(57)【要約】  本発明は、生体適合性医用器具の製造において有用なポリマー組成物に関する。より詳細には、本発明は、重合して、眼用器具の製造において有用な望ましい物理的特性を有するポリマー組成物を形成することができる、ある種のカチオン性ランダムコポリマーに関する。そのような特性としては、重合された医用器具を水で抽出する能力を含む。このことは、当技術分野で典型的な有機溶媒の使用を避ける。ポリマー組成物は、ペンダントおよび末端キャップするカチオン性および重合性の基を含むシロキサンプレポリマーを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式(I)：
【化１】
2009522435.tif 000009
（ここで、R1およびR5は同じまたは異なり、以下の基：
【化２】
2009522435.tif 000010
からなる群より選択され、ただし、R5が同じで、かつ式IIであるとき、R1は式Iではなく、xは0〜1000であり、yは1〜300であり、Lは同じまたは異なることができ、ウレタン、カーボネート、カルバメート、カルボキシルウレイド、スルホニル、直鎖もしくは分岐したC1〜C30アルキル基、C1〜C30フルオロアルキル基、C1〜C20エステル基、アルキルエーテル、シクロアルキルエーテル、シクロアルケニルエーテル、アリールエーテル、アリールアルキルエーテル、ポリエーテル含有基、ウレイド基、アミド基、アミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリールアルキル基、置換もしくは非置換のC5〜C30ヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC3〜C30複素環式環、置換もしくは非置換のC4〜C30ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30ヘテロアリールアルキル基、C5〜C30フルオロアリール基またはヒドロキシル置換アルキルエーテルおよびそれらの組合せからなる群より選択され；X-は、少なくとも１価荷電対イオンであり；nは1〜約300の整数であり；各R2、R3およびR5は独立して、水素、直鎖もしくは分岐したC1〜C30アルキル基、C1〜C30フルオロアルキル基、C1〜C20エステル基、アルキルエーテル、シクロアルキルエーテル、シクロアルケニルエーテル、アリールエーテル、アリールアルキルエーテル、ポリエーテル含有基、ウレイド基、アミド基、アミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリールアルキル基、置換もしくは非置換のC5〜C30ヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC3〜C30複素環式環、置換もしくは非置換のC4〜C30ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30ヘテロアリールアルキル基、フッ素、C5〜C30フルオロアリール基またはヒドロキシル基であり；各R4は独立して、Hまたはメチル基であり；Xは独立して、直鎖もしくは分岐したC1〜C30アルキル基、C1〜C30フルオロアルキル基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリールアルキル基、エーテル、ポリエーテル、スルフィドまたはアミノ含有基であり、かつVは独立して、重合性エチレン性不飽和有機基である）
のランダムコポリマー。
【請求項２】
X-が、Cl-、Br-、I-、CF3CO2-、CH3CO2-、HCO3-、CH3SO4-、p-トルエンスルホネート、HSO4-、H2PO4-、NO3-、CH3CH(OH)CO2-、SO42-、CO32-、HPO42-およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項１記載のモノマー。
【請求項３】
X-が、少なくとも１価荷電対イオンであり、Cl-、Br-、I-、CF3CO2-、CH3CO2-、HCO3-、CH3SO4-、p-トルエンスルホネート、HSO4-、H2PO4-、NO3-、CH3CH(OH)CO2-およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項１記載のモノマー。
【請求項４】
モノマーが、以下の式：
【化３】
2009522435.tif 000011
を有するモノマーからなる群より選択される請求項１記載のモノマー。
【請求項５】
少なくとも１種の請求項1記載のランダムコポリマーおよび少なくとも第２のモノマーを含む、重合された生体適合物質を製造するために有用なモノマー混合物。
【請求項６】
第２のモノマーの他に、疎水性モノマーおよび親水性モノマーをさらに含む請求項５記載のモノマー混合物。
【請求項７】
第２のモノマーが、不飽和カルボン酸；メタクリル酸、アクリル酸；アクリル置換アルコール； 2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート；ビニルラクタム；N-ビニルピロリドン(NVP)、 N-ビニルカプロラクトン；アクリルアミド；メタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド；メタクリレート；エチレングリコールジメタクリレート、メチルメタクリレート、アリルメタクリレート；親水性ビニルカーボネート、親水性ビニルカルバメートモノマー；親水性オキサゾロンモノマー、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、エチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)、アリルメタクリレート(AMA)およびそれらの混合物からなる群より選択される請求項５記載のモノマー混合物。
