コンタクトレンズ材料設計システム 『SilicoSim（シリコシム）』を開発

国立大学法人東北大学（宮城県仙台市 総長 冨永悌二、以下「東北大学」）と株式会社メニコン（愛知県名古屋市 代表執行役社長CEO 川浦康嗣、以下「メニコン」）は、2026年6月、計測計算融合を基盤とするマルチスケールモデリングによるコンタクトレンズ素材の設計システム「SilicoSim（シリコシム）」を開発したことをご案内いたします。

東北大学とメニコンは、高い酸素透過性と親水性を両立できる高分子材料で、ソフトコンタクトレンズ材料として広く用いられるシリコーンハイドロゲルを対象に、材料内部の三次元ナノ構造と物質輸送機能の関係を解明しました。研究グループは透過型電子顕微鏡観察（TEM）や放射光実験によりシリコーンハイドロゲルのナノスケール構造とその構造が実現する機能を可視化し、マルチスケールシミュレーションにより、計測結果を高度に再現しました。また、酸素やイオンの輸送経路の特性が原料分子構造によって変化し、材料機能に影響することを理論的に明らかにしました。

本成果は2026年5月26日、高分子分野の専門誌Soft Matterに掲載されました。また、研究グループは本研究成果から生まれたコンタクトレンズ材料に関する構造機能シミュレーションシステムを「SilicoSim（シリコシム）」と命名しました。東北大学とメニコンはこのシステムを活用して、コンタクトレンズ材料の機能理解と新規材料開発への展開を進めます。

（中略：研究背景および取り組みの詳細）

今回の研究では、コンタクトレンズ材料として用いられるシリコーンハイドロゲルを対象に、透過型電子顕微鏡観察及び三次元再構成により、親水性領域と疎水性シリコーン領域がナノメートルスケールで連続的に入り組んだ相分離構造を形成していることを確認しました。また、酸素透過性とナトリウムイオン透過性の評価により、酸素は主にシリコーンに富む領域をイオンは主に親水性領域を経由して輸送されることを示しました。さらに、全原子分子動力学計算と粗視化シミュレーションを組み合わせたマルチスケールシミュレーションを用い、重合に伴う相分離構造の形成を再現し、物質の通りやすさは各相の分率だけでなく、輸送経路の連続性や分子構造に応じた曲がりくねりの度合いにも大きく左右されることを明らかにしました。

メニコンでは、本研究成果から生まれたコンタクトレンズ材料に関する構造機能シミュレーションシステムを「SilicoSim（シリコシム）」と命名し、製品開発に活用するとともに、従来の製品性能の検証にも活用して参ります。