KR20000035056A

KR20000035056A - 하나 이상의 피복된 표면을 갖는 생체의학 장치

Info

Publication number: KR20000035056A
Application number: KR1019990045532A
Authority: KR
Inventors: 젠제임스에스.
Original assignee: 워필드 마크; 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2000-06-26
Also published as: TWI229681B; US20010036556A1; AU5594599A; JP2000122005A; KR100660758B1; EP0995762A2; SG85139A1; BR9905873A; CA2286996A1; AR023337A1; AU775730B2; EP0995762A3; CN1254102A

Abstract

본 발명은 기상 침착된 피막을 갖는 장치를 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 비오염성이고 습윤성인, 기상 침착된 비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산 및 3,3-디메틸아크릴산 피막을 갖는 생체의학 장치와 같은 장치를 제공한다.

Description

하나 이상의 피복된 표면을 갖는 생체 의학 장치{Biomedical devices comprising at least one surfaces having a coating}

본 발명은 기상 침착된 피막(gas-phase deposited coating)을 갖는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 비오염성이고 습윤성인 기상 침착된 비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산 및 3,3-디메틸아크릴산 피막을 갖는 생체의학 장치와 같은 장치에 관한 것이다.

표면의 화학 조성은 다수의 장치의 총체적인 효율을 규정하는데 있어 중추 역할을 한다. 몇몇 장치는 장치가 의도하는 목적에 유용하도록 하기 위하여 비오염성이고 습윤성인 표면을 필요로 한다. 예를 들면, 카테테르, 스텐트, 이식물, 안내(眼內) 렌즈 및 콘택트 렌즈와 같은 다수의 생체의학 장치는 생물학적으로 비오염성인 표면을 필요로 하며, "생물학적으로 비오염성"이란 단백질, 인지질 및 세포가 장치의 표면에 부착되지 않음을 의미한다. 몇몇 경우, 사용시 재료의 표면이 오염되는 것을 제외하고, 강도, 최적 투과율, 가요성, 안정성 및 기체 전달과 같은 의도하는 목적에 대한 모든 필요한 특성을 갖는 장치를 위한 재료가 개발되고 있다. 이러한 경우 장치를 위한 신규한 재료를 개발하거나 재료의 표면 특성을 변화시키려는 시도가 이루어지고 있다.

콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈, 특히 콘택트 렌즈의 특수한 경우, 다수의 중합체성 재료가 렌즈 제조에 요구되는 기계적 특성, 산소 투과율 및 광학 특성을 갖고 있음에도 불구하고, 다수의 가능한 콘택트 렌즈 재료는 단백질, 인지질의 부착으로 인하여 신속하게 오염된다. 추가로, 재료의 표면 에너지가 너무 낮아서 콘택트 렌즈가 너무 소수성으로 제조되므로 누액에 의해 습윤되지 않을 수 있다.

플라즈마 처리 및 침착을 사용하여 표면 특성을 변화시키는 생체의학 장치의 피막이 공개되어 있다. 그러나, 이러한 방법은 복잡성, 피복 균일성 및 깊이 문제 및 안정성을 포함한 다수의 단점을 갖는다. 제PCT/US90/05032호(국제 공개공보 제WO 91/04283호)에는 다른 분자를 표면에 그래프팅시킴으로써 특정 하이드록시 아크릴 단위 및 비닐 실록산 단량체로부터 합성된 중합체성 콘택트 렌즈 재료의 습윤성을 증가시키는 방법이 기재되어 있다. 당해 특허문헌에 제안된 그래프팅 공정의 실시예들은 습윤 화학 공정에 의해 특정 폴리올을 그래프팅시키는 공정을 포함하지만, 당해 특허문헌에는 하이드록시 아크릴 단위가 방사선법에 의해 특정 하이드록시 아크릴/실록산 중합체성 재료로 그래프팅될 수 있는 것으로 제안되어 있다.

미국 특허 제3,854,982호 및 제3,916,033호에는 콘택트 렌즈 중합체의 습윤성을 향상시키는 액체 피복 기술의 사용이 기술되어 있다. 이러한 공정에서 하이드록시 알킬 메타크릴레이트를 포함한 자유 라디칼 중합성 전구체는 고에너지 방사선에 노출시킴으로써 콘택트 렌즈에 침착된다. 그러나, 이러한 용액 침착 공정은 필름 두께의 조절을 불량하게 하고, 이러한 필름은 특히 폴리실리콘 기재에 접착되는 경우, 불량한 내마모성을 나타낸다.