【請求項８】
重合されたコモノマーとして請求項1記載のランダムコポリマーを含む器具。
【請求項９】
器具が、コンタクトレンズである請求項８記載の器具。
【請求項１０】
コンタクトレンズが、硬質気体透過性コンタクトレンズである請求項８記載の器具。
【請求項１１】
レンズが、ソフトコンタクトレンズである請求項８記載の器具。
【請求項１２】
レンズが、ヒドロゲルコンタクトレンズである請求項８記載の器具。
【請求項１３】
レンズが、眼内レンズである請求項８記載の器具。
【請求項１４】
レンズが、有水晶体眼内レンズである請求項13記載の器具。
【請求項１５】
レンズが、無水晶体眼内レンズである請求項13記載の器具。
【請求項１６】
器具が、角膜移植片である請求項８記載の器具。
【請求項１７】
器具が、心臓弁、眼内レンズ、フィルム、手術用器具、脈管代用品、子宮内器具、メンブレン、隔膜、手術用移植片、血管、人工尿管、人工胸部組織、腎臓透析機のための膜、人工心肺のための膜、カテーテル、マウスガード、義歯ライナー、眼用器具およびコンタクトレンズからなる群より選択される請求項８記載の器具。
【請求項１８】
器具を作る方法であって、
請求項１記載のランダムコポリマーおよび少なくとも１種の第２のモノマーを含むモノマー混合物を準備すること；
モノマー混合物を、重合および成形条件に供して、重合された器具を提供すること；
重合された器具を抽出すること；ならびに
重合された器具を包装および滅菌すること
を含む方法。
【請求項１９】
抽出の工程が、不燃性溶媒を用いて行われる請求項18記載の方法。
【請求項２０】
抽出溶媒が水である請求項19記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体適合性医用器具の製造において有用なポリマー組成物に関する。より詳細には、本発明は、重合して、眼用器具の製造において有用な望ましい物理的特性を有するポリマー組成物を形成することができるある種のカチオン性ランダムコポリマーに関する。そのような特性としては、重合された医用器具を水で抽出する能力を包含する。このことは、当技術分野で典型的な有機溶媒の使用を避ける。ポリマー組成物は、ペンダントおよび末端キャップ性のカチオン性かつ重合性の基を含む、重合されたシロキサンプレポリマーを含有する。
【背景技術】
【０００２】
生物医用器具を含む種々の物品が、有機ケイ素含有物質で作られる。生物医用器具、例えばソフトコンタクトレンズに有用な有機ケイ素物質の１つの種類は、ケイ素含有ヒドロゲル物質である。ヒドロゲルは、平衡状態で水を含む、水和され架橋されたポリマー系である。ヒドロゲルのコンタクトレンズは、比較的高い酸素透過性ならびに望ましい生体適合性および快適性を提供する。ケイ素含有物質をヒドロゲル処方物中に含むと、一般に高い酸素透過性を提供する。というのは、ケイ素に基づく物質は、水より高い酸素透過性を有するからである。
【０００３】
別の種類の有機ケイ素物質は、ハードコンタクトレンズに使用される堅い気体透過性物質である。そのような物質は一般に、ケイ素もしくはフルオロケイ素コポリマーで作られる。これらの物質は酸素透過性であり、ソフトコンタクトレンズに使用される物質より堅い。コンタクトレンズを含む生物医用器具のために有用な有機ケイ素含有物質は、以下の米国特許に開示される：U.S. Pat. No. 4,686,267（エリス(Ellis)ら）；U.S. Pat. No.5,034,461（ライ(Lai)ら）；およびU.S. Pat. No.5,070,215（バンバリー(Bambury)ら）。
【０００４】
さらに、従来のシロキサンタイプのモノマーは、疎水性であり、それらで作られたレンズはしばしば、親水性表面を提供するためにさらなる処理を必要とする。特定の理論に縛られることを望まないが、本発明者らは、荷電したシロキサンタイプのランダムコポリマー、例えば本明細書に開示された４級シロキサンタイプのランダムコポリマーを提供すると、その結果、親水性のシロキサンタイプのランダムコポリマーを生じるものと考える。親水性の４級基は、極性水分子の電気陰性部分と相互作用すると考えられる。
【０００５】
ソフトコンタクトレンズ材料は、親水性モノマー、例えば2-ヒドロキシエチルメチルアクリレート、N-ビニル-2-ピロリドンおよびそれらの組合せを重合および架橋することによって作られる。これらの親水性モノマーを重合することにより製造されるポリマーは、有意の親水性の特徴をそれ自体示し、有意の量の水をそれらのポリマーマトリックス中に吸収することができる。水を吸収する能力のために、これらのポリマーはしばしば、「ヒドロゲル」と称される。これらのヒドロゲルは、光学的に透明であり、その高水準の水和水のために、特にソフトコンタクトレンズを作るのに有用な物質である。シロキサンタイプのモノマーは、水ならびに親水性溶媒およびモノマーへの溶解性に乏しいことがよく知られており、したがって、共重合し、標準のヒドロゲル技術を用いて加工処理するのが困難である。したがって、ヒドロゲルレンズを作るのに使用される物質、特に希釈剤への改善された溶解性を有する新規なシロキサンタイプのランダムコポリマーについての必要性がある。さらには、従来技術で使用される有機溶媒の代わりに水に抽出可能な、重合された医用器具を生じるランダムコポリマーについての必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、物品、例えばコンタクトレンズを含む生物医用器具において有用な新規なカチオン性有機ケイ素含有ランダムコポリマーを提供する。
