JPH0561283B2

JPH0561283B2 -

Info

Publication number: JPH0561283B2
Application number: JP59233449A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamauchi; Yoshihisa Inoe; Kazumasa Yokoyama
Original assignee: Tokyo Contact Lens Research Institute
Current assignee: Tokyo Contact Lens Research Institute
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1993-09-06
Also published as: JPS61111308A

Description

【発明の詳細な説明】〔利用分野〕本発明は酸素透過性を有するフツ素含有ポリマ
ーおよび当該ポリマーよりなる医療用酸素透過体
に関する。生物組織に対して継続的に酸素を付与したい場
合に物理的攪拌などを伴う酸素負荷に対して不安
定な生物学的液体（例、血液）によらず、酸素の
付与が可能な医療用酸素透過体が使用されること
があるが、本発明はかかる酸素透過体製造用のフ
ツ素含有ポリマーおよび当該ポリマーよりなる医
療用酸素透過体に関する。さらに詳しくは、ハードコンタクトレンズ
（HCL）のような眼科材料などの酸素透過体の製
造原料として有用な酸素透過性を有するフツ素含
有ポリマーおよび当該ポリマーよりなる医療用酸
素透過体に関する。〔従来技術〕従来、HCL等の材料としては、ポリメチルメ
タクリレート（PMMA）がその優れた光化学的
性質、物理的強度、機械的加工性のために広く利
用されてきた。ところで、角膜は無血管組織であるから、その
呼吸代謝に必要な酸素は目を閉じている時は眼瞼
結膜の血管や房水からの拡散により得られている
が、眼を開いている時は大気中から取り入れてい
る。そのため、HCLを装着することは酸素のバ
リヤーを形成することになり、充血、浮腫および
その他の角膜障害を生じることがある。この角膜
に必要な酸素量は3.5〜4.8μl（STP）／cm²．hrと
されている。従来のPMMA系HCLは、この酸素透過性が非
常に小さいため、酸素透過性の大きなHCL等の
酸素透過体の開発が望まれていた。そうした中で
近年、メタクリル酸エステルのエステル部分にシ
ロキサン結合を導入し、酸素透過性を向上させた
シリコーンメタクリレート系HCL（特公昭52−
33502）、酢酪酸セルロース（CAB）を主体とし
た酸素透過性HCLおよびフツ素含有メタクリレ
ートを使用した酸素透過性HCL（特開昭57−
51705）が開示されている。特公昭52−33502に開
示されているシリコーンメタクリレート系HCL
は、一般に従来のPMMA系HCLに比べて数十倍
〜数百倍の酸素透過性を有しているが、硬度、親
水性、水ぬれ性に劣るので脂質等による汚れが付
着しやすいという欠点を有している。そのため、一般的にはメチルメタクリレート
（MMA）との共重合体の形をとるが、シリコー
ンメタクリレートの割合が多くなると酸素透過性
は向上するが、上記のような欠点が顕著になつて
くる。また水ぬれ性が悪いことから表面に親水性
を失い、再び親水性処理を行わなければならない
ことが多い。これに対し、フツ素含有ポリマーは耐食性があ
り、汚れにくく、酸素や二酸化炭素の透過性も大
きく、この性質を利用してフツ素含有ポリマーの
共重合体から酸素透過性の高いHCLを製造でき
ることが既に見出されているが、さらに酸素透過
性、耐紫外線性、高表面硬度、親水性、防汚性の
優れた、さらには眼等に装着した場合に異物感の
ない、HCLなどの医療用酸素透過体、およびか
かる酸素透過体製造用のポリマーが待望されてい
る。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明の目的は、酸素透過性、耐紫外線性、高
