JPH02500286A - Uv吸収性ビニル単量体および重合体並びにそれから製造された眼の移植組織 - Google Patents

Uv吸収性ビニル単量体および重合体並びにそれから製造された眼の移植組織

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JPH02500286A
JPH02500286A JP63508711A JP50871188A JPH02500286A JP H02500286 A JPH02500286 A JP H02500286A JP 63508711 A JP63508711 A JP 63508711A JP 50871188 A JP50871188 A JP 50871188A JP H02500286 A JPH02500286 A JP H02500286A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 UV吸収性ビニル単量体および重合体並びにそれから製造された眼の移植″)J l織発明の背景 関連出願 本出願は1987年10月15日に提出された出願第108,690号の一部継 続出願である。
発明の分野 本発明は新規なUV光吸収性単量体および重合体並びにそれから製造されたレン ズに関する。
従来技術 紫外光により劣化されないかまたは影響を及ぼされないような高分子材料が望ま れている。高分子材料例えば移植組織、レンズなどは現在紫外光誘起劣化の欠点 を有している。眼のレンズなどの製造に現在使用される高分子材料は多量の紫外 光を吸収するかまたは紫外線放射の結果高分子材料中の基の励起から生ずるエネ ルギーを消す安定剤を混入したものである。しかし、それらが体液または他の液 体により抽出され、それにより汚染、毒性などの問題を生ずるので、これらの安 定剤の抽出性が、それらの有用性を低下させる。
またある場合には、紫外光を吸収し、それにより紫外光の通常の吸収を防ぐ眼中 の状態を克服する材料から作られたレンズを提供することもまた必要である。例 えば、無水晶体の眼は通常約300nmから約400nmまでの波長における光 を吸収する結晶性水晶体を含まない。無水晶体の眼中の網膜に衝突する光の全ス ペクトルが正常眼中のそれとは有意に異なるので、それらの中の網膜に衝突する スペクトルを制限するために矯正手段が必要である。
紫外光を吸収できる官能基を含む共重合可能な単量体が合成されている、そのよ うな単量体とレンズおよび眼の移植組織などの製造に通常されるものとの共重合 は低い抽出性および揮発性で紫外光にさらされたときの劣化に耐える材料の形成 を生ずる。例えば米国特許第4,304.895号;第4,310,650号; 第3,162,676号、第4,390,676号および第4,528,311 号参照。
上記特許により記載された単量体および系は比較的非能率なヘンシフエノンまた はベンゾトリアゾールUv吸収性ビニル単量体を用い、従って、共重合体中の比 較的多量のUV吸収性単量体の包含を必要とする。400nm未満の光の95% を吸収できる(5%透過)光学を有するUV吸収性眼内レンズには、例えば5〜 10重量%のベンゾフェノンおよび1〜5%またはそれ以上のベンゾトリアゾー ル車量体の濃度が必要である。そのような高いUV吸収性コモノマー濃度の使用 はメチルメタクリレートとの共重合において、例えばUV吸収剤のラジカル抑制 剤特性のために著しい非能率を伴ない、それにより実質的に低い単量体転化率、 低分子量重合体、および多量の、生体毒性不純物として作用できるUV吸収剤未 反応単量体を生ずる。
従って、本発明の目的は、一層有効なUV吸収剤であり、紫外光を吸収できる眼 材料の製造に比較的少量で単量体で共重合できる新規紫外光吸収性単量体を提供 することである。
そのような単量体の提供は、非常に低:・著度の紫外吸収剤を有し、それにより レンズの最適長期移植組織生体適合性および有用性を保証する眼材料の製造を可 能にする。