균질하게 도포할 수 있고 장치의 기재에 도포하여 비오염성 및 습윤성, 또는 친수성 표면을 제공할 수 있는 안정한 피복 조성물에 대한 요구가 여전히 남아 있다.

본 발명은 비오염성 피복 조성물을 갖는 생체의학 장치 및 당해 장치를 제조하는 방법을 제공한다. 당해 피복 조성물은 균일하고, 핀-홀(pin-hole)이 없으며 습윤성이고, 추출물이 없고 화학적으로 안정한 표면을 제공한다. 또한, 피막은 전자기파 스펙트럼의 가시 영역내에서 우수한 광학 투명도를 나타내고, 산소 투과성이며, 내마모성이다.

본 발명은 비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산, 3,3-디메틸아크릴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단량체를 하나 이상 포함하고, 본질적으로 이로 이루어지고, 이로 이루어진 기체의 기상 중합에 의해 형성된 피복 유효량의 피복 조성물을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하고, 본질적으로 이로 이루어지고, 이로 이루어진 장치를 제공한다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산, 3,3-디메틸아크릴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 단량체를 포함하고, 본질적으로 이로 이루어지고, 이로 이루어진 기체의 기상 중합에 의해 형성된 피복 유효량의 피복 조성물과 장치의 하나 이상의 표면을 접촉시킴을 포함하고, 본질적으로 이로 이루어지고, 이로 이루어진 장치의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는, 당해 장치는 생체의학 장치이다. "생체의학 장치"는 인체 조직 및 체액 중의 하나 또는 이들 둘다의 속에서 또는 위에서 사용되도록 고안된 장치이다. 이러한 장치의 예는, 비제한적으로 스텐트, 이식물, 카테테르 및 안과용 렌즈를 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, 생체의학 장치는, 비제한적으로 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈를 포함하는 안과용 렌즈이다. 가장 바람직하게는, 당해 장치는 콘택트 렌즈이다.

본 발명의 장치는, 예를 들어 중합체, 세라믹, 유리, 실란화된 유리, 직물, 제지, 금속, 실란화된 금속, 규소, 탄소, 실리콘 하이드로겔 및 이들의 혼합물과 같은 모든 적합한 재료 또는 재료들로 제조될 수 있다. 보다 바람직한 재료는 실리콘 및 실리콘 함유 조성물(혼합된 블렌드 및 공중합체), 폴리우레탄 및 하이드로겔 및 이러한 재료들의 혼합물이다. 가장 바람직한 재료는 안정한 눈물 막을 유지시키지 않는 중합체, 예를 들어 실리콘, 실리콘 혼합된 블렌드, 알콕시화 메틸 글루코시드, 불소화된 탄화수소, 실리콘 하이드로겔, 폴리우레탄-실리콘 하이드로겔, 불소화된 탄화수소 하이드로겔, 폴리설폰 및 이들의 혼합물이다.

예시적인 실리콘에는, 비제한적으로 폴리디메틸 실록산 폴리디메틸-co-비닐메틸실록산, 미국 특허 제3,228,741호에 기술되어 있는 실리콘 고무, 미국 특허 제3,341,490호에 기술된 것과 같은 실리콘 블렌드 및 미국 특허 제3,518,324호에 기술된 것과 같은 실리콘 조성물이 포함된다. 유용한 실리콘 재료에는, 비제한적으로 하이드록실화, 공축합 및 유리 라디칼 메카니즘에 의해 실록산 예비중합체를 가교결합시켜 수득한 가교결합된 폴리실록산이 포함된다. 특히 적합한 재료는 용이하게 하이드로실화되는 오가노폴리실록산 중합체 혼합물이다. 이러한 예비중합체는 비닐 라디칼 및 하이드라이드 라디칼을 함유하는데, 이는 쇄 연장 및 가교결합 반응시에 가교결합 부위로서 사용되고, 폴리디하이드로카빌-co-비닐하이드로카빌실록산 및 폴리디하이드로카빌-co-하이드로카빌하이드로겐실록산[여기서, 하이드로카빌 라디칼은 탄소수 1 내지 7의 알킬 라디칼(예: 비제한적으로 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸); 아릴 라디칼(예: 페닐, 톨릴, 크실릴, 비페닐); 할로아릴(예: 클로로페닐) 및 사이클로알킬 라디칼(예: 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등)과 같은 1가 탄화수소 라디칼이다]의 일반식을 갖는다.

