JP3206004B2 - 改良された高屈折率の眼科用レンズ材料 - Google Patents
改良された高屈折率の眼科用レンズ材料Info
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Description
に、本発明は、眼内レンズ(「IOL」)材料としての使
用に適する、軟質で高屈折率の眼科用レンズ材料に関す
る。
曲げ可能な、人工レンズ用途に適切な材料の開発の重要
性が増している。一般に、これらの材料は3種類に分類
される:ヒドロゲル、シリコーン、およびアクリルであ
る。
めの他の材料に比して望ましくない。なぜなら所定の屈
折率を得るためには他の材料より厚い眼内レンズオプテ
ィック(optic)になるからである。シリコーン材料は
一般的にヒドロゲルよりも高い屈折率を有するが、眼の
中で、折り畳んだ位置で配置された後で急激に開きやす
い。急激に開くことは角膜内皮を潜在的に傷つけ得、お
よび/または天然の水晶体嚢を破裂させ得る。アクリル
材料は、代表的には比較的高い屈折率を有し、そしてシ
リコーン材料に比較してゆっくりまたは制御可能に開く
ので望ましい。
する高屈折率のアクリル材料を開示する。これらのアク
リル材料は、主成分として、2つのアリールアクリルモ
ノマーを含む。これらのアクリル材料から作られるIOL
は小切開を通して挿入する際に丸めるかまたは折り曲げ
ることができる。
料を開示する。これらの材料は、主成分として2つのア
クリルモノマー(これらはそれぞれの単独重合体の特性
で定義される)を含有する。第1のモノマーは、その単
独重合体が少なくとも約1.50の屈折率を有するモノマー
として定義される。第2のモノマーは、その単独重合体
のガラス転移温度が約22℃未満であることにより定義さ
れる。これらのIOL材料はまた架橋成分を含有する。さ
らに、これらの材料は、任意に、前記3成分とは異な
る、親水性モノマー由来の第4の成分を含有し得る。こ
れらの材料は好ましくは総量として約15重量%未満の親
水性成分を有する。
材料が発見された。これはIOLとしての用途に特に適す
るが、また、コンタクトレンズ、人工角膜、および角膜
リング、またはインレーのような他の眼科用デバイスと
しても有用である。これらの材料はただ2つの主成分を
含む:1つはアリールアクリル疎水性モノマーでありそし
てもう1つは親水性モノマーである。本発明の材料は、
その主要な2つのモノマー成分を少なくとも約90重量%
含む共重合体である;ただし親水性成分の量はアリール
アクリル疎水性成分の量よりも多くない。その材料の残
りは、10重量%まで1種以上の任意成分(例えば、架橋
性成分、UV光吸収成分、および青色光吸収成分)を含
む。
能なIOL材料としての使用に適するアクリル共重合体が
ただ1つの主要なアクリル疎水性モノマーと1つの主要
な親水性モノマーを用いて合成され得るということの発
見に基づいている。
料として有用な他のアクリル共重合体とは違って、本発
明の共重合体が実質的に生理学的環境中でグリスニング
(glistening)がないことの発見に基づいている。
モノマー成分を含む共重合体である:その2つの成分は
アリールアクリル疎水性成分と親水性成分である。
水性モノマーは、以下の式を有する ここで:XはHまたはCH3であり; mは0〜6であり; Yは存在しないか、O、S、またはNRであり、ここで
RはH、CH3、CnH2n+1(n=1〜10)、iso−OC3H7、C6
H5、またはCH2C6H5であり;そして Arは置換されていないかまたは、H、CH3、C2H5、n
−C3H7、iso−C3H7、OCH3、C6H11、Cl、Br、C6H5、また
はCH2C6H5、により置換されたものであり得る芳香環で
ある。
載されている。その内容の全体を本明細書中で参考とし
て援用する。本発明の材料に使用する、好ましいアリー
ルアクリル疎水性モノマーは、mが2〜4、Yが存在し
ないかOであり、そしてArがフェニルであるモノマーで
ある。最も好ましくは2−フェニルエチルアクリレート
および4−フェニルブチルメタクリレートである。
マーの単独重合体の平衡含水率は、雰囲気条件下で脱イ
オン水中での重量で測定して、3重量%未満であり、好
