KR100741611B1 - 실리콘을 포함하는 우레탄 친수성 콘택트렌즈 및 그제조방법 - Google Patents

실리콘을 포함하는 우레탄 친수성 콘택트렌즈 및 그제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실리콘을 포함한 우레탄 친수성 콘택트렌즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 실리콘-우레탄, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 단량체로 하여 구성된 중합체를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 고 산소투과성을 가지고 있는 폴리디메틸실록산을 중합 가능한 하이드록시에틸메트아크릴레이트로 치환하고, 여기에 우레탄 그룹을 도입하여 더 좋은 산소투과성과 좋은 탄성을 가지는 하이드로젤 콘택트렌즈의 재료를 합성할 수 있다. 또한, 실리콘-우레탄과 하이드로젤 재질로 사용되는 단량체인 N-비닐-피롤리돈, 메틸 메트아크릴레이트, 하이드록시에틸 메트아크릴레이트 등과 교차결합제로 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트를 사용하여 함수율 및 광투과성이 좋은 하이드로젤 콘택트렌즈를 만들 수 있다.
실리콘, 우레탄, 하이드로젤 콘택트렌즈, 함수율, 광투과율

Description

실리콘을 포함하는 우레탄 친수성 콘택트렌즈 및 그 제조방법 {Urethane Contact lens containing silicone and method thereof}
도 1a는 HEMA-co-Urethane 합성 과정을 나타낸다.
도 1b는 HEMA-co-Urethane-co-PDMS(Polydimethylsiloxnae) 합성 과정을 나타낸다.
도 2는 HEMA-co-Urethane-co-PDMS의 생성 경로를 나타낸다.
도 3은 HEMA-co-Urethane-co-Polydimethylsiloxane의 IR spectra를 나타낸다.
도 4a는 S3-E, S4-E, S5-E의 함수율 및 지름변화를 나타낸다.
도 4b는 EGDMA를 넣은 조합과 넣지 않은 조합에 대한 함수율 및 지름변화를 나타낸다.
도 5는 S3-E-1의 광투과율(A), S4-E-1의 광투과율(B), S5-E-1의 광투과율(C)를 나타낸다.
본 발명은 실리콘을 포함한 우레탄 친수성 콘택트렌즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 실리콘-우레탄, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 단량체로 하여 구성된 중합체를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
콘택트렌즈 재질의 물리적인 특성에 따라 크게 하드 렌즈와 소프트 렌즈로 나눌 수 있다. 하드 렌즈의 대표적인 재료인 PMMA(polymethyl methacrylate)는 지금까지 거의 모든 콘택트렌즈의 대표적인 재질이었다. 광학적으로 투명성을 제공하지만, 습윤성(wettability)이 좋지 않고, 함수율이 전혀 없고 산소투과성이 좋지 않다는 등의 단점이 많았다. 이러한 PMMA 렌즈의 문제점을 보완하기 위해 1960년 wichterle에 의해 콘택트렌즈 친수성 폴리머(polymer)가 개발되면서 렌즈 착용감에 있어서 혁신적으로 개선되었으며, 1970년대 들어 바슈롬사가 미국 FDA에서 최초로 친수성 렌즈를 승인받은 이후 많은 업체에서 다양한 재료와 좋은 함수율 및 높은 산소 투과도 등을 갖는 렌즈재질들이 계속 개발 중이다(Majecti N.V. & Ravi Kumar, Reactive & Functional Polymer, 46:1-32 2000).
고 산소투과 콘택트렌즈의 재질로는 실리콘이 포함되어 있는 prepolymer를 사용하여 만든 hydrogel contact lens가 많이 연구되고 있다. 이러한 연구는 1978년 Gaylord에 의해 시작되었으며, 그 이후로 Dow Corning(사)에서 TRIS(tris-(trimethylsiloxsil-))라는 개발하여 RGP(rigid gas permeability) 콘택트렌즈의 개발을 시작하였다. 또한, 1979년 일본의 Yoyo Contact Lens 사는 PDMS를 가지고 hydrogel 콘택트렌즈를 만들기 시작하였다(Tanaka K. and Takahashi K., US patent 4139513, 1979).
