JP2017115005A - シリコーンモノマー、シリコーンポリマーおよびそれを用いたメディカルデバイス並びにシリコーンモノマーおよびシリコーンポリマーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上式(1)における具体例は下記式(1a)の通りである。
また、上式(2)における具体例は下記式(2a)の通りである。
Xは酸素原子またはNHを表す。
Yは下記式(a2)の構造のうちのいずれか少なくとも1つを表す。
Lは直鎖状でも分岐状でもよい炭素数1〜10の二価の炭化水素基を表す。
Rbはシロキサニル基を表す。
Rcは直鎖状でも分岐状でもよい炭素数1〜20の含フッ素炭化水素基を表す。
(好ましい構造について)
上記式(a)中、Yは上記式(a2)の構造のうちのいずれか少なくとも1つを表す。
Yはシリコーンモノマーと含フッ素炭化水素基の連結部であるが、かかる連結部は、含フッ素炭化水素基を導入する際の原料となる化合物の官能基が反応して生ずる構造であり、該官能基との反応性から、下記式(a3)で表される構造が好ましく、下記式(a4)で表される構造がより好ましい。
nは0〜10の整数を表す。nは小さすぎると十分な酸素透過性が得られないことがある。一方で、大きすぎると他のモノマーとの相溶性が低下し、透明な重合体を得ることが困難になることがある。したがって、いくつかの実施形態においては、nの下限値は1が好ましく、2がより好ましい。また、nの上限値は6が好ましく、5がより好ましく、4が最も好ましい。下限値と上限値はどれとどれを組み合わせてもよい。さらに、得られるポリマーの物性の再現性を高めるためには、nは分布を有しないことが好ましい。ここで、本発明において、分布を有しないとは、ガスクロマトグラフィー(GC)(FID分析計)で測定できるモノマーの場合はGCで測定した場合の、あるいはGCで測定できない場合は液体クロマトグラフィー(LC)(RIおよび/またはUV検出器)で測定した際の異なるnの値の種々のピークにおいて、最大ピークの比率が80%以上であることを示す。
また、w,x,yおよびzの和は小さすぎると十分な酸素透過性が得られないことがあり、大きすぎると他のモノマーとの相溶性が低下し、透明な重合体を得ることが困難になることがあり、この場合形状回復性が低下してしまうことがある。したがって、いくつかの実施形態においては、w,x,yおよびzの和は3〜8が好ましく、3〜5がより好ましく、3〜4が最も好ましい。さらに、得られるポリマーの物性の再現性を高めるためにはw,x,yおよびzの和は分布を有しないことが好ましい。
(製造方法について)
本発明のモノマーは、一般的な有機合成化学の方法を用いて調製できる。上記式(a)で表されるモノマーの調製方法の例としては、下記式(e)で表される化合物が有するヒドロキシ基に含フッ素炭化水素基を導入する方法が挙げられる。
Zは水素または加水分解可能な基またはアルカリ金属塩となる様な基を表す。加水分解可能な基としては、加水分解性の保護基として知られている基が好ましく、例えばアルキルエステル、トリアルキルシラン、トリチル基などが挙げられる。上記式(e)中において、Zは水素原子が最も好ましい。ある実施形態では、OZに保護基を有するものを用いて、含フッ素炭化水素基の導入の前に脱保護をしてから該反応に供してもよい。
またある実施形態では、OZが部分的にアルカリ金属塩となるような基を含んでいてもよく、脱塩処理を行ってから該反応に供してもよい。アルカリ金属塩となる様な基としては、ONa,OK,OLiなどが挙げられる。
Xは酸素原子またはNHを表す。
Lは直鎖状でも分岐状でもよい炭素数1〜10の二価の炭化水素基を表す。
Rbはシロキサニル基を表す。
(シリコーンポリマーについて)