ましくは2重量%未満である。
1つの反応性不飽和官能基を含有する。好ましくは、こ
の反応性不飽和官能基はビニル基、アクリレート基また
はメタクリレート基である。
合体は、雰囲気条件下で脱イオン水中での重量で測定し
て、平衡含水率が少なくとも10重量%であり、そして好
ましくは少なくとも25重量%である。
−ヒドロキシエチルアクリレート;2−ヒドロキシエチル
メタクリレート;2−N−エチルアクリレートピロリド
ン;2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレー
ト;2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート;2,3−ジ
ヒドロキシプロピルメタクリレート;2−N−ビニルピロ
リドン;ポリエチレンオキサイド:200モノメチルエーテ
ルモノメタクリレート;ポリエチレンオキサイド:200モ
ノメタクリレート;ポリエチレンオキサイド:1000ジメ
タクリレートが挙げられる。
−ヒドロキシエチルアクリレート;2−ヒドロキシエチル
メタクリレート;およびポリエチレンオキサイド:1000
ジメタクリレートが挙げられる。
て約90重量%以上含む共重合体であり、ただし親水性成
分の量がアリールアクリル疎水性成分よりも多くないこ
とを条件とする。
重合体に使用される共重合可能な架橋剤は、1より多い
不飽和基を有する任意の末端エチレン性不飽和化合物で
あり得る。架橋性モノマーの組合せもまた適切である。
適切な架橋剤としては、例えば:エチレングリコールジ
メタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレー
ト、アリルメタクリレート、1,3−プロパンジオールジ
メタクリレート、アリルメタクリレート、1,6−ヘキサ
ンジオールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジ
メタクリレートなどが挙げられる。好ましい架橋剤は1,
4−ブタンジオールジアクリレート(BDDA)である。一
般的に、架橋性成分の量は少なくとも0.1重量%であ
る。
および1種以上の架橋性成分に加えて、本発明のレンズ
材料はまた総量として約10重量%までの任意成分(これ
は他の役割、例えば、重合開始剤および反応性UVおよび
/または青色光吸収剤としての役割を果たす)を含み得
る。
ある。例えば、t−ブチル(パーオキシ−2−エチル)
ヘキサノエートおよびジ−(t−ブチルシクロヘキシ
ル)パーオキシジカーボネート(Akzo Chemicals Inc.,
(Chicago,Illinois)から、Perkadox 16として市販さ
れている)である。開始剤は代表的には約5重量%また
はそれ以下の量で存在する。
−3′−メタリル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリ
アゾールである。o−Methallyl Tinuvin P(「oMT
P」)として、Polysciences Inc.,(Warrington,Pennsy
lvania)から市販されている。UV吸収剤は代表的には約
0.1〜5重量%の量で存在する。
た同時係属中の米国特許出願番号08/138,663号(その全
体の内容は本明細書中にて参考として援用する)に記載
されている化合物である。青色光吸収剤は代表的には約
0.01〜0.5重量%の量で存在する。
成分の種類および量の特定の組合せは、眼科用レンズの
完成品に望まれる物性により決定される。好ましくは、
成分と比率は、本発明の改良されたアクリルレンズ材料
が以下の物性(すなわち、本発明の材料が、5mmまたは
それより小さい切開部を通して挿入されるIOLに使用す
るのに特に適切となるような物性)を有するように、選
択される。
源)で測定したとき、好ましくは、少なくとも約1.50の
屈折率を有する。屈折率が1.50より低い材料から作られ
たオプティックは、屈折率がより高い材料から作られた
同様の性能をもつオプティックよりも、必然的に厚くな
る。そのために、約1.50より低い屈折率を有する材料か
ら作られたIOLオプティックは、一般的に、IOLを移植す
る際に比較的大きな切開が必要となる。