PDMA(Polydimethylsiloxan)은 Si-O-Si의 결합구조로 이루어져 있다. 따라서 원자회전이 자유로워 자체가 soft 하기 때문에 착용감이 뛰어나고, Si와 O의 원자 크기의 차이가 크므로 산소투과가 가능하다. 하지만, 이러한 PDMS는 그 자체로는 사용하기가 힘들기 때문에 분자 한 부분에 Modification을 시켜 사용하고 있다.
렌즈의 산소 투과성은 렌즈의 두께에도 영향을 받는다. 렌즈의 두께가 얇을수록 산소 투과성이 뛰어나고, 착용감 또한 좋아진다. 하지만, 렌즈의 두께가 얇아지게 되면 쉽게 찢어지는 문제점이 있다. 이러한 문제를 없애고 렌즈의 두께를 얇게 만들기 위해 탄력성이 좋을 재질을 위해서 우레탄 그룹(Urethane group)을 렌즈에 도입하는 방법이 있다. 우레탄은 hard와 soft group이 반복적으로 구성된 구조이므로 탄력성과 강인성이 뛰어난 것으로 알려져 있다(Ho-Bum Park & Choon-Ki Kim, Journal of Membrane Science, 204:257 2002).
소프트 렌즈의 대표적인 재료로는 하이드록시에틸메트아크릴레이트(HEMA), 메트아크릴레이트(MA), N-비닐-피롤리돈(NVP) 등이 있고 각 단량체를 중합하여 많은 물리적인 성질을 가진 중합체가 개발되었고 제품화되었다. 실리콘 단량체를 이 용한 콘택트 재질은 산소투과성을 증가시키는 장점이 있다. 대표적인 예가 실리콘 콘택트렌즈 (silicone A, Dow corning Ophthalmic 사)이다. 그러나 실리콘 단량체는 습윤성이 좋지 않다는 문제점이 노출되었다. 실리콘의 소수성을 보완할 수 있도록 친수성 하이드로젤 렌즈의 재질 단량체와 중합하여 렌즈를 만드는 연구가 많이 진행되고 있다.
Polysiloxane은[(CH3)2SiO]n이 반복되어있는 구조로 이루어진 화합물이다. 이러한 구조는 화학식 1과 같이 Zig-Zag 구조로 이루어졌고, Si-O의 극성과 각도가 104o 혹은 109o로 이루어져 있기 때문에 여러 가지 특성을 가지고 있다. 그리고 파라핀의 C-C결합은 거의 극성을 갖지 않은 순수한 공유결합인 반면 Si-O결합은 전기음성도의 차이로서 결합에 참여하는 전자가 한쪽으로 기울기 때문에 Si+O-의 중간상태로 있는 경우로서 C-C와 크게 다르다. 그리고 Si-O의 각도는 약간의 변화에도 큰 에너지를 필요로 하는데 반해 순수한 이온결합에서는 정해져 있는 원자각은 없고 임의의 방향으로 결합될 수 있는 것이 특징이다. 양자의 중각상태로서 대표 원자각은 정해져 있으나 작은 에너지로도 이 각도가 변형될 수 있다는 것이다. 즉 Si-O-Si는 탄성력이 있는 부드러운 결합이라고 말할 수 있다. 때문에 Polysiloxane은 탄성력이 있는 결합이므로 콘택트렌즈에 필요한 성질을 가졌다고 할 수 있다. 또, 이러한 구조로 인해 산소가 이동할 수 있는 분자 간의 공간이 많은 구조로 이루어져 있다.
