JPS6214860A - 医用材料 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は新規な医用材料に関し、さらに詳しくは気体透
過性、耐汚染性に優れた軟質の透明な医用材料に関する
ものである。

本発明の医用材料は眼内レンズ、人工角膜等の人工臓器
のほかコンタクトレンズ、カテーテル、カニユーレ等の
医療用の材料として利用でき、また医療用以外の各種膜
材料などにも利用可能である。

（従来技術） 近年、高分子材料の医療産業分野への利用が進むにつれ
て、特殊な機能を持つ材料についての関心が高まってき
ている。中でも生体との適合性の他に気体透過性、耐汚
染性などを目的とした材料が種々研究されてきている。

このような材料を得るために、生体との適合性の点から
ある程度の柔軟性を持たせるためにヒドロゲルを用い、
さらに気体透過性を高めるためにヒドロゲル中の水分量
を増大させる方法はよく知られている。この目的には例
えば、Ｎ−ビニルビレリドンやアクリルアミド類を用い
ればよいが、このような高含水率のヒドロゲルは機械的
強度が小さく、また蛋白質や脂質が材料内に入り込み、
特性を悪化させるという問題があった。

機械的強度における欠点を改良するためには、例えば特
開昭５４−１４７８４６に記載のある如くアルキルメタ
クリレート等を用いる材料が知られている。この材料は
含水率が低いために機械的強度は比較的大きく、また気
体透過性もある程度認められるが、かような疎水性の材
料は脂質の汚染に関して問題があった。

一方シリコーンラバー材料も医用材料として用いられて
いるが、この材料は極度に撥水性が強くとりわけコンタ
クトレンズ材料として用いた場合、重篤な障害を起こす
ことも報告されている。また脂質の耐汚染性に関しても
問題の大きい材料であった。

耐汚染性を向上させるためにフッ素化した材料を使用す
ることが、例えば特開昭５７−５１７０５等に開示され
ている。この材料は耐汚染性は良好であるが気体透過性
は満足出来ないものであり、また親水性を持たせるため
に親水性モノマーを配合すると透明性が低下しやすいと
いう欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は気体透過化、耐汚染生に優れた透明な医
用材料を提供することにある。

（発明の構成） すなわち、本発明は式（Ｉ）： （１）　　　　　Ｒ ＣＨｚ　−ＣＧ−Ｘ、ｌ　０ＣＴＩｚ　ＣＦ３（式中、
Ｒは水素またはメチル基であり、Ｘは式（■）： （ＩＩ）　　−〇−ＣＨ−ＣＨｚ　− ＣＨｚ　ＯＣＨｚ　ＣＦ。

または式（■）： （ｍ　）　　　Ｏ−ＣＨｔ　　ＣＨ− ＣＨｚ　ＯＣＨｚ　ＣＦ　ｚ で表される２価の基であり、ｎは１〜５０の整数である
）で表されるモノマー（以下Ａ成分と称す）を主成分と
する重合体よりなる医用材料に関する。

ノ＼成分の合成はトリフルオロエタノールをナトリウム
トリフルオロエチラートとし、ハロゲン化アリルを反応
させた後、二重結合をエポキシ化し該エポキシをトリフ
ルオロエチラートで開環重合させてメタクリル酸または
アクリル酸のエステルにすることで達成される。

ナトリウムトリフルオロエチラートを得るにはトリフル
オロエタノールと金属ナトリウムもしくは水酸化ナトリ
ウムを反応させればよいが、円滑に反応を行う点からは
金属ナトリウムを使用するのが好ましい。その限月いる
溶媒は脱水したエーテル系のものが良く、次の段階で合
成するトリフルオロエチルアリルエーテルを精製する際
に共沸しにくい高沸点のエーテルが好ましい。溶媒の例
としてはジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエ
チレングリコール−〇−ブチルエーテル、エチレングリ
コールジエチルエーテル等があげられる。

トリフルオロエチルアリルエーテルは前記の反応混合物
にハロゲン化アリルを７０℃前後の温度で数時間反応さ
せることによって合成される。生じた塩を濾別し、好ま
しくはその後蒸留により精製しておくのが良い、ハロゲ
ン化アリルの具体例としては塩化アリル、臭化アリル等
があげられる。

