KR101383025B1

KR101383025B1 - 소수성 아크릴 안내 렌즈 물질

Info

Publication number: KR101383025B1
Application number: KR1020137035102A
Authority: KR
Inventors: 왈터 알. 라레도
Original assignee: 노바르티스 아게
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2014-04-08
Also published as: BR112013030583A2; ES2537537T3; US20120309919A1; DK2714108T3; KR20140007505A; AU2012261914B2; MX2013014159A; AU2012261914A1; PL2714108T3; EP2714108A1; TW201249916A; IL229605A; WO2012167124A1; AR088740A1; US8557892B2; JP2014515964A; IL229605A0; CA2837536C; CA2837536A1; PT2714108E

Abstract

본 발명은 저점착성, 소수성, 고굴절률의 아크릴 물질에 관한 것이다. 안내 렌즈 물질로서 특히 유용한 이러한 물질은 주요 장치-형성 모노머로서 하나 이상의 아릴 아크릴 소수성 모노머, 점착성-감소 마크로머 첨가제 및 섬광-감소 첨가제를 함유한다. 본 발명의 물질은 안내 렌즈 물질로서의 이들의 용도 외에, 그 밖의 삽입형 안과용 장치에 이용하기에도 적합하다.

Description

소수성 아크릴 안내 렌즈 물질{HYDROPHOBIC ACRYLIC INTRAOCULAR LENS MATERIALS}

본 발명은 아크릴 장치 물질에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 안내 렌즈 ("IOL") 물질로서 사용하기에 특히 적합한 저점착성, 고굴절률의 아크릴 장치 물질에 관한 것이다.

소형-절개 백내장 수술에서의 최근의 진보로, 인공 렌즈에 사용하기에 적합한 연질의 접을 수 있는 물질을 개발하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 일반적으로, 이러한 물질은 하이드로겔, 실리콘, 및 아크릴의 세 가지 범주 중 하나에 속한다.

일반적으로, 하이드로겔 물질은 비교적 낮은 굴절률을 지녀서, 주어진 굴절력을 달성하는데 더 두꺼운 렌즈 옵틱이 필요하므로 다른 물질보다 덜 바람직하다. 실리콘 물질은 일반적으로 하이드로겔보다 높은 굴절률을 지니지만, 폴딩된 상태로 눈에 정위된 후에 위치에서 폭발적으로 언폴딩되는 경향이 있다. 폭발적인 언폴딩은 잠재적으로 각막 내피를 손상시킬 수 있고/있거나 자연 수정체를 파열시킬 수 있다. 아크릴 물질은 전형적으로 실리콘 물질보다 높은 굴절률을 지니고 실리콘 물질보다 더욱 느리게 또는 제어가능하게 언폴딩되므로 바람직하다.

미국 특허 번호 5,290,892호는 IOL 물질로서 사용하기에 적합한 고굴절률의 아크릴 물질을 기재하고 있다. 이러한 아크릴 물질은 주요 성분으로서 2개의 아릴 아크릴 모노머를 함유한다. 이들은 또한 가교 구성요소를 함유한다. 이러한 아크릴 물질로 제조된 IOL은 소형 절개를 통한 삽입을 위해 롤링되거나 폴딩될 수 있다.

미국 특허 번호 5,331,073호는 또한 연질 아크릴 IOL 물질을 기재하고 있다. 이러한 물질은 주요 성분으로서 이들의 개별적인 호모폴리머의 성질에 의해 정의된 2개의 아크릴 모노머를 함유한다. 첫 번째 모노머는 이의 호모폴리머가 약 1.50 이상의 굴절률을 갖는 것으로서 정의된다. 두 번째 모노머는 이의 호모폴리머가 약 22℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 것으로서 정의된다. 이러한 IOL 물질은 또한 가교 구성요소를 함유한다. 추가로, 이러한 물질은 처음의 세 가지 구성요소와 상이한, 친수성 모노머로부터 유래된 네 번째 구성요소를 임의로 함유할 수 있다. 이러한 물질은 바람직하게는 총 약 15 중량% 미만의 친수성 구성요소를 지닌다.

미국 특허 번호 5,693,095호는 총 90 중량% 이상의 단 2개의 주요 렌즈-형성 모노머를 포함하는 접을 수 있는 안과용 렌즈 물질을 기재하고 있다. 한 렌즈-형성 모노머는 아릴 아크릴 소수성 모노머이다. 다른 하나의 렌즈-형성 모노머는 친수성 모노머이다. 렌즈 물질은 또한 가교 모노머를 포함하고, 임의로 UV 흡수제, 중합화 개시제, 반응성 UV 흡수제 및 반응성 블루-광 흡수제를 포함한다.

미국 특허 번호 6,653,422호는 단일 장치-형성 모노머 및 하나 이상의 가교 모노머를 필수적으로 포함하는 접을 수 있는 안과용 렌즈 물질을 기재하고 있다. 상기 물질은 임의로 반응성 UV 흡수제를 함유하고 임의로 반응성 블루-광 흡수제를 함유한다. 단일 장치-형성 모노머는 약 80 중량% 이상의 양으로 존재한다. 장치-형성 모노머는 아릴 아크릴 소수성 모노머이다.

