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KR102221923B1 - 폴리페놀 단량체를 포함하는 항산화 기능성 콘택트렌즈 및 이의 제조방법 - Google Patents

폴리페놀 단량체를 포함하는 항산화 기능성 콘택트렌즈 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR102221923B1
KR102221923B1 KR1020190117710A KR20190117710A KR102221923B1 KR 102221923 B1 KR102221923 B1 KR 102221923B1 KR 1020190117710 A KR1020190117710 A KR 1020190117710A KR 20190117710 A KR20190117710 A KR 20190117710A KR 102221923 B1 KR102221923 B1 KR 102221923B1
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KR
South Korea
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lens
contact lens
antioxidant
monomer
antioxidant functional
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KR1020190117710A
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Inventor
조병기
김호중
양정민
Original Assignee
단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
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Publication date
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Abstract

폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제, 중합개시제 및 기타 첨가제로 이루어지는 공중합체를 포함하는 항산화 기능성 콘택트렌즈 및 이의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 콘택트렌즈는 항산화 기능이 있는 폴리페놀 단량체가 렌즈 기재에 화학적으로 결합함으로써, 항산화 물질의 용출문제를 개선하고, 기타 첨가제로 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)와 같은 물질을 추가로 공중합체에 도입함으로써 함수율 및 렌즈 표면 친수성이 향상되고 착용감이 우수한 이점이 있다.

Description

폴리페놀 단량체를 포함하는 항산화 기능성 콘택트렌즈 및 이의 제조방법{Antioxidant functional contact lens containing polyphenolic monomers and manufacturing method thereof}
본 발명은 폴리페놀 단량체가 중합된 항산화 콘택트렌즈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제 중합개시제 및 기타 첨가제로 이루어지는 공중합체를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈에 관한 것이다.
현재 정보화 사회의 발달, 생활환경 악화 등으로 인한 시력저하 현상은 매년 급증하고 있으며, 이를 교정하기 위해 안경 및 콘택트렌즈의 착용율은 지속적인 증가를 보이고 있다.
최초의 콘택트렌즈는 1508년 이탈리아의 레오나르도 다빈치가 물이 가득 찬 둥근 유리그릇을 이용한 실험과정에서 착안하여 개발되었으며, 1888년경 스위스 A. E. Fick이 유리로 만든 렌즈를 개발하였고, 1947년 Kevin Tuohy가 PMMA (polymethyl methacrylate) 를 이용해서 하드 콘택트렌즈 (hard contact lens) 를 개발하였다. 그러나, 앞서 제조된 렌즈는 산소부족으로 오는 눈의 문제점들을 해결할 수 없었으며, 이물감과 각막부종을 야기시키는 문제점이 있었다. 이 후, 1950년대 후반에 체코의 Otto Wichterle와 D Lim가 콘택트렌즈의 기본 재질인 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)를 개발했으며, 현재까지 이를 기반으로 하는 콘택트렌즈가 제조되고 있다.
콘택트렌즈(Contact lens)는 안경에 비하여 시야가 넓고 안경의 착용에서 오는 미용상의 불이익을 피할 수 있는 장점이 있어 널리 사용되어 왔으며, 현재 콘택트렌즈는 시력교정, 치료용 이외에도 미용의 용도로 그 영역이 확대되면서 관련 시장이 지속적으로 성정하고 있는 추세이다.
이러한 콘택트렌즈는 안구에 직접 접촉함으로써, 눈의 안전과 효능을 유지하는 동시에 콘택트렌즈의 투명성과 표면 습윤성을 유지해야 하고, 안구의 각막으로 산소가 잘 투과되어야 한다. 따라서, 기계적 강도(tensile strength), 생체적합성(biocompatibility), 무독성(non toxicity), 광학적 투명도(optical transparent), 굴절율(refractive index), 표면친수성(surface wetability), 각막에 적합한 함수율(water content), 팽윤비(welling rate), 산소투과성(oxygen permeability) 등의 조건을 만족하는 콘택트렌즈가 제조되어야 하며, 이를 위해 사용자의 착용감과 같은 임상학적인 측면도 고려하여 설계가 이뤄져야 한다.
콘택트렌즈는 크게 하드형과 소프트형 콘택트렌즈로 구분된다. 소프트 콘택트렌즈는 착용자의 건강상태, 안검의 상태, 눈물의 과부족, 렌즈처방의 문제, 착용 전과 후의 눈의 변화 등에 따라서 여러가지 부작용이 발생될 수 있다. 특히, 콘택트렌즈를 오랜 기간 착용함에 따라 각막의 신생혈관, 급성충혈, 각막미란, 거대유두결막염 등이 발생할 수 있으며, 심각하게는 각막상처를 통해 세균이 침범하는 감염성 각막염 등이 발생할 수 있다. 더욱이, 장시간 렌즈를 착용하는 경우, 외부의 광원에 렌즈가 오랜 시간 노출되어 자외선에 의해 활성 산소가 생성, 축적된다.
활성산소는 피부 콜라겐 등의 결합조직 형성 파괴, 세포막 기능 저해, DNA 변이 촉진, 단백질 작용 변형, 세포간 에너지 전이, 신진 대사와 관련된 분자들의 변형 등을 유발하는 것으로 알려져 있다(Lavker RM 및 Kligman AM, J. Invest. Dermatol., 1988, 90, 325). 활성산소가 일정수준 이상 축적되면 신체에 독성물질로 작용할 수 있다.