続いて、本発明のシリコーンポリマーについて説明する。本発明のシリコーンポリマーは、上記したシリコーンモノマーを重合して得られる物であるが、良好な機械物性が得られ、消毒液や洗浄液に対する良好な耐性が得られるという意味で、1分子中に2個以上の共重合可能な炭素‐炭素不飽和結合を有するモノマーを共重合成分として用いることが好ましい。1分子中に2個以上の共重合可能な炭素‐炭素不飽和結合を有するモノマーの共重合比率は、重合原液等の中におけるモノマー成分およびポリマー成分の総量を基準として、0.1質量%以上が好ましく、0.3%質量以上がより好ましく、0.5質量%以上がさらに好ましい。
本発明のシリコーンポリマーは、紫外線吸収剤や色素、着色剤などを含むものでもよい。また重合性基を有する紫外線吸収剤や色素、着色剤を共重合した形で含有してもよい。
(シリコーンポリマーの用途について)
本発明のシリコーンポリマーは、単独で所望の形状に成型して使用できるが、他の材料とブレンドしてから成型することもできる。また、成形品の表面にコーティングを施してもよい。
(表面処理について)
本発明のシリコーンポリマーおよびメディカルデバイスは、種々の方法で改質することができる。用途が眼用レンズであり、かつ内部に親水性ポリマーを含まない場合は、レンズの湿潤性を向上させるために改質処理を行ってもよい。
(評価方法について)
本発明のシリコーンポリマーの酸素透過性に関しては、酸素透過率(Dk/t)が30×10−9(cm mLO2)/(mL sec mmHg)以上が好ましく、50×10−9(cm mLO2)/(mL sec mmHg)以上がより好ましく、80×10−9(cm mLO2)/(mL sec mmHg)以上が最も好ましい。本発明のシリコーンポリマーの酸素透過率は、例えばMOCON社製OX−TRAN2/21を用いてクーロメトリック法により測定することができる。
<測定方法>
本実施例における各種測定は、以下に示す方法で行った。
(1)プロトン核磁気共鳴スペクトル
日本電子社製のEX270型を用いて測定した。溶媒にクロロホルム−dを使用した。
(2)ガスクロマトグラフィー(GC)
島津製作所製GC−18A(FID検出器)を用い、キャピラリーカラムにアジレント社HP−ULTRA2(長さ25m×内径0.32mm×膜厚0.52マイクロメートル)を用いて以下の条件で測定した。
温度プログラム 注入口温度:300℃ 検出器温度:320℃
カラム温度:初期温度50℃(1分)→10℃/分の速度で温度上昇→300℃(14分間保持)(合計40分)
キャリアガス:ヘリウムガス(110kPa)
サンプル調製:1mLの溶媒(酢酸エチル)で希釈した100μLの反応液をサンプルとして用いた。
(3)酸素透過率
MOCON社製OX−TRAN2/21を用いて測定した。35℃の温度下でコンタクトレンズ形状の測定治具を用いてレンズ中央部の面積0.347cm2を測定対象とした。
(4)脂質付着試験(耐脂質汚染性)
測定対象となる球冠形状のコンタクトレンズサンプル10枚を準備した。500mlのビーカーに攪拌子(36mm)を入れ、パルミチン酸メチル1.5gと純水500gを入れた。ウォーターバスの温度を37℃に設定し、前述のビーカーをウォーターバスの中央に置き、マグネチックスターラーで1時間攪拌した。回転速度は600rpmとした。球冠形状(縁部の直径約14mm、厚さ約0.1mm)のコンタクトレンズサンプルを1枚ずつバスケットに入れ、前述のビーカー内に投入し、そのまま攪拌した。1時間後、攪拌を止め、バスケット内のサンプルを40℃の水道水と家庭用液体洗剤(ライオン株式会社製“ママレモン”(登録商標))でこすり洗いした。洗浄後のサンプルを蒸留水が入った12ウェルプラスチックディッシュに入れ、冷蔵庫中で終夜静置した。サンプルの白濁を目視観察し、下記の基準に分類してサンプルへのパルミチン酸メチルの付着の度合いの目安として、耐脂質汚染性の指標とした。
(5)透明性
ホウ酸緩衝液による湿潤状態のサンプルを3枚重ねにして透明性を目視観察し、下記の基準で5段階評価した。
(6)応力ゼロ時間
レンズ中央付近から幅5mm、長さ約1.5cmの短冊状サンプルを切り出し、(株)サン科学製レオメータCR−500DXを用いて測定した。チャック幅5mmにてサンプルを取り付け、速度100mm/分で5mm引っ張った後、このサンプルを同速度で初期長(5mm)まで戻す、というサイクルを3回繰り返した。サンプルを初期長まで戻す2回目の途中で応力がゼロになった時点から3回目の引っ張りサイクル開始後に応力がかかり始めた(応力がゼロでなくなった)時点までの時間の長さを求め、応力ゼロ時間とした。
