KR101827657B1

KR101827657B1 - 첨가된 물을 함유하는 히드로겔 단량체 혼합물

Info

Publication number: KR101827657B1
Application number: KR1020167005061A
Authority: KR
Inventors: 리투 쉬레스타; 알록 케이. 아와스티; 린 에프. 아트워터; 제이 프리드리히 쿤츨러; 리차드 판큉 멩
Original assignee: 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2018-02-08
Also published as: JP2016527563A; CA2917776A1; EP3028078A1; CN105531604A; US9389336B2; PL3028078T3; EP3028078B1; US20140034519A1; KR20160036607A; ES2641495T3; WO2015017191A1

Abstract

의도적으로 첨가된 물 및 적어도 1종의 친수성 단량체를 포함하는 중합된 단량체 혼합물로 형성되며, 여기서 단량체 혼합물은 임의의 규소 함유 물질을 함유하지 않는 것인 중합된 제품이 본원에 제공된다. 본원 발명의 중합된 단량체 혼합물은 다수의 생체적합물질 적용에 유용하다. 히드로겔 콘택트 렌즈로서의 생체적합물질의 용도가 특히 바람직하다.

Description

첨가된 물을 함유하는 히드로겔 단량체 혼합물 {HYDROGEL MONOMER MIX CONTAINING ADDED WATER}

본원은 단량체 혼합물 중에 의도적으로 첨가된 물을 포함하며, 여기서 단량체 혼합물은 임의의 실리콘 함유 화합물을 함유하지 않고 생체적합성 의료 디바이스 (즉, 생체적합물질)의 제조에서의 특정의 구체적 실시양태에서 유용한 것인 전통적인 히드로겔을 형성하기 위한 신규 단량체 혼합물에 관한 것이다.

통상적인 (전통적인) 히드로겔 제제, 예컨대 실리콘 무함유 히드로겔 형성 공단량체, 예컨대 N-비닐피롤리돈 (NVP), 2-히드록시 메타크릴레이트 (HEMA), 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (EGDMA) 및 다른 친수성 단량체를 다른 전통적인 히드로겔 형성 물질, 예컨대 희석제, 강화제, 가교제, 개시제, 임의로 UV 차단제 및 가시성 틴트와 함께 함유하는 것들은 모든 바람직한 특성, 예컨대 다른 콘택트 렌즈 형성 물질, 예컨대 실리콘 히드로겔에서 발견될 수 있는 높은 Dk (산소 투과도의 척도)를 갖는 경향이 없는 것으로 관찰되었다. 본원에 개시된 본 발명은 다수의 전통적인 히드로겔 적용, 예를 들어 콘택트 렌즈 물질에서 발견된 도전과제에 대한 놀랍고 예상치 못한 해결책을 제공한다.

의도적으로 첨가된 물 및 적어도 1종의 친수성 단량체를 포함하는 중합된 단량체 혼합물로 형성되며, 여기서 단량체 혼합물은 임의의 규소 함유 물질을 함유하지 않는 것인 제조 물품이 본원에 제공된다. 본원 발명의 중합된 단량체 혼합물은 다수의 생체적합물질 적용에 유용하다. 본원 발명의 제조 물품을 형성하는 중합된 히드로겔과 함께 사용하는데 적절한 생체적합물질은 조직 공학에서의 스캐폴드, 인간 세포를 함유하는 스캐폴드, pH, 온도, 또는 대사물의 농도의 변화를 감지하는 능력을 갖는 히드로겔을 비롯한 환경 감수성 히드로겔; 제어-방출 전달 시스템, 괴사성 및 섬유화 조직의 흡수, 딱지탈리 및 제거 능력을 제공하기 위한 히드로겔 제품; 인공 심장 판막, 렌즈를 선반가공하기 위한 버튼, 필름, 외과용 디바이스, 혈관 대체물, 자궁내 디바이스, 막, 다이어프램, 외과용 이식물, 인공 혈관, 인공 요관, 인공 유방 조직, 및 신체 외부의 체액과 접촉하도록 의도된 막, 예를 들어 신장 투석기 및 심폐기 등을 위한 막, 카테터, 마우스 가드, 의치 이장재, 화장품, 안과용 디바이스, 및 특히 히드로겔 콘택트 렌즈를 포함할 것이다. 히드로겔 콘택트 렌즈로서의 생체적합물질의 용도가 특히 바람직하다.

놀랍게도, 본 발명자들은 통상적인 히드로겔 형성 단량체 혼합물 물질이 일단 중합 조건에 적용되고 이어서 추출/수화되면 이들 물질의 물 함량 및, 결국, 산소 투과율을 증가시키기 위해 단량체 혼합물 제제 중에서 의도적으로 첨가된 물과 함게 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 그러나, 이러한 접근법은 실리콘 히드로겔 형성 단량체 혼합물을 사용하여 작업하는 것으로 제시되지 않았다. 엄격한 실험을 통해, 놀랍게도 본 발명의 단량체 혼합물로부터 제조된 히드로겔의 특정 특성에서 예상치 못한 증진은, 후속적으로 중합 조건에 적용되는 단량체 혼합물에의 첨가 전에 그의 보관 환경으로부터 흡착/흡수된, 공단량체 및 다른 전통적인 히드로겔 형성 물질 중 임의의 것에 이미 존재할 수 있는 임의의 물로부터가 아닌 중합 전에 단량체 혼합물에 첨가된 의도적인 물로 인한 것임이 발견되었다.

도 1은 20% D₂O로 스파이킹된 NMR 용매 (이 경우에 H₂O) 중 실시예 1 렌즈의 고체 상태 NMR 실험이다.

달리 명백하게 언급되지 않는 한, 단량체 또는 단량체 혼합물을 형성하는데 사용되는 모든 물질은 중량%로서 열거된다. 또한, 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 본원에 개시된 단량체 및 단량체 혼합물을 제조하는데 사용되는 물질의 모든 양은 본원에 개시된 단량체 및 단량체 혼합물의 실험실 또는 상업적 제조에서 통상적으로 직면되는 바와 같은 중량 값의 정규 분포의 통계적 평균을 나타내는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 청구범위에서의 것들을 비롯한 모든 수치는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해될 것이다.

본원에 사용된 용어 "단량체"는 중합될 수 있는 다양한 분자량 화합물 (즉 전형적으로 약 300 내지 약 100,000의 수 평균 분자량을 가짐), 및 추가로 중합될 수 있는 관능기를 포함하는, 때때로 거대단량체로 지칭되는 중분자량 내지 고분자량 화합물 또는 중합체 (즉 전형적으로 600 초과의 수 평균 분자량을 가짐)를 지칭한다. 따라서, 용어 "단량체", 및 "친수성 단량체"는 단량체, 거대단량체 및 예비중합체를 포함하는 것으로 이해된다. 예비중합체는 부분적으로 중합된 단량체 또는 추가로 중합될 수 있는 단량체이다.

또 다른 측면에서, 상기 적용은 단량체 혼합물의 일부로서 의도적으로 첨가된 물을 함유하는 단량체 혼합물로 형성되며, 여기서 단량체 혼합물은 임의의 규소 함유 물질을 함유하지 않는 것인 임의의 제조 물품 또는 물질의 조성물을 포함한다. 이들 물품은, 예를 들어 히드로겔이 전통적으로 사용되는 임의의 물품을 포함할 것이다. 예를 들어, 히드로겔을 위한 통상의 용도는 제한 없이 조직 공학에서의 스캐폴드, 인간 세포를 함유하는 스캐폴드, 환경 감수성 히드로겔, 즉 pH, 온도, 또는 대사물의 농도의 변화를 감지하는 능력을 갖는 히드로겔, 제어-방출 전달 시스템, 괴사성 및 섬유화 조직의 흡수, 딱지탈리 및 제거 능력을 제공하기 위한 히드로겔 제품 뿐만 아니라 다수의 다른 용도를 포함한다.