즉, 렌즈를 장시간 착용하게 되면, 렌즈에서 발생되는 활성산소가 눈에 누적되게 된다. 눈에서 시력을 담당하는 중요부위인 황반에 독성물질인 활성산소가 과잉 생산, 축적되면 주변 세포가 파괴될 수 있다. 또한, 신체적인 노화가 진행된 경우에는, 기초적인 방어기전이 둔화되어 그 피해가 더 커질 수 있다.
또한, 종래 기술에서는 실제 항산화 실험 결과를 보여주지 않았으며, 항산화 물질과 렌즈 기재와의 화학적 결합이 아닌, 기계적인 혼합을 통한 물리적 탑재 가능성만을 제시해왔다. 그러나, 이러한 물리적 탑재 방법은 항산화 물질의 빠른 방출 및 항산화 기능의 유지 기한이 짧은 문제점이 있다. 이로 인해, 항산화 물질이 물리적으로 탑재된 콘택트렌즈를 제조하게 되면, 제조되자마자 항산화 물질이 외부로 방출되어, 렌즈의 유통기한이 짧아지게 되어 상업적으로 유용하지 못하고, 제조공정상 렌즈를 제조한 이후 항산화 물질을 탑재하는 별도의 공정이 필요하게 되므로 제조 공정이 복잡해지고 제조비용이 증가하는 등의 단점이 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 폴리페놀 단량체를 렌즈 기재에 화학적으로 결합시켜 항산화 물질의 방출을 개선하고 장시간 항산화 기능이 유지하면서도, 높은 함수율과 우수한 착용감을 갖는 콘택트렌즈를 발명했으며, 이와 같은 항산화 기능성 콘택트렌즈는 종래에 보고된 바 없었다.
특허문헌 1. 한국공개특허 제2009-0005797호 특허문헌 2. 한국공개특허 제2008-0080124호
본 발명의 목적은 폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제 중합개시제 및 기타 첨가제로 이루어지는 공중합체를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 (a) 폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제 중합개시제 및 기타 첨가제를 혼합하여 몰드에 주입하는 단계, (b) 오븐에서 중합하는 단계 및 (c) 상기 중합으로 형성된 공중합체를 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리페놀 단량체; 렌즈 기재 조성물; 가교제; 중합개시제 및 기타 첨가제로 이루어지는 공중합체를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈가 제공된다.
일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는 구조식 1의 유도체로서,
[구조식 1]
Figure 112019097747817-pat00001
구조식 1에서, R1은 -H 또는 -OH 이고, R2 및 R3는 -OH이고, R4는 -(CH2)nNH-, -(CH2)nO-, -O(CH2)nNH-, -O(CH2)nO-, -COO(CH2)nO- 및 -COO(CH2)nNH-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(단, n은 정수), R5는 -H 또는 CH3 일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 1 중량부 포함될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 렌즈 기재 조성물은 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기타 첨가제는, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 콘택트렌즈는, 접촉각이 50 내지 70일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 콘택트렌즈는, 함수율이 40% 이상일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 콘택트렌즈는, 라디칼 소거율이 70% 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, (a) 폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제 중합개시제 및 기타 첨가제를 혼합하여 몰드에 주입하는 단계; (b) 오븐에서 중합하는 단계; 및 (c) 상기 중합으로 형성된 공중합체를 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조방법이 제공된다.
일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는, 구조식 1의 유도체로서,
[구조식 1]
Figure 112019097747817-pat00002
구조식 1에서, R1은 -H 또는 -OH 이고, R2 및 R3는 -OH이고, R4는 -(CH2)nNH-, -(CH2)nO-, -O(CH2)nNH-, -O(CH2)nO-, -COO(CH2)nO- 및 -COO(CH2)nNH-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(단, n은 정수), R5는 -H 또는 CH3 일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 1 중량부 포함될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 렌즈 기재 조성물은, 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 기타 첨가제는, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)일 수 있다.
본 발명을 이용하면 렌즈 기재에 항산화 기능이 있는 폴리페놀 단량체를 화학적으로 결합시켜 항산화 물질의 용출 문제가 일어나지 않고, 콘택트렌즈의 항산화 기능을 장시간 유지할 수 있다. 이 때, 폴리페놀 계열의 단량체는 소수성으로 인해 과량 사용 시, 단백질 흡착 및 함수율 감소 등의 문제가 야기될 수 있는데, 본 발명에서는 소량의 폴리페놀 단량체(공중합체 기준으로 0.5% 이하의 중량부)만으로도 충분한 항산화 기능이 구현되므로 콘택트렌즈의 변형을 낮출 수 있는 이점이 있다. 예컨대, 항산화 기능성 물질인 HALS 대비 1/50 중량부의 폴리페놀 단량체를 콘택트렌즈에 중합시키는 경우, HALS가 중합된 콘택트렌즈와 동일한 수준의 항산화 기능이 나타나는 장점이 있다. 또한, 단백질 비흡착 물질로 알려져 있으며, 높은 함수율과 생체적합성을 갖는 화합물인 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)을 공중합체 제조 시 도입하여, 콘택트렌즈의 함수율 및 렌즈 표면 친수성을 향상시켜 콘택트렌즈의 착용감을 높일 수 있다.
