JP6003653B2 - 医療デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、医療デバイスおよびその製造方法に関するものである。
医療デバイスの1つとして、ソフトコンタクトレンズ(軟質眼用レンズ)が例示される。市販のソフトコンタクトレンズには25%程度〜80%程度の含水率を有するハイドロゲル素材が一般的に用いられている。しかしながら、ハイドロゲル素材からなる含水性ソフトコンタクトレンズは、水を含んでいるためにコンタクトレンズから水が蒸発する現象が生じる。これにより、ある一定割合のコンタクトレンズ装用者は裸眼のときよりも強い乾燥感をおぼえ、不快と感じることがあった。中にはコンタクトレンズドライアイといわれる症状を訴える者も存在した。また、ハイドロゲル素材からなる含水性ソフトコンタクトレンズは、涙液中の成分によって汚染されやすく、しかも多量の水を含んでいることから細菌繁殖のリスクもあった。また、ハイドロゲル素材にさらにシリコーン成分を含有したシリコーンハイドロゲル素材は、高酸素透過性ではあるが、シリコーン成分が疎水性であるため、表面に脂質汚れが付着しやすく、ポリアクリル酸のような親水性ポリマーをコーティングしても完全には改善されないという問題があった。
一方、高酸素透過性の低含水性ソフトコンタクトレンズとしては、例えば分子鎖両末端がビニルメチルシリル基で封鎖されたポリジメチルシロキサンとメチルハイドロジェンポリシロキサンとの混合物に白金系の触媒を加え、モールディング法で加熱硬化させる方法で得られるシリコーンラバーレンズが知られている(特許文献1参照)。
また、複数の重合性官能基を有するポリシロキサンを主体とした酸素透過性の高いコンタクトレンズ材料も特許文献2〜6等に記載されている。このうち、特許文献6には、2官能性有機シロキサンマクロマー単独で、または他のモノマーと共重合させて得られる重合体からなるコンタクトレンズ材料が開示されており、共重合に用いられるモノマーとしてはアクリル酸フルオロアルキルエステルまたはメタクリル酸フルオロアルキルエステル、およびアクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルが開示されている。
しかしながら、従来の高酸素透過性の低含水性ソフトコンタクトレンズにも次のような問題点が見られた。特許文献1に記載のシリコーンラバーレンズについては、レンズ表面の疎水性を改善するために施した親水化処理層が剥離したり、弾力性が大きすぎるために角膜への固着が起こるなどの欠点があって、広く実用化されるまでには到らなかった。
また、特許文献2〜6等に記載の複数の重合性官能基を有するポリシロキサンを主体とする材料は、酸素透過性が高く、柔軟性も持ち合わせており、コンタクトレンズに適する材料の1つと考えられる。しかしながら、重合後のレンズ表面に粘着性が残るために角膜に固着する懸念があり、またレンズの柔軟性と耐折り曲げ性などの機械物性のバランスが不十分であった。
一方、医療デバイスの表面を改質する方法に関しては、種々知られているが、その中で二種類以上のポリマー材料の層を1層ずつコーティングして積層する方法が知られている(特許文献7〜9)。中でも二つの反対の荷電を有するポリマー材料を1層ずつ交互にコーティングする方法は、LbL法などと呼ばれ、材料の各々の層が、異なる材料の他の層と非共有結合的に結合されると考えられている。しかしながら、この方法の有用性が明示されている高酸素透過性軟質眼用レンズは、シリコーンハイドロゲル素材のものだけであり、低含水性軟質眼用レンズに対する有用性は知られていなかった。また従来のLbLコーティングは4層〜20層程度といった多層にすることが行われており、製造工程が長くなり製造コストの増大を招くおそれがあった。
特開昭54−81363号公報 特開昭54−24047号公報 特開昭56−51715号公報 特開昭59−229524号公報 特開平2−188717号公報 特開平5−5861号公報 特表2002−501211号公報 特表2005−538418号公報 特表2009−540369号公報
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低含水性基材については水濡れ性および易滑性を向上することにより、装用時に角膜等に貼り付く現象を大幅に低減ないし回避するとともに、涙液等の体液に対する防汚性を向上して細菌繁殖リスクを低減する医療デバイスを提供することを目的とする。また、含水性基材については、適度な水濡れ性、易滑性を有し、かつ耐脂質付着性の良好な医療デバイスを提供することを目的とする。さらに、また、医療デバイスを簡便なプロセスで安価に製造することを目的とする。
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。
本発明の医療デバイスは、基材の表面の少なくとも一部に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層が形成された医療デバイスであって、該酸性ポリマーまたは塩基性ポリマーからなる層を形成する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーの少なくとも一種が3元以上の多元共重合体であることを特徴とする。
上記において、前記酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層が、1種以上の酸性ポリマー溶液による処理を1回以上、および1種以上の塩基性ポリマー溶液による処理を1回以上行うことにより形成されたことが好ましい。
また、本発明は、上記において、3元以上の多元共重合体が、酸性モノマーまたは塩基性モノマー、水酸基を有するモノマー、およびアミド基を有するモノマーをそれぞれ1種類以上含むことが好ましい。
また、本発明の好ましい一つの態様は、下記工程1〜工程4をこの順に含む医療デバイスの製造方法である;
<工程1>
シロキサニル基を有するモノマーを含む混合物を重合し、成型体を得る工程;
<工程2>
成型体を酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程3>
成型体を塩基性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該塩基性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程4>
成型体を3元以上の多元共重合体からなる酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程。
本発明の医療デバイスは、易滑性および水濡れ性に優れるため、従来の低含水性軟質眼用レンズにおいて問題とされていた装用時に角膜に貼り付く現象を大幅に低減ないし回避することができる。また、本発明の医療デバイスは、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層を少なくとも1種の3元以上の多元共重合体の溶液により処理することで付与し、涙液等の体液に対する防汚性を向上して細菌の繁殖リスクを低減することができる。また、本発明の好ましい態様によれば、高い酸素透過性を有し、水濡れ性に優れ、柔軟で装用感に優れ、しかも耐折り曲げ性などの機械物性に優れた医療デバイスを提供することができる。さらに本発明の医療デバイスは簡便なプロセスで安価に製造できるという利点もある。
図1は、本発明にかかる医療デバイスのサンプルの表面摩擦係数を測定する装置を示す模式図である。 図2は、図1の表面摩擦係数測定装置における測定治具および摩擦子の要部の構成を示す模式図である。 図3は、図1の表面摩擦係数測定装置における測定治具および摩擦子の要部の構成を示す部分断面図である。
本発明で使用する医療デバイスとは、医療用として使用され、患者と接触、または患者から採取された組織、例えば、血液やその他の体液と接触させて使用するデバイスをいう。好適には、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、アクセスポート、排液バッグ、血液回路、皮膚用材料または薬剤担体などが例示される。
本発明の医療デバイスに用いられる基材において、低含水性基材とは含水率10質量%以下の基材を意味し、含水性基材とは含水率が10質量%より大きい基材を意味する。
ここで、含水率は、例えば、フィルム形状の試験片の乾燥状態の質量と、ホウ酸緩衝液による湿潤状態の試験片の表面水分を拭き取った際の質量とから、{(湿潤状態での質量)−(乾燥状態での質量)/湿潤状態での質量}により与えられる。
本発明の医療デバイスの含水率は、低含水性基材の場合、中でも眼用レンズとして使用する場合、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%未満がさらに好ましい。
本発明の医療デバイスの含水率は、含水性基材の場合、中でも眼用レンズとして使用する場合、12〜80質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましく、30〜50質量%がさらに好ましい。
本発明の医療デバイスの酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層に用いられる共重合体において、「n元」の共重合体とはn種類のモノマーを共重合して得られる共重合体を表す。ただし、共重合体の質量を基準(100質量%)として、酸性モノマーまたは塩基性モノマーについては0.1質量%未満、それ以外のモノマーについては1質量%未満の含有量のモノマーについては、1種類とカウントしないものとする。また、「多元」共重合体とは3元以上の共重合体、すなわち3種類以上のモノマーを共重合して得られる共重合体を表す。
本発明の医療デバイスに用いられる多元共重合体は、共重合モノマーの種類が多すぎると相対的に各モノマーの共重合比率が低くなりすぎて期待される物性を付与できないことから、10元以下が好ましく、7元以下がより好ましく、5元以下がさらに好ましく、3元が最も好ましい。前記多元共重合体はランダム共重合体でもブロック共重合体でも良く、また、一部成分のみブロック共重合体で他成分はランダム共重合体である共重合体でも良い。
本発明の医療デバイスの引張弾性率は、0.01〜5MPaが好ましく、0.1〜3MPaがより好ましく、0.1〜2MPaがさらに好ましく、0.1〜1MPaがよりいっそう好ましく、0.1〜0.6MPaが最も好ましい。引張弾性率が小さすぎると、軟らかすぎてハンドリングが難しくなる傾向がある。引張弾性率が大きすぎると、硬すぎて装用感が悪くなる傾向がある。引張弾性率2MPa以下になると良好な装用感が得られ、1MPa以下になるとさらに良好な装用感が得られるので好ましい。引張弾性率は、湿潤状態の試料にて測定される。
本発明の医療デバイスの引張伸度(破断伸度)は100%〜1000%が好ましく、200%〜700%がより好ましい。引張伸度が小さいと、医療デバイスが破れやすくなるので好ましくない。引張伸度が大きすぎる場合には、医療デバイスが変形しやすくなる傾向があり好ましくない。引張伸度は、湿潤状態の試料にて測定される。
本発明の医療デバイスは、表面の濡れ性に優れることが生体への馴染みという観点から重要であり、動的接触角(前進時、浸漬速度:0.1mm/sec)が100゜以下が好ましく、90゜以下がより好ましく、80゜以下がさらに好ましい。装用者の角膜への貼り付きを防止する観点からは、動的接触角はより低いことが好ましく、65゜以下が好ましく、60゜以下がより好ましく、55゜以下がさらに好ましく、50゜以下が一層好ましく、45゜以下が最も好ましい。動的接触角は、ホウ酸緩衝液による湿潤状態の試料にて、ホウ酸緩衝液に対して測定される。
また、本発明の医療デバイスは、表面の濡れ性に優れることが生体への馴染みという観点から重要であり、特に眼用レンズの場合は装用者の角膜への貼り付きを防止する観点から重要である。かかる観点から医療デバイスの表面の液膜保持時間が長いことが好ましい。ここで、液膜保持時間とは、ホウ酸緩衝液に浸漬した医療デバイスを液から引き上げ、空中に表面(眼用レンズの場合は直径方向)が垂直になるように保持した際に、医療デバイス表面の液膜が切れずに保持される時間である。液膜保持時間は、5秒以上が好ましく、10秒以上がさらに好ましく、20秒以上が最も好ましい。ここで直径とは、レンズの縁部が構成する円の直径である。また、液膜保持時間はホウ酸緩衝液による湿潤状態の試料にて測定される。
体組織の表面に接触した際の動きを円滑にする観点、特に眼用レンズの場合は装用者の角膜への貼り付きを防止する観点から、医療デバイスの表面が優れた易滑性を有することが好ましい。易滑性は、本明細書の実施例に示した通り、人指で5回擦った時の官能評価により評価することができる。本発明の医療デバイスの易滑性評価はC以上が好ましく、B以上がより好ましく、A以上が最も好ましい。また、より客観的、定量的に易滑性を示す指標として、以下の方法で測定された表面摩擦係数比を用いて評価することもできる。コンタクトレンズ形状のサンプルまたは直径14mmの円状に切り取ったフィルム形状のサンプルを用いて表面摩擦係数を測定する。表面摩擦係数の測定には、摩擦感テスターKES−SE(カトーテック株式会社)を使用する。図1は、本発明にかかる医療デバイスのサンプルの表面摩擦係数を測定する装置を示す模式図である。図2は、図1に示す矢視A方向からみた本発明にかかる医療デバイスのサンプルの表面摩擦係数を測定するための測定治具および摩擦子の要部の構成を示す模式図である。図3は、本発明にかかる医療デバイスのサンプルの表面摩擦係数を測定するための測定治具および摩擦子の要部の構成を示す部分断面図である。まず、装置1の試料台10に“テフロン(登録商標)”(デュポン製)の板(65mm×100mm×1.0mm、図3では省略)を水平に置き、その上に表面が平滑な石英ガラス板10a(55mm×90mm×1.0mm)を水平に置き固定する。“テフロン(登録商標)”(デュポン製)の板と石英ガラス板は十分に平面性の高いものを用いる。ここで、石英ガラス板10aは、測定毎に表面を“キムワイプ(登録商標)”(日本製紙クレシア製)で拭き取って清浄で乾いた状態とする。測定では、図2,図3に示す測定治具11(重さ62g=W)の摩擦子20にサンプルSを3枚取り付けて測定を行う。このとき、サンプルSは、摩擦子20の取付ホルダ21の先端に載置された後、パッキン22によって押えられ、ナット23で固定される。サンプルSが摩擦子20の端部から突出して固定された状態で、3枚のサンプルの各々の中央部に、下記条件Aにおいてはホウ酸緩衝液を、下記条件Bにおいては生理食塩水を、各0.1mL垂らす。その後、速やかに測定治具11を装置1に取り付け、3枚のサンプルSがすべて石英ガラス板10aと接触した状態で、試料台10を水平方向(矢印Y)に1.0mm/秒の速度で移動させたときの水平方向の応力(F)が、摩擦検出部12により検出され、力計13によって測定される。
表面摩擦係数(MIU)は次式で求める。
MIU=F/W
移動距離は30mmとし、MIUの測定は0.1秒毎に実施する。
表面摩擦係数は、移動距離5〜25mmにおけるMIUが安定した区間(最低5mm)におけるMIUの平均値(区間内の各時刻におけるMIUの合計をMIUのデータ数で除した値)とする。
このときの条件Aにおける表面摩擦係数をMIUa、条件Bにおける表面摩擦係数をMIUbとする。
条件A:ホウ酸緩衝液による湿潤状態のサンプルを用いて測定を実施する。
条件B:生理食塩水による湿潤状態のサンプルを用いて測定を実施する。
なお、図3中、測定治具11の摩擦子20を支持する支持板の厚みをd1とする。また、摩擦子20において、測定治具11からの突出長さをd2とし、取付ホルダ21のレンズと接触する部分の直径をd3とし、ナット23の外周の直径をd4としたとき、d1=1.5(mm)、d2=22.4(mm)、d3=14(mm)、d4=18(mm)である。
上記の方法で“アキュビュー(登録商標)オアシス”(ジョンソン・エンド・ジョンソン株式会社)の条件Aでの表面摩擦係数(MIUo)を求める。表面摩擦係数比QaとQbは以下の式で求める。
Qa=MIUa/MIUo
Qb=MIUb/MIUo
上記に示した方法で測定される後述の表面摩擦係数比(QaおよびQb)が小さい方が好ましい。
さらに、上述した摩擦において、本発明の医療デバイスは、ホウ酸緩衝液による湿潤時の表面摩擦係数比(Qa)が2以下であることが好ましく、1.6以下がより好ましく、1以下がさらに好ましい。ただし、
Qa=MIUa/MIUo
ここで、MIUaは、該医療デバイスの、ホウ酸緩衝液による湿潤時における平滑な石英ガラス板との間の表面摩擦係数を表す。MIUoは“アキュビュー(登録商標)オアシス”の、ホウ酸緩衝液による湿潤時における平滑な石英ガラス板との間の表面摩擦係数を表す。
表面摩擦係数比Qaが小さいほど、表面摩擦が小さく、生体(例えばコンタクトレンズの場合は角膜や眼瞼結膜)との間に擦れが生じたときに、生体に与える影響が小さくなるために好ましい。その意味では、表面摩擦係数比Qaは1以下が好ましく、0.8以下がより好ましく、0.6以下が最も好ましい。
また、生理食塩水による湿潤時の表面摩擦係数比(Qb)が3以下であることが好ましく、2以下であることがより好ましく、1.5以下であることがさらに好ましい。ただし、
Qb=MIUb/MIUo
