重合性ヒアルロン酸誘導体、ならびにその重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズ
【課題】短時間の合成反応により合成され得る新規の重合性ヒアルロン酸誘導体、ならびにその重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズを提供する。
【解決手段】ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有する重合性ヒアルロン酸誘導体、この重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲル、およびこの重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含む、コンタクトレンズを与える。
【解決手段】ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有する重合性ヒアルロン酸誘導体、この重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲル、およびこの重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含む、コンタクトレンズを与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の重合性ヒアルロン酸誘導体、ならびにその重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
生分解性高分子であるヒアルロン酸は、高粘弾性や高保湿性に加え、安全性も高いことから、眼科分野などの医療分野や化粧品分野などにおいて広く利用されている。例えば、眼科分野においては、ドライアイなどの治療用点眼剤や、眼内挿入手術や硝子体手術などで使用する補助剤などに配合され使用されている。また、ヒアルロン酸含有水溶液は、高い透明性を有することから、眼内へ薬物を送達する際のキャリアーとしても利用されている。
【０００３】
ヒアルロン酸は、高分子多塩基酸であり、酸または塩として水に溶解する。水和したヒアルロン酸は、相互にミセルを形成し、極めて粘稠な溶液となる。当該溶液は、金属イオン等の存在下でヒアルロン酸ヒドロゲルを形成し得る。しかし、ヒアルロン酸ヒドロゲルは、一般的に流動性が高く、所望の形状を保持することが困難なものである。さらには、水中の電解質濃度やｐＨ等の変動により可逆的に水溶性となるため、安定性にも問題を有している。
【０００４】
そこで、ヒアルロン酸ヒドロゲルを安定的に用いる試みが種々検討されており、その一つとして、重合性官能基を導入した重合性ヒアルロン酸誘導体の合成が試みられている（特許文献１および特許文献２を参照）。当該重合性ヒアルロン酸誘導体を重合すれば、形状保持性の高いヒアルロン酸ヒドロゲルを形成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０６７６８７号公報
【特許文献２】特表２００９−５３０４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体はヒアルロン酸の水酸基とメタクリル酸グリシジルのグリシジル基との開環縮合反応により、特許文献２に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体はヒアルロン酸の水酸基と（メタ）アクリル酸のカルボキシル基とのエステル化反応により各々合成される。反応はヒアルロン酸溶液をアルカリまたは酸性溶液とすることにより実施される。
【０００７】
しかし、本発明者らは、特許文献１および２に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成を完了させるには、長時間の合成反応を要し、ヒアルロン酸はアルカリまたは酸に長時間接触することとなり加水分解されるので、生成する重合性ヒアルロン酸誘導体は分子量にばらつきが生じるものになるとの問題点を見出した。
【０００８】
分子量にばらつきのある重合性ヒアルロン酸誘導体を重合反応に供する場合、得られるヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズは生分解速度が一定ではなく、例えば、再生治療用材料として用いられる際に不具合が生じる可能性がある。
【０００９】
したがって、従前の重合性基を導入した重合性ヒアルロン酸誘導体はその合成のために長時間の合成反応を要し、および従前の重合性ヒアルロン酸誘導体を重合してなるヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズは生分解速度などの物性が安定していないとの課題を有していた。そこで本発明は、短時間の合成反応により合成され得る新規の重合性ヒアルロン酸誘導体を提供することを本発明が解決しようとする第１の課題とした。また、当該重合性ヒアルロン酸誘導体を重合してなる生分解速度が安定したヒアルロン酸ヒドロゲルまたはコンタクトレンズを提供することを本発明が解決しようとする第２の課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を詳細に解析したところ、メタクリル酸グリシジルおよび（メタ）アクリル酸の分子鎖が短いために、これらとヒアルロン酸との反応性が悪くなるとの仮説を立てた。そして、この仮説に基づき、本発明の課題を解決するために、本発明者らは重合性ヒアルロン酸誘導体の合成方法およびその重合体の生分解性について鋭意検討したところ、（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートのイソシアネート基（−ＮＣＯ）を、ヒアルロン酸分子中の一級水酸基（−ＣＨ２−ＯＨ）とウレタン結合させる反応によれば、短時間で重合性ヒアルロン酸誘導体が得られることを見出した。さらに、当該重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体であるヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズは所望の生分解性速度を付与することが可能なものであることを見出した。本発明をこれらの知見に基づいて完成された発明である。
【００１１】
したがって、本発明によれば、ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有する重合性ヒアルロン酸誘導体が提供される。
【００１２】
好ましくは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される。
【００１３】
好ましくは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、下記一般式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ｙは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される。
【００１４】
本発明の別の側面によれば、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲルが提供される。
【００１５】
本発明の別の側面によれば、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含む、コンタクトレンズが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、目的とする分子量のものとして短時間かつ高収率で合成できるため、工業的規模で生産するのに適したものである。
【００１７】
また、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体について、導入する重合性官能基の数を調整すれば、その重合体であるヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズの架橋密度や生分解性を制御でき、使用目的に合致したヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズを得ることができる。
【００１８】