또 다른 측면에서, 상기 적용은 단량체 혼합물의 일부로서 의도적으로 첨가된 물을 함유하는 단량체 혼합물로 형성되며, 여기서 단량체 혼합물은 임의의 규소 함유 물질을 함유하지 않는 것인 임의의 제조 물품 또는 물질의 조성물을 포함한다. 이러한 물품은 매우 다양한 제조 물품, 예를 들어 눈 위 또는 눈 안에 이식하기 위한 연질의 안과용 물질을 형성하기 위한 특정 실시양태에 유용할 수 있다. 특히 바람직한 제조 물품은 콘택트 렌즈를 비롯한 안과용 렌즈이다. 모든 중합체성 전통적 히드로겔 물질은, 이들이 중합되는 단량체 혼합물이 단량체 혼합물이 중합 조건에 적용되기 전에 상기 단량체 혼합물에 소정의 양의 의도적으로 첨가된 물을 함유하는 한, 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 여겨지지만, 바람직하게는 제조 물품은 생체적합물질, 접착제 및 화장품으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 제조 물품은 광학적으로 투명하고 콘택트 렌즈로서 유용하다.

제조 물품은 본원에 청구된 바와 같이 의도적으로 첨가된 물을 함유하는 중합된 단량체 혼합물로 제조될 수 있으며, 추가 실시양태에서 의료 디바이스, 예컨대 인공 심장 판막, 렌즈를 선반가공하기 위한 버튼, 필름, 외과용 디바이스, 혈관 대체물, 자궁내 디바이스, 막, 다이어프램, 외과용 이식물, 인공 혈관, 인공 요관, 인공 유방 조직, 및 신체 외부의 체액과 접촉하도록 의도된 막, 예를 들어 신장 투석기 및 심폐기 등을 위한 막, 카테터, 마우스 가드, 의치 이장재, 안과용 디바이스, 및 특히 히드로겔 콘택트 렌즈를 제공할 수 있다.

상기 제시된 바와 같이, 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 본원에 개시된 단량체 및 단량체 혼합물을 제조하는데 사용되는 물질의 모든 양은 본원에 개시된 단량체 및 단량체 혼합물의 실험실 또는 상업적 제조에서 통상적으로 직면되는 바와 같은 중량 값의 정규 분포의 통계적 평균을 나타내는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 달리 명백하게 언급되지 않는 한, 본 특허 명세서의 전체에서 발생할 수 있는 모든 수치는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해될 것이다.

본원에 개시된 본 발명의 특정의 바람직한 실시양태에서, 본원 출원에 청구된 바와 같은 본 발명의 단량체 혼합물 중의 의도적으로 첨가된 물의 유용한 농도는 단량체 혼합물의 10 내지 33 중량%를 포함할 것이다. 다른 실시양태는 10 내지 20 중량%를 비롯한 농도를 가질 것이다. 추가 실시양태는 10 내지 15 중량%를 비롯한 농도를 가질 것이다. 추가 실시양태는 15 내지 33 중량%를 비롯한 농도를 가질 것이다. 추가 실시양태는 15 내지 20 중량%를 비롯한 농도를 가질 것이다. 추가 실시양태는 20 내지 33 중량%를 비롯한 농도를 가질 것이다.

본원 발명의 단량체 혼합물의 바람직한 조성물은 친수성 단량체 및 소수성 단량체 둘 다를 갖는다. 구체적 적용에 따라, 이들 물질로 제조된 유용한 물품은 소수성 단량체를 필요로 할 수 있다. 이들 소수성 단량체는, 존재하는 경우에, 총 단량체 혼합물의 0.1 내지 60 중량%이다. 규소 비포함 소수성 단량체의 예는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트 및 알릴 아크릴레이트 및 알릴 메타크릴레이트를 포함한다.

본원 발명의 특정의 바람직한 실시양태에 따른 신규 히드로겔은 단량체 혼합물 중에 적어도 1종의 친수성 단량체 및 적어도 10 중량%의 의도적으로 첨가된 물을 포함하는 혼합물을 중합시킴으로써 제조된다. 특정의 바람직한 실시양태에서, 가교제 (가교제는 다수의 중합성 관능기를 갖는 단량체로서 정의됨) 또는 다른 개별 가교제가 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 소수성 가교제가 사용된다. 소수성 가교제의 예는 메타크릴레이트, 예컨대 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA) 및 알릴 메타크릴레이트 (AMA)를 포함할 것이다. 특정의 다른 바람직한 실시양태에서, 친수성 가교제가 사용될 수 있다. 각각의 유형이 개별적으로 또는 임의의 조합으로 조합된 소수성 또는 친수성의 가교제의 양은 0 내지 76 중량%, 2 내지 20 중량% 또는 5 내지 13 중량%로 존재할 것이다.

본원 출원의 의도적으로 첨가된 물 및 적어도 1종의 친수성 단량체를 함유하는 단량체 혼합물은 매우 다양한 친수성 단량체와 공중합되어 의료 디바이스, 예컨대 히드로겔 렌즈를 제조할 수 있다. 적합한 친수성 단량체는 불포화 카르복실산, 예컨대 메타크릴산 및 아크릴산; 아크릴 치환된 알콜, 예컨대 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트; 비닐 락탐, 예컨대 N-비닐피롤리돈 (NVP) 및 1-비닐아조난-2-온; 및 아크릴아미드, 예컨대 메타크릴아미드 및 N,N-디메틸아크릴아미드 (DMA)를 포함한다. 이들 친수성 단량체는 특정 실시양태에서, 개별적으로 또는 합한 중량을 기준으로, 0 내지 60 중량%, 20 내지 45 중량%, 0 내지 48.6 중량%, 0 내지 30 중량%, 0 내지 25 중량%, 0 내지 9.5 중량% 또는 2 내지 7 중량%의 양으로 존재할 것이다.

유기 희석제는 초기 단량체 혼합물 내에 포함될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "유기 희석제"는 초기 단량체 혼합물 내의 성분들의 비상용성을 최소화하고 초기 혼합물 내의 성분들과 실질적으로 반응하지 않는 유기 화합물을 포괄한다. 추가로, 유기 희석제는 단량체 혼합물의 중합에 의해 제조된 중합된 제품의 상 분리를 최소화하는 역할을 한다. 또한, 유기 희석제는 일반적으로 비교적 비-가연성일 것이다.

고려되는 유기 희석제는 알콜, 예컨대 tert-부탄올 (TBA), tert-아밀 알콜, 헥산올 및 노난올; 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜; 및 폴리올, 예컨대 글리세롤을 포함한다. 바람직하게는, 유기 희석제는 추출 단계 동안에 경화된 물품으로부터 그의 제거를 용이하게 하기 위해 추출 용매에 충분히 가용성이다. 다른 적합한 유기 희석제는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

유기 희석제는 목적하는 효과 (예를 들어, 중합된 제품의 최소량의 상 분리)를 제공하는데 유효한 양으로 포함된다. 일반적으로, 희석제는 단량체 혼합물의 0 내지 60 중량%로 포함되며, 여기서 1 내지 40 중량%가 보다 바람직하고, 2 내지 30중량%가 보다 더 바람직하고, 3 내지 25 중량%가 특히 바람직하다.

본 발명에 따르면, 의도적으로 첨가된 물, 적어도 1종의 친수성 단량체 및 임의로 유기 희석제를 포함하는 단량체 혼합물은 통상적인 방법, 예컨대 정적 캐스팅 또는 스핀 캐스팅에 의해 형상화되고 경화된다.

렌즈 형성은 자유 라디칼 중합 반응물에 의한 것일 수 있고, 예컨대 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 번호 3,808,179에 제시된 것과 같은 조건 하에, 개시제, 예컨대 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 또는 퍼옥시드 촉매를 사용함으로써 수득되며; 광 개시제, 예컨대 이르가큐어(IRGACURE) 819 (비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥시드) 및 다로큐어(DAROCURE) 1173 (2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온)을 사용하는 단량체 혼합물의 자유 라디칼 중합의 광개시는 또한 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 본원에 개시된 바와 같은 물품을 형성하는 공정에 사용될 수 있다.