【０００７】
第１の態様においては、本発明は、式(I) のランダムコポリマーに関する：
【０００８】
【化１】
2009522435.tif 000002
【０００９】
ここで、R1およびR5は同じまたは異なり、以下の式：
【００１０】
【化２】
2009522435.tif 000003
【００１１】
のうちの１つから選択され、ただし、R5が同じで、かつ式IIであるとき、R1は式Iではなく、xは0〜1000であり、yは1〜300であり、Lは同じまたは異なることができ、ウレタン、カーボネート、カルバメート、カルボキシルウレイド、スルホニル、直鎖もしくは分岐したC1〜C30アルキル基、C1〜C30フルオロアルキル基、C1〜C20エステル基、アルキルエーテル、シクロアルキルエーテル、シクロアルケニルエーテル、アリールエーテル、アリールアルキルエーテル、ポリエーテル含有基、ウレイド基、アミド基、アミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリールアルキル基、置換もしくは非置換のC5〜C30ヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC3〜C30複素環式環、置換もしくは非置換のC4〜C30ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30ヘテロアリールアルキル基、C5〜C30フルオロアリール基またはヒドロキシル置換アルキルエーテルおよびそれらの組合せからなる群より選択される。
【００１２】
X-は、少なくとも１価荷電対イオンである。１価荷電対イオンの例としては、Cl-、Br-、I-、CF3CO2-、CH3CO2-、HCO3-、CH3SO4-、p-トルエンスルホネート、HSO4-、H2PO4-、NO3-およびCH3CH(OH)CO2-からなる群を包含する。２価荷電対イオンの例としては、SO42-、CO32-およびHPO42-を包含する。他の荷電対イオンは、当業者に明らかであろう。対イオンの残余の量は、水和生成物中に存在し得ることを理解すべきである。したがって、毒性の対イオンの使用は、妨げられるべきである。同様に、１価に荷電した対イオンについては、対イオン対４級シロキサニルの比は、1：1であることを理解すべきである。より大きい負の荷電の対イオンは、対イオンの全電荷に基づいて異なる比を生じるであろう。
【００１３】
R2およびR3は独立して、水素、直鎖もしくは分岐したC1〜C30アルキル基、C1〜C30フルオロアルキル基、C1〜C20エステル基、アルキルエーテル、シクロアルキルエーテル、シクロアルケニルエーテル、アリールエーテル、アリールアルキルエーテル、ポリエーテル含有基、ウレイド基、アミド基、アミン基、置換もしくは非置換のC1〜C30アルコキシ基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルキルアルキル基、置換もしくは非置換のC3〜C30シクロアルケニル基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリール基、置換もしくは非置換のC5〜C30アリールアルキル基、置換もしくは非置換のC5〜C30ヘテロアリール基、置換もしくは非置換のC3〜C30複素環式環、置換もしくは非置換のC4〜C30ヘテロシクロアルキル基、置換もしくは非置換のC6〜C30ヘテロアリールアルキル基、フッ素、C5〜C30フルオロアリール基またはヒドロキシル基である。
【００１４】
本明細書において使用するためのウレタンの典型的な例としては、例として、さらなる基、例えばアルキルにまた結合することができるカルボキシル基に結合された２級アミンを包含する。同様に、２級アミンはまた、さらなる基、例えばアルキルにまた結合することができる。
【００１５】
本明細書において使用するためのカーボネートの典型的な例としては、例として、アルキルカーボネート、アリールカーボネート等を包含する。
【００１６】
本明細書において使用するためのカルバメートの典型的な例としては、例として、アルキルカルバメート、アリールカルバメート等を包含する。
【００１７】
本明細書において使用するためのカルボキシルウレイドの典型的な例としては、例として、アルキルカルボキシルウレイド、アリールカルボキシルウレイド等を包含する。
【００１８】
本明細書において使用するためのスルホニルの典型的な例としては、例として、アルキルスルホニル、アリールスルホニル等を包含する。
【００１９】
本明細書において使用するためのアルキル基の典型的な例としては、例として、分子の残部に、不飽和を有するかまたは有さない、1〜約18個の炭素原子の炭素および水素原子を含む直鎖もしくは分岐した炭化水素鎖基、例えばメチル、エチル、n-プロピル、1-メチルエチル（イソプロピル）、n-ブチル、n-ペンチル等を包含する。
【００２０】
本明細書において使用するためのフルオロアルキル基の典型的な例としては、例として、炭素原子に結合された1個以上のフッ素原子を有する先に定義した直鎖もしくは分岐したアルキル基、例えば-CF3, -CF2CF3, -CH2CF3, -CH2CF2H, -CF2H等を包含する。
【００２１】
本明細書において使用するためのエステル基の典型的な例としては、例として、1〜20個の炭素原子を有するカルボン酸エステル等を包含する。
【００２２】
