(57)【要約】親水特性および疎水特性を備えるポリマーを提供する。同ポリマーは、コンタクトレンズとして使用できるヒドロゲルにすることができる。レンズは、生体適合性および取り扱いのための構造安定性のため、例えば70 wt.%を上回るなどの高い含水率を呈してもよい。親水性部分は2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート（GMA）であってもよく、疎水性部分は2-メトキシエチルメタクリレート（MOEMA）であってもよい。加えて、レンズはN,N-ジメチルアクリルアミド（NN-DMA）も含有していてもよい。レンズは、注型成形法または半注型成形法などの成形によって調製および形成されてもよい。2011500898.tif 000014
2011500898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
R1 = -CH3 または -CH2CH3 であり且つ R2 = -CH2- または -CH2-CH2- または -CH2-CH2-CH2- である少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000009
から調製されるがヒドロキシエチルメタクリレート（HEMA）からは調製されない少なくとも1つのポリマーを含む、組成物。
【請求項２】
ポリマーがさらに（c）アクリルアミドモノマーから調製される、請求項1記載の組成物。
【請求項３】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製される、請求項1記載の組成物。
【請求項４】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され、且つ、重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約20 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項５】
重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約60 wt.%〜約95 wt.%であり且つ（b）の量が約5 wt.%〜約40 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項６】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約20 wt.%であり；重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約60 wt.%〜約95 wt.%であり且つ（b）の量が約5 wt.%〜約40 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項７】
少なくとも1つの希釈剤をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項８】
少なくとも1つの希釈剤および少なくともポリ（エチレングリコール）をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項９】
少なくとも希釈剤および少なくともポリ（エチレングリコール）をさらに含有し、該希釈剤およびポリ（エチレングリコール）が重合可能モノマーの総量に対して約1 wt.%〜約10 wt.%の量でそれぞれ存在する、請求項1記載の組成物。
【請求項１０】
（a）および（b）の重合において実質的に非反応性である少なくとも1つのポリマーまたはオリゴマーをさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１１】
（a）および（b）の重合において実質的に非反応性である少なくとも1つの親水性のポリマーまたはオリゴマーをさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１２】
分子量が約200〜約400である少なくともポリ（エチレングリコール）をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１３】
分子量が約200である少なくともポリ（エチレングリコール）をさらに含む、請求項1記載の組成物。
【請求項１４】
ポリマーが少なくとも1つの架橋剤および少なくとも1つの重合開始剤から調製される、請求項1記載の組成物。
【請求項１５】
含水率が少なくとも約66 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項１６】
含水率が少なくとも約70 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項１７】
含水率が少なくとも約75 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項１８】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約7 wt.%であり；且つ、重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約74 wt.%〜約90 wt.%であり且つ（b）の量が約10 wt.%〜約25 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項１９】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約7 wt.%であり；重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約74 wt.%〜約90 wt.%であり且つ（b）の量が約10 wt.%〜約25 wt.%であり；組成物が少なくとも1つの非反応性の希釈剤、少なくとも1つのポリマーまたはオリゴマーをさらに含み；且つ、少なくとも1つの架橋剤および少なくとも1つの重合開始剤を使用してポリマーが調製される、請求項1記載の組成物。