단량체 혼합물의 광 중합을 수행하기 위한 광의 적절한 파장을 신중하게 선택함으로써, 표면 친수성 및 표면 윤활성과 같은 바람직한 특성을 갖는 완성 제품이 수득될 수 있다. 광 중합에 중요한 다른 반응 조건은 입사광 강도를 포함할 것이고, 광 노출 시간 및 제어된 분위기가 또한 성공적인 상업적 제품을 제공하는데 중요할 수 있다. 적합한 광 강도는 금형 물질, 단량체 혼합물 및 개시제 농도 비와 같은 중합 조건에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 적합한 강도는 1.0 mW/cm² 내지 25.0 mW/cm² 범위일 것이다. 유사하게는, 광 노출 시간은 중합 조건에 따라 다양할 수 있다. 따라서, 광 노출 시간은 1분 내지 60분 범위일 수 있다. 콘택트 렌즈를 중합시키기 위한 대기 조건의 제어는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 착색제 등은 단량체 중합 전에 혼합물에 첨가될 수 있다.

중합 조건에 적용되는 단량체 혼합물에 후속적으로, 충분한 양의 미반응 단량체 및, 존재하는 경우에, 유기 희석제는 경화된 물품으로부터 제거되어 물품의 생체적합성을 개선시킨다. 렌즈의 착용 시 중합되지 않은 단량체가 눈 속으로 방출되면 자극 및 다른 문제가 초래될 수 있다. 따라서, 일단 본원 출원의 의도적으로 첨가된 물 및 적어도 1종의 친수성 단량체 및 임의로 본원에 개시된 다른 단량체 중 적어도 1종을 포함하는 중합된 단량체 혼합물로부터 형성된 생체적합물질이 형성되면, 이들은 추출되어 이들을 패키징 및 최종 사용하기 위해 제조된다. 추출은 중합된 물질을 다양한 용매, 예컨대 물, 2-프로판올 등에 다양한 기간 동안 노출시킴으로써 달성된다. 예를 들어, 하나의 추출 공정은 중합된 물질을 물에 약 3분 동안 침지시키고, 물을 제거하고, 이어서 중합된 물질을 또 다른 분취량의 물에 약 3분 동안 침지시키고, 분취량의 물을 제거하고, 이어서 중합된 물질을 물, 완충제 용액 또는 다른 패키징 용액에서 오토클레이빙시키는 것이다.

표면 구조 및 조성은 고체 물질의 물리적 특성 및 최종 사용 중 많은 것을 결정한다. 습윤, 마찰 및 접착 또는 윤활성과 같은 특성은 표면 특성에 의해 많은 영향을 받는다. 표면 특성을 변화시키는 것은 생체적합성이 특히 중요한 생체공학적 적용에서 특히 중요하다. 의료 디바이스의 코팅에서, 용어 "표면"은 "적어도 하나의 완전한 표면"을 의미하는 것으로 제한되지는 않는 것을 상기하여야 한다. 표면 피복은 표면 기능성 또는 표면 처리에 효과적이도록 균일하거나 완전해야 하는 것은 아니다. 따라서, 개선된 습윤성을 나타낼 뿐만 아니라 일반적으로 히드로겔 콘택트 렌즈를 인간 눈에 연장된 기간 동안 사용하는 것을 허용할 광학적으로 투명한 친수성 표면 필름을 갖는 히드로겔 콘택트 렌즈를 제공하는 것이 바람직하다.

바람직하지 않은 상피 세포가 이식된 디바이스에 부착되는 것을 감소시키기 위해 이들 표면 증진 코팅을 이식형 의료 디바이스, 예컨대 조직 스캐폴드 물질에 적용하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 따라서, 성공적인 상업적 제품을 제조하도록 요구되는 경우에, 의도적으로 첨가된 물을 포함하는 단량체 혼합물로부터 제조된 중합된 물질은 임의로 코팅될 수 있다.

콘택트 렌즈의 코팅 방법 및 콘택트 렌즈를 위한 코팅의 다양한 유형은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 기재의 코팅 방법은 기재를 표면 코팅 물질을 포함하는 용액에 딥 코팅하는 것을 포함한다. 표면 코팅 물질을 포함하는 용액은 실질적으로 용매 중에 표면 코팅 물질을 함유할 수 있거나 또는 세정 및 추출 물질과 같은 다른 물질을 함유할 수 있다. 다른 방법은 디바이스를 표면 코팅 물질로 분무 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 적합한 촉매, 예를 들어 축합 촉매를 사용하는 것이 필수적일 수 있다. 대안적으로, 기재 및 다른 표면 코팅 물질은 오토클레이브 조건에 적용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 기재 및 표면 코팅 물질은, 코팅된 기재를 함유할 패키징 물질 내에서 오토클레이빙될 수 있다. 일단 기재와 표면 코팅 물질 사이의 상호작용이 일어나면, 잔류 표면 개질제가 실질적으로 제거될 수 있고, 패키징 용액이 기재 패키징 물질에 첨가된다. 이어서, 밀봉 및 다른 가공 단계가 이들이 통상적으로 수행되는 바와 같이 진행된다. 대안적으로, 표면 개질제는, 최종 사용자까지 기재 디바이스가 보관 및 선적되는 동안에, 기재 패키징 물질 내에 보유될 수 있다.

의료 디바이스를 위한 코팅은 전형적으로 올리고머성 또는 중합체성이고, 코팅될 의료 디바이스의 표면에 적합한 특성을 제공하도록 크기조절된다. 본원 출원의 특정 실시양태에 따른 코팅은 전형적으로, 코팅이 기재 (즉, 비코팅된 의료 디바이스)와 결합되는 경우에 우수한 표면 특성을 나타내는 친수성 도메인(들)을 함유할 것이다. 친수성 도메인(들)은 적어도 1종의 친수성 단량체, 예컨대, HEMA, 글리세릴 메타크릴레이트, 메타크릴산 ("MAA"), 아크릴산 ("AA"), 메타크릴아미드, 아크릴아미드, N,N'-디메틸메타크릴아미드, 또는 N,N'-디메틸아크릴아미드; 그의 공중합체; 친수성 예비중합체, 예컨대 에틸렌계 불포화 폴리(알킬렌 옥시드), 시클릭 락탐, 예컨대 N-비닐-2-피롤리돈 ("NVP"), 또는 그의 유도체를 포함할 것이다. 추가의 예는 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체이다. 친수성 단량체는 비이온성 단량체, 예컨대 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 ("HEMA"), 2-히드록시에틸 아크릴레이트 ("HEA"), 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 글리세릴 (메트)아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트), 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, N,N'-디메틸메타크릴아미드, N,N'-디메틸아크릴아미드("DMA"), N-비닐-2-피롤리돈 (또는 다른 N-비닐 락탐), N-비닐 아세트아미드, 및 그의 조합일 수 있다. 친수성 단량체의 추가의 예는 미국 특허 5,070,215에 개시된 비닐 카르보네이트 및 비닐 카르바메이트 단량체, 및 미국 특허 4,910,277에 개시된 친수성 옥사졸론 단량체이다. 이들 특허의 내용은 본원에 참조로 포함된다. 친수성 단량체는 또한 음이온성 단량체, 예컨대 2-메타크릴로일옥시에틸술포네이트 염일 수 있다. 예컨대 아크릴산 및 메타크릴산으로부터의 치환된 음이온성 친수성 단량체가 또한 이용될 수 있으며, 여기서 치환된 기는 용이한 화학적 공정에 의해 제거될 수 있다. 이러한 치환된 음이온성 친수성 단량체의 비제한적 예는 음이온성 카르복실 기를 재생성하도록 가수분해되는 (메트) 아크릴산의 트리메틸실릴 에스테르를 포함한다. 친수성 단량체는 또한 3-메타크릴아미도프로필-N,N,N-트리메틸암모늄 염, 2-메타크릴로일옥시에틸-N,N,N-트리메틸암모늄 염, 및 아민-포함 단량체, 예컨대 3-메타크릴아미도프로필-N,N-디메틸 아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 양이온성 단량체일 수 있다. 다른 적합한 친수성 단량체는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

일반적으로, 본원에 따른 안과용 렌즈의 보관을 위한 패키징 시스템은 수성 렌즈 패키징 용액에 침지된 하나 이상의 미사용 안과용 렌즈를 포함하는 밀봉된 용기를 적어도 포함한다. 바람직하게는, 밀봉된 용기는 콘택트 렌즈를 포함하는 오목한 웰이 블리스터-팩을 개방하기 위해 벗길 수 있도록 된 금속 또는 플라스틱 시트에 의해 덮인 기밀 밀봉된 블리스터-팩이다. 밀봉된 용기는 렌즈에 합리적인 정도의 보호를 제공하는 임의의 적합한 대체로 불활성인 패키징 물질, 바람직하게는 플라스틱 물질, 예컨대 폴리알킬렌, PVC, 폴리아미드 등일 수 있다.

