JP4606594B2 - 中間炭素コーティングに付着した親水性ポリマー鎖を含むシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズの表面処理 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、医用デバイス（例えば、コンタクトレンズおよび医用移植物）の表面処理に関する。詳細には、本発明は、炭素質層でこのデバイスをコーティングすること、次いで、親水性ポリマー鎖を、この炭素質層上の反応性官能基とこの親水性ポリマー上の相補的反応性官能基との間の化学反応によって、この炭素層に付着させることによって、医用デバイスの表面を改質し、その生体適合性または親水性を増大させる方法に関する。本発明はまた、このような表面コーティングを有する、コンタクトレンズまたは他の医用デバイスに関する。本発明はまた、コーティング適用のために有用な特定のコポリマーを包含する。
【０００２】
（背景）
シリコーン材料から作製されるコンタクトレンズが、長年の間、研究されている。そのような材料は、一般に、２つの主要なクラス：ヒドロゲルおよび非ヒドロゲル、に細分され得る。非ヒドロゲルは、相当の量の水を吸収しないが、ヒドロゲルは、平衡状態において水を吸収および保持し得る。ヒドロゲルは、一般に、約５重量％より高い含水率、そしてより一般的には、約１０重量％〜約８０重量％の間の含水率を有する。これらの含水率に関わらず、非ヒドロゲルシリコーンコンタクトレンズおよびヒドロゲルシリコーンコンタクトレンズは両方とも、比較的疎水性の非湿潤性表面を有する傾向にある。
【０００３】
当業者は、コンタクトレンズの表面を親水性にするか、またはより親水性にさせる必要性を長く認識してきた。コンタクトレンズ表面の親水性を増大させることによって、眼内の涙液でコンタクトレンズの湿潤性は改善される。次に、これは、コンタクトレンズの装着快適感を改善する。長時間装着用レンズの場合、表面は特に重要である。長時間装着用レンズの表面は、快適感についてのみならず、有害な反応（例えば、角膜の水腫、炎症、またはリンパ球浸潤）を回避するように設計されなければならない。
【０００４】
シリコーンレンズは、プラズマ表面処理に供されて、これらの表面特性を改善し、例えば、表面を、より親水性、沈着耐性、引っ掻き耐性などにする。一般的なプラズマ表面処理の例としては、（１）不活性ガスまたは酸素（例えば、米国特許第４，０５５，３７８号；同第４，１２２，９４２号；および同第４，２１４，０１４号においてのように）；（２）種々の炭化水素モノマー（例えば、米国特許第４，１４３，９４９号のように）；ならびに、（３）水とエタノールのような酸化剤と炭化水素との組み合わせ（例えば、ＷＯ ９５／０４６０９および同第４，６３２，８４４号においてのように）を含むプラズマに、コンタクトレンズ表面を供することが挙げられる。連続的なプラズマ表面処理（例えば、不活性ガスまたは酸素のプラズマでの第一の処理、次いで、炭化水素プラズマでの処理を包含する表面処理）もまた、公知である。例えば、Ｐｅｙｍａｎらに対する米国特許第４，３１２，５７５号は、シリコーンまたはポリウレタンレンズ上にバリヤーコーティングを提供するためのプロセスを開示し、ここでこのレンズは、レンズ表面の親水性を増大させるために、炭化水素雰囲気を含む電気的グロー放電（プラズマ）に供され、次いで、酸素に供される。
【０００５】
酸化プラズマ（例えば、Ｏ₂（酸素ガス）、水、過酸化水素、空気など）では、プラズマは、レンズの表面をエッチングする傾向があり、ラジカルまたは酸化官能基を作製する。唯一の表面処理として使用される場合、このような酸化は、シリコーンレンズの表面を、より親水性にさせる。しかし、このような表面処理の被覆は完全ではないかもしれず、そしてシリコーン材料のバルク特性が、レンズの表面で明らかに維持され得る（例えば、レンズ表面に隣接するシリコーン分子鎖が回転し得、このようにして疎水性基を外面に露出させ得る）。このようなコーティングは、薄いことが見出されているが、より厚いコーティングは、亀裂し易い。他方で、炭化水素プラズマは、レンズの表面上に薄い炭素層を沈着させ（例えば、数オングストロームから数千オングストロームの厚さ）、それによって、下に存在するシリコーン材料と外側のレンズ表面との間にバリヤーを作製する。バリヤーを作製するためにレンズ上に薄い炭素層を沈積させた後、プラズマ酸化を使用して、表面の親水性を増大させ得る。
【０００６】
公知の表面処理は、非ヒドロゲルシリコーンコンタクトレンズの表面特性を改善する際に有効であり得るが、このような処理をヒドロゲルレンズに適用する場合には問題に遭遇する。シリコーンヒドロゲルレンズは、非水和状態でコーティングされるが、その後、製造の間および使用前に水和される。この水和は、レンズの含水率に依存して、そのレンズを、通常約１０〜約２０容量％まで、劇的に膨潤させる。このようなレンズの膨潤は、通常、プラズマコーティングを亀裂させ得、層間剥離させ得、および／または、剥がれ落ちさせ得る。さらに、プラズマコーティングは、適切なレンズの膨張を許容しないこと、そしてそれによってレンズの破壊を引き起こすことによって、レンズの水和を損ない得る。
【０００７】
種々の特許が、コンタクトレンズをより生体適合性にさせるための、コンタクトレンズ表面への親水性ポリマー鎖さもなくば生体適合性ポリマー鎖の付着を開示する。例えば、米国特許第５，６５２，０１４号は、基材のアミノ化、続いて他のポリマー（例えば、ＰＥＯスター分子または硫酸化ポリサッカリド）との反応を教示する。このようなアプローチに伴なう１つの問題は、シリコーン基材へのポリマーの付着が困難であることに起因して、ポリマー鎖密度が制限されることである。
【０００８】
米国特許第５，３４４，７０１号は、プラズマによる、基材へのオキサゾリノンまたはアズラクトンモノマーの付着を開示する。本発明は、合成または部位特異的分離（生体分子、診断用支持体および酵素膜リアクターのアフィニティー分離を含む）のための、表面媒介性反応または表面触媒性反応の分野において有用性を有する。オキサゾリノン基は、明らかに、オキサゾリノンモノマー中のエチレン不飽和と、多孔性基材表面上でプラズマによって形成されたラジカルとの反応によって、この多孔性基材に付着される。あるいは、基材をモノマーでコーティングし得、そしてプラズマと反応させて、架橋コーティングを形成し得る。次いで、表面に付着されたオキサゾリノンを使用して、生物学的に活性な物質（例えば、タンパク質）を付着し得る。なぜなら、オキサゾリノンは、アミン、チオール、およびアルコールによって攻撃されるからである。Ｖａｌｉｎｔらに対する米国特許第５，３６４，９１８号、およびＬａｉらに対する米国特許第５，３５２，７１４号は、コンタクトレンズに対する内部湿潤剤（この薬剤は、コンタクトレンズ表面に移動し得る）としてのオキサゾリノンモノマーの使用を開示する。
ＷＯ９４／０６４８５は、水性流体の連続層をその上に保有し得る１以上の湿潤可能な表面を有する複合材料（特に、医用デバイス、例えば、眼用デバイス、特にコンタクトレンズ）を開示し、この複合材料は、バルク材料および親水性コーティングを含み、この複合材料は、親水性コーティングが、直接的またはオリゴ官能性化合物の官能基を介してバルク材料の表面の反応性基に共有結合した炭水化物からなり、このオリゴ反応性化合物は次いで、バルク材料の表面のこの反応性基およびこの炭水化物と反応し得る官能基を有し、この反応性基はこのバルク材料に固有に（先天的に）存在するか、またはこの反応性基はプラズマ表面調製によりバルク材料の表面に結合されていることによって特徴付けられる。
【０００９】
上記に照らして、シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズまたは他の医用デバイスの表面に対する光学的に透明で親水性のコーティングを見出すことが所望され、このコーティングは、耐久性であり、かつ剥がれ落ちも層間剥離もしない、良好な表面被覆を提供する。なおさらには、長期間、コンタクトレンズまたは他の医用デバイスを、より快適かつ生体適合性にさせるのを可能にするコーティングを形成することが所望され、このコーティングは、コンタクトレンズの場合、同時に、涙で湿潤可能であり、かつ酸素に対して高度に透過可能である。このような生体適合化レンズが、角膜への副作用を伴なわずに、一晩、好ましくは１週間以上連続着用され得る場合が所望され得る。
【００１０】
（発明の要旨）
本発明は、シリコーンコンタクトレンズおよび他のシリコーン医用デバイスの表面処理に関し、これは、コンタクトレンズの表面を改質して、その親水性または湿潤性を増大させる方法を包含する。この表面処理は、炭素層でデバイスをコーティングすること、次いで、この炭素層の表面に親水性ポリマー鎖を付着させることを包含する。次いで、この炭素層をプラズマ処理して、酸素、窒素、および／または硫黄を含有する反応性官能基を形成させる。次いで、親水性反応性ポリマーに沿ったモノマー単位における相補的反応性官能基を、この炭素層上の反応性官能基と反応させる。好ましい実施形態では、コンタクトレンズ表面を、炭素層の沈着の前に酸化プラズマで前処理して、この炭素層の接着を改善する。本発明はまた、このような方法によって作製された表面を含む医用デバイスに関する。最終的に、本発明は、コーティング適用において有用な、特定の新規のコポリマーを包含する。
【００１１】
（発明の詳細な説明）
上記のように、本発明は、生体適合性を改善するための、シリコーン医用デバイス（コンタクトレンズ、眼内レンズおよび血管移植物を含む）の表面処理に関する。用語シリコーンによって、処理される材料が、少なくとも５重量％のシリコーン（−ＯＳｉ−結合）、好ましくは１０〜１００重量％のシリコーン、より好ましくは３０〜９０重量％のシリコーンを含む、有機ポリマーであることを意味する。本発明は、コンタクトレンズ（シリコーンヒドロゲルまたはシリコーン剛性気体透過性材料のいずれか）への適用に非常に有利であることがわかった。本発明は、シリコーンヒドロゲル連続着用レンズのために、特に有利である。ヒドロゲルは、周知のクラスの材料であり、これには、平衡状態において水を含有する、水和した、架橋したポリマー系が含まれる。シリコーンヒドロゲルは、一般に、約５重量％より大きな含水率、そしてより一般的には約１０〜約８０重量％の含水率を有する。このような材料は、通常、１つのシリコーン含有モノマーと、少なくとも１つの親水性モノマーとを含む混合物を、重合させることによって調製される。シリコーン含有モノマーまたは親水性モノマーのいずれかが、架橋剤（複数の重合可能な官能基を有するモノマーとして定義される架橋剤）として機能し得るか、または別の架橋剤が使用され得る。シリコーンヒドロゲルの形成における使用のために適用可能なシリコーン含有モノマー単位は、当該分野において周知であり、そして多数の例が、米国特許第４，１３６，２５０号；同第４，１５３，６４１号；同第４，７４０，５３３号；同第５，０３４，４６１号；同第５，０７０，２１５号；同第５，２６０，０００号；同第５，３１０，７７９号；および同第５，３５８，９９５号に提供される。
【００１２】
適用可能なシリコン含有モノマー単位の例としては、嵩高い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。嵩高いポリシロキサニルアルキル（メタ）アクリルモノマーの例を、以下の式Ｉにより示す：
【００１３】
【化６】
ここで：
Ｘは、−Ｏ−または−ＮＲ−を表し；
各Ｒ₁₈は、独立して、水素またはメチルを表し；
各Ｒ₁₉は、独立して、低級アルキル基、フェニル基または以下：
【００１４】
【化７】
により表される基を表し、
ここで、各Ｒ_19'は、独立して、低級アルキル基またはフェニル基を表し；そして
ｈは１〜１０である。
【００１５】
いくつかの好ましい嵩高いモノマーは、メタクリルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シランまたはトリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレート（時々ＴＲＩＳと呼ばれる）およびトリス（トリエチルシロキシ）シリルプロピルビニルカルバメート（時々ＴＲＩＳ−ＶＣと呼ばれる）である。
【００１６】
このような嵩高いモノマーは、シリコーンマクロモノマー（これは、分子の２つ以上の末端で不飽和基がキャップされた、ポリ（オルガノシロキサン）である）と共重合し得る。Ｄｅｉｃｈｅｒｔらに対する米国特許第４，１５３，６４１号は、例えば、種々の不飽和基（アクリロキシまたはメタクリロキシを含む）を開示する。
【００１７】
代表的なシリコーン含有モノマーの別のクラスとしては、以下のような、シリコーン含有ビニルカーボネートまたはビニルカルバメートモノマーが挙げられる：１，３−ビス［４−ビニルオキシカルボニルオキシ）ブト−１−イル］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；およびトリメチルシリルメチルビニルカーボネート。
【００１８】
別のクラスのシリコン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（プレポリマーと呼ばれることもある）が挙げられ、これは、伝統的なウレタンエラストマーのような、ハード−ソフト−ハードのブロックを有し得る。シリコーンウレタンの例は、Ｌａｉ，Ｙｕ−Ｃｈｉｎ、「Ｔｈｅ Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｂｕｌｋｙ Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｙｌａｌｋｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙａｔｅｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ−Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ Ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、第６０巻、１１９３−１１９９（１９９６）を含む、種々の刊行物に開示されている。ＰＣＴ出願公開番号ＷＯ９６／３１７９２は、このようなモノマーの例を開示し、この開示は、その全体が、本明細書中に参考として援用される。シリコーンウレタンモノマーのさらなる例は、式ＩＩおよびＩＩＩにより表される：
（ＩＩ） Ｅ（＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｇ）_a＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｅ’；または
（ＩＩＩ） Ｅ（＊Ｄ＊Ｇ＊Ｄ＊Ａ）_a＊Ｄ＊Ｇ＊Ｄ＊Ｅ’；
ここで：
Ｄは、６〜３０個の炭素原子を有する、アルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アリールジラジカルまたはアルキルアリールジラジカルを表し；
Ｇは、１〜４０個の炭素原子を有し、そして主鎖にエーテル結合、チオ結合またはアミン結合を含み得る、アルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、アリールジラジカルまたはアルキルアリールジラジカルを表し；
＊は、ウレタン結合またはウレイド結合を表し；
ａは、少なくとも１であり；
Ａは、式ＩＶ：
【００１９】
【化８】
の二価のポリマー基を表し、
ここで：
各Ｒ_sは、独立して、１〜１０個の炭素原子を有し、そして炭素原子間にエーテル結合を含み得る、アルキルまたはフルオロで置換されたアルキル基を表し；
ｍ’は、少なくとも１であり；そして
ｐは、４００〜１０，０００の部分重量（ｍｏｉｅｔｙ ｗｅｉｇｈｔ）を提供する数であり；
