(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）：
（Ｒ１Ｒ２Ｒ３）Ｓｉ−Ｙ１−［Ｓｉ（Ｒ４Ｒ５）（Ｙ２）］ａ−Ｓｉ（Ｒ６Ｒ７）−Ｚ        （Ｉ）
〔式中、ａは１から１００であり；
Ｙ１は、１から１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の二価のアルキル連結基であり；Ｙ２は、酸素原子であり；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は独立して１から１０個の炭素の、一価の脂肪族炭化水素基、３から１０個の炭素の、一価の脂環式炭化水素基、もしくは４から１０個の炭素の、一価の芳香族の炭化水素基、または１から１０個の炭素の、一価のハロゲン化された炭化水素基であり；
Ｚは以下の一般式（ＩＩ）：
−Ｒ１１−Ｂ−Ｘ        （ＩＩ）
を持ち、
ここでＲ１１は、３から２０個の炭素原子を持つ、分岐の、二価のアルキル連結基であり；Ｂは、それぞれヘテロ原子で置換された脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、もしくは芳香族炭化水素を含む二価の、親水性の官能部分であり；Ｘは、アクリルアミド、または置換のもしくは非置換の、不飽和の、脂肪族もしくは芳香族の炭化水素、アクリラートおよびメタクリラートからなる群より選択される重合可能な基である〕
を持つ、少なくとも一つのカルボシロキサン結合を含むシリコーンモノマー。
【請求項２】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７が各々独立して１から９個の炭素原子の飽和の一価の炭化水素基、フッ素化された炭化水素、アラルキルもしくはアリールアルキル基を含む、請求項１に記載のシリコーンモノマー。
【請求項３】
Ｂが、アルキル、アルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、酸およびその塩、シアノ、チオ、ウレタン、尿素、カルボナート、カルバマート、スルホナート、スルホンアミド、およびホスファートからなる少なくとも一つの官能基を含有する、請求項１または２に記載のモノマー。
【請求項４】
Ｂが以下の二価の部分：
−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｐ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｑ−（Ｃ４Ｈ８Ｏ）ｒ−
ポリエーテル〔式中、ｐおよびｑは独立して０から１００であり、ｒは０から５０であり、かつ（ｐ＋ｑ＋ｒ）は０より大きい〕、
【化１９】
0005947875.tif 000021
ヒドロキシシクロヘキサニル、
【化２０】
0005947875.tif 000022
ヒドロキシプロパニル、
【化２１】
0005947875.tif 000023
ウレタン、
【化２２】
0005947875.tif 000024
尿素、
【化２３】
0005947875.tif 000025
尿素およびウレタン、
【化２４】
0005947875.tif 000026
カーボナート、および
【化２５】
0005947875.tif 000027
カルバマート
のうちの一つからなる群より選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコーンモノマー。
【請求項５】
Ｘがアクリルアミド、または一般式（ＩＩＩ）
【化２６】
0005947875.tif 000028
を持つ重合可能な部分であり、ここでＲ１２、Ｒ１３およびＲ１４は水素、または１から２０個の炭素の、置換のもしくは非置換の、飽和の、一価の、炭化水素基であるか、または１から２０個の炭素の、置換のもしくは非置換の、飽和の、一価の、ハロゲン化炭化水素基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモノマー。
【請求項６】
Ｂが、親水性ポリエチレングリコール部分である、以下の一般式（ＶＩＩ）：
【化２７】
0005947875.tif 000029
（ＶＩＩ）
〔式中、ｐは５より大きい〕
で表される、水溶性の、および水分散性の請求項１〜５のいずれか一項に記載のモノマー。
【請求項７】
少なくとも一つの請求項１に記載のシリコーンモノマーと少なくとも一つのヒドロゲルコモノマーとを含むシリコーンヒドロゲルコポリマー。
【請求項８】
請求項６に記載の式（ＶＩＩ）のモノマーと、親水性アクリルコモノマーおよび親水性ビニルコモノマーからなる群より選択される少なくとも一つの成分、そして任意で、架橋剤、ラジカル開始剤、抗微生物剤、ＵＶ吸収剤、生物活性剤、および着色剤とを含むシリコーンヒドロゲルコポリマー組成物。
【請求項９】
少なくとも二つの請求項１に記載のシリコーンモノマーを含み、ここで少なくとも一つのシリコーンモノマーが少なくとも一つの他のシリコーンモノマーと異なるものである、シリコーンヒドロゲルコポリマー。
【請求項１０】
少なくとも一つの請求項１に記載のシリコーンモノマーと、ビニルモノマーおよびアクリルモノマーからなる群より選択される少なくとも一つのヒドロゲルモノマーとを含むシリコーンヒドロゲルコポリマー。
【請求項１１】
アクリルモノマーが、２−ヒドロキシ−エチルメタクリラート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシエチルアクリラート（ＨＥＡ）、ヒドロキシプロピルメタクリラート、トリメチルアンモニウム２−ヒドロキシプロピルメタクリラートヒドロクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリラート、グリセロールメタクリラート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、アクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、および他のカチオン性部分および両性イオン部分を含むアクリル酸ならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１０に記載のコポリマー。
【請求項１２】
ビニルモノマーが、Ｎ−ビニル−ピロリドン、Ｎ−ビニル−カプロラクタム、Ｎ−ビニル−アセトアミド、Ｎ−ビニル−フォルムアミドおよびＮ−ビニル−イソプロピルアミド、ビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ビニルピリジンおよびビニルアルコールからなる群より選択される、請求項１０または１１に記載のコポリマー。
【請求項１３】
前記架橋剤が、エチレングリコールジメタクリラート、トリメチロイルプロパントリメタクリラート、ジエチレングリコールジメタクリラート、ビスフェノールＡジメタクリラート、ジグリシジルビスフェノールＡジメタクリラート、ジメタクリラート末端化ポリエチレングリコールおよび反応性直鎖ポリエーテル変性シリコーンからなる群より選択される、請求項８に記載のコポリマー組成物。
【請求項１４】
請求項７に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項１５】
請求項８に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項１６】
請求項９に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項１７】
請求項１０に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項１８】
請求項１１に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項１９】
請求項１２に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項２０】
請求項１３に記載のポリマーを含む、シリコーンヒドロゲルフィルム。
【請求項２１】
請求項１４に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２２】
請求項１５に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２３】
請求項１６に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２４】
請求項１７に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２５】