실험적 관찰을 근거로, 약 75 도 미만의 세실 드롭 접촉각을 갖는 물질을 제공하는 패키징 용액은 상대적으로 친수성이며, 핸드 헬드 스칼펠에 의해 적용되는 바와 같은 힘이 상기 물질 (이 경우에 성형된 콘택트 렌즈)을 슬라이싱하기 위해 사용되는 경우에 폴리스티렌 페트리 디쉬에 의해 제공되는 것과 같은 소수성 표면 주위에서 용이하게 미끄러지는 경향이 있다. 약 75 도 초과의 세실 드롭 접촉각을 갖는 물질을 제공하는 다른 패키징 물질은 상대적으로 소수성이며, 폴리스티렌 페트리 디쉬에 의해 제공되는 것과 같은 소수성 표면에 부착되는 경향이 있다. 따라서, 붕산염 완충된 폴리포스포릴콜린 용액과 함께 패키징된 의료 디바이스가 본원 출원의 바람직한 실시양태이다.

적합한 패키징 용액 물질의 선택은 특정한 렌즈 제제에 따라 달라질 것이며, 따라서 본질적으로 다소 광범위하다. (의도된 용도에 따라) 패키징 용액에 유용한 비-이온성 계면활성제 및 펩티드-기재의 물질과 함께, 대표적인 양이온성, 음이온성, 및 쯔비터이온성 중합체 또는 성분의 비제한적 예는 하기와 같다.

음이온성 중합체

o 폴리(아크릴산)

o 폴리(아크릴아미드-코-아크릴산)

o 카르복시메틸셀룰로스

양이온성 중합체

o 중합체 JR

o 잠재성 아민을 갖는 중합체

쯔비터이온성 성분

o 포스포콜린

o 잠재성 아미노산

폴리펩티드

o 폴리(글루탐산)

o 폴리(리신)

비-이온성 계면활성제

o 테트로닉(Tetronic) T1107

o 테트로닉 T908

o 히드록시프로필 메틸셀룰로스

o 실리콘 계면활성제 (NVP-코-TRIS VC)

o 글리세레트 코코에이트

o C18-PVP

컨디셔닝제의 사용을 예시하는 제한된 목적을 위해, 임의의 적합한 비이온성 중합체성 컨디셔닝제 성분은 본원에 따라 사용될 수 있으며, 단 이는 본원에 기재된 바와 같이 작용하고 보관된 콘택트 렌즈 또는 콘택트 렌즈의 착용자에게 상당한 유해한 영향을 미치지 않는다. 이 성분은 사용된 농도에서 안과적으로 허용된다. 특히 유용한 성분은 수용성, 예를 들어 사용된 농도에서 현재 유용한 액체 수성 패키징 매질에 가용성인 것들이다.

이들 화합물은 하기 속성 중 하나 이상을 제공함으로써 렌즈를 컨디셔닝한다: 렌즈 상에서의 증가된 체류 시간 동안 증가된 점도; 렌즈 표면의 증진된 습윤; 감소된 표면 마찰 (즉, 개선된 윤활성); 또는 렌즈 표면 위에 쿠셔닝 필름을 형성함으로써 콘택트 렌즈의 증진된 편안함.

비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 부류는 비이온성 폴리사카라이드를 포함한다. 본원에 사용하는데 적합한 성분의 대표적인 예는 메틸셀룰로스; 히드록시에틸셀룰로스; 히드록시프로필셀룰로스; 히드록시프로필메틸셀룰로스; 및 메틸히드록시에틸스타치를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.

비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 또 다른 부류는 폴리비닐알콜 및 폴리비닐피롤리돈을 포함한다.

비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 또 다른 부류는 PEO의 중합체, 예컨대 PEO 단독중합체, 및 PEO 및 PPO의 블록 공중합체를 포함한다. 이 부류는 폴록사머 및 폴록사민, 예컨대 미국 특허 번호 6,440,366에 개시된 것들을 포함한다.

비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 상기 부류는 단지 예시적 목적을 위한 것이며, 본원의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 이러한 중합체는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

일반적으로, 비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 평균 분자량은 최소 약 1 kDa 및 최대 약 700 kDa, 보다 바람직하게는, 약 5 kDa 내지 500 kDa이다.

사용되는 비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 양은 비이온성 비중합체성 폴리올과 조합될 때 안과용 디바이스의 표면 특성을 개선시키는데 효과적인 양이다. 바람직하게는, 비이온성 중합체성 컨디셔닝제는 본원의 패키징 용액에 적어도 0.01% w/v의 양으로 존재한다. 사용되는 이러한 성분의 구체적인 양은 다수의 인자들, 예를 들어 사용되는 구체적 중합체성 성분 및 비이온성 폴리올에 따라 광범위하게 변할 수 있다. 일반적으로, 비이온성 중합체성 컨디셔닝제의 농도는 약 0.01 내지 약 10% w/w, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.5% w/w이다.

한 실시양태에서, 본원에 사용하기 위한 비이온성 비중합체성 폴리올은 2 내지 약 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 탄소 원자 및 2 내지 8개의 히드록실 기를 포함하는 비이온성 폴리올일 수 있다. 이러한 비이온성 폴리올의 대표적인 예는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 만니톨, 모노사카라이드, 디사카라이드, 예컨대 트레할로스 등 및 그의 혼합물을 포함한다. 한 실시양태에서, 비이온성 폴리올은 글리세린, 에틸렌 글리콜, 소르비톨, 만니톨, 및 그의 혼합물일 수 있다.

패키징 용액 중 비이온성 비중합체성 폴리올의 양은 일반적으로, 본원에 따른 패키징 용액 중에 패키징될 때 렌즈의 표면 상에 보다 균일한 코팅을 형성하기에 충분한 양일 것이다. 일반적으로, 비이온성 폴리올의 농도는 통상적으로 약 0.01 내지 약 10% w/w, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 3.0% w/w 범위일 것이다.

본원에 따른 패키징 용액은 생리학상 상용성이다. 추가로, 용액은 렌즈, 예컨대 콘택트 렌즈와 함께 사용하기 위해 "안과적으로 안전"해야 하는데, 이는 용액으로 처리된 콘택트 렌즈가 헹굼 없이도 눈 위에 직접 착용하기에 일반적으로 적합하고 안전하다는 것, 즉 용액이 용액으로 습윤된 콘택트 렌즈를 통해 눈과 매일 접촉하기에 안전하고 편안하다는 것을 의미한다. 안과적으로 안전한 용액은 눈과 상용성인 장성 및 pH를 갖고, ISO 표준 및 미국 식품 의약품국 (FDA) 규정에 따라 비-세포독성인 물질 및 그의 양을 포함한다. 용액은 출시 전 제품 내의 미생물 오염물의 부재가 이러한 제품에 필요한 정도로 통계학적으로 입증되어야 한다는 점에서 멸균성이어야 한다. 본원에 유용한 액체 매질은 처리 또는 관리되는 렌즈에 상당한 유해한 영향을 미치지 않고 본 발명의 렌즈 처리 또는 처리들을 허용하거나 심지어 용이하게 하는 것으로 선택된다. 액체 매질은 바람직하게는 수성계이다. 특히 유용한 수성 액체 매질은 염수, 예를 들어 통상적인 염수 용액 또는 통상적인 완충 염수 용액으로부터 유래된 것이다.

