JP5920332B2 - シリコーンハイドロゲル、眼用レンズおよびコンタクトレンズ - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年３月１５日出願の米国特許出願第１３／０４８，２５２号および２０１０年３月１８日出願の特願２０１０−０６１９９１の優先権を主張する。

本発明は、シリコーンハイドロゲルに関する。該シリコーンハイドロゲルは、眼用レンズ、内視鏡、カテーテル、輸液チューブ、気体輸送チューブ、ステント、シース、カフ、チューブコネクター、アクセスポート、排液バッグ、血液回路、創傷被覆材および各種の薬剤担体などの医療用具用途に好適であるが、中でもコンタクトレンズ、眼用レンズおよび人工角膜に好適である。

近年、連続装用に用いられるコンタクトレンズの素材として、シリコーンハイドロゲルが知られている。シリコーンハイドロゲルは、少なくとも１種のシリコーン成分と少なくとも１種の親水性成分を組み合わせて得られるものである。例えばＵＳ７３９６８９０とＵＳ７２１４８０９には、シリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーと、Ν，Ν−ジメチルアクリルアミド等の親水性アクリルアミドモノマー、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の親水性メタクリル酸エステルおよび内部湿潤剤を含み得る親水性成分とを含有する重合原液を重合することにより得られるシリコーンハイドロゲルが開示されている。

しかしながら、これらの組成物は比較的大量のメタクリル酸エステルを有する場合がある。アクリルアミドモノマーは、単独重合ではメタクリル酸エステルよりも高い重合速度定数を有するが、アクリルアミドとメタクリレートとの共重合の速度はそれよりも著しく遅く、結果として系全体の重合速度が低下することになる。

一方、ＵＳ４７１１９４３および特開平１０−２１２３５５号公報には、シリコーンアクリルアミドモノマーと親水性アクリルアミドモノマーとを含有するシリコーンハイドロゲルが開示されている。これらは組成の大半がアクリルアミドモノマーであり、系全体の重合速度の向上が期待される。しかしながら、アクリルアミド基のアミド結合は高い親水性を有するため、望ましい酸素透過性を付与するための十分な量のシリコーン成分とレンズに柔軟性を与えるための十分な含水率の付与とを両立させるという点では、透明なレンズを得ることが困難であるという問題がある。特に、表面の濡れ性を高めるために内部湿潤剤を加えた場合には透明なレンズを得ることはとりわけ困難である。

一方、Andre Laschewsky et al., Macromol. Chem. Phys. 2001, 202, 276 286には、一分子内に水酸基を２つ以上有する親水性アクリルアミドモノマーを用いたポリマーが開示されている。しかしながら、シリコーンモノマーとの共重合やコポリマーの透明性、その他の諸物性についての開示はない。

本発明は、アクリルアミドモノマー含有量が高く、かつ含水率、弾性率、濡れ性および透明性のバランスに優れたシリコーンハイドロゲルに関する。該シリコーンハイドロゲルは、各種医療器具、特にコンタクトレンズ、眼内レンズおよび人工角膜等の眼用レンズ、中でもコンタクトレンズに好適に用いられる。

上記の目的を達成するために、本発明は下記の構成を有する。すなわち、
（１）複数種のモノマーを含有する重合原液を重合することにより得られるシリコーンハイドロゲルであって、該重合原液が、モノマー混合物中のモノマー成分およびポリマー成分の合計量を基準として、約３０〜約９８重量％の少なくとも１種のシリコーンモノマーと、下記式で表される約１〜約５０重量％の少なくとも１種の非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーとを含有する、シリコーンハイドロゲル。
ただし、以下のシリコーンハイドロゲルを除く。
複数種のモノマーを含む重合原液を重合することにより得られるシリコーンハイドロゲルであって、
該重合原液が、少なくとも１種類の、分子内に重合性基とシロキサニル基を有するシリコーンモノマーを、モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して３０〜９８重量％含み、かつ少なくとも１種類の、分子内に２つ以上の水酸基を有する非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーを、モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して１〜５０重量％含み、
前記分子内に２つ以上の水酸基を有する非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーが下記一般式（ｃ１）〜（ｃ３）のいずれかで表され、
前記シリコーンモノマーのうち少なくとも一部がシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーであって、前記重合原液中のモノマー成分の合計量に対する（メタ）アクリルアミドモノマーの含有量の合計が９０重量％以上である、シリコーンハイドロゲル。

（式（ｃ１）〜（ｃ３）中、Ｒ ^１ はそれぞれ独立に水素またはメチル基を表す。）

（式中、Ｒ^１は水素またはメチル基であり、
Ｒ^１４およびＲ^１５の少なくとも１つは、少なくとも１つの水酸基で置換された少なくとも１つの炭素数１〜２０のアルキル基で置換されているが、
ただし、
ｉ）Ｒ^１４およびＲ^１５の一方が水素の場合は、
ｉｉ）Ｒ^１４およびＲ^１５のもう一方は少なくとも２つの水酸基で置換されている。）

さらに本発明は、コンタクトレンズ、人工角膜、内視鏡、カテーテル、輸液チューブ、気体輸送チューブ、ステント、シース、カフ、チューブコネクター、アクセスポート、排液バッグ、血液回路、創傷被覆材および薬剤担体を含む、上記シリコーンハイドロゲルからなる医療器具に関する。

さらに本発明は、アクリルアミドモノマー含有量が高く、かつ含水率、弾性率、濡れ性および透明性のバランスに優れたシリコーンハイドロゲルに関する。該シリコーンハイドロゲルは、各種医療器具、特にコンタクトレンズ、眼内レンズおよび人工角膜等の眼用レンズ、中でもコンタクトレンズに好適に用いられる。

本明細書で用いる（メタ）または（メチル）という用語は、任意であるメチル置換を示す。したがって、「（メタ）アクリレート」等の用語はメタクリルラジカルとアクリルラジカルの両方を表している。

本発明のシリコーンハイドロゲルは、
（Ａ）モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して３０〜９８重量％の、少なくとも１種のシリコーンモノマー、および
（Ｂ）モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して１〜５０重量％の、分子内に２つ以上の水酸基を有する非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーを含むモノマー混合物を重合することにより得られる。

本発明において、シリコーンモノマーとは重合性基とシロキサニル基とを含むモノマーを指す。シロキサニル基とは少なくとも１つのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する基を指す。

本発明のシリコーンハイドロゲルに用いられるシリコーンモノマーの例としては、下記一般式（ａ１）〜（ａ４）で表されるシリコーンモノマーがある。

式（ａ１）〜（ａ４）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。これらのうち、より重合速度を高めるためには水素が好ましい。

Ｒ^２は１〜２０個の炭素原子、いくつかの実施形態においては１〜１０個の炭素原子、また他の実施形態においては１〜６個の炭素原子を有するアルキル基を表し、そのいずれもが少なくとも１つの水酸基で置換されている。

例として、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基、３−ヒドロキシプロピル基、２，３−ジヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基、２−ヒドロキシ−１，１−ビス（ヒドロキシメチル）エチル基、２−ヒドロキシメチルフェニル基、３−ヒドロキシメチルフェニル基、４−ヒドロキシメチルフェニル基などが挙げられる。一実施形態においては、Ｒ^２は２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基および２，３−ジヒドロキシプロピル基より選択され、また別の実施形態においては、Ｒ^２は２，３−ジヒドロキシプロピル基である。