ＥおよびＥ’の各々は、独立して、式ＶＩ：
【００２０】
【化９】
により表される、重合可能な不飽和有機基を表し、
ここで：
Ｒ₂₃は、水素またはメチルであり；
Ｒ₂₄は、水素、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基、または−ＣＯ−Ｙ−Ｒ₂₆基（ここで、Ｙは、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−である）であり；
Ｒ₂₅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；
Ｒ₂₆は、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基であり；
Ｘは、−ＣＯ−または−ＯＣＯ−を表し；
Ｚは、−Ｏ−または−ＮＨ−を表し；
Ａｒは、６〜３０個の炭素原子を有する芳香族基を表し；
ｗは、０〜６であり；ｘは、０または１であり；ｙは、０または１であり；そしてｚは、０または１である。
【００２１】
好ましいシリコーン含有ウレタンモノマーは、式（ＶＩＩ）：
【００２２】
【化１０】
により表され、
ここで、ｍは、少なくとも１であり、そして好ましくは３または４であり、ａは、少なくとも１であり、そして好ましくは１であり、ｐは、４００〜１０，０００の部分重量を提供する数であり、そして好ましくは少なくとも３０であり、Ｒ₂₇は、イソシアネート基の除去後のジイソシアネートのジラジカルであり、例えば、イソホロンジイソシアネートのジラジカルであり、そして各Ｅ”は、以下：
【００２３】
【化１１】
により表される基である。
【００２４】
別のクラスの代表的なシリコン含有モノマーとしては、フッ素化モノマーが挙げられる。このようなモノマーは、米国特許第４，９５４，５８７号、同第５，０７９，３１９号および同第５，０１０，１４１号に記載されるように、フルオロシリコーンヒドロゲルから作製されるコンタクトレンズの堆積物の沈積を減少させるために、フルオロシリコーンヒドロゲルの形成において使用されてきた。特定のフッ素化された側鎖基（すなわち、−（ＣＦ₂）−Ｈ）を有するシリコン含有モノマーの使用は、米国特許第５，３８７，６６２号および同第５，３２１，１０８号に記載されるように、親水性モノマー単位とシリコン含有モノマー単位との間の適合性を改善することが、見出された。
【００２５】
本発明の１つの好ましい実施形態において、シリコーンヒドロゲル材料は（内部に、すなわち、共重合されるモノマー混合物中に）、５〜５０重量％、好ましくは１０〜２５重量％の、１つ以上のシリコンマクロモノマー、５〜７５重量％、好ましくは３０〜６０重量％の、１つ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、および１０〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の、親水性モノマーを含有する。親水性モノマーの例としては、Ｎ−ビニルピロリドン、メタクリル酸およびアクリル酸のような、エチレン性不飽和ラクタム含有モノマー；２−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび２−ヒドロキシエチルアクリレートのような、アクリル酸置換アルコール、ならびにメタクリルアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドのような、アクリルアミド、米国特許第５，０７０，２１５号に開示されるもののような、ビニルカーボネートまたはビニルカルバメート、ならびに米国特許第４，９１０，２７７号に開示されるもののような、オキサゾリンモノマーが挙げられるが、これらに限定されない。他の親水性モノマーが、当業者に明らかである。
【００２６】
上記シリコーン材料は、単なる例示であり、そして本発明に従ってコーティングすることにより有利であり得る基材としての使用のための、他の材料は、種々の刊行物に開示されており、そしてコンタクトレンズまたは他の医用デバイスにおける使用のために、絶え間なく開発されている。
【００２７】
本方法は、標準的なプラズマ酸化および堆積プロセス（「電気グロー放電プロセス」ともまた呼ばれる）を使用して、予備形成された親水性ポリマーの共有結合付着に先行して、薄い、耐久性のある表面を、医用デバイス上に提供する。このようなプラズマプロセスの例は、米国特許第４，１４３，９４９号；同第４，３１２，５７５号；および同第５，４６４，６６７号に提供されている。
【００２８】
プラズマプロセスは、一般に、当該分野において周知であるが、手短な概説を、以下に提供する。プラズマ表面処理は、電気放電を、低圧の気体に通過させる工程を包含する。電気放電は、高周波（代表的には１３．５６ＭＨｚ）であり得るが、マイクロ波および他の周波数が、使用され得る。電気放電は、気体状態における原子および分子により吸収されることに加えて、紫外（ＵＶ）放射線を発生させ、エネルギーを有する電子およびイオン、原子（基底状態および励起状態）、分子、ならびにラジカルを生じる。従って、プラズマは、基底状態と励起状態の両方における、原子および分子の複雑な混合物であり、これは、放電が開始した後に、定常状態に達する。循環する電場は、これらの励起状態の原子および分子を、互いに、ならびにチャンバの壁および処理される材料の表面に、衝突させる。
【００２９】
プラズマから材料の表面へのコーティングの堆積は、スパッタリングの補助（スパッタ補助堆積）なしで、高エネルギープラズマから可能であることが示されている。モノマーは、気相から堆積され得、そして連続的かまたはパルス化されたプラズマを使用して、適切には約１０００ワット程度の高さで、低圧（０．００５〜５トル、好ましくは０．００１〜１．０トル）の雰囲気中で、基材上に重合され得る。例えば、改質されたプラズマは、１００ミリ秒間のオンとオフとで、適用され得る。さらに、液体窒素冷却を利用して、蒸気を気相から基材上へと凝縮させ、そして引き続いてプラズマを使用して、これらの物質を基材と反応させた。しかし、プラズマは、堆積を引き起こすために、外部冷却の使用も内部加熱の使用も必要とはしない。低ワット数または高ワット数（５〜１０００ワット、好ましくは２０〜５００ワット）のプラズマが、化学的に最も抵抗性の基材（シリコーンを含む）でさえも、コーティングし得る。
【００３０】
本方法を、ここで、コンタクトレンズの観点から記載するが、一般的なシリコーン材料デバイスに対してもまた適用可能である。この方法は、以下の工程を包含する：
（ａ）レンズ表面の表面を、Ｃ１〜Ｃ１０の飽和または不飽和の炭化水素を用いるプラズマ重合堆積に供して、ポリマー炭素層（または「炭素層」）をレンズ表面に形成する工程；
（ｂ）反応性官能基を炭素層の表面に形成する工程；
（ｃ）炭素層上の反応性官能基を相補的なイソシアネートまたは開環反応性官能基と、反応性親水性ポリマーとともに反応させることによって、親水性ポリマー鎖を炭素層に付着させる工程。
【００３１】
好ましくは、工程（ａ）は、医用デバイスの表面をプラズマ酸化反応に供することにより実施され、その結果、より効果的に、重合した炭化水素コーティングをレンズに結合させ、レンズの水和の際に、レンズからの表面コーティングの層間剥離および／または亀裂を防ぐ。予備処理は、シリコーンヒドロゲル基材の場合に、特に好ましい。シリコーンヒドロゲルレンズ材料をプラズマ酸化に供し、その後、引き続いてプラズマ重合（すなわち、炭素層の堆積）に供することによって、レンズの表面が処理されて、そのレンズ上に引き続いて堆積される炭素層により良好に結合することが、見出された。従って、例えば、レンズが最終的に、水和したヒドロゲル材料から作製される場合（ここで、このレンズは代表的に、１０〜約２０％膨潤する）には、コーティングはインタクトなままであり、そしてレンズに結合したままであり、より耐久性のあるコーティングを提供し、これは、層間剥離または亀裂、あるいはその過剰の量に対して抵抗性である。次いで、工程（ａ）において、薄い炭化水素コーティングがレンズ上に堆積され、これは、下にあるシリコーン材料のより完全な被覆を提供する必要がある。工程（ｂ）において、反応性官能基が炭素層の表面に形成されて、親水性ポリマー鎖のための付着点を形成する。工程（ｃ）において、官能基化された炭素表面が、親水性の反応性ポリマーに曝露され、そしてこれと反応して、炭素表面に付着した親水性ポリマー鎖を生じ、工程（ａ）の炭素コーティングを親水性にする。未反応のままである親水性反応性ポリマー上の任意の相補的な反応性官能基は、１つ以上の位置での炭素表面への付着の後に、以下に説明するように、加水分解され得る。好ましくは、平均して、親水性ポリマーは複数の点において基材表面に付着され、従って、その表面上に１つ以上のループを形成する。
【００３２】
上記のように、レンズの表面を最初に酸化することが好ましい；例えば、シリコーンヒドロゲルの連続着用レンズは、最初に、酸化プラズマの使用によって酸化されて、引き続く炭化水素の堆積を、レンズに対してより接着性にする。このようなレンズの酸化は、酸素または窒素を含有する化合物（すなわち、アンモニア、アミノアルカン、空気、水、過酸化物、Ｏ_２（酸素ガス）、メタノール、アセトン、アルキルアミンなど、またはこれらの適切な組合せ）のような酸化媒体から構成される雰囲気中で、代表的に１３．５６Ｍｈｚの電気放電周波数で、好ましくは約２０〜５００ワットの間で、約０．１〜１．０トル（１３．３〜１３３．３Ｎ／ｍ ^２ ）の圧力で、好ましくは約１０秒〜約１０分以上、より好ましくは約１〜１０分間で、達成され得る。比較的「強い」酸化プラズマ（例えば、５％の過酸化水素溶液を通過した周囲空気）を、この酸化において使用することが、好ましい。当業者は、引き続く炭素層の結合のための接着を改善または促進する、他の方法を知っている。例えば、不活性ガスを含むプラズマもまた、結合を改善する。シリコン含有モノマーを堆積させて接着を促進することもまた、可能である。
【００３３】
工程（ａ）において、好ましいが任意である酸化的表面処理の後に、レンズ表面は、炭化水素雰囲気中でのプラズマ重合反応に供されて、レンズ上にポリマー表面を形成する。プラズマ環境内で重合可能な任意の炭化水素が、利用され得る；しかし、炭化水素は、重合の間は気体状態でなければならず、そして１気圧において約２００℃未満の沸点を有さなければならない。好ましい炭化水素としては、１〜１５個の炭素原子を有する脂肪族化合物が挙げられ、飽和脂肪族化合物および不飽和脂肪族化合物の両方を含む。例としては、Ｃ１〜Ｃ１５、好ましくはＣ１〜Ｃ１０の、アルカン、アルケン、またはアルキン（例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチレン、プロピレン、ブチレン、シクロヘキサン、ペンテン、アセチレン）が挙げられるが、これらに限定されない。また、Ｃ１〜Ｃ８の芳香族（例えば、ベンゼン、スチレン、メチルスチレンなど）が、使用され得る。当該分野において公知であるように、このような炭化水素基は、これらがプラズマを形成し得る限り、非置換であっても置換されていてもよい。異なる炭化水素の種々の組合せもまた、使用され得る。
【００３４】
Ｃ１〜Ｃ４の炭化水素を、炭素含有基材の目的で使用することは、厚み、堆積速度、硬さなどの観点で制御可能であるので、有利である。しかし、ヒドロゲル材料に関しては、Ｃ４〜Ｃ８の炭化水素（例えば、ブタン、ブテン、イソブチレン、および１，３−ブタジエン）が、少なくともヒドロゲル形成基材に関しては、好ましい。これは、メタンのようなＣ１〜Ｃ３の炭化水素から作製されるコーティングの相対的に低い可撓性に起因する。このようなコーティングは、水または生理食塩水中でのヒドロゲル物質の膨潤の間に影響を受け得、そしてより亀裂しやすくなり、これは、所望ではない。より長い炭素鎖を、堆積プラズマガスにおいて使用することにより、より可撓性のコーティングが生じる。より長い炭素鎖のコーティングは、コーティングヒドロゲル物質が生理食塩水または水である場合に特に、より膨潤可能であることが見出だされている。
【００３５】
シリコーンヒドロゲルに関しては少なくとも、１，３−ブタジエンまたはイソプレンのようなジオレフィンの使用が特に好ましく、より可撓性であり水中で膨潤可能なコーティングを生じることが、見出されている。より可撓性のコーティングは、特に「高水」レンズのために好ましく、これは、水和の際にかなり膨潤する。
【００３６】
炭化水素コーティングは、プラズマから、例えば、低圧の雰囲気中（約０．００１〜５トル（０．１３３〜６６６．５Ｎ／ｍ ^２ ））で、１３．５６Ｍｈｚの高周波数で、約１０〜１０００ワットで、好ましくは２０〜４００ワットで、約３０秒間〜１０分間以上、より好ましくは３０秒間〜３分間で、堆積され得る。他のプラズマ条件が、当業者により理解されるように、適切であり得る（例えば、パルスプラズマを使用する）。
【００３７】
提供される炭化水素コーティングが厚すぎる場合には、これはヘーズを引き起こし、曇ったレンズを生ずる。さらに、過剰に厚いコーティングは、レンズとコーティングとの間の膨潤の差に起因して、レンズの水和を妨害し得、レンズのリップ方向の剥離を引き起こす。従って、炭化水素層の厚みは、ＸＰＳ分析により決定した場合に、約５００Å未満、好ましくは約２５Åと５００Åとの間、より好ましくは５０〜２００Åであるべきである。
【００３８】
ポリマー鎖を炭素層に付着させるための種々の方法が存在し、ポリマーと反応し得る表面反応性官能基を提供するための、プラズマ酸化または他の手段が挙げられる。好ましくは、窒素含有気体が使用されて、アミン基が炭素層上に形成される（しかし、酸素または硫黄を含む気体が代替的に使用されて、酸素または硫黄を含有する基（例えば、ヒドロキシまたはスルフィドの基またはラジカル）が、炭素層上に形成され得る）。従って、炭素層は反応性となり（官能基化され）、親水性ポリマーのこの表面への共有結合を促進する。
【００３９】
炭素層上に反応性官能基を作製するために、このような酸化は、以下のような酸化媒体を含む気体組成物を利用する：アンモニア、エチレンジアミン、Ｃ１〜Ｃ８アルキルアミン、ヒドラジン、または他の酸化化合物。好ましくは、炭化水素層の酸化を、約１０秒〜１０分以上、より好ましくは１〜１０分の間、約１０〜１０００ワット、好ましくは２０〜５００ワットで１３．５６Ｍｈｚの放電周波数、および約０．１〜１．０トルで実施する。このレンズ基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）は、一度に両方の面が、または各面が連続して処理され得る。
【００４０】
親水性の反応性ポリマーは、１以上の非反応性親水性モノマーおよび１以上の反応性官能性モノマーを含むモノマーの反応生成物であり得る。この場合において、反応性官能性モノマー単位は、例えば、プラズマ酸化によって提供された反応性官能基を有する表面と、相補的に反応する。このような反応性官能性モノマーは、以下の基の１以上を含むモノマーを含む：シアネート（−ＣＮＯ）、または、例えば、アズラクトン、エポキシ、酸無水物などのような種々の開環反応性基。
【００４１】
親水性反応性ポリマーはホモポリマーまたはコポリマーであり得、必要に応じて、イソシアネートまたは開環反応性官能基のいずれかを含む反応性モノマー単位を含む。これらの反応性モノマー単位はまた、親水性あり得るが、親水性反応性ポリマーはまた、１以上の種々の非反応性親水性モノマー単位と共重合される反応性モノマー単位のコポリマーであり得る。より少量の疎水性モノマー単位は、必要に応じて、親水性ポリマー中に存在し得、そして事実、溶液中の親水性反応性ポリマーの凝集を促進することによって、より厚いコーティングを提供する際に有利であり得る。開環モノマーは、アズラクトン官能性、エポキシ官能性および酸無水物官能性モノマーを含む。
【００４２】