発明の概要 これらおよび他の目的は、構造: ZはNまたは−CH−であり、 RはHまたはCHsであり、 R4およびR2は同一かまたは異なることができ、H,1〜20個の炭素原子を 有するアルキルまたはアルコキシ、2〜20個の炭素原子を有するアルキルカル ボキシ、7〜25個の炭素原子を有する了り−ルカルボキシまたはヒドロキシル であり、R1はH、ヒドロキシル、1〜20個の炭素原子を有するヒドロキシア ルキルまたはシロキシであり; R,、RS、R,およびR1は同一かまたは異なることができ、Hまたはハロゲ ンであり; Xは1〜20の整数である) を有する一定の新規UV光吸収性重合可能単量体、またはそのホモポリマー、あ るいはそのエチレン性不飽和単量体との、紫外光吸収有効量の紫外光吸収性重合 可能単量体を含む共重合体を提供する本発明により実現される。
アリールという語は、場合により単量体または生ずる重合体のUV吸収特性に影 響を与えない非毒性の薬学的に許容できる置換基で置換された任意の芳香族基、 好ましくはヒドロカルビル基を含めるものとする。
図面の簡単な説明 第1〜3図および第7〜10図は実施例中に記載した実験の結果を示すグラフで ある。
第4〜6図は本発明による眼の移植組織の例を示す。第4図はワンピース眼内レ ンズ10の平面図を示し、第5図は光学素子とは異なる基材重合体で作ることが できるファイバーハブチツクス(Fiberhaptics ) 14を有する 眼内レンズ12の平面図を示し、第6図は人工角膜(keratoprosth esis) 16の平面図を示す。
発明の詳細な説明 本発明の単量体は、それらが殊に約300〜約450nmまたはそれ以上の強紫 外光吸収剤である点で有用である0本発明の単量体と、光学デバイス例えばコン タクトおよび眼内レンズ並びにめがね中に使用されるレンズの製造に現在使用さ れる単量体との共重合はtJV光を吸収できるレンズの製造をもたらす。LJV 吸収性単量体が高分子鎖の一部を形成するので、単量体物質の眼または周囲組織 中への抽出または浸出による眼の汚染の可能性が少ない。さらに、それから製造 される重合体は非常に少量の、−iに重合体の重量を基にして1重量%未満の単 量体を用いて高度の紫外光吸収を達成する。
本発明の新規単量体は遊離基およびガンマ線開始を含むビニル重合の普通の方法 により他のビニル型単量体と重合または共重合させることができる。
本発明の単量体との共重合に通ずる単量体はレンズ材料の製造に典型的に使用さ れるもの、例えばアルキルアクリレートおよびメタクリレート、例えばメチルア クリレート、メチルメタクリレート、他のアクリル性ビニル単量体、ヒドロゲル の製造に適する親水性ビニル単量体例えばN−ビニルピロリドン(NVP)、ヒ ドロキシエチルメタクリレ−) (HEMA) 、ヒドロキシエチルアクリレー ト(HEA) 、ヒドロキシプロピルアクリレート類、アクリルアミド(A A ) 、A AFA導体、および架橋性ジビニル単量体例えばビスアクリルアミド 類、ビスアクリレート類、エチレングリコールジメタクリレート類、ビスアリル カーボネート類などである。一般に、付加重合の普通の方法により重合し、適当 な共重合反応性比を有するビニルおよびジビニル単量体が有用である。
本発明の好ましいUV吸収性単量体には構造:10−アクリロイル−アザフェノ チアジン(A A T P T)10−メタクリロイル−アザフェノチアジン( MAATPT)r−10−(2−アセチルフェノチアジニル)−β−ヒドロキシ プロピルメタクリレート (MHAPT)γ−10−(アザフェノチアジニル) −β−ヒドロキシプロピルメタクリレ−) (GMAAPT)10−メタクリロ イルフェノチアジン(MAPT)γ−10−(2−クロロフェノチアジニル)− β−ヒドロキシプロピルメタクリレート(MHACPT)γ−10−(2−クロ ロ−8−ベンゾイルフェノチアジニル)−β−ヒドロキシプロピルメタクリレー ト(MHBCPT)C:0 β−10−(2−アセチルフェノチアジニル)エチルメタクリレート (HMA PT) を有する置換フェノチアジンおよびアザフェノチアジン化合物が含まれる。