Ｒ^３は１〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基または６〜２０個の炭素原子を有するアリーレン基を表し、これらの基は非置換であってもよいしそれぞれ独立にヒドロキシ、酸、エステル、エーテル、チオールおよびこれらの組合せ等の置換基を有してもよい。一実施形態においては、Ｒ^３は、非置換であってもよくそれぞれ独立にヒドロキシ、酸、エステル、エーテル、チオールおよびこれらの組合せで置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキレン基を表す。その例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタレン基、オクタレン基、デシレン基およびフェニレン基などが挙げられる。これらのアルキレン基およびアリーレン基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。別の実施形態においては、Ｒ^２は炭素数１〜５のアルキレン基より選択されるが、アルキレン基は非置換であってもよいしヒドロキシ、エーテル基およびそれらの組合せで置換されていてもよい。別の実施形態においては、Ｒ^２は炭素数２〜５のアルキレン基より選択されるが、アルキレン基は非置換であってもよいしヒドロキシ、エーテル基およびそれらの組合せで置換されていてもよく、またさらに別の実施形態においては、Ｒ^２は炭素数３のアルキレン基であり、アルキレン基は非置換であってもよいしヒドロキシ、エーテル基およびそれらの組合せで置換されていてもよい。

Ｒ^４は水素原子、またはヒドロキシ、酸、エステル、エーテル、チオールおよびこれらの組合せで置換されていてもよい１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアリール基を表す。その例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｓ−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、エイコシル基、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。これらのアルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。Ｒ^４中の炭素原子の数が多すぎると相対的にシリコーン含有量が下がるため、水素原子または１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基もしくはアリール基がより好ましく、水素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル基が最も好ましい。

Ａはシロキサニル基を表す。その好ましい例として下記一般式（ｆ）で表されるシリコーン基が挙げられる。

一般式（ｆ）中、Ｅ^１〜Ｅ^１１はそれぞれ独立に水素原子、１〜２０個の炭素原子（いくつかの実施形態においては１〜１０個の炭素原子、また他の実施形態においては１〜６個の炭素原子）を有するアルキル基または６〜２０個の炭素原子を有するアリール基を表すが、いずれのアルキル基もフッ素、ヒドロキシ、酸、エステル、エーテル、チオールおよびこれらの組合せで置換されていてもよく、アリール基もフッ素、ヒドロキシ、酸、エステル、エーテル、チオールおよびこれらの組合せで置換されていてもよい。

一般式（ｆ）中、ｈは０〜２００の整数を表し、ｉ、ｊおよびｋはそれぞれ独立に０〜２０の整数を表す（ただし、ｈ＝ｉ＝ｊ＝ｋ＝０の場合は除く）。ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋの合計は、小さすぎると十分な酸素透過性が得られないが、大きすぎると親水性モノマーとの相溶性が低下する。したがって合計２〜１００が好ましく、２〜１０がより好ましく、３〜１０が最も好ましい。また、得られるシリコーンプレポリマーを重合して得られるポリマーの形状回復性の点では、ｉ＝ｊ＝ｋ＝０が好ましい。

上記のうち、系全体の重合速度向上の点では、一般式（ａ１）および（ａ２）で表されるシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが好ましい。

一般式（ａ１）および（ａ２）で表されるシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーの構造のより具体的な例として、一般式（ｂ１）〜（ｂ４）で表されるシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが挙げられる。

化学式（ｂ１）〜（ｂ４）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。これらのうち、重合速度を向上させる点では水素原子がより好ましい。

Ｒ^５〜Ｒ^１３はそれぞれ独立に１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基または６〜２０個の炭素原子を有するアリール基を表す。Ｒ^５〜Ｒ^８の炭素原子数は多すぎると相対的にケイ素原子の含有量が低下し、シリコーンハイドロゲルの酸素透過性の低下を招く。したがって、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基または６〜１０個の炭素原子を有するアリール基がより好ましく、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基がさらに好ましく、１個の炭素原子を有するメチル基が最も好ましい。Ｒ^９の炭素原子数は少なすぎるとポリシロキサン鎖が加水分解しやすくなり、多すぎるとシリコーンハイドロゲルの酸素透過性が低下する傾向にある。したがって、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基または６〜１０個の炭素原子を有するアリール基がより好ましく、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基がさらに好ましく、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基が最も好ましい。Ｒ^９〜Ｒ^１３の炭素原子数は多すぎるとシリコーンハイドロゲルの酸素透過性が低下することから、１〜１０個の炭素原子を有するアルキル基または６〜１０個の炭素原子を有するアリール基がより好ましく、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基がさらに好ましく、メチル基またはエチル基が最も好ましい。

ｎは１〜５０の範囲の自然数である。ｎが小さすぎると十分な酸素透過性が得られず、大きすぎると親水性モノマーとの相溶性が低下する。したがって２〜３０の値が好ましく、３〜１０がより好ましく、３〜１０が最も好ましい。

ｍは０〜２の自然数を表す。十分な酸素透過性を得るためにはｍは０または１がより好ましい。

一般式（ｂ１）〜（ｂ４）で表されるシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーのうち、シロキサニル基が直鎖状であるために得られるシリコーンハイドロゲルの形状回復性が良好であるという点では、一般式（ｂ１）および（ｂ２）で表されるシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが好ましく、得られるシリコーンハイドロゲルの透明性の点では、一般式（ｂ２）で表されるシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが最も好ましい。本発明のシリコーンハイドロゲルに用いられるシリコーンモノマーの量は、少なすぎるとシリコーンハイドロゲルの酸素透過性が不十分になり、量が多すぎると親水性が不十分になることから、モノマー混合物中のモノマーおよびポリマー成分は３０〜９８重量％でなければならず、４０〜８０重量％が好ましく、５０〜７０重量％がより好ましい。下限値は３０重量％が好ましく、４０重量％がより好ましく、５０重量％がさらに好ましい。上限値は９８重量％が好ましく、８０重量％がより好ましく、７０重量％がさらに好ましい。好ましい下限値と好ましい上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。本発明のシリコーンハイドロゲルにおいては、モノマー混合物中のモノマーおよびポリマー成分に下記式（ｃ０）で表される非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーが１〜５０重量％含まれる。

化学式（ｃ０）中、Ｒ^１は水素またはメチル基である。Ｒ^１４とＲ^１５のうち少なくとも一方は少なくとも１つの水酸基で置換された少なくとも炭素数１〜２０のアルキル基で置換されているが、ただし、ｉ）Ｒ^１４とＲ^１５のうちの一方が水素の場合、ｉｉ）Ｒ^１４とＲ^１５のうちのもう一方は１つの水酸基で置換された２つ以上の水酸基で置換された炭素数１〜２０のアルキル基である。本出願中に報告されている重量パーセントは、モノマー混合物中のモノマー成分およびポリマー成分の合計量が基準である。ちなみに、本発明において非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーとは、分子内にシロキサニル基を含まない（メタ）アクリルアミドモノマーを指す。

一実施形態においては、非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーは分子内に２つ以上の水酸基を含む。この実施形態の化学式（ｃ０）においては、Ｒ^１は水素またはメチル基を表す。いくつかの実施形態においては、重合速度を向上させる点で水素原子がより好ましい。この実施形態においては、Ｒ^１４とＲ^１５のうちの少なくとも一方は、水素、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基より選択されるが、ただしＲ^１４とＲ^１５の水酸基の合計数は２以上である。Ｒ^１４およびＲ^１５は、一実施形態においては少なくとも１つ以上の水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基より、また他の実施形態においては少なくとも１つ以上の水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜６のアルキル基より独立して選択されるが、ただし非シリコーン系（メタ）アクリルアミドが上記条件を満たすものとする。Ｒ^１４およびＲ^１５の例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｓ−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、エイコシル基、フェニル基、ナフチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基、３−ヒドロキシプロピル基、２，３−ジヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基、２−ヒドロキシ−１，１−ビス（ヒドロキシメチル）エチル基、２−ヒドロキシメチルフェニル基、３−ヒドロキシメチルフェニル基、４−ヒドロキシメチルフェニル基などが挙げられる。これらのアルキル基およびヒドロキシアルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。分子内に２つ以上の水酸基を含有する非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーの特に好ましい例としては、下記一般式（ｃ１）〜（ｃ３）で表されるモノマーが挙げられる。

