WO2018021458A1 - 医療デバイス、医療デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2018021458A1
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polymer
medical device
ionic
hydrophobic segment
hydrophobic
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加藤智博
中村正孝
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東レ株式会社
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    • G02B1/041Lenses
    • G02B1/043Contact lenses

Definitions

  • the present invention relates to a medical device having a hydrophilic surface and a method for manufacturing the medical device. Specifically, the present invention relates to a medical device suitably used for contact lenses and intraocular lenses, and a method for manufacturing a medical device.
  • Medical devices that are in direct contact with a part of the human body are well known, and the surface must be biocompatible.
  • biocompatibility it is important that the adhesion of substances such as water, protein, and lipid is controlled, and it is known that chemical modification of the surface is useful.
  • durability of biocompatibility is important, and it is necessary to maintain biocompatibility for a sufficient period of time.
  • a soft contact lens is exemplified as one of medical devices.
  • a soft contact lens having a high oxygen permeability using a compound containing silicon or fluorine has been used.
  • Low hydrous and non-hydrous soft contact lenses are excellent in that they have high oxygen permeability, but in order to improve the hydrophobicity of the lens surface, it is essential to apply a hydrophilic treatment to the surface. It is important to provide biocompatibility, i.e. water wettability, antifouling and slipperiness. If the biocompatibility is insufficient, the contact lens sticks to the cornea and the wearing feeling is deteriorated, and the risk of eye disease may be increased by damaging the cornea.
  • the surface characteristics of the contact lens be maintained over a long period of time, and it is necessary to be able to express sufficient biocompatibility not only during the storage period but also during the daily use period. It is important that the biocompatibility is not impaired even if care is taken.
  • a contact lens having a surface that is durable enough to be used on a daily basis and that can exhibit sufficient biocompatibility.
  • a lens having such a surface is comfortable to wear in actual use and allows the lens to be worn for a long time without irritation to the cornea or other detrimental effects. It would be more desirable if the economic and commercial production of such lenses could be realized relatively easily.
  • Materials having such excellent characteristics are not only ophthalmic lenses, but also artificial kidneys, endoscopes, catheters, infusion tubes, gas transport tubes, stents, sheaths, cuffs, tube connectors, access ports, drainage bags, It is also suitable for use as a medical device material exemplified as a blood circuit, a skin material or a drug carrier.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a method of applying a layered coating on the surface of a medical device by immersing in an aqueous solution of a hydrophilic polymer.
  • Patent Documents 3 and 4 describe a method of adding a hydrophilic polymer having a silicone segment as a wetting agent to a packaging solution.
  • Patent Document 5 describes a method of immobilizing a hydrophilic coat polymer on a surface by chemical covalent bonding.
  • the medical device surface has sufficiently durable biocompatibility (water wettability, antifouling property, and slipperiness).
  • plasma surface treatment is known as a method for imparting biocompatibility to the surface of a medical device.
  • the effect is only temporary and it is difficult to maintain surface characteristics.
  • plasma surface treatment requires a large-scale apparatus and a special process, and has a complicated and industrially disadvantageous aspect.
  • a hydrophilic surface composed of a plurality of layers can be obtained by combining an acidic / basic polymer or a charged / non-charged polymer.
  • a layered coat is relatively strongly fixed by electrostatic interaction and has high durability.
  • the coating layer may be incompletely formed and the coating state may become sparse or dense, or the durability may be insufficient. was there.
  • a block having affinity for the base material can be introduced into the hydrophilic polymer to impart wettability to the hydrophobic surface of the base material.
  • the polymer is only adhered to the substrate surface by a relatively weak interaction, so that the effect does not last long and the durability may be insufficient.
  • the block having an affinity for the base material is hydrophobic, the wettability may be deteriorated when the hydrophobic portion appears on the surface.
  • the present invention has an object to provide a medical device having not only excellent wettability and antifouling property but also high durability and easy slipping for the above problems. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing such a medical device by a simple process without inducing substrate deformation.
  • the inventors have conducted intensive studies, and by combining an ionic polymer having a block having an affinity with a base and one or more ionic polymers, water wettability is achieved. It was found that the durability of the hydrophilic layer containing the ionic polymer more strongly can be improved while suppressing the formation of a poor surface. That is, the present invention has the following configuration. [1] A medical device having a layer containing two or more ionic polymers on at least a part of the surface of a medical device substrate, wherein at least one of the two or more ionic polymers is a hydrophobic segment. A medical device, wherein the medical device is a block polymer.
  • the layer containing two or more types of ionic polymers includes one or more layers containing one or more types of ionic block polymers having the hydrophobic segments, and one type of ionic polymers having no hydrophobic segments.
  • One or more layers including one or more ionic polymers having no hydrophobic segment include an ionic polymer having a charge opposite to that of the ionic block polymer including the hydrophobic segment.
  • R 1 is an alkyl group or an alkoxy group
  • R 2 is (CH 2 ) n or (CH 2 ) m —O (CH 2 ) n
  • m and n are independent of each other.
  • 1 is an integer of 1 to 16
  • a is 4 to 19
  • b is 1 to 6
  • c is 1 to 10000
  • X is O
  • R 3 is H or CH 3
  • R 4 contains one or more types of structures represented by general formulas (a1) to (a3).
  • R 5 to R 7 are each independently a hydrogen atom or branched. May be a straight chain or a cyclic structure, and may be an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 5 and R 6 are bonded to each other through a bond. May be formed.
  • the block polymer having a hydrophobic segment contains 0.01 to 10% by mass of a hydrophobic segment, and further contains 90 to 99.9% by mass of a hydrophilic segment. Medical device according to crab.
  • the medical device according to any one of [1] to [8], wherein the repeating unit other than the hydrophobic segment in the block polymer having the hydrophobic segment includes at least one amide structure.
  • the block polymer having a hydrophobic segment includes at least one of a structure derived from N-vinylpyrrolidone and a structure derived from N, N-dimethylacrylamide.
  • a medical device according to any one of the above.
  • the medical device according to any one of [1] to [10] which is an ophthalmic lens.
  • [13] A method for producing the medical device according to any one of [1] to [12], comprising the following steps 2a to 3a in this order; ⁇ Step 2a> Contacting at least a portion of the medical device substrate with a solution of an ionic block polymer having hydrophobic segments and then removing the excess polymer solution; ⁇ Step 3a> A step of removing an excess polymer solution after contacting at least a part of a medical device substrate with a solution of an ionic polymer.
  • [14] A method for producing the medical device according to any one of [1] to [12], comprising the following steps 1a to 3a in this order; ⁇ Step 1a> Synthesizing an ionic block polymer having a hydrophobic segment; ⁇ Step 2a> Contacting at least a portion of the medical device substrate with a solution of an ionic block polymer having hydrophobic segments and then removing the excess polymer solution; ⁇ Step 3a> A step of removing an excess polymer solution after contacting at least a part of a medical device substrate with a solution of an ionic polymer. [15] The method for producing a medical device according to [13] or [14], wherein the ionic polymer in the step 3a has a charge opposite to that of the ionic block polymer having the hydrophobic segment.
  • the medical device of the present invention is not only excellent in water wettability and antifouling property, but also has high durability and slipperiness. Moreover, according to the method for manufacturing a medical device of the present invention, such a medical device can be manufactured by a simple process without inducing substrate deformation.
  • the medical device of the present invention is biocompatible with improved affinity with a base material by using an ionic block polymer having a hydrophobic segment and at least one ionic polymer in combination, thereby improving durability.
  • a sexual surface can be provided.
  • the medical device in the present invention refers to a device that is used for medical purposes and is used in contact with a patient or in contact with a tissue collected from the patient, for example, blood or other body fluid.
  • a tissue collected from the patient for example, blood or other body fluid.
  • Preferable examples include ophthalmic lenses, endoscopes, catheters, infusion tubes, gas transport tubes, stents, sheaths, cuffs, tube connectors, access ports, drainage bags, blood circuits, skin materials, or drug carriers.
  • ophthalmic lenses include ophthalmic lenses, endoscopes, catheters, infusion tubes, gas transport tubes, stents, sheaths, cuffs, tube connectors, access ports, drainage bags, blood circuits, skin materials, or drug carriers.
  • the Particularly suitable for ophthalmic lenses are particularly suitable for ophthalmic lenses.
  • the ophthalmic lens examples include a contact lens such as a soft contact lens, a hard contact lens, and a hybrid contact lens, a scleral lens, an intraocular lens, an artificial cornea, a corneal inlay, a corneal onlay, and an eyeglass lens.
  • a contact lens such as a soft contact lens, a hard contact lens, and a hybrid contact lens
  • a scleral lens an intraocular lens
  • an artificial cornea a corneal inlay
  • a corneal onlay a corneal onlay
  • an eyeglass lens it is suitable for a contact lens and particularly suitable for a soft contact lens.
  • the soft contact lens is suitable for a high moisture content lens having a moisture content of 40% or more, a low moisture content lens having a moisture content of less than 40%, and a non-hydrated lens, but it can be particularly preferably used for a low moisture content lens and a non-hydrated lens.
  • the medical device substrate refers to a material constituting the medical device, and may be a part or the whole of the medical device excluding a layer containing two or more kinds of ionic polymers.
  • the ionic polymer in the present invention refers to a polymer in which at least one functional group present in the ionic polymer can participate in the exchange of protons in a protic solvent such as water. More specifically, it refers to a polymer that has either a positive or negative potential when measured for zeta potential in pure water, ie, has a positive or negative charge.
  • the ionic polymer in the present invention is preferably a hydrophilic polymer from the viewpoint of obtaining good biocompatibility.
  • the hydrophilic polymer corresponds to one or both of the following (D-1) and (D-2).
  • D-1) A polymer that dissolves 1 g or more in 100 g of water at 20 ° C.
  • D-2 A polymer in which the structural unit composed of a hydrophilic monomer is 10 mol% or more among the structural units of plural types of monomers constituting the polymer.
  • the hydrophilic polymer preferably contains 15 mol% or more of structural units composed of a hydrophilic monomer among the structural units of plural types of monomers constituting the hydrophilic polymer. Those containing at least mol% are more preferred. From the viewpoint of obtaining good water wettability, those containing 30 mol% or more are more preferable, and those containing 50 mol% or more are more preferable.
  • the layer means an aggregate of molecules formed on the substrate surface.
  • the layer does not need to have a uniform structure in a planar direction or a depth direction microscopically, and does not need to have a structure in which each polymer is stacked flat.
  • the layer may have a portion where the polymer is not present microscopically. There may be a case where a polymer and a substrate are mixed, or there is no clear interface between layers.
  • a layer containing two or more kinds of ionic polymers may be referred to as a coat layer.
  • the hydrophobic segment means a part of a molecular chain including a structure derived from a repeating unit having a hydrophobic residue, and a transparent single phase is formed when mixed with 2000 ppm water at 25 ° C. There is nothing.
  • each end of the hydrophobic segment may be independently substituted with a hydrogen atom, an initiator residue, or various functional groups.
  • Suitable hydrophobic segments include, for example, polysiloxane; alkylene group having 8 to 50 carbon atoms or (poly) arylene group; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl ( C 1-20 alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, n-dodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate and naphthyl (meth) acrylate ) Hydrophobic polymers formed from monomers selected from the group consisting of acrylate monomers or aryl (meth) acrylate monomers having 6 to 20 carbon atoms; 3- (meth) acryloxypropyltris (trimethylsiloxy) silane, pentamethyldi Siloxanyl
  • the hydrophobic segment of the block polymer is preferably polysiloxane.
  • the hydrophobic segment made of such polysiloxane may contain a polyalkyl-substituted and polyaryl-substituted siloxane repeating unit having 1 to 4 carbon atoms.
  • Suitable polysiloxane repeating units include, for example, polydimethylsiloxane, polydiethylsiloxane, polydiphenylsiloxane, and copolymers thereof, and polydimethylsiloxane is preferred because it is easily available. That is, in the medical device of the present invention, it is preferable that the hydrophobic segment includes a polydimethylsiloxane structure.
  • the polysiloxane segment preferably has an alkyl group at one end, more preferably has an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably has a methyl group or an n-butyl group.
  • hydrophobic segment preferably include a structure represented by the general formula (b2).
  • R 8 is an alkyl group or an alkoxy group
  • R 9 is (CH 2 ) n or (CH 2 ) m —O (CH 2 ) n
  • m and n are independent of each other.
  • An integer of 1 to 16 d is 4 to 19, and Y is O, NH or S.
  • the lower limit of the carbon number of the alkyl group or alkoxy group of R 8 is preferably 1, more preferably 2, more preferably 3, and particularly preferably 4.
  • the upper limit is preferably 15, more preferably 12, more preferably 9, and particularly preferably 6. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the lower limit values of m and n in R 9 are each independently preferably 1, more preferably 2, and particularly preferably 3.
  • the upper limit value is preferably 10 independently, more preferably 8, and particularly preferably 6.
  • the lower limit of d is preferably 4, more preferably 5, and particularly preferably 6.
  • the upper limit is preferably 19, more preferably 18, and particularly preferably 17.
  • d may have a distribution, and having a distribution in the present specification means a mixture of molecules having a plurality of values of d.
  • the block polymer having a hydrophobic segment in the present invention is preferably an ionic polymer, and the entire molecular chain is preferably a hydrophilic polymer. Therefore, the block polymer having a hydrophobic segment in the present invention is preferably a block polymer having both a hydrophobic segment and a hydrophilic segment.
  • the hydrophilic segment means a hydrophilic residue having a structure containing a repeating unit, and satisfies the definition of the hydrophilic polymer.
  • a portion other than the hydrophobic segment of the block polymer having a hydrophobic segment may be referred to as a hydrophilic segment.
  • the block polymer having a hydrophobic segment contains 0.01 to 10% by mass of the hydrophobic segment and 90 to 99.9% by mass of the hydrophilic segment based on the mass average molecular weight of the block polymer. Preferably, it contains 0.01 to 5% by weight of at least one hydrophobic segment and 95 to 99.99% by weight of hydrophilic segment. If the mass ratio of the hydrophobic segment is too small, the affinity with the substrate is lowered, so that the effects of the present invention may not be obtained. If the mass ratio is too large, the hydrophilicity is impaired and the biocompatibility is lowered. The water solubility of itself may be impaired.
  • the lower limit of the mass ratio of the hydrophobic segment in the block polymer having a hydrophobic segment is preferably 0.001% by mass, more preferably 0.01% by mass, and further preferably 0.02% by mass. 0.05 mass% is particularly preferable, and 0.1 mass% is most preferable.
  • the upper limit is preferably 10% by mass, more preferably 8% by mass, further preferably 5% by mass, and particularly preferably 3% by mass. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the upper limit of the mass ratio of the hydrophilic segment in the block polymer having the corresponding hydrophilic segment is preferably 99.999%, more preferably 99.98%, still more preferably 99.95%, particularly 99.9%. preferable.
  • the lower limit is preferably 90%, more preferably 92%, still more preferably 95%, and particularly preferably 97%. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the block polymer refers to a polymer containing at least two different repeating structural units, and may have three or more plural blocks. From the viewpoint of ease of synthesis, a diblock polymer or a triblock Polymers are preferred and diblock polymers are more preferred.
  • the block polymer may be linear or branched. Each block may be composed of two or more types of monomer-derived structural units, that is, may be copolymerized, in which case the monomer sequence composition in the block does not necessarily have to be uniformly random, for example, a bias (gradient) May have occurred.
  • the block polymer having a hydrophobic segment in the present invention has a plurality of three or more types of blocks
  • the block polymer may include a plurality of hydrophobic segments as long as it always includes one hydrophobic segment.
  • the hydrophobic segment in the polymer chain may be located anywhere in the polymer chain, but the hydrophobic segment is present at the end of the polymer chain from the viewpoint that it is difficult to interfere with the interaction between the hydrophobic segment and the substrate. It is preferable to do.
  • the block polymer having a hydrophobic segment in the present invention is an ionic polymer, and preferably has a structural unit derived from at least one ionic monomer in the polymer chain.
  • the block polymer having a hydrophobic segment in the present invention has three or more types of plural blocks, it is only necessary to have at least one type of block containing a structural unit derived from an ionic monomer.
  • the third block may have a hydrophobic or hydrophilic block that is not substantially ionic.
  • the mass average molecular weight of the block polymer having the hydrophobic segment is preferably in the range of 10,000 to 10,000,000. If the mass average molecular weight is too small, it may be difficult to form a coat layer. Moreover, when the said mass mean molecular weight is too large, solution viscosity will increase and operativity may worsen. Accordingly, the lower limit of the mass average molecular weight of the block polymer having the hydrophobic segment is preferably 10,000, more preferably 20,000, still more preferably 50,000, and particularly preferably 100,000.
  • the upper limit is preferably 8,000,000, more preferably 5,000,000, still more preferably 2,000,000, and particularly preferably 1,000,000. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the structure of the block polymer having the hydrophobic segment is preferably represented by the general formula (b1).
  • R 1 is an alkyl group or an alkoxy group
  • R 2 is (CH 2 ) n or (CH 2 ) m —O (CH 2 ) n
  • m and n are independent of each other.
  • 1 is an integer of 1 to 16
  • a is 4 to 19
  • b is 1 to 6
  • c is 1 to 10000
  • X is O
  • R 3 is H or CH 3
  • R 4 contains one or more types of structures represented by general formulas (a1) to (a3).
  • R 5 to R 7 are each independently a hydrogen atom or branched. Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, which may be a straight chain, may have a cyclic structure, or may be substituted, and R 5 and R 6 are bonded to each other through a bond. (It may be formed.) Preferred embodiments and ranges of R 1 , m, n and a in the general formula (b1) are the same as those of R 8 , m, n and d in the general formula (b2).
  • the portion other than the hydrophobic segment of the block polymer having a hydrophobic segment according to the present invention preferably includes a structure derived from a monomer having a polymerizable group.