【請求項２０】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約7 wt.%であり；重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約74 wt.%〜約90 wt.%であり且つ（b）の量が約10 wt.%〜約25 wt.%であり；組成物が少なくとも1つの非反応性の希釈剤、少なくとも1つのポリマーまたはオリゴマーをさらに含み；少なくとも1つの架橋剤および少なくとも1つの重合開始剤を使用してポリマーが調製され；且つ、含水率が少なくとも約70 wt.%である、請求項1記載の組成物。
【請求項２１】
R1 = -CH3 または -CH2CH3 であり且つ R2 = -CH2- または -CH2-CH2- または -CH2-CH2-CH2- である少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000010
から調製される少なくとも1つのポリマーから本質的になり；含水率が少なくとも約60 wt.%であり；且つ、ポリマー調製物に任意のHEMAが使われている場合、該HEMAが重合可能モノマーの総量に対して約2 wt.%以下である、高いヒドロゲル含水率となるよう適合している組成物。
【請求項２２】
ポリマーがさらに（c）アクリルアミドモノマーから調製される、請求項21記載の組成物。
【請求項２３】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製される、請求項21記載の組成物。
【請求項２４】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；且つ、重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約20 wt.%である、請求項21記載の組成物。
【請求項２５】
重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約60 wt.%〜約95 wt.%であり且つ（b）の量が約5 wt.%〜約40 wt.%である、請求項21記載の組成物。
【請求項２６】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約20 wt.%であり；且つ、重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約60 wt.%〜約95 wt.%であり且つ（b）の量が約5 wt.%〜約40 wt.%である、請求項21記載の組成物。
【請求項２７】
さらに少なくとも1つの希釈剤から本質的になる、請求項21記載の組成物。
【請求項２８】
さらに少なくとも1つの希釈剤および少なくともポリ（エチレングリコール）から本質的になる、請求項21記載の組成物。
【請求項２９】
さらに少なくとも希釈剤および少なくともポリ（エチレングリコール）から本質的になり、該希釈剤および該ポリ（エチレングリコール）が重合可能モノマーの総量に対して約1 wt.%〜約10 wt.%の量でそれぞれ存在する、請求項21記載の組成物。
【請求項３０】
さらに（a）および（b）の重合において実質的に非反応性である少なくとも1つのポリマーまたはオリゴマーから本質的になる、請求項21記載の組成物。
【請求項３１】
さらに（a）および（b）の重合において実質的に非反応性である少なくとも1つの親水性のポリマーまたはオリゴマーから本質的になる、請求項21記載の組成物。
【請求項３２】
さらに分子量が約200〜約400である少なくともポリ（エチレングリコール）から本質的になる、請求項21記載の組成物。
【請求項３３】
さらに分子量が約200である少なくともポリ（エチレングリコール）から本質的になる、請求項21記載の組成物。
【請求項３４】
ポリマーが少なくとも1つの架橋剤および少なくとも1つの重合開始剤から調製される、請求項21記載の組成物。
【請求項３５】
含水率が少なくとも約66 wt.%である、請求項21記載の組成物。
【請求項３６】
含水率が少なくとも約70 wt.%である、請求項21記載の組成物。
【請求項３７】
含水率が少なくとも約75 wt.%であり且つ相対的な水分バランスが少なくとも16である、請求項21記載の組成物。
【請求項３８】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約7 wt.%であり；且つ、重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約74 wt.%〜約90 wt.%であり且つ（b）の量が約10 wt.%〜約25 wt.%である、請求項21記載の組成物。
【請求項３９】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約7 wt.%であり；重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約74 wt.%〜約90 wt.%であり且つ（b）の量が約10 wt.%〜約25 wt.%であり；組成物がさらに少なくとも1つの非反応性の希釈剤、少なくとも1つのポリマーまたはオリゴマーから本質的になり；少なくとも1つの架橋剤および少なくとも1つの重合開始剤を使用してポリマーが調製され；且つ、HEMAの量が1 wt.%未満である、請求項21記載の組成物。
