JPH06502782A - Improved ophthalmic implants and their manufacturing methods - Google Patents

Improved ophthalmic implants and their manufacturing methods

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JPH06502782A
JPH06502782A JP3516980A JP51698091A JPH06502782A JP H06502782 A JPH06502782 A JP H06502782A JP 3516980 A JP3516980 A JP 3516980A JP 51698091 A JP51698091 A JP 51698091A JP H06502782 A JPH06502782 A JP H06502782A
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ゴールドバルグ,ユージーン,ピー.
バーンズ,ジェイムズ,ダブリュー.
クマール,ジー.,スデシュ
オズボーン,デイヴィッド,シー.
ラルソン,ジェフリー,エー.
シーツ,ジョン,ダブリュー.
ヤヒアウイ,アリ
ロビンソン,リチャード
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ユニヴァーシティ オブ フロリダ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 改良された眼科用インブラントとその製造方法本発明は1987年4月10日出 願のアメリカ合衆国特許願第37.153号(これは1989年2月21日にア メリカ合衆国特許第4.806.382号となった)の一部継続出願である19 89年2月1日出願のアメリカ合衆国特許願第304.479号の一部継続出願 である。[Detailed description of the invention] Improved Ophthalmic Implant and Method for Producing the Same This invention was published on April 10, 1987. No. 37.153, filed February 21, 1989. 19, which is a continuation-in-part of U.S. Patent No. 4.806.382). Continuation-in-part of United States Patent Application No. 304.479 filed February 1, 1989 It is.

産業上の利用分野 本発明は眼科用インブラントとその表面を改良する方法に関するものである。Industrial applications The present invention relates to ophthalmic implants and methods for improving their surfaces.

従来の技術 眼内レンズ(IOL)などの眼科用インブラントを外科手術で移植する場合には 、このインブラントと内皮とが接触しないように十分注意しないと、角膜内皮組 織のかなりの部分が失われてしまうということが多くの研究で報告されている。Conventional technology When surgically implanting an ophthalmic implant such as an intraocular lens (IOL), If sufficient care is not taken to prevent contact between this implant and the endothelium, the corneal endothelium may be damaged. Many studies have reported that a significant portion of the weave is lost.

大抵の眼科用インブラントは光学的特性に優れ、生物分解に対する抵抗力のある 親水性のポリメチルメタクリレート(PMMA)ポリマーで作られているが、P MMAは偶然に接触しただけでもその表面が内皮細胞に付着し、付着したPMM A表面を内皮細胞から離すと、内皮細胞がPMMA表面に付着して引き剥がされ てしまう。他の眼球組織、例えば虹彩も似たような付着作用によって損傷を受け る。Most ophthalmic implants have excellent optical properties and are resistant to biodegradation. Made of hydrophilic polymethyl methacrylate (PMMA) polymer, P Even if MMA comes into contact with it by chance, its surface will adhere to the endothelial cells, and the attached PMM When the A surface is separated from the endothelial cells, the endothelial cells adhere to the PMMA surface and are peeled off. It ends up. Other ocular tissues, such as the iris, can also be damaged by similar adhesive effects. Ru.

眼科用インブラントキして現在使用されている、または提案されている他の親水 性ポリ7−(例えば、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネー ト、ポリシロキサン)も眼球組織に付着するので、組織はダメージを受ける。Other hydrophilic ophthalmic implants currently used or proposed (e.g., polypropylene, polyvinylidene fluoride, polycarbonate) Polysiloxane) also adheres to ocular tissue, causing damage to the tissue.

PMMAg&のfOLl、[[Vj重大な欠点ハ、角膜内皮、:PMM八表面表 面たとえ短時間でも接触すると、内皮のがなりの部分が損傷する点にあるという ことは多くの文献に記載されている。インブラント表面と内皮との接触による問 題についての議論は、例えば、ボγン(Bourne)達のAm、 J、 Op hthalmol、第81巻、482〜485頁、 1976年、フォルスター (Forstor)達のTrans、^m、Acad。PMMAg & fOLl, [[Vj serious drawback c, corneal endothelium,: PMM 8 surface surface It is said that contact with the skin, even for a short time, can damage the curved endothelium. This is described in many documents. Problems caused by contact between the implant surface and the endothelium. For a discussion of the topic, see, for example, Bourne et al., Am, J., Op. hthalmol, Vol. 81, pp. 482-485, 1976, Forster (Forstor)'s Trans, ^m, Acad.

Ophthalmol、 Otolaryngol、第83巻、0P−195〜 0F−203頁。Ophthalmol, Otolaryngol, Volume 83, 0P-195~ 0F-203 pages.

1977年、カッツ(にatz)達のTrans、 Am、 Acad、Oph thalmol、 Otolaryngol。In 1977, Katz and others' Trans, Am, Acad, Oph thalmol, Otolaryngol.

第83巻、OP −204〜OP−212頁、1977年、カウフマン(Kau fman)達の5cience第198巻、 525〜527頁、 1977年 、シュガー(Sugar)達のArch、 Ophthalmol、第96巻、 449〜450頁、 1978年に記載されている。Volume 83, pages OP-204 to OP-212, 1977, Kaufmann (Kau fman)'s 5science Vol. 198, pp. 525-527, 1977 , Sugar's Arch, Ophthalmol, Volume 96, 449-450, 1978.

外科手術中にインブラント表面と内皮とが全く接触しないようにすることは極め て難しいため、PMMA製の眼科用インブラント表面を改質し、角膜内皮に対す る付着力を小さくしてインブラント表面が角膜内皮に与えるダメージを少なくす る努力が続けられている。It is extremely important to avoid any contact between the implant surface and the endothelium during the surgical procedure. However, the surface of the PMMA ophthalmic implant was modified to improve its effectiveness against the corneal endothelium. This reduces the adhesion of the implant surface to the corneal endothelium. Efforts are continuing.

眼科用インブラント表面と内皮組繊細胞との間の付着力を小さくするために、こ れまではインブラント表面を各種の親水性ポリマー溶液や一時的に可溶性のある 被覆剤、例えばメチルセルロースやポリビニルピロリドンで被覆してきた〔カッ ッ達の上記文献およびナイト(Knight)達のChew、Abs、第92巻 、203547 f 、 1980年〕。この方法は組織を一時的には保護する が、完全に満足できるものではない。すなわち、これらの被覆剤はインブラント 表面に十分に付着しないで移植後に剥れたり劣化したり、手術中または手術直後 に分解し、あるいは手術後に合併症を引き起こす危険性があるため、外科手術を 難しくする。さらに、このような被覆の厚さと均一性を制御することは困難であ る。In order to reduce the adhesion force between the ophthalmic implant surface and the endothelial tissue cells, Up until now, the surface of the implant has been coated with various hydrophilic polymer solutions or temporarily soluble polymers. It has been coated with coating agents such as methylcellulose and polyvinylpyrrolidone. The above literature by K. et al. and Chew by Knight et al., Abs, Vol. 92. , 203547f, 1980]. This method temporarily protects the organization However, it is not completely satisfactory. That is, these coatings are Peeling off or deteriorating after implantation due to insufficient adhesion to the surface, during or immediately after surgery Surgery is not recommended due to the risk of decomposition or post-operative complications. Make it difficult. Furthermore, it is difficult to control the thickness and uniformity of such coatings. Ru.

ヤロン(Yalon)達はγ線照射でPMMA製インジインブラントでビニルピ ロリドンを重合させて保護被覆を形成することを試みている[Acta:第XX IV回国際眼科会J(International Congressof O phthalmology)、ポールヘンキンド(Pau! 1lenkind )編、1983年)〕(ナイト達の上記文献を参照)。しかし、この試みは完全 に成功しなかった。その理由は、被膜の光学特性と保護特性とを制御する問題が 未解決であった。彼達の方法では処理条件およびパラメータ(例えばモノマーの 濃度、γ線の照射線量と照射率)が特定されておらず、得られた被覆は品質が悪 く機械的安定性が一定ではなかった。Yalon et al. used gamma irradiation to inject vinyl resin with PMMA indiimblunt. Attempts have been made to polymerize lolidon to form a protective coating [Acta: No. XX] IVth International Congress of Ophthalmology phthalmology), Paul Henkind (Pau! 1lenkind) ) (ed., 1983)] (see above cited article by Knight et al.). However, this attempt is completely was not successful. The reason for this is the problem of controlling the optical and protective properties of the coating. It remained unresolved. In their method, processing conditions and parameters (e.g. monomer concentration, gamma ray exposure dose and irradiation rate) are not specified, and the resulting coatings are of poor quality. However, the mechanical stability was not constant.

ポリテトラフルミロエチレン(PTFE)をr−PVP処理する方法が報告され ているが、この方法では1メガラドを超える厳しいγ線量を必要とし、この条件 下ではPTFEの内部および表面の両方の特性が変化してしまうため実用化でき ない〔ボッファ(Boffa)達、J、 Biomed、 Mater、 Re s、第11巻、317頁、 1977年〕。A method for treating polytetraflumiroethylene (PTFE) with r-PVP has been reported. However, this method requires a severe gamma ray dose exceeding 1 megarad, and this condition Under these conditions, both the internal and surface properties of PTFE change, making it impossible to put it to practical use. No [Boffa, J, Biomed, Mater, Re s, vol. 11, p. 317, 1977].

この方法ではモノマー濃度の高い非水性溶液(ピリジン中に50%のNVP)を 用いるためかなりの量のγ線照射(1〜5メガラド)が必要になる。その結果、 グラフト度が高くなるが、PTFEは1メガラド以上のγ線量では容易に劣化す るので、PTFE本体と表面の特性が大きく変化する。This method uses a non-aqueous solution with a high monomer concentration (50% NVP in pyridine). Its use requires significant amounts of gamma radiation (1-5 megarads). the result, Although the degree of grafting increases, PTFE easily deteriorates at γ-ray doses of 1 megarad or more. As a result, the properties of the PTFE body and surface change significantly.

1989年2月21日に特許されたアメリカ合衆国特許第4.806.382号 には、各種高分子材料で作られた眼科用インブラントにγ線照射で重合され且つ 化学的にグラフトされた親水性被覆を形成する方法が記載されている。この方法 は上記の困難および欠点を解消する。United States Patent No. 4.806.382, issued February 21, 1989 In this method, ophthalmic implants made of various polymeric materials are polymerized by γ-ray irradiation and A method of forming a chemically grafted hydrophilic coating is described. this method overcomes the above-mentioned difficulties and drawbacks.

この特許に記載の発明は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を含む各種材 料で作られた眼科用インブラントの表面上でN−ビニルピロリドン(NVP)  、MVPと2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)またはHEMAを γ線照射によって(共)重合した化学的にグラフトした親水性の薄い被膜[PV P]、CP (NVP−HEMA)]または[PHEMA]を作る方法の処理条 件およびパラメータの発見と、ポリプロピレン(PP)、フッ化ポリビニリデン (PVDF) 、ポリカーボネート(PC)またはシリコーンポリマー(PSi )を含む各種材料で作られた眼科用部品の表面にγ線照射による重合でPVPS P (MVP−HEMA)またはPHEMAのグラフトされた薄い被膜を作る方 法の別の処理条件およびパラメータの発見に基づいてなされたものである。The invention described in this patent applies to various materials containing polymethyl methacrylate (PMMA). N-vinylpyrrolidone (NVP) on the surface of an ophthalmic implant made of , MVP and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) or HEMA Chemically grafted hydrophilic thin coatings [PV Processing conditions of the method for making P], CP (NVP-HEMA)] or [PHEMA] discovery of properties and parameters, polypropylene (PP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polycarbonate (PC) or silicone polymer (PSi ) Polymerization by γ-ray irradiation is applied to the surface of ophthalmological parts made of various materials including PVPS. How to make a thin film grafted with P (MVP-HEMA) or PHEMA The method was based on the discovery of different processing conditions and parameters.

この被膜によってインブラント表面の親水性が大きくなり、敏感な眼球組織であ る例えば角膜内皮や虹彩とインブラント表面との接着力が最小になり、その結果 、インブラント表面と眼球組織とが接触した場合に引き起こされる組織の損傷と 手術後の合併症の発生の危険性とが最小になる。このアメリカ合衆国特許第4. 806.382号に記載の方法を用いて得られる被膜は薄くて均一で、再現性に よい。また、この被膜はインブラント表面に化学的に結合しているため、従来方 法で作った被膜に比べてはるかに耐久性があり、剥がれ難く、手術中または手術 後に分解したり変質したりすることが少ない。This coating increases the hydrophilicity of the implant surface, making it ideal for sensitive ocular tissues. For example, the adhesion between the corneal endothelium or iris and the implant surface is minimized, resulting in , tissue damage caused by contact between the implant surface and ocular tissue. The risk of developing complications after surgery is minimized. This United States Patent No. 4. The coatings obtained using the method described in No. 806.382 are thin, uniform, and reproducible. good. Additionally, because this coating is chemically bonded to the implant surface, it It is much more durable and less likely to peel off than conventionally made coatings, and can be used during or during surgery. It is less likely to decompose or deteriorate later.

N−ビニルピロリドン(NVP) 、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(H EMA:lまたはNVPとHEMAの混合物をγ線照射によってグラフト重合し て作ったグラフトポリマーPVP、PHEMAまたはP (NVP−HEMA)  によッテポリメチルメタクリレート(PMMA)で作られた眼科用インブラン ト材料の表面を改質する上記特許に記載の方法はグラフト重合を以下の条件下で 水溶液中で行う点に特徴がある:(a)モノマーの濃度を約0.5〜約50重量 %にし、(b)r線の全照射線量を約0.01〜約0.50メガラドにし、(C )7線の照射率を約10〜約2.500ラド/分にし、(d)溶液中の上記ポリ マーの分子量を約250.000〜約5.000.000に維持する。N-vinylpyrrolidone (NVP), 2-hydroxyethyl methacrylate (H Graft polymerization of EMA:l or a mixture of NVP and HEMA by γ-ray irradiation. Graft polymer PVP, PHEMA or P (NVP-HEMA) made by Ophthalmic inblanc made from polymethyl methacrylate (PMMA) The method described in the above patent for modifying the surface of graft materials involves graft polymerization under the following conditions: It is characterized in that it is carried out in an aqueous solution: (a) The monomer concentration is about 0.5 to about 50% by weight. %, (b) the total irradiation dose of r-rays is about 0.01 to about 0.50 megarads, and (C ) 7-ray irradiation rate of about 10 to about 2.500 rad/min; (d) The molecular weight of the mer is maintained between about 250.000 and about 5.000.000.

上記方法は下記の条件下で行うこともできる:(e)グラフト重合用水溶液から 遊離酸素を実質的に除去する、(f)PVPまたはP (NVP−HEMA)の グラフトポリマー被覆層の厚さを約100人〜150μmに維持する、(g)グ ラフト重合用水溶液中にフリーラジカル捕捉剤を入れる、(h)グラフト重合用 水溶液中にPMMAまたはその他ポリマーの基材の表面の膨潤溶媒を入れる。The above method can also be carried out under the following conditions: (e) From an aqueous solution for graft polymerization (f) PVP or P (NVP-HEMA) that substantially removes free oxygen; (g) maintaining the thickness of the graft polymer coating layer at about 100-150 μm; Adding a free radical scavenger to the aqueous solution for raft polymerization, (h) for graft polymerization A swelling solvent for the surface of PMMA or other polymeric substrates is placed in an aqueous solution.

PP5PVDF、PCまたはPSiで作られた眼科用インブラントの表面でγ線 照射によってNVP%NVPとHEMAとの混合物またはHEMAをグラフト重 合して作ったPVPまたはP [NVP−HEMAjのグラフトポリマーによっ て眼科用インブラントを改質する上記の方法は、PMMAに対する上記処理パラ メータの組み合わせて実行することができるが、好ましい眼科用インブラント表 面の改質方法では、重合用溶液から遊離酸素を除去するような条件下で実行する のが好ましい。γ-rays on the surface of ophthalmic implants made of PP5PVDF, PC or PSi Grafting NVP% NVP and HEMA mixture or HEMA by irradiation By graft polymer of PVP or P [NVP-HEMAj] The above method for modifying an ophthalmic implant by using the above processing parameters for PMMA. The preferred ophthalmic implant table can be performed in combination with the meter Surface modification methods are carried out under conditions that remove free oxygen from the polymerization solution. is preferable.

本発明の目的は、眼科用インブラントの表面上に親水性の被覆を形成するさらに 改良された方法を提供することにある。It is an object of the present invention to further form a hydrophilic coating on the surface of an ophthalmic implant. The purpose is to provide an improved method.

発明の概略 本発明は、アメリカ合衆国特許第4.806.382号に記載の方法で眼科用イ ンブラントの表面に親水性の被覆を形成する際に、溶液中のポリマーの分子量を 約250.000〜約5.000.000の範囲に維持することは臨界条件では ないという発見に基づいている。Outline of the invention The present invention provides an ophthalmic implant using the method described in U.S. Pat. No. 4,806,382. When forming a hydrophilic coating on the surface of the emblant, the molecular weight of the polymer in solution is Maintaining it in the range of about 250.000 to about 5.000.000 is a critical condition. It is based on the finding that there is no

本発明はさらに、アメリカ合衆国特許第4.806.302号に記載の方法はr WA総量の範囲の最小値を0.001メガラドまで広げても本発明を完全に実施 できるという発見に基づいている。The present invention further provides that the method described in U.S. Pat. No. 4,806,302 The present invention can be fully implemented even if the minimum value of the total WA range is extended to 0.001 megarads. It is based on the discovery that it is possible.