表面硬度、親水性、防汚性などの優れた、さらに
は眼等に装着した場合に異物感のない、HCLな
どの医療用酸素透過体を提供することである。本発明の他の目的は、前記酸素透過体製造用と
して有用なフツ素含有ポリマーを提供することで
ある。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、一般式（式中、Ｘ及びX′はそれぞれフツ素原子又は
ペルフルオロ低級アルキルを、Ｙはフツ素原子又
はペルフルオロ低級アルコキシを、ｍは１〜８の
整数を、ｎは０又は１を示す）で表わされるモノマー（）30〜100重量％、上
記式（）で示されるモノマーを除くフツ素含有
メタクリレート10〜40重量％、親水性モノマーま
たはシリコン含有モノマー５〜15重量％、フツ素
を含有しないメタクリル基含有モノマー５〜50重
量％、重合可能な官能基を２つ以上有するモノマ
ー0.1〜５重量％を重合させてなり、上記モノマ
ー成分の配合割合に相当する下記繰返し単位を有
し、かつ、数平均分子量700〜20000の酸素透過性
を有するフツ素含有ポリマー。ただし、R_f1は上記式（）で示されるフツ素
含有モノマーの残基を示す。ただし、R_f2は上記式（）で示されるモノマ
ーを除くフツ素含有メタクリレートの残基を示
す。ただし、R_siはシリコンを含有するモノマーの
残基を示す。ただし、R₁，R₂はＨまたはCH₃基を、R₃は親
水性モノマーの残基を示す。ただし、R_ofはフツ素を含有しないメタクリレ
ートの残基を示す。ただし、R₄はＨまたはCH₃基を、R₅は重合可
能な官能基を２つ以上有するモノマーの残基を示
す。当該フツ素含有ポリマーよりなる医療用酸素
透過体に関するものである。本明細書において、ペルフルオロ低級アルキル
における低級アルキルは、炭素数１〜４のものが
好ましく、たとえばメチル、エチル、ｎ−プロピ
ル、iso−プロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチルな
どが例示され、好ましくはメチルである。また、
ペルフルオロアルコキシにおけるアルコキシは、
炭素数１〜４のものが好ましく、たとえばメトキ
シ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、iso−プロポキ
シ、ｎ−ブトキシ、ｔ−ブトキシなどが例示さ
れ、好ましくはメトキシ、エトキシ及びiso−プ
ロポキシである。本発明ポリマーの主成分であるモノマー（）
としては、例えば次の如きものが例示される。本発明ポリマーは、上記モノマー（）に上記
モノマー（）を除くフツ素含有メタクリレー
ト、親水性モノマーまたはシリコン含有モノマ
ー、フツ素を含有しないメタクリル基含有モノマ
ーならびに重合可能な官能基を２つ以上有するモ
ノマーを用いて共重合させてなるものである。共重合化に用いられる親水性モノマーとして
は、エチレングリコールモノメタクリレート、ジ
エチレングリコールモノメタクリレート、トリエ
チレングリコールモノメタクリレート、Ｎ−ビニ
ルピロリドン、あるいはジメチルアクリルアミド
等が挙げられる。親水性モノマーの導入により、
得られるポリマーの親水性を改善し、体液成分と
の相互作用を抑えることができる。即ち、溶血等
を抑える。シリコン含有モノマーとしては、３−（メタク
リルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−
（メタクリルオキシ）プロピルビス（トリメチル
シロキシ）メチルシラン、あるいは３−（メタク
リルオキシ）プロピルジメトキシメチルシラン等
が挙げられる。前記式（）で示されるモノマーを除くフツ素
含有メタクリレートとしては、トリフルオロエチ
ルメタクリレート、1H，1H−ヘプタフルオロブ
チルメタクリレート、1H，1H，5H−オクタフ
ルオロペンチルメタクリレートあるいはIH，
IH，11H−エイコサフルオロウンデシルメタク
