JPH06337378A

JPH06337378A - 抗菌性ハイドロゲルおよびそれを含む抗菌性ソフトコンタクトレンズ

Info

Publication number: JPH06337378A
Application number: JP5129308A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuzawa; 宏松澤; Eiju Iwamoto; 英壽岩本
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】それ自体に抗菌性を備えたハイドロゲル、お
よびそれを含む抗菌性を有するソフトコンタクトレンズ
を提供する。【構成】水酸基を１以上含み、場合により鎖内エーテ
ル結合を有する炭化水素基含有（メタ）アクリレート
と、側鎖に四級アンモニウム塩を有するモノマーとを、
少なくとも含有するモノマー混合物を共重合して得られ
た共重合体を含むハイドロゲルおよびソフトコンタクト
レンズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抗菌性を有するハイド
ロゲルおよびそれを含むソフトコンタクトレンズに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】三次元網目構造を有する高分子化合物を
水系の溶媒で膨潤したハイドロゲルは、生体系と類似の
弾力性を有することから、医用材料としての応用開発が
盛んに行なわれてきた。

【０００３】その代表例は、ポリヒドロキシエチルメタ
クリレート等を主材としたソフトコンタクトレンズであ
り、生体類似の弾力性により、極めて優れた装用感を与
える。一方、コンタクトレンズは直接眼に装用するもの
であり、常に清潔な状態で使用されることが必要であ
る。

【０００４】しかしながら、ハイドロゲルを利用したソ
フトコンタクトレンズは、涙液中の老廃物および空気中
の細菌が付着しやすく、ハイドロゲル系内での細菌の増
殖が起りやすいので、眼疾患などの不都合が発生する恐
れがある。現状では、煮沸消毒などの滅菌処理を定期的
に行なうことにより、コンタクトレンズの清浄度を保っ
ている。

【０００５】抗菌性を有するコンタクトレンズとして
は、例えば特開平４−７６５１８号公報に記載されたも
のがある。本公報の抗菌性コンタクトレンズは、銀、亜
鉛および銅から選ばれた金属を担持させた抗菌性セラミ
ックスをコンタクトレンズの主材である樹脂に練り込む
か、または前記抗菌性セラミックスで樹脂をコートする
ことにより、コンタクトレンズに抗菌性を持たせたもの
である。この抗菌性効果は、銀、亜鉛、銅金属が活性酸
素を発生させ、発生した活性酸素が一般細菌やカビを死
滅させることにより発揮されるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平４−７６５１８号公報記載の発明のうち、銀、亜鉛
または銅金属を担持させた抗菌性セラミックスを樹脂に
練り込んだコンタクトレンズは、長時間の使用により抗
菌性セラミックスの溶出が起り易いために、抗菌性が低
下するという問題もある。また、抗菌性セラミックスを
樹脂にコートしたコンタクトレンズでも、コート層の剥
離等によって抗菌性が損われるという欠点がある。

【０００７】従って、長時間の使用を行なっても良好な
抗菌性を長期に渡り保持できる素材およびコンタクトレ
ンズは未だ開発されていないのが現状である。

【０００８】本発明は、細菌の増殖を防止し、眼疾患な
どの不都合が極めて発生しにくく、安全性に優れた、即
ちコンタクトレンズ等を形成する主材たる共重合体ゲル
自体が抗菌性を有するハイドロゲル、更にそれを含むソ
フトコンタクトレンズを提供することを目的とする。本
発明は、さらに抗菌性だけでなく酸素透過性が良好で、
また所望する形状、例えばコンタクトレンズ形状等に極
めて容易に成形することが可能なハイドロゲル、および
それを含むソフトコンタクトレンズを提供することをも
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、研究を重ねた結果、コンタクトレン
ズの素材たるハイドロゲルの共重合体の構成モノマーと
して、細菌の増殖を抑制する機能を持つモノマーユニッ
トを採用することにより、上記目的を達成できることを
見出し本発明を完成させた。

【００１０】即ち、本発明は、水酸基を１以上含み、場
合により鎖内エーテル結合を有する炭化水素基含有（メ
タ）アクリレートと、側鎖に四級アンモニウム塩を有す
るモノマーとを、少なくとも含有するモノマー混合物を
共重合して得られた共重合体から成るハイドロゲルおよ
びそれから成るソフトコンタクトレンズを要旨とする。