ここで、MIUbは、該医療デバイスの、生理食塩水による湿潤時における平滑な石英ガラス板との間の表面摩擦係数を表す。
本発明の好ましい態様の一つである、基材の表面の少なくとも一部に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層が形成された医療デバイスにおいては、QaよりもQbが大きくなる傾向があり、場合によってはQbが非常に大きくなる場合があることが見出された。しかしながら、生理食塩水は体液(例えばコンタクトレンズの場合は涙液)と類似した液体であり、医療デバイスの生体表面(眼用レンズの場合は角膜)への貼り付きを防止する観点からは、生理食塩水による湿潤時の表面摩擦係数比(Qb)もまた小さいことが好ましい。
表面摩擦係数比Qbは小さいほど、表面摩擦が小さく、生体(例えばコンタクトレンズの場合は角膜や眼瞼結膜)との間に擦れが生じたときに、生体に与える影響が小さくなるために好ましい。その意味では、表面摩擦係数比Qbは1.5以下が好ましく、1.0以下がより好ましく、0.8以下が最も好ましい。
また、本発明の医療デバイスは、生理食塩水による湿潤時の表面摩擦係数比Qbとホウ酸緩衝液による湿潤時の表面摩擦係数比Qaの差(Qb−Qa)が1.6以下であることが好ましく、1.3以下がより好ましく、1.0以下がさらに好ましい。表面摩擦係数比Qbと表面摩擦係数比Qaとの差が小さいと、医療デバイスを生体に適用したときの易滑性と、適用前(例えば開封時)の易滑性との差が小さくなる傾向があり好ましい。
本発明の医療デバイスの防汚性は、ムチン付着、脂質(パルミチン酸メチル)付着、および人工涙液浸漬試験により、評価することができる。これらの評価による付着量が少ないものほど、装用感に優れるとともに、細菌繁殖リスクが低減されるために好ましい。基材が低含水性基材である場合のムチン付着量は5μg/cm以下が好ましく、4μg/cm以下がより好ましく、3μg/cm以下が最も好ましい。
本発明の医療デバイスは、患者の体組織(眼用レンズの場合は眼)への大気からの酸素供給の観点から、医療デバイスは高い酸素透過性を有することが好ましい。酸素透過係数[×10−11(cm/sec)・mLO/(mL・hPa)]は30〜2000が好ましく、45〜1500がより好ましく、65〜1000がさらに好ましく、75〜700が最も好ましい。酸素透過性を大きくしすぎると機械物性などの他の物性に悪影響が出る場合があり好ましくない。酸素透過係数は、乾燥状態の試料にて測定される。
本発明の医療デバイスは、使用用途に応じて、レンズ形状やシート状の成型体(以下、基材と呼ぶ)を含み、該基材の表面の少なくとも一部に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層が形成される。
基材は、高い酸素透過性を有するため、および、表面にコーティングされるポリマーとの間に共有結合を介さずに強固な密着性を得るために、ケイ素原子を5質量%以上含むことが好ましい。ケイ素原子の含有量(質量%)は、乾燥状態の基材質量を基準(100質量%)として算出される。基材のケイ素原子含有率は5質量%〜36質量%が好ましく、7質量%〜30質量%がより好ましく、10質量%〜30質量%がさらに好ましく、12質量%〜26質量%が最も好ましい。ケイ素原子の含有率が大きすぎる場合は引張弾性率が大きくなる場合があり好ましくない。
基材におけるケイ素原子の含有量は以下の方法で測定することができる。十分乾燥した基材を白金るつぼに秤取し、硫酸を加えてホットプレートおよびバーナーで加熱灰化する。灰化物を炭酸ナトリウムで融解し、水を加えて加熱溶解した後、硝酸を加え水で定容する。この溶液について、ICP発光分光分析法によりケイ素原子を測定し、基材中の含有量を求める。
本発明の医療デバイスを眼用レンズとして使用する場合、光学製品であるので、透明性が高いことが好ましい。透明性の基準としては、目視した際に透明で濁りがないことが好ましい。さらに眼用レンズは、レンズ投影機で観察した場合、濁りがほとんど、または、全く観察されないことが好ましく、濁りが全く観察されないことが最も好ましい。
本発明の医療デバイスの全光線透過率は、用途が眼用レンズの場合はその品位の点で、該眼用レンズの湿潤状態での全光線透過率は85%以上が好ましく、88%以上がより好ましく、91%以上が最も好ましい。
本発明にかかる医療デバイスの基材は、その1形態として、1分子あたり複数の重合性官能基を有し、数平均分子量が6000以上のポリシロキサン化合物である成分Aの重合体、または、前記成分Aおよび重合性官能基を有する化合物であって、成分Aとは異なる化合物との共重合体を主成分とすることが好ましい。ここで、主成分とは乾燥状態の基材質量を基準(100質量%)として50質量%以上含まれる成分であることを意味する。
本明細書において、ポリシロキサン化合物とは、Si−O−Si−O−Si結合を有する化合物である。Si−O−Si−O−Si結合は、Si−O−Si結合(シロキサニル基)が連続してなる。
成分Aの数平均分子量は6000以上であることが好ましい。発明者らは、成分Aの数平均分子量がこの範囲にあることで、柔軟で装用感に優れ、しかも耐折り曲げ性などの機械物性に優れた医療デバイスが得られることを見出した。成分Aのポリシロキサン化合物の数平均分子量は、耐折り曲げ性などの機械物性により優れた基材が得られることから、8000以上が好ましい。成分Aの数平均分子量は8000〜100000の範囲にあることが好ましく、9000〜70000の範囲にあることがより好ましく、10000〜50000の範囲にあることが一層好ましい。成分Aの数平均分子量が小さすぎる場合には耐折り曲げ性などの機械物性が低くなる傾向があり、特に6000未満では耐折り曲げ性が低くなる。成分Aの数平均分子量が大きすぎる場合には、柔軟性や透明性が低下する傾向があり好ましくない。
成分Aの分散度(質量平均分子量を数平均分子量で除した値)は、6以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましく、1.5以下が最も好ましい。成分Aの分散度が小さい場合、他の成分との相溶性が向上し、得られる医療デバイスの透明性が向上する、得られる医療デバイスに含まれる抽出可能な成分が減る、医療デバイス成型に伴う収縮率が小さくなる、などの利点が生じる。医療デバイスとして眼用レンズに使用する場合、レンズ成型に伴う収縮率は、レンズ成型比=[レンズ直径]/[モールドの空隙部の直径]で評価することができる。レンズ成型比は、1に近いほど高品位のレンズを安定に製造することが容易となる。成型比は0.85〜2.0の範囲が好ましく、0.9〜1.5の範囲がより好ましく、0.91〜1.3の範囲が最も好ましい。
本発明において、成分Aの数平均分子量は、クロロホルムを溶媒として用いたゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC法)で測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。質量平均分子量および分散度(質量平均分子量を数平均分子量で除した値)も同様の方法で測定される。
なお、本明細書においては、質量平均分子量をMw、数平均分子量をMnで表す場合がある。また分子量1000を1kDと表記することがある。例えば「Mw33kD」という表記は「質量平均分子量33000」を表す。
成分Aは、複数の重合性官能基を有するポリシロキサン化合物である。成分Aの重合性官能基の数は、1分子あたり2個以上であればよいが、より柔軟(低弾性率)な基材が得られやすいという観点からは、1分子あたり2個が好ましい。成分Aは、重合性官能基を分子鎖のいずれの位置に有していてもよいが、特に分子鎖の両末端に重合性官能基を有する構造が好ましい。
成分Aの重合性官能基としては、ラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものがより好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などである。これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。成分Aが分子内に2個以上の重合性官能基を有する場合、分子内に有する重合性官能基は、同一または異なる重合性官能基であってよい。
なお、本明細書において(メタ)アクリロイルという語はメタクリロイルおよびアクリロイルの両方を表すものであり、(メタ)アクリル、(メタ)アクリレートなどの語も同様である。
成分Aとしては、下記式(A1)の構造を有するものが好ましい。
Figure 0006003653
式(A1)中、XおよびXはそれぞれ独立に重合性官能基を表す。R〜Rはそれぞれ独立に、水素、炭素数1〜20のアルキル基、フェニル基、および炭素数1〜20のフルオロアルキル基から選ばれた置換基を表す。LおよびLは、それぞれ独立に2価の基を表す。aおよびbは、それぞれ独立に0〜1500の整数を表す。ただしaとbは同時に0ではない。
およびXとしては、ラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものが好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などである。これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
〜Rの好適な具体例は、水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基などの炭素数1〜20のアルキル基;フェニル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ヘキサフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロヘプチル基、ドデカフルオロオクチル基、トリデカフルオロオクチル基、ヘキサデカフルオロデシル基、ヘプタデカフルオロデシル基、テトラフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基、テトラデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基、およびノナデカフルオロデシル基などの炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。これらの中で、医療デバイスに良好な機械物性と高酸素透過性を与えるという観点からさらに好ましいのは、水素およびメチル基であり、最も好ましいのはメチル基である。
およびLとしては、炭素数1〜20の2価の基が好ましい。中でも式(A1)の化合物が高純度で得られやすい利点を有することから、下記式(LE1)〜(LE12)で表される基が好ましく、中でも下記式(LE1)、(LE3)、(LE9)および(LE11)で表される基がより好ましく、下記式(LE1)および(LE3)で表される基がさらに好ましく、下記式(LE1)で表される基が最も好ましい。なお、下記式(LE1)〜(LE12)は、左側が重合性官能基XまたはXに結合する末端、右側がケイ素原子に結合する末端として描かれている。
Figure 0006003653
また、式(A1)中、aおよびbは、それぞれ独立に0〜1500の整数を表す。ただしaとbは同時に0ではない。aとbの合計値(a+b)は、80以上が好ましく、100以上がより好ましく、100〜1400がより好ましく、120〜950がより好ましく、130〜700がさらに好ましい。
式(A1)中、R〜Rが全てメチル基の場合、b=0であり、aは、80〜1500が好ましく、100〜1400がより好ましく、120〜950がより好ましく、130〜700がさらに好ましい。この場合、aの値は、成分Aのポリシロキサン化合物の分子量によって決まる。
本発明の医療デバイスの基材において、成分Aは1種類のみ用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の医療デバイスの基材において、成分Aと共重合させる他の化合物としては、フルオロアルキル基を有する重合性モノマーである成分Bが好ましい。成分Bはフルオロアルキル基に起因する臨界表面張力の低下により、撥水撥油性の性質を持ち、これにより、医療デバイス表面が体液中のタンパク質や脂質などの成分によって汚染されることを抑える効果がある。また、成分Bは、柔軟で装用感に優れ、しかも耐折り曲げ性などの機械物性に優れた医療デバイスを与える効果がある。成分Bのフルオロアルキル基の好適な具体例は、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ヘキサフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロヘプチル基、ドデカフルオロオクチル基、トリデカフルオロオクチル基、ヘキサデカフルオロデシル基、ヘプタデカフルオロデシル基、テトラフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基、テトラデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基、およびノナデカフルオロデシル基などの炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。より好ましくは、炭素数2〜8のフルオロアルキル基、例えば、トリフルオロエチル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、オクタフルオロペンチル基、およびドデカフルオロオクチル基であり、最も好ましくはトリフルオロエチル基である。
成分Bの重合性官能基としてはラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものがより好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などであるが、これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
柔軟で装用感に優れ、しかも耐折り曲げ性などの機械物性に優れた医療デバイスが得られる効果が大きいことから、成分Bとして最も好ましいのは(メタ)アクリル酸フルオロアルキルエステルである。かかる(メタ)アクリル酸フルオロアルキルエステルの具体例としては、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロプロピル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、ヘプタフルオロブチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ノナフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ドデカフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ドデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、ドデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、およびトリデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレートが挙げられる。トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、ドデカフルオロオクチル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。最も好ましくはトリフルオロエチル(メタ)アクリレートである。
本発明の医療デバイスの基材において、B成分は1種類のみ用いてもよいし、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
共重合体中における成分Bの好ましい含有量は、成分A100質量部に対して、10〜500質量部、より好ましくは20〜400質量部、さらに好ましくは20〜200質量部である。成分Bの使用量が少なすぎる場合は、基材に白濁が生じたり、耐折り曲げ性などの機械物性が不十分になったりする傾向がある。
また、基材に用いる共重合体としては、成分Aおよび成分Bに加えて、成分Aおよび成分Bとは異なる成分(以下成分C)をさらに共重合させたものを用いてもよい。
成分Cとしては、共重合体のガラス転移点を室温あるいは0℃以下に下げるものがよい。これらは凝集エネルギ−を低下させるので、共重合体にゴム弾性と柔らかさを与える効果がある。
成分Cの重合性官能基としてはラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものがより好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などであるが、これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
