KR102324171B1 - Double-hydrophobic-coating through quenching for hydrogels and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하이드로젤의 표면에 소수성의 폴리머층이 형성되고, 소수성의 폴리머 층에는 오일이 흡착 되는 이중 소수성 코팅 구조로 이루어져, 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a double hydrophobic coating hydrogel and a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, and more particularly, a double hydrophobic coating in which a hydrophobic polymer layer is formed on the surface of the hydrogel, and oil is adsorbed to the hydrophobic polymer layer It relates to a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel and a double hydrophobic coating hydrogel having a structure that is excellent in both anti-drying properties and anti-swelling properties.

Description

이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이의 제조방법{Double-hydrophobic-coating through quenching for hydrogels and its manufacturing method}Double-hydrophobic-coating hydrogel and its manufacturing method {Double-hydrophobic-coating through quenching for hydrogels and its manufacturing method}

본 발명은 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하이드로젤의 표면에 소수성의 폴리머층이 형성되고, 소수성의 폴리머 층에 오일이 흡착되는 이중 소수성 코팅 구조로 이루어져, 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a double hydrophobic coating hydrogel and a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, and more particularly, a double hydrophobic coating in which a hydrophobic polymer layer is formed on the surface of the hydrogel, and oil is adsorbed to the hydrophobic polymer layer It relates to a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel and a double hydrophobic coating hydrogel having a structure that is excellent in both anti-drying properties and anti-swelling properties.

하이드로젤은 수분 함량이 높고, 화학적 또는 물리적 특성을 조절하여 다양한 분야에 적용할 수 있다는 점에서 주목받고 있는 조성물 중 하나이다. Hydrogel is one of the compositions attracting attention in that it has a high water content and can be applied to various fields by controlling chemical or physical properties.

특히, 하이드로젤은 인체의 뼈, 연골, 피부 재생, 약물 전달 및 상처의 치료 등에 사용될 수 있어 조직재생 및 세포치료제로 적용에 있어 그 수요가 날로 높아지는 추세이다.In particular, the hydrogel can be used for bone, cartilage, skin regeneration, drug delivery, and wound treatment of the human body, and thus the demand for tissue regeneration and cell therapy is increasing day by day.

이에 최근 10년 동안 기계적, 구조적, 생물학적 및 전기적 특성이 우수한 하이드로젤이 개발되었다.Accordingly, hydrogels with excellent mechanical, structural, biological and electrical properties have been developed over the past 10 years.

하지만, 종래의 하이드로 젤은 다량의 물을 함유하고 있기 때문에, 필연적으로 공기 중에서 건조되어 유연성과 기능성을 감소시키는 문제점이 있었다.However, since the conventional hydrogel contains a large amount of water, it is inevitably dried in air, thereby reducing flexibility and functionality.

일 예로, 칼슘-알지네이트 하이드로젤의 경우 공기 중에 노출될 경우, 5시간 이내에 건조된다.For example, in the case of calcium-alginate hydrogel, when exposed to air, it dries within 5 hours.

또한, 대부분의 하이드로 젤은 중합체의 친수성에 의해 물에 침지될 경우, 현저하게 팽윤하게 되며, 이는 기계적 성질이 극적으로 감소되게 하는 원인이 된다.In addition, most hydrogels swell significantly when immersed in water due to the hydrophilicity of the polymer, which causes the mechanical properties to be dramatically reduced.

일 예로, 폴리 아크릴 아미드(PAAm) 하이드로 젤을 물에 침지할 경우, 4시간 만에 원래 부피의 4배로 팽윤되게 된다.For example, when polyacrylamide (PAAm) hydrogel is immersed in water, it swells to 4 times its original volume in 4 hours.

즉, 건조 및 팽윤은 하이도르젤의 고유 특성 중 하나이므로, 건조 및 팽윤에 대한 강항 내성을 지니는 하이드로젤을 개발하는 것이 필요하다.That is, since drying and swelling are one of the intrinsic properties of a hydrogel, it is necessary to develop a hydrogel having strong resistance to drying and swelling.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been devised to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a double hydrophobic coating hydrogel and a method for preparing a double hydrophobic coating hydrogel excellent in both anti-drying and anti-swelling properties.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하이드로젤; 상기 하이드로젤의 외부 표면에 형성된 소수성 폴리머층; 및 상기 소수성 폴리머층에 퀀칭되어 함유되는 오일;을 포함하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a hydrogel; a hydrophobic polymer layer formed on the outer surface of the hydrogel; and an oil quenched and contained in the hydrophobic polymer layer; provides a double hydrophobic coating hydrogel comprising.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 하이드로젤은 폴리아크릴아미드(PAAm) 하이드로젤 또는 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤이다.In a preferred embodiment, the hydrogel is a polyacrylamide (PAAm) hydrogel or a calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) hydrogel.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 소수성 폴리머층은 octyl acrylate 중합체, dodecyl acrylate 중합체 또는 stearyl acrylate 중합체이다.In a preferred embodiment, the hydrophobic polymer layer is an octyl acrylate polymer, a dodecyl acrylate polymer or a stearyl acrylate polymer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 소수성 폴리머층은 dodecyl acrylate와 stearyl acrylate가 1:1의 부피비로 중합된 공중합체이다.In a preferred embodiment, the hydrophobic polymer layer is a copolymer in which dodecyl acrylate and stearyl acrylate are polymerized in a volume ratio of 1:1.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 소수성 폴리머층의 두께는 200㎛ 내지 350㎛이다.In a preferred embodiment, the hydrophobic polymer layer has a thickness of 200 μm to 350 μm.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 오일은 실리콘 오일(silicone oil) 또는 파마자유(caster oil)이다.In a preferred embodiment, the oil is silicone oil or castor oil.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 오일의 점도는 상온에서 1000cSt 내지 2000cSt이다.In a preferred embodiment, the viscosity of the oil is 1000 cSt to 2000 cSt at room temperature.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 이중 소수성 코팅 하드로젤의 접촉각은 90°이상이다.In a preferred embodiment, the contact angle of the double hydrophobic coating hardgel is 90° or more.

또한, 본 발명은 상기 이중 소수성 코팅 하이드로 젤; 및 상기 하이드로젤에 담지된 약물;을 포함하는 약물 전달체를 더 제공한다.In addition, the present invention is the double hydrophobic coating hydrogel; and a drug supported on the hydrogel; further provides a drug delivery system comprising.

또한, 본 발명은 상기 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 포함하는 하이드로젤 렌즈를 더 제공한다.In addition, the present invention further provides a hydrogel lens comprising the double hydrophobic coating hydrogel.

또한, 본 발명은 상기 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 포함하는 하이드로젤 필름을 더 제공한다.In addition, the present invention further provides a hydrogel film comprising the double hydrophobic coating hydrogel.

또한, 본 발명은 하이드로젤을 준비하는 하이드로젤 준비단계; 준비된 상기 하이드로젤을 라디칼 개시제 용액에 침지시켜, 상기 하이드로젤의 표면에 라디칼 개시제를 형성하는 라디칼 개시제 형성단계; 상기 라디칼 개시제가 형성된 상기 하이드로젤을 소수성 모노머 용액에 침지시켜, 상기 하이드로젤의 표면에 형성된 라디칼 개시제가 중합되어 소수성 폴리머층이 형성되게 하는 소수성 폴리머 형성 단계; 상기 소수성 폴리머층이 형성된 상기 하이드로젤을 제1 온도의 오일 용액에 침지시켜, 상기 소수성 폴리머층에 오일을 흡착시키는 오일 흡착단계; 및 오일이 흡착된 상기 하이드로젤을 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 오일 용액에 침지시켜, 상기 소수성 폴리머층에 상기 오일이 가둬지도록 퀀칭하는 퀀칭단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법을 더 제공한다. In addition, the present invention is a hydrogel preparation step of preparing a hydrogel; a radical initiator forming step of immersing the prepared hydrogel in a radical initiator solution to form a radical initiator on the surface of the hydrogel; forming a hydrophobic polymer by immersing the hydrogel in which the radical initiator is formed in a hydrophobic monomer solution, whereby the radical initiator formed on the surface of the hydrogel is polymerized to form a hydrophobic polymer layer; an oil adsorption step of immersing the hydrogel on which the hydrophobic polymer layer is formed in an oil solution at a first temperature to adsorb the oil to the hydrophobic polymer layer; and a quenching step of immersing the hydrogel to which the oil is adsorbed in an oil solution of a second temperature lower than the first temperature, and quenching so that the oil is confined in the hydrophobic polymer layer; Double hydrophobic coating comprising a It further provides a method for producing a hydrogel.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 하이드로젤은 폴리아크릴아미드(PAAm) 하이드로젤 또는 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤이다.In a preferred embodiment, the hydrogel is a polyacrylamide (PAAm) hydrogel or a calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) hydrogel.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 라디컬 개시제는 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN)이 이용된다.In a preferred embodiment, 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) is used as the radical initiator.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 라디컬 개시제 용액은 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN) 및 유기용매를 포함한다.In a preferred embodiment, the radical initiator solution contains 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) and an organic solvent.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 라디칼 개시제 형성단계 이후에, 상기 하이드로젤을 가열처리하여 상기 유기용매가 제거되게하는 하이드로젤 가열단계;를 더 포함한다.In a preferred embodiment, after the radical initiator forming step, the hydrogel heating step of heat-treating the hydrogel to remove the organic solvent; further comprises.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 소수성 모노머는 아크릴레이트계 모노머가 이용된다.In a preferred embodiment, the hydrophobic monomer is an acrylate-based monomer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크릴레이트계 모노머는 octyl acrylate, dodecyl acrylate 또는 stearyl acrylate이다.In a preferred embodiment, the acrylate-based monomer is octyl acrylate, dodecyl acrylate or stearyl acrylate.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크릴레이트계 모노머는 dodecyl acrylate와 stearyl acrylate가 1:1의 부피비로 혼합된 혼합물이다.In a preferred embodiment, the acrylate-based monomer is a mixture of dodecyl acrylate and stearyl acrylate in a volume ratio of 1:1.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 소수성 폴리머 형성단계는 120℃에서 30분~45분 동안 반응된다.In a preferred embodiment, the hydrophobic polymer forming step is reacted at 120° C. for 30 minutes to 45 minutes.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 오일 흡착단계에서 상기 오일 용액의 온도는 80℃ 내지 120℃이다.In a preferred embodiment, the temperature of the oil solution in the oil adsorption step is 80 °C to 120 °C.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 퀀칭단계에서 상기 오일 용액의 온도는 상온이다. In a preferred embodiment, the temperature of the oil solution in the quenching step is room temperature.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 오일은 실리콘 오일(silicone oil) 또는 파마자유(caster oil)가 이용된다.In a preferred embodiment, the oil is silicone oil (silicone oil) or castor oil (caster oil) is used.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 오일의 점도는 상온에서 1000cSt 내지 2000cSt이다.In a preferred embodiment, the viscosity of the oil is 1000 cSt to 2000 cSt at room temperature.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