<화학식 1>
Figure 112006043901377-pat00001
한편, 본 발명에 대한 종래 기술로서, PCT/US2001/09072(2001.03.22)는 습윤성 실리콘 하이드로젤 및 이의 제조방법, 및 당해 실리콘 하이드로젤로부터 제조된 안용 렌즈에 관한 것이고, PCT/US2000/12952(2000.05.12)는 가요성 탄소 코팅을 사용한 실리콘 하이드로젤 콘택트렌즈의 플라즈마 표면 처리법에 관한 것으로 본 발명의 구성과 서로 다르다.
본 발명의 목적은 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 실리콘-우레탄, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 단량체로 하여 구성된 중합체를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 함수율 및 광투과성이 좋은 하이드로젤 콘택트렌즈의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 실리콘-우레탄, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트 아크릴레이트를 단량체로 하여 구성된 중합체를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈를 포함한다.
상기 중합체 내에서 각 단량체의 함량은 전체 100 중량부를 기준으로 하여 하이드록시에틸메트아크릴레이트 36%~38.5%, 실리콘-우레탄 3%~9%, N-비닐-피 롤리돈 27%~29%, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 1%~1.1% 및 메틸 메트아크릴레이트 27%~29%인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (1) 디이소시아네이트를 하이드록시에틸렌메트아크릴레이트 및 디부틸리틴 디라우레이트와 반응시켜 하이드록시에틸메트아크릴레이트와 우레탄의 공중합체를 합성하는 단계;
(2) 하이드록시-터미네이티드 폴리디메틸실록산, 디부틸리틴 디라우레이트 및 하이드록시에틸메트아크릴레이트와 우레탄의 공중합체을 반응시켜 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 우레탄 및 폴리메틸실록산의 공중합체를 합성하는 단계;
(3) 상기 (2)에서 생성된 하이드록시에틸렌메트아크릴레이트, 우레탄 및 폴리메틸실록산의 공중합체, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 중합하는 단계를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈의 제조방법을 포함한다.
상기에서, 디이소시아네이트는 메틸렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 함수율 및 광투과성이 좋은 하이드로젤 콘택트렌즈의 제조를 위하여 아크릴레이트-이소시아네이트 중합체(Acrylate-Isocyanate Prepolymer)를 합성하는 단계, 아크릴레이트-폴리메틸실록산 우레탄 공중합체를 합성하는 단계, 아크릴레이트-폴리메틸실록산 우레탄 공중합체, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 중합하는 단계를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈의 제조방법으로 구성되어 있다.
먼저, 아크릴레이트-이소시아네이트 공중합체의 합성은 디이소시아네이트(Diisocyanate)를 하이드록시에틸메트아크릴레이트(2-hydroxyethylmethacrylate: HEMA)와 디부틸리틴 디라우레이트(Didutylitin dilaurate: DBTDL) 및 하이드로퀴논을 첨가하여 55~65℃까지 온도를 올리고, HEMA를 2시간 동안 천천히 드로핑 시킨 후, 온도를 올리고 1시간 동안 유지한다. 여기에서 하이드로퀴논의 첨가는 HEMA의 비닐 그룹의 중합을 방지할 수 있다.
아크릴레이트-폴리메틸실록산 우레탄 공중합체의 합성을 위하여, 고 산소 투과성 특성을 가지는 하이드록시알킬-터미네이티드 폴리디메틸실록산과 디부틸리틴 디라우레이트를 섞은 후 잘 교반하면서 55~65℃까지 온도를 올린다. 그 후 드로핑 펀넬에 상기에서 합성된 HEMA-co-Urethane를 넣은 후 2시간 동안 천천히 드로핑 시킨 후, 2~3시간 동안 교반하면서 유지하는 것이 좋다.
HEMA는 중합 가능한 prepolymer를 만들기 위해서 사용하였으며, 우레탄의 도입은 탄성이 좋고 산소투과성을 높이기 위해 사용하였다. 이들의 반응은 FT-IR로 확인하였으며, 이 고분자 재료는 고 산소투과성 하이드로 젤 렌즈의 원료로 사용될 수 있다.