請求項１８に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２６】
請求項１９に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２７】
請求項２０に記載のシリコーンヒドロゲルフィルムから形成されるコンタクトレンズ。
【請求項２８】
請求項２１に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項２９】
請求項２２に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項３０】
請求項２３に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項３１】
請求項２４に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項３２】
請求項２５に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項３３】
請求項２６に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項３４】
請求項２７に記載のコンタクトレンズを製造する方法であって、前記モノマーを混合し、生じた混合物を、溶媒もしくは相溶化剤の非存在下における熱硬化法もしくは化学放射硬化法によって重合化して、透明でかつ均一なシリコーンヒドロゲルフィルムを形成する、方法。
【請求項３５】
請求項１に記載の前記モノマーと、前記少なくとも一つの追加のモノマーとの比率が１対１００〜１００対１である、請求項９に記載のシリコーンヒドロゲルコポリマー。
【請求項３６】
請求項１に記載のシリコーンモノマーの作製プロセスであって、以下の一般式（ＩＶ）：
（Ｒ１Ｒ２Ｒ３）Ｓｉ−Ｙ１−［Ｓｉ（Ｒ４Ｒ５）（Ｙ２）］ａ−Ｓｉ（Ｒ６Ｒ７）−Ｈ        （ＩＶ）
〔式中、ａは１から１００であり；
Ｙ１は、１から１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の、二価のアルキル連結基であり；
Ｙ２は、酸素原子であり；
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は独立して１から１０個の炭素の、一価の脂肪族炭化水素基、３から１０個の炭素の、一価の脂環式炭化水素基、もしくは４から１０個の炭素の、一価の芳香族炭化水素基、または１から１０個の炭素の、一価のハロゲン化された炭化水素基である〕
を持つシリコーン含有化合物を
一般式（Ｖ）：
−Ｒ１１−Ｂ−Ｍ        （Ｖ）
〔式中Ｒ１１は、３から２０個の炭素原子を持つ、分岐の、アルキル基からなる群より選択され；Ｂは、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、もしくは芳香族炭化水素、ならびにそれぞれヘテロ原子を含有する、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、もしくは芳香族炭化水素を含む、二価の、親水性の官能部分である〕
を持つ末端の不飽和基とを反応させて官能化カルボシロキサンを作製するステップであって、
ここでＢがアルキル、アルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、酸およびその塩、シアノ、チオ、ウレタン、尿素、カルボナート、カルバマート、スルホナート、スルホンアミド、ホスファート、ならびにその組み合わせからなる群より選択される官能性を含み、
Ｍがヒドロキシル、ハロゲン、エポキシおよびカルボン酸基からなる群より選択されるステップ、ならびに
前記官能化カルボシロキサンと以下の式（ＶＩ）：
【化２９】
0005947875.tif 000030
〔式中、
Ｇはハロゲン、ヒドロキシ、および１から１０個の炭素原子を持つアルキロキシからなる群より選択され、
Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は独立して、水素、１から２０個の炭素の、置換の、飽和の、一価の炭化水素、ならびに１から２０個の炭素の、非置換の、飽和の、一価の炭化水素からなる群より選択される〕
を持つアルキルアクリロイル化合物とを反応させて請求項１中の一般式（Ｉ）を持つシリコーンモノマーを作製するステップとを含む、プロセス。
【請求項３７】
前記官能化カルボシロキサンと前記アルキルアクロイル化合物との反応が少なくとも一つの第三級アミン塩基もしくは少なくとも一つのイオン交換樹脂（ＩＥＲ）と、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、イソプロピルアルコールもしくはメチルエチルケトンの溶媒との存在下で実施される、請求項３６に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加水分解安定性のカルボシロキサン結合を持つモノアクリラート官能性シリコーンモノマーおよびそれらのポリマーに関する。本発明はまた、高い酸素透過性、高い水含量、低いたんぱく質変性の性質およびｐＨの特定の範囲および温度の特定の範囲にわたる加水分解に対する強力な耐性によって特徴付けられる、バイオメディカルデバイス、特にソフトコンタクトレンズの製造に有用なヒドロゲル組成物を志向する。
【背景技術】
【０００２】
ここに述べられるすべての刊行物もしくは引用文献は、本発明の背景を説明するために提示され、その実施に関してさらなる詳細な情報を提供する。ここでのいずれのものも、先行発明のためにそのような開示に先行する権利を受けられないことの証認であると解釈されるべきではない。
【０００３】
シリコーンヒドロゲルフィルムは、その高い酸素透過性、柔軟性、快適さおよび減少された角膜合併症のために、長時間装用ソフトコンタクトレンズを作製するために使用されてきた。従来のヒドロゲル材料（例えばＨＥＭＡ）それ自体は、低い酸素透過性と持ち、そして、それらは吸着された水分子を通り抜けて眼に酸素を運ぶ。水自体は、低いＤｋ値（８０ｂａｒｒｅｒ）を持つ。１  Ｂａｒｒｅｒ＝１０−１１（ｃｍ３Ｏ２）ｃｍ  ｃｍ−２  ｓ−１  ｍｍＨｇ−１であり、ここで「ｃｍ３Ｏ２」は標準的な温度と気圧での酸素の量であり、ここで「ｃｍ」は材料の厚さを表し、そしてｃｍ−２は材料表面積の逆数である。従来のヒドロゲル材料より作製されるレンズは、大気へと長時間曝されると徐々に乾燥し、そして角膜へと運ばれる酸素の量が減少し、これにより目の炎症、充血や他の角膜合併症を引き起こし、それらはすべてその長期間の装用を制限する。
【０００４】
ソフトコンタクトレンズの快適さおよび有意に高い酸素透過性を持つシリコーンヒドロゲルはこれらの長期装用への障害を克服し、眼科レンズの領域において革新的であった。以下の特許は、長期装用のコンタクトレンズにおいて使用されるシリコーンヒドロゲルについて記載し、それらすべては参照によりそのすべての内容をここに組み入れる。米国特許第４，９５４，５８７号、米国特許第５，０１０，１４１号、米国特許第５，０７９，３１９号、米国特許第５，１１５，０５６号、米国特許第５，２６０，０００号、米国特許第５，３３６，７９７号、米国特許第５，３５８，９９５号、５，３８７，６３２号、５，４５１，６１７号、米国特許第５，４８６，５７９号および米国特許第５，９９８，４９８号。
【０００５】
米国特許第３，８０８，１７８号は、ポリシロキサニルアルキルアクリル酸エステルとアルキルアクリルエステルとの共重合化によって調製される改善された酸素透過性を持つコンタクトレンズの製造のための組成物をクレームする。開示される組成物（カラム２および３）はトリシロキサン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）とシロキシカルボ（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ）結合とを持ち、ケイ素へと結合する立体障害基の存在に関わらず、加水分解しやすい。
【０００６】