本明細書において使用するためのエーテルもしくはポリエーテル含有基の典型的な例としては、例として、アルキルエーテル、シクロアルキルエーテル、シクロアルキルアルキルエーテル、シクロアルケニルエーテル、アリールエーテル、アリールアルキルエーテル(ここでアルキル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリールおよびアリールアルキル基は前記と同義である)、例えばアルキレンオキシド、ポリ（アルキレンオキシド）、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、ならびにそれらの混合物もしくはコポリマー、一般式-R8OR9（R8は直接結合、先に定義したアルキル、シクロアルキルもしくはアリール基であり、R9は、先に定義したアルキル、シクロアルキルもしくはアリール基である）のエーテルもしくはポリエーテル基、例えば-CH2CH2OC6H5および-CH2CH2OC2H5等を包含する。
【００２３】
本明細書において使用するためのアミド基の典型的な例としては、例として、一般式-R10C(O)NR11R12（ここでR10、R11およびR12は独立して、C1〜C30炭化水素であり、例えばR10は、アルキレン基、アリーレン基、シクロアルキレン基であることができ、R11およびR12は、本明細書において定義されたアルキル基、アリール基およびシクロアルキル基等であることができる）のアミドを包含する。
【００２４】
本明細書において使用するためのアミン基の典型的な例としては、例として、一般式-R13NR14R15（ここでR13は、C2〜C30アルキレン、アリーレンまたはシクロアルキレンであり、R14およびR15は独立して、C1〜C30炭化水素、例えば本明細書において定義されたアルキル基、アリール基またはシクロアルキル基等である）のアミンを包含する。
【００２５】
本明細書において使用するためのウレイド基の典型的な例としては、例として、1個以上の置換基を有するウレイド基または置換されていないウレイドを包含する。ウレイド基は好ましくは、1〜12個の炭素原子を有するウレイド基である。置換基の例としては、アルキル基およびアリール基を包含する。ウレイド基の例としては、3-メチルウレイド、3,3-ジメチルウレイドおよび3-フェニルウレイドを包含する。
【００２６】
本明細書において使用するためのアルコキシ基の典型的な例としては、例として、分子の残部に酸素結合によって結合された先に定義したアルキル基、すなわち、一般式-OR20（ここでR20は、先に定義されたアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアルケニル、アリールまたはアリールアルキルである）の基、例えば-OCH3、-OC2H5または-OC6H5等を包含する。
【００２７】
本明細書において使用するためのシクロアルキル基の典型的な例としては、例として、置換もしくは非置換の非芳香族の約3〜約18個の炭素原子の単環もしくは多環系、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、パーヒドロナフチル、アダマンチルおよびノルボルニル基、架橋環状基またはスピロ２環基、例えばスピロ-(4,4)-ノ-2-ニル等で、任意的に1個以上のヘテロ原子、例えばO、N等を含むものを包含する。
【００２８】
本明細書において使用するためのシクロアルケニル基の典型的な例としては、例として、約3〜約18個の炭素原子を含み、少なくとも１個の炭素-炭素二重結合を有する置換もしくは非置換の環含有基、例えばシクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル等を包含し、ここで環は任意的に、1個以上のヘテロ原子、例えばO、N等を含むことができる。
【００２９】
本明細書において使用するためのアリール基の典型的な例としては、例として、約5〜約25個の炭素原子を含む置換もしくは非置換の単環芳香族もしくは多環芳香族基、例えばフェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、インデニル、ビフェニル等で、任意的に1個以上のヘテロ原子、例えばO、N等を含むものを包含する。
【００３０】
本明細書において使用するためのアリールアルキル基の典型的な例としては、例として、先に定義されたアルキル基に直接結合した、先に定義された置換もしくは非置換のアリール基、例えば-CH2C6H5、-C2H5C6H5等を包含し、ここでアリール基は任意的に、1個以上のヘテロ原子、例えばO、N等を含むことができる。
【００３１】
本明細書において使用するためのフルオロアリール基の典型的な例としては、例として、アリール基に結合した1個以上のフッ素原子を有する、先に定義されたアリール基を包含する。
【００３２】
本明細書において使用するための複素環式環基の典型的な例としては、例として、炭素原子ならびに1〜5個のヘテロ原子、例えば窒素、リン、酸素、硫黄およびそれらの混合物を含む、置換もしくは非置換の安定な3〜約15員環基を包含する。本明細書において使用するために適当な複素環式環基は、融合、架橋もしくはスピロ環系を含み得る単環、２環もしくは３環系であることができ、複素環式環基中の窒素、リン、炭素、酸素もしくは硫黄原子は任意的に、種々の酸化状態に酸化されることができる。さらに、窒素原子は任意的に４級化されることができ、環基は、一部または全部飽和され得る（すなわち、ヘテロ芳香族もしくはヘテロアリール芳香族）。