なお、上記以外の条件は、眼科用インブラント表面上にグラフト重合被覆を形成 するだめのアメリカ合衆国特許第4.806.382号に記載の条件と全く同じ にしても、本発明の改良方法は完全に実施し得るということは分かっている。Conditions other than the above may be used to form a graft polymer coating on the surface of the ophthalmic implant. Exactly the same conditions as described in Sudame's U.S. Patent No. 4.806.382 Nevertheless, it has been found that the improved method of the present invention is fully practicable.

図面の簡単な説明 ml<1〜3図は本発明の眼科用インブラントの実施例を示す。Brief description of the drawing ml<1-3 The figures show examples of ophthalmic implants of the present invention.

第1図は一体成形された眼内レンズの平面図である。FIG. 1 is a plan view of an integrally molded intraocular lens.

第2図は光学系とは異なるポリマー材料で作った触覚繊維を有する眼内レンズの 平面図である。Figure 2 shows an intraocular lens with haptic fibers made of a different polymer material than the optical system. FIG.

第3図は人工角膜の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the artificial cornea.

発明の詳細な説明 アメリカ合衆国特許第4.806.382号の方法の臨界条件として記載されて いる溶液中のポリマーの分子量を特定値に維持するという要件は、この方法の「 条件」ではなく、むしろ、明細書に記載のように、グラフト重合方法を実施する 時に使用した反応条件に依存する結果である。Detailed description of the invention Described as a critical condition for the process of U.S. Pat. No. 4,806,382 The requirement to maintain the molecular weight of the polymer in solution at a specific value is a key factor in this method. conditions, but rather carry out the graft polymerization method as described in the specification. The results depend on the reaction conditions used.

従って、溶液中のポリマーの分子量をこの発明で使用される反応条件として特定 するのは適切ではなく、これはγ線グラフトモノマー−基板−プロセス条件で広 範囲に変化する。ある−組みの条件、すなわちモノマー、モノマー濃度、γ線の 全照射量およびγ線照射率を用いたときには、溶液中で生成するポリマーの分子 量は独立して変化することはない。この分子量はモノマー濃度、γ線の全照射量 およびγ線量率の値に依存するこの方法の出力に過ぎない。例えば、ある種のイ オン性モノマー、溶剤またはラジカル重合抑制剤が存在した場合には、溶液重合 が大幅に阻害されても、表面グラフト重合は完全に行われる。その結果、生成し たポリマー分子量は比較的低くなる(例えば5.000〜10.000程度にな る)。Therefore, the molecular weight of the polymer in solution is specified as the reaction conditions used in this invention. It is not appropriate to use a γ-grafted monomer-substrate-process Change in range. A certain set of conditions, i.e. monomer, monomer concentration, γ-ray When using the total dose and gamma irradiation rate, the polymer molecules formed in solution Quantities do not change independently. This molecular weight is determined by the monomer concentration and the total irradiation amount of gamma rays. and the output of this method depends on the value of the gamma dose rate. For example, certain Solution polymerization may occur if onic monomers, solvents or radical polymerization inhibitors are present. The surface graft polymerization takes place completely, even though it is severely inhibited. As a result, it generates The molecular weight of the polymer obtained is relatively low (for example, about 5.000 to 10.000). ).

アメリカ合衆国特許第4.806.382号の発明者達は、出願以降もこの発明 に関する研究を続けてきた。その結果、予期しなかったことだが、本発明組成物 では一般に0.01〜0.20メガラドの比較的低い線量が好ましいということ 、従って、上記方法はγ線の全照射量を0.01メガラド程度に低くして実施で きるということを発見した。The inventors of U.S. Pat. No. 4,806,382 continued to use this invention after filing. I have continued research on the subject. As a result, it was unexpected that the composition of the present invention In general, a relatively low dose of 0.01 to 0.20 megarads is preferable. Therefore, the above method can be carried out with the total dose of γ-rays as low as about 0.01 Megarad. I discovered that it is possible.

アメリ合衆国特許第4.806.382号の出願日量前の従来技術ではγ線グラ フト重合には比較的高いγ線量、一般には0.5メガラド以上の強いγ線量を用 いることが常識であったので、0.0.1メガラドという低い線量で表面グラフ ト重合できたということは驚くべきことであった。従って、o、 ootメガラ ドという低い線量で有効なグラフト化ができるというこは本発明方法のさらに予 期しえない結果である。また、0.5重量%の低いモノマー濃度でのグラフト化 は上記アメリカ合衆国特許第4.806.382号に記載されているが、研究の 結果、本発明のグラフト方法の一実施例では0.1重子%の低いモノマー1度が 使用できることを証明している。 ゛ヤロン達(上記文献)とナイト達(上記文 献)は、N−ビニルピロリドン(NVP)と2−ヒドロキシエチルメタクリレー ト(HEMA)にγ線を照射してPMMA上に被覆を形成した場合には被覆のく 摩耗に対する)動的な角膜保護特性がよくないと記載している。ナイト達はIO Lにはポリビニルアルコール(PVA)の不溶性被覆が最適であるとしている。Prior art prior to the filing date of U.S. Patent No. 4.806.382 A relatively high γ-ray dose, generally a strong γ-ray dose of 0.5 Megarad or more, is used for FT polymerization. Since it was common knowledge that the It was surprising that such polymerization could be achieved. Therefore, o, oot Megara A further advantage of the method of the present invention is that effective grafting can be achieved at a dose as low as 0. This is an unexpected result. Additionally, grafting at monomer concentrations as low as 0.5% by weight is described in the above-mentioned U.S. Patent No. 4.806.382, but the research As a result, in one embodiment of the grafting method of the present invention, a low monomer degree of 0.1% It has been proven that it can be used.゛Yaron and others (the above text) and the Knights (the above text) ) is N-vinylpyrrolidone (NVP) and 2-hydroxyethyl methacrylate. If a coating is formed on PMMA by irradiating gamma rays on HEMA, the coating will not be removed. It is stated that the dynamic corneal protection properties (against abrasion) are poor. Knights are IO It is said that an insoluble coating of polyvinyl alcohol (PVA) is optimal for L.

そこでPVAで被覆したIOLの開発が商業ベースで試みられたが、臨床での結 果は満足のゆくものではなかった。上記文献に記載の方法ではγ線で重合させて 表面を改質する実験をモノマーの濃度、溶媒、照射線量、照射率を特定せずに実 施したため、品質が悪く直ちに摩耗する被覆しか得られなかった。有効で耐久性 のあるPVPまたはPHEMA被覆をPMMA製のIOLの表面に形成する条件 は従来の文献には記載されていない。ナイト達やヤロン達の文献のほかのγ線に よるグラフト重合に関する過去30年の文献には、眼科用インブラントの表面に 有効な被覆を形成するための下記のような複雑な要件を達成するための処理条件 は記載されていない:(a)薄くて耐久性があり、光学的に透明であり(コンタ クトレンズの場合)、均質な眼科用グラフト化被覆であること。一般に文献に記 載されている非水溶性溶媒の条件で行うと、γ線の照射線量が大きいため(1メ ガラドより大)一般に基材が変形・劣化し、厚くて不均一な不透明被覆が得られ る。(例えば、シャピロ(Chapiro)の[ポリマー系の放射線化学(Ra diation Chemistryof Polymeric System s) 、John Wiley and 5ons、Inc、 、ニューヨーク 、1962年と、ヘングライン()lenglein)達のAngew、 Ch em。Therefore, attempts were made to develop an IOL coated with PVA on a commercial basis, but there were no clinical results. The results were not satisfactory. In the method described in the above literature, polymerization is performed using γ rays. Perform surface modification experiments without specifying monomer concentration, solvent, irradiation dose, or irradiation rate. This resulted in coatings of poor quality that wore out quickly. effective and durable Conditions for forming a certain PVP or PHEMA coating on the surface of a PMMA IOL has not been described in conventional literature. Regarding gamma rays other than the literature of Knight and Yaron et al. The past 30 years of literature on graft polymerization by Processing conditions to achieve complex requirements for forming effective coatings, including: are not listed: (a) thin, durable, optically transparent (contour); (for ophthalmic lenses), a homogeneous ophthalmic graft coating. Generally described in the literature. If carried out under the conditions of the water-insoluble solvent listed, the irradiation dose of gamma rays is large (1 (larger than Galad) generally results in deformation and deterioration of the substrate, resulting in a thick, uneven, opaque coating. Ru. (For example, Shapiro's [Polymer-Based Radiochemistry (Ra) diation Chemistry of Polymeric System s), John Wiley and 5ons, Inc., New York , 1962 and Henglein et al.'s Angew, Ch. em.

第15巻、461頁、1958年を参照)。15, p. 461, 1958).

(b)イン・ビボで生体適合性があること。(b) be biocompatible in vivo;

(c)水または水中の気泡に対する接触角が小さいこと(湿潤性がよく、接触角 の値が30°よりも小さいこと)。(c) Small contact angle with water or bubbles in water (good wettability, contact angle (value of less than 30°).

(d)組織に対する付着性がないこと(角膜に対する付着力が150mg /  ctd未満であること)。(d) No adhesion to tissues (adhesion to the cornea is 150mg/ ctd).

(e)角膜にダメージを与えないこと(イン・ビトロでの接触テストでダメージ を受けるものが約20%未満であること)。(e) No damage to the cornea (no damage in in vitro contact test) (approximately less than 20% of those affected).

(f)ESCAまたはFT−I R分析によりグラフト化被覆を測定することが 可能であること。(f) Grafted coverage can be measured by ESCA or FT-IR analysis. Be possible.

(g)濡れ状態で(動的)摺動摩擦テストにより調べた摩耗に対する抵抗力(接 触角)がグラフト化被覆を行う前後で変化がないこと。(g) Resistance to wear (contact) determined by (dynamic) sliding friction test in wet condition. There should be no change in the antennae (antennae) before and after grafting.

<h>急速に水和すること。すなわち、水中に浸漬した場合の乾燥状態から濡れ た潤滑状態への変化が早い(5分未満)こと。<h> Rapidly hydrate. In other words, it changes from a dry state to a wet state when immersed in water. The change to the lubricated state is quick (less than 5 minutes).

ヤロン達(上記文献)は、角膜のダメージをイン・ビトロで測定する方法を開示 している。PMMAに対する結果がこの方法を説明するのに使用されている。モ ノマーの濃度が高いほどPVP被覆が細胞に与えるダメージを小さくすることが 明らかにされたが、実験条件(すなわち、放射線の照射線量、照射率など)は記 載されておらず、方法と生成物の間の臨界関係も示されていない。Yaron et al. (cited above) disclose a method for measuring corneal damage in vitro. are doing. Results for PMMA are used to illustrate this method. Mo The higher the concentration of Nomer, the less damage the PVP coating causes to cells. However, the experimental conditions (i.e. radiation dose, irradiation rate, etc.) were not recorded. No critical relationships between process and product are shown.

γ線照射でグラフト重合したPVP%P (NVP−HEMA)またはPHEM Aの改良された表面を有する眼科用インブラントポリマーを製造するのに必要な アメリカ合衆国特許第4.806.382号(その記載全体を本明細書は引用し ている)に記載の発明の改良された処理条件およびパラメータには モノマーの 濃度(%)、γ線の照射線量、照射率、重合前に基村内にモノマーが侵入する時 間または膨潤時間、脱酸素(脱気)操作が含まれる。これ以外の最適処理条件に は、触媒、フリーランカル捕捉剤、PMMA膨潤溶媒、温度が含まれる。溶液ポ リマーの分子量とその分布、転化率(%)、残留モノマーの量、グラフトしたポ リマーの厚さ、表面特性等はプロセス条件が変わった時に大きく変化する結果に 過ぎない。例えば、照射線量0.1メガラドを照射し且つ10%のモノマーを用 いた場合、大きな照射率にした場合と小さな照射率にした場合でPMMA上のP VPに対する表面改質状態は違ってくる。すなわち、分子量を大きくするには照 射率が小さい(重合が遅い)ことが好まし、い。同様に、脱ガスで酸素を除去し た反応媒体では、はるかに低い照射率で優れたグラフト化が行なえる。銅または 鉄の塩または有機還元剤(例えばアスコルビン酸)などのフリーラジカル捕捉剤 が存在していると、他の処理パラメータが大きな影響を受ける。一般にはモノマ ー濃度が大きいと、溶液ポリマーの分子量が小さくなり、溶液のゲル化が防止さ れる。PVP%P graft polymerized by γ-ray irradiation (NVP-HEMA) or PHEM Required to produce an ophthalmic implant polymer with an improved surface of A. U.S. Pat. No. 4,806,382 (which is incorporated herein by reference in its entirety) The improved processing conditions and parameters of the invention described in Concentration (%), γ-ray irradiation dose, irradiation rate, time when monomer enters Motomura before polymerization time or swelling time, deoxygenation (degassing) operations are included. For other optimal processing conditions Includes catalyst, free run scavenger, PMMA swelling solvent, and temperature. solution port Remer molecular weight and its distribution, conversion rate (%), amount of residual monomer, grafted polymer The thickness, surface properties, etc. of the reamer vary greatly when the process conditions change. Not too much. For example, when irradiating with an irradiation dose of 0.1 megarad and using 10% monomer, P on PMMA when using a large irradiation rate and a small irradiation rate. The surface modification state for VP varies. In other words, to increase the molecular weight, It is preferable that the emissivity is small (polymerization is slow). Similarly, degassing removes oxygen. The reaction medium allows excellent grafting at much lower irradiation rates. copper or Free radical scavengers such as iron salts or organic reducing agents (e.g. ascorbic acid) The presence of other processing parameters will be greatly affected. Generally monomer – If the concentration is high, the molecular weight of the solution polymer will be small and the gelation of the solution will be prevented. It will be done.

上記の各プロセス条件およびパラメータは、本発明の表面改質された眼球部品用 ポリマーを得るのに特に好ましい特定の組み合わせを実現するために下記の範囲 内で変えることができる:(a)モノマー濃度:モノマーの濃度を大きくすると グラフト用溶液中のポリマーの分子量が増加し、接触角(CA)が小さくり、表 面がより親水性になる。例えば、PMMA上にPVPの膜を形成する場合には、 照射線量0.1メガラド、照射率309ラド/分で、NVPの濃度が約3〜15 %の範囲でPVPの粘度分子量(Mv)は560.000から2.700.00 0へ増加し、PMMAグラフト接触角は29°から21°へ小さくなる。しかし 、この効果は照射率と全照射線量に大きく依存する。例えば、NVPの濃度が1 〜lO%で照射率を64ラド/分に小さくすると、分子量は4.000.000 から4.590゜000へ増加し、接触角は49°から18°まで小さくなる。Each of the above process conditions and parameters are suitable for the surface-modified ocular component of the present invention. The following ranges are used to achieve specific combinations that are particularly preferred for obtaining polymers: (a) Monomer concentration: When increasing the monomer concentration, The molecular weight of the polymer in the grafting solution increases, the contact angle (CA) decreases, and the The surface becomes more hydrophilic. For example, when forming a PVP film on PMMA, At an irradiation dose of 0.1 megarad and an irradiation rate of 309 rad/min, the concentration of NVP was approximately 3-15 The viscosity molecular weight (Mv) of PVP in the range of 560.000 to 2.700.00 0 and the PMMA graft contact angle decreases from 29° to 21°. but , this effect is highly dependent on the irradiation rate and total irradiation dose. For example, if the concentration of NVP is 1 When the irradiation rate is reduced to 64 rad/min at ~lO%, the molecular weight is 4.000.000 to 4.590°000, and the contact angle decreases from 49° to 18°.

一般に、モノマー濃度は他のパラメータに応じて0.1〜50%にするのが好ま しい。本発明の条件下では、例えば0.1〜0.5%のモノマー濃度かつ低照射 率で30〜40゛以下の小さい接触角の親水性グラフト表面を得ることができる 。20〜30%以上の高いモノマー濃度でゲル化させずにポリマー溶液を効果的 にグラフトさせるには照射量を小さくし且つフリーラジカル捕捉剤を用いる必要 がある。モノマー濃度を50%より高くすることも可能であるが、好ましくない 。この場合にはフリーラジカル捕捉剤の濃度を大きくする必要があるが、フリー ラジカル捕捉剤を使用するとポリマーの分子量が低くなり、モノマーの転化率が 大幅に低くなる。PHEMA被膜の場合にはHEMAの濃度を0.5〜10重量 %で十分である。Generally, monomer concentrations are preferably between 0.1% and 50% depending on other parameters. Yes. Under the conditions of the invention, e.g. 0.1-0.5% monomer concentration and low irradiation A hydrophilic graft surface with a small contact angle of less than 30-40° can be obtained. . Effectively converts polymer solutions without gelation at high monomer concentrations of 20-30% or more It is necessary to reduce the irradiation dose and use a free radical scavenger to graft There is. Although it is possible to increase the monomer concentration higher than 50%, it is not preferred. . In this case, it is necessary to increase the concentration of free radical scavenger, but free The use of radical scavengers lowers the molecular weight of the polymer and reduces monomer conversion. significantly lower. In the case of PHEMA coating, the concentration of HEMA is 0.5 to 10% by weight. % is sufficient.

