JP2022514817A - 選択的に濡れやすい、酸素透過性のレンズ - Google Patents

選択的に濡れやすい、酸素透過性のレンズ Download PDF

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Abstract

コンタクトレンズは、本体全体に分布する少なくとも１つの双性イオンを含む少なくともいくつかのシリコーンモノマーユニットを含む複数のモノマーを有する本体を含む。コンタクトレンズは、前面と後面を含み、少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーは、後面またはその間の点よりも前面に最も近い濃度で存在することができる。コンタクトレンズは、少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーを含むポリマー混合物をキャストすることによって形成することができる。

Description

正視は、視聴者が近距離と遠距離の両方で物体をはっきりと見る視覚の状態である。角膜と水晶体は、眼に入る光を網膜の中央領域に集合的に集束させる。角膜と水晶体の集合的な屈折力が網膜の中央部分に正確に光を集中させると、正視が達成される。
近視は、視聴者の近くにある物体ははっきりと見えるが、視聴者から離れている物体は次第にぼやけていく視力状態である。近視（myopia）は近視（nearsighted）と呼ばれることがある。近視は、複数の要因によって引き起こされる可能性がある。近視の多くの症例の重要な要因には、眼軸長が長くなっていることが含まれる。近視は、集束光の焦点が網膜の前に形成されるときに発生する。言い換えれば、光線は網膜の手前に焦点を結ぶ。
眼の軸方向の長さによって影響を受ける別の状態は遠視である。この状態では、視聴者は遠くにある物体をはっきりと見ることができるが、視聴者に近い物体は徐々にぼやける。この状態は複数の要因によっても引き起こされる可能性があるが、集束光が網膜の後ろで焦点を結ぶ場合、人は遠視になる。
眼の軸方向の長さは、子供が年をとるにつれて長くなる。若者が青年期に入ると、一般的に眼は成長を停止し、眼の軸方向の長さはより永続的になる。したがって、子供の青年期に眼軸長の成長を制御できれば、子供の成人期に近視または遠視を軽減または排除することができる。
コンタクトレンズの一貫した着用と使用は、特に子供において、使用中にユーザが経験する快適さに依存する。多くの場合、コンタクトレンズは乾燥し、ユーザのまぶたを刺激し、および／またはユーザの眼への十分な酸素を妨げる。したがって、コンタクトレンズベースのソリューションは、使用中の快適さを維持する必要がある。
開示されたシステムおよび方法の様々な特徴、特性、および利点を説明するために、いくつかの代表的な実施形態を提供する。一実施形態に関連して説明される特徴、特性、利点などは、別個に、または他の実施形態に関連して説明される他の特徴との様々な組み合わせおよびサブコンビネーションで使用できることが理解される。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つのシリコーンモノマーを含む。この例によれば、シリコーンモノマーは少なくとも１つの双性イオン基を含み、組成物は０．１～９質量％のシリコーンである。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つのシリコーンモノマーを含み、シリコーンモノマーは、単一の双性イオン基を有することができ、組成物は、０．１～９質量％のシリコーンであり得る。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は少なくとも１つのシリコーンモノマーを含み、シリコーンモノマーは単一の双性イオン基を有することができ、組成物は０．１～９質量％のシリコーンであり得る。１つの例示的な実施形態によれば、双性イオン基は、ホスホリルコリンを含む。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つのシリコーンモノマーを含み、シリコーンモノマーは、少なくとも１つの双性イオン基を含み、組成物は、０．１～９質量％のシリコーンである。一例示的な実施形態によれば、組成物の緩和率は、５．５％未満である。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、シリコーンモノマーが少なくとも１つの双性イオン基を含み、組成物が０．１～９質量％のシリコーンモノマーを含む、少なくとも１つのシリコーンモノマーを含む。一例示的な実施形態によれば、緩和率は４．０％未満である。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つの双性イオン性シリコーンモノマーおよびシリコーンモノマーを含み、組成物は、シリコーンモノマーの０．１～９質量％を含む。１つの例示的な実施形態によれば、組成物の動摩擦は４０ｍＮ未満である。１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つのシリコーンモノマーを含み、シリコーンモノマーは、少なくとも１つの双性イオン基を含み、組成物は、０．１～９質量％のシリコーンモノマーである。１つの例示的な実施形態によれば、シリコーンモノマーは、式（Ｉａ）から（Ｉｃ）に一致する異性体を含む。
Figure 2022514817000002
ここで：
Ｒ1は、メタクリロイル、アクリロイル、スチリル、またはアリルを含むがこれらに限定されない重合性部分を含む基である。
Ｒ2は、構造（II）のシリコーン部分で終端されたＣ1-Ｃ15のアルケニル基を含む基であり、Ｒ2は、構造（II）のシリコーン部分で終端されたＣ1-Ｃ15アルケニル基を含む基であり、Ｒ4は－ＣＨ3または－［－Ｓｉ（ＣＨ3）2－Ｏ－］n－Ｓｉ（ＣＨ3）3のいずれかであり、ｎ＝０～５０である。
Ｒ3は、ホスホリルコリン、ベタイン、スルホベタイン、または両性酢酸塩を含むがこれらに限定されない双性イオン基である。
Figure 2022514817000003
一実施形態では、コンタクトレンズが開示されている。コンタクトレンズは、複数のモノマーを含むヒドロゲルポリマーを有する本体を含み、複数のモノマーは、本体全体に分布する少なくともいくつかのＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位を含み、装用者とは反対側を向くように構成された前面と、そして、装用者の眼に接触するように構成された後面と、を含み、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位は、式（III）で表される化学構造から形成される：
Figure 2022514817000004
さらに、化学構造から形成されるＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位は、式（ＩＶ）および（Ｖ）に示される異性体構造のいずれか、またはそれらの混合物を含むことができる。
Figure 2022514817000005
Figure 2022514817000006
明確にするために、以後、ＳｉＧＭＡ－ＰＣへの言及は、式（III）、（ＩＶ）、または（Ｖ）の構造のいずれか、またはそれらの混合物を指す。そのような混合物の主成分は、構造（III）、続いて構造（ＩＶ）によって表されることがさらに認識されている。重合可能なメタクリロイル基がグリセリル部分の中心ヒドロキシル基に結合している異性体（すなわち、構造（Ｖ））は、マイナー異性体として認識される。
第２の実施形態では、コンタクトレンズは、複数のモノマーを含むヒドロゲルポリマーを有する本体を含み、複数のモノマーは本体全体に分布する少なくともいくつかのＳｉＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含み、前面は装用者の反対側を向き、後面は装用者の眼に接触するように構成され、ＳｉＭＡ－ＰＣモノマーユニットは化学構造（ＶＩ）で表される。
Figure 2022514817000007
ここで、ｍ＋ｎ≒５；平均Ｍ≒９９０ｇ／ｍｏｌである。ＳｉＭＡ－ＰＣモノマーは、米国特許第８，９８０，９７２号にさらに詳述されており、この特許は、それが開示するすべてについて参照により組み込まれ、そして以後、ＳｉＭＡ－ＰＣモノマーと称される。
一実施形態では、コンタクトレンズが開示されている。コンタクトレンズは、複数のモノマーを含むヒドロゲルポリマーを有する本体を含み、複数のモノマーは、少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーを含む。１つの例示的な実施形態によれば、複数のモノマーは、本体全体に分布するＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含む。本体は、装用者とは反対側を向くように構成された前面と、装用者の眼に接触するように構成された後面とを含む。本体には、前面と後面の間の本体内のポイントよりも前面により多い量のＳｉＧＭＡ－ＰＣが含まれている。本体は、後面よりも前面の方が保水性または含水率がより高いことを含む。
一実施形態では、コンタクトレンズを作製する方法が開示される。この方法は、液体レンズ材料をスピンキャスティングモールドに注ぐことを含む。この方法は、スピンキャスティングモールドを回転させることを含む。液体レンズ材料は、複数のモノマーを有する混合物を含み、複数のモノマーは、少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーを含む。１つの例示的な実施形態によれば、複数のモノマーは、少なくともいくつかの「ＳｉＧＭＡ－ＰＣ」モノマーユニットを含む。
上記方法を通じて分散されたＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位を含むシリコーンヒドロゲルポリマー組成物が開示される。
添付の図面は、本明細書に記載されている原理の様々な実施形態を示しており、本明細書の一部である。図示の実施形態は単なる例であり、特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は、本開示の原理による、光を眼に向けるコンタクトレンズの一実施形態の断面図である。
図２は、本開示の原理による、コンタクトレンズの一実施形態の断面図である。
図３は、本開示の原理による、コンタクトレンズを作製するための方法の一実施形態のブロック図である。
図４は、本開示の原理による、接眼レンズ用のモールドの一実施形態の断面図である。
図５は、本開示の原理による、液体レンズ材料を備えたモールドの一実施形態の断面図である。
図６は、本開示の原理による、モールドのプロファイル全体に遠心力で広がる液体レンズ材料を備えたモールドの一実施形態の断面図である。
図７は、本開示の原理による、接眼レンズを製造するためのモールドを保持および回転させるために使用される回転構造の一実施形態の断面図である。
図８は、本開示の原理による、コンタクトレンズの一実施形態の等角投影図である。
図面全体を通して、同一の参照番号は、類似しているが必ずしも同一ではない要素を示している。
本開示は、少なくとも１つの双性イオン基を有するシリコーンモノマーを含む複数のモノマーを含むシリコーンヒドロゲルを含むレンズに関する。１つの例示的な実施形態によれば、シリコーンヒドロゲルは、レンズ全体に分散されたＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットおよび／またはＳｉＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含む複数のモノマーを含む。説明を容易にするために、以下の説明は、主に、少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマー、より具体的には、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットの文脈で提供される。しかしながら、以下に記載するＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットは、ＳｉＭＡ－ＰＣモノマーユニットに置き換えることができることが理解される。本明細書に開示されるレンズは、さらなる表面処理またはコーティングなしで、単一のポリマー混合物から製造することができる。少なくとも１つの双性イオン基を含むモノマーの濃度は、レンズの後面よりもレンズの前面で優先的に高くすることができる。本明細書で使用される場合、少なくとも１つの双性イオン基への言及は、ホスホリルコリン、スルホベタイン、アンホアセテート、およびそれらの混合物などを含むがこれらに限定されない１つ以上の双性イオン基を意味し得る。レンズの製造および使用の方法も開示される。レンズの表面に少なくとも１つの双性イオン基を含むモノマーの濃度は、レンズを形成するために使用される成形表面および環境界面のエネルギー領域を選択的に制御することによって制御することができる。
シリコーン含有ヒドロゲル（シリコーンヒドロゲル）は、シリコーンまたはシリコーン成分を含み、したがって、親水性を高めるために処理されない限り、一般に疎水性である。当技術分野で認識されているように、シリコーンヒドロゲルは、非シリコーンヒドロゲルの場合のように、ヒドロゲル内に含まれる水だけでなく、シリコーン含有ポリマーを介して酸素を輸送できるため、比較的高い酸素透過率を示す傾向がある。シリコーンヒドロゲルを処理して親水性を高めると、レンズはこの追加の酸素透過率の一部を失う可能性がある。したがって、シリコーンヒドロゲルの比較的高い疎水性と酸素透過性とのバランスをとることは困難である。ヒドロゲル中のシリコーン含有材料は湿潤性を低下させる傾向があるため、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズはしばしば比較的低い含水量を示す。シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズの水分含有量が比較的低いため、使用中のまぶたとの摩擦が増加し、知覚できる不快感を引き起こす可能性がある。
本明細書に開示されるものと同じものを形成するレンズおよび技術は、表面の湿潤性、保水性、酸素透過率、光の選択的透過率、および強度のバランスをとる。本明細書に開示されるレンズは、比較的高い湿潤性、レンズの表面（例えば、前面）での比較的高い保水性、比較的高い酸素透過率を提供し、同様に形成されたレンズ上で紫色光の選択的透過率を提供する。さらに、例示的な開示されたレンズの快適さは、望ましい緩和率および動摩擦値によって示されるように、高い快適レベルを有するように最適化されている。上記の特性は、強度（弾性率など）を犠牲にすることなく提供される。本明細書に記載のコンタクトレンズは、旋盤での切削や多層鋳造など他のプロセスよりも費用対効果の高い速度でコンタクトレンズの正確なコピーを作成できるスピンキャスティングプロセスでコンタクトレンズを作成するなど、単一のポリマー混合物をスピンキャスティングまたはキャスト成形することによって作製することができる。
ここで図を参照すると、図１は、眼球１２への光を入射させる眼科用レンズ１００の一実施形態の断面図である。この例では、眼科用レンズ１００は、眼球１２の上に配置されている。周囲光線１４、１６、１８は、眼科用レンズ１００を通過した後、眼球１２に入る。これらの光線は、眼の角膜２０および水晶体２１によって、網膜２４の中央領域２２に向かって自然に集束される。この例では、コンタクトレンズは光の自然な焦点を維持する。言い換えれば、この例では、光線１４、１６、１８の焦点２５は、コンタクトレンズが着用されているかどうかにかかわらず、網膜２４の中央領域２２上に形成される。しかし、他の例では、コンタクトレンズは光の焦点の位置に影響を与える可能性がある。これらの例は、網膜の中央領域２２に焦点を合わせた光を描写しているが、光は、網膜の中央領域および／または網膜の周辺領域のいずれかに自然に焦点を合わせたり、焦点をぼけたりすることができる。いくつかの例では、コンタクトレンズは、眼の周辺領域に向けられた光の焦点を変えるが、他の例では、コンタクトレンズは、光の自然な周辺焦点を維持する。