式（ｃ１）〜（ｃ３）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。いくつかの実施形態においては、重合速度を向上させる点で水素原子がより好ましい。また、これらのモノマーのうち式（ｃ１）で表されるモノマーから、本実施例で用いる他の成分と重合した時に優れた透明性を有するコンタクトレンズが製造された。

別の実施形態においては、非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーは分子内に１つの水酸基を含むがアミド水素は含まない。この実施形態の化学式（ｃ０）では、Ｒ^１は水素またはメチル基を表す。いくつかの実施形態においては、重合速度を向上させる点で水素原子がより好ましい。好ましくは、Ｒ^１４およびＲ^１５は置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基より独立して選択されるが、ただしＲ^１４とＲ^１５のうちの一方は少なくとも１つの水酸基で置換されている。

Ｒ^１４およびＲ^１５の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｓ−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、エイコシル基、フェニル基、ナフチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシプロピル基、３−ヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基、２−ヒドロキシメチルフェニル基、３−ヒドロキシメチルフェニル基、４−ヒドロキシメチルフェニル基などが挙げられる。これらのアルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。分子内に水酸基を有するがアミド水素は有しない非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーの例としては、下記一般式（ｃ１１）〜（ｃ１３）で表されるモノマーが挙げられる。

化学式（ｃ１１）〜（ｃ１３）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表す。いくつかの実施形態においては、重合速度を向上させる点で水素原子がより好ましい。またこれらのモノマーのうち、得られるシリコーンハイドロゲルの透明性の点で、式（ｃ１１）で表されるモノマーが最も好ましい。

得られるシリコーンハイドロゲルの低弾性の点から、分子内に１つの水酸基と１つのアミド水素を含むアクリルアミドモノマーが好ましい。分子内に１つの水酸基と１つのアミド水素を含むアクリルアミドモノマーの例としては、Ｎ−（モノ−ヒドロキシ置換Ｃ１−２０アルキル）アクリルアミドおよびＮ−（モノ−ヒドロキシ置換Ｃ６−２０アリール）アクリルアミドが挙げられる。より具体的な例としては、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（３−ヒドロキシプロピル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシブチル）アクリルアミド、Ｎ−（３−ヒドロキシブチル）アクリルアミド、Ｎ−（４−ヒドロキシブチル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシメチルフェニル）アクリルアミド、Ｎ−（３−ヒドロキシメチルフェニル）アクリルアミド、Ｎ−（４−ヒドロキシメチルフェニル）アクリルアミドなどが挙げられる。これらのアルキル基およびアリール基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。得られるシリコーンハイドロゲルの低弾性の点から、Ｎ−（モノ−ヒドロキシ置換Ｃ２−４アルキル）アクリルアミドがより好ましく、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミドが最も好ましい。

非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーの量は少なすぎるとシリコーンハイドロゲルの透明性が低くなるか弾性率が高くなるかまたはその両方であり、量が多すぎるとシリコーンハイドロゲルの酸素透過性が低下するため、その量はモノマー混合物中のモノマーおよびポリマー成分を基準として１〜５０重量％、いくつかの実施形態においては２〜３０重量％、また他の実施形態においては３〜２０重量％、また他の実施形態においては約５〜約１５重量％である。好適な下限値としては、約１重量％、約２重量％、約３重量％および約５重量％が挙げられる。好適な上限値としては、約５０重量％、約３０重量％、約２０重量％および約１５重量％が挙げられる。好ましい下限値と好ましい上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。本発明のシリコーンハイドロゲルを得るためのモノマー混合物はまた、反応性および非反応性湿潤剤を含有してもよい。

好適な湿潤剤としては、分子量１０００以上の親水性ポリマーが挙げられる。親水性ポリマーは、モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して１〜３０重量％の量でモノマー混合物中に組み込まれてもよい。

本発明のシリコーンハイドロゲルに用いてもよい親水性ポリマーの例としては、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−メチル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−メチル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４−メチル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４−メチル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、ポリビニルイミダゾール、ポリ−Ｎ−ビニルホルムアミド、ポリ−Ｎ−ビニル（メチル）アセトアミド、ポリ−Ｎ−メチル−Ｎ−ビニル（メチル）アセトアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−Ｎ−（メチル）プロピオンアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−Ｎ−メチル−２−（メチル）プロピオンアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−２−（メチル）プロピオンアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−Ν，Ν’−ジメチル尿素、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリ−２−エチルオキサゾリン、ヘパリン、ポリサッカリド、ポリ−アクリロイルモルホリンならびにこれらの混合物およびコポリマーが挙げられる。ポリビニルピロリドン、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−メチル−Ｎ−ビニル（メチル）アセトアミドならびにこれらのコポリマーおよび混合物より選択される親水性ポリマーは、ある特定のシリコーンハイドロゲルの濡れ性を高めるのに特に効果的となり得る。ポリビニルピロリドンおよびポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドにより、ある特定の配合においてシリコーンハイドロゲルの濡れ性とモノマー混合物との相溶性のバランスが実現される。好適な湿潤剤の例は、ＵＳ２００６−００７２０６９Ａ１、ＵＳ６３６７９２９およびＵＳ−２００８−００４５６１２Ａ１に開示されている。

本発明のシリコーンハイドロゲルに用いられる親水性ポリマーの量は、少なすぎると望ましい濡れ性が得られない場合があり、多すぎると親水性ポリマーがモノマー混合物に溶解しにくくなる場合があることから、その量はモノマー混合物中のモノマーおよびポリマー成分の１〜３０重量％、いくつかの実施形態においては約２〜約２５重量％、他の実施形態においては約３〜約２０重量％、また他の実施形態においては約６〜約２０重量％である。下限値としては、約１重量％、約２重量％、好ましくは約３重量％、および約６重量％が挙げられる。上限値としては、約３０重量％、約２５重量％、約２０重量％、約９重量％が挙げられる。下限値と上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。

本発明のシリコーンハイドロゲルに用いられる親水性ポリマーの分子量は、小さすぎると望ましい濡れ性が付与されない場合があり、大きすぎるとモノマー混合物への溶解性が劣る場合があり、モノマー混合物の粘度が高くなる。分子量は、一実施形態においては、１０００ダルトン〜１０００万ダルトン、いくつかの実施形態においては１０万ダルトン〜１００万ダルトン、また他の実施形態においては２０万〜８０万が好ましい。親水性ポリマーがシリコーンハイドロゲルマトリックスと共有結合できる反応性基を少なくとも１つ含む実施形態においては、分子量は少なくとも約２０００ダルトン、少なくとも約５，０００ダルトンであってもよく、またいくつかの実施形態においては約５，０００〜約１８万ダルトンまたは約５，０００〜約１５万ダルトンであってもよい。下限値としては、約１０００ダルトン、約１０万ダルトン、および約２０万ダルトンが挙げられる。上限値としては、約１０００万ダルトン、約１００万ダルトン、および約８０万ダルトンが挙げられる。好ましい下限値と好ましい上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。本発明の親水性ポリマーの分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（カラム：東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＰＷＸＬ、移動相：水／メタノール＝５０／５０、０．１Ｎ硝酸リチウム添加、流速：０．５ｍＬ／分、検出器：示差屈折率検出器、分子量標準試料：ポリエチレングリコール）により測定された重量平均分子量（Ｍｗ）で表す。