  • the polymerizable group refers to a functional group involved in the polymerization reaction, and a radical polymerizable functional group is preferable from the viewpoint that a protic solvent can be used.
  • preferred polymerizable groups include vinyl groups, allyl groups, (meth) acryloyloxy groups, (meth) acrylamide groups, ⁇ -alkoxymethylacryloyloxy groups, maleic acid residues, fumaric acid residues, itaconic acid residues. , Crotonic acid residue, isocrotonic acid residue, citraconic acid residue and the like.
  • a (meth) acrylamide group or a (meth) acryloyloxy group is particularly preferable because of high polymerizability.
  • (meth) acryloyloxy represents both methacryloyloxy and acryloyloxy. The same can be said for (meth) acrylamide.
  • a suitable type of monomer other than the hydrophobic segment of the block polymer having a hydrophobic segment that is, the monomer constituting the hydrophilic segment.
  • (meth) acrylates, (meth) acrylamides, N-vinylcarboxylic Acid amides, cyclic N-vinyl lactams, cyclic N-vinyl pyridines or N-vinyl imidazoles are preferred.
  • the hydrophilic segment of the block polymer having a hydrophobic segment must have ionicity as described above, and preferably has a positive charge or a negative charge. Such a positive charge or a negative charge is added to the hydrophilic segment. It originates from the specific group involved. It is preferable that the specific group which gives a positive charge or a negative charge is included in a structure derived from a radical polymerizable monomer.
  • a basic functional group can be preferably used as the group that imparts a positive charge, and an amino group and a salt thereof are suitable.
  • suitable monomers containing such a group include allylamine derivatives, aminostyrene derivatives, N, Amino group-containing (meth) acrylates such as N-dialkylaminoethyl methacrylate), amino group-containing (meth) acrylamides such as poly (N, N-dimethylaminopropylacrylamide), N-vinylimidazole derivatives and salts thereof.
  • a monomer containing a quaternary ammonium salt or an imidazolium salt is particularly preferable because it has antibacterial properties.
  • an acidic functional group can be preferably used as the group that gives a negative charge.
  • a carboxy group, a sulfo group (—SO 3 H), a sulfuric acid group (—OSO 3 H)), a phosphonic acid group (—PO (OH) 2 ), Phosphate groups (—OPO (OH) 2 ) and salts thereof are preferred.
  • monomers containing such groups are (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, phosphate ester-based (meth) acrylate monomers and these Of salt. Of these, (meth) acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and salts thereof are more preferable, and (meth) acrylic acid and salts thereof are particularly preferable.
  • the monomer that gives positive charge or negative charge may be used alone to form a homopolymer-like hydrophilic block, but is copolymerized with other hydrophilic monomers as a nonionic hydrophilic component. It is good.
  • Suitable examples of monomers for the nonionic hydrophilic component include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-hydroxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, glyceryl (meth) acrylate and poly (ethylene glycol) mono (Meth) acrylate monomers such as (meth) acrylate, polymerizable carboxylic acid monomers such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, vinylbenzoic acid, N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylamide monomers such as N-vinyl-4-methyl-2-caprolactam and N-vinyl-N-methylacetamide, and (
  • N-methylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-vinylacetamide from the viewpoint of obtaining a hydrophilic polymer excellent in water wettability and slipperiness.
  • N-vinyl-N-methylacetamide is more preferred.
  • N, N-dimethylacrylamide and N-vinylpyrrolidone are particularly preferred from the viewpoint of obtaining particularly excellent hydrophilicity.
  • the block polymer having a hydrophobic segment preferably contains at least one of a structure derived from N-vinylpyrrolidone and a structure derived from N, N-dimethylacrylamide.
  • the monomer constituting the hydrophilic segment is preferably a monomer having an amide structure from the viewpoint of being particularly excellent in water wettability and slipperiness regardless of whether it is ionic or nonionic. That is, the medical device of the present invention preferably contains at least one amide structure in the repeating unit other than the hydrophobic segment in the block polymer having a hydrophobic segment.
  • amide structure refers to a structure represented by the following formula (a).
  • amide compounds, imide compounds, urea compounds, and derivatives thereof have an amide structure.
  • the amide bond has a high affinity with water, not only gives excellent water wettability and easy slipperiness, but also has hydrolysis resistance and superior durability compared to an ester bond, etc. Is preferred.
  • the block polymer having a hydrophobic segment according to the present invention can be produced according to the method described in any of JP2012-246489A.
  • Hydrophobic segment-containing macroinitiator is a reaction between a reactive linear polysiloxane having a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, or a thiol group at one end and an azo-based initiator having a carboxy group. Can be formed.
  • Azo initiators are known in the art and include the following compounds such as 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) and its derivatives, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] hydrate, 2,2′-azobis ⁇ 2-methyl-N- [2- (1-carboxybutyl)] propionamide ⁇ and 2,2′-azobis [2-methyl- N- (2-carboxyethyl) propionamide] and the like include aliphatic azo-containing initiators.
  • 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid) can be preferably used as the azo initiator.
  • the lower limit of the molar ratio of the reactive linear siloxane / azo initiator is preferably 1.0, more preferably 1.3, and particularly preferably 1.4.
  • the upper limit is preferably 2.4, more preferably 2.0, and particularly preferably 1.9. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the azo initiator and the reactive linear polysiloxane are preferably reacted by a condensation reaction at a sufficiently low temperature at which no radical is generated by the azo initiator. If the reaction temperature is too high, radicals are generated from the azo initiator, and if the temperature is too low, it takes a long time to complete the reaction. Therefore, the lower limit of the reaction temperature is preferably ⁇ 20 ° C., more preferably 0 ° C., particularly preferably 10 ° C., and the upper limit is preferably 50 ° C., more preferably 40 ° C., and particularly preferably 35 ° C. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used. In subjecting to the condensation reaction, it is preferable to use a condensing agent.
  • DCC dicyclohexylcarbodiimide
  • DIPC diisopropylcarbodiimide
  • EDC WSCI
  • hydrochloride WSCI ⁇ HCl
  • the lower limit of the amount of the azo initiator having a carboxyl group is preferably 1.8, more preferably 2.0, particularly preferably 2.1, and the upper limit is preferably 4.0 times, 3.0 times is more preferable, and 2.7 times is particularly preferable. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • a catalyst may be added during the macroinitiator synthesis reaction in order to increase the reactivity.
  • Suitable examples of the catalyst include 4-dimethylaminopyridine. If the amount used is too small, the reaction takes a long time. If the amount is too large, it is difficult to remove the catalyst after the reaction. Accordingly, the lower limit of the molar ratio of the catalyst to the initiator is preferably 0.01, more preferably 0.05, particularly preferably 1.0, and the upper limit is preferably 4.0, more preferably 3.0. 7 is particularly preferred.
  • the hydrophobic segment-containing macroinitiator reacts with at least one hydrophilic monomer to form a block polymer.
  • the hydrophilic segment can be formed from a known hydrophilic monomer.
  • the hydrophilic monomer should be present at a concentration sufficient to achieve the desired degree of polymerization of the hydrophilic segment. If the concentration of the hydrophilic monomer is too high, the viscosity becomes high during polymerization, making mixing difficult and possibly impossible. Therefore, the mass percentage is preferably 10 to 60 mass%, particularly preferably 15 to 50 mass%.
  • the lower limit of the ratio is preferably 500, more preferably 800, particularly preferably 1500, and the upper limit is preferably 10,000, more preferably 7000, and particularly preferably 5000. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • Polymerization may be performed without dilution or using a solvent, but it is preferable to use a solvent in order to avoid danger such as reaction runaway.
  • Suitable solvents include ethers, esters, amides, aromatic and aliphatic hydrocarbons, alcohols, ketone solvents, ester solvents, ether solvents, sulfoxide solvents, amide solvents and glycol solvents. And halogenated hydrocarbons.
  • water and alcohol solvents are more preferable, and water and tertiary alcohol solvents are particularly preferable because radical polymerization is not easily inhibited.
  • Examples include tert-amyl alcohol, diethyl ether, tetrahydrofuran, hexane, methylene chloride, ethyl acetate, dimethylformamide, water, methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, butanol, tert-butanol, 3-methyl-3-pen.
  • the lower limit is preferably 40% by mass, more preferably 50% by mass, and particularly preferably 60% by mass based on the hydrophobic segment-containing macroinitiator and the total monomer mass.
  • the upper limit is preferably 90% by mass, more preferably 85% by mass, and particularly preferably 80% by mass. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the temperature is not particularly limited as long as the selected initiator is active and is between the freezing point and boiling point of the reaction components (including the solvent if a solvent is used). If the temperature is too high, the polymer solution can also overheat and be difficult or dangerous to control.
  • the temperature range is preferably a 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator (hereinafter referred to as T) to T + 50 ° C., and in some embodiments, T to T + 30 ° C.
  • Suitable reaction time includes 72 hours or less, but the preferred lower limit of the reaction time is preferably 1 hour, more preferably 2 hours, particularly preferably 3 hours, and the upper limit is preferably 72 hours, more preferably 48 hours. 24 hours is particularly preferred. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the resulting block polymer may be purified using column chromatography, precipitation, washing of impurities with a solvent insoluble in the block polymer, fractionation by GPC, or any other conventional polymer isolation means.
  • the hydrophobic segment obtained as described above has an affinity for at least a part of the medical device, in particular, a hydrophobic site on the surface of the medical device, and is associated with at least a part of the surface of the medical device.
  • the block polymer having a hydrophobic segment can contact and adhere to the surface of the medical device by utilizing the affinity between the hydrophobic segment and the medical device substrate.
  • the affinity with the base material is increased by having the hydrophobic segment, and it is difficult to cause a defect in the coat layer and the durability can be improved.
  • the affinity with the surface of the medical device is mainly due to the association derived from the hydrophobic interaction, but further includes entanglement (molecular entanglement), van der Waals force, dipole interaction, electrostatic attraction It can also be performed by (electrostatic interaction), hydrogen bonding, ⁇ - ⁇ stacking and combinations of these effects.
  • the coating layer does not need to have a covalent bond with the base material. It is preferable that the coating layer does not have a covalent bond with the base material because it can be manufactured in a simple process. Even if the coat layer does not have a covalent bond with the base material, it has practical durability by using an ionic polymer described later in combination.
  • the layer containing two or more kinds of ionic polymers may be a single layer formed by mixing a plurality of polymers, or may be a multilayer composed of a plurality of layers.
  • the layer form is preferably a multilayer.
  • the form of the layer can be analyzed by a method of staining with ruthenium tetroxide or the like and observing with a transmission electron microscope, a mass spectrometry method such as TOF-SIMS, and other methods.
  • the thickness of the layer on the surface of the medical device of the present invention is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less, further preferably 1 ⁇ m or less, and particularly preferably 0.5 ⁇ m or less because it is likely to be optically nonuniform when it is too thick.
  • the thickness is preferably 0.1 nm or more, more preferably 1 nm or more, further preferably 10 nm or more, and particularly preferably 50 nm or more.
  • the thickness of the layer made of the hydrophilic polymer means a thickness in a dry state, and can be obtained by a technique such as an electron microscope.
  • the layer containing the ionic polymer may further contain a nonionic polymer as a third component.
  • a nonionic polymer examples include polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polydimethylacrylamide, poly (N-methylvinylacetamide), and hydrophilic polymer.
  • Suitable examples include (meth) acrylates, polyalkylene glycols, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyvinyl caprolactam, various cellulose derivatives, and various polysaccharides. Although the above mainly gave examples of homopolymers, these copolymers are also suitable.
  • the coating layer when the coating layer is a multilayer, it may be difficult to substantially distinguish each layer. Therefore, in one embodiment of the present invention, at least a part of the surface of the medical device substrate is used.
  • the polymer has a layer containing two or more types of ionic polymers, and at least one of the two or more types of ionic polymers is a block polymer having a hydrophobic segment.
  • the block polymer having the hydrophobic segment has a role of associating with the base material using various interactions typified by hydrophobic interaction via the hydrophobic segment.
  • the layer containing two or more kinds of ionic polymers may contain two or more kinds of ionic polymers having the same kind of charge, but the durability of the coating layer is improved by electrostatic interaction.
  • the layer containing two or more kinds of ionic polymers preferably contains one or more of an ionic polymer having a positive charge and an ionic polymer having a negative charge.
  • At least one of the polymers contained in the layer containing two or more types of ionic polymers is a block polymer having a hydrophobic segment.
  • the layer containing two or more types of ionic polymers includes one or more layers containing at least one type of ionic block polymer having the hydrophobic segment, and an ionic polymer having no hydrophobic segment. It is preferable to have one or more layers including one or more types.
  • the layer containing two or more types of ionic polymers may be formed only from the ionic polymer having the hydrophobic segment. However, when the hydrophobic segment is exposed on the surface, the biocompatibility of the outermost surface is improved.
  • the layer containing two or more types of ionic polymers may be damaged, one or more layers containing one or more types of ionic block polymers having the hydrophobic segments, and ionic polymers having no hydrophobic segments It is more preferable to have one or more layers containing at least one kind of.
  • the ionic block polymer having the hydrophobic segment and the ionic polymer having no hydrophobic segment may be present at any position with respect to the depth direction of the layer, but the hydrophobic segment is not exposed on the surface.
  • the ionic block polymer having the hydrophobic segment is preferably layered. It is preferable that it is unevenly distributed in the vicinity of the inside substrate.
  • the ionic block polymer having the hydrophobic segment may be associated so as to fill a place where the coating layer is incomplete. it can. That is, there may be an ionic block polymer having a hydrophobic segment relatively near the surface side in the layer structure, but in that case, the hydrophobic segment may not be exposed on the surface. preferable. Further, the ionic block polymer having a hydrophobic segment may form a micelle-like structure on the substrate surface via the hydrophobic segment in the layer structure.
  • one or more layers containing at least one ionic polymer having no hydrophobic segment are opposite to the ionic block polymer having the hydrophobic segment. It is further preferable to include an ionic polymer having the following charge.
  • a structure capable of obtaining excellent performance is a medical device having a layer including one or more ionic block polymers having a hydrophobic segment on at least a part of the surface, A medical device having at least one layer containing an ionic polymer having a charge opposite to that of an ionic block polymer having a segment. Furthermore, it is preferable that a plurality of layers made of ionic polymers are alternately laminated on a layer containing at least one ionic block polymer having a hydrophobic segment, since particularly excellent performance can be obtained.
  • the conventional method of forming a multi-layered coating layer using only a highly hydrophilic ionic polymer has insufficient compatibility with the base material, resulting in uneven coating and poor durability.
  • the affinity between the coating polymer and the substrate is enhanced by various interactions mainly consisting of the hydrophobic interaction generated between the hydrophobic segment and the substrate, and coating unevenness is unlikely to occur, and durability Can be improved.
  • only an ionic block polymer having a hydrophobic segment can be weakly bonded to the surface of a medical device due to an interaction mainly including a hydrophobic interaction and may easily peel off. It was.
  • an ionic polymer having the opposite charge to the ionic block polymer having the hydrophobic segment electrostatic interaction generated between these polymers can be reduced. It is considered that a strong coat layer is formed on the surface of the medical device by various main interactions, and a coat layer having excellent durability can be obtained.
  • a layer containing an ionic block polymer having a hydrophobic segment on at least a part of the surface of the medical device is formed, It is more preferable that a layer containing an ionic polymer is further formed thereon.
  • the one or more layers containing one or more ionic polymers do not contain an ionic block polymer having a hydrophobic segment, and are separate from the layer containing an ionic block polymer having a hydrophobic segment.
  • the one or more layers containing one or more ionic polymers include an ionic polymer having a charge opposite to that of the ionic block polymer having a hydrophobic segment.
  • the ionic polymer having no hydrophobic segment has a multilayer structure composed of a plurality of types of ionic polymers.
  • Such a multilayer structure is preferable because good peeling resistance can be obtained when a layer containing a polymer having one or more negative charges and a polymer having one or more positive charges is formed.
  • the block polymer having a hydrophobic segment is considered to be capable of associating with the surface of a medical device substrate by affinity mainly of hydrophobic interaction generated between the hydrophobic segment and the substrate. Since the block polymer having a segment alone may not have sufficient peeling resistance, a block polymer and / or a medical device substrate having an ionic polymer and a hydrophobic segment in combination with at least one more ionic polymer A coating layer having sufficient durability can be formed by utilizing various interactions mainly including the electrostatic interaction between them.
  • the various interactions mentioned here include entanglement (molecular entanglement), van der Waals forces, dipole interactions, hydrophobic interactions), hydrogen bonds, ⁇ - ⁇ stacking and combinations of these effects Point to.
  • the charge of the block polymer having a hydrophobic segment is opposite to the charge of another ionic polymer, they attract each other by electrostatic interaction (Coulomb force) to form a polyion complex and insolubilize it. Therefore, the durability of the coat layer is improved. Further, it is preferable to form a multilayer structure by laminating a plurality of ionic polymers because durability is improved to a practical level and biocompatibility such as slipperiness, water wettability, and antifouling property is enhanced.
  • ionic polymers it is preferable to use two or more different types of ionic polymers as the two or more types of ionic polymers. Even if a combination of different types of ionic polymers having the same type of charge is used, for example, hydrogen Those that can obtain an interaction such as a bond can be preferably used, but from the viewpoint that a relatively strong interaction due to electrostatic interaction occurs and excellent durability can be obtained, a material having opposite charges is used. Is particularly preferred.
  • the layer containing an ionic polymer preferably has a multilayer structure composed of a plurality of ionic polymers, but for reasons such as when each layer is thin or the order of the layers is locally reversed. There are cases where a plurality of layers are observed together, and it is practically difficult to recognize them as multiple layers.