【請求項４０】
ポリマーがさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製され；重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約7 wt.%であり；重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約74 wt.%〜約90 wt.%であり且つ（b）の量が約10 wt.%〜約25 wt.%であり；組成物がさらに少なくとも1つの非反応性の希釈剤、少なくとも1つのポリマーまたはオリゴマーから本質的になり；少なくとも1つの架橋剤および少なくとも1つの重合開始剤を使用してポリマーが調製され；含水率が少なくとも約70 wt.%であり；且つ、HEMAの量が約0.1 wt.%未満である、請求項21記載の組成物。
【請求項４１】
R1 = -CH3 または CH3-CH2- であり且つ R2 = -CH2- または -CH2-CH2- または -CH2-CH2-CH2- である少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000011
から調製されるバックボーンを有するポリマーを含み、且つ、少なくとも70%である高い含水率および少なくとも16である高い相対的な水分バランスとなるよう適合しているヒドロゲル。
【請求項４２】
（a）R1 = -CH3 または CH3-CH2- であり且つ R2 = -CH2- または -CH2-CH2 または -CH2-CH2-CH2- である少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000012
を提供する段階；
（b）該モノマーを重合させてヒドロゲル用のポリマーを形成させる段階；および
（c）ヒドロゲル用の該ポリマーを装置内に置き、該ヒドロゲルを成形、切削、または旋盤で加工することによりコンタクトレンズを形成させる段階
を含む、コンタクトレンズを作る方法。
【請求項４３】
（a）  R1 = -CH3 または CH3-CH2- であり且つ R2 = -CH2- または -CH2-CH2 または -CH2-CH2-CH2- である少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000013
を有し且つ少なくとも70%である高い含水率および少なくとも16である高い相対的な水分バランスとなるよう適合しているヒドロゲルで作られたコンタクトレンズを提供する段階；および
（b）患者の眼のうち少なくとも1つの中に該レンズを入れる段階
を含む、患者の視力を向上させる方法。
【請求項４４】
少なくとも1つの架橋ポリマーを含むヒドロゲルを含むコンタクトレンズであって、該架橋ポリマーが、重合したGMA、少なくとも1つの重合した疎水性モノマーを含み且つ重合したHEMAを実質的に含まない、コンタクトレンズ。
【請求項４５】
ポリマーが、重合したNN-DMAをさらに含む、請求項44記載のコンタクトレンズ。
【請求項４６】
少なくとも70%である高い含水率および少なくとも16である高い相対的な水分バランスとなるよう適合している、請求項44記載のコンタクトレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、参照によりその全部が本明細書に組み入れられる、2007年10月10日に提出された米国特許仮出願第60/978,858号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ヒドロゲルは、含水性の架橋ポリマーマトリックスとして理解することができる。ヒドロゲルは、コンタクトレンズなどを含む、眼に関連する用途に使用できる。
【０００３】
眼用用途でのヒドロゲルの使用については進歩もなされているが、特性の組合せまたはバランスを提供するポリマーおよびヒドロゲルに対する需要はいまだ存在する。例えば米国特許第6,096,799号（特許文献1）（Benz Research and Development Corp.）を参照されたい。例えば、1つまたは複数の有用な特性としては、高い含水率、乾燥速度を含む良好な水和および脱水挙動、光学的透明度、強度などの機械特性、ならびに機械加工性などがある。残念ながら、1つまたは複数の有用な特性を実現する取り組みは、他の1つまたは複数の有用な特性を取り去る結果になることがある。例えば、ヒドロゲルが親水性成分および疎水性成分の両方を備える場合、そのヒドロゲルは相分離および曇りを生じる可能性がある。別の例では機械加工性が損なわれる可能性がある。他の場合において、脱水速度と対になる水和速度の適正バランスを見出すのに困難が生じる可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第6,096,799号
【発明の概要】
【０００５】
概要
組成物および装置、ならびに同組成物および装置を作製および使用する方法を本明細書に開示する。例えば、親水特性および疎水特性を備えるポリマーを提供する。同ポリマーは、コンタクトレンズとして使用できるヒドロゲルにすることができる。ヒドロゲルレンズを作製および使用するための方法も提供する。
【０００６】
1つの態様は、少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000003
から調製される少なくとも1つのポリマーを含む組成物を提供する。
式中、R1 = -CH3 または -CH2CH3であり、且つR2 = CH2- または -CH2-CH2- または -CH2-CH2-CH2- であるが、同ポリマーはヒドロキシエチルメタクリレート（HEMA）からは調製されない。