종래의 하이드로젤은 내부 화학 구조를 변경하여 팽윤 저항성을 지니는 반면, 본 발명의 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 의하면, 하이드로젤의 화학적 구조를 바꾸지 않고, 하이드로젤의 표면에 소수성의 폴리머층과, 소수성의 폴리머층에 퀀칭되어 흡착되는 오일로 이루어지는 이중 소수성 코팅구조로 마련됨으로써, 포유류 피부와 유사한 메카니즘으로 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 장점을 지닌다. On the other hand, the conventional hydrogel has swelling resistance by changing the internal chemical structure, but according to the manufacturing method of the double hydrophobic coating hydrogel and the double hydrophobic coating hydrogel of the present invention, without changing the chemical structure of the hydrogel, the surface of the hydrogel By providing a double hydrophobic coating structure consisting of a hydrophobic polymer layer and an oil quenched and adsorbed on the hydrophobic polymer layer, it has excellent anti-drying properties and anti-swelling properties with a mechanism similar to that of mammalian skin.

본 발명의 이중 소수성 코팅 하이드로젤 및 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 의하면, 물, 해수, 식염수 등의 다양한 수중 환경에서 우수한 안정성을 지니고 있으며, 접착성이 우수하고, 적용되는 오일의 제약이 없어 생체 기반의 약물전달 시스템, 하이드로젤 렌즈, 하이드로젤 필름 등의 다양한 분야에 활용될 수 있는 효과가 있다.According to the manufacturing method of the double hydrophobic coating hydrogel and the double hydrophobic coating hydrogel of the present invention, it has excellent stability in various aquatic environments such as water, seawater, saline, etc., has excellent adhesion, and there is no restriction of applied oil. There is an effect that can be used in various fields such as a bio-based drug delivery system, a hydrogel lens, and a hydrogel film.

도 1은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤이 공기 중 노출되는 조건에서 시간에 따른 중량 변화를 확인한 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤이 공기 중 노출되는 조건에서 건조 특성을 확인한 그래프이다.
도 6은 소수성 폴리머의 사슬 길이에 따른 하이드로젤의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.
도 7은 오일 점도에 따른 하이드로젤의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.
도 8은 퀀칭 온도에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 건조 특성을 확인한 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 인장 특성을 확인한 결과이다.
도 10은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 압축 특성을 확인한 결과이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤을 이용하여 압축 변형률 0.5에서 10회 연속 로딩/언 로딩 주기 전후의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.
도 12는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤을 이용하여 압축 변형률 0.5에서 10회 연속 로딩/언 로딩 주기를 확인한 결과이다.
도 13은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤이 다양한 수중에 침지된 조건에서 팽윤 특성을 확인한 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤이 수중에 침지되는 조건에서 시간에 따른 변화를 확인한 사진이다.
도 15는 비교예 1의 표면 SEM 이미지이다.
도 16은 실시예1의 표면 SEM 이미지이다.
도 17은 실시예1의 단면 SEM 이미지이다.
도 18은 소수성 폴리머 형성단계의 중합 시간에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 단면 SEM 이미지를 도시하였다.
도 19는 소수성 폴리머 형성단계의 중합 시간에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.
도 20은 물방울과 비교예 1의 표면 사이의 접촉각을 확인한 이미지이다.
도 21은 물방울과 비교예 3의 표면 사이의 접촉각을 확인한 이미지이다.
도 22는 물방울과 실시예 1의 표면 사이의 접촉각을 확인한 이미지이다.
도 23은 실시예 1의 표면 접착력 평가 방법을 보여주는 모식도이다.
도 24는 실시예 1의 표면 접착력 평가 결과를 보여주는 그래프이다.
도 25는 실시예 5가 공기 중 노출되는 조건에서 건조 특성을 확인한 그래프이다.
도 26은 실시예 5가 수중에 침지되는 조건에서 팽윤 특성을 확인한 그래프이다.
도 27은 실시예 5를 이용하여 인장 특성을 확인한 결과이다.
도 28은 실시예 5를 이용하여 인장 특성을 확인한 결과로, (a)는 young's 모듈과 인장 강도, (b)는 work of extension을 보여준다.
도 29는 실시예 5를 이용하여 압축 특성을 확인한 결과로, (a)는 압축 응력-변형률 곡선, (b)는 young's 모듈과 압축 강도(압축 변형률 0.9)를 보여준다.
도 30은 실시예 6을 이용하여 공기 중 노출되는 조건에서 건조 특성을 확인한 그래프이다.
1 is a view for explaining a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
2 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
3 is a step diagram for explaining a method of manufacturing a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
4 is a photograph confirming the weight change over time in the condition that the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention is exposed to air.
5 is a graph confirming the drying characteristics of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention under the conditions of exposure to air.
6 is a result confirming the air drying characteristics of the hydrogel according to the chain length of the hydrophobic polymer.
7 is a result of confirming the air drying characteristics of the hydrogel according to the oil viscosity.
8 is a graph confirming the drying characteristics of the double hydrophobic coating hydrogel according to the quenching temperature.
9 is a result confirming the tensile properties of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
10 is a result confirming the compression characteristics of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
11 is a result confirming the air drying characteristics before and after 10 consecutive loading/unloading cycles at a compression strain of 0.5 using the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
12 is a result of confirming 10 consecutive loading/unloading cycles at a compressive strain of 0.5 using a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.
13 is a graph confirming the swelling characteristics under the condition that the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention is immersed in various water.
14 is a photograph confirming the change with time in the condition that the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention is immersed in water.
15 is a surface SEM image of Comparative Example 1.
16 is a surface SEM image of Example 1. FIG.
17 is a cross-sectional SEM image of Example 1. FIG.
18 is a cross-sectional SEM image of the double hydrophobic coating hydrogel according to the polymerization time of the hydrophobic polymer formation step.
19 is a result confirming the air drying characteristics of the double hydrophobic coating hydrogel according to the polymerization time of the hydrophobic polymer formation step.
20 is an image confirming the contact angle between the water droplet and the surface of Comparative Example 1.
21 is an image confirming the contact angle between the water droplet and the surface of Comparative Example 3.
22 is an image confirming the contact angle between the water droplet and the surface of Example 1.
23 is a schematic diagram showing a method for evaluating the surface adhesion force of Example 1.
24 is a graph showing the evaluation result of the surface adhesion force of Example 1.
25 is a graph confirming the drying characteristics of Example 5 under the conditions of exposure to air.
26 is a graph confirming the swelling characteristics under the condition that Example 5 is immersed in water.
27 is a result of confirming the tensile properties using Example 5.
28 is a result of confirming the tensile properties using Example 5, (a) shows the young's module and tensile strength, (b) shows the work of extension.
29 is a result of confirming the compressive characteristics using Example 5, (a) is a compressive stress-strain curve, (b) shows the young's module and compressive strength (compressive strain 0.9).
30 is a graph confirming drying characteristics under conditions of exposure to air using Example 6.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.As for the terms used in the present invention, general terms that are currently widely used as possible have been selected, but in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant. So the meaning should be understood.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로 젤(100)은 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 하이드로젤로, 하이드로 젤(110), 소수성 폴리머층(120) 및 오일(130)을 포함하여 이루어진다.1, the double hydrophobic coating hydrogel 100 according to an embodiment of the present invention is a hydrogel excellent in both anti-drying and anti-swelling properties, hydrogel 110, hydrophobic polymer layer 120 and oil ( 130) is included.

상기 하이드로 젤(110)은 벌크타입의 하이드로젤이 이용될 수 있으며, 폴리아크릴아미드(PAAm) 하이드로젤 또는 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤이 이용될 수 있다.The hydrogel 110 may be a bulk type hydrogel, polyacrylamide (PAAm) hydrogel or calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) hydrogel may be used.

상기 소수성 폴리머층(120)은 상기 하이드로 젤(110)의 외부 표면에 형성된다.The hydrophobic polymer layer 120 is formed on the outer surface of the hydrogel 110 .

또한, 상기 소수성 폴리머층(120)은 octyl acrylate 중합체, dodecyl acrylate 중합체 또는 stearyl acrylate 중합체일 수 있다.In addition, the hydrophobic polymer layer 120 may be an octyl acrylate polymer, a dodecyl acrylate polymer, or a stearyl acrylate polymer.

또한, 상기 소수성 폴리머층(120)은 dodecyl acrylate와 stearyl acrylate가 1:1의 부피비로 중합된 공중합체일 수 있다.In addition, the hydrophobic polymer layer 120 may be a copolymer in which dodecyl acrylate and stearyl acrylate are polymerized in a volume ratio of 1:1.

또한, 상기 소수성 폴리머층(120)의 두께는 200㎛ 내지 350㎛인 것이 바람직하다. In addition, the thickness of the hydrophobic polymer layer 120 is preferably 200㎛ to 350㎛.