본 발명의 제조방법을 이용하면, 도파민, 갈릭산과 같은 폴리페놀 단량체를 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체와 같은 렌즈 기재 조성물에 공중합시켜 화학적으로 결합시키는 간단한 공정만으로 제조할 수 있다. 렌즈 기재 조성물과 항산화 단량체의 공중합 반응을 이용하는 경우, 여러 번의 공정을 거치지 않고 몰드에 넣어 한 번에 제조할 수 있어, 기존에 비해 경제적인 장점이 있다. 또한, 기존의 콘택트렌즈와 동일한 공정을 통해 제조할 수 있어, 설비를 교체해야 하는 번거로움 없이 항산화 기능이 향상된 콘택트렌즈를 제조가 가능하다.
그러나 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파민 단량체의 합성 반응구조식을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공중합체의 중합 반응 구조식을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 항산화 기능성 콘택트렌즈의 접촉각을 측정한 결과를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항산화 기능성 콘택트렌즈의 가시광선 투과율을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 항산화 기능성 콘택트렌즈의 투명도를 확인한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 항산화 기능성 콘택트렌즈의 흡광도를 확인한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 항산화 기능성 콘택트렌즈의 라디칼 소거율을 확인한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 8은 실리콘 단량체를 이용한 항산화 기능성 콘택트렌즈의 흡광도를 확인한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 9는 아스코빅산의 라디칼 소거율을 그래프로 나타낸 것이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리페놀 단량체; 렌즈 기재 조성물; 가교제; 중합개시제 및 기타 첨가제로 이루어지는 공중합체를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈가 제공된다.
폴리페놀(polyphenol)은 식물에 발견되는 화학물질의 일종으로, 분자 하나에 페놀 그룹이 2개 이상 있는 것이 특징이다. 폴레페놀은 우리 몸에 있는 활성 산소(유해 산소)를 해가 없는 물질로 바꾸어 주는 항산화 효과가 있어 노화를 방지하는 특징이 있다. 폴리페놀의 종류는 세부적으로 수천 가지가 넘는 것으로 보고되며, 대표적으로는 녹차의 카테킨, 포도주의 레스베라트롤, 사과나 양파의 쿼세틴 등이 있다.
본 발명의 폴리페놀 단량체는 폴리페놀 전구체에 중합기를 도입하여 합성된 단량체일 수 있다. 일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는, 하기 구조식 1의 유도체로서, 구조식 1에서, R1은 -H 또는 -OH 이고, R2 및 R3는 -OH이고, R4는 -(CH2)nNH-, -(CH2)nO-, -O(CH2)nNH-, -O(CH2)nO-, -COO(CH2)nO- 및 -COO(CH2)nNH-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(단, n은 정수), R5는 -H 또는 CH3일 수 있다.
[구조식 1]
Figure 112019097747817-pat00003
예를 들면, 폴리페놀 단량체는, 카테콜(Catechol) 및 파이로갈롤(pyrogallol) 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나에 중합기가 도입된 것일 수 있다. 이 때, 카테콜(Catechol) 유도체는 도파민일 수 있고, 파이로갈롤(pyrogallol) 유도체는 갈릭산일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 1 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로는, 상기 폴리페놀 단량체는 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 0.5 중량부임이 바람직하고, 0.3 중량부임이 가장 바람직하다.
일 측에 따르면, 상기 렌즈 기재 조성물은, 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체일 수 있다. 그러나, 본 발명의 렌즈 기재 조성물은 이에 한정되는 것은 아니며, 렌즈 기재로 사용되는 것으로 공지된 물질 중 폴리페놀 단량체와 공중합체를 형성할 수 없는 경우를 제외하고는 특별히 제한되지 않는다.
상기 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA)는 다른 물질과 쉽게 중합하고 무색의 점성을 띠는 액체 유기 화합물이다. 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA)는 친수성 콘택트렌즈의 주재료로 이용되며, 기계적 물성을 비롯한 물리적 물성이 비교적 뛰어난 특성이 있다.