보다 바람직한 재료는 실리콘 하이드로겔, 특히 미국 특허 제5,387,632호; 제5,358,995호; 제4,954,586호; 제5,023,305호; 제5,034,461호; 제4,343,927호 및 제4,780,515호에 기술된 바와 같은 아크릴-캡핑된 폴리실록산 예비중합체, 벌크성 폴리실록산일알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 및 친수성 단량체의 단량체 혼합물로부터 형성된 실리콘-하이드로겔이다. 다른 바람직한 재료에는 미국 특허 제5,196,458호 및 제5,304,584호 및 1996년 9월 13일자로 출원된 미국 특허원 제08/712,657호에 기술된 바와 같은 알콕시화 글루코즈 또는 슈크로즈와 같은 사이클릭 폴리올이 포함된다. 상기 인용된 모든 특허 및 특허원은 본원에 참조로 인용된다.

본 발명의 피복 조성물은 비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산, 3,3-디메틸아크릴산 및 이들의 혼합물의 기상 침착된 단량체로부터 형성된다. 이들 단량체는 시판되고 있거나, 공지된 방법으로 합성할 수 있다. 본 발명의 피복 조성물은 안정하여 다양한 재료에 침착된다. 단량체의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 약 400 미만, 보다 바람직하게는 약 300 미만, 가장 바람직하게는 약 200 미만이다.

본 발명의 피복 조성물은 가교결합제의 첨가를 포함하는 실질적인 단일 단량체 또는 단량체 혼합물의 중합의 결과일 수 있다. 단량체의 혼합물은 바람직하게는 상술된 단량체중에서 선택된다. 바람직한 피복 조성물은 실질적으로 단일 단량체이다.

사용된 단량체가 에틸렌 글리콜인 경우, 표면에 대한 이의 도포 방법은 최외각 피복층의 탄소-산소 결합 대 탄소-탄소 결합 비가 약 1:1 초과, 보다 바람직하게는 약 1.5:1 초과, 가장 바람직하게는 약 2:1 초과, 더욱 더 바람직하게는 2.5:1 초과인 피복 조성물이 표면에 바람직하게 제공되도록 선택된다. 탄소-산소 결합 대 탄소-탄소 결합 비가 보다 큰 피복 조성물이 바람직한데, 이는 비오염 특성이 개선되고 습윤성이 보다 높기 때문이다.

기재상에 피복 조성물을 침착시키는 방법은 기상 침착이 바람직한데, 이는 균일한 피복 조성물을 제공하기 때문이다. 기상 침착은 표면 피복물로서의 기상 단량체를 고체 기판에 표면 피막으로서 침착시키는 방법을 의미한다. 기상 침착법에는, 비제한적으로 플라즈마 유도 중합 및 광화학 유도 중합이 포함된다. 플라즈마 유도 중합 및 플라즈마 침착은 전기 방전을 기체를 통해 통과시킴으로써 유발되는 유리 라디칼의 생성으로 인한 중합이다. 전기 방전은 교류("AC") 또는 직류("DC")와 같은 고전압 방법, 또는 무선주파수("RF") 또는 마이크로파와 같은 전자기적 방법에 의해 유발될 수 있다. 한편, 피복 공정은 중합 공정을 개시할 수 있는 유리 라디칼 및/또는 전자 여기된 종을 생성하기에 충분한 에너지의 광자를 직접 흡수시킴으로써 제공되는 바와 같은 광화학 유도 중합을 사용하여 수행할 수 있다.