【００１１】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
において共重合体ゲルを構成するモノマーである、水酸
基を１以上含み、場合により鎖内エーテル結合を有する
炭化水素基含有（メタ）アクリレート（以下、Ｈ（Ｍ）
Ａと略記）としては、例えば、ヒドロキシメチル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アク
リレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、２，３−ジヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
トおよびポリエチレングリコールのモノ（メタ）アクリ
レート等が挙げられるが、これらを２種以上併用するこ
ともできる（なお、本明細書において「（メタ）アクリ
レート」は、アクリレートとメタクリレートの両方を意
味する）。このうち、２−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート（以下、ＨＥＭＡと略記）が好ましい。その理由
は、ＨＥＭＡの優れた加工性およびコモノマーとして用
いたときに得られるハイドロゲルの含水率調整の容易さ
による。

【００１２】本発明において共重合体ゲルを構成するも
う１つのモノマーである、側鎖に四級アンモニウム塩を
有するモノマーは、本発明の主たる目的であるハイドロ
ゲルに抗菌性を付与する機能を有する。

【００１３】本モノマーが抗菌性を発揮するのは、側鎖
の四級アンモニウム塩の陽イオン表面活性作用によると
考えられる。四級アンモニウム塩による抗菌性を有する
代表的な例として、いわゆる逆性石鹸として著名は塩化
ベンザルコニウムがあり、これは点眼剤（防菌防黴剤事
典出版委員会：防菌防黴剤事典、９５、日本防菌防黴学
会、大阪、１９８６）、コンタクトレンズ保存液（A.
J. Phillips & J. Stone: Contact lenses, 131, Butte
rworths, London, 1989）などに広く利用されている。
その殺菌の作用機序は、陽イオンが微生物中に侵入し、
他の必須イオンを追出すことによるとも、また微生物の
酵素系を変性させることによるとも言われている。

【００１４】本発明に用いられる側鎖に四級アンモニウ
ム塩を有するモノマーとしては、下記の一般式（Ｉ）お
よび（II）の構造式で示されるもの等が好ましい。

【００１５】

【化３】

【化４】

【００１６】上記一般式（Ｉ）および（II）において、
Ｒ₁ないしＲ₃はＣ₁〜Ｃ₁₆の直鎖または側鎖を持つアル
キル基、Ｘは塩素、臭素またはヨウ素である。Ｒ₁ない
しＲ₃のアルキル基は、その炭素数が１７を超えると合
成が困難となる一方、その抗菌性は炭素数が一定以上に
なると変らない。

【００１７】一般式（Ｉ）で示されるモノマー（ビニル
ベンジルトリアルキルアンモニウム塩）としては、例え
ばビニルベンジルジメチルｎ−オクチルアンモニウム塩
（特にアンモニウムクロライド）、ビニルベンジルジメ
チルｎ−デシルアンモニウム塩（特にアンモニウムクロ
ライド）、ビニルベンジルジメチルｎ−ドデシルアンモ
ニウム塩（特にアンモニウムクロライド）などが挙げら
れる。

【００１８】一般式（II）で示されるモノマー（エチル
メタクリレートトリアルキルアンモニウム塩）として
は、例えば２−メタクリロキシエチルｎ−オクチルアン
モニウム塩（特にアンモニウムクロライド）、２−メタ
クリロキシエチルジメチルｎ−デシルアンモニウム塩
（特にアンモニウムクロライド）、２−メタクリロキシ
エチルジメチルｎ−ドデシルアンモニウム塩（特にアン
モニウムクロライド）などが挙げられる。

【００１９】前記Ｈ（Ｍ）Ａおよび前記側鎖に四級アン
モニウム塩を有するモノマーの配合割合は、側鎖に四級
アンモニウム塩を有するモノマーのモル濃度を［Ｃ］、
Ｈ（Ｍ）Ａのモル濃度を［Ｈ］、モノマー組成比（Ｆ）
＝（［Ｃ］／（［Ｈ］＋［Ｃ］））としたとき、０．０
０１≦Ｆ≦０．０５の範囲にあるのが好ましい。特に好
ましくは０．００２≦Ｆ≦０．０２である。０．００１
未満では、ハイドロゲル中の［Ｈ］に対する［Ｃ］が少
ないため満足な抗菌性が得られず、また０．０５を超え
ると、得られる共重合体ゲルの機械的強度が低下し、機
械的加工性が悪くなる場合がある。