  • Such a multilayer structure is preferably formed by performing treatment once or more with a polymer solution having one or more kinds of negative charges and once or more treatment with a polymer solution having one or more kinds of positive charges.
  • such a multilayer structure is preferably treated 1 to 5 times, more preferably 1 to 3 times each with a polymer solution having one or more negative charges and with a polymer solution having one or more positive charges. More preferably, each is formed once or twice on the surface of the substrate.
  • the number of treatments with a negatively charged solution and the number of treatments with a positively charged polymer solution may be different.
  • the treatment with a polymer solution having a negative charge and the treatment with a polymer solution having a positive charge are preferably performed alternately. More preferably, the treatment is started from a polymer solution having a charge opposite to that of the ionic polymer having a hydrophobic segment.
  • the medical device according to the present invention excellent wettability and treatment with one or more negatively charged polymer solutions and one or more positively charged polymer solutions with a very small number of times of 2 or 3 times in total. Easy slipperiness can be imparted. This is very important industrially from the viewpoint of shortening the manufacturing process.
  • the total of the treatment with the polymer solution having a negative charge and the treatment with the polymer solution having a positive charge is preferably two or three times.
  • the inventors have confirmed that expression of wettability and slipperiness is insufficient by only performing treatment with either a negatively charged polymer solution or a positively charged polymer solution.
  • the positively charged polymer a homopolymer or copolymer having a plurality of basic groups along the polymer chain can be suitably used.
  • the group which has basicity and gives a positive charge an amino group and a salt thereof are preferable.
  • suitable examples of such positively charged polymers include poly (allylamine), poly (vinylamine), poly (ethyleneimine), poly (vinylbenzyltrimethylamine), polyaniline, poly (aminostyrene), poly (N , N-dialkylaminoethyl methacrylate) and other amino group-containing (meth) acrylate polymers, poly (N, N-dimethylaminopropylacrylamide) and other amino group-containing (meth) acrylamide polymers, and salts thereof.
  • the above is an example of a homopolymer, but a mixture of these polymers and a copolymer with other monomers can also be suitably used.
  • the basic monomer refers to a polymerizable monomer having a group that is basic and imparts a positive charge in an aqueous solution of pure water.
  • a polymer containing a structure derived from a basic monomer constituting the copolymer can be preferably used.
  • a monomer is preferably a monomer having an allyl group, a vinyl group, and a (meth) acryloyl group, and particularly preferably a monomer having a (meth) acryloyl group in view of high polymerizability.
  • suitable monomers containing a basic group constituting a positively charged copolymer include amino group-containing (metabolites) such as allylamine derivatives, aminostyrene derivatives, N, N-dialkylaminoethyl methacrylate).
  • amino group-containing (meth) acrylamide such as N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N-vinylimidazole derivatives and salts thereof.
  • a monomer containing a quaternary ammonium salt or an imidazolium salt is particularly preferable because it has antibacterial properties.
  • amino group-containing (meth) acrylates, amino group-containing (meth) acrylamides, and salts thereof are more preferable because of their high polymerizability.
  • N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminopropylacrylamide And their salts are particularly preferred.
  • the polymer having a negative charge a homopolymer or copolymer having a plurality of acidic groups along the polymer chain can be suitably used.
  • the group that has acidity and gives a negative charge include a carboxy group, a sulfo group (—SO 3 H), a sulfate group (—OSO 3 H)), a phosphonic acid group (—PO (OH) 2 ), a phosphoric acid group (— OPO (OH) 2 ) and its salts are preferred.
  • suitable examples of such negatively charged polymers include polymethacrylic acid, polyacrylic acid, poly (vinylbenzoic acid), poly (thiophene-3-acetic acid), poly (4-styrenesulfonic acid), polyvinyl Examples include sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid), and salts thereof.
  • the above is an example of a homopolymer, but a mixture of these polymers and a copolymer with other monomers can also be suitably used.
  • the acidic monomer refers to a polymerizable monomer having a group that is acidic and imparts a negative charge in an aqueous solution of neutral pure water.
  • a polymer containing a structure derived from an acidic monomer constituting the copolymer can be preferably used.
  • a monomer is preferably a monomer having an allyl group, a vinyl group, and a (meth) acryloyl group, and particularly preferably a monomer having a (meth) acryloyl group in view of high polymerizability.
  • suitable acidic monomers constituting the copolymer include (meth) acrylic acid, vinyl benzoic acid, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and these It is salt.
  • (meth) acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, phosphate ester-based (meth) acrylate monomers and salts thereof are more preferred, (meth) acrylic acid being particularly preferred, and Its salt.
  • At least one of the positively charged polymer and the negatively charged polymer used in the present invention is a polymer having an amide structure and / or a hydroxyl group.
  • the polymer having a negative charge and / or the polymer having a positive charge has an amide structure, it is more preferable because a surface excellent in slipperiness and water wettability can be obtained.
  • polymers having an amide group and a positive charge examples include polyamides having an amino group, partially hydrolyzed chitosan, and a copolymer of a basic monomer and a monomer having an amide group.
  • Preferred examples of the copolymer of the basic monomer and the monomer having an amide group are N, N-dimethylaminoethyl methacrylate / N-vinylpyrrolidone copolymer, N, N-diethylaminoethyl methacrylate / N, N-dimethyl.
  • Particularly preferred is N, N-dimethylaminopropylacrylamide / N, N-dimethylacrylamide copolymer.
  • Examples of the polymer having an amide group and a negative charge include polyamides having a carboxyl group, copolymers of an acidic monomer and a monomer having an amide group.
  • the copolymer of the acidic monomer and the monomer having an amide group include (meth) acrylic acid / N-vinylpyrrolidone copolymer, (meth) acrylic acid / N, N-dimethylacrylamide copolymer, 2- Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid / N-vinylpyrrolidone copolymer and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid / N, N-dimethylacrylamide copolymer.
  • Particularly preferred is a (meth) acrylic acid / N, N-dimethylacrylamide copolymer.
  • polystyrene resin examples include aminopolysaccharides such as chitin, a copolymer of a basic monomer and a monomer having a hydroxyl group.
  • the copolymer of the basic monomer and the monomer having a hydroxyl group include N, N-dimethylaminoethyl methacrylate / hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate / glycerol (meth).
  • Acrylate copolymers N, N-dimethylaminopropylacrylamide / hydroxyethyl (meth) acrylate, and N, N-dimethylaminopropylacrylamide / glycerol (meth) acrylate copolymers.
  • Particularly preferred is N, N-dimethylaminoethyl methacrylate / hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer.
  • polysaccharides having acidic groups such as hyaluronic acid, chondroitin sulfate, carboxymethylcellulose, and carboxypropylcellulose, and copolymers of acidic monomers and monomers having amide groups. be able to.
  • the copolymer of the acidic monomer and the monomer having a hydroxyl group include (meth) acrylic acid / hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer, (meth) acrylic acid / glycerol (meth) acrylate copolymer, 2-acrylamide -2-methylpropanesulfonic acid / hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid / glycerol (meth) acrylate copolymer.
  • Particularly preferred is a (meth) acrylic acid / hydroxyethyl (meth) acrylate copolymer.
  • the monomer having an amide group is not limited to those exemplified above, and those exemplified below may be used. From the viewpoint of ease of polymerization, a monomer having a (meth) acrylamide group and N-vinylcarboxylic acid amide (including a cyclic one) are preferred.
  • Such monomers include N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-vinylacetamide, N-methyl-N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethyl Mention may be made of acrylamide, N-isopropylacrylamide, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, acryloylmorpholine, and acrylamide. Among these, N-vinylpyrrolidone and N, N-dimethylacrylamide are preferable from the viewpoint of slipperiness, and N, N-dimethylacrylamide is particularly preferable. A plurality of these monomers may be selected and combined.
  • the monomer having a hydroxyl group is not limited to the above examples, and those exemplified below may be used. Suitable examples include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylamide, glycerol (meth) acrylate, caprolactone-modified 2-hydroxyethyl (meth) acrylate N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, hydroxystyrene, vinyl alcohol (a carboxylic acid vinyl ester as a precursor).
  • a monomer having a (meth) acryloyl group is preferable from the viewpoint of ease of polymerization, and a (meth) acrylic acid ester monomer is more preferable.
  • hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and glycerol (meth) acrylate are preferable in terms of antifouling properties against tears, and hydroxyethyl (meth) acrylate is particularly preferable. preferable.
  • the copolymerization ratio is [mass of basic monomer or acidic monomer] / [mass of other monomer] of 1/99 to 99 / 1 is preferable, 2/98 to 90/10 is more preferable, and 10/90 to 80/20 is still more preferable.
  • the copolymerization ratio is within this range, functions such as easy slipperiness and water wettability are easily exhibited.
  • the molecular weight of the positively charged polymer and the negatively charged polymer can be varied to change various properties of the coat layer, such as thickness. Specifically, increasing the molecular weight generally increases the thickness of the coat layer. However, if the molecular weight is too large, handling may increase due to increased viscosity. Therefore, the acidic polymer and basic polymer used in the present invention preferably have a molecular weight of 2000 to 150,000. More preferably, the molecular weight is 5000 to 100,000, and even more preferably 75,000 to 100,000.
  • the molecular weight of the acidic polymer and the basic polymer is a mass average molecular weight in terms of polyethylene glycol measured by a gel permeation chromatography method (aqueous solvent).
  • coating layer can be accomplished in a number of ways as described, for example, in WO 99/35520, WO 01/57118 or US Patent Publication No. 2001-0045676.
  • a coating layer is formed on the surface of the medical device substrate by bringing the medical device substrate into contact with the solution of the polymer having the hydrophobic segment and the solution of the ionic polymer.
  • a method for contacting the medical device substrate with the polymer solution various coating methods such as a dipping method (dip method), a brush coating method, a spray coating method, a spin coating method, a die coating method, and a squeegee method can be applied.
  • the dipping method is preferable because it is simple.
  • the medical device manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing the medical device of the present invention, and is preferably a medical device manufacturing method including the following steps 1a to 3a in this order.
  • the method for producing a medical device of the present invention is the present invention. It is preferable that the manufacturing method of the medical device includes the following steps 2a to 3a in this order.
  • Step 1a Synthesizing an ionic block polymer having a hydrophobic segment
  • Step 2a Contacting at least a portion of the medical device substrate with a solution of an ionic block polymer having hydrophobic segments and then removing the excess polymer solution
  • ⁇ Step 3a> A step of removing an excess polymer solution after contacting at least a part of a medical device substrate with a solution of an ionic polymer.
  • the ionic polymer in the step 3a has a charge opposite to that of the ionic block polymer having the hydrophobic segment.
  • the ionic block polymer having a hydrophobic segment is considered to be able to associate with the surface of the medical device by having an affinity with the surface, and further, the ionic block polymer having the hydrophobic segment thereon and By contacting an ionic polymer solution having the opposite charge, the layer is stabilized by interaction, and durability is considered to be improved.
  • steps 2a and 3a may be repeated in this order.
  • the coat layer has a multilayer structure, which is preferable because durability is improved.
  • a plurality of types of contact with the ionic polymer solution may be performed.
  • the solutions of a plurality of ionic polymers are selected and contacted so that the electric charges alternate.
  • contact selected by alternating charges refers to alternately contacting a solution containing a polymer having a positive charge and a solution containing a polymer having a negative charge. The order of positive charge and negative charge may be reversed.
  • Step 1b> A step of bringing at least a part of the medical device substrate into contact with a solution containing an ionic block polymer (positive charge) having a hydrophobic segment;
  • Step 2b> After bringing at least a part of the medical device into contact with a solution containing an ionic polymer (negative charge), a step of removing excess polymer; Subsequently, in order to improve durability and biocompatibility, it is preferable to perform step 3b after step 2b.
  • Step 3b After bringing at least a part of the medical device into contact with a solution containing an ionic polymer (positive charge), a step of removing excess polymer; Further, the steps 2b and 3b may be repeated a plurality of times in this order. In that case, since the coating layer has a multilayer structure, durability is improved, which is preferable.
  • Step 1c A step of bringing at least a part of the medical device substrate into contact with a solution containing an ionic block polymer (negative charge) having a hydrophobic segment;
  • Step 2c> After contacting at least a part of the medical device with a solution containing an ionic polymer (positive charge), a step of removing excess polymer; Subsequently, in order to improve durability and biocompatibility, it is preferable to perform step 3c after step 2c.
  • Step 3c After bringing at least a part of the medical device into contact with a solution containing an ionic polymer (negative charge), a step of removing excess polymer; Further, steps 2c and 3c may be repeated a plurality of times in this order. In that case, since the coating layer has a multilayer structure, durability is improved, which is preferable.
  • the surface of the medical device substrate may be untreated or treated.
  • that the surface of the substrate has been treated means that the surface of the substrate is subjected to surface treatment or surface modification by a known method. Suitable examples of the surface treatment or surface modification include plasma treatment, excimer lamp irradiation treatment, chemical vapor deposition, chemical modification, etching, and plasma coating.
  • the dipping time can be varied depending on many factors.
  • the immersion of the molded body in the polymer solution is preferably performed for 1 to 30 minutes, more preferably 2 to 20 minutes, and particularly preferably 1 to 5 minutes.
  • the ionic polymer is preferably used by dissolving in a protic solvent, and more preferably used by dissolving in alcohol or water.
  • Water is particularly preferable from the viewpoint that it does not induce deformation of the base material and has less harmful adverse effects on the human body.
  • the concentration of the polymer solution can vary depending on the nature of the ionic block polymer and ionic polymer with hydrophobic segments, the desired coating layer thickness, and many other factors.
  • the preferred polymer concentration is 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.005 to 5% by mass, still more preferably 0.01 to 3% by mass, and particularly preferably 0.7 to 1.3% by mass. .
  • the pH of the polymer solution must be appropriately selected so that the polymer has a charge.
  • the appropriate range varies depending on the properties of the polymer used, but generally it is preferably maintained in the range of 2 to 8, more preferably 3 to 7.
  • the thickness of the coating layer can be adjusted by adding one or more salts such as sodium chloride to the polymer solution.
  • a preferable salt concentration is 0.1 to 2.0% by mass. As the salt concentration increases, the polyelectrolyte takes a more spherical conformation. However, if the concentration is too high, the polymer electrolyte does not deposit well even if it is deposited on the surface of the molded body. A more preferable salt concentration is 0.7 to 1.3% by mass.
  • the washing and removal of the excess polymer solution is generally performed by rinsing with clean water or an organic solvent.
  • the rinsing is preferably performed by immersing the molded body in water or an organic solvent, or by exposing it to a water flow or an organic solvent flow. Although rinsing may be completed in one step, it has been found that it is more efficient to perform the rinsing step multiple times.
  • Rinsing is preferably performed in 2 to 5 steps. It is preferred to spend 1-3 minutes for each immersion in the rinse solution.
  • the rinse solution is preferably pure water, but is preferably buffered to a pH of 2-7, more preferably 2-5, and even more preferably 2.5-4.5 to increase the adhesion of the coating layer.
  • An aqueous solution is also preferably used.
  • a step of drying or removing the excess rinsing solution may be included.
  • the molded body can be dried to some extent by simply leaving the molded body in an air atmosphere, but drying can be enhanced by sending a gentle air flow to the surface.
  • the flow rate of the air flow can be adjusted as a function of the strength of the material to be dried and the mechanical fixation of the material. It is not necessary to dry the molded body completely. Here, rather than drying the molded body, it is important to remove the droplets of the solution adhered to the surface of the molded body. Therefore, it is only necessary to dry to the extent that the film of water or solution on the surface of the molded body is removed, which is preferable because the process time can be shortened.
  • the solution of the ionic block polymer having a hydrophobic segment is preferably contacted with the medical device prior to the solution containing the other ionic polymer. For example, after the layer is formed with the other ionic polymer, the coating is performed. A solution containing an ionic block polymer having a hydrophobic segment may be contacted for the purpose of filling a hole in a place where the amount is insufficient.
  • the ophthalmic lens is obtained by bringing a block polymer solution having one or more hydrophobic segments into contact with at least a part of the surface of a lens-shaped molded body (base material). Obtained by contacting the solution.
  • the number of contact with each solution is preferably 1 to 5 times, more preferably 1 to 3 times, and still more preferably 1 to 2 times.
  • the number of coating steps of the block polymer solution having a hydrophobic segment and the ionic polymer solution may be different.
  • one of the preferred embodiments of the method for producing an ophthalmic lens includes the following steps 1d to 4d in this order.
  • ⁇ Step 1d> Polymerizing a mixture of monomers to obtain a lens-shaped molding
  • ⁇ Step 2d> A step of bringing the molded body into contact with a solution of an ionic block polymer having a hydrophobic segment and then washing and removing excess polymer solution
  • ⁇ Step 3d> Contacting the molded body with an ionic polymer solution having a charge opposite to that of the ionic block polymer having a hydrophobic segment, and then washing and removing excess polymer solution
  • ⁇ Step 4d> Contacting the molded body with an ionic polymer solution having the same charge as the ionic block polymer having a hydrophobic segment, and then washing and removing excess polymer solution
  • Steps 3d and 4d may be repeated a plurality of times in this order.
  • the coating layer can be formed on the molded body by sequentially contacting the lens-shaped molded body with an ionic block polymer solution having a hydrophobic segment and an ionic polymer solution. Thereafter, it is preferable to sufficiently wash away excess polymer.
  • the base material may be polymerized and molded by the following standard methods. Examples include a method of finishing a polymer formed into a round bar or plate shape into a desired shape by cutting or lathe processing, a mold polymerization method, a spin casting method, and the like.
  • the medical device substrate in the present invention preferably contains silicon atoms at least partially in order to obtain good affinity with the block polymer having a hydrophobic segment in the present invention. Specifically, it is preferable to contain 1% by mass or more of silicon atoms in the base material.
  • the silicon atom content (% by mass) is calculated based on the dry substrate mass (100% by mass).
