(57)【要約】  本明細書では、親水性シリコーン、それを含む組成物、およびそれを含む物品が示され説明される。親水性シリコーンは、双性イオン部分を含み、正味の中性電荷を有するイオン変性シリコーン化合物である。親水性シリコーン化合物は、組成物、例えば、ヒドロゲルを形成するのに適した組成物の一部として提供されてもよく、フィルム材料、さらには物品（例えば、コンタクトレンズ）を形成するために使用されてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）のシリコーン化合物であって、
【化１】
2020510718.tif 000055
ここでＲ１は、化学結合、または１から１６個の炭素原子を含み、酸素、硫黄、もしくは窒素から選択されるヘテロ原子を任意にて含む二価の基から選択され；
Ｒ２は直鎖、分岐、環状、もしくはケージ様シロキサニル部分、または一般構造（ａ）を有するシラン部分であり、
【化２】
2020510718.tif 000056
Ｘ１は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐アルキル基、トリメトキシシリル、トリメチルシリルオキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｏＣＨ２−、ここでｏは０から３の整数である、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、または（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ）ｓ−、ここでｓは０から２００から選択される整数である、から独立して選択され、
Ｘ２は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐アルキル基、トリメトキシシリル、トリメチルシリルオキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｏＣＨ２−、ここでｏは０から３の整数である、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、または（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ）ｚ−、ここでｚは０から２００から選択される整数である、または−［ＯＳｉ（ＣＨ３）２］ｍＧ１、ここでＧ１は（ＣＨ３）３ＳｉＯ−であり、そしてｍは０から４００の整数である、または一般式（ｂ１）または（ｂ２）の反応性または非反応性シリコーン基から独立して選択され、
【化３】
2020510718.tif 000057
ここでｌは０から２００から選択される整数であり；そしてＸ２が式（ｂ１）または（ｂ２）のとき、式（ａ）中のｐは０であり；
Ｘ３およびＸ５は、Ｃ１−Ｃ６アルキル、トリメチルシロキシ、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２−、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、および−ＯＳｉ（ＣＨ３）２から独立して選択され、但し（ｉ）Ｘ１またはＸ６が−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎのとき、Ｘ３およびＸ５は、それぞれ−ＯＳｉ（ＣＨ３）２であり、そしてＸ１はＸ３と化学結合を形成しそしてＸ５はＸ６と化学結合を形成して二価の−Ｘ１−Ｘ３−またはＸ５−Ｘ６−基を対応して形成し、それはケイ素原子に結合して環状ポリシロキサン環を形成する、および（ｉｉ）Ｘ３および／またはＸ５が−ＯＳｉ（ＣＨ３）２のとき、Ｘ１および／またはＸ６は−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎであり、そしてＸ１はＸ３と化学結合を形成し、および／またはＸ５はＸ６と化学結合を形成して、二価の−Ｘ１−Ｘ３−またはＸ５−Ｘ６−基を形成し、それはケイ素原子に結合して環状ポリシロキサン環を形成するという条件であり；
ここでＸ１、Ｘ２、およびＸ３は任意にてそれぞれが−Ｏ［Ｓｉ（Ｒ７）Ｏ−］ｎであり得、そして相互接続して式（ｂ３）に記載のポリシルセスキオキサン環を形成することができ、そしてＲ７は、直鎖または分岐アルキルまたはアラルキル基から独立して選択され；
【化４】
2020510718.tif 000058
Ｘ６、Ｘ７、およびＸ８は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、アルコキシ、トリメチルシリルオキシ、または−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、から独立して選択され、ここでＸ６とＸ７、Ｘ７とＸ８、またはＸ６とＸ８は環を形成することができ；
Ｘ４は、ジメチルシロキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］または−ＣＨ２ＣＨ２（ＣＨ３）２ＳｉＯ−部分から独立して選択される任意の接続基であり；
ｐは０から１０から選択される整数であり；
Ｇは、直鎖もしくは分岐アルキル基または炭素環式基であって任意にてヘテロ原子を含むものから独立して選択される、シロキサン部分と反応性部分および／またはイオン性部分の間の架橋単位であり；
Ａはヘテロ原子であり；
Ｉは、正味の中性電荷を有するイオン含有部分であり、ここでＩは双性イオン部分であり；そして
Ｚは、一般式（ｃ）を有する重合性基であり、
【化５】
2020510718.tif 000059
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む、脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基である、化合物。
【請求項２】
Ｉは下記式のものであり、
------Ｋ−Ｌ−Ｍ    （７）
ここでＫは二価のヘテロ原子であり、そして一実施形態ではＫは酸素原子であり、
Ｌは、化学結合、または任意にてヘテロ原子を含み得る、１から５０個の炭素原子を有する置換または非置換、直鎖または分岐、脂肪族または芳香族炭化水素を含む二価炭化水素ラジカルであり；
Ｍは双性イオン基である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｍは下記基のうちの１つから選択され、
【化６】
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そしてＲは第４級アミンである、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
Ｍは下記基のうちの１つから選択され、
【化７】
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そしてＲ基は下記構造を有し、
【化８】
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ここでｔは１から１６から選択される整数であり；そしてＲ８−Ｒ１０は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基、および式（ｌ）から独立して選択され、
【化９】
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ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり、
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能性部分であり、
【化１０】
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ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；Ｒ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である、請求項２に記載の化合物。
【請求項５】
Ｍは下記基のうちの１つから選択され、
【化１１】
2020510718.tif 000065
そしてＲ基は下記構造を有し、
【化１２】
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ここでｕは整数であり、そしてＲ１４−Ｒ１５は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を含むアルキル基、および式（ｉ）から独立して選択され
【化１３】
2020510718.tif 000067
ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能性部分であり、
【化１４】
2020510718.tif 000068
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、そしてｘは０から１０である、請求項２に記載の化合物。
【請求項６】
Ｍは
【化１５】
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から選択され、
そしてＲ基は下記構造を有し、
【化１６】
2020510718.tif 000070
ここでｖは整数であり、そしてＲ１６−Ｒ１７は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基、および式（ｉ）から独立して選択され、
【化１７】
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ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって、１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能性部分であり
【化１８】
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ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、そしてｘは０から１０である、請求項２に記載の化合物。
【請求項７】
Ｍは下記構造を有し、
【化１９】
2020510718.tif 000073
ここでｔ、ｕ、およびｖは、１から１６から選択される整数であり；そしてＲ１１−Ｒ１７は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基、および式（ｉ）から独立して選択され、
【化２０】
2020510718.tif 000074
ここでＧ１はアルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能性部分であり、
【化２１】
2020510718.tif 000075
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である、請求項２に記載の化合物。
【請求項８】
Ｋは酸素であり、そしてＬは、または任意にてヘテロ原子を含み得る、１から５０個の炭素原子を有する置換または非置換、直鎖または分岐、脂肪族または芳香族炭化水素を含む二価炭化水素ラジカルである、請求項１から７のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項９】
化合物が抗菌、抗真菌、抗アレルギー、および／または抗バクテリアの性質である、請求項１から７のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１０】
（ａ）請求項１から８のいずれか一項に記載のシリコーン化合物、
（ｂ）有機モノマー、有機マクロマー、反応性ポリマー、またはそれらの２つ以上の組み合わせ；
（ｃ）任意にて化学線硬化条件に対して反応性または非反応性の活性成分；および
（ｄ）任意にて架橋剤、相溶化剤、着色剤、開始剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせ、を含む硬化性組成物。
【請求項１１】
ビニルモノマー、アクリルアミドモノマー、アクリルモノマー、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される有機モノマーを含む、請求項１０に記載の硬化性組成物。
【請求項１２】
（ｉ）ビニルモノマーは、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−ビニルホルムアミド、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、ビニルアルコール、ビニル含有シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択され；（ｉｉ）アクリルモノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、ヒドロキシルプロピルメタクリレート、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レートヒドロクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリセロールメタクリレート、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、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル化親水性もしくは疎水性有機シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、請求項１１に記載の組成物。
【請求項１３】