【００２０】本発明においては、共重合体ゲルの構成成
分として上記必須成分に加えて架橋性モノマーを使用す
ることができる。架橋性モノマーは、ハイドロゲルの網
目構造の形成および共重合体ゲルの機械的強度向上を目
的として使用され、その具体例としては、ビスメチレン
アクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート
（以下、ＥＤＭＡと略記）、２−ヒドロキシ−１，３−
ジメタクリロキシプロパン、トリメチロールプロパント
リアクリレート等が挙げられる。架橋性モノマーの配合
割合は、全モノマーに対し０．１ないし１０ｍｏｌ％が
好ましい。特に好ましくは０．１ないし３ｍｏｌ％であ
る。０．１ｍｏｌ％未満では架橋性モノマーの不足によ
り、ハイドロゲルの形状保持性の低下を生じやすく、１
０ｍｏｌ％を超えると架橋点が多くなるため脆くなり、
機械的強度の低下が起りやすく、機械的加工が難しくな
る場合がある。

【００２１】本発明においては、上記共重合体ゲルの必
須構成成分加えて、さらに任意成分として親水性モノマ
ーおよび／または疎水性モノマーを使用することができ
る。この親水性モノマーと疎水性モノマーは、得られる
ハイドロゲルの含水率調整の作用を有している。

【００２２】親水性モノマーとしては、生体適合性を有
し、かつＨ（Ｍ）Ａおよび側鎖に四級アンモニウム塩を
有するモノマーとの相溶性に優れた親水性モノマーであ
ればいかなるものも使用可能であるが、例えばＮ，Ｎ−
ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリレ
ート、ビニルピロリドン等が好ましい。

【００２３】疎水性モノマーも、生体適合性を有し、か
つＨ（Ｍ）Ａおよび四級アンモニウム塩を側鎖に有する
モノマーとの相溶性に優れた疎水性モノマーであればい
かなるものも使用可能であるが、例えばメタクリル酸、
メチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、
２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート等が好
ましい。

【００２４】次に、本発明の抗菌性ハイドロゲルおよび
それから成るソフトコンタクトレンズの製造方法を説明
する。本発明のハイドロゲルを製造するに際しては、先
ず上記のモノマーの混合物に重合開始剤を添加して充分
に攪拌し、均質なモノマー混合液とする。

【００２５】ここで、重合開始剤としてラジカル重合開
始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤として
は、一般的なラジカル重合開始剤としてしられているラ
ウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイ
ド、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物やアゾビス
バレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル（以下、
ＡＩＢＮと略記）が使用できるが、中でもＡＩＢＮが好
ましい。上記重合開始剤の使用量としては、モノマー総
量に対して０．０２ないし０．５ｍｏｌ％程度が好まし
い。

【００２６】続いて、所望の形状の金属、ガラスまたは
プラスチック等の容器に上記混合液をいれて密閉し、恒
温槽等により段階的あるいは連続的に２５ないし１２０
℃の温度範囲で昇温し、１２ないし１２０時間で重合を
完結させる。

【００２７】重合は、紫外線や可視光線等による光重合
法を適用することも可能である。また、上述したモノマ
ー混合液を有機溶剤に混合し、溶液重合によることもで
きる。このときの有機溶剤としては、例えばメタノー
ル、エタノール、アセトン等が好ましい。

【００２８】重合終了後、室温に冷却し、得られた重合
体を切削し、その後必要があれば研磨加工して所望の形
状とする。なお、このときの所望の形状とは、通常のコ
ンタクトレンズ形状、それと類似の眼用装着可能な形状
等が挙げられる。

【００２９】また、例えばコンタクトレンズ形状をした
容器等の所望の形状の容器内で予め前述した重合の操作
を行なうことにより、切削−研磨加工工程を省略するこ
ともできる。

【００３０】次いで、所望の形状とした重合物を水和膨
潤させてハイドロゲルとする。この水和膨潤に使用され
る液体（以下、水和液という）としては、たとえば水、
生理食塩水、等張緩衝液等が挙げられる。前記水和液を
所定の温度で前記重合物を浸漬することにより、共重合
物を速やかに水和膨潤状態にすることができる。また、
この水和膨潤処理により、共重合物を水和膨潤させると
同時に重合物中に含まれている未反応の残留モノマーを
除去することができる。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実施例および比較例における各物性の評価
は、次の方法によって行なった。