【０００７】
別の態様は、少なくとも以下のモノマー：
2011500898.tif 000004
から調製される少なくとも1つのポリマーから本質的になる、高いヒドロゲル含水率となるよう適合している組成物を提供する。
式中、R1 = -CH3 または -CH2CH3であり且つR2 = CH2- または -CH2-CH2- または -CH2-CH2-CH2-であり、含水率は少なくとも約60 wt.%であり、且つ、ポリマー調製物にHEMAが使われている場合そのHEMAは重合可能モノマーの総量に対して約2 wt.%以下である。
【０００８】
本明細書に説明する材料およびポリマーのうち1つまたは複数が、例えば、高い含水率、取り扱いおよび機械加工に耐える十分な強度、より良好な機械加工性、透明性、レンズとしての使用に適した光学特性、ならびにこれらおよび他の特性の組合せなど、少なくとも1つの利点を提供してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】異なる高含水率の材料のインビボ脱水を示した図である。本発明の材料は左端である（99%）。
【図２】YoungおよびBenjaminの近似式 [Log (Dk) = 0.01754 (WC) + 0.3897] を用いた、眼球上のレンズの含水率測定値に基づく材料のDkを示した図である。ULTRA O2およびULTRA O2 Plus、ならびに材料UO2およびUO2 Plusは本発明によるものである。
【図３】含水率と相対的な水分バランス比との比較を示した図である。
【図４】Benz ULTRA O2 Plusと競合のシリコーンヒドロゲルとの比較を含む、湿潤性を反映する接触角度測定値を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明
はじめに
本明細書に引用するすべての参考文献はその全部が参照により組み入れられる。
【００１１】
2007年10月10日に提出された優先の米国特許仮出願第60/978,858号は、特許請求の範囲、実施例、および説明的態様も含め、全部が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１２】
コンタクトレンズは、例えばBenzおよびOrs（Benz Research and Development Corp.）の米国特許第6,096,799号および同第5,532,289号に記載されている。例えば米国特許第7,067,602号、同第6,627,674号、同第6,566,417号、同第6,517,750号、同第6,267,784号、および同第5,891,932号もまた参照されたい。コンタクトレンズのさらなる特許として同第6,599,959号、同第6,555,598号、同第6,265,465号、同第6,245,830号、同第6,242,508号、および同第6,011,081号もある。水分バランスの測定について米国特許第5,532,289号も参照されたい。当業者は、組成物の処方、組成物の重合、組成物の成形および形成、コンタクトレンズの種類、ならびに物理特性の測定に用いるためこれら参考文献を参照してもよい。
【００１３】
ポリマー、架橋ポリマー、コポリマー、ターポリマー、ヒドロゲル、相互貫入ポリマーネットワーク、ランダム-ブロック微細構造、オリゴマー、モノマー、重合および共重合の方法、分子量、測定、ならびに関連する材料および技術は、ポリマー技術分野において概して公知であり、以下に説明する態様の実施に使うことができる。例えば（1）Contemporary Polymer Chemistry, Allcock and Lamp, Prentice Hall, 1981、および（2）Textbook of Polymer Science, 3rd Ed., Billmeyer, Wiley-Interscience, 1984を参照されたい。フリーラジカル重合を使って本明細書のポリマーを調製してもよい。
【００１４】
ヒドロゲル、膜、およびレンズ材料を含む種々の技術において、架橋ポリマーの水和は当技術分野において公知である。
【００１５】
略語：
GMAはグリセロールメタクリレートまたは2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレートである。
EOEMAはエトキシエチルメタクリレートである。
NN-DMAはN,N-ジメチルアクリルアミドである。
MOEMAはメトキシエチルメタクリレートである。
PEG 200は分子量約200のポリ（エチレングリコール）である。
NMPはN-メチルピロリドンである。
TriEGDMAはトリエチレングリコールジメタクリレートである。
【００１６】
親水性モノマー（A）
本発明のヒドロゲルを構成するポリマーは、2,3-ジヒドロキシエチルメタクリレート（GMA）などのビシナルなヒドロキシル基を有するモノマーを親水性部分として含んでいてもよい。重合前のGMAの構造を以下に示す。
2011500898.tif 000005
【００１７】
HEMAは、同ポリマーの調製に使われるモノマーから完全にまたは実質的に除外されうる。1つの態様において、所望の特性を実現できる範囲で、少量のHEMAが使われてもよい。特定のシステムについて、重合可能モノマーの総量に対して例えば2 wt.%未満、1 wt.%未満、0.5 wt.%未満、または0.1 wt.%未満など、HEMAをどれだけ使えるかを当業者は実験して決定してもよい。
【００１８】
疎水性モノマー（B）
本発明のヒドロゲルを構成するポリマーは、疎水性部分としてR1-O-R2-MAを含んでいてもよい。R1-O-R2-MAの構造を以下に示す。
2011500898.tif 000006