그 이유는 공기 중에 노출 시 항건조 성능이 우수하며, 균일한 코팅층이 형성되기 때문이다.The reason is that when exposed to air, the anti-drying performance is excellent and a uniform coating layer is formed.

상기 오일(130)은 상기 소수성 폴리머층(120)에 퀀칭되어 함유된다.The oil 130 is quenched and contained in the hydrophobic polymer layer 120 .

다시 말하면, 상기 오일(130)은 상기 소수성 폴리머층(120)에 흡착된 채, 상기 소수성 폴리머층(120)에 가둬지도록 퀀팅되어 마련된다.In other words, the oil 130 is adsorbed to the hydrophobic polymer layer 120 , and is quantified so as to be confined in the hydrophobic polymer layer 120 .

또한, 상기 오일(130)은 다양한 종류의 오일이 이용될 수 있으며, 예를 들면, 상기 오일(130)은 실리콘 오일(silicone oil) 또는 파마자유(caster oil)가 이용될 수 있다.In addition, various types of oil may be used as the oil 130 , and for example, silicone oil or caster oil may be used as the oil 130 .

또한, 상기 오일(130)의 점도는 상온에서 1000cSt 내지 2000cSt인 것이 바람직하다.In addition, the viscosity of the oil 130 is preferably 1000cSt to 2000cSt at room temperature.

이는 1000cSt 내지 2000cSt의 고점도 오일이 이용될 경우, 100 cSt의 저점도 오일이 이용될 경우 보다, 중합체 사슬 길이는 길고 및 분자량이 높아, 소수성 폴리머와 안정된 얽힌 구조로 형성되어, 건조 저항성, 팽윤 저항상이 증대되는 이점을 지닐 수 있기 때문이다.This is because when 1000 cSt to 2000 cSt high viscosity oil is used, the polymer chain length is longer and molecular weight is higher than when 100 cSt low viscosity oil is used, and it is formed into a stable entangled structure with a hydrophobic polymer, drying resistance, swelling resistance This is because it can have an increased advantage.

또한, 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 접촉각은 90°이상으로 형성된다.In addition, the contact angle of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention is formed to be 90 ° or more.

다시 말하면, 물방울과 상기 이중 소수성 코팅 하이드로젤(100) 표면 사이의 접촉각은 90°이상으로 형성되는 것이다.In other words, the contact angle between the water droplet and the double hydrophobic coating hydrogel 100 surface is formed to be 90° or more.

또한, 상기 이중 소수성 코팅 하이드로젤(100)은 하이드로젤 렌즈나, 하이드로젤 필름으로 제공될 수 있으며, 상기 하이드로젤(110)에 담지되는 약물과 함께 약물 전달체로 제공될 수 있다.In addition, the double hydrophobic coating hydrogel 100 may be provided as a hydrogel lens or a hydrogel film, and may be provided as a drug carrier together with the drug carried on the hydrogel 110 .

또한, 본 발명은 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법을 더 제공하며, 이하에서는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다.In addition, the present invention further provides a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, and below will be described in detail for a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법을 설명하기 위한 단계도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법의 주요 공정을 설명하기 위한 모식도이다. Figure 2 is a step diagram for explaining the method of manufacturing a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention, Figure 3 is a schematic diagram for explaining the main process of the manufacturing method of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법은 하이드로 젤의 표면에 소수성의 폴리머층과, 상기 소스성의 폴리머층에 퀀칭되어 흡착되는 오일로 이루어진 이중 소수성 코팅구조로 마련하여, 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 이중 소수성 하이드로젤을 제조하기 위한 제조방법으로, 먼저 하이드로젤(110)을 준비하는 단계가 수행된다(S100).2 and 3, the method for producing a double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention is a double hydrophobic coating structure comprising a hydrophobic polymer layer on the surface of the hydrogel and an oil quenched and adsorbed to the source polymer layer. As a manufacturing method for preparing a double hydrophobic hydrogel having excellent both anti-drying properties and anti-swelling properties, a step of preparing the hydrogel 110 is first performed (S100).

여기서, 상기 하이드로젤(110)은 벌크 타입의 하이드로젤이 이용될 수 있으며, 폴리아크릴아미드(PAAm) 하이드로젤 또는 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤이 이용될 수 있다.Here, the hydrogel 110 may be a bulk-type hydrogel, polyacrylamide (PAAm) hydrogel or calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) hydrogel may be used.

다음, 준비된 상기 하이드로젤(110)을 라디칼 개시제 용액에 침지시켜, 상기 하이드로젤의 표면에 라디칼 개시제를 형성하는 라디칼 개시제 형성단계(S200)가 수행된다.Next, by immersing the prepared hydrogel 110 in a radical initiator solution, a radical initiator forming step (S200) of forming a radical initiator on the surface of the hydrogel is performed.

여기서, 상기 라디칼 개시제는 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN)이 이용되며, 상기 하이드로젤(110)의 표면에 상기 AIBN이 형성되게 하기 위하여, 상기 라디컬 개시제 용액은 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN) 및 유기용매를 포함하는 용액이 이용된다.Here, 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) is used as the radical initiator, and in order to form the AIBN on the surface of the hydrogel 110, the radical initiator solution is 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) and A solution containing an organic solvent is used.

일 예로, 상기 유기용매는 벤젠이 이용될 수 있다.For example, the organic solvent may be benzene.

다음, 상기 하이드로젤(110)을 상기 라디칼 개시제 용액으로부터 분리해낸 다음, 상기 하이드로젤(110)의 표면에 잔존하는 벤젠이 증발되도록 상기 하이드로젤(110)을 가열처리하는 하이드로젤 가열단계(S300)가 수행된다.Next, after separating the hydrogel 110 from the radical initiator solution, a hydrogel heating step of heat-treating the hydrogel 110 so that benzene remaining on the surface of the hydrogel 110 is evaporated (S300) is performed

이때, 상기 가열단계(S300)는 120℃의 온도조건에서 2분 동안 수행될 수 있다.At this time, the heating step (S300) may be performed for 2 minutes at a temperature condition of 120 ℃.

즉, 상기 가열단계(S300)는 상기 벤젠을 증발시켜 제거함으로써, 상기 하이드로젤(110)의 표면 상에 상기 AIBN만이 형성되게 하는 것이다.That is, in the heating step ( S300 ), only the AIBN is formed on the surface of the hydrogel 110 by evaporating and removing the benzene.

다음, 상기 라디칼 개시제가 형성된 상기 하이드로젤(110)을 소수성 모노머 용액(10)에 침지시켜, 상기 하이드로젤의 표면에 형성된 상기 라디칼 개시제가 중합되어, 소수성 폴리머층(120)이 형성되게 하는 소수성 폴리머 형성단계(S400)이 수행된다.Next, by immersing the hydrogel 110 in which the radical initiator is formed in the hydrophobic monomer solution 10, the radical initiator formed on the surface of the hydrogel is polymerized to form a hydrophobic polymer layer 120 . A forming step (S400) is performed.

여기서, 상기 소수성 모노머는 아크릴레이트계 모노머가 이용될 수 있다.Here, the hydrophobic monomer may be an acrylate-based monomer.

예를 들면, 상기 아크릴레이트계 모노머는 octyl acrylate, dodecyl acrylate 또는 stearyl acrylate일 수 있다.For example, the acrylate-based monomer may be octyl acrylate, dodecyl acrylate, or stearyl acrylate.

여기서, 상기 octyl acrylate(OA)는 단쇄 모노머이고, 상기 dodecyl acrylate(DA)는 중간 길이 사슬(medium-length chain) 모노머이며, 상기 stearyl acrylate(SA) 장쇄 모노머이다.Here, the octyl acrylate (OA) is a short-chain monomer, the dodecyl acrylate (DA) is a medium-length chain monomer, and the stearyl acrylate (SA) is a long-chain monomer.

또한, 상기 아크릴레이트계 모노머는 dodecyl acrylate(DA)와 stearyl acrylate(SA)가 1:1의 부피비로 혼합된 혼합물이 이용될 수 있다.In addition, as the acrylate-based monomer, a mixture of dodecyl acrylate (DA) and stearyl acrylate (SA) in a volume ratio of 1:1 may be used.

또한, 상기 소수성 폴리머 형성단계(S400)는 120℃에서 30분~45분 동안 반응되는 것이 바람직하다.In addition, the hydrophobic polymer forming step (S400) is preferably reacted for 30 minutes to 45 minutes at 120 ℃.

다음, 상기 소수성 폴리머층(120)이 형성된 상기 하이드로젤(110)을 제1 온도의 오일 용액(20)에 침지시켜, 상기 소수성 폴리머층(120)에 오일(130)이 흡착시키는 오일 흡착단계(S500)가 수행된다.Next, an oil adsorption step ( S500) is performed.

상기 오일 흡착단계(S500)에서, 상기 오일 용액의 제1 온도는 80℃ 내지 120℃인 것이 바람직하다.In the oil adsorption step (S500), the first temperature of the oil solution is preferably 80 ℃ to 120 ℃.

또한, 상기 오일 흡착단계(S500)에서는 상기 소수성 폴리머 형성단계(S400)에서 미반응되어, 상기 하이드로젤(110)의 표면에 잔존하는 미반응 모노머가 세척될 수 있다.In addition, in the oil adsorption step (S500), unreacted in the hydrophobic polymer forming step (S400), unreacted monomers remaining on the surface of the hydrogel 110 may be washed.

다음, 상기 오일이 흡착된 상기 하이드로젤(110)을 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 오일 용액(30)에 침지시켜, 상기 소수성 폴리머층(120)에 상기 오일(130)이 가둬지도록 퀀칭(담금질)하는 퀀칭 단계(S600)가 수행된다.Next, the hydrogel 110 to which the oil is adsorbed is immersed in the oil solution 30 at a second temperature lower than the first temperature, and quenched so that the oil 130 is confined in the hydrophobic polymer layer 120 . A quenching step (S600) of (quenching) is performed.