本発明の新規置換フェノチアジンおよびアザフェノチアジン単量体は実施例中に 示されるように、容易に入手できるフェノチアジンおよびアゾフェノチアジン化 合物からアセチル化、アルキル化、エステル化などを含む普通の有機合成により 合成される。
本発明の単量体は共重合により紫外光の吸収が望まれる広範囲の適合性重合体中 へ組込むことができる。例えば、それらはアクリル重合体例えばポリメチルメタ クリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエチルアクリレートなど、並びに 他のビニル単量体との、線状または架橋ビニル重合体中への(殊にジビニルビス アクリレート類、ビスアクリルアミド類およびビスカーボネート類との)、およ び広範囲のヒドロゲル組成物とのアクリル共重合体中に組込むことができる。
本発明のUV吸収性共重合体は眼関連品例えばレンズ、眼の移植組織、眼内レン ズ、コンタクトレンズ、人工角膜、並びにUV光の吸収およびそれに対する耐性 から利益が得られるプラスチック部品、フィルムおよび繊維の構成に殊に適応さ れる。
紫外吸収特性、すなわちUVr遮断」、に対する有用な定量尺度は、1fi試料 に対する透過(T)が5%に低下する紫外−可視スペクトル中の波長である。4 00nmで5%T(Iiを得るために、従来は既知重合可能単量体で、重合体の 重量を基にして通常1〜2重量%以上の、しばしば5〜10%程度の単量体を用 いることが必要であった0本発明の単量体は多くの重合体中に1重量%未満を用 いて5%T(11!を生じ、好ましい単量体でポリメタクリレートのような重合 体に対して0.2〜0.3重量%程度の少量を必要とする。
420〜440nmで5%TUV遮断を有する眼の材料の開発はそのような高い 濃度を必要とするこれらの化合物の不利な性質により妥協されていた。本発明は 若干の組成物中に0.5重量%程度の少量の単量体を用いて、例えば440nm 遮断の達成を可能にする。
眼の材料に加えて、本発明の重合体はまたフィルム例えば包装材料、窓、天窓、 つや出し材料、自動車光ハウジングなどの製造においてUV光吸収に、および重 合体のUV安定性の強化に有用である。
最適紫外光吸収を達成し、最適光学特性を保持するためには、共重合体が約0. 1〜約5重量%のUV吸収性単量体を含むことが好ましい。
実施例 1 この実施例はメチルメタクリレート(MMA)および〔γ−10−(2−アセチ ルフェノチアジニル)−β−ヒドロキシプロピルメタクリレート(MHAPT) (弐■)の共重合体、ポリ <MMA−MHAPT) 、の製造並びにMHAP Tの合成を示すものである。
γ−10−(2−アセチルフェノチアジニル−β−ヒドロキシプロピルメタクリ レ−) (MHAPT)の製造2−アセチルフェノチアジン(2g、0.0 O 83モル)のテトラヒドロフラン(50rd中の溶液に攪拌下に5℃以下で水素 化ナトリウム0.20g (0,0086モル)を注意深く加えた。グリシジル メタクリレート(1,88g、 0.013モル)のテトラヒドロフラン10− 中の溶液を上記溶液に滴加した。反応混合物を室温で48時間保持した。溶媒を 除去した後、残留物を希H(lおよび水で洗浄した。乾燥した。生成物2.3g が酢酸エチルによる再結晶により得MHAPTをMMA中に容易に溶解した。種 々の濃度のMHAPTを有する共重合体組成物を、ラジカル重合開始剤としてA IBNを用い、コモノマー混合物を60〜70℃に加熱して製造した。O,OS %、0.1%、0.25%、0.3%、0.5%および2%の重合可能U V吸 収剤、MHAPT、を有する透明共重合体スラブをガラス型(厚さ1.On)中 に注型した。UVおよび可視範囲におけるこれらのスラグの透過スペクトルを記 録した。次表に組成および5%透過における相当する波長を示す。
MMA MHAPT AIBN 5χ透過における(重量%) (重量%) ( 重量%) λ(n+i)#1 99.95 0.05 0.5 331#2 9 9.9 0.10 0.5 368#3 99.75 0.25 0.5 40 3#4 99.7 0.30 0.5 410#5 99.5 0.50 0. 5 444#6 98 2.0 0.5 473 これらの結果は第2図に重量%MHAPTを5%透過におけるλに対してプロッ トされているが、0.25%程度の少量のUV吸収性コモノマーで、5%TUV 遮断が400nm以上であることおよび0.5%程度の少量のUVコモノマー、 440r++++以上で5%Ta断がPMMA組成物に対して達成されることを 示す。