기상 침착의 보다 바람직한 방법은 플라즈마 중합, 특히 RF 플라즈마 중합이다. 이 공정은 전체 내용이 본원에 참조로서 인용되는 미국 특허원 제08/632,935호에 충분히 기술되어 있다. 또다른 기술은 전체 내용이 본원에 참조로서 인용되는 문헌[참조: Panchalingam et al., "Molecular Surface Tailoring of Biomaterials Via Pulsed RF Plasma Discharges," J. Biomater. Sci. Polymer Edn., Vol. 5, No. 1/2, pp. 131-145(1993), and Panchalingam et al., "Molecular Tailoring of Surfaces Via Pulsed RF Plasma Depositions," J. App. Sci.: Applied Polymer Symposium 54, pp. 123-141(1994)]에서 발견할 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서, 피막은 조절된 조건하에 선택된 단량체의 플라즈마 중합에 의해 고체 표면상에 침착된다. 플라즈마는 반응기 외부 또는 내부 주위에 위치하는 동축 또는 병렬의 내부 또는 외부 RF 전극을 사용하여 RF 방사선에 의해 유도된다. 피복되는 표면은 바람직하게는 RF 전극들 사이의 반응기에 위치하지만, 표면은 전극 전 또는 후에 위치할 수 있다. 반응기는 진공 펌프를 사용하여 백그라운드 압력으로 배기된다. 미세 계량 밸브를 개방시켜 피복 조성물의 증기가 반응기에 유입되도록 한다. 압력 및 반응기를 통과하는 단량체의 유량은 반응기의 하부에 위치하는 계량 밸브와 버터플라이 조절 밸브(압력 조절기에 연결됨)를 조절하여 조정한다. 일반적으로, 사용된 단량체 반응기 압력은 약 5 내지 약 200mtorr의 범위이지만, 상기 범위 이외의 압력을 사용할 수도 있다. 단량체는 실온(20 내지 25℃) 이상에서 가열되어 당해 단량체를 증발시키지 않도록 충분히 높은 증기압을 갖는 것이 바람직하다.

플라즈마 침작시에 수득된 필름의 화학적 조성은 사용된 플라즈마 변수, 특히 중합 공정을 개시하기 위해 사용된 RF 전력의 강력한 작용이다. 연속파("CW")와 비교하여 펄싱된 조건하에 플라즈마 공정을 작동하는 것이 바람직한데, 이는 피복 공정 전체에서 낮은 평균 전력을 유지하면서 플라즈마 개시 단계에서 상당히 큰 피크 전력을 합리적으로 사용할 수 있기 때문이다. 펄싱(Pulsing)은 플라즈마를 생성하기 위한 전력이 공급되고 차단되는 것을 의미한다. 펄싱하의 평균 전력은 다음과 같이 정의된다.

예를 들어, 플라즈마 침착은 10ms 지속 및 200ms 중지의 RF 듀티 사이클(duty cycle)로 수행하고 25watt의 피크 전력은 단지 1.2watt의 평균 전력에 상응한다. 일반적으로 듀티 사이클, 플라즈마 지속 시간(plasma on time) 내지 플라즈마 중지 시간(plasma off time)의 비는 약 1/5 이하, 바람직하게는 약 1/10 내지 1/1000 이하, 보다 바람직하게는 약 1/10 내지 1/30이다. 플라즈마 지속 시간은 일반적으로 약 1μsec 이상, 바람직하게는 100μsec 내지 10msec 이상이다. 일반적으로 플라즈마 중지 시간은 약 4μsec 이상, 바람직하게는 약 100μsec 내지 2000msec 이상, 보다 바람직하게는 약 200μsec 내지 100msec이다. 피크 전력은 바람직하게는 약 10 내지 300watt이다.

펄싱된 플라즈마 침착은 단량체 작용성 그룹의 보유를 위해 제공됨과 동시에비교적 낮은 평균 전력을 유지하면서 비교적 높은 피크 전력의 사용을 허용한다. 낮은 평균 전력으로 펄싱된 조건하에서 침착된 피복 조성물은 평균 전력은 동일하지만 CW 작동하에서 침착된 필름과 비교하여 주어진 기재에 대해 보다 접착성이 있는 경향이 있다. 주어진 평균 전력에 대해 펄싱된 조건하에서 유용한 순간적인 고피크 전력은 명백하게 동일한 평균 전력 CW 조건하에서 수득되는 것보다는 기재에 대한 필름의 보다 강한 그래프팅을 수득하는데 도움이 된다.

주어진 RF 피크 전력에 대해, 주어진 단량체를 사용하는 경우 플라즈마 듀티 사이클이 감소됨에 따라 플라즈마 생성된 피막의 에테르 함량(C-O 작용기)의 증가된 보유가 관찰된다. 또한 피복 조성물의 화학은 펄싱된 조건하에서 단일 플라즈마 듀티 사이클로 작동되지만 피크 전력을 변화시킴으로써 다양해질 수 있다. 피크 전력이 증가함에 따라서 피복 조성물중에 C-O 작용기의 혼입이 증가된다. 플라즈마 생성된 필름 조성물은 플라즈마 지속 시간 대 플라즈마 중지 시간의 고정된 비 및 고정된 RF 피크 전력에서 플라즈마 지속 대 플라즈마 중지 펄스 폭으로 변화시킴으로써 다양해질 수 있다.