活性成分（ｃ）は、中枢神経系に影響を与える薬剤、抗アレルギー剤、心血管剤、呼吸器官に影響を及ぼす薬剤、消化器官に影響を及ぼす薬剤、ホルモン製剤、代謝に影響を及ぼす薬剤、抗腫瘍薬、抗生物質製剤、化学療法薬、抗菌薬、局所麻酔薬、抗ヒスタミン薬、消炎薬、収斂剤、眼科的に活性な薬物、ビタミン、抗真菌剤、末梢神経麻酔薬、血管拡張薬、生薬エッセンス、チンキ剤、生薬粉末、降圧剤、免疫抑制剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１４】
眼科的に活性な薬物は、ピロカルピン、エピネフリン、テトラサイクリン、フェニレフリン、エセリン、ホスホリンヨージド、デメカリウムブロミド、シクロペントレート、ホマトロピン、スコポラミン、クロルテトラサイクリン、バシトラシン、ネオマイシン、ポリミキシン、グラミシジン、オキシテトラサイクリン、クロラムフェニコール、ゲンタマイシン、ペニシリン、エリスロマイシン、カルバコール、スルファセタミド、ポリミキシンＢ、イドクスウリジン、イソフロロフェート、フルオロメタロン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾンアセテート、デキサメタゾン２１−ホスフェート、フルオロシノロン、メドリゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン２１−ホスフェート、プレドニゾロンアセテート、ベタメタゾン、イブプロフェン、フルルビプロフェン、クロリクロメン、ジクロフェナクジエチルアンモニウム、ピロキシカム、メチルプレドニゾロン、トリアムシノロン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
シリコーン化合物（ａ）は、組成物の約１重量パーセントから約９９重量パーセントの量で存在する、請求項９から１３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１６】
シリコーン化合物（ａ）と有機モノマーとの比率は約１：９９から９９：１である、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１７】
請求項１０に記載の組成物から形成されたゲル。
【請求項１８】
ゲルがフィルムの形である、請求項１７に記載のゲル。
【請求項１９】
請求項９から１６のいずれか一項に記載の組成物から形成されたヒドロゲル。
【請求項２０】
ヒドロゲルが活性成分を含む、請求項１９に記載のヒドロゲル。
【請求項２１】
コンタクトレンズの形の請求項１９または２０に記載のヒドロゲル。
【請求項２２】
請求項１９または２０に記載のヒドロゲルを含むコンタクトレンズ。
【請求項２３】
請求項９から１６のいずれか一項に記載の組成物、請求項１７に記載のゲル、または請求項１９から２０のいずれか一項に記載のヒドロゲルを含む活性物質送達システム。
【請求項２４】
ヒドロゲル材料がヒドロゲルフィルムである、請求項２３に記載の活性物質送達システム。
【請求項２５】
ヒドロゲル材料がコンタクトレンズの形である、請求項２４から２５のいずれか一項に記載の活性物質送達システム。
【請求項２６】
請求項２３から２４のいずれか一項に記載の活性物質送達システムを含むコンタクトレンズ。
【請求項２７】
請求項２３から２４のいずれか一項に記載の活性物質送達システムをその表面に配置して含む医療機器。
【請求項２８】
医療機器が、プローブ、ワンド、フィルム、バンド、パッチ、コンタクトレンズ、またはインサートから選択される、請求項２７に記載の医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２０１７年２月１６日に出願された米国仮出願第６２／４５９，６３２号の優先権および利益を主張し、その開示全体は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、シリコーン化合物およびそのような化合物を含む組成物に関する。本発明は、シリコーン化合物およびそのような化合物を含む組成物に関する。特に、正味中性である全体的な電荷を有するイオン変性シリコーン化合物、そのようなシリコーン化合物を含む組成物、およびそのような組成物から形成された物品が提供される。
【背景技術】
【０００３】
長期間にわたる連続装用のコンタクトレンズは、ポリジメチルシロキサンから調製されたシリコーンゴムで作られている。シリコーンゴムコンタクトレンズは非常に撥水性が高く、そして熱伝導率や熱拡散率などの熱特性が角膜と大きく異なるため、酸素透過性にもかかわらず、異物感、特に灼熱感を与える場合がある。シリコーンゴム製のコンタクトレンズは、着用するのが不快になる傾向がある。さらに、シリコーンゴムは柔らかく弾力性があるため、切断、研削、研磨などの精密な機械的処理を行うことが困難である。シリコーンゴムレンズの表面を親水性にするための多くの試みが行われてきたが、完全に満足できるコンタクトレンズは開発されていない。高含水率のコンタクトレンズは通常、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンポリマーでできている。高含水率のコンタクトレンズは通常、重量で約６０％から約８０％の水を含むため、それらは、（ａ）低含水率のコンタクトレンズと比較して材料品質が弱く、（ｂ）使用中にレンズに浸透して蓄積する涙に見られる無機および有機化合物で容易に汚染され、および（ｃ）使用中に水が蒸発するためレンズの輪郭を維持するのが悪く、これが屈折率を容易に変化させるという欠点を有している。
【０００４】
反応性シリコーンハイドロゲル配合物は、比較的高い酸素透過性、柔軟性、快適さ、角膜合併症の低減により、長時間の装用ソフトコンタクトレンズの製造に使用される。従来のヒドロゲル材料（２−ヒドロキシメチルメタクリレート、ＨＥＭＡなど）自体は酸素透過性が低く、吸収された水分子を介して酸素を眼に輸送する。水は低い酸素透過性を有し、これはＤｋ値とも称され、それはBarrerで表すことができ、１Barrer＝１０−１１（ｃｍ３Ｏ２）ｃｍｃｍ−２ｓ−１ｍｍＨｇ−１、ここで、「ｃｍ３Ｏ２」は標準の温度と圧力の酸素量で、「ｃｍ」は材料の厚さを表しそして「ｃｍ−２」は、その材料の表面積の逆数である。水のＤｋは約８０Barrerである。大気に長時間さらされると、これらのレンズはゆっくり脱水され、角膜に運ばれる酸素の量が減る。目の刺激、発赤、およびその他の角膜合併症が発生する可能性があり、レンズの使用が限られた装用期間に制限される場合がある。反応性シリコーンモノマーを従来のモノマーと配合することは可能性のある解決策であるが、そのような配合は相溶性の問題によって損なわれている。
【０００５】
この問題の可能な解決策は、モノマーに親水性ユニットを組み込むことにより、シリコーンモノマーを親水性にすることである。親水性シリコーンモノマーを提供する１つのアプローチは、架橋剤の存在下で有機変性シリコーンモノマーを有機モノマーと重合させることである。親水性を提供する従来の試みの例には、米国特許第４，２６０，７２５；５，３５２，７１４；５，９９８，４９８；６，８６７，２４５；６，０１３，７１１；６，２０７，７８２；７，６０１，７６６；７，５５７，２３１；７，７３２，５４６；７，７８１，５５８；および７，８２５，２７３が挙げられ、これらはそれぞれ参照により本明細書に組み込まれる。このアプローチでは、水−イソプロパノール溶媒混合物によってマトリックスから浸出性モノマーを抽出する必要がある未制御の粘度増大により、多数の未反応モノマーが生じる。これは、増大した処理コストにつながる。さらに、これらの方法によって作られたシリコーンヒドロゲル配当物は、依然として顕著な濡れ性を示さない。
【０００６】
メタアクリロキシプロピルトリス−（トリメチルシロキシ）シランモノマーは、シリコーン含有ヒドロゲルの調製に使用されてきた。（メタ）アクリルオキシプロピルトリス−（トリメチルシロキシ）シランは疎水性であり、ポリウレタン−シリコーンポリマーの調製に使用される。これらのポリウレタンシリコーンポリマーは、疎水性シリコーンのブロックを含んでいる。これらのポリマーから作られたコンタクトレンズは、ポリマー内の疎水性領域のために目の不快感を引き起こす可能性がある。
【０００７】
シリコーンヒドロゲルは、通常、アクリレートまたはメタクリレート官能化シリコーンモノマーから作られ、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリドン（ＮＶＰ）などの親水性有機モノマー、およびメチルメタクリル酸（ＭＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）などの他のモノマーと架橋剤およびフリーラジカルまたは光開始剤の存在下で重合される。架橋剤は一般に、分子の異なる部位に２つ以上の反応性官能基を持っている。通常、これらの部位は、重合可能なエチレン性不飽和基を含んでいる。シリコーンヒドロゲルを形成する重合中に、２つの異なるポリマー鎖と共有結合を形成し、安定した３次元ネットワークを形成してポリマーの強度を向上させる。コンタクトレンズに従来使用されている架橋剤は、エチレングリコールジメタクリレートおよびトリメチルオイルプロパントリメタクリレートを含む。他の有用な架橋剤には、ジエチレングリコールジメタクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、ジグリシジルビスフェノールＡジメタクリレート、およびジメタクリレート末端ポリエチレングリコール、および反応性線状ポリエーテル変性シリコーンが含まれる。これらのシリコーンヒドロゲルの酸素透過性は、アクリレートまたはメタクリレート官能化シリコーンモノマーの化学構造と、架橋ポリマーの調製に使用される反応性炭素−炭素二重結合を含む他のモノマーの選択の影響を受ける。
【０００８】
シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズ材料は、通常、疎水性の単官能性シリコーンモノマーまたは多官能性親水性シリコーンモノマーを使用して作成され、その後に二次表面処理が行われる。コンタクトレンズ産業では、単官能性シリコーンモノマーは、多官能性シリコーンモノマーよりもよく使用され、なぜなら後者は、それから作られたレンズの高められた剛性につながるからである。しかしながら、既知の単官能性シリコーンモノマーには欠陥があり得る。例えば、単官能性シロキサン−ポリエーテル（メタ）アクリレートは空気酸化を受けやすい。６員環のシロキサン基に対する（メタ）アクリルオキシ基の１，４−置換を含む単官能性（メタ）アクリルオキシ官能性シロキサン、例えば、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシ−４−［２−ビス−（トリメチルシロキシ）メチルシラニル−エチル］−シクロヘキシルエステルは、シリコーンヒドロゲルを通る酸素の透過性を阻害する可能性のある高度に秩序化されたコポリマーを形成する。６員環上のシロキサン基への（メタ）アクリロキシ基の１，３−置換、例えば、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシ−５−［２−ビス−（トリメチルシロキシ）メチルシラニル−エチル］−シクロヘキシルエステルは、低度に秩序化された共重合体を形成するが、（メタ）アクリロキシ基の中程度の極性がシリコーンヒドロゲルの親水性に影響を与える可能性がある。
【０００９】
上記の特許に記載されているシリコーン系の材料を含むソフトコンタクトレンズの最新技術は、配合相溶性、準最適表面濡れ性、脂質沈着、ポリマーの調製における相溶化剤の必要性、内部湿潤剤、または「プラズマ酸化」表面処理などの後処理処理などの大きな不足をいまだ有している。これらのアプローチは、酸素透過性を低下させるか、製造プロセス中におけるコストを追加する相溶化剤の使用を必要とする可能性がある。現在の技術水準の在来シリコーン含有材料が有する欠点および必要とする高価な表面処理なしで、コンタクトレンズを製造するために使用できる、有利な濡れ性および酸素透過性を備えた親水性シリコーンモノマーが依然として必要である。
【００１０】
メタクリル酸含有イオンレンズは、良好な親水性と含水率を提供する。ただし、メタクリル酸に関連する問題は、アニオン性カルボキシレート基によるレンズへの堆積である。コンタクトレンズ表面への涙液膜成分の沈着は、レンズの全体的な性能の低下と炎症反応の増加を引き起こす。涙液膜の組成、材料のイオン性、含水率、細孔径、疎水性など、コンタクトレンズ材料への堆積に影響するさまざまな要因がある。涙液層のタンパク質の大部分はリゾチームであり、グループＩＶの材料（イオン性、高含水率）は、このタンパク質を他のグループよりも大きく引き付ける傾向がある。グループＩＩ（非イオン性、高含水率）レンズ素材は、涙液層から脂質を引き寄せる傾向がある。一部のＳｉＨ材料は、従来のヒドロゲルよりもかなり少ないタンパク質と脂質を堆積することがわかっているが、堆積のパターンは材料の式と表面処理されているかどうかに依存するように見える。また、タンパク質が表面処理のためにレンズのマトリックスに浸透できないため、一部のＳｉＨレンズに変性タンパク質がより高い割合で蓄積する可能性もある。
【００１１】
眼疾患の治療は、従来、局所投与を利用して、眼内の治療薬濃度を達成している。局所療法には、主に点眼薬、軟膏またはローションの点眼が含まれまる。しかし、点眼薬の投与時に、流涙および瞬きまたは鼻涙システムを介した排液による薬物の希釈および洗浄により、薬物の著しい損失が発生し、その治療効率が制限される。ここで、軟膏またはローションを使用すると、角膜との接触時間が長くなり、薬物の吸収が増加するが、患者の視力がゆがんでぼやける。
【００１２】