  • the silicon atom content of the substrate is more preferably 2% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, particularly preferably 7% by mass or more, and most preferably 10% by mass or more. Further, when the silicon atom content is too large, the tensile elastic modulus may increase, which may be undesirable.
  • the silicon atom content of the substrate is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less. Preferably, 50 mass% or less is especially preferable. In particular, when the medical device is used for contact lenses, it is preferably 36% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and further preferably 26% by mass or less in order not to be too hard. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the silicon atom may exist as a siloxanyl group.
  • a compound obtained by polymerizing a monomer having the siloxanyl group and a radically polymerizable functional group such as a (meth) acryloyl group, a (meth) acryloyloxy group, or a (meth) acrylamide group at the terminal can be suitably used.
  • a radically polymerizable functional group such as a (meth) acryloyl group, a (meth) acryloyloxy group, or a (meth) acrylamide group at the terminal
  • Examples thereof include siloxane compounds such as a polydimethylsiloxane structure having a methacryloyloxy group at the terminal.
  • Such silicon atom-containing compounds include (meth) acrylamides such as N, N-dimethylacrylamide, N-vinylamides such as N-vinylpyrrolidone, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, etc.
  • Hydroxyalkyl (meth) acrylates and alkyl ethers thereof hydrophilic compounds such as polyethylene glycol mono (meth) acrylates such as diethylene glycol mono (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate methyl ether and methyl ethers thereof, And if necessary, crosslinkability of di (meth) acrylates such as polyethylene glycol di (meth) acrylate, N, N-methylenebisacrylamide, polyfunctional (meth) acrylate, etc. Things were mixed, it may be a base material to obtain a copolymer.
  • alkyl (meth) acrylates such as butyl acrylate and ethylhexyl acrylate
  • a copolymer is obtained and it is set as a base material.
  • the medical device substrate may be any one of a high water content lens, a low water content lens, and a non-water content lens. From the viewpoint that high affinity with an ionic block polymer having a hydrophobic segment can be obtained, a low hydrous lens and a non-hydrous lens are preferred.
  • the low water content lens in the present invention refers to a lens having a water content of less than 50%
  • the high water content lens refers to a lens having a water content of 50% or more.
  • the upper limit of the moisture content of the medical device substrate of the present invention is preferably 60% or less, more preferably 50% or less, and more preferably 40% from the viewpoint that high affinity is obtained with an ionic block polymer having a hydrophobic segment.
  • the ionic block polymer having a hydrophobic segment can be preferably used for a non-water-containing lens.
  • the lower limit of the moisture content is preferably 0%, more preferably 0.1%, and particularly preferably 0.2%. Any combination of the upper limit value and the lower limit value may be used.
  • the water content in the present invention is determined by heating the lens mass (wet mass: W1) after wiping excess water on the surface after immersion in a phosphate buffer for 8 hours or more, and heating to 40 ° C. in a vacuum dryer.
  • the lens mass after drying for 8 hours or more can be measured and calculated by the following formula.
  • Moisture content (%) (W1-W2) / W1 ⁇ 100
  • the tensile elastic modulus is preferably 0.01 MPa or more, more preferably 0.1 MPa or more, while 5 MPa or less is preferable, 3 MPa or less is more preferable, and 2 MPa or less.
  • tensile modulus is more preferable, 1 MPa or less is even more preferable, and 0.6 MPa or less is particularly preferable. If the tensile modulus is too small, it tends to be too soft and difficult to handle. When the tensile elastic modulus is too large, it tends to be too hard and the wearing feeling tends to be poor. When the tensile modulus of elasticity is 2 MPa or less, a good wearing feeling is obtained, and when it is 1 MPa or less, a better wearing feeling is obtained, which is preferable. The tensile modulus is measured on a sample in a wet state with a borate buffer.
  • various organic and inorganic solvents can be used as the polymerization solvent.
  • examples include water, methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, butanol, tert-butanol, tert-amyl alcohol, various alcohol solvents such as 3,7-dimethyl-3-octanol, benzene, toluene, xylene, etc.
  • the monomer concentration in the polymerization stock solution is preferably 10% by mass to 80% by mass because a sufficient molecular weight cannot be obtained if it is too low, and if it is too high, there is a risk of runaway due to polymerization heat. 15 mass% to 65 mass% is more preferable, and 20 mass% to 50 mass% is particularly preferable.
  • the medical device of the present invention is worn from the viewpoint of good familiarity with a living body and smooth movement when contacting the surface of body tissue, and particularly when the medical device of the present invention is a contact lens. From the viewpoint of preventing a person from sticking to the cornea, the surface of the medical device preferably has excellent slipperiness.
  • the slipperiness can be evaluated by sensitivity evaluation when rubbing 5 times with a finger. What has a high score by evaluation by the method shown in the Example of this specification is preferable. For example, five levels of sensitivity evaluation can be performed based on the following criteria, preferably 2 or more, more preferably 3 or more, still more preferably 4 or more, and particularly preferably 5. 5: Very excellent slipperiness. 4: Easily slippery between 5 and 3. 3: There is moderate slipperiness. 2: Slightly slippery. (About halfway between 3 and 1). 1: There is no slipperiness.
  • the medical device of the present invention preferably has a coating layer having sufficient peeling resistance (durability) against scrubbing.
  • the durability of the coating layer can be evaluated based on the difficulty of lowering the score by performing a sensitivity evaluation of the slipperiness after rubbed with a contact lens cleaning solution a predetermined number of times. It is preferable to have a slipperiness of 2 or more even after 4 scrubbing, more preferably to have a slipperiness of 2 or more after 7 scrubbing, It is particularly preferable that it has a slipperiness of 2 or more even after scrubbing.
  • the medical device of the present invention preferably has sufficient water wettability. Water wettability can be evaluated by measuring the static contact angle of water on the surface of the medical device.
  • the static contact angle of water is preferably 0 ° to 100 °, more preferably 0 ° to 90 °, still more preferably 0 ° to 80 °, and more preferably 0 ° to 70 °.
  • the following are particularly preferred:
  • the static contact angle is preferably lower from the viewpoint of preventing the wearer from sticking to the cornea, preferably 65 degrees or less, more preferably 60 degrees or less. 55 degrees or less is more preferable, 50 degrees or less is more preferable, and 45 degrees or less is particularly preferable.
  • the static contact angle is measured on a phosphate buffer or RO water in a sample wet with phosphate buffer.
  • the medical device of the present invention preferably has an antifouling property against biomolecules, that is, an anti-adhesion property.
  • causes of medical device contamination include protein and lipid adhesion.
  • Anti-adhesion against proteins and lipids can be evaluated by mucin adhesion and lipid (methyl palmitate) adhesion. The smaller the amount of adhesion by these evaluations, the better the biocompatibility and the lower the risk of bacterial propagation.
  • lipid adhesion may be a greater problem than protein adhesion.
  • Anti-adhesion property to lipid can be evaluated by the method described in the examples of the present specification using methyl palmitate as a model molecule of lipid.
  • the sample can be evaluated by visually observing the cloudiness of the sample and determining the amount of methyl palmitate adhering to the sample according to the following criteria. 3 or more are preferable on the following criteria, 4 or more are more preferable, and 5 is particularly preferable. 5: There is no cloudiness and it is transparent. 4: Most parts are not cloudy. 3: About half of the part is not cloudy. 2: There are a few parts that are not cloudy. 1: The whole is cloudy.
  • the number average molecular weight in terms of ethylene.
  • the mass average molecular weight and the dispersity are also measured by the same method.
  • a mass average molecular weight may be represented by Mw and a number average molecular weight may be represented by Mn.
  • molecular weight 1000 may be described as 1 kD.
  • the notation “Mw33 kD” represents “mass average molecular weight 33000”.
  • the sample subjected to the above evaluation is placed in a depression in the center of the palm, and a cleaning solution (“Optifree” (registered trademark), manufactured by Nippon Alcon Co., Ltd.) is added. After rubbing each time, it was washed thoroughly with water. The above operation was set as one cycle and repeated 14 cycles. Thereafter, the sample was washed with pure water and immersed in a phosphate buffer.
  • the sensitivity evaluation of the 1st cycle, the 7th cycle, and the 14th cycle was performed by the following five-stage evaluation. Table 1 shows the evaluation results in 0, 1, 7, and 14 cycles. 5: Very excellent slipperiness. 4: Easily slippery between 5 and 3. 3: There is moderate slipperiness. 2: There is almost no slipperiness (about the middle of 3 and 1). 1: There is no slipperiness.
  • AFM Atomic force microscope
  • This mixture was filtered through a membrane filter (0.45 ⁇ m) to remove insoluble matters, thereby obtaining a polymerization stock solution.
  • This polymerization stock solution is poured into a contact lens mold made of transparent resin (base curve side polypropylene, front curve side ZEONOR), and irradiated with light using a fluorescent lamp (Toshiba, FL-6D, daylight color, 6W, 4) (1 (.01 mW / cm 2 , 20 minutes). After the polymerization, the mold was immersed in isopropyl alcohol and heated at 80 ° C. for 1 hour to peel the contact lens-shaped molded body from the mold.
  • the obtained molded body was immersed in isopropyl alcohol at room temperature for 30 minutes, and then placed in a clean plastic container with a mesh made of “Teflon (registered trademark)” and dried.
  • the obtained lens substrate had an edge diameter of about 14 mm and a center thickness of about 0.07 mm.
  • N, N-dimethylacrylamide (DMA, Wako Pure Chemical, 4.372 g, 44.1 mmol)
  • acrylic acid (AA, Wako Pure Chemical, 0.353 g, 4.9 mmol)
  • polymerization initiator A polysiloxane-containing macroinitiator (12.3 mg, 49 ⁇ mol) and t-amyl alcohol (TAA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 20.1 g) were added, a digital thermometer, a cooling pipe fitted with a three-way cock, and a stirring blade A sealer was installed.
  • the dried polymer was freeze-pulverized using liquid nitrogen to form a powder, and dried again with a vacuum dryer.
  • the number average molecular weight (Mn), mass average molecular weight (Mw), and dispersity (PDI) of the block copolymers obtained in Synthesis Examples 1 to 5 were as shown in Table 1.
  • Example 1 ⁇ Preparation of surface treatment solution> As surface treatment solutions for medical devices, 1% by mass aqueous solutions of P1 to P5 were prepared. The polymer aqueous solution was used after being filtered through a filter. Similarly, polyacrylic acid (PAA, manufactured by Toagosei Co., Ltd., 250 kDa), polyethyleneimine (PEI, manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd., 750 kDa), and poly (dimethylacrylamide-co-acrylic acid) (hereinafter CPDA, laboratory) 1% by mass aqueous solution of the polymer described in Synthesis Example 7 of International Publication 2011/102356) was prepared and filtered through a 0.45 ⁇ m pore size filter.
  • PAA polyacrylic acid
  • PEI polyethyleneimine
  • CPDA poly (dimethylacrylamide-co-acrylic acid)
  • the lens base material was immersed in a 1% by mass aqueous solution of P1 and allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then the lens base material was taken out of the P1 aqueous solution and immediately rinsed with RO water three times.
  • the lens base material was immersed in a 1% by mass aqueous solution of PEI and allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then the lens base material was taken out from the PEI aqueous solution and immediately rinsed with RO water three times.
  • the lens base material was immersed in a 0.1% by weight aqueous solution of CPDA and allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then the lens base material was taken out from the CPDA aqueous solution and immediately rinsed with RO water three times. After the excess water was removed from the rinsed lens, the lens was immersed in a phosphate buffer solution in a vial and steam sterilized (121 ° C., 30 minutes) to examine the effect of the surface treatment.
  • FIG. 1 is an AFM observation image (1) of the surface of a coated lens obtained in Example 1, but the area of the convex portion represented by white is large and the concave portion represented by black is hardly seen. It was confirmed that the surface was smooth.
  • Examples 2 to 9 A sample was prepared, coated, analyzed, and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the order of the aqueous polymer solution used for the surface treatment was changed as shown in Table 2.
  • Comparative Example 1 is a wetting agent having a siloxane segment at the end described in Patent Documents 3 and 4.
  • the lens substrate produced in Production Example 1 was immersed in a 1% by weight aqueous solution of the P5 polymer produced in Synthesis Example 30 for 30 minutes, then rinsed with RO water three times, and then steam sterilized (121 ° C., 30 minutes). Each item was evaluated.
  • the slipperiness of the lens treated with the P5 polymer did not last long, peeled off easily and was not durable, and the antifouling property was not sufficient.
  • Comparative Example 2 is a surface coat described in Patent Documents 1 and 2.
  • the substrate prepared in Preparation Example 1 was sequentially immersed and washed in an aqueous solution of PAA, PEI, and CPDA for surface treatment, followed by steam sterilization (121 ° C., 30 minutes ) And evaluated each item.
  • the wettability and slipperiness were good, but the durability of slipperiness was insufficient and the antifouling property was insufficient.
  • FIG. 2 is an AFM observation image (2) of the surface of the coated lens obtained in Comparative Example 2, where the portion represented by white represents a convex portion, and the portion represented by black represents a concave portion, It was confirmed that the surface was uneven with many irregularities.
  • Comparative Example 3 is a case where it was immersed in a 1% by mass solution of an ionic block polymer having a hydrophobic segment for 30 minutes, rinsed with RO water, and then steam sterilized (121 ° C., 30 minutes). Although it had relatively excellent slipperiness at the beginning, the slipperiness did not last long as in Comparative Example 1, and there was no sufficient antifouling property. From these results, it was confirmed that even if a hydrophilic polymer having a hydrophobic segment described in Patent Documents 3 and 4 was used alone, the effect was not prolonged only by being anchored by a hydrophobic interaction. In addition, it was confirmed that the wettability is likely to be lowered because the hydrophobic segment may appear on the surface, and it is not preferable to use it as a coating material because it is not preferable.

