シリコーン含有コポリマーベースのハイドロゲル
本発明は、モノマーａ）〜ｃ）の全量に対して、ａ）式（Ｉ）［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、ｐは１〜８の整数であり、そのヒドロキシ基は保護された形で存在する］の少なくとも１つの疎水性ビニルモノマーを１０〜６５ｍｏｌ％、ｂ）少なくとも１つのシリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーを２５〜７０ｍｏｌ％、ｃ）少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを０〜２５ｍｏｌ％、及びｄ）少なくとも１つの架橋剤を０〜１０ｍｏｌ％、含む、重合可能なモノマー混合物からのコポリマーであるハイドロゲルに関し、この際、ハイドロゲル中で、モノマーａ）により形成された部分のヒドロキシ基は、保護された形、又は独立した形で存在している。このハイドロゲルは、コンタクトレンズ又は眼内レンズの製造のために使用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコーン含有コポリマーベースの新規なハイドロゲル、その製造方法、及びコンタクトレンズ材料若しくは眼内レンズ材料としてのその使用に関する。
【０００２】
酸素透過性が高く、かつ長い装用時間でも眼球に対して良好な適合性を有する材料からのコンタクトレンズに対する需要が、永年にわたって存在している。
【０００３】
ハイドロゲル（水中で限定的に（begrenzt）膨潤可能な架橋されたポリマー）が、水含分に依存して高い酸素透過性を有することは公知である。酸素透過性は、水含分が高まるにつれて上昇する。さらに、フッ素含有構成要素を含むポリマー、及びポリシロキサンベースで構成されているポリマーが、特に高い酸素透過性によって特徴付けられることは、公知である。しかしながら、完全に、又は主に先に挙げた２つの物質群から成るポリマーの水含分は低い。基本的に望ましい高い酸素透過性は公知のポリマーの場合、通常は他の重大な欠点を受容することによって得られる。そのため水含分が高いハイドロゲルは通常、機械的安定性、例えば引張強さが低い。これに対して、シリコーン又はフッ素含有材料からのポリマーは著しく疎水性であり、コンタクトレンズ材料として使用可能にするためにはしばしば、表面処理しなければならない。
【０００４】
前記欠点を回避するという観点で、さらなるハイドロゲルが提案された：
US-A-5352714から、シロキサン含有メタクリルモノマー、オキサゾロンモノマー、及びさらなる親水性モノマーの共重合は公知である。オキサゾロン環は共重合の後、加水分解によって相応するアミノ酸に、そして架橋によってハイドロゲルに移行され、これがコンタクトレンズ材料として使用される。
【０００５】
さらにEP-A0374752には、フッ素含有糖モノマーベースのコポリマーからのハイドロゲルが記載されている。ここでこのモノマー混合物は、
ａ）疎水性フッ素含有ビニルモノマーを２〜８５ｍｏｌ％、
ｂ）ヒドロキシ基が保護された形で存在する、疎水性ポリヒドロキシビニルモノマーを２〜８０ｍｏｌ％、
ｃ）親水性ビニルモノマーを２〜７０ｍｏｌ％、
ｄ）１つの架橋剤を０〜５ｍｏｌ％
含むものであり、これが重合され、そしてヒドロキシ保護基が引き続き酸加水分解によって除去される。得られるハイドロゲルは、酸素透過性及び水含分の点で、有利に特徴付けられる。
【０００６】
さらにUS-A-6018001には、親水性表面を有するコンタクトレンズの製造方法が記載されている。ここではまず、グリセロールケタールメタクリレート、及びシロキサン含有スチレンモノマー（疎水性）からコポリマーが製造される。このコポリマーはさらになお、親水性モノマー、例えばメタクリル酸及び架橋性モノマー、例えばエチレングリコールジメタクリレートを含むことができる。このコポリマーから製造された疎水性コンタクトレンズ材料は、親水化のため酸処理に供し、この際にグリセロールケタールメタクリレートがグリセリンモノメタクリレートに移行される。
【０００７】
しかしながら、従来技術から公知の材料はしばしば、さらになお改善が必要とされるか、又は経済的観点で非常に高価である。
【０００８】
従って、酸素透過性が高く、また良好な機械安定性と、長い装用時間でも良好な眼球適合性とを有するハイドロゲルを提供するという課題が存在する。
【０００９】
本発明の対象は、重合可能なモノマー混合物からのコポリマーであるハイドロゲルであって、
前記ハイドロゲルはモノマーａ）〜ｃ）の全量に対して、
ａ）式（Ｉ）
【化１】
［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、ｐは１〜８の整数であり、そのヒドロキシ基は保護された形で存在する］
の少なくとも１つの疎水性ビニルモノマーを１０〜６５ｍｏｌ％、
ｂ）少なくとも１つのシリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーを２５〜７０ｍｏｌ％、
ｃ）少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを０〜２５ｍｏｌ％、及び
ｄ）少なくとも１つの架橋剤を０〜１０ｍｏｌ％、
含み、この際、前記ハイドロゲル中で、モノマーａ）により形成された部分のヒドロキシ基は、保護された形、又は独立した形（freier Form）で存在している。
【００１０】
式（Ｉ）の疎水性ビニルモノマーａ）の割合は、モノマー混合物に対して好適には１５〜６０ｍｏｌ％、特に好ましくは２０〜４０ｍｏｌ％である。この際に重要なのは、疎水性ビニルモノマーａ）が、シリコーン含有モノマーｂ）と混合可能なことである。
【００１１】
さらに式Ｉ中でｐは、好適には１〜４の整数である。式Ｉのビニルモノマーａ）は、糖アルコールから誘導されていてよく、また考えられるすべての位置異性体を含む。式Ｉの化合物を誘導可能な糖アルコールの例は、キシリット、アドニット、アラビット、ソルビット、マンニット、又はズルシットである。
【００１２】
保護された形で存在する式Ｉの化合物のヒドロキシ基は、通常の保護基によって、好適には一対の、酸に不安定なケタール、又はとりわけオルトエステルとして保護されており、例えば場合により置換されたエステル又はケトンとの付加生成物として保護されている。ケタールとして一緒に保護されている２つのヒドロキシ基は、例えば、好適には置換されたメチレン基と一緒に、例えば低級アルキリデン、例えばイソプロピリデン、シクロアルキリデン、例えばシクロヘキシリデン、若しくはベンジリデンによって保護されている。
【００１３】
好ましくは、保護されたビニルモノマーａ）は、式（Ｉａ）
【化２】
［式中、Ｒ1は水素又はメチル、Ｒ2は水素、場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基若しくはフェニル基であり、かつＲ3は場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基、Ｃ1〜Ｃ6アルコキシ基、若しくはフェニル基であるか、又はＲ2とＲ3はともにＣ5〜Ｃ8シクロアルキル基を形成する］
の化合物である。
【００１４】
Ｒ2とＲ3について相互に独立して当てはまることだが、アルキルは好適にはメチル又はエチルであり、アルコキシは好適にはメトキシ又はエトキシであり、シクロアルキルは好ましくはシクロペンチル又はシクロヘキシルである。置換基として挙げられるのは例えば、ヒドロキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ハロゲン、及び／又はアルキルカルボニルである。
【００１５】
式（Ｉａ）中で好ましくは、Ｒ2がメチル又はエチルであり、かつＲ3がメチル、エチル、メトキシ又はエトキシである（ここでＲ1は前掲の意味を有する）。特に好ましくは、式（Ｉａ）中でＲ2がメチル又はメチルであり、かつＲ3がメトキシ又はエトキシである。
【００１６】
保護されたビニルモノマーａ）はとりわけ、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタクリレート（ＭＭＤＭＡ）、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）アクリレート（ＭＤＭＡ）、及び／又は２，３−Ｏ−イソプロピリデングリセリルメタクリレート（ＩＰＧＭＡ）であり、極めて特に好ましいのはＭＭＤＭＡ及び／又はＭＤＭＡである。
【００１７】
保護されたビニルモノマーａ）の製造は一般的に、不飽和カルボン酸と、ポリオール若しくはポリオールから形成されたエポキシド（例えばグリシドール）との反応、及び引き続いたヒドロキシ保護基の添加によって行う。不飽和の環式オルトエステルの製造は例えば、EP-A1714964に記載されている。
【００１８】
このシリコーン含有モノマーｂ）は好適には、式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）
【化３】
［式中、
Ｘ＝Ｏ、ＮＲ1、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オールであり、