【００１９】
異なるタイプのR1-O-R2-MAとしては2-メトキシエチルメタクリレート（MOEMA）およびエトキシエチルメタクリレート（EOEMA）などがある。
【００２０】
追加の成分
例えば二置換アクリルアミドなど少なくとも1つのアクリルアミドモノマー（c）を使ってもよい。そのような二置換アクリルアミドとして例えば本発明の調合物に含めてもよいN,N-ジメチルアクリルアミド（NN-DMA）があり、その構造を以下に示す。
2011500898.tif 000007
【００２１】
この成分は含水率を可能性がある。例えばこの成分は含水率を少なくとも約1 wt.%、少なくとも約3 wt.%、または少なくとも約5 wt.%高める可能性がある。例えば、NN-DMAはヒドロゲルの全体的な親水性を高める可能性があり、且つまた、親水性／疎水性を組み合わせたヒドロゲルの親水性上昇に関連する曇りを防ぐかまたは軽減するのに役立つ可能性がある。同成分は水素結合に関与してもよい。
【００２２】
別の態様において、例えばN-メチルピロリドン（NMP）のような例えば非プロトン性溶媒のような希釈剤または有機溶剤などの非反応性成分を使ってもよい。これは重合過程において実質的に非反応性であってもよい。NMPのような希釈剤を使って粘稠度を下げてもよい。同成分はまた、種々の成分のランダムな混合を向上させる可能性がある。
【００２３】
加えて、ポリマーまたはオリゴマーを追加してもよく、これには例えばポリ（エチレングリコール）（PEG）などの水溶性または親水性のポリマーまたはオリゴマーが含まれる。これは重合過程において実質的に非反応性であってもよい。このポリマーまたはオリゴマーは、酸素など、繰り返しユニット中にヘテロ原子を含有していてもよい。このポリマーまたはオリゴマーは水素結合に寄与してもよい。分子量は例えば約100〜約500、約200〜約400、または約200であってもよい。
【００２４】
NMPおよびPEGといった材料は水和後の材料から浸出するかまたは実質的に浸出してもよい。機械加工が必要でない態様においてPEGが除去されてもよい。
【００２５】
ヒドロゲルの重合に架橋剤を使ってもよい。例えば二官能性および三官能性の架橋剤を使ってもよい。架橋剤は、割り当てられた重合時間で完全に架橋するように選択してもよく、またはそうしないように選択してもよい。当業者は、架橋による鎖の連結が適合できるように重合時間を適合させてもよい。例えば、すべての目的についてその全部が参照により本明細書に組み入れられるRostokerらの米国特許第4,038,264号に教示されているものなど、公知の架橋剤を本明細書に提供するヒドロゲルに使ってもよい。1つの態様において、架橋剤としてトリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（TriEGDMA）が使われる。
【００２６】
ヒドロゲルの重合に開始剤を使ってもよい。当技術分野で一般に使われている任意の開始剤を使ってよい。1つの態様において、ヒドロゲルの重合に使われる開始剤は2,2'-アゾビス（2,4-ジメチルペンタンニトリル）である。
【００２７】
量
所望の性能を実現するため、成分（a）および（b）、ならびに成分（a）、（b）、および（c）の量はさまざまであってよい。
【００２８】
例えば組成物は、少なくとも（a）および（b）から形成されるポリマーを含有していてもよく、このとき重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約60 wt.%〜約95 wt.%、（b）の量が約5 wt.%〜約40 wt.%であってもよい。
【００２９】
別の例において、ポリマーはさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製されてもよく、このとき重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約20 wt.%であってもよい。
【００３０】
別の例において、ポリマーはさらに（c）N,N-ジメチルアクリルアミドから調製されてもよく、このとき重合可能モノマーの総量に基づいて（c）の量が約1 wt.%〜約20 wt.%であってもよく、且つ、重合可能モノマーの総量に基づいて（a）の量が約60 wt.%〜約95 wt.%、（b）の量が約5 wt.%〜約40 wt.%であってもよい。
【００３１】
各成分の量を説明するのに実施例が使われてもよく、そしてそこに説明される量は、例えば約20%以下、約10%以下、または約5%以下などのばらつきがあってもよい。例えば、開始剤および架橋剤の量を当技術分野において公知のように適合させてもよい。
【００３２】
加えて、組成物は、任意で少なくとも1つの希釈剤、および任意でポリ（エチレングリコール）などの少なくともポリマーまたはオリゴマーをさらに含有していてもよく、この希釈剤およびポリ（エチレングリコール）などのポリマーまたはオリゴマーは重合可能モノマーの総量に対して約1 wt.%〜約10 wt.%の量でそれぞれ存在していてもよい。
【００３３】
加えて、組成物は、少なくとも1つの希釈剤、およびポリ（エチレングリコール）などの少なくともポリマーまたはオリゴマーをさらに含有していてもよく、この希釈剤およびポリ（エチレングリコール）などのポリマーまたはオリゴマーは重合可能モノマーの総量に対して約1 wt.%〜約10 wt.%の量でそれぞれ存在していてもよい。
【００３４】
重合
加熱および型の使用を含む従来の重合法を使ってもよい。フリーラジカル法および架橋法を使ってもよい。重合時間は例えば約1時間〜約48時間であってもよい。
【００３５】
ポリマーを型から外してコンタクトレンズ用のボタン（ブランク）を形成させてもよい。
【００３６】
レンズの形成