そのような複素環式環基の例としては、限定されることはないが、アゼチジニル、アクリジニル、ベンゾジオキソリル、ベンゾジオキサニル、ベンゾフラニル、カルバゾリル、シンノリニル、ジオキソラニル、インドリジニル、ナフチリジニル、パーヒドロアゼピニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、フタラジニル、ピリジル、プテリジニル、プリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、キノリニル、イソキノリニル、テトラゾイル、イミダゾリル、テトラヒドロイソキノリル、ピペリジニル、ピペラジニル、2-オキソピペラジニル、2-オキソピペリジニル、2-オキソピロリジニル、2-オキソアゼピニル、アゼピニル、ピロリル、4-ピペリドニル、ピロリジニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、オキサゾリル、オキサゾリニル、オキサゾリジニル、トリアゾリル、インダニル、イソキサゾリル、イソキサゾリジニル、モルホリニル、チアゾリル、チアゾリニル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、キヌクリジニル、イソチアゾリジニル、インドリル、イソインドリル、インドリニル、イソインドリニル、オクタヒドロインドリル、オクタヒドロイソインドリル、キノリル、イソキノリル、デカヒドロイソキノリル、ベンズイミダゾリル、チアジアゾリル、ベンゾピラニル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、フリル、テトラヒドロフルチル、テトラヒドロピラニル、チエニル、ベンゾチエニル、チアモルホリニル、チアモルホリニルスルホキシド、チアモルホリニルスルホン、ジオキサホスホラニル、オキサジアゾリル、クロマニル、イソクロマニル等およびそれらの混合物を包含する。
【００３３】
本明細書において使用するためのヘテロアリール基の典型的な例としては、例として、先に定義した置換もしくは非置換の複素環式環基を包含する。ヘテロアリール環基は、任意のヘテロ原子または炭素原子で主構造に結合することができ、その結果、安定構造を作ることになる。
【００３４】
本明細書において使用するためのヘテロアリールアルキル基の典型的な例としては、例として、先に定義したアルキル基に直接結合した、先に定義した置換もしくは非置換のヘテロアリール環基を包含する。ヘテロアリールアルキル基は、アルキル基からの任意の炭素原子で主構造に結合することができ、その結果、安定構造を作ることになる。
【００３５】
本明細書において使用するためのヘテロシクロ基の典型的な例としては、例として、先に定義した置換もしくは非置換の複素環式環基を包含する。ヘテロシクロ環基は、任意のヘテロ原子または炭素原子で主構造に結合することができ、その結果、安定構造を作ることになる。
【００３６】
本明細書において使用するためのヘテロシクロアルキル基の典型的な例としては、例として、先に定義したアルキル基に直接結合した、先に定義した置換もしくは非置換の複素環式環基を包含する。ヘテロシクロアルキル基は、アルキル基の炭素原子で主構造に結合することができ、その結果、安定構造を作ることになる。
【００３７】
「重合性エチレン性不飽和有機基」の典型的な例としては、例として（メタ）アクリレート含有基、（メタ）アクリルアミド含有基、ビニルカーボネート含有基、ビニルカルバメート含有基、スチレン含有基等を包含する。１つの実施態様においては、重合性エチレン性不飽和有機基は、一般式：
【００３８】
【化３】
2009522435.tif 000004
【００３９】
（ここで、R21は、水素、フッ素またはメチルであり；R22は独立して、水素、フッ素、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基または-CO-Y-R24基[ここでYは-O-、-S-または-NH-であり、R24は、1〜約10個の炭素原子を有する２価アルキレン基である]である）
によって示すことができる。
【００４０】
「置換アルキル」、「置換アルコキシ」、「置換シクロアルキル」、「置換シクロアルケニル」、「置換アリールアルキル」、「置換アリール」、「置換複素環式環」、「置換ヘテロアリール環」、「置換ヘテロアリールアルキル」、「置換ヘテロシクロアルキル環」、「置換環状環」および「置換カルボン酸誘導体」における置換基は、同じまたは異なることができ、1個以上の置換基、例えば水素、ヒドロキシ、ハロゲン、カルボキシル、シアノ、ニトロ、オキソ(=O)、チオ(=S)、置換もしくは非置換のアルキル、置換もしくは非置換のアルコキシ、置換もしくは非置換のアルケニル、置換もしくは非置換のアルキニル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のアリールアルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のシクロアルケニル、置換もしくは非置換のアミノ、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のヘテロアリール、置換ヘテロシクロアルキル環、置換もしくは非置換のヘテロアリールアルキル、置換もしくは非置換の複素環式環、置換もしくは非置換のグアニジン、-COORx、-C(O)Rx、-C(S)Rx、-C(O)NRxRy、-C(O)ONRxRy、-NRxCONRyRz、-N(Rx)SORy、-N(Rx)SO2Ry、-(=N-N(Rx)Ry)、-NRxC(O)ORy、-NRxRy、-NRxC(O)Ry-、-NRxC(S)Ry、-NRxC(S)NRyRz、-SONRxRy-、-SO2NRxRy-、-ORx-、-ORxC(O)N