상기 실리콘 단량체는 마크로머 또는 예비중합체에 2개 이상의 [-Si-O-] 반복 단위를 함유하는 것으로, 안과적으로 허용 가능한 물의 함유량을 갖는 친수성 물질이다. 구체적으로, 상기 실리콘 단량체는 에타필콘 A(etafilcon A), 젠필콘 A(genfilcon A), 갈리필콘 A(galyfilcon A), 세노필콘 A(senofilcon A), 레네필콘 A(lenefilcon A), 로트라필콘 A(lotrafilcon A), 로트라필콘 B(lotrafilcon B), 발라필콘 A(balafilcon A), 컴필콘 A(comfilcon A), 또는 폴리마콘(polymacon) 중 어느 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 측에 따르면, 상기 기타 첨가제는 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)일 수 있다. 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)은 세포막의 구성성분인 인지질을 함유한 지질유사체 물질로, 양 말단에 친수성과 소수성 성질을 모두 가지도록 합성된 쌍성이온이며, 높은 친수성과 생체친화성을 갖는 특징이 있다. 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)은 중합이 가능한 비닐기를 포함하고 있어 다른 단량체와 중합하여 블록 고분자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)을 콘택트렌즈에 적용하게 되면, 함수율 증가 및 렌즈 표면 접촉각 저하를 통해 단백질 비흡착정도를 증가시켜 콘택트렌즈의 표면에서 윤활제 역할을 수행함으로써 렌즈의 착용감을 높일 수 있다. 상기 기타 첨가제가 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)인 경우, 상기 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)는 상기 공중합체를 기준으로 3 내지 7 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로는 상기 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)은, 상기 콘택트렌즈를 이루는 공중합체를 기준으로 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 렌즈 기재 조성물이 실리콘인 경우, 상기 기타 첨가제는 N,N-디메틸아크릴아마이드(N,N-dimethylacrylamide, DMA) 또는 N-메틸-N-비닐아세트아마이드(N-methyl-N-vinylacetamide, MVAc)일 수 있다.일 측에 따르면, 상기 콘택트렌즈는, 접촉각이 50 내지 70일 수 있다. 구체적으로는, 접촉각이 55 내지 65임이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 측에 따르면, 상기 콘택트렌즈는, 함수율이 40% 이상일 수 있다. 구체적으로는, 공중합체 기준으로 0.5 중량부 이하의 폴리페놀 단량체를 포함하는 경우, 함수율이 45% 이상이고, 0.3 중량부 이하의 폴리페놀 단량체를 포함하는 경우, 함수율이 50% 이상임이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 측에 따르면, 상기 콘택트렌즈는, 라디칼 소거율이 70% 이상일 수 있다. 상기 라디칼 소거율은 항산화 콘택트렌즈의 흡광도로부터 산출된 수치일 수 있다. 이 경우, 상기 항산화 콘택트렌즈는 흡광도 측정시작 이후 30분 경과 시에 누적된 라디칼 소거율이 70% 이상일 수 있고, 1시간 경과 시에 누적된 라디칼 소거율이 85% 이상일 수 있다. 구체적으로는, 공중합체 기준으로 0.1 내지 0.5 중량부의 폴리페놀 단량체를 포함하는 경우, 30분 경과 시 누적 라디칼 소거율이 75% 이상이고, 1시간 경과 시 누적 라디칼 소거율은 85% 이상임이 바람직하다. 0.3 내지 0.5 중량부의 폴리페놀 단량체를 포함하는 경우, 30분 경과시 누적 라디칼 소거율이 85% 이상임이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가교제는, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate, EGDMA), 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트(DEGMA), 글리세롤 디메타크릴레이트(GDMA), 디비닐벤젠(DVB) 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TMPTMA) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 가교제로 인해 항산화 단량체 및 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA)가 가교되어 공중합체를 형성할 수 있으며, 구체적으로 본 발명의 가교제는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate, EGDMA)임이 바람직하다.
상기 중합개시제는, 아조디이소부틸로나이트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN), 벤조인 메틸 에테르(Benzoin methyl ether, BME), 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl peroxide, BPO), 디메톡시페닐 아세토페논(DMPA) 및 2,5-디메틸-2,5-디-(2-에틸헥사노퍼옥시)헥산 중 어느 하나가 포함될 수 있으나, 아조디이소부틸로나이트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN)임이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, (a) 폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제 중합개시제 및 기타 첨가제를 혼합하여 몰드에 주입하는 단계; (b) 오븐에서 중합하는 단계; 및 (c) 상기 중합으로 형성된 공중합체를 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조방법이 제공된다.
상기 (a) 및 (b) 단계는 콘택트렌즈를 공중합하는 단계로, (a) 단계는 공중합 반응에 참여하는 물질을 한번에 넣고 중합을 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 (a) 및 (b) 단계는, 각 반응물질을 기 결정된 배합비를 갖도록 정량하여 혼합시킨 뒤, 몰드에 주입하여 오븐에 넣고 중합을 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로는, 각 반응물질을 기 결정된 배합비를 갖도록 정량하여 혼합시킨 뒤, 몰드에 주입하여 오븐에 넣어 중합을 수행하는 것일 수 있다. 이 때, 중합을 수행하는 방법은 캐스트 몰드(cast mold) 공법일 수 있다. 캐스트 몰드 공법은 하형몰드에 렌즈 성형용 단량체를 주입한 후, 상형몰드를 조립하고, 단량체가 굳은 후 몰드를 분리 제거하여 콘택트렌즈를 제조하는 방법을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 하형몰드는 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 상형몰드는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT)일 수 있으며, 상, 하형 몰드가 모두 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT)일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 (a) 및 (b) 단계는 물 또는 유기용매와 같은 용매를 사용하지 않고 중합하는 단계로, 별도의 중탕, 상온건조 단계, 오븐건조 단계 등의 공정을 요하지 않는 이점이 있다. 또한, 용매를 사용하지 않고 중합을 수행함으로써, 중합 이후의 형태 변화가 거의 없으므로, 제조된 콘택트렌즈의 물성 저하가 적은 이점이 있다. 이 때, 상기 (b) 단계는 상기 (a) 단계에서 주입한 혼합물에 포함된 렌즈 기재 조성물 종류에 따라 온도 및 중합시간의 차이가 있을 수 있다. 일 경우로, 렌즈 기재 조성물이 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)인 경우, 80℃ 내지 100℃의 오븐에서 3시간 내지 5시간 동안 중합하는 방법이 바람직하다. 다른 경우로, 상기 렌즈 기재 조성물이 실리콘 단량체인 경우, 50℃ 내지 70℃의 오븐에서 1시간 내지 3시간 동안 중합하는 것이 바람직하다.
