KR101992722B1 - 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈 - Google Patents

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Abstract

본발명은 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈에 관한 것으로, 친수성 하이드로젤 안의료용 렌즈를 제조하기 위해 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate), MMA(methyl methacrylate), NVP(n-vinylpyrrolidone), 가교제인 EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate), 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 공중합 하되, 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가진 착색 안의료용 렌즈를 제조하는 것으로,
본발명은 콘택트렌즈원료에 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가지며, 광투과율,함수율, 산소투과율이 높은 현저한 효과가 있다.

Description

나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈{Colored contact lens containing nanoparticle}
본발명은 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘택트렌즈원료에 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가진 착색 안의료용 렌즈를 제조하는 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈에 관한 것이다.
현재 안의료용 콘택트렌즈에 대한 관심이 급증하면서 가장 주목받는 물리적 특성은 안의료용 렌즈를 착용하였을 때, 안과적 질환 등을 보완하기 위해 항균성 및 자외선 차단성 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 자외선 차단 기능 및 항균 기능을 가진 나노입자를 활용한 다양한 연구가 진행되고 있는 추세이다.
종래기술로서 공개특허공보 공개번호 10-2009-0093170호에는 콘택트렌즈 재료용 용액에 1~50nm 입자크기 나노은 분말을 0.001~0.5g범위내에서 콘택트렌즈 재료용 용액 대비 0.1~5중량%로 혼합하여서 된 혼합액으로 콘택트렌즈의 홍채 커버링부분이 형성되게 콘택트렌즈를 제조함을 특징으로 하는 나노은을 이용한 콘택트렌즈 제조방법이 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-1545757호에는 건조한 하이드로겔 콘택트 렌즈를 수화 용액에서 수화하는 단계를 포함하고, 여기에서 상기 수화 용액은 은 나노입자, 및 윤활제 또는 습윤제를 포함하며, 상기 은 나노입자, 및 윤활제 또는 습윤제는 수화 용액 중 상기 건조한 하이드로겔 콘택트 렌즈의 수화 도중 상기 하이드로겔 콘택트 렌즈 상에 흡착되고/되거나 그 안에 포획되며, 상기 은 나노입자는 폴리음이온성 물질, 폴리양이온성 물질, 폴리비닐 알코올 (PVA), 폴리비닐피롤리돈 (PVP), N-비닐피롤리돈과 1종 이상의 비닐계 단량체의 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 안정화제의 존재 하에 제조되는 것을 특징으로 하는, 하이드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법이 공개되어 있다.
그러나 상기 종래기술들은 광투과율,함수율, 산소투과율이 낮은 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 콘택트렌즈원료에 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가지며, 광투과율,함수율, 산소투과율이 높은 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈를 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈에 관한 것으로, 친수성 하이드로젤 안의료용 렌즈를 제조하기 위해 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate), MMA(methyl methacrylate), NVP(n-vinylpyrrolidone), 가교제인 EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate), 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 공중합 하되, 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가진 착색 안의료용 렌즈를 제조하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 콘택트렌즈원료에 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가지며, 광투과율,함수율, 산소투과율이 높은 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명의 R-NPs1 samples 그래프
도 2는 본발명의 R-NPs2 samples 그래프
도 3은 본발명의 Ref.-A samples 그래프
도 4는 본발명의 R-CANPs1 samples 그래프
도 5는 본발명의 R-CANPs2 samples 그래프
본발명은 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈에 관한 것으로, 친수성 하이드로젤 안의료용 렌즈를 제조하기 위해 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate), MMA(methyl methacrylate), NVP(n-vinylpyrrolidone), 가교제인 EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate), 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 공중합 하되, 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가진 착색 안의료용 렌즈를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노입자는 SiND(silicon2,3-naphthalocyanine dihydroxide), 또는SiPc(silicon 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine dihydroxide)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노입자는 ZnO 또는 ITO인 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1은 본발명의 R-NPs1 samples 그래프, 도 2는 본발명의 R-NPs2 samples 그래프, 도 3은 본발명의 Ref.-A samples 그래프, 도 4는 본발명의 R-CANPs1 samples 그래프, 도 5는 본발명의 R-CANPs2 samples 그래프이다.
일반적으로 SIPC(silicon 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine dihydroxide)는 특정 파장대의 빛을 흡수하며 콘택트렌즈 첨가제로 사용했을 때 청색 빛을 띄는 콘택트렌즈 재료로 활용할 수 있다.
또한 프탈로시아닌계 화합물은 화학적으로 안정하며 광학 및 전기적으로 우수한 특성을 가지고 있으며, silicon2,3-naphthalocyanine계열의 경우 특정 파장대의 빛을 흡수하는 물질로 안의료용 렌즈의 첨가제로 사용할 경우 녹색 빛을 띄는 착색 안의료용 렌즈의 재료 및 자외선 차단 용도로 활용할 수 있다.
zinc oxide는 나노크기의 산화아연으로 백색을 띄며 자외선차단 성분으로 우수하여 화장품등으로 사용되고 있으며, titanium oxide는 광촉매 및 나노튜브로서 사용되고 있다. 그리고titanium은 생체적합성이 높아 임플란트, 골 융합 등 의료소재로서 활용되고 있다. 그리고 아닐린은 벤젠고리에 아미노기가 치환된 화합물이며 주로 향로나 합성염료로 사용된다. 또한 아닐린 그룹이 콘택트렌즈의 첨가제로 사용되었을 때 다양한 색과 자외선 차단성을 나타내었다.