実施例 2 この実施例は本発明の置換アザフェノチアジン化合物、1o−アクリロイル−ア ザフェノチアジン(AATPT)および10−メタクリロイル−アザフェノチア ジン(MAATPT)の製造を示すものである。
1、塩化メチレン3〇−中のDCC2,Ogの溶液を、塩化メチレン7〇−中の アザフェノチアジン2.0gおよびアクリルa1.ogの溶液に撹拌下に0〜5 ℃で滴加した。反応混合物を室温で24時間保持した。沈殿を濾過した。溶媒を 蒸発させた。AATPTの黄色生成物1.1gがシクロヘキサンによる再結晶に より得られた。
■、アザフェノチアジン2.0gおよびアクリル酸無水’h1.5gをジオキサ ン5〇−中に溶解した。反応混合物を60℃で1時間、次いで室温で一夜保持し た。溶媒の弾発後、粗AATPT生成物が20〜30%の収率としてシクロヘキ サンで再結晶された。
■、上記操作はメタクリル酸(方法I)またはメタクリル酸無水物(方法■)を 用いるとMAATPTを生じた。
実施例 3 この実施例はγ−10−(2−クロロフェノチアジニル)−β−ヒドロキシプロ ピルメタクリレート(MHACPT)の製造を示すものである。
水素化ナトリウム0.30 gをジオキサン75−中の2−クロロフェノチアジ ン2、Ogの溶液に撹拌下に60℃で注意深く加えた0次いで温度を100℃に 上げ、6時間保持した。ジオキサン10d中のグリシジルメタクリレート3.0 gを上記溶液に滴加し、8時間保持した。溶媒を蒸発させ、固体を希HCj!お よび水で十分に洗浄した。生成物を95%エタノールで再結晶した。
実施例 4 a)実施例3の操作を2−アセチルフェノチアジンを用いて繰返して、γ−10 −(2−アセチルフェノチアジニル)−β−ヒドロキシプロピルメタクリレート (MHAPT)を製造した。
b)実施例3の操作を2−クロロ−8−ベンゾイルフェノチアジンを用いて繰返 し、γ−10−(2−クロロ−8−ベンゾイルフェノチアジニル)−β−ヒドロ キシプロピルメタクリレート(MHBCPT)を製造した。
実施例 5 β−10−(2−アセチルフェノチアジニル)エチルメタクリレート(HMAP T) i)10−(β−ヒドロキシエチル)−2−アセチルフェノチアジン 2−アセチルフェノチアジン2.Ogとエチレンカーボネート1.5gとの混合 物を200℃に4時間加熱した。上記反応混合物が冷却すると凝固した混合物を エタノール中に溶解した。褐色生成物がエタノール−水による再結晶により得ら れた。
ii)β−10−(2−アセチルフェノチアジニル)エチルメタクリレート β−N−ヒドロキシエチル−2−アセチルフェノチアジン2.0gをメチルメタ クリレート100i中に溶解し、p−)ルエンスルホンM O,1gを触媒とし て、およびヒドロキノン0.02 gを抑制剤として用いることによりエステル 交換反応を24時間行なった。メチルメタクリレートの除去後、残留物を炭酸ナ トリウム溶液および水で十分に洗浄した。淡褐色生成物がエタノール−水による 再結晶により得られた。
実施例 に の実施例は比較的低濃度の共有結合UV吸収剤で有用なUV吸収特性を有する透 明可撓性ヒドロゲル組成物を形成するための本発明のUV吸収性単量体の使用を 示す。
ヒドロゲルは次の単量体−開始剤組成物中にMATPを用いて製造した。Uvお よび可視範囲における透過スペクトルを記録した。
5%透過における波長は厚さ1mlのヒドロゲル試料に対して43・2n11で あった(第3図)。
HEMA 20% (2−ヒドロキシエチルメタクリレート)NVP 60%  (N−ビニルピロリドン)MMA 20% (メチルメタクリレート)MAAT PT 2% (10−メタクリロイルアザフェノチアジン)AIBN 0.1%  (アザビスイソブチロニトリル)EGDM 1% (エチルグリコールジメタ クリレート)実施例 7 UV吸収性ヒドロゲルを、MHAPTを次の単量体−開始剤組成物中に用いて製 造した。UVおよび可視範囲における透過スペクトルを記録した。5%透過にお ける波長は単に約0.5%MHACPを含む厚さ1菖1の試料に対して446n mであった(第7図)。