成分Cとして、柔軟性や耐折り曲げ性などの機械的特性の改善のために好適な例は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、好ましくはアルキル基の炭素数が1〜20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、その具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘプチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、およびn−ステアリル(メタ)アクリレート等を挙げることができ、より好ましくは、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレートである。これらの中でアルキル基の炭素数が1〜10の(メタ)アクリル酸アルキルエステルはさらに好ましい。アルキル基の炭素数が大きすぎると得られる医療デバイスの透明性が低下する場合があり好ましくない。
さらに、本発明の医療デバイスの基材において、機械的性質、表面濡れ性、医療デバイスの寸法安定性などを向上させるために、所望に応じ、以下に述べる成分Aおよび成分B以外のモノマー(成分C)を共重合させることができる。
機械的性質を向上させるためのモノマー(成分C)としては、例えばスチレン、tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物等が挙げられる。
表面濡れ性を向上させるためのモノマー(成分C)としては、例えばメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、およびN−ビニル−N−メチルアセトアミド等が挙げられる。中でもN,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、およびN−ビニル−N−メチルアセトアミドなどのアミノ基またはアミド基を含有するモノマーが好ましい。特に、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノ基を有するモノマーは、色素との良好な相溶性を有する点で好適である。
医療デバイスの寸法安定性を向上させるためのモノマー(成分C)としては、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、ビニルメタクリレート、アクリルメタクリレートおよびこれらのメタクリレート類に対応するアクリレート類、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
本発明の医療デバイスの基材において、成分Cは、1種類のみ用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
成分Cの好ましい使用量は、成分A100質量部に対して、0.001〜400質量部、より好ましくは0.01〜300質量部、さらに好ましくは0.01〜200質量部、最も好ましくは0.01〜30質量部である。成分Cの使用量が少なすぎる場合は成分Cに期待する効果が得られにくくなる。成分Cの使用量が多すぎる場合は得られる医療デバイスに白濁が生じたり耐折り曲げ性などの機械物性が不十分になったりする傾向がある。
本発明の医療デバイスは、紫外線吸収剤、色素、着色剤、湿潤剤、スリップ剤、医薬および栄養補助成分、相溶化成分、抗菌成分、離型剤等の成分(成分Ck)をさらに含んでいてもよい。上記した成分はいずれも、非反応性形態または共重合形態で含有され得る。成分Ckを1種以上使用する場合、成分Ckの好ましい使用量の合計は、それぞれ、成分A100質量部に対して、0.00001〜100質量部、より好ましくは0.0001〜30質量部、さらに好ましくは0.001〜5質量部である。成分Ckの使用量が少なすぎる場合は、紫外線吸収や着色など成分Ckに期待される効果が十分に得られない傾向がある。成分Ckの使用量が多すぎる場合も得られる医療デバイスに白濁が生じる傾向があり好ましくない。
本発明の医療デバイス(特に眼用レンズ)の基材が紫外線吸収剤を含む場合、装用者の体組織(眼用レンズの場合は眼)を有害紫外線から保護することができる。また、着色剤を含む場合、医療デバイスが着色されて、識別が容易になり、取扱時の利便性が向上する。
上記した成分はいずれも、非反応性形態または共重合形態で含有され得る。上記成分を共重合した場合、すなわち重合性官能基を有する紫外線吸収剤、重合性官能基を有する着色剤などを使用した場合は、該成分が基材に共重合されて固定化されるので溶出の可能性が小さくなるので好ましい。
本発明にかかる医療デバイスの基材の1形態は、紫外線吸収剤および着色剤から選ばれる成分(成分Ck)、2種類以上の成分C、ならびに、成分Aおよび成分Bからなることが好ましい。その場合、成分Cとしては、炭素数1〜10の(メタ)アクリル酸アルキルエステルから少なくとも1種類、前記表面濡れ性を向上させるためのモノマーから少なくとも1種類が選ばれることが好ましい。成分Cを2種類以上使用することにより、紫外線吸収剤や着色剤との親和性が増し、透明な基材を得ることが容易になる。
紫外線吸収剤を用いる場合、その好ましい使用量は、成分A100質量部に対して、0.01〜20質量部、より好ましくは0.05〜10質量部、さらに好ましくは0.1〜2質量部である。着色剤を用いる場合、その好ましい使用量は、成分A100質量部に対して、0.00001〜5質量部、より好ましくは0.0001〜1質量部、さらに好ましくは0.0001〜0.5質量部である。紫外線吸収剤や着色剤の含有量が少なすぎる場合は、紫外線吸収効果や着色効果が得られにくくなる。逆に、多すぎる場合はこれらの成分を基材中に溶解せしめることが難しくなる。
さらにまた、基材に用いる共重合体として、成分Aに加えて、成分Mをさらに共重合させたものを用いてもよい。成分Mは、「1分子あたり1個の重合性官能基、およびシロキサニル基を有する単官能モノマー」である。
本明細書において、シロキサニル基とはSi−O−Si結合を有する基を意味する。
成分Mのシロキサニル基は直鎖状であることが好ましい。シロキサニル基が直鎖状であれば、得られる医療デバイスの形状回復性が向上する。ここで直鎖状とは、重合性基を有する基と結合したケイ素原子を起点とする、一本の線状に連なるSi−(O−Si)n−1−O−Si結合で示される構造を指す(ただし、nは2以上の整数を表す)。得られる医療デバイスが十分な形状回復性を得るためにはnは3以上の整数が好ましく、4以上がより好ましく、5以上がさらに好ましく、6以上が最も好ましい。また、「シロキサニル基が直鎖状である」とはシロキサニル基が前記の直鎖状構造を有し、かつ直鎖状構造の条件を満たさないSi−O−Si結合を有さないことを意味する。
成分Mの数平均分子量は、300〜120000であることが好ましい。成分Mの数平均分子量がこの範囲にあることで、柔軟(低弾性率)で装用感に優れ、しかも耐折り曲げ性などの機械物性に優れた基材が得られる。成分Mの数平均分子量は、耐折り曲げ性などの機械物性により優れ、かつ形状回復性に優れた基材が得られることから、500以上がより好ましい。成分Mの数平均分子量は、1000〜25000の範囲にあることがより好ましく、5000〜15000の範囲にあることが一層好ましい。成分Mの数平均分子量が小さすぎる場合には耐折り曲げ性や形状回復性などの機械物性が低くなる傾向があり、特に500未満では耐折り曲げ性、および形状回復性が低くなることがある。成分Mの数平均分子量が大きすぎる場合には、柔軟性や透明性が低下する傾向があり好ましくない。
成分Mの重合性官能基としては、ラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものがより好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などである。これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
成分Mとしては、下記式(ML1)の構造を有するものが好ましい。
Figure 0006003653
式(ML1)中、Xは重合性官能基を表す。R〜R17はそれぞれ独立に、水素、炭素数1〜20のアルキル基、フェニル基、および炭素数1〜20のフルオロアルキル基から選ばれた置換基を表す。Lは2価の基を表す。cおよびdは、それぞれ独立に0〜700の整数を表す。ただしcとdは同時に0ではない。
としては、ラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものが好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などである。これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
また、成分Mの重合性官能基は、良好な機械物性の医療デバイスが得られやすいことから、成分Aの重合性官能基と共重合可能であることがより好ましく、成分Mと成分Aが均一に共重合されることで良好な表面特性を有する医療デバイスが得られやすいことから、成分Aの重合性官能基と同一であることがさらに好ましい。
〜R17の好適な具体例は、水素;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基などの炭素数1〜20のアルキル基;フェニル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、テトラフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ヘキサフルオロブチル基、ヘプタフルオロブチル基、オクタフルオロペンチル基、ノナフルオロペンチル基、ドデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロヘプチル基、ドデカフルオロオクチル基、トリデカフルオロオクチル基、ヘキサデカフルオロデシル基、ヘプタデカフルオロデシル基、テトラフルオロプロピル基、ペンタフルオロプロピル基、テトラデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロオクチル基、オクタデカフルオロデシル基、およびノナデカフルオロデシル基などの炭素数1〜20のフルオロアルキル基である。これらの中で、医療デバイスに良好な機械物性と高酸素透過性を与えるという観点からさらに好ましいのは、水素およびメチル基であり、最も好ましいのはメチル基である。
としては、炭素数1〜20の2価の基が好ましい。中でも式(ML1)の化合物が高純度で得られやすい利点を有することから、下記式(LE1)〜(LE12)で表される基が好ましく、中でも下記式(LE1)、(LE3)、(LE9)および(LE11)で表される基がより好ましく、下記式(LE1)および(LE3)で表される基がさらに好ましく、下記式(LE1)で表される基が最も好ましい。なお、下記式(LE1)〜(LE12)は、左側が重合性官能基Xに結合する末端、右側がケイ素原子に結合する末端として描かれている。
Figure 0006003653
式(ML1)中、cおよびdは、それぞれ独立に0〜700の整数を表す。ただしcとdは同時に0ではない。cとdの合計値(c+d)は、3以上が好ましく、10以上がより好ましく、10〜500がより好ましく、30〜300がより好ましく、50〜200がさらに好ましい。
〜R17が全てメチル基の場合、d=0であり、cは、3〜700が好ましく、10〜500がより好ましく、30〜300がより好ましく、50〜200がさらに好ましい。この場合、cの値は、成分Mの分子量によって決まる。
本発明の医療デバイスの基材において、成分Mは1種類のみ用いてもよいし、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
本発明の医療デバイスの基材が適当な量の成分Mを含有することにより、架橋密度が減少してポリマーの自由度が大きくなり、適度に柔らかい低弾性率の基材を実現することができる。これに対し、成分Mの含有量が少なすぎると架橋密度が高くなり、基材が硬くなる。また、成分Mの含有量が多すぎると軟らかくなりすぎ、破れやすくなるため好ましくない。
また、本発明の医療デバイスの基材において、成分Mと成分Aとの質量比は、成分A100質量部に対して成分Mが5〜200質量部、より好ましくは7〜150質量部、最も好ましくは10〜100質量部、であることが好ましい。成分Mの含有量が、成分A100質量部に対し5質量部を下まわると、架橋密度が高くなり、基材が硬くなる。また、成分Mの含有量が、成分A100質量部に対し200質量部を超えると、軟らかくなりすぎ、破れやすくなるため好ましくない。
また、本発明の医療デバイスの基材は、架橋度が2.0〜18.3の範囲であることが好ましい。架橋度は、下記式(Q1)で表される。
Figure 0006003653
上記式(Q1)において、Qnは1分子あたりn個の重合性基を有するモノマーの合計ミリモル量、Wnは1分子あたりn個の重合性基を有するモノマーの合計質量(kg)を表す。また、モノマーの分子量が分布を有する場合は、数平均分子量を用いてミリモル量を計算することとする。
本発明の基材の架橋度が、2.0より小さくなると、柔らかすぎてハンドリングが難しくなり、18.3より大きくなると硬すぎて装用感が悪くなる傾向があるので好ましくない。架橋度のより好ましい範囲は3.5〜16.0であり、さらに好ましい範囲は8.0〜15.0であり、最も好ましい範囲は9.0〜14.0である。
また、本発明の医療デバイスの基材は、他の形態として、ハイドロゲル、好ましくは、ケイ素原子を5質量%以上含むシリコーンハイドロゲルであってもよい。
本発明にかかる医療デバイスにおいて、他の形態にかかるハイドロゲル用基材は、下記一般式(s1)〜(s2)で表されるシリコーンモノマーである成分Sを少なくとも1種類、共重合成分として含むことが好ましい。
Figure 0006003653
式(s1)〜(s2)中、R18はそれぞれ独立に水素、またはメチル基を表す。R19は、水酸基を1以上有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基または炭素数6〜20のアリーレン基を表し、アルキレン基またはアリーレン基中のCH基は、−O−、−S−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により置換されていてもよい。Dはシロキサニル基を表す。
19の好適な例として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、ヒドロキシメチレン基、ヒドロキシエチレン基などの水酸基を1以上有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基;フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、ヒドロキシフェニレン基などの水酸基を1以上有していてもよい炭素数6〜20のアリーレン基が例示される。また、前記アルキレン基またはアリーレン基中のCH基は、−O−、−S−、−CO−、−O−CO−または−CO−O−により置換されていてもよく、例えば、アセチレン基、−CH−O−C−等が例示される。これらのうち、シリコーンハイドロゲルが低弾性率と透明性を両立しやすい点で好ましいのは、炭素数2〜5のアルキレン基、および−CH−O−C−であり、さらに好ましいのはプロピレン基、および−CH−O−C−である。
Dの好適な例としては、下記式(d1)〜(d3)で表されるシロキサニル基である。
Figure 0006003653
式(d1)〜(d3)中、R20〜R24はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基から選ばれた置換基、または炭素数6〜20のアリール基、例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基から選ばれた置換基を表す。nは、1〜50の整数を表すが、シリコーンハイドロゲルの透明性と高酸素透過性を両立させる点では2〜20がより好ましく、3〜8が最も好ましい。
成分Sは、下記式(t1)〜(t4)で表されるシリコーンモノマーであることが好ましい。本発明の基材は下記式(t1)〜(t4)で表されるシリコーンモノマーである成分Sを少なくとも1種類、共重合成分として含むことが好ましい。本発明にかかる医療デバイスにおいて、他の形態にかかるハイドロゲル用基材は、成分Sを1種類のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Figure 0006003653
なお、上記式(t2)中、nは3〜200(質量平均分子量500〜15000程度)の整数を表す。
成分Sの別の好適な例は、日本公表特許公報2007−526364号、日本公開特許公報平10−212355号に開示されているアクリルアミド系シリコーンモノマーである。
また、本発明にかかる医療デバイスにおいて、他の形態にかかるハイドロゲル用の基材は、親水性成分Hを共重合成分として含む。
親水性成分Hの重合性官能基としてはラジカル重合可能な官能基が好ましく、炭素炭素二重結合を有するものがより好ましい。好ましい重合性官能基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などであるが、これらの中でも高い重合性を有することから(メタ)アクリロイル基が最も好ましい。