이에 본 발명에서는 아닐린계 모노머 및 다양한 SiPc, SiND, Zinc oxide 등 다양한 나노입자를 포함한 안의료용 렌즈를 제조하여 각각의 광·물리적 특성을 측정하여 분석하였다.
본 발명에서는 친수성 하이드로젤 안의료용 렌즈를 제조하기 위해 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate), MMA(methyl methacrylate), NVP(n-vinylpyrrolidone)를 사용하였으며, 가교제로는 EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate)를 사용하였다. 또한 개시제는 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 각각 사용하여 공중합 하였다. 첨가제로 사용된 NPs(nanoparticles)는 SiND(silicon2,3-naphthalocyanine dihydroxide), SiPc(silicon 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine dihydroxide)을 사용하여 캐스트몰드 방식을 사용하여 100℃에서 1시간 열중합 하였다. 중합된 렌즈 sample은 0.9중량% 생리식염수에 24시간 수화시킨 후 렌즈의 광·물리적 특성을 각각 측정하였다.
먼저, R-NPs1(SiPc)의 배합비에 대해 설명하면, 렌즈의 기본원료 Ref.로서 HEMA 30~50중량부에 대하여 HPMA 10 ~ 30 중량부, MMA0.5 ~ 5중량부 NVP 5 ~ 50중량부로 배합된다. 그리고 상기 배합된 기본원료Ref. 100중량부에 대하여 NPs(SiPc) 0.05 ~ 0.2중량부, EGDMA 0.5~2.0중량부 AIBN 0.1~1.0중량부를 배합하여 본발명의 렌즈가 제조된다.
다음으로, R-NPs2(SiND)의 배합비에 대해 설명하면, 렌즈의 기본원료 Ref.로서 HEMA 30~50중량부에 대하여 HPMA 10 ~ 30 중량부, MMA 0.5 ~ 5중량부 NVP 5 ~ 50중량부로 배합된다. 그리고 상기 배합된 기본원료 Ref. 100중량부에 대하여 NPs(SiND) 0.05 ~ 0.2중량부, EGDMA 0.5~2.0중량부 AIBN 0.1~1.0중량부를 배합하여 본발명의 렌즈가 제조된다.
광투과율 측정 방법
광 투과율은 Agilent 사의 Cary 60 UV-vis.의 분광투과율기기를 사용하였으며, 분석을 위해 사용한 soft ware는 Cary Win UV를 사용하였다. 광투과율은 가시광선 영역과 UV-A, UV-B를 측정하였다. 모든 광선의 투과율은 백분율로 그 투과도를 나타내었다.
광투과율 측정결과
제조된 렌즈의 분광투과율의 평균값을 산출한 결과, Ref.-A는 UV-B에서 중량비 76.98%, UV-A는 90.16%로 측정되었으며, 가시광선 투과율의 경우 중량비 91.69%로 각각 측정되었으며, 자외선 차단 기능을 가진 NPs1을 중량비율별로 첨가한 경우 UV-B는 17.35%, UV-A는 13.01%로 그리고 가시광선 투과율은 37.%로, 그리고 NPs2를 중량비율별로 첨가한 경우 UV-B는 37.88%, UV-A는 49.59%로 그리고 가시광선 투과율은 69.18%로 각각 측정되었다.
sample No. UV-B UV-A Vis .
Ref. Average 76.98 90.16 91.69
R-NPs1 Average 17.35 13.01 45.66
R-NPs2 Average 37.88 49.59 69.18
분광투과율 측정결과
함수율 측정 방법
함수율 측정은 ISO 18369-4:2006, Ophthalmic optics - Contact lenses - Part 4: Physicochemical properties of contact lens materials의 gravimetric method를 사용하여 측정하였다. 함수율은 실내 온도에 표준 염분에서 완전히 평형을 유지한 상태에서 아래의 식을 사용하여 백분율로 표시하였다.
Figure 112018002968064-pat00001
함수율 측정결과
제조된 안의료용 렌즈의 함수율은 Ref.는 36.18 중량%로 측정되었으며, R-NPs1은 37.02%로, R-NPs2는 36.98%로 측정되었다. 산소침투율 및 함수율 측정 결과 HPMA의 첨가량이 증가할수록 함수율 및 Dk값은 감소하는 것으로 나타났으나, 형태 및 크기는 좋아지는 것으로 나타났다. 이에 본 연구에서는 추가적으로 첨가제를 첨가할 것을 고려하여 SDH를 기준으로 추가적인 첨가 실험을 진행하였다.
sample No. Water Content( % )
Ref. Average 36.18
R-NPs1 Average 37.02
R-NPs2 Average 36.98
함수율 측정결과
아닐린 및 나노입자를 포함한 자외선 차단 안의료용 렌즈 개발
안의료용 렌즈 소재인 Ref.에 3-CA(3-chloroaniline)를 1~5% 중량비율로, NPs(zinc oxide, titanium oxide)는 0.05~0.2%의 중량비율로 첨가하여 sample을 각각 분광투과율 측정한 결과, 자외선차단성이 우수한 것으로 나타났다. 제조된 안의료용 렌즈의 배합비를 아래에 나타내었다.
먼저, Ref.-A의 배합비에 대해 설명하면, 렌즈의 기본원료 Ref.로서 HEMA 30~50중량부에 대하여 HPMA 10 ~ 30 중량부, MMA0.5 ~ 5중량부 NVP 5 ~ 50중량부로 배합된다. 그리고 상기 배합된 기본원료Ref. 100중량부에 대하여 3-CA 1 ~ 5중량부, EGDMA 0.5~2.0중량부 AIBN 0.1~1.0중량부를 배합하여 렌즈가 제조된다.
다음으로, R-CANPs3(ZnO)의 배합비에 대해 설명하면, 렌즈의 기본원료 Ref.로서 HEMA 30~50중량부에 대하여 HPMA 10 ~ 30 중량부, MMA0.5 ~ 5중량부 NVP 5 ~ 50중량부로 배합된다. 그리고 상기 배합된 기본원료Ref. 100중량부에 대하여 NPs(ZnO) 0.05 ~ 0.2중량부, 3-CA 1 ~ 5중량부, EGDMA 0.5~2.0중량부 AIBN 0.1~1.0중량부를 배합하여 본발명의 렌즈가 제조된다.
다음으로, R-CANPs4(TO)의 배합비에 대해 설명하면, 렌즈의 기본원료 Ref.로서 HEMA 30~50중량부에 대하여 HPMA 10 ~ 30 중량부, MMA 0.5 ~ 5중량부 NVP 5 ~ 50중량부로 배합된다. 그리고 상기 배합된 기본원료 Ref. 100중량부에 대하여 NPs(TO) 0.05 ~ 0.2중량부, 3-CA 1 ~ 5중량부, EGDMA 0.5~2.0중량부 AIBN 0.1~1.0량부를 배합하여 본발명의 렌즈가 제조된다.
광투과율 측정결과
제조된 렌즈의 분광투과율의 평균값을 산출한 결과, Ref.-A는 UV-B에서 중량비 2.78%, UV-A는 75.13%로 측정되었으며, 가시광선 투과율의 경우 90.33%로 각각 측정되었으며, NPs1을 중량비율별로 첨가한 경우 UV-B는 2.91%, UV-A는 71.38%로 그리고 가시광선 투과율은 89.42%로 그리고 NPs2를 중량비율별로 첨가한 경우 UV-B는 2.18%, UV-A는 47.63%로 그리고 가시광선 투과율은 77.14%로 각각 측정되었다.
sample No. UV-B UV-A Vis .
Ref.-A Average 2.78 75.13 90.33
R-CANPs1 Average 2.91 71.38 89.42
R-CANPs2 Average 2.18 47.63 77.14
광투과율 측정 결과
함수율 측정결과
제조된 안의료용 렌즈의 함수율은 Ref.-A는 중량비 34.24%로 측정되었으며, R-NPs1은 35.08%로, R-NPs2는 34.66%로 측정되었다. 이에 본 연구에서는 추가적으로 첨가제를 첨가할 것을 고려하여 SDH를 기준으로 추가적인 첨가 실험을 진행하였다.
sample No. Water Content( % )
Ref.-A Average 34.24
R-NPs1 Average 35.08
R-NPs2 Average 34.66
함수율 측정결과
결론적으로, 본 발명에서 진행한 아닐린 및 nanoparticles를 가진 안의료용 소재를 사용하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가진 착색 안의료용 렌즈 소재로 활용 가능할 것이다.