さらに、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、その他の重合性モノマーとの共重合が可能であり、所望の物性を付与したヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズを形成することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細について説明する。
［１．重合性ヒアルロン酸誘導体］
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、たとえば、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートのイソシアネート基（−ＮＣＯ）と、ヒアルロン酸分子中の一級水酸基（−ＣＨ２−ＯＨ）がウレタン結合（−ＮＨＣ（Ｏ）−Ｏ−）を形成することにより得られる。当該ウレタン結合は、当業者により一般的に用いられる合成方法を採用することにより形成することができ、たとえば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの非プロトン性極性溶媒にヒアルロン酸塩を分散させたヒアルロン酸分散液をアルカリ性にして、ヒアルロン酸の一級水酸基を活性化状態（−ＣＨ２−Ｏ−）にさせたヒアルロン酸反応溶液を得て、次いでこのヒアルロン酸反応溶液に反応性の高いイソシアネート基を有する置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを滴下し、両者を室温で数時間、攪拌または静置して反応させるとの方法により形成できる。この方法における室温とは、特に制限はなく、たとえば、１〜３０℃程度の温度、好ましくは２５℃程度である。この方法のおける反応時間は、特に制限はなく、たとえば、１〜１２時間程度、好ましくは８時間程度である。反応終了後は、適当な酸溶液を用いて、室温で数時間攪拌または静置して中和処理を実施するのが好ましい。
【００２１】
例示したとおり、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、ウレタン結合形成の高い反応性により、短時間で反応が完了する方法により合成されるため、従前の重合性ヒアルロン酸誘導体と比べて、分子量低下やばらつきが低減されたものとして得られる。
【００２２】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネート、または置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートに由来する、他の重合性モノマーと共重合可能な重合性官能基である（メタ）アクリル基を有する。
【００２３】
本明細書における「置換されていてもよい」とは、（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートおよび（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートにおける（メタ）アクリル基が、１以上の置換基を有することにより、置換された（メタ）アクリル基であり得ることを意味する。なお、（メタ）アクリル基とは、アクリル基（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ−）またはメタクリル基（ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ−）を意味する。
【００２４】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートは、特に制限されないが、たとえば、下記一般式（３）で表される。
【化３】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ならびに、ｘは１〜４の整数を表す。）
【００２５】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートは、特に制限されないが、たとえば、下記一般式（４）で表される。
【化４】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｙは１〜４の整数を表す。）
【００２６】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体を重合させて本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルを形成する場合、該ヒアルロン酸ヒドロゲルの柔軟性を考慮すれば、一般式（３）および（４）で示される化合物におけるＲ１およびＲ２は水素原子を表し；ｘおよびｙは各々１または２を表すことが好ましい。さらに、形状保持性を考慮した場合、Ｒ３はメチル基であることが好ましい。
【００２７】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートの具体例として２−イソシアネートエチルメタクリレートが挙げられ、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートの具体例として２−（２−イソシアネートエチルオキシ）エチルメタクリレートが挙げられる。
【００２８】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートおよび（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートは、その入手方法について特に限定されず、市販のものを用いてもよいし、たとえば、米国特許２８２１５４４号明細書や特開昭５４−００５９２１号公報などを参照して合成することもできる。
【００２９】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体において使用されるヒアルロン酸は当業者に通常知られている通り、Ｎ−アセチルグルコサミンおよびグルクロン酸を二糖単位として連結した構造を採るものである。ヒアルロン酸の平均分子量は、特に制限はないが、２０万〜２００万が好ましく、より好ましくは１２０万である。ヒアルロン酸における二糖単位の繰り返し数は、特に制限はないが、５００〜５０００が好ましく、より好ましくは１０００である。ヒアルロン酸は、市販のものの他に、当業者に知られる方法により天然物から単離したもの、または微生物等を用いて合成したものを使用できる。
【００３０】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、たとえば、下記一般式（１）で示すことができる。
【化５】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
【００３１】
また、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、たとえば、下記一般式（２）で示すことができる。
【化６】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ｙは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
【００３２】
上記一般式（１）で示される重合性ヒアルロン酸誘導体の好ましい具体例は以下の式（５）で示されるものであるが、特にこれに限定されるものではない。
【化７】
（式中、ｎは一般式（１）と同義である。）
【００３３】
一般式（２）で示される重合性ヒアルロン酸誘導体の好ましい具体例は以下の式（６）で示されるものであるが、特にこれに限定されるものではない。
【化８】
（式中、ｎは一般式（２）と同義である。）
【００３４】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成時に生じるヒアルロン酸の分子量の低下率は、未反応のヒアルロン酸水溶液の相対粘度に対する、重合性ヒアルロン酸誘導体水溶液の相対粘度の比率（粘度比）を算出することにより確認することができる。すなわち、合成反応時にヒアルロン酸の分子量が低下した場合、粘度も小さくなることから、上記粘度比は低い値となる。
【００３５】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体のより具体的な合成方法は、実施例において詳しく後述するが、上記した通り、一般的に行われるイソシアネート基と水酸基とのウレタン結合形成反応を適用するものであれば特に制限なく使用できる。
【００３６】