親水性成分Hの好適な例として、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、およびN−ビニル−N−メチルアセトアミド等が挙げられる。中でも親水性の高さからN,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、およびN−ビニル−N−メチルアセトアミドなどのアミド基を含有するモノマーがより好ましく、成分Sとの相溶性の点からN,N−ジメチルアクリルアミドが最も好ましい。
また、本発明にかかる医療デバイスにおいて、他の形態にかかるハイドロゲル用基材は、さらに分子内に2つ以上の重合性基を有する架橋性成分Iを共重合成分として含むことが好ましい。架橋性成分Iの好適な例として、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、ビニルメタクリレート、アクリルメタクリレートおよびこれらのメタクリレート類に対応するアクリレート類、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられる。
親水性成分Hの好ましい使用量は、成分S100質量部に対して、20〜300質量部、より好ましくは25〜200質量部、さらに好ましくは30〜150質量部、最も好ましくは30〜80質量部である。親水性成分Hの使用量が少なすぎる場合は基材の含水率が低くなり、硬くなる。親水性成分の使用量が多すぎる場合は得られる基材に白濁が生じたり基材表面からの水分の蒸発が多くなり寸法安定性が低下する傾向がある。
架橋性成分Iの好ましい使用量は、成分S100質量部に対して、0.01〜20質量部、より好ましくは0.05〜10質量部、さらに好ましくは0.1〜5質量部、最も好ましくは0.5〜4質量部である。架橋性成分Iが少なすぎる場合は、基材の形状安定性が低下する。多すぎる場合は基材が硬くなり、特に軟質眼用レンズとして用いる場合に装用感が悪化する。
本発明にかかる医療デバイスにおいて、他の形態にかかるハイドロゲル用の基材は、紫外線吸収剤、色素、着色剤、湿潤剤、スリップ剤、医薬および栄養補助成分、相溶化成分、抗菌成分、離型剤等の成分(成分Ck)をさらに含んでいてもよい。上記した成分はいずれも、非反応性形態または共重合形態で含有され得る。
成分Ckを1種以上使用する場合、成分Ckの好ましい使用量の合計は、それぞれ、成分S100質量部に対して、0.00001〜100質量部、より好ましくは0.0001〜30質量部、さらに好ましくは0.001〜5質量部である。成分Ckの使用量が少なすぎる場合は、紫外線吸収や着色など成分Ckに期待される効果が十分に得られない傾向がある。成分Ckの使用量が多すぎる場合も得られる医療デバイスに白濁が生じる傾向があり好ましくない。
ハイドロゲル用の基材が紫外線吸収剤を含む場合、装用者の体組織(眼用レンズの場合は眼)を有害紫外線から保護することができる。また、着色剤を含む場合、医療デバイスが着色されて、識別が容易になり、取扱時の利便性が向上する。
上記した成分はいずれも、非反応性形態または共重合形態で含有され得る。上記成分を共重合した場合、すなわち重合性官能基を有する紫外線吸収剤、重合性官能基を有する着色剤などを使用した場合は、該成分が基材に共重合されて固定化されるので溶出の可能性が小さくなるので好ましい。
ハイドロゲル用基材は、紫外線吸収剤および着色剤から選ばれる成分(成分Ck)を含むことが好ましい。
紫外線吸収剤を用いる場合、その好ましい使用量は、成分S100質量部に対して、0.01〜20質量部、より好ましくは0.05〜10質量部、さらに好ましくは0.1〜5質量部である。着色剤を用いる場合、その好ましい使用量は、成分S100質量部に対して、0.00001〜5質量部、より好ましくは0.0001〜1質量部、さらに好ましくは0.0001〜0.5質量部である。紫外線吸収剤や着色剤の含有量が少なすぎる場合は、紫外線吸収効果や着色効果が得られにくくなる。逆に、多すぎる場合はこれらの成分を基材中に溶解せしめることが難しくなる。
医療デバイスの基材、すなわちレンズ形状やシート状の成型体を製造する方法としては、公知の方法を使用することができる。例えば、いったん、丸棒や板状の重合体を得て、これを切削加工等によって所望の形状に加工する方法、モールド重合法、およびスピンキャスト重合法などを使用することができる。医療デバイスを切削加工で得る場合には、低温での冷凍切削が好適である。
一例として、基材の原料組成物をモールド重合法により重合して眼用レンズを製造する方法について、次に説明する。まず、一定の形状を有する2枚のモールド部材間の空隙に原料組成物を充填する。モールド部材の材料としては、樹脂、ガラス、セラミックス、金属等が挙げられる。光重合を行う場合は光学的に透明な素材が好ましいので、樹脂またはガラスが好ましく使用される。モールド部材の形状や原料組成物の性状によっては、眼用レンズに一定の厚みを与え、かつ、空隙に充填した原料組成物の液モレを防止するために、ガスケットを用いてもよい。空隙に原料組成物を充填したモールドは、続いて紫外線、可視光線またはこれらの組み合わせなどの活性光線を照射されるか、もしくはオーブンや液槽中などで加熱されることにより、充填した原料組成物を重合する。2通りの重合方法を併用する方法もありうる。すなわち、光重合の後に加熱重合したり、または加熱重合後に光重合することもできる。光重合の具体的態様は、例えば水銀ランプや紫外線ランプ(例えばFL15BL、東芝)の光のような紫外線を含む光を短時間(通常は1時間以下)照射する。熱重合を行う場合には、組成物を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60℃〜200℃の温度まで高めて行く条件が、眼用レンズの光学的な均一性および品位を保持し、かつ再現性を高めるために好まれる。
重合においては、重合をしやすくするために過酸化物やアゾ化合物に代表される熱重合開始剤または光重合開始剤を添加することが好ましい。熱重合を行う場合は、所望の反応温度において最適な分解特性を有するものが選択される。一般的には、10時間半減期温度が40〜120℃のアゾ系開始剤および過酸化物系開始剤が好適である。光重合を行う場合の光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、および金属塩などを挙げることができる。これらの重合開始剤は単独または混合して用いられる。重合開始剤の量は、原料組成物に対し最大で5質量%までが好ましい。
重合する際は、重合溶媒を使用することができる。溶媒としては有機系、無機系の各種溶媒が適用可能である。溶媒の例としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール、t−アミルアルコール、テトラヒドロリナロール、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およびポリエチレングリコール等のアルコール系溶媒;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルおよびポリエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、乳酸エチルおよび安息香酸メチル等のエステル系溶媒;ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタンおよびノルマルオクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;シクロへキサンおよびエチルシクロへキサン等の脂環族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;並びに石油系溶媒が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく、また2種以上を混合して用いてもよい。
本発明の医療デバイスは、上記のようにして製造した基材の表面の少なくとも一部に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層(以下、コーティング層と呼ぶ)が形成されていることが必要である。コーティング層を有することで、医療デバイスの表面に良好な濡れ性と易滑性が付与され、優れた装用感を与えることができる。
発明者らは、本発明の医療デバイスの基材表面に、少なくとも1種の3元以上の多元共重合体の溶液により処理してなる酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなるコーティング層を形成することにより、低含水性の基材においては細菌の繁殖リスクを低減するとともに、易滑性、水濡れ性も優れる医療デバイスを提供できることを見出した。また、含水性のハイドロゲル基材、特にシリコーンハイドロゲル基材においては脂質付着が低減された医療デバイスを提供できることを見出した。
本発明の医療デバイスのコーティング層は、基材との間に共有結合を有する必要はない。簡便な工程での製造が可能となることから、コーティング層は基材との間に共有結合を有さないことが好ましい。コーティング層は、基材との間に共有結合を有さなくても、実用的な耐久性を有する。
コーティング層は、下記に詳細に説明する酸性ポリマー溶液(「溶液」は、水溶液を意味する)、および塩基性ポリマー溶液(「溶液」は、水溶液を意味する)で基材表面を処理することにより形成する。ここで、水溶液とは水を主たる成分とする溶液である。
本発明の酸性ポリマー溶液および塩基性ポリマー溶液は、通常、1種(1種とは、構成するモノマー種が同一のポリマー群を意味する。ただし、構成するモノマー種が同一であっても、配合比を変えて合成したポリマーは1種ではない)のポリマーを含有する溶液を意味する。1種(同一)のポリマーを含有する溶液であっても、濃度が異なる溶液は1種とはみなさない。
コーティング層は、1種以上の酸性ポリマー、および1種以上の塩基性ポリマーから形成されることが好ましい。2種以上の酸性ポリマーまたは2種以上の塩基性ポリマーを用いると、医療デバイス表面に易滑性や防汚性などの性質を発現させやすいためにより好ましい。特に2種以上の酸性ポリマーと1種以上の塩基性ポリマーを使用した場合にその傾向が強まるのでさらに好ましい。
コーティング層は、1種以上の酸性ポリマー溶液による処理を1回以上、および1種以上の塩基性ポリマー溶液による処理を1回以上行うことにより形成されることが好ましい。
また、コーティング層は、1種以上の酸性ポリマー溶液による処理および1種以上の塩基性ポリマー溶液による処理を、好ましくはそれぞれ1〜5回、より好ましくはそれぞれ1〜3回、さらに好ましくはそれぞれ1〜2回行うことにより基材の表面に形成される。酸性ポリマー溶液による処理の回数と塩基性ポリマー溶液による処理の回数は異なっていてもよい。
コーティング層は、1種以上の酸性ポリマー溶液による処理を1回または2回、および1種以上の塩基性ポリマー溶液による処理を1回または2回、合計で3回の処理を行うことにより基材表面に形成されることが好ましい。
本発明の医療デバイスにおいて、1種以上の酸性ポリマー溶液による処理および1種以上の塩基性ポリマー溶液による処理が合計2回または3回という極めて少ない回数で優れた濡れ性や易滑性を付与しうることを見出した。これは製造工程の短縮化という観点から、工業的に非常に重要な意味を持つ。その意味で、本発明の医療デバイスにおいて、酸性ポリマー溶液による処理および塩基性ポリマー溶液による処理の合計は2回または3回が好ましい。
本発明の医療デバイスにかかるコーティング層は、2種の酸性ポリマー溶液による処理を各1回および塩基性ポリマー溶液による処理を1回行うことが好適である。
発明者らは、コーティング層が、酸性ポリマー溶液および塩基性ポリマー溶液のいずれか一方による処理のみを行うだけでは、濡れ性や易滑性の発現がほとんど見られないことも確認している。
本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーとしては、酸性を有する複数の基をポリマー鎖に沿って有するホモポリマーまたは共重合ポリマーを好適に用いることができる。酸性を有する基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基およびこれらの塩が好適であり、カルボキシル基およびその塩が最も好適である。たとえば、このような酸性ホモポリマーの好適な例は、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリ(ビニル安息香酸)、ポリ(チオフェン−3−酢酸)、ポリ(4−スチレンスルホン酸)、ポリビニルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)およびこれらの塩などである。
酸性ポリマーが共重合体である場合、1分子中に1以上の酸性を有する基と重合性官能基とを有するモノマー(以下、酸性モノマーという)を含む共重合体であることが好ましい。酸性モノマーとしては、重合性の高さという点でアリル基、ビニル基、および(メタ)アクリロイル基を重合性官能基として有するモノマーが好ましく、(メタ)アクリロイル基を有するモノマーが最も好ましい。該共重合体を構成する酸性モノマーとして好適なものを例示すれば、(メタ)アクリル酸、ビニル安息香酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、イタコン酸、アリルスルホン酸およびこれらの塩である。これらの中で、(メタ)アクリル酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、およびこれらの塩がより好ましく、最も好ましいのは(メタ)アクリル酸、およびその塩である。本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーは、上記の酸性モノマーから選択された2種以上の酸性モノマーを使用した共重合体を用いることができる。
本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーは、上記の酸性モノマーと、水酸基を有するモノマーとの共重合体であることが好ましい。水酸基を有するモノマーと酸性モノマーとの共重合体をコーティング層として使用する場合、涙液に対する防汚性を向上できるため、細菌繁殖リスクを低減することが可能となる。水酸基を有するモノマーは、1分子中に1以上の水酸基とラジカル重合可能な官能基を有するモノマーを意味する。ラジカル重合可能な官能基は、炭素炭素二重結合を有するものが好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などであり、重合の容易さの点で(メタ)アクリロイル基を有するモノマーが好ましい。
水酸基を有するモノマーの好適な例としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、グリセロール(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド、ヒドロキシスチレン、ビニルアルコール(前駆体としてカルボン酸ビニルエステル)を挙げることができる。水酸基を有するモノマーとして、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、およびグリセロール(メタ)アクリレートが好ましく、中でもヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが最も好ましい。
酸性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体として好ましい具体例は、(メタ)アクリル酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、(メタ)アクリル酸/グリセロール(メタ)アクリレート共重合体、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸/グリセロール(メタ)アクリレート共重合体である。最も好ましくは(メタ)アクリル酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体である。
なお、酸性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体と同様の効果を奏するものとして、酸性を有する官能基と水酸基を有するポリマー類が例示され、例えば、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、カルボキシメチルセルロース、カルボキシプロピルセルロースなどの酸性基を有する多糖類などは、コーティング層として使用した場合、涙液等の体液に対する防汚性を向上できる。