一実施形態においては、本発明のシリコーンハイドロゲルを得るためのモノマー混合物は、さらに以下の条件（Ｄ）を満たすことが好ましい。
（Ｄ）シリコーンモノマーのうち少なくとも一部がシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーであって、全（メタ）アクリルアミドモノマー（シリコーンおよび非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマー）の合計量がモノマー混合物中のモノマー成分の合計量に対して９０重量％以上である。

本発明のシリコーンハイドロゲルの重合に用いるモノマー成分のうち、非アクリルアミドモノマーの量は、多すぎると全体の重合速度を低下させることから、全（メタ）アクリルアミドモノマー（シリコーンおよび非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマー）の合計量は、一実施形態においては９０重量％以上であり、別の実施形態においては９５重量％以上である。

本発明のシリコーンハイドロゲルは、分子内に２つ以上の水酸基を含有する非シリコーン系アクリルアミドモノマーの他に第２の非シリコーン系アミドモノマーをさらに含有してもよい。その例としては、（メタ）アクリルアミド、Ν，Ν−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ν，Ν−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。これらのうち、親水性とシリコーンモノマーとの相溶性のバランスおよび重合速度の点で、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドが好ましい。

第２の非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーの使用量は、多すぎると酸素透過性が低下し、少なすぎるとシリコーンハイドロゲルが固くなりすぎることから、この実施形態における第２の非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーの量は、モノマー混合物中のモノマーおよびポリマー成分を基準として約１〜約５０重量％、より好ましくは約１０〜約４０重量％、最も好ましくは１５〜３５重量％である。下限値は約１重量％、約１０重量％および約１５重量％である。上限値は約５０重量％、約４０重量％および約３５重量％である。下限値と上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。

本発明のシリコーンハイドロゲルはまた、重合性基を２つ以上有するモノマーを共重合成分として含んでもよい。この場合、本発明のシリコーンハイドロゲルは耐溶媒性になる。重合性基を２つ以上有するモノマーの好ましい例としては、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリルトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよびトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の二官能または多官能アクリレート類、ならびにΝ，Ν’−メチレンビスアクリルアミド、Ν，Ν’−エチレンビスアクリルアミド、Ν，Ν’−プロピレンビスアクリルアミド等のビスアクリルアミド類などが挙げられる。これらのうち重合速度向上の点からはビスアクリルアミド類が好ましく、その中でもΝ，Ν’−メチレンビスアクリルアミドおよびΝ，Ν’−エチレンビスアクリルアミドが好ましい。重合性基を２つ以上を含有するモノマーの使用量は、約０．１〜約１０重量％、いくつかの実施形態においては約０．５〜約８重量％、また他の実施形態においては約０．８〜約５重量％である。下限値としては、約０．１重量％、約０．５重量％および約０．８重量％が挙げられる。上限値としては、約１０重量％、約８重量％および約５重量％が挙げられる。好ましい下限値と好ましい上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。

本発明のシリコーンハイドロゲルを重合により得る際は、重合を促進するために重合開始剤を加えてもよい。好適な開始剤としては、過酸化物やアゾ化合物等の熱重合開始剤、光重合開始剤（ＵＶ光、可視光または組合せの場合がある）またはそれらの混合物が挙げられる。熱重合を行う場合は、所望の反応温度に対して最適な分解特性を有する熱重合開始剤を選択して使用する。一般的には１０時間半減期温度が約４０℃〜約１２０℃のアゾ系開始剤または過酸化物系開始剤が好ましい。光重合開始剤としてはカルボニル化合物、過酸化物、アゾ化合物、硫黄化合物、ハロゲン化合物、金属塩などが挙げられる。光開始剤のより具体的な例としては、芳香族α−ヒドロキシケトン、アルコキシオキシベンゾイン、アセトフェノン、アシルホスフィンオキシド、ビスアシルホスフィンオキシド、および第三級アミン＋ジケトン、これらの混合物などが挙げられる。光開始剤の例としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４−４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド（ＤＭＢＡＰＯ）、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（イルガキュア８１９）、２，４，６−トリメチルベンジルジフェニルホスフィンオキシドおよび２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾインメチルエーテル、およびカンファーキノンとエチル４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ベンゾエートとの組合せが挙げられる。市販の可視光開始剤システムとしては、イルガキュア８１９、イルガキュア１７００、イルガキュア１８００、イルガキュア８１９、イルガキュア１８５０（以上、ＢＡＳＦ製）、およびルシリンＴＰＯ開始剤（ＢＡＳＦ製）が挙げられる。市販のＵＶ光開始剤としては、ダロキュア１１７３およびダロキュア２９５９（ＢＡＳＦ）が挙げられる。これらの光開始剤や使用してもよい他の光開始剤は、J.V. Crivello & K. Dietlikerによる"Volume III, Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, 2^nd Edition" G. Bradley編; John Wiley and Sons; New York; 1998に開示されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。これらの重合開始剤は単独でも混合して用いてもよく、使用量はモノマー成分１００重量％に対しておよそ１重量％である。

本発明のコンタクトレンズの形成に使用される反応混合物中に存在してもよい他の成分としては、光の様々な波長、離型剤、反応性染色剤、顔料、これらの組合せ等にさらされると可逆的に変色するかまたは光を反射する染料や化合物を含む、紫外線吸収化合物、医薬化合物、栄養補助化合物、抗菌性化合物、共重合性および非重合性染料が挙げられる。

本発明のシリコーンハイドロゲルを重合により得る際は、重合溶媒を使用できる。溶媒は、有機系、無機系溶媒のいずれであってもよい。使用できるものの例としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール、３，７−ジメチル−３−オクタノール、テトラヒドロリナロールおよびその他のアルコール系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレンおよび他のタイプの芳香族炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、ケロシン、リグロイン、パラフィンおよび他のタイプの脂肪族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびその他のケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、フタル酸ジオクチル、二酢酸エチレングリコールおよび他のエステル系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールランダムコポリマーおよび他のタイプのグリコールエーテル系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は単独あるいは混合して使用できる。これらのうち、アルコール系溶媒およびグリコールエーテル系溶媒は得られたシリコーンハイドロゲルから溶媒を水による洗浄で容易に除去できる点で好ましい。本発明のデバイスの調製において有用な溶媒としては、エーテル、エステル、アルカン、ハロゲン化アルキル、シランおよびアルコールが挙げられる。本発明のための希釈剤として有用なエーテルとしてはテトラヒドロフランが挙げられる。本発明に有用なエステルの例としては酢酸エチルが挙げられる。本発明のための希釈剤として有用なハロゲン化アルキルの例としては塩化メチレンが挙げられる。本発明のための希釈剤として有用なシランの例としてはオクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。本発明のための希釈剤として有用なアルコールの例としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、イソプロパノールおよび３，７−ジメチル−３−オクタノールが挙げられる。本発明に有用な補助希釈剤は米国特許第６，０２０，４４５号に開示されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。

本発明のシリコーンハイドロゲルは、単独で所望の形状に成型して使用できるが、他の材料とブレンドしてから成型することもできる。また、成形品の表面にコーティングを施してもよい。

本発明のシリコーンハイドロゲルの用途としては、眼用レンズ、内視鏡、カテーテル、輸液チューブ、気体輸送チューブ、ステント、シース、カフ、チューブコネクター、アクセスポート、排液バッグ、血液回路、創傷被覆材および各種の薬剤担体が挙げられるが、中でもコンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜、角膜インレーおよび角膜オンレーが好適であり、コンタクトレンズが最も好適である。