상기에서 디이소시아네이트는 메틸렌 디이소시아네이트(methylene diisocyanate: MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate: TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate: HDI) 중에서 모두 사용할 수 있다.
또한, 콘택트렌즈의 재료로 사용되는 실리콘-우레탄을 합성하여 이를 하이드로젤 렌즈의 재질로 사용되는 단량체로 사용하여 중합체(polymer)를 만든 후에 실리콘 재질의 함수율적인 문제점과 광 투과성이 보장된 콘택트렌즈 재질을 만들 수 있다.
실리콘-우레탄 중합체와 하이드로젤 재질로 사용되는 단량체(monomer)인 N-비닐-피롤리돈, 메틸 메트아크릴레이트, 하이드록시에틸메트아크릴레이트 등과 교차결합제로 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트를 사용하여 많은 조합 공식을 토대로 조합한 후 중합시켜 중합체를 만들 수 있다.
상기 중합체 내에서 각 단량체의 함량은 전체 100 중량부를 기준으로 하여 하이드록시에틸메트아크릴레이트 36%~38.5%, 실리콘-우레탄 3%~9%, N-비닐-피롤리돈 27%~29%, 에틸렌글리콜디메트아크릴레이트 1%~1.1% 및 메틸 메트아크릴레이트 27%~29%인 것이 바람직하다.
본 발명에서 중합된 개체를 가지고 함수율 측정과 광투과율 측정을 실시하였다. 본 발명에서 재질의 투명성과 함수율을 동시에 추구하는 폴리머를 합성하여 그 들의 물성을 측정하였다.
본 발명에 의하면 고 산소투과성을 가지고 있는 폴리디메틸실록산을 중합 가능한 하이드록시에틸메트아크릴레이트로 치환하였으며, 여기에 우레탄 그룹을 도입하여 더 좋은 산소투과성과 좋은 탄성을 가지는 하이드로젤 콘택트렌즈의 재료를 합성할 수 있다. 또한, 실리콘-우레탄과 하이드로젤 재질로 사용되는 단량체인 N-비닐-피롤리돈, 메틸 메트아크릴레이트, 하이드록시에틸메트아크릴레이트 등과 교차결합제로 에틸렌글리콜디메트아크릴레이트를 사용하여 함수율 및 광투과성이 좋은 하이드로젤 콘택트렌즈를 만들 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 실시 예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 사용시약
사용된 Acrylate 시약은 Aldrich의 특급시약을 사용하였고, 함유된 중합금지제를 제거하기 위하여 5%의 NaOH 수용액으로 두 번 세척하고 다시 증류수로 두 번 씻어준 후, 무수 MgSO4로 물을 제거하고, 이것을 감압 하에서 증류한 후 사용하였다. 하이드록시-터미네이티드 폴리디메틸실록산(Hydroxy-terminated Polydimethylsiloxane)은 Aldrich의 OH 당량이 20~21인 것을 구입하여 그대로 사용 하였다. 사용한 시약으로는 에틸렌글리콜디메트아크릴레이트(Ethylene Glycol Dimethacrylate), 메틸 메트아크릴레이트(Methyl Methacrylate), 하이드록시에틸메트아크릴레이트(2-hydroxyethylmethacrylate), N-비닐-피롤리돈(N-Vinyl-Pyrrolidon), AIBN(Azobis2-methylpropionitrile)을 사용하였다.