상기 (a) 내지 (c) 단계를 수행하기 전, 폴리페놀 전구체를 이용하여 폴리페놀 단량체를 합성하는 단계가 선행됨이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 폴리페놀 단량체는, 폴리페놀 전구체에 중합기를 도입하여 합성할 수 있다. 일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는, 전술한 구조식 1의 유도체로서, 구조식 1에서 R1은 -H 또는 -OH 이고, R2 및 R3는 -OH이고, R4는 -(CH2)nNH-, -(CH2)nO-, -O(CH2)nNH-, -O(CH2)nO-, -COO(CH2)nO- 및 -COO(CH2)nNH-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고(단, n은 정수), R5는 -H 또는 CH3일 수 있다.
예를 들면, 폴리페놀 단량체는 카테콜(Catechol) 및 파이로갈롤(pyrogallol) 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나에 중합기가 도입된 것일 수 있다. 예를 들어, 카테콜 유도체는 도파민일 수 있고, 파이로갈롤 유도체는 갈릭산일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 측에 따르면, 상기 폴리페놀 단량체는 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 1 중량부 포함될 수 있다. 예를 들어, 폴리페놀 전구체로 도파민을 이용하는 경우, 도파민 단량체는 콘택트렌즈를 이루는 공중합체를 기준으로 0.1 내지 0.5 중량부를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 구체적으로는 도 1에 도시한 반응 구조식과 같이 도파민 단량체가 합성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 (a) 단계의 렌즈 기재 조성물은, 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체일 수 있다. 그러나, 본 발명의 렌즈 기재 조성물은 이에 한정되는 것은 아니며, 렌즈 기재로 사용되는 것으로 공지된 물질 중 폴리페놀 단량체와 공중합체를 형성할 수 없는 경우를 제외하고는 특별히 제한되지 않는다.
상기 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA)는 다른 물질과 쉽게 중합하고 무색의 점성을 띠는 액체 유기 화합물이다. 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA)는 친수성 콘택트렌즈의 주재료로 이용되며, 기계적 물성을 비롯한 물리적 물성이 비교적 뛰어난 특성이 있다.
상기 실리콘 단량체는 마크로머 또는 예비중합체에 2개 이상의 [-Si-O-] 반복 단위를 함유하는 것으로, 안과적으로 허용 가능한 물의 함유량을 갖는 친수성 물질이다. 구체적으로, 상기 실리콘 단량체는 에타필콘 A(etafilcon A), 젠필콘 A(genfilcon A), 갈리필콘 A(galyfilcon A), 세노필콘 A(senofilcon A), 레네필콘 A(lenefilcon A), 로트라필콘 A(lotrafilcon A), 로트라필콘 B(lotrafilcon B), 발라필콘 A(balafilcon A), 컴필콘 A(comfilcon A), 또는 폴리마콘(polymacon) 중 어느 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 측에 따르면, 기타 첨가제는, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)일 수 있다. 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)은 세포막의 구성성분인 인지질을 함유한 지질유사체 물질로, 양 말단에 친수성과 소수성 성질을 모두 가지도록 합성된 쌍성이온이며, 높은 친수성과 생체친화성을 갖는 특징이 있다. 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)은 중합이 가능한 비닐기를 포함하고 있어 다른 단량체와 중합하여 블록 고분자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)을 콘택트렌즈에 적용하게 되면, 함수율 증가 및 렌즈 표면 접촉각 저하를 통해 단백질 비흡착정도를 증가시켜 콘택트렌즈의 표면에서 윤활제 역할을 수행함으로써 렌즈의 착용감을 높일 수 있다. 상기 (a) 단계에서, 기타 첨가제로 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)를 이용하는 경우, 상기 공중합체를 기준으로 3 내지 7 중량부 포함될 수 있다. 구체적으로는 상기 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)은, 상기 콘택트렌즈를 이루는 공중합체를 기준으로 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 렌즈 기재 조성물이 실리콘인 경우, 상기 기타 첨가제는 N,N-디메틸아크릴아마이드(N,N-dimethylacrylamide, DMA) 또는 N-메틸-N-비닐아세트아마이드(N-methyl-N-vinylacetamide, MVAc)일 수 있다.
상기 (a) 단계의 가교제는, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate, EGDMA), 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트(DEGMA), 글리세롤 디메타크릴레이트(GDMA), 디비닐벤젠(DVB) 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TMPTMA) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 가교제로 인해 항산화 단량체 및 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA)가 가교되어 공중합체를 형성할 수 있으며, 구체적으로 본 발명의 가교제는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate, EGDMA)임이 바람직하다.
상기 (a) 단계의 중합개시제는, 아조디이소부틸로나이트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN), 벤조인 메틸 에테르(Benzoin methyl ether, BME), 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl peroxide, BPO), 디메톡시페닐 아세토페논(DMPA) 및 2,5-디메틸-2,5-디-(2-에틸헥사노퍼옥시)헥산 중 어느 하나가 포함될 수 있으나, 아조디이소부틸로나이트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN)임이 바람직하다.
보다 구체적인 설명은 이하의 실시예를 통해 후술하도록 한다.
