JP6908878B2 - 医療用高分子、医療用高分子溶液および医療デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
1.メタアクリロイル基を含有するモノマー由来の構造単位を主鎖に含むコンタクトレンズ用高分子であって、
前記構造単位においては、エチレンオキシド繰り返し単位が9〜23個連なった鎖状構造が、その片末端のみにて前記メタアクリロイル基を含有するモノマー由来の構造に結合されて側鎖を構成しており、
前記構造単位の含有率が90〜100モル%である、コンタクトレンズ用高分子。
2.上記1に記載のコンタクトレンズ用高分子を含んでなる、コンタクトレンズ用高分子溶液。
3.容器の内に、基材および上記2に記載のコンタクトレンズ用高分子溶液を封入し、加熱処理する工程を経て得られる、コンタクトレンズの製造方法。
4.基材を含み、上記1に記載のコンタクトレンズ用高分子が前記基材の表面に結合および/または内部に浸潤してなる、コンタクトレンズ。
5.動摩擦係数が0.08以下である、上記4に記載のコンタクトレンズ。
本発明で用いる「不飽和」とは、少なくとも1つの−C=C−基を含有する基を包含することを意図する。例示的な不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基、スチレニル基がある。
(1)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20μLとした。検量線はAgilent社製PEG/PEO標準サンプル(0.1kD〜1258kD)を用いて算出した。
蒸気滅菌した後、コンタクトレンズを包装溶液から引き上げ、人指で5回擦った時の感応評価を下記6段階の評価により行って、0サイクルの易滑性とした。この時の易滑性の基準として、市販のコンタクトレンズである「“2ウィークアキュビュー”(登録商標)(J&J社製)」を6段階評価の3、「“アキュビュー”(登録商標)“オアシス”(登録商標)(J&J社製)」を6段階評価の5、「“デイリーズトータルワン”(登録商標)(アルコン社製)」を6段階評価の6とした。
6:非常に優れた易滑性がある。
5: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。
カトーテック株式会社製摩擦感テスターKE−SE−STPを用いて測定した。ステージ上によく洗浄した清浄なガラス板を設置し、その上にコンタクトレンズが底部に嵌め込まれた専用の測定用円形アダプターを置いた。コンタクトレンズの3枚のそれぞれは、上記アダプターの円周に沿って等間隔に配置された設置位置に下から嵌め込まれた。このようにしてアダプターの底部に嵌め込まれたコンタクトレンズと、ガラス面上に滴下したホウ酸緩衝液0.1mLの液滴とを接触させ、87gの静荷重存在下、2.0mm/秒の速さで測定用アダプターを動かし、表面の動摩擦係数を測定した。この操作を5回行ったときの平均動摩擦係数を算出した。
蒸気滅菌した後、コンタクトレンズを包装溶液から引き上げ、幅5mmの短冊状サンプルを切り出し、レンズ外縁部分の厚みを測定し、ホウ酸緩衝液に浸漬させて20秒間超音波洗浄した。調製したサンプルはレスカ社製動的接触角計WET−6000を用いて、ホウ酸緩衝液に対する動的接触角の測定を、前進(サンプルをホウ酸緩衝液に漬ける動作)、後退(ホウ酸緩衝液に漬けたサンプル完全に引き上げる動作)を1回として行い、これを2回行った時の2回目の動的接触角をそれぞれ比較し(浸漬速度7mm/分)、サンプル表面の平滑さや分子配向性を表す指標である、2回目前進値と2回目後退値の差(DCAヒステリシス)を算出した。
78質量%アクリルアミド水溶液を半球状の金属モールドに流し込み、1質量%になるよう過硫酸アンモニウムを添加し、60℃で6時間静置することで、眼球モデルを作製した。この眼球モデルの上にコンタクトレンズを乗せ、モデル上でレンズを上下左右に動かした時のレンズの滑り具合、目視による湿潤感の確認、目視により湿潤感が無くなった際にモデル上からレンズを取り外す際の貼り付き具合を、下記5段階のスコア評価で評価した。
5:モデル上で非常に良好に動き、長時間湿潤状態を維持し、取り外す際に抵抗がほとんど無い。
4:モデル上で良好に動き、ある程度の時間湿潤状態を維持し、取り外す際に抵抗が少ない。
3:モデル上で動きがあり、短時間湿潤状態を維持し、取り外す際に若干抵抗がある。
2:モデル上で動きが少なく、非常に短時間湿潤状態を維持し、取り外す際にかなり抵抗がある。
1:モデル上で動かず、湿潤状体を維持できず、取り外しが困難。
200mL三口フラスコにビニル基末端PEGマクロモノマーであるメトキシノナコンタエチレングリコールメタクリレート(日油製、ブレンマーPME−4000、7.22g、1.81mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、25.6mg、0.102mmol)、蒸留水(和光純薬製、41.56g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、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回繰り返して、混合溶液内の溶存酸素を除去した。続いてオイルバス上60℃で撹拌させながら7時間反応させた。しかし、反応後の混合溶液を0.03mLサンプリングして、上記GPC測定を行ったところ、分子量の増大が確認されなかったので、重合反応が進行していないと判断した。PEG繰り返し単位が90個という長い鎖長になると、末端不飽和基の重合反応が立体障害により阻害されてしまい、ボトルブラシポリマーの合成が困難となることが確認された。
