JPH05237142A

JPH05237142A - 眼科用治療具

Info

Publication number: JPH05237142A
Application number: JP4083992A
Authority: JP
Inventors: Toru Morita; 徹森田; Kazunari Nishiyama; 和成西山
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】極めて高含水で、装着感に優れたセルロース系
の含水コンタクトレンズなどの眼科用治療具を提供す
る。【構成】複数の官能基を有する架橋剤によって実質的に
化学架橋されたセルロースおよび／またはセルロース誘
導体と水からなる含水ゲルから実質的に構成されてい
る。【効果】極めて高含水にして、寸法経時変化性や透明度
経時変化性などが少なく、しかも酸素透過性やイオン透
過性、装着感、機械的強度に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば含水コンタクト
レンズ、点眼薬徐放の基材、人工水晶体、人工角膜、人
工硝子体のような眼科用治療具に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンタクトレンズ用材料として種々存在
する材料の中で、含水ゲルを用いたときが、装用感の良
好なソフトコンタクトレンズを得る上で好ましい事は従
来から知られている。この様な含水コンタクトレンズと
して、２−ヒドロキシメタクリレートを主原料とするも
のが広く使用されている。しかしこれらの含水率は３０
〜４０％と低く、十分な酸素透過性を有していないた
め、長時間の連続装用ができないという問題点があっ
た。

【０００３】このため、高含水で酸素透過性に優れたコ
ンタクトレンズ素材の開発が行われてきている。例えば
ポリビニルピロリドンを主体とした材料は、５０〜８０
％程度の含水率を有し、酸素透過性に優れている。しか
しこの様な材料は、機械的強度が低く、そのためにレン
ズにしたときに破損し易いという問題を有している。前
記機械的強度の問題を解決するために、こうした親水性
重合体と他の重合体との共重合物を用いたり（例えば、
特公昭５７−４３０８５号、特公昭６０−１５６４７
号、特公平１−１５８４７号他）、新規な親水性重合体
の利用（特開昭５９−１６１４２０号、特開昭６２−１
１１２２９号他）など様々な試みが行われてきた。しか
しながら、ある程度機械的強度が向上する反面、透明性
が低下したり、膨潤時に歪が生じたり、合成法が複雑で
あるため多量に安定した材料の供給が困難であるなど、
問題が残るものであった。

【０００４】近年、高含水でかつ機械的強度の優れた素
材を提供する目的で再生セルロースで構成された含水コ
ンタクトレンズが提案されている（特開平２−１６８９
５８号）。この再生セルロースからなる含水コンタクト
レンズは、９０％以上の高含水率にもかかわらず、機械
的強度が極めて優れたもの（３０ｋｇ／ｃｍ²程度）で
あった。しかし、このコンタクトレンズは製造法が複雑
であり、製造時に存在する有機溶媒を除去し水と置換す
る際にレンズの収縮や歪が起こることが多いなど、安価
に均一な製品を大量に製造する事は困難である上に、架
橋剤がセルロースの水酸基における水素結合を利用した
ものであるために、純水中に放置しておくと架橋剤が流
出し、セルロースの結晶化が進むことなどによってコン
タクトレンズが白濁したり変形を起こしやすいなど実用
上の問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】高含水により酸素透過
性やイオン透過性、装着感に優れ、しかも機械的強度に
優れたコンタクトレンズ等の眼科用治療具であり、前記
の様な素材では問題となった寸法経時安定性、透明度経
時安定性などに優れたものを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、複数
の官能基を有する架橋剤によって実質的に化学架橋され
たセルロースおよび／またはセルロース誘導体と水から
なる含水ゲルから実質的に構成されることを特徴とする
眼科用治療具である。本発明に言う化学架橋とは化学的
な結合（例えばエステル結合やエーテル結合等）によっ
て、セルロースの分子内及び、または分子間の水酸基が
複数の官能基を持った架橋剤を介して結合しているもの
をいい、水素結合による分子内や分子間の架橋、あるい
はイオン架橋等を形成してなる分子内や分子間の架橋構
造をいうものではない。

