレンズ、子宮内デバイス、血管置換物、人工尿管、血管ステント、有水晶体眼内レンズ、無水晶体眼内レンズ、角膜インプラント、カテーテル、インプラント及び人工乳房組織からなる群より選ばれる、請求項1記載の方法。   The medical device includes a heart valve, an intraocular lens, an intraocular lens inserter, a contact lens, an intrauterine device, a blood vessel replacement, an artificial ureter, a vascular stent, a phakic intraocular lens, an aphakic intraocular lens, and a corneal implant The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of: a catheter, an implant, and an artificial breast tissue. 形成されるメディカルデバイスはソフトコンタクトレンズである、請求項11記載の方法。   The method of claim 11, wherein the formed medical device is a soft contact lens. 前記メディカルデバイスはケイ素含有ヒドロゲルコンタクトレンズ材料である、請求項12記載の方法。   The method of claim 12, wherein the medical device is a silicon-containing hydrogel contact lens material. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、スチレンボロン酸、3−メタクリルアミドスチレンボロン酸、トリメチル、2−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸塩、3−メタクリルアミドプロピル−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩、2−メタクリロイルオキシエチル−N,N,N−トリメチルアンモニウム塩及びアミン含有モノマー、たとえば、3−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチルアミンからなる群より選ばれる化学結合性単位モノマーを有する、請求項1記載の方法。   The interactive segmented block copolymer includes styrene boronic acid, 3-methacrylamide styrene boronic acid, trimethyl, 2-methacryloyloxyethyl sulfonate, 3-methacrylamidopropyl-N, N, N-trimethylammonium salt, 2 A methacryloyloxyethyl-N, N, N-trimethylammonium salt and an amine-containing monomer, for example, a chemical bonding unit monomer selected from the group consisting of 3-methacrylamideamidopropyl-N, N-dimethylamine. The method described. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリルアミド、アクリルアミド、N,N’−ジメチルメタクリルアミド、N,N’−ジメチルアクリルアミド、エチレン系不飽和ポリ(アルキレンオキシド)、環状ラクタム、N−ビニル−2−ピロリドン、親水性ビニルカーボネート、親水性ビニルカルバメートモノマー、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、グリセリル(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール(メタ)アクリレート)、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、N−ビニルアセトアミド、それらのコポリマー、誘導体及び組み合わせからなる群より選ばれる親水性単位モノマーを有する、請求項1記載の方法。   The interactive segmented block copolymer is composed of 2-hydroxyethyl methacrylate, glycerol methacrylate, methacrylic acid, acrylic acid, methacrylamide, acrylamide, N, N′-dimethylmethacrylamide, N, N′-dimethylacrylamide, ethylene Saturated poly (alkylene oxide), cyclic lactam, N-vinyl-2-pyrrolidone, hydrophilic vinyl carbonate, hydrophilic vinyl carbamate monomer, 2-hydroxyethyl acrylate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, glyceryl (Meth) acrylate, poly (ethylene glycol (meth) acrylate), tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, N-vinylacetamide, copolymers, derivatives and combinations thereof Ranaru having hydrophilic units monomers selected from the group The method of claim 1, wherein. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは下記一般式(I)
−[(A)−[(B)−X (I)
(上式中、Rは原子移動ラジカル重合のための開始剤として作用することができる部分の反応性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Xは原子移動ラジカル重合のための開始剤のハロゲンキャッピング基又は誘導反応生成物である)を有する、請求項1記載の方法。
The interactive segmented block copolymer has the following general formula (I)
R 1 - [(A) m ] p - [(B) n] q -X (I)
(Wherein R 1 is a reactive residue of a moiety that can act as an initiator for atom transfer radical polymerization, A is a chemical bonding unit block, and B is a hydrophilic unit block. , M is 1 to 10,000, n is 1 to 10,000, p and q are natural numbers, and X is a halogen capping group or derivative reaction product of an initiator for atom transfer radical polymerization. The method of claim 1, comprising:
前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは下記一般式(II)
−[(A)−[(B)−R (II)
(上式中、RはRAFT剤又はフリーラジカル開始剤のラジカル形成性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Rは連鎖移動剤のチオカルボニルフラグメント又は誘導反応生成物である)を有する、請求項1記載の方法。
The interactive segmented block copolymer has the following general formula (II)
R 1 - [(A) m ] p - [(B) n] q -R 2 (II)
(In the above formula, R 1 is a radical-forming residue of a RAFT agent or a free radical initiator, A is a chemical bonding unit block, B is a hydrophilic unit block, and m is 1 to 10,000. And n is from 1 to 10,000, p and q are natural numbers, and R 2 is a thiocarbonyl fragment of a chain transfer agent or an induced reaction product).