また、本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーは、上記の酸性モノマーと、アミド基を有するモノマーとの共重合体であることが好ましい。アミド基を有するモノマーと酸性モノマーとの共重合体をコーティング層として使用する場合、酸性モノマーのホモポリマーよりも親水性を向上することができるため、濡れ性および易滑性を改善することができる。アミド基を有するモノマーは、1分子中に1以上のアミド基とラジカル重合可能な官能基を有するモノマーを意味する。ラジカル重合可能な官能基は、炭素炭素二重結合を有するものが好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、α−アルコキシメチルアクリロイル基、マレイン酸残基、フマル酸残基、イタコン酸残基、クロトン酸残基、イソクロトン酸残基、およびシトラコン酸残基などであり、重合の容易さの点で(メタ)アクリルアミド基またはN−ビニルカルボン酸アミド(環状のものを含む)を有するモノマーが好ましい。
アミド基を有するモノマーの好適な例としては、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、およびアクリルアミドを挙げることができる。アミド基を有するモノマーの中で、N−ビニルピロリドンおよびN,N−ジメチルアクリルアミドが好ましく、N,N−ジメチルアクリルアミドが最も好ましい。
酸性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体として好ましい具体例は、(メタ)アクリル酸/N−ビニルピロリドン共重合体、(メタ)アクリル酸/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸/N−ビニルピロリドン共重合体、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。最も好ましくは(メタ)アクリル酸/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。酸性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体と同様の効果を奏するものとして、酸性を有する官能基とアミド基を有するポリマー類が例示され、例えば、シアル酸などを挙げることができる。
酸性モノマーと他のモノマーの2元の共重合体を用いる場合、その共重合比率[酸性モノマーのモル数]/[他のモノマーのモル数]は、1/99〜99/1が好ましく、2/98〜90/10がより好ましく、10/90〜80/20がさらに好ましい。共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーは、3元以上の多元共重合体であることが好適である。多元共重合体を用いる場合、[酸性モノマーのモル数の合計]/[酸性モノマー以外のその他のモノマーのモル数の合計]は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎるとその他のモノマーに期待される防汚性や水溶性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、3元以上の多元共重合体中の酸性モノマー以外のモノマーを、水溶性モノマーと非水溶性モノマーに分けた場合の好ましい共重合比率は、[非水溶性モノマーのモル数の合計]/[水溶性モノマーのモル数の合計]が大きすぎると多元共重合体の水溶性が低下することから0/1〜4/1が好ましく、0/1〜1/1がより好ましく、0/1〜1/4が最も好ましい。なお、本発明における「水溶性モノマー」とは、水とモノマーを室温で1:1の体積比で混合し、撹拌後1分以上静置して分離せずに均一な外観を示すモノマーを表し、「非水溶性モノマー」とは前記の条件で水と分離するモノマーを表す。3元以上のモノマーの共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
また、本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーは、前記酸性モノマーと、前記水酸基を有するモノマーと、前記アミド基を有するモノマーとの3元共重合体であることがさらに好適である。前記酸性モノマーと、前記水酸基を有するモノマーと、前記アミド基を有するモノマーとの3元共重合体をコーティング層として使用する場合、防汚性を向上することにより細菌繁殖リスクを低減するとともに、濡れ性ならびに易滑性を改善することができる。
酸性モノマーと、水酸基を有するモノマーと、アミド基を有するモノマーとの3元共重合体として好ましい具体例は、(メタ)アクリル酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、(メタ)アクリル酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体、(メタ)アクリル酸/グリセロール(メタ)アクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、(メタ)アクリル酸/グリセロール(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。最も好ましくは(メタ)アクリル酸/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。
酸性モノマーと、水酸基を有するモノマーとアミド基を有するモノマーとの3元の共重合体を用いる場合、[酸性モノマーのモル数]/{[水酸基を有するモノマーのモル数]+[アミド基を有するモノマーのモル数]}は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎると水酸基を有するモノマーやアミド基を有するモノマーに期待される防汚性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、3元共重合体中の[水酸基を有するモノマーのモル数]/[アミド基を有するモノマーのモル数]は小さすぎると十分な防汚性が得られず、大きすぎると水溶性が低下することから5/1〜1/5が好ましく、3/1〜1/4がより好ましく、1/1〜1/3が最も好ましい。3元共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーの別の好ましい態様は、酸性モノマーと、アミド基を有する2種類のモノマーの3元共重合体である。前記3元共重合体を用いる場合の[酸性モノマーのモル数]/[アミド基を有する2種のモノマーのモル数の合計]は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎるとアミド基を有するモノマーに期待される防汚性や水溶性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、前記3元共重合体中のアミド基を有するモノマー2種類の好ましい共重合比率は、[アミド基を有するモノマーのモル数]/[アミド基を有する2種のモノマーのモル数]が小さすぎても大きすぎても十分な防汚性や水溶性が得られなくなる可能性があることから、1/99〜99/1が好ましく、10/90〜90/10がより好ましく、20/80〜80/20が最も好ましい。3元共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
本発明のコーティング層に使用する酸性ポリマーの別の好ましい態様は、4元以上の共重合体である。4元以上の共重合体を用いる場合、[酸性モノマーのモル数の合計]/[酸性モノマー以外のその他のモノマーのモル数の合計]は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎるとその他のモノマーに期待される防汚性や水溶性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、4元以上の多元共重合体中の酸性モノマー以外のモノマーを、水溶性モノマーと非水溶性モノマーに分けた場合の好ましい共重合比率は、[非水溶性モノマーのモル数の合計]/[水溶性モノマーのモル数の合計]が大きすぎると多元共重合体の水溶性が低下することから0/1〜4/1が好ましく、0/1〜1/1がより好ましく、0/1〜1/4が最も好ましい。4元以上のモノマーの共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
また、本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーとしては、塩基性を有する複数の基をポリマー鎖に沿って有するホモポリマーまたは共重合ポリマーを好適に用いることができる。塩基性を有する基としてはアミノ基およびその塩が好適である。たとえば、このような塩基性ホモポリマーの好適な例は、ポリ(アリルアミン)、ポリ(ビニルアミン)、ポリ(エチレンイミン)、ポリ(ビニルベンジルトリメチルアミン)、ポリアニリン、ポリ(アミノスチレン)、ポリ(N,N−ジアルキルアミノエチルメタクリレート)などのアミノ基含有(メタ)アクリレート重合体、ポリ(N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド)などのアミノ基含有(メタ)アクリルアミド重合体およびこれらの塩などである。
塩基性ポリマーが共重合体である場合、1分子中に1以上の塩基性を有する基と重合性官能基とを有するモノマー(以下、塩基性モノマーという)を含む共重合体であることが好ましい。該共重合体を構成する塩基性モノマーとしては、重合性の高さという点でアリル基、ビニル基、および(メタ)アクリロイル基を重合性官能基として有するモノマーが好ましく、(メタ)アクリロイル基を有するモノマーが最も好ましい。該共重合体を構成する塩基性モノマーとして好適なものを例示すれば、アリルアミン、ビニルアミン(前駆体としてN−ビニルカルボン酸アミド)、ビニルベンジルトリメチルアミン、アミノ基含有スチレン、アミノ基含有(メタ)アクリレート、アミノ基含有(メタ)アクリルアミド、およびこれらの塩である。これらの中でも重合性の高さからアミノ基含有(メタ)アクリレート、アミノ基含有(メタ)アクリルアミド、およびこれらの塩がより好ましく、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、およびこれらの塩が最も好ましい。本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーは、上記の塩基性モノマーから選択された2種以上の塩基性モノマーを使用した共重合体を用いることができる。
塩基性ポリマーは、第四級アンモニウム構造を有するポリマーであってもよい。第四級アンモニウム構造を有するポリマー化合物は、医療デバイスのコーティングに使用されると、医療デバイスに抗微生物性を付与することができる。
本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーは、上記の塩基性モノマーと、上記の水酸基を有するモノマーとの共重合体であることが好ましい。水酸基を有するモノマーと塩基性モノマーとの共重合体をコーティング層として使用する場合、涙液等の体液に対する防汚性を向上できるため、細菌繁殖リスクを低減することが可能となる。
塩基性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体として好ましい具体例は、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/グリセロール(メタ)アクリレート共重合体、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、およびN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/グリセロール(メタ)アクリレート共重合体である。最も好ましくはN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート共重合体である。
なお、塩基性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体と同様の効果を奏するものとして、塩基性を有する官能基と水酸基とを有するポリマー類であるキチンなどのアミノ多糖類を挙げることができる。
また、本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーは、上記の塩基性モノマーと、アミド基を有するモノマーとの共重合体であることが好ましい。アミド基を有するモノマーと塩基性モノマーとの共重合体をコーティング層として使用する場合、塩基性モノマーのホモポリマーよりも親水性を向上することができるため、濡れ性および易滑性を改善することができる。
塩基性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体として好ましい具体例は、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/N−ビニルピロリドン共重合体、およびN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。最も好ましくはN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。
塩基性モノマーと他のモノマーの2元の共重合体を用いる場合、その共重合比率は[塩基性モノマーのモル数]/[他のモノマーのモル数]は、1/99〜99/1が好ましく、2/98〜90/10がより好ましく、10/90〜80/20がさらに好ましい。共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
なお、塩基性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体と同様の効果を奏するものとして、塩基性を有する官能基とアミド基を有するポリマー類として部分加水分解キトサンなどを挙げることができる。
本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーは、3元以上の多元共重合体であることが好適である。多元共重合体を用いる場合、[塩基性モノマーのモル数の合計]/[塩基性モノマー以外のその他のモノマーのモル数の合計]は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎるとその他のモノマーに期待される防汚性や水溶性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、3元以上の多元共重合体中の塩基性モノマー以外のモノマーを、水溶性モノマーと非水溶性モノマーに分けた場合の好ましい共重合比率は、[非水溶性モノマーのモル数の合計]/[水溶性モノマーのモル数の合計]が大きすぎると多元共重合体の水溶性が低下することから0/1〜1/5が好ましく、0/1〜1/4がより好ましく、5/1〜1/3が最も好ましい。なお、本発明における「水溶性モノマー」とは、水とモノマーを室温で1:1の体積比で混合し、撹拌後1分以上静置して分離せずに均一な外観を示すモノマーを表し、「非水溶性モノマー」とは前記の条件で水と分離するモノマーを表す。3元以上のモノマーの共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
また、本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーは、前記塩基性モノマーと、前記水酸基を有するモノマーと、前記アミド基を有するモノマーとの3元共重合体であることがさらに好適である。前記塩基性モノマーと、前記水酸基を有するモノマーと、前記アミド基を有するモノマーとの3元共重合体をコーティング層として使用する場合、細菌繁殖リスクを低減するとともに、濡れ性ならびに易滑性を改善することができる。
塩基性モノマーと、水酸基を有するモノマーと、アミド基を有するモノマーとの3元共重合体として好ましい具体例は、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/グリセロール(メタ)アクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート/グリセロール(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/N−ビニルピロリドン共重合体、およびN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。最も好ましくはN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド/ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体である。