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Abstract

本発明は、水濡れ性、および防汚性に優れるだけでなく、高耐久の易滑性を有する医療デバイスを提供することを目的とする。また、本発明は、かかる医療デバイスを、基材変形を誘発することなく、簡便なプロセスで製造する方法を提供することを目的とする。 上記目的を達成するため本発明は以下の構成を有する。すなわち、医療デバイス基材の表面の少なくとも一部に、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層を有する医療デバイスであって、前記2種類以上のイオン性ポリマーのうち少なくとも1種類が疎水性セグメントを有するブロックポリマーである、医療デバイス。

Description

医療デバイス、医療デバイスの製造方法
 本発明は、親水性表面を有する医療デバイスおよび医療デバイスの製造方法に関する。詳しくはコンタクトレンズや眼内レンズに好適に用いられる医療デバイスおよび医療デバイスの製造方法に関する。
 人体の一部と直接接触する医療デバイスはよく知られており、その表面は生体適合性を有する必要がある。生体適合性の発現には水、タンパク質、脂質などの物質の付着が制御されていることが重要であり、表面の化学的修飾が有用であることが知られている。また、特に長時間生体および生体由来分子と接触する医療デバイスにおいては、生体適合性の耐久性が重要であり、生体適合性を十分な期間維持可能である必要がある。
 医療デバイスの1つとして、ソフトコンタクトレンズが例示される。近年ケイ素やフッ素を含有する化合物を用いた、高酸素透過性を有するソフトコンタクトレンズが利用されている。低含水性および非含水性のソフトコンタクトレンズは高い酸素透過性を有する点で優れているが、レンズ表面の疎水性を改善するために表面の親水化処理を施すことが必須であり、表面に生体適合性すなわち水濡れ性、防汚性および易滑性を付与することが重要である。これらの生体適合性が不十分であるとコンタクトレンズが角膜へ貼りつき、装用感が悪化するだけでなく、角膜を傷つけることにより眼病のリスクが高まる恐れがある。また、コンタクトレンズの表面特性は長期にわたって維持されることが好ましく、保管期間中のみならず日常的な使用期間中においても十分な生体適合性を発現できることが必要であり、例えば擦り洗いなどの日常的なケアを行っても生体適合性が損なわれないことが重要である。
 以上の様に、日常的に使用することが可能なほどの耐久性を有し、かつ十分な生体適合性を発現し得る表面を有するコンタクトレンズを提供することが望ましい。この様な表面を有するレンズは、実際の使用に際して装用感が快適であり、そして角膜に対する刺激又は他の有害な影響を及ぼすことなく、レンズの長時間の装着を可能にする。かかるレンズの経済的かつ商業的な製造が比較的簡便に実現可能であるならば一層望ましい。
 この様に優れた特性を有する材料は、眼用レンズのみならず、人工腎臓、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、皮膚用材料又は薬剤担体などに例示される医療デバイスの材料への利用にも好適である。
 医療デバイス、特にコンタクトレンズの表面処理は種々の方法が知られており、以下にいくつか例を挙げる。特許文献1および2には、親水性ポリマーの水溶液に浸漬することによって医療デバイス表面に層状のコーティングを施す方法が記載されている。特許文献3および4には、湿潤剤としてシリコーンセグメントを有する親水性ポリマーを包装溶液に添加する方法が記載されている。特許文献5には、化学的共有結合によって親水性コートポリマーを表面に固定化する方法が記載されている。
国際公開第2013/024801号 特表2005-538767号公報 特表2013-532196号公報 特開2012-246489号公報 特開2007-206166号公報
 前記の通り、医療デバイス表面において十分に耐久性のある生体適合性(水濡れ性、防汚性、易滑性)を有することが重要である。例えば、医療デバイス表面に生体適合性を付与する方法として、プラズマ表面処理が知られているが、一般的にその効果は一時的なものに過ぎず、表面特性を維持することが困難であった。また、プラズマ表面処理を行うには大規模な装置や特別なプロセスを必要とし、煩雑で工業的に不利な側面があった。
 一方で、特許文献1や2に例示される方法では、酸性/塩基性ポリマーあるいは電荷を有する/電荷を有しないポリマーを組み合わせることによって、複数層からなる親水性表面を得ることができる。一般的に、この様な層状コートは静電相互作用によって比較的強く固定されており耐久性が高いと考えられる。しかしながら、医療デバイス基材の疎水性が高く親水性ポリマーとの親和性が低い場合には、コート層の形成が不完全で被覆状態に疎密が生じる場合や耐久性が不十分になってしまう場合があった。
 特許文献3や4に例示される方法では、基材と親和性があるブロックを親水ポリマー中に導入し、基材の疎水性表面に湿潤性を与えることができる。しかしながら、この方法では比較的弱い相互作用によってポリマーが基材表面に付着しているだけであるために、効果が長持ちせず、耐久性が不十分である場合があった。また、基材と親和性があるブロックは疎水的であるために、疎水性部分が表面に出る様な場合には水濡れ性の低下を招くことがあった。
 特許文献5に例示される方法では、共有結合でコート層が表面に強固に保持される反面、共有結合を形成するための化学反応を行う工程を必要とし煩雑であるだけでなく、溶剤の使用などによって基材の変形を誘発する場合があった。
 本発明は以上の様な課題に対し、水濡れ性、および防汚性に優れるだけでなく、高耐久の易滑性を有する医療デバイスを提供することを目的とする。また、本発明は、かかる医療デバイスを、基材変形を誘発することなく、簡便なプロセスで製造する方法を提供することを目的とする。
 前記の目的を達成するために、発明者らは鋭意検討を重ね、基剤と親和性があるブロックを有するイオン性ポリマーと、一種類以上のイオン性ポリマーとを併用することによって、水濡れ性の悪い表面の形成を抑制しつつ、より強固にかかるイオン性ポリマーを含む親水性層の耐久性を向上できることを見出した。すなわち、本発明は下記の構成を有する。
[1]医療デバイス基材の表面の少なくとも一部に、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層を有する医療デバイスであって、前記2種類以上のイオン性ポリマーのうち少なくとも1種類が疎水性セグメントを有するブロックポリマーである、医療デバイス。
[2]前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層が、正電荷を有するイオン性ポリマーと負電荷を有するイオン性ポリマーのそれぞれ1つ以上を含む、[1]に記載の医療デバイス。
[3]前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層が、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを1種類以上含む1つ以上の層と、疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層とを有する、[1]に記載の医療デバイス。
[4]前記疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層が、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマーを含む、[3]に記載の医療デバイス。
[5]前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの質量平均分子量が10,000~10,000,000の範囲内である、[1]~[4]のいずれかに記載の医療デバイス。
[6]前記疎水性セグメントがポリジメチルシロキサン構造を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の医療デバイス。
[7]前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの構造が一般式(b1)で表される、[1]~[6]のいずれかに記載の医療デバイス。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(一般式(b1)中、Rはアルキル基またはアルコキシ基であり、Rは(CHまたは(CH-O(CHであり、m及びnは互いに独立して1~16の整数であり、aは4~19であり、bは1~6であり、cは1~10000であり、XはO、NHまたはSであり、RはHまたはCHを表す。Rは一般式(a1)~(a3)で表されるいずれかの構造を1種類以上含む。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(一般式(a1)~(a3)中、*はポリマー主鎖との結合部位を表す。一般式(a1)~(a3)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は分岐状であっても直鎖状であってもよく環状の構造を含んでいてもよく、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基を表す。R及びRは結合を介して互いに環を形成していてもよい。)
[8]前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーが、疎水性セグメントを0.01~10質量%含み、さらに、親水性セグメントを90~99.9質量%含む、[1]~[7]のいずれかに記載の医療デバイス。
[9]前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーにおける疎水性セグメント以外の繰り返し単位中に、少なくとも1つのアミド構造が含まれる、[1]~[8]のいずれかに記載の医療デバイス。
[10]前記疎水性セグメントを有するブロックポリマー中に、N-ビニルピロリドン由来の構造およびN,N-ジメチルアクリルアミド由来の構造のうち少なくともいずれかの構造が含まれる、[1]~[9]のいずれかに記載の医療デバイス。
[11]眼用レンズである、[1]~[10]のいずれかに記載の医療デバイス。
[12]前記眼用レンズがコンタクトレンズである、[11]に記載の医療デバイス。
[13][1]~[12]のいずれかに記載の医療デバイスを製造する方法であって、下記工程2a~工程3aをこの順に含む医療デバイスの製造方法;
<工程2a>
医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程;
<工程3a>
医療デバイス基材の少なくとも一部を、イオン性ポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程。
[14][1]~[12]のいずれかに記載の医療デバイスを製造する方法であって、下記工程1a~工程3aをこの順に含む医療デバイスの製造方法;
<工程1a>
疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを合成する工程;
<工程2a>
医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程;
<工程3a>
医療デバイス基材の少なくとも一部を、イオン性ポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程。
[15]前記工程3aにおけるイオン性ポリマーが、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有する、[13]または[14]に記載の医療デバイスの製造方法。
 本発明の医療デバイスは、水濡れ性、および防汚性に優れるだけでなく、高耐久の易滑性を有するものである。また、本発明の医療デバイスの製造方法により、かかる医療デバイスを、基材変形を誘発することなく簡便なプロセスで製造することができる。
コート済レンズの表面のAFM観察像(1)である。 コート済レンズの表面のAFM観察像(2)である。
 本発明の医療デバイスは、疎水性セグメントを有するイオン性のブロックポリマーと、さらに1種類以上のイオン性ポリマーとを併用することによって基材との親和性を高め、耐久性が向上された生体適合性表面を提供することができる。
 本発明における医療デバイスとは、医療用として使用され、患者と接触、又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、皮膚用材料又は薬剤担体などが例示される。眼用レンズには特に好適である。眼用レンズとしては、ソフトコンタクトレンズ、ハードコンタクトレンズ、ハイブリッドコンタクトレンズなどのコンタクトレンズ、強膜レンズ、眼内レンズ、人工角膜、角膜インレイ、角膜オンレイ、メガネレンズなどが挙げられる。中でも、コンタクトレンズには好適であり、ソフトコンタクトレンズには特に好適である。ソフトコンタクトレンズとしては、含水率40%以上の高含水レンズおよび含水率40%未満の低含水レンズおよび非含水レンズに好適であるが、低含水レンズおよび非含水レンズに対して特に好ましく利用できる。
 本発明における医療デバイス基材とは、前記医療デバイスを構成する素材を指し、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層を除いた医療デバイスの一部であっても全体であってもよい。
 本発明におけるイオン性ポリマーとは、該イオン性ポリマー中に存在する少なくとも1つの官能基が水等のプロトン性溶媒中でプロトンの授受に関わることができる様なポリマーを指す。より具体的には、純水中でゼータ電位を測定した際に正または負のいずれかの電位を有する、すなわち正または負の電荷を有しているポリマーを言う。本発明におけるイオン性ポリマーは、良好な生体適合性を得られるという観点から、親水性ポリマーであることが好ましい。
 本発明において、親水性ポリマーとは、下記(D-1)及び(D-2)のいずれか、もしくは両方に該当するものである。
(D-1)20℃で、100gの水に1g以上溶解するポリマー。
(D-2)ポリマーを構成する複数種類のモノマーの構造単位のうち、親水性モノマーからなる構造単位が10モル%以上であるポリマー。
 前記(D-1)に関し、10g以上溶解するものがより好ましく、50g以上溶解するものがさらに好ましく、100g以上溶解するものがよりさらに好ましく、水と親水性モノマーが層分離することなく任意の割合で混和し得るものが特に好ましい。また、かかる親水性ポリマーを溶解させた水溶液が酸性または塩基性となる様なポリマーがより好ましい。
 前記(D-2)に関し、親水性ポリマーは、親水性ポリマーを構成する複数種類のモノマーの構造単位のうち、親水性モノマーからなる構造単位が15モル%以上含まれているものが好ましく、20モル%以上含まれているものがより好ましい。良好な水濡れ性が得られるという観点から、30モル%以上含まれているものがより好ましく、50モル%以上含まれているものがさらに好ましい。
 本発明において層とは基材表面上に形成される分子の集合体を意味する。本発明において、層は微視的には平面方向や深さ方向に均一な構造を有している必要はなく、また各ポリマーが平らに積み重なった構造である必要はない。例えば、本発明において、層は微視的にポリマーが存在しない部分があってもよい。ポリマーと基材が混在したり、層の明確な界面が存在しない場合もありうる。
 また、本発明において、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層を指してコート層と表記することがある。
 本発明において疎水性セグメントとは、疎水性の残基を有する繰り返し単位由来の構造を含む分子鎖の一部分を意味し、25℃で2000ppmの水と混合した際に透明な単相を生じることのないものである。この測定を行う際には、疎水性セグメントの各末端は、それぞれ独立して水素原子又は開始剤残基又は種々の官能基で置換されていてもよい。好適な疎水性セグメントとしては、例えば、ポリシロキサン;炭素数8~50のアルキレン基又は(ポリ)アリーレン基;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、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、n-ドデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート及びナフチル(メタ)アクリレート等の炭素数1~20のアルキル(メタ)アクリレートモノマー又は炭素数6~20のアリール(メタ)アクリレートモノマーからなる群より選択されるモノマーから形成される疎水性ポリマー;3-(メタ)アクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、ペンタメチルジシロキサニルメチル(メタ)アクリレート、メチルジ(トリメチルシロキシ)(メタ)アクリロキシメチルシラン、モノ(メタ)アクリロキシプロピル末端モノ-n-ブチル末端ポリジメチルシロキサン、(2-メチル-)2-プロペン酸、2-ヒドロキシ-3-[3-[1,3,3,3-テトラメチル-1-[トリメチルシリル)オキシ]ジシロキサニル]プロポキシ]プロピルエステル及び9-n-ブチル-1-[3-(3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)プロピル]-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-デカメチルペンタシロキサン等のシリコーン(メタ)アクリレートモノマー;3-[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルアリルカルバメート、3-[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルビニルカルバメート、トリメチルシリルエチルビニルカーボネート及びトリメチルシリルメチルビニルカーボネート等のビニル又はアリルシリコーンモノマー;スチレン及びビニルピリジン等の芳香族ビニルモノマー;並びに、それらの組合せが挙げられる。本発明において、ブロックポリマーの疎水性セグメントはポリシロキサンが好適である。かかるポリシロキサンからなる疎水性セグメントは、炭素数1~4のポリアルキル置換及びポリアリール置換シロキサン繰り返し単位を含んでいてもよい。好適なポリシロキサン繰り返し単位としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン及びそれらのコポリマーが挙げられ、入手が容易であるという点でポリジメチルシロキサンが好ましい。すなわち、本発明の医療デバイスにおいて、疎水性セグメントがポリジメチルシロキサン構造を含むことが好ましい。ポリシロキサンセグメントは一方の末端にアルキル基を有するものが好ましく、炭素数1~4のアルキル基を有するものがさらに好ましく、メチル基又はn-ブチル基を有するものが特に好ましい。
 本発明において、疎水性セグメントの具体例としては、一般式(b2)で表される構造を含むものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(一般式(b2)中、Rはアルキル基またはアルコキシ基であり、Rは(CHまたは(CH-O(CHであり、m及びnは互いに独立して1~16の整数であり、dは4~19であり、YはO、NHまたはSである。)
 一般式(b2)中、Rのアルキル基またはアルコキシ基の炭素数の下限値は1が好ましく、2がより好ましく、3がさらに好ましく、4が特に好ましい。上限値は15が好ましく、12がより好ましく、9がさらに好ましく、6が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。
 一般式(b2)中、Rのmおよびnの下限値はそれぞれ独立に1が好ましく、2がより好ましく、3が特に好ましい。上限値はそれぞれ独立に10が好ましく、8がより好ましく、6が特に好ましい。
 一般式(b2)中、dの下限値は4が好ましく、5がより好ましく、6が特に好ましい。上限値は19が好ましく、18がより好ましく、17が特に好ましい。dは分布を有していてもよく、本明細書中において分布を有しているとは、複数のdの値を有する分子の混合物であることを意味する。
 本発明における疎水性セグメントを有するブロックポリマーはイオン性ポリマーであって、しかも分子鎖全体としては親水性ポリマーであることが好ましい。従って、本発明における疎水性セグメントを有するブロックポリマーは疎水性セグメントと親水性セグメントの両方を有するブロックポリマーであることが好ましい。ここで親水性セグメントとは、繰り返し単位を含む構造を有する親水性の残基を意味し、前記親水性ポリマーの定義を満たすものを言う。本明細書中において、疎水性セグメントを有するブロックポリマーの疎水性セグメント以外の部分を指して親水性セグメントと記載することがある。
 本発明において、疎水性セグメントを有するブロックポリマーは、該ブロックポリマーの質量平均分子量を基準として、疎水性セグメントを0.01~10質量%含み、さらに、親水性セグメントを90~99.9質量%含むことが好ましく、0.01~5質量%の少なくとも1つの疎水性セグメント及び95~99.99質量%の親水性セグメントを含むことがより好ましい。疎水性セグメントの質量比は、小さすぎると基材との親和性が低下するために本発明の効果が得られにくいことがあり、大きすぎると親水性が損なわれて生体適合性の低下およびポリマー自体の水溶性が損なわれることがある。従って、本発明において、疎水性セグメントを有するブロックポリマー中の疎水性セグメントの質量比の下限値は0.001質量%が好ましく、0.01質量%がより好ましく、0.02質量%がさらに好ましく、0.05質量%が特に好ましく、0.1質量%が最も好ましい。上限値は10質量%が好ましく、8質量%がより好ましく、5質量%がさらに好ましく、3質量%が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせてもよい。対応する親水性セグメントを有するブロックポリマー中の親水性セグメントの質量比の上限値は99.999%が好ましく、99.98%がより好ましく、99.95%がさらに好ましく、99.9%が特に好ましい。下限値は90%が好ましく、92%がより好ましく、95%がさらに好ましく、97%が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせてもよい。
 本発明においてブロックポリマーとは、少なくとも2つの異なる繰り返し構造単位を含むポリマーを指し、3つ以上の複数ブロックを有していても良いが、合成の簡便さの観点から、ジブロックポリマーまたはトリブロックポリマーが好ましく、ジブロックポリマーがより好ましい。また、本発明において、ブロックポリマーは直鎖状でも分枝状でもよい。各ブロックは2種類以上のモノマー由来の構造単位から構成、すなわち共重合されていてもよく、その場合にはブロック内のモノマー配列組成は必ずしも均一にランダムである必要はなく、例えば偏り(グラジエント)が生じていてもよい。
 本発明における疎水性セグメントを有するブロックポリマーが3種類以上の複数のブロックを有している場合には、疎水性セグメントを必ず1つ含んでいれば、複数の疎水性セグメントを含んでもよい。また、ポリマー鎖中の疎水性セグメントはポリマー鎖中どの場所にあってもよいが、疎水性セグメントと基材との相互作用を妨害しにくいという観点から、疎水性セグメントはポリマー鎖の末端に存在することが好ましい。
 本発明における疎水性セグメントを有するブロックポリマーはイオン性ポリマーであり、ポリマー鎖中に少なくとも1つのイオン性モノマー由来の構造単位を有するのが好ましい。但し、本発明における疎水性セグメントを有するブロックポリマーが3種類以上の複数ブロックを有している場合には、イオン性モノマー由来の構造単位を含むブロックを少なくとも1種類有していればよく、第三のブロックとして実質的にイオン性でない疎水性または親水性のブロックを有していてもよい。
 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの質量平均分子量は10,000~10,000,000の範囲内であることが好ましい。前記質量平均分子量が小さすぎるとコート層が形成されにくくなることがある。また、前記質量平均分子量が大きすぎると溶液粘度が増大し操作性が悪くなることがある。従って前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの質量平均分子量の下限値は10,000が好ましく、20,000がより好ましく、50,000がさらに好ましく、100,000が特に好ましい。上限値は8,000,000が好ましく、5,000,000がより好ましく、2,000,000がさらに好ましく、1,000,000が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせてもよい。
 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの構造は一般式(b1)で表されるものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(一般式(b1)中、Rはアルキル基またはアルコキシ基であり、Rは(CHまたは(CH-O(CHであり、m及びnは互いに独立して1~16の整数であり、aは4~19であり、bは1~6であり、cは1~10000であり、XはO、NHまたはSであり、RはHまたはCHを表す。Rは一般式(a1)~(a3)で表されるいずれかの構造を1種類以上含む。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(一般式(a1)~(a3)中、*はポリマー主鎖との結合部位を表す。一般式(a1)~(a3)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は分岐状であっても直鎖状であってもよく環状の構造を含んでいてもよく置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基を表す。R及びRは結合を介して互いに環を形成していてもよい。)