前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは下記一般式(III)
−[(B)−[(A)−R −[(A)−[(B)−R
(III)
(上式中、RはRAFT剤又はフリーラジカル開始剤のラジカル形成性残基であり、Aは化学結合性単位ブロックであり、Bは親水性単位ブロックであり、mは1〜10,000であり、nは1〜10,000であり、p及びqは自然数であり、Rはチオカルボニルチオ基である)を有する、請求項1記載の方法。
The interactive segmented block copolymer has the following general formula (III)
R 1 - [(B) n ] q - [(A) m] p -R 2 - [(A) m] p - [(B) n] q -R 1
(III)
(In the above formula, R 1 is a radical-forming residue of a RAFT agent or a free radical initiator, A is a chemical bonding unit block, B is a hydrophilic unit block, and m is 1 to 10,000. And n is from 1 to 10,000, p and q are natural numbers, and R 2 is a thiocarbonylthio group.
前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは1〜約1,000単位含む化学結合性単位を有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the interactive segmented block copolymer has chemically binding units comprising from 1 to about 1,000 units. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは1〜約100単位含む化学結合性単位を有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the interactive segmented block copolymer has chemically binding units comprising from 1 to about 100 units. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは1〜約30単位含む化学結合性単位を有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the interactive segmented block copolymer has chemically binding units comprising from 1 to about 30 units. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは1〜約10,000単位含む親水性ブロックを有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the interactive segmented block copolymer has a hydrophilic block comprising from 1 to about 10,000 units. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは約10〜約1,000単位含む親水性ブロックを有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the interactive segmented block copolymer has a hydrophilic block comprising from about 10 to about 1,000 units. 前記相互作用性セグメント化ブロックコポリマーは約20〜約300単位含む親水性ブロックを有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the interactive segmented block copolymer has a hydrophilic block comprising from about 20 to about 300 units. メディカルデバイスの少なくとも1つの表面上に反応官能性を備えた少なくとも1種の基を有するメディカルデバイス、及び、
前記メディカルデバイスの表面に適用された、化学結合性単位ブロック及び親水性ブロックを含む相互作用性セグメント化ブロックコポリマーを含み、
前記デバイスの表面と前記表面変性剤との間で静電相互作用、イオン性相互作用、錯体形成相互作用又は水素結合相互作用からなる群より選ばれる化学相互作用が生じ、表面変性されたメディカルデバイスが形成されている、
表面変性されたメディカルデバイス。
A medical device having at least one group with reactive functionality on at least one surface of the medical device; and
An interactive segmented block copolymer comprising a chemically binding unit block and a hydrophilic block applied to the surface of the medical device;
A surface-modified medical device in which a chemical interaction selected from the group consisting of electrostatic interaction, ionic interaction, complex formation interaction or hydrogen bonding interaction occurs between the surface of the device and the surface modifier. Is formed,
Surface-modified medical device.