【００３２】（Ａ）光線透過率日立製作所製ＵＶ−３２１０を用い、測定溶媒として水
を用い、石英セル中にて波長８００〜２１０ｎｍで測定
した。

【００３３】（Ｂ）含水率（重量％）含水率（％）＝［（Ｗ₁−Ｗ₂）／Ｗ₁］×１００Ｗ₁：飽和含水時のハイドロゲルの重量Ｗ₂：脱水乾燥時のハイドロゲルの重量（Ｃ）酸素透過係数酸素透過係数は、理化精機工業（株）製の製科式フィル
ム酸素透過率計を使用し、３５℃、０．９％生理食塩水
中において試料厚０．２ｍｍのものについて測定した。

【００３４】（Ｄ）抗菌性ミエークフラスコ法に基づいて評価した。

【００３５】三角フラスコ中に、予め細菌を入れて調製
しておいたリン酸緩衝液に所定量のコンタクトレンズ形
状のハイドロゲルを加えたものと、対照として同ハイド
ロゲルを加えないものとを４０℃で２４時間振とうし
た。その後、この２つの溶液を寒天平板希釈法により３
７℃で２日間培養し、対照に比べ生残菌数が明らかに少
ない場合を「良」と評価した。

【００３６】（Ｅ）刺激性各実施例および比較例で作製したソフトコンタクトレン
ズを実際に装着して刺激の有無を判定した。

【００３７】実施例１Ａ．ｐ−ビニルベンジルジメチルｎ−オクチルアンモニ
ウムクロライドの合成容量５０ｍｌの四つ口フラスコにｐ−ビニルベンジルク
ロライド７．６３ｇ（０．０５ｍｏｌ）およびｎ−ヘキ
サン３０ｍｌを入れ、ここに２５℃で攪拌しながらジメ
チルｎ−オクチルアミン９．４４ｇ（０．０６ｍｏｌ）
を滴下ロートで３０分かけて滴下した。そして、２５℃
で８時間攪拌した後、析出物を濾取した。得られた析出
物をｎ−ヘキサンおよびジエチルエーテルで洗浄後乾燥
し、白色固体のｐ−ビニルベンジルジメチルｎ−オクチ
ルアンモニウムクロライド（以下、ＢＤＭＯと略記）１
１．７８ｇ（収率７６％）を得た。

【００３８】Ｂ．共重合反応およびソフトコンタクトレ
ンズの製造容量５０ｍｌのアンプル管にＨＥＭＡ２３．８４ｇ
（０．１８３ｍｏｌ）、ＢＤＭＯ１．１６ｇ（０．０
０３７ｍｏｌ）、ＥＤＭＡ０．１８ｇ（全モノマーに
対して０．５ｍｏｌ％）、ＡＩＢＮ０．０２５ｇ（全
モノマーに対して０．０８ｍｏｌ％）を入れ、充分に窒
素置換しながら１時間攪拌した。このときのモノマー組
成比は、Ｆ＝０．０２であった。攪拌終了後、混合物を
ポリエチレン製の容器（径１５ｍｍ、高さ１７ｍｍ）に
入れ、５０ないし１００℃で７２時間重合した。重合反
応終了後、重合体を容器から取り出し、切削、研磨して
コンタクトレンズ形状にした。そのコンタクトレンズを
蒸留水に２４時間浸漬し、水和膨潤させてハイドロゲル
とするとともに、ハイドロゲル中の未反応残留モノマー
を除去した。得られたソフトコンタクトレンズの光線透
過率、含水率、酸素透過係数、抗菌性および刺激性を試
験し、その結果を表１に示した。

【００３９】実施例２〜４実施例１と同様にして、表１にそれぞれ示した割合のＨ
ＥＭＡ、ＢＤＭＯ、および実施例１と同じ割合のＥＤＭ
Ａからなるモノマー混合物にＡＩＢＮを加えてラジカル
重合し、得られた重合物を水和膨潤させることにより実
施例２〜４の各実施例のコンタクトレンズ形状のハイド
ロゲルを得た。得られたソフトコンタクトレンズの光線
透過率、含水率、酸素透過係数、抗菌性および刺激性を
試験し、その結果を表１に示した。