３−［トリス（トリメトキシシロキシ）シリル］プロピルメタクリラート（通常ＴＲＩＳと略される）、［（ＣＨ３）３ＳｉＯ］３Ｓｉ（ＣＨ２）３ＯＯＣＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２およびＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｈ２Ｃ＝ＣＨＣＯＮ（ＣＨ３）２の共重合化によって得られるポリマーは、良好な良好性および酸素透過性を持つ眼科用レンズの調製に有用なヒドロゲル組成物として米国特許第５，３５８，９９５号および米国特許第５，３８７，６３２号に記載され、その両方は、参照によりそのすべての内容をここに組み入れる。しかしながら、メタクリル酸のようなカルボン酸が産物の水含量を向上させるために共重合化に含められると、組成物は徐々に加水分解し、それから作られるコンタクトレンズは水性媒体中に保存されると分解する。参照によりその全ての内容をここに組み入れる米国特許第３，３７７，３７１号および米国特許出願公開第２００８／００８１８９４号は、このタイプの分解を未然に防ぐためにＴＲＩＳの立体障害を持つ誘導体を開示する。しかしながら、組成物においてシロキシカルボ（Ｓｉ−Ｏ−Ｃ−）および／もしくはトリシロキサン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）単位が存在し続けることがそれらを加水分解しやすくする。参照によりその全ての内容をここに組み入れる米国特許４，２６０，７２５号および米国特許第４，２５９，４６７号は、親水性側鎖を含むポリシロキサンを含む加水分解安定性のコンタクトレンズを開示する。開示されるポリシロキサンモノマーは通常二官能性であり、末端部において−Ｓｉ−Ｏ−Ｃ−結合の代わりに−Ｓｉ−Ｃ結合を持つ。しかしながら、レンズ産業において、単官能性モノマーは、最終のレンズ材料のモジュラスのより良い制御ができるために多官能性モノマーと比べてより好ましい。本発明は、カルボシロキサン結合（例えば、Ｓｉ−ＣＨ２ＣＨ２−ＳｉおよびＳｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を持つ単官能性モノマーを開示し、加水分解に伴う材料の分解問題を避ける一方、同時により良い表面水和性と酸素透過性を前記モノマーより作製されるフィルム、レンズ、および他の目的物にもたらす。
【０００７】
カルボシロキサンは−Ｓｉ（ＣＨＲ）ｘ−Ｓｉ−と−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−の官能性の両方を持つ。Ｒは水素もしくはアルキル、シクロアルキルもしくはアリール基のようなヒドロカルビル基である。下付文字ｘは１より大きいかまたは１と等しい整数である。農業および他の局所用製剤の界面活性剤に加水分解耐性を与えるためのカルボシロキサンの使用は、米国特許第７，７００，７９７号および米国特許第７，５０７，７７５号に開示され、そのいずれも参照によりここに全内容を組み入れる。本発明は、眼科用レンズに好適なシリコーンヒドロゲルを製造するための、改善された加水分解耐性を持ち、Ｎ−ビニルピロリドンおよびＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドのような不飽和の寸水性モノマーと共重合化できるアクリラートおよびメタクリラートのカルボシロキサンモノマーを開示する。
【０００８】
シリコーンポリマーメンブレンの気体透過性の研究において、Ｓｔｅｒｍら（Ｊ．  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐａｒｔ  Ｂ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２５（１９８７年）１２６３〜１２９８）は、シリコーン骨格上のメチル基のかさばる基による置換、またはシロキサン（−ＳｉＯＳｉ−）結合のカルボシラン（−Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＳｉ−）結合による置換は、酸素透過性の減少をもたらすことを報告した。Ｓｔｅｒｎらによる報告に基づくと、骨格の鎖においてシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）がカルボシロキサン結合（−Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＳｉ−）によって置換されると、酸素透過性が減少すると予測できるであろう。驚くべきことに、本発明のカルボシロキサンモノマーを用いて作製されるシリコーンヒドロゲルは、対応する従来のシロキサン結合を持つシロキサンモノマーと比べて改善された酸素透過性を示した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はカルボシロキサンモノマーを提供し、それに由来するポリマーは、現在の最先端の製品および技術に存在する欠点を満たす。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の課題は、以下の一般式（Ｉ）：
（Ｒ１Ｒ２Ｒ３）Ｓｉ−Ｙ１−［Ｓｉ（Ｒ４Ｒ５）（Ｙ２）］ａ−Ｓｉ（Ｒ６Ｒ７）−Ｚ        （Ｉ）
を持つシリコーンモノマーを提供することであり、
ここでａは１から約１００であり；Ｙ１は、１から約１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の、二価のアルキル連結基であり；Ｙ２は、１から約１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の、二価のアルキル連結基、または二価のヘテロ原子であり；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は独立して１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素基、および１から約１０個の炭素のハロゲン化炭化水素基、−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡからなる群より選択され、ここでＲ８、Ｒ９、Ｒ１０は独立して、１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、および芳香族の炭化水素基からなる群より選択され；Ａは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、および芳香族の炭化水素、ならびにヘテロ原子を含有する、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、および芳香族の炭化水素からなる群より選択される一価の、親水性もしくは疎水性の部分であり；
Ｚは以下の一般式（ＩＩ）：
−Ｒ１１−Ｂ−Ｘ        （ＩＩ）
を持ち、
ここでＲ１１は、０から約２０個の炭素原子を持つ、直鎖のもしくは分岐の、二価のアルキル連結基であり；Ｂは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素、ならびにヘテロ原子を含有する、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素からなる群より選択される二価の、親水性もしくは疎水性の部分であり；Ｘは、以下の一般式（ＩＩＩ）：
【化１】
0005947875.tif 000002
を持つアクリルアミドもしくは重合可能な基であり、
ここでＲ１２、Ｒ１３、およびＲ１４は、水素、または１から約２０個の炭素の、置換の、もしくは非置換の、飽和の、一価の炭化水素基である。
【００１１】
本発明の他の課題は、ここに記載されるモノマーから誘導されるホモポリマーもしくはコポリマーとそれを含むシリコーンヒドロゲルとを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の課題は、本発明のシリコーンヒドロゲルを含む、ソフトな、柔軟性の、透明の、水吸水性の、本質的に水和性の、かつより良い酸素透過性のコンタクトレンズを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の課題は、以下の一般式（ＩＶ）：
（Ｒ１Ｒ２Ｒ３）Ｓｉ−Ｙ１−［Ｓｉ（Ｒ４Ｒ５）（Ｙ２）］ａ−Ｓｉ（Ｒ６Ｒ７）−Ｈ        （ＩＶ）
を持つシリコーンモノマーを製造するプロセスを対象とし、