Ｙ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｚ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｒ1は水素、又はメチルであり、
Ｒ4は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキル、又はＯ−Ｓｉ（Ｒ5）3であり、
Ｒ5は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
Ｒ6は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
ｆは１〜１０の整数であり、かつ
ｎは１〜２０の整数である］
のモノマーである。
【００１９】
特に好ましいのは、式ＩＩのシリコーン含有モノマーｂ）（式中、ｆは１〜４の整数ｆであり、Ｚは１つの結合であり、Ｘ＝Ｏ、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オール、とりわけＯであり、かつＲ1及びＲ4はメチルである）である。
【００２０】
同様に好ましいのは、式ＩＩＩのシリコーン含有モノマーｂ）（式中、ｆは１〜４の整数であり、Ｘ＝Ｏであり、かつＲ1〜Ｒ5はメチル）である。
【００２１】
同様に好ましいのは、式ＩＩのシリコーン含有モノマーｂ）（式中、Ｚ＝Ｏ、Ｘ＝Ｏ又はＮＲ1、Ｒ1は水素、ｆは２〜４の整数、かつＲ4はメチル）である。
【００２２】
シリコーン含有モノマーｂ）は好適には、メタクリロキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シラン（ＴＲＩＳ）、メタクリロキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、メタクリロキシプロピル−ペンタメチルジシロキサン、メタクリロイルオキシメチル−ヘプタメチルトリシロキサン、メタクリロイルオキシプロピル−ポリジメチルシロキサン、メタクリロイルオキシエチル−トリメチルシロキサン、メチルジ（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセロールメタクリレート、及びビニルオキシカルボニルアミノプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シランから成る群から選択される。
【００２３】
極めて特に好ましいのは、メタクリロキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシシラン（ＴＲＩＳ）である。
【００２４】
シリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーｂ）の割合は、モノマー混合物に対して好適には３０〜６５ｍｏｌ％、特に好ましくは３０〜６０ｍｏｌ％である。
【００２５】
本発明により使用されるシリコーン含有モノマーｂ）は、文献から公知の方法に従って製造され、とりわけ市販でも得られるが、その例は、ＴＲＩＳ、メタクリロキシ−ポリジメチルシロキサン、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、及びアクリロキシメチルトリメチルシランである。
【００２６】
親水性ビニルモノマーｃ）は、以下のものから選択されている：
式
【化４】
［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、かつＲ7は、水溶性にする基、例えばカルボキシ、ヒドロキシ、若しくはｔ−アミノ、２〜１００個の自己繰返単位を有するポリエチレンオキシド基、又はスルフェート基、ホスフェート基、スルホネート基、若しくはホスホネート基によって一回、又は複数回置換されているＣ1〜Ｃ10アルキル基である］
のアクリレート及びメタクリレート、
さらに式
【化５】
［式中、Ｒ8は水素、又はＣ1〜Ｃ4アルキルであり、かつＲ1は前掲の意味を有する］
のアクリルアミド及びメタクリルアミド；
式
【化６】
［式中、Ｒ1及びＲ8は前掲の意味を有する］
のアクリルアミド及びメタクリルアミド；
式
【化７】
のマレイン酸エステル及びフマル酸エステル；
式
【化８】
のクロトン酸エステル；
式
【化９】
のビニルエーテル
（上記式中で、Ｒ7はその都度、前掲の意味を有する）；
窒素原子を１つ若しくは２つ有する、ビニル置換された５又は６員環の複素環、特に４〜６個の炭素原子を有するＮ−ビニルラクタメート、及び合計で３〜１０個の炭素原子を有するビニル不飽和カルボン酸、例えばメタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、又はケイ皮酸。
【００２７】
ビニルモノマーｃ）は好ましくは、ヒドロキシ、カルボキシ、若しくはｔ−アミノ置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ若しくはカルボキシ置換されたＣ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシ（メタ）アクリルアミドシリルエーテル、（メタ）アクリルアミド、５〜６員環のＮ−ビニルラクタメート、Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、３〜５個の炭素原子を有する、ビニル不飽和カルボン酸、ビニルカーボネート、ビニルカルバメート、Ｎ−ビニル−Ｎ−Ｃ1〜Ｃ4アルキルアセトアミド、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、及びグリセロールメタクリレートから選択されている。
【００２８】
とりわけ好ましいのは、ヒドロキシ置換されたＣ2〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリレート、５〜６員環のＮ−ビニルラクタメート、Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、３〜５個の炭素原子を有する、ビニル不飽和カルボン酸である。
【００２９】
水溶性モノマーｃ）として挙げられるのは例えば：２−ヒドロキシエチル−、２−及び３−ヒドロキシプロピル−、２，３−ジヒドロキシプロピル−、ポリエトキシエチル−、及びポリエトキシプロピルアクリレート及びメタクリレート、並びにこれに相応するアクリルアミドとメタクリルアミド、アクリルアミドとメタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミドとＮ−メチルメタクリルアミド、ビスアセトン−アクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミドとジメチルメタクリルアミド、並びにメチロールアクリルアミドとメチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−及びＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート及びメタクリレート、並びにこれに相応するアクリルアミドとメタクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートとＮ−ｔ−ブチルアミノエチルメタクリルアミド、２−及び４−ビニルピリジン、４−及び２−メチル−５−ビニルピリジン、Ｎ−メチル−４−ビニルピペリジン、１−ビニル−及び２−メチル−１−ビニル−イミダゾール、ジメチルアリルアミンとメチルジアリルアミン、並びにパラ−及びオルト−アミノスチレン、ジメチルアミノエチルビニルエステル、Ｎ−ビニルピロリドンと２−ピロリジノエチルメタクリレート、アクリル酸とメタクリル酸、イタコン酸、桂皮酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、及びこれらのヒドロキシ低級アルキルモノエステルとジエステル、例えば２−ヒドロキシエチル−、及びジ−（２−ヒドロキシ）−エチル−フマレート、−マレイネート、及び−イタコネート、並びに３−ヒドロキシプロピルブチルフマレート、及びジ−ポリアルコキシアルキル−フマレート、−マレイネート、及び−イタコネート、無水マレイン酸、アクリル酸ナトリウムとメタクリル酸ナトリウム、２−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン−スルホン酸、２−ホスホナトエチルメタクリレート、ビニルスルホン酸、ナトリウムビニルスルホネート、ｐ−スチレンスルホン酸、ナトリウム−ｐ−スチレンスルホネート、及びアリルスルホン酸、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、さらにはカチオン性モノマーの四級化された誘導体（選択されたアルキル化剤、例えばハロゲン化された炭化水素、例えばヨウ化メチル、塩化ベンジル、若しくはヘキサデシルクロリド、エポキシド、例えばグリシドール、エピクロロヒドリン、若しくはエチレンオキシド、アクリル酸、ジメチルスルフェート、メチルスルフェート、及びプロパンスルホンを用いて四級化することによって得られるもの）である。
【００３０】
本発明のために使用可能な水溶性モノマーｃ）のより完全なリストは、R.H. Yocum及びE.B. Nyquist, Functional Monomers [Funktionelle Monomere], Band 1, p. 424-440 (M. Dekker, N.Y. 1973)で見られる。
