KR100346485B1 - 초임계유체를이용한콘택트렌즈의처리방법 - Google Patents

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에스. 바와 라잔
타스버 프랭크
한 데니스
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바슈 앤드 롬 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 렌즈에 초임계 유체를 제공하므로써 중합성 물질로 제조한 콘택트렌즈를 처리하는 방법에 관한 것이다.

Description

초임계 유체를 이용한 콘택트렌즈의 처리 방법
중합형 콘택트렌즈 재료는 충분한 광학 투명도를 가져야 할 뿐만 아니라 장기간 동안 눈과 접촉시키기에 적합해야 한다. 이러한 재료로 제조된 콘택트렌즈는 렌즈 표면을 적절하게 "습윤"화시키기에 충분한 친수성이어야 한다. 습윤화는, 콘택트렌즈가 눈의 자연적인 눈물에 의해 윤활되어 렌즈의 착용 중에도 렌즈가 안구 위에서 자유롭게 움직일 수 있는 콘택즈렌즈의 능력과 관련있는 것으로 이해되는 특징이다. 이러한 안구 위에서의 자유로운 움직임은 렌즈가 눈에 부착되는 것을 방지하며 연속적인 눈물에 의해 렌즈 위와 아래가 세정되어, 최대로 편안함을 줄 수 있다.
적절히 습윤화되어 눈에 "편안"한 렌즈의 능력을 예측한다는 것은 어렵다. 이 분야에 대한 많은 연구들은 콘택트렌즈 표면에 친수성의 환경을 만들고 이를 유지하는 것에 초점을 두고 있다. 렌즈 표면에서 친수성을 유지하기 위해서 여러 친수성 단량체를 단량체 혼합물로 혼입하는 방법과, 플라즈마 처리와 같은 후처리 방법이 시도되었으며 약간의 성공을 거두었다. 그러나, 친수성을 적절히 증진시켜 유지하기 위한 시도들은 렌즈의 다른 중요한 특성, 예컨대 광학 투명도에 영향을 미치지 않아야 한다. 반대로, 적절한 모듈러스를 유지하면서 고도의 광학 투명도, 산소 투과도, 인열 강도 등을 개선 또는 유지하고자 하는 시도는 렌즈의 습윤화 능력에 좋지 않은 영향을 주어서는 안된다.
이와 같이 렌즈의 습윤성이나 다른 물리적 특성에 좋지 않은 영향을 미치지 않으면서 렌즈 광학 투명도를 개선시킬 수 있는 렌즈 처리 방법이 바람직하다. 또한, 렌즈의 친수성을 증진시킴으로써 첨가제나 후처리의 필요성을 제거하거나 또는 적어도 감소시킬 수 있는 렌즈 처리 방법이 유리하다.
특정 처리 공정의 한계로 인하여, 대부분의 소프트 하이드로겔 콘택트렌즈는 습윤 상태로 취급, 검사 및 운송되어야만 하는 성형 렌즈로 생산된다. 이 처리 공정의 한계는 전체 렌즈 생산에 소요되는 시간과 비용을 증가시킨다. 따라서, 건식 렌즈를 생산할 수 있는 비용면에서 효과적인 렌즈 처리 방법으로 렌즈 생산 공정을 단순화하고, 렌즈 비용도 절감할 수 안다.
대규모 제조 방법은 렌즈로부터 불순물 및 잔류 물질(때로 잔류물이나 추출물이라 지칭됨)을 제거하는 데 사용된 비교적 다량의 추출 용액을 제거하는 단계를 필요로 한다. 또한, 용매로서 사용되는 다양한 물질은, 예컨대 인체에 독성이거나 인화성인 물질로서 작업 환경에 매우 유해한 조건을 제공한다. 따라서, 비독성이며, 바람직하게는 재활용될 수 있는 추출 용매를 사용한 추출 기법이 바람직하다.
본 발명은 초임계 유체를 이용하여 콘택트렌즈 재료를 제조하거나 처리하는 개선된 방법에 관한 것이다.
발명의 개요
본 발명은 콘택트렌즈 및 콘택트렌즈 재료를 처리하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 제1 측면으로서 하는 단계를 포함하는 콘택트렌즈 본 발명은 초임계 유체로 콘택트렌즈 재료를 처리 재료의 처리 방법을 제공한다.