リレート等が例示され、これを加えることによつ
て酸素透過性がより改善される。フツ素を含有しないメタクリル基含有モノマー
としては、メチルメタクリレート、エチルメタク
リレート、あるいはベンジルメタクリレート等が
挙げられる。重合可能な官能基を２つ以上有するモノマーと
しては、エチエ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、アリル
メタクリレート、ジアリルフタレート、あるいは
トリメチロールプロパントリメタクリレート等が
挙げられる。本発明のポリマーは、前記モノマー（）を上
述した共重合化に用いられるモノマーと共重合せ
しめることによつて製造される。共重合化をする場合の各モノマーの混合比とし
ては、モノマー（）30〜100重量％、上記モノ
マー（）を除くフツ素含有メタクリレート10〜
40重量％、親水性モノマーまたはシリコン含有モ
ノマー５〜15重量％、フツ素を含有しないメタク
リル基含有モノマー５〜50重量％、重合可能な官
能基を２つ以上有するモノマー0.1〜50重量％の
組み合わせが好適である。共重合の際に用いられる重合開始剤としては、
ベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシ
ド、アゾビスイソブチロニトリルあるいはアゾビ
スジメチルバレロニトリル等のラジカル重合開始
剤が例示される。重合に際して、ラジカル重合開始剤を上記重合
用単量体総量100重量％に対して0.05〜１重量％
の割合で混合使用し、減圧（通常、２mmHg以下）
窒素充填を数回繰り返した後、窒素雰囲気下で50
〜110℃、３〜60時間、そしてより好ましくは、
減圧下にて重合処理を数回行う。具体的には、ま
ず50℃で３〜48時間、次いで70℃で３〜５時間、
さらに90℃で３〜５時間、最後に減圧下（１mm
Hg）110℃で３〜48時間加熱することにより重合
を行うことができる。こうして得られるポリマーは、高度な架橋構造
を有しており、酸素透過性にも富む。このポリマ
ーの性質としては、分子量700〜20000、酸素透過
係数3.0×10^-10〜90×10^-10cc.cm／cm²．cmHg、屈
折率1.35〜1.52、ビツカース硬度No.４〜25が示さ
れる。本発明における原料モノマー（）は、たとえ
ば次のようにして製造される：一般式（式中、Ｘ，X′，Ｙ及びｍは前記と同意義）で表わされる化合物（）を加水分解（例えば水
酸化カリウム、水酸化ナトリウム等による）した
後、メタクリル酸の反応性誘導体、例えばメタク
リリル酸ハライド（例、メタクリル酸クロライ
ド）を好ましくは、銅粉末、重合防止剤の共存下
に反応させることによつて製造される。含フツ素
メタクリル酸エステル（）は、シリカゲルを担
体とするフラツシユカラムクロマトグラフイー等
により分離し得る。当該含フツ素メタクリル酸エ
ステル（）は、赤外線吸収スペクトルで2.8μに
OHに基づく、5.8μにCOに基づく、6.1μにＣ＝Ｃ
に基づくそれぞれの吸収が認められ、¹⁹Ｆ−NMR
では、60ppm付近の低磁場にシフトしたCF₃基、
90ppm付近にCF₂基のシグナルが認められる。化合物（）は、たとえば次のようにして製造
される。（式中、Ｘ，X′，Ｙ及びｍは前記と同意義）なお、第１工程は、米国特許第3114778号、同
第3250808号及び同第3291843号明細書に記載の方
法に準ずる。第２工程は、加水分解処理であり、
通常酸化銀が用いられる。第３工程は、JACS
74，1974（1952）に記載の方法に準ずる。第４工
程は、J.Org.Chem，27，3033（1962）に記載の方
法に準ずる。本発明のモノマー（）よりなるポリマーは、
酸化透過性、親水性、ぬれ性に優れたポリマーで
あり、成形、機械的加工も容易である。当該ポリマーは、医療用酸素透過体（例えば、
HLCなどの眼科領域の酸素透過体）として有用
である。当該ポリマーからの医療用酸素透過体、就中
HLCの製造は、公知の手段にて加工、成形する