【００３１】
極めて特に好ましいモノマーｃ）は、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジ−メタクリルアミド、並びにアクリル酸及び／又はメタクリル酸、とりわけ２−ヒドロキシエチルメタクリレート及び／又はメタクリル酸である。
【００３２】
ビニルモノマーｃ）の割合は、モノマー混合物に対して好適には５〜２０ｍｏｌ％、及び特に好ましくは１０〜１５ｍｏｌ％である。
【００３３】
架橋剤ｄ）としてはとりわけ、ジオレフィン性モノマー、例えばアリルアクリレートとアリルメタクリレート、エチレングリコール−、ジエチレングリコール−、トリエチレングリコール−、テトラエチレングリコール−、及び一般的にポリエチレンオキシドグリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、１，４−ブタンジオール−、及びポリ−ｎ−ブチレンオキシドグリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、プロピレングリコール−、及びポリプロピレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、チオジエチレングリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、ジ−（２−ヒドロキシエチル）−スルホンジアクリレート、及び−ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、トリメチロールプロパン−トリ−及び−テトラアクリレート、ペンタエリトリット−トリ−及びテトラアクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、ジシロキサニル−ビス−３−ヒドロキシプロピルジアクリレート、又は−メタクリレート、及び近縁の化合物が使用される。
【００３４】
エチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
【００３５】
架橋剤は（存在する場合には）、モノマーａ）〜ｃ）の全量に対してその都度、好適には１．０〜３．０ｍｏｌ％の量、とりわけ１．４〜１．７ｍｏｌ％の量で使用する。
【００３６】
本発明によるハイドロゲルは、ラジカル共重合によって、塊状で、又は通常の溶媒の存在下で製造する。この際、特別な実施態様によれば、アルコール、例えばアミルアルコールの存在下での重合が、膨潤挙動のために有利であると実証されている。重合は適切に熱のもとで行い、好適にはフリーラジカル形成性開始剤の存在下で、例えば約３０℃〜約１０５℃の範囲の温度で行う。開始剤としては好適には、過酸化物又はアゾ触媒を使用する。使用されるペルオキシ化合物の典型的な例は、イソプロピルペルカルボネート、ｔ−ブチルペルオクトエート、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、デカノイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、コハク酸ペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシアセテート、プロピオニルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ペラルゴニルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ビス−（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）−ヘキサン、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシブチレート、ｔ−ブチルペルオキシマレイン酸、ｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、及びビス−（１−ヒドロキシシクロヘキシル）−ペルオキシドである。
【００３７】
適切なアゾ化合物は、２，２−アゾ−ビス−イソブチロニトリル、２，２’−アゾ−ビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１−アゾ−ビス−（シクロヘキサンカルボニトリル）、及び２，２−アゾ−ビス−（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）である。
【００３８】
開始剤の量は、成分ａ）〜ｄ）に対して０．００２〜１ｍｏｌ％で変動してよいが、好適には０．０３〜０．３ｍｏｌ％である。
【００３９】
重合を開始させるためには、他のフリーラジカル形成メカニズム、例えば光線、例えばＸ線、電子線、γ線、又は紫外線を適用することができる。
【００４０】
使用されるモノマーａ）〜ｃ）、及び架橋剤ｄ）は公知であり、一部市販で手に入るか、又はそれ自体公知の方法で製造可能である。重合前に、とりわけこれらを安定化させている阻害剤を除去するために、これらを適切に精製する。その後で重合混合物を、それ自体公知のやり方で重合させる。
【００４１】
本発明によるハイドロゲルを得るために、上述のように得られるコポリマーを水和しなければならない。これは適切には、緩衝された食塩水溶液（好適には等張のもの）に入れることによって起こる。この重合体は水和の前に、場合により薄い円盤状に切断して、又はコンタクトレンズの製造に適した形態で直接、重合させる。
【００４２】
上記のようにして得られるコポリマーは、ビニルモノマーａ）により形成された部分中に、そこに存在するヒドロキシ基を従前通り保護された形態で含む。従って、これらは未だに比較的著しく疎水性である。保護基の脱離、及び引き続いた水和によって、これらは本発明によるハイドロゲル（ビニルモノマーａ）によって形成された部分中に、そこに独立形態で存在するヒドロキシ基を含むもの）に移行させることができる。保護基の脱離は、酸性媒体への導入、例えば希釈されたＨＣｌ又は酢酸への導入によって起こり、これは専門的な文献（Beyer, Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, S. Hirzel- Verlag Stuttgart, 特にKapitel Reaktionen der Aldehyde）から一般的に公知である。保護基脱離によって、ビニルモノマーａ）により形成された部分が、親水性になる。これによって、形成されるコポリマーの水吸収能力を、明らかに上昇させることができる。このようにして水和により、酸素透過性が高い、例えば親水性のハイドロゲルが製造できる。
【００４３】
本発明による方法は、非膨潤状態でも、膨潤状態でも（ハイドロゲルが）相分離を起こさず、引いては光学的に透明な、親水性及び疎水性の連続単位から成るコポリマーの製造を可能にする。
【００４４】
本発明によるハイドロゲルは、非常に良好な酸素透過性を有し、かつこの際に親水性であり、かつ付加的に機械的に安定である、すなわち、例えば引張強さが高い。従ってこれらはコンタクトレンズ又は眼内レンズのための材料として、またその他の生体適合性材料、例えばインプラント、眼帯、経皮システム、又は他の形態の医薬担体として適している。
【００４５】
上記ハイドロゲルからのコンタクトレンズの製造は、それ自体公知の方法で行うことができる。このために、重合させる混合物を例えば円筒形で重合させ、そして得られる棒状体を離型後、円盤状、又はボタン状に細分し、これらをさらに機械的に加工することができる。代替的には、重合をレンズ形態で行うこともでき、その結果直接、レンズ原形品を重合体として得ることができる。
【００４６】
以下の実施例は本発明の対象を説明するものだが、しかしながら本発明はこの実施例の範囲に制限されることは無い。
【００４７】
実施例
重合は２時間、８０℃で、塊状で（実施例１〜９、１２＋１３）ランダム共重合として行い、この際に開始剤として、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｖ６９）を使用した。実施例１０と１１においては同様に、しかしながらアミルアルコールの存在下で（モノマー／アミルアルコール＝６０：４０（ｖ：ｖ））重合させた。
【００４８】
シリコーン含有モノマーｂ）としては、メタクリロイルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン（ＴＲＩＳ）を使用し、ビニルモノマーａ）としては、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタクリレート（ＭＭＤＭＡ）、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）アクリレート（ＭＤＭＡ）、又は２，３−Ｏ−イソプロピリデングリセリルメタクリレート（ＩＰＧＭＡ）を使用した。
【００４９】
架橋剤ｄ）としては、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）を使用し、選択的に、付加的な親水性モノマーｃ）としてヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、及び／又はメタクリル酸（ＭＡＳ）を利用した。