塩基性モノマーと、水酸基を有するモノマーとアミド基を有するモノマーとの3元の共重合体を用いる場合、その共重合比率は[塩基性モノマーのモル数]/{[水酸基を有するモノマーのモル数]+[アミド基を有するモノマーのモル数]}は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎると水酸基を有するモノマーやアミド基を有するモノマーに期待される防汚性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、3元共重合体中の[水酸基を有するモノマーのモル数]/[アミド基を有するモノマーのモル数]は小さすぎると十分な防汚性が得られず、大きすぎると水溶性が低下することから5/1〜1/5が好ましく、3/1〜1/4がより好ましく、1/1〜1/3が最も好ましい。3元共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーの別の好ましい態様は、塩基性モノマーと、アミド基を有する2種類のモノマーの3元共重合体である。前記3元共重合体を用いる場合、[塩基性モノマーのモル数の合計]/[アミド基を有する2種のモノマーのモル数の合計]は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎるとアミド基を有するモノマーに期待される防汚性や水溶性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、前記3元共重合体中のアミド基を有するモノマー2種類の好ましい共重合比率は、[アミド基を有するモノマーのモル数]/[アミド基を有する2種のモノマーのモル数]が小さすぎても大きすぎても十分な防汚性や水溶性が得られなくなる可能性があることから、1/99〜99/1が好ましく、10/90〜90/10がより好ましく、20/80〜80/20が最も好ましい。3元共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
本発明のコーティング層に使用する塩基性ポリマーの別の好ましい態様は、4元以上の共重合体である。4元以上の共重合体を用いる場合、[塩基性モノマーのモル数の合計]/[塩基性モノマー以外のその他のモノマーのモル数の合計]は、小さすぎるとコーティング層の付着性が低下し、大きすぎるとその他のモノマーに期待される防汚性や水溶性の効果が低下することから、2/1〜1/9が好ましく、1/1〜1/7がより好ましく、1/1〜1/5がさらに好ましい。また、4元以上の多元共重合体中の塩基性モノマー以外のモノマーを、水溶性モノマーと非水溶性モノマーに分けた場合の好ましい共重合比率は、[非水溶性モノマーのモル数の合計]/[水溶性モノマーのモル数の合計]が大きすぎると多元共重合体の水溶性が低下することから0/1〜1/5が好ましく、0/1〜1/4がより好ましく、5/1〜1/3が最も好ましい。4元以上のモノマーの共重合比率がこの範囲にある場合に、易滑性や涙液に対する防汚性などの機能を発現しやすくなる。
医療デバイスのコーティング層である、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーを製造する方法としては、公知の方法を使用することができる。例えば、上記した所定の割合で、溶媒中にモノマーを配合し、重合開始剤を添加後、不活性媒体の存在下、還流しながら所定温度で重合反応を行う。反応により得られた反応物は、溶媒に浸漬して、未反応のモノマー成分を除去した後、洗浄、乾燥して重合体を得る。該方法で、ホモポリマーまたは2元もしくは3元以上のコポリマーを製造することができる。
コーティング層の種々の特性、たとえば厚さを変えるために、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーの分子量を変えることができる。具体的には、分子量を増すと、一般にコーティング層の厚さは増す。しかし、分子量が大きすぎる場合、粘度増大により取り扱い難さが増す可能性がある。そのため、本発明で使用される酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーは、それぞれ2000〜2000000の分子量を有することが好ましい。より好ましくは、分子量がそれぞれ5000〜1000000であり、さらに好ましくは、7500〜700000である。酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーの分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー法(水系溶媒)で測定されるポリエチレングリコール換算の質量平均分子量である。
コーティング層の塗布は、たとえばWO99/35520、WO01/57118または米国特許公報第2001−0045676号に記載されているような多数の方法で達成することができる。
本発明の医療デバイスは、基材表面の少なくとも一部に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層(以下、コーティング層と呼ぶ)が形成されているが、該層内の少なくとも一部が架橋されていても良い。また、本発明の医療デバイスにおいては、上記基材と上記層との間で少なくとも一部が架橋されていても良い。ここで、架橋とは、ポリマー同士が自らの官能基又は架橋剤を用いて橋架け構造を作って結合することである。
上記架橋は、基材に少なくとも酸性ポリマー及び塩基性ポリマーを付着させた状態で放射線を照射することにより生じさせることができる。放射線は、各種のイオン線、電子線、陽電子線、エックス線、γ線、中性子線が好ましく、より好ましくは電子線およびγ線である。最も好ましくはγ線である。
上述のようにコーティング層内やコーティング層と基材との間で架橋を生じさせることにより、レンズの表面に良好な濡れ性と易滑性が付与され、優れた装用感を与えることができる。一方で、放射線照射により基材内部にも架橋を生じ、医療デバイスが硬くなりすぎる場合がある。その場合、低含水性基材については基材中の成分Aを適宜、成分Mに置き換えて共重合することにより、基材内部の過度の架橋を抑制することができる。また、含水性基材については基材中の架橋性成分Iを適宜、成分Sまたは親水性成分Hに置き換えて共重合することにより、基材内部の過度の架橋を抑制することができる。
次に、本発明の医療デバイスの製造方法について説明する。本発明の医療デバイスは、レンズ形状またはシート状の成型体(基材)の表面に、1種以上の酸性ポリマー溶液と1種以上の塩基性ポリマー溶液をそれぞれ1〜5回、より好ましくはそれぞれ1〜3回、さらに好ましくはそれぞれ1〜2回塗布してコーティング層を形成することにより得られる。酸性ポリマー溶液の塗布工程と塩基性ポリマー溶液の塗布工程の回数は異なっていてもよい。
発明者らは、1種以上の酸性ポリマー溶液の塗布工程および1種以上の塩基性ポリマー溶液の塗布工程が合計2回または3回という極めて少ない回数で優れた濡れ性や易滑性を付与しうることを見出した。これは製造工程の短縮化という観点から、工業的に非常に重要な意味を持つ。
なお、発明者らは、本発明の医療デバイスにおいて、酸性ポリマー溶液の塗布工程または塩基性溶液の塗布工程のいずれか一方のみを1回施すだけでは、濡れ性や易滑性の発現がほとんど見られないことも同時に確認している。
本発明の医療デバイスにおいて、濡れ性、易滑性、防汚性および製造工程短縮の観点から、コーティング層の塗布は、下記の構成1〜4から選ばれた構成で施されることが好ましい。下記の表記は、成型体表面に左から順に各塗布工程が施されることを表している。
構成1:塩基性ポリマー溶液の塗布/酸性ポリマー溶液の塗布
構成2:酸性ポリマー溶液の塗布/塩基性ポリマー溶液の塗布
構成3:塩基性ポリマー溶液の塗布/酸性ポリマー溶液の塗布/塩基性ポリマー溶液の塗布
構成4:酸性ポリマー溶液の塗布/塩基性ポリマー溶液の塗布/酸性ポリマー溶液の塗布
これらの構成の中でも、構成1および構成4が好ましく、得られる医療デバイスが特に優れた濡れ性および防汚性を示すために構成4がより好ましい。
本発明の医療デバイスのコーティング層は、上記構成1〜構成4において、各塗布工程で使用する酸性ポリマーまたは塩基性ポリマーの少なくとも一種は、3元以上の多元共重合体であることが好ましい。3元以上の多元共重合体としては上記に例示したものが使用できる。最終の処理溶液が3元以上の多元共重合体の溶液であることが好適であるが、1回目または2回目の処理溶液が3元以上の多元共重合体の溶液であってもよい。
本発明の医療デバイスのコーティング層は、上記構成1〜構成4において、各塗布工程で使用する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのうちの少なくとも1種は、水酸基およびアミド基から選ばれた基を有するポリマーであることが好ましく、前記酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのうちの2種以上が水酸基およびアミド基から選ばれた基を有するポリマーであることが好ましい。
また、本発明の医療デバイスのコーティング層は、上記構成1〜構成4において、各塗布工程で使用する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのうちの少なくとも1種は、3元以上の多元共重合体であり、かつ、3元以上の多元共重合体は、水酸基およびアミド基から選ばれた基を有するポリマーであることが好ましい。さらにまた、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのうちの2種以上が、3元以上の多元共重合体であり、かつ、3元以上の多元共重合体は、水酸基およびアミド基から選ばれた基を有するポリマーであることが好適である。
また、本発明の医療デバイスのコーティング層は、上記構成1〜構成4において、各塗布工程で使用する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのうちの少なくとも1種は、水酸基を有するポリマーであることが好ましい。
また、本発明の医療デバイスのコーティング層は、上記構成1〜構成4において、各塗布工程で使用する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのうちの少なくとも1種は、水酸基を有するモノマーと、アミド基を有するモノマーとをそれぞれ1種類以上含む3元以上の多元共重合体であることが好ましい。
また、本発明の医療デバイスのコーティング層は、上記構成1〜構成4において、1種以上の塩基性ポリマー溶液および/または1種以上の酸性ポリマー溶液を使用できる。例えば、構成4で1回目と3回目に使用する酸性ポリマー溶液は、同一種類および同濃度(もしくは異なる濃度)の酸性ポリマー溶液であってよく、または異なる種類の酸性ポリマー溶液を使用してもよい。
酸性ポリマー溶液および塩基性ポリマー溶液を塗布するにあたって、基材の表面は、未処理であっても、処理済みであってもよい。ここで基材の表面が処理済みであるとは、基材の表面を公知の手法によって表面処理または表面改質することをいう。表面処理または表面改質の好適な例としては、プラズマ処理、化学的改質、化学的官能化、およびプラズマコーティングなどである。
本発明の医療デバイスの製造方法の好ましい態様の1つ(態様P1)は、下記工程1〜工程3をこの順に含むものである。
<工程1>
シロキサニル基を有するモノマーを含む混合物を重合し、成型体を得る工程;
<工程2>
成型体を塩基性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該塩基性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程3>
成型体を酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程。
上記の製造方法において、上記工程2または3で使用する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのいずれか1種が3元以上の多元共重合体であることが好ましい。
また、本発明の医療デバイスの製造方法の好ましい態様の1つ(態様P2)は、下記工程1〜工程4をこの順に含むものである。
<工程1>
シロキサニル基を有するモノマーを含む混合物を重合し、成型体を得る工程;
<工程2>
成型体を酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程3>
成型体を塩基性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該塩基性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程4>
成型体を工程2と同一または異なる酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程。
上記の製造方法において、上記工程2〜4で使用する酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーのいずれか1種が3元以上の多元共重合体であることが好ましい。
また、本発明の医療デバイスの製造方法の好ましい態様の1つ(態様P3)は、下記工程1〜工程4をこの順に含むものである。
<工程1>
シロキサニル基を有するモノマーを含む混合物を重合し、成型体を得る工程;
<工程2>
成型体を酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程3>
成型体を塩基性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該塩基性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程4>
成型体を3元以上の多元共重合体からなる酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程。
前記態様P1〜態様P3における工程1は、「1分子あたり複数の重合性官能基を有し、数平均分子量が6000以上のポリシロキサン化合物である成分Aと、フルオロアルキル基を有する重合性モノマーである成分Bとを含む混合物を共重合し、成型体を得る工程」であることが好ましい。
また、前記態様P1〜態様P3における工程1は、「1分子あたり1個の重合性官能基とシロキサニル基とを有するモノマーである成分Sを含む混合物を共重合し、ケイ素原子を5質量%以上含むシリコーンハイドロゲルからなる成型体を得る工程」であることが好ましい。
上記のように、成型体を酸性ポリマー溶液および塩基性ポリマー溶液に順次接触させることにより、該成型体上に酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層を形成することができる。その後、余剰のポリマーを十分に洗浄除去することが好ましい。
該成型体を酸性ポリマー溶液または塩基性ポリマー溶液に接触させる方法としては、浸漬法(ディップ法)、刷毛塗り法、スプレーコーティング法、スピンコート法、ダイコート法、スキージ法などの種々のコーティング手法を適用できる。
溶液の接触を浸漬法で行う場合、浸漬時間は、多くの因子に応じて変化させることができる。酸性ポリマー溶液または塩基性ポリマー溶液への成型体の浸漬は、好ましくは、1〜30分間、より好ましくは2〜20分間、そして最も好ましくは1〜5分間行う。
酸性ポリマー溶液および塩基性ポリマー溶液の濃度は、酸性ポリマーないし塩基性ポリマーの性質、所望のコーティング層の厚さ、およびその他の多数の因子に応じて変化させることができる。好ましい酸性ポリマーまたは塩基性ポリマーの濃度は、0.001〜10質量%、より好ましくは0.005〜5質量%、そして最も好ましくは0.01〜3質量%である。
酸性ポリマー溶液および塩基性ポリマー溶液のpHは、酸性ポリマー溶液の場合は好ましくは2〜6、より好ましくは2〜5、さらに好ましくは2.5〜4.5に維持することが好ましく、塩基性ポリマー溶液の場合は好ましくは8〜12、より好ましくは9〜12、さらに好ましくは9.5〜11.5に維持することが好ましい。
余剰の酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーの洗浄除去は、一般に清浄な水または有機溶媒を用いて、コーティング後の成型体をすすぐことによって行われる。すすぎは該成型体を水または有機溶媒に浸漬したり、水流や有機溶媒流にさらすことで行うことが好ましい。すすぎは、1つの工程で完了させてもよいが、すすぎの工程を複数回行うほうが、効率的であることが認められた。2〜5の工程ですすぎを行うのが好ましい。すすぎ溶液へのそれぞれの浸漬には、1〜3分間を費やすのが好ましい。
すすぎ溶液としては純水も好ましいが、コーティング層の密着を高めるために、好ましくは2〜7、より好ましくは2〜5、そしてさらにより好ましくは2.5〜4.5のpHに緩衝された水溶液も好適に用いられる。
過剰のすすぎ溶液の乾燥または除去を行う工程を含んでも良い。成型体を大気雰囲気下に単に放置することによって、成型体はある程度乾燥させることができるが、緩やかな空気流を表面に送ることによって、乾燥を亢進することが好ましい。空気流の流速は、乾燥する材料の強度、および材料の機械的固定(fixturing)の関数として調節することができる。成型体を完全に乾燥してしまう必要はない。ここでは、成型体の乾燥よりはむしろ、成型体表面に密着した溶液の液滴を除去することが重要である。したがって、成型体表面上の水または溶液の膜が除去される程度にまで乾燥するだけでよく、その方が工程時間の短縮につながるために好ましい。
上記構成1〜構成4に示すように、成形体に、酸性ポリマーと塩基性ポリマーとを交互に塗布することが好ましい。交互に塗布することで、一方のみでは得られない優れた濡れ性や易滑性、さらには優れた装用感を有する医療デバイスを得ることができる。