生物学的利用能を高めるために、薬物の滞留時間とその吸収を高める必要があるため、眼球送達のためのコンタクトレンズの使用が導入されている。眼の薬物送達に関する以前の試みの例には、米国特許第８，４１４，９１２；９，１０２，１０５；８，３４９，３５１；８，４０４，２７１およびＥＰ２３７００５４が挙げられ、これらはそれぞれ参照により本明細書に組み込まれる。過去の多くの研究者は、薬液に浸してその後装着する際にコンタクトレンズを使用している（European Journal of Clinical pharmacology, 1999, 55(4): 317-323）。米国特許第８，２７３，３６６号は、点眼薬の分散ナノ粒子を有するコンタクトレンズを含む薬物送達システムを開示している。さらに、米国特許第７，６３８，１３７号およびＥＰ２ ５４３ ３５８ Ｂ１は、Ｐ−ＨＥＭＡ（ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）またはＰＭＡＡ（ポリ（メタクリレート酸））を含むヒドロゲルコンタクトレンズを使用して、ナノキャリアまたは薬物封入アプローチを使用した効果的な眼送達方法を記載している。Int. J. Pharm. (2003, vol. 257, no. 1-2, pages141-151)の論文は、トロモリンナトリウム、ケトチフェンフマレート、ケトロラクトロメタミン、およびデキサメタゾンソディウムホスフェートとシリコーンおよびｐ−ＨＥＭＡ含有ヒドロゲルコンタクトレンズのin vitro取り込みおよび放出挙動を説明している。
【００１３】
シリコーンコンタクトレンズからの薬物の取り込みおよび放出が検討されてきたが、デバイスとしてコンタクトレンズを使用する眼への薬物の制御および持続的放出の必要性が残っている。薬物との相互作用によりヒドロゲルに機能性モノマーを組み込むと、薬物の取り込みが促進され、そして持続的放出が可能になる。
【００１４】
したがって、有利な濡れ性、空気酸化に対する安定性、高い酸素透過性、低い破片形成、および相溶化剤を必要とせずにポリマーを作るために使用される他の反応性モノマーへの高い溶解性を備えた親水性シリコーンモノマーの必要性が残っている。
【００１５】
したがって、有利な濡れ性、空気酸化に対する安定性、高い酸素透過性、低い破片形成、および相溶化剤を必要とせずにポリマーを作るために使用される他の反応性モノマーへの高い溶解性を備えた親水性シリコーンモノマーの必要性が残っている。
【発明の概要】
【００１６】
以下に、本開示の概要を示し、いくつかの態様の基本的な理解を提供する。この概要は、主要な要素または重要な要素を特定することも、実施形態または特許項の制限を定義することも意図していない。さらに、この概要は、本開示の他の部分でより詳細に説明され得るいくつかの態様の簡略化された概要を提供し得る。
【００１７】
本発明は、シリコーン化合物（例えば、モノマー、マクロマー、ポリマーおよびそのヒドロゲル配合物）、およびそのようなシリコーン化合物を含むコンタクトレンズに関する。態様において、本発明は、正味中性である全体的な電荷を有するイオン変性シリコーンを提供する。そのようなイオン変性シリコーンを含むヒドロゲルコンタクトレンズは、濡れ性、配合相溶性、空気酸化に対する安定性、気体透過性の利点を提供するのに役立ち、破片の形成を少なくする。本明細書の態様において、それらは、そのような材料から形成された組成物および材料（例えば、コンタクトレンズ）に抗菌特性を付与してもよい。それらはまた、イオン−イオン相互作用を介して、活性物質を保持または放出するために利用することができる。そのようなものとして、組成物から形成された材料（例えば、ヒドロゲル）は、ヒドロゲルおよびヒドロゲルに関連する薬学的に活性な薬剤を含む薬物送達システムの一部として提供され得る。
【００１８】
一態様では、式（Ｉ）のシリコーン化合物が提供され：
【化１】
2020510718.tif 000003
ここでＲ１は、化学結合、または酸素、硫黄、もしくは窒素から選択されるヘテロ原子を任意に含み１から１６個の炭素原子を含む二価の基から選択され；
Ｒ２は、直鎖、分岐、環状、もしくはケージ様シロキサニル部分、または一般構造（ａ）を有するシラン部分であり、
【化２】
2020510718.tif 000004
Ｘ１は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、トリメトキシシリル、トリメチルシリルオキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｏＣＨ２−、ここでｏは０から３の整数である、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、または（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ）ｓ−、ここでｓは、０から２００から選択される整数である、から独立して選択され、
Ｘ２は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、トリメトキシシリル、トリメチルシリルオキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｏＣＨ２−、ここでｏは０から３の整数である、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、もしくは（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ）ｚ−、ここでｚは０から２００から選択される整数である、−［ＯＳｉ（ＣＨ３）２］ｍＧ１、ここでＧ１は（ＣＨ３）３ＳｉＯ−でありそしてｍは０から４００の整数である、または一般式（ｂ１）または（ｂ２）の反応性または非反応性シリコーン基から独立して選択され：
【化３】
2020510718.tif 000005
ここでｌは０から２００から選択される整数であり；そしてＸ２が式（ｂ１）または（ｂ２）のものである場合、式（ａ）のｐは０であり；
Ｘ３およびＸ５は、Ｃ１−Ｃ６アルキル、トリメチルシロキシ、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２−、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、および−ＯＳｉ（ＣＨ３）２から独立して選択され、但し（ｉ）Ｘ１またはＸ６が−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎのとき、Ｘ３およびＸ５は、それぞれ、−ＯＳｉ（ＣＨ３）２であり、そしてＸ１はＸ３と化学結合を形成し、Ｘ５はＸ６と化学結合を形成してそれぞれ二価の−Ｘ１−Ｘ３−またはＸ５−Ｘ６−基を形成し、それはケイ素原子に結合して環状ポリシロキサン環を形成する、および（ｉｉ）Ｘ３および／またはＸ５は、−ＯＳｉ（ＣＨ３）２のとき、Ｘ１および／またはＸ６は、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎであり、そしてＸ１はＸ３と化学結合を形成し、および／またはＸ５はＸ６と化学結合を形成して、二価の−Ｘ１−Ｘ３−またはＸ５−Ｘ６−基を形成し、それはケイ素原子に結合して環状ポリシロキサン環を形成するという条件であり、
ここでＸ１、Ｘ２およびＸ３は任意選択的に、それぞれ−Ｏ［Ｓｉ（Ｒ７）Ｏ−］ｎであり得、相互接続して式（ｂ３）に記載されているポリシルセスキオキサン環を形成することがあり得、そしてＲ７は、直鎖または分岐アルキルまたはアラルキル基から独立して選択され；
【化４】
2020510718.tif 000006
Ｘ６、Ｘ７、およびＸ８は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、アルコキシ、トリメチルシリルオキシ、または−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎから独立して選択され、ここでｎは１から９から選択される整数であり、そしてここでＸ６とＸ７、Ｘ７とＸ８、またはＸ６とＸ８は環を形成してもよく；
Ｘ４は、ジメチルシロキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］、または−ＣＨ２ＣＨ２（ＣＨ３）２ＳｉＯ−部分から独立して選択される任意の接続基であり、
ｐは０から１０から選択される整数であり；
Ｇは、直鎖もしくは分岐アルキル基または炭素環式基であって任意にてヘテロ原子を含むものから独立して選択される、シロキサン部分と反応性部分および／またはイオン性部分との間の架橋単位であり；
Ａはヘテロ原子であり；
Ｉは正味の中性電荷を有するイオン含有部分であり、ここでＩは双性イオン部分であり；そして
Ｚは、一般式（ｃ）を有する重合性基であり：
【化５】
2020510718.tif 000007
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基である。
【００１９】
一実施形態において、Ｉは下記式のものであり、
------Ｋ−Ｌ−Ｍ    （７）
ここでＫは二価のヘテロ原子であり、一実施形態ではＫは酸素原子であり、
Ｌは、化学結合、または任意にてヘテロ原子を含み得る、１から５０個の炭素原子を有する置換または非置換、直鎖または分岐、脂肪族または芳香族炭化水素を含む二価炭化水素ラジカルであり；
Ｍは、双性イオン基である。
【００２０】
一実施形態では、Ｍは下記から独立して選択され、
【化６】
2020510718.tif 000008
そして、Ｒは第４級アミンである。
【００２１】
一実施形態では、Ｍは下記群から独立して選択され、
【化７】
2020510718.tif 000009
そしてＲ基は下記構造を有し、
【化８】
2020510718.tif 000010
ここでｔは１から１６から選択される整数であり；そしてＲ８−Ｒ１０は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基から独立して選択され、そして式（ｌ）：
【化９】
2020510718.tif 000011
ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって、１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能部分であり、
【化１０】
2020510718.tif 000012
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である。
【００２２】
一実施形態では、Ｍは、
【化１１】
2020510718.tif 000013
であり、そしてＲ基は下記構造を有し、
【化１２】
2020510718.tif 000014
ここでｕは整数であり、Ｒ１４−Ｒ１５は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基、および式（ｉ）から独立して選択され：
【化１３】
2020510718.tif 000015
ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって、１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能部分であり、
【化１４】
2020510718.tif 000016
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である。
【００２３】
一実施形態では、Ｍは下記基から選択され、
【化１５】
2020510718.tif 000017
そしてＲ基は下記構造を有し、
【化１６】
2020510718.tif 000018
ここでｖは整数であり、そしてＲ１６−Ｒ１７は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基および式（ｉ）から独立して選択され：
【化１７】
2020510718.tif 000019
ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって、１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能部分であり、
【化１８】
2020510718.tif 000020
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である。
【００２４】
一実施形態では、Ｍは下記式を有し、
【化１９】
2020510718.tif 000021
ここでｔ、ｕ、およびｖは、１から１６から選択される整数であり、Ｒ１１−Ｒ１７は、１から１５個の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基および式（ｉ）から独立して選択され、
【化２０】
2020510718.tif 000022
ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって、１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり；
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能部分であり、
【化２１】
2020510718.tif 000023
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である。
【００２５】
一実施形態では、化合物は、Ｋは酸素であり、そしてＬは、任意にてヘテロ原子を含み得る、１から５０個の炭素原子を有する、置換または非置換、直鎖または分岐、脂肪族または芳香族炭化水素である、任意の前述の実施形態の化合物である。
【００２６】
一実施形態では、化合物は、抗菌性、抗真菌性、抗アレルギー性、および／または抗バクテリア性の性質である、任意の前述の実施形態の化合物である。
【００２７】
一態様では、（ａ）任意の前述の実施形態のシリコーン化合物、（ｂ）有機モノマー、有機マクロマー、反応性ポリマー、またはそれらの２つ以上の組み合わせ、（ｃ）任意にて、化学線硬化条件に対して反応性または非反応性の活性成分、および（ｄ）任意にて、架橋剤、相溶化剤、着色剤、開始剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせを含む硬化性組成物が提供される。