 一般式(b1)におけるR、m、n、aの好ましい態様、範囲は、一般式(b2)におけるR、m、n、dと同様である。
 本発明に係る疎水性セグメントを有するブロックポリマーの疎水性セグメント以外の部分は、重合性基を有するモノマー由来の構造を含むものが好ましい。
 また、本発明において重合性基とは、重合反応に関与する官能基を指し、プロトン性溶媒を用いることができるという観点からラジカル重合性の官能基が好ましい。好ましい重合性基の例としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、α-アルコキシメチルアクリロイルオキシ基、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、又は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)アクリルアミド基又は(メタ)アクリロイルオキシ基が特に好ましい。
 なお、本明細書において(メタ)アクリロイルオキシという語はメタクリロイルオキシ及びアクリロイルオキシの両方を表すものである。(メタ)アクリルアミドについても、同様に解釈できる。
 本発明において、疎水性セグメントを有するブロックポリマーの疎水性セグメント以外の部分、すなわち親水性セグメントを構成するモノマーの好適な種類としては、(メタ)アクリレート類、(メタ)アクリルアミド類、N-ビニルカルボン酸アミド類、環状N-ビニルラクタム類、環状N-ビニルピリジン類又はN-ビニルイミダゾール類が挙げられ、重合速度が速く均質な組成のポリマーを得やすいという観点から、(メタ)アクリレート類および(メタ)アクリルアミド類が好ましい。
 本発明において、疎水性セグメントを有するブロックポリマーの親水性セグメントは、前記の通りイオン性を有する必要があり、正電荷または負電荷を有するのが好ましく、かかる正電荷または負電荷は親水性セグメントに含まれる特定の基に由来して生ずる。かかる正電荷または負電荷を与える特定の基は、ラジカル重合性のモノマー由来の構造に含まれることが好ましい。
 正電荷を与える基としては塩基性の官能基を好ましく用いることができ、アミノ基およびその塩が好適であり、かかる基を含有する好適なモノマーの例は、アリルアミン誘導体、アミノスチレン誘導体、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、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、N-ビニルイミダゾール誘導体およびこれらの塩などである。これらの中でも4級アンモニウム塩またはイミダゾリウム塩を含むモノマーは抗菌性を有する特徴があるため特に好ましい。
 負電荷を与える基としては酸性の官能基を好ましく用いることができ、カルボキシ基、スルホ基(-SOH)、硫酸基(-OSOH))、ホスホン酸基(-PO(OH))、りん酸基(-OPO(OH))およびその塩が好適である。かかる基を含有するモノマーの例は、(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、リン酸エステル系(メタ)アクリレートモノマー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、特に好ましいのは(メタ)アクリル酸、およびその塩である。
 前記の正電荷または負電荷を与えるモノマーは、単独で用いてホモポリマー様の親水性ブロックを形成してもよいが、非イオン性の親水性成分としてその他の親水性モノマーと共重合してコポリマーとしてもよい。非イオン性の親水性成分のモノマーとして好適な例は、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、グリセリル(メタ)アクリレートおよびポリ(エチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、ビニル安息香酸等の重合性カルボン酸モノマー、N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-4-メチル-2-カプロラクタム、およびN-ビニル-N-メチルアセトアミド等のN-ビニルアミドモノマーならびに(メタ)アクリルアミド、Ν,Ν-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピルアクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミドモノマーなどが挙げられる。これらの中でも、水濡れ性と易滑性に優れた親水ポリマーが得られるという観点から、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、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、N-ビニル-N-メチルアセトアミドがさらに好ましい。特に優れた親水性を得られるという観点からN,N-ジメチルアクリルアミドおよびN-ビニルピロリドンが特に好ましい。すなわち、本発明の医療デバイスは、疎水性セグメントを有するブロックポリマー中に、N-ビニルピロリドン由来の構造およびN,N-ジメチルアクリルアミド由来の構造のうち少なくともいずれかの構造が含まれることが好ましい。なお、上記非イオン性の親水性成分のモノマーは単独でも2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記親水性セグメントを構成するモノマーは、イオン性と非イオン性とを問わず、水濡れ性と易滑性に特に優れているという観点から、アミド構造を有するモノマーを用いることが好ましい。すなわち、本発明の医療デバイスは、疎水性セグメントを有するブロックポリマーにおける疎水性セグメント以外の繰り返し単位中に、少なくとも1つのアミド構造が含まれることが好ましい。
 本発明において、前記「アミド構造」とは、下記式(a)で表される構造を言う。したがって、例えば、アミド化合物、イミド化合物、尿素化合物、及びこれらの誘導体はアミド構造を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 アミド構造において、特にアミド結合は水との親和性が高く、優れた水濡れ性と易滑性を与えるだけでなく、エステル結合等と比べて加水分解耐性があり、優れた耐久性を有するために好ましい。
 本発明に係る疎水性セグメントを有するブロックポリマーは、特開2012-246489号公報のいずれかに記載の方法に従って製造することができる。疎水性セグメント含有マクロ開始剤は、少なくとも片方の末端にヒドロキシル基、アミノ基、チオール基等の官能基を有する反応性直鎖状ポリシロキサンと、カルボキシ基を有するアゾ系開始剤とを反応させることにより形成できる。
 アゾ系開始剤は当技術分野において公知であり、以下の化合物、例えば4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)及びその誘導体、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’-アゾビス{2-メチル-N-[2-(1-カルボキシブチル)]プロピオンアミド}並びに、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-カルボキシエチル)プロピオンアミド]等の1つ又は複数を含む脂肪族アゾ含有開始剤が挙げられる。一実施形態においては、アゾ系開始剤は4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)が好ましく用いることができる。
 反応の際の反応性直鎖状ポリシロキサンとアゾ系開始剤の仕込み比を調整することが望ましい。反応性直鎖状ポリシロキサン/アゾ系開始剤のモル比が高過ぎると反応後にシロキサン原料が残ってしまい精製が困難になり、比が低過ぎる(開始剤が多過ぎる)と収率が低下してしまう。従って、反応性直鎖状シロキサン/アゾ系開始剤のモル比の下限値は1.0が好ましく、1.3がより好ましく、1.4が特に好ましい。上限値は2.4が好ましく、2.0がより好ましく、1.9が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。
 アゾ系開始剤と反応性直鎖状ポリシロキサンとは、アゾ系開始剤によってラジカルが発
生しない十分に低い温度で、縮合反応によって反応させるのが好ましい。反応温度が高過ぎるとアゾ系開始剤からラジカルが発生してしまい、温度が低過ぎると反応が完了するまでに長時間かかってしまう。したがって反応温度の下限値は-20℃が好ましく、0℃がより好ましく、10℃が特に好ましく、上限値は50℃が好ましく、40℃がより好ましく、35℃が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。縮合反応に供すにあたっては、縮合剤を使用するのが好ましい。縮合剤としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、ジイソプロピルカルボジイミド(DIPC)及びN-エチル-N’-3-ジメチルアミノプロピルカルボジイミド(EDC=WSCI)、並びに、塩酸塩(WSCI・HCl)が挙げられる。
 アミド縮合反応に供する場合には、DCC又はWSCIと、N-ヒドロキシスクシンイミド(HONSu)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)又は3-ヒドロキシ-4-オキソ-3,4-ジヒドロ-1,2,3-ベンゾトリアジン(HOOBt)等との組合せを用いることもできる。使用量が少な過ぎると原料が残って精製が困難になり、量が多過ぎると縮合剤が残って精製が困難になる。したがって添加モル比は、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤の量の下限値は1.8が好ましく、2.0がより好ましく、2.1が特に好ましく、上限値は4.0倍が好ましく、3.0倍がより好ましく、2.7倍が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせてもよい。
 エステル化またはチオエステル化反応に供する場合には、反応性を高めるために、マクロ開始剤合成反応の際に触媒を加えてもよい。好適な触媒としては、4-ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。使用量が少な過ぎると反応に多くの時間がかかってしまい、量が多過ぎると反応後の触媒除去が困難になる。したがって触媒と開始剤のモル比の下限値は0.01が好ましく、0.05がより好ましく、1.0が特に好ましく、上限値は4.0が好ましく、3.0がより好ましく、2.7が特に好ましい。
 本発明において、疎水性セグメント含有マクロ開始剤は、少なくとも1種の親水性モノマーと反応してブロックポリマーを形成する。親水性セグメントは公知の親水性モノマーから形成できる。
 親水性モノマーは、目的の親水性セグメントの重合度を達成するのに十分な濃度で存在すべきである。親水性モノマーの濃度が高過ぎると重合の際に高粘度になってしまい、混合が困難に、場合によっては不可能となる。したがって、質量パーセントとしては10~60質量%が好ましく、15~50質量%が特に好ましい。
 モノマー/開始剤の比が低過ぎると重合の際にゲル化が起きやすくなり、比が高過ぎると重合が開始しない。したがって、比の下限値は、500が好ましく800がより好ましく、1500が特に好ましく、上限値は10000が好ましく、7000がより好ましく、5000が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。
 重合は、希釈せずに行っても溶媒を用いて行ってもよいが、反応暴走等の危険を避けるために溶媒を用いるのが好ましい。好適な溶媒としては、エーテル類、エステル類、アミド類、芳香族及び脂肪族炭化水素類、アルコール類、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、スルホキシド系溶媒、アミド系溶媒及びグリコール系溶媒、並びに、ハロゲン化炭化水素類が挙げられる。これらのうち、ラジカル重合を阻害しにくい点から、より好ましいのは水及びアルコール系溶媒であり、特に好ましいのは水及び第三級アルコール系溶媒である。例としては、tert-アミルアルコール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ヘキサン、塩化メチレン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、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、3-メチル-3-ペンタノール、3,7-ジメチル-3-オクタノール、ベンゼン、トルエン、キシレン、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、パラフィン、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン、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、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルスルホキシド、Ν,Ν-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、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コポリマー及び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コポリマー、並びに、それらの混合物等が挙げられる。これらのうち、ラジカル重合を阻害しにくい点から、より好ましいのは水、tert-ブタノール、tert-アミルアルコール、3-メチル-3-ペンタノール及び3,7-ジメチル-3-オクタノールである。溶媒を用いる場合の添加量は、疎水性セグメント含有マクロ開始剤およびモノマー総質量を基準として、下限値は40質量%が好ましく、50質量%がより好ましく、60質量%が特に好ましい。上限値は90質量%が好ましく、85質量%がより好ましく、80質量%が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。
 温度は、選択した開始剤が活性であり、かつ反応成分(溶媒を使用する場合は溶媒も含
む)の凝固点と沸点の間であれば特に限定されない。温度が高過ぎると、ポリマー溶液も
過熱してしまい制御が困難となるか又は危険になる恐れがある。温度範囲は、重合開始剤
の10時間半減期温度(以下、Tと呼ぶ)~T+50℃、いくつかの実施形態においては
T~T+30℃が好適である。
 好適な反応時間としては72時間以下が挙げられるが、反応時間の好ましい下限値は1時間が好ましく、2時間がより好ましく、3時間が特に好ましく、上限値は72時間が好ましく、48時間がより好ましく、24時間が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。
 得られたブロックポリマーは、カラムクロマトグラフィー、沈殿、ブロックポリマーが不溶な溶媒による不純物の洗浄、GPCによる分画、又は他のいずれかの従来のポリマー単離手段を用いて精製してもよい。
 前記の様にして得られた疎水性セグメントは、医療デバイスの少なくとも一部、特に医療デバイス表面の疎水性部位に対して親和性を有しており、医療デバイス表面の少なくとも一部と会合する作用を有する。すなわち本発明において、疎水性セグメントを有するブロックポリマーはこの疎水性セグメントと医療デバイス基材との親和性を利用して、医療デバイスの表面に接触および付着することができる。この様に、疎水性セグメントを有することによって基材との親和性が高められ、コート層に欠点が生じにくく耐久性が向上することができると考えられる。
 前記医療デバイス表面との親和性は、主に疎水性相互作用に由来する会合によるものであるが、さらにエンタングルメント(分子の絡み合い)、ファン・デル・ワールス力、双極子間相互作用、静電気引力(静電相互作用)、水素結合、π-πスタッキングおよびこれらの効果の組み合わせによって行われることもできる。
 したがって本発明において、コート層は基材との間に共有結合を有する必要は無い。簡便な工程での製造が可能になることから、コート層は基材との間に共有結合を有していないことが好ましい。コート層は、基材との間に共有結合を有していなくても、後述するイオン性ポリマーを併用することによって実用的な耐久性を有する様になる。
 本発明において、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層は、複数のポリマーが混在して1つ層を形成していても、複数の層からなる多層であってもよい。特に基材からのコート層剥離に対する耐久性の観点から、層の形態は多層であるのが好ましい。層の形態は、四酸化ルテニウム等で染色し透過型電子顕微鏡で観察する方法、TOF-SIMS等の質量分析法およびその他の手法によって分析できる。本発明の医療デバイス表面の層の厚みは、厚すぎると光学的に不均一になりやすいことから100μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましく、1μm以下がさらに好ましく、0.5μm以下が特に好ましい。一方、層の厚みが薄すぎると表面の親水性が不足しやすいことから、0.1nm以上が好ましく、1nm以上がより好ましく、10nm以上がさらに好ましく、50nm以上が特に好ましい。ここで親水性ポリマーからなる層の厚みは、乾燥状態での厚みを意味し、電子顕微鏡などの手法で求めることができる。
 前記イオン性ポリマーを含む層は、さらに第三の成分として非イオン性のポリマーを含んでもよい。その場合には良好な表面の濡れ性および易滑性が得られるという観点から、親水性ポリマーとしては、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、ポリ(N-メチルビニルアセトアミド)、親水性のポリ(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルカプロラクタム、各種セルロース誘導体、および各種多糖類が、好適な例として挙げられる。以上は主としてホモポリマーの例を挙げたが、これらのコポリマーも好適である。
 本発明において、コート層が多層である場合には、実質的に各層を区別することが困難である場合があるため、本発明の一実施形態においては、医療デバイス基材の表面の少なくとも一部に、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層を有し、前記2種類以上のイオン性ポリマーのうち少なくとも1種類が疎水性セグメントを有するブロックポリマーであることが好ましい。前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーは、該疎水性セグメントを介して疎水性相互作用を代表とする種々の相互作用を利用して基材と会合する役割を有する。
 また、前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層には、同種の電荷を有するイオン性ポリマーを2種類以上含んでもよいが、静電相互作用によってコート層の耐久性が向上するため、本発明において、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層は、正電荷を有するイオン性ポリマーと負電荷を有するイオン性ポリマーのそれぞれ1つ以上を含むことが好ましい。
 前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層に含まれるポリマーのうち、少なくとも1種類が疎水性セグメントを有するブロックポリマーであることが特に好ましい。
 また、本発明において、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層は、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを1種類以上含む1つ以上の層と、疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層とを有することが好ましい。
 2種類以上のイオン性ポリマーを含む層は、多点で相互作用し固定されていると分子鎖の運動性が小さくなり十分な易滑性が得られないことがある。従って、前記の様に複数の異なる種類のイオン性ポリマーが混然一体としている場合には十分な易滑性が得られにくい場合があるため、複数の異なる種類のイオン性ポリマーは個別の層を形成していることが好ましい。前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層は、前記疎水性セグメントを有するイオン性ポリマーのみから形成されていてもよいが、疎水性セグメントが表面に露出していると最表面の生体適合性を損ねることがあるため、前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層が、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを1種類以上含む1つ以上の層と、疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層とを有するものがさらに好ましい。前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーと、疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーとは、層の深さ方向に対してどの位置に存在しても良いが、疎水性セグメントが表面に露出しないように存在しているのがより好ましく、疎水性セグメントと基材との相互作用を増大させ、コート層の耐久性を増大させやすくするためには疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーは層構造中の基材近傍に偏在していることが好ましい。また、疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーによる被覆層が形成された後、該被覆層が不完全である様な場所を埋める様にして疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを会合させることもできる。すなわち、層構造中の比較的表面側近傍に疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーが存在していてもよいが、その場合には、疎水性セグメントが表面に露出しない様になっていることが好ましい。さらに、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーが層構造中で疎水性セグメントを介して基材表面にミセル様の構造体を形成していてもよい。
 また、コート層の剥離に対する耐久性の向上という観点から、前記疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層が、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマーを含むことがさらに好ましい。
 すなわち、本発明の実施形態において、優れた性能が得られる構成は、表面の少なくとも一部に疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを1種類以上含む層を有する医療デバイスであって、該疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマーを含む層をその上に1種類以上有する医療デバイスである。さらに、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを1種類以上含む層の上にさらにイオン性ポリマーからなる複数の層が交互積層されているものがとりわけ優れた性能が得られるので好ましい。
 従来のように単なる親水性の高いイオン性ポリマーだけを用いて多層のコート層を形成する方法では、基材との親和性が不十分であるために被覆ムラを生じたり、耐久性に劣ることがあった。しかし本発明では疎水性セグメントと基材との間に生じる疎水性相互作用を主とする種々の相互作用によって、コートポリマーと基材との親和性が高められ、被覆ムラが生じにくく、耐久性を向上させることができると考えられる。しかし前記の様に、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーだけでは、疎水性相互作用を主とする相互作用によって、医療デバイス表面に弱く結合することしかできず容易に剥離してしまうことがあった。ここで、疎水性セグメントを有しない別のポリマー、特に前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーと反対の電荷を有するイオン性ポリマーを併用することによって、これらのポリマー間に生ずる静電相互作用を主とする種々の相互作用によって医療デバイス表面に強固なコート層が形成され、耐久性に優れたコート層を得ることができると考えられる。
 本発明において、コート層と基材との間の相互作用が効率的に機能するためには、医療デバイスの表面の少なくとも一部に疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを含む層が形成され、その上にさらにイオン性ポリマーを含む層が形成されているものがいっそう好ましい。
