JP7346473B2

JP7346473B2 - コンタクトレンズ製造材料及びコンタクトレンズ

Info

Publication number: JP7346473B2
Application number: JP2021030853A
Authority: JP
Inventors: 紀宇林; 攸雅廖
Original assignee: Inno Vision Corp
Current assignee: Inno Vision Corp
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2041-02-26
Also published as: JP2022131746A

Description

本発明はコンタクトレンズ製造材料及びコンタクトレンズに関し、特に、シリコーンハイドロゲルを含むコンタクトレンズ製造材料及びコンタクトレンズに関する。

シリコーンハイドロゲル（ｓｉｌｉｃｏｎｅｈｙｄｒｏｇｅｌ）は市販のソフトコンタクトレンズに使用される主な材料であり、「シリコーン」の高い酸素透過性と「ヒドロゲル」の親水性を組み合わせるため、酸素が直接的にレンズを通って角膜に接触することで十分な酸素含有量が保たれるとともに、レンズに高い水分含有量が保たれて快適性が向上するため、シリコーンハイドロゲルコンタクトレンズは角膜の酸欠又は目の脱水による不快感を緩和し、より長時間の着用が可能である。

また、多くのメーカーや研究チームは着用時の快適性を一層向上させるために、シリコーンハイドロゲルの成分及びその構造を改良して、コンタクトレンズの酸素透過率及び水分含有率を高めている。例えば、特許文献１は（ａ）１種以上のシロキサン含有ホモポリマー（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）と、（ｂ）１種以上のバイオメディカルデバイス形成性モノマーとからなるシリコーンハイドロゲルを開示し、前記ホモポリマーはウレタンモノマーであってもよく、前記モノマーはメタクリル酸、アクリル酸、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、２－ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルカプロラクトン、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる親水性モノマーである。また、特許文献２は（ａ）少なくとも１種の化学式（Ｉ）のポリオールと、（ｂ）少なくとも１種のジイソシアネート又はポリイソシアネートと、（ｃ）少なくとも１種のＯＨ末端の鎖延長剤（ｃｈａｉｎｅｘｔｅｎｄｅｒ）とからなるコンタクトレンズを開示している。また、特許文献３、特許文献４、特許文献５などは他のシリコーンハイドロゲル改良構造及び成分を開示している。

しかし、従来のシリコーンハイドロゲルコンタクトレンズには必要な機械的特性を保ちながらも、酸素含有量及び水分含有量が不十分であるという問題がある。したがって、着用快適性の向上及び必要な機械的特性の保持を両立できるコンタクトレンズを製造することが本分野で解決すべき課題となる。

欧州登録特許第ＥＰ２４４３４８４Ｂ１号米国登録特許第ＵＳ９４６４１５９Ｂ２号米国登録特許第ＵＳ２０１８０３４００３６Ａ号米国登録特許第ＵＳ１０６７６５７５Ｂ２号米国登録特許第ＵＳ９７０８４５０Ｂ２号

本発明の目的は、従来のシリコーンハイドロゲルコンタクトレンズは酸素含有量及び水分含有量が不十分であるという問題を解決することである。

本発明は前記目的を達成するために、
下記の式（１）に示す第１成分であって、
式中、Ｚ１は第１シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である前記第１成分と、
下記の式（２）に示す第２成分であって、
式中、Ｚ２は第２シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である前記第２成分と、
少なくとも１つの親水性モノマーと、
少なくとも１つの光重合開始剤とを含むコンタクトレンズ製造材料を提供する。

一実施例では、当該第１シリコーンハイドロゲルモノマーＺ１は下記の式（４）に示すとおりであり、
式中、ｍ１は１～３である。

一実施例では、当該第２シリコーンハイドロゲルモノマーＺ２は下記の式（５）に示すとおりであり、
式中、ｍ２は１～３である。

一実施例では、
下記の式（３）に示す第３成分であって、
式中、Ｚ３は第３シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である前記第３成分をさらに含む。

一実施例では、当該第３シリコーンハイドロゲルモノマーＺ３は下記の式（６）に示すとおりであり、
式中、ｍ３は１である。

一実施例では、当該親水性モノマーは２－ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ－ビニルピロリドン、メタクリル酸及びＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも１つ又はこれらの組み合わせを含む。