제2 측면으로서, 본 발명은 초임계 유체로 콘택트렌즈를 처리하는 단계를 포함하는 광학적으로 투명한 콘택트렌즈의 제조 방법을 제공한다.
제3 측면으로서, 본 발명은 초임계 유체로 콘택트렌즈와 주형을 처리하는 단계를 포함하는, 렌즈가 성형되는 주형으로부터 콘택트렌즈를 건식 분리하는 방법을 제공한다.
제4 측면으로서, 본 발명은 초임계 유체로 콘택트렌즈를 처리하는 단계를 포함하는 콘택트렌즈로부터 불완전하게 중합된 물질을 추출하는 방법을 제공한다.
발명의 상세한 설명
(액체와 기체 상태가 공존하는 경우) 기체의 밀도가 액체의 밀도에 근접하는 압력 및 온도로 조합하면 기체는 초임계 상태인 것으로 본다. 기체가 이러한 조건하에 있으면, 이 기체를 초임계 유체(SCF)라고 한다. 콘택트렌즈를 초임계 이산화탄소(CO2)에 노출시키면, 광학 투명도가 증진된 콘택트렌즈가 생산된다는 것이 밝혀졌다. 또한, 초임계 유체로 다양한 콘택트렌즈 재료의 중합체 구조 중에 존재하는 미반응되거나 불완전하게 중합된 물질을 추출할 수 있다는 것도 발견하였다.
이산화탄소는 그 임계 온도가 31℃이므로 초임계성 측면에서 바람직한 후보이다. 기체의 임계 온도는 기체의 물리적 성질을 상당히 변화시키면서 상변화가 일어나는 온도이다. 후술되는 모든 실험은 CO2로 실시하였지만, 초임계 조건하의 여러 다른 기체들, 예컨대 초임계 아산화질소(N2O), 에탄 및 프로판, 또는 이의 혼합물을 콘택트렌즈용 중합체 재료를 처리하는 데 사용할 수 있다.
초임계 유체(SCF) 분야에 공지된 바와 같이, SCF내에 존재하는 특정 고체의 용해도는 SCF의 밀도 및 극성에 따라 달라진다, 따라서, 초임계 유체가 물질로부터 특정 성분을 추출하는 데 사용되는 경우, 그 성분의 특정 용해도는 실험적으로 결정되어야 한다.
콘택트렌즈 재료로부터 불완전하게 중합된 잔류 물질을 추출하기 위해서, 온도가 약 40℃ 내지 약 90℃, 바람직하게는 약 50℃ 내지 약 80℃의 범위로 유지될 때, CO2에 약 1000 psi 내지 약 4000 psi의 압력, 바람직하게는 2000 psi 내지 4000 psi의 압력을 가해야 하는 것으로 측정되었다.
일반적으로, 콘택트렌즈 제조에 있어서, 일부 단량체 혼합물은 완전하게 중합되지 않는다. 중합 과정으로부터 생긴 불완전하게 중합된 물질은 광학 투명도에 영향을 미치거나, 또는 눈에 해로울 수 있다. 잔류 물질은 단량체 혼합물 유래의 미반응된 단량체 또는 용매, 또는 중합 과정에서 생긴 부산물로서 존재하는 올리고머를 포함할 수 있다.
잔류 물질은 친수성 또는 소수성일 수 있다. 중합된 콘택트렌즈 재료로부터 상기 잔류 물질을 추출하는 통상적인 방법은 물(친수성 잔류 물질 추출용) 또는 알콜 용액(소수성 잔류 물질 추출용)을 이용한 추출 방법을 포함한다. 그러나, 일부알콜 추출 용액이 중합된 콘택트렌즈 재료의 중합체 망에 남아 있으므로, 이 용액을 렌즈 재료로부터 추출해야만 렌즈를 눈에 안전하고 편안하게 착용할 수 있게 된다. 일반적으로 최대 4 시간 또는 그 이상 동안 가열수를 사용하여 렌즈로부터 알콜을 추출하는 추가의 단계가 필요하다. 그러나, 종래의 방법들로는 잔류 물질을 적절하게 제거할 수 없는 경우가 흔하다.