[실시예 2] HEMA-우레탄 공중합체(HEMA-co-Urethane) 합성
잘 건조된 삼목플라스크(three neck flask)에 리플렉스 콘덴서(reflex condenser), 드로핑 펀넬(dropping funnel), 마그네틱 바(magnetic bar)를 설치하고 삼목플라스크에는 온도를 조절할 수 있는 온도 조절장치를 설치한다. 그 후 삼목플라스크에 이소시아네이트(isocyanate)와 DBTDL(Dibutyltindilauryate), 그리고 하이드로퀴논(Hydroquinone: HQ) 을 넣고 드로핑 펀넬에는 하이드록시에틸메트아크릴레이트를 넣는다. 잘 교반하면서 플라스크의 온도를 60℃로 올린 후 HEMA를 2시간 동안 천천히 드로핑 시킨다. 이때 발열이 발생할 수 있으므로 주의해야 한다. 드로핑을 완료한 후 2시간 동안 유지하고 반응을 종료한다(도 1a).
[실시예 3] HEMA-우레탄-폴리디메틸실록산(HEMA-co-Urethane-co-PDMS) 공중합체 합성
잘 건조된 삼목플라스크에 리플렉스 콘덴서, 드로핑 펀넬, 마그네틱 바를 설치하고 삼목플라스크에는 온도를 조절할 수 있는 온도 조절장치를 설치한다. 삼목플라스크에 하이드록시-터미네이티드 폴리디메틸실록산과 DBTDL(Dibutyltindilauryate)를 넣은 후 잘 교반하면서 60℃까지 온도를 올린다. 그 후 드로핑 펀넬에 실시예 2에서 합성된 HEMA-우레탄 공중합체를 넣은 후 2시간 동안 천천히 드로핑 시킨다. 그 후 2시간 동안 교반하면서 유지 후 반응을 종료한다(도 1b). 도 2는 HEMA-우레탄-폴리디메틸실록산 공중합체의 생성 경로를 나타낸다.
도 3은 HEMA-우레탄-폴리디메틸실록산 공중합체의 IR spectra를 나타낸다. HEMA-우레탄 공중합체의 합성에서 반응은 HEMA의 -OH 3300Cm-1에서의 IR spectra의 peak이 사라지고 2270Cm-1에서 diisocyanate peak 크기가 상당히 작아진 것으로 보아 것으로 보아 HEMA의 OH와 디이소시아네이트(diisocyanate)의 2개의 관능기 중 1개와의 반응이 완결되었음을 확인하였다. HEMA-co-Urethane-co-Polydimethylsiloxnae 합성에서 반응은 2270Cm-1에서 -NCO peak이 완전히 사라진 것으로 보아 PDMS의 -OH와 나머지 -NCO간의 반응이 완결됨을 알 수가 있고, 1000~1100Cm-1의 broad한 peak는 Si-O-Si, 1260Cm-1에서 Si-CH3 peak을 확인하였다. 그리고 최종 생성물은 투명하고 점도가 있는 고분자이다.
상기에서와 같이 고 산소투과성을 가지고 있는 PDMS를 중합 가능한 HEMA(2-hydroxyethyl-methacrylate)로 치환하였으며, 여기에 우레탄 그룹을 도입하여 더 좋은 산소투과성과 좋은 탄성을 가지는 하이드로젤 콘택트렌즈의 재료를 합성하였 다.
[실시예 4] 실리콘-우레탄을 이용한 콘택트렌즈 제조 및 분석방법
실리콘-우레탄을 이용한 콘택트렌즈 제조방법:
광투과율, tensile strength 등을 만족시키는 메트아크릴레이트(Methacrylate)의 중합 혼합 비율과 실리콘이 소수성(hydrophobic) 물질이므로 이를 보완해주기 위해서는 친수성인 물질과 함께 공중합 시켜주는 것이 바람직하기 때문에 고함수율을 높이는 비율로 실험하였다. 원료 각각을 70℃ 물 중탕에서 1시간 동안 반응 시킨 고분자의 함수율과 그것의 외관적인 물성을 알아보았다. 중합 후 만들어진 polymer를 식염수에 1 day 담근 후 120℃ oven에 1시간 동안 건조시킨 후 무게를 측정하였다. 시약들은 개시제(AIBN)를 사용하여 중합 후 이것들의 함수율을 측정하였으며 원료 각각의 중합은 모두 신뢰성을 위해 3회 실시하였다.