【００２８】
一実施形態では、硬化性組成物は、ビニルモノマー、アクリルアミドモノマー、アクリルモノマー、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される有機モノマーを含む。
【００２９】
一実施形態では、（ｉ）ビニルモノマーは、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−ビニルホルムアミド、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、ビニルアルコール、ビニル含有シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択され、（ｉｉ）アクリルモノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、ヒドロキシルプロピルメタクリレート、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レートヒドロクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリセロールメタクリレート、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、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル化親水性または疎水性有機シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される。
【００３０】
一実施形態では、硬化性組成物は、シリコーン化合物（ａ）が、組成物の約１重量パーセントから約９９重量パーセントの量で存在する、任意の前述の実施形態による硬化性組成物である。
【００３１】
一実施形態では、硬化性組成物は、シリコーン化合物（ａ）と有機モノマーとの比が約１：９９から９９：１である、任意の前述の実施形態による硬化性組成物である。
【００３２】
さらに別の態様では、任意の前述の実施形態の組成物から形成されたゲルが提供される。
【００３３】
一実施形態では、ゲルはフィルムの形である。
【００３４】
さらに別の態様では、任意の前述の実施形態による組成物から形成されたヒドロゲルが提供される。
【００３５】
一実施形態では、ヒドロゲルは活性成分を含む。
【００３６】
一実施形態では、任意の前述の実施形態のヒドロゲルは、コンタクトレンズの形であり得る。
【００３７】
一実施形態では、任意の前述の実施形態によるヒドロゲルでできたコンタクトレンズが提供される。
【００３８】
さらなる態様において、任意の前述の実施形態による組成物、ゲル、またはヒドロゲルを含む活性物質送達システムが提供される。
【００３９】
一実施形態では、ヒドロゲル材料が形成される反応混合物は、（ｉ）任意にて、化学線硬化条件に対して反応性または非反応性の活性成分、および（ｉｉ）任意にて、有機モノマー、有機マクロマー、反応性ポリマー、架橋剤、相溶化剤、着色剤、開始剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせをさらに含む。
【００４０】
一実施形態では、ヒドロゲル材料が形成される反応混合物は、ビニルモノマー、アクリルアミドモノマー、アクリルモノマー、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される有機モノマーを含む。
【００４１】
一実施形態では、（ａ）ビニルモノマーは、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−ビニルホルムアミド、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、ビニルアルコール、ビニル含有シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択され、（ｂ）アクリルモノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、ヒドロキシルプロピルメタクリレート、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レートヒドロクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリセロールメタクリレート、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、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル化親水性または疎水性有機シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される。
【００４２】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、式（Ｉ）のシリコーン化合物は、組成物の約１重量パーセントから約９９重量パーセントの量で存在する。
【００４３】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、式（Ｉ）のシリコーン化合物と有機モノマーの比は約１：９９から９９：１である。
【００４４】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、薬学的に活性な物質は、中枢神経系に影響を与える薬剤、抗アレルギー剤、心血管剤、呼吸器官に影響を与える薬剤、消化器官に影響を与える薬剤、ホルモン製剤、代謝に影響を与える薬剤、抗腫瘍薬、抗生物質製剤、化学療法薬、抗菌薬、局所麻酔薬、抗ヒスタミン薬、消炎薬、収斂剤、ビタミン、抗真菌薬、末梢神経麻酔薬、血管拡張薬、生薬エッセンス、チンキ剤、生薬粉末、降圧剤、免疫抑制剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせから選択される。
【００４５】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、薬学的に活性な物質は、眼科的に活性な薬物である。
【００４６】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、眼科的に活性な薬物は、ピロカルピン、エピネフリン、テトラサイクリン、フェニレフリン、エゼリン、ホスホリンヨージド、デメカリウムブロミド、シクロペントレート、ホマトロピン、スコポラミン、クロルテトラサイクリン、バシトラシン、ネオマイシン、ポリミキシン、グラミシジン、オキシテトラサイクリン、クロラムフェニコール、ゲンタマイシン、ペニシリン、エリスロマイシン、カルバコール、スルファセタミド、ポリミキシンＢ、イドクスウリジン、イソフロロフェート、フルオロメタロン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾンアセテート、デキサメタゾン２１−ホスフェート、フルオロシノロン、メドリゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン２１−ホスフェート、プレドニゾロンアセテート、ベタメタゾン、イブプロフェン、フルルビプロフェン、クロリクロメン、ジクロフェナクジエチルアンモニウム、ピロキシカム、メチルプレドニゾロン、トリアムシノロン、またはこれらの２つ以上の組み合わせから選択される。
【００４７】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、ヒドロゲル材料はヒドロゲルフィルムである。
【００４８】
任意の前述の実施形態の活性物質送達システムの一実施形態では、ヒドロゲル材料は、コンタクトレンズの形である。
【００４９】
一実施形態では、任意の前述の実施形態によるヒドロゲルでできたコンタクトレンズが提供される。
【００５０】
さらに別の態様では、任意の前述の実施形態の活性物質送達システムを含む医療機器が提供される。
【００５１】
一実施形態では、機器は、プローブ、ワンド、フィルム、バンド、パッチ、コンタクトレンズ、またはインサートから選択される。
【００５２】
以下の説明および図面は、さまざまな例示的な態様を開示する。いくつかの改善および新規の態様は明確に特定され得るが、その他は説明および図面から明らかになり得る。
【００５３】
図面を参照して、様々な実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、例１６および例１７のヒドロゲルフィルムからのチモロールマレエートの放出を示すグラフである。
【００５５】
【図２】図２は、例１６および例１７のヒドロゲルフィルムからのモキシフロキサシンヒドロクロリド一水和物の放出を示すグラフである。
【００５６】
【図３】図３は、例１６および例１７のヒドロゲルフィルムからのケトチフェンフマレートの放出を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
次に、例示的な実施形態を参照し、その例を添付の図面に示す。他の実施形態を利用することができ、構造的および機能的な変更を行うことができることを理解されたい。さらに、様々な実施形態の特徴を組み合わせたり変更したりすることができる。したがって、以下の説明は、例示のみを目的として提示されており、例示された実施形態に対して行われ得る様々な代替形態および修正形態を決して限定するものではない。本開示では、多数の特定の詳細が主題の開示の完全な理解を提供する。本開示の態様は、必ずしも本明細書で説明されるすべての態様などを含むわけではない他の実施形態で実施されてもよいことを理解されたい。
【００５８】
本明細書で使用される場合、「例」および「例示的な」という言葉は、例または実例を意味する。「例」または「例示的」という言葉は、主要または好ましい態様または実施形態を示すものではない。「または」という言葉は、文脈からそうでないことが示唆されない限り、排他的ではなく包括的であることを意図している。例として、「ＡはＢまたはＣを使用する」という語句には、包括的な置換が含まれる（たとえば、ＡはＢを使用する；ＡはＣを使用する；またはＡはＢとＣの両方を使用する）。別の問題として、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、文脈からそうでないことが示唆されない限り、一般に「１つ以上」を意味することを意図している。
【００５９】
本発明は、そのような化合物を含むモノマー、マクロメア、またはポリマー組成物などのシリコーン化合物、およびそのような組成物から形成された物品に関する。組成物は、イオン変性シリコーン、ビニルモノマー、活性成分、および架橋剤を含むコンタクトレンズ形成組成物であり得る。イオン変性シリコーンヒドロゲルコンタクトレンズは、濡れ性、配合相溶性、空気酸化に対する安定性、ガス透過性の利点を提供するのに役立ち、正味電荷が中性の場合の破片の形成を少なくすることを提供する。それらはまた、イオン−イオン相互作用を介して活性物質を保持または放出するために利用できる。
【００６０】
「マクロマー」とは、さらなる重合／架橋反応を受けることができる官能基を含む中分子量から高分子量の化合物またはポリマーを指す。中分子量および高分子量とは、通常、平均分子量が７００ダルトンを超えることを意味する。好ましくは、マクロマーはエチレン性不飽和基を含み、化学線的または熱的に重合することができる。
【００６１】
本明細書で使用するポリマー材料（モノマーまたはマクロマー材料を含む）の「分子量」は、特に明記しない限り、または試験条件がそうでないことを示さない限り、数平均分子量を指す。
【００６２】
「ポリマー」は、１つまたは複数のモノマー、マクロマー、および／またはオリゴマーを重合／架橋することによって形成された材料を意味する。
【００６３】
本明細書で使用される「ビニルモノマー」は、エチレン性不飽和基を有し、化学線的または熱的に重合することができる低分子量化合物を指す。低分子量は、典型的には平均分子量が７００ダルトン未満であることを意味する。
【００６４】
本明細書で使用される「親水性ビニルモノマー」は、完全に水和したときに少なくとも１０重量パーセントの水を吸収できるホモポリマーを形成することができるビニルモノマーを指す。
【００６５】
本明細書で使用する「疎水性ビニルモノマー」は、完全に水和したときに１０重量パーセント未満の水を吸収できるホモポリマーを形成することができるビニルモノマーを指す。
【００６６】
「バインダーポリマー」とは、架橋剤によって、または化学的または物理的手段（例えば、水分、加熱、ＵＶ照射など）による開始時に架橋して、当該技術分野で知られているような医療機器（好ましくはコンタクトレンズ）に着色剤を上または中に閉じ込めるまたは結合することができる架橋性ポリマーを指す。
【００６７】
「光開始剤」は、光の使用によりラジカル架橋および／または重合反応を開始する化学物質を指す。
【００６８】
「熱開始剤」は、熱エネルギーの使用によりラジカル架橋／重合反応を開始する化学物質を指す。
【００６９】
「ケージ様」シロキサンまたはシロキサニル構造は、ポリセスキオキサン型構造を指す。
【００７０】
「活性物質」は、医療機器から送達できる成分または化学物質を指す。
【００７１】
一態様では、シリコーン化合物が提供される。シリコーン化合物は、親水性であるように構成されている。本化合物によれば、シリコーン化合物は、正味の中性電荷を有するイオン変性化合物である。シリコーン化合物は、イオン基、イオン形成基、または双性イオン基でイオン的に修飾されており、そして全体的に正味の中性電荷を持つような化合物が提供される。これらの基を有するシリコーン化合物を提供することは、親水性化合物を提供することであることが判明した。化合物は水分散性であり、重合を受けて親水性材料を提供し得る。