본 발명의 필름의 화학적 조성은 펄싱된 플라즈마 침착 동안에 피크 전력 및 평균 전력, 일정한 평균 전력에서 작동시 플라즈마 지속 및 플라즈마 중지 펄스 폭의 존속시간 및 평균 전력을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. C-O 작용기 대 C-C 작용기의 바람직한 비를 갖는 피복 조성물을 제조하기 위해서, 펄싱된 플라즈마 침착의 평균 전력이 약 100watt 이하, 보다 바람직하게는 약 40watt 이하, 가장 바람직하게는 약 10watt 이하인 것이 바람직하다. C-O 작용기 대 C-C 작용기의 가장 높은 비는 평균 전력이 약 1watt인 경우 수득될 수 있고, 이때 비오염성 및 습윤성이 가장 우수한 피복 조성물을 제공하지만, 피복 재료에 따라 통상적으로 피복 재료가 약 0.5watt 이하의 평균 전력에서 도포되는 경우 피복 조성물의 표면에 대한 접착력이 너무 약하여 임의의 목적을 위해 사용될 수 없다.

보다 낮은 평균 전력 조건을 사용하면 피막 중의 작용 그룹, 예를 들어, 에테르 단위의 존재를 증가시키지만, 보다 낮은 평균 전력하에서의 덜 효과적인 침착 조건은 중합체 필름이 하부 기재에 접착하는 것을 약화시킨다. 따라서, 플라즈마 피복 방법은 플라즈마 생성된 필름내에서 단량체 완전성 유지 및 피막과 고체 기재 사이의 접착 강도 사이의 다소간의 절충과 관련된다. 콘택즈 렌즈의 경우, 피복 조성물의 렌즈 기재에 대한 접착 및 전반적인 안정성은 극히 중요한 고려사항이다.

피복 조성물을 표면에 도포하는 바람직한 방법은 펄싱된 플라즈마 침착을 구배 층(gradient layer)화시키는 것이며, 이는 피복 조성물의 접착력 및 피복 조성물내에 존재하는 작용기를 최대화시키는데 사용될 수 있다. 이러한 방법은 추가로 미국 특허원 제08/632,935호에 기술되어 있다. 이러한 방법에서, 최초 고 전력, 고 플라즈마 듀티 사이클을 사용하여 플라즈마 생성된 피복 조성물을 하부 기재에 단단하게 그래프팅시킨다. 플라즈마 듀티 사이클은 후속적으로 체계적인 방식으로 감소되며 각각의 감소는 피막 중의 C-O 작용기의 유지를 증가시킨다. 상기 방법은 외부 필름층이 목적하는 조성에 이를 때 종결된다. 각각 이전 피막보다 점진적으로 조성이 약간씩 상이한 일련의 박막은, 비교적 낮은 플라즈마 듀티 사이클하에서 침착 조건을 조절하지 않고 침착된 피막보다 기재에 결합된 복합 피복 조성물을 현저하게 점착성으로 만든다.

기상 침착, 특히 플라즈마 침착은 피복 유효량의 피복물 또는 표면의 친수성 을 증가시키는데 충분한 양의 피복물을 제공한다. 통상적으로, 이러한 피복물은 실질적으로 균일한 두께 및 피복 조성물의 두께가 약 5Å 및 5㎛, 보다 바람직하게는 약 50Å 및 1㎛, 가장 바람직하게는 약 100Å 및 0.1㎛로 되도록 하는 양이다. 균일한 필름 두께 및 침착 방법의 제어 가능성은 이전에 기술된 방법들을 사용하여 직면하는 두께 조절 가능성과 대조될 수 있다. RF 펄싱된 플라즈마 침착법을 사용하여 주어진 플라즈마 듀티 사이클 동안의 침착 시간 및 고정된 단량체 압력 및 유량에 대한 피복 조성물의 두께의 선형성을 제공한다.

본 발명의 피막은 표면, 특히 소수성인 표면(예를 들어, 폴리실록산)의 친수성 특성을 증가시킨다. 플라즈마 공정 동안 도입되는 친수성의 정도는 증가된 플라즈마 생성된 피복 조성물의 산소 함량이 증가함에 따라 증가되는 것으로 관찰된다.