ことによつて行われる。実施例１：式で表わされる含フツ素メタクリル酸エステルの合
成：下式のエポキシド 10.0ｇ（10mM）、水酸化カリウム80mg及びヒド
ロキノン20mgをマグネチツクスターラー、温度
計、窒素ガス導入管、セプタム及び還流冷却器
（ジムロート）を備えた50ml三頸フラスコに入
れ、窒素ガス気流下、2.1ｇのメタクリル酸をフ
ラスコ内へ滴下した。徐々に加熱して反応液を
100℃にし、一夜反応させた。放冷後濾過し、濾
液にクロロホルム20mlを加え、クロロホルム層
を0.5N水酸化ナトリウム水溶液で水層が着色し
なくなるまで洗浄し、次いで食塩水10mlで３回
洗浄した。乾燥後溶媒留去し、粘稠な黄色の液体
が得られた。7.68ｇ（70.3％）。ガスクロマトグ
ラフイーにより分析したところ、粘度は79％であ
つた。赤外線吸収スペクトルでは、3480cm^-1にア
ルコールの吸収、1640cm^-1に二重結合の吸収、
1725cm^-1エステルの吸収、1300〜1200cm^-1にフツ
素によるものと思われる強い巾広い吸収がみられ
た。元素分析量はＣ；25.83％、Ｆ：59.92％〔理
論値（C₂₄H₁₁O₈F₃₅）、Ｃ；26.37％Ｆ；60.89％〕
の実験値を得た。以上の分析結果から標記化合物
であると確認した。実施例２：式で表わされるエステルの製造方法：エチレングリコールモノメタクリレド3.25ｇ
（25mM）とトリエチルアミン90mgとヒドロキノ
ン40mgを、窒素導入管、マグネチツクスターラ
ー、温度計、セプタム及びジムロードを備えた
50ml三頸フラスコにとり、水浴で冷却下、下式
のエポキシド 9.0（9mM）を徐々に滴下した。反応液を室温に
戻し、次いで徐々に加熱して、90℃で一夜反応さ
せた。冷後、クロロホルム30mlに溶解させ、ク
ロロホルム層を0.5N水酸化ナトリウム水溶液
10mlづつを用いて、水層が着色しなくなるまで
数回洗浄した。クロロホルム層に重合防止剤を加
え、乾燥後溶媒を留去し、粘稠な黄色の液体を得
た。7.15ｇ（71％）。ガスクロマトグラフイーに
より定量したところ、純度は79.8％であつた。カ
ラムクロマトグラフイーで精製したものの赤外線
スペクトルは、3480cm^-1にアルコールの吸収、
1635cm^-1に二重結合の吸収、1720cm^-1にエステル
の吸収、1300〜1200cm^-1にフツ素によるものと思
われる強い巾広い吸収がみられた。元素分析値は
Ｃ；27.13％、Ｆ；58.61％〔理論値（C₂₆H₁₅O₉
F₃₅）、Ｃ；27.47％、Ｆ；58.54％〕の実験値を得
た。以上の分析結果から当該化合物であると確認
した。実施例３：ポリマーの製造下式の含フツ素メタクリル酸エステル 2.00ｇ、トリフルオロエチルメタクリレート0.50
ｇ、ビニルピロリドン0.50ｇ、メチルメタクリレ
ート1.00ｇ、ベンジルメタクリレート0.80ｇ、ア
リルメタクリレート0.20ｇ及びアゾビスジメチル
バレロニトリル30mgをよく混合した後、ドライ
アイス−アセトン浴につけ、凍結させる。減圧に
し、５分脱気し、浴からあげ融解させ、再び凍結
させる。この操作を５回繰り返した後に、減圧下
で封管し、50℃で48時間、次いで70℃で５時間、
さらに90℃で３時間加熱した。生成したボタンを
取り出し、減圧下110℃で２日間乾燥を行つた。
このものは、ビツカース硬度No.11、酸素透過係数
21×10^-11cc.cm／cm²．sec.mmHgであつた。実施例４：ポリマーの製造下式の含フツ素メタクリル酸エステル 2.00ｇ、トリフルオロメタクリレート0.50ｇ、３
−（メタクリルオキシ）プロピルビス（トリメチ
ルシロキシ）メチルシラン0.50ｇ、メチルメタク
リレート1.30ｇ、ベンジルメタクリレート0.50
ｇ、エチルグリコールジメタクリレート0.20ｇ及
びアゾビスイソブチロニトリル30mgをよく混合
した後、同様に操作し、黄色透明なボタンを得
た。このものは、ビツカース硬度No.12、酸素透過