を折り畳むときおよび開くときの性能に影響し、好まし
くは約−20℃から+25℃の間であり、より好ましくは約
−5℃から+16℃の間である。Tgは示差走査熱量測定に
よって10℃/分にて測定され、そしてまた、熱流束曲線
(heat flux curve)の転移の中央にて決定される。
しくは少なくとも200%であり、そして最も好ましくは3
00%と600%との間である。この性能は、レンズが通常
折り曲げられたときに、ひび割れたり、裂けたり、また
は割れたりしないことを示す。ポリマー試料の伸び率
は、全長20mm、グリップ部の長さ4.88mm、全体の幅2.49
mm、狭い部分の幅0.833mm、フィレット半径8.83mm、お
よび厚み0.9mmのダンベル形状の引張試験用試験片にて
測定される。サンプルの試験は、23±2℃および相対湿
度50±5%の標準実験室条件下で、Instron Material T
ester 1122モデルで2000グラムのロードセルを用いて行
われる。グリップ間隔を14mmにセットし、そしてクロス
ヘッド速度を20mm/分にセットし、そしてサンプルを700
%の伸びまでまたは破断するまで引っ張る。伸び率(歪
み)はもとのグリップ間距離に対する変位の割合として
報告される。弾性率は応力−歪み曲線の100%の歪みの
時点での瞬間的な傾きとして計算される。応力はそのサ
ンプルに対する最大荷重、代表的には破壊時の荷重とし
て計算される。
リスニングがない。グリスニングはレンズ内の水蒸気の
凝縮の結果である。グリスニングはアクリル材料から製
造されるIOLの機能または性能に有害な効果を有しない
とはいえ、美容の点から最小にしまたはなくすことが望
ましい。平均的な生理学的温度は約37℃である。この温
度で、湿気または液体のある環境下では、本発明の材料
は実質的にグリスニングがない。「実質的にない」こと
が何を意味するかを定量化することは難しい。しかしな
がら、ある程度の意味の枠組を提供するために、本明細
書中で用いる「実質的にグリスニングがない」とは、下
記の試験において評価したときに、材料のグリスニング
が平均としてmm2あたり約1〜2を下回ることをおおむ
ね意味する。一般的に、mm2あたりのグリスニングの数
は1よりもはるかに少ない。
部にスライドグラスを備えた、脱イオン水で満たされた
試験チャンバー内にレンズの試験片を置いて測定され
る。チャンバーを、37±1℃にて7±1日間、および14
±2日間、可視化のために水浴中に置く。次いで、チャ
ンバーを37±1℃の加熱顕微鏡のステージに載せ、そし
て透過光を40から200倍の倍率で可視化する。
開を通して適合できるような小さい横断面に丸められ得
または折り曲げられ得る任意の設計であり得る。例え
ば、IOLはワンピース(one piece)またはマルチピース
(multipiece)の設計として知られるものであり得、そ
してオプティック成分およびヘパティック(hepatic)
成分を含有し得る。オプティックはレンズとして働く部
位であり得、そしてヘパティックはオプティックに付着
し、目の中でオプティックを適切な位置に固定する腕の
ようである。オプティックおよびヘパティックは同じ材
料であり、別種の材料でもあり得る。マルチピースのレ
ンズは、オプティックおよびヘパティックが別々に製造
され、そしてその後にヘパティックがオプティックに接
着されるため、そう呼ばれている。シングルピースのレ
ンズは、オプティックおよびヘパティックがワンピース
の材料から形成されている。材料に応じて、次いでヘパ
ティックは材料から切り離され、または削り取られてIO
Lが製造される。
ズ、人工角膜、および角膜インレーまたはリングなどの
他の眼科用デバイスとしての使用にも適切である。
の実施例は説明することを意図しており、限定すること
を意図してはいない。
の例示である。実施例1から8の処方を以下のように調
製する。すべての反応性モノマーを実質的に重合禁止剤
なしで使用する。処方成分を表1の一覧の通りに組み合
せた後、それぞれの処方を撹拌しながら混合し、0.2μ
mのポリテトラフルオロエチレンフィルターを通して精
製する。そして次に、ポリプロピレン製の肉眼レンズ型
または25×12×1mmのスラブ型に以下のように注入す