本明細書において説明および特許請求するポリマーから、ヒドロゲル、コンタクトレンズ用ブランク、半完成品のコンタクトレンズ、または完成品のコンタクトレンズを形成させてもよい。コンタクトレンズは、球面状、円環状、多焦点、および保護用コンタクトレンズを含む任意の種類のものであってよい。レンズは、注型成形法または半注型成形法などの成形によって調製してもよい。
【００３７】
本発明で提供するヒドロゲルを以下の様式で機械加工してもよい。
【００３８】
特性
本発明のヒドロゲルの親水特性は比較的高い含水率を含み、これは該ヒドロゲルが生体適合性であり且つインビボ使用に好適であることを可能にする。加えて、該ヒドロゲルは、該ヒドロゲルを水飽和かまたはこれに近い水準に保つために脱水速度が遅く且つ再水和速度が速いことを可能にするような脱水／再水和特性を示す。この特性は、ヒドロゲルがその寸法安定性を保つことを可能にするとともに、レンズとして使用された場合に人の眼が乾燥することを防ぐ。
【００３９】
本発明のヒドロゲルの疎水特性は強い構造を含み、これは物理的損傷を起こすことなく該ヒドロゲルを取り扱うことを可能にする。例えば、コンタクトレンズを形成した場合、該ヒドロゲルの疎水特性は、レンズが日常の装用に耐えることを可能にする。さらに、該疎水特性はまた、機械加工など、該ヒドロゲルをカスタムレンズに変えるための過程中の物理的な取り扱いに該ヒドロゲルが耐えることも可能にする。先行技術に対して、本発明のヒドロゲルは、ヒドロゲル中のマイクロ破損またはナノ破損をきたすことなく機械加工またはその他切削を行うことができる。そのような破損はポリマーの水和時に明らかになることがある。適正に調製されない場合、ポリマーは脆くなりすぎる可能性がある。
【００４０】
ポリ（エチレングリコール）などのポリマーおよびオリゴマーといった添加物により機械加工性または旋盤加工性が向上する場合がある。粉末状のチャンクではなく連続的でひも状の性質である削りくず（swarfまたはturnings）を生成するため、PEGなどのポリマー、オリゴマーといった材料を添加してもよい。欠損を少なくできる可能性がある。
【００４１】
提供されるヒドロゲルは親水性ポリマーの質量比が約70〜約90パーセントであってもよく、疎水性ポリマーの質量比が約10〜約25パーセントであってもよい。提供されるヒドロゲルはまた含水率が約65〜約75パーセントであってもよい。
【００４２】
提供されるヒドロゲルは、（ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）HEMAに対する）相対的な水分バランスが約10〜約18、約10〜約16、または約14〜約16であってもよい。このことは約65 wt.%〜約75 wt.%の含水率で実現されてもよい。HEMA-GMAコポリマーなど先行技術による材料は、約60 wt.%の含水率で相対的な水分バランスが約5.5しかない場合もありうる。
【００４３】
ヒドロゲルの含水率は、例えば少なくとも66 wt.%、または少なくとも70 wt.%、または少なくとも75 wt.%であってもよい。
【００４４】
1つの態様において、ヒドロゲルは親水性部分としてGMAを、親水性部分として2-メトキシエチルメタクリレート（MOEMA）を含む。このヒドロゲルの含水率は約70パーセントであってもよい。
【００４５】
別の態様において、GMAおよびMOEMAとともにN,N-ジメチルアクリルアミド（NN-DMA）が含まれる。このヒドロゲルの含水率は約75パーセントであってもよい。
【００４６】
シリコーン材料と異なり、本明細書に説明するヒドロゲルおよびコンタクトレンズは、生体適合性、柔軟性、および湿潤性がきわめて高くてもよい。
【００４７】
同材料はまた非イオン性であってもよい。
【００４８】
これらの材料から作られるレンズは、高い含水率においても水和性を維持することができる。これらの材料から作られるレンズは、その優れた水結合特性により、眼球上で完全な水和状態を保ちうる。例えば、患者は、コンピュータ使用時または典型的な「ドライアイ」条件下にあるとき、「まばたきなし」の快適性が拡張されていることを認識する可能性がある。
【００４９】
本明細書の説明のように調製された材料は、例えば、少なくとも以下の仕様を有していてもよい。
‐含水率（wt.%）: 76
‐Dk（35℃, Fatt単位）: 少なくとも50
‐乾燥時の屈折率: 1.509
‐水和時の屈折率（35℃）: 1.376
‐直線方向の伸長（mm）: 1.600
‐放射方向の伸長（mm）: 1.600
‐%透過率（@600 nm）: >95
【００５０】
材料は、透明かであるか、または例えば緑色色素による緑色などの色付きであるよう適合していてもよい。他の色素を使用してもよい。
【００５１】
望ましい場合はUVブロッカーを使用してもよい。
【００５２】
さらなる説明
必要に応じて当業者に指針を与えるのに追加の参考文献が役立つ。例えば、水分保持およびレンズの安定性に関して、Contact Lens Spectrum, August 1995, pp. 19-25およびdie Kontaklinsen 7-8, 4 (1997)のBusingerによる臨床試験も参照されたい。
【００５３】
HEMAおよびGMAを基礎とするヒドロゲルを説明した、Yasuda, et. al., Journal of Polymer Science: Part A1, 4, 2913-27 (1966)およびMacret et. al., Polymer, 23(5) 748-753 (1982)も参照されたい。
【００５４】