실시예 1. 도파민 단량체의 합성
폴리페놀 물질로 도파민을 선정하고, 도파민 단량체를 합성하였다. 500ml 플라스크(two-neck flask)에 10g의 Na2B4O710H2O, 5g의 Na2CO3, 200 mL의 탈염수를 넣은 뒤 1시간동안 초음파 처리하였다. 이후, 질소를 충전시킨 뒤, 5g의 도파민을 넣고 30분간 교반하여 용액 1을 제조하였다. 용액 1과는 별도로 메타아크릴릭 언하이드라이드(methacrylic anhydride)에 테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran) 용매를 25ml를 넣어 용액 2를 제조하였다. 0℃에서 용액 1 및 2를 천천히 혼합한 후, 1M의 NaOH용액을 이용하여 pH 9를 유지한 상태로, 12시간동안 교반시켰다. 이후, 6N의 HCl 용액을 이용하여 pH를 1 내지 2로 변환시킨 후, 다시 1시간동안 교반시켰다. 교반이 끝난 용액은 헥세인(hexane)을 통해 재결정을 수행하여, 중합기가 달린 도파민 단량체를 합성하였다. 도 1과 같은 반응구조식에 의해 도파민 단량체의 합성이 수행되었으며, 합성된 도파민 단량체의 분자구조는 NMR분광기를 통해 확인하였다.
실시예 2. 항산화 기능성 콘택트렌즈의 제조
실시예 1로 제조된 도파민 단량체를 이용하여 후술하는 방법으로 렌즈 샘플을 제조하였다. 이 때, 도파민 단량체는 렌즈를 이루는 공중합체 대비 0.1, 0.3, 0.5 중량비로 각각 혼합하여 렌즈 샘플 1 내지 3의 콘택트렌즈를 제조하였다. 하기의 표1과 같은 함량으로 각각 반응물을 정량하고, 20ml 바이알에 정량된 물질을 넣은 뒤 30분간 초음파 처리하여 혼합하였다. 이후, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene terephthalate, PBT)몰드에 주입한 뒤, 4시간 동안 90 ℃의 오븐에 넣고 중합하였다. 중합이 종료된 후, 중합된 샘플들을 몰드로부터 분리하였다. 이 때, 표 1에 기재된 물질에 의한 중합 반응구조식은 도 2에 도시한 바와 같다.
렌즈 샘플 1 렌즈 샘플 2 렌즈 샘플 3
렌즈 기재(HEMA) 2.823g 2.817g 2.811g
도파민 단량체 0.003g 0.009g 0.015g
가교제(EGDMA) 0.012g 0.012g 0.012g
광개시제(AIBN) 0.012g 0.012g 0.012g
MPC(5wt%) 0.15g 0.15g 0.15g
실시예 3. 렌즈 샘플의 함수율 및 접촉각의 측정
실시예 1 및 2로 제조된 렌즈 샘플 1 내지 3의 함수율을 측정하였다. 렌즈 샘플 1 내지 3 각각을 과량의 물에 48시간 동안 침지시킨 후, 꺼내서 표면의 수분을 제거하고 수화된 질량을 측정하였다. 이 때, 함수율은 하기의 식을 이용하여 계산했으며, 각 렌즈 샘플별 3차례씩 실험하여 평균값을 도출하였다.
[식]
함수율(%) = 100 × (수화된 렌즈 무게 - 건조된 렌즈 무게)/수화된 렌즈 무게
함수율을 측정한 결과, 하기 표 2와 같이 렌즈 샘플 1 내지 3의 평균 함수율은 모두 45% 이상인 것으로 나타나, 일반 HEMA 수화겔 콘택트렌즈의 함수율(38%)보다 약 10% 가량 함수율이 향상된 것을 확인하였다.
특히, 렌즈 샘플 1, 2의 경우 평균 함수율이 50% 이상으로 나타났으며, 그 중에서도, 렌즈 샘플 2는 3차례 함수율이 모두 50% 이상으로 나타나, 샘플 중 가장 함수율이 우수한 것으로 확인되었다.
1회차 함수율 2회차 함수율 3회차 함수율 평균 함수율
렌즈 샘플 1 50.7 51.9 49.1 50.6
렌즈 샘플 2 50.2 54.3 50.9 51.8
렌즈 샘플 3 46.4 51.0 51.0 49.5
실시예 1 및 2로 제조된 렌즈 샘플 1 내지 3의 접촉각을 측정하였다. 측정을 위해, 도 3과 같이 렌즈 샘플들을 평평하게 고정시킨 뒤 그 위에 물방울을 떨어트리고, 3분이 지난 후 접촉각을 측정하였다. 도 3을 보면, 렌즈 샘플 1 내지 3은 각각 56°, 59°, 63°의 접촉각이 측정되었다. 기존의 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)를 포함하지 않는 HEMA 콘택트렌즈의 경우에는, 약 70° 이상의 접촉각이 나타나는 점을 고려할 때, 렌즈 샘플 1 내지 3은 종래의 HEMA 콘택트렌즈에 비해 친수성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 아울러, 앞서 확인한 함수율 및 접촉각의 결과로부터, 본 발명의 항산화 기능성 콘택트렌즈는 기존 HEMA 콘택트렌즈에 비해 착용감이 향상될 것을 예상할 수 있었다.