HEMA 20% NVP 60% MMA 20% MHAPT O,5% γ−10−(2−アセチルフェノチアジニル−β−ヒド ロキシプロピルメタクリレート)AIBN O,2% EGDM 1% 実施例 8 UV吸収性ヒドロゲルを次の単量体−開始側組成で製造した。5%透過における 波長は2%AATPTを含む厚さ11−の試料に対して400nmであった(第 8図)。
HEMA 20% N V P 6 0% MMA 20% AATPT 2% (10−アクリロイルアザフェノチアジン)AIBN O, 2% EGDM 1% 実施例 9 透明UV吸収性PMMA共重合体を、MMAと0.3重量%MHACPT、γ− (10−(2−クロロフェノチアジニル)〕−〕β−ヒドロキシプロピルメタク リレーおよびAIBN開始剤を用いて製造した。厚さ11の試料は365r+m で5%透過を有するUV遮断を示した(第9図)。
実施例 10 2%GMAAPT、γ−10H−(アザフェノチアジニル)−β−ヒドロキシプ ロビルメタクリレートを用いて透明PMMA共重合体(厚さ1.(In)を重合 注型により製造した。5%透過波長は390n+aであった(第10図)。
実施例 11 本発明の他の態様は、本発明の新UV吸収性単量体の、高分子で非常に強いUV 吸収性共重合体を形成するための高濃度のUVコモノマー(例えば5〜20重景 %のLIVコモノマー例えばに、i HA CP )との線状可溶性アクリルま たは親水性共重合体の形成に対する使用である0強UV吸収性共重合体は次いで アクリルプラスチンクまたはヒドロゲルと相容性の高分子UV吸収性添加剤とし て使用でき、共存的に結合されないが、UV吸収性アクリルまたはヒドロゲル材 この実施例ではメチルメタクリレート(MMA)および1o−メタクリロイルア ザフェノチアジン(MAATPT)(式11)のUV吸収性共重合体(MMA− MATP)の合成および特性並びにその眼の移植組織に対して有用なPMMA組 成物中の有効適合性高分子UV吸収剤としての使用について説明する。
り00ホ)L、L4d中(’)MAATPT (0,09g) 、MMA (0 ,9g)およびAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)(0,003g)の溶 液をガラス管中に入れた。管をシール前に3凍結融解サイクル(液体窒素)によ り脱気した。重合は60”Cで50時間行なった。
このようにして得られた粘性溶液を多量のn−ヘキサン中に注加し、生じた沈殿 を乾燥した。さらに1回の再沈殿後、共重合体(0,186g)およびAIBN (0,005g>をMMA (2,364g)中に?8解した。この溶液を重合 に用い、約0.67%MAATPTを含む透明PMMAスラブを注型した。厚さ 1鶴のスラブに対する5%透過における波長は第1図に示されるように404n mであった。
実施例 12 ワンピース眼内レンズIOL (すなわち第4図)を実施例1.5.9.10お よび11の方法により製造されたUV吸収性PMMAの旋盤切断注型ブランクに より容易に製造した。これらのUV吸収性10Lは包外天然水晶体摘出後のウサ ギの後戻中の移植組織として試験した場合に良好な生体適合性を示した。同様に 、良好な生体適合性が前房移植Mi織に対し、および実施例1.5および6のP MMA共重合体の成形によりまたは注型ブランクからの光学素子の旋盤切断によ り製造され、ポリプロピレンハプチンクスを備えたツーピースl0L(すなわち 第5図)に対して認められる。
実施例 13 UV吸収性ヒドロゲルIOLを実施例6〜8の組成物の注型ロッドの切断および 研磨により、または個々のレンズの注型により製造した。それらはウサギにおい て前房または後戻移植組織として満足な生体適合性を示した。可撓性組成物は小 切開によって折りた\みて挿入できる。
