JP3715309B1 - 眼用レンズ材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、特許文献5の第5頁右下欄の式(V)、第6頁右下欄の反応式6にはホスホリルコリンカルボキシル体が活性エステルとなった化学構造式が記載されている。しかしながら、その合成方法及び実施例について一切記載されていないため追試することはできず、発明を開示しているとは言えない。そして、該化合物を、通常の有機化学の常識に基づいて記載の構造を有するホスホリルコリンカルボキシル体を合成した場合、その方法は極めて煩雑であり、収率も低いことから、実用性に極めて乏しいことが容易に類推される。また、第9頁左上欄の実施例5には、グリセロホスホリルコリンを1,1’カルボニルジイミダゾール処理し、4−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体からなるコンタクトレンズ表面にホスホリルコリン基を導入する方法が記載されている。しかしながら、上記実施例を追試した結果、目的とするホスホリルコリン処理されたコンタクトレンズを得ることは出来ないものであった。
(2)
(2)
そして、コンタクトレンズ表面へのホスホリルコリン基の導入反応も記載条件下では十分に反応が進行せず、導入量が低いため優れた蛋白質吸着防止効果を示すには不十分である。
これに対して、本発明による後方法は、十分な量のホスホリルコリン基を導入でき、優れた蛋白質吸着防止効果を発揮させることが可能であり、極めて実用的な方法であるという利点がある。
ホスホリルコリン基は全合成でも合成可能である。しかし、合成条件が煩雑であり、厳密な無水条件が必要であり、製造コストがかかる。
一方、ホスホリルコリンは細胞膜の構成成分であるレシチンとしても抽出可能であり、その場合、脂肪酸部分を加水分解により除去すれば1−α−グリセロホスホリルコリンとしてより安価かつ容易に入手可能である。本発明者等は、この1−α−グリセロホスホリルコリンのジオール部分を、酸化的に開裂させることによりカルボキシル基を有するホスホリルコリン基含有化合物を容易に得られることができることを見出した。
最も代表的な合成方法としては、1−α−グリセロホスホリルコリンを水及びアセトニトリル等の溶媒中で過ヨウ素酸ナトリウム及び三塩化ルテニウムにより酸化し、目的とするカルボキシル体を得るものである。
本発明において眼用レンズ材料とは、眼の中に装着する材料の成型物である。主にはコンタクトレンズである。
いかなる材質のコンタクトレンズでも良い。例えば、メタクリル酸(MAA)、アクリル酸(AA)、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、N-ビニルピロリドン(NVP)、N,N-ジメチルアクリルアミド(DMAA)、ビニルアルコール(VA)、メチルメタクリレート(MMA)、トリフルオロエチルメタクリレート(TFEMA)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、フルオロシリコーン、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、パーフルオロアルキルメタクリレート、シロキサニルメタクリレート(SiMA)、シロキサニルスチレン(SiSt)、エチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)、アリルメタクリレート(AMA)、シリコンマクロマー等の重合体若しくは二種以上のモノマーの共重合体から構成されるコンタクトレンズから、本発明のコンタクトレンズを製造することが可能である。本発明は、モノマーの種類に関係なく、またハードコンタクトレンズ、ソフトコンタクトレンズのどちらにも利用出来る。
また、コンタクトレンズを構成するモノマーとして、ビニルアルコールを主成分若しくは共重合成分とするコンタクトレンズも、本発明の方法によって好ましく処理される。
しかし、これらの官能基を有していなくても、プラズマ処理により水酸基を導入することが可能である。例えば、N−ビニルピロリドン重合体からなるコンタクトレンズはプラズマ処理により水酸基を導入し、本発明のコンタクトレンズを製造することが可能である。すなわち、酸素ガス雰囲気下または酸素ガス、水素ガス雰囲気下で低温プラズマによりコンタクトレンズ表面に水酸基を導入する。具体的には、コンタクトレンズをプラズマ反応容器内に収容し、反応容器内を真空ポンプで真空にした後、酸素ガスまたは酸素ガス、水素ガスを導入する。続いてグロー放電により、コンタクトレンズ表面に水酸基を導入できる。
本発明により得られるコンタクトレンズは、ホスホリルコリン基含有モノマーを重合させた材質のレンズとは異なるものである。ホスホリルコリン基含有ポリマーで被覆したレンズは被覆したポリマーが剥れてしまったり、被覆重合体による影響が生じてしまう。