접을 수 있는 일부 아크릴 물질은 점착성이다. 점착성 아크릴 물질로 제조된 접을 수 있는 안과용 렌즈는 제조하고 다루기가 어렵다. 렌즈를 가공하거나 다루는 것이 더 쉽고, 접거나 변형시키기가 더 용이하며, 보다 짧은 언폴딩 시간을 갖도록 하기 위해 점착성을 감소시키고자 하는 시도가 있어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 번호 6,713,583호는 점착성을 감소시키기에 효과적인 양의 분지쇄 알킬기를 포함하는 물질로 제조된 안과용 렌즈를 기재하고 있다. 미국 특허 번호 4,834,750호는 표면 점착성을 감소시키기 위해 플루오로아크릴레이트 구성요소를 임의로 포함하는 물질로 제조된 안내 렌즈를 기재하고 있다. 미국 특허 번호 5,331,073호는 물질의 점착성을 감소시키기에 충분한 양으로 존재하는 친수성 구성요소를 임의로 포함하는 아크릴 물질을 기재하고 있다. 미국 특허 번호 5,603,774호는 연질 아크릴 물품의 점착성을 감소시키는 플라즈마 처리 방법을 기재하고 있다. 미국 특허 번호 7,585,900호는 IOL 물질을 포함하는 특정 아크릴 안과 장치용 물질을 위한 점착성-감소 첨가제로서 디메틸아크릴옥시프로필-종결된 폴리디메틸실록산 마크로머의 용도를 기재하고 있다.

발명의 개요

IOL로서 사용하기에 특히 적합하고, 또한 인공각막이식, 각막 고리, 각막 이식, 및 각막 인레이(corneal inlay)와 같은 그 밖의 삽입형 안과용 장치로도 유용한 개선된 연질의 접을 수 있는 아크릴 물질이 현재 발견되었다. 이러한 물질은 아릴 아크릴 소수성 모노머인 하나 이상의 주요 렌즈-형성 구성요소를 40-80 중량%의 양으로 함유한다. 상기 물질은 또한 0.1-3.9 중량%의 디메타크릴옥시프로필- 종결된 폴리디메틸실록산 마크로머를 함유한다. 중요하게는, 헤이즈(haze)를 감소시키거나 제거하고 투명한 광학적으로 허용되는 물질을 생성하기 위해, 본 발명의 공중합성 물질은 5-30 중량%의 실록산 모노머, 및 섬광을 감소시키기 위한 3-20 중량%의 친수성 첨가제를 함유한다. 상기 물질은 또한 가교성 모노머, UV-광 흡수 화합물, 및 임의로 블루-광 흡수 화합물을 포함한다. 생성된 공중합성 안과 장치용 물질은 소수성인데, 이는 본원에 사용된 바와 같이 이들이 35℃에서 4 중량% 또는 그 미만, 바람직하게는 3 중량% 또는 그 미만, 보다 바람직하게는 2.5 중량% 또는 그 미만의 평형 수분 함량(equilibrium water content)을 지님을 의미한다.

IOL의 경우, 이들은 또한 광학적으로 투명하여야 하므로 저점착성을 지니는 것만으로는 충분하지 않다. 본 발명의 삽입형 안과 장치용 물질은 IOL로서 사용하기에 적합하도록 광학적으로 투명하고 이들은 저점착성, 저 표면 산란, 및 양호한 전달 특성을 지닌다. 이러한 요소들 중에서, 본 발명은 상기 언급된 성분들을 공중합시킴에 의해 수득된 다중-구성요소, 공중합성, 고굴절률 안과 장치용 물질이 연질의 무-섬광이고, 저점착성과 낮은 헤이즈를 지니며, 저 표면 광 산란을 지니고, 양호한 언폴딩 특성을 지니면서 소형 (2.5 mm 또는 그 미만) 절개를 통해 나아갈 수 있다는 발견에 기반한다.

발명의 상세한 설명

달리 지시되지 않는 한, 모든 구성요소의 양은 % (w/w) 기반 ("wt.%")으로 제공된다.

본 발명의 안과 장치용 물질은 적어도 하나의 주요 장치-형성 모노머를 포함한다. 편의상, 장치-형성 모노머는 특히 IOL에 관해, 렌즈-형성 모노머로서 언급될 수 있다. 그러나, 본 발명의 물질은 또한 인공각막이식, 각막 고리, 각막 이식, 및 각막 인레이와 같은 그 밖의 삽입형 안과용 장치로서 사용하기에 적합하다.

본 발명의 물질에서 주요 렌즈-형성 모노머로서 사용하기에 적합한 아릴 아크릴 소수성 모노머는 하기 화학식을 갖는다:

상기 식에서, A는 H이고;

B는 (CH₂)_m, S(CH₂)_u, O(CH₂)_v, 또는 [O(CH₂)₂]_n이고;

u는 1-4이고;

v는 1-4이고;

C는 (CH₂)_w이고;

m은 1-6이고;

n은 1-10이고;

Y는 없거나, O, S, 또는 NR이나, 단, Y가 O, S, 또는 NR일 때, B는 (CH₂)_m이고;

R은 H, CH₃, C_nH_2n ₊₁ (n=1-10), 이소-OC₃H₇, C₆H₅, 또는 CH₂C₆H₅이고;

w는 0-6인데, 단, m + w ≤8이고;

D는 H, C₁-C₄ 알킬, C₁-C₄ 알콕시, C₆H₅, CH₂C₆H₅, Br, F, Cl, 또는 I이다.