실시예 4. 렌즈 샘플의 투과율 측정
흡광 스펙트럼을 이용하여 실시예 1 및 2로 제조된 렌즈 샘플 1 내지 3의 가시광선 투과율을 측정하였다. 가시광선 파장 범위에서 투과율을 측정한 결과, 도 4와 같은 그래프가 나타났으며, 도 4의 (a), (b), (c) 와 같이 렌즈 샘플 1 내지 3의 파장별 가시광선 투과도를 측정한 결과가 나타났다. 렌즈 샘플 1 내지 3은 각각 97%, 94.9%, 95.8%의 가시광선 평균 투과율이 측정되었다. 즉, 렌즈 샘플 1 내지 3 모두 90% 이상의 높은 투과율이 나타났으며, 이를 육안으로 확인한 결과 도 5와 같이 렌즈 전체가 투명하다는 것도 확인할 수 있었다. 위의 내용을 종합적으로 고려하며, 본 발명의 항산화 기능성 콘택트렌즈는 높은 가시광선 투과율을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
실시예 5. 렌즈 샘플의 항산화 테스트
실시예 1 및 2로 제조된 렌즈 샘플 1 내지 3의 항산화 기능을 테스트 하기 위해 515nm 내지 520nm의 파장에서 최대 흡광도를 가지는 2,2-디페닐-1-피크릴하이드라질(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, DPPH)를 측정에 사용하였다. DPPH는 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 라디칼이 감소하면서 색이 변하는 특성이 있다. DPPH 용액은 라디칼 농도가 높을 경우 자주색을 나타내는 반면, 라디칼이 소거됨에 따라 노란색을 띠게 된다. 이 같은 특성을 이용하여, 라디칼의 소거능을 확인할 수 있다. 구체적으로, 0.2 Mm 농도의 DPPH 용액을 이용하여 실험을 수행했다. 이 때, DPPH 0.079g을 100ml의 에탄올에 넣어 제조한 후, 10배 희석하여 사용했다.
항산화 기능성을 테스트하기 위해, 먼저 대조군 및 각 샘플의 흡광도를 측정하였다. 대조군 및 렌즈 샘플 1 내지 3을 20mL 갈색 바이알 각각에 따로 넣은 뒤, 0.2 mM DPPH를 각 바이알에 2700μl 첨가했다. 37℃에서 상기 바이알들을 교반하면서 517nm에서의 용액 흡광도를 측정했다. 반응 전, 반응 30분 후, 반응 1시간 후의 측정값을 각각 기록함으로써, 도 6과 같은 UV 흡광 스펙트럼을 확인하였다. 도 6의 (a), (b), (c) 는 각각 렌즈 샘플 1, 2, 3의 UV 흡수 스펙트럼을 측정한 결과를 도시한 것으로, 도 6의 흡수 스펙트럼 그래프를 통해 라디칼 소거율을 확인하였다.
측정된 흡광도를 이용하여 라디칼 소거율을 확인했으며, 구체적으로는 하기의 수식 2를 이용하여 DPPH 라디칼 소거율(%)을 확인하였다. 이 때, 하기 수식 내의 'absorbance(control)'는 반응 전 517nm에서의 흡광도를 의미한다.
[수식 2]
Figure 112019097747817-pat00004
위의 방법을 이용하여 흡광 스펙트럼으로부터 라디칼 소거율을 계산한 결과, 반응 30분이 지난 후, 렌즈 샘플 1의 라디칼 소거율은 75.5%임을 확인하였다. 다만, 도 6의 (b) 및 (c)에서는 반응 30분 후, 흡수 스펙트럼 상에서 흡수 피크가 관찰되지 않아, 517nm 파장에서의 흡광도를 통해 라디칼 소거율을 단순 계산했으며, 그 결과 렌즈 샘플 2 및 3은 모두 89%의 라디칼 소거율이 나타남을 확인하였다. 반응 1시간이 지난 후에는, 렌즈 샘플 1 내지 3 의 라디칼 소거율이 모두 90% 이상인 것으로 측정되었다.
구체적으로, 상기 수식 2로 도출된 렌즈 샘플 1 내지 3의 라디칼 소거율은 하기의 표 3과 같았다.
반응 30분 경과시
라디칼 소거율(%)		 반응 1시간 경과시
라디칼 소거율(%)
렌즈 샘플 1 75.5 89.7
렌즈 샘플 2 89.5 89.1
렌즈 샘플 3 88.9 88.7
즉, 렌즈 샘플 1 내지 3은 1시간 내에 라디칼 소거가 종결됨을 알 수 있다.
위와 같은 DPPH 용액을 이용한 흡광도 측정을 통해 라디칼 소거율을 결정하는 경우, 517nm 파장에서의 흡수 피크 형태는 보이지 않으나 330nm 파장 근처에서 흡수하는 피크의 영향으로 0의 흡수 세기를 가질 수 없으므로, 이미 잘 알려진 항산화 물질의 소거율과 비교함으로써 본 발명의 항산화 기능성 콘택트렌즈의 항산화 기능을 평가하는데 유용한 지표로 이용할 수 있다. 따라서, 대표적인 항산화 물질로 알려진 아스코빅산의 라디칼 소거율을 측정하여 도 7과 같이 그래프로 나타내었다. DPPH 용액 조건하에서 아스코빅산의 경우, 91.1%의 라디칼 소거율을 나타냈으며, 도 7에서는 아스코빅산의 라디칼 소거율을 100%라 가정하여 계산된 상대적인 라디칼 소거율을 도시하였다. 도 7을 보면, 렌즈 샘플 1 내지 3은 반응 30분 경과시, 각각 83%, 98%, 98%의 라디칼 소거율이 나타났고, 반응 1시간 경과시에는, 각각 98%, 98%, 97%의 라디칼 소거율이 나타났다. 즉, 본 발명의 항산화 기능성 콘택트렌즈는 아스코빅산 대비 약 98%에 준하는 항산화 능력이 나타나는 것을 확인하였다.