［２．ヒアルロン酸ヒドロゲル］
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体において導入される（メタ）アクリル基の数は、本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの架橋密度および分解速度に影響を及ぼす可能性がある。（メタ）アクリル基の数が増加すれば本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの架橋密度は増加して弾性率が高くなり、さらに分解速度は低下する。本発明において好ましい（メタ）アクリル基の導入率（二糖単位当たりの平均置換度）は、１〜１５％であり、より好ましくは３〜１２％である。導入率は本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の１Ｈ−ＮＭＲ測定データにおける（メタ）アクリル基のメチルプロトンピークおよびヒアルロン酸側鎖のアセチル基に由来するピークを用いて算出することができる。
【００３８】
好ましい（メタ）アクリル基の導入率をもった本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルを形成するためには、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成に際して、ヒアルロン酸の一級水酸基に対し、０．５〜１０等量の割合で、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを用いることが好ましい。
【００３９】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体をラジカル重合させることにより形成できる。
【００４０】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの合成方法としては、実施例において詳細に後述するが、たとえば、一般的なポリマー形成方法である、モノマー含有溶液中に重合開始剤およびゲル化剤を添加した後、加熱または光線照射により実施する重合反応を採用できる。
【００４１】
重合開始剤としては、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの過酸化物や、アゾビスバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系、ペルオキソ二硫酸アンモニウムなど一般的なラジカル重合開始剤が使用できる。配合量は、モノマー総量に対し、１０〜１００００ｐｐｍが好ましい。
【００４２】
ゲル化剤としては、たとえば、テトラエチルエチレンジアミン、トリエチルエチレンジアミン、ジエチルエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリメチルエチレンジアミン、ジメチルエチレンジアミンなどの脂肪族アミンが使用できる。配合量は特に限定されないが、モノマー混合液１ｍＬに対し、１〜５０μＬが好ましい。
【００４３】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの形成は、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体を溶媒に溶解して得た混合液を重合反応に供することにより実施するのが好ましい。使用する溶媒としては、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の溶解性に優れるものであれば特に制限されないが、水が好ましく用いられる。
【００４４】
上記混合液を重合反応に供する際に、たとえば、該混合液を金属、ガラス、プラスチックなどの成形型に入れ、密閉し、恒温槽などにより段階的にあるいは連続的に２５℃〜１００℃の範囲で昇温し、５〜１２０時間で重合を完了させる。重合に際しては、紫外線、電子線、ガンマ線などを利用することも可能である。
【００４５】
上記重合反応の重合完了後、室温以外の温度で重合反応を実施した場合には、得られた重合体を室温に戻した後、成形型から取り出して、純水に浸漬させることにより水和膨潤させると、所望のヒアルロン酸ヒドロゲルが得られる。水和膨潤の際には、未反応の重合性ヒアルロン酸誘導体および触媒などを除去することが好ましい。
【００４６】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の単独重合でも形成可能であるが、その他重合性官能基を有するモノマーとの共重合によっても得ることができる。
【００４７】
［３．コンタクトレンズ］
本発明のコンタクトレンズは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能なモノマーとは、分子内に１個以上の重合性官能基（たとえば、−Ｃ＝Ｃ−など）を有するものであり、これらを単独で、あるいは２種以上を組み合せて使用することができる。選択するモノマーにより、含水率や形状保持性などに対して、所望の物性を付与したヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズが得られる。
【００４９】
本発明のコンタクトレンズを合成する際には、本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルに三次元網目構造の形成や機械的強度の調節を付与することが可能である、分子内に２個以上の重合性官能基を有する架橋性モノマーを用いることが好ましい。
【００５０】
架橋性モノマーとしては、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートなどが挙げられる。配合量は、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体に対し０．１〜３．０重量％が好ましく、０．１〜１．０重量％がより好ましい。
【００５１】
本発明のコンタクトレンズの形成は、重合性ヒアルロン酸誘導体および、共重合可能なモノマーを溶解して得た混合液を重合反応に供することにより実施することが好ましい。使用する溶媒としては、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と、該重合性ヒアルロン酸と共重合可能なモノマーの双方を溶解し得るものであれば特に限定されないが、重合性ヒアルロン酸誘導体の溶解性を考慮し、水が好ましく用いられる。その際、配合する共重合可能なモノマーの水への溶解性が低い場合は、さらに界面活性剤を添加し、分散性を向上させることにより均一な溶液が得られる。
【００５２】
界面活性剤は、ゲル状態を安定に維持できるものであれば特に制限はなく、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤の何れも使用可能であり、また、適宜組合せて使用することもできる。
【００５３】
本発明のコンタクトレンズは、本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルと同様の方法により合成することができる。
【００５４】
たとえば、重合性ヒアルロン酸誘導体および、共重合可能なモノマー混合液を金属ガラス、プラスチックなどのコンタクトレンズ形成用成形型に入れ、密閉し、恒温槽などにより段階的にあるいは連続的に２５℃〜１００℃の範囲で昇温し、５〜１２０時間で重合を完了させる。重合に際しては、紫外線、電子線、ガンマ線などを利用することも可能である。
【００５５】
上記重合反応の重合完了後、室温以外の温度で重合反応を実施した場合には、得られた重合体を室温に戻した後、成形型から取り出して、低級アルコール水溶液に浸漬させ、未反応の重合性ヒアルロン酸誘導体、共重合可能なモノマーおよび、触媒を除去した後、純水に置換し、水和膨潤させると、所望のヒアルロン酸ヒドロゲルが得られる。
【００５６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
【実施例】
【００５７】
［評価方法１／合成物の評価方法］
（化合物の構造解析）
１Ｈ−ＮＭＲはＦＴＮＭＲ ＵＮＩＴＹ ＩＮＯＶＡ ４００Ｓ（Ｖａｒｉａｎ）を用いて、重水にて測定した。
【００５８】
（重合性基導入率の算出方法）
１Ｈ−ＮＭＲの測定データ中、メタクリル基のメチルプロトンピークと、ヒアルロン酸側鎖のアセチル基に由来するピークの積分比により、メタクリル基の導入率（二糖単位当たりの平均置換度）を算出した。
