JP2000007735A - 紫外線吸収性基材 - Google Patents
紫外線吸収性基材Info
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Abstract
使用したときに紫外線吸収剤の溶出が起きにくく、合成
が容易で、紫外線吸収に優れるとともにレンズ挿入時に
レンズが扱いやすく、眼内での挙動も比較的穏やかに開
くことを備えた紫外線吸収性基材を提供する。 【構成】 式(II) 【化1】 で示されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収モノマーと
ビニル系共重合性モノマーとが共重合した紫外線吸収性
基材。式中、XはHまたはハロゲンであり、R1はH,
もしくは炭素数1〜6のアルキルよりなる群から選択さ
れ、R2及びR3は直鎖または枝分かれ鎖状のC1〜C10
アルキレンであり、R4はHまたはCH3を示す。
Description
合体を使用した眼用レンズの材質に関するものである。
が、白内障の手術においては水晶体の代わりとして眼内
レンズ等の眼用レンズが使用されてきた。この眼用レン
ズの基材は性質により種々に分けることができる。代表
的な基材としては非含水性で分子間の距離が狭く、硬い
材質のものであるポリメチルメタクリレート(PMM
A)や、含水性を持ち比較的分子間の距離が広いポリヒ
ドロキシエチルメタクリレート(PHEMA)が挙げら
れる。しかしながらこの両者とも水晶体のように紫外線
を吸収する術を持っていないため、紫外線を吸収する性
質を付与せしめた眼内レンズが、種々提案されている。
ール系の紫外線吸収剤が基材に添加されている。これ
は、基材と物理的に結合しているだけであるが、PMM
Aに代表されるような硬いポリマ−は、分子間の距離が
紫外線吸収剤が抜けない程度に詰まっており、紫外線吸
収材が溶出しにくくなっている。
に代表されるような含水性のポリマーや、柔らかい材料
では、分子間の距離が比較的広くなっており、分子量の
小さい紫外線吸収剤では溶出が起こり、その効果が無く
なってしまう。このような問題を防ぐために、いくつか
の方法が開示されているが、いずれも合成操作が、煩雑
であったり、溶出量が多かったり、必要とする波長吸収
特性に対して不満足であったりする。
比較的広い基材においても紫外線吸収剤が溶出すること
なく、安定して紫外線を吸収できる紫外線吸収性基材を
提供することを技術課題とする。また、この紫外線吸収
性基材を用いた眼用レンズを提供するにあたって、最適
な波長吸収領域を持ち、レンズ挿入時にレンズが扱いや
すく、眼内での挙動も比較的穏やかに開くとともに、十
分な強度を備えた紫外線吸収性基材を提供することを目
的とする。
するために以下のような特徴を備える。
ビニル系共重合性モノマーとが共重合した紫外線吸収性
基材。式中、XはHまたはハロゲンであり、R1はH、
もしくは炭素数1〜6のアルキルよりなる群から選択さ
れ、R2及びR3は直鎖または枝分かれ鎖状のC1〜C10
アルキレンであり、R4はHまたはCH3を示す。また、
R1のアルキルは好ましくは炭素数4〜6のt−アルキ
ルから選択されるのが望ましい。
−ヒドロキシ−5−メタクリロキシ(2´−ヒドロキシ
−3´−プロポキシ)プロピル−3−t−ブチルフェニ
ル]−2H−ベンゾトリアゾール(すなわち、式(I)
においてX=H、R1=-C(CH3)3、R2=-C3H
6-、R3=-CH2-、R4=-CH3)である紫外線吸収モ
ノマーを共重合するビニル系共重合体である紫外線吸収
性基材である。
ビニル系共重合性モノマーとが共重合された紫外線吸収
性基材。式中、XはHまたはハロゲンであり、R 1は
H,もしくは炭素数1〜6のアルキルよりなる群から選
択され、R2及びR3は直鎖または枝分かれ鎖状のC1〜
C10アルキレンであり、R4はHまたはCH3を示す。ま
た、R1のアルキルは好ましくは炭素数4〜6のt−ア
ルキルから選択されるのが望ましい。
−ヒドロキシ−5−メタクリロキシ(2´−ヒドロキシ
−3´−プロポキシ)(1´−オキソプロピル)−3−
t−ブチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(す
なわち、式(II)においてX=H、R1=-C(C
H3)3、R2=-C2H4-、R3=-CH2-、R4=-CH3)
である紫外線吸収モノマーを共重合するビニル系共重合
体である紫外線吸収性基材である。