図示の例では、眼科用レンズ１００は、説明の目的で、眼から離れて配置されているように描かれている。眼科用レンズ１００は、角膜の部分、強膜、眼の他の部分、またはそれらの組み合わせに直接接触することができる。状況によっては、コンタクトレンズは、コンタクトレンズに隣接する眼のすべての部分と直接接触する可能性がある。他の例では、コンタクトレンズのいくつかの部分は、眼がコンタクトレンズとそれらの特定の領域で接触しないが、眼が眼の他の部分と直接接触するように、眼から離間させることができる。これらのタイプの例の１つでは、眼の中央部分が眼と直接接触していない間、コンタクトレンズの周辺が眼と直接接触することができる。眼の一部が眼と直接接触していないいくつかの状況では、これらの部分は、涙液などの液体を介して眼と間接的に接触する可能性がある。眼とコンタクトレンズの間に隙間が存在する場合、これらの隙間は涙管によって生成された涙液で満たされる可能性がある。
他の例では、コンタクトレンズから提供される眼への圧力は、コンタクトレンズが眼を覆う領域全体にわたって均一であり得る。他の例では、眼への圧力は、コンタクトレンズで覆われている領域全体で変化する可能性がある。一例では、コンタクトレンズから加えられる最も高い圧力は、眼の角膜部分にある。別の例では、コンタクトレンズから加えられる最も高い圧力は、眼の強膜部分にある。さらに別の例では、眼に加えられる最も高い圧力は、眼の角膜部分と眼の強膜部分との間の移行部にある。眼の角膜部分に最も高い圧力が加えられる例では、圧力を均一に加えることができる。他の例では、角膜に加えられる圧力は、眼の角膜部分全体で変化する可能性がある。例えば、眼の角膜部分にかかる最も高い圧力は、眼の瞳孔に対応する部分でありえ、一方、より低いまたは負の圧力は、眼の虹彩に対応する角膜の部分に加えられる。
任意の適切なタイプのコンタクトレンズを提供することができ、本開示に記載されている原理に従って使用することができる。例えば、コンタクトレンズは、ガス（例えば、酸素）透過性であるソフトコンタクトレンズ、または任意の他のタイプのコンタクトレンズであり得る。
例では、眼科用レンズ１００は、ヒドロゲルポリマーを含む。本明細書に開示されるヒドロゲルポリマーは、少なくとも１つの双性イオン基を有する複数のモノマーを含むシリコーンヒドロゲルポリマーを含む。１つの例示的な実施形態によれば、シリコーンヒドロゲルポリマーは、その中にＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含むいくつかのモノマーを含む複数のモノマーを含む。ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットは、シリコーンヒドロゲルポリマー全体に存在するか、レンズの個別の領域に選択的に分布することができる。シリコーンヒドロゲルポリマーは、その中に複数の追加のモノマーを含み、それらは、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーと共重合される。以下でより詳細に説明するように、複数のモノマーは、少なくともいくつかのＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー、少なくとも１つのメタクリル酸モノマー、少なくとも１つのメタクリル酸塩を含むことができる。コンタクトレンズを形成するために使用される、前述の複数のモノマーを含むモノマー混合物はまた、少なくとも１つのエーテル、少なくとも１つのポロキサマー、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ポリエチレングリコール、または前述のいずれかの組み合わせなど、他の任意選択の非重合性成分を含むことができる。一例によれば、少なくとも１つのエーテルは重合開始剤である。この成分は、ポリマー鎖の末端に組み込まれる可能性があり、通常はＵＶ（３６０ｎｍ～３８０ｎｍ）の範囲で機能するが、たとえばホスフィンオキシドと混合して青色光で動作することもできる。ポロキサマーは、一実施形態では、水和中にレンズから洗い流される可能性が高い界面活性剤として含めることができる。ポロキサマー界面活性剤は、水和中のカビの発生を制御するために使用できる。ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドは、重合開始剤となり得る。ベンゾインメチルエーテル（ＢＭＥ）などの追加の重合開始剤も使用できる。この成分は、ポリマー鎖の末端に組み込まれる可能性がある。ポリエチレングリコール、または同様にプロピレングリコール（ＰＧ）は、不活性希釈剤である可能性があり、レンズの水和中に洗い流される可能性がある。この成分は、重合のゲル化点を押し戻すことによってモノマーの重合を変更することができ、したがって、より完全な重合を可能にする。
１つの例示的な実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つの双性イオン性シリコーンモノマーおよびシリコーンモノマーを含み、組成物は、０．１～９質量％のシリコーンモノマーを含む。１つの例示的な実施形態によれば、シリコーンモノマーは、式（Ｉａ）から（Ｉｃ）に一致する異性体を含む：
Figure 2022514817000008
ここで：
Ｒ1は、メタクリロイル、アクリロイル、スチリル、またはアリルを含むがこれらに限定されない重合性部分を含む基である。
Ｒ2は、構造（II）のシリコーン部分で終端されたＣ1-Ｃ15のアルケニル基を含む基であり、Ｒ2は、構造（II）のシリコーン部分で終端されたＣ1-Ｃ15アルケニル基を含む基であり、Ｒ4は－ＣＨ3または－［－Ｓｉ（ＣＨ3）2－Ｏ－］n－Ｓｉ（ＣＨ3）3のいずれかであり、ｎ＝０～５０である。
Ｒ3は、ホスホリルコリン、ベタイン、スルホベタイン、または両性酢酸塩を含むがこれらに限定されない双性イオン基である。
Figure 2022514817000009
一実施形態では、コンタクトレンズが開示されている。コンタクトレンズは、複数のモノマーを含むヒドロゲルポリマーを有する本体を含み、複数のモノマーは本体全体に分布する少なくともいくつかのＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含み、装用者とは反対側を向くように構成された前面と、そして、装用者の眼に接触するように構成された後面と、式（Ｖ）で表される化学構造から形成されるＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットと、を含む。
Figure 2022514817000010
さらに、化学構造から形成されるＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位は、式（ＩＶ）および（Ｖ）に示される異性体構造のいずれか、またはそれらの混合物を含むことができる。
Figure 2022514817000011
Figure 2022514817000012
明確にするために、以後、ＳｉＧＭＡ－ＰＣへの言及は、式（III）、（ＩＶ）、または（Ｖ）の構造のいずれか、またはそれらの混合物を指す。そのような混合物の主成分は、構造（III）、続いて構造（ＩＶ）によって表されることがさらに認識されている。重合可能なメタクリロイル基がグリセリル部分の中心ヒドロキシル基に結合している異性体（すなわち、構造（Ｖ））は、マイナー異性体として認識される。
代替の実施形態では、少なくとも１つの双性イオン基を有する複数のモノマーを含むシリコーンヒドロゲルポリマーは、少なくともいくつかのＳｉＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含み、ＳｉＭＡ－ＰＣモノマーユニットは、化学構造（ＶＩ）によって表される。
Figure 2022514817000013
ここで、ｍ＋ｎ≒５；平均Ｍ≒９９０ｇ／ｍｏｌである。
ＳｉＧＭＡ－ＰＣには、アミニウムイオンとリン酸イオンを含む双性イオン性ホスホリルコリン（「ＰＣ」）置換基が含まれている。ＰＣ部分は親水性が高く、ＰＣ基あたり１９個の水分子を保持できる。ＳｉＧＭＡ－ＰＣを利用するシリコーンヒドロゲルポリマー体の形成（例えば、鋳造）中に、いくつかのＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーは、ポリマー体の表面に向かって移動することができ、ＰＣ基は、ポリマー体の表面に向かって優先的に配向することができる。シリコーンヒドロゲルポリマー本体におけるＳｉＧＭＡ－ＰＣおよびＰＣ官能基の移動または配向にもかかわらず、シリコーンヒドロゲルは、ポリマー本体全体に分散した少なくともいくつかのＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーを含むことができる。したがって、いくつかの例では、ＳｉＧＭＡ－ＰＣは、ポリマー本体（例えば、コンタクトレンズ）の表面に単に堆積されるだけでなく、シリコーンヒドロゲルポリマー中で重合され、全体に存在することができる。シリコーンヒドロゲルポリマー本体の近くまたは表面での比較的高い濃度のＰＣユニットは、ＰＣ置換基なしで作製されたシリコーンヒドロゲルと比較して、本明細書に開示されるレンズに対してより高い表面湿潤性および保水特性を提供する。そのような比較的高い湿潤性および保水性は、コンタクトレンズ表面と装用者のまぶたとの間の潤滑を提供する。したがって、本明細書に開示されるＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマーは、従来のシリコーンヒドロゲルポリマーレンズよりも装用者にとってより快適である。
理論に拘束されることを望まないが、ＳｉＧＭＡ－ＰＣは界面活性剤のような挙動を示し（その構造が親水性の高い双性イオン性ホスホリルコリンヘッドグループと疎水性のシリコーンテールを含む場合）、したがってミセルのような構造を形成できると考えられている。ＳｉＧＭＡ－ＰＣの濃度が臨界ミセル濃度未満に保たれている場合、モールド－モノマー界面や空気－モノマー界面などの界面に集中する傾向がある。臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を超える濃度では、または、それを超えるとミセルが形成され、システムに追加されたすべての追加の界面活性剤がミセルに移動する場合、ＳｉＧＭＡモノマーは、界面濃度をさらに増加させるのではなく、モノマーのバルク内で凝集してミセルのような構造を形成する傾向がある。
さらに、本明細書に開示されるコンタクトレンズは、従来のヒドロゲルレンズよりもはるかに高い酸素透過率値（Ｄｋ／ｔ）（以下、ＤｋまたはＤｋ値と呼ぶ）を有する。ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットには、疎水性の高いビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル置換基が含まれている。ビス（トリメチルシロキシ）メチルシリル置換基は、シリコーンヒドロゲルポリマー本体の表面から優先的に離れる方向に配向し、一方、ＰＣ部分は、レンズ材料の表面で優先的に発現される。したがって、ＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマー本体の表面は、容易に湿潤可能であり、ポリマー本体の内部が疎水性である一方、水を保持し、そのため、比較的高い酸素透過率の値（Ｄｋ、ここで、Ｄｋは（１０-9（ｃｍ・ｍＬ・Ｏ2）／（ｍＬ・ｓｅｃ・ｍｍＨｇ））の単位である）を提供する。例えば、本明細書に開示されているＳｉＧＭＡ－ＰＣを有するシリコーンヒドロゲルレンズのＤｋ値は、従来のヒドロゲルレンズ、さらには２－（メタクリロイルオキシ）エチル２－（トリメチルアンモニオ）エチルホスフェート（ＭＰＣ）などのほかのＰＣ含有材料を有するヒドロゲルレンズと比較して、５０％あるいは１００％高くすることができ、たとえばＤｋ値は２０ではなく４０であると考えられる。
いくつかの実施形態において、前述のＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーなどの少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーは、シリコーンヒドロゲルポリマー（例えば、コンタクトレンズのポリマー本体）の少なくとも約０．１質量パーセント（ｗｔ％）、例えば、約０．１ｗｔ％～２０ｗｔ％、約０．５ｗｔ％～１５ｗｔ％、約１ｗｔ％～１０ｗｔ％、約２ｗｔ％～５ｗｔ％、約０．５ｗｔ％～３ｗｔ％、約３ｗｔ％～６ｗｔ％、約６ｗｔ％～１０ｗｔ％、約１０ｗｔ％～１５ｗｔ％、約１５ｗｔ％～２０ｗｔ％、約２０ｗｔ％未満、約１５ｗｔ％未満、または約１０ｗｔ％未満であり得る。
上述のように、低濃度のＳｉＧＭＡ－ＰＣは、レンズの大部分ではなく、レンズ表面により集中する傾向があると考えられる。
ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーのメタクリロイル基は、ＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマーの他のモノマーユニットと結合するための容易に重合可能な成分を提供する。したがって、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーは、シリコーンヒドロゲル混合物中の複数のモノマーと重合することができる。
いくつかの実施形態において、シリコーンヒドロゲルポリマーは、少なくとも１つのアクリル酸モノマーまたはそのエステルを含む。アクリル酸モノマーには、アクリル酸、アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、２－（４－ベンゾイル－３－ヒドロキシフェノキシ）エチルアクリレート（ＢＨＰＥＡ）、アクリレート塩などが含まれ得る。少なくとも１つのアクリル酸モノマー（またはその誘導体）は、メタクリル酸モノマーまたはその誘導体、例えば、メタクリル酸またはメタクリレート塩、グリセリルメタクリレート（ＧＭＡ）、（ヒドロキシエチル）メタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、またはその他のメタクリル酸またはその誘導体などを含むことができる。例において、アクリレートまたはメタクリレート塩は、本明細書に開示されるアクリレートまたはメタクリレートモノマー（またはその誘導体）のいずれかの塩であり得る。アクリレートまたはメタクリレート塩は、アクリル酸カルシウム、メタクリル酸リチウム、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、メタクリル酸カルシウム、または他の任意の適切なアクリレートまたはメタクリレート塩を含むことができる。好ましくは、アクリレートまたはメタクリレート塩は、リチウム、ナトリウムまたはカリウム（メタ）アクリレートなどのアルカリ金属塩である。
さらなる実施形態において、シリコーンヒドロゲルポリマーは、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド（ＮＮＤＭＡ）、Ｎ，Ｎ－ジエチルアクリルアミド（ＮＮＤＥＡ）、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルアクリルアミド（ＮＮＤＩＰＡ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－ビニルピロリジノン（ＮＶＰ）などのアクリルアミドベースのモノマーを含むことができる。
少なくとも１つのメタクリル酸モノマーは、複数のメタクリル酸モノマーまたはその誘導体を含むことができる。例えば、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはモノマー混合物中の少なくとも１つのメタクリル酸モノマー（またはその誘導体）は、ＧＭＡ、ＨＥＭＡ、ＭＡＡ、メタクリル酸ナトリウム（ＮａＭＡ）、および任意の他の適切なメタクリル酸モノマーまたはその誘導体を含み得る。アクリレートモノマーおよびその誘導体のアクリレートおよびメタクリレート基は、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーにおいて鎖を構築するための重合性基を提供する。