콘택트렌즈 재료는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 흔합물의 중합 생성물로부터 제조된다(편의상, 이하 사용되는 "단량체"란 용어는 예비중합체를 포함하는 것으로 함). 또한, 단량체 혼합물은 중합 과정을 보조하는 단량체 이외의 다른 물질, 예킨데 용매 또는 희석제를 포함할 수 있다. 콘택트렌즈 재료는 "하드" 및 "소프트" 렌즈용 재료를 포함한다, 하드 렌즈류는 일반적으로 경질의 기체 투과성(RGP) 콘택드렌즈와 같은 렌즈를 포함하는데, 이는 일반적으로 가교된 실리콘 아크릴레이트 또는 플루오로실리콘 아크릴레이트 공중합체로 제조된다. 소프트 렌즈는 "소프트" 하이드로겔 콘택트렌즈를 포함한다. 하이드로겔은 평형 값으로 물을 흡수하는 친수성 중합체이며, 가교된 3차원 망의 존재로 인해 물에 불용성이다. 하이드로겔은 일반적으로 하나 이상의 친수성 단량체와 가교 단량체의 공중합체로 제조된다. 친수성은 알콜, 카르복실산, 아미드 및 설폰산과 같이 친수성기의 존재에 의한 것이다. 팽윤된 평형 상태는, 물이 친수성 중합체에 유입되도록 하는 삼투성 원동력과 팽창에 대해 저항하는 중합체 사슬에 의해 발휘되는 힘 사이의 균형으로부터 생긴다. 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈의 경우, 공중합체 물질은 실리콘 함유 단량체를 추가로 포함한다. 이 부류의 렌즈는 일반적으로 하나 이상의 친수성단량체와 가교 단량체의 공중합체로 제조된다. 친수성 단량체는 메타크릴산 및 아크릴산과 같은 불포화카르복실산; 2-히드록시에틸메타크릴레이트, B-히드록시에틸아크릴레이트, 글리세릴 메타크릴레이트 및 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트와 같은 (메트)아크릴산 치환된 알콜 또는 글리콜; N-비닐-2-피롤리돈과 같은 비닐 락탐; 및 메타크릴아미드 및 N,N-디메틸아크릴아미드 같은 아크릴아미드를 포함한다. 이러한 친수성 단량체의 다른 예는 미국 특허 제4,153,641호; 제4,740,533호; 제5,034,461호; 및 제5,070,215호에서 찾아볼 수 있다.
가교 단량체는 복수의 중합성 작용기를 가진 물질, 바람직하게는 비닐 작용기를 가진 물질일 수 있다. 대표적인 가교 단량체는 디비닐벤젠; 알릴 메타크릴레이트; 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트; 및 글리콜 디(메트)아크릴레이트의 비닐카르보네이트 유도체를 포함한다. 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈의 경우, 공중합체 물질은 1종 이상의 실리콘 함유 단량체를 더 포함한다.
용액으로 하이드로겔 렌즈를 추출하는 것은 처리 공정의 융통성을 제한할 수 있다. 즉 렌즈를 "습윤" 상태로 처리, 검사 및 운송해야만 한다, 제조면에서 볼 때, 하이드로겔 렌즈를 무수 상태로 포장하여 운송하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 공지의 추출법으로는 하이드로겔 렌즈를 무수 상태로 포장하고 운송할 수 없다. 그러나, 이하 실시예 4에 요약된 실험에 의해 예시되는 바와 같이, 초임계 CO2를 사용하면 주형내 렌즈 조립체(lens-in-mold assembly)로부터 콘택트렌즈를 무수상태로 분리할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 분리된 렌즈의 물성을 기록하지는 않았지만, 초임계 유체 기술을 사용하여 주형으로부터 렌즈를 분리할 수 있으며, 렌즈로부터 잔류물을 일단계로 모두 추출할 수 있는 것으로 생각된다.