【００７２】
式（Ｉ）のシリコーン化合物が提供され：
【化２２】
2020510718.tif 000024
ここでＲ１は、化学結合、または１から１６個の炭素原子と、任意にて酸素、硫黄、または窒素から選択されるヘテロ原子を含む二価の基から選択され；
Ｒ２は、直鎖、分岐、環状、またはケージ様シロキサニル部分、または一般構造（ａ）を有するシラン部分であり、
【化２３】
2020510718.tif 000025
Ｘ１は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、トリメトキシシリル、トリメチルシリルオキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｏＣＨ２−、ここでｏは０から３の整数である、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、または（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ）ｓ−、ここでｓは０から２００から選択される整数である、から独立して選択され；
Ｘ２は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、トリメトキシシリル、トリメチルシリルオキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎ、ここでｎは１から９から選択される整数である、（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｏＣＨ２−、ここでｏは０から３の整数である、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、または（ＣＨ３）３Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ）ｚ−、ここでｚは０から２００から選択される整数である、または−［ＯＳｉ（ＣＨ３）２］ｍＧ１、ここでＧ１は（ＣＨ３）３ＳｉＯ−であり、そしてｍは０から４００の整数である、または一般式（ｂ１）または（ｂ２）の反応性または非反応性シリコーン基から独立して選択され、
【化２４】
2020510718.tif 000026
ここでｌは０から２００から選択される整数であり；そしてＸ２が式（ｂ１）または（ｂ２）のものである場合、式（ａ）のｐは０であり；
Ｘ３およびＸ５は、Ｃ１−Ｃ６アルキル、トリメチルシロキシ、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２−、（ＣＨ３）３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−、および−ＯＳｉ（ＣＨ３）２から独立して選択され、但し（ｉ）Ｘ１またはＸ６が−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎのとき、Ｘ３およびＸ５は、それぞれ、−ＯＳｉ（ＣＨ３）２であり、そしてＸ１はＸ３と化学結合を形成し、Ｘ５はＸ６と化学結合を形成してそれぞれ二価の−Ｘ１−Ｘ３−またはＸ５−Ｘ６−基を形成し、それはケイ素原子に結合して環状ポリシロキサン環を形成する、および（ｉｉ）Ｘ３および／またはＸ５は、−ＯＳｉ（ＣＨ３）２のとき、Ｘ１および／またはＸ６は、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎであり、そしてＸ１はＸ３と化学結合を形成し、および／またはＸ５はＸ６と化学結合を形成して、二価の−Ｘ１−Ｘ３−またはＸ５−Ｘ６−基を形成し、それはケイ素原子に結合して環状ポリシロキサン環を形成するという条件であり、
ここでＸ１、Ｘ２およびＸ３は任意選択的に、それぞれ−Ｏ［Ｓｉ（Ｒ７）Ｏ−］ｎであり得、相互接続して式（ｂ３）に記載されているポリシルセスキオキサン環を形成することがあり得、そしてＲ７は、直鎖または分岐アルキルまたはアラルキル基から独立して選択され；
【化２５】
2020510718.tif 000027
Ｘ６、Ｘ７、およびＸ８は、１から１６個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキル基、アルコキシ、トリメチルシリルオキシ、または−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｎから独立して選択され、ここでｎは１から９から選択される整数であり、そしてここでＸ６とＸ７、Ｘ７とＸ８、またはＸ６とＸ８は環を形成してもよく；
Ｘ４は、ジメチルシロキシ、−Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］、または−ＣＨ２ＣＨ２（ＣＨ３）２ＳｉＯ−部分から独立して選択される任意の接続基であり、
ｐは０から１０から選択される整数であり；
Ｇは、直鎖もしくは分岐アルキル基または炭素環式基であって任意にてヘテロ原子を含むものから独立して選択される、シロキサン部分と反応性部分との間の架橋単位であり；
Ａはヘテロ原子であり、そして一実施形態では、酸素または硫黄から選択され；
Ｉは、正味中性の電荷を有する双性イオン部分であり；そして
Ｚは、一般式（ｃ）を有する重合性基であり：
【化２６】
2020510718.tif 000028
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基である。
【００７３】
実施形態において、Ｒ１は、酸素、硫黄、または窒素から選択されるヘテロ原子を任意に含む二価のＣ１−Ｃ１６アルキル基から選択されてもよい。一実施形態では、Ｒ１は、結合または二価Ｃ１−Ｃ１６アルキル、二価Ｃ２−Ｃ１０アルキル、さらには二価Ｃ４−Ｃ６アルキル基から選択される。Ｒ１では、二価アルキル基は二価アルキル鎖の炭素原子の数を指す。Ｒ１の二価のアルキル基は、ＣＨ２基または炭素基であり、水素原子は、任意にてヘテロ原子を含むＣ１−Ｃ１０、Ｃ２−Ｃ８、またはＣ４−Ｃ６の直鎖、分岐鎖、または環状炭化水素ラジカルから選択される他の基で置換される。一実施形態では、Ｒ１は、下記式の二価ラジカルから選択され、
【化２７】
2020510718.tif 000029
ここでＲ４、Ｒ５、およびＲ６は、水素、１から１０個の炭素原子、１から６個の炭素原子、１から４個の炭素原子、または１から２個の炭素原子を有し、任意にてヘテロ原子を含む直鎖、分岐、または環状炭化水素ラジカルから独立して選択され、Ｒ３は、１から５個の炭素原子、１から４個の炭素原子、または１から２個の炭素原子を有する炭化水素基であり；ｑは０から１０から選択される整数である。一実施形態において、Ｒ４−Ｒ６は、水素またはＣ１−Ｃ５炭化水素から選択される。一実施形態では、Ｒ３−Ｒ６はそれぞれ、Ｃ１−Ｃ６炭化水素ラジカルから選択される。一実施形態では、Ｒ３−Ｒ６はそれぞれメチルである。
【００７４】
Ｒ２に関して、Ｘ１およびＸ２は、ｐが０よりも大きいとき二価の基であり、そしてｐが０のとき一価の基である。
【００７５】
一実施形態では、Ｇ基は、二価の直鎖または分岐アルキル基、または二価の炭素環式基から選択される。一実施形態では、Ｇは、下記一般式を有する分岐アルキル部分であり、
【化２８】
2020510718.tif 000030
ここでａは０から１６であり、ｂは１である。
【００７６】
一実施形態において、Ｇは、下記一般式を有する５から１０個の炭素原子を含む飽和炭素環単位
【化２９】
2020510718.tif 000031
およびそのアイソマーを含み、ここでｃは０から５である。
【００７７】
一実施形態では、ｃは１であり、Ｇはシクロヘキシレン基である。ＡおよびＲ基は、ＡおよびＲ基が互いにパラまたはメタに配向されるように、Ｇ基に結合することができる。一実施形態では、Ｇ単位はシクロヘキシレン基であり、化合物中に以下のように配置される：
【化３０】
2020510718.tif 000032
一実施形態では、Ｇは、以下の配座異性体の１つ以上から選択される。
【化３１】
2020510718.tif 000033
【００７８】
Ｉ基は双性イオン含有基から選択される。Ｉ基は、シリコーン化合物が正味中性の電荷を有するように提供される。一実施形態では、Ｉ基は下記式の基から選択され、
------Ｋ−Ｌ−Ｍ    （ｇ）
ここでＫは二価のヘテロ原子であり、一実施形態ではＫは酸素原子であり、
Ｌは、化学結合、または任意にてヘテロ原子を含み得る、１から５０個の炭素原子を有する置換または非置換、直鎖または分岐、脂肪族または芳香族炭化水素を含む二価炭化水素ラジカルであり、実施形態では、アルコール、エーテル、エステル、アミド、アミン、尿素、ウレタン、シアノ、カーボネート、カルバメート、チオール、チオエーテル、チオールエステル、またはそれらの２つ以上の組み合わせから独立して選択される官能基を含むことができ；および
Ｍは双性イオン基から選択される。一実施形態では、Ｍは下記から選択され：
【化３２】
2020510718.tif 000034
そしてＲ基は、カチオン含有基から選択される。一実施形態では、Ｒは第４級アミン基である。
【００７９】
一実施形態では、Ｍは下記基から選択され、
【化３３】
2020510718.tif 000035
そしてＲ基は下記構造を有し
【化３４】
2020510718.tif 000036
ここでｔは１から１６から選択される整数であり；そしてＲ８−Ｒ１３は、１から１５の炭素原子を含み、任意にてヘテロ原子を有するアルキル基および式（ｌ）から独立して選択され、
【化３５】
2020510718.tif 000037
ここでＧ１は、アルキル、アリール、アラルキル、および脂環式であって、１から１００個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を有するものであり、
Ｚ１は、下記式の反応性または非反応性の官能部分であり、
【化３６】
2020510718.tif 000038
ここでＲ１４、Ｒ１５、およびＲ１６は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択され；そしてＦは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基であり；そしてＡは、なしまたはヘテロ原子から選択され；そしてＲ１およびＲ２は請求項１で定義された通りであり、ｘは０から１０である。
一実施形態では、Ｍは下記双性イオン構造である。
【化３７】
2020510718.tif 000039
一実施形態では、Ｍは下記基から選択され
【化３８】
2020510718.tif 000040
そしてＲ基は下記構造を有する。
【化３９】
2020510718.tif 000041
一実施形態では、Ｍは下記双性イオン構造を有する。
【化４０】
2020510718.tif 000042
一実施形態では、Ｍは下記基から選択され、
【化４１】
2020510718.tif 000043
そしてＲ基は下記構造を有して、
【化４２】
2020510718.tif 000044
Ｍが下記双性イオン構造を有するようにする。
【化４３】
2020510718.tif 000045
【００８０】
一実施形態において、Ｌは、直鎖または分岐鎖であり得るＣ１−Ｃ１０の二価炭化水素ラジカルから選択される。二価の炭化水素ラジカルＬは飽和していても不飽和結合を含んでいてもよい。一実施形態では、Ｌは、Ｃ１−Ｃ８二価炭化水素ラジカル、Ｃ１−Ｃ６二価炭化水素ラジカル；さらにはＣ１−Ｃ４二価炭化水素ラジカルから選択される。一実施形態において、Ｌは、Ｃ４飽和二価炭化水素ラジカルまたは少なくとも１つの不飽和結合を含むＣ４二価炭化水素ラジカルから選択される。
【００８１】
Ｆは、１から１６個の炭素原子を有して任意にてヘテロ原子を含む脂肪族、脂環式、または芳香族炭化水素ラジカルから選択されるリンカー基である。任意にて、Ｆは、Ａ基が式（ｌ）中のカルボニル基に直接結合するような結合である。一実施形態では、Ｆは一般式（ｓ）を有し、
【化４４】
2020510718.tif 000046
ここでｎは０から約１５から選択される整数であり；Ｓは、Ｏ、ＣＨ２、ＮＲ１９、または硫黄から独立して選択される二価のヘテロ原子であり；Ｊは、官能基−Ｃ（Ｏ）−、−ＮＲ２０Ｃ（Ｏ）−、−ＯＣ（Ｏ）−、−ＯＳ（Ｏ）−、または−Ｐ（Ｏ）ＯＲ２１から独立して選択され；Ｒ１７およびＲ１８は、１から５個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルから独立して選択され；Ｒ１９、Ｒ２０およびＲ２１は、水素または１から５個の炭素原子を有する一価炭化水素ラジカルから独立して選択される。一実施形態では、Ｆは以下の一般構造（ｔ）を有する：
【化４５】
2020510718.tif 000047
ここでｋは０から５である。
【００８２】
（ａ）式Ｉのシリコーン化合物、（ｂ）化学線硬化条件に対して反応性または非反応性の活性成分、および（ｃ）任意にて、有機モノマー、有機マクロマー、反応性ポリマー、架橋剤、相溶化剤、着色剤、開始剤、またはそれらの２つ以上の組み合わせを含む硬化性組成物もまた提供される。
【００８３】
シリコーン化合物は、ゲル材料を形成するために使用され得る。「ゲル」とは、コロイド成分よりも動態が遅い分散媒中でコロイド成分が連続的な（相互貫入）ネットワークを形成する固体特性を有するコロイド系である。分散した成分は、共有結合、水素結合、双極子力、ファンデルワールス力、および／または機械的絡み合いによって一緒に保持される。ゲルは、ヒドロゲル（水用）、アルコゲル（アルコール用）、リオゲル（有機溶媒用）、エアロゲル（空気用）などを含む、分散媒（水、アルコール、有機溶媒、空気）に基づいてさまざまなカテゴリにわけられ得る。空気が分散剤として含まれている場合、ゲルは乾燥／調製のタイプに応じてさらに区別される。ゲル液が単純な乾燥によって除去され、液体／蒸気界面が形成された場合、乾燥ゲルは「キセロゲル」と称される。ゲル液がその臨界点と圧力（超臨界条件）を超えて除去された場合、乾燥したゲルは「エアロゲル」と称される。超臨界状態のため、界面は形成されない。液体が凍結乾燥によって除去された場合、乾燥した製品は「クリオゲル」と称される。ここでは、昇華により固体／気体界面が克服される。