상기 퀀칭 단계(S600)에서, 상기 오일 용액의 제2 온도는 상온인 것이 바람직하다.In the quenching step (S600), the second temperature of the oil solution is preferably room temperature.

또한, 상기 오일 흡착단계(S500) 및 상기 퀀칭 단계(S600)에서 이용되는 오일(130)은 다양한 종류의 오일이 이용될 수 있으며, 예를 들면, 상기 오일(130)은 실리콘 오일(silicone oil) 또는 파마자유(caster oil)가 이용될 수 있다.In addition, various types of oils may be used as the oil 130 used in the oil adsorption step (S500) and the quenching step (S600), for example, the oil 130 is silicone oil. Alternatively, castor oil may be used.

또한, 상기 오일(130)의 점도는 상온에서 1000cSt 내지 2000cSt인 것이 바람직하다.In addition, the viscosity of the oil 130 is preferably 1000cSt to 2000cSt at room temperature.

비교예 1(폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조)Comparative Example 1 (Preparation of polyacrylamide hydrogel)

3M AAm 모노머의 전구체 용액, 0.1 mol% MBAA(모노머 농도 기준), 0.1 mol% APS(모노머 농도 기준)를 탈 이온수에서 제조한 다음, 용존 산소를 제거하였다.A precursor solution of 3M AAm monomer, 0.1 mol% MBAA (based on monomer concentration), and 0.1 mol% APS (based on monomer concentration) were prepared in deionized water, and then dissolved oxygen was removed.

이후, 2 μL/mL TMED를 첨가하고, 유리 몰드로 옮겨 실온에서 12시간동안 반응시켜, 성형된 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 몰드로부터 분리해내어 수득하였다. Thereafter, 2 μL/mL TMED was added, transferred to a glass mold, and reacted at room temperature for 12 hours to obtain a molded polyacrylamide hydrogel by separating it from the mold.

비교예 2(오일 단일 코팅 폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조, S100)Comparative Example 2 (Preparation of oil single coating polyacrylamide hydrogel, S100)

비교예 1의 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 이용하여, 120 ℃의 실리콘 오일 용액에 15 분 동안 침지시켰다. Using the polyacrylamide hydrogel of Comparative Example 1, it was immersed in a silicone oil solution at 120° C. for 15 minutes.

이어서, 오일이 흡착된 하이드로젤을 실온의 실리콘 오일 용액에 15분 동안 침지하여 급냉시켰으며, 하이드로젤을 오일 용액에서 꺼낸 다음, 과도한 오일을 닦아내어 수득하였다. Then, the oil-adsorbed hydrogel was quenched by immersion in a silicone oil solution at room temperature for 15 minutes, and the hydrogel was taken out of the oil solution, and then excess oil was wiped off.

비교예 3(소수성 폴리머층 단일 코팅 폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조)Comparative Example 3 (Preparation of hydrophobic polymer layer single coating polyacrylamide hydrogel)

비교예 1의 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 이용하여, 4중량%의 AIBN/벤젠 용액에 실온에서 4 시간 동안, 120℃에서 20분 동안 침지시켰다. Using the polyacrylamide hydrogel of Comparative Example 1, it was immersed in a 4 wt% AIBN/benzene solution at room temperature for 4 hours and at 120° C. for 20 minutes.

이후, 하이드로젤을 120 ℃에서 2분 동안 건조시켜, 벤젠이 증발되게 하였으며, 하이드로젤의 표면 상에 AIBN만이 형성되게 하였다.Thereafter, the hydrogel was dried at 120° C. for 2 minutes to allow benzene to evaporate and only AIBN to be formed on the surface of the hydrogel.

다음, 하이드로젤을 dodecyl acrylate(DA)와 stearyl acrylate(SA)가 1:1의 부피비로 혼합된 120℃의 소수성 모노머 용액에 30분 동안 침지시켜, AIBN에 의해 중합되게 하여 소수성 폴리머층을 형성하였다.Next, the hydrogel was immersed in a hydrophobic monomer solution at 120° C. in which dodecyl acrylate (DA) and stearyl acrylate (SA) were mixed at a volume ratio of 1:1 for 30 minutes to be polymerized by AIBN to form a hydrophobic polymer layer. .

비교예 4(칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조)Comparative Example 4 (Calcium-alginate polyacrylamide hydrogel preparation)

1.56 중량%의 나트륨-알지네이트 및 1.75M AAm 모노머의 전구체 용액, 0.03mol% MBAA(모노머 농도 기준), 0.03mol% APS(모노머 농도 기준), 0.15 mol% TMED(모노머 농도 기준)는 각각 탈 이온수에서 제조하였으며, 유리 몰드로 옮겨 50℃에서 4시간 동안 반응시켰다.A precursor solution of 1.56 wt % sodium-alginate and 1.75 M AAm monomer, 0.03 mol % MBAA (based on monomer concentration), 0.03 mol % APS (based on monomer concentration), and 0.15 mol % TMED (based on monomer concentration) were each dissolved in deionized water. prepared, transferred to a glass mold and reacted at 50° C. for 4 hours.

이후, Na-alginate/PAAm 하이드로 젤을 유리 몰드로부터 분리해낸 다음, 0.5 M aq. CaCl2 용액에 침지시켜, 이온 가교를 위해 4시간동안 반응시켜, 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 수득하였다.Thereafter, the Na-alginate/PAAm hydrogel was separated from the glass mold, and then 0.5 M aq. It was immersed in a CaCl2 solution and reacted for 4 hours for ion crosslinking to obtain a calcium-alginate polyacrylamide hydrogel.

실시예 1(이중 소수성 코팅 폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조, DA/SA-oil@PAAM)Example 1 (Preparation of double hydrophobic coating polyacrylamide hydrogel, DA/SA-oil@PAAM)

라디칼 개시제 형성단계(S200)Radical initiator formation step (S200)

비교예 1의 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 4중량%의 AIBN/벤젠 용액에 실온에서 4 시간 동안, 120℃에서 20분 동안 침지시켰다. The polyacrylamide hydrogel of Comparative Example 1 was immersed in 4% by weight of AIBN/benzene solution at room temperature for 4 hours and at 120° C. for 20 minutes.

하이드로젤 가열단계(S300)Hydrogel heating step (S300)

이후, 하이드로젤을 120 ℃에서 2분 동안 건조시켜, 벤젠이 증발되게 하였으며, 하이드로젤의 표면 상에 AIBN만이 형성되게 하였다.Thereafter, the hydrogel was dried at 120° C. for 2 minutes to allow benzene to evaporate and only AIBN to be formed on the surface of the hydrogel.

소수성 폴리머 형성단계(S400)Hydrophobic polymer formation step (S400)

다음, 하이드로젤을 dodecyl acrylate(DA)와 stearyl acrylate(SA)가 1:1의 부피비로 혼합된 120℃의 소수성 모노머 용액에 30분 동안 침지시켜, AIBN에 의해 중합되게 하여 소수성 폴리머층을 형성하였다.Next, the hydrogel was immersed in a hydrophobic monomer solution at 120° C. in which dodecyl acrylate (DA) and stearyl acrylate (SA) were mixed at a volume ratio of 1:1 for 30 minutes to be polymerized by AIBN to form a hydrophobic polymer layer. .

오일 흡착단계(S500)Oil adsorption step (S500)

이후, 소수성 폴리머층이 형성된 하이드로 젤을 120 ℃의 실리콘 오일(상온에서 1000cSt 점도) 용액에 15 분 동안 침지시켰다.Then, the hydrogel formed with the hydrophobic polymer layer was immersed in a silicone oil (1000 cSt viscosity at room temperature) solution at 120 ° C. for 15 minutes.

퀀칭 단계(S600)Quenching step (S600)

이어서, 오일이 흡착된 하이드로젤을 실온의 실리콘 오일(상온에서 1000cSt 점도) 용액에 15분 동안 침지하여 급냉시켰다. Then, the oil-adsorbed hydrogel was quenched by immersion in a silicone oil (1000 cSt viscosity at room temperature) solution at room temperature for 15 minutes.

다음, 하이드로젤을 오일 용액에서 꺼낸 다음, 과도한 오일을 닦아내어 이중 소수성 코팅 하이드로젤을 수득하였다. Next, the hydrogel was taken out of the oil solution, and then excess oil was wiped off to obtain a double hydrophobic coated hydrogel.

상기 오일 흡착단계(S500)의 실리콘 오일 용액의 온도에 따른 비교를 위해, 서로 상이한 실리콘 오익 용액 온도(80 및 40 ℃)로 적용한 후 실온 (25 ℃)에서 퀀칭 하였다.For comparison according to the temperature of the silicone oil solution in the oil adsorption step (S500), different silicone oil solution temperatures (80 and 40 ℃) were applied and then quenched at room temperature (25 ℃).

실시예 2 : OA-oil@PAAMExample 2: OA-oil@PAAM

실시예 1과 비교하여, 소수성 모노머 용액이 octyl acrylate(OA) 모너머가 이용된 것을 제외하면, 나머지는 동일한 공정을 적용하여 실시예 2를 수득하였다.Compared with Example 1, Example 2 was obtained by applying the same process as the rest, except that the octyl acrylate (OA) monomer was used for the hydrophobic monomer solution.

실시예 3 : DA-oil@PAAMExample 3: DA-oil@PAAM

실시예 1과 비교하여, 소수성 모노머 용액이 dodecyl acrylate(DA) 모너머가 이용된 것을 제외하면, 나머지는 동일한 공정을 적용하여 실시예 3를 수득하였다.Compared with Example 1, Example 3 was obtained by applying the same process as the rest, except that dodecyl acrylate (DA) monomer was used for the hydrophobic monomer solution.