ここでａは１から１００であり；Ｙ１は、１から１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の、二価のアルキル連結基であり；Ｙ２は、１から約１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の、二価のアルキル連結基であるかまたは二価のヘテロ原子であり；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は独立して１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素基、および１から約１０個の炭素のハロゲン化炭化水素基、−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡからなる群より選択され、ここでＲ８、Ｒ９、Ｒ１０は独立して、１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、および芳香族の炭化水素基からなる群より選択され；Ａは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素、ならびに置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の、ヘテロ原子を含有する炭化水素からなる群より選択される、一価の、親水性もしくは疎水性の部分である。これは、一般式（Ｖ）：
Ｒ１５−Ｂ−Ｍ        （Ｖ）
の末端の不飽和基によって反応させられ、
ここでＲ１５は、０から約２０個の炭素原子を持つ、直鎖のもしくは分岐の、不飽和のアルキル基であり；Ｂは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素、ならびにヘテロ原子を含有する、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素からなる群より選択される二価の部分である。「Ａ」および「Ｂ」はアルキル、アルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、酸およびその塩、シアノ、チオ、ウレタン、尿素、スルホナート、スルホンアミド、ホスファート、ならびにその組み合わせからなる群より選択される官能性を含む。「Ｍ」はヒドロキシル、ハロゲン、エポキシおよびカルボン酸基からなる群より選択される式Ｖであり、官能化カルボシロキサンを作製する。一旦、官能化カルボシロキサンが作製されると、それは以下の一般式（ＶＩ）：
【化２】
0005947875.tif 000003
を持つアルキルアクリロイル化合物と反応させられ、ここでＧはハロゲン、ヒドロキシおよび１から約１０個の炭素原子のアルキロキシからなる軍より選択され、そしてＲ１２、Ｒ１３およびＲ１４は独立して、水素、１から約２０個の炭素の、置換の、飽和の、一価の炭化水素基および１から約２０個の炭素の非置換の、飽和の、一価の炭化水素基から選択され、ここ記載される前記シリコーンモノマーを製造する。
【００１４】
本発明は、発明を実施するための形態において、以下に提供される実施例を含んでより詳細に記載される。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明によると、かさばらない性質、および改善された加水分解耐性を持ち、そしてコンタクトレンズ用のシリコーンヒドロゲルフィルムの調製に有用なモノアクリラートとメタクリラートとにより官能化されたカルボシロキサンモノマーが開示される。本発明のカルボシロキサンモノマーは、対応する従来のシロキサンモノマーと比べて、酸性およびアルカリ性のｐＨ条件下での改善された加水分解耐性を示す。これらのモノマーより得られるシリコーンヒドロゲルは対応する従来のシロキサンモノマーのフィルムと比べて、より良い酸素透過性、表面水和性、および低いモジュラスを示す。
【００１６】
本発明において開示されるモノマーは、加水分解安定性（加水分解耐性）を持つモノマーおよびポリマーを製造することを可能にするカルボシラン結合−Ｓｉ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ−を持つ。それはまた、対応する従来のシロキサンモノマーを比べて、改善された酸素透過性を持つシリコーンヒドロゲルフィルムを製造する。
【００１７】
本発明のシリコーンヒドロゲルフィルムはまた、プラスマ酸化もしくはプラズマコーティングまたは内部湿潤剤のような二次的な表面処理を一切実施することなしに、より良い表面水和性をもたらす。すなわち、本発明のシリコーンヒドロゲルフィルムより製造されるコンタクトレンズは、二次的な処理なしに、ソフトな、柔軟性の、本質的に水和性の、高い酸素透過性を持つものである。本発明のモノマーはまた、溶媒を一切必要とせずに親水性有機コモノマーと混和性であり、これにより作製されるシリコーンヒドロゲルは、全範囲の組成物において透明である。
【００１８】
ここで使用されるとき、「ホモポリマー」は、同一の繰り返しモノマーから作製されるポリマーであり、「コポリマー」は、ポリマーが少なくとも２つの構造的に異なるモノマーを含むようなポリマーである。アクリラート（メタクリラート）のような表記は、アクリラートもしくはメタクリラート官能性を持つモノマーを意味する。
【００１９】
さらに、明細書において使用されるとき、および添付の請求項を含んで、文脈が明確に指示しない限り、単数形で示される「ａ」「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、複数を含み、特定の数値は少なくともその特定の値を含む。
【００２０】
ここでは範囲は、「約」もしくは「おおよそ」の特定の範囲から、ならびに／または「約」もしくは「おおよそ」の他の特定の範囲まで、として表される。そのような範囲が示されるとき、他の実施態様は、１つの特定の範囲からおよび／もしくは他の特定の範囲までを含む。同様に、範囲が「約」という先行詞を用いる近似として示されるとき、特定の範囲が他の実施態様を提供することは理解し得るであろう。
【００２１】
ここに記載される全ての方法は、ここで特に明記しない限り、もしくは文脈によって明確に否定されない限り、任意の好適な順番で実施してよい。ここに提供される任意の例およびすべての例、または例示的な言葉（例えば「〜のような」）の使用は、本発明をより明らかにするための意図のみであり、特に請求されない限り発明の範囲の限定を示さない。すべての明細書中の言葉は、請求されていない任意の要素が本発明の実施のために重要であることを示すと解釈されるべきでない。
【００２２】
ここで使用されるとき「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「特徴付けられる」およびそれらの文法的に等価な表現は、追加の言及されない要素、もしくは方法のステップを排除しない、包括的なもしくはオープンエンドな用語であるが、より限定的な用語「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」および「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」を含むこともまた理解し得るであろう。
【００２３】
本発明のモノマーは、所望の物理的強度と、水の吸収後の引き裂きに対する抵抗とを持つ硬化したエラストマーシートを得るのに使用できる。本発明のメタクリラート（アクリラート）官能化シリコーンモノマー／ポリマーとその調製、ならびにそのコンタクトレンズにおける使用について、以下のセクションにより詳細に記載される。
【００２４】
本発明はまた、ソフトな、柔軟性の水吸収フィルムを作製するためのメタクリル化（アクリル化）カルボシロキサンモノマーならびにＨＥＭＡのような従来のモノマーもしくは他のコンタクトレンズモノマーを含むシリコーンヒドロゲル組成物を提供する。本発明のホモポリマーおよびコポリマーは、透明な（貧弱な混和性によるかすみがない）ポリマーであり、水を吸収し、ヒトの角膜のより良い快適さとより良い健康のために必要である優れた表面水和性と酸素透過性とを持つ。本発明はまた、請求項の発明によるシリコーンヒドロゲルフィルムより作製されるコンタクトレンズを提供する。これらの実施態様はより詳細に以下に記載される。
【００２５】
本発明により作製されるカルボシラン結合−Ｓｉ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ−を持つシリコーンモノマーは、加水分解安定性のシリコンヒドロゲルフィルムを作製するホモポリマー／コポリマー作製に使用できる。該フィルムは、従来のシロキサンモノマーによるフィルムと比べて本質的な水和性およびより良い酸素透過性を示す。本発明のシリコーンヒドロゲルフィルムより製造されるコンタクトレンズは、水和性を高めるためのプラズマ酸化もしくはプラズマコーティングまたは内部湿潤剤のような高価な二次的な処理を一切必要としない。すなわち、本発明のシリコーンヒドロゲルより作製されるコンタクトレンズは、二次的な処理なしに、ソフトな、柔軟性の、および本質的に水和性であり、高い酸素透過性を持つ。
【００２６】