一実施例では、イソプロパノールである溶媒をさらに含む。

一実施例では、トリメチロールプロパントリメタクリレートである架橋剤をさらに含む。

さらに本発明は、前記材料で製造されたコンタクトレンズを提供する。

さらに本発明は、
下記の式（１）に示す第１成分であって、
式中、Ｚ１は第１シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である前記第１成分と、
下記の式（３）に示す第３成分であって、
式中、Ｚ３は第３シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である前記第３成分と、
少なくとも１つの親水性モノマーと、
少なくとも１つの光重合開始剤とを含むコンタクトレンズ製造材料を提供する。

一実施例では、
下記の式（２）に示す第２成分であって、
式中、Ｚ２は第２シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である前記第２成分をさらに含む。

一実施例では、当該親水性モノマーは２－ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ－ビニルピロリドン、メタクリル酸、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、これらの混合物又は組み合わせを含む。

本明細書で用語「第１成分」とは、下記の式（１）に示すケイ素含有モノマー構造単位であり、
式中、Ｚ１は第１シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である。

一実施例では、ｏ１は１であり、つまり「第１成分」は下記の式に示すケイ素含有モノマー構造単位である。

一実施例では、さらに「第１成分」とは、下記の式（１’）に示すケイ素含有モノマー構造単位である。

本明細書で用語「第２成分」とは、下記の式（２）に示すケイ素含有モノマー構造単位であり、
式中、Ｚ２は第２シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である。

一実施例では、ｏ２は１であり、つまり「第２成分」は下記の式に示すケイ素含有モノマー構造単位である。

一実施例では、さらに「第２成分」とは、下記の式（２’）に示すケイ素含有モノマー構造単位である。

本明細書で用語「第３成分」とは、下記の式（３）に示す構造単位である。
式中、Ｚ３は第３シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である。

一実施例では、ｏ３は１であり、つまり「第３成分」は下記の式に示すケイ素含有モノマー構造単位である。

一実施例では、さらに「第３成分」とは、下記の式（３’）に示すケイ素含有モノマー構造単位である。

前記ｎ１、ｏ１、ｎ２、ｏ２、ｎ３、ｏ３は整数又は非整数である。

本発明はコンタクトレンズ製造材料を提供し、一実施例では、当該材料は第１成分と、第２成分と、少なくとも１つの親水性モノマーと、少なくとも１つの光重合開始剤とを含み、一実施例では、当該材料は第１成分と、第３成分と、少なくとも１つの親水性モノマーと、少なくとも１つの光重合開始剤とを含み、一実施例では、当該材料は第１成分と、第２成分と、第３成分と、少なくとも１つの親水性モノマーと、少なくとも１つの光重合開始剤とを含む。

前記ｍ１、ｍ２は整数又は非整数である。

当該親水性モノマーは少なくとも１つの重合可能な二重結合官能基及び少なくとも１つの親水性官能基を有し、当該重合可能な二重結合官能基はアクリル酸又はビニル基を含むモノマーである。一実施例では、当該親水性モノマーは２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、略称ＨＥＭＡ）、Ｎ－ビニルピロリドン（Ｎ－ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、略称ＮＶＰ）、メタクリル酸（ｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ、略称ＭＡＡ）及びＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ、略称ＤＭＡ）のうちの少なくとも１つ又はこれらの組み合わせを含み、当該光重合開始剤は、光（例えば、紫外線）の励起により、当該第１成分、当該第２成分及び／又は当該第３成分、当該親水性モノマーと化学的連鎖反応を引き起こす開始剤であってもよい。一実施例では、当該光重合開始剤にはＤａｒｏｃｕｒ（登録商標）１１７３（２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニル－１－プロパノン（２－Ｈｙｄｒｏｘｙ－２－ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｉｏｐｈｅｎｏｎｅ））又はＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）８１９（フェニルビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（ｐｈｅｎｙｌｂｉｓ（２，４，６－ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｙｌ）－ｐｈｏｓｐｈｉｎｅｏｘｉｄｅ））を使用してもよい。

一実施例では、当該材料は溶媒と、架橋剤とをさらに含み、当該溶媒にはイソプロパノール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｌｃｏｈｏｌ、略称ＩＰＡ）を使用してもよく、当該架橋剤にはトリメチロールプロパントリメタクリレート（ｔｒｉｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｃｒｙｌａｔｅ、略称ＴＭＰＴＭＡ）を使用してもよい。

一実施例では、式（１）の重量平均分子量（Ｍｗ）は１７００～２１００であり、且つ分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５～２．０であり、式（２）の重量平均分子量（Ｍｗ）は３０００～４５６０であり、且つ分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５～２．０であり、式（３）の重量平均分子量（Ｍｗ）は２２４６～３２１９であり、且つ分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５～２．０である。