再び理論に束縛されることを望まないが、例えば、メタクリル酸（ＭＡＡ）およびそのナトリウム塩（ＮａＭＡ）の組み合わせの使用は、ポリマー鎖に沿ったメタクリル酸部分の分布を制御するために使用され得ると考えられる。中和されていないメタクリル酸モノマー分子は、水素結合を受けて二量体構造を生成する可能性がある。成長するポリマー鎖に組み込まれると、水素結合構造を形成するこの傾向は、メタクリル酸ユニットに関してある程度のブロック性をもたらす可能性がある。一方、中和されたメタクリル酸（メタクリル酸ナトリウム）は、成長するポリマー鎖の末端に負に帯電したメタクリル酸部分を配置し、これは、他のメタクリル酸ナトリウムモノマーユニットを静電的に反発する傾向があり、ポリマー鎖のブロック性の程度が著しく低くなる。したがって、ＭＡＡとＮａＭＡの組み合わせは、ポリマー鎖におけるメタクリル酸官能基の分布を制御するのに役立つ可能性がある。
様々なアクリレートモノマーまたはその誘導体の相対濃度は（例えば、メタクリル酸モノマーまたはその誘導体（メタクリレートなど））、コンタクトレンズのポリマー本体の所望の特性（例：湿潤性、光透過率、ヤング率、酸素透過率など）に応じて、実施形態ごとに変化し得る。例えば、ＧＭＡは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物（例えば、硬化したポリマーの液体前駆体）の少なくとも約１０ｗｔ％や、例えば、約１０ｗｔ％～５０ｗｔ％、約１０ｗｔ％～２０ｗｔ％、約２０ｗｔ％～３０ｗｔ％、約３０ｗｔ％～４０ｗｔ％、約４０ｗｔ％～５０ｗｔ％、約１０ｗｔ％～３０ｗｔ％、約２５ｗｔ％～４５ｗｔ％、約５０ｗｔ％未満、または約４０ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態では、ＨＥＭＡは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約２０ｗｔ％や、約２０ｗｔ％～８０ｗｔ％、約２０ｗｔ％～４０ｗｔ％、約４０ｗｔ％～６０ｗｔ％、約６０ｗｔ％～８０ｗｔ％、約２０ｗｔ％～５０ｗｔ％、約５０ｗｔ％～８０ｗｔ％、約２５ｗｔ％～４５ｗｔ％、約４５ｗｔ％～６５ｗｔ％、約８０ｗｔ％未満、または約６５ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態では、ＭＡＡまたはメタクリル酸は、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約０．１ｗｔ％や、約０．１ｗｔ％～５ｗｔ％、約０．１ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約１．５ｗｔ％～３．０ｗｔ％、約３．０ｗｔ％～５．０ｗｔ％、約０．１ｗｔ％～２．５ｗｔ％、約２．５ｗｔ％～５．０ｗｔ％、約５．０ｗｔ％未満、約３．０ｗｔ％未満、または約１．５ｗｔ％未満などであり得る。
シリコーンヒドロゲルポリマーを形成するために使用されるモノマー混合物は、２つ以上の重合性部分を含む多官能モノマーである少量の架橋モノマーを含むことができる。そのような架橋モノマーの例には、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）、トリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）、アリルメタクリレート（ＡＭＡ）が含まれ得るが、これらに限定されない。好ましくは、架橋モノマーはＥＤＧＭＡであろう。
いくつかの実施形態では、ＥＧＤＭＡは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約０．３ｗｔ％や、約０．３ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．３ｗｔ％～０．６ｗｔ％、約０．６ｗｔ％～０．９ｗｔ％、約０．９ｗｔ％～１．２ｗｔ％、約１．２ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．３ｗｔ％～０．８ｗｔ％、約０．８ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約１．５ｗｔ％未満、または約１ｗｔ％未満などであり得る。
実施形態では、ＢＨＰＥＡは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約０．２ｗｔ％や、約０．２ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．２ｗｔ％～０．５ｗｔ％、約０．５ｗｔ％～１．０ｗｔ％、約１．０ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．２ｗｔ％～０．７ｗｔ％、約０．７ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．３ｗｔ％～０．６ｗｔ％、約１．５ｗｔ％未満、約１．０ｗｔ％未満、または約０．７ｗｔ％未満などであり得る。ＢＨＰＥＡは、少なくともいくつかの波長の光（例えば、約３６０ｎｍ未満の波長）を遮断するためのブロッキング剤として作用することができる。ＢＨＰＥＡが言及されているが、異なる波長の光を遮断するのに適した他のブロッキング剤を、ＢＨＰＥＡに追加してまたは代替的にシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズに含めることができる。例えば、二酸化チタン、オキシベンゾン、サリチル酸オクチル、オクトクリレン、メトキシケイ皮酸オクチル、ＲＵＶＡ－９３、熱可塑性オレフィン、黄色染料＃１５などの染料、２－［３－（２Ｈ－ベンゾトリアゾール－２－イル）－４－ヒドロキシフェニル］エチルメタクリレートなどのベンゾトリアゾールベースの薬剤 、他のブロッキング剤、または前述のいずれかの組み合わせを使用することができる。そのようなブロッキング剤は、シリコーン含有ヒドロゲルコンタクトレンズまたはそれらの混合物中に、単独でまたは累積的に、ＢＨＰＥＡについて上に開示された量で存在することができる。
実施形態において、メタクリル酸ナトリウムなどのアクリレートまたはメタクリレート塩は、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約０．１ｗｔ％や、ヒドロゲルポリマーの約０．１ｗｔ％～約５ｗｔ％、約０．１ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約１．５ｗｔ％～３．０ｗｔ％、約３．０ｗｔ％～５．０ｗｔ％、約０．１ｗｔ％～２．５ｗｔ％、約２．５ｗｔ％～５．０ｗｔ％、約５．０ｗｔ％未満、約３．０ｗｔ％未満、または約１．５ｗｔ％未満などであり得る。
シリコーンヒドロゲルポリマー、またはそれらのモノマー混合物は、少なくとも１つのエーテルなどのさらなる成分を含むことができる。１つまたは複数のエーテルは、ラジカル重合の光開始剤として作用するように処方することができる。例えば、１つ以上のエーテルは、選択された波長の光（例えば、ＵＶ光）への曝露時に重合を開始するように選択され得る。１つ以上のエーテルは、ベンゾインメチルエーテル、４－アクリロイルオキシベンゾインメチルエーテル（ＡＢＭＥ）、ａ－メチロールベンゾインメチルエーテルアクリレート（ＭＢＡ）、または、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーのアクリレートおよびメタクリレート含有モノマー単位におけるエテン基のラジカル重合のための同等のエーテル含有光開始剤などを含むことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのエーテルは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらのモノマー混合物の少なくとも約０．３ｗｔ％や、約０．３ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．３ｗｔ％～０．６ｗｔ％、約０．６ｗｔ％～０．９ｗｔ％、約０．９ｗｔ％～１．２ｗｔ％、約１．２ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約０．３ｗｔ％～約０．７ｗｔ％、約０．７ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約１．５ｗｔ％未満、または約１ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態において、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（ＴＰＯ）は、ラジカル反応のための光開始剤としてシリコーンヒドロゲルポリマー中に存在することができる。例えば、ＴＰＯは、シリコーンヒドロゲルポリマーの少なくとも約０．１ｗｔ％、例えば、約０．１ｗｔ％～１．５ｗｔ％や、約０．１ｗｔ％～０．５ｗｔ％、約０．５ｗｔ％～１．０ｗｔ％、約１．０ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約１．５ｗｔ％未満、または約１．０ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態では、シリコーンヒドロゲルポリマーは、少なくとも１つのポロキサマーを含むモノマー混合物から形成することができる。適切なポロキサマーには、ポロキサマー１２４（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｌ－４４；平均Ｍ．Ｗ．２，２００）、ポロキサマー１８８（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－６８；平均Ｍ．Ｗ．８，３５０）、ポロキサマー２３５（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ－８５；平均Ｍ．Ｗ．４，６００）、およびポロキサマー４０７（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ－１２７；平均Ｍ．Ｗ．１１，５００）などを含むことができる。好ましくは、ポロキサマー１８８，２３５および４０７、より好ましくは、ポロキサマー４０７が使用される。少なくとも１つのポロキサマーは、シリコーンヒドロゲルポリマーを形成するために使用されるモノマー混合物の少なくとも約０．１ｗｔ％、例えば、約０．１ｗｔ％～１．５ｗｔ％や、約０．１ｗｔ％～０．５ｗｔ％、約０．５ｗｔ％～１．０ｗｔ％、約１．０ｗｔ％～１．５ｗｔ％、約１．５ｗｔ％未満、または約１．０ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態において、Ｎ－メチル－３－メチレン－２－ピロリドン（Ｎ－ＭＭＰ）などの少なくとも１つのピロリドンは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物中に存在することができる。例えば、少なくとも１つのピロリドンは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約５ｗｔ％や、例えば、約５ｗｔ％～２０ｗｔ％や、約５ｗｔ％～１０ｗｔ％、約１０ｗｔ％～１５ｗｔ％、約１５ｗｔ％～２０ｗｔ％、約２０ｗｔ％未満、または約１５ｗｔ％未満などであり得る。
他の実施形態では、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、またはＮ－ビニルピロリジノンなどの少なくとも１つのアクリルアミド誘導体が、シリコーンヒドロゲルポリマー中に存在することができる。例えば、少なくとも１つのアクリルアミドは、シリコーンヒドロゲルポリマーまたはそれらの混合物の少なくとも約５ｗｔ％や、例えば、約５ｗｔ％～２０ｗｔ％、約５ｗｔ％～１０ｗｔ％、約１０ｗｔ％～１５ｗｔ％、約１５ｗｔ％～２０ｗｔ％、約２０ｗｔ％未満、または約１５ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態では、シリコーンヒドロゲルポリマーを形成するために使用されるモノマー混合物は、プロピレングリコール（ＰＧ）や、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ドワノールＰＭ、ドワノールＤＰＭ、乳酸エチル、ソルケタール、ポリエチレングリコール、ブトキシエタノール、ヘキシレングリコール、または他の同様の希釈剤を含むがこれらに限定されない、任意の数の可能な希釈剤を含むことができる。通常、希釈剤があったとしても、最終的なレンズには微量の残留量しか見られない。例では、希釈剤は、シリコーンヒドロゲルモノマー混合物の少なくとも約１０ｗｔ％、例えば、約１０ｗｔ％～２５ｗｔ％や、約１０ｗｔ％～１５ｗｔ％、約１５ｗｔ％～２０ｗｔ％、約２０ｗｔ％～２５ｗｔ％、約２５ｗｔ％未満、または約２０ｗｔ％未満などであり得る。
いくつかの実施形態において、染料は、リアクティブブルー１９（ＲＢ－１９）などのシリコーンヒドロゲルポリマーを形成するために使用されるモノマー混合物中に存在することができる。染料は、シリコーンヒドロゲルポリマーの約１質量％未満、例えば、シリコーンヒドロゲルモノマー混合物の約０．００１質量％から０．１質量％、約０．００５質量％から０．０１質量％、または約０．００１質量％超であり得る。このような比較的低濃度の染料は、離れた場所からは知覚できるが（たとえば、コンタクトレンズケースまたはカウンタートップの場合）、シリコーンヒドロゲルポリマー（全体にＳｉＧＭＡ－ＰＣを含む）で形成されたコンタクトレンズを着用した場合は知覚できない。理想的には、染料は重合性基（例えば、リアクティブブルー２４７）、または重合中またはレンズ水和などの何らかの後重合プロセスのいずれかで染料がシリコーンヒドロゲルポリマーに共有結合することを可能にする他の反応性部分を含むべきである（ 例リアクティブブルー４またはリアクティブブルー１９）。理想的に使用するのに適した染料は、２１ＣＦＲ７３および／または２１ＣＦＲ７４にリストされているものである。
いくつかの実施形態において、シリコーンヒドロゲルポリマー中の複数のモノマーは、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー、およびグリセリルメタクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、メタクリル酸ナトリウム、２－（４－ベンゾイル－３－ヒドロキシフェノキシ）エチルアクリレート、メタクリル酸、エチレングリコールジメタクリレートの少なくとも１つを含む。モノマー混合物には、少なくとも１つのポロキサマー、プロピレングリコール、または前述のいずれかの組み合わせなどの不活性成分も含まれ得る。そのような実施形態では、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーは、シリコーンヒドロゲルポリマーの約０．１～約１５質量パーセント（ｗｔ％）であり得、グリセリルメタクリレートは、シリコーンヒドロゲルポリマーの約１０質量％～約５０質量％であり得、２－ヒドロキシエチルメタクリレートは、シリコーンヒドロゲルポリマーの約２０質量％～約８０質量％であり得、メタクリル酸ナトリウムは、シリコーンヒドロゲルポリマーの約０．１質量％～約５質量％であり得、２－（４－ベンゾイル－３－ヒドロキシフェノキシ）エチルアクリレートは、シリコーンヒドロゲルポリマーの約０．２質量％～約１．５質量％であり得、メタクリル酸は、シリコーンヒドロゲルポリマーの約０．１質量％～約５質量％であり得、エチレングリコールジメタクリレートは、シリコーンヒドロゲルポリマーのシリコーンヒドロゲルポリマーの約０．３質量％～約１．５質量％であり得る。