실시예 4 : SA-oil@PAAMExample 4: SA-oil@PAAM

실시예 1과 비교하여, 소수성 모노머 용액이 stearyl acrylate(SA) 모너머가 이용된 것을 제외하면, 나머지는 동일한 공정을 적용하여 실시예 4를 수득하였다.Compared with Example 1, except that the hydrophobic monomer solution was used as a stearyl acrylate (SA) monomer, Example 4 was obtained by applying the same process as the rest.

실시예 5(이중 소수성 코팅 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조)Example 5 (Preparation of double hydrophobic coating calcium-alginate polyacrylamide hydrogel)

실시예 1과 비교하여, 비교예 1의 폴리아크릴아미드 하이드로젤이 아닌 비교예 4의 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤을 이용한 것을 제외하면, 나머지 조건 및 공정을 동일하게 적용하여 이중 소수성 코팅 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 제조하였다.In comparison with Example 1, except that the calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) hydrogel of Comparative Example 4 rather than the polyacrylamide hydrogel of Comparative Example 1 was used, the remaining conditions and processes were the same. A double hydrophobic coating calcium-alginate polyacrylamide hydrogel was prepared by application.

실시예 6(피마자 오일 적용 이중 소수성 코팅 폴리아크릴아미드 하이드로젤 제조)Example 6 (Preparation of double hydrophobic coating polyacrylamide hydrogel applied with castor oil)

실시예 1과 비교하여, 단계 및 퀀칭 단계에서 실리콘 오일이 아닌 피마자(castor) 오일을 이용한 것을 제외하면, 나머지 조건 및 공정을 동일하게 적용하여 이중 소수성 코팅 폴리아키를아미드 하이드로젤을 제조하였다.Compared with Example 1, except that castor oil, not silicone oil, was used in the step and quenching step, the remaining conditions and processes were applied in the same manner to prepare a double hydrophobic coated polyakiramide hydrogel.

실험예 1(건조 특성)Experimental Example 1 (dry characteristics)

하이드로젤의 건조 특성 및 팽윤 특성을 확인하기 위하여, 원판형 하이드로 젤(직경 : 10mm, 두께 : 3mm)을 이용하였다.In order to confirm the drying characteristics and swelling characteristics of the hydrogel, a disk-shaped hydrogel (diameter: 10mm, thickness: 3mm) was used.

건조특성을 확인하기 위하여, 준비된 원판형 하이드로젤을 공기 중에 노출시키고 7일에 걸쳐 일정한 간격으로 중량을 확인하여 평가되었다.In order to confirm the drying characteristics, the prepared disk-shaped hydrogel was exposed to the air and the weight was evaluated at regular intervals over 7 days.

도 4를 참조하면, 이중 소수성 코팅이 적용된 실시예 1의 경우, 상온에서 7일동안 공기 중에 노출될 때, 눈에 띄는 크기 변화가 없는 것으로 확인되었으나, 코팅층이 적용되지 않은 비교예 1의 경우, 수축이 진행되어 2일 이내에 완전히 건조된 것을 확인할 수 있었다.4, in the case of Example 1 to which the double hydrophobic coating was applied, it was confirmed that there was no noticeable size change when exposed to air at room temperature for 7 days, but in Comparative Example 1 to which the coating layer was not applied, It was confirmed that the shrinkage progressed and completely dried within 2 days.

또한, 도 5를 참조하면, 실시예 1의 경우, 7일 후에 4.1±0.07 중량%의 수분함량이 손실되는 반면, 비교예 1의 경우 71.2±0.3 중량%의 수분함량이 손실되는 것으로 확인되었다.In addition, referring to FIG. 5 , in the case of Example 1, the moisture content of 4.1±0.07 wt% was lost after 7 days, whereas in Comparative Example 1, it was confirmed that the moisture content of 71.2±0.3 wt% was lost.

또한, 비교예 2의 경우 71.5±0.2 중량%, 비교예 3의 경우 35±2.5 중량%의 수분함량이 손실되었다.In addition, the moisture content of 71.5±0.2 wt% in Comparative Example 2 and 35±2.5 wt% in Comparative Example 3 was lost.

이러한 결과들로부터, 소수성 폴리머층과 오일에 의한 이중 소수성 코팅은 항건조 특성에 있어, 시너지 효과가 있는 것으로 확인되었다.From these results, it was confirmed that the hydrophobic polymer layer and the double hydrophobic coating by oil had a synergistic effect in anti-drying properties.

즉, 소수성 폴리머층 내의 연속 오일 매질은 하이드로젤 표면 상에 균일한 차폐물을 생성하여 공기 건조를 방지하였으며, 이러한 결과는 단일 소수성 코팅(오일-비교예 2, 소수성 폴리머-비교예 3)으로는 달성될 수 없는 것이 확인되었다.That is, the continuous oil medium in the hydrophobic polymer layer produced a uniform shield on the hydrogel surface to prevent air drying, and this result was achieved with a single hydrophobic coating (oil-comparative example 2, hydrophobic polymer-comparative example 3). It has been confirmed that this cannot be

또한, 실시예 1의 코팅 밀도는 아래의 식으로 산출되었으며, 0.024g·cm2인 것으로 확인되었다.In addition, the coating density of Example 1 was calculated by the following formula, and it was confirmed to be 0.024 g·cm 2 .

[식] 코팅밀도(g·cm2) = 소수성 폴리머 및 오일의 무게(g)/젤 표면적(cm2)[Formula] Coating density (g·cm 2 ) = Weight of hydrophobic polymer and oil (g)/gel surface area (cm 2 )

도 6은 소수성 폴리머의 사슬 길이에 따른 하이드로 젤의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.6 is a result confirming the air drying characteristics of the hydrogel according to the chain length of the hydrophobic polymer.

도 6을 참조하면, 실시예 3(중간 길이의 소수성 단량체)의 경우, 실시예 2(단쇄 소수성 단량체)보다 우수한 항 건조특성을 보유하는 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 6 , in the case of Example 3 (medium-length hydrophobic monomer), it was confirmed to have superior anti-drying properties than Example 2 (short-chain hydrophobic monomer).

그러나, 실시예 4(가장 긴 장쇄 소수성 단량체)는 오히려 항 건조특성이 실시예 2 보다 결여되는 것으로 확인되었다.However, it was confirmed that Example 4 (the longest long-chain hydrophobic monomer) was rather lacking in anti-drying properties than Example 2.

이는 실시예 4에 이용되는 SA 단일 폴리머층의 유리전이온도는 48℃로, 상온인 주변 온도보가 높기 때문에, 하이드로젤 표면에 불균일한 경질 구조가 생성된 것에 기인한 것으로 사료된다.This is considered to be due to the generation of a non-uniform rigid structure on the surface of the hydrogel because the glass transition temperature of the SA single polymer layer used in Example 4 is 48° C., and the ambient temperature is high.

또한, 공중합을 위해 DA와 SA를 1:1의 부피비로 혼합한 실시예 1의 경우, 유리전이온도의 감소로 인해 하이드로젤 표면에 불균일성이 관찰되지 않았다.In addition, in the case of Example 1, in which DA and SA were mixed in a volume ratio of 1:1 for copolymerization, non-uniformity was not observed on the surface of the hydrogel due to the decrease in the glass transition temperature.

이에 따라, 실시예 1이 가장 우수한 소수성을 제공하면서 균일한 상태를 유지하며, 가장 우수한 항 건조 특성을 보유하는 것으로 확인된다. Accordingly, it is confirmed that Example 1 maintains a uniform state while providing the best hydrophobicity, and has the best anti-drying properties.

도 7은 오일 점도에 따른 하이드로 젤의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.7 is a result of confirming the air drying characteristics of the hydrogel according to the oil viscosity.

도 7을 참조하면, 고점도 오일 (1000 및 2000 cSt)을 기반으로 한 코팅은 저점도 오일 (100 cSt) 코팅보다 건조 저항성이 훨씬 뛰어난 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 7 , it was confirmed that coatings based on high-viscosity oils (1000 and 2000 cSt) had much better drying resistance than coatings of low-viscosity oils (100 cSt).

이는 고점도 지방으로 구성된 인체의 피부와 유사한 결과로, 고점도 실리콘 오일의 중합체 사슬 길이 및 분자량은 저점도 오일보다 높으며, 고점도 오일의 긴 중합체 사슬은 코팅 영역에서 소수성 폴리머층과 보다 안정된 얽힌 구조를 생성하여, 항 공기 건조 성능이 보다 증대되는 것으로 사료된다.This is a result similar to human skin composed of high-viscosity fat. The polymer chain length and molecular weight of high-viscosity silicone oil is higher than that of low-viscosity oil, and the long polymer chain of high-viscosity oil creates a more stable entangled structure with the hydrophobic polymer layer in the coating area. , it is considered that the air drying performance is further increased.

도 8은 퀀칭 온도에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 건조 특성을 확인한 그래프이다.8 is a graph confirming the drying characteristics of the double hydrophobic coating hydrogel according to the quenching temperature.

도 8을 참조하면, 충분히 높은 온도(120℃)의 오일 용액에 침지한 후, 저온 (25℃)에서 급속 퀀칭을 수행하는 것이, 표면 구조가 갑자기 수축되어 오일을 포획하고, 소수성 폴리머 층 내에 견고한 폴리머-오일 균질 표면을 생성하여, 가장 우수한 건조 저항성을 지니는 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 8 , after immersion in an oil solution at a sufficiently high temperature (120° C.), and then performing rapid quenching at a low temperature (25° C.), the surface structure abruptly shrinks to entrap the oil, and the hydrophobic polymer layer provides a solid It was found to have the best drying resistance, producing a polymer-oil homogeneous surface.

즉, 오일 흡착단계에서 고온(80℃, 120 ℃)의 오일에 침지한 다음, 저온(25℃)에서 퀀칭 공정이 수행되는 것이 우수한 건조 저항성을 나타내는 것으로 확인되었다. That is, in the oil adsorption step, immersion in oil at high temperature (80°C, 120°C), and then performing the quenching process at low temperature (25°C) was confirmed to exhibit excellent drying resistance.