(b)照射線量ニ一般に、γ線の全照射線量が増加するとポリマーの分子量が大 きくなり接触角は小さくなる。しかし、照射線量を増加させ、照射率を小さくし 、モノマー濃度を増加させると、反応媒体の粘性が極めて大きくなってゲルを形 成するため、洗浄で除去することが非常に難しいという実用上の大きな問題があ る(例えば、全照射線量が約0.25メガラド、NVPの濃度が10%、照射率 が309ラド/分)。(b) Irradiation dose In general, as the total γ-ray irradiation dose increases, the molecular weight of the polymer increases. The contact angle becomes smaller. However, increasing the irradiation dose and decreasing the irradiation rate , as the monomer concentration increases, the viscosity of the reaction medium becomes extremely large, forming a gel. This poses a major practical problem in that it is extremely difficult to remove by cleaning. (for example, the total irradiation dose is approximately 0.25 megarads, the NVP concentration is 10%, the irradiation rate is (309 rad/min).

グラフト重合が電子ビーム照射によって誘導されることは当業者には理解できよ う。従って、本発明方法を実施する際にγ線照射の代りにγ線照射と等価なエネ ルギーの電子ビーム照射を用いることもできる。電流が約5 mAから100  mAの約50にeV〜約10Me Vの範囲の電圧の電子ビームを使用する。電 子ビームでグラフト重合を開始するためには、γ線グラフト重合の場合よりかな り高い照射率、すなわち、約10〜約108ラド/分の範囲またはそれ以上の照 射率にする。It will be understood by those skilled in the art that graft polymerization can be induced by electron beam irradiation. cormorant. Therefore, when carrying out the method of the present invention, energy equivalent to gamma ray irradiation can be used instead of gamma ray irradiation. It is also possible to use electron beam irradiation. Current is about 5 mA to 100 mA An electron beam with a voltage in the range of about 50 mA to about 10 MeV is used. electric In order to initiate graft polymerization with a child beam, it is more difficult than in the case of γ-ray graft polymerization. higher illumination rates, i.e., in the range of about 10 to about 108 rad/min or more. Make it a shooting rate.

(c)照射率ニー酸に、γ線照射率を小さくするとPVP溶液の分子量が大きく なる。例えば、NVPの濃度が10%で全照射線量が0.1メガラドのときに照 射率を1235ラド/分から49ラド/分に減らすと、分子量は1.150.0 00から5.090.000になる。接触角も照射率を小さくすると小さくなり 、値が31°から15“になる。電子ビーム照射を使用する時は10″′ラド/ 分またはそれ以上の照射率が実際的である。(c) Irradiation rate When the γ-ray irradiation rate is decreased, the molecular weight of the PVP solution increases. Become. For example, when the NVP concentration is 10% and the total irradiation dose is 0.1 megarads, If we reduce the emissivity from 1235 rad/min to 49 rad/min, the molecular weight is 1.150.0 00 to 5.090.000. The contact angle also decreases as the irradiation rate decreases. , the value goes from 31° to 15". When using electron beam irradiation, the value becomes 10"'rad/ Irradiation rates of minutes or more are practical.

(d)溶液ポリ7−の分子量:分子量はプロセス条件、使用するモノマー及びラ ジカル抑制剤によって大きく変化する。事実、低分子量溶液ポリマー(Mvが5 ,000〜10.000またはそれ以下)でも接触角の低い有効なグラフト重量 ができる。しかし、分子量Mvが5.000.000以上の大きい溶液ポリマー はグラフト中にゲル化するため洗浄の問題から一般に不適である。(d) Molecular weight of solution poly7-: The molecular weight depends on the process conditions, monomers used and It varies greatly depending on the radical inhibitor. In fact, low molecular weight solution polymers (with an Mv of 5 ,000-10,000 or less) effective graft weight with low contact angle Can be done. However, large solution polymers with a molecular weight Mv of 5.000.000 or more are generally unsuitable due to cleaning problems due to gelation during grafting.

(e)脱ガス:グラフト用溶液から吸引および/または不活性ガス(アルゴン) の掃気で酸素を除去することは全照射線量を小さくするために重要である(実際 のグラフトは0.1メガラド未満の全照射線量で行う)。脱ガスはPVPの分子 量Mvとモノマーの転化率(%)に大きく影響する。例えば、照射線量が0.0 5メガラドでNVPの濃度が10%の場合、脱酸素操作を行うことによってPP 上にPVPかうまくグラフトする(接触角15°)。脱ガス操作を行わないと上 記条件下ではグラフトが起きない。基材のポリマーがPP、PVDFまたはPS iの場合にはグラフトで表面の親水性を変えるには脱酸素操作を行うことが極め て重要な役割を演じる。これらの材料を基材として用いた場合には、酸素の存在 下ではグラフト重合が不完全にしか起こらないことが知られている。(e) Degassing: suction and/or inert gas (argon) from the grafting solution. Removing oxygen by scavenging is important to reduce the total irradiation dose (actually grafting with a total radiation dose of less than 0.1 megarads). Degassing is caused by PVP molecules It greatly influences the amount Mv and the monomer conversion rate (%). For example, if the irradiation dose is 0.0 When the concentration of NVP is 10% at 5 megarads, PP is removed by deoxidizing operation. Graft PVP on top (contact angle 15°). If degassing is not performed, Grafting does not occur under the conditions described. Base polymer is PP, PVDF or PS In the case of i, it is extremely important to perform an oxygen removal operation to change the hydrophilicity of the surface of the graft. play an important role. When these materials are used as base materials, the presence of oxygen It is known that graft polymerization occurs only incompletely.

また、脱酸素操作を行うことはPMMA基板やPC基材の場合にも好ましく、酸 素の存在下でこれらポリマーをグラフトさせる場合と比較すると、はるかに少な い照射線量(0,01〜0.05メガラド)で効果がある。In addition, it is also preferable to perform an oxygen removal operation in the case of PMMA substrates and PC substrates, and compared to grafting these polymers in the presence of It is effective at small irradiation doses (0.01 to 0.05 megarads).

(「)グラフトの厚さ:厚さが100〜200A未満のグラフト表面も非付着性 かつ親水性であるので有用ではあるが、このグラフト表面はそれより厚い被覆と 比較すると、組織との接触による外傷を減らす点では機械的な「柔らかさ」すな わちゲルの程度が不足する可能性がある。平滑、均質かつ光学面が光学的に透明 で、迅速に水和する限り、大抵の用途で約300〜500人(0,03〜0.0 5μm)以上で50μm程度までの厚さのグラフト被覆が好ましい。(') Graft thickness: Graft surfaces with thickness less than 100-200A are also non-adhesive Although useful as it is hydrophilic and hydrophilic, this graft surface requires thicker coatings. In comparison, mechanical ``softness'' is less important in reducing trauma caused by contact with tissue. In other words, the degree of gel may be insufficient. Smooth, homogeneous and optically transparent surface and about 300 to 500 people (0.03 to 0.0 A graft coating with a thickness of at least 5 μm) up to about 50 μm is preferred.

膨潤溶媒を使用せず、しかも照射前に基材をモノマーに長く接触させないで、好 ましいプロセス条件で作った場合の所望のインブラント特性を示すグラフト表面 の厚さは約0.1〜5μmである。It is possible to achieve favorable results without using swelling solvents and without exposing the substrate to the monomer for a long time before irradiation. Grafted surfaces exhibiting desired implant properties when made under desirable process conditions. The thickness is approximately 0.1 to 5 μm.

酢酸エチルなどの膨潤剤を用いた場合には、PMMA上にグラフトしたポリマー を100μm以上の厚さにするのが好ましい。用途によっては厚い20〜100 μmの「スポンジ状」の被膜が好ましい場合もある。When using a swelling agent such as ethyl acetate, the polymer grafted onto PMMA It is preferable that the thickness is 100 μm or more. Thick 20 to 100 depending on the application A "sponge-like" coating of .mu.m may be preferred.

(g)フリーラジカル捕捉剤ニー酸には還元剤であるCu+、Fe+2、アスコ ルビン酸等のフリーラジカル捕捉剤は溶液中でのラジカル重合を抑制することが 知られている。従って、グラフト中に溶液がゲル化するのを遅らせるのに都合が よい(特に、γ線の照射線量が大きく、照射率が大きく、モノマーの濃度が大き いとき)。(g) Free radical scavenger Niacid has reducing agents Cu+, Fe+2, Asco Free radical scavengers such as rubic acid can inhibit radical polymerization in solution. Are known. Therefore, it is convenient to delay gelation of the solution during grafting. Good (especially when the γ-ray irradiation dose is large, the irradiation rate is large, and the monomer concentration is large) when).

しかし、実際のグラフト条件でフリーラジカル捕捉剤を用いると、分子量が小さ くなり、未反応モノマー濃度が大きくなり、分子量の分布が大きくなる。生体適 合性が最も要求される場所には金属塩を用いるのは好ましくない。However, when using a free radical scavenger under actual grafting conditions, the molecular weight is small. , the unreacted monomer concentration increases, and the molecular weight distribution widens. Biosuitability It is not preferable to use metal salts where compatibility is most required.

好ましいグラフト条件ではラジカル捕捉剤は使用しないが、PVP、P (NV P−HEMA)またはPHEMAのグラフト被膜を得る好ましい条件は、アスコ ルビン酸を用いてグラフト用ポリマー溶液の粘性が大きくなってゲル化するのを 抑制することである。この場合、モノマーの濃度を大きくする(50%まで)。Preferred grafting conditions do not use radical scavengers, but PVP, P (NV Preferred conditions for obtaining a graft coating of P-HEMA) or PHEMA are asco Rubic acid is used to prevent the viscosity of the grafting polymer solution from increasing and turning into a gel. It is to suppress. In this case, the monomer concentration is increased (up to 50%).

膨潤溶媒(0,5〜5%)として酢酸エチルを用いるとより厚いグラフト被覆が 得られる。Using ethyl acetate as swelling solvent (0.5-5%) gives thicker graft coverage. can get.

(h)膨潤溶媒ニゲラフト用モノマー水溶液中で基材ポリマーの溶媒を用いると 、γ線重合前および重合中のポリマーの膨潤とポリマー内へのモノマーの拡散が 容易になる。モノマーが基板内に侵入するとグラフト被覆が厚くなってモノマー と表面の結合が促進される。酢酸エチルなどの溶媒を用いるとPMMAに対する 処理を極めて行い易くなることが分かっている。(h) Swelling solvent When using a base polymer solvent in a monomer aqueous solution for Niger raft , polymer swelling and monomer diffusion into the polymer before and during γ-ray polymerization becomes easier. When the monomer penetrates into the substrate, the graft coating becomes thicker and the monomer and surface bonding is promoted. When using a solvent such as ethyl acetate, It has been found that the process is extremely easy to perform.

上記方法は従来法と比較して大幅に改良されているが、各々の場合に最適な結果 は、多数のプロセスパラメータと条件との組み合わせを選択して得られる。Although the above method has been significantly improved compared to the conventional method, it is not possible to obtain optimal results in each case. is obtained by selecting combinations of numerous process parameters and conditions.

NVPとHEMAとの混合物を用いてP (MVP−HEMA)の共重合体のグ ラフト被膜を形成する場合には、HEMAはこのモノマー混合物の重量に対して 約50重量%まで加えることができるが、HEMAはゲル化を促進するため、H EMAが20〜30%を越える場合にはラジカル捕捉剤を使用し且つ千ツマ−の 濃度を低くしてゲル化を防ぐ必要がある。Glue of copolymer of P (MVP-HEMA) using a mixture of NVP and HEMA When forming a raft coating, HEMA is added to the weight of this monomer mixture. HEMA can be added up to about 50% by weight, but HEMA promotes gelation. If the EMA exceeds 20-30%, use a radical scavenger and It is necessary to reduce the concentration to prevent gelation.

当業者であれば、PVP、P (MVP−HEMA)またはPHEMAからなる 本発明のグラフト被覆を各種のイオン性モノマーと共重合させることによって改 質させることができるということは理解できよう。また、親水性のイオン性モノ マーの混合物を共重合させることもできる。例えば、ビニルスルホン酸、スチレ ンスルホン酸、スルホエチルメタアクリレート、スルホプロピルメタクリレート またはこれら以外のビニルスルホン酸、アクリル酸、クロトン酸、メタクリル酸 などのビニルカルボン酸が関与するグラフト共重合では表面をアニオン性に改質 することができる。同様に、塩基性またはアミノ基を有するモノマーである例え ばビニルピリジン、アミノスチレン、アミノアクリレートやジメチルア。Those skilled in the art will understand that PVP, P (MVP-HEMA) or PHEMA Modified by copolymerizing the graft coating of the present invention with various ionic monomers. I understand that you can ask questions. In addition, hydrophilic ionic monomers Mixtures of polymers can also be copolymerized. For example, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, sulfoethyl methacrylate, sulfopropyl methacrylate or other vinyl sulfonic acid, acrylic acid, crotonic acid, methacrylic acid In graft copolymerization involving vinylcarboxylic acids such as, the surface is modified to be anionic. can do. Similarly, monomers with basic or amino groups such as vinylpyridine, aminostyrene, aminoacrylate and dimethylacrylate.

ミノエチルメタクリレートやジメチルアミノスチレンなどのアミノメタクリレー トは表面をカチオン性に改質することができる。Aminomethacrylates such as minoethyl methacrylate and dimethylaminostyrene can modify the surface to be cationic.

また、イオン千ツマ−の塩を使用するか、イオン性グラフト膜を後処理して塩の 形に代えるのも好ましい。Alternatively, you can use an ionic salt or post-treat the ionic graft membrane to remove the salt. It is also preferable to replace it with a shape.

総モノマー量の約50重量%までイオン性モノマーを使用することでき、その場 合にも臨界的なプロセスパラメータが維持できることは分かっている。Ionic monomers can be used up to about 50% by weight of the total monomer amount, and It has been found that critical process parameters can be maintained even when

上記の考察およびプロセス研究に基づいて、各種基材ポリマーに対する好ましい 実施例を以下に示すが、その要点は以下のようにまとめることができよう。Based on the above considerations and process studies, preferred Examples are shown below, and the main points can be summarized as follows.

一定の有用なプロセス範囲がある。「最高」のプロセス条件は基材の分子構造と 被覆の厚さとに依存する。一般に、溶液の粘性が極端に大きくなってゲル化した り、溶媒応力でIOLポリマーに亀裂やヒビが発生する条件(例えば、酢酸エチ ル等のPMMA膨潤溶媒を約20%以上の高濃度にする)は避けるべきである。There is a certain useful process range. The “best” process conditions are based on the molecular structure of the base material. Depends on the thickness of the coating. Generally, the viscosity of the solution becomes extremely high and it becomes a gel. conditions that cause cracks or cracks in the IOL polymer due to solvent stress (e.g., ethyl acetate). High concentrations of PMMA swelling solvents (e.g., about 20% or more) should be avoided.

表面が改良された眼科用インブラントを製造するには、下記の4通りのプロセス 条件が実際上は最も適当であろう:(1)千ツマー水溶液の濃度:5〜20%( 好ましくは10%)照射線量: 0.05〜0.20メガラド(好ましくは0. 10 Mrd)照射率:20〜15.000ラド/分 接触角:〈30゜ (2)系からの酸素の除去(吸引または不活性ガス−アルゴン−を用いたパージ )以外は(1)と同じ操作。There are four processes to produce surface-modified ophthalmic implants: The conditions are probably the most appropriate in practice: (1) Concentration of 1,000 tsummer aqueous solution: 5 to 20% ( Preferably 10%) Irradiation dose: 0.05 to 0.20 megarads (preferably 0.05 to 0.20 megarads) 10 Mrd) Irradiation rate: 20-15,000 rad/min Contact angle:〈30゜ (2) Removal of oxygen from the system (suction or purge with inert gas - argon) )Other than (1), the procedure is the same as (1).

照射線1 : 0.01〜0.15メガラド(好ましくは0.05M rd)N VPの濃度:1〜15%(好ましくは5〜lO%)一般にこの系は(1)よりも 好ましい。Irradiation 1: 0.01 to 0.15 Megarad (preferably 0.05Mrd) N Concentration of VP: 1-15% (preferably 5-10%) Generally, this system is more concentrated than (1). preferable.

(3)膨潤溶媒(例えばPMMA用に酢酸エチル)を用い、後は(1) (2) と同じにする。基材にモノマーがより多く侵入し、グラフト膜が厚くなる。(3) Use a swelling solvent (e.g. ethyl acetate for PMMA) and follow steps (1) and (2) Make it the same as. More monomer penetrates into the substrate and the graft film becomes thicker.

(4)モノマーの濃度を太きく L (25〜50%)、膨潤溶媒として酢酸エ チルを5.0%未満用い、照射線量を0.lO〜0.20メガラドにし、照射率 を20〜5.000ラド/分にし、ラジカル重合抑制剤としてアスコルビン酸( 0,1〜1.0ミリモル)を用いる。(4) Increase the monomer concentration L (25-50%) and use acetic acid as the swelling solvent. Using less than 5.0% chill, the irradiation dose was 0. 1O ~ 0.20 megarad, irradiation rate 20 to 5,000 rad/min, and ascorbic acid ( 0.1 to 1.0 mmol) is used.

実施例中の割合は特別な記載がない限り全て重量%を表す。All proportions in the examples represent weight % unless otherwise specified.

特別な記載がない限りγ線によるグラフト重合で得られた全てのサンプルの接触 角およびそれ以外の表面特性の値は、本発明方法で得られた改良されたグラフト 表面を室温またはそれよりも高い温度で水または水−アルコールで洗浄して可溶 性残留モノマーと未グラフトモノマーとを除去したサンプルについてのものであ る。得られたグラフトポリマーは安定で、長期間使用される眼科用インブラント として耐久性があり、水性媒体で分解しない。Contact of all samples obtained by graft polymerization with gamma rays unless otherwise specified. The values of angular and other surface properties of the improved graft obtained by the method of the present invention are Soluble by washing the surface with water or water-alcohol at room temperature or higher. This is for samples from which residual monomers and ungrafted monomers have been removed. Ru. The resulting graft polymer is stable and can be used as an ophthalmic implant for long-term use. It is durable and does not degrade in aqueous media.