【００５９】
（分子量低下率の算出方法）
後述する実施例１〜２および比較例１〜２に基づき合成したメタクリル化ヒアルロン酸の各々０．０５ｇを精製水１００ｍＬに溶解した溶液の相対粘度を、未反応ヒアルロン酸０．０５％水溶液の相対粘度に対する百分率で算出し、分子量の低下率とした。
分子量低下率（％）＝（メタクリル化ヒアルロン酸０．０５％水溶液粘度／未反応ヒアルロン酸０．０５％水溶液粘度）×１００
【００６０】
［評価方法２／重合物の評価方法］
（形状保持性）
後述する実施例および比較例に基づき形成したコンタクトレンズ形状のヒアルロン酸ヒドロゲルの各々１０枚について、前面側を下に向けて手指に載せた状態を横から確認し、以下の基準に従って評価した。
○；お椀形状を保持している。
△；お椀形状がやや開いた状態である。
×；お椀形状が保持できない。
【００６１】
（生分解性速度（分子量ばらつき））
実施例および比較例に基づき形成したヒアルロン酸ヒドロゲルの各々１０枚を、ヒアルロニダーゼ０．００５％を溶解した生理食塩水に浸漬し、分解に要する時間を計測した。その分布より、（メタ）アクリル化ヒアルロン酸、および、ヒアルロン酸ヒドロゲルの分子量のばらつきを以下の基準に従って評価した。
（１）；６時間以上１０時間未満
（２）；２時間以上６時間未満
（３）；２時間未満
【００６２】
（透明性）
実施例および比較例に基づき形成したヒアルロン酸ヒドロゲルの各々１０枚を、方眼紙の上に載せ、目視にて透明度を評価した。
○；下のマス目が見える。
△；下のマス目がぼやける。
×；下のマス目が見えない。
【００６３】
［（メタ）アクリル化ヒアルロン酸の合成］
（実施例１／イソシアネート型メタクリル化ヒアルロン酸（化合物５）の合成）
平均分子量１２０万のヒアルロン酸ナトリウム（キッコーマンバイオケミファ（株）社製）１ｇを５０ｍＬのジメチルスルホキシドに分散し、次いで水１２ｍＬと５Ｎ水酸化ナトリウム１ｍＬを加えた。この溶液に、ヒアルロン酸中の二糖単位と等量の２−イソシアネートエチルメタクリレート（カレンズＭＯＩ／昭和電工（株）社製）０．３８ｇを滴下し、室温にて８時間撹拌し反応を完了させた。反応終了後、５Ｎ塩酸１００μＬを加え、さらに室温にて８時間撹拌し中和処理を行った。
【００６４】
当該溶液に３００ｍＬのエタノールおよび２００ｍＬの酢酸エチルを注ぎ入れ、生じた沈殿を濾過した。
【００６５】
得られた沈殿物をさらに酢酸エチルにて３回洗浄し、精製後減圧乾燥することにより、メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末（化合物５）１．２８ｇを得た。
【００６６】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末が化合物５であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．７９（ｓ），１．８８（ｓ），３．２１（ｍ），３．３８（ｍ），３．６０（ｍ），３．７０（ｍ），４．１１（ｍ），４．３４（ｍ），４．４２（ｍ），５．５９（ｓ），６．００（ｓ）．
【００６７】
（実施例２／イソシアネート型メタクリル化ヒアルロン酸（化合物６）の合成）
（メタ）アクリル化イソシアネートとして、２−（２−イソシアネートエチルオキシ）エチルメタクリレート（カレンズＭＯＩ−ＥＧ／昭和電工（株）社製）０．４８ｇを使用した以外は、実施例１と同様の方法で、メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末（化合物６）１．２５ｇを得た。
【００６８】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末が化合物６であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＨＭｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．２０（ｍ），１．８１（ｓ），１．８８（ｓ），３．２３（ｍ），３．３８（ｍ），３．５８（ｍ），３．７０（ｍ），４．２１（ｍ），５．６１（ｓ），６．０２（ｓ）．
【００６９】
（比較例１／グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の合成（１））
（メタ）アクリル化イソシアネートの代わりにメタクリル酸グリシジル０．３４ｇを用いた以外は、実施例１と同様の方法で、グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末０．７１ｇを得た。
【００７０】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末がグリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．２２（ｍ），１．８８（ｓ），３．２２（ｍ），３．３８（ｍ），３．５９（ｍ），３．７０（ｍ），４．３４（ｍ），４．４２（ｍ），５．６２（ｓ），６．０５（ｓ）．
【００７１】
（比較例２／グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の合成（２））
メタクリル酸グリシジルの添加量を０．６８ｇ、反応時間を比較例１の三倍となる２４時間とした以外は、比較例１と同様の方法で、グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末１．０６ｇを得た。
【００７２】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末がグリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．８１（ｓ），１．８８（ｓ），３．２２（ｍ），３．３８（ｍ），３．５９（ｍ），３．７０（ｍ），４．１６（ｂｒ ｓ），４．３３（ｍ），４．４１（ｍ），５．６２（ｓ），６．０５（ｓ）．
【００７３】
（実施例３、４／ヒアルロン酸ヒドロゲルＩ、ＩＩの形成）
実施例１および２で合成したメタクリル化ヒアルロン酸の各々０．２ｇを精製水１０ｍＬに溶解し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム０．０５ｇを加えた。各々の溶液にテトラメチルエチレンジアミンを１０μＬ／ｍＬ添加し、ボルテックスミキサーにて混合後、コンタクトレンズ形成用成形型に分注し、室温にて５時間静置し、コンタクトレンズ形状の重合体を得た。
【００７４】
各々の重合体を成形型より取出した後、室温の精製水に５時間浸漬し水和膨潤させ、ヒアルロン酸ヒドロゲルＩおよびＩＩを得た。得られたヒドロゲルの評価結果を表１に示す。
【００７５】
（比較例３／ヒアルロン酸ヒドロゲルＩＩＩの形成）
比較例２で合成したヒアルロン酸ヒドロゲルを用い、実施例３および４と同様の方法にてヒアルロン酸ヒドロゲルＩＩＩを得た。得られたヒドロゲルの評価結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
以上、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成方法は、従前のものに比べ、短時間の反応で合成することにより、ヒアルロン酸部の分子量の低下やばらつきを軽減でき、かつ、所望の数の（メタ）アクリル基を容易に導入することができる。
【００７８】
さらに、当該重合性ヒアルロン酸誘導体を重合してなるヒアルロン酸ヒドロゲルは、形状保持性および透明性に優れ、生分解性速度も安定なものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の重合性ヒアルロン酸誘導体、ならびにその重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
生分解性高分子であるヒアルロン酸は、高粘弾性や高保湿性に加え、安全性も高いことから、眼科分野などの医療分野や化粧品分野などにおいて広く利用されている。例えば、眼科分野においては、ドライアイなどの治療用点眼剤や、眼内挿入手術や硝子体手術などで使用する補助剤などに配合され使用されている。また、ヒアルロン酸含有水溶液は、高い透明性を有することから、眼内へ薬物を送達する際のキャリアーとしても利用されている。
【０００３】