【０００７】水素結合のみを架橋点とする場合、架橋構
造は温度変化やゲル中の水の塩濃度等によって大きく影
響され易く、特にセルロ−ス系では水素結合による結晶
化が進みやすいため、光の波長より大きい結晶が多く発
生したり、光の波長より小さい結晶であっても不均一に
発生したりすると、含水ゲル成形体の変形や透明度低下
を起こすと考えられる。また、多価アルコ−ル等を含有
させて、アルコ−ルとセルロ−スの水酸基間の水素結合
による架橋構造を持たせることで上記の欠点を軽減する
ことは可能であるが、水中では架橋剤となっている多価
アルコ−ルが流出するために、水中保存時の形状や透明
度の経時変化は避け難い。

【０００８】イオン結合を架橋点とする場合も、架橋構
造が温度やゲル中の水のイオン濃度等に影響されやすい
ために、含水ゲル成形体の形状を経時的に維持すること
は難しい。また、水素結合の場合と同様に、結晶化が進
みやすいために透明度の低下が起こりやすい。これに対
して、化学結合を架橋点とする場合は、架橋部分が結晶
化を阻害し、光の波長より大きい結晶の発生を抑えてい
ると考えられ、透明なセルロ−ス系の含水ゲルを得るこ
とが可能である。また、架橋構造が温度変化やゲル中の
塩濃度等に影響されることが少ないと考えられ、水中保
存時にも形状や透明度を維持することが可能となる。

【０００９】尚、セルロースの分子内及びまたは分子間
の水酸基が架橋剤を介して化学架橋されていることは、
このセルロース系の含水ゲルをセルラーゼ等の酵素やそ
の他の薬品を用いてセルロースのβ型１，４結合を加水
分解し、液体クロマトグラフィーやマススペクトロメト
リー等を用いて分析したときに、一つの架橋剤を介して
にグルコースが二つ結合した部分が検出されることによ
り判定可能である。

【００１０】また本発明にいうところの実質的に化学的
架橋とは、架橋剤１分子に対してセルロースおよび／ま
たはセルロース誘導体の水酸基が二つ以上反応して三次
元架橋構造をとっているものを含むことが必要である
が、架橋剤の反応基の一つだけが反応して架橋構造を取
らないものが混在しても良く、化学結合による架橋が存
在すれば、他に水素結合やイオン結合等の架橋を含むこ
とはかまわないと言うことである。

【００１１】本発明においてセルロースは、木材、綿リ
ンター、麻等の天然セルロースを精製したものやこれら
を銅アンモニア溶液等セルロースの溶媒にいったん溶解
した後再生して得られるセルロースのいずれであっても
よいが、純度の高いものが好ましい。また、セルロース
誘導体とは、セルロースの水酸基を一部置換したもので
あるが、セルロースの性質が維持できる程度の置換度
（ＤＳ）のものが好ましく、アルカリ水溶液に可溶であ
ること（ＤＳが約０．５以下）が一つの目安となる。例
えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、
アセチルセルロース等が挙げられる。セルロースおよび
／またはセルロース誘導体の重合度（ＤＰ）に制限はな
いが、約２００から１０００であるものが一般的に使用
されている。

【００１２】そしてこれらを化学架橋する架橋剤は、セ
ルロースおよび／またはセルロース誘導体の水酸基と反
応し得る官能基を複数持つものから選ばれる。例えば、
マロニルジクロリド、こはく酸クロリド、グルタルジク
ロリド、塩化テレフタロイル等のように二つ以上の酸塩
化物を有する化合物、グルタルアルデヒド等のように二
つ以上のアルデヒド基を持つ化合物、ネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジ
ルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル等のよ
うに二つ以上のエポキシ基を持つ化合物、二塩化エタ
ン、テトラメチレンクロロブロマイド、ジブロモプロパ
ン、ジブロモブタン等のように二つ以上のハロゲン基を
有する化合物、エピクロルヒドリン等のようにエポキシ
基とハロゲン基を有する化合物等から選ばれる。これら
のうち反応後の化学安定性を考えるとセルロースの水酸
基とエーテル結合するものであることが好ましい。