なお、トリフルオロエタノールからトリフルオロエチル
アリルエーテルを合成する方法は文献により公知であり
、たとえばＪ、Ｏｒｇ、Ｃｈｅｍ、　２６．Ｐ、２９４
３−２９４７（１９６１）に記載されている。

次のエポキシ化の反応はトリフルオロエチルアリルエー
テルを溶媒により稀釈し、そこへ過酢酸水、無水酢酸ナ
トリウムおよび酢酸エチルの混合液を滴下することによ
り行うことができる１滴下後やや加温しながら充分な時
間反応させ、その複酸を中和し蒸留することによりトリ
フルオロエチルグリシジルエーテルが得られる。

トリフルオロエチルグリシジルエーテルはこの他にも米
国特許第３．５９１．５４７号に記載されているように
、トリフルオロエタノールとエビクロルヒトリフおよび
水酸化ナトリウムを反応させても合成することができる
が、本明細書に記載の方法がより好ましい。

トリフルオロエチルグリシジルエーテルの開環重合はト
リフルオロエチルグリシジルエーテルを溶媒により稀釈
し、系を不活性ガスで置換した後前述のトリフルオロエ
チラートを７０℃程度で反応させることにより、開環と
重合が同時に起こりテロマーが生成する。低分子量のテ
ロマーは蒸留により分取することができる。また、この
反応での溶媒はナトリウムトリフルオロエチラートの合
成で用いた溶媒と同じものが使用できる。

テロマーを公知のエステル化法によりメタクリル酸また
はアクリル酸のエステルにすることにより、Ａ成分が得
られる。

式（１）においてｎはトリフルオロエチルグリシジルエ
ーテルの重合度を示すものであるが、あまり重合度を高
くしても気体透過性、耐汚染性がそれほど向上しないば
かりかモノマーの粘度が上がって取り扱いが困難になり
、また高重合度のモノマーを合成するには開環重合の段
階において純度とくに溶媒中の水分が少ないことが要求
され、さらにエステル化が起こりにくくなるなど合成が
困難になるのでｎの値は１〜５０が好ましく、さらには
２〜２０が最も好ましい。

また、Ａ成分の具体例としては構造式 ％式％ を持つ０−メタクリロイルビス〔オキシ−１−（２，２
，２−）リフルオロエトキシ）メチルエチレン）−（２
，２，２−トリフルオロエチル）エーテルや、構造式 ％式％ （２，２，２−１−リフルオロエトキシ）メチルエチレ
ン）−（２，２，２−トリフルオロエチル）エーテルな
どがある。

合成されたＡ成分は単独で使用しても良いし、また通常
良く知られた親水性モノマーまたは疎水性モノマーと共
重合することも可能である。

疎水性モノマーのうち重合基を１個持つもの（以下Ｂ成
分と称す）の例としては、メチル（メタ）アクリレート
、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリ
レート、ラウリル（メタ）；アクリレート、イソプロピ
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、ｐ−ターシャリ−ブチルシクロヘキシル
（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレ
ート、フェニル（メタ）アクリレート等の（メタ）アク
リレート類、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート
、ヘキサフルオロイソプロピル（メタ）アクリレート等
のハロゲン置換されたアルキル（メタ）アクリレート、
スチレン、ターシャリ−ブチルスチレンなどがあげられ
、これらのうちから１種または２種以上使用することが
できる。

親木性モノマーのうち重合基を１個持つもの（以下Ｃ成
分と称す）の例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ
）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリ
レート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、
Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、■−メチルー３−メチレ
ンー２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピペリドン等の
ラクタム類、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド等のアク
リルアミド類、（メタ）アクリル酸、ジエチレングリコ
ールモノ　（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル
（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレ
ート、２−メチルグリセロール（メタ）アクリレート等
があげられ、これらのうちから１種または２種以上使用
することができる。

また、重合基を２個以上持つモノマー、即ち架橋剤（以
下り成分と称す）を配合することもできる。架橋剤の具
体例としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、トリメチロールプロパントリ　（メタ）アクリレ
ート、アリル（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン
、ヘキサメチレンビス（メタ）アクリレート、グリセロ
ール（メタ）アクリレート等の親水性架橋側および疎水
性架橋剤をあげることができ、これらのうちから１種ま
たは２種以上使用することができる。