RyRz、-ORxC(O)ORy、-OC(O)Rx、-OC(O)NRxRy、-RxNRyC(O)Rz、-RxORy、-RxC(O)ORy、-RxC(O)NRyRz、-RxC(O)Rx、-RxOC(O)Ry、-SRx、-SORx、-SO2Rx、-ONO2を包含することができ、ここで、上記の基のそれぞれにおけるRx、RyおよびRzは同じまたは異なることができ、水素原子、置換もしくは非置換のアルキル、置換もしくは非置換のアルコキシ、置換もしくは非置換のアルケニル、置換もしくは非置換のアルキニル、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のアリールアルキル、置換もしくは非置換のシクロアルキル、置換もしくは非置換のシクロアルケニル、置換もしくは非置換のアミノ、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のヘテロアリール、置換ヘテロシクロアルキル環、置換もしくは非置換のヘテロアリールアルキル、または置換もしくは非置換の複素環式環であることができる。
【００４１】
本明細書において開示された新規なカチオン性ケイ素含有ランダムコポリマーを作るための合成法の概略の表示は、以下に提供される：
【００４２】
【化４】
2009522435.tif 000005
【００４３】
【化５】
2009522435.tif 000006
【００４４】
【化６】
2009522435.tif 000007
【００４５】
第２の態様においては、本発明は、式(I)〜(V)のモノマーを含む、器具を形成するモノマー混合物で作られた物品を包含する。好ましい実施態様に従えば、物品は、上記したモノマーおよび少なくとも１種の第２のモノマーを含む混合物の重合生成物である。本発明は、硬質または軟質の広く種々の重合物質に適用可能である。生体適合物質を含む全てのポリマー物質が本発明の範囲内にあると企図されるが、特に好ましいポリマー物質は、コンタクトレンズ、有水晶体および無水晶体眼内レンズを含むレンズならびに角膜移植片である。好ましい物品は、光学的に透明であり、コンタクトレンズとして有用である。
【００４６】
本発明はまた、医用器具、例えば心臓弁および膜(film)、手術用器具、脈管代用品、子宮内器具、膜(membrane)、隔膜、手術用移植片、血管、人工尿管、人工胸部組織および、人体の外部で体液と接触するようになることを意図された膜、例えば腎臓透析のための膜および人工心肺等、カテーテル、マウスガード、義歯ライナー、眼用器具、特にコンタクトレンズを提供する。
【００４７】
ケイ素含有ヒドロゲルは、少なくとも１種のケイ素含有モノマーおよび少なくとも１種の親水性モノマーを含む混合物を重合することによって製造される。ケイ素含有モノマーは、架橋剤（架橋剤は、多数の重合性官能性を有するモノマーとして定義される）として機能し得るか、または別の架橋剤を使用することができる。
【００４８】
ケイ素含有コンタクトレンズ材料の初期の例は、U.S. Pat. No. 4,153,641（バウシュ&ロム社(Bausch & Lomb Incorporated)に所属する、デイチャート(Deichert)ら）に開示されている。レンズは、２価の炭化水素基を介して、重合した活性化不飽和基にα,ω末端結合した、ポリ（オルガノシロキサン）モノマーで作られている。種々の疎水性ケイ素含有プレポリマー、例えば1,3-ビス（メタクリロキシアルキル）ポリシロキサンが、公知の親水性モノマー、例えば2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と共重合された。
【００４９】
U.S. Pat. No.5,358,995（ライ(Lai)ら）は、かさ高いポリシロキサニルアルキル（メタ）アクリレートモノマーと重合されたアクリルエステルキャップされたポリシロキサンプレポリマーおよび少なくとも１種の親水性モノマーから成る、ケイ素含有ヒドロゲルを記載する。ライ(Lai)らは、バウシュ&ロム社(Bausch & Lomb Incorporated)に所属し、その全部の開示は、引用することによって本明細書に組み入れられる。アクリルエステルキャップされたポリシロキサンプレポリマーは、M2Dxとして普通知られており、２個のアクリルエステル末端基および「ｘ」個の繰り返しのジメチルシロキサン単位から成る。好ましいかさ高いポリシロキサニルアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、TRIS-タイプ（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）であり、親水性モノマーは、アクリルもしくはビニルを含有する。
【００５０】
本発明で使用することができるケイ素含有モノマー混合物の他の例としては、次のもの：U.S. Pat. Nos.5,070,215および5,610,252（バンバリー(Bambury)ら）に開示されたビニルカーボネートおよびビニルカルバメートモノマー混合物；U.S. Pat. Nos.5,321,108; 5,387,662および5,539,016（クンツラー(Kunzler)ら）に開示されたフルオロケイ素モノマー混合物；U.S. Pat. Nos.5,374,662; 5,420,324および5,496,871（ライ(Lai)ら）に開示されたフマレートモノマー混合物；ならびにU.S. Pat. Nos.5,451,651; 5,648,515; 5,639,908および5,594,085に開示されたウレタンモノマー混合物を包含し、これら全ては一般に、本願の譲受人バウシュ&ロム社(Bausch & Lomb Incorporated)に所属し、その全部の開示が、引用することにより本明細書に組み入れられる。