본 발명의 피복 조성물을 갖는 표면은 콘택즈 렌즈 및 기타 생체의학 장치에 적합하다. 당해 피복 조성물은 중합체 표면에 침착되는 경우, 전자기파 스펙트럼의 가시 영역에서 뛰어난 접착력, 고 습윤성, 고 산소투과성, 및 뛰어난 투명도를 나타낸다. 이러한 표면에 대한 피복 조성물의 접착력은 층 분리에 충분히 강력하게 저항할 수 있다.

따라서, 본 발명의 피복 조성물은 콘택즈 렌즈의 생체 적합성을 개선하기 위해 상기 목록화된 엄격한 기준을 만족시킨다. 본 발명에서는 콘택즈 렌즈에 주안점을 두고 있지만, 당해 분야의 숙련가들은 본 발명의 매우 습윤성이고, 생물학적으로 비오염성인, 투명한 피막이 다양한 기타 용도(예를 들어, 기타 생체의학 장치, 바이오센서, 해양 환경에 배치되는 검출기, 막, 조직 배양 성장, 이식물 등)에 유용함을 인식할 것이다.

본 발명은 아래의 비제한적 실시예를 고려함으로써 더욱 명백해질 것이다.

실시예

피복된 표면과 피복되지 않은 표면에 대하여 동적[개질된 윌헬미 플레이트(Wilhelmy plate)]방법을 이용하여 수 접촉 각을 측정한다. 동적 측정은 식염수 속에 연속적으로 침지시킨 표면들을 사용하여 수행한다. 동적 측정은 샘플을 위 아래로 순환시키면서 각각 4회 반복하고 이 4회 측정 값에 대하여 평균값을 기록한다.

실시예 1

공기 건조된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 먼저 각각의 면에 대하여 연속파 모드로 5분 동안 100w에서 아르곤 플라즈마 처리한다. 아르곤 플라즈마 압력은 0.25torr이다. 추가로, 렌즈를 각각의 면에 대하여 10ms 지속 및 20ms 중지의 펄싱 모드로 15분 동안 100w에서 에틸렌 글리콜[알드리히(Aldrich)] 플라즈마 처리한다. 에틸렌 글리콜 증기압은 0.086torr로 유지한다. 그래프팅된 렌즈를 염수 용액으로 세척하고 시험하는 동안 염수 용액 속에 저장한다.

전진 접촉각을 표 1에 기재한다. 동적 습윤화 연구에 의하면, 피복면에 대한 접촉각은 일정하게 더 작으며 피복된 표면의 습윤성은 피복되지 않은 렌즈의 습윤성보다 상당히 더 양호하다.

전체적으로, 수 접촉각 측정치는 초기의 소수성 중합체 표면의 플라즈마 침착된 피막에 의해 공급된 친수성 습윤성 표면으로의 변형을 예시한다.

표면	전진각(°)
피복되지 않은 렌즈	133 ∀ 8
피복된 렌즈	78 ∀ 4

실시예 2

먼저, 공기 건조된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 각각의 면에 대해 100w에서 5분 동안 연속파 모드로 아르곤 플라즈마로 처리한다. 아르곤 압력은 0.25torr이다. 렌즈를 각각의 면에 대해 100w에서 15분 동안 10ms 지속 및 200ms 중지의 펄싱 모드로 1-비닐-2-피롤리돈[란체스터(Lancaster)] 플라즈마로 처리한다. 1-비닐-2-피롤리돈 증기압을 0.08torr에서 유지시킨다. 그래프팅된 렌즈를 염수 용액으로 세척하고, 시험 동안 염수 용액 속에 저장한다. 동적 접촉각 시험 결과를 표 2에 기재한다.

표면	전진각(°)
피복되지 않은 렌즈	133 ∀ 8
피복된 렌즈	66 ∀ 4

실시예 3

먼저, 공기 건조된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 각각의 면에 대해 100w에서 5분 동안 연속파 모드로 아르곤 플라즈마로 처리한다. 아르곤 압력은 0.25torr이다. 렌즈를 각각의 면에 대해 100w에서 15분 동안 10ms 지속과 200ms 중지의 펄싱 모드로 N,N'-디메틸아크릴아미드[야켐(Jarchem)] 플라즈마로 처리한다. 1-비닐-2-피롤리돈 증기압을 0.08torr에서 유지시킨다. 그래프팅된 렌즈를 염수 용액으로 세척하고, 시험 동안 염수 용액 속에 저장한다. 동적 접촉각 시험 결과를 표 3에 기재한다.