本発明のシリコーンハイドロゲルを成型して眼用レンズとして用いる場合、その重合方法および成形方法は次のような標準的な方法でよい。例として、まずシリコーンハイドロゲルを丸棒や板状に成形してから切削加工や旋盤加工などによって所望の形状に仕上げる方法、モールド重合法、スピンキャスト法などが挙げられる。

一例として、モールド重合法により本発明のシリコーンハイドロゲルから眼用レンズを作製する場合について次に説明する。

モノマー組成物を、レンズ形状を有する２枚のモールドの間の空隙に注入する。次に、光重合または熱重合を行ってレンズ形状に賦型する。モールドは樹脂、ガラス、セラミックス、金属等で製作されているが、光重合の場合は光重合波長を通す素材が用いられ、通常は樹脂またはガラスが使用される。シリコーンハイドロゲルを製造する場合には、２枚の対向するモールドにより空隙が形成されており、その空隙にモノマー組成物が注入される。続いて、空隙にモノマー組成物を充填したモールドは、紫外線、可視光線またはそれらの組合せ等の活性光線を照射されるか、オーブンや液槽に入れて加熱されて、モノマーを重合する。光重合の後に加熱重合したり、逆に加熱重合後に光重合するなど、両者を併用する方法もあり得る。光重合の場合は、例えば水銀ランプや蛍光灯等の光源からの高レベルの光を含む光を短時間（通常は１時間以下）照射するのが一般的である。熱重合を行う場合には、室温付近から徐々に昇温し、数時間ないし数十時間かけて約６０℃〜約２００℃の高温まで高めていく条件が、ポリマーの光学的な均一性、品位を保持し、かつ再現性を高めるために好まれる。

本発明のシリコーンハイドロゲルは、種々の方法で改質することができる。用途が眼用レンズであり、かつ内部に親水性ポリマーを含まない場合はレンズの湿潤性を向上させるために改質処理を行ってもよい。

具体的な改質方法としては、電磁波（光を含む）照射、プラズマ照射、蒸着、スパッタリングなどのケミカルベーパーデポジション処理、加熱、モールドトランスファーコーティング、電荷会合（charge association）コーティング、塩基処理、酸処理、およびその他好適な表面処理剤による処理が挙げられ、またこれらを組み合わせて使用することもできる。

塩基処理または酸処理の例としては、成型品を塩基性または酸性溶液に接触させる方法、成型品を塩基性または酸性ガスに接触させる方法が挙げられる。より具体的な方法としては、例えば塩基性または酸性溶液に成型品を浸漬する方法、成型品に塩基性もしくは酸性溶液または塩基性もしくは酸性ガスを噴霧する方法、成型品に塩基性または酸性溶液をヘラ、刷毛等で塗布する方法、成型品に塩基性または酸性溶液をスピンコートする方法、ディップコート法などを挙げることができる。最も簡便に大きな改質効果が得られる方法は、成型品を塩基性または酸性溶液に浸漬する方法である。

シリコーンハイドロゲルを塩基性または酸性溶液に浸漬する際の温度は特に限定されないが、通常は、温度は約−５０℃〜約３００℃の範囲内である。作業性を考えれば約−１０℃〜約１５０℃の温度範囲がより好ましく、約−５℃〜約６０℃の範囲が最も好ましい。

シリコーンハイドロゲルを塩基性または酸性溶液に浸漬する最適時間は温度によっても変化するが、一般には１００時間以内が好ましく、２４時間以内がより好ましく、１２時間以内が最も好ましい。接触時間が長すぎると、作業性および生産性が悪くなるばかりでなく、酸素透過性の低下や機械特性の低下などの悪影響が出る場合がある。

塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、各種炭酸塩、各種ホウ酸塩、各種リン酸塩、アンモニア、各種アンモニウム塩、各種アミン類、ならびにポリエチレンイミンおよびポリビニルアミン等の高分子量塩基などが使用可能である。これらのうち、低価格であることおよび処理効果が大きいことからアルカリ金属水酸化物が最も好ましい。

酸としては硫酸、リン酸、塩酸および硝酸等の各種無機酸；酢酸、ギ酸、安息香酸およびフェノール等の各種有機酸；ならびにポリアクリル酸およびポリスチレンスルホン酸などの各種高分子量酸が使用可能である。これらのうち、処理効果が大きく他の物性への悪影響が最小限であることから高分子量酸が最も好ましい。

塩基性または酸性溶液の溶媒は、無機系、有機系溶媒のいずれであってもよい。例として、水、メタノール、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリンおよびその他のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびその他の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、ケロシン、リグロイン、パラフィンおよびその他の脂肪族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびその他のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、フタル酸ジオクチルおよびその他のエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチルグリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテルおよび他のエーテル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、ジメチルスルホキシドおよびその他の非プロトン性極性溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、その他のハロゲン系溶媒、ならびにフロン系溶媒が挙げられる。これらのうち、経済性、取り扱いの簡便さ、および化学的安定性などの点で水が最も好ましい。溶媒は２種類以上の混合物であってもよい。

本発明においては、使用する塩基性または酸性溶液は、塩基性または酸性物質および溶媒以外の成分を含んでいてもよい。

シリコーンハイドロゲルは、塩基処理または酸処理の後、洗浄により塩基性または酸性物質を除くことができる。

洗浄溶媒は、無機系、有機系溶媒のいずれであってもよい。例として、水、メタノール、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリンおよびその他のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびその他の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、ケロシン、リグロイン、パラフィンおよびその他の脂肪族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびその他のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸メチル、フタル酸ジオクチルおよびその他のエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテルおよび他のエーテル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、ジメチルスルホキシドおよびその他の非プロトン性極性溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、その他のハロゲン系溶媒、ならびにフロン系溶媒が挙げられる。

洗浄溶媒は、２種類以上の混合物であってもよい。洗浄溶媒は、溶媒以外の成分、例えば無機塩類、界面活性剤および洗浄剤を含有してもよい。

以上のような改質処理は、シリコーンハイドロゲル全体に対して行ってもよく、例えば表面のみに行うなどシリコーンハイドロゲルの一部のみに行ってもよい。表面のみに改質処理を行った場合には、シリコーンハイドロゲル全体の物性を大きく変えることなく表面の濡れ性のみを向上させることができる。

本発明のシリコーンハイドロゲルの含水率が小さすぎるとシリコーンハイドロゲルは固くなるが、含水率が多すぎるとシリコーンハイドロゲル表面から水分が蒸発し装用者がレンズ装用時にレンズの乾燥感を感じることがあるため、含水率は約２０〜約５０重量％が望ましく、約２５〜約４５重量％がより好ましく、約３０〜約４０重量％が最も好ましい。下限値は、約２０重量％、約２５重量％および約３０重量％である。上限値は、約５０重量％、約４５重量％および約４０重量％である。好ましい下限値と好ましい上限値とはどれとどれを組み合わせてもよい。

本発明のシリコーンハイドロゲルの弾性率は、用途が眼用レンズ、特にソフトコンタクトレンズの場合、快適な装用感を得るためには約２００ｐｓｉ以下、いくつかの実施形態においては約１００ｐｓｉ以下であることが好ましい。本発明のポリマーの弾性率および伸度は、最も狭い部分の幅が５ｍｍのアレイ型サンプルを切り出した後に引張試験機で破断するまで速度１００ｍｍ／分で引っ張って測定する。サンプルの初期標点距離（Ｌｏ）と破断時サンプル長（Ｌｆ）を測定する。各組成について１２個の試料の測定を行い、平均値を報告する。引張弾性率は、応力／ひずみ曲線の初期の線形部分で測定する。伸び率＝［（Ｌｆ−Ｌｏ）／Ｌｏ］×１００である。本発明のシリコーンハイドロゲルの伸度は約１００％以上、いくつかの実施形態においては約１５０％以上、またいくつかの実施形態においては約２００％以上であることが望ましい。値が高いほど、シリコーンハイドロゲルが破れにくいことを意味する。