실험예 2(인장 및 압축 시험)Experimental Example 2 (Tensile and Compression Test)

도 9는 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 인장 특성을 확인한 결과로, (a)는 인장 응력-변형률 곡선, (b)는 young's 모듈과 인장 강도, (c)는 work of extension을 보여준다.9 is a result of confirming the tensile properties of the double hydrophobic coated hydrogel according to the present invention, (a) is a tensile stress-strain curve, (b) is a young's module and tensile strength, (c) shows the work of extension.

도 10은 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 압축 특성을 확인한 결과로, (a)는 압축 응력-변형률 곡선, (b)는 young's 모듈과 압축 강도(압축 변형률 0.9)를 보여준다.10 is a result of confirming the compressive properties of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention, (a) is a compressive stress-strain curve, (b) shows the young's module and compressive strength (compressive strain 0.9).

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 기계적 특성을 평가한 결과, 이중 소수성 코팅 공정 후, 하이드로젤의 기계적 성능이 감소하지 않은 것을 확인할 수 있었다.9 and 10, as a result of evaluating the mechanical properties of the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention, it was confirmed that the mechanical performance of the hydrogel did not decrease after the double hydrophobic coating process.

오히려, 실시예 1은 이중 소수성 코팅 공정으로 인해 중합체 밀도가 증가(약 15%의 부피 수축)하여, 비교예 1에 비해 우수한 인장특성을 지닌 것으로 확인되었다.Rather, Example 1 was confirmed to have superior tensile properties compared to Comparative Example 1 by increasing the polymer density (volume shrinkage of about 15%) due to the double hydrophobic coating process.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 실시예 1은 거친 기계적 처리에 의한 영향을 거의 받지 않은 것으로 확인되었다. 보다 자세하게 설명하면, 10회 연속 로딩-언로딩주기(50% 압축 변형률) 후, 실시예1의 공기 건조 성능은, 기계적인 처리가 적용되지 않은 실시예 1과 유사한 것으로 확인되었다.In addition, as shown in FIG. 11 , it was confirmed that Example 1 was hardly affected by the rough mechanical treatment. More specifically, after 10 consecutive loading-unloading cycles (50% compressive strain), the air drying performance of Example 1 was confirmed to be similar to Example 1 to which no mechanical treatment was applied.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 기계적 처리가 적용되지 않은 실시예 1과, 10회 연속 로딩-언로딩주기(50% 압축 변형률)가 적용된 실시예 1은 유사한 로딩-언로딩 경로를 지닌 것으로 확인되었다.In addition, as shown in FIG. 12 , Example 1 to which no mechanical treatment was applied and Example 1 to which 10 consecutive loading-unloading cycles (50% compressive strain) were applied had similar loading-unloading paths. Confirmed.

이에 따라, 실시예 1은 거친 기계적 환경에 대응하도록 내구성이 높은 계면이 형성된 것으로 사료된다.Accordingly, it is considered that an interface with high durability was formed in Example 1 to cope with a harsh mechanical environment.

실험예 3(팽윤 특성)Experimental Example 3 (swelling properties)

팽윤특성을 확인하기 위하여, 준비된 원판형 하이드로젤을 공기 중에 7일 동안 노출 시킨 다음, 물에 7일 동안 침지시켜 일정한 간격으로 중량을 확인하여 팽윤특성을 평가하였으며, 그 결과를 도 13 및 도 14에 도시하였다.In order to confirm the swelling characteristics, the prepared disk-shaped hydrogel was exposed to the air for 7 days, then immersed in water for 7 days to check the weight at regular intervals to evaluate the swelling characteristics, and the results are shown in FIGS. 13 and 14 shown in

이때, 사용된 물은 증류수, 해수 및 0.16M NaCl을 함유하는 식염수 용액을 이용하였다.In this case, distilled water, seawater, and a saline solution containing 0.16M NaCl was used as the water used.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 경우, 급속하고 크게 팽윤된 반면, 실시예 1은 팽윤에 대한 강한 내성을 지니고 있는 것으로 확인되었다.As shown in FIGS. 13 and 14 , in the case of Comparative Example 1, it swelled rapidly and greatly, whereas Example 1 was confirmed to have strong resistance to swelling.

실시예 1의 경우, 물에 7일 동안 침지시킨 후, 팽윤 비율(침지 전후의 직경 비율)은 1.06이고, 비교예 1의 경우 팽윤 비율은 1.90으로 확인되었다.In the case of Example 1, after immersion in water for 7 days, the swelling ratio (diameter ratio before and after immersion) was 1.06, and in Comparative Example 1, the swelling ratio was confirmed to be 1.90.

또한, 실시예 1을 물(25℃), 해수(25℃) 및 식염수(37℃)에 각각 7일 동안 침지시킨 후의 무게 변화를 확인 한 결과, 각각 중량 33 ± 7%, 34 ± 4%, 38 ± 6% 증가한 것으로 확인되었고, 비교예 1을 물(25℃), 해수(25℃) 및 식염수(37℃)에 각각 7일 동안 침지시킨 후의 무게변화는 각각 중량 520 ± 11%, 403 ± 5%, 453 ± 4% 증가하는 것으로 확인되었다.In addition, as a result of checking the weight change after immersing Example 1 in water (25 ° C), seawater (25 ° C) and saline (37 ° C) for 7 days, respectively, the weight was 33 ± 7%, 34 ± 4%, It was confirmed that the increase was 38 ± 6%, and the weight change after immersing Comparative Example 1 in water (25 ° C), seawater (25 ° C) and saline (37 ° C) for 7 days, respectively, was 520 ± 11%, 403 ± It was confirmed to increase by 5%, 453 ± 4%.

실험예 4(SEM 이미지 관찰)Experimental Example 4 (SEM image observation)

하이드로젤의 표면 및 내부 구조를 확인하기 위하여, 주사 전자 현미경을 이용하여 확인하였다.In order to confirm the surface and internal structure of the hydrogel, it was confirmed using a scanning electron microscope.

도 15는 비교예 1의 표면 SEM 이미지를 도시하였고, 도 16은 실시예1의 표면 SEM 이미지를 도시하였다.15 shows a surface SEM image of Comparative Example 1, and FIG. 16 shows a surface SEM image of Example 1.

도 17은 실시예1의 단면 SEM 이미지, 도 18은 소수성 폴리머 형성단계의 중합 시간에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 단면 SEM 이미지를 도시하였다. FIG. 17 is a cross-sectional SEM image of Example 1, and FIG. 18 is a cross-sectional SEM image of the double hydrophobic coated hydrogel according to the polymerization time of the hydrophobic polymer formation step.

도 15 및 도 16을 참조하면, 비교예 1의 경우, 하이드로젤의 표면이 평탄한 반면, 실시예 1의 경우, 하이드로젤의 표면이 콤팩트하고 균일하게 패턴화된 질감을 갖는 것으로 확인되었으며, 이는 도 17에 도시된 단면 SEM 이미지를 통해 명확하게 식별될 수 있다.15 and 16 , in the case of Comparative Example 1, the surface of the hydrogel was flat, whereas in the case of Example 1, it was confirmed that the surface of the hydrogel had a compact and uniformly patterned texture, which is shown in FIG. It can be clearly identified through the cross-sectional SEM image shown in Fig.

도 17을 참조하면, 소수성 폴리머층은 벌크 타입의 젤 네트워크와 단단히 결합된 것으로 확인되며, 계면에서 결함, 다시말해 결합되지 않은 영역이 관찰되지 않았다.Referring to FIG. 17 , it was confirmed that the hydrophobic polymer layer was tightly bonded to the bulk-type gel network, and no defects, that is, unbonded regions, were observed at the interface.

또한, 코팅된 소수성 폴리머층의 두께는 균일하였으며, 퀀칭 공정 이후, 최정적으로 약 200㎛의 두께에 도달하여 약간 증가한 것으로 확인되었다.In addition, the thickness of the coated hydrophobic polymer layer was uniform, and after the quenching process, it was confirmed that it reached a thickness of about 200 μm and increased slightly.

도 18는 소수성 폴리머 형성단계의 중합 시간에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 단면 SEM 이미지를 확인한 결과로, (a)는 중합시간이 15분, (b)는 중합시간이 30분, (c)는 중합시간이 45분 처리된 결과물이다.18 is a cross-sectional SEM image of the double hydrophobic coating hydrogel according to the polymerization time of the hydrophobic polymer formation step, (a) is a polymerization time of 15 minutes, (b) is a polymerization time of 30 minutes, (c) is a The polymerization time is the result of 45 minutes treatment.

도 19는 소수성 폴리머 형성단계의 중합 시간에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 공기 건조 특성을 확인한 결과이다.19 is a result confirming the air drying characteristics of the double hydrophobic coating hydrogel according to the polymerization time of the hydrophobic polymer formation step.

소수성 폴리머층의 두께는 소수성 폴리머 형성단계의 중합 시간을 제어함으로써 조절될 수 있다.The thickness of the hydrophobic polymer layer can be controlled by controlling the polymerization time of the hydrophobic polymer forming step.

도 18을 참조하면, 소수성 폴리머층 형성단계의 중합 시간이 15분일 경우, 100㎛의 두께를 갖는 불균일한 코팅층이 형성되었으며, 중합 시간이 30분일 경우, 200㎛의 두께를 갖는 균일한 코팅층이 형성되었으며, 중합 시간이 45분일 경우, 350㎛의 두꺼운 코팅층이 형성되었다.Referring to FIG. 18 , when the polymerization time of the hydrophobic polymer layer forming step was 15 minutes, a non-uniform coating layer having a thickness of 100 μm was formed, and when the polymerization time was 30 minutes, a uniform coating layer having a thickness of 200 μm was formed. and when the polymerization time was 45 minutes, a thick coating layer of 350 μm was formed.