上記のモノマー単位の任意の組み合わせを重合して、それを通して分配されたＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマー（例えば、得られるポリマーの全体積にわたって最小濃度のＳｉＧＭＡ－ＰＣを有する）を形成することができる。（液体）シリコーン－ヒドロゲルポリマー混合物の少なくともいくつかのモノマーは、混合物の他のモノマーの少なくともいくつかに可溶化することができる。シリコーンヒドロゲルポリマー混合物中の少なくともいくつかのモノマーは、それぞれのモノマー中のアクリレート基の間などのラジカル反応を介して重合（例えば、共重合）することができる。そのような重合は、光開始、熱開始、触媒開始、またはそれらの組み合わせであり得る。シリコーンヒドロゲルポリマー混合物の重合は、シリコーンヒドロゲル混合物を硬化させて、ポリマーの全体積全体にわたって少なくとも最小濃度で分布するＳｉＧＭＡ－ＰＣを含む少なくとも部分的に固体のシリコーンヒドロゲルポリマーにすることができる。得られるシリコーンヒドロゲルポリマーは、柔軟で弾力性があり得る。
シリコーンヒドロゲルモノマー混合物の重合は、優先的に光開始される。シリコーンヒドロゲルポリマーは、本明細書に開示される少なくとも任意のモノマー成分またはその誘導体を含む、ランダムに順序付けられたモノマーの単位から形成することができる。
メタクリル酸（ＭＡＡ）とメタクリル酸のアルカリ金属塩（例えば、そのナトリウム塩、ＮａＭＡ）の組み合わせの使用は、イオン化されたＮａＭＡモノマーによって提供される静電反発力によって、ポリマー鎖中のメタクリル酸部分の分布を変更する可能性がある。例えば、アクリルアミドベースのモノマーをシリコーンヒドロゲルモノマー混合物に組み込むことは、また、アクリルアミドとメタクリレートベースのモノマーとの間のモノマー反応性比の大きな違いのために、ポリマー構造に高度のブロック性をもたらす可能性がある。モノマーの反応性比に大きな違いがある他のモノマー混合物（たとえば、アクリレートベースのモノマーとメタクリレートベースのモノマーの間）も、ブロック状の構造につながる可能性がある。このような挙動は、共重合体方程式（メイヨールイス方程式としても知られている）を使用して推定できる。
本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマー（それを通して分散されたＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーを含む）は、それを通してＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーを含まないシリコーンヒドロゲルポリマーと比較して、多くの望ましい特徴および特性を提供する。例えば、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーは、少なくとも２０の酸素透過値（Ｄｋ）を有し、望ましい緩和率と動摩擦値、および場合によっては、コンタクトレンズの表面（例えば、前面）で高い湿潤性および保水性を提供し、紫色の光の少なくとも８０％がコンタクトレンズを通過する快適なポリマーを提供することができる。
図２は、眼科用レンズ１００の例を示している。眼科用レンズ１００は、本明細書に開示されるＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマーの本体１１０を含む。例えば、本体１１０は、複数のモノマーを含むシリコーンヒドロゲルポリマーを含むことができ、複数のモノマーは、本体１１０全体に分布する少なくともいくつかのＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットを含む。ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットは、本体１１０全体にわたって最小濃度で存在する。ＳｉＧＭＡ－ＰＣの最小濃度は、本体１１０の任意の所与の体積の少なくとも約０．１質量％、１質量％、１．５質量％、２質量％、または２．５質量％であり得る。本体１１０の形状は、装用者とは反対側を向く前面１１２と、装用者の眼に接触する後面１１４とを規定する。上記のように、ＰＣ置換基および／またはＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位の濃度は、後面１１４よりも前面１１２で、および／または前面１１２と後面１１４との間の点で高くなり得る。いくつかの実施形態では、本体は、高濃度の親水性ＰＣ基が望まれる、後面１１４から前面１１２へと増加するＳｉＧＭＡ－ＰＣ濃度の勾配を示すことができる。
選択された条件下で形成される場合、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーコンタクトレンズ１００は、後面１１４よりも前面１１２においてより多くの量（例えば、より高い濃度）のＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットを有することができる。したがって、本明細書に開示されるコンタクトレンズの本体は、後面および／または前面と後面との間の本体の一部よりも前面に大量のＳｉＧＭＡ－ＰＣ（またはＰＣ置換基）を有することができる。そのような実施形態では、本明細書に開示されるコンタクトレンズの前面は、場合によっては、レンズの後面またはレンズの内部よりも高い保水性および湿潤性を示すことができる。そのような優先的な保水性および湿潤性は、水の形でより多くの潤滑剤が存在するため、より快適な前面を提供し、装用者のまぶたとの摩擦を低減する。この潤滑効果は前面で提供されるが、後面でのＳｉＧＭＡ－ＰＣの濃度が比較的低いと、湿潤性と保水性が比較的低くなり、レンズが滑ったり、装用者の眼の位置からずれたりするのを防ぐ。さらに、本明細書に開示されるコンタクトレンズの比較的高い酸素透過率（少なくとも２５Ｄｋ）は、装用者が不快感または角膜低酸素症などの眼の損傷を経験することなくレンズをより長く使用することを可能にする。コンタクトレンズの本体全体に分散されたＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーユニットは、レンズが従来のシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズほど速く乾くことはない。
本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーの含水量は、水で水和した後、従来のシリコーンヒドロゲルレンズの含水量よりも高くなり得る。例えば、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルレンズの含水量は、水で水和した後、シリコーンヒドロゲルポリマーの総重量の少なくとも約３５重量％以上、例えば、約２０％から約８０％に相当し得る。本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルレンズの含水量は、水で水和した後、場合によっては、後面１１４および／またはそれらの間の点よりも前面１１２で高くなり得る。例えば、眼科用レンズ１００は、後面１１４から前面１１２に向かって増加する含水量の勾配を示すことができる。そのような例では、前面１１２におけるより高濃度のＳｉＧＭＡ－ＰＣからの比較的多くのＰＣ基の存在により、前面１１２の水分含有量を、後面１１４よりも少なくとも４０％高くすることができる。形成中、ＨＥＭＡは、後面に最も近いより高い濃度で優先的に存在することができ、ＧＭＡは、眼科用レンズ１００の内部に最も近い（例えば、前面１１２と後面１１４との間の点で）より高い濃度で優先的に存在することができる。ＳｉＧＭＡ－ＰＣは、前面１１２の近くに高濃度で優先的に存在することができ、ＨＥＭＡはＨＥＭＡユニットあたり２分子の水を保持でき、ＧＭＡはＧＭＡユニットあたり１０分子の水を保持でき、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーのＰＣはＰＣユニットあたり１９分子の水を保持できる。したがって、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーコンタクトレンズの形成は、眼科用レンズ１００における保水性の勾配をもたらす可能性がある。ＳｉＧＭＡ－ＰＣの湿潤性もまた非常に高い。したがって、前面１１２は、場合によっては、非常に濡れやすく、水を保持して、装用者により快適な装用感を提供することができる。
多くの場合、保水性と湿潤性が向上すると、酸素透過率が低下する。しかしながら、本発明者らは、驚くべきことに、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーの保水性が増加しているにもかかわらず、シリコーンヒドロゲルポリマー（ＳｉＧＭＡ－ＰＣを含む）で形成されたコンタクトレンズは、同様に形成されたＳｉＧＭＡ－ＰＣが存在しないシリコーンヒドロゲルポリマーに比して酸素透過率値を大幅に増加させることを発見した。いくつかの実施形態では、眼科用レンズの酸素透過性は、Ｄｋ値が１５～１００、または約２０～８０、もしくは約２５～４０の範囲であり得る。Ｄｋ１５より低い酸素透過性は、コンタクトレンズにとって望ましくない。何故なら、低い酸素透過性は角膜への負荷を増加させ、レンズの長時間の装用を困難にする可能性があるからである。
眼科用レンズ１００の強度はまた、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマー中のＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーの存在によって犠牲にされない。むしろ、本明細書に記載のＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマーは、少なくとも約０．１ＭＰａのヤング率を示し、例えば、約０．１ＭＰａ～約０．６ＭＰａ、約０．１ＭＰａ～約０．３ＭＰａ、約０．２ＭＰａ～約０．４ＭＰａ、約０．３ＭＰａ～約０．５ＭＰａ、約０．４ＭＰａ～約０．６ＭＰａ、約０．２ＭＰａを超える、約０．３ＭＰａを超える、約０．４ＭＰａを超える、または約０．６ＭＰａ以上などである。したがって、本明細書に開示されるシリコーンヒドロゲルポリマーを含むコンタクトレンズは、従来のシリコーンヒドロゲルポリマーと比較して、比較的強く、弾力性がある。
いくつかの実施形態では、眼科用レンズ１００は、望ましい柔軟性を示す。眼科用レンズは、約０．１０ＭＰａ～１．００ＭＰａまでのヤング率を示すことができ、そして、より好ましくは、約０．１０ＭＰａ～０．８０ＭＰａを含み、さらにより好ましくは、０．１０ＭＰａから０．５０ＭＰａを含む。眼科用レンズのヤング率が前述の低い値を下回る場合、眼科用レンズに使用すると手／指の操作中のレンズの形態保持は劣化する可能性があり、レンズの取り扱い性を低下させる。対照的に、眼科用レンズのヤング率が前述の上限を超えると、眼科用レンズは非常に硬くなり、眼科用レンズを装着したときに示される快適さが損なわれる。
いくつかの例示的な実施形態では、眼科用レンズ１００は、約１．０％から５．５％を含む緩和率（３０秒）を示す。そして、より好ましくは、約１．２％から４．５％を含み、さらにより好ましくは、１．５％から４．０％を含む。５．５％を超える緩和率（３０秒）は、パッケージングまたは長期保管中にレンズが圧縮されたり歪んだりした場合に、レンズの形状回復が不十分になる可能性があることを示しているため、望ましくない。眼科用レンズの形状回復が不十分な場合、光学歪みが発生する可能性がある。
同様に、いくつかの実施形態では、眼科用レンズ１００は、約２０ｍＮから５０ｍＮを含む動摩擦（２０～３０ｍｍ（ｍＮ））を示す。そして、より好ましくは約２０ｍＮ～４５ｍＮを含み、さらにより好ましくは２０ｍＮ～４５ｍＮを含む。５０ｍＮを超える動摩擦（２０～３０ｍｍ（ｍＮ））を示す材料は、レンズとまぶたの間の摩擦が比較的高く、ユーザに不快感を与えることが多い材料を示している。
上記の特徴および特性に従って、本明細書に開示されるＳｉＧＭＡ－ＰＣを有するシリコーンヒドロゲルポリマーを含むコンタクトレンズは、驚くべきことに、単一の組成物では不可能であると考えられる多くの望ましい特性を示す。例えば、本明細書のコンタクトレンズは、２５を超えるまたは３５を超える酸素透過率値（Ｄｋ）を示すことができ、約０．１ＭＰａ～約０．６ＭＰａまたは０．２ＭＰａを超えるヤング率、ヒドロゲルポリマーの総重量の約２０％から約８０％の含水量を保持することができる。
図３は、本明細書に記載の原理に従って、コンタクトレンズを作製するための方法４００のフローチャートを示している。方法４００は、液体レンズ材料をスピンキャスティングモールドに注ぐ工程４１０と、スピンキャスティングモールドを回転させる工程４２０とを含み、液体レンズ材料は、複数のモノマーを含み、複数のモノマーは、少なくともいくつかの３，５，８，１３－テトラオキサ－４－ホスファ－１２，１４－ジシラペンタデカン－１－アミニウムや、４－ヒドロキシ－Ｎ，Ｎ，Ｎ，１２，１４，１４－ヘキサメチル－６－［［（２－メチル－１－オキソ－２－プロペン－１－イル）オキシ］メチル］－１２－［（トリメチルシリル）オキシ］－，内塩，４－オキシド（「ＳｉＧＭＡ－ＰＣ」）モノマー単位を含む。さらなる工程が企図され、以下に説明される。
工程４１０において、液体レンズ材料をスピンキャスティングモールドに注ぎ、または露出することは、本明細書に開示されるＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマー組成物のいずれかをモールドに注ぐことを含み得る。液体レンズ材料は、１つまたは複数の溶媒や、ＳｉＧＭＡ－ＰＣ、少なくとも１つのアクリレートモノマー、少なくとも１つのメタクリレートモノマー（例えば、ＭＡＡ、ＭＡ、ＧＭＡ、ＨＥＭＡなど）、少なくとも１つのエーテル、少なくとも１つのポロキサマー、希釈剤、少なくとも１つのブロッキング剤（例えば、ＢＨＰＥＡ）、または前述のいずれかの誘導体を含むことができる。液体レンズ材料に適した成分は、シリコーンヒドロゲルポリマーに関して上述されており、本明細書に記載の濃度の任意の組み合わせで、本明細書に記載の成分の任意の組み合わせを含むことができる。例えば、液体レンズ材料（例えば、シリコーンヒドロゲルポリマー混合物）は、ＳｉＧＭＡ－ＰＣ、およびＧＭＡ、ＨＥＭＡ、メタクリル酸ナトリウム、ＢＨＰＥＡ、ＭＡＡ、Ｎ－ＭＭＰ、ＮＮＤＭＡ、ＮＶＰ、ＮＮＤＥＡ、ＮＮＩＰＡのうちの少なくとも１つ、ＥＧＤＭＡなどの少なくとも１つの架橋モノマー、ＢＭＥまたはＴＰＯなどの少なくとも１つの光開始剤、少なくとも１つの不活性成分および／またはグリコール希釈剤、または前述のいずれかの組み合わせを含むことができる。
液体レンズ材料は、モールドを回転させる前などに、その中のモノマー種の実質的に均一な分布を示すことができる。液体レンズ材料をモールドに注ぐ工程４１０は、液体レンズ材料を混合することによって先行するか、または実質的に同時に実行されて、液体レンズ材料の体積全体にわたってモノマー成分の実質的に均一な分布を達成することができる。このような混合は、パドルミキサー、ブレードミキサー、または他の混合装置などの機械的ミキサーを使用して実行することができる。
液体レンズ材料は、単一のコンタクトレンズを形成するのに十分な液体レンズ材料を提供するために、モールドに等分される（例えば、注入される）ことができる。液体レンズ材料は、回転したときに、液体レンズ材料が、選択された速度で遠心力によって中央部分から外側に投げ出されてコンタクトレンズを形成するように、モールドキャビティの中央部分に配置することができる。力の大きさは、モールドの回転速度によって制御できる。モールド内のレンズ材料の量、レンズ材料のタイプ（および粘度などのその特性）、モールドの回転速度などは、結果として得られるコンタクトレンズの厚さまたは他の寸法に影響を与える可能性がある。いくつかの例では、硬化中または硬化後に、ブレードやレーザーなどを用いてコンタクトレンズに加工を施すことによって、さらなる成形を実行することができる。液体レンズ材料を投与する前に、プラズマ処理などによってモールドを処理することができる。さらに、モールドを傾けたり、その他の方法で操作して、レンズの形成を容易にすることができる。