親水性反応性ポリマーの混合物が使用され得る。例えば、炭素質の層に結合された親水性ポリマー鎖は、以下を含むポリマーの混合物の反応の結果である：（ａ）炭素質の層の上の反応性官能基に相補的な、親水性ポリマーに沿ったモノマー単位における反応性官能基を有する第一の親水性反応性ポリマー、および、さらに（ｂ）第一の親水性反応性ポリマーと反応性である追加の反応性官能基を有する第二の親水性反応性ポリマー。コーティングされる基材に同時にまたは連続してのいずれかで適用され得る、酸官能性ポリマーを含むエポキシ官能性ポリマーを含む混合物は、比較的厚いコーティングを提供するために使用され得る。
【００４３】
好ましくは、親水性反応性ポリマーは、１〜１００モル％の反応性モノマー単位、より好ましくは５〜５０モル％、最も好ましくは１０〜４０モル％の反応性モノマー単位を含む。このポリマーは、０〜９９モル％、好ましくは５０〜９５モル％、より好ましくは６０〜９０モル％の非反応性親水性モノマー単位を含み得る（反応性モノマーはまた、一旦反応されると、親水性モノマーであり得るが、定義によって、非反応性である親水性モノマーといわれるモノマーと相互に排除する）。疎水性である他のモノマー単位はまた、必要に応じて、約３５モル％までの量で、好ましくは０〜２０モル％の量で、最も好ましくは０〜１０モル％の量で使用され得る。疎水性モノマーの例には、アルキルメタクリレート、フッ素化アルキルメタクリレート、長鎖アクリルアミド（例えば、オクチルアクリルアミドなど）が挙げられる。親水性モノマーは、非プロトン型（例えば、アクリルアミド（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ＤＭＡ）、ラクトン（例えば、Ｎ−ビニルピロリドン）、およびポリ（アルキレンオキシド）（例えば、メトキシポリオキシエチレンメタクリレート））であり得るか、またはプロトン型（例えば、メタクリル酸）またはヒドロキシアルキルメタクリレート（例えば、ヒドロキシエチルメタクリレート）であり得る。親水性モノマーはまた、両性イオン（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メタクリルオキシエチル−Ｎ−（３−スルホプロピル）−アンモニウムベタイン（ＳＰＥ）およびＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メタクリルアミドプロピル−Ｎ−（３−スルホプロピル）−アンモニウムベタイン（ＳＰＰ））を含み得る。
【００４４】
親水反応性ポリマーの重量平均分子量は、適切に、約２００〜１，０００，０００、好ましくは約１，０００〜５００，０００、最も好ましくは約５，０００〜１００，０００の範囲であり得る。
【００４５】
上記のように、親水性反応性ポリマーは、アズラクトン官能性、エポキシ−官能性および酸無水物官能性モノマーから誘導されたモノマー単位を含み得る。例えば、レンズをコーティングするためのエポキシ官能性親水性反応性ポリマーは、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）モノマー単位を含むコポリマーであり得、このグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）モノマー単位は、炭素層上のアミン反応性官能基などと反応する。酸無水物官能性親水性反応性ポリマーの好ましい例は、無水マレイン酸および無水イタコン酸のようなモノマーから誘導されたモノマー単位を含む。
【００４６】
一般に、親水性反応性ポリマー中のエポキシ官能性反応性基または酸無水物官能性反応性基は、炭素層上の、プラズマ酸化によって形成された第１級アミン（−ＮＨ₂）基または他の反応性官能基と反応する。アミン反応性官能基が好ましいが、酸素含有基もまた、好ましくは、酸性触媒（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で、室温で反応を加速するために使用され得る。このことは、熟練の化学者によって理解される。一般に、親水性反応性ポリマー中のアズラクトンまたはイソシアネート官能性基は、同様に、炭素層上でアミン基またはヒドロキシ基などと反応する。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態において、前形成された（重合可能でない）親水性ポリマー（少なくとも１つの開環モノマーまたはイソシアネート含有モノマーから誘導された繰返し単位を含む）は、コンタクトレンズ基材のような医用デバイスの表面上の反応性基と共有結合的に反応する。代表的に、親水性反応性ポリマーは、ポリマーの鎖に沿って１以上の場所で基材に結合される。結合後、親水性反応性ポリマー中の任意の未反応の反応性官能基は、非反応性部分に加水分解され得る。
【００４８】
親水性反応性ポリマーを得るための適切な親水性モノマーには、一般に、水溶性の従来のビニルモノマーが挙げられ、このビニルモノマーは、例えば、以下の一般式のアクリレートおよびメタクリレートである：
【００４９】
【化１２】
ここで、Ｒ₂は水素またはメチルであり、そしてＲ₃は水素であるか、または１０個までの炭素原子の脂肪族炭化水素基であり、この炭化水素基は、１以上の水可溶化基（例えば、カルボキシ、ヒドロキシ、アミノ、低級アルキルアミノ、低級ジアルキルアミノ、２〜約１００の繰返し単位を有するポリエチレンオキシド）で置換されるか、または１以上のスルフェート、ホスフェート、スルホネート、ホスホネート、カルボキサミド、スルホンアミドまたはホスホンアミド基、あるいはそれらの混合物によって置換される；
好ましくは、Ｒ₃は、オリゴマーまたはポリマーであり、これらには、以下が挙げられる：ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（エチレン−プロピレン）グリコール、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルアクリレート）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリスルホン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリアクリルアミド、ポリ（アクリルアミド−アクリル酸）、ポリ（スチレンスルホン酸）ナトリウム塩、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸）、ポリ（ビニルピロリドン）、セルロース誘導体、ポリサッカライド、それらの混合物、およびそれらのコポリマー；
以下の式のアクリルアミドおよびメタクリルアミド：
【００５０】
【化１３】
ここで、Ｒ₂およびＲ₃は、上に定義された通りである；
以下の式のアクリルアミドおよびメタクリルアミド：
【００５１】
【化１４】
ここで、Ｒ₄は１〜３個の炭素原子の低級アルキルであり、そしてＲ₂は、上に定義された通りである；
以下の式のマレエートおよびフマレート（ｆｕｒｍａｒａｔｅ）：
Ｒ₃ＯＯＣＨ＝ＣＨＣＯＯＲ₃
ここで、Ｒ₃は、上に定義された通りである；
以下の式のビニルエーテル：
Ｈ₂Ｃ＝ＣＨ−Ｏ−Ｒ₃
ここで、Ｒ₃は、上に定義された通りである；
以下の式の脂肪族ビニル化合物：
Ｒ₂ＣＨ＝ＣＨＲ₃
ここで、Ｒ₂は、上に定義された通りであり、そしてＲ₃は、上に定義された通りであり、ただし、Ｒ₃は、水素以外である；および
ビニル置換複素環（例えば、ビニルピリジン、ビニルピペリジン、およびビニルイミダゾールならびにＮ−ビニル−２−ピロリドンのようなＮ−ビニルラクタム）。
【００５２】
有用な水溶性モノマーの中には、以下が含まれる：２−ヒドロキシエチル−； ２−および３−ヒドロキシプロピル−；２，３−ジヒドロキシプロピル−；ポリエトキシエチル−；ならびにポリエトキシプロピルアクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、およびメタクリルアミド；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、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，Ｎ−ジメチル−およびＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートおよびメタクリレート、ならびに対応するアクリルアミドおよびメタクリルアミド；２−および４−ビニルピリジン；４−および２−メチル−５−ビニルピリジン；Ｎ−メチル−４−ビニルピペリジン；２−メチル−１−ビニルイミダゾール；Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン；ジメチルアミノエチルビニルエーテル；Ｎ−ビニルピロリドン；アクリル酸およびメタクリル酸；イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、およびマレイン酸ならびにそれらの低級ヒドロキシアルキルモノエステルおよびジエステル（例えば、２−ヒドロキシエチルフマレートおよびマレエート、アクリル酸ナトリウムおよびメタクリル酸ナトリウム；２−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸およびアリルスルホン酸）。
【００５３】
上記のように、疎水性モノマーが使用され得、そしてポリマーの溶液中の濁りによって明らかである、溶液中に分散されたポリマー凝集体の形成を引き起こす利点を提供し得る。このような凝集体はまた、コーティングされた医用デバイス原子間力顕微鏡画像において観測され得る。
【００５４】
適切な疎水性の共重合可能なモノマーには、水不溶性の従来のビニルモノマーが挙げられ、例えば、以下である：以下の一般式のアクリレートおよびメタクリレート：
【００５５】
【化１５】
ここで、Ｒ₂は、上に定義された通りであり、そしてＲ₅は、２０個までの炭素数の直鎖または分枝した脂肪族、脂環式、芳香族基であり、これらは、非置換であるか、または１２個までの炭素原子の１以上のアルコキシ、アルカノイルオキシもしくはアルキル、またはハロ、特にクロロもしくは好ましくはフルオロ、２〜約１００ユニットのＣ２〜Ｃ５ポリアルキレンオキシ、またはオリゴマー（例えば、ポリエチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（エチルメタクリレート）、もしくはポリ（グリシジルメタクリレート）、それらの混合物、およびそれらのコポリマー）である；
以下の一般式のアクリルアミドおよびメタクリルアミド：
【００５６】
【化１６】
ここで、Ｒ₂およびＲ₅は、上に定義された通りである；
以下の式のビニルエーテル：
Ｈ₂Ｃ＝ＣＨ−Ｏ−Ｒ₅
ここで、Ｒ₅は、上に定義された通りである；
以下の式のビニルエステル：
Ｈ₂Ｃ＝ＣＨ−ＯＣＯ−Ｒ₅
ここで、Ｒ₅は、上に定義された通りである；
以下の式のマレエートおよびフマレート：
Ｒ₅ＯＯＣ−ＨＣ＝ＣＨ−ＯＯＯＲ₅
ここで、Ｒ₅は、上に定義された通りである；
以下の式のビニル置換炭化水素：
Ｒ₂ＣＨ＝ＣＨＲ₅
ここで、Ｒ₂およびＲ₅は、上に定義された通りである。
【００５７】
適切な疎水性モノマーには、例えば、以下が挙げられる：メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、エトキシエチル、メトキシエチル、エトキシプロピル、フェニル、ベンジル、シクロヘキシル、ヘキサフルオロイソプロピル、またはｎ−オクチル−アクリレートおよびｎ−オクチル−メタクリレート、ならびに対応するアクリルアミドおよびメタクリルアミド；ジメチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルフマレート、メチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、１−ヘキセン、塩化ビニル、ビニルメチルケトン、ビニルステアレート、２−ヘキセンおよび２−エチルヘキシルメタクリレート。
【００５８】
親水性反応性ポリマーは、対応するモノマー（用語モノマーはまた、本明細書中で、マクロマーを含む）から、当業者に慣用的な重合反応によって、公知の様式で合成される。代表的に、親水性反応性ポリマーまたは鎖は、以下によって形成され得る：（１）モノマーを、一緒に混合する工程；（２）重合開始剤を添加する工程；（３）モノマー／開始剤混合物を、紫外線または化学線照射源に供し、そしてこの混合物を硬化する工程。代表的な重合開始剤には、以下によって例示されるタイプのフリーラジカル生成重合開始剤が挙げられる：過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、過酸化コプリイル（ｃｏｐｒｙｌｙｌ）、過酸化ベンゾイル、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシピバレート、過炭酸ナトリウム、ｔｅｒｔ−ブチルパーオクトエート、およびアゾビス−イソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）。ジエトキシアセトフェノンによって例示される紫外線フリーラジカル開始剤もまた、使用され得る。硬化プロセスは、もちろん、使用される開始剤およびコモノマー混合物の物理的特性（例えば、粘度）に依存する。いずれにしても、使用される開始剤にレベルは、モノマーの混合物の０．０１〜２重量％の範囲で変化する。通常、上記モノマーの混合物は、フリーラジカル形成剤の添加とともに加温される。
【００５９】
親水性反応ポリマーを形成するための重合は、溶媒の存在化で実施され得る。適切な溶媒は、主に、使用されるモノマーを溶解するすべての溶媒であり、例えば、水、低級アルカノール（例えば、エタノールおよびメタノール）のようなアルコール；カルボキサミド（例えば、ジメチルホルムアミド）；双極性非プロトン溶媒（例えば、ジメチルスルホキシドまたはメチルエチルケトン）；ケトン（アセトンまたはシクロヘキサノン）；炭化水素（例えば、トルエン）；エーテル（例えば、ＴＨＦ、ジメトキシメタンまたはジオキサン）；ハロゲン化炭化水素（例えば、トリクロロエタン）、ならびに適切な溶媒の混合物（例えば、水およびアルコールの混合物（例えば、水／エタノールまたは水／メタノール混合物））。
【００６０】
本発明に従う方法において、炭素コーティングコンタクトレンズまたは他の医用デバイスは、ポリマーを含む溶液中に基材を浸漬することによって、親水性反応性ポリマーに曝露され得る。例えば、コンタクトレンズは、適切な媒体（例えば、アセトニトリルのような非プロトン溶媒）中の親水性反応性ポリマーまたはコポリマーの溶液に、適切な時間の間、置かれ得るか、または浸漬され得る。
【００６１】
上記のように、本発明は、反応性親水性ポリマーのシリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｓｅ）医用デバイスへの結合を包含し、このポリマーは、イソシアネート含有モノマー単位および開環モノマー単位を含む。本発明の１つの実施形態において、開環反応性モノマーは、以下の式によって表されるアズラクトン基を有する：
【００６２】
【化１７】
ここで、Ｒ³およびＲ⁴は、独立して、１〜１４個の炭素原子を有するアルキル基、３〜１４個の炭素原子を有するシクロアルキル基、５〜１２個の環原子を有するアリール基、６〜２６個の炭素原子を有するアレーニル基、Ｓ、Ｎ、Ｏから選択される０〜３個の非過酸化性のヘテロ原子であり得るか、あるいはＲ³およびＲ⁴は、それらが結合する炭素と一緒になって、４〜１２個の環原子を含む炭素環式環を形成し得、そしてｎは、０または１の整数である。このようなモノマー単位は、Ｖａｌｉｎｔらの米国特許第５，１７７，１６５号に記載される。
【００６３】
