JP4233026B2

JP4233026B2 - イオン性眼用レンズ

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Publication number: JP4233026B2
Application number: JP2003100237A
Authority: JP
Inventors: 玲内田; 隆郎佐藤; 憲治宇野
Original assignee: Seed Co Ltd
Current assignee: Seed Co Ltd
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP2004309625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオン性眼用レンズに関するものである。さらに詳しくは、耐汚染性、形状安定性に優れた高含水イオン性コンタクトレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からのソフトコンタクトレンズ（ＳＣＬ）は、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を主成分とし、ＳＣＬの形状安定性付与のため、炭素鎖長２〜９の２官能性モノマーを適宜添加して得ている。
【０００３】
ところで、含水ゲル製ＳＣＬの場合、酸素はレンズに含まれる水を介して角膜に供給されている。このため、ゲルの含水率が高くなると、角膜への酸素供給量は増加し、装用時の眼に対する負担は小さくなる。しかし、前記ＨＥＭＡは電荷を有しておらず、弱く帯電している水と電気的に相互作用することができない。従って、一般的にＨＥＭＡのみを主成分とするＳＣＬは、含水率が４０％と低く、角膜に必要量の酸素を供給しているとは言い難い。
【０００４】
そこで、ＨＥＭＡに他のモノマーを添加し、高含水性ＳＣＬを得る試みがなされてきた。例えば、アクリル酸やメタクリル酸（ＭＡＡ）等のイオン性モノマー、あるいはＮ−ビニルピロリドン（ＮＶＰ）等といった非イオン性モノマーを共重合させたＳＣＬは、高含水率となるので、十分な酸素を角膜へ供給することができる。
【０００５】
しかし、ＳＣＬの組成にＭＡＡのようなアニオン性基を有するイオン性モノマーを添加すると、得られるＳＣＬは、涙液中で正に帯電しているタンパク質や脂質と電気的に強く相互作用するため、結果としてこれらは汚れとしてＳＣＬ表面に吸着する。また、得られたＳＣＬ自体が電荷を有するため、温度やｐＨ等の影響を受けてサイズ変化が生じ、架橋成分を添加してもＳＣＬの機能として必要不可欠な形状安定性を得ることができない。一方、ＮＶＰ等の非イオン性モノマーを主成分とするレンズは、汚れが付着しやすい上に、ＳＣＬに不可欠な殺菌等のレンズケアの繰り返しによる強度低下、黄変等、種々の課題を有している。
【０００６】
これらの問題点を解決すべく、種々の対策が講じられている。例えば、フマル酸ジエステルを主成分としたＳＣＬ（例えば、特許文献１参照）や、イタコン酸ジエステルを主成分としたＳＣＬが開示されている（例えば、特許文献２参照）。これらのエステルは、分子内にカチオン性基である四級アンモニウム塩基と、アニオン性基であるリン酸基を含有しているため、高含水率で高酸素透過性を有し、その上、タンパク質や脂質汚れの吸着を抑制できると記載されている。
【０００７】
すなわち、上記フマル酸ジエステルやイタコン酸ジエステルを用いた場合、極性の強いリン酸基が含水率の向上に貢献し、かつリン酸基と同量の四級アンモニウム塩基の作用でＳＣＬ全体の電荷は相殺されるので、涙液由来の汚れが表面に吸着することを抑制できると示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３２２７８１１号公報
【特許文献２】
特許第３２２７８１０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１、２は、同一分子中にイオン強度の異なるリン酸基と四級アンモニウム塩基が共存しているため、正電荷と負電荷のバランスがとれず、これを用いるＳＣＬは、形状安定性、強度について課題を有していた。
【００１０】
また、一般的にフマル酸ジエステルやイタコン酸ジエステルは、メタクリレートやアクリレートとの相溶性、反応性が低いことが知られている。従って他の共重合成分が未反応モノマーとして重合後に大量に残存するため、その除去に要する工程が長くなり、生産性に課題を有する。
【００１１】
従って、本発明の目的は、形状安定性、耐汚染性、含水性に優れたイオン性眼用レンズを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、親水性モノマーと、リン酸基を有する下記構造式（Ｉ）で示される単官能メタクリレートと、下記構造式（II）で示される２官能メタクリレートとの共重合体からなることを特徴とするイオン性眼用レンズである。