スピンキャスティングモールドを回転させる工程４２０は、モールド内の液体レンズ材料からコンタクトレンズ（例えば、完全なドーム形状を形成する）の前面を形成するのに十分な回転速度でスピンキャスティングモールドを回転させることを含むことができる。１つまたは複数のスピンキャスティングモールドを回転構造内に配置することができる。スピンキャスティングモールドの回転は、回転構造内の複数のスピニングモールドを用いた場合など、回転構造内でのスピンキャスティングモールドのスピンを含むことができる。スピンキャスティングモールドを回転させることは、スピンキャスティングモールドを軸方向（例えば、前面の形状の中心点の周り）に回転させることを含むことができる。いくつかの実施形態では、スピンキャスティングモールドを回転させることは、スピンキャスティングモールドを半径方向（例えば、前面の形状が、そこから離間した固定点を中心に半径方向に回転するように）に回転させることを含むことができる。
以下でより詳細に説明するように、モールドは、コンタクトレンズを形成するように成形することができる。モールドの表面の形状は、鋳造成形レンズの場合、コンタクトレンズの所望の前面（例えば、凸状の形状）またはコンタクトレンズの後面（例えば、凹状の形状）に対応することができる。通常、モールドの底部（スピンキャスティングモールド内）は、その中に形成された結果として生じるコンタクトレンズの前面に対応する凹面形状である。方法４００は、コンタクトレンズを形成するためにスピンキャスティングを介して液体レンズ材料を少なくとも部分的に硬化させることを含むことができる。実施形態では、液体レンズ材料は、モールドを回転させながら硬化剤を利用することなどによって、モールド内で少なくとも部分的に硬化させることができる。硬化は、シリコンヒドロゲルポリマー混合物中のモノマーの少なくともいくつかを重合および／または架橋することを含み得る。現在のプロセスは主にスピンキャスティングプロセスに関して開示されているが、本材料は、スピンキャスティング、キャスト成形、および旋盤を含むがこれらに限定されない、任意の数のコンタクトレンズ成形プロセスで使用および製造することができる。いくつかの例では、参照する米国特許第４，５５５，３７２号に記載されているように、ポリマー－モールド界面におけるＳｉＧＭＡ－ＰＣの増強を可能にするメカニズムを提供するために、スピンキャストと切削を含むハイブリッドプロセスを実行することができる。
図５～８は、本開示に記載されている原理に従って、コンタクトレンズを作製するための特定の例で使用することができる様々な構成要素を示している。液体レンズ材料５２は、モールド４２のプロファイル５４に注ぐことができる。液体レンズ材料５２を備えたモールド４２は、液体レンズ材料５２がプロファイル５４を横切ってコンタクトレンズの所望の形状に遠心的に広がるようにモールド４２を回転させるように構成された回転構造６８に装填することができる。硬化剤（例えば、温度、化学線、または別のタイプの硬化剤）は、モールド４２が回転している間、液体レンズ材料５２に曝される。その結果、液体レンズ材料５２は硬化して眼科用レンズ１００になる（図１～３）。次に、硬化したレンズは、さまざまな順序で、取り外し、水和、包装、滅菌、および出荷することができる。
図４は、本開示の原理によるコンタクトレンズ用のモールドの一実施形態の断面図である。この例では、モールド４２は、製造の後の段階で回転構造の内面と連動するように間隔をあけて成形された複数の切り欠き５８、６０、６２を備えたベース５６を有する。モールド４２のプロファイル５４は、コンタクトレンズの前部または前面を形成するように形作られている。
図５は、本開示の原理による、液体レンズ材料５２を備えたモールド４２の一実施形態の断面図である。この例では、液体レンズ材料５２は、モールドのプロファイル５４に堆積される。
コンタクトレンズは、ユーザの眼の形状とサイズ、およびコンタクトレンズの中央部分によって達成されるさまざまな光学特性を含む、さまざまな要因に基づいて成形およびサイズ設定することができる。いくつかの例では、コンタクトレンズの総厚は、約０．１ｍｍから約０．１４ｍｍなど、少なくとも０．０６ｍｍであり得る。コンタクトレンズの厚さは、コンタクトレンズのさまざまな場所で徐々に変化する可能性がある。例えば、コンタクトレンズは、コンタクトレンズの中央部分よりもコンタクトレンズの外縁の近くで厚くすることができる。厚さは、モールド内の液体レンズ材料の量、レンズ材料のタイプ（および粘度などのその特性）、モールドの回転速度などによって選択的に制御することができる。さらに、レンズ上に任意の数の特徴を形成できる。
図６および７は、本開示の原理による、モールド４２のプロファイル５４全体に遠心力で広がる液体レンズ材料５２を備えたモールド４２の断面図である。この例では、モールド４２は、回転構造（６８、図６）内の中心軸６６の周りで回転される。回転構造６８は、コンタクトレンズの所望の後面７０を形成するような速度および方法で回転される。
回転構造６８は、液体レンズ材料５２を含むモールド４２を受け入れることができる中央装填領域を含む。中央負荷領域は、ガラス管、金属管、またはモールド４２を積み重ねられた方向に保持することができる別のタイプの構造によって形成することができる。化学線が硬化剤として使用される例では、回転構造６８は、化学線を中央装填領域に入れるのに十分な開口部を含む不透明材料、半透明材料、もしくは透明材料を有することができる。図８に示されるように、回転構造６８は、モールド４２を積み重ねられた方向に保持する複数のガイドポスト７４を含む。回転構造６８はまた、回転構造６８をモーターなどの回転駆動部に取り付けるために使用することができる領域７６を含む。
回転構造６８は、正確な方法で回転して、眼と接触することを意図したコンタクトレンズの表面であるコンタクトレンズの所望の後面７０を形成するようにプログラムされている。回転構造６８を回転させるプログラムは、異なるユーザ、効果、条件などのために所望のプロファイルを作成するように修正することができる。回転構造６８がモールド４２を回転させている間、硬化剤が液体レンズ材料５２に塗布される。その結果、回転構造が回転しながらコンタクトレンズが形成される。いくつかの例では、コンタクトレンズは、回転構造内で完全に硬化させることができる。他の例では、コンタクトレンズは、複数の硬化段階の過程で完全に硬化することができる。例えば、コンタクトレンズは、液体レンズ材料がその形状を保持するが完全には硬化されない点まで、回転構造６８内で硬化させることができる。この段階で、コンタクトレンズを備えたモールドを回転構造から取り外して、費用効果の高い環境で硬化を完了することができる。本明細書に記載の原理と互換性のある回転構造は、スティーブン・Ｄ・ニューマンにより発行された米国特許公開第２０１２／０１３３０６４号に記載されている。米国特許公開第２０１２／０１３３０６４号は、開示されているすべてのものについて参照により本明細書に組み込まれる。
前面にモールド表面のみを提供するものとして示されているが、いくつかの実施形態では、キャスト成形システムなどで、コンタクトレンズの後面の形状を提供する追加のモールド部品を提供することができる。そのようなモールド片は、両側から圧力を加えてその間に液体レンズ材料を外側に押し付けてモールドキャビティを満たし、コンタクトレンズの形状を形成することによって、一緒にクランプしてコンタクトレンズを形成することができる。液体レンズ溶液は、選択された波長の光（例えば、ＵＶ光）への曝露を介するなどして、モールド内で硬化させることができる。成形プロセスからのフラッシングは、コンタクトレンズが硬化した後、またはモールドの２つの部分を組み合わせる機能として切り取ることができる。
得られるコンタクトレンズの前面近くのＳｉＧＭＡ－ＰＣの濃度は、コンタクトレンズの形成中に液体レンズ材料と接触する材料のエネルギー領域を制御することによって選択的に制御（例えば、増加または減少）することができる。例えば、図３に戻って参照すると、モールド４２内でプロファイル５４を形成する材料は、第１の表面エネルギー（以下、エネルギー領域と呼ぶ）を有することができ、そして、製造中にコンタクトレンズ材料の結果として生じる後面に接触する材料は、第１のエネルギー領域とは異なる第２のエネルギー領域を有することができる。
例えば、第１のエネルギー領域は、プロファイル５４を形成するモールド内の材料によって定義することができ、これは、固体として、図５～８に示すモールドで第２のエネルギー領域を形成する、第１のエネルギー領域よりも高いエネルギー値を提供するであろう気体よりも低いエネルギー値を有する。置換基は、より低いエネルギー領域に向かって優先的に配置され、したがって、モールド内のプロファイル５４に最も近いより高い濃度を有し、その結果、後面または後面と前面の間の点に比べて、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー単位の濃度が高い前面が得られる。さらに、成形表面のエネルギー領域の操作は、プラズマ処理などによって、液体レンズ材料をそれに注ぐ前に、プロファイル５４で表面を前処理することによって達成することができる。モールド表面のエネルギー領域の操作は、コンタクトレンズの後面のプロファイルを提供する追加のモールド部分（図示せず）を利用することを含むことができる。これらの実施形態では、前面および後面のモールド材料は、そのエネルギー領域を選択的に制御し、得られるコンタクトレンズのそれぞれの表面に選択された濃度のＳｉＧＭＡ－ＰＣを提供するために、互いに同一または異なることができる。
ＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマー成分の実質的に均質な混合物を含む液体レンズ材料を利用することにより、上に開示された選択された表面特性または光透過特性を提供するために、得られたコンタクトレンズまたは追加の層の表面処理は必要ない。したがって、本明細書に開示されるコンタクトレンズは、単層として形成することができる。本明細書に開示されるコンタクトレンズは、本明細書に記載されるすべての有益な特徴および特性を提供する単一の層のみを含むことができる。
記載されているように、ＳｉＧＭＡ－ＰＣを有するシリコーンヒドロゲルポリマーによって示される特徴および特性（高い紫色光透過率、高い酸素透過率値、高いヤング率、高い含水量、低い緩和速度、および比較的低い動的摩擦）の組み合わせによって、本明細書では、得られたポリマーは、成形されたままのコンタクトレンズの表面処理なしで形成および使用することができる。例えば、本明細書に開示されるレンズの前面またはその近くでＰＣ基によって提供されるシリコーンヒドロゲルポリマーの高い湿潤性および保水性のために、レンズは、装用者のまぶたに滑らかで潤いのある感覚を提供する。したがって、ＳｉＧＭＡ－ＰＣを分散させた単一の層のシリコーンヒドロゲルポリマーをコンタクトレンズに成形した後、快適なコントクトレンズを提供するためにさらなるコーティングや処理は必要ないが、必要に応じて追加のコーティングまたは処理を形成または実行することができる。
方法４００は、モールドからコンタクトレンズを取り外すことを含むことができる。図８は、等角図での眼科用レンズ１００の例を示している。眼科用レンズ１００は、任意の数の眼の状態、例えば、近視、遠視、乱視、黄斑変性症、斜視などを予防および／または治療するために選択的に形成することができる。例えば、後面１１４の曲率は、前面１１２の曲率とは異なり、装用者の眼にそれを通過する光の選択された焦点を提供することができる。眼科用レンズ１００は、完全に硬化したコンタクトレンズとしてモールドから取り外すことができる。いくつかの実施形態では、眼科用レンズ１００は、モールドの外側で完全に硬化することができる部分的に硬化したコンタクトレンズとしてモールドから取り外すことができる。
スピンキャスト成形が上に開示されているが、本明細書に開示されているコンタクトレンズを作製するためのさらなる形成技術が企図されている。例えば、鋳造成形、旋盤切断、さらには射出成形を使用できる。したがって、本明細書に開示されるコンタクトレンズを形成する方法は、液体レンズ材料をモールドに注ぎまたは注入し、モールドを閉じ、そして液体レンズ材料をモールドに適合させるためにモールドに力を加えることを含み得る。力は、モールド構成要素に加えられる機械的力、液体レンズ材料に加えられる液圧、モールドを回転させることによって加えられる遠心力、または前述の組み合わせを含むことができる。
本明細書に開示されるコンタクトレンズは、材料の単層から形成することができるが、いくつかの実施形態（図示せず）では、少なくとも１つの追加の層を、ＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むシリコーンヒドロゲルポリマーに適用することができる。例えば、液体レンズ材料は、第２の材料が追加される前に少なくとも部分的に硬化され得る。第２の材料は、部分的に硬化した液体レンズ材料５２の裏側（後面）に加えることができる。場合によっては、第２の材料を広げて液体レンズ材料の後側全体を覆うことができるが、他の例では、第２の材料を後側の表面積の一部全体に広げることができる。第２の材料はその場で硬化させることができ、第２の材料は後で投与して硬化させることができる。したがって、方法４００は、第２の材料が少なくともいくらかの光を遮断する特性を含む場合など、第２の材料を第１の液体レンズ材料に適用することを含むことができる。例えば、第２の材料は、液体レンズ材料（例えば、シリコーンヒドロゲルポリマー）に含まれていないブロッキング剤や、シリコーンヒドロゲルポリマー中のブロッキング剤とは異なる波長の光の通過を制限するように構成されたブロッキング剤または濾過剤を含むことができる。
得られるコンタクトレンズの任意の特性を制御するために、材料の追加の層を追加することができる。
コンタクトレンズの作業例が形成され、その表面の組成特性について試験された。実施例１には、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマー、メタクリル酸モノマーおよびそれらの誘導体（ＧＭＡ、ＨＥＭＡ、ＮａＭＡ、ＭＡＡ、およびＥＧＤＭＡを含み、ＧＭＡおよびＨＥＭＡは、メタクリル酸モノマーおよびその誘導体の大部分を構成していた）、ＢＭＥ、ＢＨＰＥＡ、及びＲＢ－１９が含まれていた。実施例１は、溶液として形成され、モールド内でスピンキャストされて、前面および後面を有するコンタクトレンズを形成した。
比較例Ａは、上記の実施例１の８重量％ＳｉＧＭＡ－ＰＣに相当する合計８質量％のＳｉＧＭＡモノマーとＭＰＣモノマーの組み合わせを含んでいた。残りの添加剤（ＧＭＡ、ＨＥＭＡ、ＮａＭＡ、ＭＡＡ、およびＥＧＤＭＡを含むメタクリル酸モノマーおよびその誘導体であり、ＧＭＡおよびＨＥＭＡはメタクリル酸モノマーおよびその誘導体の大部分を構成し、ＢＭＥ、およびＢＨＰＥＡ）は、実施例１と比較例Ａの両方で実質的に同じであった。言い換えれば、比較例Ａは、モノマーを含むＰＣがそれぞれＭＰＣおよびＳｉＧＭＡ－ＰＣであるという点でのみ実施例１と異なっていたが、ＳｉＧＭＡユニットは両方のサンプルに存在した。ＳｉＧＭＡとＭＰＣの組み合わせは、ＳｉＧＭＡ－ＰＣに見られるように、ホスホリルコリン成分がシリコーン含有ＧＭＡ成分に直接結合していないという点でＳｉＧＭＡ－ＰＣとは異なる。比較例Ａは、溶液として形成され、モールド内でスピンキャストされて、前面および後面を備えたコンタクトレンズを形成した。
実施例１および比較例Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を使用して、その表面の組成構成について試験された。サンプルのテストに使用されたＸＰＳ分光計は、Ｋ－ＡｌｐｈａTMモデル（THERMO FISCHER SCIENTIFIC INC．から入手可能）であった。分光計は、スポットサイズが４００μｍのＡｌＫαＸ線源を使用し、中和銃をオンにした。分光計は、Ａｒイオンクラスターエッチング、２０ｎｍ／分のエッチング速度、および４ｋｅＶのイオンエネルギーで動作した。ＸＰＳ測定は、実施例１の前面と後面、および比較例Ａの前面で実行された。
実施例１の前面のＸＰＳ分析により、表１の列１で識別された様々なさまざまなコンポーネントに対応する表１に示すデータ（ピーク結合エネルギー（ＢＥ）、１秒あたりのカウントの高さ（ＣＰＳ）、半値全幅（ＦＷＨＭ）（ｅＶ）、面積（（ＣＰＳ・ｅＶ）の（Ｐ）、および原子パーセント）が生成された。