また、使用を容易にするために、グラフト被覆される眼科用インブラントをPM MA%PP、PVDF、PCまたはPSi以外の材料で作ることもできる。また 、インブラント材料としての特性を改良するためにそれら材料の表面の一部のみ をグラフトポリマーで改質することもできるということは当業者には理解できよ う。Additionally, for ease of use, PM graft-coated ophthalmic implants It can also be made of materials other than MA%PP, PVDF, PC or PSi. Also , only a part of the surface of these materials to improve their properties as an implant material. It will be understood by those skilled in the art that it can also be modified with graft polymers. cormorant.

本発明の親水性グラフトポリマーによる表面改質は、特に眼内レンズ(前眼房、 後眼房及び水晶体)に適しているだけではなく、組織の保護や他の眼科用インブ ラント、例えば、角膜インレー、人工角膜、外角膜水晶体装置、緑内障ドレン、 網膜ステープル、強膜バックルの生体適合性を良くする上で大きな価値がある。Surface modification with the hydrophilic graft polymer of the present invention is particularly useful for intraocular lenses (anterior chamber, It is suitable for tissue protection and other ophthalmic implants (posterior chamber and crystalline lens). lenses, such as corneal inlays, artificial corneas, external corneal lens devices, glaucoma drains, It is of great value in improving the biocompatibility of retinal staples and scleral buckles.

実施例1 この実施例は、γ線を照射してグラフトさせたPVPでPMMAの表面を改質さ せる際の上記のプロセス条件および重合パラメータを変えた時の大きな効果を示 すためのものである。Example 1 In this example, the surface of PMMA was modified with PVP grafted by γ-ray irradiation. The results show the great effect of changing the process conditions and polymerization parameters mentioned above. It is for the purpose of

超音波洗浄器を用いて板状のPMMAサンプルを石鹸溶液と蒸留水で1回ずつ洗 浄する。その後、サンプルに様々な条件でγ線を照射する。γ線の照射により表 面が変化したPMMAサンプルを水で数回洗浄した後に評価した。Wash the plate-shaped PMMA sample once with soap solution and distilled water using an ultrasonic cleaner. Purify. After that, the sample is irradiated with gamma rays under various conditions. revealed by γ-ray irradiation. The surface-altered PMMA samples were evaluated after being washed several times with water.

重合したNVPのグラフト用溶液またはゲルを真空中で凍結乾燥させた。溶液の PVPサンプルの分子量は粘度測定(M、)またはゲル透過クロマトグラフィー (M、)で評価した。粘度で分子量(Mv)をめる時にはPVPを蒸留水に溶解 させて毛細管粘度計を用いて30℃で固有粘性率〔η〕を測定した。The polymerized NVP grafting solution or gel was lyophilized in vacuo. of solution The molecular weight of PVP samples was determined by viscosity measurement (M, ) or gel permeation chromatography. (M,) was evaluated. When calculating molecular weight (Mv) by viscosity, dissolve PVP in distilled water. The intrinsic viscosity [η] was measured at 30°C using a capillary viscometer.

PVPがグラフトしたPMMAサンプルは水滴または水中の気泡の接触角を測定 して評価した。極めて親水性のある表面に対しては気泡を用いた方法のほうが信 頼性が高いと考えられる。気泡法での接触角の測定時にはグラフトしたPMMA を蒸留水中で水平に保持した。約0.8μlの気泡をテスト面の下に形成し、位 置させた。対称性を保証するため気泡の両側で角度を測定した。各サンプルに対 して普通は測定を5回行った。結果は第1表にまとめて示す。PVP-grafted PMMA samples measure the contact angle of water droplets or bubbles in water and evaluated. For extremely hydrophilic surfaces, the bubble method is more reliable. It is considered to be highly reliable. Grafted PMMA when measuring contact angle by bubble method was held horizontally in distilled water. Approximately 0.8 μl of air bubbles are formed under the test surface and I made him put it there. Angles were measured on both sides of the bubble to ensure symmetry. For each sample Usually, the measurements were performed five times. The results are summarized in Table 1.

第 1 表 γ線照射でNVPを重合させた時の ポリマー溶液の分子量に対する照射率の効果濃度 :NVPIO%水溶液 全照射線11:o、1メガラド 照射率の効果はPVP溶液の粘度を測定して評価した。上記結果から、全吸収線 量を同じにして照射率を低下させるとラジカルの形成速度が低下し、その割合が 小さくなって重合時間がのび、従って、分子量が大きくなることがわかる。PV Pポリマーの分子量はこの実験での最小照射率である49ラド/分(コノ<ル) 607線源から10インチの距離)のときに最大値Mv=5.09X10’にな る。Table 1 When NVP is polymerized by γ-ray irradiation Effect concentration of irradiation rate on molecular weight of polymer solution: NVPIO% aqueous solution Total radiation 11:o, 1 megarad The effect of irradiation rate was evaluated by measuring the viscosity of the PVP solution. From the above results, the total absorption line If the irradiation rate is lowered while keeping the same amount, the rate of radical formation will decrease, and the rate will decrease. It can be seen that the polymerization time increases as the molecular weight decreases, and therefore the molecular weight increases. PV The molecular weight of the P polymer was 49 rad/min (conol), which is the minimum irradiation rate in this experiment. 607 (distance of 10 inches from the source), the maximum value Mv = 5.09X10'. Ru.

第2表 γ線照射で重合させたNVPの分子量に対する全照射線lの効果 濃度 :NVPlO%水溶液 照射率:309ラド/分(60[:0線源から4インチの距離)*ゲル化したポ リマー溶液 第2表は照射率が309ラド/分の場合の分子量1こ対するγ線の全照射線量の 効果を示している。全照射線量が0.25メガラド以上のときにはポリマーがゲ ル化した。第2表の結果から、照射線量が大きいとPVPポリマーがゲル化すな わち架橋することが分る。Table 2 Effect of total irradiation l on the molecular weight of NVP polymerized by γ-irradiation Concentration: NVPlO% aqueous solution Irradiation rate: 309 rad/min (60 [:0 4 inch distance from source) *gelled po remer solution Table 2 shows the total irradiation dose of gamma rays for one molecular weight when the irradiation rate is 309 rad/min. It shows effectiveness. When the total irradiation dose is 0.25 megarads or more, the polymer will be removed. It has been converted into a file. From the results in Table 2, it can be seen that when the irradiation dose is large, the PVP polymer does not gel. In other words, it is found that it is crosslinked.

第3表 全照射線量=0.1メガラド 照射率 =309ラド/分 子線の照射時間:5時間24分 上記結果は全照射線量と照射率が一定のききのNVPモノマーの濃度とPVPの 分子量との間の関係を示している。この結果から、NVPの濃度が大きいと分子 量の大きなポリマーが得られることが分る。49ラド/分の低い照射率の時に分 子量が5. OX 10’になることと比較すると、NVP濃度が15%であっ ても照射率が309ラド/分の時にPVPの分子量が2.7X 10’にしかな らないということは、照射率が重要であるこきを示している。Table 3 Total irradiation dose = 0.1 megarad Irradiation rate = 309 rad/min Irradiation time of child beam: 5 hours 24 minutes The above results show that the concentration of NVP monomer and PVP when the total irradiation dose and irradiation rate are constant. shows the relationship between molecular weight and molecular weight. From this result, when the concentration of NVP is high, the molecule It can be seen that a large amount of polymer is obtained. 49 rad/min at low irradiation rate The molecular weight is 5. Compared to OX 10', the NVP concentration is 15%. However, when the irradiation rate is 309 rad/min, the molecular weight of PVP is only 2.7X 10'. The fact that it is not available indicates that the irradiation rate is important.

第4表 濃度 :NVP10%溶液 全照射線量二0.1メガラド 第4表の結果は、親水性PVPはグラフトすることによってPMMAとの接触角 が小さくなることと、照射率を小さくすると接触角が小さくなることを示してい る。Table 4 Concentration: NVP 10% solution Total irradiation dose: 20.1 megarads The results in Table 4 show that by grafting hydrophilic PVP, the contact angle with PMMA increases. This shows that the contact angle decreases as the irradiation rate decreases. Ru.

第5表 濃度 :NVP10%水溶液 照射率=309ラド/分 (*ではポリマー溶液がゲル化) 上記結果はT線照射でPVPをグラフトさせたPMMAの接触角の全照射線量に 対する変化を示している。照射率を309ラド/分で一定にした時には、全照射 線量が0.05メガラドを越えると接触角はほとんど変化しなかった。Table 5 Concentration: NVP 10% aqueous solution Irradiation rate = 309 rad/min (In *, the polymer solution becomes a gel) The above results show that the total irradiation dose of the contact angle of PMMA grafted with PVP by T-ray irradiation It shows the change in When the irradiation rate was kept constant at 309 rad/min, the total irradiation When the dose exceeded 0.05 Megarad, the contact angle changed little.

第6表 全照射線量:0.1メガラド 照射率 :309ラド/分 接触角を測定してT線照射でPVPを表面にグラフトさせたPMMAに対するモ ノマーの濃度変化の効果を評価した。MVPの濃度が3%で全照射線量が0.1 メガラドの時でも、グラフトしていないPMMAと比較すると親水性が増加した 。接触角はモノマ第7表 γ線照射でグラフトさせたPVPの 千ツマー濃度による分子量の変化 全照射線量:Q、lメガラド 照射率 二64ラド/分 上記結果は、照射率が64ラド/分のときのNVPモノ7−の濃度とPVPの分 子量の間の関係を示している。Table 6 Total irradiation dose: 0.1 megarad Irradiation rate: 309 rad/min The contact angle was measured and the model for PMMA with PVP grafted onto the surface by T-ray irradiation was determined. The effect of changing the concentration of nomer was evaluated. MVP concentration is 3% and total irradiation dose is 0.1 Even with megarad, hydrophilicity increased compared to ungrafted PMMA. . Contact angle is from Monomer Table 7 of PVP grafted by gamma irradiation. Change in molecular weight due to concentration of 1,000 ml Total irradiation dose: Q, l megarad Irradiation rate: 264 rad/min The above results show the concentration of NVP mono7- and the fraction of PVP when the irradiation rate is 64 rad/min. It shows the relationship between molecular weight.

PVPの分子量はMVP千ツマ−の濃度が大きくなると著しくく大きくなる。The molecular weight of PVP increases significantly as the concentration of MVP increases.

第8表 γ線照射でPVPをグラフトさせたPMMAのモノマーの濃度に対する接触角の 変化 全照射線量二〇、1メガラド 照射率 =64ラド/分 照射率64ラド/分でPMMAの接触角を各種濃度のNVP溶液で評価した。こ の結果から、PVPがグラフトしたPMMAの接触角はNVPモノマーの濃度が 大きくなるにつれて小さくなることがわかる。照射率が64ラド/分でのこの結 果は、照射率が309ラド/分の場合の結果(第6表)と傾向が似ている。モノ マーの濃度が10%のときの親水性は照射率が低いほうが優れている(接触角が 18°と25°)。Table 8 Contact angle as a function of monomer concentration of PMMA grafted with PVP by γ-ray irradiation change Total irradiation dose 20.1 megarad Irradiation rate = 64 rad/min The contact angle of PMMA was evaluated with various concentrations of NVP solutions at an irradiation rate of 64 rad/min. child From the results, the contact angle of PMMA grafted with PVP depends on the concentration of NVP monomer. You can see that it gets smaller as it gets bigger. This result at a radiation rate of 64 rad/min. The results are similar to those obtained when the irradiation rate is 309 rad/min (Table 6). mono The lower the irradiation rate, the better the hydrophilicity when the concentration of mer is 10% (contact angle is 18° and 25°).

親水性モノマーのグラフト重合にに極性有機溶媒または極性水性溶媒の混合物を 用いるのがよい。このような有機溶媒の典型剥きしてはメタノール、エチレング リコール、ポリエチレングリコール、ジオキサンなどのアルコールやエーテルを 挙げることができる。しかし、これら有機溶媒がラジカル捕捉剤またはラジカル 連鎖移動剤として機能するときには、1度を50%未満にして使用するか、濃度 の大きな(すなわち25%よりも大きな)親水性モノマーとともに使用する必要 がある。例えば、メタノールにはラジカル捕捉剤としての機能が幾分かあるが、 水/メタノール混合物中で照射線量を0.1メガラドにしてモノマー濃度10% でPVPをγ線でPMMAの表面にグラフトさせる場合(第9表)にはメタノー ルを50〜60%まで用いることができる。モノマーの濃度が10%のときには メタノールによるラジカル連鎖移動には低い照射率で親水性のあるグラフトが実 現する。一般に、これらの系はラジカル重合抑制剤の存在下で生成する低分子量 溶液ポリマーを示す低粘度溶液を生成させる。Mixtures of polar organic solvents or polar aqueous solvents are used for graft polymerization of hydrophilic monomers. Good to use. Typical organic solvents include methanol and ethylene. alcohols and ethers such as recall, polyethylene glycol, and dioxane. can be mentioned. However, these organic solvents are radical scavengers or radicals. When acting as a chain transfer agent, use less than 50% concentration or Must be used with a large (i.e. greater than 25%) hydrophilic monomer There is. For example, methanol has some function as a radical scavenger; Monomer concentration 10% with irradiation dose of 0.1 Megarad in water/methanol mixture When grafting PVP onto the surface of PMMA using gamma rays (Table 9), methanol is used. up to 50-60% When the monomer concentration is 10% Radical chain transfer using methanol produces hydrophilic grafting at low irradiation rates. manifest. Generally, these systems produce low molecular weight compounds in the presence of radical polymerization inhibitors. Produces a low viscosity solution indicative of solution polymer.

篤9表 γ線照射でPVPをグラフトさせたPMMAの50%メタノール(MeOH)中 での接触角の照射率に対する変化1度 =50%MeOH中にNVPが10%全 照射線量:(1,1メガラド 実施例2 この実施例は本発明の表面改質方法における膨潤溶媒効果を示例えば膨潤溶媒で ある酢酸エチル(EtOAc)をモノマー水溶液に添加するとモノマーをより効 果的にPMMAの表面に拡散させることができる。酢酸エチルは水にはあまりよ く溶けないが、NVPなどのモノマーの存在下では均一な反応媒体きなる。Atsushi 9 table PMMA grafted with PVP by γ-irradiation in 50% methanol (MeOH) 1 degree change in contact angle with respect to irradiation rate = 10% total NVP in 50% MeOH Irradiation dose: (1,1 megarad Example 2 This example shows the swelling solvent effect in the surface modification method of the present invention. Adding a certain amount of ethyl acetate (EtOAc) to an aqueous monomer solution makes the monomer more effective. It can be effectively diffused onto the surface of PMMA. Ethyl acetate is not very soluble in water. Although it is not very soluble, it becomes a homogeneous reaction medium in the presence of monomers such as NVP.

ポリマーがグラフトして変性する表面の厚さは酢酸エチルの濃度を大きくし且つ 照射前の拡散を長時間行う、すなわち予備膨潤時間を長くすることによって厚く なる。一般に、脱酸素を行わない場合には、十分にグラフトさせるのにγ線の照 射線量を0.10〜0.15メガラドにするのがよい。The thickness of the surface to which the polymer is grafted and modified increases the concentration of ethyl acetate and By carrying out the diffusion for a long time before irradiation, i.e. by increasing the pre-swelling time, the thickness can be increased. Become. In general, if no deoxygenation is used, gamma irradiation is required to achieve sufficient grafting. It is preferable to set the radiation dose to 0.10 to 0.15 megarads.

NVP−酢酸エチル−水溶媒系はPVPに対する溶媒でもあり、ポリマー溶液を 均一に維持する機能がある。The NVP-ethyl acetate-water solvent system is also a solvent for PVP and allows the polymer solution to It has the function of maintaining uniformity.

PMMA表面にPVPを「埋め込みグラフトする」にはPMMAをモノマー/膨 潤溶媒/水の混合物に数回浸した後にγ線を照射することによって可能になる。To “build-graft” PVP onto a PMMA surface, PMMA is monomerized/expanded. This is possible by irradiation with gamma rays after several immersions in a wet solvent/water mixture.

この方法を用いた実験では、サンプルを10%石鹸溶液中で超音波洗浄した後に 蒸留水で洗浄し、表面改質前にPMMAサンプルを真空デシケータ内で18時間 乾燥させ、重量を測定した。MVPモノマーは減圧蒸留で精製して4℃で保管し た。In experiments using this method, samples were ultrasonically cleaned in a 10% soap solution and then After washing with distilled water, the PMMA samples were kept in a vacuum desiccator for 18 hours before surface modification. It was dried and weighed. MVP monomer was purified by vacuum distillation and stored at 4°C. Ta.

γ線照射でグラフトさせるためにPMMA基板をモノマー/溶媒の水溶液に浸漬 し、γ線を照射した。原則として、洗浄した基板をNVP/酢酸エチル/水の混 合物中に浸漬させて600キユリーのCo線源を用いて照射を行った。サンプル をモノマー溶液に浸漬させる時間はいろいろに変えた。ここでの実験ではγ線の 照射線量を0.01〜0.15メガラドにした。照射線量の値はフリッケ線量計 を用いて測定した。照射率も変えた。照射後、T線を照射したポリマー溶液から サンプルを取り出して蒸留水で数回洗浄し、撹拌した脱イオン水中で洗浄した。Immersing the PMMA substrate in an aqueous solution of monomer/solvent for grafting with γ-irradiation and irradiated with gamma rays. As a general rule, clean the substrate using a mixture of NVP/ethyl acetate/water. The sample was immersed in the compound and irradiated using a 600 curie Co source. sample The duration of immersion in the monomer solution was varied. In this experiment, the γ-ray The irradiation dose was 0.01-0.15 megarads. Irradiation dose values are Fricke dosimeter Measured using The irradiation rate was also changed. After irradiation, from the T-ray irradiated polymer solution Samples were removed and washed several times with distilled water and then in stirred deionized water.