렌즈로부터 잔류 물짙의 추출이 불완전하면 렌즈의 유효 수명에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 일부 잔류물들은 완전히 추출되지 못하여, 시간이 경과함에 따라 렌즈의 중합체 망을 통해 표면쪽으로 이동할 수 있을 것으로 생각된다. 잔류물은 렌즈 표면의 목적하는 균일한 친수성이나 광학 투명성을 열화시켜 렌즈 성능과 편안함에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 초임계 CO2또는 다른 허용 가능한 초임계유체를 사용하면 콘택트렌즈 재료의 추출을 보다 완전하게 할 것이다, 이러한 추출법은 공지의 추출 프로토콜보다 매우 바람직한 것으로서, 초기의 친수성이 보다 크고 친수성을 보다 지속적으로 유지할 수 있는 콘택트렌즈를 제공할 수 있다.
초임계 유체는 또한 SCF 추출 효율을 증가시키기 위해 부가 성분을 더 함유할 수 있다. 이 부가 성분을 때로 SCF "스파이킹(spiking)"이라고 부른다. SCF에 어떤 화합물을 첨가하면 용매로서의 작용을 비롯한 SCF의 특정 성질이 바람직하게 변화될 수 있다. 이런 방식으로 보다 다양한 범위의 불순물이나 화합물을 렌즈 재료로부터 추출할 수 있다. SCF와 혼합하기 위하여 임의의 유기 용매를 챔버내에 첨가할 수 있다. 이러한 SCF "스파이킹"에 특히 유용한 화합물로는 프로판올, 에탄올, 염화메틸겐 및 기타 다른 화합물 등이 있으며, 이는 SCF 기술 분야의 업자에게는 자명할 것이다.
콘택트렌즈를 장기간 동안 눈에 편안하게 착용하려면, 렌즈가 적절히 습윤상태를 유지해야만 한다. 이러한 습윤성을 얻기 위해, 단량체 흔합물에 친수성 단량체를 흔합하여 렌즈 표면상의 균일한 습윤성을 증가시키고 유지하는 경우가 흔히 있다. 또한, 콘택트렌즈가 적절한 습윤성을 갖도록 렌즈를 후처리하는 경우도 있다. 콘택트렌즈의 플라즈마 처리가 연구되어, 습윤성이 향상된 렌즈를 산출하였다. 렌즈를 플라즈마 처리하기 전과 처리한 후에, 초임계 유체를 사용하여 콘택트렌즈를 추출하였다. 하기 실시예 3 참조.
콘택트렌즈로부터 잔류물을 추출하는 것과 관련하여, 중합체 구조로부터 친수성이거나 소수성 또는 이 두 종류의 미반응된 잔류 물질을 추출하는 능력에 따라 용매를 선택해야 한다. 그러나, 용매 자체도 중합체 구조로부터 제거하거나 씻어낼 수 있어야 한다. 특정 용매를 중합체 구조로부터 씻어내더라도 이 용매는 렌즈를 혼탁해 보이게 하는 방식으로 중합체 구조에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 선택된 용매는 어떤 방식으로도 렌즈의 광학 투명도에 좋지 않은 영향을 미치지 않는 것이 중요하다. 광학 투명도란 주관적으로는 렌즈를 검사할 때 관찰되는 투명성의 정도라고 생각된다. 당해 분야의 숙달된 검사자라면 콘택트렌즈의 투명도에 대해 검사할 수 있다. 초임계 CO2로 추출된 렌즈를 종래 방법으로 추출된 콘택트렌즈 다음에 조사했을 때, 이를 렌즈는 적어도 "광학적으로 투명한" 것으로 나타났다.
초임계 CO2로, 종래의 이소프로필 알콜 및 물 추출법보다 특정 조건하에서최고 10배까지 콘택트렌즈로부터 잔류물을 추출할 수 있다는 증거가 하기 실시예에 제시되어 있다. 실시예 1, 표 1 참조. 전에는 만족스럽게 추출되지 않았던 소수성 단편들의 삼출로 인해, 렌즈는 시간이 경과함에 따라 습윤성을 상실하고 그 표면에서보다 소수성이 되는 것으로 생각되어 왔다. 따라서, 초임계 CO2에 의해 얻어지는 잔류물의 추출 향상으로 렌즈를 후처리할 필요성을 없앨 수 있다. 이로 인하여 습윤성이 양호한 보다 지속적이고 보다 편안한 렌즈를 제공할 수 있게 되었다. 또한, 이러한, 이러한 렌즈는 필요한 처리 단계가 적어 비용을 상당히 절감할 수 있다.