본 발명의 패키징 용액의 pH는 약 6.0 내지 약 8, 바람직하게는 약 6.5 내지 약 7.8 범위 내로 유지되어야 한다. 적합한 완충제, 예컨대 인산염; 붕산염; 시트르산염; 탄산염; 트리스-(히드록시에틸)아미노 메탄 (TRIS); 비스(2-히드록시에틸)-아미노-트리스-(히드록시에틸)아미노 알콜 (비스-트리스); 쯔비터이온성 완충제, 예컨대 N-[2-히드록시-1,1-비스(히드록시메틸)에틸]글리신 (트리신) 및 N-[2-히드록시-1,1-비스(히드록시에틸)에틸]글리신, MOPS; N-(카르바모일메틸)타우린 (ACES); 아미노산 및 아미노 산 유도체; 및 그의 혼합물이 첨가될 수 있다. 일반적으로, 완충제는 용액의 약 0.05 내지 약 2.5 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1.5 중량% 범위의 양으로 사용될 것이다. 본원의 패키징 용액은 바람직하게는 붕산, 붕산나트륨, 사붕산칼륨, 메타붕산칼륨 또는 그의 혼합물 중 1종 이상을 포함하는 붕산염 완충제를 함유한다.

필요한 경우에, 본원의 패키징 용액은 0.9%의 염화나트륨 용액 또는 2.5%의 글리세롤 용액과 동등한 정상 누액의 삼투압에 근사해지도록 장성 작용제로 조정될 수 있다. 용액은, 단독으로 또는 조합으로 사용되는 생리 염수를 사용하여 실질적으로 등장성으로 제조되며, 다르게는 단순히 멸균수와 블렌딩되고 저장성 또는 고장성으로 제조되는 경우에 렌즈는 그의 바람직한 광학 파라미터가 손실될 것이다. 따라서, 과량의 염수는 고장성 용액의 형성을 초래할 수 있으며, 이는 따가움 및 눈 자극을 초래할 것이다.

적합한 장성 조절제의 예는 염화나트륨 및 염화칼륨, 덱스트로스, 염화칼슘 및 염화마그네슘 등 및 그의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 이들 작용제는 전형적으로 개별적으로 약 0.01 내지 약 2.5% w/v, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 1.5% w/v 범위의 양으로 사용된다. 바람직하게는, 장성 작용제는 적어도 약 200 mOsm/kg, 바람직하게는 약 200 내지 약 450 mOsm/kg, 보다 바람직하게는 약 250 내지 약 400 mOsm/kg, 가장 바람직하게는 약 280 내지 약 370 mOsm/kg의 최종 삼투 값을 제공하는 양으로 사용될 것이다.

원하는 경우에, 1종 이상의 추가의 성분이 패키징 용액에 포함될 수 있다. 이러한 추가의 성분 또는 성분들은 적어도 1종의 유익한 또는 원하는 특성을 패키징 용액에 부여 또는 제공하도록 선택된다. 이러한 추가의 성분은 1종 이상의 안과용 디바이스 관리 조성물에서 통상적으로 사용되는 성분으로부터 선택될 수 있다. 이러한 추가의 성분의 예는 세정제, 습윤제, 영양제, 봉쇄제, 점도 증진제, 콘택트 렌즈 컨디셔닝제, 항산화제 등 및 그의 혼합물을 포함한다. 이들 추가의 성분은 각각 유익한 또는 원하는 특성을 패키징 용액에 부여 또는 제공하기에 효과적인 양으로 패키징 용액에 포함될 수 있다. 예를 들어, 이러한 추가의 성분은, 다른, 예를 들어 통상적인, 콘택트 렌즈 관리 제품에 사용되는 이러한 성분의 양과 유사한 양으로 패키징 용액에 포함될 수 있다.

유용한 봉쇄제는 디소듐 에틸렌 디아민 테트라 아세테이트, 알칼리 금속 헥사메타포스페이트, 시트르산, 시트르산나트륨 등 및 그의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.

유용한 항산화제는 메타중아황산나트륨, 티오황산나트륨, N-아세틸시스테인, 부틸화 히드록시아니솔, 부틸화 히드록시톨루엔 등 및 그의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.

본 발명에 따른 안과용 렌즈를 패키징 및 보관하는 방법은 적어도 상기에 기재된 수성 콘택트 렌즈 패키징 용액에 침지된 안과용 렌즈를 패키징하는 것을 포함한다. 상기 방법은 콘택트 렌즈를 제조한 직후에 소비자/착용자에게 전달하기 전에 안과용 렌즈를 수성 콘택트 렌즈 용액에 침지시키는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 본원의 용액에 패키징 및 보관하는 것은, 최종 소비자 (착용자)에게 전달하기 전에, 그러나 렌즈를 건조 상태로 제조 및 운송한 후에, 중간 시점에서 수행할 수 있으며, 여기서 건조 렌즈는 렌즈를 콘택트 렌즈 패키징 용액에 침지시킴으로써 수화된다. 따라서, 소비자에게 전달하기 위한 패키지는 본원에 따른 수성 콘택트 렌즈 패키징 용액에 침지된 하나 이상의 미사용 콘택트 렌즈를 포함하는 밀봉된 용기를 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 본 발명의 안과용 디바이스 패키징 시스템을 형성하는 단계는 (1) 안과용 디바이스를 적어도 제1 및 제2 금형부를 포함하는 금형에서 성형하고, (2) 렌즈를 금형부로부터 꺼내고, (3) 본원의 패키징 용액 및 안과용 렌즈를 용기에 도입시키고, (4) 용기를 밀봉하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 또한 용기의 내용물을 멸균시키는 단계를 포함한다. 멸균은 용기를 밀봉하기 전, 또는 가장 편리하게는 그 후에 수행될 수 있으며, 관련 기술분야에 공지된 임의의 적합한 방법에 의해, 예를 들어 약 120℃ 이상의 온도에서 밀봉된 용기를 균형잡히게 오토클레이빙시킴으로써 수행될 수 있다. 바람직한 패키지는 콘택트 렌즈 및 패키지 용액을 수용하는 오목부를 포함하는 플라스틱 블리스터 패키지이며, 여기서 오목부는 패키지 내용물의 멸균 전에 리드스톡으로 밀봉된다. 특히 바람직한 패키지는 콘택트 렌즈를 위한 일회용 패키지 및 패키지 조립체를 포함할 것이다. 단일 패키지는 콘택트 렌즈를 용액 중에 수용하기 위해 내부에 형성된 웰을 갖는 플랜지를 포함한다. 가요성 커버 시트는 플랜지에 걸쳐 연장되고 웰의 주변부 주위에서 밀봉됨으로써 렌즈 및 용액을 웰 내에 밀봉한다. 커버 시트는 사용자가 내부에 수용된 렌즈에 접근하기 위해 플랜지로부터 용이하게 벗겨질 수 있다. 제1 및 제2 지지체 구조물은 서로 대향하도록 형성되고 플랜지로부터 일반적으로 수직으로 연장된다. 지지체 구조물은 테이블과 같은 편평한 표면 상에 패키지를 안정하게 지지하도록 구성된다.

각각의 지지체 구조물은, 비록 주요 벽과 보조 벽이 그의 1개 이상의 지점을 따라 상호연결되거나 접촉될 수 있지만, 일반적으로는 이격된, 서로 평행한 평면 내에 놓인 주요 벽 및 보조 벽을 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 보조 벽은 각각의 주요 벽의 안쪽에 위치된다.