濾紙で表面の水を吸い取ってから24時間真空デシケータ内で乾燥させたいくつ かのサンプルについて重量を測定した。重合溶液は透明で粘性のある溶液からゲ ルまでいろいろであった。以下のパラメータを測定した。Absorb surface water with filter paper and dry in a vacuum desiccator for 24 hours. The weight of the sample was measured. The polymerization solution is transparent and viscous. There were various things up to the point. The following parameters were measured.

重量増加から下記の式で表されるグラフト率が得られる:(ここで、WoはPM MAの初期重量、W、はグラフトしたPMMAの重量である) 同様に、水和率は下記の式で計算した:(ここで、Wwは(水を吸い取ってから )水中で平衡させた後のPMMAの初期重量、W、は(デシケータで乾燥させた 後の)乾燥サンプルの重量である) 大抵の場合、水の吸収は12時間後に最大になった。The weight increase gives the grafting ratio expressed by the following formula: (where Wo is PM The initial weight of MA, W, is the weight of grafted PMMA) Similarly, the hydration rate was calculated using the following formula: (where Ww is (after absorbing water) ) The initial weight, W, of PMMA after equilibration in water is (dried in a desiccator) after) is the weight of the dry sample) In most cases, water absorption was maximal after 12 hours.

γ線照射でグラフトしたPMMA表面に捕獲された気泡とn−オクタンとの接触 角を測定して変性表面の親水性を評価した。レイムーバ−) (Rame−Ha rt)式接触角ゴニオメータを用いて静的接触角を測定した。各サンプルの異な る領域で少なくとも5回の測定を行った。Contact between n-octane and air bubbles captured on the PMMA surface grafted by γ-irradiation The hydrophilicity of the modified surface was evaluated by measuring the angle. Rame Mover) (Rame-Ha The static contact angle was measured using a contact angle goniometer (rt) type contact angle goniometer. Each sample has different At least 5 measurements were taken in the area.

グラフトした表面とグラフトしていない表面のATR−IR表面分析は全反射率 を減衰させたパーキン−エルマー(Perkin−Elme「)モデル283B のIRスペクトロメータを用いて行った。ATR-IR surface analysis of grafted and non-grafted surfaces shows total reflectance Perkin-Elme model 283B with damped This was done using a IR spectrometer.

グラフト表面を有する面積が1Hのサンプルとグラフトしていない表面を有する サンプルとの分析をX線源としてマグネシウムにαを用いたクラトス(Krat os) E S 300 E S CAスペクトロメータを用いて行い、N/C 比をめた。Samples with area 1H with grafted surface and ungrafted surface Kratos (Kratos) using α for magnesium as the X-ray source for analysis with the sample os) Performed using E S 300 E S CA spectrometer, N/C I compared it.

PVP溶液ポリマーの分子量は、アベルホード(Ubbelhode)粘度計を 用いて30℃で溶液の固有粘性率を測定してめた。The molecular weight of the PVP solution polymer was measured using an Ubbelhode viscometer. The intrinsic viscosity of the solution was measured at 30°C.

照射線量は0.01〜0.15メガラドであり、千ツマー濃度は5〜15%であ った。The irradiation dose is 0.01-0.15 megarads, and the 1,000-ton concentration is 5-15%. It was.

膨潤剤として酢酸エチルを用いてPVPをPMMAの表面にグラフトした場合の データを第1O表に示す。この例では膨潤時間がないので酢酸エチルとモノマー とが表面に拡散・侵入するのはT線の照射中である。照射前に予め膨潤時間をも うけておくのが好ましい。この系はモノマーの拡散を制御した反応に典型的な挙 動を示し、PMMAに対する膨潤溶媒である酢酸エチルが存在しているので、P MMAの疎水性表面へのNVPモノマーの最初の分配がよくなる。When PVP was grafted onto the surface of PMMA using ethyl acetate as a swelling agent, The data are shown in Table 1O. In this example, there is no swelling time, so ethyl acetate and monomer It is during irradiation with T-rays that the particles diffuse and invade the surface. Set the swelling time in advance before irradiation. It is preferable to take it in advance. This system exhibits typical behavior in reactions that control the diffusion of monomers. Since ethyl acetate is present and is a swelling solvent for PMMA, P The initial distribution of NVP monomer onto the hydrophobic surface of MMA is improved.

第10表 PMMA上でのMVPのグラフト重合 膨潤時間 二〇時間 酢酸エチル°水−1:9 グラフトさせる基材に対して膨潤溶媒(酢酸エチル)を使用することによってN VP−酢酸エチル−水系がPMMAの表面層を膨潤され、γ線照射によりこの表 面近傍で誘起されたラジカルの近くのモノマー分子が直ちにグラフト重合する。Table 10 Graft polymerization of MVP on PMMA Swelling time 20 hours Ethyl acetate ° water - 1:9 N by using a swelling solvent (ethyl acetate) on the substrate to be grafted. The VP-ethyl acetate-water system swelled the surface layer of PMMA, and this surface layer was swollen by γ-ray irradiation. Monomer molecules near the radicals induced near the surface immediately undergo graft polymerization.

このとき、照射線量を小さくし、溶媒で膨潤した表面にグラフトさせるポリマー をさらに深く侵入させることにより、より効果的にグラフトさせることができる 。At this time, the irradiation dose is reduced and the polymer is grafted onto the solvent-swollen surface. By penetrating deeper into the tissue, more effective grafting can be achieved. .

NVP−酢酸エチル−水(l:に8)系中でのPMMAの膨潤割合の時間変化の 測定から、12時間後に約6%が膨潤することがわかる。この系ではγ線照射を 行う前にモノマーを拡散させる時間を変えることによってグラフト層の厚さを制 御することができることがわかった。第11表は、MVPを15%含む酢酸エチ ル−水(1: 9)系中でPMMAを24時間予備膨潤させた後のグラフト状態 を示している。この表のデータと第10表(膨潤時間がゼロ)のデータとを比較 すると、予備膨潤させたPMMAのほうが明らかにグラフト率が大きいことがわ かる。酢酸エチルの濃度を一定にした場合、この差は一般にモノマーの濃度が低 いほど、例えばモノマーの濃度が15%ではなく5%のときにより顕著になる。Time change of swelling ratio of PMMA in NVP-ethyl acetate-water (l:8) system Measurements show approximately 6% swelling after 12 hours. In this system, γ-ray irradiation is Control the thickness of the graft layer by varying the time the monomer is allowed to diffuse before I found out that I can control it. Table 11 shows ethyl acetate containing 15% MVP. Grafting state after preswelling PMMA for 24 hours in Leu-water (1:9) system It shows. Compare the data in this table with the data in Table 10 (zero swelling time) As a result, it was found that the grafting ratio of pre-swollen PMMA was clearly higher. Karu. At a constant concentration of ethyl acetate, this difference is generally due to lower monomer concentrations. The higher the concentration, the more pronounced it is, for example, when the monomer concentration is 5% instead of 15%.

第11表 PMMA上でのNVPのグラフト重合 膨潤時間:24時間 溶媒 :水・酢酸エチル−9=1 この系では、NVPはモノマーであると同時に、互いにほとんど混和しない溶媒 すなわち酢酸エチル/水に対する相互溶剤の役目をして、両者を均一相に維持す る。千ツマー濃度が一定の場合(例えば10%)、ミクロエマルジョンに相分離 しないようにするためには酢酸エチルの濃度を10%未満に保っておく必要があ る。Table 11 Graft polymerization of NVP on PMMA Swelling time: 24 hours Solvent: water/ethyl acetate-9=1 In this system, NVP is both a monomer and a solvent that is almost immiscible with each other. In other words, it acts as a mutual solvent for ethyl acetate/water and maintains them as a homogeneous phase. Ru. When the concentration is constant (e.g. 10%), phase separation occurs in the microemulsion. In order to prevent this, the concentration of ethyl acetate must be kept below 10%. Ru.

膨潤剤である酢酸エチルの1度が変化するとグラフト率に影響する。第12表に は、酢酸エチルの濃度のみを変化させて他のパラメータは一定にした場合の結果 がまとめられている。この表から、酢酸エチルの濃度が大きくなるとグラフト率 が高くなることがわかる。照射線量を低くした膨潤溶媒モノマー系でグラフト率 が大きくなり接触角が小さくなっていることからもグラフト効率が改善されてい ることがわかる。例えば照射線量が0.05メガラドまでは単なるモノマー水溶 液系ではほとんどグラフトしない。これに対して(第11表の24時間予備膨潤 した場合には)照射線量がほんの0.01メガラドでも接触角は小さくなって3 5°になり、照射線量が0.03メガラドだと接触角は23°になる。A change in the degree of swelling agent ethyl acetate affects the grafting rate. In Table 12 is the result when only the concentration of ethyl acetate is changed and other parameters are held constant. are summarized. From this table, it can be seen that as the concentration of ethyl acetate increases, the grafting rate increases. It can be seen that the value becomes higher. Grafting rate is improved with a swelling solvent monomer system that reduces irradiation dose. Grafting efficiency is also improved due to the larger contact angle and smaller contact angle. I understand that. For example, if the irradiation dose is up to 0.05 megarad, it is just a monomer water soluble. There is almost no grafting in liquid systems. In contrast (24-hour preswelling in Table 11) (in the case of If the irradiation dose is 0.03 Megarad, the contact angle will be 23°.

第12表 PMMA上でのNVPのグラフト重合での酢酸エチルの効果膨潤時間、12時間 、1o%NVP、照射率309ラド/分一般に、バルクのポリマーの化学的分析 に用いられる方法は、ポリマー表面の分析にはあまり適していない。バルクと比 べて、構造および/または化学的性質が大きく異なっている表面領域はポリマー 全体のほんのわずがの割合しがない。従って、従来の化学的分析法は十分なもの ではない。表面領域はグラフト/基材/架橋した基/連鎖移動生成物の複合混合 物であるため、グラフトコポリマーに対しては特別な表面分析法が必要である。Table 12 Effect of ethyl acetate on graft polymerization of NVP on PMMA swelling time, 12 hours , 1o% NVP, irradiation rate 309 rad/min, generally chemical analysis of bulk polymers. The methods used are not well suited for analyzing polymer surfaces. bulk and ratio In most cases, surface regions that differ significantly in structure and/or chemistry are polymers. It's only a small percentage of the total. Therefore, traditional chemical analysis methods are insufficient. isn't it. The surface area is a complex mixture of graft/substrate/crosslinked groups/chain transfer products. Special surface analysis methods are required for graft copolymers.

現在使用できる最適の方法である2つのスペクトロスコピ一方法すなわちΔTR −IRとESCAでグラフト表面の特徴を調べた。Two spectroscopy methods, namely ΔTR, are currently the best methods available. -Characteristics of the graft surface were investigated by IR and ESCA.

第13表 *水/酢酸エチル(水/酢酸エチル−9=1)混合物中の5%MVP反応合物 照射率 : 1065ラド/分 膨潤時間:17時間 第13表のATR−IR(減衰全反射赤外線スペクトロスコピー)の結果から、 T線の全照射線量が0.01メガラドから0.10メガラドに変化すると表面の C=0基(エステル)とC−N基(イミド)との比が7.67から1.68へと 変化し、全照射線量がそれ以上になるとこの比の値は一定になることがわかる。Table 13 *5% MVP reaction compound in water/ethyl acetate (water/ethyl acetate - 9=1) mixture Irradiation rate: 1065 rad/min Swelling time: 17 hours From the ATR-IR (attenuated total internal reflection infrared spectroscopy) results in Table 13, When the total T-ray irradiation dose changes from 0.01 megarad to 0.10 megarad, the surface The ratio of C=0 group (ester) to C-N group (imide) increased from 7.67 to 1.68. It can be seen that the value of this ratio becomes constant as the total irradiation dose increases.

この結果は、PMMAの表面にPVPがグラフトしたことと矛盾しない。This result is consistent with the grafting of PVP onto the surface of PMMA.

ESCA分析の結果は第14表に示しである。この表の結果からPVPのグラフ トから予想されるように、照射線量(グラフト率)が大きくなると窒素組成物が 増えることがわかる。The results of the ESCA analysis are shown in Table 14. PVP graph from the results of this table As expected, as the irradiation dose (grafting rate) increases, the nitrogen composition increases. You can see that it will increase.

第14表 *水と酢酸エチル混合物(水と酢酸エチルの比は9:1)中の5%NVPの反応 合物 照射率 : 1065ラド/分 膨潤時間=17時間 電子走査顕微鏡でグラフト化したサンプルの表面構造を調べた。Table 14 *Reaction of 5% NVP in water and ethyl acetate mixture (ratio of water and ethyl acetate is 9:1) Compound Irradiation rate: 1065 rad/min Swelling time = 17 hours The surface structure of the grafted samples was investigated using an electron scanning microscope.

被覆表面は10.000倍の倍率でも全て滑らかであった。グラフトポリマー表 面改質法ではPMMA基材の表面は均一に被覆される。All coated surfaces were smooth even at 10.000x magnification. Graft polymer table In the surface modification method, the surface of the PMMA substrate is uniformly coated.

このことは、眼内レンズなどの光学的インブラントの光学特性を優れた状態に保 つ上で重要である。This ensures that the optical properties of optical implants such as intraocular lenses are maintained in excellent condition. This is important.

この実施例から得られる主要な結論は以下の通りである。The main conclusions drawn from this example are as follows.

基材としてPMMAを使用した場合には、NVP−酢酸エチル−水系を用いるこ とによりグラフトの侵入度を制御して、親水性の均一なグラフトポリマー表面が 得られる。When PMMA is used as the base material, NVP-ethyl acetate-water system can be used. By controlling the degree of graft penetration, a hydrophilic and uniform grafted polymer surface is obtained. can get.

モノマー−酢酸エチル−水系のグラフト先端面は徐々に基材内に侵入する。この 先端面は膨潤剤の濃度と予備膨潤時間とを変えることにより制御することができ る。The graft tip of the monomer-ethyl acetate-water system gradually penetrates into the base material. this The tip surface can be controlled by varying the swelling agent concentration and preswelling time. Ru.

重量測定、接触角測定、ATR−IRおよびESCA測定からPVPグラフト面 の存在が確認された。PVP graft surface from weight measurement, contact angle measurement, ATR-IR and ESCA measurement The existence of was confirmed.

意外なことに、十分にグラフトさせるには照射線量を少なくする必要がある。従 って、γ線の照射によって表面または基材にダメージを与える危険性が最小にな る。Surprisingly, low irradiation doses are required to achieve sufficient grafting. subordinate Therefore, the risk of damage to the surface or substrate due to gamma irradiation is minimized. Ru.

実施例3 以下の実験は、酸素がγ線照射重合とグラフト化に極めて重大な影響を与えるこ と、そして酸素が実質的に存在していないとグラフト重合を実施するのに好都合 であることを示している。Example 3 The following experiments demonstrate that oxygen has a very significant effect on gamma irradiation polymerization and grafting. and the substantial absence of oxygen is favorable for carrying out the graft polymerization. It shows that.

γ線照射で誘起されるNVPの重合を、NVPを10%含む水溶液中で以下の条 件で実施した。The polymerization of NVP induced by γ-ray irradiation was carried out in an aqueous solution containing 10% NVP under the following conditions. This was carried out in several cases.

(a)酸素(空気)の存在下での重合 (b)アルゴンで脱ガスして酸素を除去した状態での重合(c)酸素なしでの重 合 (a)の場合は、空気の存在下で10%NVP水溶液に照射率213ラド/分で それぞれ全照射線量が0.01.0,05.0.10.0.20.0.25メガ ラドの照射を行った。(b)の場合には、アルゴンで10分間掃気を行った。( C)の場合には、脱ガスするために真空凍結−溶解(FT)法を用いた。この凍 結−溶解法ではモノマー溶液を液体窒素中で凍結させ、減圧(0,3mmHg) 下で酸素を除去した。(a) Polymerization in the presence of oxygen (air) (b) Polymerization with oxygen removed by degassing with argon (c) Polymerization without oxygen If In case (a), irradiation rate of 213 rad/min was applied to 10% NVP aqueous solution in the presence of air. The total irradiation dose is 0.01.0, 05.0.10.0.20.0.25 megabytes, respectively. Rad irradiation was performed. In case (b), purging with argon was performed for 10 minutes. ( In case C), a vacuum freeze-thaw (FT) method was used for degassing. This freeze In the freezing-lysis method, the monomer solution is frozen in liquid nitrogen and then heated under reduced pressure (0.3 mmHg). Oxygen was removed at the bottom.

次に、凍結させた溶液を室温に戻して溶解させた後、γ線の照射を行った。サン プルによっては凍結−溶解サイクルを3回繰り返した(3FT)。同じ実験を繰 り返して再現性を確かめた。Next, the frozen solution was returned to room temperature and dissolved, and then irradiated with gamma rays. sun Some pulls underwent three freeze-thaw cycles (3FT). repeat the same experiment I checked the reproducibility by repeating it.