【００１３】
【化２】
【００１４】
また、本発明は、上記構造式（Ｉ）、（II）の化合物の合計添加量が、モノマー総量に対して０．５〜２０ｗｔ％であり、かつ構造式（Ｉ）の化合物の添加量が構造式（Ｉ）、（II）の化合物の合計添加量に対して７５〜８５ｗｔ％であることを特徴とする上記イオン性眼用レンズである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記イオン性ＳＣＬの課題について検討を行った結果、リン酸基を有する特定モノマーを親水性モノマーと共重合したイオン性高分子ゲルは、高含水率でありながら優れた形状安定性、耐汚染性を有するという知見に基づく。
【００１６】
リン酸基を有する構造式（Ｉ）で示される単官能メタクリレート（以下、ＭＯＥＰ−１）は、分子の末端にリン酸基を有するために、リン酸基の高い極性が遮蔽されることなく、水と強く相互作用する。その結果、ＭＯＥＰ−１を多く含有すると、含水率が高くなる。一方、構造式（II）で示される２官能メタクリレート（以下、ＭＯＥＰ−２）は、炭素鎖長が長く、リン酸基は分子の中央に位置するため隣接位の炭素鎖により極性基が遮蔽され疎水性となる。従って、ＭＯＥＰ−２を多く含有するＳＣＬは含水率が低くなる。
【００１７】
一般的に、イオン性ＳＣＬは、ｐＨ変化に対して不安定である。しかし、ＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２を含有するＳＣＬは、ｐＨ変化に対するサイズの変化が小さい。このことは、ＭＯＥＰ−２がポリマー主鎖間に架橋部位を持つために、ｐＨ等の外的環境の変化によるイオン性基どうしの反発に対する影響を受けにくいことに起因する。
【００１８】
また、ＳＣＬの強度は一般的に破断伸度、破断強度で示すことができる。上記混合比のＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２から得られたＳＣＬは、日常のケアや装用に耐えうる十分な強度を有している。しかし、ＭＯＥＰ−１の含有量が少なくなると、レンズの破断伸度と強度が小さくなる傾向がある。このことは、ＭＯＥＰ−２は、分子が大きく架橋部位が離れているため、ＭＯＥＰ−２の増加に伴い架橋が粗になることに起因する。
【００１９】
ＳＣＬの耐汚染性は、人工涙液に浸漬した際のＳＣＬ表面へのリゾチーム吸着量にて示すことができる。ＭＯＥＰ−１、ＭＯＥＰ−２含有ＳＣＬは、メタクリル酸（ＭＡＡ）や、２−メタクリルオキシエチルアシッドスルホネート（ＭＯＥＳ）等の他のイオン性モノマー含有ＳＣＬよりリゾチームの吸着量が少ない。このことは、リン酸基に隣接した炭素鎖により、適度な疎水性が付与され、涙液成分がＳＣＬと相互作用しにくく、結果として汚れの吸着が軽減されることによると考えられる。
【００２０】
本発明における親水性モノマーとしては、少なくとも１種の親水基を分子内に有するものであればよい。例えば、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等が挙げられるが、これらを２種以上併用することもできる。なお、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの双方を意味する。これらは、モノマー総量の８０〜９９．５ｗｔ％の範囲で用いることが好ましい。
【００２１】
本発明においては、モノマー総量に対して、リン酸基含有メタクリレートがＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２の合計量で０．５〜２０ｗｔ％の範囲であることが好ましい。２０ｗｔ％を超えると、眼用レンズの膨潤率が大きくなる傾向がある。２０ｗｔ％を超えると、高含水率となるので、ＳＣＬに涙液成分が付着しやすくなり、また、形状安定性や機械的強度が低下する。０．５ｗｔ％未満では、含水率が低下し、角膜に供給できる酸素量が低下する傾向がある。また、良好な形状安定性、耐汚染性を有するＳＣＬを得ることも困難になる傾向がある。上記範囲内では含水ゲルの含水率は４４〜５７％となりｐｏｌｙＨＥＭＡ系ＳＣＬ以上の含水率が得られる。
【００２２】
また、ＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２の重量混合比は７０：３０〜８５：１５であることが好ましい。ＭＯＥＰ−１は主に含水率に寄与するものであり、より好ましくは総リン酸含有メタクリレート中ＭＯＥＰ−１が７５〜８５ｗｔ％の含有率である。ＭＯＥＰ−１が７０ｗｔ％未満では、含水率が低く、かつ得られるＳＣＬはもろく、強度が弱くなる傾向がある。また、架橋成分の増加に由来すると考えられるが、ＳＣＬがごわつくために装用感が低下する傾向がある。一方、８５ｗｔ％を超えると、含水率が高く、眼用レンズ形状のものが得られにくい。