本発明のシリコーンハイドロゲルの前進接触角は、用途が眼用レンズの場合は、約７０°以下、約６０°以下、またいくつかの実施形態においては約５０°以下であることが望ましい。

本発明のシリコーンハイドロゲルの酸素透過性に関しては、酸素透過係数が約５０×１０^−１１（ｃｍ^２／秒）ｍＬＯ_２／（ｍＬ・ｈＰａ）以上、またいくつかの実施形態においては５０×１０^−１１（ｃｍ^２／秒）ｍＬＯ_２／（ｍＬ・ｈＰａ）以上であることが望ましい。本発明のポリマーの酸素透過係数はポーラログラフ法により測定された値である。

本発明のシリコーンハイドロゲルの透明性に関しては、用途が眼用レンズの場合、可視域における全光線透過率は約８５％以上が好ましく、約９０％以上がより望ましく、約９５％以上が最も好ましい。

本発明のシリコーンハイドロゲルは、眼用レンズ、内視鏡、カテーテル、輸液チューブ、気体輸送チューブ、ステント、シース、カフ、チューブコネクター、アクセスポート、排液バッグ、血液回路、創傷被覆材および各種の薬剤担体などの医療用具用途に好適であるが、中でもコンタクトレンズ、眼用レンズおよび人工角膜に好適である。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１〜１７の測定方法

（１）全光線透過率
全光線透過率は、ＳＭカラーコンピュータ（型式ＳＭ−７−ＣＨ、スガ試験機株式会社製）を用いて測定した。レンズサンプルの水分を軽く拭き取り、次にサンプルを光路内にセットして測定を行った。ＡＢＣデジマチックインジケータ（ＩＤ−Ｃ１１２、株式会社ミツトヨ製）を用いて厚みを測定し、厚みが０．１４〜０．１５ｍｍであるサンプルを測定した。

（２）弾性率・伸度
レンズサンプルから、最も狭い部分の幅５ｍｍのアレイ型サンプルを切り出し、ＡＢＣデジマチックインジケータ（ＩＤ−Ｃ１１２、株式会社ミツトヨ製）を用いて厚みを測定し、次にテンシロン（東洋ボールドウィン社製ＲＴＭ−１００、クロスヘッド速度１００ｍｍ／分）により、弾性率および伸度を測定した。

（３）含水率
シリコーンハイドロゲルの含水状態の重量（Ｗ１）、および乾燥状態の重量（Ｗ２）を測定し、次式により含水率を算出した。
含水率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１×１００

ただし、本発明においてシリコーンハイドロゲルの含水状態とは、シリコーンハイドロゲルを２５℃の食塩水に６時間以上浸漬した状態を意味する。また、シリコーンハイドロゲルの乾燥状態とは真空乾燥機で４０℃、１６時間以上乾燥を行った状態を意味する。

（４）動的接触角
レンズサンプルから、幅５ｍｍの短冊状サンプルを切り出し、レスカ社製動的接触角計ＷＥＴ−６０００を用いて動的接触角の測定を行った（浸漬速度７ｍｍ／分）。

（５）応力ゼロ時間
レンズ中央付近から幅５ｍｍ、長さ約１．５ｃｍの短冊状サンプルを切り出し、（株）サン科学製レオメータＣＲ−５００ＤＸを用いて測定した。チャック幅５ｍｍにてサンプルを取り付け、速度１００ｍｍ／分で５ｍｍ引っ張った後、このサンプルを同速度で初期長（５ｍｍ）まで戻す、というこのサイクルを３回繰り返した。サンプルを初期長まで戻す２回目の途中で応力がゼロになった時点から３回目の引っ張りサイクル開始後に応力がかかり始めた（応力がゼロでなくなった）時点までの時間の長さを求め、応力ゼロ時間とした。応力ゼロ時間は、短いほどシリコーンハイドロゲルの形状回復性が良好であることを示し、値は２秒以下が好ましく、１．５秒以下がより好ましく、１．２秒以下が最も好ましい。

実施例１
下記式（ｓ１）

で表されるシリコーンモノマー（０．９２５ｇ、５６．０６重量％）、Ν，Ν−ジメチルアクリルアミド（０．５１０ｇ、３１．２７重量％）、下記式（ｈ１）

で表される非シリコーン系アクリルアミドモノマー（０．０１７ｇ、１重量％）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ Ｋ９０、０．１３２ｇ、８重量％）、Ν，Ν’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ、０．０１８ｇ、１．１重量％）、紫外線吸収剤２−（２’−ヒドロキシ−５’−メタ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（０．０３６ｇ、２．２２重量％）、３−メチル−３−ペンタノール（３Ｍ３Ｐ、１．３５０ｇ）および光開始剤イルガキュア８１９（０．００４ｇ、０．２５重量％）をブレンドして混合した。得られたモノマーブレンドをアルゴン環境下で脱気した。窒素ガス環境下のグローブボックス中で、レンズ形状を有する透明樹脂（フロントカーブ側：ゼオノア、ベースカーブ側：ポリプロピレン）製モールドの空隙にモノマーブレンドを注入し、光照射（フィリップスＴＬ０３、１．６ｍＷ／ｃｍ^２、１５分間）して硬化させることによりレンズを得た。得られたレンズをモールドから剥離し、７０％（体積比）２−プロパノール（ＩＰＡ）水溶液に室温で７０分間浸漬することにより残存モノマーなどの不純物を抽出した。水中に１０分間浸漬後、サンプルを５ｍＬバイアル瓶中のホウ酸緩衝液（ｐＨ７．１〜７．３）中に沈め、バイアル瓶をオートクレーブに入れて１２０℃で３０分間煮沸した。

得られたレンズサンプルの全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表１に示す通りであり、透明で良好な物性バランスを有するレンズが得られた。

実施例２〜６
表１に示す通りに組成を変更する以外は実施例１と同様の方法で重合を行いレンズサンプルを得た。得られたサンプルの外観、全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表１に示す通りであった。

実施例７
非シリコーン系アクリルアミドモノマーとして、式（ｈ１）で表されるモノマーの代わりに下記式（ｈ２）

で表されるモノマーを用いる以外は、実施例１と同様の方法でレンズサンプルを作製した。得られたサンプルの外観、全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表１に示す通りであった。

実施例８〜１１
表１に示す通りに組成を変更する以外は実施例７と同様の方法で重合を行いレンズサンプルを得た。得られたサンプルの外観、全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表１に示す通りであった。

比較例１〜６
非シリコーン系アクリルアミドモノマーとして、式（ｈ１）で表されるモノマーの代わりに下記式（ｈ０）

で表される２−ヒドロキシエチルアクリルアミド（ＨＥＡＡ）を用い、組成を表１の通りにする以外は、実施例１と同様の方法で重合を行いレンズサンプルを得た。得られたサンプルの外観、全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表１に示す通りであった。表１のデータから、全レンズ透過率が望ましくないほどに低かったことがわかる。したがって、窒素上の水素と１つのみの水酸基を有する非シリコーン系アクリルアミドモノマーでは、所望のレベルの配合成分との相溶性が得られない。比較例１〜５では望ましい弾性率が示された。