一実施例では、コンタクトレンズ製造材料は式（１）、式（２）及び／又は式（３）と、添加剤とを含み、式（１）（第１成分）の重量パーセントは３５ｗｔ％～５０ｗｔ％であり、式（２）（第２成分）の重量パーセントは０ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、式（３）（第３成分）の重量パーセントは０ｗｔ％～２０ｗｔ％であり、添加剤の重量パーセントは１５ｗｔ％～３５ｗｔ％である。当該添加剤は当該親水性モノマー、当該光重合開始剤、当該溶媒及び当該架橋剤のそれぞれを含む。

本発明の材料で製造されたコンタクトレンズは、酸素透過率（Ｄｋ）が７０～１１５であり、水分含有率が３０％～４５％であり、ヤング率が０．２～１．２である。

下記の製造例では本発明の材料の式（１）、式（２）及び式（３）のケイ素含有モノマーによるシリコーンハイドロゲルの合成方法が説明される。

（製造例１）
３つ口フラスコに８０ｍＬのテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、略称ＴＨＦ）と、４０ｇのモノカルビノール末端ポリジメチルシロキサン（ｍｏｎｏｃａｒｂｉｎｏｌｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）と、１３．６９ｇのε－カプロラクトン（ε－Ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ）と、０．００４０ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）とを加えて混合して溶液Ａを得た。１２０℃で溶液Ａを６時間攪拌して開環重合反応（ｒｉｎｇ－ｏｐｅｎｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ、略称ＲＯＰ）を行わせ、反応後に純水で反応物を洗浄し脱水又は濾過処理を行って、下記の式（１ａ）に示す中間体を得た。その重量平均分子量（Ｍｗ）は１２００である。

ｍ１は１～３であり、ｎ１は１～１．５である。

さらに、当該中間体と、２．５２ｇのイソホロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、略称ＩＰＤＩ）とを混合して、４５℃で５時間反応させ、さらに０．００２５ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）を滴加して溶液Ｂを得た。次に、溶液Ｂに１．４８ｇの２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、略称ＨＥＭＡ）と、０．００１５ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）とを滴加して、４５℃で３時間反応させた。

最後に溶液Ｂからテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、略称ＴＨＦ）を蒸発除去して、下記の式（１ｂ）に示す生成物を得た。その重量平均分子量（Ｍｗ）は１８００である。
ｍ１は１～３であり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である。

（製造例２）
３つ口フラスコに１００ｍＬのテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、略称ＴＨＦ）と、５０ｇのモノカルビノール末端ポリジメチルシロキサン（ｍｏｎｏｃａｒｂｉｎｏｌｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）と、５．８ｇのε－カプロラクトン（ε－Ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ）と、０．００４０ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）とを加えて混合して溶液Ｃを得た。１２０℃で溶液Ｃを６時間攪拌して開環重合反応を行わせた。反応後に純水で反応物を洗浄し脱水又は濾過処理を行って、下記の式（２ａ）に示す中間体を得た。その重量平均分子量（Ｍｗ）は３０１８である。

ｎ２は１～５であり、ｍ２は１～３である。

さらに、当該中間体と１１．１２ｇのイソホロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、略称ＩＰＤＩ）とを混合して、４５℃で５時間反応させ、さらに０．００１ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）を滴加して溶液Ｄを得た。次に、溶液Ｄに６．６ｇの２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、略称ＨＥＭＡ）と、０．００６ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）とを滴加して、４５℃で３時間反応させた。

最後に溶液Ｄからテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、略称ＴＨＦ）を蒸発除去して、下記の式（２ｂ）に示す生成物を得た。その重量平均分子量（Ｍｗ）は３７６０である。
ｍ２は１～３であり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である。

（製造例３）
３つ口フラスコに１２０ｍＬのテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、略称ＴＨＦ）と、５４．４ｇのテトラキス（２－ヒドロキシエトキシ）シラン（ｔｅｔｒａｋｉｓ（２－ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｓｉｌａｎｅ）と、９１．３２ｇのε－カプロラクトン（ε－Ｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ）と、０．００５４ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）とを加えて混合して溶液Ｅを得、１２０℃で溶液Ｅを６時間攪拌して開環重合反応を行わせた。反応後に大量の水で反応物を洗浄し脱水又は濾過処理を行って、下記の式（３ａ）に示す中間体を得た。その重量平均分子量（Ｍｗ）は７３８である。
ｍ３は１であり、ｎ３は４～６である。