【表１】
【００５０】
*アミルアルコールの存在下での重合は、モノマー／アミルアルコールの比＝６０／４０（ｖ：ｖ）；重合後に得られる重合体は、円盤状に切断し、イソプロパノール／水（７０／３０（ｖ：ｖ））で３回抽出し、その後、脱イオン水に入れ、膨潤試験は以前のように他のポリマー試料を用いて行った。
【００５１】
重合後、あらゆる場合で透明な棒状のコポリマーが得られ、これをさらなる特性決定のために、厚さ４ｍｍの円盤に切断した。含有されているＭ（Ｍ）ＤＭＡ単位又はＭＤＭＡ単位のジオキソラン環を脱ケタール化するため、このコポリマーを酸処理に供した。このために２時間半、７０℃で、３ＭのＨＣｌで加水分解し、引き続き１時間中和した。中和のため、３％のＮａ2ＣＯ3溶液を使用した。
【００５２】
加水分解されたコポリマーは、DIN EN ISO 18369-4に従って、涙代用液中で膨潤試験に供した。涙代用液は、緩衝溶液でｐＨ値が７．３に調整された０．９％のＮａＣｌ溶液から成る。前記ポリマーは、涙代用液中でもその透明特性を保った。
【数１】
【００５３】
これらのコポリマーは、好ましい親水特性を有し、そのため、高い酸素透過性と、良好な眼球適合性を有する、機械的に丈夫なコンタクトレンズ材料として使用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコーン含有コポリマーベースの新規なハイドロゲル、その製造方法、及びコンタクトレンズ材料若しくは眼内レンズ材料としてのその使用に関する。
【０００２】
酸素透過性が高く、かつ長い装用時間でも眼球に対して良好な適合性を有する材料からのコンタクトレンズに対する需要が、永年にわたって存在している。
【０００３】
ハイドロゲル（水中で限定的に（begrenzt）膨潤可能な架橋されたポリマー）が、水含分に依存して高い酸素透過性を有することは公知である。酸素透過性は、水含分が高まるにつれて上昇する。さらに、フッ素含有構成要素を含むポリマー、及びポリシロキサンベースで構成されているポリマーが、特に高い酸素透過性によって特徴付けられることは、公知である。しかしながら、完全に、又は主に先に挙げた２つの物質群から成るポリマーの水含分は低い。基本的に望ましい高い酸素透過性は公知のポリマーの場合、通常は他の重大な欠点を受容することによって得られる。そのため水含分が高いハイドロゲルは通常、機械的安定性、例えば引張強さが低い。これに対して、シリコーン又はフッ素含有材料からのポリマーは著しく疎水性であり、コンタクトレンズ材料として使用可能にするためにはしばしば、表面処理しなければならない。
【０００４】
前記欠点を回避するという観点で、さらなるハイドロゲルが提案された：
US-A-5352714から、シロキサン含有メタクリルモノマー、オキサゾロンモノマー、及びさらなる親水性モノマーの共重合は公知である。オキサゾロン環は共重合の後、加水分解によって相応するアミノ酸に、そして架橋によってハイドロゲルに移行され、これがコンタクトレンズ材料として使用される。
【０００５】
さらにEP-A0374752には、フッ素含有糖モノマーベースのコポリマーからのハイドロゲルが記載されている。ここでこのモノマー混合物は、
ａ）疎水性フッ素含有ビニルモノマーを２〜８５ｍｏｌ％、
ｂ）ヒドロキシ基が保護された形で存在する、疎水性ポリヒドロキシビニルモノマーを２〜８０ｍｏｌ％、
ｃ）親水性ビニルモノマーを２〜７０ｍｏｌ％、
ｄ）１つの架橋剤を０〜５ｍｏｌ％
含むものであり、これが重合され、そしてヒドロキシ保護基が引き続き酸加水分解によって除去される。得られるハイドロゲルは、酸素透過性及び水含分の点で、有利に特徴付けられる。
【０００６】
さらにUS-A-6018001には、親水性表面を有するコンタクトレンズの製造方法が記載されている。ここではまず、グリセロールケタールメタクリレート、及びシロキサン含有スチレンモノマー（疎水性）からコポリマーが製造される。このコポリマーはさらになお、親水性モノマー、例えばメタクリル酸及び架橋性モノマー、例えばエチレングリコールジメタクリレートを含むことができる。このコポリマーから製造された疎水性コンタクトレンズ材料は、親水化のため酸処理に供し、この際にグリセロールケタールメタクリレートがグリセリンモノメタクリレートに移行される。
【０００７】
しかしながら、従来技術から公知の材料はしばしば、さらになお改善が必要とされるか、又は経済的観点で非常に高価である。
【０００８】
従って、酸素透過性が高く、また良好な機械安定性と、長い装用時間でも良好な眼球適合性とを有するハイドロゲルを提供するという課題が存在する。
【０００９】
本発明の対象は、重合可能なモノマー混合物からのコポリマーであるハイドロゲルであって、
前記ハイドロゲルはモノマーａ）〜ｃ）の全量に対して、
ａ）式（Ｉ）
【化１】
［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、ｐは１〜８の整数であり、そのヒドロキシ基は保護された形で存在する］
の少なくとも１つの疎水性ビニルモノマーを１０〜６５ｍｏｌ％、
ｂ）少なくとも１つのシリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーを２５〜７０ｍｏｌ％、
ｃ）少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを０〜２５ｍｏｌ％、及び
ｄ）少なくとも１つの架橋剤を０〜１０ｍｏｌ％、
含み、この際、前記ハイドロゲル中で、モノマーａ）により形成された部分のヒドロキシ基は、保護された形、又は独立した形（freier Form）で存在している。
【００１０】
式（Ｉ）の疎水性ビニルモノマーａ）の割合は、モノマー混合物に対して好適には１５〜６０ｍｏｌ％、特に好ましくは２０〜４０ｍｏｌ％である。この際に重要なのは、疎水性ビニルモノマーａ）が、シリコーン含有モノマーｂ）と混合可能なことである。
【００１１】
さらに式Ｉ中でｐは、好適には１〜４の整数である。式Ｉのビニルモノマーａ）は、糖アルコールから誘導されていてよく、また考えられるすべての位置異性体を含む。式Ｉの化合物を誘導可能な糖アルコールの例は、キシリット、アドニット、アラビット、ソルビット、マンニット、又はズルシットである。
【００１２】
保護された形で存在する式Ｉの化合物のヒドロキシ基は、通常の保護基によって、好適には一対の、酸に不安定なケタール、又はとりわけオルトエステルとして保護されており、例えば場合により置換されたエステル又はケトンとの付加生成物として保護されている。ケタールとして一緒に保護されている２つのヒドロキシ基は、例えば、好適には置換されたメチレン基と一緒に、例えば低級アルキリデン、例えばイソプロピリデン、シクロアルキリデン、例えばシクロヘキシリデン、若しくはベンジリデンによって保護されている。
【００１３】
好ましくは、保護されたビニルモノマーａ）は、式（Ｉａ）
【化２】
［式中、Ｒ1は水素又はメチル、Ｒ2は水素、場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基若しくはフェニル基であり、かつＲ3は場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基、Ｃ1〜Ｃ6アルコキシ基、若しくはフェニル基であるか、又はＲ2とＲ3はともにＣ5〜Ｃ8シクロアルキル基を形成する］
の化合物である。
【００１４】
Ｒ2とＲ3について相互に独立して当てはまることだが、アルキルは好適にはメチル又はエチルであり、アルコキシは好適にはメトキシ又はエトキシであり、シクロアルキルは好ましくはシクロペンチル又はシクロヘキシルである。置換基として挙げられるのは例えば、ヒドロキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ハロゲン、及び／又はアルキルカルボニルである。
【００１５】
式（Ｉａ）中で好ましくは、Ｒ2がメチル又はエチルであり、かつＲ3がメチル、エチル、メトキシ又はエトキシである（ここでＲ1は前掲の意味を有する）。特に好ましくは、式（Ｉａ）中でＲ2がメチル又はメチルであり、かつＲ3がメトキシ又はエトキシである。
【００１６】
保護されたビニルモノマーａ）はとりわけ、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタクリレート（ＭＭＤＭＡ）、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）アクリレート（ＭＤＭＡ）、及び／又は２，３−Ｏ−イソプロピリデングリセリルメタクリレート（ＩＰＧＭＡ）であり、極めて特に好ましいのはＭＭＤＭＡ及び／又はＭＤＭＡである。
【００１７】
保護されたビニルモノマーａ）の製造は一般的に、不飽和カルボン酸と、ポリオール若しくはポリオールから形成されたエポキシド（例えばグリシドール）との反応、及び引き続いたヒドロキシ保護基の添加によって行う。不飽和の環式オルトエステルの製造は例えば、EP-A1714964に記載されている。
【００１８】
このシリコーン含有モノマーｂ）は好適には、式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）
【化３】
［式中、