제1 패키지와 실질적으로 동일하게 구성된 제2 패키지를 포함하는 패키지 조립체가 또한 개시되어 있으며, 여기서 제1 및 제2 패키지는 서로 탈착가능하게 부착될 수 있고 각각의 제1 및 제2 지지체 구조물은 서로 맞물려 있다.

특정 실시양태에서, 미반응 단량체 및 임의의 유기 희석제를 추출한 후에, 성형품, 예를 들어 맞춤 콘택트 렌즈는 임의로 관련 기술분야에 공지된 다양한 공정에 의해 기계가공된다. 기계가공 단계는 렌즈 표면의 선반 절삭, 렌즈 가장자리의 선반 절삭, 렌즈 가장자리의 버핑 또는 렌즈 가장자리 또는 표면의 연마를 포함한다. 본 발명의 공정은, 렌즈 표면의 기계가공이 표면이 점착성 또는 고무질인 경우에 특히 어렵기 때문에 렌즈 표면이 선반 절삭물인 공정에 특히 유리하다.

일반적으로, 이러한 기계가공 공정은 물품이 금형부로부터 이형되기 전에 수행된다. 기계가공 작업 후에, 렌즈는 금형부로부터 이형되고 수화될 수 있다. 대안적으로, 물품은 금형부로부터 꺼낸 후 기계가공되고, 이어서 수화될 수 있다.

하기 실시예는 관련 기술분야의 통상의 기술자가 본원을 실시할 수 있도록 제공되며, 본원을 단지 예시한다. 실시예는 청구범위에 정의된 바와 같이 본원의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예

모든 용매 및 시약은 상업적으로 입수가능한 공급원으로부터 수득하였고, 입수한 그대로 사용하였다.

분석 시험 방법

4502 기계적 시험기 MTS 인스트론(Instron)을 사용하여 렌즈의 탄성률, 인장 강도, 퍼센트 신율 및 인열 강도를 측정하였다. 샘플을 붕산염 완충 염수를 포함하는 수조에서 시험하였다.

캡티브 버블 접촉각 데이터를 퍼스트 텐 옹스트롬즈(First Ten Angstroms) FTA-1000 드롭 쉐입 인스트루먼트(Drop Shape Instrument) 상에서 수집하였다. 패키징 용액의 성분을 샘플 표면으로부터 제거하기 위해 분석 전에 모든 샘플을 HPLC 등급 물에 헹구었다. 데이터 수집 전에, 모든 실험에 사용된 물의 표면 장력을 펜던트 드롭 방법을 사용하여 측정하였다. 물을 사용하기에 적절한 품질로 만들기 위해 70 - 72 dyne/cm의 표면 장력 값이 예상되었다. 모든 렌즈 샘플을 굴곡이 있는 샘플 홀더 상에 두고 HPLC 등급 물이 채워진 석영 셀에 담궜다. 후진 및 전진 캡티브 버블 접촉각을 각각의 샘플에 대해 수집하였다.

후진 접촉각은 에어 버블이 샘플 표면을 가로질러 확대됨에 따라 (물은 표면으로부터 후진됨) 물에서 측정되는 각으로서 정의된다. 전진 접촉각은 에어 버블이 렌즈 표면으로부터 수축함에 따라 (물은 표면을 가로질러 전진함) 물에서 측정되는 각으로서 정의된다.

모든 캡티브 버블 데이터를, 샘플/에어 버블 계면 상에 초점을 맞춘 고속 디지털 카메라를 사용하여 수집하였다. 접촉각을 샘플/에어 버블 계면을 가로지르는 접촉선 운동 직전에 디지털 프레임에서 계산하였다.

ESI-TOF MS: 전기분무 (ESI) 비행 시간 (TOF) MS 분석을 어플라이드 바이오시스템즈 마리너(Applied Biosystems Mariner) 기기 상에서 수행하였다. 기기를 양이온 모드에서 작동시켰다. 리신, 안지오텐시노겐, 브라디키닌 (프래그먼트 1-5) 및 데스-프로(des-Pro) 브라디키닌을 포함하는 표준 용액을 사용하여 기기를 질량 보정하였다. 이 혼합물은 147 내지 921 m/z의 7-포인트 보정을 제공하였다. 적용된 전압 파라미터를 동일한 표준 용액으로부터 수득된 신호로부터 최적화하였다. 정확한 질량 측정을 위해, 400 Da의 공칭 M_n 값을 갖는 폴리(에틸렌 글리콜) (PEG)을 관심 샘플에 첨가하고 내부 질량 표준물로서 사용하였다. 관심 샘플 질량을 일괄하여 다루는 2개의 PEG 올리고머를 사용하여 질량 스케일을 보정하였다. 샘플을 2 부피%의 이소프로판올 (IPA) 중 포화 NaCl이 첨가된 IPA 중 30 μM 용액으로서 제조하였다. 샘플을 35μL/분의 속도로 ESI-TOF MS 기기 내로 직접 주입하였다. 분석에서 각각의 샘플에 대한 단일동위원소 질량을 수득하기 위해 충분한 해상력 (6000 RP m/Δm FWHM)을 달성하였다. 각각의 분석에서 실험적 단일동위원소 질량을, 각각의 원소 조성으로부터 결정된 바와 같은 이론적인 단일동위원소 질량과 비교하였다. 각각의 분석에서, 단일동위원소 질량 비교는 10 ppm 미만의 오차가 있었다. 비하전된 샘플은 그의 원소 조성에 포함된 나트륨 (Na) 원자를 갖는다는 것을 유의하여야 한다. 이 Na 원자는 샘플 제조 절차에서 첨가되는 필수적인 하전제로서 발생한다. 몇몇 샘플은 그의 각각의 구조의 고유한 4급 질소로부터의 전하를 함유하기 때문에 이들은 첨가되는 하전제를 필요로 하지 않는다.

GC: 기체 크로마토그래피를 휴렛 팩커드(Hewlett Packard) HP 6890 시리즈 GC 시스템을 사용하여 수행하였다. 주요 피크를 적분하고 정규화된 크로마토그래프와 비교함으로써 순도를 결정하였다.

NMR: 관련 기술분야에서의 표준 기술을 사용하여 400 MHz 배리안(Varian) 분광계를 사용하여 1H-NMR 특성화를 수행하였다. 달리 나타내지 않는 한, 샘플을 클로로포름-d (99.8 원자% D)에 용해시켰다. 7.25 ppm에서 잔류 클로로포름 피크를 할당함으로써 화학적 이동을 결정하였다. 기준선 분리된 피크들을 적분함으로써 피크 면적 및 양성자 비를 결정하였다. 분할 패턴 (s = 단일선, d = 이중선, t = 삼중선, q = 사중선, m = 다중선, br = 넓음) 및 커플링 상수 (J/Hz)가 존재하고 서로 명확히 구분가능한 경우에 이를 기록하였다.

기계적 특성 및 산소 투과도: 탄성률 및 신율 시험을 인스트론(Instron) (모델 4502) 기기를 사용하여 ASTM D-1708a에 따라 수행하였으며, 여기서 히드로겔 필름 샘플은 붕산염 완충 염수에 침지되고; 필름 샘플의 적절한 크기는 게이지 길이 22 mm 및 폭 4.75 mm이고, 여기서 샘플은 인스트론 기기의 클램프로 샘플을 조일 수 있도록 개 뼈 형상을 형성하는 단부를 추가로 갖고, 200+50 마이크로미터의 두께를 가졌다.