さらに、当該中間体と、１１７．８４ｇのイソホロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、略称ＩＰＤＩ）とを混合して、４５℃で５時間反応させ、さらに０．０１７ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）を滴加して溶液Ｆを得た。次に、溶液Ｆに１０４．１２ｇの２－ヒドロキシエチルメタクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、略称ＨＥＭＡ）と、０．０１４ｇのジブチルスズジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）とを滴加して、４５℃で３時間反応させた。最後に溶液Ｆからテトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、略称ＴＨＦ）を蒸発除去して、下記の式（３ｂ）に示す生成物を得た。その重量平均分子量（Ｍｗ）は２５７５である。
ｍ３は１であり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である。

下記の表１は本発明に係る材料で製造されたものの実験例であり、本発明のコンタクトレンズの効果を具体的に説明している。式（１）、式（２）、式（３）は前記シリコーンハイドロゲル成分であり、ＨＥＭＡ、ＮＶＰ、ＭＡＡ、ＤＭＡは親水性モノマーであり、Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標）１１７３、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）８１９は光重合開始剤であり、ＩＰＡは溶媒であり、ＴＭＰＴＭＡは架橋剤である。表１で単位は重量（ｇ）である。

前記各実験例の材料を混合した後、５５ｍＷ／ｍ^２の紫外線を１００秒間照射して硬化させて、コンタクトレンズを形成させた。これらの実験例１から４について酸素透過率、水分含有率及びヤング率を測定し、測定結果を下記の表２に示す。酸素透過率、水分含有率及びヤング率は業界のＩＳＯ基準に基づいて測定された。

表２に示すように、本発明に係る材料で製造されたコンタクトレンズは、７０～１１５の高い酸素透過率（Ｄｋ）、３０％～４５％の高い水分含有率、及び０．２～１．２の低いヤング率を有する。使用者が着用する時はより多くの酸素が角膜に接触して目に水分を保持させるとともに、コンタクトレンズの目との接触に伴う異物感を緩和して着用快適性を向上させ、より長時間の着用が可能になる。

Claims

下記の式（１）に示す第１成分であって、
式中、Ｚ１は第１シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である前記第１成分と、
下記の式（２）に示す第２成分であって、
式中、Ｚ２は第２シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である前記第２成分と、
少なくとも１つの親水性モノマーと、
少なくとも１つの光重合開始剤とを含むコンタクトレンズ製造材料。
前記第１シリコーンハイドロゲルモノマーＺ１を含む前記第１成分は下記の式（１ｂ）で表され、
式中、ｍ１は１～３であり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である請求項１に記載の材料。
前記第２シリコーンハイドロゲルモノマーＺ２を含む前記第２成分は下記の式（２ｂ）で表され、
式中、ｍ２は１～３であり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である請求項１に記載の材料。
下記の式（３ｂ）に示す第３成分であって、
式中、ｍ３は１であり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である前記第３成分をさらに含む請求項１に記載の材料。
前記親水性モノマーは２－ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ－ビニルピロリドン、メタクリル酸及びＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも１つ又はこれらの組み合わせを含む請求項１に記載の材料。
イソプロパノールである溶媒と、トリメチロールプロパントリメタクリレートである架橋剤とをさらに含む請求項１に記載の材料。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の材料で製造されたコンタクトレンズ。
下記の式（１）に示す第１成分であって、
式中、Ｚ１は第１シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である前記第１成分と、
下記の式（３）に示す第３成分であって、
式中、Ｚ３は第３シリコーンハイドロゲルモノマーであり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である前記第３成分と、
少なくとも１つの親水性モノマーと、
少なくとも１つの光重合開始剤とを含むコンタクトレンズ製造材料。
前記第１シリコーンハイドロゲルモノマーＺ１を含む前記第１成分は下記の式（１ｂ）で表され、
式中、ｍ１は１～３であり、ｎ１は１～１．５であり、ｏ１は１である請求項８に記載の材料。
前記第３シリコーンハイドロゲルモノマーＺ３を含む前記第３成分は下記の式（３ｂ）で表され、
式中、ｍ３は１であり、ｎ３は４～６であり、ｏ３は１である請求項８に記載の材料。
下記の式（２ｂ）に示す第２成分であって、
式中、ｍ２は１～３であり、ｎ２は１～５であり、ｏ２は１である前記第２成分をさらに含む請求項８に記載の材料。
前記親水性モノマーは２－ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ－ビニルピロリドン、メタクリル酸、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、これらの混合物又は組み合わせを含む請求項８に記載の材料。
イソプロパノールである溶媒と、トリメチロールプロパントリメタクリレートである架橋剤とをさらに含む請求項８に記載の材料。
請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の材料で製造されたコンタクトレンズ。