Ｘ＝Ｏ、ＮＲ1、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オールであり、
Ｙ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｚ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｒ1は水素、又はメチルであり、
Ｒ4は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキル、又はＯ−Ｓｉ（Ｒ5）3であり、
Ｒ5は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
Ｒ6は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
ｆは１〜１０の整数であり、かつ
ｎは１〜２０の整数である］
のモノマーである。
【００１９】
特に好ましいのは、式ＩＩのシリコーン含有モノマーｂ）（式中、ｆは１〜４の整数ｆであり、Ｚは１つの結合であり、Ｘ＝Ｏ、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オール、とりわけＯであり、かつＲ1及びＲ4はメチルである）である。
【００２０】
同様に好ましいのは、式ＩＩＩのシリコーン含有モノマーｂ）（式中、ｆは１〜４の整数であり、Ｘ＝Ｏであり、かつＲ1〜Ｒ5はメチル）である。
【００２１】
同様に好ましいのは、式ＩＩのシリコーン含有モノマーｂ）（式中、Ｚ＝Ｏ、Ｘ＝Ｏ又はＮＲ1、Ｒ1は水素、ｆは２〜４の整数、かつＲ4はメチル）である。
【００２２】
シリコーン含有モノマーｂ）は好適には、メタクリロキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シラン（ＴＲＩＳ）、メタクリロキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、メタクリロキシプロピル−ペンタメチルジシロキサン、メタクリロイルオキシメチル−ヘプタメチルトリシロキサン、メタクリロイルオキシプロピル−ポリジメチルシロキサン、メタクリロイルオキシエチル−トリメチルシロキサン、メチルジ（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセロールメタクリレート、及びビニルオキシカルボニルアミノプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シランから成る群から選択される。
【００２３】
極めて特に好ましいのは、メタクリロキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシシラン（ＴＲＩＳ）である。
【００２４】
シリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーｂ）の割合は、モノマー混合物に対して好適には３０〜６５ｍｏｌ％、特に好ましくは３０〜６０ｍｏｌ％である。
【００２５】
本発明により使用されるシリコーン含有モノマーｂ）は、文献から公知の方法に従って製造され、とりわけ市販でも得られるが、その例は、ＴＲＩＳ、メタクリロキシ−ポリジメチルシロキサン、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、及びアクリロキシメチルトリメチルシランである。
【００２６】
親水性ビニルモノマーｃ）は、以下のものから選択されている：
式
【化４】
［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、かつＲ7は、水溶性にする基、例えばカルボキシ、ヒドロキシ、若しくはｔ−アミノ、２〜１００個の自己繰返単位を有するポリエチレンオキシド基、又はスルフェート基、ホスフェート基、スルホネート基、若しくはホスホネート基によって一回、又は複数回置換されているＣ1〜Ｃ10アルキル基である］
のアクリレート及びメタクリレート、
さらに式
【化５】
［式中、Ｒ8は水素、又はＣ1〜Ｃ4アルキルであり、かつＲ1は前掲の意味を有する］
のアクリルアミド及びメタクリルアミド；
式
【化６】
［式中、Ｒ1及びＲ8は前掲の意味を有する］
のアクリルアミド及びメタクリルアミド；
式
【化７】
のマレイン酸エステル及びフマル酸エステル；
式
【化８】
のクロトン酸エステル；
式
【化９】
のビニルエーテル
（上記式中で、Ｒ7はその都度、前掲の意味を有する）；
窒素原子を１つ若しくは２つ有する、ビニル置換された５又は６員環の複素環、特に４〜６個の炭素原子を有するＮ−ビニルラクタメート、及び合計で３〜１０個の炭素原子を有するビニル不飽和カルボン酸、例えばメタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、又はケイ皮酸。
【００２７】
ビニルモノマーｃ）は好ましくは、ヒドロキシ、カルボキシ、若しくはｔ−アミノ置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ若しくはカルボキシ置換されたＣ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシ（メタ）アクリルアミドシリルエーテル、（メタ）アクリルアミド、５〜６員環のＮ−ビニルラクタメート、Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、３〜５個の炭素原子を有する、ビニル不飽和カルボン酸、ビニルカーボネート、ビニルカルバメート、Ｎ−ビニル−Ｎ−Ｃ1〜Ｃ4アルキルアセトアミド、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、及びグリセロールメタクリレートから選択されている。
【００２８】
とりわけ好ましいのは、ヒドロキシ置換されたＣ2〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリレート、５〜６員環のＮ−ビニルラクタメート、Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、３〜５個の炭素原子を有する、ビニル不飽和カルボン酸である。
【００２９】
水溶性モノマーｃ）として挙げられるのは例えば：２−ヒドロキシエチル−、２−及び３−ヒドロキシプロピル−、２，３−ジヒドロキシプロピル−、ポリエトキシエチル−、及びポリエトキシプロピルアクリレート及びメタクリレート、並びにこれに相応するアクリルアミドとメタクリルアミド、アクリルアミドとメタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミドとＮ−メチルメタクリルアミド、ビスアセトン−アクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミドとジメチルメタクリルアミド、並びにメチロールアクリルアミドとメチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−及びＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート及びメタクリレート、並びにこれに相応するアクリルアミドとメタクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートとＮ−ｔ−ブチルアミノエチルメタクリルアミド、２−及び４−ビニルピリジン、４−及び２−メチル−５−ビニルピリジン、Ｎ−メチル−４−ビニルピペリジン、１−ビニル−及び２−メチル−１−ビニル−イミダゾール、ジメチルアリルアミンとメチルジアリルアミン、並びにパラ−及びオルト−アミノスチレン、ジメチルアミノエチルビニルエステル、Ｎ−ビニルピロリドンと２−ピロリジノエチルメタクリレート、アクリル酸とメタクリル酸、イタコン酸、桂皮酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、及びこれらのヒドロキシ低級アルキルモノエステルとジエステル、例えば２−ヒドロキシエチル−、及びジ−（２−ヒドロキシ）−エチル−フマレート、−マレイネート、及び−イタコネート、並びに３−ヒドロキシプロピルブチルフマレート、及びジ−ポリアルコキシアルキル−フマレート、−マレイネート、及び−イタコネート、無水マレイン酸、アクリル酸ナトリウムとメタクリル酸ナトリウム、２−メタクリロイルオキシエチルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン−スルホン酸、２−ホスホナトエチルメタクリレート、ビニルスルホン酸、ナトリウムビニルスルホネート、ｐ−スチレンスルホン酸、ナトリウム−ｐ−スチレンスルホネート、及びアリルスルホン酸、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、さらにはカチオン性モノマーの四級化された誘導体（選択されたアルキル化剤、例えばハロゲン化された炭化水素、例えばヨウ化メチル、塩化ベンジル、若しくはヘキサデシルクロリド、エポキシド、例えばグリシドール、エピクロロヒドリン、若しくはエチレンオキシド、アクリル酸、ジメチルスルフェート、メチルスルフェート、及びプロパンスルホンを用いて四級化することによって得られるもの）である。