及び(4)に記載の紫外線吸収性基材において、2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレートを70〜90重量%の割
合で共重合するビニル系共重合体からなることを特徴と
する。
チルメタクリレートが共重合されており、前記エチルメ
タクリレートを8〜20重量%の割合で共重合するビニ
ル系共重合体からなることを特徴とする。
記紫外線吸収モノマーを0.3〜5.5重量%の割合で
共重合するビニル系共重合体からなる紫外線吸収性基
材。
用レンズ形成用であることを特徴とする。
される化合物は、フェニルベンゾトリアゾール末端がカ
ルボキシル基またはヒドロキシル基である化合物に、グ
リシジル基を持つビニル系モノマーを開裂反応させるこ
とにより、容易に合成する事ができる。フェニルベンゾ
トリアゾール末端がカルボキシル基またはヒドロキシル
基を持つ化合物とは、例えば下式(III)
系共重合性モノマーはエチルメタクリレートと2−ヒド
ロキシエチルメタクリレートの共重合物であるが、従来
から公知の各種ビニル系共重合性モノマーを使用するこ
とができ、例えば、以下に挙げるものを使用することが
できる。なお、表記上「・・・(メタ)アクリレート」
とあるのは「・・・アクリレート」または「メタクリレ
ート」を表す。
ル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレー
ト、n−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル
(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレー
ト、n−ペンチル(メタ)アクリレート、tert−ペンチ
ル(メタ)アクリレ−ト、ヘキシル(メタ)アクリレー
ト、2−メチルブチル(メタ)アクリレート、ヘプチル
(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレー
ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル
(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、
ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)ア
クリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シ
クロヘキシル(メタ)アクリレート等の直鎖状、分岐鎖
状、環状のアルキル(メタ)アクリルレート類、シリコ
ン含有(メタ)アクリレート類を挙げることができる。
する場合には、例えば、以下に挙げるものを使用するこ
とができる。N−ビニルピロリドン、α−メチレン−N
−メチルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等のN
−ビニルラクタム類;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、ジヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、ジヒドロキシブチル(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、トリエチレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アク
リレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート類;(メ
タ)アクリル酸;(メタ)アクリルアミド、N−メチル
(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリル
アミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミ
ド、N,N−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−エチルアミノ
エチル(メタ)アクリルアミド類等を挙げることができ
る。
能であり、例えば、エチルメタクリレートとメチルメタ
クリレートの共重合物、2−エチルヘキシルメタクリレ
ートとブチルメタクリレートの共重合物、2−エチルヘ
キシルメタクリレートとドデシルメタクリレートの共重