このような反応性官能基の環構造は、処理される炭素層または基材の表面上の相補的な反応性官能基と求核性開環反応に感受性である。例えば、アズラクトン官能基は、炭素層上のプラズマ酸化によって形成される第一級アミン、ヒドロキシル基などと反応して、上記のように、基材と親水性反応性ポリマーとの間に、ポリマーに沿った１以上の位置で共有結合を形成し得る。複数の付着は、基材上に一連のポリマーループを形成し得、ここで、各ループは、両方の末端で、基材に付着される親水性鎖を含む。
【００６４】
親水性反応性ポリマーを作製するためのアズラクトン官能性モノマーは、アズラクトンが結合され得る不飽和炭化水素上のビニル性基と組み合わせて、上記の式のアズラクトン官能基を含む任意のモノマー、プレポリマー、オリゴマーであり得る。好ましくは、アズラクトン官能基は、２−アルケニルアズラクトンモノマーによって、親水性ポリマーに提供され得る。２−アルケニルアズラクトンモノマーは、公知の化合物であり、それらの合成は、例えば、米国特許第４，３０４，７０５号；同第５，０８１，１９７号；および同第５，０９１，４８９号（全て、Ｈｅｉｌｍａｎｎら）に記載される。適切な２−アルケニルアズラクトンには、以下が挙げられる：
２−エテニル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−エテニル−４−メチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４−メチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−エテニル−４，４−ジメチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４，４−ジメチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−エテニル−４−メチル−エチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４−メチル−４−ブチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−エテニル−４，４−ジブチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４−メチル−４−ドデシル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４，４−ジフェニル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４，４−ペンタメチレン−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４，４−テトラメチレン−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−エテニル−４，４−ジエチル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−エテニル−４−メチル−４−ノニル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−メチル−４−フェニル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
２−イソプロペニル−４−メチル−４−ベンジル−１，３−オキサゾリン−５−オン、
および
２−エテニル−４，４−ペンタメチレン−１，３−オキサゾリン−５−オン。
【００６５】
より好ましくは、アズラクトンモノマーは、以下の一般式によって表される化合物である：
【００６６】
【化１８】
Ｒ¹およびＲ²は、独立して、水素原子または１〜６個の炭素原子を有する低級アルキル基を示し、そしてＲ³およびＲ⁴は、独立して、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基または５もしくは６個の炭素原子を有するシクロアルキル基を示す。具体的な例としては、以下が挙げられる：２−イソプロペニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン（ＩＰＤＭＯ）、２−ビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン（ＶＤＭＯ）、スピロ−４’−（２’−イソプロペニル−２’−オキサゾリン−５−オン）シクロヘキサン（ＩＰＣＯ）、シクロヘキサン−スピロ−４’−（２’−ビニル−２’−オキサゾール−５’−オン）（ＶＣＯ）、および２−（−１−プロペニル）−４，４−ジメチル−オキサゾール−５−オン（ＰＤＭＯ）など。
【００６７】
これらの化合物は、以下の一般的反応順によって調製され得る：
【００６８】
【化１９】
第１の工程は、アミノ酸のＳｈｏｔｔｅｎ−Ｂａｕｍａｎアシル化である。重合可能な官能基は、アクリロイルクロリドまたはメタクリロイルクロリドのいずれかを使用することによって、導入される。第２の工程は、所望のオキサゾリノンを生成するためにクロロホルメートを用いる閉環を包含する。生成物は有機化学の一般的手順によって単離されそして生成される。
【００６９】
上に示されるように、この化合物は、親水性コモノマーおよび／または疎水性コモノマーと共重合され、親水性反応ポリマーを形成し得る。所望の基材への結合後、次いで、任意の未反応のオキサゾリノン基が加水分解され、オキサゾリノン化合物をアミノ酸に転化し得る。概して、この加水分解工程は、以下の一般的反応に従う：
【００７０】
【化２０】
Ｒ¹基とＲ²基との間の炭素−炭素二重結合は、未反応であることが示されるが、この反応は、ポリマーに共重合される際に生じ得る。
【００７１】
医用デバイスをコーティングするために使用される親水性反応ポリマーを形成するためにアズラクトン官能性部分と共重合するのに有用なコモノマーの非限定的な例として、上記のもの、好ましくは、ジメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、および／またはＮ−ビニルピロリドンが挙げられる。コモノマーのさらなる例は、欧州特許公報第０３９２７２５号に開示され、この開示は、参考として援用される。好ましくは、ジメチルアクリルアミドは、コポリマーに親水性を付与するためにコモノマーとして使用される。
【００７２】
このようなアズラクトン−官能性モノマーは、種々の重量％の組み合わせで他のモノマーと共重合され得る。アズラクトンモノマーの反応性比と同様の反応性比のモノマーを使用して、ランダムコポリマーを生じる。共重合についての反応性比の決定は、Ｏｄｉａｎ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，第２編、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，４２５〜４３０（１９８１）に開示され、この開示は、本明細書中で参考として援用される。あるいは、アズラクトンの反応性より高い反応性を有するコモノマーの使用は、鎖の末端付近にて高濃度のアズラクトン官能基を有するブロックコポリマー鎖を生じる傾向にある。
【００７３】
モノマーほど好ましくはないが、少なくとも１つのフリーラジカル重合可能な部位を有するアズラクトン官能性のプレポリマーまたはオリゴマーもまた、本発明に従う親水性反応ポリマーにアズラクトン官能基を提供するために使用され得る。例えば、アズラクトン官能性オリゴマーは、米国特許第４，３７８，４１１号および同第４，６９５，６０８号に記載されるように、アズラクトンモノマーの、必要に応じてコモノマーとの、フリーラジカル重合によって調製される。アズラクトン官能性のオリゴマーおよびプレポリマーの非限定的な例は、米国特許第４，４８５，２３６号および同第５，００８１，１９７号ならびに欧州特許公報第０３９２７３５号に開示される。
【００７４】
本発明の別の実施形態において、親水性反応ポリマーの開環反応基は、エポキシ官能基である。好ましいエポキシ官能性モノマーは、グリシジルメタクリレート、４−ビニル−１−シクロヘキセン−１，２−エポキシドなどのようなオキシラン含有モノマーであるが、他のエポキシ含有モノマーも使用され得る。例示的なコモノマーは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドおよびオクタフルオロペンチルメタクリレートのようなフッ素化モノマーである。
【００７５】
本発明の別の局面において、特定のコポリマーが上記の通り開示され、これらはコーティング適用に有用であることが見出されている。このようなコポリマーは、エポキシ、アズラクトン、および無水物含有モノマーからなる群より選択される官能的に反応性のモノマー由来の約５〜５０％のモノマー単位、ならびにアクリルアミド、ラクトン、ポリ（アルキレンオキシ）メタクリレート、メタクリル酸またはヒドロキシアルキルメタクリレートからなる群から選択される非反応性の親水性モノマー由来の５０〜９５モル％のモノマー単位を含み、ここで、アルキル基またはアルキレン基は、１〜６個の炭素原子を有する。上で示されるように、疎水性モノマー由来の０．５〜３５％のモノマー単位をさらに含むコポリマーは、溶液中に分散されたポリマー凝集体を提供し、より厚いコーティングまたはより密なコーティングを提供し得る。
【００７６】
親水性反応ポリマーは、シリコーン医用デバイスに結合され、このデバイスは、従来の製造プロセスによって作製され得る。例えば、本発明の適用のためのコンタクトレンズは、種々の従来の技術を使用して製造され、所望の前方レンズ表面および後方レンズ表面を有する成形された物品を生成し得る。スピンキャスト法は、米国特許第３，４０８，４２９号および同第３，６６０，５４５号に開示され；好ましい静的キャスト法は、米国特許第４，１１３，２２４号および同第４，１９７，２６６号に開示される。モノマー性混合物の硬化は、所望の最終形状を有するコンタクトレンズを提供するために、よく機械加工操作によって行なわれる。例として、米国特許第４，５５５，７３２号は、過剰のモノマー性混合物がスピンキャストによってモールド内で硬化され、前方レンズ表面および比較的大きな厚みを有する成形された物品を形成するプロセスを開示する。続いて、硬化したスピンキャスト物品の後方表面は、旋盤カットされ、所望の厚みおよび後方レンズ表面を有するコンタクトレンズを提供する。さらに機械加工操作が、レンズ表面の旋盤カット、例えば、端面仕上げ操作に続いて行なわれ得る。
【００７７】
所望の最終形状を有するレンズを製造した後、端面仕上げ操作前にレンズから残留溶媒を除去することが所望される。これは、代表的には、モノマー性混合物の重合によって製造される重合生成物の相分離を最小化し、そしてこの反応するポリマー性混合物のガラス転移温度を低下するために、有機溶媒が初期のモノマー混合物に含まれるためであり、これによって、より効率的な硬化プロセスが可能となり、最終的に、より均一に重合した生成物を得る。初期のモノマー性混合物および重合生成物の十分な均一性は、特にシリコーンヒドロゲルの場合に重要であり、これは主に親水性コモノマーから分離する傾向があり得るシリコーン含有モノマーを含むためである。適切な有機希釈液として、例えば、一価アルコール（ｎ−ヘキサノールおよびｎ−ノナノールのようなＣ₆〜Ｃ₁₀の直鎖脂肪族の一価アルコールが特に好ましい）；エチレングリコールのようなジオール；グリセリンのようなポリオール；ジエチレングリコールモノエチルエーテルのようなエーテル；メチルエチルケトンのようなケトン；エナント酸メチルのようなエステル；およびトルエンのような炭化水素が挙げられる。好ましくは、この有機希釈液は、周囲の圧力またはその圧力付近でのエバポレーションによって、硬化した物品からの有機希釈液の除去を容易にするために十分に揮発性である。一般的に、この希釈液は、モノマー性混合物の５〜６０重量％で含まれ、１０〜１５重量％が特に好ましい。
【００７８】
次いで、硬化したレンズは溶媒除去に供せられ、これは、周囲の圧力またはその圧力付近または真空下でのエバポレーションによって達成され得る。上昇した温度は、希釈液をエバポレートするのに必要な時間を短縮するために採用され得る。溶媒除去工程のための時間、温度および圧力条件は、希釈液の揮発性および具体的なモノマー成分のような因子に依存して変更し、当業者によって容易に決定され得る。好ましい実施形態によれば、除去工程で採用される温度は、好ましくは少なくとも５０℃であり、例えば、６０〜８０℃である。リニアオーブン（ｌｉｎｉｅａｒ ｏｖｅｎ）中、不活性ガスまたは真空下での一連の加熱サイクルは、溶媒除去の効率を最適化するために使用され得る。希釈液除去工程後の硬化した物品は、２０重量％を超えない希釈液、好ましくは、５重量％以下を含むべきである。
【００７９】
有機希釈液の除去後、次いでレンズは、離型（ｍｏｌｄ ｒｅｌｅａｓｅ）および任意の機械加工操作に供せられる。この機械加工工程として、例えば、レンズ端面および／またはレンズ表面をバフ仕上げまたは研磨する工程を包含する。一般的に、このような機械加工プロセスは、物品がモールド部から離型される前または後に達成され得る。好ましくは、レンズは、モールドからレンズを離昇させるために真空ピンセットを使用することによってモールドから乾式離型され、その後、このレンズは、機械ピンセットによって第２組の真空ピンセットに移され、そして回転面に対して配置され、表面または端面を平滑にされる。次いで、このレンズは反転され、レンズの他面を機械加工し得る。
【００８０】
離型／機械加工操作に続いて、このレンズは、上記のように本発明に従って表面処理に供され、この処理は、炭素層を形成するためのプラズマ重合および後の親水性反応ポリマー鎖の結合を含む。
【００８１】
プラズマ処理は、低圧ガスを通して、好ましくは高周波（代表的には、１３．５６ＭＨｚ）にて、放電を通す工程を包含する。上で述べられるように、この放電は、それらの気体状態にある原子および分子によって吸収され、従って、コンタクトレンズの表面と相互作用するプラズマを形成する。
【００８２】