係数30.5×10^-11cc.cm／cm²．sec.mmHgであつた。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（式中、Ｘ及びX′はそれぞれフツ素原子又は
ペルフルオロ低級アルキルを、Ｙはフツ素原子又
はペルフルオロ低級アルコキシを、ｍは１〜８の
整数を、ｎは０又は１を示す）で表わされるモノマー（）30〜100重量％、上
記式（）で示されるモノマーを除くフツ素含有
メタクリレート10〜40重量％、親水性モノマーま
たはシリコン含有モノマー５〜15重量％、フツ素
を含有しないメタクリル基含有モノマー５〜50重
量％、重合可能な官能基を２つ以上有するモノマ
ー0.1〜５重量％を重合させてなり、上記モノマ
ー成分の配合割合に相当する下記繰返し単位を有
し、かつ、数平均分子量700〜20000の酸素透過性
を有するフツ素含有ポリマー。ただし、R_f2は上記式（）で示されるフツ素
含有モノマーの残基を示す。ただし、R_f1は上記式（）で示されるモノマ
ーを除くフツ素含有メタクリレートの残基を示
す。ただし、R_siはシリコンを含有するモノマーの
残基を示す。ただし、R₁，R₂はＨまたはCH₃基を、R₃は親
水性モノマーの残基を示す。ただし、R_ofはフツ素を含有しないメタクリレ
ートの残基を示す。ただし、R₄はＨまたはCH₃基を、R₅は重合可
能な官能基を２つ以上有するモノマーの残基を示
す。２フツ素含有メタクリレートがトリフルオロエ
チルメタクリレート、1H，1H−ヘプタフルオロ
ブチルメタクリレート、1H，1H，5H−オクタ
フルオロペンチルメタクリレートあるいは1H，
1H，11H−エイコサフルオロウンデシルメタク
リレートである特許請求の範囲第１項記載のフツ
素含有ポリマー。３シリコン含有モノマーが３−（メタクリルオ
キシ）プロピルトリメトキシシラン、３−（メタ
クリルオキシ）プロピルビス（トリメチルシロキ
シ）メチルシランあるいは３−（メタクリルオキ
シ）プロピルジメトキシメチルシランである特許
請求の範囲第１項記載のフツ素含有ポリマー。４親水性モノマーがエチレングリコールモノメ
タクリレート、ジエチレングリコールモノメタク
リレート、トリエチレングリコールモノメタクリ
レート、Ｎ−ビニルピロリドンあるいはジメチル
アクリルアミドである特許請求の範囲第１項記載
のフツ素含有ポリマー。５フツ素を含有しないメタクリル基含有モノマ
ーがメチルメタクリレート、エチルメタクリレー
トまたはベンジルメタクリレートである特許請求
の範囲第１項記載のフツ素含有ポリマー。６重合可能な官能基を２つ以上有するモノマー
が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、アリルメタク
リレート、ジアリルフタレート、またはトリメト
ロールプロパントリメタクリレートである特許請
求の範囲第１項記載のフツ素含有ポリマー。７重合がベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチル
ペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリルおよ
びアゾビスジメチルバレロニトリルよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種類のラジカル重合開始
剤を重合用モノマー100重合部に対して0.05〜1.0
重量％の割合で使用して行われてなる特許請求の
範囲第１〜６項のいずれかに記載のフツ素含有ポ
リマー。８酸化透過係数３×10^-10〜90×10^-10cc・cm／
cm²．sec.cmHg、その板状成形物の屈折率1.35〜
1.52、ビツカース硬度No.４〜25である特許請求の
範囲第１〜７項のいずれかに記載のフツ素含有ポ
リマー。９一般式（式中、Ｘ及びX′はそれぞれフツ素原子又は
ペルフルオロ低級アルキルを、Ｙはフツ素原子又
はペルフルオロ低級アルコキシを、ｍは１〜８の
整数を、ｎは０又は１を示す）で表わされるモノマー（）30〜100重量％、上