【００１３】これら架橋剤の反応度は、眼科用治療具の
用途に合わせて適宜に選定され、機械的物性の考慮が必
要なものに対しては特に注意されるべきである。本発明
に言う反応度は、セルロースのグルコース残基１モルに
対する反応した架橋剤のモル数と定義し、０．０１モル
以上０．５０モル以下であることが好ましい。０．０１
モル以下では明確な効果が現れにくくなり、０．５０モ
ル以上ではヒドロゲル成形体が脆くなる傾向にあるので
好ましくない。尚、反応度の測定方法としては、重量の
増加率から計算する方法や、ヨウ化水素酸により分解し
架橋剤を脱離させて測定する方法等がある。

【００１４】本発明において、含水ゲルの含水率は７０
％以上にする事が可能であり、９０％以上にしても他の
材料から得られるヒドロゲルに比べて非常に優れた機械
的強度を有している。さらに、セルロースおよび／また
はセルロース誘導体が化学結合で架橋されているため
に、蒸留水や生理食塩水中に放置したときに架橋剤やセ
ルロースおよび／またはセルロース誘導体が流出するこ
とが無く、寸法経時変化性、透明度経時変化性などが起
こりにくいものである。

【００１５】本発明の眼科用治療具の製造法は様々に考
えられるが、以下にその一例であるコンタクトレンズの
製造法についての一例を述べる。この場合、光学的精度
が要求されるため、架橋反応はセルロースの均一溶液系
で行われる方が好ましい。それは、反応が均一に行われ
る可能性が高いためであって、フレーク状や粉末状のア
ルカリセルロースを用いて不均一系で反応を行うと、反
応が不均一になりやすく、作製した含水コンタクトレン
ズの透明性や光学的性能にむらが生じやすくなる傾向が
増大するので好ましくない。

【００１６】まずセルロースの溶解法としては、様々の
方法がある。例えば、セルロースをアルカリセルロース
とし、これを二硫化炭素と反応させて、その後アルカリ
で溶解する方法、セルロースを銅アンモニア溶液に溶解
する方法等のように水系溶媒に溶解する方法がある。ま
た、ジメチルスルホキシド／パラホルム系、ジメチルホ
ルムアミド／Ｎ₂Ｏ₂系、ジメチルホルムアミド／クロ
ラール系、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド／塩化リチウ
ム系等、有機溶剤に溶解する方法がある。近年になっ
て、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等のアルカリ水溶液単独で溶解する方法が特開昭６０
−４２４０１号、６０−４２４３８号、６１−１３０３
５３号、特開昭６２−１１６６０１号等に開示されてい
る。これらの中から製造条件に合わせて選定されてよい
が、アルカリ水溶液単独で溶解する方法が特に好まし
い。その理由は、架橋反応時に余分な副反応が起こりに
くい系であることや作製したコンタクトレンズ中の溶媒
を蒸留水または生理食塩水で置換する際にその溶媒が水
系であるとスムーズに置換でき、その時に歪みや失透が
起こりにくい等の利点があるためである。

【００１７】セルロ−ス溶液中のセルロース濃度は、含
水コンタクトレンズの含水率や機械的物性等の設計に関
するものであり、セルロースの重合度なども考慮にいれ
て適宜選定される。次いでセルロース溶液に架橋剤を添
加し、架橋反応を行う。架橋剤の添加量は、前述のよう
に含水コンタクトレンズの機械的物性などの設計に関す
るものであり、架橋剤の反応性も考え合わせて適宜決め
られる。添加するときのセルロース溶液の温度は低温に
保つことが好ましい。これは架橋剤の反応速度を抑え
て、添加混合後の溶液にある程度の流動性を保持し、賦
型性を良くするためである。