なお、本発明の医療デバイスにおいて、コーティング層は、非対称であることができる。ここで「非対称」とは、医療デバイスの第一の面と反対側の第二の面とで異なるコーティング層を有することをいう。ここで「異なるコーティング層」とは、第一の面に形成されたコーティング層と第二の面に形成されたコーティング層とが、異なる表面特性または機能性を有することをいう。
コーティング層の厚さは、塩化ナトリウムなどの一つまたはそれ以上の塩を酸性ポリマー溶液または塩基性ポリマー溶液に加えることによって、調節することができる。好ましい塩濃度は、0.1〜2.0質量%である。塩の濃度が上昇するにつれて、高分子電解質は、より球状の立体構造をとる。しかし濃度が高くなりすぎると、高分子電解質は、成型体表面に、沈着するとしても良好には沈着しない。より好ましい塩濃度は、0.7〜1.3質量%である。
本発明の医療デバイスの製造方法の別の好ましい態様の1つは、さらに下記工程5を含むものである。
<工程5>
成型体上に前記工程により酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層を形成した後、前記成型体に放射線を照射する工程。
放射線の照射は、成型体をコーティング液に浸漬した状態で行っても良いし、成型体をコーティング液から引き出して洗浄した後で行っても良い。また、成型体をコーティング液以外の液体に浸漬した状態で放射線の照射を行うことも好ましく行われる。この場合、照射線がより効率的に作用するために好ましい。この場合、コーティングした成型体を浸漬するために使用する液体のための溶媒は、有機系、無機系の各種溶媒が適用可能であり特に制限はない。例を挙げれば、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−オクタノールなどの各種アルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの各種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、パラファインなどの各種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などの各種ケトン系溶媒、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などの各種エステル系溶媒、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共重合体、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共重合体などの各種グリコールエーテル系溶媒であり、これらは単独あるいは混合して使用することができる。これらのうち、最も好ましいのは水である。成型体を水系の液体に浸漬した状態で放射線の照射を行う場合、水系の液体としては、純水のほかに、生理食塩水、リン酸系の緩衝液(好ましくはpH7.1〜7.3)、ホウ酸系の緩衝液(好ましくはpH7.1〜7.3)が好適である。
成型体を容器に密閉した状態で放射線を照射すれば、成型体の滅菌を同時に行うことができるという利点がある。
放射線としては、好ましくはγ線を用いると良い。この場合、照射するγ線の線量は少なすぎると成型体とコーティング層の十分な結合が得られず、多すぎると成型体の物性低下を招くことから、0.1〜100kGyが好ましく、15〜50kGyがより好ましく、20〜40kGyが最も好ましい。これにより、コーティング層内の少なくとも一部及びコーティング層と成型体との間の少なくとも一部が架橋され、コーティング層の耐久性(例えば擦り洗い耐久性)を向上させることができる。
本発明の医療デバイスは、軟質眼用レンズ、殊に、ソフトコンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜、角膜インレイ、角膜オンレイ、メガネレンズなどの眼用レンズとして有用である。中でもソフトコンタクトレンズに特に好適である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
(分析方法および評価方法)
本明細書において、湿潤状態とは、試料を室温(25℃)の純水あるいはホウ酸緩衝液中に24時間以上浸漬した状態を意味する。湿潤状態での物性値の測定は、試料を純水あるいはホウ酸緩衝液中から取り出した後、可及的速やかに実施される。
本明細書において、乾燥状態とは、湿潤状態の試料を40℃で16時間真空乾燥した状態を意味する。該真空乾燥における真空度は2hPa以下とする。乾燥状態での物性値の測定は、上記真空乾燥の後、可及的速やかに実施される。
また、本明細書においてホウ酸緩衝液とは、特表2004−517163号公報の実施例1中に記載の「塩溶液」である。具体的には塩化ナトリウム8.48g、ホウ酸9.26g、ホウ酸ナトリウム(四ホウ酸ナトリウム十水和物)1.0g、およびエチレンジアミン四酢酸0.10gを純水に溶かして1000mLとした水溶液である。
(1)分子量
特に断らない場合は、GPC法により、以下の条件で質量平均分子量ならびに数平均分子量を測定した。
ポンプ:東ソー(株)製 DP-8020
検出器:東ソー(株)製 RI-8010
カラムオーブン:(株)島津製作所製 CTO-6A
オートサンプラー:東ソー(株)製 AS-8010
カラム:東ソー(株)製 TSKgel GMHHR-M(内径7.8mm×30cm、粒子径5μm)×2本
カラム温度:35℃
移動相:クロロホルム
流速:1.0mL/分
サンプル濃度:0.4質量%
注入量:100μL
標準サンプル:ポリスチレン(分子量1010〜109万)
(2)水濡れ性
コンタクトレンズ形状の試験片を、室温でビーカー中のホウ酸緩衝液中に24時間以上浸漬した。試験片とホウ酸緩衝液の入ったビーカーを超音波洗浄器にかけた(1分間)。試験片をホウ酸緩衝液から引き上げ、空中に直径方向が垂直になるように保持した際の表面の様子を目視観察し、下記の基準で判定した。ここで直径とはコンタクトレンズの縁部が形成する円の直径である。
A:表面の液膜が20秒以上保持する。
B:表面の液膜が10秒以上20秒未満で切れる。
C:表面の液膜が5秒以上10秒未満で切れる。
D:表面の液膜が1秒以上5秒未満で切れる。
E:表面の液膜が瞬時に切れる(1秒未満)。
(3)易滑性
易滑性はホウ酸緩衝液による湿潤状態のサンプル(コンタクトレンズ形状)を人指で5回擦った時の感応評価で行った。
A:非常に優れた易滑性がある。
B:AとCの中間程度の易滑性がある。
C:中程度の易滑性がある。
D:易滑性がほとんど無い(CとEの中間程度)。
E:易滑性が無い。
(4)ムチン付着
ムチンとしてCALBIOCHEM社のMucin, Bovine Submaxillary Gland(カタログ番号499643)を使用した。コンタクトレンズ形状のサンプルを0.1質量%濃度のムチン水溶液に20時間37℃の条件で浸漬させた後、BCA(ビシンコニン酸)プロテインアッセイ法によってサンプルに付着したムチンの量を定量した。
(5)脂質付着
500mlのビーカーに攪拌子(36mm)を入れ、パルミチン酸メチル1.5gと純水500gを入れた。ウォーターバスの温度を37℃に設定し、前述のビーカーをウォーターバスの中央に置き、マグネチックスターラーで1時間攪拌した。回転速度は600rpmとした。コンタクトレンズ形状のサンプルを1枚ずつレンズバスケットに入れ、前述のビーカー内に投入し、そのまま攪拌した。1時間後、攪拌を止め、レンズバスケット内のサンプルを40℃の水道水と家庭用液体洗剤(ライオン製“ママレモン(登録商標)”)でこすり洗いした。洗浄後のサンプルをホウ酸緩衝液(pH7.1〜7.3)の入ったスクリュー管内に入れ、氷浴に1時間浸漬した。スクリュー管を氷浴から取り出した後にサンプルの白濁を目視観察し、下記の基準でサンプルへのパルミチン酸メチルの付着量を判定した。
A:白濁が無く透明である。
B:白濁した部分がわずかにある。
C:白濁した部分が相当程度ある。
D:大部分が白濁している。
E:全体が白濁している。
(6)人工涙液浸漬試験
人工涙液として、オレイン酸プロピルエステルの代わりにオレイン酸を使用する以外は国際公開第2008/127299号パンフレット、32頁、5〜36行に記載の方法にしたがって調製した涙様液(TLF)緩衝液を使用した。培養用マルチプレート(24ウェル型、材質ポリスチレン、放射線滅菌済み)の1ウェル中に人工涙液2mLを入れ、サンプル(コンタクトレンズ形状)1枚を浸漬した。100rpm、37℃で24時間振とうした。その後サンプルを取り出し、リン酸緩衝液(PBS)で軽く洗浄した後、人工涙液2mLを入れ替えたウェル中にサンプルを浸漬した。さらに、100rpm、37℃で24時間振とうした後、PBSで軽く洗浄し、目視でサンプルの白濁度合いを評価することで付着物量を観察した。評価は下記基準で行った。
A:白濁が観察されない。
B:白濁した部分がわずかにある(面積で1割未満)。
C:白濁した部分が相当程度ある(面積で1割〜5割)。
D:大部分(面積で5割〜10割)が白濁しているが裏側が透けて見える。
E:全体が濃く白濁しており、裏側が透けて見えにくい。
(7)動的接触角測定
動的接触角は、(株)レスカ製動的濡れ性試験器WET-6000を用い、ホウ酸緩衝液による湿潤状態のサンプルにて測定した。動的接触角サンプルとして、フィルム状に成型したサンプルから切り出した5mm×10mm×0.1mm程度のサイズのフィルム状の試験片、またはコンタクトレンズ状サンプルから切り出した幅5mmの短冊状試験片を使用し、ホウ酸緩衝液に対する前進時の動的接触角を測定した。浸漬速度は0.1mm/sec、浸漬深さは7mmとした。
(8)含水率
コンタクトレンズ形状の試験片を使用した。試験片をホウ酸緩衝液に浸漬し室温で24時間以上おいた後、表面水分をワイピングクロス(日本製紙クレシア製”キムワイプ(登録商標)”)で拭き取って質量(Ww)を測定した。その後、該試験片を真空乾燥器で40℃、16時間乾燥し質量(Wd)を測定した。次式にて含水率を求めた。得られた値が1%未満の場合は測定限界以下と判断し、「1%未満」と表記した。
含水率(%)=100×(Ww−Wd)/Ww
(9)全光線透過率
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。レンズ状サンプルの水分を軽く拭き取り、光路上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であるものを測定に用いた。
(10)引張弾性率、引張伸度(破断伸度)
ホウ酸緩衝液による湿潤状態のサンプルを用いて測定した。コンタクトレンズ形状のサンプルから規定の打抜型を用いて幅(最小部分)5mm、長さ14mm、厚さ0.2mmの試験片を切り出した。該試験片を用い、オリエンテック社製のテンシロンRTM−100型を用いて引張試験を実施した。引張速度は100mm/分で、グリップ間の距離(初期)は5mmであった。
(11)擦り洗い耐久性
手のひらの中央に窪みを作ってそこにホウ酸緩衝液による湿潤状態のサンプル(コンタクトレンズ形状)を置き、そこに洗浄液(ボシュロム、“レニュー(登録商標)”)を加えて、もう一方の手の人差し指の腹で表裏10回ずつ擦った。その後、さらに親指と人差し指でサンプルを挟み洗浄液をサンプルにかけながら両面を20回擦った。擦り洗い後のサンプルをホウ酸緩衝液中に浸漬した。その後、(3)易滑性評価を行った。
(成型体の調整)
参考例1
成分Aとして下記式(M2)
Figure 0006003653
で表される両末端にメタクリロイル基を有するポリジメチルシロキサン(FM7726、チッソ、質量平均分子量29kD、数平均分子量26kD)(50質量部)、成分Bとしてトリフルオロエチルアクリレート(ビスコート3F、大阪有機化学工業)(45質量部)、成分Cとして2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA、3質量部)、成分CとしてN,N−ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA、1質量部)、成分Ckとして重合性基を有する紫外線吸収剤(RUVA−93、大塚化学)(1質量部)、
成分Ckとして下記の推定構造式(C3H)
Figure 0006003653
で表される重合性基を有する着色剤[Uniblue A(シグマアルドリッチ)を塩酸で処理したもの](0.04質量部)、重合開始剤“イルガキュア(登録商標)”819(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ、0.75質量部)および溶媒であるt−アミルアルコール(10質量部)を混合し撹拌した。メンブレンフィルター(0.45μm)でろ過して不溶分を除いてモノマー混合物を得た。このモノマー混合物を試験管に入れ、タッチミキサーで攪拌しながら減圧20Torr(27hPa)にして脱気を行い、その後アルゴンガスで大気圧に戻した。この操作を3回繰り返した。窒素雰囲気のグローブボックス中で透明樹脂(ポリ4−メチルペンテン−1)製のコンタクトレンズ用モールドにモノマー混合物を注入し、蛍光ランプ(東芝、FL−6D、昼光色、6W、4本)を用いて光照射(8000ルクス、20分間)して重合した。重合後に、モールドごと60質量%イソプロピルアルコール水溶液中に浸漬して、モールドからコンタクトレンズ形状の成型体を剥離した。得られた成型体を、大過剰量の80質量%イソプロピルアルコール水溶液に60℃、2時間浸漬した。さらに、成型体を大過剰量の50質量%イソプロピルアルコール水溶液に室温、30分間浸漬し、次に大過剰量の25質量%イソプロピルアルコール水溶液に室温、30分間浸漬し、次に大過剰量の純水に室温、30分間浸漬した。最後に、成型体を密閉バイアル瓶中に清浄な純水に浸漬した状態で入れ、121℃、30分間、オートクレーブ滅菌を行った。得られた成型体は、縁部の直径約14mm、中心部厚み約0.07mmであった。得られた成型体の含水率は1%未満、引張弾性率は0.614MPa、破断伸度は593%であり透明で濁りがなく、コンタクトレンズとして好適であった。また、モールドとして2枚のガラス板とガスケットを使用して同様の操作を行い、60mm×60mm×0.25mmのフィルム状サンプルを得た。
参考例2
成分Sとして下記式(t3)
Figure 0006003653
で表されるシリコーンモノマー(13.4質量部)、
成分Sとして下記式(t4)
Figure 0006003653
で表されるシリコーンモノマー(36.6質量部)、親水性成分HとしてN,N−ジメチルアクリルアミド(37質量部)、親水性成分Hとして2−ヒドロキシエチルメタクリレート(9.2質量部)、架橋性成分Iとしてトリエチレングリコールジメタクリレート(1.26質量部)、成分Ckとして重合性基を有する紫外線吸収剤(RUVA−93、大塚化学)(1.26質量部)、成分Ckとして重合性基を有する着色剤[Uniblue A、シグマアルドリッチ](0.02質量部)、光開始剤イルガキュア1850(1.26質量部)、および溶媒であるテトラヒドロリナロール(23.9質量部)を混合し撹拌した。均一で透明なモノマー組成物が得られた。このモノマー組成物をアルゴン雰囲気下で脱気した。窒素雰囲気下のグローブボックス中で、レンズ形状を有するモールドの空隙にモノマー組成物を充填し、光照射(東芝FL6D、8.4キロルクス、20分間)によりレンズを得た。得られたレンズを、60%IPA水溶液に60℃で30分間浸漬しモールドから剥離後、さらに80%IPA水溶液に60℃、2時間浸漬して残存モノマーなどの不純物を抽出し、50%IPA水溶液、25%水溶液、水と段階的にIPA濃度を下げた液におよそ30分ずつ浸漬して水和した。5mLバイアル瓶中のホウ酸緩衝液(pH7.1〜7.3)に浸漬し、該バイアル瓶をオートクレーブに入れ、120℃で30分間煮沸処理を行った。得られたレンズは、縁部の直径約14mm、中心部厚み約0.07mmであった。得られたレンズのケイ素原子の含有量は12.3%、含水率は41.7%、引張弾性率は0.665MPa、全光線透過率は84.2%であり透明で濁りがなく、コンタクトレンズとして好適であった。
(コーティング用ポリマーの合成)
実施例においてコーティングに供した共重合体の合成例を示すが、本合成例において各共重合体の分子量は以下に示す条件で測定した。
コーティング用ポリマーのGPC測定条件は以下のとおりである。
装置:島津製作所製 Prominence GPCシステム
ポンプ:LC−20AD
オートサンプラー:SIL−20AHT
カラムオーブン:CTO−20A
検出器:RID−10A
カラム:東ソー社製GMPWXL(内径7.8mm×30cm、粒子径13μm)
溶媒:水/メタノール=1/1(0.1N硝酸リチウム添加)
流速:0.5mL/分
測定時間:30分
サンプル濃度:0.1質量%
注入量:100μL
標準サンプル:Agilent社製ポリエチレンオキシド標準サンプル(0.1kD〜1258kD)。
合成例1
<CPHDA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド/アクリル酸(モル比1/2/1)>