γ線照射によるグラフト化と重合に対する脱酸素の効果を調べるため、照射率2 13ラド/分で全照射線量が0.O2N2.25メガラドの照射した各NVP溶 液の転化率と分子量とを測定した。To investigate the effect of deoxygenation on grafting and polymerization by γ-ray irradiation, the irradiation rate was 2. At 13 rad/min, the total irradiation dose is 0. Each irradiated NVP solution with 2.25 megarads of O2N The conversion rate and molecular weight of the liquid were measured.

γ線照射で反応しなかったMVPは以下の方法でめた。すなわち、アセトニl− IJル50afを用いてγ線照射した5dのNVP溶液を抽出した。NVPはア セトニトリルに溶けるが、PVPは溶けない。PVP沈澱物を遠心分離し、上澄 み液を分析してNVPをめた。NVPモノマー溶液(10%MVP水溶液)を比 較用に用いた。NVPの分析は以下のように行った。先ず、10重量%水溶液を アセトニトリルを用いて希釈し、適当な濃度にした(0.5〜5.0μg /  ml )。各溶液について波長323nmの紫外線吸収率を測定し、NVPの濃 度と紫外線吸収率との間の基準曲線をめた。MVP that did not react with γ-ray irradiation was collected using the following method. That is, acetonyl- The γ-ray irradiated 5d NVP solution was extracted using IJ Le 50af. NVP is a Soluble in setonitrile, but not in PVP. Centrifuge the PVP precipitate and remove the supernatant. The sample fluid was analyzed to determine NVP. Compare NVP monomer solution (10% MVP aqueous solution) Used for comparison. Analysis of NVP was performed as follows. First, a 10% by weight aqueous solution It was diluted with acetonitrile to an appropriate concentration (0.5-5.0 μg/ ml). The ultraviolet absorbance at a wavelength of 323 nm was measured for each solution, and the concentration of NVP was measured. A reference curve between degree and ultraviolet absorption rate was established.

この曲線に対する回帰係数は0.99であった。分子量測定にGPCを用い、分 子量Mwの他に分子量分布をめた。The regression coefficient for this curve was 0.99. GPC was used to measure the molecular weight. In addition to the molecular weight Mw, the molecular weight distribution was determined.

N V Pの転化率(反応したモノマー量)はアルゴン掃気による脱酸素操作と FT法による脱酸素操作で大きな影響を受ける。照射線量が0.01メガラドと 極めて小さい場合には、酸素(空気)が除去されていない溶液中ではほとんど重 合が起こらないが、アルゴン掃気による脱酸素操作やIFT、3FTを行ったサ ンプルでは転化率がそれぞれ46%、61%、63%になった。照射線量が0. 10メガラドでも、脱酸素系ではほとんど全てのモノマーが転化(99%)した のに対し、空気中で照射したサンプルのモノマーの転化率はほんの90%(反応 しなかったNVPモノマーが10%)であった。未反応モノマーは毒物として極 めて好ましくない挙動を示す危険性があるため、生体インブラントではこの点は 重要である。The conversion rate of N V P (the amount of reacted monomer) is determined by the deoxidation operation using argon scavenging It is greatly affected by the deoxygenation operation using the FT method. The radiation dose is 0.01 megarad. If it is extremely small, it will weigh almost nothing in a solution where oxygen (air) has not been removed. However, after deoxygenation by argon scavenging, IFT, and 3FT, In the sample, the conversion rates were 46%, 61%, and 63%, respectively. The irradiation dose is 0. Even at 10 megarads, almost all monomers were converted (99%) in the deoxidizing system. In contrast, samples irradiated in air showed only 90% monomer conversion (reaction rate). 10% of NVP monomers were not used. Unreacted monomers are extremely toxic. This is not the case with biological implants, as there is a risk of exhibiting undesirable behavior. is important.

脱酸素を行った系ではγ線の照射線量を少なくしてPMMA上にPVPをより効 果的にグラフトさせることができることを示すため、10%NVP水溶液をアル ゴンで掃気して酸素を除去した後にPMMAサンプルに照射率157ラド/分で 全照射線量0.05メガラドのγ線照射を行った。この結果得られた親水性に改 質された表面は接触角が20°で、機械的摩耗に対して安定であった(接触角の 変化がない)。既に述べたように、機械的に安定で極めて親水性が大きいPVP をPMMA上にグラフトさせるには、モノマーの転化率を太きくL(98%)、 ポリマー溶液の重合度を大きくする(1.65X 10’重量平均分子量)。空 気(酸素)が存在する場合には、接触角を小さくし且つ転化率と分子量とを大き くするには照射線量を太きく(0,1メガラドよりも大きく)シ且つ/またはモ ノマーの濃度を大きく(15%以上)する必要がある。他のポリマー基材、例え ばポリプロピレン、フッ化炭素(例えばPTFE、PVDF) 、シリコーン等 の上にγ線照射で千ツマ−を重合させて親水性のグラフトを形成する場合には、 脱酸素による好ましい効果がより大きく現れる。酸素の除去は基材の膨潤溶媒と フリーラジカル抑制剤、例えば酸化可能な金属塩または有機化合物(例えばアス コルビン酸)とを組み合わせて使用しγ線照射でグラフト化を促進する際にも用 いることができる。ラジカル重合抑制剤の存在下では効果的なグラフト化ができ るが、溶液ポリマーは低分子量になるであろう。In a deoxidized system, the γ-ray irradiation dose is reduced to make PVP more effective on PMMA. To demonstrate that grafting can be achieved effectively, a 10% NVP aqueous solution was The PMMA sample was exposed to an irradiation rate of 157 rad/min after removing oxygen by scavenging with gas. Gamma irradiation was performed with a total irradiation dose of 0.05 megarads. The resulting hydrophilicity The textured surface had a contact angle of 20° and was stable against mechanical wear (contact angle no change). As already mentioned, PVP is mechanically stable and extremely hydrophilic. In order to graft onto PMMA, the conversion rate of the monomer should be increased to L (98%), Increase the degree of polymerization of the polymer solution (1.65X 10' weight average molecular weight). Sky When gas (oxygen) is present, the contact angle is reduced and the conversion rate and molecular weight are increased. In order to reduce the It is necessary to increase the concentration of Nomer (15% or more). Other polymer substrates, e.g. For example, polypropylene, fluorocarbon (e.g. PTFE, PVDF), silicone, etc. When a hydrophilic graft is formed by polymerizing 1,000 polymers on top of the The favorable effects of deoxidation are more pronounced. The removal of oxygen is the swelling solvent of the base material. Free radical inhibitors, such as oxidizable metal salts or organic compounds (e.g. It is also used in combination with γ-ray irradiation to promote grafting with γ-ray irradiation. I can be there. Effective grafting is possible in the presence of radical polymerization inhibitors. However, the solution polymer will have a low molecular weight.

PVPの分子量も脱酸素操作で大きく影響される。アルゴンによる掃気を行った サンプルとFTを施したサンプルでは照射線量がほんの0.01メガラドでも分 子量が約1.6X 10’のPVPポリマーが得られる。これとは対照的に、脱 ガス操作を行っていないすンブルでは高分子のポリマーが形成されない。照射線 量が0.05メガラドだと、空気中でのサンプルでは分子量が約0.35X10 ’のPVPポリマーしか得られないのに対し、脱酸素操作を行ったサンプルでは 分子量が約1.65〜1.8X10’のPVPポリマーが得られる。照射線量が 0.10メガラドだと、全サンプル分子量が約1.8〜2.0X10’になる。The molecular weight of PVP is also greatly affected by deoxygenation operations. Sweeping with argon was performed. For the sample and the sample subjected to FT, the radiation dose was only 0.01 megarad. A PVP polymer with a molecular weight of approximately 1.6×10′ is obtained. In contrast, High molecular weight polymers are not formed in Sumburu without gas operation. radiation If the amount is 0.05 megarad, the molecular weight of the sample in air is about 0.35X10 ’ PVP polymer was obtained, whereas the sample subjected to deoxygenation A PVP polymer having a molecular weight of approximately 1.65-1.8X10' is obtained. irradiation dose 0.10 megarads gives a total sample molecular weight of about 1.8-2.0X10'.

実施例4 以下の実験はグラフト重合中、特にモノマーの濃度が高い場合の溶液重合及びゲ ル化を抑制するフリーラジカル捕捉剤の好ましい効果を証明するために行った。Example 4 The following experiments are carried out during graft polymerization, especially in solution polymerization and gel polymerization when the monomer concentration is high. was carried out to prove the positive effect of free radical scavengers on suppressing the chemical reaction.

実施例工と同様にして、γ線照射を行ってPMMAサンプルの表面にPVPをグ ラフトさせた。この実施例における実験ではラジカル抑制剤きしてアスコルビン 酸(AscA)を使用した。照射条件が以下の第15表にまとめられている。In the same manner as in the example, PVP was glued onto the surface of the PMMA sample by γ-ray irradiation. Rafted. In this example experiment, ascorbin was used as a radical inhibitor. Acid (AscA) was used. Irradiation conditions are summarized in Table 15 below.

第15表 *初期照射線量は0.1メガラド、サンプルを洗浄してモノマーと可溶性ポリマ ーを除去した後に0.1メガラドをさらに照射した 第15表のPMMAサンプルの接触角は全て18〜24°の範囲内にあり、この 値は極めて親水性が強いグラフトであることを示している。照射率は33ラド/ 分であった。(b)に対しては照射率を667ラド/分にした実験も行った。ア スコルビン酸等のラジカル抑制剤を使用しない場合、ポリマー溶液のゲル化がこ の表に記載した1度(30〜50%)で起こる。アスコルビン酸は、低分子量溶 液ポリマーのグラフト化及び回収に干渉せずに、溶液重合をかなり抑制する。接 触角だけでなく、ESCAとFT−ATR−I R分析によりPVPのグラフト 状態を確かめた。この結果、表面に窒素とPVPイミドカルボニル基が存在して いることが分かった。Table 15 *Initial irradiation dose is 0.1 megarad, sample is washed to remove monomer and soluble polymer. - was further irradiated with 0.1 megarad after removing The contact angles of the PMMA samples in Table 15 are all within the range of 18-24°; The values indicate a highly hydrophilic graft. Irradiation rate is 33 rad/ It was a minute. For (b), an experiment was also conducted with an irradiation rate of 667 rad/min. a If a radical inhibitor such as scorbic acid is not used, gelation of the polymer solution may occur. It occurs at 1 degree (30-50%) as listed in the table. Ascorbic acid is a low molecular weight soluble Solution polymerization is significantly suppressed without interfering with grafting and recovery of the liquid polymer. Contact Not only the antennae but also the grafting of PVP by ESCA and FT-ATR-IR analysis. I checked the condition. As a result, nitrogen and PVP imidocarbonyl groups are present on the surface. I found out that there is.

摩耗テストの結果、摩耗後に接触角または表面の窒素がほとんど変化していない ことから、機械的特性が優れていることが証明された。Abrasion test results show that contact angle or surface nitrogen changes little after abrasion This proves that it has excellent mechanical properties.

実施例5 この実施例では、角膜皮質への付着力と細胞への付着力を繊維芽細胞を用いて測 定することによってγ線照射でグラフト変性した親水性表面は組織への付着力が 小さくなるという極めて好ましい効果があることを証明する。この付着力は、グ ラフト化で変性した本発明の親水性表面によって生体適合性が向上して組織が刺 激されたり損傷されなくなることを証明する重要なパラメータである。Example 5 In this example, we measured the adhesion force to the corneal cortex and the adhesion force to cells using fibroblasts. The hydrophilic surface that has been graft-modified by γ-ray irradiation has a strong adhesion to tissue. This proves that it has the extremely favorable effect of becoming smaller. This adhesive force The hydrophilic surface of the present invention modified by rafting improves biocompatibility and facilitates tissue stimulation. This is an important parameter that proves that it will not be damaged or damaged.

相互に接触したポリマーと組織表面との間の付着力(■/7)を測定する装置を 用いてウサギの角膜皮質とポリマーの表面の間の付着力をめた。PMMAと眼科 用インブラントに適する親水性ポリマーである例えばシリコーンやポリプロピレ ンとの間の付着力の測定値は約250〜400■/dであった。好ましい処理条 件のもとてγ線照射でグラフトさせて親水性を改善した本発明の表面は付着力が はるかに小さく、その値は150mg/121未満であり、100■/dよりも 小さいことも多い。その結果、SEMで測定可能な皮質細胞の損傷が大きく減る 。PMMAまたはシリコーンの場合には約50〜80%がダメージを受けるのに 対して、好ましい処理条件のもとてγ線照射でグラフトさせた本発明の表面は2 0%以下がダメージを受けるだけである。A device is used to measure the adhesion force (■/7) between polymers and tissue surfaces that are in contact with each other. was used to measure the adhesion between the rabbit corneal cortex and the surface of the polymer. PMMA and ophthalmology hydrophilic polymers suitable for use as implants, such as silicone or polypropylene. The measured adhesion between the resin and the resin was approximately 250 to 400 μ/d. Preferred treatment conditions Under these circumstances, the surface of the present invention, which has been grafted with gamma ray irradiation to improve its hydrophilicity, has a strong adhesion force. much smaller, its value is less than 150 mg/121, and less than 100 ■/d. Often small. As a result, damage to cortical cells that can be measured with SEM is greatly reduced. . In the case of PMMA or silicone, about 50-80% will be damaged. In contrast, the surface of the present invention grafted with γ-irradiation under favorable treatment conditions is 2 Only 0% or less will take damage.

また、γ線照射でグラフト変性させた本発明表面の細胞付着力が大きく減ること は、ニワトリの胚の繊維芽細胞(CEF)またはウサギのレンズの上皮細胞(L  E)の生きた培養細胞中にこの表面を曝すことでも証明することができる。実 験によると、PVPをグラフトさせて変性したPMMAに比較して、元のPMM Aの場合には2〜4倍多いCEF細胞またはLE細胞が付着することがわかる。In addition, the cell adhesion force of the surface of the present invention that has been graft-denatured by γ-ray irradiation is significantly reduced. were derived from chicken embryonic fibroblasts (CEF) or rabbit lens epithelial cells (L). This can also be demonstrated by exposing this surface to living cultured cells in E). fruit Experiments have shown that compared to PMMA grafted with PVP and modified, the original PMM It can be seen that in case A, 2 to 4 times more CEF cells or LE cells adhere.

例えば15%NVPを用いて照射線量0.1メガラドで形成したグラフトに付着 するCEF細胞の数は、PMMAの場合と比べてほんの35%になった。同様に 、PMMAの場合と比べて付着するCEF細胞の数は、PMMAにグラフトした PHEMAテL!ホンノ38%ニナリ、NVP : HEMAの割合力15:  1 (MVPとHEMAを合わせた濃度が16%)の場合にはほんの20%にな った。PVP表面改質PMMASPCまたはPSiの場合の本発明の方法の最適 条件下では、1平方ミリメートルにつき1〜2個のLE細胞が付着するが、改質 していないPMMA、PCまたはPSiには10個またはそれ以上のLE細胞が 付着する。For example, it adheres to a graft formed using 15% NVP at an irradiation dose of 0.1 megarads. The number of CEF cells was only 35% compared to PMMA. similarly , the number of attached CEF cells grafted onto PMMA compared to that on PMMA PHEMAteL! Honno 38% grin, NVP: HEMA percentage power 15: 1 (the combined concentration of MVP and HEMA is 16%), it becomes only 20%. It was. Optimization of the method of the invention in the case of PVP surface modified PMMASPC or PSi Under conditions, 1-2 LE cells attach per square millimeter, but under modified PMMA, PC or PSi without 10 or more LE cells adhere to.

VP/HEMA混合物のグラフト重合を示している。Figure 3 shows graft polymerization of VP/HEMA mixture.

16%NVP/HEMA (15: 1)水溶液を用い、照射率を約1300ラ ド/分、照射線量を0.10メガラドにして実施例1の方法を繰り返した。PV P−PHEMAで表面を変化させたPMMAは接触角が17°であった。似たよ うな条件で、7%MVP/HEMA(5:2)溶液の場合には接触角は23°に なり、2.5%HEMA溶液では接触角は18°になった。Using a 16% NVP/HEMA (15:1) aqueous solution, the irradiation rate was approximately 1300 la. The method of Example 1 was repeated using an irradiation dose of 0.10 megarads per minute. PV PMMA whose surface was modified with P-PHEMA had a contact angle of 17°. It looked similar Under these conditions, in the case of 7% MVP/HEMA (5:2) solution, the contact angle was 23°. The contact angle was 18° for the 2.5% HEMA solution.

実施例7 この実施例はアニオンモノマーまたはカチオンモノマーと本発明の親水性モノマ ーとをグラフト共重合させる場合である。ここでは、NVPとイオン性モノマー を用いる。Example 7 This example demonstrates the relationship between an anionic monomer or a cationic monomer and a hydrophilic monomer of the present invention. This is a case of graft copolymerization of Here, NVP and ionic monomer Use.

(a) PMMA基材と、コモノマーとして15%MVPに1〜5重看%のアク リル酸(AA)またはクロトン酸(CA)を添加したものとを用い、照射率を1 235ラド/分、照射線量を0.1メガラドにして実施例1の方法を繰り返した 。接触角は18〜22°であり、皮質の付着力は未変性のPMMAの付着力の約 半分以下であった。(a) PMMA base material and 15% MVP as comonomer with 1 to 5% active Using lylic acid (AA) or crotonic acid (CA), the irradiation rate was 1. The method of Example 1 was repeated using 235 rads/min and an irradiation dose of 0.1 megarads. . The contact angle is 18-22°, and the cortical adhesion is approximately that of native PMMA. It was less than half.