Figure 2022514817000014
比較例Ａの前面のＸＰＳ分析により、列１で識別されたさまざまなコンポーネントに対応する表３に示すデータが生成された。

Figure 2022514817000015
表１および２に示されるように、実施例１の表面でのケイ素およびリンの原子百分率は、比較例Ａよりもはるかに高かった。実施例１の表面でのケイ素原子のパーセンテージは、比較例Ａのそれの少なくとも２倍であった。さらに注目すべきことに、実施例１の表面でのリン原子のパーセンテージは、比較例Ａよりも少なくとも７倍高かった。表１と表２は、ＳｉＧＭＡ－ＰＣの前面のＳｉとＰがＳｉＧＭＡ＋ＭＰＣの前面よりも高いことを示した。
上記の表１～２に開示された結果と同様の結果が、それぞれ６倍のＳｉＧＭＡ－ＰＣと別々のＳｉＧＭＡおよびＰＣモノマーを含むサンプルでも観察された。
ＳｉＧＭＡモノマーとＭＰＣモノマーを分離するのではなく、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーを使用することにより、ＰＣ官能基は、ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーのＳｉＧＭＡ部分に付着したシロキサン基によって、レンズの表面に配向および／または移動することができると考えられている。
実施例２
実施例２のために、３質量％、８質量％および１３質量％の前述のＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーを含む眼科用レンズを調製した。メタクリル酸モノマーおよびその誘導体（ＧＭＡ、ＨＥＭＡ、ＭＡ、ＭＡＡおよびＥＧＤＭＡを含み、ＧＭＡおよびＨＥＭＡはメタクリル酸モノマーおよびその誘導体の大部分を構成する）、ＢＭＥおよびＢＨＰＥＡなどの上記の他の組成物も含まれた。実施例２は、溶液として形成され、モールド内でスピンキャストされて、前部凸面および後部凹面を有するコンタクトレンズを形成した。
次に、各レンズを２４時間以上超純水に浸した。はさみで各レンズの中心から１ｃｍ×１ｃｍ四方のレンズ片を切り出し、風乾させた。次に、１ｃｍ×１ｃｍの正方形のレンズ断片の前面、後面、および断面は、日本電子社の走査型電子顕微鏡ＪＳＭ６０１０ＬＡを使用したＳＥＭ／ＥＤＳ分析（モード：後方散乱電子画像、加速電圧：１０．０ｋＶ、スポットサイズ：６０）によって、各表面のＣ、Ｏ、Ｓｉ、およびＰが分析された。 結果を以下の表３に示す。