低エネルギーによる開始後、プラズマに存在するエネルギー性自由電子間の衝突は、イオン、励起分子、およびフリーラジカルの形成をもたらす。このような種は、一旦形成されると、気相でそれら自体と反応し得、およびさらに基底状態の分子と反応し得る。このプラズマ処理は、エネルギー性気体分子に関するエネルギー依存プロセスとして理解され得る。化学反応がレンズの表面で起こるために、荷電状態および粒子エネルギーの点で要求される種（原子または分子）を必要とする。高周波プラズマは、一般にエネルギー性の種の分布を生じる。代表的には、「粒子エネルギー」は、エネルギー性の種についてのいわゆるＢｏｌｔｚｍａｎ型分布のエネルギーの平均をいう。低密度プラズマにおいて、電子エネルギー分布は、放電圧に対するプラズマ持続電場強度の比（Ｅ／ｐ）によって関係付けられ得る。プラズマ出力密度Ｐは、気体のワット量、圧力、流量などの関数であり、このことは当業者に理解される。プラズマ技術についてのバックグラウンド情報は、以下に挙げられ、本明細書中で参考として援用される：Ａ．Ｔ．Ｂｅｌｌ，Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｌ．Ｃｏｎｆ．Ｐｈｅｎｏｍ．Ｉｏｎｉｚ．Ｇａｓｅｓ，“Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｎｏｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ Ｐｌａｓｍａｓ”，１９−３３（１９７７）；Ｊ．Ｍ．Ｔｉｂｂｉｔｔ，Ｒ．Ｊｅｎｓｅｎ，Ａ．Ｔ．Ｂｅｌｌ，Ｍ．Ｓｈｅｎ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，“Ａ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ Ｐｌａｓｍａ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ”，３，６４８−６５３（１９７７）；Ｊ．Ｍ．Ｔｉｂｂｉｔｔ，Ｍ．Ｓｈｅｎ，Ａ．Ｔ．Ｂｅｌｌ，Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．−Ｃｈｅｍ．，“Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｌａｓｍａ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ”，Ａ１０，１６２３−１６４８（１９７６）；Ｃ．Ｐ．Ｈｏ，Ｈ．Ｙａｓｕｄａ，Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ，Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，”Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ ｏｆ ｐｌａｓｍａ ｐｏｌｙｍｅｒ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｌｅｎｓｅｓ”２２，９１９−９３７（１９８８）；Ｈ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ａ．Ｔ．Ｂｅｌｌ，Ｍ．Ｓｈｅｎ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，“Ｐｌａｓｍａ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓａｔｕｒａｔｅｄ ａｎｄ Ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ”３，２７７−２８３（１９７４）；Ｒ．Ｙ．Ｃｈｅｎ，米国特許第４，１４３，９４９号，１９７９年，３月１３日，“Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｐｕｔｔｉｎｇ ａ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｃｏａｔｉｎｇ ｏｎ ａ Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｃｏｎｔａｃｔ ｌｅｎｓ”；およびＨ．Ｙａｓｕｄａ，Ｈ．Ｃ．Ｍａｒｓｈ，Ｍ．Ｏ．Ｂｕｍｇａｒｎｅｒ，Ｎ．Ｍｏｒｏｓｏｆｆ，Ｊ．ｏｆ Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．，“Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｇｌｏｗ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ．ＶＩ．Ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｗｉｔｈ Ｕｎｕｓｕａｌ Ｃｏ−ｍｏｎｏｍｅｒｓ”，１９，２８４５−２８５８（１９７５）。
【００８３】
プラズマ技術の分野におけるこの以前の研究に基づいて、変化する圧力および放電出力がプラズマ改質の割合に及ぼす影響が理解され得る。この割合は、一般に、圧力が増加するにつれて減少する。従って、圧力がＥ／ｐの値を増加させるにつれ、気体圧力に対するプラズマ持続電場強度の比は減少し、平均電子エネルギーの減少をもたらす。次いで、電子エネルギーの減少は、全ての電子−分子衝突プロセスの割合係数の低下をもたらす。圧力の増加のさらなる結果は、電子密度の減少である。圧力が一定に保たれることによって、電子密度と出力との間に直線関係が成り立つ。
【００８４】
実際に、コンタクトレンズは、電気グロー放電反応容器（例えば、真空チャンバ）内に、それらの非水和状態で配置することによって表面処理される。このような反応容器は、市販される。このレンズはアルミニウムトレイ（電極として作用する）上の容器内に、またはレンズの位置を調節するために設計された他の支持デバイスを用いて、支持され得る。レンズの両面の表面処理を可能にする特定の支持デバイスの使用は、当該分野で公知であり、本発明において使用され得る。
【００８５】
レンズのプラズマ処理に続き、炭素でコートしたレンズが、上で述べられるように、親水性反応ポリマーを含む溶液に浸漬される。以下の実施例は、シリコーンレンズまたは他の医用デバイス上にコーティングを形成するための出願人の最良の形態を提供する。
【００８６】
表面処理に続いて、このレンズは、レンズ内の残留物を除去するために抽出に供せられ得る。一般的に、コンタクトレンズの製造において、幾らかのモノマー混合物は、完全には重合しない。重合プロセスから不完全に重合した材料は、光学透明度に影響を及ぼし得るか、または眼に対して有害であり得る。残留物質として、前の溶媒除去操作によって完全には除去されない溶媒、モノマー性混合物からの未反応モノマー、重合プロセスからの副生成物として存在するオリゴマー、またはレンズを形成するために使用されるモールドから移動され得る添加物でさえも挙げられ得る。
【００８７】
重合したコンタクトレンズ材料からこのような残留物質を抽出するための従来の方法として、数時間にわたるアルコール溶液による抽出（疎水性残留物質の抽出のため）、続いて水による抽出（親水性残留物質の抽出のため）が挙げられる。従って、幾らかのアルコール抽出溶液は、重合したコンタクトレンズ材料のポリマーネットワーク中に残存し、これはレンズから抽出されるべきであり、後に、このレンズは眼に安全かつ快適に装着され得る。レンズからのアルコールの抽出は、数時間加熱した水を使用することによって達成され得る。抽出は、可能な限り完全であるべきである。なぜなら、レンズからの残留物質の不完全な抽出は、レンズの有用な寿命に悪影響を及ぼし得るからである。また、このような残留物は、レンズ表面の光学透明度または所望の均一親水性を妨害することによって、レンズ性能および快適度に影響を及ぼし得る。選択された抽出溶液がレンズの光学透明度に全く悪影響を及ぼさないことが重要である。光学透明度は、レンズが視覚的に検査される際に観察される透明度のレベルであることは、主観的に理解される。
【００８８】
抽出に続いて、レンズは水和に供され、ここでレンズは水、緩衝化生理食塩水などで完全に水和される。レンズが最終的に完全に水和される場合（ここで、レンズは１０〜約２０％以上膨張し得る）、コーティングは無傷でレンズに結合したままであり、層間剥離耐性があることが見出される耐久性の親水性コーティングを提供する。
【００８９】
水和後、このレンズは外観検査され得、ここで、熟練検査官は、透明度、およびホール、粒子、気泡、傷、亀裂のような欠陥がないことについて、コンタクトレンズを点検する。検査は、好ましくは１０倍の倍率が好ましい。このレンズが外観検査の工程を通過した後、このレンズはパッケージ（バイアル、プラスチック発泡パッケージ、または消費者のためにレンズを滅菌状態に維持するための他の容器）のために準備される。最後に、このパッケージされたレンズは、滅菌に供され、この滅菌は、従来のオートクレーブ内で、好ましくは、空気加圧滅菌サイクル（当業者に理解されるように、ときどき空気−蒸気混合物サイクルと呼ばれる）下で達成され得る。好ましくは、このオートクレーブは１０〜１２０分の間、１００℃〜２００℃である。滅菌後、滅菌されたレンズのレンズ寸法は保存の前に調べられる。
【００９０】
本発明の目的および利点は、さらに以下の実施例によって例示されるが、これらの実施例に記載される特定の物質および量、ならびに他の条件および詳細は、本発明を過度に制限すると解釈されるべきではない。
【００９１】
（実施例１）
本実施例は、コーティング基材のような以下の実施例に使用される代表的なシリコーンヒドロゲルレンズ材料を開示する。この材料のための処方物は、以下の表１に提供される。
【００９２】
【表１】
以下の材料は、上に記載されている：
ＴＲＩＳ−ＶＣ 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
ＮＶＰ Ｎ−ビニルピロリドン
Ｖ₂Ｄ₂₅ 米国特許第５，５３４，６０４号に以前に記載されたシリコーン含有ビニルカルボネート
ＶＩＮＡＬ Ｎ−ビニルオキシカルボニルアラニン
Ｄａｒｏｃｕｒ Ｄａｒｏｃｕｒ−１１７３、ＵＶ開始剤
着色剤 １，４−ビス［４−（２−メタクリルオキシエチル）フェニルアミノ］アントラキノン。
【００９３】
この物質を使用する場合、本発明に従うコンタクトレンズの表面改質の前にコンタクトレンズを調製するための代表的なプロセスは、以下の通りである。上記処方物から作製したシリコーンヒドロゲルレンズを、ポリプロピレンモールドから鋳型成形した。不活性窒素雰囲気下で、４５μｌの処方物を清浄な半分のポリプロピレン凹型モールドに注入し、相補的な半分のポリプロピレン凸型モールドでカバーした。これらの半分のモールドを７０ｐｓｉ（４．８２×１０ ^５ Ｎ／ｍ ^２ ）の圧力で圧縮し、この混合物を、ＵＶ光（Ｓｐｅｃｔｒｏｎｉｃ ＵＶ ｍｅｔｅｒによって測定した場合、６〜１１ｍＷ／ｃｍ^２）の存在下で約１５分間硬化した。モールドをさらに約５分間ＵＶ光に曝した。上半分のモールドをはずし、レンズを加圧空気オーブン中で６０℃３時間維持し、ｎ−ノナノールを除去した。続いて、このレンズ端面を、１０秒間、２３００ｒｐｍで、６０ｇの力で、ボールバフした（ｂａｌｌ ｂｕｆｆ）。
【００９４】
（実施例２）
以下の表２は、コーティング基材として以下の実施例に使用したポリウレタンシリコーンヒドロゲル処方物を示す。
【００９５】
【表２】
以下の物質は上で示される：
ＴＲＩＳ 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（ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ）ｓｉｌｙｉｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）
ＤＭＡ Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド
Ｕｒｅｔｈａｎｅ 前に米国特許第５，０３４，４６１号に記載されるようなシリコーン含有架橋樹脂
Ｉｒｇａｃｕｒｅ−８１９ ＵＶ開始剤
ＩＭＶＴ 着色剤、すなわち、１，４−ビス［４−（２−メタクリルオキシエチル）フェニルアミノ］アントラキノン。
【００９６】
（実施例３）
以下の表３は、コーティング基材として以下の実施例でレンズを作製するために使用したポリフマレートシリコーンヒドロゲル処方物を示す。
【００９７】
【表３】
以下の物質は、上で示される：
ＴＲＩＳ 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
ＤＭＡ Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド
Ｆ₂Ｄ₂₀ 前に米国特許第５，３７４，６６２号および同第５，４９６，８７１号に記載されるようなシリコーン含有架橋樹脂
Ｄａｒｏｃｕｒ ＵＶ開始剤
ＩＭＶＴ 着色剤、すなわち、１，４−ビス［４−（２−メタクリルオキシエチル）フェニルアミノ］アントラキノン。
【００９８】
（実施例４）
本実施例は、反応性の親水性ポリマーにおいて実際に使用するためのマクロモノマーを作製する際に使用されるＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドのプレポリマーの合成を示す。このプレポリマーを、以下の反応スキームに従って作製する。
【００９９】
【化２１】
試薬ＤＭＡ（２００ｇ、２．０モル）、メルカプトエタノール（３．２ｇ、０．０４１モル）、３．３ｇ、０．０２モルの量のＡＩＢＮ（Ｖａｚｏ−６４）、およびテトラヒドロフラン（１，０００ｍｌ）を、マグネチックスターラー、コンデンサー、熱制御装置、および窒素インレットを備え付けた２リットルの丸底フラスコ中で合わせた。窒素ガスを１／２時間溶液を通して泡立たせた。窒素のパッシブブランケット（ｐａｓｓｉｖｅ ｂｌａｎｋｅｔ）の下で温度を７２時間の間６０℃に上昇させた。ポリマーを、２０Ｌのエチルエーテルを用いて反応混合物から沈澱させた（１７１．４ｇのポリマーを分離した）。ＳＥＣ（サイズ排除クロマトグラフィー）分析に供されたサンプルは、Ｍｎ＝３７１１、Ｍｗ＝７４９３およびＰｄ＝２．０２を示した。ここでＰｄは、スチレン標準に基づいた多分散性である。
【０１００】
（実施例５）
本実施例は、マクロモノマーを用いて、以下の実施例６および８の親水性反応性ポリマーを作製する、実施例４のポリマーを用いたＤＭＡのマクロマーの合成を示す。このマクロモノマー（または「マクロマー」）を、以下の反応スキームに従って作製する：
【０１０１】
【化２２】
実施例４からのポリマー（１５０ｇ、０．０３モル）、イソシアネートエチルメタクリレート（ＩＥＭ、５．６ｇ、０．０３６モル）、ジブチルチンジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）（０．２３ｇ、３．６×１０^-5モル）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、１，０００ｍｌ）および２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ、０．００２ｇ、９×１０^-6モル）を、窒素ブランケット下で合わせた。この混合物を７時間十分に攪拌しながら３５℃に加熱した。加熱を停止し、そしてこの混合物を窒素下で一晩攪拌した。７ｍｌのメタノールを添加して、任意の残りのＩＥＭと反応させた。次いで、大容量（１６Ｌ）のエチルエーテルから沈澱させた後、マクロモノマーを回収した。固体をハウスバキューム下で乾燥させた（収量１１５ｇ）。ポリスチレン標準に対するポリマーのサイズ排除クロマトグラフィーにより、以下の結果を得た：Ｍｎ＝２２４９，Ｍｗ＝２９９４およびＰｄ＝１．３３。
【０１０２】
（実施例６）
本実施例は、本発明に従ってコーティングを形成するために使用され得るＤＭＡ／ＤＭＡ−ｍａｃ／ＶＤＭＯポリマーの調製を示す。１６ｇ（０．１６１４モル）の量のジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）、２ｇ（０．０１４４モル）の量のビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン（ＶＤＭＯ）、２ｇ（０．０００４モル）の量の実施例５で調製したジメチルアクリルアミドマクロマー（ＤＭＡ−ｍａｃ）および２００ｍｌのトルエンを、マグネティックスターラー、コンデンサー、アルゴンブランケットおよび温度コントローラを備えた５００ｍｌの丸底フラスコ中に入れた。この溶液をアルゴンで３０分間脱気した。次いで、０．０２９ｇ（０．１モル％）のＶＡＺＯ−６４を添加し、そして反応系を６０℃まで５０時間加熱した。反応が完了した（ＦＴＩＲによりモニターした）後、この溶液を２５００ｍｌのエチルエーテルにゆっくりと添加して、ポリマーを沈澱させた。添加が完了した後、この混合物を１０分間撹拌し、１０分間沈澱させ、そして濾過した。沈澱物をハウスバキューム下で、３０〜３５℃で一晩乾燥させた。乾燥したポリマーをゲル濾過クロマトグラフィーによる分析のためにサンプリングし、瓶に入れ、そしてデシケーター中で保存した。
【０１０３】
（実施例７）
本実施例は、以下の表４における成分を使用した、重量比が８０／２０のＤＭＡ／ＶＤＭＯモノマーを含む反応性コポリマーの分析を示す。
【０１０４】
【表４】