本発明のモノアクリラート官能性カルボシロキサンモノマーは、式（Ｉ）：
（Ｒ１Ｒ２Ｒ３）Ｓｉ−Ｙ１−［Ｓｉ（Ｒ４Ｒ５）（Ｙ２）］ａ−Ｓｉ（Ｒ６Ｒ７）−Ｚ        （Ｉ）
に示される一般構造を持つ。
【００２７】
本発明の式（Ｉ）の好ましいバリアント（ｖａｒｉａｎｔ）の一つは、下に示すような一般式を持つモノアクリラート官能性モノマーであり、
【化３】
0005947875.tif 000004
式中、ａは１から１００であり；Ｙ１は、１から１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の、二価のアルキル連結基であり；Ｙ２は、Ｙ１と同じであるか、または窒素、酸素もしくは硫黄のようなヘテロ原子である。Ｒ１からＲ７は独立して１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素基、ならびに１から約１０個の炭素のハロゲン化炭化水素基からなる群より選択される。また、Ｒ１〜Ｒ７は独立して−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡであってよく、ここでＲ８からＲ１０は独立して、１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素基ならびに１から約１０個の炭素のハロゲン化炭化水素基からなる群より選択される。Ａは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素からなる群より選択されかつ任意選択でヘテロ原子を含有する、一価の、親水性もしくは疎水性の部分であってよい。好ましくは、Ａは、アルキル、アルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、酸およびその塩、シアノ、チオ、ウレタン、尿素、カルボナート、カルバマート、スルホナート、スルホンアミド、ホスファート、ならびにその組み合わせのような官能性を含む。
上述の構造中のＺは以下の一般式（ＩＩ）：
−Ｒ１１−Ｂ−Ｘ        （ＩＩ）
を持ち、ここでＲ１１は、０から約２０個の炭素原子を持つ、直鎖のもしくは分岐の、二価のアルキル連結基である。
一般式（ＩＩ）中のＢは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素、ならびにヘテロ原子を含有する、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素からなる群より選択される二価の部分であり；好ましくは、Ｂはアルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、酸およびその塩、シアノ、チオ、ウレタン、尿素、カルボナート、カルバマート、スルホナート、スルホンアミド、ホスファート、ならびにその組み合わせのような官能性を含む。
特に、Ｂの代表的な官能性のいくつかは下に示される：
−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ｐ−（Ｃ３Ｈ６Ｏ）ｑ−（Ｃ４Ｈ８Ｏ）ｒ−Ｏ−
ポリエーテル〔式中、ｐおよびｑは独立して０から約１００であり、ｒは０から約５０であり、かつ（ｐ＋ｑ＋ｒ）は０より大きい〕
【化４】
0005947875.tif 000005
ヒドロキシシクロヘキサニル
【化５】
0005947875.tif 000006
ヒドロキシプロパニル
【化６】
0005947875.tif 000007
ウレタン
【化７】
0005947875.tif 000008
尿素
【化８】
0005947875.tif 000009
尿素およびウレタン
【化９】
0005947875.tif 000010
カーボナート、および
【化１０】
0005947875.tif 000011
カルバマート
Ｘはアクリルアミド、または一般式（ＩＩＩ）
【化１１】
0005947875.tif 000012
を持つ重合可能な基であり、ここでＲ１２からＲ１４は水素、または１から約２０個の炭素の、置換のもしくは非置換の、飽和の、一価の炭化水素基である。
【００２８】
本発明はまた、ここに提供されるモノマーの反応産物によって作製されるポリマーをも志向する。これらのポリマーは、本発明のモノマーの一つによるホモポリマー、もしくは本発明の構造的に異なるシリコーンモノマーの二つによるコポリマー、ならびに／または、本発明の一つもしくはそれ以上のシリコーンポリマーと、好ましい非限定的な例である、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、２−ヒドロキシ−エチルメタクリラート（ＨＥＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリドンおよびメタクリル酸のような、シリコーンヒドロゲルにおける使用に好適な他の親水性の、不飽和の、有機モノマーの少なくとも一つとのコポリマーであってよい。そのようなコポリマーにおいて、本発明のシリコーンモノマー対他の親水性の、不飽和の、有機モノマーの比率は、約１：１００から約１００：１であり、そして好ましくは約２０：８０から約９０：１０であり、そしてより好ましくは３０：７０から約８０：２０である。
【００２９】
不飽和の有機モノマーと本発明のカルボシロキサンモノマーとは互いに混和性であり、均一な混合物を形成する。相溶化剤の使用は必要ない。本発明のカルボシロキサンモノマーはまた、水溶性もしくは水分散性のいずれかである。水溶性カルボシロキサンモノマーは水と混和性であり、均一の溶液を得る。水分散性カルボシロキサンモノマーは完全には水に溶解しない。水性混合物におけるくもり、かすみ、コロイド形成および類似の不均一性の可視化できる兆候は、溶液よりむしろ分散液の指標である。水溶性および水分散性の両方は、本発明のカルボシロキサンモノマーの好ましい特徴である。カルボシロキサンモノマーがメタクリル化エポキシ化ポリエーテルセグメントを持つとき、ポリエーテル含量が全分子の重量の約６０重量パーセント未満である場合に水分散性が観察される、ポリエーテルセグメントが約６０重量パーセントより大きい場合に水溶性が観察される。
【００３０】
本発明のモノマーを用いるポリマーを作製するために、所望のモノマーが混合され、そして生じる混合物が重合化されて硬化され、架橋剤の存在下で、フリーラジカルまたはカチオン性もしくはアニオン性の開始剤を用いる公知の熱技術ならびに光開始剤を用いるＵＶ硬化技術によって透明な薄膜を作製する。ポリマーを作製するための反応混合物へと添加するモノマーは、モノマーもしくはプレポリマーであってよい。「プレポリマー」は、重合可能な基を持つ中間の分子量の反応中間体ポリマーである。このように、用語「シリコーン含有モノマー」、および「親水性モノマー」はプレポリマーを含むと理解される。本発明はまた、上述のホモポリマーもしくはコポリマーを含むシリコーンヒドロゲルフィルムをも志向する。
【００３１】
本発明の構造（Ｉ）のシリコーンモノマーの一つの好ましいバリアントは以下の式：
【化１２】
0005947875.tif 000013
を持ち、式中、Ｂは代表例に示されるように二価のポリエーテルであり；ｐは０から約１００であり、好ましくは２から約１５であり、より好ましくは約８であり；そしてｑおよびｒは０と等しく；Ｙ１は約１から１０個の炭素の、好ましくは１から約５個の炭素の、より好ましくは約２個の炭素の二価のアルキル連結基である。Ｙ２は、二価のヘテロ原子および二価のアルキル基の組み合わせであり、そしてＸは重合可能なメタクリラート基であり、ａは０から約１００、より好ましくは０から２０を包括し、そしてさらにより好ましくは１である。一般的なモノマー構造（Ｉ）のＲ基のそれぞれは、一価のアルキル連結基、好ましくはメチル基である。Ｒ１からＲ７はまた、−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡから選択できる。
【００３２】
本発明の構造（Ｉ）のシリコーンモノマーの他の好ましいバリアントは、以下の式：
【化１３】
0005947875.tif 000014
を持ち、ここでＢは脂環式環を持つ二価のヒドロキシルであり；Ｘは重合可能なメタクリラート基であり、ａは０から約１００、より好ましくは０から約２０を包括し、そしてさらにより好ましくは１であり；Ｙ１は約１から１０個の炭素の、好ましくは１から約５個の炭素の、より好ましくは約２個の炭素の二価のアルキル連結基である。Ｙ２は、二価のヘテロ原子および二価のアルキル基の組み合わせである。一般的なモノマー構造（Ｉ）のＲ基のそれぞれは、一価のアルキル連結基、好ましくはメチル基である。Ｒ１からＲ７はまた、−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡから選択できる。