【００３０】
本発明のために使用可能な水溶性モノマーｃ）のより完全なリストは、R.H. Yocum及びE.B. Nyquist, Functional Monomers [Funktionelle Monomere], Band 1, p. 424-440 (M. Dekker, N.Y. 1973)で見られる。
【００３１】
極めて特に好ましいモノマーｃ）は、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジ−メタクリルアミド、並びにアクリル酸及び／又はメタクリル酸、とりわけ２−ヒドロキシエチルメタクリレート及び／又はメタクリル酸である。
【００３２】
ビニルモノマーｃ）の割合は、モノマー混合物に対して好適には５〜２０ｍｏｌ％、及び特に好ましくは１０〜１５ｍｏｌ％である。
【００３３】
架橋剤ｄ）としてはとりわけ、ジオレフィン性モノマー、例えばアリルアクリレートとアリルメタクリレート、エチレングリコール−、ジエチレングリコール−、トリエチレングリコール−、テトラエチレングリコール−、及び一般的にポリエチレンオキシドグリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、１，４−ブタンジオール−、及びポリ−ｎ−ブチレンオキシドグリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、プロピレングリコール−、及びポリプロピレンオキシドグリコールジアクリレート及び−ジメタクリレート、チオジエチレングリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、ジ−（２−ヒドロキシエチル）−スルホンジアクリレート、及び−ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、及び−ジメタクリレート、トリメチロールプロパン−トリ−及び−テトラアクリレート、ペンタエリトリット−トリ−及びテトラアクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、ジシロキサニル−ビス−３−ヒドロキシプロピルジアクリレート、又は−メタクリレート、及び近縁の化合物が使用される。
【００３４】
エチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
【００３５】
架橋剤は（存在する場合には）、モノマーａ）〜ｃ）の全量に対してその都度、好適には１．０〜３．０ｍｏｌ％の量、とりわけ１．４〜１．７ｍｏｌ％の量で使用する。
【００３６】
本発明によるハイドロゲルは、ラジカル共重合によって、塊状で、又は通常の溶媒の存在下で製造する。この際、特別な実施態様によれば、アルコール、例えばアミルアルコールの存在下での重合が、膨潤挙動のために有利であると実証されている。重合は適切に熱のもとで行い、好適にはフリーラジカル形成性開始剤の存在下で、例えば約３０℃〜約１０５℃の範囲の温度で行う。開始剤としては好適には、過酸化物又はアゾ触媒を使用する。使用されるペルオキシ化合物の典型的な例は、イソプロピルペルカルボネート、ｔ−ブチルペルオクトエート、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、デカノイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、コハク酸ペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシアセテート、プロピオニルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ペラルゴニルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ビス−（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）−ヘキサン、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルオキシブチレート、ｔ−ブチルペルオキシマレイン酸、ｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、及びビス−（１−ヒドロキシシクロヘキシル）−ペルオキシドである。
【００３７】
適切なアゾ化合物は、２，２−アゾ−ビス−イソブチロニトリル、２，２’−アゾ−ビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１−アゾ−ビス−（シクロヘキサンカルボニトリル）、及び２，２−アゾ−ビス−（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）である。
【００３８】
開始剤の量は、成分ａ）〜ｄ）に対して０．００２〜１ｍｏｌ％で変動してよいが、好適には０．０３〜０．３ｍｏｌ％である。
【００３９】
重合を開始させるためには、他のフリーラジカル形成メカニズム、例えば光線、例えばＸ線、電子線、γ線、又は紫外線を適用することができる。
【００４０】
使用されるモノマーａ）〜ｃ）、及び架橋剤ｄ）は公知であり、一部市販で手に入るか、又はそれ自体公知の方法で製造可能である。重合前に、とりわけこれらを安定化させている阻害剤を除去するために、これらを適切に精製する。その後で重合混合物を、それ自体公知のやり方で重合させる。
【００４１】
本発明によるハイドロゲルを得るために、上述のように得られるコポリマーを水和しなければならない。これは適切には、緩衝された食塩水溶液（好適には等張のもの）に入れることによって起こる。この重合体は水和の前に、場合により薄い円盤状に切断して、又はコンタクトレンズの製造に適した形態で直接、重合させる。
【００４２】
上記のようにして得られるコポリマーは、ビニルモノマーａ）により形成された部分中に、そこに存在するヒドロキシ基を従前通り保護された形態で含む。従って、これらは未だに比較的著しく疎水性である。保護基の脱離、及び引き続いた水和によって、これらは本発明によるハイドロゲル（ビニルモノマーａ）によって形成された部分中に、そこに独立形態で存在するヒドロキシ基を含むもの）に移行させることができる。保護基の脱離は、酸性媒体への導入、例えば希釈されたＨＣｌ又は酢酸への導入によって起こり、これは専門的な文献（Beyer, Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie, S. Hirzel- Verlag Stuttgart, 特にKapitel Reaktionen der Aldehyde）から一般的に公知である。保護基脱離によって、ビニルモノマーａ）により形成された部分が、親水性になる。これによって、形成されるコポリマーの水吸収能力を、明らかに上昇させることができる。このようにして水和により、酸素透過性が高い、例えば親水性のハイドロゲルが製造できる。
【００４３】
本発明による方法は、非膨潤状態でも、膨潤状態でも（ハイドロゲルが）相分離を起こさず、引いては光学的に透明な、親水性及び疎水性の連続単位から成るコポリマーの製造を可能にする。
【００４４】
本発明によるハイドロゲルは、非常に良好な酸素透過性を有し、かつこの際に親水性であり、かつ付加的に機械的に安定である、すなわち、例えば引張強さが高い。従ってこれらはコンタクトレンズ又は眼内レンズのための材料として、またその他の生体適合性材料、例えばインプラント、眼帯、経皮システム、又は他の形態の医薬担体として適している。
【００４５】
上記ハイドロゲルからのコンタクトレンズの製造は、それ自体公知の方法で行うことができる。このために、重合させる混合物を例えば円筒形で重合させ、そして得られる棒状体を離型後、円盤状、又はボタン状に細分し、これらをさらに機械的に加工することができる。代替的には、重合をレンズ形態で行うこともでき、その結果直接、レンズ原形品を重合体として得ることができる。
【００４６】
以下の実施例は本発明の対象を説明するものだが、しかしながら本発明はこの実施例の範囲に制限されることは無い。
【００４７】
実施例
重合は２時間、８０℃で、塊状で（実施例１〜９、１２＋１３）ランダム共重合として行い、この際に開始剤として、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｖ６９）を使用した。実施例１０と１１においては同様に、しかしながらアミルアルコールの存在下で（モノマー／アミルアルコール＝６０：４０（ｖ：ｖ））重合させた。
【００４８】
シリコーン含有モノマーｂ）としては、メタクリロイルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン（ＴＲＩＳ）を使用し、ビニルモノマーａ）としては、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタクリレート（ＭＭＤＭＡ）、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）アクリレート（ＭＤＭＡ）、又は２，３−Ｏ−イソプロピリデングリセリルメタクリレート（ＩＰＧＭＡ）を使用した。
【００４９】