본 발명의 물질에 사용하기에 바람직한 아릴 아크릴 소수성 모노머는 B가 (CH₂)_m이고, m이 1-5이고, Y가 없거나, O 또는 S이며, w가 0-1이고, D가 H인 것들이다. 벤질 아크릴레이트, 2-페닐에틸 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 4-페닐부틸 아크릴레이트, 5-페닐펜틸 아크릴레이트, 2-벤질옥시에틸 아크릴레이트, 3-벤질옥시프로필 아크릴레이트, 3-페닐프로필 아크릴레이트, 3-페녹시프로필 아크릴레이트, 2-(페닐티오)프로필 아크릴레이트, 및 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트가 가장 바람직하다. 한 구체예에서, 본 발명의 물질은 단 하나의 주요 렌즈-형성 모노머를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 본 발명의 물질은 2개의 주요 렌즈-형성 모노머를 포함한다. 특히 바람직한 렌즈-형성 모노머는 2-페닐에틸 아크릴레이트; 2-페녹시에틸 아크릴레이트; 벤질 아크릴레이트; 및 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트이다.

화학식 (I)의 모노머는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 요망되는 모노머의 컨쥬게이트 알콜은 반응 용기에서 메틸 아크릴레이트, 테트라부틸 티타네이트 (촉매), 및 4-벤질옥시 페놀과 같은 중합화 억제제와 합쳐질 수 있다. 그 후 용기를 가열시켜 반응을 촉진시키고 반응 부산물을 증류시켜 반응을 완료한다. 대안적인 합성 계획은 아크릴산을 컨쥬게이트 알콜에 첨가하고 카르보디이미드로 촉매화하거나 컨쥬게이트 알콜을 아크릴로일 클로라이드 및 HCl 수용체, 예컨대 피리딘 또는 트리에틸아민과 혼합시키는 것을 포함한다.

본 발명의 물질은 40-80%, 바람직하게는 40-74%, 보다 바람직하게는 50-72%의 주요 렌즈-형성 모노머(들)를 포함한다.

본 발명의 물질은 주요 렌즈-형성 모노머 외에, 하기 화학식 (II)의 마크로머 첨가제를 물질의 점착성을 감소시키기에 충분한 양으로 함유한다. 일반적으로, 본 발명의 물질 중 마크로머 첨가제의 양은 0.1-3.9% (w/w)의 범위일 것이고, 바람직하게는 1-3% (w/w), 가장 바람직하게는 1.5-2.5 % (w/w)의 범위일 것이다. 마크로머는 하기 화학식의 디메틸아크릴옥시프로필-종결된 폴리디메틸실록산 마크로머이다:

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 독립적으로 -CH₃, -CH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₂CH₃, CH₂CH₂CH₂CH₃, -C₆H₅, -CH₂C₆H₅, -CH₂CH₂C₆H₅, -CH₂CH₂CH₂C₆H₅, 또는 -CH₂CH₂CH₂CH₂C₆H₅이고;

R₃는 H, CH₃, 또는 CH₂CH₃이고;

z는 2-11이고;

x는 반복 단위의 수를 나타내고 마크로머의 분자량을 결정한다.

화학식 (II)의 바람직한 마크로머는,

R₁ = R₂ = CH₃이고;

R₃가 H, CH₃, 또는 CH₂CH₃이고;

z = 3이고;

x = 0-43인 것들이다.

더욱 바람직한 화학식 (II)의 마크로머는 R₁, R₂, R₃, 및 z가 바람직한 마크로머에 대해 상기 정의된 바와 같고 x가 0-22인 것들이다. 한 구체예에서, x는 5-14이다 (일반적으로 분자량 (M_n)이 800-1400인 마크로머에 상응함). 또 다른 구체예에서, x는 2-5이다 (일반적으로 분자량 (M_n)이 550-700인 마크로머에 상응함).

메타크릴옥시프로필 종결된 폴리디메틸 실록산으로도 공지된 화학식 (II)의 디메틸아크릴옥시프로필-종결된 폴리디메틸실록산 ("PDMS")은 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 분자량 (M_n)이 800-1400 (중간급 M_n은 1000으로 추정됨)의 범위인 일부 PDMS 화합물은 Gelest, Inc.로부터 시판된다. 더 높고 (M_n 4K-6K, 5K-20K, 20K-30K) 더 낮은 (M_n 386, 550-700) 분자량 등급의 디메타크릴옥시프로필-종결된 실록산이 시판된다. 마크로머 첨가제 선택은 용해성 (코폴리머 물질 포뮬레이션의 나머지에서) 및 포뮬레이션 선명도(clarity)(코폴리머 물질은 투명하여야 한다)에 의해 제한된다. 일반적으로, 본 발명에 이용된 PDMS는 약 300 내지 약 3500, 바람직하게는 약 350 내지 약 2000의 분자량 (M_n)을 지닐 것이다. 한 구체예에서, 특히 바람직한 PDMS는 약 800 내지 약 1400의 M_n을 지닌다. 또 다른 구체예에서, 특히 바람직한 PDMS는 약 550 내지 약 700의 M_n을 지닌다.

최종 조성물에서 상용가능한 화학식 (II)의 마크로머 및 그 밖의 구성요소를 제조하기 위해, 본 발명의 물질은 5-30%, 바람직하게는 5-25%, 가장 바람직하게는 5-15%의 하기 화학식 (III)의 실록산 모노머를 함유한다:

상기 식에서,

R₄는 H 또는 CH₃이고;

T는 없거나, O(CH₂)_b, 또는 OCH₂CH(OH)CH₂이고

b는 1-3이고;

J는 (CH₂)_z이고;

K¹, K², 및 K³은 독립적으로 CH₃, C₆H₅, 또는 OSi(CH₃)₃이다.