렌즈의 마지막 세정 공정의 최종 단계로서 SCF 추출을 실시하는 것이 바람직하지만, 임의의 콘택트렌즈 제조 프로토콜 중 임의의 단계에서 SCF 추출을 실시할 수도 있을 것으로 생각된다.
제시된 데이타는 폴리실록산 하이드로겔 콘택트렌즈 재료에 대해서만 실험하여 얻은 것이지만, 임의의 콘택트렌즈 재료를 추출하는 데 초임계 유체를 사용할 수 있다는 것은 자명하다. 따라서, 임의의 렌즈 제조 재료를 본 발명에 사용할 수 있다. 이 재료는 친수성, 또는 소수성 물질이거나 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 결과적으로 얻어지는 콘택트렌즈는, 폴리 (메틸 메타크릴레이트)를 비롯한 경질의 아크릴 플라스틱을 일례로 하는 하드 렌즈이거나; 또는 비치환되고 플루오르 치환된 폴리에틸렌, 실리콘 탄성중합체 등을 일례로 하는 가요성의 소수성 렌즈이거나; 또는 소프트 하이드로겔 렌즈일 수 있다.
또한, 렌즈가 성형되는 주형 내에서 콘택즈렌즈에 대해 SCF 추출을 실시할수 있음을 발견하였다, 실시예 3 참조. 완전한 주형내 렌즈 조립체를 SCF 가압 챔버내에 배치한다. 그리고, SCF 추출 기법을 사용하여 주형으로부터 렌즈를 건식 분리할 수 있고, 이는 포장 및 처리면에서 유리할 것이다, 이 방법은 임의의 물질로 제조된 주형으로부터, 그 내부에서 성형된 임의 종류의 콘택트렌즈를 분리하는 데 사용할 수 있다. 주형 물질로서 폴리비닐 클로라이드 및 폴리프로필렌이 바람직하고, 폴리프로필렌이 특히 바람직하다.
콘택트렌즈와 주형을 분리 용액과 접촉시킴으로써, 바람직하게는 주형과 렌즈 조립체를 용액 중에 침지함으로써, 콘택트렌즈를 분리하는 경우가 많다. 이러한 "습식" 분리 단계는 실온에서 실시할 수 있으나, 어떤 경우에는 실온 이외의 다른 온도, 예컨대 약 125℃ 이하의 고온 배스(bath) 온도에서 실시하는 것이 유리할 수 있다.
주형으로부터 렌즈를 분리한 뒤, 렌즈를 물 또는 완충 식염수로 수화시킨다. 이어서, 렌즈를 물이나 식염수 중에서 오토클레이브하는 방법 등으로 살균처리한다. 또한, 이 단계에서 렌즈로부터 임의의 잔류 이소프로판올을 제거할 수 있다. 전술한바와 같이, 콘택트렌즈의 "습식" 처리는 노동력이 많이 필요하고 처리 비용을 증가시킬 수 있다. 본 발명에 의해 조성된 건식 분리 방법은 공지의 렌즈 분리 방법 대신에 사용될 수 있는 경제적으로 유리한 방법을 제공할 것이다.
또한, 본 발명은 레이드(lathe)형 콘택트렌즈에 현재 사용되는 탈블로킹(deblocking) 절차를 용이하게 하기 위한 초임계 유체 기법의 사용을 포함한다. 콘택트렌즈 가장자리 또는 표면을 레이드로 변화시켜야 하는 경우, 일반적으로 경화성 왁스 물질로 렌즈를 지지 기구에 고정하거나 "블로킹"한다. 이 물질은 경화되어 렌즈를 레이드에 대해 고속으로 회전시키는 동안 렌즈를 제 위치에 고정시킨다. 레이드화를 완료한 후, 렌즈를 지지 기구로부터 분리하거나, 또는 "탈블로킹"해야 한다. 이러한 탈블로킹 공정에는 클로로플루오로탄소(CFC)를 비롯하여 생태학적으로 바람직하지 않은 물질이 널리 사용되었다. 탈블로킹 후에는, 렌즈를 세정하고, 전술한바와 같이 추출해야 한다. 따라서, 초임계 CO2를 비롯한 초임계 액체를 사용하여 블로킹 왁스를 용해시키고, 이와 동시에 렌즈를 세정하고 렌즈로부터 잔류 물질을 제거할 수 있을 것으로 생각된다.