【００８４】
有機モノマーは、限定されないが、アクリロイル、メタクリロイル、アリル、ビニル、スチレニル、アクリルまたは他の--Ｃ＝Ｃ--含有基などの、少なくとも１つの--Ｃ＝Ｃ--基を含むオレフィン性不飽和基含有化合物から選択することができる。限定されないが、例示的なアクリルモノマーは、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、２−ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、ヒドロキシルプロピルメタクリレート、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レートヒドロクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリセロールメタクリレート、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、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル化親水性または疎水性有機シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせを含む。
【００８５】
有機モノマーは、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−ビニルホルムアミド、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、ビニルアルコール、ビニル含有シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせなどのビニルモノマーから選択される。
【００８６】
ビニル含有シリコーンの例としては、限定されるものではないが、メタクリルオキシアルキルシロキサン、３−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサン、ビス（メタクリルオキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、モノメタクリル化ポリジメチルシロキサン、メルカプト末端ポリジメチルシロキサン、Ｎ−［トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル］アクリルアミド、Ｎ−［トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピル］メタクリルアミド、トリス（ペンタメチルジシロキシアニル）−３−メタクリラートプロピルシラン（Ｔ２）、およびトリストリメチルシリルオキシシリルプロピルメタクリレート（ＴＲＩＳ）などのシロキサン含有ビニルモノマーを含む。例示的なシロキサン含有モノマーはＴＲＩＳであり、これは３−メタクリルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シランと称され、ＣＡＳ番号１７０９６−０７−０で表される。「トリス」という用語には、３−メタクリロキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シランの二量体も含まれる。
【００８７】
親水性モノマーは、本発明で使用することができる。適切な親水性モノマーには、ヒドロキシル置換低級アルキル（Ｃ１からＣ８）アクリレートおよびメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、（低級アリル）アクリルアミドおよび−メタクリルアミド、エトキシ化アクリレートおよびメタクリレート、ヒドロキシル置換（低級アルキル）アクリルアミドおよび−メタクリルアミド、ヒドロキシル置換低級アルキルビニルエーテル、ソディウムビニルスルホネート、ソディウムスチレンスルホネート、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、２−ビニルオキサゾリン、２−ビニル４，４’−ジアルキルオキサゾリン−５−オン、２−および４−ビニルピリジン、合計３から５個の炭素原子を有するビニル性不飽和カルボン酸、アミノ（低級アルキル）−（「アミノ」という用語には４級アンモニウムも含まれる）、モノ（低級アルキルアミノ）（低級アルキル）およびジ（低級アルキルアミノ）（低級アルキル）アクリレートおよびメタクリレート、アリルアルコールなどが含まれるが、これらに限定されない。特に適切な親水性ビニルモノマーには、Ν，Ν−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）、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レートヒドロクロリド、ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭＡＥＭＡ）、グリセロールメタクリレート（ＧＭＡ）、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（ＮＶＰ）、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、アリルアルコール、ビニルピリジン、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アクリルアミド、アクリル酸、およびメタクリル酸がある。
【００８８】
ヒドロキシ基−ＯＨ、アミノ基−ＮＨＲ（ここでＲは水素またはＣ１からＣ８アルキルである）、カルボキシ基−ＣＯＯＨ、エポキシ基、アミド基−ＣＯＮＨＲおよびこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１つの官能基を含む任意の既知の適切なビニルモノマーは、本発明における官能基を持たせるビニルモノマーとして使用することができる。このようなビニルモノマーの好ましい例には、メタクリル酸（ＭＡＡ）、アクリル酸、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、ＨＥＭＡ、ＨＥＡ、およびＮ−ヒドロキシメチルアクリルアミド（ＮＨＭＡ）が含まれる。
【００８９】
架橋剤は、例えば、アリル（メタ）アクリレート、低級アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリ低級アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート、低級アルキレンジ（メタ）アクリレート、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、ジまたはトリビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、メチレンビス（メタ）アクリルアミド、トリアリルフタレートまたはジアリルフタレートから選択することが出来る。好ましい架橋剤は、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロイルプロパントリメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、ジグリシジルビスフェノールＡジメタクリレート、ジメタクリレート末端化ポリエチレングリコール、反応性直鎖またはペンダントポリエーテル変性シリコーン、ジアクリレートまたはメタクリレート化シリコーン、またはそれらの２つ以上の組み合わせである。
【００９０】
組成物は、熱または光開始剤を含み、ここで光開始剤は、ペルオキシド、例えば、ベンゾイルペルオキシド、ベンゾインメチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイルホスフィンオキシド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン（ＨＭＰＰ）、Darocure（登録商標）タイプ、およびIrgacure（登録商標）タイプ、好ましくは、Darocure（登録商標）1 173、Irgacure（登録商標）4265およびIrgacure（登録商標）2959から選択される。アゾ型開始剤（例えば、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタンニトリル））は、光または熱開始剤として使用することが出来る。適切な熱開始剤の例としては、限定されるものではないが、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパンニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタンニトリル）、ペルオキシド、例えばベンゾイルペルオキシドなどが挙げられる。好ましくは、熱開始剤は、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、またはそれらの２つ以上の組み合わせである。
【００９１】
イオン変性シリコーンは、ヒドロゲル組成物の約１重量パーセントから約９９重量パーセント；５重量パーセントから約９０重量パーセント、１０重量パーセントから約７５重量パーセント；または２５重量パーセントから約５０重量パーセントの量で存在する。イオン変性シリコーンマクロマーと有機モノマーとの比は、約１：１００から約１００：１である。一実施形態では、親水性シリコーンマクロマーとフリーラジカル重合性有機モノマーとの比は約１：９９から９９：１；１：７５から７５：１；または１：５０から約５０：１である。一実施形態では、イオン変性シリコーンと有機モノマーの比は、約１：１０から約１０：１である。一実施形態では、イオン改質シリコーンと有機モノマーの比は約１：１である。
【００９２】
組成物を化学線硬化して、ホモポリマー、コポリマーまたは架橋ネットワークを作製することができる。それらはまた、有機またはシロキサンモノマー、マクロマーまたはプレポリマーと配合して、ヒドロゲルを得ることができる。本明細書に記載されるヒドロゲルは、医療機器、医療用インサート、またはコンタクトレンズ、眼内インサートなどで使用され得る。医療機器は、本組成物から形成されてもよく、または組成物から形成されたフィルムまたは層を含んでもよい。
【００９３】
医療機器は、全体的に有効な中性電荷を持つイオン表面を有する。これにより、より少ない生体材料を引き付け、そして表面上に破片をより少なくすることができる親水性の表面が提供される。有効な中性電荷を持つイオン部分はまた、医療機器に固有の抗菌特性を提供することができる。
【００９４】
ヒドロゲル組成物は、水溶性または水分散性であり得る。ヘルスケアに親しい界面活性剤または溶媒を加えることにより、水分散性または溶解性が向上される。硬化におけるヒドロゲルは、５から１５０℃で簡単に抽出され、環境に優しい方法で未反応の成分を除去することができる。抽出は、以下の方法で行うことができる。ヒドロゲル物品は、水または水混和性溶媒で調製して、ＤＩ水または緩衝水溶液に移すことができる。所望の濃度に達するまで、浸出可能な反応物または添加物について物品は抽出されることができる。
【００９５】
「レンズ形成材料」とは、熱または化学線で硬化（すなわち、重合および／または架橋）して架橋ポリマーを得ることができる重合性組成物（または配合物）を指す。本明細書で使用する場合、重合性組成物または材料またはレンズ形成材料の硬化または重合に関して「化学線的に」は、硬化（例えば、架橋および／または重合）が化学線照射、例えばＵＶ照射、イオン化放射線（例えば、ガンマ線またはＸ線照射）、マイクロ波照射などにより行われることを意味する。熱硬化法または化学線硬化法は、当業者に周知である。レンズ形成材料は、当業者に周知である。これらは、有機またはシロキサンモノマー、マクロマーまたはプレポリマーと配合して、ヒドロゲルを得ることができる。ヒドロゲルは、医療機器、医療用インサート、コンタクトレンズ、眼用インサートなどを形成またはコーティングするために使用できる。結果として得られる医療機器は、全体的に有効な電荷が中性のイオン表面を有している。これにより、より少ない生体材料を引き付け、表面上によりすくない破片を形成することができる親水性の表面が提供される。有効な中性電荷を持つイオン部分はまた、医療機器に固有の抗菌特性を提供することができる。
【００９６】
また、イオン変性シリコーンを含むヒドロゲルと、ヒドロゲル材料に関連させた薬学的に活性な物質とを含む薬物送達システムも提供される。薬物送達システムは、医療機器自体（例えば、コンタクトレンズ）を形成してもよく、または医療機器（例えば、プローブ、ワンド、インサート、パッチなど）の表面上のフィルムまたは材料として提供されてもよい。
【００９７】
本明細書で使用される場合、「活性成分」という用語は、生物学的に活性および／または光放射に対して活性である材料を指す。活性成分は、反応性成分でも非反応性成分でもよい。反応性活性成分とは、活性物質に結合した重合可能なエチレン基を含む活性成分を指す。非反応型活性成分とは、生物学的または光活性であるが、化学線重合条件下で重合可能な基を持たない活性成分を指す。非反応性の活性成分は、架橋ポリマーネットワークまたはポリマー鎖の内部に浸透するか、組み込まれることとなる。この活性物質は、ポリマーと非共有結合を形成できる官能基を持つことができる。
【００９８】