る。IOL型の下型部はキャビティを有し、その容積一杯
に充填される。次いでIOL型の上型部を下型部の上に置
き、そしてそれぞれの部位に機械的に付けられた雄部お
よび雌溝を勘合することにより適切に固定する。スラブ
を製造するためには、スラブ型の下型内のキャビティを
処方物で容積一杯に充填し、そして次に上型を厳密にシ
ールするように置く。型は不活性な窒素下で、または標
準実験室雰囲気下のいずれかで充填し得る。硬化の間の
型の位置を保持するために、バネによる型締め手段を取
り付ける(assert)。型締めされた型を空気対流式オー
ブン中に置いて表1に記載した硬化条件を用いて硬化さ
せる。重合時間が終わったときに、型を開き、そして硬
化した眼内レンズまたはポリマースラブを取り出し、そ
して未反応材料をアセトンに抽出して除去する。
たはスラブをそれぞれの試験プロトコールとして適切で
あるようにして用いて、(上述したプロトコールに従っ
て)評価する。すべての、一覧に掲げた処方例には実質
的に空泡(vacuole)がなかった。
ト oMTP =o−メタリルTinuvinP BP =ベンゾイルパーオキサイド DDDA =1,12−ドデカンジオールジアクリレート GMMA =2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート TEGDA =トリエチレングリコールジアクリレート BDDA =1,4−ブタンジオールジアクリレート PEGMEMA =ポリエチレンオキシド:200モノメチルエー
テルモノメタクリレート tBPO =t−ブチル(パーオキシ−2−エチル)ヘ
キサノエート P16 =ジ−(4−tブチルシクロヘキシル)パー
オキシジカーボネート 実施例9:親水性モノマー、2−ヒドロキシ−3−フェノ
キシプロピルアクリレートの合成 1,2−エポキシ−3−フェノキシプロパン(50g)、ア
クリル酸(48g、100%過剰)、1,4−ベンゾキノン(0.0
82g)、およびテトラメチルアンモニウム臭化物(1.8
g)をフラスコに入れ撹拌しながら2時間、110〜120℃
に加熱した。反応に続いて、揮発物を0.1〜0.2mmHg、10
0℃で減圧蒸留して除いた。次いで、容器温度170〜175
℃にて粗製物を蒸留した。モノマーをMeClに溶解し、そ
して1%のNaOHで洗い、続いて水で洗った。続いて溶液
を無水MgSO4にて乾燥し、#4の濾紙で濾過し、そして
溶媒はロトバップ(rot−o−vap)にて50℃で除去し
た。
チルアクリレートの合成 ステップ1 N−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロ
リドン(NHEP)の合成:傾斜した冷却器および凝縮液用
受器を取り付けた250mlのフラスコに、2−アミノエタ
ノール107.7gおよびブチロラクトン126.6gを加えた。室
温で数分後、激しい発熱反応が起こり最高温は115℃に
なった。発熱の後、フラスコをシリコーンオイルバスに
入れて195〜200℃にて22.5時間おいて、発生した留出物
(ほとんどは水)を集めた。次いで生成物を115〜150℃
で高真空(0.1mmHgから0.15mmHg)下に置いて、揮発分
を取り除いた。その後、温度を170〜190℃まで上昇さ
せ、そして生成物(NHEP)を蒸留した。
ート(NEAP)の合成:傾斜した冷却器および凝縮液用容
器を取り付けた500mlの63口フラスコ内に71gのNHEPをメ
チルアクリレート125g、フェノチアジン4.1g、およびテ
トラブチルチタネート2.4gと共に入れた。フラスコを、
中味とともに、105〜108℃のシリコーンオイルバスに入
れ、そしてメチルアクリレート−メタノール共沸混合物
を集めた。容器を継続的に撹拌した。21時間の反応の
後、メチルアクリレート−メタノールをロトバップで65
℃にて除去し、そして120gの新たなメチルアクリレート
をフラスコの中味に加え、そして反応を継続し、反応の
総時間を48時間にした。メチルアクリレート−メタノー
ルを再びロトバップにて除去した(上記と同様)。次い
で、NEAPの粗製物を65℃にて高真空下に置き、残留メチ
ルアクリレート−メタノールを除去した。生成物を140