実施例 14 人工角膜(すなわち第6図)を実施例1および5〜11のUV吸収性アクリルお よびヒドロゲル組成物のケースロールまたはシートの成形によるかまたは切断お よび研磨により製造した。
F/G、1 MHAcp ;tX(a、i〆) FIG、 3゜ RG/4 平成 年 月 日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 PCT/US 881035133、補正をする者 事件との関係 出願人 名称 ユニバーシティ オブ フロリダ5、補正命令の日付 平成1年10月3 日国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、 ZはNまたは−CH−であり、 RはHまたはCH3であり、 R1およびR2は同一かまたは異なることができ、H、1〜20個の炭素原子を 有するアルキルまたはアルキルオキシ、2〜20個の炭素原子を有するアルキル カルボキシ、7〜25個の炭素原子を有するアリールカルボキシまたはヒドロキ シルであり、R3はH、ヒドロキシル、1〜20個の炭素原子を有するヒドロキ シアルキルまたはシロキシであり、R4、R5、R6およびR7は同一かまたは 異なることができ、Hまたはハロゲンであり、 xは1〜20の整数である) を有する紫外光吸収性重合可能単量体もしくはそのホモポリマーまたはそのエチ レン性不飽和コモノマーとの、紫外光吸収有効量の前記紫外光吸収性重合可能単 量体を含む共重合体。 2.紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 3.紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 4.紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 5.紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 6.紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 7.紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 紫外光吸収性単量体が構造: ▲数式、化学式、表等があります▼ を有する請求項1記載の化合物、ホモポリマーまたは共重合体。 9.エチレン性不飽和コモノマーがレンズまたは他の光学デバイスの製造におけ る使用に適する重合体の製造において使用に適するものである、請求項1記載の UV吸収性共重合体。 10.エチレン性不飽和コモノマーがメチルアクリレート類、メチルメタクリレ ート類、N−ビニルピロリジン類、ヒドロキシエチルメタクリレート類、ヒドロ キシエチルアクリレート類、ヒドロキシプロピルアクリレート類、アクリルアミ ド類、ビスアクリルアミド類、ビスアクリレート類、エチレングリコールジメタ クリレート類、ビスアリルカーボネート類およびそれらの混合物からなる群から 選ばれる請求項9記載のUV吸収性共重合体。 11.エチレン性不飽和コモノマーかアルキルメタクリレートである請求項9記 載の共重合体。 12.エチレン性不飽和コモノマーがメチルメタクリレートである請求項11記 載の共重合体。 13.請求項1記載の共重合体から少くとも一部構成されたレンズまたは光学デ バイス。 14.請求項1記載の共重合体から少くとも一部構成された眼の移植組織。 15.請求項1記載の共重合体から少くとも一部構成された眼内レンズ。 16.請求項1記載の共重合体から少くとも一部構成されたコンタクトレンズ。 17.請求項1記載の共重合体から少くとも一部構成された人工角膜。 18.請求項1記載の共重合体から少くとも一部構成されたプラスチックフィル ムまたは成形もしくは押出プラスチック部品。 19.請求項1記載の単量体、ホモポリマーまたは共重合体が中に組込まれたヒ ドロゲル。 20.請求項1記載の重合体または共重合体が中に組込まれた重合体または共重 合体。
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