ヒアルロン酸は、高分子多塩基酸であり、酸または塩として水に溶解する。水和したヒアルロン酸は、相互にミセルを形成し、極めて粘稠な溶液となる。当該溶液は、金属イオン等の存在下でヒアルロン酸ヒドロゲルを形成し得る。しかし、ヒアルロン酸ヒドロゲルは、一般的に流動性が高く、所望の形状を保持することが困難なものである。さらには、水中の電解質濃度やｐＨ等の変動により可逆的に水溶性となるため、安定性にも問題を有している。
【０００４】
そこで、ヒアルロン酸ヒドロゲルを安定的に用いる試みが種々検討されており、その一つとして、重合性官能基を導入した重合性ヒアルロン酸誘導体の合成が試みられている（特許文献１および特許文献２を参照）。当該重合性ヒアルロン酸誘導体を重合すれば、形状保持性の高いヒアルロン酸ヒドロゲルを形成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０６７６８７号公報
【特許文献２】特表２００９−５３０４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体はヒアルロン酸の水酸基とメタクリル酸グリシジルのグリシジル基との開環縮合反応により、特許文献２に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体はヒアルロン酸の水酸基と（メタ）アクリル酸のカルボキシル基とのエステル化反応により各々合成される。反応はヒアルロン酸溶液をアルカリまたは酸性溶液とすることにより実施される。
【０００７】
しかし、本発明者らは、特許文献１および２に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成を完了させるには、長時間の合成反応を要し、ヒアルロン酸はアルカリまたは酸に長時間接触することとなり加水分解されるので、生成する重合性ヒアルロン酸誘導体は分子量にばらつきが生じるものになるとの問題点を見出した。
【０００８】
分子量にばらつきのある重合性ヒアルロン酸誘導体を重合反応に供する場合、得られるヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズは生分解速度が一定ではなく、例えば、再生治療用材料として用いられる際に不具合が生じる可能性がある。
【０００９】
したがって、従前の重合性基を導入した重合性ヒアルロン酸誘導体はその合成のために長時間の合成反応を要し、および従前の重合性ヒアルロン酸誘導体を重合してなるヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズは生分解速度などの物性が安定していないとの課題を有していた。そこで本発明は、短時間の合成反応により合成され得る新規の重合性ヒアルロン酸誘導体を提供することを本発明が解決しようとする第１の課題とした。また、当該重合性ヒアルロン酸誘導体を重合してなる生分解速度が安定したヒアルロン酸ヒドロゲルまたはコンタクトレンズを提供することを本発明が解決しようとする第２の課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を詳細に解析したところ、メタクリル酸グリシジルおよび（メタ）アクリル酸の分子鎖が短いために、これらとヒアルロン酸との反応性が悪くなるとの仮説を立てた。そして、この仮説に基づき、本発明の課題を解決するために、本発明者らは重合性ヒアルロン酸誘導体の合成方法およびその重合体の生分解性について鋭意検討したところ、（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートのイソシアネート基（−ＮＣＯ）を、ヒアルロン酸分子中の一級水酸基（−ＣＨ２−ＯＨ）とウレタン結合させる反応によれば、短時間で重合性ヒアルロン酸誘導体が得られることを見出した。さらに、当該重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体であるヒアルロン酸ヒドロゲルおよびコンタクトレンズは所望の生分解性速度を付与することが可能なものであることを見出した。本発明をこれらの知見に基づいて完成された発明である。
【００１１】
したがって、本発明によれば、ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有する重合性ヒアルロン酸誘導体が提供される。
【００１２】
好ましくは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される。
【００１３】
好ましくは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、下記一般式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ｙは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される。
【００１４】
本発明の別の側面によれば、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲルが提供される。
【００１５】
本発明の別の側面によれば、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含む、コンタクトレンズが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、目的とする分子量のものとして短時間かつ高収率で合成できるため、工業的規模で生産するのに適したものである。
【００１７】
また、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体について、導入する重合性官能基の数を調整すれば、その重合体であるヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズの架橋密度や生分解性を制御でき、使用目的に合致したヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズを得ることができる。
【００１８】
さらに、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、その他の重合性モノマーとの共重合が可能であり、所望の物性を付与したヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズを形成することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細について説明する。
［１．重合性ヒアルロン酸誘導体］
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、たとえば、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートのイソシアネート基（−ＮＣＯ）と、ヒアルロン酸分子中の一級水酸基（−ＣＨ２−ＯＨ）がウレタン結合（−ＮＨＣ（Ｏ）−Ｏ−）を形成することにより得られる。当該ウレタン結合は、当業者により一般的に用いられる合成方法を採用することにより形成することができ、たとえば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの非プロトン性極性溶媒にヒアルロン酸塩を分散させたヒアルロン酸分散液をアルカリ性にして、ヒアルロン酸の一級水酸基を活性化状態（−ＣＨ２−Ｏ−）にさせたヒアルロン酸反応溶液を得て、次いでこのヒアルロン酸反応溶液に反応性の高いイソシアネート基を有する置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを滴下し、両者を室温で数時間、攪拌または静置して反応させるとの方法により形成できる。この方法における室温とは、特に制限はなく、たとえば、１〜３０℃程度の温度、好ましくは２５℃程度である。この方法のおける反応時間は、特に制限はなく、たとえば、１〜１２時間程度、好ましくは８時間程度である。反応終了後は、適当な酸溶液を用いて、室温で数時間攪拌または静置して中和処理を実施するのが好ましい。
【００２１】
例示したとおり、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、ウレタン結合形成の高い反応性により、短時間で反応が完了する方法により合成されるため、従前の重合性ヒアルロン酸誘導体と比べて、分子量低下やばらつきが低減されたものとして得られる。