구조식 (III)의 모노머는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있으며, 일부 경우에는 구입가능하다. 구조식 (III)의 바람직한 모노머는 R₄가 CH₃이고, T가 없거나 OCH₂CH(OH)CH₂이고, J가 (CH₂)₃이고, K¹, K², 및 K³가 독립적으로 CH₃, C₆H₅, 또는 OSi(CH₃)₃인 것들이다.

구조식 (III)의 가장 바람직한 모노머는

3-[트리스(트리메틸실릴옥시)실릴]-프로필 메타크릴레이트 ("TRIS");

3-(메타크릴옥시-2-하이드록시프로폭시)프로필메틸비스(트리메톡시)실란 (SiMA);

메타크릴옥시프로필펜타메틸디실록산;

3-메타크릴옥시프로필비스(트리메틸실록시)메틸실란;

메타크릴옥시메틸트리스(트리메틸실록시)실란;

(메타크릴옥시메틸)페닐-디메틸실란; 및

(메타크릴옥시메틸)비스(트리메틸실록시)메틸실란로 이루어진 군으로부터 선택된 것들이다.

섬광을 감소시키기 위해, 본 발명의 물질은 또한 하이드록시(C₂-C₄ 알킬)메타크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 및 N-비닐 피롤리돈 (NVP)으로 구성된 군으로부터 선택되는 친수성 모노머를 함유한다. 하이드록시(C₂-C₄ 알킬)메타크릴레이트가 바람직하다. 가장 바람직한 친수성 모노머는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트이다. 본 발명의 물질은 5-30%, 바람직하게는 10-20%, 가장 바람직하게는 13-20%의 총 양의 친수성 모노머를 함유한다. 한 구체예에서, 본 발명의 물질은 상기 언급된 목록에서 선택된 하나 이상의 친수성 모노머 및 폴리(에틸렌 글리콜)모노메틸 에테르 마크로머 (M_n ~ 4100 돌턴) 또는 미국 공개 특허 출원 번호 20090088493호, 20090088544호, 및 20090093604호에 각각 기재된 모노머 및 마크로머와 같은 상이한 유형의 하나 이상의 친수성 모노머를 함유한다. 이들의 실체(identity)와 무관하게, 본 발명의 물질에 함유된 친수성 모노머의 총 양은 본 발명의 중합된 안과 장치용 물질의 평형 수분 함량 (35℃에서)이 4 중량% 미만이 되도록 제한되어야 한다.

본 발명의 코폴리머 물질은 가교된다. 본 발명의 코폴리머에 사용된 공중합가능한 가교제는 하나를 초과하는 불포화기를 갖는 임의의 말단 에틸렌계 불포화 화합물일 수 있다. 적합한 가교제는, 예를 들어, 분자량이 100-500 돌턴인 저분자량 가교제 및 분자량이 501-6,000 돌턴인 고분자량 가교제를 포함한다. 저분자량 가교제는 전형적으로 0.5-3%의 총 양으로 존재하는 한편, 고분자량 가교제는 전형적으로 2-10%의 총 양으로 존재할 것이다. 일반적으로, 본 발명의 물질 중 가교제의 총 양은 0.5-10%의 범위일 것이고, 바람직하게는 1-3%의 범위일 것이다. 본 발명에서 가교제의 총 양을 결정하기 위해, 화학식 (II)의 마크로머는 가교제 구성요소의 일부가 아닌 것으로 간주되며 무시된다. 적합한 저분자량 가교제는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; 알릴 메타크릴레이트; 1,3-프로판디올 디메타크릴레이트; 2,3-프로판디올 디메타크릴레이트; 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트; 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트; 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; 및 이들의 상응하는 아크릴레이트를 포함한다. 바람직한 저분자량 가교 모노머는 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트 및 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트를 포함한다. 적합한 고분자량 가교제는 폴리(에틸렌 글리콜)디아크릴레이트 (M_n = 700 돌턴) 및 폴리(에틸렌 글리콜)디메타크릴레이트 (M_n = 2000 돌턴)를 포함한다.

바람직한 구체예에서, 본 발명의 물질은 0.5-2%의 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (TEGDMA)를 포함한다.

본 발명의 렌즈 물질은 아릴 아크릴 소수성 렌즈-형성 모노머 구성요소, 화학식 (II)의 마크로머, 섬광을 감소시키기 위한 친수성 첨가제, 실록산 모노머, 및 가교 구성요소 외에, 또한 반응성 UV 및/또는 블루-광 흡수제를 함유한다.

다수의 반응성 UV 흡수제가 알려져 있다. 바람직한 반응성 UV 흡수제는 Polysciences, Inc., Warrington, Pennsylvania로부터 o-메트알릴 티누빈 P ("oMTP")로서 시판되는 2-(2'-하이드록시-3'-메트알릴-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 및 3-(2H-벤조[d][1,2,3]트리아졸-2-일)-4-하이드록시페닐에틸 메타크릴레이트 ("Norbloc 7966")이다. UV 흡수제는 전형적으로 약 0.1-5% (w/w)의 양으로 존재한다. 한 구체예에서, 본 발명의 물질은 1.5-2.5%, 바람직하게는 1.5-2%의 반응성 UV 흡수제를 함유한다.