【００３３】
本発明の構造（Ｉ）のシリコーンモノマーのさらに他の好ましいバリアントは、以下の式：
【化１４】
0005947875.tif 000015
を持ち、ここでＢは二価のアルキル基であり；Ｘは重合可能なメタクリラート基であり、ａは０から約１００、より好ましくは０から約２０を包括し、そしてさらにより好ましくは１である。Ｙ１は約１から１０個の炭素の、好ましくは１から約５個の炭素の、より好ましくは約２個の炭素の二価のアルキル連結基である。Ｙ２は、二価のヘテロ原子および二価のアルキル基の組み合わせである。一般的なモノマー構造（Ｉ）のＲ基のそれぞれは、一価のアルキル連結基、好ましくはメチル基である。Ｒ１からＲ７はまた、−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡから選択できる。
【００３４】
本発明の他の実施態様は、上述のシリコーンモノマーを製造するプロセスを志向し、以下の一般式：
（Ｒ１Ｒ２Ｒ３）Ｓｉ−Ｙ１−［Ｓｉ（Ｒ４Ｒ５）（Ｙ２）］ａ−Ｓｉ（Ｒ６Ｒ７）−Ｈ        （Ｉ）
のシリコーン化合物を化学反応させるステップを含み、
ここでａは０から１００であり；Ｙ１は１から１０個の炭素原子の、置換のもしくは非置換の二価のアルキル連結基であり、そしてＹ２は、Ｙ１もしくは二価のヘテロ原子であってよい。Ｒ１からＲ７は独立して１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素基、ならびに１から約１０個の炭素のハロゲン化炭化水素基からなる群より選択される。また、Ｒ１からＲ７は−Ｙ２−Ｓｉ（Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）およびＡであってよく、ここでＲ８からＲ１０は独立して、１から約１０個の炭素の、一価の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素基ならびに１から約１０個の炭素のハロゲン化炭化水素基からなる群より選択される。Ａは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素からなる群より選択されかつ任意選択でヘテロ原子を含有する、一価の、親水性もしくは疎水性の部分であってよい。一旦合成されると、それは、以下に示される一般式（ＩＩ）：
Ｒ１５−Ｂ−Ｍ        （Ｖ）
を持つ末端不飽和基と反応させられ、
ここでＲ１５は、０から約２０個の炭素原子を持つ、直鎖のもしくは分岐の、不飽和のアルキル基であり；Ｂは、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素、ならびにヘテロ原子を含有する、置換のもしくは非置換の、飽和のおよび不飽和の、脂肪族、脂環式、もしくは芳香族の炭化水素からなる群より選択される二価の部分であり；好ましくは、Ｂはアルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、酸およびその塩、シアノ、チオ、ウレタン、尿素、カルボナート、カルバマート、スルホナート、スルホンアミド、ホスファート、ならびにその組み合わせのような官能性を含む。Ｍはヒドロキシルもしくはハロゲンもしくはエポキシもしくはカルボン酸基であってよい。
【００３５】
官能化カルボシロキサンが一旦作製されると、それは一般式（ＶＩ）
【化１５】
0005947875.tif 000016
を持つアルキルアクリロイル化合物と反応させられ、
ここでＧは、ハロゲンもしくはヒドロキシルまたは１から１０個の炭素原子を持つアルキロキシであってよい。Ｒ１２からＲ１４は、水素または１から約２０個の炭素の、置換のもしくは非置換の、飽和の、一価の、炭化水素基から選択でき、前記シリコーンモノマーを作製する。官能化カルボシロキサンと一般式（ＶＩ）を持つアルキルアクリロイル化合物との反応は、第三級アミン塩基もしくは塩基性イオン交換樹脂（ＩＥＲ）または共沸混合物形成溶媒もしくは反応物の存在下で実施可能である。共沸混合物形成溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどおよび不活性な反応条件におけるメチルメタクリラートのような反応物からなる群より選択され得る。
【００３６】
他の実施態様において、本発明のモノマーは、当該技術分野に知られるプロセスによる、コンタクトレンズ用のシリコーンヒドロゲルの作製に使用できる。従って、本発明はまた、本発明のホモポリマーもしくはｋポリマーのいずれかより製造されるコンタクトレンズをも志向する。米国特許第３，４０８，４２９号および米国特許第３，４９６，２５４号に開示されるようなスピンキャスティングによって、米国特許第４，０８４，４５９号および米国特許第４，１９７，２６６号に開示されるようなキャスト成形によって、またはそれらの方法に組み合わせによって、あるいは、コンタクトレンズ作製のための他の任意の公知の方法によって、本発明のモノマー／ポリマーを用いて、コンタクトレンズを作製でき、ここで上述のすべての引用文献はすべてここに組み入れる。所望のコンタクトレンズの形および厚さに対応して回転鋳型もしくは固定鋳型のいずれかにおいて、重合化を実施できる。レンズはまた、必要ならば、機械的仕上げへとさらに供される。重合化は、ボタン、プレートもしくはロッドを形成するための適切な鋳型もしくは容器において実行され得、そして、所望の形を持つコンタクトレンズを提供するために加工（例えばせん断もしくはレーザーによる切断もしくは研磨）できる。
【００３７】
他の実施態様において、本発明のシリコーンヒドロゲル組成物は、相溶化剤を一切用いることなく直接硬化できる澄んだ、透明な、均一の単相溶液を形成する。従来のシリコーンヒドロゲルフィルムは一般的に、疎水性のシリコーンモノマーと親水性のヒドロゲルモノマーの混合物を硬化して作成されたが、それらが互いに非相溶性であるために約１０から４０重量％の溶媒の存在下で硬化された。しかしながら、本発明においては、発明物のメタクリル化カルボシロキサンモノマーが（ＨＥＭＡのような）従来の親水性ヒドロゲルモノマーと相溶性であり、そして溶媒を一切用いることなくシリコーンヒドロゲルフィルムを作製するのに好適な均一の溶液を作製できることが見出された。
【００３８】
他の実施態様において、親水性もしくは疎水性の表面を持つ鋳型、およびそれらの組み合わせを用いて本発明のヒドロゲル組成物を硬化して、コンタクトレンズ用のシリコーンヒドロゲルを形成できる。本発明のモノマーより作製されるシリコーンヒドロゲルフィルムは、鋳型より取り出され、そして浸出物より水もしくはイソプロピルアルコールのような有機溶媒のいずれか、または水と有機溶媒の組み合わせを用いて精製され得る。
【００３９】
本発明の他の実施態様において、本発明のシリコーンヒドロゲルフィルムは、ソフトで、柔軟性で、かつ非常に透明で水吸収性である。本発明のモノマーより作製されるシリコーンヒドロゲルフィルムは、従来のシリコーンモノマーを用いて作製されるものと比較して、より良い酸素透過性を持ち、より良い加水分解安定性を示す。本発明のシリコーンヒドロゲルフィルムは、８０°未満の水との動的接触角を持ち、そして約１０から約７０重量％の水を吸収するが、それはシリコーンヒドロゲル組成物のよって変化し得る。作製されるヒドロゲルは、コンタクトレンズの用途に必要とされる良好な機械的性質を持つ。
【００４０】
他の実施態様において、本発明のカルボシロキサンモノマーは、従来のシロキサンと比べて、酸性およびアルカリ性条件下においてより良い加水分解安定性を示す。
【００４１】
本発明のポリマーはまた、添加物もしくはコモノマーの形状で、紫外線吸収剤、抗微生物剤、顔料、色素、および生物活性分子を含み得る。
【００４２】
上述のように、本発明のシリコーンヒドロゲルは、かさばるアルキル基を持つシリコーンモノマーと比較して、改善された表面水和性を持ち、酸素透過性である。本発明において使用されるモノマーおよびプレポリマーは容易に重合化し、酸素の透過が可能で、改善された水和性を持ち、そしてよりよい機械的特性と光学的透明さを持つ三次元ネットワークを形成する。
【００４３】
フィルムの具体的な使用は、眼内コンタクトレンズ、人工角膜、１日使い捨ておよび長期装用コンタクトレンズまたは、生物医学的デバイスのためのコーティングを含む。
【実施例】
【００４４】