共重合組成とする場合は、Ａ成分の使用量が少なすぎる
と耐汚染性の点で問題が生じ、Ｂ成分の使用量が多すぎ
ると耐汚染性が低いばかりか酸素透過性の低下が見られ
好ましくなく、さらにＡ成分に補強効果があることがら
Ｂ成分を多く使用する必要はない。また、Ｃ成分の使用
量が多すぎると材料の含水率が上がり、その結果逆に酸
素透過性が低下するといった問題が生じる。

従って各成分の配合量としては、Ａ成分、Ｂ成分、Ｃ成
分の三成分の総量１００重量部に対し、Ａ成分は約４０
重量部以上使用し、Ｂ成分は０〜約２０重量部の範囲で
使用し、Ｃ成分はＯ〜約６０重量部の範囲で使用するの
が好ましく、とりわけ、Ａ成分は６０重量部以上、Ｂ成
分は０〜約１０重量部、Ｃ成分は０〜約３０重量部で使
用することが最も好ましい。

また、Ｄ成分の使用量が多すぎると材料が脆くなってし
まうため、Ｄ成分の使用量は前記三成分の総Ｎ１００重
量部に対し約２重量部以下で使用するのが好ましく、さ
らには約１重量部以下で使用するのが最も好ましい。

配合したモノマー混合物またはモノマーは通常よく知ら
れた方法、例えば重合開始剤を加えて加熱する方法や、
紫外線を照射する方法等により重合することができる。

重合開始剤の具体例としては、アゾビスイソブチロニト
リル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ベンゾイルパ
ーオキサイド等をあげることができ、これらのうちから
１種または２種以上使用することができる。

また重合は塊状重合、溶液重合、１濁重合等の方法をと
ることができ、重合後の成形方法は機械的加工による方
法、熱成形による方法、ポリマー溶液から溶媒を留去し
て成形する方法などがあり、その他にモールド重合やス
ピンキャスト重合のように重合と同時に成形する方法も
可能である。

さらに、必要であれば成形後適当な溶媒を用いて未重合
成分を除去してもよい。

以下に実施例をもって本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明は実施例のみに限定されるものではない。

（実施例） （実施例１））リフルオロエチルアリルエーテルの合成 脱水蒸留したジエチレングリコールジエチルエーテル１
β中に金属ナトリウム４６ｇを細片にして入れ、トリフ
ルオロエタノール２１６ｇを滴下しアルコラードを合成
した。

そこへ、アリルクロライド２６４ｇを滴下し、７０℃〜
７５℃にて還流させながら約５時間反応させた。なお、
滴下は徐々に行い、また冷却管には蛇管を使用した。

生じた塩を濾過し常圧で蒸留して、トリフルオロエチル
了りルエーテルを得た。沸点は約６０℃であった。

〔実施例２〕　トリフルオロエチルグリシジルエーテル
の合成 ベンゼン３００ｍ１．）リフルオロエチルアリルエーテ
ル７１ｇの中へ４０％過酢酸水１０５ｇ、無水酢酸ナト
リウム１．２３ｇおよび酢酸エチル１６．３ｍｌの混合
液を室温にて滴下し５０℃〜５５℃にて２４時間反応さ
せた。その後炭酸ナトリウムにて中和し、脱水後蒸留し
た。沸点は約１２０℃であった。また、生成物の赤外吸
収スペクト□ルを測定したところ、１６４０ｃｍ−のＣ
＝Ｃの吸収が消え、新たに３０５０Ｃ１１−’にエポキ
シの吸収が現れたことから目的物の生成が確認された。

〔実施例３〕　トリフルオログリシジルエーテルの開環
重合 脱水蒸留したジエチレングリコールジエチルエーテル５
０−にトリフルオロエチルグリシジルエーテル３５ｇお
よびナトリウムトリフルオロエトキサイド粉体９．１５
ｇを加え、反応系をアルゴンガスで置換し６０℃〜７０
℃にて２６時間反応させた。生成した混合物を蒸留し、
重合度が２と３のものを得た。沸点は重合度２のものが
約０゜０４ｎＨＨの気圧で約９４℃、３のものが約０．
０１ｍｍ１１ｇの気圧で約１４０℃であった。残渣をゲ
ル濾過クロマトグラフにより分析したところ重合度は２
から約２０までのものが混合しており、平均は重合度が
約１３であった。