200mL三口フラスコに水酸基を有するモノマーとしての2−ヒドロキシエチルメタクリレート(3.25g、0.025mol)、アミド基を有するモノマーとしてのN,N−ジメチルアクリルアミド(4.96g、0.050mol)、酸性モノマーとしてのアクリル酸(1.80g、0.025mol)、溶媒であるジメチルスルホキシド(41.0g)、重合開始剤VA−061(和光純薬工業、0.008g、0.031mmol)を加え、三方コック、還流冷却管、温度計、メカニカルスターラを装着した。モノマー濃度は20質量%であった。三口フラスコ内部を真空ポンプで脱気して、アルゴン置換を3回繰り返した後、60℃で0.5時間撹拌し、その後70℃に昇温して、4.5時間撹拌した。重合終了後、重合反応液を室温まで冷却し、酢酸エチル50mLに注ぎ入れて一晩静置した。翌日、上澄み液をデカンテーションで除いた。得られた固形分をメタノール/n−ヘキサン=8mL/40mLで10回洗浄した。固形分を真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させた。液体窒素を入れ、スパチュラで破砕した後、真空乾燥機で60℃、3時間乾燥させた。このようにして得られた共重合体の分子量はMn:123kD、Mw:428kD(Mw/Mn=3.48)であった。
合成例2
<CPHDA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド/アクリル酸(モル比1/2/1)>
200mL三口フラスコに水酸基を有するモノマーとしての2−ヒドロキシエチルメタクリレート(3.25g、0.025mol)、アミド基を有するモノマーとしてのN,N−ジメチルアクリルアミド(4.96g、0.050mol)、酸性モノマーとしてのアクリル酸(1.80g、0.025mol)、溶媒であるジメチルスルホキシド(41.0g)、重合開始剤VA−061(和光純薬、0.016g、0.062mmol)、2−メルカプトエタノール(2−ME、14μL、0.2mmol)を加え、三方コック、還流冷却管、温度計、メカニカルスターラを装着した。モノマー濃度は20質量%であった。三口フラスコ内部を真空ポンプで脱気して、アルゴン置換を3回繰り返した後、60℃で0.5時間撹拌し、その後70℃に昇温して、4.5時間撹拌した。重合終了後、重合反応液を室温まで冷却し、酢酸エチル50mLに注ぎ入れて一晩静置した。翌日、上澄み液をデカンテーションで除いた。得られた固形分をメタノール/n−ヘキサン=8mL/40mLで10回洗浄した。固形分を真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させた。液体窒素を入れ、スパチュラで破砕した後、真空乾燥機で60℃、3時間乾燥させた。このようにして得られた共重合体の分子量はMn:49kD、Mw:103kD(Mw/Mn=2.11)であった。
合成例3
<CPHDA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド/アクリル酸(モル比1/2/1)>
200mL三口フラスコに水酸基を有するモノマーとしての2−ヒドロキシエチルメタクリレート(3.25g、0.025mol)、アミド基を有するモノマーとしてのN,N−ジメチルアクリルアミド(4.96g、0.050mol)、酸性モノマーとしてのアクリル酸(1.80g、0.025mol)、溶媒であるジメチルスルホキシド(41.0g)、重合開始剤VA−061(和光純薬、0.016g、0.062mmol)、2−メルカプトエタノール(2−ME、43μL、0.62mmol)を加え、三方コック、還流冷却管、温度計、メカニカルスターラを装着した。モノマー濃度は20質量%であった。三口フラスコ内部を真空ポンプで脱気して、アルゴン置換を3回繰り返した後、60℃で0.5時間撹拌し、その後70℃に昇温して、4.5時間撹拌した。重合終了後、重合反応液を室温まで冷却し、酢酸エチル500mLに注ぎ入れて一晩静置した。翌日、上澄み液をデカンテーションで除いた。得られた固形分をメタノール/n−ヘキサン=5mL/50mLで10回洗浄した。固形分を真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させた。液体窒素を入れ、スパチュラで破砕した後、真空乾燥機で60℃、3時間乾燥させた。このようにして得られた共重合体の分子量はMn:22kD、Mw:42kD(Mw/Mn=1.89)であった。
合成例4
<CPHDA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド/アクリル酸(モル比2/1/1)>
200mL三口フラスコに水酸基を有するモノマーとしての2−ヒドロキシエチルメタクリレート(6.51g、0.050mol)、アミド基を有するモノマーとしてのN,N−ジメチルアクリルアミド(2.48g、0.025mol)、酸性モノマーとしてのアクリル酸(1.80g、0.025mol)、溶媒であるジメチルスルホキシド(43.2g)、重合開始剤VA−061(和光純薬、0.016g、0.062mmol)、2−メルカプトエタノール(2−ME、43μL、0.62mmol)を加え、三方コック、還流冷却管、温度計、メカニカルスターラを装着した。モノマー濃度は20質量%であった。三口フラスコ内部を真空ポンプで脱気して、アルゴン置換を3回繰り返した後、60℃で0.5時間撹拌し、その後70℃に昇温して、4.5時間撹拌した。重合終了後、重合反応液を室温まで冷却し、酢酸エチル500mLに注ぎ入れて一晩静置した。翌日、上澄み液をデカンテーションで除いた。得られた固形分をメタノール/n−ヘキサン=5mL/50mLで10回洗浄した。固形分を真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させた。液体窒素を入れ、スパチュラで破砕した後、真空乾燥機で60℃、3時間乾燥させた。このようにして得られた共重合体の分子量はMn:17kD、Mw:33kD(Mw/Mn=1.98)であった。
合成例5
<CPHDA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート/N,N−ジメチルアクリルアミド/アクリル酸(モル比1.5/1.5/1)>
200mL三口フラスコに水酸基を有するモノマーとしての2−ヒドロキシエチルメタクリレート(4.88g、0.038mol)、アミド基を有するモノマーとしてのN,N−ジメチルアクリルアミド(3.72g、0.038mol)、酸性モノマーとしてのアクリル酸(1.80g、0.025mol)、溶媒であるジメチルスルホキシド(41.6g)、重合開始剤VA−061(和光純薬、0.016g、0.062mmol)を加え、三方コック、還流冷却管、温度計、メカニカルスターラを装着した。モノマー濃度は20質量%であった。三口フラスコ内部を真空ポンプで脱気して、アルゴン置換を3回繰り返した後、60℃で0.5時間撹拌し、その後70℃に昇温して、4.5時間撹拌した。重合終了後、重合反応液を室温まで冷却し、酢酸エチル50mLに注ぎ入れて一晩静置した。翌日、上澄み液をデカンテーションで除いた。得られた固形分をメタノール/n−ヘキサン=8mL/40mLで10回洗浄した。固形分を真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させた。液体窒素を入れ、スパチュラで破砕した後、真空乾燥機で60℃、3時間乾燥させた。このようにして得られた共重合体の分子量はMn:83kD、Mw:319kD(Mw/Mn=3.85)であった。
合成例6
<CPDA:N,N−ジメチルアクリルアミド/アクリル酸(モル比2/1)>
500mL三口フラスコにアミド基を有するモノマーとしてのN,N−ジメチルアクリルアミド(59.50g、0.600mol)、酸性モノマーとしてのアクリル酸(21.62g、0.300mol)、純水(325.20g)、重合開始剤VA−061(和光純薬、0.1408g、0.562mmol)、2−メルカプトエタノール(43.8μL、0.63mmol)を加え、三方コック、還流冷却管、温度計、メカニカルスターラを装着した。モノマー濃度は20質量%であった。三口フラスコ内部を真空ポンプで脱気して、アルゴン置換を3回繰り返した後、50℃で0.5時間撹拌し、その後70℃に昇温して、6.5時間撹拌した。重合終了後、重合反応液をエバポレータで400gまで濃縮し、2−プロパノール/n−ヘキサン=500mL/500mL中に注ぎ入れて静置後、上澄み液をデカンテーションで除いた。得られた固形分を2−プロパノール/n−ヘキサン=250mL/250mLで3回洗浄した。固形分を真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させた。液体窒素を入れ、スパチュラで破砕した後、真空乾燥機で60℃、3時間乾燥させた。このようにして得られた共重合体の分子量はMn:55kD、Mw:192kD(Mw/Mn=3.5)であった。
(コーティング溶液の調製)
以下、純水とは逆浸透膜で濾過して精製した水を表す。
<PEI溶液>
ポリエチレンイミン(P3143、シグマアルドリッチ、分子量75万)を純水に溶解して1質量%水溶液とした。
<PAA溶液>
ポリアクリル酸(169−18591、和光純薬工業、分子量25万)を純水に溶解して1.2質量%水溶液とした。
<共重合体の溶液>
それぞれ、表1に示した合成例で得られた共重合体を、表1に示した溶媒に溶解して表1に示した濃度のCPDHA溶液A〜EおよびCPDA溶液とした。
Figure 0006003653
DMA:N,N−ジメチルアクリルアミド
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
AA:アクリル酸
実施例1〜10
参考例1および2で得られた成型体に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層(コーティング層)を形成した。表2中に示した各成型体に、表2中に示した第1溶液に30分間浸漬した後、3つの純水浴にそれぞれ5分間浸漬した。次に表2中に示した第2溶液に30分間浸漬した後、3つの純水浴にそれぞれ5分間浸漬した。次に該成型体を表2中に示した第3溶液に30分間浸漬した後、3つの純水浴にそれぞれ5分間浸漬した。コーティング層を形成した各サンプルについて、ムチン付着、易滑性等の評価を行った。評価結果を表2に示した。
比較例1〜6
表2中に示した各参考例で得られた成型体を、表2中に示した第1溶液に30分間浸漬した後、3つの純水浴にそれぞれ5分間浸漬した。次に表2中に示した第2溶液に30分間浸漬した後、3つの純水浴にそれぞれ5分間浸漬した。次に該成型体を表2中に示した第3溶液に30分間浸漬した後、3つの純水浴にそれぞれ5分間浸漬した。得られた評価結果を表2に示した。表2中、−は、各ポリマー溶液による処理を行わないことを意味している(比較例1は、第1溶液〜第3溶液での処理を行わない、すなわちコーティング層を形成しない基材である)。
Figure 0006003653
参考例1で作製した低含水性基材の場合(実施例1〜5)、良好な濡れ性、易滑性を有し、かつムチン付着、人工涙液付着、脂質付着が低減された医療デバイスが得られた。また、参考例2の含水性基材を用いた場合(実施例6〜10)、適度な濡れ性、易滑性を有し、かつ耐脂質付着性に優れた医療デバイスが得られた。
比較例7
参考例1で得られたレンズを1質量%PVP K90水溶液(ポリビニルピロリドン、シグマアルドリッチジャパン、分子量36万)に室温で30分間浸漬した後、取り出し人指で触ったところ非常に優れた易滑性があった。易滑性評価基準でAであった。その後、ビーカー中の純水で軽く濯ぎ洗いし、人指で触ったところ易滑性がなかった。易滑性評価基準でEであった。
比較例8
参考例2で得られたレンズを1質量%PVP K90水溶液(ポリビニルピロリドン、シグマアルドリッチジャパン、分子量36万)に室温で30分間浸漬した後、取り出し人指で触ったところ非常に優れた易滑性があった。易滑性評価基準でAであった。その後、ビーカー中の純水で軽く濯ぎ洗いし、人指で触ったところ易滑性がなかった。易滑性評価基準でEであった。
本発明は医療デバイスに関するものであり、患者と接触、または患者から採取された組織、例えば、血液やその他の体液と接触させて使用するデバイス、例えば、眼用レンズや皮膚用材料に好適に使用できる。特に軟質眼用レンズ、例えば、ソフトコンタクトレンズ、眼内レンズ、人工角膜、角膜インレイ、角膜オンレイ、メガネレンズなどの眼用レンズとして有用である。
1 装置
10 試料台
10a 石英ガラス板
11 測定治具(アルミニウム製)
12 摩擦検出部
13 力計
20 摩擦子
21 取付ホルダ(アルミニウム製)
22 パッキン(“テフロン(登録商標)”製)
23 ナット(アルミニウム製)
S サンプル

Claims (12)

  1. 基材の表面の少なくとも一部に、酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層が形成された医療デバイスであって、
    該酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層を形成する酸性ポリマーの少なくとも一種が、酸性モノマー、水酸基を有するモノマー、およびアミド基を有するモノマーをそれぞれ1種類以上含む3元以上の多元共重合体であることを特徴とする医療デバイス。
  2. 前記酸性ポリマーおよび塩基性ポリマーからなる層は、前記基材との間に共有結合を有しないことを特徴とする請求項1に記載の医療デバイス。
  3. 前記酸性モノマーが、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基から選択される少なくとも1種類の酸性基を分子内に有することを特徴とする請求項に記載の医療デバイス。
  4. 前記塩基性ポリマーが、アミノ基を有するモノマーを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の医療デバイス。
  5. 前記基材が、含水率10質量%以下の低含水性基材であることを特徴とする請求項1に記載の医療デバイス。
  6. 前記基材が、下記成分Aの重合体、または下記成分Aおよび成分Bとの共重合体を主成分とすることを特徴とする請求項1に記載の医療デバイス;
    成分A:1分子あたり複数の重合性官能基を有し、数平均分子量が6000以上のポリシロキサン化合物;
    成分B:フルオロアルキル基を有する重合性モノマー。
  7. 前記成分Aが下記式(A1)で表されるポリシロキサン化合物であることを特徴とする請求項に記載の医療デバイス。
    Figure 0006003653
    式中、XおよびXはそれぞれ独立に重合性官能基を表す。R〜Rはそれぞれ独立に、水素、炭素数1〜20のアルキル基、フェニル基、および炭素数1〜20のフルオロアルキル基から選ばれた置換基を表す。LおよびLは、それぞれ独立に2価の基を表す。aおよびbは、それぞれ独立に0〜1500の整数を表す。ただしaとbは同時に0ではない。
  8. 前記基材がハイドロゲルであることを特徴とする請求項1に記載の医療デバイス。
  9. 前記基材がケイ素原子を5質量%以上含むシリコーンハイドロゲルであることを特徴とする請求項に記載の医療デバイス。
  10. 軟質眼用レンズであることを特徴とする請求項1〜に記載の医療デバイス。
  11. 下記工程1〜工程3をこの順に含む医療デバイスの製造方法であって、工程3で使用する酸性ポリマーの少なくとも一種が、酸性モノマー、水酸基を有するモノマー、およびアミド基を有するモノマーをそれぞれ1種類以上含む3元以上の多元共重合体であることを特徴とする医療デバイスの製造方法;
    <工程1>
    シロキサニル基を有するモノマーを含む混合物を重合し、成型体を得る工程;
    <工程2>
    成型体を塩基性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該塩基性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
    <工程3>
    成型体を酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程。
  12. 下記工程1〜工程4をこの順に含む医療デバイスの製造方法であって、工程4で使用する酸性ポリマーの少なくとも一種が、酸性モノマー、水酸基を有するモノマー、およびアミド基を有するモノマーをそれぞれ1種類以上含む3元以上の多元共重合体であることを特徴とする医療デバイスの製造方法;
    <工程1>
    シロキサニル基を有するモノマーを含む混合物を重合し、成型体を得る工程;
    <工程2>
    成型体を酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
    <工程3>
    成型体を塩基性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該塩基性ポリマー溶液を洗浄除去する工程;
    <工程4>
    成型体を工程2と同一または異なる酸性ポリマー溶液に接触させた後、余剰の該酸性ポリマー溶液を洗浄除去する工程。
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