도 19를 참조하면, 소수성 폴리머층 형성단계의 중합 시간이 15분 적용된 하이드로젤은 30분, 45분의 중합 시간이 적용된 하이드로젤과 비교하여, 항 건조 성능이 떨어지는 것으로 확인되었다.Referring to FIG. 19 , it was confirmed that the hydrogel to which the polymerization time of 15 minutes was applied in the hydrophobic polymer layer forming step had poor anti-drying performance compared to the hydrogel to which the polymerization time of 30 minutes and 45 minutes was applied.

이에 따라, 소수성 폴리머층 형성단계의 중합시간은 30분으로 적용할 경우, 약 200㎍, 0.024g·cm2의 균일한 코팅층을 형성하고, 최적의 항 건조 성능을 보유하는 것으로 확인 됨에 따라, 해당 조건이 최적의 조건임을 확인하였다.Accordingly, when the polymerization time of the hydrophobic polymer layer forming step is 30 minutes, a uniform coating layer of about 200 μg, 0.024 g cm 2 is formed, and it is confirmed that it has the optimum anti-drying performance. It was confirmed that the conditions were optimal conditions.

실험예 5(접촉각 측정)Experimental Example 5 (Measurement of contact angle)

도 20은 물방울과 비교예 1의 표면 사이의 접촉각, 도 21은 물방울과 비교예 3의 표면 사이의 접촉각, 도 22는 물방울과 실시예 1의 표면 사이의 접촉각을 확인한 이미지이다.FIG. 20 is an image confirming the contact angle between the water droplet and the surface of Comparative Example 1, FIG. 21 is the contact angle between the water droplet and the surface of Comparative Example 3, and FIG. 22 is an image confirming the contact angle between the water droplet and the surface of Example 1.

도 20 내지 도 22를 참조하면, 소수성 폴리머 형성단계는 하이드로젤 표면상의 물 접촉각을 상당히 증가시킨 것으로 확인된다.20 to 22 , it is confirmed that the hydrophobic polymer formation step significantly increased the water contact angle on the hydrogel surface.

보다 자세하게 설명하면, 비교예 1의 경우, 접촉각은 30°인 반면, 비교예 3의 경우, 111°인 것으로 확인된다.In more detail, in the case of Comparative Example 1, the contact angle is 30°, whereas in Comparative Example 3, it is confirmed that it is 111°.

이러한 결과는 소수성 폴리머 너트워크가 하이드로젤의 친수성 표면을 효과적으로 코팅된 것을 의미한다.These results mean that the hydrophobic polymer network effectively coated the hydrophilic surface of the hydrogel.

또한, 실시예 1의 경우, 접촉각이 95°로, 비교예 3과 비교하여 접촉각이 소폭 감소한 것으로 확인되었는데, 이는 오일에 의해 표면 거칠기가 감소하기 때문인 것으로 사료되며, 실시예 1은 비교예 1과 비교하여 충분히 큰 접촉각을 지니는 것으로 확인되었다.In addition, in the case of Example 1, the contact angle was 95°, and it was confirmed that the contact angle was slightly decreased compared to Comparative Example 3, which is thought to be because the surface roughness is reduced by the oil, and Example 1 is compared with Comparative Example 1 It was confirmed to have a sufficiently large contact angle by comparison.

실험예 6(표면 접착력 평가)Experimental Example 6 (Evaluation of Surface Adhesion)

도 23에 도시된 바와 같이, 하이드로젤 표면상의 접착력 평가를 위해, 유리 기판을 사용하는 표준 압정 테스트 평가를 수행하였다.As shown in FIG. 23 , for evaluation of adhesion on the hydrogel surface, a standard tack test evaluation using a glass substrate was performed.

그 결과를 도 24에 도시하였으며, 도 24를 참조하면, 실시예 1의 접착 강도는 6.4 ± 0.4 kPa (0.5 ± 0.03 N)로 나타났으며, 디본딩(debonding) 에너지는 2.2 ± 0.2 J·m-2 인 것으로 확인되었다.The results are shown in FIG. 24, and referring to FIG. 24, the adhesive strength of Example 1 was 6.4 ± 0.4 kPa (0.5 ± 0.03 N), and the debonding energy was 2.2 ± 0.2 J·m -2 was confirmed.

실험예 7(실시예5의 항건조/항팽윤 특성)Experimental Example 7 (Anti-drying/anti-swelling properties of Example 5)

건조특성을 확인하기 위하여, 준비된 원판형 하이드로젤을 공기 중에 노출시키고 7일에 걸쳐 일정한 간격으로 중량을 확인하여 평가되었다.In order to confirm the drying characteristics, the prepared disk-shaped hydrogel was exposed to the air and the weight was evaluated at regular intervals over 7 days.

도 25를 참조하면, 실시예 5의 경우, 7일 후에 8.1±0.9 중량%의 수분함량이 손실되는 반면, 비교예 4의 경우 2일 이내에 완전히 건조되었다.Referring to FIG. 25 , in the case of Example 5, the moisture content of 8.1±0.9% by weight was lost after 7 days, whereas in Comparative Example 4, it was completely dried within 2 days.

팽윤특성을 확인하기 위하여, 준비된 원판형 하이드로젤을 공기 중에 7일 동안 노출 시킨 다음, 물에 7일 동안 침지시켜 일정한 간격으로 중량을 확인하여 팽윤특성을 평가하였으며, 그 결과를 도 26에 도시하였다.In order to confirm the swelling characteristics, the prepared disk-shaped hydrogel was exposed to air for 7 days, and then immersed in water for 7 days to check the weight at regular intervals to evaluate the swelling characteristics, and the results are shown in FIG. 26 .

도 26에 도시된 바와 같이, 비교예 4의 경우, 물에 침지시킨 후 2일 만에 116 ± 2.1 중량%가 증가하여, 팽창 평형에 도달한 반면, 실시예 5의 경우, 물에 침지시킨 후 7일 이후에 22.6 ± 3.3 중량%가 증가하였다.As shown in FIG. 26 , in the case of Comparative Example 4, 116 ± 2.1 wt% increased within 2 days after immersion in water, and expansion equilibrium was reached, whereas in the case of Example 5, after immersion in water After 7 days there was an increase of 22.6 ± 3.3 wt%.

즉, 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 이용하여 이중 소수성 코팅을 적용할 경우에도, 폴리아크릴아미드 하이드로젤을 이용하여 이중 소수성 코팅을 적용한 것과 동일하게 항건조성 및 항팽윤성이 모두 보유되는 것을 확인할 수 있었다. That is, even when the double hydrophobic coating is applied using the calcium-alginate polyacrylamide hydrogel, it can be confirmed that both the anti-drying properties and the anti-swelling properties are retained as in the case of applying the double hydrophobic coating using the polyacrylamide hydrogel. there was.

실험예 8(실시예5의 기계적 특성)Experimental Example 8 (Mechanical properties of Example 5)

도 27은 실시예 5를 이용하여 인장 특성을 확인한 결과로, 인장 응력-변형률 곡선을 보여주며, 도 28은 실시예 5를 이용하여 인장 특성을 확인한 결과로, (a)는 young's 모듈과 인장 강도, (b)는 work of extension을 보여준다.27 is a result of confirming the tensile properties using Example 5, showing a tensile stress-strain curve, FIG. 28 is a result of confirming the tensile properties using Example 5, (a) is the young's module and tensile strength , (b) shows the work of extension.

도 29은 실시예 5를 이용하여 압축 특성을 확인한 결과로, (a)는 압축 응력-변형률 곡선, (b)는 young's 모듈과 압축 강도(압축 변형률 0.9)를 보여준다.29 is a result of confirming the compressive properties using Example 5, (a) is a compressive stress-strain curve, (b) shows the young's module and compressive strength (compressive strain 0.9).

도 27 내지 도 29를 참조하면, 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드 하이드로젤이 적용된 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 기계적 특성을 평가한 결과, Referring to FIGS. 27 to 29, the results of evaluating the mechanical properties of the double hydrophobic coating hydrogel to which the calcium-alginate polyacrylamide hydrogel is applied,

하이드로젤의 내부 화학 구조에 크게 영향을 미치지 않은 것을 확인할 수 있었으며, It was confirmed that it did not significantly affect the internal chemical structure of the hydrogel,

실시예 5의 평균 인장 탄성률, 강도 및 변형률은 각각 0.05 ± 0.004 MPa, 0.4 ± 0.06 MPa 및 21 ± 2 mm / mm인 것으로 확인되었다.The average tensile modulus, strength, and strain of Example 5 were found to be 0.05 ± 0.004 MPa, 0.4 ± 0.06 MPa, and 21 ± 2 mm/mm, respectively.

또한, 실시예 5의 평균 압축 계수와 강도는 각각 0.16 ± 0.02 및 3.3 ± 0.2 MPa (압축 변형률 0.9)인 것으로 확인되었다. In addition, it was confirmed that the average compressive modulus and strength of Example 5 were 0.16 ± 0.02 and 3.3 ± 0.2 MPa (compressive strain 0.9), respectively.

이에 따라, 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드젤은 건조 및 팽창에 대한 강한 내성을 지니고 있어, 건조한 환경 및 습한 환경 모두에서 수많은 응용 분야를 적용될 것으로 사료된다.Accordingly, the double hydrophobic coated hydrogel according to the present invention has strong resistance to drying and swelling, so it is considered to be applied to numerous applications in both dry and wet environments.

실험예 9(피마자 오일의 적용)Experimental Example 9 (Application of Castor Oil)

식용 및 생체 적합성 실물성 오일로 알려진 피마자유(cater oil)를 적용한 실시예 6을 이용하여, 항건조성 평가를 수행하였으며, 그 결과를 도 30에 도시하였다.Using Example 6 to which castor oil (cater oil) known as edible and biocompatible real oil was applied, anti-drying properties were evaluated, and the results are shown in FIG. 30 .