(7)弾性率・伸度
湿潤状態のコンタクトレンズサンプルから、鉄亜鈴型サンプル(持ち手部分に相当する最も狭い部分の幅が5mm)を切り出し、ABCデジマチックインジケータ(ID−C112、株式会社ミツトヨ製)を用いて厚みを測定し、次にテンシロン(東洋ボールドウィン社製RTM−100、クロスヘッド速度100mm/分)により、弾性率及び伸度を測定し、3枚のレンズの測定結果の平均値を求めた。
(8)濡れ時間
コンタクトレンズサンプルを、室温(25℃)でビーカー中のホウ酸緩衝液中に24時間以上浸漬して試験片とした。試験片とホウ酸緩衝液の入ったビーカーを超音波洗浄器にかけた(1分間)。試験片をホウ酸緩衝液から引き上げ、空中に直径方向が垂直になるように保持した際の表面の様子を目視観察し、表面の液膜の保持時間を測定した。ここで直径とはコンタクトレンズの縁部が形成する円の直径である。
(9)ホウ酸緩衝液
本発明においてホウ酸緩衝液とは、特表2004−517163号公報の実施例1中に記載の「塩溶液」である。具体的には塩化ナトリウム8.48g、ホウ酸9.26g、ホウ酸ナトリウム(四ホウ酸ナトリウム十水和物)1.0g、及びエチレンジアミン四酢酸0.10gを純水に溶かして1000mLとした水溶液である。
<モノマー合成例>
(合成例1)
(合成例2)
(実施例1)
化合物M2を15質量%、大阪有機化学工業製“ビスコート” (登録商標) 3Fを74.9質量%、東京化成工業株式会社製1,6−ビス(アクリロイルオキシ)−2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロヘキサンを2質量%、東京化成工業株式会社製 アクリル酸1H,1H−ペンタデカフルオロ−n−オクチルを8質量%としてガラス製スクリューキャップに秤量し、光開始剤としてBASF製イルガキュア819を0.5質量%、tert−アミルアルコール10質量%をさらに加えてよく撹拌した。この溶液を窒素ガス環境下のグローブボックス中で、球冠状のコンタクトレンズ形状を作成するための透明樹脂(フロントカーブ側:ゼオノア、ベースカーブ側:ポリプロピレン)製モールドの空隙にモノマー混合物を注入し、光照射(フィリップスTL03、1.6mW/cm2、15分間)して硬化させることによりレンズを得た。得られたレンズをモールドから剥離し、2−プロパノールに70℃で60分間浸漬することにより残存モノマーなどの不純物を抽出した。風乾して2−プロパノールを除いた後、国際公開第2011/102356号公報の実施例19に記載の方法に従って表面処理を施した後、サンプルを5mLバイアル瓶中のホウ酸緩衝液(pH7.1〜7.3)中に沈め、バイアル瓶をオートクレーブに入れて120℃で30分間煮沸した。
得られたレンズの評価は良好であった。
(実施例2)
化合物M2の代わりに化合物M4を用いた以外は実施例1と同様にしてサンプルを作成した。得られたレンズの評価は良好であった。
(実施例3)
化合物M4の量を30質量%、ビスコート3Fの量を59.9質量%にした以外は実施例2と同様にしてサンプルを作成した。得られたレンズの評価は良好であった。
耐脂質汚染性に優れ、十分な酸素透過性を有し、透明で柔らかく形状回復性の良いレンズが得られた。
Claims (10)
- 請求項1〜4のいずれか一項記載のシリコーンモノマー由来の構造単位を含むシリコーンポリマー。
- 前記1〜4のいずれか一項記載のシリコーンモノマー由来の構造単位を含むメディカルデバイス。
- 眼用レンズである請求項6記載のメディカルデバイス。
- コンタクトレンズである請求項7記載の眼用レンズ。
- 請求項9記載の製造方法において得られたシリコーンモノマーを重合して得られる、シリコーンポリマーの製造方法。
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