실시예 6. 실리콘 렌즈 샘플의 제조
실리콘 렌즈 기재를 이용한 항산화 콘택트렌즈를 제조하기 위해, 하기 표 4의 중합 화합물 조성을 이용하였다.
실리콘 렌즈 샘플
렌즈 기재(실리콘 단량체) 30.0 wt% TRISa + 10.0 wt% mPDMSb
폴리페놀 단량체 0.45wt% 도파민 단량체
가교제 0.4 wt% EGDMAc
광개시제 0.15 wt% V-65d
기타 첨가제 9.0 wt% DMAe+45.0 wt% MVAcf+5.0% wt% MPCg
a: 3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propyl methacrylate
b : methacryloxypropyl terminated polydimethylsiloxane
c : ethylene glycol dimethacrylate
d : 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)
e : N,N-dimethylacrylamide
f : N-methyl-N-vinylacetamide
g: 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine
상기 표 4의 실리콘 렌즈 샘플의 구성비에 따라 원료를 혼합한 후, 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 혼합된 모노머는 콘택트렌즈 몰드에 주입하고 드라잉 오븐(HST-501S, Hanst)에서 50℃에서 1시간, 60℃에서 1시간동안 중합하여 실리콘 렌즈 샘플을 제조하였다. 제조된 실리콘 렌즈 샘플은 증류수 및 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)을 이용하여 불순물을 제거하였다.
실시예 7. 실리콘 렌즈 샘플의 항산화 테스트
515nm 내지 520nm의 파장에서 최대 흡광도를 가지는 2,2-디페닐-1-피크릴하이드라질(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, DPPH)를 이용하여 실시예 6으로 제조된 실리콘 렌즈의 항산화 기능을 테스트하였다.
먼저, 렌즈 샘플 20ml을 3개의 갈색 바이알에 각각 넣은 뒤, 0.2 mM DPPH를 각 바이알에 2700μl 첨가하였다. 37℃에서 상기 바이알들을 교반하면서 517nm에서의 용액 흡광도를 측정하고, 반응 전, 반응 30분 후, 반응 1시간 후의 측정값을 각각 기록함으로써, 도 8과 같은 UV 흡광 스펙트럼을 확인하였다.
상기 UV 흡광 스펙트럽의 수치로부터 라디칼 소거율을 계산한 결과, 반응 30분 경과시, 실리콘 렌즈 샘플의 라디칼 소거율은 82%로 나타났으며, 1시간 경과시, 86%로 나타났다.
앞서 측정한 실리콘 렌즈 샘플의 흡광도 및 라디칼 소거율과 동일한 조건에서 아스코빅산의 라디칼 소거율을 측정하여 항산화 기능을 비교하였다. 도 9에 도시한 바와 같이, 아스코빅산은 30분, 1시간 경과시에 각각 90.1%, 94.5%의 라디칼 소거율이 나타나 실리콘 렌즈 샘플이 아스코빅산에 준하는 항산화 능력이 있음을 검증하였다. 이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 폴리페놀 단량체; 렌즈 기재 조성물; 가교제; 중합개시제; 및 기타 첨가제로 이루어지는 공중합체를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈로서,
    상기 폴리페놀 단량체는, 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 1 중량부 포함하고,
    상기 기타 첨가제는, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)인, 항산화 기능성 콘택트렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리페놀 단량체는, 하기 구조식 1의 유도체로서,
    [구조식 1]
    Figure 112019097747817-pat00005

    상기 구조식 1에서,
    R1은 -H 또는 -OH 이고,
    R2 및 R3는 -OH이고,
    R4는 -(CH2)nNH-, -(CH2)nO-, -O(CH2)nNH-, -O(CH2)nO-, -COO(CH2)nO- 및 -COO(CH2)nNH-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    (단, n은 정수)
    R5는 -H 또는 CH3인, 항산화 기능성 콘택트렌즈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 기재 조성물은, 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체인, 항산화 기능성 콘택트렌즈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 콘택트렌즈는, 접촉각이 50 내지 70인, 항산화 기능성 콘택트렌즈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 콘택트렌즈는, 함수율이 40% 이상인, 항산화 기능성 콘택트렌즈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 콘택트렌즈는, 라디칼 소거율이 70% 이상인, 항산화 기능성 콘택트렌즈.
  9. (a) 폴리페놀 단량체, 렌즈 기재 조성물, 가교제, 중합개시제 및 기타 첨가제를 혼합하여 몰드에 주입하는 단계;
    (b) 오븐에서 중합하는 단계; 및
    (c) 상기 중합으로 형성된 공중합체를 몰드로부터 분리하는 단계;
    를 포함하는, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조방법으로서,
    상기 폴리페놀 단량체는, 상기 공중합체를 기준으로 0.1 내지 1 중량부 포함하고,
    상기 기타 첨가제는, 메타아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)인, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 폴리페놀 단량체는,
    하기 구조식 1의 유도체로서,
    [구조식 1]
    Figure 112019097747817-pat00006

    상기 구조식 1에서,
    R1은 -H 또는 -OH 이고,
    R2 및 R3는 -OH이고,
    R4는 -(CH2)nNH-, -(CH2)nO-, -O(CH2)nNH-, -O(CH2)nO-, -COO(CH2)nO- 및 -COO(CH2)nNH-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    (단, n은 정수)
    R5는 -H 또는 CH3인, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈 기재 조성물은, 하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA) 또는 실리콘 단량체인, 항산화 기능성 콘택트렌즈 제조방법.
  13. 삭제
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