【００１８】架橋剤を添加混合後なお流動性を保持した
溶液を、直接コンタクトレンズの鋳型に流し込んだ後、
架橋反応が進行するまで静置するとコンタクトレンズ形
状のゲル成形体が形成される。この時、反応時間短縮の
ために加熱することはかまわない。このコンタクトレン
ズ状ゲル成形体を鋳型から取り出し、水で洗浄し、ゲル
成形体中の溶媒を蒸留水または生理食塩水で置換すると
含水コンタクトレンズが得られる。

【００１９】また、上記と同様な方法で棒状または板状
の鋳型に流し込んで含水ゲル成形体を生成する。これを
いったん乾燥した後、切削加工・研磨してコンタクトレ
ンズとし、これを蒸留水または生理食塩水中で、飽和膨
潤させる事でも、目的の含水コンタクトレンズを得る事
は可能である。以上のようにして得られる含水コンタク
トレンズは、例えば、含水率が７０〜９９％、強度が１
０〜４０ｋｇ／ｃｍ²、伸度が５０〜３００％、酸素透
過係数が６〜９×１０^-10（ｃｍ²／ｓｅｃ）（ｍｌ／
ｍｌ×ｍｍＨｇ）であり、高含水により酸素透過性やイ
オン透過性、装着感に優れ、しかも機械的強度に優れた
コンタクトレンズであり、寸法経時変化性、透明度経時
変化性などの少ないものである。

【００２０】また、コンタクトレンズの他にも人工水晶
体、人工角膜、人工硝子体等の材料としても使用可能な
ものである。

【００２１】

【実施例】以下に実施例をもって本発明の実施態様の一
部を例示するが、例中特に断らない限り、百分率は重量
によるものである。

【００２２】

【実施例１】コットンリンター銅アンモニア溶液より再
生したセルロース（ＤＰ＝７００）を８．５％水酸化ナ
トリウム水溶液に溶解してセルロース濃度５．０％の溶
液を作成した。セルロースのアルカリ水溶液２００ｇ
に、架橋剤としてエピクロルヒドリン６．３ｇ（セルロ
ースを構成するグルコース残基当たり１．１モル当量）
を添加し、ミキサーで十分撹拌する。脱泡後、コンタク
トレンズ用凹凸鋳型間に均一に充填した。これを５０℃
で５時間放置したところ、溶液はゲル化しコンタクトレ
ンズ状のゲル成形体を得た。このゲル成形体を鋳型から
取り出して水で十分洗浄し、ゲル中の溶媒を蒸留水で置
換し、含水コンタクトレンズを得た。得られた含水コン
タクトレンズの反応度は０．２２モル、含水率は９５．
３％であり、物性値は良好であった（表１参照）。ま
た、純水中で一週間放置した後の線寸法変化率は＋０．
０１％であり、透明性は良好であった。

【００２３】

【実施例２】実施例１で用いたコットンリンター銅アン
モニア溶液より再生したセルロース（ＤＰ＝７００）の
代わりにアラスカパルプを原料に用いて、特開昭６２−
１１６６０１号の実施例１と同様な方法により８．６５
％水酸化ナトリウム水溶液に溶解してセルロース濃度５
％（ＤＰ＝４５０）の溶液を作成する。これ以外は、実
施例１と同様に行い、含水コンタクトレンズを得た。得
られた含水コンタクトレンズの反応度は０．２３モル、
含水率は９５．０％であり、物性値は良好であった（表
１参照）。また、純水中で一週間放置した後の線寸法変
化率は−０．０２％であり、透明性は良好であった。

【００２４】

【実施例３】コットンリンター銅アンモニア溶液より再
生したセルロース（ＤＰ＝７００）を１０．５％ＬｉＯ
Ｈ水溶液に溶解してセルロース濃度３．０％の溶液を作
成した。これに、架橋剤としてエチレングリコールジグ
リシジルエーテル２３．６ｇ（セルロースを構成するグ
ルコース残基当たり２．８９モル当量）を添加する以外
は、実施例１と同様に行い、含水コンタクトレンズを得
た。得られた含水コンタクトレンズの反応度は０．２７
モル、含水率は９７．２％であり、物性値は良好であっ
た（表１参照）。また、純水中で一週間放置した後の線
寸法変化率は−０．０７％であり、透明性は良好であっ
た。