℃〜150℃、0.1mmHgにて蒸留した(直接テイクオーバ
ー)。
(活性度I(60〜325メッシュ))をカラム中に入れ、
そしてベンゼンにて洗った。NEAP留出物をベンゼンにて
50%重量部に希釈し、そしてカラムにかけた。さらにベ
ンゼンを流した。合計412gの溶出液が集められ、そして
ベンゼンをロトバップにて60℃で除去し、続いて22℃に
て高真空下に30分間おいた。次に、十分な脱イオン水を
NEAPに加え、モノマーの30%溶液を作製した;フェノチ
アジンのほとんどは析出した。次いで、溶液を濾過し、
そして100mlずつのエーテルで3回抽出して微量のフェ
ノチアジンを抽出した。次いで水を高速気流下、室温で
エバポレートし、続いて高真空、室温にて2時間エバポ
レートした。
Claims (27)
- 【請求項1】少なくとも150%の伸び率を有する共重合
体であって、2種のみの主要なモノマーを総量として少
なくとも90重量%含有し、ここで、その主要なモノマー
のひとつが以下の式のアリールアクリル疎水性モノマー
であり、 【化1】 ここで:XはHまたはCH3であり; mは0〜6であり; Yは存在しないか、O、S、またはNRであり、ここで、
RはH、CH3、CnH2n+1(n=1〜10)、iso−OC3H7、C6
H5、またはCH2C6H5であり;そして Arは置換されていないかまたは、H、CH3、C2H5、n−C
3H7、iso−C3H7、OCH3、C6H11、Cl、Br、C6H5、またはC
H2C6H5、により置換されたものであり得る芳香環であ
り; その単独重合体は平衡含水率が3%以下であり、 そして他方の主要なモノマーが、該アリールアクリル疎
水性モノマーの量よりも多くない量で存在し、少なくと
もひとつの反応性不飽和官能基を有する親水性のモノマ
ーであって、その単独重合体の平衡含水率は少なくとも
10%であり、 そしてここで、該共重合体がさらに、複数の重合可能な
エチレン性不飽和基を有する架橋性モノマーを含み、−
20℃〜+25℃のTgを有する、共重合体。 - 【請求項2】mが2〜4であり、Yが存在しないかまた
はOであり、そしてArがフェニルである、請求項1に記
載の共重合体。 - 【請求項3】前記アリールアクリル疎水性モノマーが、
2−フェニルエチルアクリレートおよび4−フェニルブ
チルメタクリレートからなる群から選択される、請求項
2に記載の共重合体。 - 【請求項4】前記親水性モノマーの不飽和官能基が、ビ
ニル基、アクリレート基、およびメタクリレート基から
なる群から選択される、請求項1に記載の共重合体。 - 【請求項5】前記親水性モノマーが、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート;2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト;2−N−エチルアクリレートピロリドン;2−ヒドロキ
シ−3−フェノキシプロピルアクリレート;2,3−ジヒド
ロキシプロピルメタクリレート;2−N−ビニルピロリド
ン;ポリエチレンオキサイド:200モノメチルエーテルモ
ノメタクリレート;ポリエチレンオキサイド:200モノメ
タクリレート;およびポリエチレンオキサイド:1000ジ
メタクリレートからなる群より選択される、請求項4に
記載の共重合体。 - 【請求項6】前記親水性モノマーが、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、およびポリエチレンオキサイド:1000ジメタクリレ
ートからなる群より選択される、請求項5に記載の共重
合体。 - 【請求項7】さらに、重合開始剤、反応性紫外線吸収
剤、および反応性青色光吸収剤からなる群より選択され
る1以上の成分を含む、請求項1に記載の共重合体。 - 【請求項8】少なくとも1.50以上の屈折率を有する、請
求項1に記載の共重合体。 - 【請求項9】−5℃〜+16℃のTgを有する、請求項1に
記載の共重合体。 - 【請求項10】少なくとも200%の伸び率を有する、請
求項1に記載の共重合体。 - 【請求項11】300〜600%の伸び率を有する、請求項10
に記載の共重合体。 - 【請求項12】−5℃〜+16℃のTgを有し、かつ300〜6