本明細書で使用される「相互貫入ポリマーネットワーク（ＩＰＮ）」は、少なくとも１つが他の存在下で合成および／または架橋される２つ以上のポリマーの密接なネットワークを広く指す。ＩＰＮを調製するための技術は、当業者に知られている。一般的な手順については、米国特許第４，５３６，５５４号、第４，９８３，７０２号、第５，０８７，３９２号、および第５，６５６，２１０号を参照されたく、これらの内容はすべて参照により本明細書に組み込まれる。重合は一般に、ほぼ室温から約１４５℃の範囲の温度で実施される。
【００９９】
一実施形態では、活性成分は発色材料を含む。発色材料は、活性であり、光への暴露で色を変えるものであってもよい。発色活性物質を含む配合物を作製するため、適切な顔料が使用される。本明細書で使用する「顔料」という用語は、拡散散乱の光学原理に基づいて色を付与する吸収顔料を記述することを意図しており、その色はその幾何学的形状に依存しない。任意の適切な非真珠光沢顔料を使用することができるが、非真珠光沢顔料が耐熱性であり、非毒性であり、水溶液に不溶性であることが現在のところ好ましい。好ましい非真珠光沢顔料の例には、医療機器で許可され、ＦＤＡによって承認された着色剤、例えば、D&CBlue No. 6、D&C Green No. 6、D&C Violet No. 2、カルバゾールバイオレット、特定の銅錯体、特定の酸化クロム、さまざまな酸化鉄、フタロシアニン（ＰＣＮ）グリーン、フタロシアニン（ＰＣＮ）ブルー、二酸化チタンなどが含まれる。本発明とともに使用し得る着色剤のリストにつき、MarmiomDM Handbook of U.S. Colorantsを参照のこと。非真珠光沢顔料のより好ましい実施形態には（C.I.はカラーインデックス番号）、青色については、フタロシアニンブルー（pigmentblue 15:3, C.I. 74160）、コバルトブルー（pigment blue 36, C.I. 77343）、トナーシアンＢＧ（Clariant）、パーマジェットブルーＢ２Ｇ（Clariant）；緑色については、フタロシアニングリーン(Pigmentgreen 7, C.I. 74260）および三酸化ニクロム；黄色、赤色、茶色、および黒色については、さまざまな酸化鉄；PR122、PY154、紫色については、カルバゾールバイオレット；黒色については、Monolith black C-K（CIBA Specialty Chemicals）が含まれるが、これらに限定されない。
【０１００】
非反応性活性成分を組み込む方法は、ポリイオン材料の溶液中で活性物質を好ましくは１．５マイクロメートル以下の粒子サイズに粉砕して分散液を得ること、ここでポリイオン材料の濃度は、顔料粒子をコーティングするのに十分であり、好ましくは約０．０１％から２０％（wt.vol.）である；顔料粒子を有する溶液をろ過すること；任意にて、ろ過された顔料粒子を洗浄すること；および任意にて、１つ以上のポリイオン材料でコーティングされたろ過された顔料粒子を乾燥させることを含む。ポリカチオン性材料は、ポリ（アリルアミンヒドロクロリド）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（ビニルベンジルトリアメチルアミン）、ポリアニリン、スルホン化ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（ピリジニウムアセチレン）、およびそれらの混合物からなる群から選択され、ここでポリアニオン材料は、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリ（チオフェン−３−酢酸）、ポリ（４−スチレンスルホン酸）、ソディウムポリ（スチレンスルホネート）、ポリ（ソディウムスチレンスルホネート）、およびそれらの混合物からなる群から選択される。本発明で使用されるポリカチオン材料は、高分子第４級アンモニウム化合物（ポリクワット）も含むことができる。ポリクワットが眼科用レンズのコーティングに使用される場合、それらは眼科用レンズに抗菌特性を付与し得る。
【０１０１】
本発明では、任意の標準的な粉砕法を使用することができる。適切な混合装置には、限定されるものではないが、高速ミキサー、カディミル、コロイドミル、ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー、ソナレーター、超音波ミル、ロールミル、ボールミル、ローラーミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、バリキネティックディスペンサー、三本ロールミル、バンバリーミキサー、または当業者に知られている他の技術が含まれる（Ross Sand Morrison ID, Colloidal Systems and Interfaces. New York: JohnWiley & Sons, 1988.参照）。
【０１０２】
一実施形態では、活性物質は、医学で使用される薬学的に活性な物質であり得る。薬学的に活性な物質は、生理活性物質または医薬品（例えば、中枢神経系に影響を及ぼす薬剤、抗アレルギー剤、心血管剤、呼吸器官に影響を及ぼす薬剤、消化器官に影響を及ぼす薬剤、ホルモン製剤、代謝に影響を及ぼす薬剤、抗腫瘍薬、抗生物質製剤、化学療法薬、抗菌薬、局所麻酔薬、抗ヒスタミン薬、消炎薬、収斂剤、ビタミン、抗真菌薬、末梢神経麻酔薬、血管拡張薬、生薬エッセンス、チンキ剤、生薬粉末、降圧剤、免疫抑制剤など）であり得る。これらには、抗菌、抗バクテリア、医薬などの物質が含まれるが、これらに限定されない。
【０１０３】
特に適切な活性物質は、眼科領域に関連するものである。眼科用活性物質送達製剤は、任意の眼科用活性薬物、特に緑内障などの眼の疾患の治療に使用することが知られているアミン系薬物、特に眼の疾患の治療に使用することが知られているアミン系薬物との使用に特に適している。これらの点眼薬には、ピロカルピン、エピネフリン、テトラサイクリン、フェニルエフリン、エセリン、ホスホリンヨージド、デメカリウムブロミド、シクロペントラート、ホマトロピン、スコポラミン、クロルテトラサイクリン、バシトラシン、ネオマイシン、ポリミキシン、グラミシジン、オキシテトラサイクリン、クロラムフェニコール、ゲンタマイシン、ペニシリン、エリスロマイシン、カルバコール、スルファセタミド、ポリミキシンＢ、イドクスウリジン、イソフロロフェート、フルオロメタロン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾンアセテート、デキサメタゾン２１−ホスフェート、フルオロシノロン、メドリゾン、プレドニゾロン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン２１−ホスフェート、プレドニゾロンアセテート、ベタメタゾン、イブプロフェン、フルルビプロフェン、ケトチフェン、モキシフロキサシン、クロリクロメン、ジクロフェナクジエチルアンモニウム、ピロキシカム、メチルプレドニゾロン、およびトリアムシノロンが含まれる。３．０から８．５のｐＨ範囲の水性媒体中でカチオン性を有する眼科的、光学的または経鼻的に許容される薬学的に活性な化合物。最も好ましい基本的な活性物質は、ベタキソロール、チモロール、およびジピベフリンである。本発明の組成物は、２つ以上の基本的な活性成分を組み合わせて含有してもよい。基本的な活性成分は、約０．０１から４．０％、好ましくは０．１０から１．０％のレベルで存在する。
【０１０４】
眼科用薬物または活性物質は、薬物の目的を達成するのに有効なレベルでヒドロゲル組成物中に存在する。点眼薬の通常の使用レベルは、ヒドロゲル組成物の約０．０３から約１５重量パーセントの範囲である。これらの活性物質は、そのまま配合物中に使用することも、ポリマー、イオン性ポリマー、または界面活性剤と混合して使用することもできる。
【０１０５】
ポリマー懸濁物質を使用して活性物質を分散させることができ、上記ヒドロゲル組成物に添加剤として添加することができる。本発明の組成物に含まれるポリマー懸濁成分は、カルボキシビニルポリマーと、ヒドロキシエチルセルロース；ヒドロキシプロピルセルロース；およびカルボキシメチルセルロース、シクロデキストリン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ジメチルシロキサン）などからなる群から選択されるポリマーとの組み合わせから本質的になり得る。
【０１０６】
薬学的に活性な物質は、吸収または分子インプリンティングなどの他の方法によってヒドロゲルと結合させることもできる。吸収において、ヒドロゲルは薬学的に活性な物質の溶液に浸される。ヒドロゲルは、薬学的に活性な物質を吸収する。ヒドロゲルは、標的環境に配置または接触すると、例えば、注射、摂取、挿入（例えば、ヒドロゲルから形成されたコンタクトレンズの眼への挿入による）すると、薬学的に活性な物質を放出する。
【０１０７】
一実施形態において、眼科的に活性な成分は、ポリマーからゆっくり浸出して、物品の周りの臨界濃度を維持して、所望の医薬活性を与えることができる。
【０１０８】
ヒドロゲルを作成するためのキットまたはシステムを製造することができる。キットは医学的に許容される条件を使用して製造され、無菌性、純度、および薬学的に許容される調製を有する前駆体（例えば、モノマー、架橋剤などの他の反応性成分を伴う式（Ｉ）の化合物）を含む。キットは、必要に応じてアプリケーターならびに説明書を含み得る。治療薬は、事前に混合されたもの、または混合に利用可能なものが含まれ得る。溶媒／溶液はキットで提供されるか、個別に提供されるか、または成分は溶媒と事前に混合され得る。キットは、混合および／または送達のためのシリンジおよび／または針を含んでもよい。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、治療薬と共にin situでヒドロゲルを形成するのに必要な前駆体および他の材料を有するキットが提供されてもよく、ここで構成部品は本明細書に記載のものを含む。ヒドロゲルは容易に除去可能または自己除去可能であってもよく、生分解性であるか、または分散することなく容易にアクセス可能な領域への送達に適し得る。１つの容器にすべての前駆体を組み合わせるオプションを使用して、簡単に混合して使用できるように作成され得る。ヒドロゲルは、安全な全合成材料で作成され得る。分解および／または送達速度は、記載された期間に適合するように制御され得る。患者コンプライアンスは、繰り返し投与を避けることにより向上され得る。同様に、本明細書に記載の材料、例えば、事前に形成された脱水ヒドロゲルを含むアプリケーターを備えたキットを作製してもよい。
【０１１０】
ヒドロゲル材料は、医療機器に関連して使用することもできる。ヒドロゲル材料は、医薬活性材料を患者に送達するために、および／または機器に特性（例えば、抗生物質または抗菌剤）を提供するために使用できる医療機器の表面または領域上のフィルムとして提供されてもよい。例えば、薬学的に活性な薬剤を有するヒドロゲルフィルムは、薬学的に活性な薬剤が患者に送達され得るように、患者に挿入され得るワンドまたはプローブの先端に提供され得る。別の実施形態において、ヒドロゲルフィルムは、患者に薬剤または薬物を送達するために患者に配置され得るパッチ（例えば、医薬パッチまたはバンドエイド）の層の一部として提供され得る。
【０１１１】
本親水性シリコーン化合物は、繊維、紙、皮革、パーソナルケア、ヘルスケア、ホームケア、コーティング、塗装または種子処理製剤におけるフィルム形成添加剤としてなど、さまざまな用途に使用できる。
【実施例】
【０１１２】
例
【０１１３】
平衡含水量
【０１１４】
フィルムをｐＨ６．５−８．５の緩衝液（イオン型に基づいて選択）に４８時間浸漬する。次に、糸くずのないティッシュペーパーを使用して、表面の水をそっと拭き取る。水和フィルムを正確に秤量し、次いで、固形分分析器で１５０℃で１５分間乾燥させ、乾燥重量について再度秤量する。含水量は、以下の式を使用して重量変化に基づいて計算される。
【０１１５】
水濡れ性
％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％
【０１１６】
水濡れ性は、以下に従って測定される：Neumann A W, Godd R J. Techniques ofmeasuring contact angles. In: Good R J, Stromberg R R, Editors.Surface and Colloid science-Experimental methods, vol. 11.New York: Plenum Publishing; (1979), pp. 31-61。
【０１１７】
フィルム表面の水濡れ性は、Tracker TECLISゴニオメーターを使用して接触角を測定することにより評価される。静的接触角法では、湿ったフィルムを糸くずの出ないティッシュペーパーで最初に押し、次に水滴を表面に置く。接触角はゴニオメーターを使用して測定される。接触角の値が低いほど、フィルムの親水性の度合いが高いか、表面濡れ性が優れていることを表す。
【０１１８】
活性物質送達
【０１１９】
活性物質充填実験
【０１２０】
薬学的活性物質充填フィルムは、ヒドロゲルフィルムおよびリン酸緩衝液中の薬物溶液（renu溶液）を含む方法により調製される。
【０１２１】
吸収方法：０．３ｇのヒドロゲルフィルムを２ｍｌの薬物溶液（３％ｗ／ｗ）に２４時間吸収させた。
【０１２２】
別の方法では、ヒドロゲル配合物中の薬物の６％（重量基準（ｗ／ｗ））を混合することにより、薬物がインプリンティングされたレンズフィルムを調製した。得られた透明で均質な溶液を、ＰＥＴ（ポリ（エチレンテレフタレート））に１ｍｍの測定間隔まで注いだ。配合物は、１０５ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ照射に２０から１８０秒間曝すことにより硬化した。重合後、フィルムをイソプロパノールで洗浄して未反応モノマーを除去した。次に、脱イオン蒸留水と０．９％ＮａＣｌ溶液で洗浄して、テンプレート薬物を除去した。洗浄液を分光測光法で分析することにより、チモロールの完全な除去が確認された。得られたフィルムを、薬物の取り込みのために、２ｍｌの薬物溶液（３％ｗ／ｗ）に２４時間吸収させた。