【００２５】

【実施例４】実施例１で用いたコットンリンター銅アン
モニア溶液より再生したセルロース（ＤＰ＝７００）の
代わりにアルカリ可溶低置換メチルセルロース（ＤＰ＝
７００，ＤＳ＝０．０７）を用い８．６５％水酸化ナト
リウム水溶液に溶解してセルロース濃度７％の溶液を作
成する。これに、架橋剤の量を３．４ｇ（セルロースを
構成するグルコース残基当たり０．６モル当量）にした
以外は、実施例１と同様に行い、含水コンタクトレンズ
を得た。得られた含水コンタクトレンズの反応度は０．
１４モル、含水率は９３．１％であり、物性値は良好で
あった（表１参照）。また、純水中で一週間放置した後
の線寸法変化率は＋０．００％であり、透明性は良好で
あった。

【００２６】

【比較例１】特開平２−１６８９５８号の実施例１の方
法によって含水コンタクトレンズを作成した。この含水
率は９３．１％であり、物性値は良好であったが（表１
参照）、純水中で一週間放置した後の線寸法変化率は−
３．２０％となり、白濁して透明性は不良であった。

【００２７】

【比較例２】実施例２と同様にして得られたセルロース
のアルカリ水溶液に、架橋剤を添加する事無く、脱泡
後、コンタクトレンズ用凹凸鋳型間に均一に充填した。
これを７０℃で３時間放置したところ、溶液はゲル化し
コンタクトレンズ状のゲル成形体を得た。このゲル成形
体を鋳型から取り出して水で十分洗浄し、ゲル中の溶媒
を蒸留水で置換し、含水コンタクトレンズを得た。得ら
れた含水コンタクトレンズの含水率は９０．５％であ
り、物性値は良好であったが（表１参照）、純水中で一
週間放置した後の寸法変化率は−０．５０％であり、白
濁して透明性は不良であった。

【００２８】上記の例で得られた含水コンタクトレンズ
の物性を表１に、寸法経時変化性、透明性の結果を表２
に示した。尚、反応度はヨウ化水素酸により分解させた
後、脱離した架橋剤をガスクロマトグラフィーにより測
定したもので単位はモルである。含水率は、（含水時の重量−乾燥重量）／含水時の重量×１００の式より与えられ、単位は％である。機械物性は含水状
態のコンタクトレンズから切り出した試験片を用いて、
３０ｍｍ／ｍｉｎの一定伸長速度で引張り試験を行い測
定した。強度の単位はｋｇ／ｃｍ²、伸度の単位は％で
ある。酸素透過係数は、理科精機工業（株）製の製科研
式フィルム酸素透過率計を用いて、電極法方式にて３５
℃で測定した。その単位は（ｃｍ²／ｓｅｃ）・（ｍｌ
／ｍｌｘｍｍＨｇ）である。尚、こうしたヒドロゲルの
強度は含水率が高くなると低下するのは一般的である。

【００２９】また線寸法変化率は、純水中で一週間放置
する前と後のコンタクトレンズのサイズの変化率（単位
は％）であり、プラスの数値は膨張、マイナスの数値は
収縮していることを示す。コンタクトレンズの場合、こ
の数値の絶対値が小さいほどよい。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、含水率、酸素透過性や
イオン透過性、装着感、機械的強度が充分に優れ、か
つ、寸法経時安定性、透明度経時安定性などに優れたセ
ルロース系の眼科用治療具、例えば含水コンタクトレン
ズを供給する事が可能となった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の官能基を有する架橋剤によって実質
的に化学架橋されたセルロースおよび／またはセルロー
ス誘導体と水からなる含水ゲルから実質的に構成される
ことを特徴とする眼科用治療具。