【００２３】
本発明は、さらに任意の共重合可能なモノマーを使用することができる。例えば、疎水性モノマー、紫外線吸収性モノマーを添加することにより、得られる高分子ゲルの含水率や膨潤率の調節、あるいは紫外線吸収といったさらなる機能を付与することができる。使用するモノマーは、親水性モノマー及びリン酸基含有メタクリレートと相溶性を示すものであればいかなるものでも可能である。例えば疎水性モノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、２，２，２−トリフルオロ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、フルオロアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ビニル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類、スチレン誘導体等が挙げられる。なお、これら疎水性モノマーは、０〜８０ｗｔ％の範囲内で使用され、好ましくは０〜５０ｗｔ％、より好ましくは０〜３０ｗｔ％の範囲で使用される。また、紫外線吸収性モノマーとしては、２−ヒドロキシ−４−｛２−（メタ）アクリロイルオキシ｝エトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−｛２−（メタ）アクリロイルオキシ｝ブトキシベンゾフェノン、２，２′−ジヒドロキシ−４−｛２−（メタ）アクリロイルオキシ｝エトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−｛２−（メタ）アクリロイルオキシ｝エトキシ−４′−ターシャリーブチルベンゾフェノン、２−｛２′−ヒドロキシ−５′−（メタ）アクリロイルオキシフェニル｝−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−｛２′−ヒドロキシ−５′−（メタ）アクリロイルオキシプロピルフェニル｝−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−｛２′−ヒドロキシ−３′−ターシャリーブチル−５′−（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニル｝−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−｛２′−ヒドロキシ−５′−（メタ）アクリロキシエチルフェニル｝−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。なお、紫外線吸収性モノマーは、０〜１ｗｔ％の範囲内で使用されるが、より好ましくは０〜０．５ｗｔ％の範囲で使用できる。
【００２４】
本発明の眼用レンズの製造に関しては、まず上記モノマーの混合物に重合開始剤を添加し、撹拌して溶解させる。重合開始剤としては、一般的なラジカル重合開始剤であるラウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの過酸化物系や、アゾビスバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物を使用できる。上記重合開始剤の添加量としては、モノマー総量に対して１０〜３５００ｐｐｍ程度が好ましい。
【００２５】
上記モノマー混合液をプラスチックなどの眼用レンズの成形型に入れ、恒温槽などで段階的もしくは連続的に２５〜１２０℃の範囲で昇温し、５〜１２０時間で重合を完了させる。重合に関しては、紫外線、電子線、ガンマ線等を利用することも可能である。また、上記モノマー混合液に種々の溶媒を添加し、溶液重合を適用することも可能である。使用可能な溶媒としては、水、テトラヒドロフラン、グリセリン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン等が挙げられ、使用量はモノマー総量の１〜６０ｗｔ％の範囲で使用されるが、最終的に得られるＳＣＬの形状が良好な５〜４０ｗｔ％が好ましい。
【００２６】
上記の重合終了後、室温まで冷却し、得られた重合物を成形型から剥離させ、必要に応じて切削、研磨する。得られた眼用レンズは水和膨潤させて含水ゲルとする。この際に使用する液体（膨潤液）としては、例えば水、生理食塩水、等張性緩衝液などが挙げられる。前記膨潤液を６０〜１００℃に加温し、一定時間浸漬させ、水和膨潤状態にする。また、前記膨潤処理により重合体に含まれる未反応モノマーを除去することも可能となる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔評価方法〕