架橋剤ｄ）としては、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）を使用し、選択的に、付加的な親水性モノマーｃ）としてヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、及び／又はメタクリル酸（ＭＡＳ）を利用した。
【表１】
【００５０】
*アミルアルコールの存在下での重合は、モノマー／アミルアルコールの比＝６０／４０（ｖ：ｖ）；重合後に得られる重合体は、円盤状に切断し、イソプロパノール／水（７０／３０（ｖ：ｖ））で３回抽出し、その後、脱イオン水に入れ、膨潤試験は以前のように他のポリマー試料を用いて行った。
【００５１】
重合後、あらゆる場合で透明な棒状のコポリマーが得られ、これをさらなる特性決定のために、厚さ４ｍｍの円盤に切断した。含有されているＭ（Ｍ）ＤＭＡ単位又はＭＤＭＡ単位のジオキソラン環を脱ケタール化するため、このコポリマーを酸処理に供した。このために２時間半、７０℃で、３ＭのＨＣｌで加水分解し、引き続き１時間中和した。中和のため、３％のＮａ2ＣＯ3溶液を使用した。
【００５２】
加水分解されたコポリマーは、DIN EN ISO 18369-4に従って、涙代用液中で膨潤試験に供した。涙代用液は、緩衝溶液でｐＨ値が７．３に調整された０．９％のＮａＣｌ溶液から成る。前記ポリマーは、涙代用液中でもその透明特性を保った。
【数１】
【００５３】
これらのコポリマーは、好ましい親水特性を有し、そのため、高い酸素透過性と、良好な眼球適合性を有する、機械的に丈夫なコンタクトレンズ材料として使用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合可能なモノマー混合物からのコポリマーであるハイドロゲルであって、
前記ハイドロゲルはモノマーａ）〜ｃ）の全量に対して、
ａ）式（Ｉ）
【化１】
［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、ｐは１〜８の整数であり、そのヒドロキシ基は保護された形で存在する］
の少なくとも１つの疎水性ビニルモノマーを１０〜６５ｍｏｌ％、
ｂ）少なくとも１つのシリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーを２５〜７０ｍｏｌ％、
ｃ）少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを０〜２５ｍｏｌ％、及び
ｄ）少なくとも１つの架橋剤を０〜１０ｍｏｌ％、
含み、この際、前記ハイドロゲル中で、モノマーａ）により形成された部分のヒドロキシ基が、保護された形、又は独立した形で存在している、前記ハイドロゲル。
【請求項２】
ビニルモノマーａ）中でｐが１〜３の整数であることを特徴とする、請求項１に記載のハイドロゲル。
【請求項３】
保護されたビニルモノマーａ）が、式（Ｉａ）
【化２】
［式中、Ｒ1は水素又はメチル、Ｒ2は水素、場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基若しくはフェニル基であり、かつＲ3は場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基、Ｃ1〜Ｃ6アルコキシ基、若しくはフェニル基であるか、又はＲ2とＲ3はともにＣ5〜Ｃ8シクロアルキル基を形成する］
の化合物であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のハイドロゲル。
【請求項４】
シリコーン含有モノマーｂ）が、式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）
【化３】
［式中、
Ｘ＝Ｏ、ＮＲ1、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オールであり、
Ｙ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｚ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｒ1は水素、又はメチルであり、
Ｒ4は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキル、又はＯ−Ｓｉ（Ｒ5）3であり、
Ｒ5は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
Ｒ6は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
ｆは１〜１０の整数であり、かつ
ｎは１〜２０の整数である］
のモノマーであることを特徴とする、請求項１から３までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項５】
式（ＩＩ）のモノマーにおいて、
ｆは１〜４の整数であり、
Ｚは１つの結合であり、
Ｘ＝Ｏ、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オール、とりわけＯであり、かつ
Ｒ1及びＲ4はメチルである、
ことを特徴とする、請求項４に記載のハイドロゲル。
【請求項６】
式（ＩＩ）のモノマーにおいて、
Ｚ＝Ｏであり、
Ｘ＝Ｏ、又はＮＲ1であり、
Ｒ1は水素であり、
ｆは２〜４の整数であり、かつ
Ｒ4はメチルである
ことを特徴とする、請求項４に記載のハイドロゲル。
【請求項７】
前記ｂ）が、メタクリロキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シラン、メタクリロキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、メタクリロキシプロピルペンタメチルジシロキサン、メタクリロイルオキシメチル−ヘプタメチルトリシロキサン、メタクリロイルオキシプロピル−ポリジメチルシロキサン、メタクリロイルオキシエチル−トリメチルシロキサン、メチルジ（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセロールメタクリレート、及びビニルオキシカルボニルアミノプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シランから成る群から選択されるポリシロキサニルアルキル（メタ）アクリレート−モノマーであることを特徴とする、請求項１から６までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項８】
前記ビニルモノマーｃ）が、ヒドロキシ、カルボキシ、若しくはｔ−アミノ置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ若しくはカルボキシ置換されたＣ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシ（メタ）アクリルアミドシリルエーテル、（メタ）アクリルアミド、５〜６員環のＮ−ビニルラクタメート、Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、３〜５個の炭素原子を有する、ビニル不飽和カルボン酸、ビニルカーボネート、ビニルカルバメート、Ｎ−ビニル−Ｎ−Ｃ1〜Ｃ4アルキルアセトアミド、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、及びグリセロールメタクリレートから選択されていることを特徴とする、請求項１から７までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項９】
前記ビニルモノマーｃ）が、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、並びにアクリル酸とメタクリル酸から選択されていることを特徴とする、請求項１から８までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項１０】
前記ビニルモノマーａ）が、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタクリレート、及び／又はメチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）アクリレートであり、
前記ビニルモノマーｂ）が、メタクリロイルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シランであり、かつ
前記ビニルモノマーｃ）が２−ヒドロキシエチルメタクリレート、及び／又はメタクリル酸である、
ことを特徴とする、請求項１から９までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項１１】
モノマーａ）によって形成された部分のヒドロキシ基が、独立した形で存在することを特徴とする、請求項１から１０までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項１２】
ラジカル重合と、ヒドロキシ保護基の酸加水分解による、請求項１１に記載のハイドロゲルの製造方法。
【請求項１３】
コンタクトレンズ材料又は眼内レンズ材料としての、請求項１１に記載のハイドロゲルの使用。
【請求項１４】