従って、良好な親水性グラフト被覆が形成されていることがわかる。同じような 結果が、ジメチルアミノエチルアクリレートを用いてカチオン性グラフト被覆を 形成した場合にも得られる。また、スチレンスルホン酸(SSA)を用いて実施 例1と同じ方法でPMMAにNVPをアニオングラフトさせた。SSA:NVP の比を12(33%5SA)にし、全モノマー濃度を30%にし、照射量を0. 15メガラド、照射率を約700ラド/分にした場合、接触角30〜40゛の親 水性グラフトが形成された。Therefore, it can be seen that a good hydrophilic graft coating was formed. Similar The results showed that cationic graft coating using dimethylaminoethyl acrylate It can also be obtained when formed. Also, carried out using styrene sulfonic acid (SSA) NVP was anionically grafted onto PMMA in the same manner as in Example 1. SSA:NVP The ratio was set to 12 (33% 5SA), the total monomer concentration was set to 30%, and the irradiation dose was set to 0. 15 megarads and an irradiation rate of about 700 rad/min, the contact angle is 30~40°. An aqueous graft was formed.

(b)スチレンスルホン酸ナトリウム塩(NaSSA)を用いて、シリコーンに NVPを加えて親水性の高いアニオングラフト共重合体(PDMS)を形成した 。PDMSサンプルをエタノール中で超音波処理で洗浄し、真空乾燥させ、モノ マー水溶液中で照射した。第16表は照射率を約700ラド/分にして形成した グラフト表面のグラフト条件、モノマー濃度及び接触角をまとめて示したもので ある。(b) Using styrene sulfonic acid sodium salt (NaSSA) to silicone NVP was added to form a highly hydrophilic anionic graft copolymer (PDMS). . PDMS samples were cleaned by sonication in ethanol, vacuum dried, and monomerized. irradiated in an aqueous solution of mer. Table 16 was created using a radiation rate of approximately 700 rad/min. This shows a summary of the grafting conditions, monomer concentration, and contact angle on the graft surface. be.

第16表 第16表から分るように、0.05メガラドという比較的低い全照射量テモ、N VPとの50%アニオンNa5SAを使用して全モノマー40%で極めて親水性 の高いアニオングラフト(接触角17°)が得られる。Table 16 As can be seen from Table 16, the total dose Temo, N Extremely hydrophilic with 40% total monomer using 50% anionic Na5SA with VP A high anionic graft (contact angle of 17°) is obtained.

実施例8 この実施例はポリプロピレン(PP)の表面に親水性モノマーをグラフトさせる 場合であり、表面を効果的に変化させるには脱酸素が重要であることを示してい る。Example 8 This example grafts hydrophilic monomers onto the surface of polypropylene (PP). This shows that deoxygenation is important for effectively changing the surface. Ru.

ポリプロピレンの表面に親水性のグラフトを形成するには、酸素の存在下でNV P水溶液にγ線を照射するだけでは不十分である。実施例1の条件のもとでは、 T線の照射線量が0.1メガラドよりも大きくモノマーの濃度が10%よりも低 い場合でも表面がほとんど親水性にならず、接触角もほとんど減少しない。しか し、脱酸素媒体中では、10%NVPにおいて照射率を157ラド/分にし、照 射線量を0.01〜0.05メガラドにすると接触角が約15°になった。従っ て、極めて親水性の大きなPPグラフトを脱酸素条件で容易に製造することがで きる。このグラフトは、機械的摩耗テストにより機械的に安定であることが確か められる。このことは、PMMA製の光学部品とPP製の触覚繊維とを備えたI LOの表面をγ線によりグラフトにより変化させるのに重要である。To form hydrophilic grafts on the surface of polypropylene, NV in the presence of oxygen It is not sufficient to simply irradiate the P aqueous solution with γ-rays. Under the conditions of Example 1, The T-ray irradiation dose is greater than 0.1 megarad and the monomer concentration is less than 10%. The surface hardly becomes hydrophilic and the contact angle hardly decreases even when the surface is wet. deer In a deoxygenated medium, the irradiation rate was 157 rad/min at 10% NVP. When the radiation dose was 0.01 to 0.05 megarads, the contact angle was approximately 15°. follow Therefore, highly hydrophilic PP grafts can be easily produced under oxygen-free conditions. Wear. This graft was confirmed to be mechanically stable by mechanical abrasion testing. I can't stand it. This shows that the I It is important to modify the surface of the LO by grafting with gamma radiation.

実施例9 ポリカーボネートは眼科用インブラント用エンジニアリングブラスチノクとして 有用である。脱酸素状態のNVP水溶液にγ線を照射することによって極めて容 易にポリカーボネートの表面を変化させることができる。グラフト化条件の例は 脱酸素状態の10%NVP水溶液でγ線の照射率93ラド/分、照射線量0.0 5メガラドである。この場合、接触角は19°になる。Example 9 Polycarbonate is used as engineering blastinok for ophthalmic implants. Useful. By irradiating a deoxidized NVP aqueous solution with γ-rays, it is possible to The surface of polycarbonate can be easily changed. Examples of grafting conditions are γ-ray irradiation rate 93 rad/min with 10% NVP aqueous solution in deoxidized state, irradiation dose 0.0 It is 5 megarads. In this case, the contact angle will be 19°.

実施例10 シリコーン(PSi)はPMMAはど容易にはT線を照射でNVPがグラフトし ないが、脱酸素状態の10%MVP溶液を用いるとPSi表面は変性する。照射 率93ラド/分、照射線量0.05メガラドで接触角は約45°になる。これは 表面の親水性がかなり大きいことを意味する。照射線量を大きくし、膨潤剤を用 い、モノマーの濃度を大きくすると、各種親水性モノマーで親水性が向上する。Example 10 Silicone (PSi) can be easily grafted with NVP by irradiation with T-rays like PMMA. However, if a 10% MVP solution in a deoxidized state is used, the PSi surface is denatured. irradiation At a rate of 93 rad/min and an irradiation dose of 0.05 megarad, the contact angle will be approximately 45°. this is This means that the surface is highly hydrophilic. Increase the irradiation dose and use a swelling agent. However, increasing the monomer concentration improves the hydrophilicity of various hydrophilic monomers.

例えばγ線の照射率157ラド/分で照射線量を0.10メガラドにしてNVP /HAMA (10: 1)をグラフトさせると、脱酸素操作をしなくてもグラ フトが形成されて接触角は30°になる。For example, when the irradiation rate of gamma rays is 157 rad/min and the irradiation dose is 0.10 megarad, NVP /HAMA (10:1) can be grafted without deoxidizing operation. A foot is formed and the contact angle becomes 30°.

実施例11 ポリフッ化ビニリデン(PVDF)は眼科用インブラント、特に角膜に有用なポ リマーである。MVP水溶液、NVP/水−メタノール溶液または酢酸エチル− 水系にγ線を照射して表面を変化させることができる。接触角が約30゛の親水 性グラフトが、照射率326ラド/分で照射線量を0.20メガラドで形成され る。しかし、PVDFは脱酸素処理条件のもとてグラフト化するのが好ましい。Example 11 Polyvinylidene fluoride (PVDF) is a useful polymer for ophthalmic implants, especially for the cornea. It's Rimmer. MVP aqueous solution, NVP/water-methanol solution or ethyl acetate- It is possible to change the surface of an aqueous system by irradiating it with gamma rays. Hydrophilic with a contact angle of approximately 30° A sexual graft was formed at an irradiation rate of 326 rad/min and an irradiation dose of 0.20 megarads. Ru. However, PVDF is preferably grafted under deoxidizing treatment conditions.

10%NVP水溶液を用い、照射率157ラド/分で照射線量を0.05メガラ ドにすると接触角が17°のPVPグラフトが形成される。NVPモノマーはP VDFに対する効果的な膨潤溶媒でもあるので、グラフトの特性を向上させるた めには予備照射膨潤時間を確保しておくことが好ましい。例えば、7%MVPを 用い、照射率94ラド/分で照射線量を0.10メガラドにして5時間予備膨潤 を行うと接触角が14゛と小さくなる。Using a 10% NVP aqueous solution, the irradiation dose was 0.05 Megara at an irradiation rate of 157 Rad/min. PVP grafts with a contact angle of 17° are formed. NVP monomer is P It is also an effective swelling solvent for VDF, so it can be used to improve graft properties. It is preferable to ensure a pre-irradiation swelling time for this purpose. For example, 7% MVP Preswelling was carried out for 5 hours at an irradiation rate of 94 rad/min and an irradiation dose of 0.10 megarads. When this is done, the contact angle becomes as small as 14°.

実施例12 材料を組み合わせた場合のグラフト条件各種ポリマーの触覚繊維を有するレンズ 本発明の重要な特徴の1つは、眼科用インブラントのレンズ/触覚繊維対(ha ptic pair)として使用可能な材料の組み合せ物の表面は特定のグラフ ト条件で変性できるという知見に基づいている。組み合せ材料で作られたILO 表面のグラフト化を1段階の同時グラフトで行うことによって生体適合性のある 表面が得られる。PMMA、PCSPSiなどのレンズ用材料を本発明の特定条 件でグラフトさせると、PVDFやPPなどの触覚繊維材料もうまくグラフトす る。第17表には好ましいレンズ/触覚繊維の組み合わせ物にPVPグラフトを グラフトさせる条件をまとめて示しである。Example 12 Grafting conditions when combining materials Lenses with haptic fibers of various polymers One of the important features of the present invention is that the lens/haptic fiber pair (ha) of the ophthalmic implant is The surfaces of combinations of materials that can be used as ptic pairs are This is based on the knowledge that it can be denatured under normal conditions. ILO made from combined materials Biocompatible surface grafting by one-step simultaneous grafting A surface is obtained. Lens materials such as PMMA and PCSPSi are used under the specified conditions of the present invention. Tactile fiber materials such as PVDF and PP can also be grafted successfully. Ru. Table 17 shows preferred lens/haptic fiber combinations with PVP grafts. This table summarizes the conditions for grafting.

分とし照射線量を0.05メガラドにすると、PMMA(!:PPをグラフトさ せることができることが分かった。この条件ではPMMAに対する接触角が20 °となり、PPに対しては接触角が15°となり、また、この条件下では機械的 に安定なグラフトが得られる。When the irradiation dose was set to 0.05 megarad per minute, PMMA (!:PP) was grafted. I found out that it can be done. Under these conditions, the contact angle for PMMA is 20 The contact angle for PP is 15°, and under this condition the mechanical A stable graft can be obtained.

脱ガス操作を施さないPPは、酸素がPP表面のグラフト化を妨げる効果をする ため、PMMAと似た条件では効果的にグラフト化しない。In PP without degassing, oxygen has the effect of inhibiting grafting on the PP surface. Therefore, it does not graft effectively under conditions similar to PMMA.

PVDFのグラフト表面の研究から、脱酸素操作の重要性も明らかにされている 。脱ガスしたlO%NVP水溶液に照射率157ラド/分で照射線量を0,05 メガラドにしてγ線照射するとPMMAとPVDFの両方に親水性の優れたグラ フトを形成することができる。詳しくは第17表を参照されたい。Studies on PVDF graft surfaces have also revealed the importance of oxygen removal operations. . An irradiation dose of 0.05 was applied to a degassed lO% NVP aqueous solution at an irradiation rate of 157 rad/min. When irradiated with γ-rays in the form of megarad, a graphite with excellent hydrophilic properties appears on both PMMA and PVDF. It is possible to form a cushion. Please refer to Table 17 for details.

PC/PPおよびPC/PVDF PCとPPは脱ガスしたNVC溶液を同様な条件下でγ線照射した時にグラフト する。10%MVP水溶液に照射率157ラド/分で照射線量を0.05メガラ ドにしてγ線照射すると、両方のポリマーに親水性の優れたグラフトが生成し、 接触角がそれぞれ19°と15°になる。PC/PP and PC/PVDF PC and PP were grafted when a degassed NVC solution was irradiated with γ-rays under similar conditions. do. The irradiation dose was 0.05 Megara at an irradiation rate of 157 Rad/min to a 10% MVP aqueous solution. When irradiated with gamma rays, highly hydrophilic grafts are formed on both polymers. The contact angles are 19° and 15°, respectively.

PVDFとPCはいずれもPC/PPおよびPMMA/PPの組み合わせと同じ 条件でグラフト化する。すなわち、脱ガスした10%NVP水溶液に照射率15 7ラド/分で照射線量を0.05メガラドでγ線照射する。PVDFはNVP中 で膨潤するので、予備膨潤時間後にγ線でグラフトさせるとPVPのPVDFに 対する結合性が向上する。条件は上記2種類以上のポリマーで作られたILOl その他の眼科用インブラントに対する親水性ポリマーのグラフト条件と同じであ る。詳しくは第17表を参照されたい。Both PVDF and PC are the same as PC/PP and PMMA/PP combinations Grafting with conditions. That is, an irradiation rate of 15 was applied to a degassed 10% NVP aqueous solution. Gamma irradiation is performed at a rate of 7 rad/min with an irradiation dose of 0.05 megarad. PVDF is in NVP PVDF of PVP is swollen, so if it is grafted with gamma rays after the pre-swelling time, it becomes PVDF of PVP. Improves connectivity with The conditions are ILOl made of two or more types of polymers mentioned above. The conditions for grafting hydrophilic polymers to other ophthalmic implants are the same. Ru. Please refer to Table 17 for details.

第17表 レンズ/触覚繊維組み合せ物のPVPによる表面変性*接触角を25°未滴にす るための条件木本LDR:30〜300ラド/分 実施例13 眼内レンズ(ILO>の表面を上記実施例に記載されたいくつかの条件を用いて 変化させ、1年以内の期間ウサギの目に移植した。その結果、本発明の処理条件 に従ってγ線を照射I7て重合させることにより表面が親水性をもつように変化 したILO眼科用インブラントは、生体適合性が優れていることが判明した。例 えば、ンンスキー (Sinskey)型037Jループレンズ(PMMAレン ズ/アズ触覚繊維)の表面をPVPを用いて変性させた後にエチレンオキシドで 殺菌してからニューシーラントの白ウサギの前眼房に移植し、PMMA製の可撓 性触覚繊維/ILO一体物を後眼房に移植した。ILOの表面変性条件は以下の 通り:(a)15%NVP、r線の照射線量0.10メガラド。Table 17 Surface modification of lens/tactile fiber combination by PVP *Contact angle reduced to 25° Conditions for Kimoto LDR: 30 to 300 rad/min Example 13 The surface of an intraocular lens (ILO) was prepared using some of the conditions described in the examples above. They were transformed and implanted into the eyes of rabbits for a period of up to one year. As a result, the processing conditions of the present invention The surface changes to become hydrophilic by polymerizing it by irradiating with gamma rays according to I7. The ILO ophthalmic implant was found to have excellent biocompatibility. example For example, Sinskey type 037J loop lens (PMMA lens) The surface of the tactile fibers) was modified with PVP and then treated with ethylene oxide. After sterilization, a flexible tube made of PMMA was implanted into the anterior chamber of a white rabbit using New Sealant. A tactile fiber/ILO monolith was implanted into the posterior chamber of the eye. The surface modification conditions for ILO are as follows. As per: (a) 15% NVP, r-ray irradiation dose 0.10 megarads.

照射率30ラド/分と12ラド/分、接触角20〜25゜(b)実施例4の第1 5表のa、b、dの条件定期的に目の細隙灯顕微鏡検査を行い、移植したレンズ を1年後に、グラフトしていない比較用PMMAIiI LOと比較して、組織 病理学的に顕微鏡で調べたところ、本発明のグラフトにより親水性をもつように 変性したポリマー表面は生体適合性がよく、正常な挙動を示すことが判明した。Irradiation rate 30 rad/min and 12 rad/min, contact angle 20-25° (b) 1st of Example 4 Conditions a, b, and d in Table 5. Periodically perform a slit-lamp examination of the eye and examine the implanted lens. After 1 year, compared with the non-grafted comparison PMMAIiI LO, the tissue When examined pathologically using a microscope, it was found that the graft of the present invention has hydrophilic properties. The modified polymer surface was found to be biocompatible and exhibit normal behavior.

実施例14 この実施例は、γ線の照射量を極めて低く L (0,005メガラドまたはそ れ未満)且つ水性モノマー濃度を極めて低く(0,5重量%以下)しても本発明 方法で有効なグラフト化ができることを示すためものである。Example 14 This example uses an extremely low dose of γ-rays L (0,005 megarads or less). Even if the aqueous monomer concentration is extremely low (less than 0.5% by weight), the present invention can still be achieved. This is to demonstrate that the method can achieve effective grafting.

上記の実施例に記載の条件を用い、第18表に示すような極めて低いT線照射f fi <0.01メガラドまたは0.005メガラド)且つ低い1(EMAモノ マー濃度(0,5〜2.0%)でPVDF表面を改質した。Using the conditions described in the above examples, extremely low T-ray irradiation f as shown in Table 18 was obtained. fi < 0.01 Megarad or 0.005 Megarad) and low 1 (EMA mono The PVDF surface was modified with mer concentration (0.5-2.0%).