〔含水率〕
リン酸緩衝溶液中にＳＣＬを浸漬して膨潤状態にし、含水率を次式によって算出した。
【００２８】
含水率（重量％）＝（Ｗ₁−Ｗ₂）／Ｗ₁×１００
ただし、Ｗ₁＝飽和含水時の重量Ｗ₂＝レンズ乾燥時の重量
〔外観及びサイズ〕
ソフトコンタクトレンズディメンジョンアナライザーを用い、ＳＣＬのリン酸緩衝溶液中の形状を観察し、直径を測定した。形状に関しては、リン酸緩衝溶液中のＳＣＬの形状が円形のものは良好、それ以外のものは不良とした。
【００２９】
〔滅菌によるサイズ変化〕
上記の外観及びサイズ評価で良好なＳＣＬをリン酸緩衝溶液中に浸漬し、１２１℃、２０分の滅菌条件に付した。その前後での直径の変化を測定した。
【００３０】
〔耐汚染性〕
涙液成分のひとつであるリゾチームの吸着試験を行った。ＳＣＬ１枚に対し４ｍＬの人工涙液を用い、３７℃にて２０時間浸漬した。その後、ＳＣＬを取り出し、生理食塩水で洗浄後、１枚に対し２ｍＬの生理食塩水に浸漬し、超音波条件下にて表面に吸着したリゾチームを剥離抽出した。このリゾチーム濃度を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて定量した。
【００３１】
〔引っ張りに対する強度〕
ＳＣＬを１３．０ｍｍ×２．０ｍｍの短冊状に切断し、卓上精密万能試験機ＡＧＳ−５Ａ（（株）島津製作所製）を用いて、破断伸度、破断強度を測定した。短冊状片の破断点荷重［Ｎ］、破断点伸び［ｍｍ］より、各ＭＯＥＰ−１、ＭＯＥＰ−２含有ＳＣＬの破断強度、破断伸度を次式によって算出した。
【００３２】
破断強度＝［破断点荷重／サンプリング断面積］（Ｐａ）
破断伸度＝［破断点伸び／チャック間距離］×１００（％）
【００３３】
（実施例１）
２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）９６．８ｗｔ％、リン酸基含有メタクリレート（ＭＯＥＰ−１及びＭＯＥＰ−２）３．２ｗｔ％、ＡＩＢＮ２０００ｐｐｍを混合し、室温にて約１時間撹拌した。この際、ＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２を８０ｗｔ％：２０ｗｔ％で混合したものを用いた。撹拌後、モノマー混合物をポリプロピレン（ＰＰ）製ＳＣＬ成形型に入れ、５０〜１００℃の範囲で２２時間かけて昇温させ、重合体を得た。得られた重合体を室温に戻し、ＰＰ成形型から取り出し、８０℃のリン酸緩衝溶液に約３０分浸漬することで水和膨潤させ、含水ＳＣＬを得た。得られた含水ＳＣＬに対し、上記各種物性測定を行い、その結果を表１に示した。
【００３４】
（実施例２〜６）
ＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２の混合比が８０ｗｔ％：２０ｗｔ％であるＭＯＥＰ−１とＭＯＥＰ−２の合計添加量を、モノマー総量に対して０．５〜２０ｗｔ％の範囲内で変化させ、実施例１と同様の方法で含水ＳＣＬを得た。得られた含水ＳＣＬに対し、実施例１と同様の各物性測定を行い、その測定結果を表１に示した。
【００３５】
（比較例１〜２）
ＭＯＥＰ−１、ＭＯＥＰ−２に換えてアニオン性基としてカルボキシル基を含むＭＡＡ、及びスルホ基を含むＭＯＥＳを各々３．２ｗｔ％加えて調合したものに、架橋成分であるエチレングリコールジメタクリレート（ＥＤ）７５０ｐｐｍを加え、実施例１と同様の方法で含水ＳＣＬを得た。なお、ＥＤ添加量は、架橋成分として実施例１のＭＯＥＰ−２と同量となるようにした。得られた含水ＳＣＬに対し、実施例１と同様の各物性測定を行った。比較例１はレンズサイズが大きくなる傾向であり、比較例２はレンズ形状のものが得られなかった。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、透明性や形状安定性に優れたイオン性高分子ゲルからなる眼用レンズを提供できる。また、リン酸基はアニオン性の電荷を有しているため、カチオン性の薬物とイオン的に結合できることから、薬物徐放性コンタクトレンズとしての応用も可能である。

Claims

親水性モノマーと、リン酸基を有する下記構造式（Ｉ）で示される単官能メタクリレートと、下記構造式（ＩＩ）で示される２官能メタクリレートとの共重合体からなることを特徴とするイオン性眼用レンズであって、
前記構造式（Ｉ）、（ＩＩ）の化合物の合計添加量が、モノマー総量に対して０．５〜２０ｗｔ％であり、かつ構造式（Ｉ）の化合物の添加量が構造式（Ｉ）、（ＩＩ）の化合物の合計添加量に対して７５〜８５ｗｔ％であることを特徴とするイオン性眼用レンズ。