【００４０】実施例５および６実施例１と同様にして、表１にそれぞれ示した割合のＨ
ＥＭＡ、２−メタクリロイルジエチル−ｎ−オクチルア
ンモニウムクロライド（以下、ＭＤＭＯと略記）、およ
び実施例１と同じ割合のＥＤＭＡからなるモノマー混合
物にＡＩＢＮを加えてラジカル重合し、得られた重合物
を水和膨潤させることにより実施例５および６の各実施
例のコンタクトレンズ形状のハイドロゲルを得た。得ら
れたソフトコンタクトレンズの光線透過率、含水率、酸
素透過係数、抗菌性および刺激性を試験し、その結果を
表１に示した。

【００４１】実施例７および８実施例１と同様にして、表１にそれぞれ示した割合のＨ
ＥＭＡ、Ｐ−ビニルベンジルジメチルｎ−ヘキサデシル
アンモニウムクロライド（以下、ＢＤＭＨと略記）、お
よび実施例１と同じ割合のＥＤＭＡからなるモノマー混
合物にＡＩＢＮを加えてラジカル重合し、得られた重合
物を水和膨潤させることにより実施例７および８の各実
施例のコンタクトレンズ形状のハイドロゲルを得た。得
られたソフトコンタクトレンズの光線透過率、含水率、
酸素透過係数、抗菌性および刺激性を試験し、その結果
を表１に示した。

【００４２】実施例９および１０実施例１と同様にして、表１にそれぞれ示した割合のＨ
ＥＭＡ、２−メタクリロイルエチルジメチルｎ−ヘキサ
デシルアンモニウムクロライド（以下、ＭＤＭＨと略
記）、および実施例１と同じ割合のＥＤＭＡからなるモ
ノマー混合物にＡＩＢＮを加えてラジカル重合し、得ら
れた重合物を水和膨潤させることにより実施例９および
１０の各実施例のコンタクトレンズ形状のハイドロゲル
を得た。得られたソフトコンタクトレンズの光線透過
率、含水率、酸素透過係数、抗菌性および刺激性を試験
し、その結果を表１に示した。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１から明らかなように、実施例１〜１０
のハイドロゲルは優れた抗菌性を有し、かつ生体に対す
る刺激性もない。実施例１〜１０のハイドロゲルは、加
工性に優れており容易にコンタクトレンズ形状とするこ
とができ、得られたソフトコンタクトレンズは、抗菌性
だけでなく、ソフトコンタクトレンズの性能として要求
される優れた光線透過性、含水率、酸素透過性をも備え
ていることがわかる。

【００４５】

【発明の効果】本発明のハイドロゲルは、それ自体に抗
菌性を備え、かつ酸素透過性、加工性、生体適合性に優
れ、ソフトコンタクトレンズの素材として好適である。

【００４６】従って、本発明によれば、長時間抗菌性を
保持し得るハイドロゲル、およびそれを含む抗菌性を有
するソフトコンタクトレンズが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水酸基を１以上含み、場合により鎖内エ
ーテル結合を有する炭化水素基含有（メタ）アクリレー
トと、側鎖に四級アンモニウム塩を有するモノマーと
を、少なくとも含有するモノマー混合物を共重合して得
られた共重合体を含むハイドロゲル。
【請求項２】水酸基を１以上含み、場合により鎖内エ
ーテル結合を有する炭化水素基含有（メタ）アクリレー
トが、２−ヒドロキシエチルメタクリレートである、請
求項１に記載のハイドロゲル。
【請求項３】側鎖に四級アンモニウム塩を有するモノ
マーが、下記一般式（Ｉ）で示される、請求項１に記載
のハイドロゲル。【化１】［式中、Ｒ₁ないしＲ₃はＣ₁〜Ｃ₁₆の直鎖または側鎖を
持つアルキル基、Ｘは塩素、臭素またはヨウ素である］
【請求項４】側鎖に四級アンモニウム塩を有するモノ
マーが、下記一般式（II）で示される、請求項１に記載
のハイドロゲル。【化２】［式中、Ｒ₁ないしＲ₃はＣ₁〜Ｃ₁₆の直鎖または側鎖を
持つアルキル基、Ｘは塩素、臭素またはヨウ素である］
【請求項５】モノマー混合物が、さらに少なくとも１
種の架橋性モノマーを含有する、請求項１に記載のハイ
ドロゲル。
【請求項６】請求項１〜５に記載のハイドロゲルを含
むソフトコンタクトレンズ。