분석방법:
IR은 Nicolet 520P를 사용하였고, 함수율 측정은 만들어진 콘택트렌즈를 24시간 동안 증류수에 swelling 시킨 후 100℃ oven에서 1시간 동안 건조 후 건조 무게와 swelling의 무게를 측정하여 계산하였다.
광 투과율은 Toncon의 TM-2를 사용하여 가시광선과 UV-A, UV-B를 측정하였다. 콘택트렌즈 중합은 PE Mold를 사용하였다. 중합은 SJ-202W 물중탕기를 사용하여 70℃ 물 중탕에서 120분 동안 중합시켰다.
[실시예 5] HEMA+NVP+SILICONE-URETHANE+MMA+EGDMA 중합
하이드로젤 재료 및 실리콘-우레탄을 배합한 콘택트렌즈 재질을 제조하여 함수율과 광투과율을 측정하였다.
HEMA, NVP, SILICONE-URETHANE, MMA조합인 S3, S4, S5에 가교제인 EGDMA를 1% 정도 넣어 S3-E, S4-E, S5-E의 조합과 EGDMA를 넣지 않은 대조군 조합을 만들었다. S3-E, S4-E, S5-E 및 대조군 조합의 배합비를 표 1에 나타내었다.
표 1. HEMA+NVP+SILICONE-URETHANE+MMA+EGDMA 배합비
HEMA NVP SILICONE- URETHANE MMA EGDMA AIBN
S3-E 35.94% 26.91% 8.95% 27.00% 1.11% 0.10%
S4-E 37.68% 28.25% 4.68% 28.23% 1.06% 0.10%
S5-E 38.35% 28.71% 2.99% 28.81% 1.05% 0.10%
control 36.34% 27.21% 9.05% 27.30% 0 0.10%
표 2에 나타난 바와 같이 S3-E의 경우 함수율이 28.89%로 EGDMA를 넣지 않은 조합의 35.09%보다 줄어든 것을 볼 수 있다. 팽윤 후 지름 변화도 12㎜에서 13.12로 1.1㎜ 정도 늘어나 2㎜ 늘어난 S3 조합보다 적은 지름 변화를 보였다. S4-E의 경우 역시 함수율이 25.39%로 EGDMA를 넣지 않은 조합의 28.49%보다 줄어든 것을 볼 수 있다. 팽윤 후 지름 변화는 12㎜에서 13.12로 1.1㎜ 정도 늘어나 S4 조합과 비슷한 지름 변화를 보였다. S5-E의 경우 함수율이 24.30%로 EGDMA를 넣지 않은 조합인 S5의 29.55%보다 줄어든 것을 볼 수 있다. 팽윤 후 지름 변화는 12㎜에서 12.625로 거의 늘어나지 않았다.
표 2. HEMA+NVP+SILICONE-URETHANE+MMA+EGDMA 중합결과
원료 회수 초기 지름(㎜) 팽윤 후 지름(㎜) Dry(g) Swelling(g) 함수율(%)
S3-E 1 12 13 0.0882 0.125 29.44%
2 12 13.5 0.1054 0.1495 29.50%
3 12 13 0.0693 0.0959 27.74%
S3-E 개체의 평균값 12 13.16667 0.087633 0.123467 28.89%
S4-E 1 12 13 0.0747 0.0991 24.62%
2 12 13 0.0749 0.0998 24.95%
3 12 13 0.0775 0.1027 24.54%
4 12 13.5 0.1068 0.1472 27.45%
S4-E 개체의 평균값 12 13.125 0.083475 0.1122 25.39%
S5-E 1 12 12.5 0.0779 0.103 24.37%
2 12 12.5 0.0799 0.1036 22.88%
3 12 12.5 0.0816 0.1089 25.07%
4 12 13 0.0869 0.1157 24.89%
S5-E 개체의 평균값 12 12.625 0.081575 0.1078 24.30%
control 12 14 0.1023 0.15555 35.09%
함수율 및 지름변화율을 보면, S3-E에서 S5-E로 갈수록 함수율이 줄어드는 것으로 나타났으며 지름변화율 역시 줄어드는 것으로 나타났다. S5-E는 SILICONE-URETHANE의 비율이 상대적으로 낮지만 그 비율차이가 크지 않고 가교제인 EGDMA의 영향으로 보인다. 함수율의 변화는 전체적으로 비교적 큰 차이를 보이지는 않았다. S3-E, S4-E, S5-E의 함수율 및 지름변화율은 도 4a에 나타내었다.