도 30에 도시된 바와 같이, 실시예 6은 실시예 1과 비교하여 항건조 성능이 미약하게 감소되기는 하나, 비교예 1과 비교하여 현저하게 높은 항건조 성능을 보유하고 있는 것으로 확인되었다.As shown in FIG. 30, Example 6 was confirmed to have a significantly higher anti-drying performance compared to Comparative Example 1, although the anti-drying performance was slightly reduced compared to Example 1.

이에 따라, 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤은 다양한 오일이 적용될 수 있으며, 잠재적인 독성 발생의 우려를 해소시킬 수 있는 식물성 오일로 적용되어, 생체 기반의 약물전달 시스템, 하이드로젤 렌즈, 하이드로젤 필름 등의 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.Accordingly, the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention can be applied with various oils, and is applied as a vegetable oil that can solve the concern of potential toxicity, a bio-based drug delivery system, a hydrogel lens, and a hydrogel. It is thought that it can be applied to various fields such as film.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 소수성 코팅 하이드로젤은 화학적 구조를 바꾸지 않고, 하이드로젤의 표면에 소수성의 폴리머층과, 소수성의 폴리머층에 퀀칭되어 흡착되는 오일로 이루어지는 이중 소수성 코팅구조로 마련됨으로써, 포유류 피부와 유사한 메카니즘으로 항건조성과 항팽윤성이 모두 우수한 장점을 지닌다. As described above, the double hydrophobic coating hydrogel according to the present invention does not change the chemical structure, and has a double hydrophobic coating structure composed of a hydrophobic polymer layer on the surface of the hydrogel and an oil quenched and adsorbed on the hydrophobic polymer layer. As such, it has excellent advantages in both anti-drying and anti-swelling properties with a mechanism similar to that of mammalian skin.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.As described above, the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments, but it is not limited to the above-described embodiments, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains within the scope not departing from the spirit of the present invention Various changes and modifications will be possible.

110 : 하이드로 젤
120 : 소수성 폴리머층
130 : 오일
110: hydrogel
120: hydrophobic polymer layer
130: oil

Claims (24)

하이드로젤;
상기 하이드로젤의 외부 표면에 형성된 소수성 폴리머층; 및
상기 소수성 폴리머층에 퀀칭되어 함유되는 오일;을 포함하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
hydrogel;
a hydrophobic polymer layer formed on the outer surface of the hydrogel; and
A double hydrophobic coating hydrogel comprising; an oil quenched and contained in the hydrophobic polymer layer.
제 1항에 있어서,
상기 하이드로젤은 폴리아크릴아미드(PAAm) 하이드로젤 또는 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
The hydrogel is a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the polyacrylamide (PAAm) hydrogel or calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) hydrogel.
제 1항에 있어서,
상기 소수성 폴리머층은 octyl acrylate 중합체, dodecyl acrylate 중합체 또는 stearyl acrylate 중합체인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
The hydrophobic polymer layer is a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the octyl acrylate polymer, dodecyl acrylate polymer or stearyl acrylate polymer.
제 1항에 있어서,
상기 소수성 폴리머층은 dodecyl acrylate와 stearyl acrylate가 1:1의 부피비로 중합된 공중합체인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
The hydrophobic polymer layer is a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that dodecyl acrylate and stearyl acrylate are polymerized in a volume ratio of 1:1.
제 1항에 있어서,
상기 소수성 폴리머층의 두께는 200㎛ 내지 350㎛인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
Double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the thickness of the hydrophobic polymer layer is 200㎛ to 350㎛.
제 1항에 있어서,
상기 오일은 실리콘 오일(silicone oil) 또는 파마자유(caster oil)인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
The oil is a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the silicone oil (silicone oil) or castor oil (caster oil).
제 1항에 있어서,
상기 오일의 점도는 상온에서 1000cSt 내지 2000cSt인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
The double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the viscosity of the oil is 1000cSt to 2000cSt at room temperature.
제 1항에 있어서,
상기 이중 소수성 코팅 하드로젤의 접촉각은 90°이상인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로 젤.
The method of claim 1,
The double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the contact angle of the double hydrophobic coating hydrogel is 90 ° or more.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 이중 소수성 코팅 하이드로 젤; 및
상기 하이드로젤에 담지된 약물;을 포함하는 약물 전달체.
The double hydrophobic coating hydrogel of any one of claims 1 to 8; and
A drug delivery system comprising a drug supported on the hydrogel.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 포함하는 하이드로젤 렌즈.
A hydrogel lens comprising the double hydrophobic coating hydrogel of any one of claims 1 to 8.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 이중 소수성 코팅 하이드로 젤을 포함하는 하이드로젤 필름.
A hydrogel film comprising the double hydrophobic coating hydrogel of any one of claims 1 to 8.
하이드로젤을 준비하는 하이드로젤 준비단계;
준비된 상기 하이드로젤을 라디칼 개시제 용액에 침지시켜, 상기 하이드로젤의 표면에 라디칼 개시제를 형성하는 라디칼 개시제 형성단계;
상기 라디칼 개시제가 형성된 상기 하이드로젤을 소수성 모노머 용액에 침지시켜, 상기 하이드로젤의 표면에 형성된 라디칼 개시제가 중합되어 소수성 폴리머층이 형성되게 하는 소수성 폴리머 형성 단계;
상기 소수성 폴리머층이 형성된 상기 하이드로젤을 제1 온도의 오일 용액에 침지시켜, 상기 소수성 폴리머층에 오일을 흡착시키는 오일 흡착단계; 및
오일이 흡착된 상기 하이드로젤을 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도의 오일 용액에 침지시켜, 상기 소수성 폴리머층에 상기 오일이 가둬지도록 퀀칭하는 퀀칭단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법.
A hydrogel preparation step of preparing a hydrogel;
a radical initiator forming step of immersing the prepared hydrogel in a radical initiator solution to form a radical initiator on the surface of the hydrogel;
forming a hydrophobic polymer by immersing the hydrogel in which the radical initiator is formed in a hydrophobic monomer solution, whereby the radical initiator formed on the surface of the hydrogel is polymerized to form a hydrophobic polymer layer;
an oil adsorption step of immersing the hydrogel on which the hydrophobic polymer layer is formed in an oil solution at a first temperature to adsorb the oil to the hydrophobic polymer layer; and
Double hydrophobic coating hydro, comprising: immersing the hydrogel to which the oil is adsorbed in an oil solution of a second temperature lower than the first temperature, and quenching so that the oil is confined in the hydrophobic polymer layer A method for producing a gel.
제 12항에 있어서,
상기 하이드로젤은 폴리아크릴아미드(PAAm) 하이드로젤 또는 칼슘-알지네이트 폴리아크릴아미드(Ca-alginate/PAAm) 하이드로젤인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The hydrogel is a polyacrylamide (PAAm) hydrogel or a calcium-alginate polyacrylamide (Ca-alginate/PAAm) method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the hydrogel.
제 12항에 있어서,
상기 라디컬 개시제는 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN)이 이용되는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The radical initiator is 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) is a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that used.
제 12항에 있어서,
상기 라디컬 개시제 용액은 2,2-azobisisobutyronitrile(AIBN) 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The radical initiator solution is a method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that it contains 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) and an organic solvent.
제 15항에 있어서,
상기 라디칼 개시제 형성단계 이후에,
상기 하이드로젤을 가열처리하여 상기 유기용매가 제거되게하는 하이드로젤 가열단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법.
16. The method of claim 15,
After the radical initiator forming step,
Method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that it further comprises a; hydrogel heating step of heat-treating the hydrogel to remove the organic solvent.
제 12항에 있어서,
상기 소수성 모노머는 아크릴레이트계 모노머가 이용되는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The hydrophobic monomer is a method for producing a double hydrophobic coating hardgel, characterized in that the acrylate-based monomer is used.
제 17항에 있어서,
상기 아크릴레이트계 모노머는 octyl acrylate, dodecyl acrylate 또는 stearyl acrylate인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The acrylate-based monomer is a method of producing a double hydrophobic coating hard gel, characterized in that octyl acrylate, dodecyl acrylate or stearyl acrylate.
제 17항에 있어서,
상기 아크릴레이트계 모노머는 dodecyl acrylate와 stearyl acrylate가 1:1의 부피비로 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
18. The method of claim 17,
The acrylate-based monomer is a method for producing a double hydrophobic coating hard gel, characterized in that a mixture of dodecyl acrylate and stearyl acrylate in a volume ratio of 1:1.
제 12항에 있어서,
상기 소수성 폴리머 형성단계는 120℃에서 30분~45분 동안 반응되는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The hydrophobic polymer forming step is a method for producing a double hydrophobic coating hardgel, characterized in that the reaction for 30 minutes to 45 minutes at 120 ℃.
제 12항에 있어서,
상기 오일 흡착단계에서 상기 오일 용액의 온도는 80℃ 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하이드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The method for producing a double hydrophobic coating hydrogel, characterized in that the temperature of the oil solution in the oil adsorption step is 80 ℃ to 120 ℃.
제 21항에 있어서,
상기 퀀칭단계에서 상기 오일 용액의 온도는 상온인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
22. The method of claim 21,
The method for producing a double hydrophobic coating hardgel, characterized in that the temperature of the oil solution in the quenching step is room temperature.
제 12항에 있어서,
상기 오일은 실리콘 오일(silicone oil) 또는 파마자유(caster oil)가 이용되는 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The oil is a method of producing a double hydrophobic coating hard gel, characterized in that silicone oil (silicone oil) or castor oil (caster oil) is used.
제 12항에 있어서,
상기 오일의 점도는 상온에서 1000cSt 내지 2000cSt인 것을 특징으로 하는 이중 소수성 코팅 하드로젤의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The viscosity of the oil is a method for producing a double hydrophobic coating hardgel, characterized in that 1000cSt to 2000cSt at room temperature.
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