Refojo, Journal of Applied Polymer Science, 9, 3161-70 (1965)はGMAから作られた高含水率のヒドロゲルについて説明している。Wichterleらの英国特許第GB 2196973A号は、主としてコンタクトレンズの遠心鋳造のための、2-HEMAブレンドにおけるグリセロール、ジメチルホルムアミド、およびジメチルスルホキシドなど親水性溶媒の使用について報告している。
【００５５】
すべての目的についてその全部が本明細書に組み入れられる米国特許第6,267,784号も参照されたい。米国特許第5,326,506号も参照されたい。米国特許第5,079,319号、同第4,218,554号、および同第4,432,366号も参照されたい。
【００５６】
加えて、それぞれBenz Research and Developmentに対する（1）2008年3月4日提出の米国特許出願第12/042,317号（035634-0213）および（2）2008年4月25日提出のPCT出願第PCT/US08/61634号に説明されている態様を、本明細書に説明するような用途に適合させてもよい。
【００５７】
脱水、Dk、湿潤性、水分バランス、および商用設定における特性の組合せ
インビボ試験は水和および脱水の重要な一局面である。特許請求される本発明に基づく材料に関するすぐれた性能について、例えば図1を参照されたい。
【００５８】
ヒドロゲルを基礎とするコンタクトレンズ材料の開発において重要な別の考慮点は、眼球のガス交換に対する材料の影響であると考えられる。ガス交換は、眼の角膜を通って酸素が吸収され二酸化酸素が放出されることによって生じる。角膜がコンタクトレンズで覆われているとき、ガス交換はコンタクトレンズ材料を通る拡散（D）によってのみ生じる。レンズ材料を通る経時的なガスの拡散は数学的にDk/Tと記述されうる。したがって、コンタクトレンズ材料を開発するときは、より高いDk/Tをもたらす効率的なガス交換が主要な目標となりうる。
【００５９】
例えば、HoldenおよびMertzによる1984年の最初の研究では、日常的に装用するソフトレンズに対する最小要件としてDk/Tが24であるべきと決定された。この値は、第一世代のさまざまなヒドロゲルレンズの酸素透過性データの発表値および計算値の両方を用いて得られた。残念ながら、使用されたDk値は飽和レンズに対するものであり、個々のレンズ材料により異なるが10〜15%であることが知られている眼球上の水分損失に対する補正は行われていなかった。装用中の水分損失に対して補正すると、Holdenの最小Dk/T値は20に近くなる。これはまさに、角膜浮腫を防ぐために必要な最小Dk/TとしてBrennanが対照にRGPレンズを使用して見出した値である。RGPレンズはDkが含水率に依存せず、したがって装用中の乾燥は変数とならなかった。レンズのDkが角膜浮腫に及ぼすこの生理学的作用の臨床結果は、日常的装用についてDk/Tが20を上回っていれば角膜浮腫がなくなることを示している。Brennanによる別の重要な臨床試験では、角膜の酸素消費パーセンテージ（%Q）に対するレンズのDk/Tの生理学的影響が決定され、そして、日常装用コンタクトレンズのDk/Tが20以上である場合に角膜の酸素消費がその最大値の100%になることが明確に示された。したがって、角膜の健康状態、角膜浮腫、および角膜の酸素消費パーセンテージ（%Q）に関するこれら臨床試験はいずれも、Dk/Tが20を超える日常装用レンズでは、角膜に対する酸素透過性について、臨床的に測定できる有意な恩典はないことを明確に示している。この重要な臨床データに基づけば、20 Dk/Tは、高性能の日常装用レンズに関する酸素透過性のベンチマークとなりうるかまたはそうであるべき、とするのが妥当であると考えられる。本明細書に説明する材料はそのベンチマークを実現する（例えば図2を参照されたい）。
【００６０】
したがって、材料がバイアルまたはブリスターパック内にある場合と異なり、材料が眼球と接触している場合は、ヒドロゲルレンズ材料のDkに対する眼球上の含水率が臨床的に重要である、という点に注意することが重要である。レンズが水分を失うと、ポリマーマトリックスの崩壊に伴って酸素透過性が失われ、酸素透過曲線が指数関数的に「急降下」するので、装用中に乾燥しない材料であることは高性能ヒドロゲルの重要な要件である。この点について、望ましい材料は、眼球との接触時の最小Dk/T値が約20であってもよい。
【００６１】
湿潤性もまた、患者の快適性および好みに影響しうる、レンズの重要な材料特性である。バルクポリマーの特性と異なり、水分バランス、湿潤性は表面特性であり、その測定値は表面活性の汚染物質によって大きく影響されうる。事実、現在市場にあるシリコーンヒドロゲルは、これらポリマーを濡れやすくするため、添加された表面活性成分かまたは化学的に変化させた表面のいずれかを使っていることがある。したがって、純粋な生理食塩水中で水和およびオートクレーブした非常にきれいなレンズ上で、純粋な生理食塩水中の前進接触角を測定することができる。これを純粋生理食塩水の接触角と呼んでもよい。従来のポリHEMAをベースとするポリマー、GMA/HEMAコポリマー、および高GMAハイブリッドポリマーの純粋生理食塩水の接触角の相対的な違いを測定できる（例えば図4の上図および下図を参照されたい）。これらのレンズ材料間で湿潤性にかなりの違いが存在しうる。材料の湿潤性が高いほど、水滴が平らになるかまたは接触角が小さくなる。材料比較の目的には、個々の角度より、各材料間で純粋生理食塩水の接触角の変化パーセントを調べるのが有用である。ポリHEMAをベースとするレンズから、54%のGMA/HEMAコポリマーレンズに行くとき、接触角は24%減少する。接触角におけるこの変化量は、2つの材料間で患者の快適さの好みが一貫するために必要なものである可能性があり、本明細書に説明する材料で作られたレンズは、従来の材料よりはるかに湿潤性が高いことから、この利点を提供する。