請求項１１に記載のハイドロゲルから製造される、コンタクトレンズ又は眼内レンズ。
【請求項１】
重合可能なモノマー混合物からのコポリマーであるハイドロゲルであって、
前記ハイドロゲルはモノマーａ）〜ｃ）の全量に対して、
ａ）式（Ｉ）
【化１】
［式中、Ｒ1は水素又はメチルであり、ｐは１〜８の整数であり、そのヒドロキシ基は保護された形で存在する］
の少なくとも１つの疎水性ビニルモノマーを１０〜６５ｍｏｌ％、
ｂ）少なくとも１つのシリコーン含有（メタ）アクリレートモノマー、ビニルカーボネートモノマー、又はビニルカルバメートモノマーを２５〜７０ｍｏｌ％、
ｃ）少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを０〜２５ｍｏｌ％、及び
ｄ）少なくとも１つの架橋剤を０〜１０ｍｏｌ％、
含み、この際、前記ハイドロゲル中で、モノマーａ）により形成された部分のヒドロキシ基が、保護された形、又は独立した形で存在している、前記ハイドロゲル。
【請求項２】
ビニルモノマーａ）中でｐが１〜３の整数であることを特徴とする、請求項１に記載のハイドロゲル。
【請求項３】
保護されたビニルモノマーａ）が、式（Ｉａ）
【化２】
［式中、Ｒ1は水素又はメチル、Ｒ2は水素、場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基若しくはフェニル基であり、かつＲ3は場合により置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル基、Ｃ1〜Ｃ6アルコキシ基、若しくはフェニル基であるか、又はＲ2とＲ3はともにＣ5〜Ｃ8シクロアルキル基を形成する］
の化合物であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のハイドロゲル。
【請求項４】
シリコーン含有モノマーｂ）が、式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）
【化３】
［式中、
Ｘ＝Ｏ、ＮＲ1、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オールであり、
Ｙ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｚ＝Ｏ、又は１つの結合であり、
Ｒ1は水素、又はメチルであり、
Ｒ4は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキル、又はＯ−Ｓｉ（Ｒ5）3であり、
Ｒ5は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
Ｒ6は相互に独立してＣ1〜Ｃ4アルキルであり、
ｆは１〜１０の整数であり、かつ
ｎは１〜２０の整数である］
のモノマーであることを特徴とする、請求項１から３までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項５】
式（ＩＩ）のモノマーにおいて、
ｆは１〜４の整数であり、
Ｚは１つの結合であり、
Ｘ＝Ｏ、又は１，３−ジオキソプロパン−２−オール、とりわけＯであり、かつ
Ｒ1及びＲ4はメチルである、
ことを特徴とする、請求項４に記載のハイドロゲル。
【請求項６】
式（ＩＩ）のモノマーにおいて、
Ｚ＝Ｏであり、
Ｘ＝Ｏ、又はＮＲ1であり、
Ｒ1は水素であり、
ｆは２〜４の整数であり、かつ
Ｒ4はメチルである
ことを特徴とする、請求項４に記載のハイドロゲル。
【請求項７】
前記ｂ）が、メタクリロキシプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シラン、メタクリロキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、メタクリロキシプロピルペンタメチルジシロキサン、メタクリロイルオキシメチル−ヘプタメチルトリシロキサン、メタクリロイルオキシプロピル−ポリジメチルシロキサン、メタクリロイルオキシエチル−トリメチルシロキサン、メチルジ（トリメチルシロキシ）シリルプロピルグリセロールメタクリレート、及びビニルオキシカルボニルアミノプロピル−トリス（トリメチルシロキシ）シランから成る群から選択されるポリシロキサニルアルキル（メタ）アクリレート−モノマーであることを特徴とする、請求項１から６までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項８】
前記ビニルモノマーｃ）が、ヒドロキシ、カルボキシ、若しくはｔ−アミノ置換されたＣ1〜Ｃ6アルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ若しくはカルボキシ置換されたＣ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシ（メタ）アクリルアミドシリルエーテル、（メタ）アクリルアミド、５〜６員環のＮ−ビニルラクタメート、Ｎ，Ｎ−ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキル（メタ）アクリルアミド、３〜５個の炭素原子を有する、ビニル不飽和カルボン酸、ビニルカーボネート、ビニルカルバメート、Ｎ−ビニル−Ｎ−Ｃ1〜Ｃ4アルキルアセトアミド、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、及びグリセロールメタクリレートから選択されていることを特徴とする、請求項１から７までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項９】
前記ビニルモノマーｃ）が、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、並びにアクリル酸とメタクリル酸から選択されていることを特徴とする、請求項１から８までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項１０】
前記ビニルモノマーａ）が、メチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メタクリレート、及び／又はメチル−（２−メトキシ−２−メチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）アクリレートであり、
前記ビニルモノマーｂ）が、メタクリロイルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シランであり、かつ
前記ビニルモノマーｃ）が２−ヒドロキシエチルメタクリレート、及び／又はメタクリル酸である、
ことを特徴とする、請求項１から９までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項１１】
モノマーａ）によって形成された部分のヒドロキシ基が、独立した形で存在することを特徴とする、請求項１から１０までの１項以上に記載のハイドロゲル。
【請求項１２】
ラジカル重合と、ヒドロキシ保護基の酸加水分解による、請求項１１に記載のハイドロゲルの製造方法。
【請求項１３】
コンタクトレンズ材料又は眼内レンズ材料としての、請求項１１に記載のハイドロゲルの使用。
【請求項１４】
請求項１１に記載のハイドロゲルから製造される、コンタクトレンズ又は眼内レンズ。
【公表番号】特表２０１１−５２２９３４（Ｐ２０１１−５２２９３４Ａ）
【公表日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１２９０９（Ｐ２０１１−５１２９０９）
【出願日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０５４８８５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４９９８５
【国際公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（３９０００９１２８）エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (293)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｋｉｒｓｃｈｅｎａｌｌｅｅ，Ｄ−６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０５４８８５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４９９８５
【国際公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（３９０００９１２８）エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (293)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｋｉｒｓｃｈｅｎａｌｌｅｅ，Ｄ−６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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