표면	전진각(。)
피복되지 않은 렌즈	133 ∀ 8
피복된 렌즈	68 ∀ 4

실시예 4

공기 건조된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 먼저 각각의 면에 대해 연속파 모드로 아르곤 플라즈마로 처리한다. 렌즈를 각 면에 대해 펄싱 모드로 비닐 아세테이트 플라즈마로 처리한다. 그래프팅된 렌즈를 염수 용액으로 세척하고 시험 동안 염수 용액 속에 저장한다. 유사하게, 동일한 기술을 사용하여 실리콘 하이드로겔 렌즈를 비닐 아세트산, 아크릴산 또는 3,3-디메타크릴산으로 표면 그래프팅한다. 렌즈는 피복되지 않은 실리콘 하이드로겔 렌즈보다 상당한 습윤력 개선을 보여준다.

본 발명의 피복 조성물은 균질하게 도포할 수 있고 장치의 기재에 도포하여 비오염성 및 습윤성, 또는 친수성 표면을 제공할 수 있어서 콘택트 렌즈 등의 생체의학 장치에 사용할 수 있다.

Claims

비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산, 3,3-디메틸아크릴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단량체를 하나 이상 함유하는 기체의 기상 중합에 의해 형성된, 피복 유효량의 피복 조성물을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 생체의학 장치인 장치.
제2항에 있어서, 생체의학 장치가 콘택트 렌즈인 장치.
제1항에 있어서, 기상 중합이, 플라즈마 지속 시간(plasma on time)이 약 10μsec 내지 100msec이고 플라즈마 중지 시간(plasma off time)이 약 100μsec 내지 2000msec인 약 1/5 미만의 듀티 사이클(duty cycle)로 펄싱되는 장치.
제1항에 있어서, 기상 중합이 고전압 방전, 무선 주파수, 마이크로파 또는 이온화 방사선 유도된 플라즈마 중합, 광 유도된 중합 또는 이들이 조합된 중합인 장치.
제1항에 있어서, 피복 조성물이 기상 중합의 듀티 사이클을 체계적으로 감소시킴으로써 구배 층(gradient layer)화되는 장치.
비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산, 3,3-디메틸아크릴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 단량체를 하나 이상 함유하는 기체의 기상 중합에 의해 형성된, 피복 유효량의 피복 조성물을 함유하는 하나 이상의 표면을 포함하는 콘택트 렌즈.
제7항에 있어서, 단량체가 비닐 피롤리돈인 콘택트 렌즈.
제7항에 있어서, 단량체가 N,N'-디메틸아크릴아미드인 콘택트 렌즈.
제7항에 있어서, 단량체가 에틸렌 글리콜인 콘택트 렌즈.
제7항에 있어서, 단량체가 비닐 아세테이트인 콘택트 렌즈.
제7항에 있어서, 단량체가 비닐 아세트산인 콘택트 렌즈.
제7항에 있어서, 단량체가 아크릴산인 콘택트 렌즈.
제8항에 있어서, 단량체가 3,3-디메틸아크릴산인 콘택트 렌즈.
비닐 피롤리돈, N,N'-디메틸아크릴아미드, 에틸렌 글리콜, 비닐 아세테이트, 비닐 아세트산, 아크릴산, 3,3-디메틸아크릴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 단량체를 하나 이상 함유하는 기체의 기상 중합에 의해 형성된, 피복 유효량의 피복 조성물과 장치의 하나 이상의 표면을 접촉시킴을 포함하는 장치의 제조방법.
제15항에 있어서, 장치가 생체의학 장치인 방법.
제15항에 있어서, 생체의학 장치가 콘택트 렌즈인 방법.
제15항에 있어서, 기상 중합이, 플라즈마 지속 시간이 약 10μsec 내지 100msec이고 플라즈마 중지 시간이 약 100μsec 내지 2000msec인 약 1/5 미만의 듀티 사이클로 펄싱되는 방법.
제15항에 있어서, 피복 조성물과 장치 표면의 접촉이 고전압 방전, 무선 주파수, 마이크로파 또는 이온화 방사선 유도된 플라즈마 중합, 광 유도된 중합 또는 이들이 조합된 중합을 통해 이루어지는 방법.
제15항에 있어서, 피복 조성물이 기상 중합의 듀티 사이클을 체계적으로 감소시킴으로써 구배 층화되는 방법.