다수의 반응성 블루-광 흡수 화합물이 알려져 있다. 바람직한 반응성 블루-광 흡수 화합물은 그 전문이 본원에 참조로서 포함된 미국 특허 번호 5,470,932호, 미국 공개 특허 출원 번호 20110003910호, 및 공동-계류중인, 공동 양도된 미국 특허 출원 일련번호 13/008,409호에 기재된 것들이다. 바람직한 블루-광 흡수 염료는 N-2-[3-(2'-메틸페닐아조)-4-하이드록시페닐]에틸 메타크릴아미드이다. 블루-광 흡수제는 전형적으로 약 0.01-1% (w/w), 바람직하게는 0.02-0.5% (w/w)의 양으로 존재한다.

본 발명의 삽입형 안과 장치용 물질은 상기 기재된 성분들을 합치고 생성된 혼합물을 중합시킴에 의해 제조된다. 적합한 중합화 개시제는 열개시제 및 광개시제를 포함한다. 바람직한 열개시제는 퍼옥시 자유-라디칼 개시제, 예컨대 2,2'-(디아젠-1,2-디일)비스(2,4-디메틸펜탄니트릴; t-부틸 (퍼옥시-2-에틸)헥사노에이트; 및 디-(3차-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카르보네이트 (Akzo Chemicals Inc., Chicago, Illinois로부터 Perkadox®로서 시판됨)를 포함한다. 바람직한 광개시제는 Irgacure 819로서 시판되는 페닐포스포릴비스(메시틸메타논)이다. 개시제는 전형적으로 약 5% (w/w) 또는 그 미만, 바람직하게는 약 1% 또는 그 미만의 양으로 존재한다. 관례상, 공중합성 조성물 중 다른 성분의 양을 결정할 때 개시제의 총 양은 포함되지 않는다.

상기 기재된 주요 렌즈-형성 모노머 구성요소의 주체성 및 양 및 임의의 추가 구성요소의 실체 및 양은 완성된 안과용 렌즈의 요망되는 특성에 의해 결정된다. 바람직하게는, 성분 및 이들의 비율은 본 발명의 아크릴 렌즈 물질이 하기 특성을 소유하도록 선택되는데, 그러한 특성으로 인해 본 발명의 물질은 2.5 mm 또는 그 미만, 바람직하게는 2.0 mm 또는 그 미만의 절개를 통해 삽입되어야 하는 IOL에 사용하기에 특히 적합해진다.

렌즈 물질은 바람직하게는 건조 상태에서 589 nm (Na 광원)에서의 Abbe 굴절계에 의해 측정시 적어도 약 1.50의 굴절률을 갖는다. 주어진 옵틱(optic) 직경에 대해, 1.50 미만의 굴절률을 갖는 물질로부터 제조된 옵틱은 더 높은 굴절률을 갖는 물질로부터 제조된 동일한 파워의 옵틱보다 반드시 더 두껍다. 이와 같이, 약 1.50보다 낮은 굴절률을 갖는 물질로부터 제조된 IOL 옵틱은 일반적으로 IOL 삽입을 위해 비교적 큰 절개를 요구한다.

물질의 폴딩 및 언폴딩 특징에 영향을 주는 렌즈 물질의 유리-전이 온도 ("Tg")는 바람직하게는 약 25℃보다 낮고, 보다 바람직하게는 약 15℃보다 낮다. Tg는 10℃/분의 시차 주사 열량측정법에 의해 측정되고, 열 용량 증가의 반-높이로서 결정된다.

렌즈 물질은 적어도 100%, 바람직하게는 적어도 125%, 가장 바람직하게는 적어도 150%의 연신율 (파단시 변형률)을 지닐 것이다. 이러한 성질은 폴딩될 때 렌즈에 일반적으로 금이 가거나, 렌즈가 찢어지거나, 쪼개지지 않을 것임을 나타낸다. 폴리머 샘플의 연신율은 20 mm의 총 길이, 11 mm의 그립 영역의 길이, 2.49 mm의 전폭, 좁은 구역에서 0.833 mm의 폭, 8.83 mm의 필렛 반경, 및 0.9 mm의 두께를 갖는 아령 형태의 인장 시험 견본 상에서 측정된다. 시험은 샘플에 대해 23±2℃ 및 50±5% 상대 습도의 표준 실험실 조건에서 인장 시험기를 이용하여 수행된다. 그립 거리는 11 mm로 설정되고 크로스헤드 속도는 500 mm/분으로 설정되며 샘플은 파괴될 때까지 당겨진다. 파단시 변형률은 원래 그립 거리에 대해 파괴시 변위의 분수로서 보고된다. 파단시 응력은 샘플에 대한 최대 하중, 전형적으로 샘플이 파괴될 때의 하중에서 계산되며, 처음 면적은 일정하게 유지되는 것으로 가정한다. 영률(Young's modulus)은 선형 탄성 영역에서 응력-변형 곡선의 순간 기울기로부터 계산된다. 25% 시컨트 계수(secant modulus)는 0% 변형률 내지 25% 변형률 사이의 응력-변형 곡선에 대해 작도된 직선의 기울기로서 계산된다. 100% 시컨트 계수는 0% 변형률 내지 100% 변형률 사이의 응력-변형 곡선에 대해 작도된 직선의 기울기로서 계산된다.