【００６２】
本明細書に説明する材料は、例えば、眼球上で完全な水和状態を保つことができ且つ寸法的に安定で、且つ非常に湿潤性が高いなどの理由から、高性能のソフトレンズとして有用である可能性がある。装用中に水和状態を保つことは、本明細書に説明する材料で作られた54%水分の高性能レンズが105ミクロンの平均レンズ厚において20 Dk/Tの酸素透過を提供でき、本明細書に説明する材料で作られた含水率が75%のレンズが300ミクロンの平均レンズ厚までずっと20 Dk/Tを提供できることを意味しうる。このことは、事実上、任意のレンズ設計が高性能の日常装用レンズになりうることを意味する。他のカスタムレンズ材料は、眼球上に置かれるとすぐに水分を失うため、このことを実現できない。さらに、カスタムレンズの製造業者にとって、自身が製造した精密なレンズが患者の眼球上でも全く同じ寸法であることを知っていることは、レンズ設計およびフィッティングの点においても、そして視力の点においても、明らかな恩典がある。
【００６３】
これらの高性能レンズの特性はポリマーの水分親和性の機能である。水分親和性とは、ポリマーの水和時の保水量または「含水率」と異なり、水に対するポリマーの親和力を説明するために本明細書で用いる一般用語である。ヒドロゲル材料を比較するため、ヒドロゲル材料から作られたレンズの眼球上の挙動を予測するための信頼できる方法が必要である。
【００６４】
ソフトレンズ材料の眼球上の水和を予測するための1つの方法は相対的な水分バランスとして公知であり、これは、標準化された試験レンズでその水分重量の10%が乾燥するまでの時間を再水和までの時間で割り、ポリHEMAの対照レンズと相対化したもの、として定義できる。本明細書に説明する材料で作られた高性能レンズの相対的な水分バランスを、市販の他の材料と比較することができる（例えば実施例および添付の図3を参照されたい）。本明細書に説明する材料で作られたレンズの相対的な水分バランスが高いことの恩典は、例えば、眼球上の含水率が高いこと、寸法安定性が高いこと、酸素透過性が高いこと、および湿潤性がはるかに良好であることなどである。
【００６５】
これらおよび他のパラメータは、本明細書に説明する各態様を主張するためのベンチマークとなりうる。
【００６６】
以下の非限定的な実施例について、さらなる態様を説明する。
【実施例】
【００６７】
表1に、GMA、ならびに／またはEOEMA、MOEMA、およびNN-DMAを含む種々のヒドロゲルを示す。
【００６８】
（表１）GMAを含むヒドロゲルの例
2011500898.tif 000008
* 開始剤は2,2'-アゾビス（2,4-ジメチルペンタンニトリル）である。
Wt.%を用いた。
【００６９】
例えば先行特許第6,096,799号に説明されているような手順を用いた。
【００７０】
相対的な水分バランス：相対的な水分バランスについて2つのサンプルを測定した。参照によりその全部が本明細書に組み入れられる、実施例の米国特許第6,096,799号中の試験方法の例を参照されたい。含水率が68 wt.%である1つのサンプル（no. 1）は相対的な水分バランスが11で、含水率が75 wt.%である別のサンプル（no. 2）は相対的な水分バランスが17であった。
【００７１】
ポリマーロッドの作製過程
ポリマーの作製過程は、モノマーの入った反応容器を準備することから始めた。モノマーブレンドを開始剤および／またはチントおよび／またはUVブロッカーとともに反応器に入れ、そこで混合およびガス抜きした。この混合物を反応容器に分配し、コンピュータ制御の反応器を使って熱で重合させた。重合後、ポリマーロッドを研削のため反応容器から取り出した。
【００７２】
厚さについて研削を行った。直径についても研削を行った。
【００７３】
いくつかの場合において、ガラス製の型を使用した。他の場合において、ポリプロピレン製の型などプラスチック製の型を使用した。
【００７４】
膨張後の初期目視検査で曇りを判定し、実際の使用および装用においても曇りを判定した。
【００７５】
作製方法の実施例
材料および量：
GMA‐222g
TriEGDMA‐0.51g（架橋剤）
VAZO 52‐0.18g（開始剤）
MOEMA‐75g
NMP‐18g
NN-DMA‐3g
PEG 200‐7g
【００７６】
重合過程：
以上の材料をガラス器具に加え、そこで十分に混合した。材料が均質なモノマーブレンドになったときに混合完了とした。このモノマーを5分間ガス抜きした。
【００７７】
ガス抜き後、モノマーを注意深く試験管に移した。試験管を温度制御式反応槽内に20〜30℃で20〜30時間置いた。重合完了後、反応槽内の温度を92℃の重合後温度まで上昇させ、4時間置いた。
【００７８】
反応槽内の温度を室温まで下げた。試験管を取り出した。重合したロッドを研削過程のため試験管から取り出した。
【００７９】
研削過程：
重合したロッドを指定の直径まで研削し、次に小片に切り出した。切り出した小片またはブランクを85℃で5時間アニーリングした。アニーリング後、ブランクを直径12.7 mm、厚さ5.3 mmの最終寸法まで研削した。
【００８０】
コンタクトレンズの含水率：
ブランクからコンタクトレンズを切り出し、生理食塩水中で水和させた。68.8%という含水率が測定された。
【００８１】
競合材料に対する、特許請求される本件に基づく少なくとも1つの態様のさらなる利点を図1〜4に示す。
【図１】
2011500898.tif 000015
【図２】
2011500898.tif 000016
【図３】
2011500898.tif 000017
【図４】
2011500898.tif 000018
【国際調査報告】
2011500898.tif 000019
2011500898.tif 000020