本発明の製造方法は、コンタクトレンズ構成モノマーの水酸基、若しくは、新たに後から水酸基をプラズマ処理等により導入して、この水酸基に、式(2)の化合物を有機溶媒中にてエステル結合させるものである。
具体的には、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランなどの有機溶媒中に、ホスホリルコリン化合物(2)を溶解または懸濁させ、カルボニルジイミダゾール、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、塩化チオニル、五塩化リン、オキシ塩化リン、三臭化リン、オキザリルクロライドなどの縮合剤を用いてコンタクトレンズ表面の水酸基とエステル結合させる。
このうち、塩化チオニル、五塩化リン、オキシ塩化リン、三臭化リン、オキザリルクロライドなどを用いて、カルボン酸ハロゲン化物を経由し、これを眼用レンズ材料表面の水酸基と反応する方法は、溶解性が良好であり、均一溶液として処理ができるため、試薬の当量をコントロールすることにより、ホスホリルコリン基導入率をコントロールできるので好ましい。また、ポリマーコーティングによるホスホリルコリン基導入とは異なり、コンタクトレンズに与える変化は極僅かであることから、レンズとしての基本的性能を維持できるという利点もある。
一方、特許文献5記載のように、カルボニルジイミダゾール、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩などを縮合剤として用いる方法は、ホスホリルコリン基化合物の活性エステルの溶解性が有機溶媒に対して低いため、ホスホリルコリン基導入率のコントロールの点で、本発明の方法に比べて劣る方法である。
式(2)の化合物は、1−α−グリセロホスホリルコリンの酸化開裂によりカルボキシメチルホスホリルコリン(n=1の場合)を用いることが好ましい。
1−α−グリセロホスホリルコリンは、水、アセトニトリル混合溶媒中で過ヨウ素酸塩と三塩化ルテニウムにより酸化開裂して、カルボキシメチルホスホリルコリンとすることができる。
この反応は、室温で容易に進行し、1−α−グリセロホスホリルコリンに対して3当量以上の過ヨウ素酸と触媒量のルテニウム化合物(三塩化ルテニウム、三臭化ルテニウム、トリス(アセチルアセトナト)ルテニウムなど、及びその水和物)が存在すれば良い。
2−ヒドロキシエチルメタクリレート重合体やポリビニルアルコールを含むコンタクトレンズは水酸基が存在する。この水酸基に対して、式(2)のカルボキシル体を反応させると、エステル結合によってコンタクトレンズ表面にホスホリルコリン基を導入出来る。
この反応は、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、アセトニトリルなどの有機溶媒中、カルボニルジイミダゾールや1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩などのカルボジイミド系カップリング剤、或いは塩化チオニル、五塩化リン、オキシ塩化リン、三臭化リン、オキザリルクロライドなどの存在下にて容易に進行する。
なお、コンタクトレンズへのホスホリルコリン基の導入量は、0.0001μmol/mg以上が好ましい。0.0001μmol/mgより少ないと、十分な蛋白質吸着抑制効果が得られない場合もあるが、コンタクトレンズの表面のみにホスホリルコリン基が導入されている場合はこの限りではない。一方、導入量が多い分には、蛋白質吸着抑制効果は増大するので特にその導入量は制限されない。
1−α−グリセロホスホリルコリン5gを水70ml−アセトニトリル30mlに溶解した。氷冷下、過ヨウ素酸ナトリウム17gと三塩化ルテニウム80mgを添加し、一晩攪拌した。沈殿物をろ過し、減圧濃縮、メタノール抽出により目的とするカルボキシメチルホスホリルコリン3.86g(収率82%)を得た。
カルボキシメチルホスホリルコリンは、n=1の場合の式(2)の化合物である。
市販のコンタクトレンズを、式(2)の化合物により後処理し、該化合物をエステル結合させて、本発明のコンタクトレンズを製造した。
式(2)の化合物10mgをジメチルホルムアミド2mlに添加し、塩化チオニル5mgを添加後、30分間攪拌した。ジメチルホルムアミドに十分置換して水を除去したPolymacon1枚を浸漬し、トリエチルアミン0.2mlを添加後4時間反応させた。反応液を純水で十分洗浄して、コンタクトレンズを得た。
NelfilconAをジメチルスルホキシドに十分置換して水を除去した後、更にジメチルスルホキシド2mlに浸漬し、式(2)の化合物10mg、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩7mgを添加後、6時間反応させた。反応液を純水で十分洗浄して、コンタクトレンズを得た。
