KR102499267B1 - 실리콘 하이드로젤 콘택트렌즈 표면개질 및 응용 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아민화된 히알루론산의 제조 및 콘택트렌즈를 상기 아민화된 히알루론산으로 표면처리하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 수분에 의한 팽창률이 낮은 콘택트렌즈 표면에 히알루론산을 화학적으로 결합시켜, 산소투과도와 표면 젖음성이 높으며, 착용감이 획기적으로 개선된 콘택트렌즈를 제공할 수 있다.
본 발명은 수분에 의한 팽창률이 낮은 콘택트렌즈 표면에 히알루론산을 화학적으로 결합시켜, 산소투과도와 표면 젖음성이 높으며, 착용감이 획기적으로 개선된 콘택트렌즈를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 실리콘 하이드로젤 콘택트렌즈의 표면개질 및 응용에 관한 것이다.
질병의 진단 및 치료를 위한 다양한 형태의 웨어러블 헬스케어 디바이스 중, 눈물 속 다양한 단백질과 바이오 마커들을 통해 다양한 질병을 진단하고 환자의 상태를 비침습적으로 지속적인 모니터링할 수 있는 콘택트렌즈형 디바이스가 주목받고 있다. 디바이스를 포함한 콘택트렌즈는 작동을 위해 여러가지 요소들을 렌즈 내에 변형없이 안정적으로 포함하고 있어야 한다.
이러한 조건을 만족하기 위하여, 실리콘 기반의 재료를 사용하여 높은 산소투과도를 가지며 수분에 의한 팽창률이 낮은 실리콘 하이드로젤 및 실리콘 엘라스토머와 같은 재료들이 개발되었지만 이러한 재료들은 표면의 소수성이 매우 높아 젖음성이 낮고 이로 인해 착용감이 매우 나쁘며 눈과 각막에 손상을 입힐 우려가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 표면에 친수성 고분자를 코팅하는 방법이 사용되고 있으나, 코팅된 고분자의 수가 적거나 물리적인 결합으로 코팅된 경우 고분자가 쉽게 녹아 없어지는 단점이 있다.
본 발명에서는 작용기가 아민화된 히알루론산과 콘택트렌즈간의 화학적 결합을 통해 고 함수율의 표면층을 갖는 표면개질 콘택트렌즈를 제조하는 기술을 제안하고자 한다. 이 방법의 경우 화학적 결합이 가능한 작용기의 수가 많아 안정적인 결합을 형성할 수 있고, 우수한 생체적합성과 높은 수분친화도를 가지는 히알루론산을 이용하므로 안정적이면서도 친수성인 표면을 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 표면개질된 콘택트렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 콘택트렌즈; 및
상기 콘택트렌즈의 표면에 결합된 히알루론산을 포함하며,
상기 콘택트렌즈의 표면에 형성된 알데하이드기와 아민화된 히알루론산의 아민기가 결합을 형성하는 것인 표면개질 콘택트렌즈를 제공한다.
또한, 본 발명은 S1) 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기를 도입하는 단계;
S2) 상기 S1)의 콘택트렌즈와 유기실란올을 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 아민기를 도입하는 단계;
S3) 상기 S2)의 콘택트렌즈와 다이알데하이드를 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 알데하이드기를 도입하는 단계;
S4) 상기 S3)의 콘택트렌즈와 아민화된 히알루론산을 반응시키는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 작용기가 아민화된 히알루론산을 제조하고, 콘택트렌즈를 상기 아민화된 히알루론산으로 표면개질하는 방법을 제공한다.
본 발명에서는 수분에 의한 팽창률이 낮은 콘택트렌즈 표면에 히알루론산을 화학적으로 결합시킴으로써, 산소투과도와 표면 젖음성이 높고 착용감이 획기적으로 개선된 표면개질 콘택트렌즈를 제조할 수 있다.
도 1은 아민화된 히알루론산의 합성 모식도이다.
도 2는 아민화된 히알루론산의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸다.
도 3은 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸다.
도 4는 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머의 FT-IR 분석 결과를 나타낸다.
도 5는 히알루론산으로 표면개질된 콘택트렌즈의 제조 공정을 나타낸다.
도 6은 표면개질에 따른 콘택트렌즈 표면의 접촉각을 나타낸다.
도 7은 표면개질 콘택트렌즈의 60 일간 접촉각 변화를 나타낸다.
도 2는 아민화된 히알루론산의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸다.
도 3은 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸다.
도 4는 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머의 FT-IR 분석 결과를 나타낸다.