ＶＡＺＯ−６４を除く全ての成分を、マグネティックスターラー、コンデンサー、アルゴンブランケットおよび温度コントローラを備えた５００ｍｌの丸底フラスコ中に入れた。ＶＡＺＯ−６４を添加した後に、上記のものをアルゴンで３０分間脱気し、この溶液を６０℃に加熱し、そして５０分間維持した。反応が完了した（ＦＴＩＲでモニターした）後、この溶液を２５００ｍｌのジエチルエーテルにゆっくりと添加して、ポリマーを沈澱させた。この混合物を１０分間混合し、１０分間沈澱させ、そして濾過した。沈澱物を減圧下で、３０〜３５℃で一晩乾燥させ、そして分子量を以下であると決定した：Ｍｎ＝１９４４８、Ｍｗ＝４３５４８およびＰｄ＝２．２５。
【０１０５】
（実施例８）
本実施例は、本発明に従ってコーティングされたコンタクトレンズを示す。ここで、フマレートレンズ（上記の実施例３）を、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）およびビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン（ＶＤＭＯ）を含むポリマーでコーティングした。以下に記載のように、フマレートをプラズマ処理し（アンモニア／ブタジエン／アンモニア）、そして炭素コーティングしたフマレートレンズ表面上に形成させたアミンを、開環機構を介してＶＤＭＯ含有ポリマーと反応させた。
【０１０６】
十分に抽出した乾燥フマレートレンズを、トレイに載せてＢｒａｎｓｏｎ ＲＦプラズマユニット（１３．５６ＭＨｚ）に配置した。このトレイにより２つの電極の間にレンズを持ち上げ、そしてレンズの周辺でのガスのフローを可能にした。このプラズマユニットから、圧力が１．０トルに達するまで、空気を抜いた。アンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間にわたってチャンバに導入し、そして１００ワットで２０．０秒間、プラズマ点火した。２０秒間のアンモニアプラズマの後、アンモニアのフローを終わらせ、そしてブタジエンを０．３トル（３９．９Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間にわたって導入した。ブタジエンプラズマを１００ワットで３０秒間点火した。最後に、ブタジエンフローを停止し、そしてアンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間にわたって再導入した。別のアンモニアプラズマを１００ワットで２０秒間点火した。プラズマコーティングしたレンズを、ＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの１．０％（ｗ／ｖ）無水アセトニトリル溶液に一晩入れた。次いで、レンズをＨＰＬＣグレードの水で平衡化し、８０℃に加熱し、冷却し、ホウ酸塩緩衝液に入れ、そしてオートクレーブ処理した（１サイクル−１２１℃で３０分間）。
【０１０７】
このプロセスの各工程におけるレンズをＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により分析した。ＸＰＳデータをＰｈｙｓｉｃａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ［ＰＨＩ］ Ｍｏｄｅｌ ５６００で得た。この機器は、３００ワット、１５ｋＶ、および２０ｍＡで操作した単色化（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｚｅｄ）Ａ１アノードを利用した。この機器のベース圧は、２．０×１０^−１０トル（２．６６×１０ ^−８ Ｎ／ｍ ^２ ）であった一方で、操作の間の圧力は、５．０×１０^−８トル（６．６５×１０ ^−６ Ｎ／ｍ ^２ ）であった。この機器は、半球状エネルギー分析機を利用した。この機器は、ＰＨＩ ８５０３Ａ バージョン４．０Ａソフトウェアを備えたＡｐｏｌｌｏワークステーションを有した。４５°のサンプリング角度におけるこの機器についてのサンプリング深度の実際の尺度は、７４Åであった。低分解能測量スペクトルを利用して各標本を分析し［０〜１１００ｅＶ］、サンプル表面上に存在する元素を同定した［１０〜１００Å］。高分解能スペクトルを、低分解能測量スキャンから検出された元素で得た。元素の組成を、高分解能スペクトルから決定した。全てのデータを、２８５．０ｅＶのＣＨ_ｘピークに対して電荷補正した。原子組成を、装置の伝達機能で領域を感作した後の光電子ピーク下の面積、および目的の軌道についての原子断面から計算した。ＸＰＳは、水素またはヘリウムの存在を検出しないので、これらの元素は、原子のパーセントの計算にはいずれも含まれない。
【０１０８】
ウェット加工後に乾燥を受けたコントロールレンズのＸＰＳ分析により、炭素、酸素、ケイ素および窒素が検出された。以下の表５に示したコントロールレンズの結果は、ウェット加工されたフマレートレンズについて代表的であった。
【０１０９】
【表５】
ウェット加工後に乾燥を受けたレンズを、２０．０秒間アンモニアプラズマ処理した（１００ワットおよび１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ））。低分解能スペクトルにより、アンモニアプラズマ処理レンズのＸＰＳ分析について以下の表６に示されたように、炭素、酸素、ケイ素および窒素が検出された。コントロールと比較すると、窒素および酸素レベルが増加し、炭素が減少し、そしてケイ素は、この操作においてほぼ同じであった。荷電されない限り窒素官能基全てがＮ「１ｓ」において解像不能であるので、どの型の窒素が表面に組み込まれるのかを決定することは困難であった。
【０１１０】
【表６】
アンモニア／ブタジエン／アンモニアプラズマ処理フマレートレンズのＸＰＳ低分解能分析により、以下の表７に示されるように、炭素、酸素、ケイ素および窒素が検出された。ＸＰＳデータにより、ケイ素の増加、窒素および炭素の増加が示され、このことは、窒素／炭素含有コーティングが、ケイ素含有フマレートレンズ材料の表面に付与されたことを示した。同じプラズマ条件を用いたアンモニアプラズマ処理フマレートレンズ表面と、アンモニアプラズマ処理炭素層との間で、窒素レベルが異なっていることに注目した。このことは、同じプラズマ条件で異なる表面を処理することの良好な例であると考えらる。この条件で、最終的な結果は、異なる表面である。２．７％ケイ素の検出により、炭素層厚が５〜６ｎｍの間であると推定される。
【０１１１】
【表７】
実施例７のＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーに浸漬した後の、アンモニア／ブタジエン／アンモニアプラズマ処理フマレートレンズのＸＰＳ分析を、以下の表８に示す。低分解能スペクトルにより、炭素、酸素、ケイ素、窒素およびナトリウムが両方のサンプルセットについて検出された。
【０１１２】
【表８】
ＸＰＳデータにより、ケイ素の減少および窒素の増加が示された。このことは、窒素含有コーティングが、ケイ素含有フマレートレンズの表面に付与されたことを示す。ＸＰＳ炭素１ｓ（Ｃ１ｓ）スペクトルは、ＤＭＡポリマーの類似のピーク形状を有した。ナトリウムおよび炭素１ｓスペクトルを除いてプラズマコーティングレンズとは対照的に、レンズがポリマーでコーティングされたか否かを、見定めることは困難であった。ポリマー中の任意の未処理ＶＤＭＯが水の存在下で開環して、酸官能基を形成するので、ナトリウムが現れる。ホウ酸塩緩衝液中で、この酸は、表面でＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの存在を明らかにしたナトリウムと錯体化する。このポリマーが完全に開環し、そしてナトリウムと錯体化すると、ポリマー中に２．４％のナトリウムが存在した。表面に約１．０％のナトリウムが存在すると、ＶＤＭＯの約半分が表面で未処理のままであった。この計算は、表面が全てＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーであったと仮定した。
【０１１３】
上記のＸＰＳデータをまとめると、コントロールのレンズ表面におけるケイ素レベルは、１０．８％であり、プラズマ処理後は２．７％であり、そしてプラズマコーティングフマレートレンズをＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーでコーティングした後は、平均２．４％であった。言及したフマレートレンズ表面全てのうち、ＤＭＡ／ＶＤＭＯコーティングレンズのみが表面に１．０％ナトリウムを有し、このことは、親水性コーティングポリマー中の開環したＶＤＭＯと関連づけられた。ポリマーコーティングレンズのＸＰＳ炭素１ｓスペクトルにより、表面にジメチルアクリルアミドに由来するアミドおよびアミン官能基もまた示された。
【０１１４】
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を、コンタクトレンズ表面の形態を研究するために利用した。ＡＦＭは、鋭い探針とレンズ表面の原子との間のナノスケールの力（１０^-9Ｎ）を測定することによって機能する。その探針は、カンチレバー基板上にマウントされる。レーザー検出システムによって測定されるカンチレバーのたわみは、高さの情報を作成することによって処理される。高さの情報を集める間に、探針は、ｘ−ｙ平面にラスタ（ｒａｓｔｅｒｅｄ）され、レンズ表面の３次元の局所解剖学的な画像を作製する。各レンズの光学ゾーンにおいて、３つの画像を、レンズの両面上にサンプリングした。
【０１１５】
コントロールレンズのＡＦＭの局所解剖学的な画像を図１に示す。このコントロールレンズは、ウェット加工の後に乾燥を受け入れ、そして受け入れた場合に分析した。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像は５０μｍ²であり、前方（レンズの側面）を左に示し、そして後ろ側を右に示した。両面のレンズ表面局所解剖学は、使用したツールから複製した線を示した（このツールからの線は、レンズを作製するモールドを作製する）。前方はまたピットを有し、このピットはツール由来であり得るか、またはモノマーミックス中に捕捉された気泡であり得る。前方レンズ表面の二乗平均（ＲＭＳ）粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）は４．１ｎｍ＋／−０．１であり、そして後ろ側は４．７ｎｍ＋／−０．３のＲＭＳの粗さを有した。代表的なキャスト成形レンズは、２〜２５ｎｍのＲＭＳの粗さを有する。親水性ポリマーコーティングフマレート（ＤＭＡ／ＶＤＭＯ（８０％／２０％）ポリマーに浸漬したアンモニア／ブタジエン／アンモニアプラズマ処理フマレートレンズ（完全に加工されている））のＡＦＭ画像を、図２に示す。ＡＦＭ画像は再び５０μｍ²であり、前方を左に示し、そして後ろ側を右に示す。画像をレンズの中心に向かって撮影した。局所解剖学は、コントロールレンズのようであったが、コーティングを示すいくつかの特徴および明るい虫跡形を有する応力／伸縮特徴があった（０．２５〜０．５０μｍ波長を有する波状表面）。コーティングが厚くなるにつれ、縁部に向かって、よりひどい虫跡形の局所解剖学が現れる。この虫跡形の局所解剖学は、アセトニトリル溶媒に拡張した炭素コーティングから生じる。前方レンズ表面の二乗平均（ＲＭＳ）の粗さは８．０ｎｍ＋／−３．４であり、そして後ろ側表面の二乗平均の粗さは５．３ｎｍ＋／−２．２であり、２５ｎｍ未満が望ましい。
【０１１６】
レンズの水接触角を、コントロールレンズ表面およびＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーコーティングレンズ表面に対して測定した（８回測定）。２つの他のコンタクトレンズ材料（共に市販）からのデータもまた、以下の表９のデータ比較のために含めた。水接触角が減少すると、代用的には、レンズ表面がより湿潤性または親水性になる。
【０１１７】
【表９】
上記の結論として、フマレートレンズは、ＸＰＳ、ＡＦＭおよび水接触角分析により示されたように、炭素コーティング、続いてＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーで首尾よくコーティングされた。
【０１１８】
（実施例９）
本実施例は、ＤＭＡ／ＤＭＡ−ｍａｃ／ＶＤＭＯポリマーの調製を示す。ジメチルアクリルアミド、１６ｇ（０．１６１４モル）、ビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン、２ｇ（０．０１４４モル）、および上記実施例５からの２ｇ（０．０００４モル）の ジメチルアクリルアミドマクロマー、ならびに２００ｍｌのトルエンを、マグネティックスターラー、コンデンサー、アルゴンブランケットおよび温度コントローラを備えた５００ｍｌの丸底フラスコ中に入れた。この溶液をアルゴンで３０分間脱気した。次いで、０．０２９ｇ（０．１モル％）のＶＡＺＯ−６４を添加し、そして反応系を６０℃まで５０時間加熱した。反応が完了した（ＦＴＩＲによりモニターした）後、この溶液を２５００ｍｌのエチルエーテルにゆっくりと添加した。添加が完了した後、この混合物を１０分間撹拌し、１０分間沈澱させ、そして濾過した。沈澱物をハウスバキューム下で、３０〜３５℃で一晩乾燥させた。乾燥したポリマーをゲル濾過クロマトグラフィーによる分析のためにサンプリングし、瓶に入れ、そしてデシケーター中で保存した。
【０１１９】
（実施例１０）
本実施例は、ＤＭＡ／ＰＥＯＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの調製を示す。ジメチルアクリルアミド１２ｇ（０．１２１１モル）、ビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン４ｇ（０．０２８８モル）、４ｇ（０．００３６モル）量のＰＥＯメタクリレート１０００、および２００ｍｌのトルエンを、マグネティックスターラー、コンデンサー、アルゴンブランケットおよび温度コントローラを備えた５００ｍｌの丸底フラスコ中に入れた。この溶液をアルゴンで３０分間脱気した。次いで、０．０２５ｇ（０．１モル％）のＶＡＺＯ−６４を添加し、そして反応系を６０℃まで５０時間加熱した。反応が完了した（ＦＴＩＲによりモニターした）後、この溶液を２５００ｍｌのエチルエーテルにゆっくりと添加した。添加が完了した後、この混合物を１０分間撹拌し、１０分間沈澱させ、そして濾過した。沈澱物をハウスバキューム下で、３０〜３５℃で一晩乾燥させた。乾燥したポリマーをゲル濾過クロマトグラフィーによる分析のためにサンプリングし、瓶に入れ、そしてデシケーター中で保存した。
【０１２０】
（実施例１１）
本実施例は、実施例７の直鎖状ＤＭＡ／ＶＤＭＯ親水性反応性ポリマーを使用して、本発明に従うコンタクトレンズの表面修飾のためのプロセスを示す。上記の実施例１の処方から作製されたシリコーンヒドロゲルレンズ（Ｂａｌａｆｉｌｉｃｏｎ Ａ）を作製し、このレンズ材料を、ポリプロピレンモールドからキャスト成形した。Ｂａｌａｆｉｌｉｃｏｎ Ａレンズに、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）およびビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン（ＶＤＭＯ）を含有するコポリマーを、以下のようにコーティングした。溶媒除去および抽出の後、レンズを処理前に乾燥させた。このレンズを、トレイに載せてＢｒａｎｓｏｎ ＲＦプラズマユニット（１３．５６ＭＨｚ）に配置した。このトレイにより２つの電極の間にレンズを持ち上げ、そしてレンズの周辺でのガスのフローを可能にした。このプラズマユニットから、圧力が１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）に達するまで、空気を抜いた。アンモニアを１．０トルで１．０分間にわたってチャンバに導入し、そして１００ワットで２０．０秒間、プラズマ点火した。アンモニアのフローを終わらせ、そしてブタジエンを０．３トル（３９．９Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間にわたって導入した。ブタジエンプラズマを１００ワットで６０秒間点火した。最後に、ブタジエンフローを停止し、そしてアンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間にわたって再導入した。別のアンモニアプラズマを１００ワットで２０秒間点火した（アンモニアおよびブタジエンガスをＲｏｃｈｅｓｔｅｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｓｐｐｌｙから受け取ったときに使用し、９９．９＋％純粋であった）。