00%の伸び率を有する、請求項8に記載の共重合体。 - 【請求項13】少なくとも150%の伸び率を有する共重
合体を含む眼科用レンズであって、ここで、該共重合体
が、2種のみの主要なモノマーを総量として少なくとも
90重量%含有し、ここで、その主要なモノマーのひとつ
が以下の式のアリールアクリル疎水性モノマーであり、 【化2】 ここで:XはHまたはCH3であり; mは0〜6であり; Yは存在しないか、O、S、またはNRであり、ここでR
はH、CH3、CnH2n+1(n=1〜10)、iso−OC3H7、C
6H5、またはCH2C6H5であり;そして Arは置換されていないかまたは、H、CH3、C2H5、n−C
3H7、iso−C3H7、OCH3、C6H11、Cl、Br、C6H5、またはC
H2C6H5により置換されたものであり得る芳香環であ
り、; その単独重合体は平衡含水率が3%以下であり、 そして他方の主要なモノマーが、該アリールアクリル疎
水性モノマーの量よりも多くない量で存在し、少なくと
もひとつの反応性不飽和官能基を有する親水性のモノマ
ーであって、その単独重合体の平衡含水率は少なくとも
10%であり、そしてここで、該共重合体がさらに、複数
の重合可能なエチレン性不飽和基を有する架橋性モノマ
ーを含み、−20℃〜+25℃のTgを有する、眼科用レン
ズ。 - 【請求項14】前記レンズが眼内レンズである、請求項
13に記載の眼科用レンズ。 - 【請求項15】mが2〜4であり、Yが存在しないかま
たはOであり、Arがフェニルである、請求項14に記載の
眼内レンズ。 - 【請求項16】前記アリールアクリル疎水性モノマー
が、2−フェニルエチルアクリレートおよび4−フェニ
ルブチルメタクリレートからなる群から選択される、請
求項15に記載の眼内レンズ。 - 【請求項17】前記親水性モノマーの不飽和官能基が、
ビニル基、アクリレート基、およびメタクリレート基か
らなる群から選択される、請求項15に記載の眼内レン
ズ。 - 【請求項18】前記親水性モノマーが、2−ヒドロキシ
エチルアクリレート;2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト;2−N−エチルアクリレートピロリドン;2−ヒドロキ
シ−3−フェノキシプロピルアクリレート;2,3−ジヒド
ロキシプロピルメタクリレート;2−N−ビニルピロリド
ン;ポリエチレンオキサイド:200モノメチルエーテルモ
ノメタクリレート;ポリエチレンオキサイド:200モノメ
タクリレート;およびポリエチレンオキサイド:1000ジ
メタクリレートからなる群より選択される、請求項17に
記載の眼内レンズ。 - 【請求項19】前記親水性モノマーが、2−ヒドロキシ
エチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、およびポリエチレンオキサイド:1000ジメタクリ
レートからなる群より選択される、請求項18に記載の眼
内レンズ。 - 【請求項20】さらに、重合開始剤、反応性紫外線吸収
剤、および反応性青色光吸収剤からなる群より選択され
る1以上の成分を含む、請求項14に記載の眼内レンズ。 - 【請求項21】前記重合開始剤が過酸化物フリーラジカ
ル開始剤である、請求項20に記載の眼内レンズ。 - 【請求項22】前記反応性紫外線吸収剤が2−(2′−
ヒドロキシ−3′−メタリル−5′−メチルフェニル)
ベンゾトリアゾールである、請求項21に記載の眼内レン
ズ。 - 【請求項23】少なくとも1.50の屈折率を有する、請求
項14に記載の眼内レンズ。 - 【請求項24】−5℃〜+16℃のTgを有する、請求項13
に記載の眼内レンズ。 - 【請求項25】少なくとも200%の伸び率を有する、請
求項14に記載の眼内レンズ。 - 【請求項26】300〜600%の伸び率を有する、請求項25
に記載の眼内レンズ。 - 【請求項27】2−フェニルエチルアクリレートを80重
量%、2−ヒドロキシエチルメタクリレートを15重量
%、架橋性モノマー、紫外線吸収剤、および重合開始剤
を含むオプティックを有する眼内レンズ。
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