도 5는 히알루론산으로 표면개질된 콘택트렌즈의 제조 공정을 나타낸다.
도 6은 표면개질에 따른 콘택트렌즈 표면의 접촉각을 나타낸다.
도 7은 표면개질 콘택트렌즈의 60 일간 접촉각 변화를 나타낸다.
본 발명은 콘택트렌즈; 및
상기 콘택트렌즈의 표면에 결합된 히알루론산을 포함하는 표면개질 콘택트렌즈에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 표면개질 콘택트렌즈를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 콘택트렌즈는 실리콘 엘라스토머(Silicone elastomer)의 탄성중합체; 및 실리콘 하이드로젤(Silicone hydrogel)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 실리콘계 화합물을 기반으로 할 수 있다. 상기 실리콘 엘라스토머는 폴리디메틸록산(PDMS)일 수 있다.
본 발명에 따른 표면개질 콘택트렌즈는 상기 콘택트렌즈의 표면에 히알루론산이 결합되어 있으며, 구체적으로 콘택트렌즈의 표면에 형성된 알데하이드기와 아민화된 히알루론산의 아민기가 결합을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 콘택트렌즈 표면의 알데하이드기와 아민화된 히알루론산의 아민기의 결합을 표면개질 또는 표면처리라 표현할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 히알루론산으로 콘택트렌즈를 표면개질함으로써 콘택트렌즈의 친수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 콘택트렌즈와 히알루론산이 화학결합을 통해 결합을 형성하므로, 고 함수율의 표면층을 제공할 수 있고, 화학적 결합이 가능한 작용기의 수가 많아 안정적인 결합을 형성할 수 있다. 또한, 우수한 생체적합성과 높은 수분친화도를 가지는 히알루론산을 이용하여 안정적이면서도 친수성인 표면을 형성할 수 있다. 이를 통해, 콘택트렌즈의 산소투과도와 표면 젖음성을 향상시킬 수 있으며, 착용감을 획기적으로 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 아민화된 히알루론산은 작용기에 아민이 결합된 히알루론산을 의미할 수 있으며, 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
구체적으로, 아민화된 히알루론산은 히알루론산의 D-글루쿠론산의 카르복실기가 아민기로 치환된 구조를 가질 수 있으며, 히알루론산의 가지, 즉, 카르복실기가 아민화되어 있으므로, 가지가 아민화된 히알루론산으로 표현할 수 있다.
상기 화학식 1에서 n은 25 내지 10,000의 정수일 수 있고, m은 1 내지 10의 정수, 2 내지 8의 정수 또는 4 내지 6의 정수일 수 있다.
일 구체에에서, 표면개질 콘택트렌즈의 접촉각은 40° 이하 또는 30° 이하일 수 있다. 상기 접촉각 범위에서 산소투과도와 표면 젖음성이 높고 착용성이 우수하다. 상기 접촉각의 측정 방법은 실시예에서의 측정 방법과 동일하다.
또한, 본 발명은 전술한 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 표면개질 콘택트렌즈는 S1) 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기를 도입하는 단계;
S2) 상기 단계 S1)의 콘택트렌즈와 유기실란올을 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 아민기를 도입하는 단계;
S3) 상기 단계 S2)의 콘택트렌즈와 다이알데하이드를 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 알데하이드기를 도입하는 단계; 및
S4) 상기 단계 S3)의 콘택트렌즈와 아민화된 히알루론산을 반응시키는 단계를 통해 제조될 수 있다.
본 발명에서, 콘택트렌즈는 시중에 시판되는 제품을 사용하거나 또는 실험실에서 제조하여 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 콘택트렌즈는 콘택트렌즈 재료를 콘택트렌즈용 몰드에 첨가한 후, 가교하는 방법으로 제조할 수 있다.
상기 콘택트렌즈 재료는 전술한 종류를 사용할 수 있으며, 실리콘 엘라스토머(Silicone elastomer)의 탄성중합체; 및 실리콘 하이드로젤(Silicone hydrogel)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 실리콘계 화합물을 기반으로 할 수 있다. 상기 실리콘 엘라스토머는 폴리디메틸록산(PDMS)일 수 있다.
가교시 몰드에 가교제 및/또는 중합 개시제를 추가로 첨가하여 가교할 수 있으며, 상기 가교제 및 중합 개시제는 당업계에서 일반적으로 사용되는 종류를 사용할 수 있다. 구체적으로, 가교제로 에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트(ethyleneglycol dimethacrylate) 및 아조비스아이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 중합 개시제로 자외선 광개시제인 TPO(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)를 사용할 수 있다.