200mL三口フラスコにメトキシトリコサエチレングリコールメタクリレート(日油製、ブレンマーPME−1000、3.60g、2.50mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、34.5mg、0.138mmol)、蒸留水(和光純薬製、20.40g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、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回繰り返して、混合溶液内の溶存酸素を除去した。続いてオイルバス上60℃で撹拌させながら7時間反応させた後、反応容器をオイルバスから引き上げて空冷した。重合反応溶液にメタノール50mLを加えて撹拌し、粘度を下げてから1L“テフロン”(登録商標)ビーカーに移し、真空乾燥機中で40℃終夜加熱乾燥させた。乾燥後、得られた粘調固体にイソプロパノール(IPA)を5mL加えて溶解させ、冷蔵庫で一晩静置した。冷却後、上澄み液をデカンテーションにより除き、真空乾燥機中で30℃2時間乾燥させることで、白色粉末のポリマーを2.10g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。なお、表1において、Mwは質量平均分子量を表し、Mw/Mnは質量平均分子量を数平均分子量で除した値を表す。
200mL三口フラスコにメトキシトリコサエチレングリコールメタクリレート(日油製、ブレンマーPME−1000、7.15g、4.96mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、24.7mg、0.0987mmol)、蒸留水(和光純薬製、40.80g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、撹拌羽付きシーラーを装着した。溶存酸素の除去操作、加熱撹拌、再沈殿方法は実施例1の手順に従って白色粉末のポリマーを6.13g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。
200mL三口フラスコにメトキシトリデカエチレングリコールメタクリレート(新中村化学製、NKエステル M−130G、3.36g、5.00mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、12.4mg、0.0495mmol)、蒸留水(和光純薬製、13.44g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、撹拌羽付きシーラーを装着した。溶存酸素の除去操作、加熱撹拌、再沈殿方法は実施例1の手順に従って粘調固体のポリマーを2.00g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。
200mL三口フラスコにメトキシノナエチレングリコールメタクリレート(日油製、ブレンマー PME−400、4.97g、10.0mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、24.7mg、0.0987mmol)、蒸留水(和光純薬製、28.23g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、撹拌羽付きシーラーを装着した。溶存酸素の除去操作、加熱撹拌、再沈殿方法は実施例1の手順に従って粘調固体のポリマーを3.02g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。
100mL三口フラスコにメトキシテトラエチレングリコールメタクリレート(日油製、ブレンマー PME−200、3.20g、11.6mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、50.1mg、0.200mmol)、蒸留水(和光純薬製、28.23g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、撹拌羽付きシーラーを装着した。溶存酸素の除去操作、加熱撹拌、再沈殿方法は実施例1の手順に従って粘調固体のポリマーを2.84g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。
100mL三口フラスコにメトキシジエチレングリコールメタクリレート(日油製、ブレンマー PME−100、2.82g、14.9mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、7.5mg、0.030mmol)、t−アミルアルコール(TAA、東京化成工業製、6.60g)を加え、デジタル温度計、三方コックを取り付けたジムロート冷却管、撹拌羽付きシーラーを装着した。溶存酸素の除去操作、加熱撹拌、再沈殿方法は実施例1の手順に従って粘調固体のポリマーを2.84g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。