 本発明において、イオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層は、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを含まず、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを含む層とは個別の層として存在するのが好ましい。かかるイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層は、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマーを含むことが好ましい。
 疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーは、複数種類のイオン性ポリマーからなる多層構造を有するのがより好ましい。かかる多層構造は、1種以上の負電荷を有するポリマーと1種以上の正電荷を有するポリマーを含む層が形成された場合に良好な剥離耐性が得られるので好ましい。
 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーは、疎水性セグメントと基材との間に生ずる疎水性相互作用を主とした親和性により医療デバイス基材表面に会合することができると考えられるが、疎水性セグメントを有するブロックポリマー単体では十分な剥離耐性を有しないことがあるため、イオン性ポリマーをさらにもう1種類以上併用し、該イオン性ポリマーと疎水性セグメントを有するブロックポリマーおよび/または医療デバイス基材間の静電相互作用を主とした種々の相互作用を利用して、十分な耐久性を有するコート層を形成することができる。ここで言う種々の相互作用とは、エンタングルメント(分子の絡み合い)、ファン・デル・ワールス力、双極子間相互作用、疎水性相互作用)、水素結合、π-πスタッキングおよびこれらの効果の組み合わせを指す。特に疎水性セグメントを有するブロックポリマーの有する電荷と、もう1種類のイオン性ポリマーの有する電荷とが反対である場合には、静電相互作用(クーロン力)によって引き合い、ポリイオンコンプレックスを形成して不溶化するためにコート層の耐久性が向上する。さらに、複数のイオン性ポリマーを積層し多層構造を形成すると実用的なレベルにまで耐久性が向上し、易滑性・水濡れ性・防汚性などの生体適合性も強化されるため好ましい。
 従って、本発明において、2種類以上のイオン性ポリマーは、異なる種類のイオン性ポリマー2種類以上を用いるのが好ましく、同種の電荷を有する異なる種類のイオン性ポリマーの組み合わせであっても、例えば水素結合等の相互作用が得られるものを好ましく用いることができるが、静電相互作用による比較的強力な相互作用が生じ、優れた耐久性が得られるという観点から、電荷が相反するものを用いるのが特に好ましい。
 なお、本発明において、イオン性ポリマーを含む層は、複数のイオン性ポリマーからなる多層構造を有するのが好ましいが、各層が薄い場合や局所的に層の順序が反転しているなどの理由から混然一体となっており複数の層がまとまって観察され、事実上多層として認識することが困難である場合がある。
 かかる多層構造は1種以上の負電荷を有するポリマー溶液による処理1回以上、および1種以上の正電荷を有する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、かかる多層構造は、1種以上の負電荷を有するポリマー溶液による処理および1種以上の正電荷を有する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。負電荷を有する溶液による処理の回数と正電荷を有するポリマー溶液による処理の回数は異なっていてもよい。
 負電荷を有するポリマー溶液による処理と正電荷を有するポリマー溶液による処理は、交互に行われるのが好ましい。また、疎水性セグメントを有するイオン性ポリマーが有している電荷とは反対の電荷を有するポリマー溶液から処理を始めるのがさらに好ましい。
 本発明の医療デバイスにおいては、1種以上の負電荷を有するポリマー溶液による処理および1種以上の正電荷を有する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、負電荷を有するポリマー溶液による処理および正電荷を有する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。
 発明者らは、負電荷を有するポリマー溶液および正電荷を有する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不十分であることを確認している。
 正電荷を有するポリマーとしては、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。塩基性を有し正電荷を与える基としてはアミノ基およびその塩が好適である。例えば、このような正電荷を有する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。以上はホモポリマーの例であるが、これらのポリマーの混合物および他のモノマーとの共重合体も好適に用いることができる。
 本発明において、塩基性モノマーとは、純水の水溶液中で塩基性を有し正電荷を与える基を有する重合性モノマーを指す。
 正電荷を有するポリマーが共重合体である場合、該共重合体を構成する塩基性モノマー由来の構造を含むものが好ましく利用できる。かかるモノマー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特に好ましい。正電荷を有する共重合体を構成する塩基性を有する基を含むモノマーとして好適なものを例示すれば、アリルアミン誘導体、アミノスチレン誘導体、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、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、N-ビニルイミダゾール誘導体およびこれらの塩などである。これらの中でも4級アンモニウム塩またはイミダゾリウム塩を含むモノマーは抗菌性を有する特徴があるため特に好ましい。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特に好ましい。
 負電荷を有するポリマーとしては、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。酸性を有し負電荷を与える基としてはカルボキシ基、スルホ基(-SOH)、硫酸基(-OSOH))、ホスホン酸基(-PO(OH))、りん酸基(-OPO(OH))およびその塩が好適である。例えば、このような負電荷を有する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。以上はホモポリマーの例であるが、これらのポリマーの混合物および他のモノマーとの共重合体も好適に用いることができる。
 本発明において、酸性モノマーとは、中性の純水の水溶液中で酸性を有し負電荷を与える基を有する重合性モノマーを指す。
 負電荷を有するポリマーが共重合体である場合、該共重合体を構成する酸性モノマー由来の構造を含むものが好ましく利用できる。かかるモノマー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特に好ましい。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、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、リン酸エステル系(メタ)アクリレートモノマーおよびこれらの塩がより好ましく、特に好ましいのは(メタ)アクリル酸、およびその塩である。
 本発明で使用する正電荷を有するポリマーおよび負電荷を有するポリマーのうちの少なくとも1種が、アミド構造および/または水酸基を有するポリマーであることが好ましい。負電荷を有するポリマーおよび/または正電荷を有するポリマーがアミド構造を有する場合、易滑性や水濡れ性に優れた表面が得られるのでさらに好ましい。
 また、水酸基を有し負電荷を有するポリマーまたは水酸基を有し正電荷を有するポリマー、もしくはアミド基を有し負電荷を有するポリマーまたはアミド基を有し正電荷を有するポリマーから選ばれた少なくとも1種を含む層を医療デバイスの表面に有することがさらに好ましい。
 この場合、易滑性のある表面が形成される効果、および生体由来分子に対する防汚性に優れた表面を形成できる効果の両方が発現できるために好ましい。
 アミド基を有し正電荷を有するポリマーの例としては、アミノ基を有するポリアミド類、部分加水分解キトサン、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などを挙げることができる。
 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の好ましい具体例は、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。特に好ましくは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。
 アミド基を有し負電荷を有するポリマーの例としては、カルボキシル基を有するポリアミド類、酸性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体などを挙げることができる。
 酸性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体の好ましい具体例は、(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。特に好ましくは(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。
 水酸基を有し正電荷を有するポリマーの例としては、キチンなどのアミノ多糖類、塩基性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体などを挙げることができる。
 塩基性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体の好ましい具体例は、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。特に好ましくは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。
 水酸基を有し負電荷を有するポリマーの例としては、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、酸性モノマーとアミド基を有するモノマーの共重合体などを挙げることができる。
 酸性モノマーと水酸基を有するモノマーの共重合体の具体例は、(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。特に好ましくは(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。
 アミド基を有するモノマーは前記の例示に限定せず下記に例示するものを用いても良い。重合の容易さの点で(メタ)アクリルアミド基を有するモノマーおよびN-ビニルカルボン酸アミド(環状のものを含む)が好ましい。かか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。これら中でも易滑性の点で好ましいのは、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であり、N,N-ジメチルアクリルアミドが特に好ましい。これらのモノマーから複数を選択して組み合わせても良い。
 水酸基を有するモノマーは前記の例示に限定せず下記に例示するものを用いても良い。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は、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く、(メタ)アクリル酸エステルモノマーはより好ましい。これらの中で、涙液に対する防汚性の点で好ましいのは、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、およびグリセロール(メタ)アクリレートであり、中でもヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
 前記塩基性モノマーあるいは酸性モノマーと他のモノマーの共重合体を用いる場合、その共重合比率は[塩基性モノマーあるいは酸性モノマーの質量]/[他のモノマーの質量]が、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、易滑性や水濡れ性などの機能を発現しやすくなる。
 コート層の種々の特性、たとえば厚さを変えるために、正電荷を有するポリマーおよび負電荷を有する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、一般にコート層の厚さは増す。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、2000~150000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5000~100000であり、さらに好ましくは、75000~100000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。
 コート層の塗布は、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。
 ここで、医療デバイスの少なくとも表面の一部にコート層を形成する方法について説明する。前記疎水性セグメントを有するポリマーおよびイオン性ポリマーは、単純に併用するだけでは十分な効果が得られないことがあるため、下記に説明する製造方法の手順に従ってコート層を形成することが好ましい。前記疎水性セグメントを有するポリマーの溶液およびイオン性ポリマーの溶液に医療デバイス基材を接触させることによって該医療デバイス基材表面にコート層が形成される。医療デバイス基材とポリマー溶液との接触方法としては、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。これらの中でも浸漬法が簡便であるために好ましい。
 製造工程短縮の観点から、本発明の医療デバイスの製造方法は、本発明の医療デバイスを製造する方法であって、下記工程1a~工程3aをこの順に含む医療デバイスの製造方法であることが好ましい。なお、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックコポリマーを何らかの方法で入手できる等、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを合成する必要が無い場合には、本発明の医療デバイスの製造方法は、本発明の医療デバイスを製造する方法であって、下記工程2a~工程3aをこの順に含む医療デバイスの製造方法であることが好ましい。
<工程1a>
疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを合成する工程;
<工程2a>
医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程;
<工程3a>
医療デバイス基材の少なくとも一部を、イオン性ポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程。
 前記工程3aにおけるイオン性ポリマーが、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有していることが好ましい。前述の様に疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーは医療デバイスの表面と親和性を有することによって表面に会合することができると考えられ、さらにその上に疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマー溶液を接触させることによって、相互作用により層が安定化され、耐久性が向上すると考えられる。
 また、工程2aおよび3aはこの順に繰り返して行われても良い。その場合にはコート層が多層構造となり、耐久性が向上するので好ましい。
 また、工程3aにおいて、イオン性ポリマーの溶液の接触を複数種類行ってもよい。その場合には、複数のイオン性ポリマーの溶液が、電荷が交互になるように選択されて接触されることが好ましい。電荷が交互になるように選択されて接触させるとは、具体的には正電荷を有するポリマーを含む溶液と負電荷を有するポリマーを含む溶液とを交互に接触させることを指す。正電荷と負電荷の順序は逆でもよい。
 疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーが正電荷を有する場合には、下記の工程1b~工程3bの順でコート層を形成するのが好ましい。
<工程1b> 医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマー(正電荷)を含む溶液に接触させる工程;
<工程2b> 医療デバイスの少なくとも一部を、イオン性ポリマー(負電荷)を含む溶液に接触させた後、余剰のポリマーを除去する工程;
続いて、耐久性および生体適合性を高めるために、工程2bのあとに工程3bを行うのが好ましい。
<工程3b> 医療デバイスの少なくとも一部を、イオン性ポリマー(正電荷)を含む溶液に接触させた後、余剰のポリマーを除去する工程;
 さらに、工程2bと3bをこの順に複数回繰り返しても良い。その場合にはコート層が多層構造となるために耐久性が向上するので好ましい。
 疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーが負電荷を有する場合には、下記の工程1c~工程3cの順でコート層を形成するのが好ましい。
<工程1c> 医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマー(負電荷)を含む溶液に接触させる工程;
<工程2c> 医療デバイスの少なくとも一部を、イオン性ポリマー(正電荷)を含む溶液に接触させた後、余剰のポリマーを除去する工程;
続いて、耐久性および生体適合性を高めるために、工程2cのあとに工程3cを行うのが好ましい。
<工程3c> 医療デバイスの少なくとも一部を、イオン性ポリマー(負電荷)を含む溶液に接触させた後、余剰のポリマーを除去する工程;
さらに、工程2cと3cをこの順に複数回繰り返しても良い。その場合にはコート層が多層構造となるために耐久性が向上するので好ましい。
 正電荷または負電荷を有するポリマー溶液を基材と接触させるにあたって、医療デバイス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、エキシマーランプ照射処理、化学蒸着、化学修飾、エッチング、およびプラズマコーティングなどである。
 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。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、そして特に好ましくは1~5分間の間行う。
 本発明において、イオン性ポリマーは、プロトン性溶媒に溶解して用いるのが好ましく、アルコールまたは水に溶解して用いるのがより好ましい。基材の変形を誘発せず、人体に有害な悪影響が少ないという観点から、水が特に好ましい。
 ポリマー溶液の濃度は、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーおよびイオン性ポリマーの性質、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。好ましいポリマー濃度は、0.001~10質量%、より好ましくは0.005~5質量%、さらに好ましくは0.01~3質量%、そして特に好ましくは0.7~1.3質量%である。
 ポリマー溶液のpHは、ポリマーが電荷を有する様に適切に選択する必要がある。適切な範囲は用いるポリマーの性質によって異なるが、一般的に好ましくは2~8、より好ましくは3~7の範囲に維持すると良い。
 コート層の厚さは、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。
 余剰のポリマー溶液の洗浄除去は、一般に清浄な水または有機溶媒を用いて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回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が好ましいが、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できる。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のつながるために好ましい。
 疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液は、その他のイオン性ポリマーを含む溶液よりも先に医療デバイスと接触させるのが好ましいが、例えば、その他のイオン性ポリマーによって層を形成した後に、被覆が不十分である場所に対して穴を埋める目的で疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを含む溶液を接触させてもよい。
 次に、本発明において特に好適な医療デバイスである眼用レンズ、特にコンタクトレンズを例として、その製造方法について説明する。本発明において、眼用レンズは、レンズ形状の成型体(基材)の少なくとも一部の表面に、1種以上の疎水性セグメントを有するブロックポリマーの溶液を接触させ、1種以上のイオン性ポリマー溶液を接触させることによって得られる。各溶液との接触回数はそれぞれ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回が好ましい。疎水性セグメントを有するブロックポリマーの溶液およびイオン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。
 本発明において、眼用レンズの製造方法の好ましい態様の1つは、下記工程1d~工程4dをこの順に含むものである。
<工程1d>
 モノマーの混合物を重合してレンズ形状の成型体を得る工程;
<工程2d>
 成型体を疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程3d>
 成型体を疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマー溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を洗浄除去する工程;
<工程4d>
 成型体を疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーと同じ電荷を有するイオン性ポリマー溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を洗浄除去する工程;
工程3dと4dはこの順に複数回繰り返してもよい。
 また、レンズ形状の成型体を疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマー溶液およびイオン性ポリマー溶液に順次接触させることにより、該成型体上にコート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。
 本発明の医療デバイスが眼用レンズ、特にコンタクトレンズとして用いられる場合、その基材の重合方法及び成形方法は次のような標準的な方法でよい。例として、丸棒や板状に成形したポリマーを切削加工や旋盤加工などによって所望の形状に仕上げる方法、モールド重合法、スピンキャスト法などが挙げられる。
 本発明における医療デバイス基材としては、本発明における疎水性セグメントを有するブロックポリマーとの間に良好な親和性を得るために、少なくとも一部にケイ素原子を含むことが好ましい。具体的には、ケイ素原子を基材に1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、2質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、7質量%以上が特に好ましく、10質量%以上が最も好ましい。また、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ことがあるため、基材のケイ素原子含有率は、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が特に好ましい。特に医療デバイスがコンタクトレンズ用途である場合には硬すぎない様にするため、36質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、26質量%以下がさらに好ましい。なお、上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。また、前記ケイ素原子は、シロキサニル基として存在してもよい。前記シロキサニル基と、末端に(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基等のラジカル重合可能な官能基とを有するモノマーを重合した化合物を好適に用いることができ、両末端にメタクリロイルオキシ基を有するポリジメチルシロキサン構造等のシロキサン化合物が例示される。かかるケイ素原子含有化合物に、N,N-ジメチルアクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類、N-ビニルピロリドンなどのN-ビニルアミド類、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類およびそのアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートメチルエーテルなどのポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート類およびそのメチルエーテル類等の親水性化合物、および必要に応じてポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート類、N,N-メチレンビスアクリルアミド、多官能性(メタ)アクリレート等の架橋性化合物を混合し、共重合物を得て基材とすることもできる。また、医療デバイスを低含水性にする場合には、かかるケイ素原子含有化合物に、アクリル酸ブチルやアクリル酸エチルヘキシル等のアルキル(メタ)アクリレート類を混合し、共重合物を得て基材とすることもできる。