상기 가교제 및/또는 중합 개시제의 함량은 콘택트렌즈 재료 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부일 수 있다.
상기 가교는 몰드에 열처리 또는 자외선(UV)을 조사하여 수행할 수 있으며, 구체적으로 80 내지 150℃의 오븐에서 1 내지 5 시간 동안 굳히는 방법으로 콘택트렌즈를 제조할 수 있다.
본 발명은 단계 S1)을 수행하기 전에 콘택트렌즈를 세척하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 상기 세척은 아세톤 및/또는 에탄을 등을 사용하여 10 내지 1 시간 동안 수행할 수 있으며, 상기 단계를 통해 콘택트렌즈 제조시의 미반응물을 제거할 수 있다. 상기 단계를 수행한 후 건조를 추가로 수행할 수 있다.
본 발명에서, 단계 S1)은 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기를 도입하는 단계이다. 상기 단계에서는 콘택트렌즈를 플라즈마 처리하여 상기 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기를 도입할 수 있다.
일 구체예에서, 플라즈마는 산소 또는 수소 플라즈마일 수 있으며, 구체적으로 산소 플라즈마일 수 있다.
일 구체예에서, 플라즈마 처리는 5 내지 60 분 또는 10 내지 30 분 동안 수행될 수 있다.
본 발명에서, 단계 S2)는 상기 단계 S1)에서 제조된 콘택트렌즈와 유기실란올을 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 아민기를 도입하는 단계이다. 상기 단계에서는 단계 S1)의 콘택트렌즈 표면의 하이드록실기와 유기실란올이 결합을 형성하며, 상기 콘택트렌즈 표면에 아민기(-NH2)를 도입할 수 있다.
일 구체예에서, 유기실란올은 콘택트렌즈에 아민기를 도입하여 다른 작용기와 결합을 용이하게 만들기 위해 사용된다. 아민과 알데하이드의 반응은 실온에서도 빠른 시간 안에 효과적으로 일어나는 반응이므로, 유기실란올을 사용하여 표면에 아민기가 도입된 콘택트렌즈에 다이알데하이드를 결합시키고, 최종적으로 아민화된 히알루론산을 반응시킴으로써. 기존 표면 함수율이 낮고 접촉각이 높았던 콘택트렌즈의 표면 함수량 및 착용감 등을 개선할 수 있다.
이러한 유기실란올의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 3-아미노프로필트리에톡시실란((3-Aminopropyl)ethyoxysilane, APTES), 3-아미노프로필트리메톡시실란((3-Aminopropyl)methyoxysilane, APTMS), [3-(2-아미노에틸아미노)프로필]트리메톡시실란([3-(2-Aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane) 및 N-(3-트리메톡시실릴프로필)디에틸렌트리아민(N-(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
일 구체예에서, 유기실란올의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 실리콘계 화합물 100 중량부 대비 5 내지 20 중량부 또는 5 내지 15 중량부를 사용할 수 있다.
일 구체예에서 단계 S2)는 40 내지 70℃ 또는 45 내지 60℃에서 1 내지 10 시간 또는 1 내지 3시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명에서, 단계 S3)는 상기 단계 S2)에서 제조된 콘택트렌즈와 다이알데하이드를 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 알데하이드기를 도입하는 단계이다. 상기 단계에서는 단계 S2)의 콘택트렌즈 표면의 아민기와 다이알데하이드의 알데하이드기가 결합을 형성하며, 상기 콘택트렌즈 표면에 알데하이드기를 도입할 수 있다.
일 구체예에서, 다이알데하이드의 하나의 알데하이드기는 링커로서 아민을 매개로 하여 콘택트렌즈에 결합될 수 있다. 구체적으로, 콘택트렌즈의 아민기와 다이알데하이드의 알데하이드기의 shiff-base 반응을 통해 이민 결합(imine bond), 즉, -C=N-을 형성할 수 있다. 또한, 다이알데하이드에서 결합을 형성하지 않은 알데하이드기는 후출할 단계 S4)에서 아민과 결합을 형성할 수 있다.
일 구체예에서, 다이알데하이드의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 글루타알데하이드(Glutaraldehyde), 글리옥살(Glyoxal) 및 숙신알데하이드(Succinaldehyde)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 다이알데하이드의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 실리콘계 화합물 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부 또는 1 내지 5 중량부를 사용할 수 있다.