Polymaconが含有する水を充分ジメチルスルホキシドに置換した後、3mlのジメチルスルホキシドに浸漬した。カルボキシメチルホスホリルコリン10mg、カルボニルジイミダゾール6mg、トリエチルアミン10mgを添加し、25℃で12時間反応させた。コンタクトレンズをジメチルスルホキシド次いで水で充分に洗浄し、目的とするコンタクトレンズを得た。導入されたホスホリルコリン基はリン定量の結果、0.817μmol/mgであった。
NelfilconAが含有する水を充分ジメチルホルムアミドに置換した後、3mlのジメチルホルムアミドに浸漬した。カルボキシメチルホスホリルコリン10mg、ジシクロヘキシルカルボジイミド10mg、ヒドロキシベンゾトリアゾール10mg、トリエチルアミン10mgを添加し、25℃で12時間反応させた。コンタクトレンズをジメチルスルホキシド次いで水で充分に洗浄し、目的とするコンタクトレンズを得た。導入されたホスホリルコリン基はリン定量の結果、0.165μmol/mgであった。
<定量方法>
得られたコンタクトレンズを、過塩素酸に浸し、180℃に加熱して分解した。得られた溶液を水で希釈し、そこに七モリブデン酸六アンモニウム四水和物とLアスコルビン酸を入れ、95℃にて5分間発色させた後、710nmの吸光度測定して、導入量を求めた。検量線にはリン酸二水素ナトリウム水溶液を用いた。
特許文献5の手法に基づき、1−α−グリセロホスホリルコリン10mg、1,1−カルボニルジイミダゾール20mg、トリエチルアミン20mgをジメチルスルホキシド3mlに添加し、50℃で2時間攪拌した。この溶液に、実施例1で使用したPolymaconを浸漬し、室温で12時間反応させた。コンタクトレンズをジメチルスルホキシド次いで水で充分に洗浄し、リン定量を行ったところ、導入されたホスホリルコリン基は検出限界の0.0001μmol/mg以下であり、反応が進行していなかった。
特許文献5の手法に基づき1−α−グリセロホスホリルコリン10mg、1,1−カルボニルジイミダゾール20mg、トリエチルアミン20mgをジメチルスルホキシド3mlに添加し、50℃で2時間攪拌した。この溶液に、実施例2で使用したNelfilconAを浸漬し、室温で12時間反応させた。コンタクトレンズをジメチルスルホキシド次いで水で充分に洗浄し、リン定量を行ったところ、導入されたホスホリルコリン基は検出限界の0.0001μmol/mg以下であり、反応が進行していなかった。
実施例1〜2、比較例1〜2、市販のソフトコンタクトレンズ(比較例3〜7)について、下記評価方法により蛋白質の吸着抑制効果を比較した。
比較例4.EtafilconA(商品名:ワンデーアクエアー、オキュラーサイエンス社)
比較例5.NelfilconA(商品名:フォーカスデイリィーズ、チバビジョン社)
比較例6.Polymacon(商品名:メダリスト、ボシュロム社)
比較例7.VifilconA(商品名:フォーカス、チバビジョン社)
コンタクトレンズを、人工涙液3ml中に浸し、37℃にて24時間静置した。溶液部のタンパク量をBCA法にて定量し(検量線 Albumin Bovine)、溶液部の蛋白質の減少量を、蛋白質吸着量として算出した。
人工涙液は、以下の成分を超純水に溶解させて得た。
リゾチーム 1.20mg/ml、アルブミン 3.88mg/ml、γ-グロブリン 1.61mg/ml、塩化ナトリウム 9.00mg/ml、リン酸二水素カリウム 0.14mg/ml、リン酸水素二ナトリウム七水和物 0.80mg/ml
(参考文献)FDA Guideline Draft: Testing guidelines for classIII soft(hydrophilic) contact lens solution, lens group compatibility test. July 15, 1985.
本発明の製造方法は、蛋白質の汚れが致命的な問題となるソフトコンタクトレンズに好ましく利用できる。蛋白質吸着が促進されるイオン性ソフトコンタクトレンズには特に好ましく利用できる。
また、蛋白質が吸着しやすい酸素透過性や連続装用のハードコンタクトレンズに対しても好ましく利用できる。
Claims (4)
- 請求項1または2記載のホスホリルコリン基含有化合物をカルボン酸ハロゲン化物を経由して眼用レンズ材料表面に存在する水酸基と反応させて得られることを特徴とする眼用レンズ材料。
- 請求項1または2記載のホスホリルコリン基含有化合物を眼用レンズ材料に反応させる後処理によって、ホスホリルコリン基を眼用レンズ材料表面に共有結合させて、眼用レンズ材料に吸着する蛋白質の吸着を防止することを特徴とする眼用レンズ材料の蛋白質吸着防止方法。
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