100mL三口フラスコに2−メトキシエチルメタクリレート(MEMA、東京化成工業製、4.32g、30.0mmol)、重合開始剤として2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](VA−061、和光純薬製、14.7mg、0.0587mmol)、t−アミルアルコール(TAA、東京化成工業製、10.08g)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回繰り返して、混合溶液内の溶存酸素を除去した。続いてオイルバス上60℃で撹拌させながら1時間半反応させた後、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20mLを加えて撹拌し、粘度を下げてから、ヘキサン:800mL中へ注いでポリマーを沈殿させた。デカンテーションにより上澄み液を除き、沈殿したポリマーをエタノール30mLに再溶解させ、ヘキサン:500mLを注いで再沈殿させた。そして、真空乾燥機中で40℃終夜加熱乾燥させた後、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ることで白色粉末のポリマーを2.48g得た。得られたポリマーの化学式は式(1)に示す通りであり、構造単位(m)およびアルキレンオキシド繰り返し単位(n)、分子量、ホウ酸緩衝液に対する溶解性は表1に示す通りである。
実施例1〜4のそれぞれで得られたポリマーを表2に示した濃度になるようホウ酸緩衝液に添加し、調製したホウ酸緩衝ポリマー溶液をガラスバイアル瓶に5mL移し、“2ウィークアキュビュー”を浸漬させて蒸気滅菌(121℃、30分)した。得られたレンズの形状、表面ムラを目視で確認し、膜厚計で測定したレンズ中心厚みを評価した結果を表2に示す。
比較例2で得られたポリマーをホウ酸緩衝液に750ppmになるよう添加し、調製したホウ酸緩衝ポリマー溶液をガラスバイアル瓶に5mL移し、“2ウィークアキュビュー”を浸漬させて蒸気滅菌(121℃、30分)した。
添加するポリマーをポリエチレングリコール(以下PEG、和光純薬製、Mw:478kD、Mw/Mn:4.69)にした以外は、比較例5と同様の操作によりレンズを調製した。
添加するポリマーをポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)(以下PDMA、Mw:369kD、Mw/Mn:2.73)にした以外は、比較例5と同様の操作によりレンズを調製した。
実施例5〜8および比較例5〜7に加えて、包装溶液中にポリビニルピロリドン(PVP)を添加した製品である「“ワンデーアキュビュー”(登録商標)“モイスト”(登録商標)」(以下MOIST、J&J社製)を用意し、得られたレンズの易滑性および擦り洗い耐性を上記評価方法により評価した結果を表3に示す。使用するボトルブラシポリマーのPEG繰り返し単位が4個以下である場合、ソフトコンタクトレンズの表面に優れた易滑性と耐久性を付与できないことがわかった。また、比較例6で得られたレンズは4サイクル擦り洗いを繰り返した時点でPEG吸着前の易滑性に戻ったことから、PEGがレンズから完全に剥離したと考えられるものであった。同様に、比較例7で得られたレンズも5サイクル擦り洗いを繰り返した時点でPDMA吸着前の易滑性に戻ったことから、PDMAがレンズから完全に剥離したと考えられる。したがって、吸着させるポリマーが上記のような直鎖状高分子の場合、滅菌直後は良好な易滑性を示すものの、擦り洗いをすることで簡単に抜け落ちてしまうものと推察される。
実施例5〜8および比較例5、7、MOISTを用意し、得られたレンズの動摩擦係数を上記測定方法により評価した結果を図1に示す。動摩擦係数の観点からは、実施例5〜8において低い動摩擦係数が示されており、特に実施例3〜4において低い動摩擦係数を示している。
実施例5〜8および比較例5、MOISTを用意し、得られたレンズの動的接触角を上記測定方法により評価した結果を図2に示す。DCAヒステリシスの観点からは、実施例5〜8において比較例5およびMOISTよりも小さい値を示しており、特に実施例3において最も低い値を示している。これは、基材が空気中に晒されることによって、本来であれば疎水性基が表面側に配向し、基材表面が疎水的になることで接触角が上昇するところを、ボトルブラシ型ポリマーが表面にコーティングされることで水分を保持することができ、結果として前進値と後進値の差が小さくなったためと考えられる。本発明に対して、上記した特開2001−158813号公報(特許文献4)では、コンタクトレンズ表面に熱または光開始剤基を導入し、2000〜8000g/molの平均分子量をもつマクロマーをレンズ表面上で重合してボトルブラシポリマーを形成させている。かかる発明において調製されたコンタクトレンズ表面の動摩擦係数については何ら記載がないが、この製法では、側鎖のマクロマー同士が、互いの立体障害により重合度が上がりにくく、分子量は短くなることから、十分な水濡れ性、易滑性が得られず、本発明のレベルまで動摩擦係数を低くできないと考えられる。
実施例8、比較例7で調製したレンズ、MOISTについて、装用モデル試験を上記評価方法により評価した結果を図3に示す。
Claims (5)
- メタアクリロイル基を含有するモノマー由来の構造単位を主鎖に含むコンタクトレンズ用高分子であって、
前記構造単位においては、エチレンオキシド繰り返し単位が9〜23個連なった鎖状構造が、その片末端のみにて前記メタアクリロイル基を含有するモノマー由来の構造に結合されて側鎖を構成しており、
前記構造単位の含有率が90〜100モル%である、コンタクトレンズ用高分子。 - 請求項1に記載のコンタクトレンズ用高分子を含んでなる、コンタクトレンズ用高分子溶液。
- 容器の内に、基材および請求項2に記載のコンタクトレンズ用高分子溶液を封入し、加熱処理する工程を経て得られる、コンタクトレンズの製造方法。
- 基材を含み、請求項1に記載のコンタクトレンズ用高分子が前記基材の表面に結合および/または内部に浸潤してなる、コンタクトレンズ。
- 動摩擦係数が0.08以下である、請求項4に記載のコンタクトレンズ。
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