Figure 2022514817000016
表３は、各ＳｉＧＭＡ－ＰＣ眼科用レンズの前面が、眼科用レンズの内部および後面よりも高濃度のケイ素原子を有することを示している。さらに、ＳｉＧＭＡ－ＰＣ ８％およびＳｉＧＭＡ－ＰＣ １３％を使用して示されているように、ＳｉＧＭＡ－ＰＣ眼科用レンズの前面は後面よりも明らかに高いリン原子濃度を有している。
表４は、本例示的なシステムおよび方法に従って、コンタクトレンズを形成するために使用されるいくつかの例示的な組成物を示す。以下にサンプル１～８として表される各例示的組成物の測定された特性は、原材料の配合比（質量％）および組成物の特性を評価した後に得られた表５を参照して以下に提供される。

Figure 2022514817000017
Figure 2022514817000018
表５に示すように、各サンプルの引張強度と総伸びを評価した。表５に示す特性を評価する際には、次の測定手順と装置を使用した。
動摩擦試験には、島津製作所製のオートグラフＡＳ－ＩＧ ＭＳタイプを使用した。試験レンズを蒸留水に約１６時間以上浸漬した後、レンズ表面に付着した水溶液を拭き取った。試験レンズのフロントカーブが下を向くようにレンズを再配置した後、半球型ジグ（プラスチック樹脂製、約１７ｇ）を試験レンズ上に置いた。次に、試験レンズを備えたジグを水平なガラスプレート上に配置した。ジグと試験レンズの位置を固定した。次に、２μＬのＩＳＯ生理食塩水を試験レンズとガラスプレートの間の接点に加えた。ガラス板を引張速度７００ｍｍ／分、引張距離３０ｍｍの条件下で水平に滑らせた。試験レンズとガラス板の間の摩擦力を測定した。引張距離１０ｍｍ後に摩擦力が安定した領域の平均値を算出した。動摩擦力は、約５枚の試験レンズの結果から得た。
ヤング率－島津製作所製のオートグラフＡＳ－ＩＧ ＭＳタイプもヤング率試験に使用した。試験は、厚さ約０．３ｍｍ、直径約２５ｍｍの試験板をダンベル形状に打ち抜いたものである。（ＪＩＳ－Ｋ－７１６２－１９９４「プラスチック－引張特性の決定－パート２：成形および押出プラスチックの試験条件」）。ダンベルの形の中央部分は幅約２ｍｍ、長さ約６ｍｍであった。
総伸び－島津製作所製のオートグラフＡＳ－ＩＧ ＭＳタイプも総伸び試験に使用した。試験は、厚さ約０．３ｍｍ、直径約２５ｍｍの試験板をダンベル形状に打ち抜いたものである。（ＪＩＳ－Ｋ－７１６２－１９９４「プラスチック－引張特性の決定－パート２：成形および押出プラスチックの試験条件」）。ダンベルの形の中央部分は幅約２ｍｍ、長さ約６ｍｍであった。ダンベル状に打ち抜いた試料を生理食塩水に２０℃で約１６時間以上浸漬した後、総伸び測定の試験片として使用した。総伸びは、２０℃の生理食塩水中での引張試験によって得られた。張力を開始する前の試験片のマークされた線距離をＬとして定義した。引張試験は２０ｍｍ／分の速度で行った。破断時の試験片のマークライン距離の増加をＡｈと定義した。次に、総伸び（１）を、以下に示す式（ＶＩＩ）に従って計算した。