以下の実施例は、例示のみであって、添付の請求項に明確に画定されている本発明を限定するものと解釈されるべきではない。重合可能な官能性を含む異なる親水性部分を持つカルボシロキサンモノマーが作製された。これら新規のモノマーの加水分解安定性が、アルカリ性、中性および酸性ｐＨ条件において測定され、そして、同一の官能性を持つ従来のシリコーンモノマーと比べて改善された加水分解安定性を示した。カルボシロキサンモノマーはさらに、従来のヒドロゲルモノマーもしくはそれらの混合物と異なる重量比によって共重合化され、シリコンヒドロゲルフィルムを作製した。本発明のモノマーによって得られるフィルムは、コンタクトレンズの用途において重要であるより良い酸素透過性、本質的な水和性およびより低いモジュラスを持つことが見出された。
【００４５】
作製されたシリコーンヒドロゲルフィルムは、以下の方法によってレンズの性能を評価された。
【００４６】
（１）平衡含水率
フィルムを脱イオン水に４８時間浸漬し、そいて表面の水をリントフリーのティッシュペーパーでやさしくふき取った。水和フィルムは正確に重量を測られ、そして３７℃４８時間オーブン中で乾燥され、そして再び乾燥重量として重量が測られた。含水量は重量変化に基づいて以下の数式を用いて計算された。
含水量％＝（（水和レンズの重量）−（乾燥レンズの重量））÷（水和レンズの重量））×１００
【００４７】
（２）水和性
フィルム表面の水和性は、Ｒａｍｅ  Ｈａｒｔ  ＮＲＬ  Ｃ．Ａ．ゴニオメータでキャプティブ気泡法を用いた接触角測定によって評価された。キャプティブ気泡法において、眼上の条件のより良い模倣であり、シリンジより射出された気泡がミリＱ水で浸漬されたフィルム上に接触するようもたらされ、接触角が測定される。より低い接触角値は、フィルムのより大きい親水性もしくはより良い表面水和性を表す。
【００４８】
（３）酸素透過性（Ｄｋ値）
酸素透過性はコンタクトレンズにおける重要な要素の一つであり、一般的に透過性がより高いと、より望ましいレンズとなる。これらの試料の酸素透過性（Ｄｋ値）は、ＩＳＯ９９１３標準法に従うポーラログラフ法を用いて測定された。フィルムは、透過セル内に固定され、そしてドナーチャンバは酸素飽和ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）で満たされた。レセプターのセル中の酸素濃度が時間の関数として観察され、透過性は、濃度対時間のプロットの傾きより決定された。
【００４９】
（４）モジュラス
水和フィルムのヤングモジュラスがインストロン引張試験機を用いて測定された。湿潤された試料は、６センチメートル×０．８センチメートルのストリップへと切断され、機械的性質が、５０Ｎと１０ｍｍ／分のクロスヘッド速度のロードセルによって測定された。モジュラスは、応力−ひずみ曲線の初期の傾きより決定された。モジュラスは材料のソフトさと直接に相関する。モジュラスがより低いと、材料がよりソフトになる。
【００５０】
モノマーの調製
実施例１（Ｅｘ．１）：
式：
【化１６】
0005947875.tif 000017
によって表される化合物の合成。
このモノマーは２ステップのプロセスを用いて調製された。第一のステップにおいて、ヒドロキシル末端メタリルポリエーテルとモノヒドリド官能性カルボシロキサンとの間でヒドロシリル化反応が起こる。第二のステップにおいて、ヒドロシリル基が重合可能なメタクリラート基へとメタクリル化反応によって変換される。モノヒドリド官能性カルボシロキサンは、参照によってそのすべてをここに組み入れる米国特許７，２５９，２２０Ｂ１に開示されるプロセスを用いて調製された。
【００５１】
特定のプロセスにおいて、１−（２−トリメチルシリルエチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（２５グラム）、ヒドリド官能性カルボシロキサン、および鎖当たり８エチレンオキシド（ＥＯ）単位を平均で持つメタリル末端化ポリエチレングリコール（４６グラム）が、還流冷却器、メカニカルスターラー、熱電対を有する温度調節器および窒素導入口を備える２５０ミリリットルの３口丸底（ＲＢ）フラスコへと導入された。内容物は、Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒（全充填反応物に対して５０から１００ｐｐｍのＰｔ）および脱水素反応のような副反応が起こるのを防ぐための緩衝液（米国特許第５，９８６，１２２号）の存在下で８０℃から９０℃へと加熱された。ヒドロシリル化の完了後、揮発性化合物は、反応産物より減圧下で除去された。最終産物である、ヒドロキシ末端化カルボシロキサンポリエーテルが定量的収率で望まない副産物を含まない無色透明な液体として得られた。生じた純産物は多核ＮＭＲ分光法によってよく調べられた。本発明のシリコーンポリエーテルの合成は、溶媒があってもなくても実施できる。もし溶媒が使用されるなら、好ましいものは、トルエン、イソプロピルアルコールもしくはメチルエチルケトンを含む。
Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：０．０２（Ｓｉ（ＣＨ３）、０．３＆０．６（ＳｉＣＨ２Ｃｈ）、０．４（ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ）、１．０（Ｓｉ（ＣＨ３）、１．０（−ＣＨ＜）、３．２＆３．３（＞ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−）、３．６（−ＣＨ２ＣＨ２−）
Ｓｉ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：３．４（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＣＨ２）、７．２（Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＣＨ２））、８．５（Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＣＨ２ＣＨ２）
【００５２】
次に、上述のステップで合成されたカルボシロキサンポリエーテル、トリエチルアミン（１１．３グラム）およびメチルエチルケトン（１００ミリリットル）が、滴下漏斗および攪拌ブレードを備える１リットルの３口ＲＢフラスコへと導入された。フラスコはアイスバスへと浸漬され、メタクリロイルクロリド（１１．２グラム）が定常的に攪拌されながらおおよそ１時間かけて滴下漏斗を用いて滴下された。添加の完了後、さらなる攪拌が約３時間室温で続けられた。反応の間に沈殿するトリエチルアミンヒドロクロリド塩はろ過して除かれた。溶媒はロータリー真空エバポレータによって除去され、最終的にモノマーが無色から淡黄色の、透明の液体として得られた。用いられた溶媒の低い沸点は、真空（すなわち約１０ｍｍＨｇ未満）下で約３０℃から４０℃の温度によって溶媒を完全に除去することを可能にする。生じるモノマーは、赤外線分光法、多核ＮＭＲ分光法によってよく調べられた。
Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：０．０２（Ｓｉ（ＣＨ３）、０．３＆０．６（ＳｉＣＨ２ＣＨ）、０．４（ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ）、０．９８（Ｓｉ（ＣＨ３）、１．９８（ＣＨ３）、３．１＆３．３（＞ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−）、３．６４（−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）、４．２（ＣＨ２ＣＯＯ）、５．６＆６．１５（ＣＨ２＝）
Ｓｉ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：３．５（Ｓｉ（ＣＨ３）３ＣＨ２）、７．２（Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＣＨ２））、８．４（Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＣＨ２ＣＨ２）
【００５３】
実施例２：
式：
【化１７】
0005947875.tif 000018
によって表される化合物の合成。
モノマーは、２ステップのプロセスを用いて調製された。第一のステップにおいて、ヒドリド官能性カルボシロキサンとビニル官能性シクロヘキセンエポキシドとの間でヒドロシリル化反応が起こる。第二のステップにおいて、エポキシド基が不飽和酸と反応してそこに重合可能な基を導入する。
【００５４】