S3~S5 조합에 가교제인 EGDMA를 넣은 것을 비교한 그래프를 보면 EGDMA를 넣은 조합에서 함수율과 지름변화율에서 감소하는 경향을 볼 수 있다. 특히 콘택트렌즈의 수화 후 지름변화율의 경우 현저한 차이로 지름변화가 적었다. 또한, 콘택트렌즈의 유연성 역시 조금 줄어드는 것으로 나타났다. EGDMA를 넣은 조합과 넣지 않은 조합에 대한 비교는 도 4b에 나타내었다.
광투과율 측정 결과를 보면 S3-E-1, S4-E-1, S5-E-1의 경우 가시광선 투과율이 모두 91%로 나타났다. UV-B의 투과율은 69%~72% 수준으로 나타났고 UV-A의 경우는 87%~88%까지 측정되었다. 가시광선 투과율은 90% 이상으로 전체적으로 좋은 투과도를 나타내었다. S3-E-1, S4-E-1, S5-E-1의 광투과도는 도 5에 나타내었다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 고 산소투과성을 가지고 있는 폴리디메틸실록산을 중합 가능한 하이드록시에틸메트아크릴레이트로 치환하고, 여기에 우레탄 그룹을 도입하여 더 좋은 산소투과성과 좋은 탄성을 가지는 하이드로젤 콘택트렌즈의 재료를 합성할 수 있다. 또한, 실리콘-우레탄 중합체와 하이드로젤 재질로 사용되는 단량체인 N-비닐-피롤리돈, 메틸 메트아크릴레이트, 하이드록시에틸 메트아크릴레이트 등과 교차결합제로 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트를 사용하여 함수율 및 광투과성이 좋은 하이드로젤 콘택트렌즈를 만들 수 있다.

Claims (4)

  1. 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 실리콘-우레탄, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 단량체로 하여 구성된 중합체를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체 내에서 각 단량체의 함량은 전체 100 중량부를 기준으로 하여 하이드록시에틸메트아크릴레이트 36%~38.5%, 실리콘-우레탄 3%~9%, N-비닐-피롤리돈 27%~29%, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 1%~1.1% 및 메틸 메트아크릴레이트 27%~29%인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  3. (1) 디이소시아네이트를 하이드록시에틸렌메트아크릴레이트 및 디부틸리틴 디라우레이트와 반응시켜 하이드록시에틸메트아크릴레이트와 우레탄의 공중합체를 합성하는 단계;
    (2) 하이드록시-터미네이티드 폴리디메틸실록산, 디부틸리틴 디라우레이트 및 하이드록시에틸메트아크릴레이트와 우레탄의 공중합체을 반응시켜 하이드록시에틸메트아크릴레이트, 우레탄 및 폴리메틸실록산의 공중합체를 합성하는 단계;
    (3) 상기 (2)에서 생성된 하이드록시에틸렌메트아크릴레이트, 우레탄 및 폴리메틸실록산의 공중합체, N-비닐-피롤리돈, 에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트 및 메틸 메트아크릴레이트를 중합하는 단계를 포함하는 하이드로젤 콘택트렌즈의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 디이소시아네이트는 메틸렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈의 제조방법.
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