【００５１】
非ケイ素疎水性物質の例としては、アルキルアクリレートおよびメタクリレートを包含する。
【００５２】
カチオン性ケイ素含有モノマーは、広く種々の親水性モノマーと共重合されて、ケイ素ヒドロゲルレンズを生成することができる。適当な親水性モノマーとしては：不飽和カルボン酸、例えばメタクリル酸およびアクリル酸；アクリル置換アルコール、例えば2-ヒドロキシエチルメタクリレートおよび2-ヒドロキシエチルアクリレート；ビニルラクタム、例えばN-ビニルピロリドン(NVP)および1-ビニルアゾナン-2-オン；ならびにアクリルアミド、例えばメタクリルアミドおよびN,N-ジメチルアクリルアミド(DMA)を包含する。
【００５３】
なおさらなる例は、U.S. Pat. No.5,070,215に開示された親水性ビニルカーボネートまたはビニルカルバメートモノマーならびにU.S. Pat. No.4,910,277に開示された親水性オキザゾロンモノマーである。他の適当な親水性モノマーは、当業者に明らかであろう。
【００５４】
疎水性架橋剤は、メタクリレート、例えばエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)およびアリルメタクリレート(AMA)を包含する。従来のケイ素ヒドロゲルモノマー混合物と比べて、本発明の４級化されたケイ素ランダムコポリマーを含むモノマー混合物は、従来技術のケイ素含有ヒドロゲル形成モノマーに比べて比較的水溶性である。この特徴は、曇ったレンズを生じる非相溶性相分離の危険が少なく、重合された物質が水で抽出可能であるということにおいて、従来のケイ素ヒドロゲルモノマー混合物よりも利点を提供する。しかしながら、所望されるときは、従来の有機抽出法をまた使用できる。さらに、抽出されたレンズは、望ましいコンタクトレンズを得るために重要であると知られている特性である、酸素透過性(Dk)および低弾性率の良好な組合せを示す。その上、本発明の４級化されたケイ素ランダムコポリマーを用いて製造されるレンズは、表面処理なしですら湿潤性であり、乾式金型解離を提供し、モノマー混合に溶媒を必要とせず（溶媒、例えばグリセロールを使用することができるが）、抽出された重合物質は細胞毒性ではなく、表面は、触るとつるつるしている。本発明の４級化されたケイ素ランダムコポリマーを含む、重合されたモノマー混合物が望ましい引き裂き強さを示さない場合には、強化剤、例えばTBE（4-t-ブチル-2-ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート）をモノマー混合物に添加することができる。他の強化剤は、当業者によく知られており、必要なときにまた使用することができる。
【００５５】
本明細書に開示されたカチオン性ケイ素含有ランダムコポリマーの利点は、比較的水溶性であり、それらのコモノマーにまた可溶性であることであるが、有機希釈剤を、最初のモノマー混合物に含むことができる。本明細書で使用されるように、「有機希釈剤」という語は、最初のモノマー混合物中の成分の非相溶性を最小にし、最初の混合物中の成分と実質的に反応性でない有機化合物を包含する。さらには、有機希釈剤は、モノマー混合物の重合により製造される重合生成物の相分離を最小にするように働く。また有機希釈剤は一般に、比較的不燃性である。
【００５６】
企図される有機希釈剤としては、tert-ブタノール(TBA)；ジオール、例えばエチレングリコールおよびポリオール、例えばグリセロールを包含する。好ましくは有機希釈剤は、抽出工程中に硬化品からの除去を容易にするのに十分に、抽出溶媒に可溶性である。他の適当な有機希釈剤は、当業者に明らかであろう。
【００５７】
有機希釈剤は、所望の効果を提供するのに有効な量で含まれる。一般に希釈剤は、モノマー混合物の5〜60質量％で含まれ、10〜50質量％が特に好ましい。
【００５８】
本発明の方法に従えば、少なくとも１種の親水性モノマー、本明細書に記載された少なくとも１種のカチオン性ケイ素含有ランダムコポリマーおよび任意的に有機希釈剤を含むモノマー混合物は、慣用の方法、例えば静的キャスティングまたはスピンキャスティングによって、成形され、硬化される。
【００５９】
レンズ形成は、フリーラジカル重合、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)およびペルオキシド触媒で開始剤を用い、かつU.S. Pat. No.3,808,179（引用することにより、本明細書に組み入れられる）に示されたような条件下で行うことができる。当技術分野でよく知られた、モノマー混合物の重合の光開始を、本明細書に開示された物品を形成する方法においてまた使用することができる。モノマー重合の前に、着色剤等を添加することができる。
【００６０】
その後、十分量の未反応モノマーおよび、存在するときには有機希釈剤を、硬化品から除去して、物品の生物適合性を改善する。レンズを装着すると、未重合モノマーが眼中へ放出されるのは、炎症および他の問題を引き起こし得る。可燃性溶媒、例えばイソプロピルアルコールで抽出されなければならない他のモノマー混合物と違って、本明細書に開示された新規な４級化されたシロキサンランダムコポリマーの特性の故に、不燃性溶媒を抽出プロセスに使用することができる。
【００６１】
本明細書に開示されたカチオン性ケイ素含有ランダムコポリマーを含む、重合されたモノマー混合物から形成される生体適合物質が形成されると、それらは、その後、包装および最終用途に向けて準備するために抽出される。抽出は、重合物質を種々の溶媒、例えば水、tert-ブタノール等に種々の時間暴露することによって行われる。例えば、１つの抽出法は、重合物質を水中に約3分間浸漬し、水を除去し、その後、重合物質を一定分量の別の水に約3分間浸漬し、その水を除去し、その後、重合物質を水中または緩衝溶液中でオートクレーブ処理することである。