特定のプロセスにおいて、１−（２−トリメチルシリルエチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（２５グラム）およびビニルシクロヘキセンエポキシド（１３．２グラム）が還流冷却器、メカニカルスターラー、熱電対を有する温度調節器および窒素導入口を備える２５０ミリリットルの３口丸底（ＲＢ）フラスコへと導入された。内容物は、Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒（全充填反応物に対して１０から５０ｐｐｍのＰｔ）および脱水素反応のような副反応が起こるのを防ぐための緩衝液（米国特許第５，９８６，１２２号）の存在下で８０℃から９０℃へと加熱された。ヒドロシリル化の完了後、望まない揮発性化合物を減圧下での蒸留によって除き、反応産物を純化した。最終産物である、エポキシ官能性カルボシロキサンが定量的収率で望まない副産物を含まない無色透明な液体として得られた。生じた純産物はプロトンＮＭＲ分光法によってよく調べられた。本発明のエポキシ官能性カルボシロキサンは、溶媒があってもなくても得られる。もし溶媒が使用されるなら、好ましいものは、トルエン、イソプロピルアルコールもしくはメチルエチルケトンを含む。
Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：０．０２（Ｓｉ（ＣＨ３）、０．４（ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ）、０．５（ＳｉＣＨ２）１．２〜２（ＣＨ２）
【００５５】
次に、上述のステップで合成されたエポキシ官能性カルボシロキサン、チタニウムイソプロポキシド（カルボシロキサンに対して０．４重量％）およびヒドロキノン（カルボシロキサンに対して０．００２５重量％）が、滴下漏斗および攪拌ブレードを備える１リットルの３口ＲＢフラスコへと導入された。フラスコはオイルバスで９０℃へと加熱され、アクリル酸（７．６８グラム）が定常的に攪拌されながらおおよそ１時間かけて滴下漏斗を用いてＲＢへと滴下された。添加の完了後、さらなる攪拌が約５時間９０℃で続けられた。溶媒（トルエン）および他の揮発性不純物はロータリー真空エバポレータによって除去され、最終産物のモノマーが無色透明な液体として得られた。生じるモノアクリル化カルボシロキサンモノマーは、赤外線分光法、プロトンＮＭＲ分光法によってよく調べられた。
Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：０．０２（Ｓｉ（ＣＨ３）、０．４（ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ）、０．５（ＳｉＣＨ２）、１．２〜２（ＣＨ２）、３．８＆４．８（ＣＨ２）、５．８、６．２＆６．４（ＣＨ２＝ＣＨ−）
【００５６】
実施例３：
シリコーンヒドロゲルフィルムの作製
実施例１で得られた化合物（４９重量部）、２−ヒドロキシエチルメタクリラート（４９重量部）、エチレングリコールジメタクリラート（ＥＧＤＭＡ）（１重量部）およびベンゾイルペルオキシド（１重量部）が混合されそして攪拌された。生じる澄んだ、均一の、かつ透明な反応混合物は窒素ガスで置換され、ポリエチレンテレフタラート製鋳型へと注ぎいれられた。反応混合物の薄膜フィルムは熱風オーブンで８５℃８時間熱硬化された。硬化の後、フィルムを１０％イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、脱イオン（ＤＩ）水で加熱し、それを鋳型より取り出し、浸出物より精製した。フィルムは更に温ＤＩ水によって洗浄された。作製された最終産物のシリコーンヒドロゲルフィルムは、ソフトな、柔軟性の、かつ透明なものであり、コンタクトレンズの性質のいくつかについて測定された。表１は、配合物の詳細と、作製されたシリコーンヒドロゲルフィルムの性質とを示す。
【００５７】
実施例４：
シリコーンヒドロゲルフィルムが、実施例１で得られた化合物の代わりに実施例２で得られた化合物を用いる点を除いて実施例３と同様にして得られた。最終的な試料は、澄んだ、透明の薄いフィルムとして得られ、純水中に保存された。
【００５８】
比較例１（ＣＥｘ．１）
【化１８】
0005947875.tif 000019
モノマーは、１−（２−トリメチルシリルエチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンの代わりに１，１，１，３，５，５，５−ヘプタメチルトリシロキサンが用いられた点を除いて実施例１と同様に調製された。作製されたモノアクリル化シロキサンモノマーは、赤外線分光法、多核ＮＭＲ分光法によってよく調べられた。
Ｈ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：０．０２（Ｓｉ（ＣＨ３）、０．３＆０．６（ＳｉＣＨ２ＣＨ）、０．９８（Ｓｉ（ＣＨ３）、１．９８（ＣＨ３）、３．１＆３．３（＞ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−）、３．６４（−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）、４．２（ＣＨ２ＣＯＯ）、５．６＆６．１５（ＣＨ２＝）
Ｓｉ−ＮＭＲ（ｐｐｍ）：８（−Ｓｉ（ＣＨ３）３）、−２２（Ｏ−（ＣＨ３）２−）
【００５９】
比較例２（ＣＥｘ．２）
シリコーンヒドロゲルフィルムが、実施例１で得られた化合物の代わりに比較例１で得られた化合物を用いる点を除いて実施例３と同様にして得られた。澄んだ、透明の薄いフィルムが純水中に保存され、性質が測定された。
【００６０】
本発明のモノマーの加水分解安定性はＨＰＬＣを用いて測定された（米国特許公開出願番号２０１０００６９２７９）。実施例１（Ｅｘ．１）で得られた０．５重量％のモノマーが、ｐＨ６．５、７および７．５の溶液を含有する３つの異なるバイアルへと導入された。バイアルは漏れ防止シールによってシールされ、８５℃に加熱された。熱加速化加水分解による組成物の変化はＨＰＬＣを用いて時間の関数として観察された。同様に、比較例１で得られたモノマーもまた、加水分解安定性について測定された。
【００６１】
本発明のモノマー（Ｅｘ．１）は、酸性、中性およびアルカリ性ｐＨ条件における従来のシロキサンモノマー（ＣＥｘ．１）と比べて、酸性、アルカリ性および中性条件における改善された加水分解安定性を示した（図１）。
【００６２】
【表１】
0005947875.tif 000020
【００６３】
表１は、カルボシロキサン結合を持つモノマー（Ｅｘ．１）およびカルボシロキサン結合を持たないモノマー（Ｅｘ．２）を用いて作製されたシリコーンヒドロゲルフィルムの性質を比較する。異なるｐＨ条件における改善された加水分解安定性とは別に、モノマーは、従来のシリコーンモノマーを用いて作製されたシリコーンヒドロゲルと比較して改善された酸素透過性と低いモジュラスとを示す。
【００６４】
Ｓｔｅｒｍら（Ｊ．  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐａｒｔ  Ｂ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２５（１９８７年）１２６３〜１２９８）は、シリコーン骨格上のメチル基のかさばる基による置換、またはシロキサン（−ＳｉＯＳｉ−）結合のカルボシラン（−Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＳｉ−）結合による置換は、酸素透過性の減少をもたらすことを報告した。Ｓｔｅｒｎらによる報告に基づくと、骨格の鎖においてシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）がカルボシロキサン結合（−Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＳｉ−）によって置換されると、酸素透過性が減少すると予測できるであろう。驚くべきことに、本発明のカルボシロキサンモノマーを用いて作製されるシリコーンヒドロゲルは、対応する従来のシロキサン結合を持つシロキサンモノマーと比べて改善された酸素透過性を示した。
【００６５】
発明が好ましい実施態様に言及して記載されてきたが、本発明の範囲を離れることなく、さまざまな変更が成り立ち、かつその要素が等価物によって置換可能であることを当業者なら理解するであろう。本発明を実施するためのベストモードとして開示される特定の実施態様へと本発明を限定することを意図するのではなく、添付の請求項の範囲内に含まれるすべての実施態様を本発明が含むことが意図される。参照によりここに引用されるすべての引用物は明示的にここに組み入れられる。