なお蒸留物の赤外吸収スペクトルを測定したところ、い
ずれも３５００ｃｍ−’に一〇Ｈ基の吸収が認められ、
また３　０５０　ｃｍ−’のエポキシの吸収が消失した
ことから、エポキシの開環重合が起こりアルコールが生
成していることが確認された。

〔実施例４〕エステル化 実施例３で得た重合度２のアルコールｌ１ｇ、トリエチ
ルアミン５．４ｇおよびアセトン５０ｍ１の混合物に撹
拌下氷冷しながらメタクリル酸クロライド４．８ｇを滴
下した。滴下後６０℃に加温し７時間撹拌を続け、反応
を完結させた。

生成物（以下Ｆ２と称す）の純度をガスクロマトグラフ
により測定したところ約９２％であり、赤外吸収スペク
トルによる分析からは１７２５ｅｓ−１付近のカルボニ
ルの吸収、１６４０ｃｍ＋−’付近のＣ＝Ｃの吸収およ
び１０００ｃｍ−’〜１２００ｃｍ−’付近のＣ−Ｆの
吸収が認められ、エステルの生成を確認した。

同様な方法により、重合度３のアルコールのメタクリル
酸エステル（以下Ｆ３と称す）および平均重合度約１３
のアルコールのメタクリル酸エステル（以下Ｆｎと称す
）を合成した。

〔実施例５〕 ブチロニトリル（以下ＡＩＢＮと称す）０．１４ｇを溶
解し、４０℃の水槽中で約４０時間重合させた後、熱風
循環乾燥器にて５０℃で２時間、６０℃で２時間、７０
℃で２時間、８０℃で２時間、９０℃で２時間、１００
℃で２時間、１１０℃で２時間反応させて重合を完結し
た。

重合物を円板状のフィルムに機械加工し、このフィルム
を体積比でアセトン：水＝１：１の溶液中で３時間煮沸
し、さらに水で１時間煮沸したのち生食水に１６時間浸
漬した。

このフィルムは透明であり、さらに物性を測定したとこ
ろ、厚さは０．３４ｍであり、２０℃における含水率は
ほぼ０％であり、３５℃における酸素透過係数（以下Ｄ
ｋと称す）は４．ｌＸ１０−”　　（＋ｎｌ−ＣＩｌ／
　ｄ　／ｓｅｅ　／ａｕ＋Ｈｇ）であった。また脂質に
対する親和性を示すオレイン酸中での膨潤率は１．Ｏと
全く膨潤せず、耐汚染性に優れたものであった。

なお、オレイン酸中での膨潤率は次式により計算した。

オレイン酸中での膨潤率＝ オレイン酸浸漬前（含水時）のフィルムの直径〔実施例
６〜１１〕 モノマーの配合が違うほかは、実施例５と同様に操作し
たフィルムの配合と物性は表１のとおりであった。

表中、ｒＮＶＰＪはＮ−ビニルピロリドンを、ｒＭＥＧ
ＭＡＪは２−メチルグリセロールメタクリレートを、ｒ
ＨＥＭＡＪは２−ヒドロキシエチルメタクリレートを、
ｒＭＥＡＪは２−メトキシエチルアクリレートを、ｒＭ
ＡＥＡＪは（２−メタクリロイルオキシエチル）アクリ
レートを、ｒＶ６５Ｊはアゾビスジメチルバレロニトリ
ルをそれぞれ表す、また、「オレイン酸」とはオレイン
酸中での膨潤率を表す。さらに、物性の単位・条件は実
施例５に同じである。

〔比較例〕

実施例１１において７５ｇのＦ３のかわりに０１−オク
チルメタクリレート７５ｇを用いて同様に操作したフィ
ルムの物性は、含水率は２６２％で、オレイン酸中での
膨潤率は１．９５であり脂質に対する汚染性の極めて悪
いものであった。

（発明の効果） 本発明の医用材料は透明性が良好で酸素透過性に優れて
おり、また耐汚染性に極めて優れた性質を示すために医
用材料、とくに透明性を要求される医用材料であるコン
タクトレンズなどに好適に利用できるとともに、各種の
膜材料として利用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 式（ I ）： （ I ）▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは水素またはメチル基であり、Ｘは式（II）
   ： （II）▲数式、化学式、表等があります▼ または式（III）： （III）▲数式、化学式、表等があります▼ で表される２価の基であり、ｎは１〜５０の整数である
   ）で表されるモノマーを主成分とする重合体よりなる医
   用材料。