【０１２３】
ＨＰＬＣによる活性物質放出
【０１２４】
高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）：ＨＰＬＣ法は、薬物とサンプルマトリックスの極性を考慮することにより、ポリマーマトリックスから放出される薬物の定量に最適化されている。溶媒条件は、水（０．０２％Ｈ３ＰＯ４）／アセトニトリル混合溶媒を使用して、０から５分間で１０から９０％のアセトニトリルの勾配で最適化して、薬物分析物の狭く対称なピークを生成した。さまざまな時間間隔で収集された薬物アリコートを、４０°Ｃに保持されたカラムExtend C18、１５０ｘ４．６ｍｍ、５μｍを使用してShimadzuProminence LC 20ADシステムで分析し、サンプルを５μＬの注入量で、１ｍＬ／分の流量で注入した。定量化プロセスでは、３００ｎｍのＵＶ検出器で薬物濃度をモニターし、１０から５００ｐｐｍの範囲で濃度が変化する一連の標準溶液を使用して、それぞれの薬物の外部較正プロットを生成した。薬物応答は線形であることが判明し、標準曲線はサンプル中の未知の薬物濃度の計算に使用される。
【０１２５】
弾性率
【０１２６】
水和フィルムのヤング率は、Instron引張試験機を使用して測定される。湿ったサンプルを６ｃｍ×０．８ｃｍのストリップに切断し、５０Ｎのロードセルと１０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で機械的特性を測定する。弾性率は、応力−ひずみ曲線の初期勾配から決定される。弾性率は、材料の柔らかさと直接相関している。弾性率が下がると、材料はより柔らかくなる。
【０１２７】
例１：４−エチル−２−（メタクリルオキシ）−（ブチル−ジメチル−エチル）アンモニウムホスフェート官能化ポリジメチルシロキサンの合成
【０１２８】
典型的な合成方法では、５−エチル−２−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート官能化ポリジメチルシロキサン（mPDMS-VCHMA）（５０ｇ）を、滴下漏斗、コンデンサー、真空ポート、およびサーモポケットを取り付けた四つ口丸底フラスコに移した。反応容器をグリースとＰＴＦＥテープで適切に密封し、乾燥Ｎ２源と真空ポンプに接続した。不活性雰囲気は、真空とＮ２の充填の適用の繰り返し（３×）によって確立された。無水ＴＨＦ（２８０ｍＬ）をカニューレを介して滴下漏斗に加え、ＮＢｕＭｅ２（８．５ｍＬ）をＴＨＦに加えた。この混合物をmPDMS-VCHMAに加え、ドライアイス／オイルバスを使用して混合物を−３０℃に冷却した。２−クロロ−２−オキソ−１，３，２−ジオキサホスホラン（３ｍＬ）を無水ＴＨＦに溶解し、そしてmPDMS-VCHMA-アミン複合体に滴下添加した。完全に添加した後、混合物を−３０℃で次の３時間撹拌したが、ジメチルブチルアンモニウムクロリドの白色沈殿が観察された。この混合物を室温まで温め、室温で１時間撹拌した。粗反応混合物をろ過し、真空下で濃縮し、ヘキサンでさらに希釈した。粗生成物を、水／メタノール混合物を使用した溶媒抽出により精製した。上部のメタノール層は廃棄された。最終的に生成物層を無水Ｎａ２ＳＯ４で乾燥させ、溶媒を真空下で除去した。精製された生成物は、ＮＭＲおよびＨＰＬＣ技術により特徴付けられた。
【０１２９】
例１のイオン性官能化シリコーンに対する比較例として、非イオン性官能化シリコーン（例２）を合成し、活性物質の取り込みおよび放出研究について試験した。
【０１３０】
例２：５−エチル−２−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート官能化ポリジメチルシロキサンの合成
【０１３１】
攪拌棒、還流コンデンサー、および滴下漏斗を備えた丸底フラスコに、４−ビニル−１−シクロヘキセン１，２−エポキシド１．６ｇを入れ、７０から７５℃に加熱した。この時点で、キシレン中の触媒量の白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体溶液（Ｐｔ約２％）を添加し、反応混合物をさらに９０℃に加熱した。この反応混合物に、１０グラムのモノヒドリド官能化ポリジメチルシロキサンを滴下した。完了後、反応混合物を７０から７５℃に冷却し、２０ｍｌのトルエンと触媒量のチタンイソプロポキシドをＴＥＭＰＯとともに加え、反応混合物を９０℃にさらに加熱した。この反応混合物に、２グラムのメタクリル酸を２時間かけて滴下した。１Ｈ−ＮＭＲ分光法を使用して反応をモニターし、反応完了後、冷却した生成物をDowex-WBA樹脂と一晩撹拌して、未反応のメタクリル酸を除去した。有機相をさらにろ過し、濃縮して、淡黄色の粘性のある生成物を得た。生成物は、ＮＭＲおよびＨＰＬＣ技術により特徴付けられた。
【０１３２】
例３：４−エチル−２−（メタクリルオキシ）シクロヘキシル）オキシ）−２−オキソエチル）ジメチルアンモニオ）プロパン−１−スルホネート官能化ポリジメチルシロキサンの合成
【０１３３】
典型的な調整方法では、１部（モル）の単官能性シリコーンメタクリレートを、０℃の極性非プロトン性溶媒中のトリエチルアミンの存在下で１部（モル）のジメチルアミノアセチルクロリドでエステル化した。この手順は、コンデンサーと温度センサーを取り付けた二口丸底フラスコで実施された。反応の完了後、粗生成物を重炭酸ナトリウム溶液で洗浄し、続いてブラインで洗浄し、揮発性物質を除去した後、無色の粘性生成物を単離した。アミン官能化生成物をエタノールに溶解し、１，３−プロパンスルトンを加えた後、５０℃で２４時間加熱した。最後に、双性イオン生成物を、ブラインで洗浄し、真空下で乾燥することにより精製した。生成物は、ＮＭＲおよびＨＰＬＣ法により特徴付けられた。
【０１３４】
例４：４−エチル−２−（メタクリロイルオキシ）シクロヘキシル）オキシ）−２−オキソエチル）ジメチルアンモニオ）プロパノエート官能化ポリジメチルシロキサンの合成
【０１３５】
典型的な調整方法では、１部（モル）の単官能性シリコーンメタクリレートを、０℃の極性非プロトン性溶媒中のトリエチルアミンの存在下で１部（モル）のジメチルアミノアセチルクロリドでエステル化した。この手順は、コンデンサーと温度センサーを取り付けた二口丸底フラスコで実施された。反応の完了後、粗生成物を重炭酸ナトリウム溶液で洗浄し、続いてブラインで洗浄し、揮発性物質を除去した後、無色の粘性生成物を単離した。アミン官能化生成物をＴＨＦに溶解し、３−クロロプロパン酸を加えた後、５０℃で２４時間加熱した。最後に、双性イオン生成物を、ブラインで洗浄し、真空下で乾燥することにより精製した。生成物は、ＮＭＲおよびＨＰＬＣ法により特徴付けられた。
【０１３６】
ヒドロゲルフィルムの例
【０１３７】
選択されたヒドロゲルフィルム（表１および２に記載）は、他の有機モノマー、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−ビニルピロリドン（ＮＶＰ）および架橋剤、例えば、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）とともに例１から４に記載された材料を使用して調製された。配合物に使用された他の添加剤は、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）であった。ラジカル開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン（０．５重量％）を使用してフィルムを硬化させた。得られた透明で均質な溶液を、ＰＥＴ（ポリ（エチレンテレフタレート））に１ｍｍの測定間隔まで注いだ。配合物は、１０５ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ照射に２０から１８０秒間曝すことにより硬化した。得られたフィルムを水に浸漬した後、ＩＰＡに浸漬して未反応モノマーを浸出させた。得られたヒドロゲルフィルムを、平衡含水率、水濡れ性、活性物質送達、弾性率および透明性について評価した。
【表１】
2020510718.tif 000048
【表２】
2020510718.tif 000049
【０１３８】
ヒドロゲルフィルムの含水率
【０１３９】
ヒドロゲルフィルムの含水率は、例５から１７のようにモノマーの組成を変えることにより制御することができ、表３に示されるように含水率は４３から８３％まで変化する。
【表３】
2020510718.tif 000050
【０１４０】
接触角測定
【０１４１】
例１８．例１０の厚さ０．５ｍｍのフィルムを、接触角測定を使用して濡れ性研究について評価した。測定は、固着液滴法を使用して６５度の接触角を示す。
【０１４２】
弾性率研究
【０１４３】
例１９．例１０の厚さ０．８ｍｍおよび長さ３０ｍｍのレンズフィルムを弾性率研究のために検査した。応力対ひずみのプロットは、０．７８ＭＰａのヤング率の値を示している。
【０１４４】
活性物質放出の例
【０１４５】
例で使用される活性物質は、以下の表４に記載されている。
【０１４６】
【表４】
2020510718.tif 000051
【０１４７】
例２０．薬物吸収フィルムからのチモロールマレエート放出
【０１４８】
２４時間の吸収後の例１０および例１７のヒドロゲルフィルム中のチモロールマレエートの活性物質充填を表５に示す。薬物の放出は、薬物を充填したフィルムをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）（ｐＨ＝７．４）２ｍｌに浸漬することにより試験した。０．５ｍｌの溶液のアリコートをサンプリングし、所定の間隔で新しい溶液と交換した。媒体中に放出された薬物の量は、ＨＰＬＣ技術を使用して測定された。累積およびその正規化された薬物濃度を計算し、それぞれのサンプリング時間の関数としてプロットし、図１に示すように、これは長時間（＞２４時間）の徐放を示している。４８時間後のチモロールマレエートの総放出パーセントを以下の表に示す。
【表５】
2020510718.tif 000052
【０１４９】
例２１．薬物吸収フィルムからのモキシフロキサシンヒドロクロリド一水和物の放出
【０１５０】
２４時間吸収後の例１０および例１７のヒドロゲルフィルム中のモキシフロキサシンヒドロクロリド一水和物の活性物質充填を表６に示す。薬物の放出は、薬物を充填したフィルムをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）（ｐＨ＝７．４）２ｍｌに浸漬することにより試験した。０．５ｍｌの溶液のアリコートをサンプリングし、所定の間隔で新しい溶液と交換した。媒体中に放出された薬物の量は、ＨＰＬＣ技術を使用して測定された。累積およびその正規化された薬物濃度を計算し、それぞれのサンプリング時間の関数としてプロットし、図２に示すように、これは長時間（＞２４時間）の徐放を示す。４８時間後のモキシフロキサシンの総放出パーセンテージを以下の表に記載する。
【表６】
2020510718.tif 000053
【０１５１】
例２２．薬物吸収フィルムからのケトチフェンフマレート放出
【０１５２】
２４時間の吸収後の例１０および例１７のヒドロゲルフィルムにおけるケトチフェンフマレートの活性物質充填を表７に示す。薬物の放出は、薬物を充填したフィルムをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）（ｐＨ＝７．４）２ｍｌに浸漬することにより試験した。０．５ｍｌの溶液のアリコートをサンプリングし、所定の間隔で新しい溶液と交換した。媒体中に放出された薬物の量は、ＨＰＬＣ技術を使用して測定された。累積およびその正規化された薬物濃度を計算し、それぞれのサンプリング時間の関数としてプロットし、図３に示すように、これは長時間（＞２４時間）の徐放を示している。４８時間後のケトチフェンの総放出パーセンテージを以下の表に示す。
【０１５３】
【表７】
2020510718.tif 000054
【０１５４】
イオン形態で存在する機能性薬物は、例１０のようにヒドロゲルフィルムに存在する双性イオン部分に結合し、薬物を持続的に放出することができる。涙液中の持続的な薬物濃度は、フィルムの充填容量に比例する。
【０１５５】
上述したものは、本明細書の例を含む。もちろん、本明細書を説明する目的で成分または方法論の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であるが、本明細書の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを当業者であれば認めることであろう。したがって、本明細書は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内にあるすべてのそのような変更、修正、および変形を包含することを意図している。さらに、「含む（includes）」という用語が詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで使用される限り、そのような用語は、請求項における移行句として使用される「含む（comprising）」としての用語「含む（comprising）」と同様の方法で包括的であることを意図している。
【０１５６】
前述の説明は、シリコーン化合物およびそれを含む組成物の様々な非限定的な実施形態を特定する。改変は、当業者および本発明を作成および使用し得る者に生じ得る。開示された実施形態は、単に例示を目的としたものであり、本発明の範囲または特許請求の範囲に記載された主題を限定することを意図したものではない。
【図１】
2020510718.tif 000076
【図２】
2020510718.tif 000077
【図３】
2020510718.tif 000078
【国際調査報告】
2020510718.tif 000079
2020510718.tif 000080