산소 투과도 (또한 Dk로도 지칭됨)를 하기 절차에 의해 결정하였다. 다른 방법 및/또는 기기가 이로부터 수득된 산소 투과도 값이 기재된 방법과 동등한 한 사용될 수 있다. 단부에 중앙 원형 금 캐소드 및 캐소드로부터 절연된 은 애노드를 포함하는 프로브를 갖는 O2 퍼메오미터(Permeometer) 모델 201T 기기 (크리에이테크(Createch) (미국 캘리포니아주 알바니))를 사용하여 폴라로그래피 방법 (ANSI Z80.20-1998)에 의해 실리콘 히드로겔의 산소 투과도를 측정하였다. 150 내지 600 마이크로미터 범위의 3개의 상이한 중앙 두께의, 사전-검사된 핀홀-무함유, 편평 실리콘 히드로겔 필름 샘플 상에서만 측정을 수행하였다. 필름 샘플의 중앙 두께 측정을 레더(Rehder) ET-1 전자 두께 게이지를 사용하여 측정할 수 있었다. 일반적으로, 필름 샘플은 원형 디스크의 형상을 갖는다. 35℃+/- 0.2°에서 평형화된 순환하는 인산염 완충 염수 (PBS)를 포함하는 조에 침지된 필름 샘플 및 프로브를 사용하여 측정을 수행하였다. 프로브 및 필름 샘플을 PBS 조에 침지시키기 전에, 캐소드와 필름 샘플 사이에 에어 버블 또는 과량의 PBS가 존재하지 않는 것을 보장하면서 필름 샘플을 평형화된 PBS로 사전가습된 캐소드 상에 두어 중앙에 놓고, 이어서 프로브의 캐소드 부분을 단지 필름 샘플과 접촉시키면서 마운팅 캡을 사용하여 필름 샘플을 프로브에 고정시켰다. 실리콘 히드로겔 필름의 경우에, 프로브 캐소드와 필름 샘플 사이에서, 예를 들어 원형 디스크 형상을 갖는 테플론 중합체 막을 사용하는 것이 빈번하게 유용하였다. 이러한 경우에, 테플론 막을 우선 사전-가습된 캐소드 상에 두고, 이어서 테플론 막 또는 필름 샘플 아래에 에어 버블 또는 과량의 PBS가 존재하지 않는 것을 보장하면서 필름 샘플을 테플론 막 상에 두었다. 일단 측정치를 수집하고 나면, 0.97 이상의 상관 계수 값 (R2)을 갖는 데이터만을 Dk 값의 계산에 입력해야 했다. R2 값을 충족시키는, 두께 당 적어도 2개의 Dk 측정치를 수득하였다. 공지된 회귀 분석을 사용하여, 산소 투과도 (Dk)를 적어도 3개의 상이한 두께를 갖는 필름 샘플로부터 계산하였다. PBS 이외의 용액으로 수화된 임의의 필름 샘플을 우선 정제수에 담그고, 적어도 24시간 동안 평형되도록 하고, 이어서 PHB에 담그고, 적어도 12시간 동안 평형되도록 하였다. 기기를 정기적으로 세정하고 RGP 표준물을 사용하여 정기적으로 보정하였다. 개시내용 전체가 본원에 포함된 문헌 [William J. Benjamin, et al., The Oxygen Permeability of Reference Materials, Optom Vis Sci 7 (12s): 95 (1997)]에 의해 확립된 레포지토리 값의 +/- 8.8%를 계산함으로써 상한치 및 하한치를 확립하였다.

약어:

NVP 1-비닐-2-피롤리돈

TRIS 3-메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란

HEMA 2-히드록시에틸 메타크릴레이트

v-64 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)

EGDMA 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트

BHT 부틸화 히드록시톨루엔

SA 단량체

폴록사머 F127-DM은 그 내용이 본원에 참조로 구체적으로 포함된 미국 특허 출원 공개 번호 2003/0044468에 개시되어 있다.

IMVT

AIBN 아조비스이소부티로니트릴

M1-MCR-C12

TRIS

달리 의도적으로 언급되거나 그의 사용에 의해 명백하지 않은 한, 실시예에 사용된 모든 수는 용어 "약"에 의해 수식되고 중량%인 것으로 간주되어야 한다.

실시예 1

단량체 혼합물을 하기 성분, N-비닐-2-피롤리돈 (NVP) (90 중량%); 4-t-부틸-2-히드록시시클로헥실 메타크릴레이트 (TBE) (10 중량%), 플루로닉(PLURONIC)® F127 디메타크릴레이트 (HLB=22, Mw~12600) (5 중량%), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA) (0.15 중량%), 알릴 메타크릴레이트 (AMA) (0.15 중량%) 및 2-히드록시프로필메타크릴레이트 (HEMA) (2 중량%) 및 바조(Vazo) 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 2

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%) 및 EGDMA (0.3 중량%) 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 이 혼합물에 증가하는 양의 O-(메타크릴옥시에틸)-N-(트리에톡시실릴프로필)우레탄 (MTU)을 15 중량%까지 첨가하였다. 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 3

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.3 중량%), 플루로닉® F127 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=22, Mw~12600) (2 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 4

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.3 중량%), 플루로닉® F127 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=22, Mw~12600) (5 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 5

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.3 중량%), 플루로닉® F127 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=22, Mw~12600) (10 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 6

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.15 중량%), HEMA-비닐 카르바메이트 (HEMA-VC) (0.15 중량%), 플루로닉® F38 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=31, Mw~4700) (2 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 7

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.15 중량%), HEMA-VC (0.15 중량%), 플루로닉® F38 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=31, Mw~4700) (5 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 8

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.15 중량%), HEMA-VC (0.15 중량%), 플루로닉® F38 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=31, Mw~4700) (10 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 9

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (90 중량%); TBE (10 중량%), EGDMA (0.15 중량%), HEMA-VC (0.15 중량%), 플루로닉® F38 디메타크릴레이트 (DM) (HLB=31, Mw~4700) (20 중량%), 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 10

단량체 혼합물을 하기 성분, NVP (53 중량%); TEGDMA (1 중량%), AMA (0.05 중량%), HEMA (4.68 중량%), TRIS (20 중량%), M1-MCR-C12 (20 중량%) 및 바조 64 개시제 (0.79 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 생성된 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실시예 11

단량체 혼합물을 하기 성분, N-비닐-2-피롤리돈 (NVP) (27.5 중량%); 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA) (0.25 중량%), 알릴 메타크릴레이트 (AMA) (0.15 중량%); 2-히드록시프로필메타크릴레이트 (HEMA) (57.4 중량%); 글리세린 (14.2 중량%); 및 바조 64 개시제 (0.5 중량%)를 혼합함으로써 제조하였다. 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다.

실험 상세사항

통상적인 히드로겔 제제 단량체 혼합물을 실시예 1에 따라 대조군으로서 제조하였다. 이어서 의도적으로 첨가된 물을 다양한 양으로 포함하는 실험 제제를 실시예 1의 히드로겔 제제 단량체 혼합물을 제조한 후, 단량체 혼합물을 캐스팅하여 렌즈를 형성하였다. 히드로겔 제제는 의도적으로 첨가된 물을 다양한 양으로 함유하였다. 즉, 의도적인 양의 물 (10%, 11%, 12%, 14%, 15%, 20% 및 33%)을 실시예 1의 단량체 혼합물에 첨가하였다. 혼합물을 캡핑된 호박색 병에서 교반되도록 하였다. 단량체 혼합물을 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 금형에서 캐스팅하고, 약 4시간 동안 열 경화시켰다. 렌즈를 건식-이형시키고, 물에 담궈 미반응 성분 및 과량의 희석제를 제거하고, 붕산염 완충제 중에 패키징한 후 멸균을 위해 오토클레이빙하였다. 이어서, 렌즈를 사용하여 분석 특성을 수득하였다.

실시예 1에 따르며 다양한 양의 의도적으로 첨가된 물로 변형된 바와 같은 렌즈의 물 함량.

<표 1> 단량체 혼합물에 첨가된 물의 양의 함수로서의 렌즈의 물 함량

표 1에 제시된 바와 같이, 상이한 양의 물을 히드로겔 제제 단량체 혼합물에 첨가하였다. 첨가된 물의 양이 추출 및 수화 후 히드로겔의 물 함량에 정비례하는 것으로 확인되었다. 히드로겔 혼합물 중 물의 효과를 결정하기 위해 대조군 실험을 수행하였다.