合の組み合わせ等が挙げられる。
て、エチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート等に代表される架
橋剤を添加することもできる。
キシ−5−メタクリロキシ(2´−ヒドロキシ−3´−
プロポキシ)プロピル−3−t−ブチルフェニル]−2
H−ベンゾトリアゾールの合成方法。
た物質、下式(V)を含む市販品(チヌビン213)を
得る。
l中に攪拌しながら入れ、フェニルベンゾトリアゾール
末端がカルボン酸塩となった生成物を得る。さらに、上
記の溶液中に5NのHCl水溶液を滴下する。300m
l強入れたところで下式(III)のようなフェニルトリ
アゾール末端がカルボキシル基の白色沈殿物が析出し初
めた。その後、合計500mlのHCl水溶液を滴下し
て上記の白色沈殿物を含んだ混濁液を得た。
拌しながら滴下する。混濁(白色沈殿物)が消えたとこ
ろで酢酸エチルを滴下するのをやめる。この時、有機層
と水層とに分離しているため有機層を取り出し、純水で
洗浄する。純水で2、3回洗浄した後、脱溶媒(酢酸エ
チル)をして固形化したカルボン酸を得る。
9.8%以上のメタノールの混合溶液(50:50)を上
記で得られた固形化したカルボン酸にすこしずつ滴下し
溶解させた後、再結晶法により結晶物を得る。
gを無水エーテルに入れ溶解させる。次に、LiAlH
4還元剤を0.49g添加し、温度を35〜38℃で保
ちながら12時間程還流させる。還流後、酢酸エチルを
2.6ml滴下し、続いて純水を約1ml滴下する。次
に1NのHClを数滴滴下させ、pHを3.0〜4.0
に調整する。調整後、溶液を純水で洗浄する。洗浄した
らエーテル層を取り出し、ろ過する。このような操作を
2〜3回繰返した後、エーテル層を脱溶媒し、下式(I
V)ようなフェニルベンゾトリアゾール末端をヒドロキ
シル基にした生成物を得る。
れ、アルカリ条件下で温度80〜90℃に保ちながら5
時間攪拌する。反応終了後、これに酢酸エチルを加え、
ろ過し、脱溶媒することで下式(VI)ような合成物を得
る。
−メタクリロキシ(2´−ヒドロキシ−3´−プロポキ
シ)(1´−オキソプロピル)−3−t−ブチルフェニ
ル]−2H−ベンゾトリアゾールの合成方法。
た物質、下式(V)を含む市販品(チヌビン213)を
得る。
l中に攪拌しながら入れ、フェニルベンゾトリアゾール
末端がカルボン酸塩となった生成物を得る。さらに、上
記の溶液中に5NのHCl水溶液を滴下する。300m
l強入れたところで下式(III)のようなフェニルトリ
アゾール末端がカルボキシル基の白色沈殿物が析出し初
めた。その後、合計500mlのHCl水溶液を滴下し
て上記の白色沈殿物を含んだ混濁液を得た。
酸エチルを攪拌しながら滴下する。混濁(白色沈殿物)
が消えたところで酢酸エチルを滴下するのをやめる。こ
の時で有機層と水層とに分離しているため有機層を取り
出し、純水で洗浄する。水で2、3回洗浄した後、脱溶
媒(酢酸エチル)をし固形化しカルボン酸を得る。
以上のメタノールの混合溶液(50:50)を上記で得
られた固形化したカルボン酸にすこしずつ滴下し溶解さ
せた後、再結晶法により結晶物を得る。
酸グリシジル中に入れ、アルカリ条件下で温度80〜9
0度に保ちながら5時間攪拌する。反応終了後、これに
酢酸エチルを加え、ろ過し、脱溶媒することで下式(VI
I)のような生成物を得る。
ーを2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)
中に1重量%添加し、試験管に入れ、恒温槽にて50℃
(24h)、60℃(24h)、70℃(24h)、エ
アーオーブンにて100℃(24h)で熱重合させる。
その後、オートクレーブを121℃、30分程行い、熱
重合を完了させる。
の紫外領域の吸光度を測定することで、紫外線吸収剤
(紫外線吸収モノマー)の溶出の確認をした。その結果
を図1に示す。この結果から明らかなように紫外線吸収
剤と考えられる溶出はなかった。
HEMA中に1重量%添加し、重合固化させたものの光
線透過特性を測定した。その結果を図2に示す。この結
果から明らかなように紫外線の吸収がみられた。
外線吸収性モノマーと、2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート(HEMA)、エチルメタクリレート(EMA)
を共重合させる。
8.5144g(12.5重量%)を混合させた溶液中に架橋剤エ