実施例1の一般的方法でPVDFサンプルを洗浄し、HEMA水溶液中でγ線を 照射し、洗浄した。親水性の高いグラフト表面に改質され、第18表に記載の低 い接触角を示す。この極めて低い照射量およびモノマー濃度条件下でPVDF上 にPHEMAをうまく有効にクラフト化できることは第19表のXPS分析によ つも確かめられる。この表に示すようにPEHMA−g−PVDFの場合は表面 に弗素が少なく、炭素が増加する。この表面分析結果はPHEMAの組成に類似 している。The PVDF sample was cleaned using the general method of Example 1 and exposed to gamma rays in an aqueous HEMA solution. Irradiated and washed. Modified to have a highly hydrophilic graft surface, resulting in low It shows a high contact angle. on PVDF under this extremely low dose and monomer concentration condition. The XPS analysis in Table 19 shows that PHEMA can be successfully and effectively crafted. You can always check. As shown in this table, in the case of PEHMA-g-PVDF, the surface There is less fluorine and more carbon. This surface analysis result is similar to the composition of PHEMA. are doing.

第18表 アルゴンで脱ガスしたした水性HEMAをPVDF上に88ラド/分の照射率で γ線照射でグラフト重合照射量が0.005メガラド以下で且つ千ツマー濃度が 0.5重量%以下でも、極めて親水性の高いPHEMAグラフトが得られる。Table 18 Aqueous HEMA degassed with argon was deposited onto PVDF at a rate of 88 rad/min. Graft polymerization dose of γ-ray irradiation is 0.005 megarad or less and 1,000 mer concentration is Even at 0.5% by weight or less, a highly hydrophilic PHEMA graft can be obtained.

なお、PVDF自体は極めて疎水性が高く、接触角は85°以上である。Note that PVDF itself has extremely high hydrophobicity, and the contact angle is 85° or more.

第19表 このXPS表面分析が明らかに示すように、PHEMAの効果的な表面グラフト 化が0.005メガラドで起こっている。グラフト表面の炭素濃度は、PHEM A表面でほぼ予想されるものであり、PVDFでは表面に弗素はほとんど検出さ れない。Table 19 This XPS surface analysis clearly shows the effective surface grafting of PHEMA. The change is occurring at 0.005 megarads. The carbon concentration on the graft surface is PHEM This is almost expected for the A surface, and almost no fluorine is detected on the PVDF surface. Not possible.

FIG、I EG、2 FIG、 3 国際調査報告 フロントページの続き (72)発明者 バーンズ、ジェイムズ、ダブリュー。FIG.I EG, 2 FIG.3 international search report Continuation of front page (72) Inventor Barnes, James, W.

アメリカ合衆国 01746 マサチューセッツ ホリストン ツイスタ スト リート(72)発明者 クマール、ジー0.スデシュインド国 マハラストラ  シーツ 400601 ビー、オー、ボックス 155 アルケミイ リサーチ  センター (72)発明者 オズボーン、デイヴイッド、シー。USA 01746 Massachusetts Holliston Twist REET (72) Inventor: Kumar, J.O. Sudesh India Maharastra Sheets 400601 B, O, Box 155 Alchemy Research Center (72) Inventor: Osborne, David, C.

アメリカ合衆国 63021 メリーランドマンチェスター ウッドフレスト  メイナー コート1437ビー (72)発明者 ラルノン、ジェフリー、ニー。United States of America 63021 Maryland Manchester Woodrest Mainer Court 1437 Bee (72) Inventor Larnon, Jeffrey, Nee.

アメリカ合衆国 92128 カリフォルニアサン ディエゴ アヴエニダ テ ィネ第(72)発明者 シーツ、ジョン、ダブリュー。Avenida San Diego, California 92128, United States of America 72nd Inventor: Sheets, John, W.

アメリカ合衆国 91711 カリフォルニアサデナ プリグデン ロード 2 241(72)発明者 ヤヒアウイ、アリ アメリカ合衆国 32611 フロツク ゲインズヴイル ユニヴアーシティ  イブ フロツク エムニーイー 317 デパートメント イブ マテリアルズ  サイエンス(72)発明者 ロビンノン、リチャードアメリカ合衆国 326 02 フロツク ゲインズヴイル サウスウエスト セブンスアヴエニュ−43 05USA 91711 California Sadena Prigden Road 2 241 (72) Inventor: Yahyaoui, Ali United States 32611 Frock Gainesville University Eve Frozku MNE 317 Department Eve Materials Science (72) Inventor Robinnon, Richard United States 326 02 Frock Gainesville Southwest 7th Avenue 43 05

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.表面が基本的にポリメチルメタクリレート(PMMA)で構成された眼科用 インプラント材料の表面上でN−ビニルピロリドン(NVP)、2−ヒドロキシ エチルメタクリレート(HEMA)またはNVPとHEMAとの混合物を1段階 のγ線照射重合して形成した(1)ポリ−N−ビニルピロリドン(PVP)、( 2)ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリレート(PHEMA)または(3)N VPとHEMAとの共重合体の化学的にグラフトした親水性の薄い被膜によって 眼科用インプラント材料の表面を改質する方法において、 上記の1段階のγ線照射重合を実質的に水溶液中で下記条件下で行うことを特徴 とする方法: (a)モノマー濃度を約0.1〜約50重量%にし、(b)γ線の全照射線量を 約0.001〜約0.50メガラドにし、且つ(c)γ線の照射率を約10〜約 2,500ラド/分にする。 2.下記条件の1つ以上をさらに含む請求項1に記載の方法:(d)グラフト重 合用水溶液から遊離酸素を実質的に除去し、(e)被膜の厚さを約100Å〜1 00μmに維持し、(f)グラフト重合用水溶液中にフリーラジカル捕捉剤を入 れ、(h)グラフト重合用水溶液中にPMMA表面の膨潤溶媒を入れる。 3.眼科用インプラント材料か眼内レンズである請求項1または2に記載の方法 。 4.眼科用インプラント材料が角膜用インレーである請求項1または2に記載の 方法。 5.眼科用インプラント材料が人工角膜である請求項1または2に記載の方法。 6.眼科用インプラント材料が緑内障用シャントである請求項1または2に記載 の方法。 7.表面が基本的にポリプロピレン(PP)、フッ化ポリビニリデン(PVDF )、ポリカーボネート(PC)またはシリコーンポリマー(PSi)で構成され た眼科用インプラント材料の表面上でN−ビニルピロリドン(NVP)、2−ヒ ドロキシエチルメタクリレート(HEMA)またはNVPとHEMAとの混合物 を1段階のγ線照射重合して形成した(1)ポリ−N−ビニルピロリドン(PV P)、(2)ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリレート(PHEMA)または (3)NVPとHEMAとの共重合体の化学的にグラフトした親水性の薄い被膜 によって眼科用インプラント材料の表面を改質する方法において、 上記の1段階のγ線照射重合を実質的に水溶液中で下記条件下で行うことを特徴 とする方法: (a)モノマーの濃度を約0.1〜約50重量%にし、(b)γ線の全照射線量 を約0.001〜約0.50メガラドにし、(c)γ線の照射率を約10〜約2 ,500ラド/分にし、且つ(d)グラフト重合用水溶液から遊離酸素を実質的 に除去する。 8.下記条件の1つ以上をさらに含む請求項1に記載の方法:(e)被膜の厚さ を約100Å〜100μmに維持し、(f)グラフト重合用水溶液中にフリーラ ジカル捕捉剤を入れ、(h)グラフト重合用水溶液中にPMMA表面の膨潤溶媒 を入れる。 9.NVA、HEMAまたはNVAとHEMAとの混合物が上記条件下でイオン 性モノマーまたはその混合物と一緒に、溶液中の全モノマー濃度を約0.1〜約 50重量%にしてγ線照射で共重合される請求項1に記載の方法。 10.イオン性モノマーがビニルスルホン酸またはビニルカルボン酸である請求 項9に記載の方法。 11.ビニルスルホン酸がスルホエチルメタクリレート、スルホプロピルメタク リレート、スチレンスルホン酸またはビニルスルホン酸である請求項10に記載 の方法。 12.ビニルカルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸またはクロトン酸である 請求項10に記載の方法。 13.イオン性モノマーがアミノ基を有するモノマーである請求項9に記載の方 法。 14.アミノ基を有するモノマーがビニルピリジン、アミノスチレン、アミノア クリレートまたはアミノメタクリレートである請求項13に記載の方法。 15.請求項1に記載の方法で作られた眼科用インプラント材料。 16.眼内レンズ、角膜用インレー、人工角膜、上角膜水晶体装置、緑内障用シ ャント、網膜用ステーブルまたは強膜用バックルである請求項15の眼科用イン プラント。 17.表面が基本的にポリメチルメタクリレート(PMMA)で構成された眼科 用インプラント材料の表面上でN−ビニルピロリドン(NVP)、2−ヒドロキ シエチルメタクリレート(HEMA)またはNVPとHEMAとの混合物を1段 階の電子ビーム照射重合して形成した (1)ポリ−N−ビニルピロリドン(PVP)、(2)ポリ−2−ヒドロキシエ チルメタクリレート(PHEMA)または (3)NVPとHEMAとの共重合体 の化学的にグラフトした親水性の薄い被膜によって眼科用インプラント材料の表 面を改質する方法において、上記の1段階のγ線照射重合を実質的に水溶液中で 下記条件下で行うことを特徴とする方法: (a)モノマー濃度を約0.1〜約50重量%にし、(b)電子ビームの全照射 線量を約0.001〜約0.50メガラドのγ線の場合の照射量に相当する量と し、 (c)電子ビームの照射率を約10〜約105ラド/分にする。 18.下記条件の1つ以上をさらに含む請求項17に記載の方法:(d)グラフ ト重合用溶液から遊離酸素を実質的に除去し、(e)ポリマー被腹の厚さを約1 00Å〜約100μmに維持し、(f)グラフト重合用水溶液中にフリーラジカ ル捕捉剤を入れ、(g)グラフト重合用水溶液中にPMMA表面の膨潤溶媒を入 れる。 19.表面が基本的にポリプロピレン(PP)、フッ化ポリビニリデン(PVD F)、ポリカーボネート(PC)またはシリコーンポリマー(PSi)で構成さ れた眼科用インプラント材料の表面上でN−ビニルピロリドン(NVP)、2− ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)またはNVPとHEMAとの混合 物を1段階の電子ビーム照射重合して形成した(1)ポリ−N−ビニルピロリド ン(PVP)、(2)ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリレート(PHEMA )または (3)NVPとHEMAとの共重合体 の化学的にグラフトした親水性の薄い被膜によって眼科用インプラント材料の表 面を改質する方法において、上記の1段階の電子ビーム照射重合を実質的に水溶 液中で下記条件下で行うことを特徴とする方法: (a)モノマーの濃度を約0.1〜約50重量%にし、(b)電子ビームの全照 射線量を約0.001〜約0.50メガラドにし、(c)電子ビームの照射率を 約10〜約105ラド/分にする。 20.下記条件の1つ以上をさらに含む請求項19に記載の方法:(d)グラフ ト重合用水溶液から遊離酸素を実質的に除去し、(e)ポリマー被膜層の厚さを 約100Å〜約100μmに維持し、(f)グラフト重合用水溶液にフリーラジ カル捕捉剤を入れ、(g)グラフト重合用水溶液にPMMA表面の膨潤溶媒を入 れる。[Claims] 1. Ophthalmic grade whose surface is basically composed of polymethyl methacrylate (PMMA) N-vinylpyrrolidone (NVP), 2-hydroxy on the surface of the implant material One step of ethyl methacrylate (HEMA) or a mixture of NVP and HEMA (1) Poly-N-vinylpyrrolidone (PVP) formed by γ-ray irradiation polymerization of ( 2) Poly-2-hydroxyethyl methacrylate (PHEMA) or (3)N Through a chemically grafted hydrophilic thin coating of copolymer of VP and HEMA In a method of modifying the surface of an ophthalmic implant material, The above-mentioned one-step γ-ray irradiation polymerization is carried out substantially in an aqueous solution under the following conditions. How to: (a) the monomer concentration is about 0.1 to about 50% by weight; (b) the total γ-ray irradiation dose is about 0.001 to about 0.50 megarads, and (c) the γ-ray irradiation rate is about 10 to about 2,500 rad/min. 2. The method of claim 1, further comprising one or more of the following conditions: (d) graft weight. substantially removing free oxygen from the aqueous solution; (e) reducing the thickness of the coating from about 100 Å to 1 (f) Adding a free radical scavenger to the aqueous solution for graft polymerization. (h) A swelling solvent for the PMMA surface is added to the graft polymerization aqueous solution. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the method is an ophthalmic implant material or an intraocular lens. . 4. 3. The ophthalmic implant material according to claim 1 or 2, wherein the ophthalmic implant material is a corneal inlay. Method. 5. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the ophthalmic implant material is an artificial cornea. 6. Claim 1 or 2, wherein the ophthalmic implant material is a glaucoma shunt. the method of. 7. The surface is basically polypropylene (PP), polyvinylidene fluoride (PVDF) ), composed of polycarbonate (PC) or silicone polymer (PSi) N-vinylpyrrolidone (NVP), 2-hyperolidone, and Droxyethyl methacrylate (HEMA) or a mixture of NVP and HEMA (1) Poly-N-vinylpyrrolidone (PV P), (2) poly-2-hydroxyethyl methacrylate (PHEMA) or (3) Chemically grafted hydrophilic thin coating of copolymer of NVP and HEMA In a method of modifying the surface of an ophthalmic implant material by The above-mentioned one-step γ-ray irradiation polymerization is carried out substantially in an aqueous solution under the following conditions. How to: (a) the concentration of the monomer is about 0.1 to about 50% by weight; (b) the total irradiation dose of gamma rays; (c) the γ-ray irradiation rate is about 10 to about 2 , 500 rad/min, and (d) substantially remove free oxygen from the graft polymerization aqueous solution. to be removed. 8. The method of claim 1, further comprising one or more of the following conditions: (e) coating thickness. (f) Free label in the aqueous solution for graft polymerization. A radical scavenger is added, and (h) a swelling solvent for the PMMA surface is added to the aqueous solution for graft polymerization. Put in. 9. NVA, HEMA or a mixture of NVA and HEMA is ionized under the above conditions. The total monomer concentration in the solution, together with the monomer or mixture thereof, is from about 0.1 to about The method according to claim 1, wherein the copolymerization is carried out by irradiation with gamma rays at a concentration of 50% by weight. 10. Claims that the ionic monomer is vinylsulfonic acid or vinylcarboxylic acid The method according to item 9. 11. Vinyl sulfonic acid is sulfoethyl methacrylate, sulfopropyl methacrylate 11. It is rylate, styrene sulfonic acid or vinyl sulfonic acid. the method of. 12. The vinyl carboxylic acid is acrylic acid, methacrylic acid or crotonic acid The method according to claim 10. 13. The method according to claim 9, wherein the ionic monomer is a monomer having an amino group. Law. 14. Monomers with amino groups are vinylpyridine, aminostyrene, aminoamine 14. The method according to claim 13, which is an acrylate or an aminomethacrylate. 15. An ophthalmic implant material made by the method of claim 1. 16. Intraocular lenses, corneal inlays, artificial corneas, superior corneal lens devices, and glaucoma lenses. 16. The ophthalmological implant according to claim 15, which is a retina stabilizer or a sclera buckle. plant. 17. Ophthalmology whose surface is basically composed of polymethyl methacrylate (PMMA) N-vinylpyrrolidone (NVP), 2-hydroxy One stage of ethyl methacrylate (HEMA) or a mixture of NVP and HEMA Formed by electron beam irradiation polymerization (1) Poly-N-vinylpyrrolidone (PVP), (2) Poly-2-hydroxyethyl Chil methacrylate (PHEMA) or (3) Copolymer of NVP and HEMA Surface of ophthalmic implant materials by chemically grafted hydrophilic thin coating In the method of surface modification, the above-mentioned one-step γ-ray irradiation polymerization is substantially carried out in an aqueous solution. A method characterized by being carried out under the following conditions: (a) the monomer concentration is about 0.1 to about 50% by weight; (b) total irradiation with the electron beam; The dose is equivalent to the irradiation dose for gamma rays of about 0.001 to about 0.50 megarads. death, (c) The electron beam irradiation rate is from about 10 to about 105 rad/min. 18. 18. The method of claim 17, further comprising one or more of the following conditions: (d) a graph. (e) substantially remove free oxygen from the polymerization solution; and (e) reduce the thickness of the polymer tunic to about 1 (f) free radicals in the aqueous solution for graft polymerization. (g) Add a swelling solvent for the PMMA surface into the aqueous solution for graft polymerization. It will be done. 19. The surface is basically made of polypropylene (PP) or polyvinylidene fluoride (PVD). F), composed of polycarbonate (PC) or silicone polymer (PSi) N-vinylpyrrolidone (NVP), 2- Hydroxyethyl methacrylate (HEMA) or a mixture of NVP and HEMA (1) Poly-N-vinylpyrrolid formed by one-step electron beam irradiation polymerization of (PVP), (2) poly-2-hydroxyethyl methacrylate (PHEMA )or (3) Copolymer of NVP and HEMA Surface of ophthalmic implant materials by chemically grafted hydrophilic thin coating In the method of surface modification, the one-step electron beam irradiation polymerization described above is substantially A method characterized by being carried out in a liquid under the following conditions: (a) the monomer concentration is about 0.1 to about 50% by weight; (b) total irradiation with an electron beam; The radiation dose is about 0.001 to about 0.50 megarad, and (c) the irradiation rate of the electron beam is from about 10 to about 105 rad/min. 20. 20. The method of claim 19, further comprising one or more of the following conditions: (d) a graph. (e) Substantially removes free oxygen from the aqueous polymerization solution, and (e) reduces the thickness of the polymer coating layer. (f) Add free radicals to the graft polymerization aqueous solution. Add a cal scavenger, and (g) add a swelling solvent for the PMMA surface to the aqueous solution for graft polymerization. It will be done.
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