일 구체예에서 단계 S3)은 20 내지 30℃에서 1 내지 10 시간 또는 1 내지 3시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명에서 단계 S4)는 상기 단계 S3)에서 제조된 콘택트렌즈와 아민화된 히알루론산을 반응시키는 단계이다. 상기 단계에서는 단계 S3)의 콘택트렌즈 표면의 알데하이드기와 아민화된 히알루론산의 아민기가 결합을 형성하며, 상기 콘택트렌즈 표면에 히알루론산이 결합될 수 있다.
일 구체예에서, 아민화된 히알루론산은 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
구체적으로, 아민화된 히알루론산은 히알루론산의 D-글루쿠론산의 카르복실기가 아민기로 치환된 구조를 가지며, 상기 화학식 1에서 n은 25 내지 10,000의 정수일 수 있고, m은 1 내지 10의 정수, 2 내지 8의 정수 또는 4 내지 6의 정수일 수 있다.
상기 아민화된 히알루론산은 히알루론산을 다이아민과 반응시켜 제조할 수 있다.
히알루론산은 생체 적합성 및 생분해성 특성을 가질 뿐만 아니라 경피 전달 특성을 가지고 있어, 인체에 안전하게 적용할 수 있으며, 항원 단백질을 비롯한 다양한 단백질 의약품 및 화학 의약품의 경피 약물 전달 시스템에 적용 가능하다는 장점을 가진다.
본 발명에서 명시적인 기재가 없는 한, '히알루론산(Hyaluronic acid, HA)'은 하기 일반식 1로 표현되는 반복단위를 갖는 고분자를 지칭하며, 히알루론산의 염 형태를 모두 포함하는 의미로 사용된다.
[일반식 1]
상기 일반식 1에서, n은 25 내지 10,000 의 정수일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 히알루론산 또는 히알루론산의 염은 그 구성의 한정은 없으나, 바람직하게는 분자량이 1,000 내지 1,000,000 달톤(Da), 5,000 내지 500,000 Da 또는 5,000 내지 300,000 Da일 수 있다.
일 구체예에서, 히알루론산을 다이아민과 반응시키면, 다이아민 중의 하나의 아민 그룹은 히알루론산의 카르복실기와 반응하여 아민화된 히알루론산을 형성할 수 있다.
상기 다이아민의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 에틸렌다이아민, 부틸렌다이아민, 헥사메틸렌다이아민, 펜타에틸렌헥사아민 및 1,5-다이아미노-2-메틸펜탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 다이아민은 히알루론산 단위체 대비 1 내지 30 몰(mole) 배 또는 10 내지 20 몰배로 사용할 수 있다.
상기 반응은 pH 4 내지 6 또는 pH 4.5 내지 5 및 25 내지 60℃, 또는 25 내지 40℃에서 1 시간 내지 10 시간 또는 1 시간 내지 3 시간 동안 수행할 수 있다.
일 구체예에서, 단계 S4)에서 아민화된 히알루론산의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 실리콘계 화합물 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부 또는 0.5 내지 2 중량부를 사용할 수 있다.
일 구체예에서 단계 S4)는 20 내지 30℃에서 1 내지 24 시간 또는 2 내지 5시간 동안 수행할 수 있다.
일 구체예에서, 단계 S4)에서는 콘택트렌즈의 알데하이드기는 아민화된 히알루론산의 아민기와 shiff-base 반응을 통해 이민 결합(imine bond), 즉, -C=N-을 형성할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 표면개질 콘택트렌즈가 제조될 수 있다.
본 발명에서는 히알루론산으로 콘택트렌즈를 표면개질함으로써 상기 콘택트렌즈의 친수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 콘택트렌즈와 히알루론산이 화학결합을 통해 결합을 형성하므로, 고 함수율의 표면층을 제공할 수 있고, 화학적 결합이 가능한 작용기의 수가 많아 안정적인 결합을 형성할 수 있다. 또한, 우수한 생체적합성과 높은 수분친화도를 가지는 히알루론산을 이용하여 안정적이면서도 친수성인 표면을 형성할 수 있다. 이를 통해, 콘택트렌즈의 산소투과도와 표면 젖음성을 향상시킬 수 있으며, 착용감을 획기적으로 개선할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
제조예 1. 아민화된 히알루론산(branched HA-NH
2
)의 합성
도 1은 아민화된 히알루론산의 합성 모식도를 나타낸다.