［総伸び：l（％）］ ＝ （z1Ｌ／Ｌ）×１００ 式（VII）

この実施例のセクションで詳しく説明されているように、総伸びは６つ以上の試験片の結果から得られた。
緩和率－島津製作所製のオートグラフＡＳ－ＩＧ ＭＳタイプも応力緩和率試験に使用した。試験は、厚さ約０．３ｍｍ、直径約２５ｍｍの試験板をダンベル形状に打ち抜いたものである。（ＪＩＳ－Ｋ－７１６２－１９９４「プラスチック－引張特性の決定－パート２：成形および押出プラスチックの試験条件」）。ダンベルの形の中央部分は幅約２ｍｍ、長さ約６ｍｍであった。ダンベル形状に打ち抜いたサンプルを生理食塩水に２０℃で約１６時間以上浸漬した後、応力緩和速度測定の試験片として使用した。応力緩和率は、２０℃の生理食塩水中での引張試験によって得られた。試験片を２０ｍｍ／分の速度で引っ張り始めた。測定された応力が０．１Ｎに達したとき、張力はすぐに停止され、停止直後の応力はＬ１と定義された。張力が停止してから３０秒後の応力をＬ２と定義した。応力緩和率（ｒ）は、以下の式（VIII）に従って計算される。

［応力緩和率：r（％）］ ＝ ［（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１］×１００ 式（VIII）

応力緩和率は、３つ以上の試験片の結果から得られた。
ダンベル形状に打ち抜いたサンプルを生理食塩水に２０℃で約１６時間以上浸漬した後、ヤング率測定の試験片として使用した。ヤング率は、２０℃の生理食塩水中で２０ｍｍ／分の速度で引張試験により得られた応力－ひずみ曲線の初期勾配から決定された。ヤング率は、６つ以上の試験片の結果から得られた。
表５に示すように、サンプル７の引張強度と総伸びは、サンプル１と３よりもはるかに低かった。さらに、サンプル７のヤング率は、サンプル１および３のヤング率よりもはるかに高かった。これらの測定のために、サンプル７は、製造およびテストされた時点で、コンタクトレンズとして十分に機能するのに十分な強度を持っていない。材料自体は、不十分かもしれないが、出願人は、サンプル７の取り扱いが悪かったため、誤った結果が得られた可能性があると考えている。表５の測定結果から、シリコーンモノマーは、好ましくは１０％以下の質量％で含まれていることが推測できる。
表５に示すように、サンプル８の引張強度は、サンプル１および３の引張強度よりもはるかに低かったため、サンプル８の強度がコンタクトレンズとして使用するには不十分である可能性がある。したがって、ホスホリルコリンを含有する非シリコーンモノマーは、好ましくは１０％以下の質量％で含まれると推測することができる。
更に、表５に示すように、サンプル１、３、５、および６の緩和率は、サンプル２および４の緩和率よりもはるかに低かった。緩和率が低いコンタクトレンズは、変形から回復する能力が高い。同様に、サンプル１、３、４、および６の動摩擦値は、サンプル２および５の動摩擦値よりもはるかに低かった。サンプル１、３、４、６のように動摩擦が少ないコンタクトレンズは、使用中のまぶたとの摩擦を減らし、知覚できる快適さのレベルを高める。表５に示すように、ＳｉＧＭＡ－ＰＣを含むコンタクトレンズは、緩和率と動摩擦に関して良好に機能する。
その結果、サンプル１、４、５、および６に関して説明できるように、ホスホリルコリンを含む非シリコーンモノマーは、望ましい湿潤性および酸素透過性レベルを提供しながら、眼科用レンズとして使用するのに十分な強度を示すことができる。
本明細書に開示されるすべての範囲は、すべてのサブ範囲またはそこに含まれるすべての個々の値を列挙するクレームを包含し、サポートを提供すると理解されるべきである。例えば、１から１０の範囲は、最小値１と最大値１０の間および／またはそれらを含むすべてのサブ範囲または個々の値を列挙するクレームを含み、サポートを提供すると見なす必要がある。つまり、最小値が１以上で始まり、最大値が１０以下（例：５．５から１０、２．３４から３．５６など）、または１から１０までの任意の値（例：３、５．８、９．９９９４など）で終わるすべてのサブ範囲である。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、「約」によって±１０％または±５％修正された用語の許容可能な変動を指す。さらに、「より小さい」、「以下」、「より大きい」、「より大きい」、または「以上」という用語は、エンドポイントとして含み、「より小さい」、「以下」、「より大きい」、「より大きい」、または「以上」という用語によって変更される値を含む。

Claims (20)

  1. 組成物であって、
    少なくとも１つの双性イオン基を含有する少なくとも１つのシリコーンモノマーを有し、前記組成物は０．１～９質量％のシリコーンである、組成物。
  2. 前記シリコーンモノマーが単一の双性イオン基を有する、請求項１に記載の組成物。
  3. 前記双性イオン基が、ホスホリルコリン、アルキルカルボベタイン、アルキルアミドカルボベタイン、アルキルスルホベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルアミドスルホベタイン、アルキルアミドヒドロキシスルホベタインおよびそれらのうちの１つを含む、請求項１又は２に記載の組成物。
  4. 前記組成物の緩和率が５．５％未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の組成物。
  5. 前記緩和率が４．０％未満である、請求項４に記載の組成物。
  6. 前記組成物の動摩擦が５０ｍＮ未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の組成物。
  7. 前記動摩擦が４０ｍＮ未満である、請求項６に記載の組成物。
  8. 前記シリコーンモノマーが、式（Ｉａ）から（Ｉｃ）に示す異性体を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の組成物。
    Figure 2022514817000019
     ここで：
    Ｒ1は、メタクリロイル、アクリロイル、スチリル、またはアリルを含むがこれらに限定されない重合性部分を含む基である。
    Ｒ2は、構造（II）のシリコーン部分で終端されたＣ1-Ｃ15のアルケニル基を含む基であり、Ｒ2は、構造（II）のシリコーン部分で終端されたＣ1-Ｃ15アルケニル基を含む基であり、Ｒ4は－ＣＨ3または－［－Ｓｉ（ＣＨ3）2－Ｏ－］n－Ｓｉ（ＣＨ3）3のいずれかであり、ｎ＝０～５０である。
    Ｒ3は、ホスホリルコリン、ベタイン、スルホベタイン、または両性酢酸塩を含むがこれらに限定されない双性イオン基である。
    Figure 2022514817000020
  9. 前記組成物が、ホスホリルコリンを含有する０から１０質量％の非シリコーンモノマーを含む、請求項８に記載の組成物。
  10. 眼科用レンズであって、
    複数のモノマーを含むヒドロゲルポリマーであって、複数のモノマーは本体全体に分布する少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーを含み、
    装用者とは反対側を向くように構成された前面と、
    装用者の眼に接触するように構成された後面と、
    本体の前面と後面の間の点よりも前面により多く含まれる少なくとも１つの双性イオン基を含むシリコーンモノマーと、を含む本体を有する、眼科用レンズ。
  11. 前記ヒドロゲルポリマーの総シリコーン比が０．１～９質量％である、請求項１０に記載の眼科用レンズ。
  12. 緩和率が５．５％未満である、請求項１０または１１に記載の眼科用レンズ。
  13. 動摩擦が５０ｍＮ未満である、請求項１０または１１に記載の眼科用レンズ。
  14. 少なくとも１つの双性イオン基を含む前記シリコーンモノマーが、ＳｉＧＭＡ－ＰＣまたはＳｉＭＡ－ＰＣのうちの１つを含む、請求項１０または１１に記載の眼科用レンズ。
  15. 前記複数のモノマーが、グリセリルメタクリレート、（ヒドロキシエチル）メタクリレート、２－（４－ベンゾイル－３－ヒドロキシフェノキシ）エチルアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ベンゾインメチルエーテルのうちの１つまたは複数、または前述のいずれかの組み合わせを含む、請求項１４に記載の眼科用レンズ。
  16. 前記ＳｉＧＭＡ－ＰＣモノマーが前記ヒドロゲルポリマーの約０．５～約１５質量パーセント（ｗｔ％）であり、グリセリルメタクリレートがヒドロゲルポリマーの約１０ｗｔ％～約５０ｗｔ％であり、前記２－ヒドロキシエチルメタクリレートが前記ヒドロゲルポリマーの約２０ｗｔ％から約８０ｗｔ％である、請求項１５に記載の眼科用レンズ。
  17. 請求項１４に記載の眼科用レンズであって、
    前記本体は、前記後面よりも前記前面にＳｉＧＭＡ－ＰＣまたはＳｉＭＡ－ＰＣの濃度が高くなっており、
    前記眼科用レンズには、２０を超える酸素透過率値（ＤＫ／厚さ）が含まれており、
    前記眼科用レンズは、約０．１ＭＰａ～約０．５ＭＰａのヤング率を示す。
  18. コンタクトレンズを作製する方法であって、
    液体レンズ材料をモールドに注ぎ、
    前記モールド内で前記液体レンズ材料を硬化させる、方法。
    ここで、前記液体レンズ材料は、複数のモノマーを含み、前記複数のモノマーは、少なくともいくつかの３，５，８，１３－テトラオキサ－４－ホスファ－１２，１４－ジシラペンタデカン－１－アミニウム、４－ヒドロキシ－Ｎ，Ｎ，Ｎ，１２，１４，１４－ヘキサメチル－６－［［（２－メチル－１－オキソ－２－プロペン－１－イル）オキシ］メチル］－１２－［（トリメチルシリル）オキシ］－，内塩，４－オキシド（「ＳｉＧＭＡ－ＰＣ」）モノマーユニットを含む。
  19. 請求項１８に記載の方法であって、前記モールドがスピンキャスト型を含み、
    液体材料を硬化させることは、前記液体レンズ材料を少なくとも部分的に硬化させながら、回転させることを含む。
  20. 請求項１８に記載の方法であって、前記モールドが鋳造型を含む。
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