記式（）で示されるモノマーを除くフツ素含有
メタクリレート10〜40重量％、親水性モノマーま
たはシリコン含有モノマー５〜15重量％、フツ素
を含有しないメタクリル基含有モノマー５〜50重
量％、重合可能な官能基を２つ以上有するモノマ
ー0.1〜５重量％を重合させてなり、上記モノマ
ー成分の配合割合に相当する下記繰返し単位を有
し、かつ、数平均分子量700〜20000の酸素透過性
を有するフツ素含有ポリマーよりなる医療用酸素
透過体。ただし、R_f1は上記式（）で示されるフツ素
含有モノマーの残基を示す。ただし、R_f2は上記式（）で示されるモノマ
ーを除くフツ素含有メタクリレートの残基を示
す。ただし、R_siはシリコンを含有するモノマーの
残基を示す。ただし、R₁，R₂はＨまたはCH₃基を、R₃は親
水性モノマーの残基を示す。ただし、R_ofはフツ素を含有しないメタクリレ
ートの残基を示す。ただし、R₄はＨまたはCH₃基を、R₅は重合可
能な官能基を２つ以上有するモノマーの残基を示
す。１０フツ素含有メタクリレートがトリフルオロ
エチルメタクリレート、1H，1H−ヘプタフルオ
ロブチルメタクリレート、1H，1H，5H−オク
タフルオロペンチルメタクリレートあるいは1H，
1H，11H−エイコサフルオロウンデシルメタク
リレートであるフツ素含有ポリマーよりなること
を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の医療用
酸素透過体。１１シリコン含有モノマーが、３−（メタクリ
ルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−
（メタクリルオキシ）プロピルビス（トリメチル
シロキシ）メチルシランあるいは３−（メタクリ
ルオキシ）プロピルジメトキシメチルシランであ
るフツ素含有ポリマーよりなることを特徴とする
特許請求の範囲第９項記載の医療用酸素透過体。１２親水性モノマーがエチレングリコールモノ
メタクリレート、ジエチレングリコールモノメタ
クリレート、トリエチレングリコールモノメタク
リレート、Ｎ−ビニルピロリドンあるいはジメチ
ルアクリルアミドであるフツ素含有ポリマーより
なることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載
の医療用酸素透過体。１３フツ素を含有しないメタクリル基含有モノ
マーがメチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ートまたはベンジルメタクリレートであるフツ素
含有ポリマーよりなることを特徴とする特許請求
の範囲第９項記載の医療用酸素透過体。１４重合可能な官能基を２つ以上有するモノマ
ーが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、アリルメタ
クリレート、ジアリルフタレート、またはトリメ
チロールプロパントリメタクリレートであるフツ
素含有ポリマーよりなることを特徴とする特許請
求の範囲第９項記載の医療用酸素透過体。１５重合がベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチ
ルペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリルお
よびアゾビスジメチルバレロニトリルよりなる群
から選ばれる少なくとも１種類のラジカル重合開
始剤を重合用モノマー100重合部に対して0.05〜
1.0重量％の割合で使用して行われてなるフツ素
含有ポリマーよりなることを特徴とする特許請求
の範囲第９項〜１４項のいずれかに記載の医療用
酸素透過体。１６酸素透過係数３×10^-10〜90×10^-10cc・
cm／cm²．sec.cmHg、その板状成形物の屈折率
1.35〜1.52、ビツカース硬度No.４〜25であるフツ
素含有ポリマーよりなることを特徴とする特許請
求の範囲第９項〜１４項のいずれかに記載の医療
用酸素透過体。