チレングリコールジメタクリレート(EGDMA)1.69
79g(2.5重量%)、重合開始剤AIBN0.0146g(0.02
重量%)、実施例2にて得られた紫外線吸収性モノマー
2.350g(2.98重量%)を入れ、良く攪拌し、恒温槽にて
50℃(24h)、60℃(24h)、70℃(24
h)、エアーオーブンにて100℃(24h)で熱重合
させる。その後、オートクレーブを121℃、30分程
行い、熱重合を完了させた。
性基材を用いて眼内レンズを製造する方法を以下に述べ
る。ここで具体的には1ピースレンズの製造方法を述べ
る。まず、紫外線吸収性基材を一定の厚さの板状にし、
そこから眼内レンズの基(コア)となるものを円盤状に
切り抜いていく。つぎに円盤状に切り抜いたコアをジグ
に取付ける。取付けが終わったらコアの片面を実際の眼
内レンズの形状に旋削加工していく。片面の加工が終了
したらジグからコアを取り外し、反対面を旋削加工でき
るようにもう一度ジグに取付ける。取付けが終わったら
反対面を先程と同じように眼内レンズの形状に旋削加工
していく。両面が仕上がったら研磨し、洗浄を行い、表
面、寸法、光学性能、外観等の検査を経て完成となる。
持部が一体形成されている1ピースレンズであったが、
その他にも光学部と支持部が別々に作られ、後から一体
化させる3ピースレンズ等がある。この3ピースレンズ
は同一材質からなるものと異なった材質からできている
ものがあり、同一材質のものはもちろんのこと異なった
材質においてもそれぞれに本発明の紫外線吸収モノマー
を重合させ使用することができる。
当たって、素材となる紫外線吸収性基材の原料配分比を
決定するため、以下のような比較実験を行った。
せず、HEMAとEMAの混合比を変えて共重合させた
ものの特性を図3に示す。
間で変化させ、5種類の配合比率で評価実験を行ったデ
ータを示す。共重合成分としては、EMAを8〜30重
量%とし、架橋剤としてEGDMAを0〜2重量%の割
合で添加した。また、重合開始剤は若干量だけ入れてあ
る。評価方法としては、合成された基材を直径6.0mm、
レンズ表面の曲率半径8.0mm、コバ厚0.35mmの眼内レン
ズの光学部を作製し、約30分間オートクレーブ滅菌を
行って十分水和させたものを使用し、曲げに要する力
と、解放速度について測定した。
に必要な力の重要な指針となる。測定方法は、眼内レン
ズの一端を秤の測定面に接地させ、他端をピンセットで
U字形状に曲げていったときの秤の目盛りを読んで行っ
た。測定時の変形量は、レンズの両端が接する直前まで
変形させており、この変形量におけるときの秤の目盛り
を曲げに要する力として測定した。
示す指針となる。測定は両端が接するぐらいの変形量を
与えたレンズをピンセットで挟み、変形を維持したまま
約25℃の水中へ入れ、水中でピンセットが開くことに
よってレンズの変形を解放した時に、基の形状に戻るま
での復元時間を計測して行った。元の形状に戻ったこと
の確認は目視で行った。
ようにHEMAの配合比率を少なくすると、曲げに要す
る力が大きくなるとともに解放速度は遅くなる。逆に配
分比2または4のようにHEMAの配合比率を多くする
と、曲げに要する力は小さくなり解放速度は速くなる。
また、曲げに要する力は、HEMAとEMAの配合比率
にほぼ比例していることが分かる。
は5の場合は、添加しなかった場合の配分比2または4
と比較して、曲げに要する力が大きくなり、解放速度が
速くなる傾向があることが分かる。また、HEMAの組
成割合が60〜95重量%であれば十分に眼用レンズと
して使用できるが、眼内レンズ挿入手術において最も扱
いやすい変形可能な眼内レンズは、曲げに要する力が約
50〜150g程度であり、解放速度が数秒〜数十秒程
度であることから、実験の結果、最適な配合比率は、H
EMAが80〜90重量%前後のものであることが分か
る。
モノマーの配分を変えたときの吸収波長領域のの変化と
波長吸収率の変化を図4に示す。使用した紫外線吸収モ
ノマーは実施例2にて得られたものを使用した。図4は
HEMA、EMA、EGDMAの重量配分比(重量部)
を85:13:2とし、そこに紫外線吸収性モノマーを
入れた後、共重合させ硬化したものを分光光度計によっ
て測定した結果を示したものである。ここでY軸は透過
率、X軸は波長領域を示している。HEMA、EMA、
EGDMAの重量部が85:13:2に対し、紫外線吸
収モノマーの重量部が、0(実験a 0重量%)、0.