実施例１２〜１６
シリコーンアクリルアミドモノマーとして下記式（ｓ２）

で表されるモノマーを、非シリコーン系アクリルアミドモノマーとして式（ｈ１）または（ｈ２）で表されるモノマーを用い、表２に示す組成で実施例１と同様の方法でレンズサンプルを作製した。得られたサンプルの全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表２に示す通りであった。

比較例７〜９
非シリコーン系アクリルアミドモノマーとして式（ｓ２）で表されるモノマーを用い、またシリコーンアクリルアミドモノマーとして式（ｈ０）で表されるＨＥＡＡを用い、表２に示す組成で実施例１と同様の方法でレンズサンプルを作製した。得られたサンプルの全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表２に示す通りであった。比較例６〜９の結果を実施例１２〜１６と比較すると、ＨＥＡＡはこれらの系に関しては相溶化剤として十分でないことがわかる。メタクリレートのバージョンである２−ヒドロキシエチルメタクリレートはシリコーンハイドロゲル中で相溶化成分として機能しているので、これは驚くべきことである。しかしながら、ＨＥＡＡを用いた比較例６〜９の配合は望ましい低い弾性率を示している。

実施例１７
表３に示す成分を、希釈剤４５重量％に対して成分５５重量％の比率で、Ν，Ν’−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ、１．１重量％）、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メタ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（ノルブロック（Norbloc）、２．２重量％）、光開始剤イルガキュア８１９（０．２５重量％）および溶媒としての第三級アミルアルコール（ｔ−ＡＡ）と共にブレンドして混合した。表３では以下の頭字語を用いる。
（ｓ１）は、下記式のシリコーンモノマーである。

（ｈ１）は、下記式で表される非シリコーン系アクリルアミドモノマー（表３のＮＳＡ）である。

ＤＭＡ Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド
ＰＶＰ ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ Ｋ９０）

得られたモノマーブレンドを真空下で脱気した。窒素ガス環境下のグローブボックス中で、レンズ形状を有する透明樹脂（フロントカーブ側：ゼオノア、ベースカーブ側：ポリプロピレン）製モールドの空隙にモノマーブレンドを注入し、光照射（フィリップスＴＬ０３、１．５ｍＷ／ｃｍ^２、１５分間）して硬化させることによりレンズを得た。レンズをモールドから離型し、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と脱イオン水の７０／３０（体積／体積）混合物に室温で約９０分間浸漬することにより残存モノマーなどの不純物を除去した。抽出後、レンズを脱イオン水に約９０分間浸漬してＩＰＡを除去し、次いで標準包装溶液に保存して平衡化させた。レンズをそれぞれ包装溶液約５ｍｌが入ったガラス製バイアルに入れ、約１２０℃で３０分間オートクレーブした。レンズのヘイズ、含水率、動的接触角（ＤＣＡ）および弾性率についての測定値を表３に列挙する。すなわち、透明性が十分で良好な物性バランスを示すレンズが得られた。

実施例１７〜１９および実施例３１〜３６の前進接触角は次のようにして測定した。レンズの中央から幅およそ５ｍｍの短冊状物を切り出すことによって各セットからサンプルを４個調製し、包装溶液中で平衡化させた。レンズ表面とホウ酸緩衝生理食塩水との間の湿潤力を、ウィルヘルミー微量天秤を用いてサンプルを生理食塩水の中に浸漬したり引き出したりしながら２３℃で測定する。下記式を用いる：
Ｆ＝２γｐｃｏｓθまたはθ＝ｃｏｓ^−１（Ｆ／２γｐ）
式中、Ｆは湿潤力、γはプローブ液の表面張力、ｐはサンプルのメニスカス部の周長、θは接触角である。前進接触角は、湿潤実験におけるサンプルを包装溶液中に浸漬している部分から得られる。各サンプルについて４サイクル行って結果を平均してレンズの前進接触角を得る。

実施例１７〜１９および実施例３１〜３６のヘイズは次のようにして測定した。フラットブラックのバックグランドの上にある周囲温度の２０×４０×１０ｍｍの透明なガラスセル中のホウ酸緩衝生理食塩水に水和試験レンズを入れ、光ファイバーランプ（ティトナ・ツール・サプライ社（Titna Tool Supply Co.）、直径０．５インチのライトガイドを有する光ファイバーライト、出力設定は４〜５．４にセット）でレンズセルに対して垂直方向に６６°の角度で下方から照射し、レンズのプラットフォームの１４ｍｍ上に設置したビデオカメラ（ナビター（Navitar）ＴＶ Ｚｏｏｍ７０００ズームレンズを備えたＤＶＣ１３００Ｃ：１９１３０ＲＧＢカメラ）でレンズセルに垂直に上方からレンズのイメージを撮影する。ＥＰＩＸ ＸＣＡＰ Ｖ １．０ソフトウェアを用いて空のセルのイメージを差し引くことによって、レンズの散乱からバックグランドの散乱を差し引く。差し引かれた散乱光のイメージを、レンズの中央１０ｍｍの部分に統合してから、任意にヘイズ値１００、レンズ無しをヘイズ値０と設定した、−１．００ジオプトリーのＣＳＩ Ｔｈｉｎ Ｌｅｎｓ（登録商標）と比較することにより定量的に分析する。レンズを５枚分析し、その結果を平均して標準ＣＳＩレンズの百分率としてヘイズ値を出す。

実施例１７〜１９および実施例３１〜３６の弾性率は、初期ゲージ高さに下げたロードセルを備えた定速移動型引張試験機のクロスヘッドを用いて測定した。好適な試験機としてはインストロン（Instron）モデル１１２２が挙げられる。長さ０．５２２インチ、「耳」幅０．２７６インチ、「首」幅０．２１３インチのドッグボーン型サンプルをグリップの中に装填し、２インチ／分の一定のひずみ速度で破断するまで引き伸ばす。サンプルの初期標点距離（Ｌｏ）と破断時サンプル長（Ｌｆ）を測定する。各組成について１２個の試料の測定を行い、平均値を報告する。引張弾性率は、応力／ひずみ曲線の初期の線形部分で測定する。伸び率＝［（Ｌｆ−Ｌｏ）／Ｌｏ］×１００である。

実施例１８、１９
表３に示す通りに組成を変更する以外は実施例１７と同様の方法で重合を行いレンズサンプルを得た。レンズのヘイズ、含水率、動的接触角（ＤＣＡ）および弾性率についての測定値を表３に列挙する。

実施例２０〜２４
表３に示す通りに組成を変更する以外は実施例１７と同様の方法でレンズサンプルを作製した。レンズのヘイズ、含水率、動的接触角（ＤＣＡ）および弾性率についての測定値を表３に列挙する。実施例２０〜２２と実施例１７を比較すると、ＰＶＰ含有量を減らした場合、得られるレンズは透明であるが湿潤性が低いことがわかる。実施例２３〜２５と実施例１７を比較すると、ＰＶＰ含有量を増やすかまたは非シリコーン系モノマーを（ｈ２）に変更した場合、得られるレンズは湿潤性であるが透明性が低いことがわかる。

実施例２５
式（ｈ２）の非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーを用いる以外は、実施例１７と同様の方法でレンズサンプルを作製した。

レンズのヘイズ、含水率、動的接触角（ＤＣＡ）および弾性率についての測定値を表３に列挙する。

モノマー合成１
２−（Ｎ−メチルアミノ）エタノール（７．８８ｇ、０．１０５ｍｏｌ）とテトラヒドロフラン（１００ｍＬ）を３００ｍＬ三つ口フラスコに入れ、氷浴（−１０〜−５℃）に入れたままおよそ２０分間かけて滴下漏斗でアクリル酸クロリド（４．１ｍＬ、０．０５ｍｏｌ）を滴下した。