본 발명의 방법에 의해 처리된 콘택트렌즈는 미국 특허 제3,408,429호 및 제3,496,254호에 개시된 방법과 같은 스핀캐스팅법 및 미국 특허 제4,084,459호 및 제4,197,266호에 개시된 압축 성형법과 같은 다른 통상적인 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
중합화는 목적하는 콘택트렌즈 형태에 상응하는 고정식 주형이나, 스핀식 주형내에서 실시할 수 있다. 얻은 콘택트렌즈에 대해, 필요에 따라 기계적 마무리 처리를 추가로 실시할 수 있다. 또한, 중합화는 적절한 주형이나 용기 내에서 실시하며 버튼, 평판 또는 막대형의 렌즈 재료를 제공할 수 있으며, 그 다음 이를 가공처리(예, 레이드나 레이저를 통해 절단 또는 연마)하여 목적하는 형태의 콘택트렌즈를 제공할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 하이드로겔은 산소 투과성이고, 가수분해적으로 안정하며, 생물학적으로 불활성이고, 투명하다. 본 발명에 따라 사용된 단량체 및 공중합체는 용이하게 중합되어 3차원 망을 형성할 수 있는데, 이로 인하여 산소를 수송할 수 있고, 광학적으로 투명하며, 강하고, 친수성이 된다.
본 발명은 광학 콘택트렌즈 또는 필름으로서, 심장판 및 안내(眼內) 렌즈와 같은 인공삽입물의 제조에 유용하게 사용될 수 있는 재료를 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 콘택트렌즈에 관한 것이다.
또한 본 발명은 수술 장치, 심장판, 혈관 대체물, 자궁내 기구, 막 및 다른 필름, 횡경막, 수술 이식물, 혈관, 인공 요관, 인공 유방 조직 및 신체의 외부에서 체액과 접촉하는 막, 예컨대 신장 투석용 막 및 심장/폐 기구 등, 카테터, 구강 보호기, 의치이장재, 안내 기구, 및 특히 콘택트렌즈와 같은 생체의약용 기구에 사용될 수 있는 재료의 제조를 보조할 수 있다.
혈액은, 예컨대 인조 표면과 접촉하게 되면 쉽고 빠르게 손상된다고 알려져 있다. 혈액에 대해 항혈전 및 비용혈성인 합성 표면의 고안이 혈액과 함께 사용되는 인공삽입물 및 기구에 필수적이다.
다음 실시예들은 본 발명의 각종 바람직한 구체예를 추가로 예시한다. 특정의 바람직한 구체예를 기술하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니며, 변형예 및 변화예가 당업자에게는 자명할 것이다.
실시예 1
초임계 유체 렌즈 추출 효율의 측정
본 실험은 초임계 유체를 사용하여 콘택트렌즈의 추출을 향상시킬 수 있는지를 측정하기 위해 고안하였다. 대조군으로서 사용된 10개의 폴리실록산 하이드로겔 렌즈를 이소프로필 알콜(IPA)과 물로 차례로 추출하였다. 렌즈를 먼저 실온에서 1시간 동안 IPA중에 넣은 뒤, 85℃에서 4시간 동안 물 탱크에 두었다. 또한, 10개의 폴리실록산 하이드로겔 렌즈를, 하기 제시된 바와 같은 각종 온도와 압력하의 배치내에서 초임계 이산화탄소(CO2)로 추출하였다. 대조군을 포함하는 각각 10개의 렌즈 배치를 테트라히드로푸란(THF) 3mL 중에서 최소한 24시간 동안 정치 추출하였다. 대조군을 포함하는 각 배치에 400 ㎕ THF를 SEC내로 연속 주입하였다. THF 렌즈 추출물 분포의 총 면적을 사용하여 IPA 대조군 추출과 대비되는 초임계 유체 추출의 효율을 측정하였다. 시험 렌즈의 THF 추출물 면적을 대조군 렌즈 추출물 면적으로 나누어 추출 효율비(EER)를 얻었다, 추출 효율비는 시험 렌즈 THF 추출물의 분자량 분포의 총면적(정규화된 면적)을 대조군 렌즈 THF 추출물의 분자량 분포의 총면적(정규화된 면적)으로 나누어 측정하였다. 대조군 렌즈의 EER을 1.00으로 설정하였다, 1.00보다 큰 EER간은 IPA 추출방법보다 효과가 적은 것이며; 1.00보다 적은 EER간은 보다 효과적인 것이다. 각 SCF CO2추출에 대해, 챔버를 SCF CO2로 충전시키고 3회 세정하였으며, 각 세정/충전 사이클을 1시간동안 지속하였다.