【００２２】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネート、または置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートに由来する、他の重合性モノマーと共重合可能な重合性官能基である（メタ）アクリル基を有する。
【００２３】
本明細書における「置換されていてもよい」とは、（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートおよび（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートにおける（メタ）アクリル基が、１以上の置換基を有することにより、置換された（メタ）アクリル基であり得ることを意味する。なお、（メタ）アクリル基とは、アクリル基（ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ−）またはメタクリル基（ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ−）を意味する。
【００２４】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートは、特に制限されないが、たとえば、下記一般式（３）で表される。
【化３】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ならびに、ｘは１〜４の整数を表す。）
【００２５】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートは、特に制限されないが、たとえば、下記一般式（４）で表される。
【化４】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｙは１〜４の整数を表す。）
【００２６】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体を重合させて本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルを形成する場合、該ヒアルロン酸ヒドロゲルの柔軟性を考慮すれば、一般式（３）および（４）で示される化合物におけるＲ１およびＲ２は水素原子を表し；ｘおよびｙは各々１または２を表すことが好ましい。さらに、形状保持性を考慮した場合、Ｒ３はメチル基であることが好ましい。
【００２７】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートの具体例として２−イソシアネートエチルメタクリレートが挙げられ、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートの具体例として２−（２−イソシアネートエチルオキシ）エチルメタクリレートが挙げられる。
【００２８】
置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートおよび（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートは、その入手方法について特に限定されず、市販のものを用いてもよいし、たとえば、米国特許２８２１５４４号明細書や特開昭５４−００５９２１号公報などを参照して合成することもできる。
【００２９】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体において使用されるヒアルロン酸は当業者に通常知られている通り、Ｎ−アセチルグルコサミンおよびグルクロン酸を二糖単位として連結した構造を採るものである。ヒアルロン酸の平均分子量は、特に制限はないが、２０万〜２００万が好ましく、より好ましくは１２０万である。ヒアルロン酸における二糖単位の繰り返し数は、特に制限はないが、５００〜５０００が好ましく、より好ましくは１０００である。ヒアルロン酸は、市販のものの他に、当業者に知られる方法により天然物から単離したもの、または微生物等を用いて合成したものを使用できる。
【００３０】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、たとえば、下記一般式（１）で示すことができる。
【化５】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
【００３１】
また、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体は、たとえば、下記一般式（２）で示すことができる。
【化６】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ｙは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
【００３２】
上記一般式（１）で示される重合性ヒアルロン酸誘導体の好ましい具体例は以下の式（５）で示されるものであるが、特にこれに限定されるものではない。
【化７】
（式中、ｎは一般式（１）と同義である。）
【００３３】
一般式（２）で示される重合性ヒアルロン酸誘導体の好ましい具体例は以下の式（６）で示されるものであるが、特にこれに限定されるものではない。
【化８】
（式中、ｎは一般式（２）と同義である。）
【００３４】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成時に生じるヒアルロン酸の分子量の低下率は、未反応のヒアルロン酸水溶液の相対粘度に対する、重合性ヒアルロン酸誘導体水溶液の相対粘度の比率（粘度比）を算出することにより確認することができる。すなわち、合成反応時にヒアルロン酸の分子量が低下した場合、粘度も小さくなることから、上記粘度比は低い値となる。
【００３５】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体のより具体的な合成方法は、実施例において詳しく後述するが、上記した通り、一般的に行われるイソシアネート基と水酸基とのウレタン結合形成反応を適用するものであれば特に制限なく使用できる。
【００３６】
［２．ヒアルロン酸ヒドロゲル］
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体において導入される（メタ）アクリル基の数は、本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの架橋密度および分解速度に影響を及ぼす可能性がある。（メタ）アクリル基の数が増加すれば本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの架橋密度は増加して弾性率が高くなり、さらに分解速度は低下する。本発明において好ましい（メタ）アクリル基の導入率（二糖単位当たりの平均置換度）は、１〜１５％であり、より好ましくは３〜１２％である。導入率は本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の１Ｈ−ＮＭＲ測定データにおける（メタ）アクリル基のメチルプロトンピークおよびヒアルロン酸側鎖のアセチル基に由来するピークを用いて算出することができる。
【００３８】
好ましい（メタ）アクリル基の導入率をもった本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルを形成するためには、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成に際して、ヒアルロン酸の一級水酸基に対し、０．５〜１０等量の割合で、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを用いることが好ましい。
【００３９】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体をラジカル重合させることにより形成できる。
【００４０】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの合成方法としては、実施例において詳細に後述するが、たとえば、一般的なポリマー形成方法である、モノマー含有溶液中に重合開始剤およびゲル化剤を添加した後、加熱または光線照射により実施する重合反応を採用できる。
【００４１】