滴下開始２時間後、反応液を濾過し、冷蔵庫で冷却していたヘキサンで沈殿物を洗浄した。濾液に洗浄液を合わせた後、エバポレーターで濃縮した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液としてテトラヒドロフラン）で精製した。下記式（ｈ３）

で表されるモノマーが得られた。

モノマー合成２
２−（Ｎ−メチルアミノ）エタノールの代わりに１−（Ｎ−メチルアミノ）−２，３−ジヒドロキシプロパンを用いる以外は、モノマー合成１と同様の方法でモノマーを合成した。下記式（ｈ４）

で表されるモノマーが得られた。

実施例２６〜２７
非シリコーン系アクリルアミドモノマーとして、式（ｈ１）で表されるモノマーの代わりに式（ｈ３）および（ｈ４）で表されるモノマーを用い、表４に示す通りに組成を変更する以外は、実施例１と同様の方法でレンズサンプルを作製した。得られたサンプルの外観、全光線透過率、含水率、弾性率および伸度は表４に示す通りであった。

したがって、本発明はシリコーンハイドロゲルに関し、該シリコーンハイドロゲルは、医療器具用途に好適であり、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜などの用途に特に好適である。

Claims (18)

1. 複数種のモノマーを含有する重合原液を重合することにより得られるシリコーンハイドロゲルであって、該重合原液が、モノマー混合物中のモノマー成分およびポリマー成分の合計量を基準として、３０〜９８重量％の少なくとも１種のシリコーンモノマーと、下記式で表される１〜５０重量％の少なくとも１種の非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーとを含有する、シリコーンハイドロゲル。
   

   

   （式中、Ｒ^１は水素またはメチル基であり、
   Ｒ^１４およびＲ^１５の少なくとも１つは、少なくとも１つの水酸基で置換された炭素数１〜２０のアルキル基であるが、
   ただし、
   ｉ）Ｒ^１４およびＲ^１５の一方が水素の場合は、
   ｉｉ）Ｒ^１４およびＲ^１５のもう一方は少なくとも２つの水酸基で置換されている。）。
   ただし、以下のシリコーンハイドロゲルを除く。
   複数種のモノマーを含む重合原液を重合することにより得られるシリコーンハイドロゲルであって、
   該重合原液が、少なくとも１種類の、分子内に重合性基とシロキサニル基を有するシリコーンモノマーを、モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して３０〜９８重量％含み、かつ少なくとも１種類の、分子内に２つ以上の水酸基を有する非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーを、モノマー成分およびポリマー成分の合計量に対して１〜５０重量％含み、
   前記分子内に２つ以上の水酸基を有する非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーが下記一般式（ｃ１）〜（ｃ３）のいずれかで表され、
   前記シリコーンモノマーのうち少なくとも一部がシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーであって、前記重合原液中のモノマー成分の合計量に対する（メタ）アクリルアミドモノマーの含有量の合計が９０重量％以上である、シリコーンハイドロゲル。
   

   

   （式（ｃ１）〜（ｃ３）中、Ｒ ^１ はそれぞれ独立に水素またはメチル基を表す。）
2. 前記非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーが２つ以上の水酸基を含む、請求項１に記載のシリコーンハイドロゲル。
3. 前記非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーが１つの水酸基を含むがアミド水素を含まない、請求項１に記載のシリコーンハイドロゲル。
4. 重合原液が、モノマー混合物中のモノマー成分およびポリマー成分の合計量を基準として、１〜３０重量％の少なくとも１種の分子量１０００以上の親水性ポリマーをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコーンハイドロゲル。
5. シリコーンモノマーが少なくとも１種のシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーを含み、かつシリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーおよび非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーがモノマー混合物中のモノマー成分の合計量に対して９０重量％以上の量でモノマー混合物中に存在する、請求項１に記載のシリコーンハイドロゲル。
6. シリコーンモノマーが少なくとも１つの水酸基を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシリコーンハイドロゲル。
7. シリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが下記一般式（ａ１）または（ａ２）で表される、請求項５に記載のシリコーンハイドロゲル。
   

   

   （化学式（ａ１）および（ａ２）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、Ｒ^２は１〜２０個の炭素原子を有しかつ少なくとも１つの水酸基を有するアルキル基を表し、Ｒ^３はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい１〜２０個の炭素原子を有するアルキレン基または６〜２０個の炭素原子を有するアリーレン基を表し、Ｒ^４は水素原子、置換基を有していてもよい１〜２０個の炭素原子を有するアリール基またはアルキル基を表し、Ａはシロキサニル基を表す。）
8. シリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが一般式（ｂ１）または（ｂ２）で表される、請求項５に記載のシリコーンハイドロゲル。
   

   

   （化学式（ｂ１）または（ｂ２）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、Ｒ^５〜Ｒ^９はそれぞれ独立に１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基または６〜２０個の炭素原子を有するアリール基を表し、ｎは１〜５０の範囲の自然数である。）
9. シリコーン（メタ）アクリルアミドモノマーが一般式（ｂ３）または（ｂ４）で表される、請求項５に記載のシリコーンハイドロゲル。
   

   

   （化学式（ｂ３）または（ｂ４）中、Ｒ^１はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、Ｒ^１０〜Ｒ^１３はそれぞれ独立に１〜２０個の炭素原子を有するアルキル基または６〜２０個の炭素原子を有するアリール基を表し、ｍは０〜２の範囲の自然数である。）
10. 少なくとも１種の親水性ポリマーが、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−メチル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−メチル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４−メチル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４−メチル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、ポリビニルイミダゾール、ポリ−Ｎ−ビニルホルムアミド、ポリ−Ｎ−ビニル（メチル）アセトアミド、ポリ−Ｎ−メチル−Ｎ−ビニル（メチル）アセトアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルプロピオンアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−Ｎ−メチル−２−メチルプロピオンアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−２−メチルプロピオンアミド、ポリ−Ｎ−ビニル−Ν，Ν’−ジメチル尿素、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、ポリ−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリ−２−エチルオキサゾリン、ヘパリン、ポリサッカリド、ポリ−アクリロイルモルホリンならびにこれらの混合物およびコポリマーからなる群より選択される、請求項４に記載のシリコーンハイドロゲル。
11. 少なくとも１種の親水性ポリマーが、ポリビニルピロリドン、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）、ポリ−Ｎ−ビニル（メチル）アセトアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコールおよびこれらのコポリマーからなる群より選択される、請求項４に記載のシリコーンハイドロゲル。
12. モノマー混合物中のモノマー成分の合計量に対する（メタ）アクリルアミドモノマーの組成量が９５重量％以上である、請求項５に記載のシリコーンハイドロゲル。
13. モノマー混合物が、１〜５０重量％の水酸基を有しない少なくとも１種の非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシリコーンハイドロゲル。
14. 水酸基を有しない非シリコーン系（メタ）アクリルアミドモノマーが、（メタ）アクリルアミド、Ν，Ν−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリンおよびＮ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミドからなる群より選択される、請求項１３に記載のシリコーンハイドロゲル。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシリコーンハイドロゲルからなる医療器具。
16. 医療器具が、コンタクトレンズ、人工角膜、内視鏡、カテーテル、輸液チューブ、気体輸送チューブ、ステント、シース、カフ、チューブコネクター、アクセスポート、排液バッグ、血液回路、創傷被覆材および薬剤担体である、請求項１５に記載の医療器具。
17. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシリコーンハイドロゲルからなる眼用レンズ。
18. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシリコーンハイドロゲルからなるコンタクトレンズ。