【０１２１】
プラズマコーティングしたレンズを、ＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの１．０％（ｗ／ｖ）無水アセトニトリル溶液に一晩入れた。無水アセトニトリルは、Ａｌｄｒｉｃｈから購入して用いた。次いで、レンズをＨＰＬＣグレードの水で平衡化し、８０℃に加熱し、冷却し、ホウ酸塩緩衝液に入れ、そしてオートクレーブ処理した（１サイクル−１２１℃で３０分間）。
【０１２２】
レンズを、実施例８における上記の機器を使用するＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により分析した。ＸＰＳデータを以下の表１０に示す。
【０１２３】
【表１０】
表１０に示すように、コントロールレンズ（プラズマ処理する前にウェット加工した）は、表面に６４％炭素、２０％酸素、７％窒素および９％ケイ素の表面元素組成を有した。さらに、コントロールレンズのケイ素レベルは、９．４％から、プラズマ処理後の０．４〜３．０％の範囲内までになった。プラズマコーティングレンズをＶＤＭＯ／ＤＭＡコポリマーでコーティングした場合、ケイ素レベルは、０．７〜１．４％の範囲内になった。炭素レベルおよび酸素レベルにより、コーティングが付与されたことが明らかに示された。コポリマーをプラズマ処理表面にコーティングした後、酸素レベルは増加し、そして炭素レベルは減少する。このことは、ＤＭＡ（コポリマー組成の８０％）がより低いモル濃度の炭素およびアンモニアプラズマ処理炭素表面より多くの酸素を有するために予測された。ＸＰＳによるナトリウムの検出はまた、十分に加工したレンズに対してＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの存在を確認する。ナトリウムの存在は、コンタクトレンズの表面にあるアミンとは反応しない、ポリマー鎖における任意のＶＤＭＯから形成された酸性基との会合から生じる。
【０１２４】
（実施例１２）
本実施例は、上の実施例６のＤＭＡ−ｍａｃ／ＤＭＡ／ＶＤＭＯ（１０／７０／２０の重量比）の親水性反応性ポリマーを使用する、実施例１（Ｂａｌａｆｉｌｉｃｏｎ Ａ）の処方から製造されるシリコーンヒドロゲルレンズの表面改良物についてのプロセスを例示する。Ｂａｌａｆｉｌｉｃｏｎ Ａレンズは、溶媒を除去および抽出した後に得られた。そしてこのレンズを処理前に乾燥させた。このレンズをトレイ上のＢｒａｎｓｏｎ ＲＦプラズマユニット（１３．５６ＭＨｚ）中に配置し、このトレイにより、２つの電極間にレンズを上昇させ、そしてレンズの周りにガスが流れるのを可能にした。このプラズマユニットから、圧力が０．２トルに到達するまで空気を抜き、アンモニアをこのチャンバに導入した。そして１５５ｓｃｃｍで流れるプラズマを４５０ワットで６０．０秒間点火した。アンモニアの流れを止め、そしてブタジエンを１．０分間導入した。２００ｓｃｃｍで流れるブタジエンプラズマを、３２５ワットで６０秒間点火した。最後に、ブタジエンの流れを止め、そしてアンモニアを再導入した。１５５ｓｃｃｍの流速の別のアンモニアプラズマを４５０ワットで６０秒間点火した。このプラズマコーティングしたレンズを、上の実施例６で製造したＤＭＡマクロマー／ＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの１．０％（ｗ／ｖ）無水アセトニトリル溶液中に配置した。この無水アセトニトリルは、Ａｌｄｒｉｃｈから市販されるているものを使用した。次いで、このレンズを、ＨＰＬＣ等級の水中で平衡化させ、８０℃まで加熱し、冷却し、ホウ酸緩衝溶液中に配置し、そして高圧滅菌した（１サイクルが３０分、１２１℃）。
【０１２５】
このレンズについて、先の実施例８に記載される物理電子工学［ＰＨＩ］Ｍｏｄｅｌ ５６００を使用するＸ線電子分光法（ＸＰＳ）によって、プラズマ前および後に試験した。このレンズのＸＰＳの結果を、以下の表１１に示す。
【０１２６】
【表１１】
上の表１１のデータによって示されるように、コントロールのレンズ（プラズマ処理の前にウエット処理した）は、表面上に６６％炭素、１８％酸素、７％窒素、および１０％シリコンの表面原子組成を有した。プラズマ処理後、このシリコンレベルは、０〜１．８％の間であった。このプラズマ処理したレンズをｔｅｒ−ポリマーでコーティングした後、このシリコンレベルは、１．５〜１．８％であった。コントロールのレンズ表面の窒素レベルは、６．７％であり、プラズマ処理後は、約１７％であり、そしてプラズマ処理したレンズがｔｅｒ−ポリマーでコーティングされた後は、約７．３％であった。このレンズがｔｅｒ−ポリマーでコーティングされた場合、シリコンおよび／または窒素レベルから見分けることは、困難である。なぜならば、シリコンレベルは、プラズマ工程と完全処理工程との間でほぼ一定のままであるからである。このレンズポリマー、プラズマ処理した基材、およびｔｅｒ−ポリマーは、全て窒素を含有している。しかし、ＸＰＳによるナトリウムの検出によると、完全に処理したレンズの表面にＤＭＡマクロマー／ＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーが存在することが確認された。このポリマーコーティングレンズは、表面に約１．５％のナトリウムを有した。このナトリウムは、顕在化する。なぜならば、ポリマー中のいずれかの未反応ＶＤＭＯが、水の存在中で開環し、酸官能基を形成するからである。ホウ酸緩衝溶液中で、この酸は、ナトリウムと錯体形成し、表面にＤＭＡ−マクロマー／ＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーが存在することを明らかにする。このポリマーが完全に開環し、ナトリウムと錯体形成した場合、ポリマー中に２．４％のナトリウムが存在する。表面に約１．５％のナトリウムが有する場合、ＶＤＭＯの半分以上が表面と未反応のままであった。当然、この計算方法は、表面が全てＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーであり、そしてサンプルが適切に脱塩されていると仮定した。
【０１２７】
（実施例１３）
本実施例は、ＤＭＡ／ＶＤＭＯ（８０／２０重量比）ポリマーコーティングを使用する、実施例２の処方により製造したシリコーンウレタンヒドロゲルレンズの表面改質を例示する。ウレタンレンズは、溶媒の除去、および抽出後に得られた。このレンズを処理前に乾燥させた。このレンズをトレイ上のＢｒａｎｓｏｎ ＲＦプラズマユニット（１３．５６ＭＨｚ）中に配置し、このトレイにより、２つの電極間にレンズを上昇させ、そしてレンズの周りにガスが流れるのを可能にした。このプラズマユニットから、圧力が１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）に到達するまで空気を抜いた。アンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間、このチャンバに導入し、そしてこのプラズマを１００ワットで２０．０秒間点火した。アンモニアの流れを止め、そしてブタジエンを０．４トル（５３Ｎ／ｍ ^２ ）で１分間導入した。このブタジエンプラズマを、１００ワットで４０秒間点火した。最後に、ブタジエンの流れを止め、そしてアンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間、再導入した。別のアンモニアプラズマを１００ワットで２０秒間点火した。このプラズマコーティングしたレンズを、上の実施例７のＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーの１．０％（ｗ／ｖ）無水アセトニトリル溶液中に一晩配置した。次いで、このレンズを、ＨＰＬＣ等級の水中で平衡化させ、８０℃まで加熱し、冷却し、ホウ酸緩衝溶液中に配置し、そして高圧滅菌した（１サイクルが３０分、１２１℃）。
【０１２８】
このＸＰＳデータは、上記実施例８に記載される物理電子工学［ＰＨＩ］Ｍｏｄｅｌ ５６００を使用して得られた。この得られたＸＰＳデータを、以下の表１２に示す。
【０１２９】
【表１２】
コントロールのウレタンレンズ表面のシリコンレベルは、１８．０％であり、プラズマ処理した後は、２．５％（前方の平均）および１１．０％（後方の平均）であり、そしてプラズマコーティングしたウレタンレンズを、ＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーでコートした場合、５．３％（前方の平均）および１０．０％（後方の平均）であった。言及した全てのウレタンレンズ表面の中で、ＤＭＡ／ＶＤＭＯコーティングレンズのみが、表面に１．０％のナトリウムを有した。このナトリウムの結果は、標本調査スペクトルから取り出した。この結果は、高い分解能で実施されなかった。ナトリウム以外で、プラズマコーティングしたレンズに対して、このレンズをポリマーでコーティングしたかどうかを見分けることは、困難である。このナトリウムは、顕在化する。なぜならば、ポリマー中のいずれかの未反応ＶＤＭＯが、水の存在中で開環し、酸官能基を形成するからである。ホウ酸緩衝溶液中で、この酸は、ナトリウムと錯体形成し、表面にＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーが存在することを明らかにする。このポリマーが完全に開環し、ナトリウムと錯体形成した場合、ポリマー中に２．４％のナトリウムが存在する。表面に約１．０％のナトリウムが有する場合、ＶＤＭＯの半分以上が表面と反応したままであった。当然のことながら、この計算は、表面が全てＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーであり、そしてサンプルが適切に脱塩されていると仮定した。結果として、このウレタンシリコーンレンズは、ＸＰＳによって示されるように炭素コーティングでコーティングされ、続いてＤＭＡ／ＶＤＭＯポリマーによってコーティングされた。
【０１３０】
（実施例１４）
本実施例は、以下の反応スキームに従って、ＤＭＡ／ＧＭＡの親水性反応性（直鎖状）コポリマーの合成を例示する。
【０１３１】
【化２３】
１Ｌの反応フラスコに、蒸留したＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ、４８ｇ、０．４８モル）、蒸留したグリシジルメタクリレート（ＧＭ、１２ｇ、０．０８モル）、Ｖａｚｏ−６４（ＡＩＢＮ、０．０９６ｇ、０．０００６モル）およびトルエン（６００ｍｌ）を添加した。この反応容器に、マグネチックスターラー、コンデンサー、熱制御装置、および窒素インレットを取り付けた。窒素を溶液に１５分間バブリングし、いかなる溶存酸素をも除去した。次いで、この反応フラスコを、窒素のパッシブブランケット（ｐａｓｓｉｖｅ ｂｌａｎｋｅｔ）下で２０時間、６０℃に加熱した。次いで、この反応混合物を、良好に機械攪拌しつつ６Ｌのエチルエーテルにゆっくりと添加した。反応性ポリマーを沈殿させ、そして真空濾過によって採取した。固体を３０℃の真空オーブン中に一晩配置し、エーテルを除去することで、５０．１ｇの反応性ポリマー（収率８３％）を得た。この反応性ポリマーを、使用するまで保存用デシケーター中に配置した。
【０１３２】
（実施例１５）
本実施例は、別の親水性反応性ポリマーの合成を例示する。このポリマーは、シリコーン医用デバイスをコーティングするために使用され得る。Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）モノマー、ＤＭＡマクロマー、およびグリシジルメタクリレートのブラシ状（分枝鎖状）親水性ポリマーを、以下のように合成した。反応フラスコに、蒸留したＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ、３２ｇ、０．３２モル）、実施例５のＤＭＡマクロマー（４ｇ、０．０００８モル）、蒸留したグリシジルメタクリレート（ＧＭ、４．１ｇ、０．０２９モル）、Ｖａｚｏ−６４（ＡＩＢＮ、０．０６ｇ、０．０００３７モル）、およびトルエン（５００ｍｌ）を添加した。この反応容器に、マグネチックスターラー、コンデンサー、熱制御装置、および窒素インレットを取り付けた。窒素を溶液に１５分間バブリングし、いかなる溶存酸素をも除去した。次いで、この反応フラスコを、窒素のパッシブブランケット（ｐａｓｓｉｖｅ ｂｌａｎｋｅｔ）下で２０時間、６０℃に加熱した。次いで、この反応混合物を、良好に機械攪拌しつつ４Ｌのエチルエーテルにゆっくりと添加した。反応性ポリマーを沈殿させ、そして真空濾過によって採取した。固体を３０℃の真空オーブン中に一晩配置し、エーテルを除去することで、３３．２ｇの反応性ポリマー（収率８３％）を得た。この反応性ポリマーを、使用するまで保存用デシケーター中に配置した。
【０１３３】
（実施例１６）
本実施例は、別のエポキシ含有親水性反応性ポリマーの合成を例示し、このポリマーは、本発明に従って、レンズ基材をコーティングするために使用され得る。ビニルピロリドン−ｃｏ−４−ビニルシクロヘキシル−１，２−エポキシドポリマー（ＮＶＰ−ｃｏ−ＶＣＨ）を、以下の反応スキームに従って、合成した。
【０１３４】
【化２４】
１Ｌの反応フラスコに、蒸留したＮ−ビニルピロリジノン（ＮＶＰ、５３．７９ｇ、０．４８モル）、４−ビニルシクロヘキシル−１，２−エポキシド（ＶＣＨＥ、１０．４３ｇ、０．０８４モル）、Ｖａｚｏ−６４（ＡＩＢＮ、０．０５ｇ、０．０００３モル）およびＴＨＦ（６００ｍｌ）を添加した。この反応容器に、マグネチックスターラー、コンデンサー、熱制御装置、および窒素インレットを取り付けた。窒素を溶液に１５分間バブリングし、いかなる溶存酸素をも除去した。次いで、この反応フラスコを、窒素のパッシブブランケット（ｐａｓｓｉｖｅ ｂｌａｎｋｅｔ）下で２０時間、６０℃に加熱した。次いで、この反応混合物を、良好に機械攪拌しつつ６Ｌのエチルエーテルにゆっくりと添加した。コポリマーを沈殿させ、そして真空濾過によって採取した。固体を３０℃の真空オーブン中に一晩配置し、エーテルを除去することで、２１ｇの反応性ポリマー（収率３２％）を得た。この親水性反応性ポリマーを、使用するまで保存用デシケーター中に配置した。
【０１３５】
（実施例１７）