본 발명의 물질로 구성된 IOL은 비교적 작은 절개를 통해 핏팅될 수 있는 작은 단면적으로 롤링되거나 폴딩될 수 있는 임의의 설계를 지닐 수 있다. 예를 들어 IOL은 원피스(one piece) 또는 멀티피스(multipiece) 설계로서 알려진 것을 지닐 수 있고, IOL은 옵틱 및 햅틱(haptic) 구성요소를 포함한다. 옵틱은 렌즈로서 작용하는 부분이다. 햅틱은 옵틱에 부착되어 있고 눈 안의 적절한 위치에 옵틱을 유지한다. 옵틱과 햅틱(들)은 동일하거나 상이한 물질을 지닐 수 있다. 멀티피스 렌즈는 옵틱과 햅틱(들)이 별도로 제조된 다음 햅틱이 옵틱에 부착되기 때문에 그렇게 일컬어진다. 단일 피스 렌즈에서, 옵틱 및 햅틱은 물질의 원피스 밖으로 형성된다. 물질에 따라서, 햅틱은 그 후 컷팅되거나, 물질 밖으로 가공되어 IOL을 생성한다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명될 것이며, 이는 제한하려는 것이 아니라 예시를 위한 것이다.

실시예 1

IOL 포뮬레이션

표 1-3에 제시된 포뮬레이션은 다음과 같이 제조되었다. 단일 피스 IOL 및 20 x 10 x 0.9 mm (길이 x 폭 x 두께)로 측정되는 시험 샘플을 열 또는 광-경화를 통해 제조하였다. 열경화된 샘플은 70℃→110℃의 경화 사이클을 이용하여 경화되었다. 샘플을 1) 먼저 주위 온도로부터 70℃까지 15분에 걸쳐 상승 가열시키고, 2) 70℃에서 1시간 동안 소킹(soak)시키고, 3) 20분에 걸쳐 70℃에서 110℃까지 상승 가열시고, 4) 110℃에서 2시간 동안 소킹시켰다. 광-경화된 샘플은 시험 샘플을 질소 충전된 글로브 박스에서 10분 동안 55℃에서 가열시킨 다음 필립스 TLK 40W/03 24-인치 형광 램프로 60분 동안 조사시킴으로써 경화되었다. 경화된 샘플을 주위 온도에서 20시간 동안 아세톤에서 추출하고, 주위 온도에서 20시간 동안 천천히 공기 건조시킨 다음, 70℃에서 최소 20시간 동안 낮은 압력 (0.1 mm Hg)에서 진공 건조시켰다. 표 1-3에 기재된 바와 같이, 광범위한 지방족 및 방향족 모노머, 마크로머, 및 폴리머가 메타크릴옥시프로필 종결된 폴리디메틸실록산(methacryloxypropyl terminated polydimethylsiloxane(PDMS-DMA))의 상용성을 개선시키려는 시도에 사용되어 광학적으로 투명한 렌즈를 제공하였다.

추출가능한 퍼센트 및 선명도가 표 4에 기재된다. 선명도는 수화된 렌즈 상에서 Dolan-Jenner Fiber-Lite 광섬유 일루미네이터 (모델 190)를 이용하여 정성적으로 평가하였다. 샘플을 x, y, 및 z 방향으로 회전시키면서 건조 및 수화된 렌즈를 광 경로에 정위시켜 상대 헤이즈를 측정하였다. 섬광 평가는 샘플을 45℃에서 20시간 동안 탈이온수 중에 정위시킨 다음 주위 온도로 냉각시킴으로써 수행하였다. 샘플을 주위 온도로 2시간 냉각 시킨 후에 광학 현미경을 이용하여 광시야 및 암시야 환경에서 100X의 배율을 이용하여 섬광을 조사하였다. 모든 투명한 샘플은 위치에 대해 10 미만의 섬광을 함유하였다. 대략 1주 동안 물 또는 평형염액(balanced salt solution(BSS)) 중에서 평형화되도록 허용된 샘플에서는 섬광이 관찰될 수 없었다.

표 1

표 2

표 3

표 4

실시예 2

점착성 측정

실시예 1A-1T로부터의 특정 조성물을 폴리머 대 금속 점착성을 측정하는 변형된 탄성력측정기(tensilometry) 시험 방법을 이용하여 점착성에 대해 시험하였다. 52N을 초과의 점착성 값은 매우 높은 점착성을 갖는 것으로 간주되며 선택된 로드 셀을 이용해서는 정확하게 측정될 수 없었다. 40-52N의 점착성 값은 높은 점착성을 갖는 것으로 간주되었다. 30-40N의 점착성 값은 중간 점착성을 갖는 것으로 간주되었다. 20-30 N의 점착성 값은 낮은 점착성을 갖는 것으로 간주되었다. 점착성 값의 이러한 일반적인 분류는 주관적인 것이며 폴리머 대 금속 점착성을 예견하기 위한 지침으로서만 작용한다. 이는 렌즈 전달 성능을 예견하는데 사용될 수 없다. 렌즈의 성공적인 전달은 전달 장치의 특성 이외에 처리되는 방식(예를 들어, 표면 개질화)인, 렌즈 조성을 포함하는 다수의 인자에 의존할 것이다.