1(実験b 0.099重量%)、0.3(実験c 0.299重
量%)、0.5(実験d 0.497重量%)、1(実験e
0.990重量%)、2(実験f 1.960重量%)、3(実
験g 2.912重量%)、4(実験h 3.846重量%)、5
(実験i 4.761重量%)、6(実験j 5.660重量
%)、10(実験k9.090重量%)の11種類を用意し
て行った。
外線吸収性基材の条件は、紫外領域をなるべく多く吸収
することと、眼内レンズを挿入したときの色の見え具合
が、水晶体が存在していたときとあまり変わらないこと
が挙げられる。これらのことを考慮した上で実験の結果
を判断すると、紫外線吸収モノマーの重量配分比は0.
1〜10(実験b〜実験k)まで使用可能であるが、最
適な眼内レンズを提供するには0.3〜6(実験d〜実
験j 約0.3〜5.5重量%)の範囲で紫外線吸収モノマ
ーを添加、共重合させるのが望ましい。またこの時のH
EMAの配分比率は約70〜90重量%、EMAが約8
〜20重量%となる。
簡単で分子間の比較的広い基材においても紫外線吸収剤
が溶出することなく安定して紫外線を吸収できるととも
に、眼内レンズを提供するにあたって、最適な波長吸収
領域を持ち、レンズ挿入時にレンズが扱いやすく、眼内
での挙動も比較的穏やかに開くとともに、十分な強度を
備えた紫外線吸収性基材を提供できる。
合固化させ、煮沸による紫外線吸収剤の溶出を分光光度
計測定した図である。
合固化させたものの光線透過特性を示した図である。
果である。
マーの配分比を変化させたときの実験結果である。
Claims (9)
- 【請求項1】 式(I) 【化1】 で示されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収モノマーと
ビニル系共重合性モノマーとが共重合した紫外線吸収性
基材。式中、XはHまたはハロゲンであり、R1はH、
もしくは炭素数1〜6のアルキルよりなる群から選択さ
れ、R2及びR3は直鎖または枝分かれ鎖状のC1〜C10
アルキレンであり、R4はHまたはCH3を示す。 - 【請求項2】 2−[2−ヒドロキシ−5−メタクリロ
キシ(2´−ヒドロキシ−3´−プロポキシ)プロピル
−3−t−ブチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾー
ルである紫外線吸収モノマーを共重合するビニル系共重
合体である請求項1記載の紫外線吸収性基材。 - 【請求項3】 式(II) 【化2】 で示されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収モノマーと
ビニル系共重合性モノマーとが共重合した紫外線吸収性
基材。式中、XはHまたはハロゲンであり、R1はH,
もしくは炭素数1〜6のアルキルよりなる群から選択さ
れ、R2及びR3は直鎖または枝分かれ鎖状のC1〜C10
アルキレンであり、R4はHまたはCH3を示す。 - 【請求項4】 2−[2−ヒドロキシ−5−メタクリロ
キシ(2´−ヒドロキシ−3´−プロポキシ)(1´−
オキソプロピル)−3−t−ブチルフェニル]−2H−
ベンゾトリアゾールである紫外線吸収モノマーを共重合
するビニル系共重合体である請求項3記載の紫外線吸収
性基材。 - 【請求項5】 請求項2若しくは請求項4記載の紫外線
吸収性基材は、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを
70〜90重量%の割合で共重合するビニル系共重合体
からなる紫外線吸収性基材。 - 【請求項6】 請求項5の紫外線吸収性基材は、エチル
メタクリレートが共重合されており、前記エチルメタク
リレートを8〜20重量%の割合で共重合するビニル系
共重合体からなる紫外線吸収性基材。 - 【請求項7】 請求項6の紫外線吸収性基材は、前記紫
外線吸収モノマーを0.3〜5.5重量%の割合で共重
合するビニル系共重合体からなる紫外線吸収性基材。 - 【請求項8】 請求項7の紫外線吸収性基材は、眼用レ
ンズ形成用である紫外線吸収性基材。 - 【請求項9】 フェニルベンゾトリアゾール末端がカル
ボキシル基またはヒドロキシル基である化合物に、グリ
シジル基を持つビニル系モノマーを開裂反応させること
により生成される紫外線吸収モノマーを共重合するビニ
ル系共重合体からなる紫外線吸収性基材。
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