Claims (3)

  1. 친수성 하이드로젤 안의료용 렌즈를 제조하기 위해 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), HPMA(hydroxypropyl methacrylate), MMA(methyl methacrylate), NVP(n-vinylpyrrolidone), 가교제인 EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate), 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 공중합 하되, 나노입자(nanoparticles)를 첨가하여 나노입자의 band gap에 의한 특유의 색을 가진 착색 안의료용 렌즈를 제조하는 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈에 있어서,
    상기 나노입자는 SiND(silicon2,3-naphthalocyanine dihydroxide)로서, 배합비는 HEMA 30~50중량부에 대하여 HPMA 10 ~ 30 중량부, MMA 0.5 ~ 5중량부, NVP 5 ~ 50중량부로 기본원료를 배합하고, 상기 배합된 기본원료 100중량부에 대하여 NPs(SiND) 0.05 ~ 0.2중량부, EGDMA 0.5~2.0중량부 AIBN 0.1~1.0중량부를 배합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈

  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020180003241A 2017-11-30 2018-01-10 나노입자가 포함된 착색 콘택트렌즈 KR101992722B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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JP2000327925A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Menicon Co Ltd 光学性含水ゲル及びそれからなる眼科用材料

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JP2000327925A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Menicon Co Ltd 光学性含水ゲル及びそれからなる眼科用材料

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