 本発明の医療デバイスがコンタクトレンズである場合には、医療デバイス基材は高含水レンズ、低含水レンズおよび非含水レンズのいずれであってもよい。疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーと高い親和性が得られるという観点から、低含水性レンズおよび非含水レンズが好ましい。本発明における低含水性レンズとは、含水率が50%未満のレンズを指し、高含水性レンズとは含水率が50%以上のレンズを指す。
 本発明の医療デバイス基材の含水率の上限値は、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーと高い親和性が得られるという観点から、60%以下が好ましく、50%以下がより好ましく、40%以下が特に好ましい。疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーは、非含水性のレンズにも好ましく利用できる。含水率の下限値は0%が好ましく、0.1%がより好ましく、0.2%が特に好ましい。上限値と下限値はどれとどれを組み合わせても良い。
 本発明における含水率は、リン酸緩衝液中に8時間以上浸漬後に表面の余剰な水分を拭い去ったレンズ質量(湿潤状態の質量:W1)と、真空乾燥機中で40℃に加温しながら8時間以上乾燥した後のレンズ質量(乾燥状態の質量:W2)を測定し、次式により算出することができる。
含水率(%)=(W1-W2)/W1×100
 本発明において医療デバイスがソフトコンタクトレンズである場合には、引張弾性率は、0.01MPa以上が好ましく、0.1MPa以上がより好ましく、一方で5MPa以下が好ましく、3MPa以下がより好ましく、2MPa以下がさらに好ましく、1MPa以下がよりいっそう好ましく、0.6MPa以下が特に好ましい。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、ホウ酸緩衝液による湿潤状態の試料にて測定される。
 医療デバイスが重合によって成型される場合には、重合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。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剤、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剤、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、パラフィンなどの各種脂肪族炭化水素系溶剤、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剤、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剤、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剤であり、これらは単独あるいは混合して使用することができる。これらの中で水、tert-ブタノール、tert-アミルアルコール、3,7-ジメチル-3-オクタノールはラジカル重合を阻害しにくい点でより好ましい。
 重合溶媒を使用する場合の重合原液におけるモノマー濃度は、低すぎると十分な分子量が得られず、高すぎると重合熱で暴走する危険性があることから、10質量%~80質量%が好ましく、15質量%~65質量%がより好ましく、20質量%~50質量%が特に好ましい。
 本発明の医療デバイスは、生体への馴染みの良さ、及び体組織の表面に接触した際の動きを円滑にするという観点から、また特に本発明の医療デバイスの態様がコンタクトレンズである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。
 易滑性は人指で5回擦った時の感応評価によって評価することができる。本明細書の実施例に示した方法による評価でスコアが高いものが好ましい。例えば下記の基準で5段階の感応評価を行うことができ、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、4以上がさらに好ましく、5が特に好ましい。
5:非常に優れた易滑性がある。
4:5と3の中間程度の易滑性がある。
3:中程度の易滑性がある。
2:易滑性がややある。(3と1の中間程度)。
1:易滑性が無い。
 本発明の医療デバイスは、擦り洗いに対して十分な剥離耐性(耐久性)を有するコート層を有していることが好ましい。コート層の耐久性は、所定の回数コンタクトレンズ洗浄液で擦り洗いを行った後に前記易滑性の感応評価を行い、スコアの下がりにくさで評価することができる。4回の擦り洗い後にもスコア2以上の易滑性を有しているのが好ましく、7回の擦り洗い後にもスコア2以上の易滑性を有しているのがより好ましく、14回の擦り洗い後にもなおスコア2以上の易滑性を有しているのが特に好ましい。
 本発明の医療デバイスは、十分な水濡れ性を有していることが好ましい。水濡れ性は医療デバイス表面の水の静止接触角を測定することによって評価できる。
 本発明の医療デバイスは、水の静止接触角が0度以上100度以下であることが好ましく、0度以上90度以下がより好ましく、0度以上80度以下がさらに好ましく、0度以上70度以下が特に好ましい。
 例えば本発明の実施態様がコンタクトレンズである場合には、装用者の角膜への貼り付きを防止する観点から静止接触角はより低いことが好ましく、65度以下が好ましく、60度以下がより好ましく、55度以下がさらに好ましく、50度以下がさらに好ましく、45度以下が特に好ましい。静止接触角はリン酸緩衝液による湿潤状態の試料にて、リン酸緩衝液またはRO水に対して測定される。
 本発明の医療デバイスは、生体分子に対する防汚性、すなわち抗付着性を有するのが好ましい。医療デバイスの汚れの原因として、タンパク質および脂質の付着が挙げられる。タンパク質および脂質に対する抗付着性は、ムチン付着、脂質(パルミチン酸メチル)付着により、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、生体適合性に優れるとともに、細菌繁殖リスクが低減されるために好ましい。
 本発明の実施態様がコンタクトレンズであって、特にシリコーン素材を含む場合には、タンパク質の付着よりも脂質付着が大きな問題となる場合がある。脂質に対する抗付着性は、パルミチン酸メチルを脂質のモデル分子とする本明細書の実施例に記載された方法で評価することができる。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することによって評価できる。下記の基準で3以上が好ましく、4以上がより好ましく、5が特に好ましい。
5:白濁が無く透明である。
4:白濁していない部分が大部分にある。
3:白濁していない部分が半分程度ある。
2:白濁していない部分がわずかにある。
1:全体が白濁している。
 以下、実施例により本発明の実施例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。
 <分析方法及び評価方法>
 (1)疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの分子量測定
 島津製作所製 Prominence GPCシステムを用いて測定した。装置構成は以下の通りである。ポンプ:LC-20AD、オートサンプラ: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)。溶出溶媒として、水/メタノール=1/1(0.1N硝酸リチウム添加)を使用し、流速:0.5mL/分、測定時間:30分で測定した。サンプル濃度は0.2質量%とし、サンプル注入量を100μLとした。検量線はAgilent社製ポリエチレンオキシド標準サンプル(0.1kD~1258kD)を用いて算出した。
 本明細書中において、数平均分子量とは、0.5Nの硝酸リチウムを含む水:メタノール=1:1の混合液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)で測定されるポリオキシエチレン換算の数平均分子量である。質量平均分子量及び分散度(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。
 (2)易滑性及びその擦り洗い耐久性
 コンタクトレンズ形状の試験片を、室温でバイアル瓶中のリン酸緩衝液中に浸漬し、蒸気滅菌した。試験片をリン酸緩衝液から引き上げ、人指で5回擦った時の感応評価を下記5段階の評価により行って、0サイクルの易滑性とした。
 さらに、前記評価を行ったサンプルを、手のひらの中央における窪みに置き、洗浄液(日本アルコン株式会社製、“オプティフリー”(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回ずつ擦った後、よく水洗した。以上の操作を1サイクルとして、14サイクル繰り返した。その後、サンプルを純水で洗浄し、リン酸緩衝液中に浸漬した。1サイクル目、7サイクル目及び14サイクル目の感応評価を下記5段階の評価により行った。表1に0、1、7及び14サイクルにおける評価結果を示す。
5:非常に優れた易滑性がある。
4:5と3の中間程度の易滑性がある。
3:中程度の易滑性がある。
2:易滑性がほとんど無い(3と1の中間程度)。
1:易滑性が無い。
 (3)抗脂質付着性(防汚性の評価)
 500mlのビーカーに攪拌子(36mm)を入れ、パルミチン酸メチル1.0gと純水500gを入れた。ウォーターバスの温度を37℃に設定し、前記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760rpmとした。球冠形状(縁部の直径約14mm、厚さ約0.1mm)のサンプルを1枚ずつレンズバスケットに入れ、前記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37℃の水道水と家庭用液体洗剤(ライオン株式会社製“ママレモン”(登録商標))で擦り洗いした。洗浄後のサンプルを蒸留水が入った12ウェルプラスチックディッシュに入れ、冷蔵庫中で終夜静置した。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。
5:白濁が無く透明である。
4:白濁していない部分が大部分にある。
3:白濁していない部分が半分程度ある。
2:白濁していない部分がわずかにある。
1:全体が白濁している。
 (4)水の静止接触角(水濡れ性の評価)
 静止接触角はKYOWA社製のWET-6000を使用し、液滴法により測定した。コンタクトレンズ基材及び表面処理したレンズ基材は、RO水に24時間以上浸漬した。それぞれ、マイクロシリンジにて約1μLの液滴(RO水)を接触させ、かかるレンズ表面と液滴との接する角度を接触角として測定した。
 (5)原子間力顕微鏡(AFM)
 コンタクトレンズ表面の形態を観察するためにAFMを利用した。島津製作社製WET-SPM9500J3型を用いて、フェーズモードにより空気中で5μm四方の範囲の高さ像(0~50nmの範囲)を測定した。
 [作製例1]
 <基材の作製>
 成分aとして以下の成分を混合し、よく撹拌した。
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)(57.9質量部)
2-エチルヘキシルアクリレート(7質量部)
ジメチルアミノエチルアクリレート(0.1質量部)
重合性基を有する紫外線吸収剤(RUVA-93、大塚化学)(0.5質量部)
着色剤Reactive Blue246(0.02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、0.5質量部)
t-アミルアルコール(10質量部)
 この成分aの混合液に、成分bとして両末端にメタクリロイルオキシ基を有するポリジメチルシロキサン(FM7726、JNC、質量平均分子量29kD、数平均分子量26kD)(28質量部)及び片末端にメタクリロイルオキシ基を有するポリジメチルシロキサン(FM0721、JNC、質量平均分子量5000)(7質量部)を加え、よく混合し攪拌した。
 この混合物をメンブレンフィルター(0.45μm)でろ過して不溶分を除いて重合原液を得た。この重合原液を透明樹脂(ベースカーブ側ポリプロピレン、フロントカーブ側ゼオノア)製のコンタクトレンズ用モールドに注入し、蛍光ランプ(東芝、FL-6D、昼光色、6W、4本)を用いて光照射(1.01mW/cm、20分間)して重合した。重合後に、モールドごとイソプロピルアルコール中に浸漬して、80℃で1時間加温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、イソプロピルアルコールに室温、30分間浸漬した後、「テフロン(登録商標)」製のメッシュを敷いた清浄なプラスチック製容器に入れ乾燥した。得られたレンズ基材の縁部の直径は約14mm、中心部の厚みは約0.07mmであった。
 [合成例1]
 <疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの合成例>
 特開2012-246489号公報の実施例3(段落0038~0041)に記載の方法に従って、ポリシロキサン含有マクロ開始剤を合成した。300mL三口フラスコにN,N-ジメチルアクリルアミド(DMA、和光純薬製、4.372g、44.1mmol)、アクリル酸(AA、和光純薬製、0.353g、4.9mmol)、重合開始剤としてポリシロキサン含有マクロ開始剤(12.3mg、49μmol)、t-アミルアルコール(TAA、東京化成工業株式会社製、20.1g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けた冷却管、撹拌羽付きシーラーを装着した。超音波照射下、10mmHgまで吸引し窒素フラッシュするというサイクルを5回ほど繰り返して、混合溶液内の溶存酸素を除去した。続いて70℃のオイルバス上で撹拌しながら1時間反応させ、その後75℃に昇温して5時間反応させた。粘度が増加しているのを確認して反応容器をオイルバスから引き上げて空冷した。重合反応溶液にエタノール50mLを加えて撹拌し、粘度を下げてから、ヘキサン=550mL中へ注いでポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをエタノール40mLに再溶解させ、ヘキサン=360mLを注いで再沈殿させた。同様の操作を2回繰り返した後、真空乾燥機中で40℃終夜加熱乾燥させた。乾燥させたポリマーは液体窒素を用いて凍結粉砕して粉末状にし、再び真空乾燥機で乾燥させた。得られたポリマー粉末の量は3.183gで、数平均分子量(Mn)=153,000、質量平均分子量(Mw)=446,000であり、収率78.6%で目的物(P1)を得た。
 [合成例2]
 アクリル酸の代わりに2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(AMPS、和光純薬製)に換えた以外は合成例1と同様にして目的物(P2)を合成した。
 [合成例3]
 アクリル酸の代わりにN,N-ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA、東京化成工業株式会社製)を用いたこと以外は合成例1と同様にして目的物(P3)を合成した。
 [合成例4]
 アクリル酸の代わりにN,N-ジメチルアミノプロミルアクリルアミド塩化メチル4級塩(DMAPAA-Q、Kjケミカルズ株式会社製)を用いたこと以外は合成例1と同様にして目的物(P4)を合成した。
 [合成例5]
 使用したモノマーをN-ビニルピロリドンに換えた以外は同様にして目的物(P5)を合成した。合成に際しては特表2014-514422号公報を参考にした。
 合成例1~5で得られたブロックコポリマーの数平均分子量(Mn)、質量平均分子量(Mw)、分散度(PDI)は表1のとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 [実施例1]
 <表面処理液の調製>
 医療デバイスの表面処理液として、P1~P5の1質量%水溶液を調製した。かかるポリマーの水溶液はフィルターで濾過してから用いた。同様にして、ポリアクリル酸(PAA、東亞合成株式会社製、250kDa)、ポリエチレンイミン(PEI、純正化学株式会社製、750kDa)、およびポリ(ジメチルアクリルアミド-co-アクリル酸)(以下、CPDA、ラボ製、国際公開2011/102356号の合成例7に記載のポリマー)の1質量%水溶液を調製し0.45μm孔径のフィルターで濾過してから用いた。
 <コーティング>
 レンズ基材をP1の1質量%水溶液に浸漬し、室温で30分静置した後、レンズ基材をP1水溶液から取り出し、速やかにRO水で3回すすぎ洗いした。
次にレンズ基材をPEIの1質量%水溶液に浸漬し、室温で30分静置した後、レンズ基材をPEI水溶液から取り出し、速やかにRO水で3回すすぎ洗いした。
続いてレンズ基材をCPDAの0.1質量%水溶液に浸漬し、室温で30分静置した後、レンズ基材をCPDAの水溶液から取り出し、速やかにRO水で3回すすぎ洗いした。
すすぎ後のレンズは余分な水分を除去後、バイアル瓶中のリン酸緩衝液に浸漬し、蒸気滅菌(121℃、30分)して表面処理の効果を調べた。
 実施例1で得られたコート済レンズの表面をAFMにて観察すると、比較的滑らかな表面であることが確認され、被覆ムラが少ないことが示唆された。図1は実施例1で得られた、コート済レンズの表面のAFM観察像(1)であるが、白色で表される凸部の面積が多く黒色で表される凹部がほとんど見られない滑らかな表面であることが確認できた。
 [実施例2~9]
 表面処理に用いるポリマー水溶液の順番を表2の通りに変更した以外は、実施例1と同様にしてサンプルを調製し、コーティングを行い、分析及び評価を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 [比較例1]
 比較例1は特許文献3および4に記載の末端にシロキサンセグメントを有する湿潤剤である。作製例1で作製したレンズ基材を、合成例5で作製したP5ポリマーの1質量%水溶液中に30分浸漬後RO水で3回すすぎ洗いし、蒸気滅菌(121℃、30分)して各項目を評価した。P5ポリマーによって処理したレンズの易滑性は長続きせず、容易に剥離してしまい耐久性がなく、防汚性も十分ではなかった。
 [比較例2]
 比較例2は特許文献1および2に記載の表面コートである。国際公開2011/102356号の実施例19に従って、作製例1で作製した基材をPAA、PEI、CPDAの水溶液に順に浸漬・洗浄して表面処理を行った後、蒸気滅菌(121℃、30分)して各項目を評価した。水濡れ性と易滑性は良好であったが、易滑性の耐久性が不足であり、また防汚性が不十分であった。比較例2で得られたコート済レンズの表面をAFMにて観察すると、くぼみの多い表面であることが確認でき、実施例1と比して被覆にムラがあることが示唆された。図2は比較例2で得られた、コート済レンズの表面のAFM観察像(2)であるが、白色で表される部分が凸部、黒色で表される部分が凹部を表しており、凹凸の多いムラのある表面であることが確認できた。
 [比較例3]
 比較例3は疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの1質量%溶液に30分浸漬し、RO水ですすぎ洗いした後蒸気滅菌(121℃、30分)した場合である。初期には比較的優れた易滑性を有していたが、比較例1と同様に易滑性が長続きせず、また十分な防汚性がなかった。この結果から、特許文献3や4に記載の疎水性セグメントを有する親水性ポリマーを単独で用いたとしても、単に疎水性相互作用によって係留されているだけで効果が長持ちしないことが確認できた。また、疎水性セグメントが表面に出る可能性があるために水濡れ性も低下しやすく、好ましくないためにコート素材としては用い難いということが確認できた。

Claims (15)

  1. 医療デバイス基材の表面の少なくとも一部に、2種類以上のイオン性ポリマーを含む層を有する医療デバイスであって、前記2種類以上のイオン性ポリマーのうち少なくとも1種類が疎水性セグメントを有するブロックポリマーである、医療デバイス。
  2. 前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層が、正電荷を有するイオン性ポリマーと負電荷を有するイオン性ポリマーのそれぞれ1つ以上を含む、請求項1に記載の医療デバイス。
  3. 前記2種類以上のイオン性ポリマーを含む層が、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを1種類以上含む1つ以上の層と、疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層とを有する、請求項1に記載の医療デバイス。
  4. 前記疎水性セグメントを有しないイオン性ポリマーを1種類以上含む1つ以上の層が、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有するイオン性ポリマーを含む、請求項3に記載の医療デバイス。
  5. 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの質量平均分子量が10,000~10,000,000の範囲内である、請求項1~4のいずれかに記載の医療デバイス。
  6. 前記疎水性セグメントがポリジメチルシロキサン構造を含む、請求項1~5のいずれかに記載の医療デバイス。
  7. 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーの構造が一般式(b1)で表される、請求項1~6のいずれかに記載の医療デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (一般式(b1)中、Rはアルキル基またはアルコキシ基であり、Rは(CHまたは(CH-O(CHであり、m及びnは互いに独立して1~16の整数であり、aは4~19であり、bは1~6であり、cは1~10000であり、XはO、NHまたはSであり、RはHまたはCHを表す。Rは一般式(a1)~(a3)で表されるいずれかの構造を1種類以上含む。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式(a1)~(a3)中、*はポリマー主鎖との結合部位を表す。一般式(a1)~(a3)中、R~Rはそれぞれ独立に水素原子又は分岐状であっても直鎖状であってもよく環状の構造を含んでいてもよく、置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基を表す。R及びRは結合を介して互いに環を形成していてもよい。)
  8. 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーが、疎水性セグメントを0.01~10質量%含み、さらに、親水性セグメントを90~99.9質量%含む、請求項1~7のいずれかに記載の医療デバイス。
  9. 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマーにおける疎水性セグメント以外の繰り返し単位中に、少なくとも1つのアミド構造が含まれる、請求項1~8のいずれかに記載の医療デバイス。
  10. 前記疎水性セグメントを有するブロックポリマー中に、N-ビニルピロリドン由来の構造およびN,N-ジメチルアクリルアミド由来の構造のうち少なくともいずれかの構造が含まれる、請求項1~9のいずれかに記載の医療デバイス。
  11. 眼用レンズである、請求項1~10のいずれかに記載の医療デバイス。
  12. 前記眼用レンズがコンタクトレンズである、請求項11に記載の医療デバイス。
  13. 請求項1~12のいずれかに記載の医療デバイスを製造する方法であって、下記工程2a~工程3aをこの順に含む医療デバイスの製造方法;
    <工程2a>
    医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程;
    <工程3a>
    医療デバイス基材の少なくとも一部を、イオン性ポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程。
  14. 請求項1~12のいずれかに記載の医療デバイスを製造する方法であって、下記工程1a~工程3aをこの順に含む医療デバイスの製造方法;
    <工程1a>
    疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーを合成する工程;
    <工程2a>
    医療デバイス基材の少なくとも一部を、疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程;
    <工程3a>
    医療デバイス基材の少なくとも一部を、イオン性ポリマーの溶液に接触させた後、余剰のポリマー溶液を除去する工程。
  15. 前記工程3aにおけるイオン性ポリマーが、前記疎水性セグメントを有するイオン性ブロックポリマーとは反対の電荷を有する、請求項13または14に記載の医療デバイスの製造方法。
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