重合開始剤としては、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの過酸化物や、アゾビスバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系、ペルオキソ二硫酸アンモニウムなど一般的なラジカル重合開始剤が使用できる。配合量は、モノマー総量に対し、１０〜１００００ｐｐｍが好ましい。
【００４２】
ゲル化剤としては、たとえば、テトラエチルエチレンジアミン、トリエチルエチレンジアミン、ジエチルエチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリメチルエチレンジアミン、ジメチルエチレンジアミンなどの脂肪族アミンが使用できる。配合量は特に限定されないが、モノマー混合液１ｍＬに対し、１〜５０μＬが好ましい。
【００４３】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルの形成は、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体を溶媒に溶解して得た混合液を重合反応に供することにより実施するのが好ましい。使用する溶媒としては、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の溶解性に優れるものであれば特に制限されないが、水が好ましく用いられる。
【００４４】
上記混合液を重合反応に供する際に、たとえば、該混合液を金属、ガラス、プラスチックなどの成形型に入れ、密閉し、恒温槽などにより段階的にあるいは連続的に２５℃〜１００℃の範囲で昇温し、５〜１２０時間で重合を完了させる。重合に際しては、紫外線、電子線、ガンマ線などを利用することも可能である。
【００４５】
上記重合反応の重合完了後、室温以外の温度で重合反応を実施した場合には、得られた重合体を室温に戻した後、成形型から取り出して、純水に浸漬させることにより水和膨潤させると、所望のヒアルロン酸ヒドロゲルが得られる。水和膨潤の際には、未反応の重合性ヒアルロン酸誘導体および触媒などを除去することが好ましい。
【００４６】
本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の単独重合でも形成可能であるが、その他重合性官能基を有するモノマーとの共重合によっても得ることができる。
【００４７】
［３．コンタクトレンズ］
本発明のコンタクトレンズは、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能なモノマーとは、分子内に１個以上の重合性官能基（たとえば、−Ｃ＝Ｃ−など）を有するものであり、これらを単独で、あるいは２種以上を組み合せて使用することができる。選択するモノマーにより、含水率や形状保持性などに対して、所望の物性を付与したヒアルロン酸ヒドロゲルやコンタクトレンズが得られる。
【００４９】
本発明のコンタクトレンズを合成する際には、本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルに三次元網目構造の形成や機械的強度の調節を付与することが可能である、分子内に２個以上の重合性官能基を有する架橋性モノマーを用いることが好ましい。
【００５０】
架橋性モノマーとしては、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートなどが挙げられる。配合量は、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体に対し０．１〜３．０重量％が好ましく、０．１〜１．０重量％がより好ましい。
【００５１】
本発明のコンタクトレンズの形成は、重合性ヒアルロン酸誘導体および、共重合可能なモノマーを溶解して得た混合液を重合反応に供することにより実施することが好ましい。使用する溶媒としては、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体と、該重合性ヒアルロン酸と共重合可能なモノマーの双方を溶解し得るものであれば特に限定されないが、重合性ヒアルロン酸誘導体の溶解性を考慮し、水が好ましく用いられる。その際、配合する共重合可能なモノマーの水への溶解性が低い場合は、さらに界面活性剤を添加し、分散性を向上させることにより均一な溶液が得られる。
【００５２】
界面活性剤は、ゲル状態を安定に維持できるものであれば特に制限はなく、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤の何れも使用可能であり、また、適宜組合せて使用することもできる。
【００５３】
本発明のコンタクトレンズは、本発明のヒアルロン酸ヒドロゲルと同様の方法により合成することができる。
【００５４】
たとえば、重合性ヒアルロン酸誘導体および、共重合可能なモノマー混合液を金属ガラス、プラスチックなどのコンタクトレンズ形成用成形型に入れ、密閉し、恒温槽などにより段階的にあるいは連続的に２５℃〜１００℃の範囲で昇温し、５〜１２０時間で重合を完了させる。重合に際しては、紫外線、電子線、ガンマ線などを利用することも可能である。
【００５５】
上記重合反応の重合完了後、室温以外の温度で重合反応を実施した場合には、得られた重合体を室温に戻した後、成形型から取り出して、低級アルコール水溶液に浸漬させ、未反応の重合性ヒアルロン酸誘導体、共重合可能なモノマーおよび、触媒を除去した後、純水に置換し、水和膨潤させると、所望のヒアルロン酸ヒドロゲルが得られる。
【００５６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
【実施例】
【００５７】
［評価方法１／合成物の評価方法］
（化合物の構造解析）
１Ｈ−ＮＭＲはＦＴＮＭＲ ＵＮＩＴＹ ＩＮＯＶＡ ４００Ｓ（Ｖａｒｉａｎ）を用いて、重水にて測定した。
【００５８】
（重合性基導入率の算出方法）
１Ｈ−ＮＭＲの測定データ中、メタクリル基のメチルプロトンピークと、ヒアルロン酸側鎖のアセチル基に由来するピークの積分比により、メタクリル基の導入率（二糖単位当たりの平均置換度）を算出した。
【００５９】
（分子量低下率の算出方法）
後述する実施例１〜２および比較例１〜２に基づき合成したメタクリル化ヒアルロン酸の各々０．０５ｇを精製水１００ｍＬに溶解した溶液の相対粘度を、未反応ヒアルロン酸０．０５％水溶液の相対粘度に対する百分率で算出し、分子量の低下率とした。
分子量低下率（％）＝（メタクリル化ヒアルロン酸０．０５％水溶液粘度／未反応ヒアルロン酸０．０５％水溶液粘度）×１００
【００６０】
［評価方法２／重合物の評価方法］
（形状保持性）
後述する実施例および比較例に基づき形成したコンタクトレンズ形状のヒアルロン酸ヒドロゲルの各々１０枚について、前面側を下に向けて手指に載せた状態を横から確認し、以下の基準に従って評価した。
○；お椀形状を保持している。
△；お椀形状がやや開いた状態である。
×；お椀形状が保持できない。
【００６１】
（生分解性速度（分子量ばらつき））
実施例および比較例に基づき形成したヒアルロン酸ヒドロゲルの各々１０枚を、ヒアルロニダーゼ０．００５％を溶解した生理食塩水に浸漬し、分解に要する時間を計測した。その分布より、（メタ）アクリル化ヒアルロン酸、および、ヒアルロン酸ヒドロゲルの分子量のばらつきを以下の基準に従って評価した。
（１）；６時間以上１０時間未満
（２）；２時間以上６時間未満
（３）；２時間未満
【００６２】
（透明性）
実施例および比較例に基づき形成したヒアルロン酸ヒドロゲルの各々１０枚を、方眼紙の上に載せ、目視にて透明度を評価した。
○；下のマス目が見える。
△；下のマス目がぼやける。
×；下のマス目が見えない。
【００６３】
［（メタ）アクリル化ヒアルロン酸の合成］
（実施例１／イソシアネート型メタクリル化ヒアルロン酸（化合物５）の合成）
平均分子量１２０万のヒアルロン酸ナトリウム（キッコーマンバイオケミファ（株）社製）１ｇを５０ｍＬのジメチルスルホキシドに分散し、次いで水１２ｍＬと５Ｎ水酸化ナトリウム１ｍＬを加えた。この溶液に、ヒアルロン酸中の二糖単位と等量の２−イソシアネートエチルメタクリレート（カレンズＭＯＩ／昭和電工（株）社製）０．３８ｇを滴下し、室温にて８時間撹拌し反応を完了させた。反応終了後、５Ｎ塩酸１００μＬを加え、さらに室温にて８時間撹拌し中和処理を行った。
【００６４】
当該溶液に３００ｍＬのエタノールおよび２００ｍＬの酢酸エチルを注ぎ入れ、生じた沈殿を濾過した。