대조군 실험, 실시예 10에서, 실리콘 물질, 즉, M1-MCRC12 및 TRIS를 함유하는 히드로겔 제제를 음성 대조군 제제로서 취하였다. 실시예 10의 제제에, 12% 및 15% 물을 단량체 혼합물에 의도적으로 첨가하고, 렌즈를 이전과 동일한 방식으로 제조 및 가공하였다.

또 다른 실험에서, 통상적인 히드로겔 물질 (실시예 10)을, 또한 물을 의도적으로 첨가한 제제로서 사용하였다. 상기 실험으로부터 수득된 분석 결과를 하기 표 2에 열거하였다.

<표 2> 각각 12 또는 15% 물을 함유하는 통상적인 (실시예 1 및 11) 및 실리콘 함유 (실시예 10) 히드로겔의 분석 특성.

렌즈를 오븐에서 경화시킨 후, 물을 의도적으로 첨가한 실시예 10의 실리콘 함유 렌즈는 끈적거리고 점착성이었으며, 이는 건식 이형을 현저하게 어렵게 하였다. 이는 표 2에 제시된 바와 같이 매우 높은 추출가능물 (약 40%)을 갖는 불량한 품질의 렌즈를 초래하였다. 물을 함유하는 샘플에 대한 높은 추출가능물은 물의 존재 하에 실리콘 함유 렌즈가, 대부분이 추출 공정 동안에 손실되는 취약한 물질을 초래하는 비효율적이고 불완전한 중합을 겪는 것으로 나타났다. 그러나, 통상적인 히드로겔 (실시예 1 및 11) 제제 둘 다는, 가공하고 분석하고 훨씬 적은 추출가능물을 생성하기에 용이한 매우 강건한 물질을 수득하였다. 이는 실리콘 기재 히드로겔 물질이 아닌 통상적인 히드로겔 시스템에서 물의 첨가에 의해 렌즈의 물 함량 증가가 물질 강건함을 유지하면서 달성될 수 있는 것을 나타내었다.

<표 3> 실시예 1, 10 및 11에 대한 물 무함유 대조군 샘플의 분석 특성.

표 3은 제제의 일부로서 의도적으로 첨가된 물을 함유하지 않는 대조군 샘플의 특정 특성을 열거하였다. 비록 제제를 드라이 박스에서 제조하였지만, 벤치 탑 상에서 렌즈의 캐스팅 및 가공을 수행하였으며, 이는 환경으로부터의 제제 중 수분의 체류를 가져올 수 있었다. 대조군 제제가 환경으로부터 흡수된 높은 양의 물을 갖지 않는 것을 보장하기 위해, 칼-피셔(Karl-Fisher) 적정 실험을 수행하여 제제 중에 존재하는 물의 양을 측정하였다.

2종의 중합된 제제, 실시예 1 대조군 제제 및 12%의 의도적으로 첨가된 물을 함유하는 실시예 1을 IPA 중에서 추출하고, 물 함량을 칼 피셔에 의해 측정하여 추가의 물이 증발하였는지 또는 경화 후 렌즈에 여전히 잔류하는지 여부를 결정하였다. 경화시키고, 추출하고, 이어서 건조된 렌즈 (3)를 3 mL 무수 IPA를 함유하는 바이알에 두었다. 바이알을 진탕기 상에 밤새 두었다. 다음 날, IPA의 물 함량을 칼 피셔 적정에 의해 측정하였다. 첨가된 물 무함유 제제 중 물 함량을 결정하기 위해 수행된 칼-피셔 적정 실험은 수분 및 외부 공급원으로부터 제제에 의해 흡수된 물의 양이 매우 적다는 것 (약 0.1%)을 제시하였다 (표 4).

<표 4> 추출 매질 (IPA), 물 무함유 실시예 1 및 12% 물 함유 실시예 1에 존재하는 물의 양을 측정하기 위한 칼-피셔 적정 실험

추가로, 고체 상태 NMR 실험을 수행하여 첨가된 물이 렌즈에서 검출될 수 있는지 여부를 확인하였다. 고체 상태 NMR 실험을 20% D₂O (NMR 용매 80% 물/20% D₂O)가 스파이킹된 실시예 1 렌즈 상에서 수행하였다. 렌즈를 이전에 언급된 바와 같이 캐스팅하고 경화시켰다. 이어서, 건조 렌즈를 고체 상태 NMR에 사용하였다. 고체 상태 NMR로부터, D₂O를 렌즈에서 검출할 수 없었다 (도 1). 추가의 신호 평균을 수행하여 실험의 감수성을 증가시켰으나, D₂O는 여전히 검출불가능하였으며, 이는 건조 렌즈에서 D₂O의 양이 매우 적은 것으로 여겨지게 하였다 (도 1). 이 결과는 칼-피셔 실험과 일치하였으며, 또한 렌즈에 존재하는 물의 양이 매우 적을 것으로 나타내었다.

도 1에 제시된 바와 같이, 실시예 1 렌즈의 고체 상태 NMR 실험은 20% D₂O가 스파이킹되었으며, 여기서 하단의 3개의 스펙트럼은 대조군 샘플이고, 여기서 샘플 중 D₂O의 양의 감수성을 검출하기 위해 보정 도구로서 사용될 수 있도록 D₂O를 다양한 양의 물과 혼합하여 다양한 농도의 D₂O (각각 100%, 50% 및 10%)를 갖는 용액을 수득하였다. 상단의 3개의 스펙트럼은, 신호 평균을 하거나 하지 않은, 20% D₂O 함유 실시예 1 렌즈의 고체 상태 NMR이다.

본원에 개시된 실시양태에 대해 다양한 변형을 만들 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 상기 설명은 제한이 아니라 단지 바람직한 실시양태의 예시로서 간주되어야 한다. 예를 들어, 본 발명을 실시하기 위한 최적 방식으로서 상기에 기재되고 실행된 기능은 단지 설명을 목적으로 한다. 다른 배열 및 방법이 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어나지 않으면서 실행될 수 있다. 더욱이, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 본원에 첨부된 특징 및 이점의 범위 및 취지 내에서 다른 변형을 고안할 것이다.

Claims

11 내지 33 중량%의 첨가된 물; 제1 친수성 단량체로서 N-비닐피롤리돈 (NVP); 제2 친수성 단량체; 가교제; 개시제; 강화제; 가교 및 수화를 위한 제제; UV 차단제; 및 틴트를 포함하는 중합된 단량체 혼합물로 형성되며, 여기서 단량체 혼합물은 임의의 규소 함유 물질을 함유하지 않는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 단량체 혼합물이 첨가된 물; 제1 친수성 단량체로서 N-비닐피롤리돈 (NVP); 제2 친수성 단량체로서 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA); 가교제로서 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (EGDMA) 및 알릴 메타크릴레이트 (AMA); 열 개시제로서 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN); 강화제로서 4-(tert부틸)-2-히드록실시클로헥실 메타크릴레이트 (TBE); 가교 및 수화를 위한 제제로서 폴록사머 디메타크릴레이트; UV 차단제로서 SA 단량체; 및 틴트로서 IMVT를 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제2항에 있어서, 단량체 혼합물이 희석제를 추가로 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제3항에 있어서, 희석제가 프로필렌 글리콜인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 내부에 형성된 웰을 갖는 플랜지 및 플랜지에 걸쳐 연장되고 웰의 주변부 주위에서 밀봉된 가요성 커버 시트를 포함하는 패키지 내에 함유되며, 수성 용액 중에 침지되고 웰 내에 수용된 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 중합 전의 단량체 혼합물이 11 내지 20 중량%의 첨가된 물을 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 중합 전의 단량체 혼합물이 11 내지 15 중량%의 첨가된 물을 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 중합 전의 단량체 혼합물이 15 내지 33 중량%의 첨가된 물을 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 중합 전의 단량체 혼합물이 15 내지 20 중량%의 첨가된 물을 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

제1항에 있어서, 중합 전의 단량체 혼합물이 20 내지 33 중량%의 첨가된 물을 포함하는 것인 히드로겔 콘택트 렌즈.

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