히알루론산과 헥사메틸렌다이아민(1,6-diaminohexane, DAH)을 deionized water(DI water)에 넣고 잘 섞어주었다. 이때 히알루론산의 분자량은 5, 10, 100 또는 200 kDa이며, 헥사메틸렌다이아민은 히알루론산의 20 몰배로 넣어주었다. 이후, 용액의 pH를 4.7로 맞추고 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride(EDC)와 Sulfo-N-Hydroxysuccinimide(Sulfo-NHS)를 넣은 다음 2 시간 이상 반응시켰다.
투석(Dialysis)을 통해 미반응물들을 제거하고 프리즈드라잉으로 건조시켰다.
제조된 아민화된 히알루론산을 1H-NMR로 분석하였다.
도 2는 아민화된 히알루론산의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸 것으로, 분석 결과 아민화된 히알루론산이 합성된 것을 확인할 수 있다.
제조예 2. 콘택트렌즈 제조
실리콘 엘라스토머(MED-6015 Part A, Nusil 사)와 가교제(MED-6015 Part B, Nusil 사)를 10:1로 섞고 거품을 제거한 후, 렌즈 몰드에 붓고 100℃ 오븐에서 2 시간 이상 굳혀 콘택트렌즈를 제조하였다.
아세톤 및 에탄올의 혼합물에 콘택트렌즈를 넣고 30 분 이상 소니케이션을 수행하여 콘택트렌즈 제조 시의 미반응물을 제거하였다. 그 후, 100℃ 오븐에서 1 시간 이상 건조시켰다.
실험예 1. 콘택트렌즈의 물성 비교
제조예 2에서 제조한 콘택트렌즈와 시판용 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)의 물성을 비교하였다.
먼저, 실리콘 엘라스토머(MED-6015 Part A, Nusil 사)와 PDMS를 각각 디클로로메탄에 20 mg/ml의 농도로 녹여 용액을 제조하였다. 상기 두 용액에 대하여 1H-NMR 분석을 진행하였다.
도 3은 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머의 1H-NMR 분석 결과를 나타낸다.
상기 도 3에 나타난 바와 같이, 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머는 동일한 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실리콘 엘라스토머와 시판용 PDMS의 작용기 및 물성을 비교하기 위하여, 상기 실리콘 엘라스토머 및 PDMS를 가교시켜 필름 형태로 제조하였다. 상기 필름에 대해 푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR)을 진행하였다. 이때, 가교는 실리콘 엘라스토머 및 PDMS를 각각 가교제(MED-6015 Part B, Nusil 사)와 10:1비율로 배합하여 잘 섞어주고 모양을 형성한 후, 100℃ 오븐에서 4 시간 가열하였다.
도 4는 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머의 FT-IR 분석 결과를 나타낸다.
상기 도 4에 나타난 바와 같이, 시판용 PDMS와 실리콘 엘라스토머는 동일한 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.
제조예 3. 히알루론산으로 표면개질된 콘택트렌즈 제조
도 5는 히알루론산으로 표면개질된 콘택트렌즈의 제조 공정을 나타낸다.
먼저, 제조예 2에서 제조된 콘택트렌즈를 산소 플라즈마 장치를 이용하여 15분 이상 플라즈마 처리하여 상기 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기(-OH)를 도입하였다.
10 중량%의 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES) 용액에 표면에 하이드록실기가 도입된 콘택트렌즈를 넣고 50℃ 이상의 오븐에서 2 시간 이상 반응시켜 표면에 아민기(-NH2)를 도입하였다.
DI water로 미반응물을 제거한 후, 2.5 중량%의 글루타알데하이드 용액에 담구고 실온에서 1 시간 이상 반응시켜 콘택트렌즈의 표면에 알데하이드기(-CHO)를 도입하였다.
DI water로 미반응물을 제거한 후, 제조예 1에서 제조한 0.5 중량%의 아민화된 히알루론산 용액에 넣은 다음, 12 시간 이상 반응시켰다.
그 후, 미반응물을 DI water로 제거하였다.
실험예 2. 친수성 평가
제조예 2에서 제조된 콘택트렌즈 및 제조예 3에서 제조된 표면개질 콘택트렌즈의 접촉각을 측정하여 표면의 친수성을 확인하였다.
구체적으로, Smartdrop의 장비를 이용하여 제작된 콘택트렌즈 위에 5 μL의 물을 떨어뜨린 직후와 1시간 후의 접촉각을 측정하였다.