초임계 CO2추출에 사용된 온도 및 압력, SEC로부터의 면적 및 EER 값을 하기 표 1에 기술하였다.
실시예 2
A. SCF/플라즈마 처리
90개의 소프트 하이드로겔 콘택트렌즈를 초기 플라즈마 처리없이 제조하였다. 70개 랜즈는 남겨두고, 20개의 콘택트렌즈를 따로 두었다. 70개의 렌즈를 60℃, 4500 psi에서 CO2로 초임계 추출하였다. 챔버에 초임계 CO2를 투입하고, 313회 세정하였는데, 각 충전/세정 사이클을 1시간씩 지속하였다. 그 다음 70개의 렌즈를 플라즈마 처리하고, 190℃에서 4시간 동안 물로 추출하였다. 플라즈마 처리 프로토콜은 다음에 기술하는 바와 같다.
소프트 하이드로겔 주형으로 성형된 콘택트렌즈의 플라즈마 처리
플라즈마는 방전이 시작된 후 정상 상태에 도달한 기저 상태와 여기 상태의 원자 및 분자들의 복합물이다. 이온 농도는 중성자 농도보다 약 106정도 낮다. 공기나 산소 플라즈마 중의 주요 반응물은 산소 원자이다. 공기 플라즈마의 작용으로, 주고 산소, 보다 적은 정도로 질소가 챔버내 제공된 물질의 중합체 구조내로 흔입될 것이다. 당업계에서는 자명한 바와 같이, 플라즈마는 보통 고주파의 방전을저압(0.005 내지 5.0 토르)의 기체를 통해 통과시키므로써 형성시킬 수 있다. 적용된 RF 전력은 기체 상태의 원자 및 분자에 의해 흡수된다. 이와 같이 여기된 원자 및 분자는 순환 전기장에 의해 서로 충돌할 뿐만 아니라 챔버내에 배치된 물질의 표면과 챔버의 벽에도 충돌한다. 취급 트레이로부터 렌즈를 분리하여 알루미늄 피복된 트레이 상에 오목면이 위를 향하도록 놓았다. 그 다음 이 트레이를 플라즈마 처리챔버내에 배치하였다. 그 후, 이 렌즈를 직류 DC 챔버내에서 처리하였다. 이 챔버의 압력을 0.1 토르로 줄이고, 30초 이상 동안 안정화시켰다. 이 렌즈를 0.1 토르에서 400와트로 4분 동안 처리하였다 이 챔버를 주위 압력으로 복귀시켰다. 이 챔버로부터 트레이를 꺼내 렌즈를 뒤집은 다음, 상기 절차를 반복하여 렌즈의 다른 면을 플라즈마 처리하였다. 10개의 렌즈를 사용하여 테트라히드로푸란(THF) 중의 잔류 추출성 물질을 측정하고 물리적 특성을 측정하였다.
B. 플라즈마 처리/SCF
플라즈마 처리를 이용하여 소프트 하이드로겔 렌즈를 제조하였다. 10개의 렌즈는 따로 두었다. 10개의 렌즈를 알콜과 물로 추출하여 대조군 렌즈로서 사용하였다. 다른 10개의 렌즈는 플라즈마 처리한 뒤, 상기 A 섹션에서 전술한 조건과 동일한 조건을 사용하여 초임계 CO2및 THF 추출하였다. 그 다음 전술한 실시예 1에 기재한 바와 같은 크기 배제 크로마토그래피(SEC)를 사용하여 남아있는 추출성 물질에 대해 THF 추출물을 평가하였다. 다음과 같은 데이타를 얻었다. 하기 표 2에서 중량(wt)은 10개 렌즈의 최초 총중량을 나타낸 것이다. N.A 라고 표시된 것은 중량을 면적으로 나눈, 정규화된 렌즈의 평균값이다. EER비는, 비교용으로서 무수렌즈를 1.00의 임의 등급으로 지정하고, 실시예 1에 기재한 바와 같이 얻은 값이다. 마지막 칸의 IPA는 IPA(이소프로판올/H20 추출된 렌즈) 대조용 배치에 대해 정규화된 렌즈 배치들을 나타낸 것이다.