【００６２】
未反応のモノマーおよび有機希釈剤の抽出後、成形品、例えばRGPレンズは任意的に、当技術分野で公知の種々の方法によって機械加工される。機械加工工程としては、レンズ表面の旋盤切断、レンズ端部の旋盤切断、レンズ端部のバフ研磨または、レンズ端部もしくは表面の磨き上げを包含する。本発明の方法は特に、レンズ表面が旋盤切断されるプロセスのために有利である。というのは、レンズ表面の機械加工は、表面が粘着性またはゴム状であるときに特に困難であるからである。
【００６３】
一般に、そのような機械加工プロセスは、物品が金型部品からはずされる前に行われる。機械加工の作業後、レンズは金型部品からはずされ、水和されることができる。あるいは、物品は、金型部品から除かれた後に機械加工され、その後水和されることができる。
【００６４】
機械的特性および酸素透過性：ASTM D-1708aに従って、Instron（モデル4502）器械を用いて、弾性率および引張り試験を行い、ここで、ヒドロゲル膜試料は、ボレート緩衝塩水に浸漬され；適当な寸法の膜試料は、ゲージ長さ22mmおよび幅4.75mmであり、試料はさらに、Instron器械のクランプで試料をつかむことを配慮して犬の骨の形を形成する末端を有し、200+50μmの厚みを有する。
【００６５】
酸素透過性（またDkと称する）は、以下の手順によって決定された。それから得れる酸素透過性の値が記載された方法と等価である限り、他の方法および／または器械を使用することができる。シリコーンヒドロゲルの酸素透過性は、その末端に中心円形の金陰極および陰極から絶縁された銀陽極を含むプローブを有するO2 Permeometer Model 201Tの器械（クレアテック(Createch)、アルバニー(Albany)、カリフォルニア、USA）を用いて、ポーラログラフィー法(ANSI Z80.20-1998）によって測定される。測定は、150〜600μmの範囲にわたる３つの異なる中心厚みを有する、予め検分されたピンホールのない平らなシリコーンヒドロゲル膜試料においてのみ、行われる。膜試料の中心厚みの測定は、Rehder ET-1電子厚みゲージを用いて測定することができる。一般に膜試料は、円形のディスクの形を有する。測定は、35℃+/-0.2°で平衡にされた、循環するリン酸塩緩衝塩水(PBS)を含む浴中に浸漬された、膜試料およびプローブを用いて行われる。プローブおよび膜試料をPBS浴中に浸漬する前に、膜試料は、平衡PBSで予め湿らした陰極上に置かれ、中心を一致され、陰極と膜試料との間に気泡または過剰のPBSが存在しないことを確実にし、その後、膜試料は、取り付けキャップを用いてプローブに固定され、プローブの陰極部分は、膜試料とだけ接触する。シリコーンヒドロゲル膜については、プローブの陰極と膜試料との間に、例えば円形のディスクの形を有するテフロン（登録商標）ポリマー膜を使用するのがしばしば有用である。そのような場合には、テフロン（登録商標）膜がまず、予め湿らせた陰極上に置かれ、その後、膜試料がテフロン（登録商標）膜上に置かれ、テフロン（登録商標）膜または膜試料の下に気泡または過剰のPBSが存在しないことを確実にする。測定値が集められたら、0.97以上の相関係数値(R2)を有するデータのみをDk値の計算に入れるべきである。厚み当たり少なくとも２個のDk測定値、および合っているR2値が得られる。公知の回帰分析を用いると、酸素透過性(Dk)は、少なくとも３つの異なる厚みを有する膜試料から計算される。PBS以外の溶液で水和された膜試料は、まず純水中に浸漬され、少なくとも24時間平衡にされた後、PHB中に浸漬され、少なくとも12時間平衡にされる。器械は定期的に掃除され、RGP規格を用いて定期的に較正される。上限および下限は、ウィリアム(William)J.ベンジャミン(Benjamin)ら、対照物質の酸素透過性(The Oxygen Permeability of Reference Materials), Optom Vis Sci 7 (12s): 95(1997)（その開示は、その全部が本明細書に組み入れられる）によって確立されたリポジトリー(Repository)値の+/-8.8%を計算することによって確立される：
【００６６】
【表１】
2009522435.tif 000008
【００６７】
他で詳細に述べられるか、またはその用法によって明らかにされなければ、本願において使用される全ての数は、「約」という語によって修飾されると考えるべきである。
【００６８】
膜は、ガラス板から除かれ、脱イオンH2O中で最低4時間水和／抽出され、新しい脱イオンH2Oに移され、121℃で30分間オートクレーブ処理された。冷却された膜はその後、表２に記載された眼用材料において関心のある選択された特性について分析された。先に論じたASTM D-1708aに従い、ボレート緩衝塩水中で、機械的試験を行った。Dk（またはバレル(barrer)）単位で報告される、酸素透過性は、先に論じたように、３つの異なる厚みを有する許容される膜を用いて、リン酸塩緩衝塩水中で35℃にて測定された。
【００６９】
初めに提出され、補正されることができる特許請求の範囲は、変形、代替、変更、改善、等価および実質等価の実施態様ならびに本明細書に開示された教示を包含し、現在予測されないかまたは認識されないもの、例えば出願人／特許権者等から生じ得るものを含む。
【国際調査報告】
2009522435.tif 000012
2009522435.tif 000013