【００６５】
得られた沈殿物をさらに酢酸エチルにて３回洗浄し、精製後減圧乾燥することにより、メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末（化合物５）１．２８ｇを得た。
【００６６】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末が化合物５であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．７９（ｓ），１．８８（ｓ），３．２１（ｍ），３．３８（ｍ），３．６０（ｍ），３．７０（ｍ），４．１１（ｍ），４．３４（ｍ），４．４２（ｍ），５．５９（ｓ），６．００（ｓ）．
【００６７】
（実施例２／イソシアネート型メタクリル化ヒアルロン酸（化合物６）の合成）
（メタ）アクリル化イソシアネートとして、２−（２−イソシアネートエチルオキシ）エチルメタクリレート（カレンズＭＯＩ−ＥＧ／昭和電工（株）社製）０．４８ｇを使用した以外は、実施例１と同様の方法で、メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末（化合物６）１．２５ｇを得た。
【００６８】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末が化合物６であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＨＭｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．２０（ｍ），１．８１（ｓ），１．８８（ｓ），３．２３（ｍ），３．３８（ｍ），３．５８（ｍ），３．７０（ｍ），４．２１（ｍ），５．６１（ｓ），６．０２（ｓ）．
【００６９】
（比較例１／グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の合成（１））
（メタ）アクリル化イソシアネートの代わりにメタクリル酸グリシジル０．３４ｇを用いた以外は、実施例１と同様の方法で、グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末０．７１ｇを得た。
【００７０】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末がグリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．２２（ｍ），１．８８（ｓ），３．２２（ｍ），３．３８（ｍ），３．５９（ｍ），３．７０（ｍ），４．３４（ｍ），４．４２（ｍ），５．６２（ｓ），６．０５（ｓ）．
【００７１】
（比較例２／グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の合成（２））
メタクリル酸グリシジルの添加量を０．６８ｇ、反応時間を比較例１の三倍となる２４時間とした以外は、比較例１と同様の方法で、グリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸の白色粉末１．０６ｇを得た。
【００７２】
得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲ分析結果は以下のとおりであった。上記で得られた白色粉末がグリシジル型メタクリル化ヒアルロン酸であることが確認された。得られたメタクリル化ヒアルロン酸の評価結果を表１に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ）：δ１．８１（ｓ），１．８８（ｓ），３．２２（ｍ），３．３８（ｍ），３．５９（ｍ），３．７０（ｍ），４．１６（ｂｒ ｓ），４．３３（ｍ），４．４１（ｍ），５．６２（ｓ），６．０５（ｓ）．
【００７３】
（実施例３、４／ヒアルロン酸ヒドロゲルＩ、ＩＩの形成）
実施例１および２で合成したメタクリル化ヒアルロン酸の各々０．２ｇを精製水１０ｍＬに溶解し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム０．０５ｇを加えた。各々の溶液にテトラメチルエチレンジアミンを１０μＬ／ｍＬ添加し、ボルテックスミキサーにて混合後、コンタクトレンズ形成用成形型に分注し、室温にて５時間静置し、コンタクトレンズ形状の重合体を得た。
【００７４】
各々の重合体を成形型より取出した後、室温の精製水に５時間浸漬し水和膨潤させ、ヒアルロン酸ヒドロゲルＩおよびＩＩを得た。得られたヒドロゲルの評価結果を表１に示す。
【００７５】
（比較例３／ヒアルロン酸ヒドロゲルＩＩＩの形成）
比較例２で合成したヒアルロン酸ヒドロゲルを用い、実施例３および４と同様の方法にてヒアルロン酸ヒドロゲルＩＩＩを得た。得られたヒドロゲルの評価結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
以上、本発明の重合性ヒアルロン酸誘導体の合成方法は、従前のものに比べ、短時間の反応で合成することにより、ヒアルロン酸部の分子量の低下やばらつきを軽減でき、かつ、所望の数の（メタ）アクリル基を容易に導入することができる。
【００７８】
さらに、当該重合性ヒアルロン酸誘導体を重合してなるヒアルロン酸ヒドロゲルは、形状保持性および透明性に優れ、生分解性速度も安定なものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有する重合性ヒアルロン酸誘導体。
【請求項２】
下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される、請求項１に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体。
【請求項３】
下記一般式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ｙは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される、請求項１に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲル。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含む、コンタクトレンズ。
【請求項１】
ヒアルロン酸の一級水酸基にウレタン結合させた、置換されていてもよい（メタ）アクリル酸アルキルイソシアネートまたは（メタ）アクリル酸アルキルオキシアルキルイソシアネートを有する重合性ヒアルロン酸誘導体。
【請求項２】
下記一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される、請求項１に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体。
【請求項３】
下記一般式（２）
【化２】
（式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し；Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し；ｘは１〜４の整数を表し；ｙは１〜４の整数を表し；ならびに、ｎは５００〜５０００を表す。）
で示される、請求項１に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体の重合体を含むヒアルロン酸ヒドロゲル。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の重合性ヒアルロン酸誘導体と該重合性ヒアルロン酸誘導体と共重合可能な重合性モノマーとの共重合体を含む、コンタクトレンズ。
【公開番号】特開２０１３−５６９５５（Ｐ２０１３−５６９５５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４６８１（Ｐ２０１１−１９４６８１）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００１３１２４５）株式会社シード (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００１３１２４５）株式会社シード (30)
【Ｆターム（参考）】
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