점착 시험 절차

점착성 시험은 금속-폴리머 점착성 또는 부착성을 측정하기 위한 커스텀 픽쳐(custom fixture)를 이용하여 Instron 기계적 테스터 상에서 수행되었다. 픽쳐는 로드 프레임의 고정 부분에 부착된 직경 8 mm의 고도로 연마된 스테인레스 강 원형 고정 핀을 포함한다. 로드 프레임 크로스헤드의 상부 (가동성) 섹션은 중앙에 있는 구멍으로 원형 금속 플랫폼에 부착된다. 가동성 크로스헤드는 바닥 핀이 상부 픽쳐의 중앙에서 구멍을 통해 보이고 핀이 금속 플랫폼 약간 위에 있을 때 크로스헤드 움직임이 정지할 때까지 낮추어진다. 그 후 폴리머 샘플을 돌출 핀 상에 정위시킨다. 새로운 10mm 직경 디스크를 폴리머 샘플로부터 프레스 컷팅하고 돌출 핀의 상부에 정위시킨다. 300그램의 중량을 샘플의 상부에 두어, 균일한 하중으로 샘플을 핀에 대해 누른다. 샘플 상에 무게를 가한지 1분 후에, Instron 기계적 테스터를 5 mm/분의 분리 속도로 개시한다. 샘플이 핀으로부터 잡아 뽑힐 때까지 데이터를 5 포인트/초의 속도로 수집한다. 최대 힘 및 곡선 하 면적(일 에너지)을 기록한다.

결과

각 물질의 여섯 개의 샘플을 추출전 점착성에 대해 시험하였으며, 그 결과를 평균내었다. 그 값이 ±1의 표준 편차 바와 함께 표 5에 제시된다. 표 5에 제시된 추출전 점착성 값은 일반적으로 각 포뮬레이션에 대해 상이한 미반응된 출발 물질의 가소화 효과로 인해 추출후 점착성 값보다 신뢰성이 낮다. 따라서, 표 5에 제시된 점착성 결과는 일반적으로 제시된 포뮬레이션에 대해 예상될 수 있는 최고 점착성 값을 나타내는 것으로 간주된다.

표 5

실시예 3

인장 시험

추출된 시험 샘플의 인장 성질을 Instron 탄성력측정기를 이용하여 측정하였고 그 결과가 표 6에 제시된다.

표 6

실시예 4

표면 산란 측정

IOL 표면의 광 산란은 눈 관리 의사가 세극등 현미경의 도움으로 삽입되어진 눈에서 검출할 수 있는 잘 알려진 현상이다. 샤임플러그(Scheimpflug) 사진은 산란된 광의 양을 정량하는데 일반적으로 이용되는 한 가지 방법이다. 요약하면, 샤임플러그 카메라는 삽입된 IOL의 이미지를 캡쳐하는데 사용된다. 컴퓨터 호환 테이프(computer-compatible tape(CCT)) 값으로 측정된 산란된 광 세기는 이용가능한 소프트웨어를 이용하여 후속하여 정량될 수 있다. 지금까지, 부류 경쟁자 IOL에서의 최선은 10년 동안 가속 에이징된 렌즈의 샘플에서 30 미만의 CCT 값으로 밝혀졌다. 이러한 연구에서, 21 디옵터의 단일 피스 IOL이 포뮬레이션 1A-1O로부터 제조되었다. IOL은 먼저 평형 염액에서 90℃로 가속 조건하에 에이징되었다. 렌즈를 탈이온수에서 세정하여 염을 제거한 다음 건조시켰다. 평형 염액에서 주위 온도로 20시간 동안 수화된 샘플에 대해 표면 산란 측정을 수행하였다. 일부 경우에는, 건조된 샘플에 대해 측정이 수행되었다. 표 7에 제시된 바와 같이, 여러 렌즈 포뮬레이션이 30 CCT 요건 미만의 낮은 표면 산란 계수를 나타내었다.

표 7

실시예 6

렌즈의 전달력 평가

포뮬레이션 1L로부터의 40 디옵터 렌즈를 H4 핸드피스 및 Viscoat 점탄성물질(viscoelastic)을 이용하여 Monarch III D 카트리지를 통해 전달하였다. 렌즈 전달을 드웰 타임 없이 18℃ 및 23℃에서 25℃ 물로 수행하였다. 전달후 평가는 카트리지 끝 응력 수준을 포함하였다. 일반적으로, N=6의 렌즈에 대한 수동 전달력은 허용가능하였다. 스턱 햅틱(stuck haptic)은 전달후 관찰되지 않았고, 옵틱은 2초 내에 언폴딩되었다. 전달시 노즐 응력 수준은 0-5의 등급에 대해 수준 4로 등급화되었다. 다소 높은 노즐 응력은 낮은 연신율을 지닌 비교적 강성 물질을 초래하는 포뮬레이션 1L 중 과잉의 HEMA 및 가교제 수준에 기인하였다. 이는 또한 균열된 리딩(leading) 햅틱 전달후를 지닌 6회의 전달 중 하나에 기여할 수 있다. 보다 낮은 영률 및 보다 높은 파단시 % 변형률을 지닌 보다 최근의 조성물은 요망하는 언폴딩 성질과 함께 0-2(데이터는 기재되지 않음)의 노즐 응력 값을 나타냈다. 본 기재에서의 특정 실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 본 발명의 보고서에 기재된 방안을 사용하여 얻어질 수 있는 물질 성질의 단지 작은 일부분을 나타내는 것이다. 선택 포뮬레이션의 추가의 최적화는 본 발명자들이 모든 부문에서 부문별 최고인 IOL을 개발하는 것을 목표로 함에 따라 미래에 수행될 것이다.

본 발명은 이제 충분히 기재되었으나, 이는 본 발명의 정신 또는 본질적인 특징을 벗어나지 않으며 그 밖의 특수한 형태 또는 변형으로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 상기 기재된 구체예는 모든 점에서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 설명보다는 첨부된 청구범위에 지시되고, 청구범위와 동등한 의미 및 범위내에 있는 모든 변화는 그 안에 포함될 것이 의도된다.