2군, 3군 및 4군에 속하는 렌즈들의 물리적 특성은 다음과 같았다.
실시예 3
주형내 렌즈 조립체로부터의 건식 분리에 관한 설명
주형내 렌즈 조립체를 초임계 유체 챔버내에 수직 위치로 배치한다. 폴리실록산 하이드로겔 콘택트렌즈를 렌즈의 오목면이 대기에 노출되도록 폴리프로필렌 주형에 배치한다 챔버를 CO2로 충전시키고 50℃에서 2000 psi로 1시간 동안 가압하였다. 이 챔버를 CO2로 세정하고 신선한 CO2로 3회 교체하였다. 이 챔버를 마지막회 세정한 뒤, 챔버로부터 주형내 렌즈 조립체를 꺼냈다. 렌즈는 주형내에 남아있으나, 주형으로부터 명백히 분리되어 있어 조립체를 거꾸로 하면 주형으로부터 렌즈가 떨어졌다. 렌즈는 그 중심으로 갈수록 움푹들어가고 흐릿하였다. 그러나, 수화후 렌즈를 관찰한 결과, 주형으로부터 건식 분리된 렌즈는 표준 수화를 통해 주형으로부터 분리된 렌즈와 구별할 수 없는 것으로 나타났다.
본 발명의 다른 다양한 변형예 및 변화예가 본원에 교시된 내용으로부터 가능하다는 것은 당업자에게 자명한 것이다. 따라서, 본 발명의 특허청구의 범위내에서, 본 발명은 본 명세서 중에 구체적으로 기재한 것 이외에 다른 구체예로 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 단량체 혼합물로부터 광학적으로 투명한 콘택트렌즈를 성형하는 단계를 포함하는 상기 렌즈의 제조 방법에 있어서, 상기 성형된 콘택트렌즈를 초임계 유체로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소, 초임계 아산화질소, 초임계 에탄 및 초임계 프로판으로 구성된 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 초임계 유체가 프로판올, 에탄올 및 염화메틸렌으로 구성된 군 중에서 선택되는 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서, 초임계 이산화탄소가 약 2000 내지 약 4000 psi로 가압되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서, 초임계 이산화탄소의 온도가 약 50℃ 내지 약 80℃인 것을특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 콘택트렌즈가 성형되는 주형내에 렌즈가 보유되어 있고, 이와 같이 주형내에 보유되어 있는 콘택트렌즈를 초임계 유체로 처리한 뒤, 분리 용액을 사용하지 않고 주형으로부터 콘택트렌즈를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소, 초임계 아산화질소, 초임계 에탄 및 초임계 프로판으로 구성된 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 초임계 유체가 프로판올, 에탄을 및 염화메틸렌으로 구성된 군 중에서 선택되는 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 성형된 콘택트렌즈를 초임계 유체로 처리하여 그 콘택트렌즈로부터 불완전하게 중합된 물질을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 잔류 물질이 유기 용매, 미반응된 단량체 및 올리고머로 구성된 군 중에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소, 초임계 아산화질소, 초임계 에탄 및 초임계 프로판으로 구성된 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 초임계 유체가 초임계 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 초임계 유체가 프로판올, 에탄올 및 염화메틸렌으로 구성된 군 중에서 선택되는 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 초임계 이산화탄소가 약 2000 내지 약 4000 psi로 가압되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서, 초임계 이산화탄소의 온도가 약 50℃ 내지 80℃ 인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서, 렌즈가 친수성 물질 및 소수성 물질의 혼합물로 제조되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 렌즈가 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서, 성형된 콘택트렌즈가 주형내에 보유되어 있는 동안 무수 상태에서 초임계 유체와 렌즈를 접촉시켜, 중합 후 렌즈 상에 남아있는 친수성 및 소수성 잔류물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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