도 6은 표면개질에 따른 콘택트렌즈 표면의 접촉각을 나타낸다. 구체적으로, Non-treated surface는 제조예 2에서 제조된 콘택트렌즈를 나타내고, branched HA-NH2는 제조예 3에서 제조된 표면개질 콘택트렌즈로서 10 K와 100 K는 각각 제조시 사용된 히알루론산의 분자량(Da)을 나타낸다. 또한, HA는 콘택트렌즈에 순수한 히알루론산(분자량: 10 kDa)을 처리한 경우를 나타낸다.
상기 도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 제조 방법으로 히알루론산을 콘택트렌즈의 표면에 결합시킬 때, 낮은 접촉각을 보이는 것을 확인할 수 있으며, 히알루론산의 분자량이 높아질수록 접촉각이 낮아짐을 확인할 수 있다.
또한, 아민화된 히알루론산 대신 순수한 히알루론산을 사용할 경우, 상기 순수한 히알루론산과 콘택트렌즈는 화학적 결합이 일어나지 않고, 이 경우 히알루론산이 안정적으로 표면 코팅되지 않아 접촉각이 높은 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 7은 시간에 따른 표면개질된 콘택트렌즈의 접촉각 변화를 나타낸다. 구체적으로, HA-NH2는 제조예 3에서 제조된 표면개질 콘택트렌즈로서 10 K와 100 K는 각각 제조시 사용된 히알루론산의 분자량을 나타낸다.
도 7에 나타난 바와 같이, 표면개질 히알루론산을 30 일간 렌즈 보관 용액에 보관 시, 분자량이 높을수록 안정적인 결합을 이루며 낮은 접촉각을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 분자량이 10 K인 히알루론산을 사용한 경우, 60 일간 접촉각이 최대 60°까지 증가한 후 변화가 미미한 것을 확인할 수 있으며, 분자량이 100 K인 히알루론산을 사용한 경우, 60 일간 40° 이하의 낮은 접촉각을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
Claims (10)
- 콘택트렌즈; 및
상기 콘택트렌즈의 표면에 결합된 히알루론산을 포함하며,
상기 콘택트렌즈의 표면에 형성된 알데하이드기와 아민화된 히알루론산의 아민기가 결합을 형성하고,
상기 아민화된 히알루론산은 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하는 화합물인 표면개질 콘택트렌즈:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서 n은 25 내지 10,000의 정수이고, m은 1 내지 10의 정수이다.
- 제 1 항에 있어서,
콘택트렌즈는 실리콘 엘라스토머(Silicone elastomer)의 탄성중합체; 및 실리콘 하이드로젤(Silicone hydrogel)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 고분자를 기반으로 하는 것인 표면개질 콘택트렌즈.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
접촉각은 40° 이하인 표면개질 콘택트렌즈.
- S1) 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기를 도입하는 단계;
S2) 상기 단계 S1)의 콘택트렌즈와 유기실란올을 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 아민기를 도입하는 단계;
S3) 상기 단계 S2)의 콘택트렌즈와 다이알데하이드를 반응시켜 콘택트렌즈 표면에 알데하이드기를 도입하는 단계; 및
S4) 상기 단계 S3)의 콘택트렌즈와 아민화된 히알루론산을 반응시키는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
단계 S1)는 산소 플라즈마를 처리하여 콘택트렌즈 표면에 하이드록실기를 도입하는 것인 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
단계 S2)에서 유기실란올은 3-아미노프로필트리에톡시실란((3-Aminopropyl)ethyoxysilane, APTES), 3-아미노프로필트리메톡시실란((3-Aminopropyl)methyoxysilane, APTMS), [3-(2-아미노에틸아미노)프로필]트리메톡시실란([3-(2-Aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane) 및 N-(3-트리메톡시실릴프로필)디에틸렌트리아민(N-(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것인 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
단계 S3)에서 다이알데하이드는 글루타알데하이드(Glutaraldehyde), 글리옥살(Glyoxal) 및 숙신알데하이드(Succinaldehyde)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
단계 S4)에서 아민화된 히알루론산은 하기 화학식 1로 표현되는 반복단위를 포함하는 화합물로, 히알루론산을 다이아민과 반응시켜 제조된 것인 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서 n은 25 내지 10,000의 정수이고, m은 1 내지 10의 정수이다.
- 제 9 항에 있어서,
히알루론산은 히알루론산(Hyaluronic acid, HA) 또는 히알루론산의 염이며,
상기 히알루론산의 분자량은 1,000내지 1,000,000 달톤(Da)인 표면개질 콘택트렌즈의 제조 방법.
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