本実施例は、本発明に従って、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）およびジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）を含むコポリマーでコーティングされた、フマレートレンズを例示する。フマレートレンズ（上の実施例２の材料から製造される）は、溶媒の除去および抽出後に得られた。このレンズを処理前に乾燥させた。このレンズをトレイ上のＢｒａｎｓｏｎ ＲＦプラズマユニット（１３．５６ＭＨｚ）中に配置し、このトレイにより、２つの電極間にレンズを上昇させ、そしてレンズの周りにガスが流れるのを可能にした。このプラズマユニットから、圧力が１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）に到達するまで空気を抜いた。アンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間このチャンバに導入し、そしてプラズマを１００ワットで２０．０秒間点火した。アンモニアの流れを止め、そしてブタジエンを０．３トル（３９．９Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間導入した。このブタジエンプラズマを、１００ワットで１分間点火した。最後に、ブタジエンの流れを止め、そしてアンモニアを１．０トル（１３３Ｎ／ｍ ^２ ）で１．０分間再導入した。別のアンモニアプラズマを、１００ワットで２０秒間点火した（このアンモニアおよびブタジエンガスは、Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｓｕｐｐｌｙより入手したものを使用し、９９．９＋％純度であった）。
【０１３６】
プラズマコーティングレンズを、上の実施例１４に記載されるように、グリシジルメタクリレートおよびジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）からなるコポリマーを含む水性溶液中に配置した。反応性ポリマー（５．０ｇ、０．０００７モル）の溶液を、５００ｍｌの水中で調製した。溶存酸素を、１５分間かけて窒素のバブリングストリームを使用して溶液から除去した。加熱状態で、このグリシジルメタクリレートを、アンモニアプラズマによって、コンタクトレンズ表面上に形成されたアミン基と反応させ、これにより、表面にコポリマーを付着させる。２０枚のレンズを、１回の３０分のオートクレーブサイクルにかけた。６０枚のレンズを、９０℃のオーブン中に配置した。サンプル（各２０枚）を、１、４および１６時間後に移動させた。
【０１３７】
上記の手順は、以下の反応順序によって示され得る。
【０１３８】
【化２５】
レンズのＸＰＳ分析を、上の実施例８に記載されるように実施した。このＸＰＳデータを、以下の表１３に示す。
【０１３９】
【表１３】
上の表１３における結果によって示されるように、コントロールのシリコーンフマレートレンズの表面のシリコンレベルは１０．８％であり、プラズマ処理後は１．８％であり、そしてプラズマ処理したレンズをＧＭＡ／ＤＭＡコポリマーでコーティングした後は、１．１〜２．３％であった。従って、シリコンレベルは、プラズマ処理工程と、完全に処理されなかったコーティングレンズとの間で全く変化しなかった。しかし、炭素レベル、酸素レベル、および炭素「ｌｓ」スペクトルによると全て、コーティングが首尾良く適用されたことが示された。コポリマーをプラズマ処理した表面上にコーティングした後に、酸素レベルが増加しそして炭素レベルが減少した。ＤＭＡは、アンモニアプラズマ処理した炭素表面より少量のモル数の炭素およびより多量のモル数の酸素を有するので、上記のことが予想される。前方ＸＰＳデータは、高圧滅菌したサンプルを除いて等価であった。高圧滅菌したレンズは、より多量の窒素および酸素を有し、表面上により高いＤＭＡレベルを示す炭素が少ない（すなわち、より厚いコーティングまたは良好な被膜）。
【０１４０】
完全に処理したグリシジルメタクリレート／ＤＭＡコポリマー中に浸漬された、アンモニア／ブタジエン／アンモニアプラズマ処理したシリコーンフマレートレンズのＡＦＭ画像を取った。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像は５０μｍ²であった。この局所解剖学は、複雑に入り組んだ表面（波状表面（０．２５〜０．５０μｍの波長））を有した。局所解剖学は、結果として水中に広がった炭素コーティングから得られる。このＡＦＭ平方自乗平均（ＲＭＳ）粗さは、以下の表１４に示される。
【０１４１】
【表１４】
上の表１４のＸＰＳデータ（ＲＭＳ粗さ）によって示されるように、前方および後方両方ともは、類似のＲＭＳ粗さを有した。このエッジまたは中心サンプルは、この実験において分離されない。全てのＲＭＳ値は、２５ｎｍ未満の粗さであった。上の結果において、フマレートレンズは、炭素コーティングでコーティングされ、次いで、ＸＰＳおよびＡＦＭ分析によって示されるように、ＧＭＡ／ＤＭＡコポリマーによってコーティングされる。
【０１４２】
本発明の多くの他の改良および変化が、本明細書中の教示を考慮して可能である。従って、特許請求の範囲において、本発明は、本明細書において特に記載される以外のことが実施され得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に従うコンタクトレンズに対する比較のために、上記実施例８に記載されたコントロールコンタクトレンズの原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）的な局所解剖学画像（５０μｍ²）を示す；レンズの前方側の画像を、図１の左側に示し、そして後方側の画像を、右側に示す。
【図２】 図２は、本発明の１つの実施形態に従う、実施例８に記載のコーティングされたコンタクトレンズの原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）的な局所解剖学画像（５０μｍ²）を示す。このレンズは、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）およびビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン（ＶＤＭＯ）を含むポリマーでコーティングされた、フマレートシリコーンヒドロゲルレンズである。

Claims (34)

1. シリコーン医用デバイスの表面を処理する方法であって、該方法は、以下の工程：
   （ａ）炭化水素含有雰囲気中において、レンズ表面をプラズマ重合反応に供して、５０〜５００Åの厚みを有するポリマー炭素質層を該レンズ表面上に形成する工程；
   （ｂ）該炭素質層の該表面上に、反応性官能基を形成する工程；および
   （ｃ）ポリマー鎖に沿ったモノマー単位に相補的反応性官能基を有する親水性反応性ポリマーの溶液に、該レンズの該表面を曝露して、該炭素質層上の該反応性官能基と共有結合させる工程であって、それにより該シリコーン医用デバイス上に生体適合性表面を形成する、工程
   を包含する、方法。
2. 前記医用デバイスが、シリコーンコンタクトレンズまたは眼内デバイスである、請求項１に記載の方法。
3. 前記医用デバイスが、シリコーンヒドロゲル連続着用コンタクトレンズである、請求項１に記載の方法。
4. 前記工程（ａ）の前に、前記レンズを、プラズマ前処理に供して、前記シリコーン医用デバイスの表面上への前記炭素質層の接着を改善する、請求項１〜３に記載の方法。
5. 前記プラズマ前処理が、窒素含有酸化ガスまたは酸素含有酸化ガスでの前記表面の酸化を包含する、請求項４に記載の方法。
6. 前記プラズマ前処理を、０．１〜１．０トル（１３．３〜１３３．３Ｎ／ｍ²）の圧力で、１〜１０分間の期間にわたって、１０〜１０００ワットで実施する、請求項５に記載の方法。
7. 前記プラズマ前処理が、周囲空気、酸素ガス、アンモニア、過酸化水素、アルコール、および水から、少なくとも１つ選択されるガスを含む、酸素含有雰囲気中または窒素含有雰囲気中において実施される、請求項５に記載の方法。
8. 工程（ａ）の前記プラズマ重合反応が、１と１０との間の炭素原子を有する炭化水素を含む雰囲気中で実施される、請求項１に記載の方法。
9. 前記炭化水素が、脂肪族またはオレフィンであり、そして４〜８個の炭素原子を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記炭化水素が、ブタン、イソプレン、イソブチレン、および１，３−ブタジエンの中の少なくとも１つを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記反応性官能基が、窒素含有ガスまたはガス混合物でプラズマ処理することによって形成される、請求項１に記載の方法。
12. 前記親水性反応性ポリマーが、非反応性親水性モノマーから誘導される、０〜９９モル％のモノマー単位を含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記ポリマーが、アクリルアミド、ラクトン、ポリ（アルキレンオキシ）メタクリレート、メタクリル酸、またはヒドロキシアルキルメタクリレートからなる群から選択される非反応性親水性モノマーから誘導される、５０〜９５モル％のモノマー単位、ならびにイソシアネート、エポキシ、アズラクトンおよび無水物含有モノマーおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、適合性の官能的に反応性のモノマーから誘導される、５〜５０％のモノマー単位を含み、ここでアルキル基またはアルキレン基は、１〜６個の炭素原子を有する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記官能的に反応性のモノマーが、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸、無水イタコン酸、およびイソシアノメタクリレートからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記親水性モノマーが、ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、およびＮ−ビニルピロリジノンからなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
16. 前記親水性反応性ポリマーが、疎水性モノマーから誘導される、０〜２０モル％のモノマー単位を含む、請求項１２に記載の方法。
17. 請求項１２に記載の方法であって、前記親水性ポリマーが、以下の式：
    を有するオキサゾリノン部分を含み、ここでＲ³およびＲ⁴は、独立して、１〜１４個の炭素原子を有するアルキル基；３〜１４個の炭素原子を有するシクロアルキル基；５〜１２個の環原子を有するアリール基；６〜２６個の炭素原子を有するアレーニル基；ならびにＳ、Ｎおよび非過酸化性Ｏから選択される０〜３個のヘテロ原子からなる群より選択され；または、Ｒ³およびＲ⁴は、それらが結合する炭素と一緒になって、４〜１２個の環原子を含む炭素環式環を形成し得、そしてｎが０または１の整数である、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、前記ポリマーが、以下の一般式：
    によって示されるモノマーを含む、モノマー混合物の反応生成物を含み、ここで、Ｒ¹およびＲ²は独立して、水素原子、または１〜６個の炭素原子を有する低級アルキル基を示し、そしてＲ³およびＲ⁴は独立して、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基、または５もしくは６個の炭素原子を有するシクロアルキル基を示す、方法。
19. 前記モノマーが、２−ビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン；２−イソプロペニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン；２−イソプロペニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オン；および、２−ビニル−４，４−ジメチル−２−オキサゾリン−５−オンからなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記医用デバイスが、少なくとも１つの親水性反応性ポリマーを含む溶液中に浸漬される、請求項１に記載の方法。
21. 前記炭素質層が、アンモニアまたはアルキルアミンを含むガスでのプラズマ処理に供される、請求項１に記載の方法。
22. 前記プラズマ重合を、０．００１〜５トル（０．１３３〜６６６．５Ｎ／ｍ²）の圧力で、３０秒〜１０分間の期間にわたって、１０〜１０００ワットで実施する、請求項１に記載の方法。
23. 親水性表面を備えたシリコーン医用デバイスであって、ここで、該表面は、以下：
    （ａ）該医用デバイスの該表面上の炭素質層；および
    （ｂ）該炭素質層に付着された親水性ポリマー鎖であって、ここで付着点は、該親水性ポリマーに沿ったモノマー単位における相補的反応性官能基と、該炭素質層上における反応性官能基との反応の結果である、親水性ポリマー鎖
    を備える、医用デバイス。
24. 前記医用デバイスが、シリコーンコンタクトレンズまたは眼内レンズである、請求項２３に記載の医用デバイス。
25. 前記医用デバイスが、シリコーンヒドロゲル連続着用レンズである、請求項２３に記載の医用デバイス。
26. 前記医用デバイスに付着された前記親水性ポリマー鎖が、親水性反応性ポリマーに沿ったモノマー単位における、イソシアネートまたは開環反応性官能基と、該医用デバイスの表面上または表面付近における前記反応性官能基との反応の結果である、請求項２３に記載の医用デバイス。
27. 前記親水性ポリマー鎖が、反応性官能基が反応した１〜１００モル％のモノマー単位、および非反応性親水性モノマーから誘導される０〜９９モル％のモノマー単位を含む、請求項２３に記載の医用デバイス。
28. 前記反応性官能基が、以下の群：グリシジル、アズラクトン、イソシアネート、および酸無水物のうちの１つ以上を含むモノマーから誘導される、請求項２３に記載の医用デバイス。
29. 前記親水性モノマー単位が、アクリルアミド、ラクトン、ポリ（アルキレンオキシ）メタクリレート、メタクリル酸、またはヒドロキシアルキルメタクリレートからなる群から選択されるモノマーから誘導される、請求項２３に記載の医用デバイス。
30. 請求項２３に記載の医用デバイスであって、ここで前記親水性ポリマー鎖が、以下の式：
    を有する鎖に沿った部分を含み、ここでＲ³およびＲ⁴は、独立して、１〜１４個の炭素原子を有するアルキル基；３〜１４個の炭素原子を有するシクロアルキル基；５〜１２個の環原子を有するアリール基；６〜２６個の炭素原子を有するアレーニル基；ならびにＳ、Ｎおよび非過酸化性Ｏから選択される０〜３個のヘテロ原子からなる群より選択され、そしてｎが０または１の整数である、医用デバイス。
31. 請求項２３に記載の医用デバイスであって、ここで前記親水性ポリマー鎖が、以下の一般式：
    によって示される鎖に沿った部分を含み、ここで、Ｒ³およびＲ⁴は独立して、水素原子、または１〜６個の炭素原子を有する低級アルキル基を示し、そしてＲ³およびＲ⁴は独立して、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基、または５もしくは６個の炭素原子を有するシクロアルキル基を示す、医用デバイス。
32. 請求項２３に記載の医用デバイスであって、ここで前記炭素質層に付着された親水性ポリマー鎖が、以下：（ａ）該炭素質層の上の反応性官能基に対して相補的な反応性官能基を親水性ポリマーに沿ったモノマー単位において有する第一の親水性反応性ポリマー、およびさらに（ｂ）該第一の親水性反応性ポリマーと反応性である追加の反応性官能基を有する第二の親水性反応性ポリマー、を含むポリマーの混合物の反応の結果である、医用デバイス。
33. 前記第一の親水性反応性ポリマーが、エポキシ官能性ポリマーであり、そして前記第二の親水性反応性ポリマーが、コーティングされる基材に同時にまたは連続してのいずれかで適用される酸官能性ポリマーである、請求項３２に記載の医用デバイス。
34. 前記基材が、前記表面付近または表面上で、酸性基に転化されているアズラクトン官能性モノマー単位を含む、請求項２４に記載の医用デバイス。