Claims

a) 40-80% (w/w)의 하기 화학식 (I)의 아릴 아크릴 소수성 모노머;
b) 0.1-3.9% (w/w)의 하기 화학식 (II)의 마크로머;
c) 5-30% (w/w)의 하기 화학식 (III)의 실록산 모노머;
d) 5-30% (w/w)의 하이드록시(C₂-C₄ 알킬)메타크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 및 N-비닐 피롤리돈으로 구성된 군으로부터 선택되는 친수성 모노머;
e) 가교제; 및
f) 반응성 UV 흡수제를 포함하는 혼합물을 중합시킴에 의해 형성된 공중합성 안과 장치용 물질로서,
상기 공중합성 안과 장치용 물질이 35℃에서 4 중량% 미만의 평형 수분 함량(equilibrium water content)을 지니는 공중합성 안과 장치용 물질:

상기 식에서,
A는 H이고;
B는 (CH₂)_m, S(CH₂)_u, O(CH₂)_v, 또는 [O(CH₂)₂]_n이고;
u는 1-4이고;
v는 1-4이고;
C는 (CH₂)_w이고;
m은 1-6이고;
n은 1-10이고;
Y는 없거나, O, S, 또는 NR이나, 단, Y가 O, S, 또는 NR일 때, B는 (CH₂)_m이고;
R은 H, CH₃, C_nH_2n+1 (n=1-10), 이소-OC₃H₇, C₆H₅, 또는 CH₂C₆H₅이고;
w는 0-6인데, 단, m + w ≤8이고;
D는 H, C₁-C₄ 알킬, C₁-C₄ 알콕시, C₆H₅, CH₂C₆H₅, Br, F, Cl, 또는 I이고;
R₁ 및 R₂는 독립적으로 -CH₃, -CH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₂CH₃, CH₂CH₂CH₂CH₃, -C₆H₅, -CH₂C₆H₅, -CH₂CH₂C₆H₅, -CH₂CH₂CH₂C₆H₅, 또는 -CH₂CH₂CH₂CH₂C₆H₅이고;
R₃는 H, CH₃, 또는 CH₂CH₃이고;
z는 2-11이고;
x는 반복 단위의 수를 나타내고, 마크로머의 분자량을 결정하는데 마크로머가 300 내지 3500의 분자량을 갖도록 하고;
R₄는 H 또는 CH₃이고;
T는 없거나, O(CH₂)_b, 또는 OCH₂CH(OH)CH₂이고
b는 1-3이고;
J는 (CH₂)_z이고;
K¹, K², 및 K³은 독립적으로 CH₃, C₆H₅, 또는 OSi(CH₃)₃이다.
제 1항에 있어서, 아릴 아크릴 소수성 모노머가 벤질 아크릴레이트; 2-페닐에틸 아크릴레이트; 2-페녹시에틸 아크릴레이트; 4-페닐부틸 아크릴레이트; 5-페닐펜틸 아크릴레이트; 2-벤질옥시에틸 아크릴레이트; 3-벤질옥시프로필 아크릴레이트; 3-페닐프로필 아크릴레이트; 3-페녹시프로필 아크릴레이트; 2-(페닐티오)프로필 아크릴레이트; 및 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 2항에 있어서, 아릴 아크릴 소수성 모노머가 2-페닐에틸 아크릴레이트; 2-페녹시에틸 아크릴레이트; 벤질 아크릴레이트; 및 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 혼합물이 40-74% (w/w)의 화학식 (I)의 아릴 아크릴 소수성 모노머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 4항에 있어서, 혼합물이 50-72% (w/w)의 화학식 (I)의 아릴 아크릴 소수성 모노머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 혼합물이 1-3% (w/w)의 화학식 (II)의 마크로머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 6항에 있어서, 혼합물이 1.5-2.5% (w/w)의 화학식 (II)의 마크로머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 화학식 (II)의 마크로머가 350-2,000의 분자량을 갖는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 8항에 있어서, 화학식 (II)의 마크로머가 800-1,400의 분자량을 갖는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 8항에 있어서, 화학식 (II)의 마크로머가 550-700의 분자량을 갖는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 혼합물이 5-25% (w/w)의 화학식 (III)의 실록산 모노머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 11항에 있어서, 혼합물이 5-15% (w/w)의 화학식 (III)의 실록산 모노머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 친수성 모노머가 하이드록시(C₂-C₄ 알킬)메타크릴레이트이고, 혼합물이 10-20% (w/w)의 친수성 모노머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 13항에 있어서, 친수성 모노머가 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트이고, 혼합물이 13-20% (w/w)의 친수성 모노머를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 혼합물이 0.5-10% (w/w)의 가교제를 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 15항에 있어서, 혼합물이 1-3% (w/w)의 가교제를 포함하고, 가교제가 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; 알릴 메타크릴레이트; 1,3-프로판디올 디메타크릴레이트; 2,3-프로판디올 디메타크릴레이트; 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트; 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트; 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트; 및 이들의 상응하는 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 16항에 있어서, 가교제가 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트 및 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항에 있어서, 혼합물이 반응성 블루-광 흡수 화합물을 추가로 포함하는 공중합성 안과 장치용 물질.
제 1항의 공중합성 안과 장치용 물질을 포함하는 안내 렌즈.