前記メディカルデバイスは、心臓弁、眼内レンズ、眼内レンズインサーター、コンタクトレンズ、子宮内デバイス、血管置換物、人工尿管、血管ステント、有水晶体眼内レンズ、無水晶体眼内レンズ、角膜インプラント、カテーテル、インプラント及び人工乳房組織からなる群より選ばれる、請求項25記載の表面変性されたメディカルデバイス。   The medical device includes a heart valve, an intraocular lens, an intraocular lens inserter, a contact lens, an intrauterine device, a blood vessel replacement, an artificial ureter, a vascular stent, a phakic intraocular lens, an aphakic intraocular lens, and a corneal implant 26. The surface modified medical device of claim 25, selected from the group consisting of: a catheter, an implant, and an artificial breast tissue. 前記メディカルデバイスは親水性コンタクトレンズである、請求項26記載の表面変性されたメディカルデバイス。   27. The surface modified medical device of claim 26, wherein the medical device is a hydrophilic contact lens. 前記メディカルデバイスはヒドロゲルコンタクトレンズである、請求項26記載の表面変性されたメディカルデバイス。   27. The surface modified medical device of claim 26, wherein the medical device is a hydrogel contact lens. 前記デバイスの表面及び表面変性剤を、前記デバイスの表面と前記表面変性剤との間に共有結合を形成するのに適する反応条件下に付し、表面変性されたメディカルデバイスを形成する工程はオートクレーブ処理条件下に行われる、請求項1記載の方法。   The step of subjecting the surface of the device and the surface modifier to reaction conditions suitable for forming a covalent bond between the surface of the device and the surface modifier to form a surface-modified medical device is an autoclave. The method of claim 1, wherein the method is carried out under processing conditions. 前記デバイス及び表面変性剤を含むパッケージをオートクレーブ処理の工程に付す前に、前記デバイス及び表面変性剤を含むパッケージに蓋材を適用する工程をさらに含む、請求項29記載の方法。   30. The method of claim 29, further comprising applying a lid to the package containing the device and surface modifier prior to subjecting the package containing the device and surface modifier to an autoclaving step. オートクレーブ処理の後に前記表面変性剤を除去し、コーティングされたデバイスをリンスし、貯蔵溶液を提供しそして前記デバイスをさらにオートクレーブ処理して前記デバイスを無菌化する工程をさらに含む、請求項29記載の方法。   30. The method of claim 29, further comprising removing the surface modifier after autoclaving, rinsing the coated device, providing a stock solution and further autoclaving the device to sterilize the device. Method. 前記化学結合性単位ブロック又は親水性ブロックの1つは統計共重合体又は組成的に不均一なブロックである、請求項16記載の方法。   The method of claim 16, wherein one of the chemically binding unit block or the hydrophilic block is a statistical copolymer or a compositionally heterogeneous block. 前記化学結合性単位ブロック又は親水性ブロックの1つは統計共重合体又は組成的に不均一なブロックである、請求項17記載の方法。   The method of claim 17, wherein one of the chemically binding unit block or the hydrophilic block is a statistical copolymer or a compositionally heterogeneous block. 前記化学結合性単位ブロック又は親水性ブロックの1つは統計共重合体又は組成的に不均一なブロックである、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein one of the chemical binding unit block or the hydrophilic block is a statistical copolymer or a compositionally heterogeneous block. 反応性セグメント化ブロックコポリマーは非結合性ブロック、非親水性ブロック及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも1つのブロックをさらに含む、請求項16記載の方法。   The method of claim 16, wherein the reactive segmented block copolymer further comprises at least one block selected from the group consisting of non-binding blocks, non-hydrophilic blocks, and combinations thereof. 反応性セグメント化ブロックコポリマーは非結合性ブロック、非親水性ブロック及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも1つのブロックをさらに含む、請求項17記載の方法。   The method of claim 17, wherein the reactive segmented block copolymer further comprises at least one block selected from the group consisting of non-binding blocks, non-hydrophilic blocks, and combinations thereof. 反応性セグメント化ブロックコポリマーは非結合性ブロック、非親水性ブロック及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも1つのブロックをさらに含む、請求項18記載の方法。   The method of claim 18, wherein the reactive segmented block copolymer further comprises at least one block selected from the group consisting of non-binding blocks, non-hydrophilic blocks, and combinations thereof.
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