KR20020036881A

KR20020036881A - 연성인공수정체 및 제조방법

Info

Publication number: KR20020036881A
Application number: KR1020000066955A
Authority: KR
Inventors: 문경진
Original assignee: 문경진
Priority date: 2000-11-11
Filing date: 2000-11-11
Publication date: 2002-05-17

Abstract

본 발명은 연성인공수정체 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원재료인 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate)를 주원료로 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate)는 교차결합(Cross-link)를 형성할 수 있는 교차결합체 그리고 엔바이닐-2-피로리돈(N-Vinyl-2-Pyrrolidone(NVP))는 락탐고리(-NCOCH2CH2CH2)를 포함하는 구조로 많은 물을 흡수하는 고함수율을 갖는 재료이다. 이를 이용하여 사람의 수정체와 같은 함수률과 연성, 산소투과성을 갖는 연성인공수청체를 만드는데 본 발명의 목적이 있다.

또한 제조방법에 있어 원재료에 포함된 중합 방지제를 분리시키고 순도를 높이기 위해 공정초기 감압증류(vacuum distillation)를 실행하며 연성인공수정체의 연성과 친수성, 복원력을 이용하여 연성인공수정체의 크기를 건조단계에서 줄여 고도근시 환자나 백내장 환자의 이식수술에 연성인공수정체가 삽입되는 안구의 절개부위를 최소화 할 수 있는 것이 특징이다.

Description

연성인공수정체 및 제조방법 {Soft Intraocular Lens and Process}

본 발명은 의료용구로 사용되는 인공 수정체(PMMA)의 재료와 제조방법에 관한 것으로, Polymetyl methacrylate(PMMA)를 성형하여 제조한 인공 수정체에 있어서, 상기한 (PMMA) 표면에 친수성기를 갖는 인공수정체는 UV투과를 억제하여 망막의 손실을 방지하며, 표면 백화현상이 발생하지 않고, 상피 세포의 부착률이 낮아 후발성 백내장을 일으키지 않으며, 천연 수정체와 동일한 광투과량을 갖음으로서시야가 푸르게 보이는 현상을 방지할 수 있는 인공 수정체이다. 국내특허등록제 0205771 (1999.4.06)

그러나 이와 같은 재료와 공정에 의해 제조되는 인공수정체(PMMA)는 원재료를 여과나 불순물 제거, 중합금지제 제거 없이 약품을 직접 중합시켜 만들면 수정체의 중요한 부분인 선명도와 광투과도가 떨어지며 원료 단량체(monomer)의 중합금지제로 주로 사용되는 하이드로퀴논(Hydroquinone)은 눈에 치명적인 물질이므로 반드시 제거후 사용되어야 한다. 또한 인공수정체PMMA(Polymetyl methacrylate)는 탄성률이 작아 변형되기 쉽고 표면에 흠이 생기기 쉬우며 강도가 높아 압박감을 느끼며 수정체의 원근조절이 없다. 또한 시술의 어려움이 있고 착용시 이물감을 느끼게 된다. (PMMA)에는 수분이 거의 없어(사람의 수정체 65% 수분 35%단백질로 구성) 산소투과나 수분 통과의 어려움이 있으며 일정시간이 지나면 수축되는 현상을 보인다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위해 친수성인 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate)를 주원료로 사용하며 가교제는 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(Ethylene glycol dimethacrylate)로 교차결합(Cross-link)을 형성할 수 있는 교차결합체 그리고 엔바이닐-2-피로리돈(N-Vinyl-2-Pyrrolidone)은 락탐고리(-NCOCH2CH2CH2)를 포함하는 구조로 고함수율을 갖는 재료이다. 이를 이용하여 사람의 수정체와 같은 함수율과 연성, 산소투과성을 갖는 연성인공수청체를 만드는데 본 발명의 목적이 있다.

또한 제조방법에 있어 원재료에 포함된 중합 방지제를 분리시키고 순도를 높이기 위해 감압증류(vacuum distillation)를 실행하며 연성인공수정체의 친수성과 복원력을 이용하여 연성인공수정체의 크기를 건조단계에서 줄여 고도근시 환자나 백내장 환자의 안구에 이식수술을 할 때 연성인공수정체가 삽입되는 안구의 절개부를 최소화 할 수 있는 것이 특징이다.

도1 (가)연성인공수정체 정면부 지름(Optic diameter): 4.62mm

(나)연성인공수정체 측면부

원재료(2-Hydroxyethyl methacrylate)의

자외흡광분광법(UV Spectroscopy)측정

도2 원재료상태

도3 감압 증류를 한 상태

도4 감압 증류(vacuum distillation)

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 연성인공수정체로서 친수성을 가지기 때문에 인공수정체(PMMA) 보다 크기가 1.3배 작다. 성분비는 감압증류된 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate)97.8%, 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (Ethylene glycol dimethacrylate)0.2%, 엔바이닐-2-피로리돈 (N-Vinyl-2-Pyrrolidone) 2% 그리고 중합개시재로 아조비스이소부티로니트릴 (azobisisobutyronitrile)가 사용되며 모든 공정단계에는 동일한 온도와 습도를 유지하도록 한다. 그 이유는 중합 후 경화된 상태에서는 수정체가 친수성기에 의해 습기를 흡수하는 성질이 매우 강하기 때문에 가공하는 과정에서의 오차를 줄이기 위해서이다.

연성인공수정체는 함수율이 50%이상으로 천연수정체와 거의 같은 연성, 탄성률, 산소투과도를 가지며 또한 인체의 안구 부위에는 항상 일정량의 수분이 있어 친수성인 연성인공수정체의 변형을 막아준다.

제조 방법의 공정은 원료초기의 감압증류와 건조 공정이 특징적이다. 건조 공정은 가공 연마 검사 수하 세척 열탕 표면검사 공정을 마친 후 시행하는 것으로 건조를 시키면 연성인공수정체의 크기가 약1.3배정도 작아지므로 이는 안구에 이식수술을할때 연성인공수정체가 삽입되는 안구의 절개부를 최소화 할 수 있는 요건을 주며 삽입후에는 안구속의 수분(눈물pH 7.4)이 연성수정체에 흡수되어 사람의 천연수정체와 같은 크기로 형성된다.

제조 방법의 상세 설명은 다음과 같다.

일반적으로 국내에서는 인공수정체나 하드렌즈, 소프트렌즈를 제조 할 때 원료를 그대로 중합(Polymerization)시켜 사용하거나 중합된 제품을 수입에 의존한다.

도 4 이를 위해 연성인공수정체는 제조 공정 초기에 원료를 감압증류 한다.

단량체(monomer)상태인 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate)의 순도를 높이고 중합금지제를 분리하기 위한 증류방법은 감압증류(vacuum distillation)로 열에 의한 중합가속화현상 (autoacceleration)을 막기 위해 물중탕을 하며 핫플레이트(Hot plate) 와 자석막대(magnetic bar)를 이용하여 플라스크 속의 원료를 연속 회전시킨다.

이때 주의 할 점은 압력이 일정하게 유지 될 수 있게 해야 하며 일정온도를 유지하여야 한다. 플라스크의 내부온도는 낮을 수록 재료상태가 안정적이며 80℃

이하로 운용한다. 그 이상의 온도에서는 중합가속화 현상이 현저히 나타나기 때문에 주의를 귀울여야 한다.

원료배합 단계에서는 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (2-Hydroxyethyl methacrylate), 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (Ethylene glycol dimethacrylate), 엔바이닐-2-피로리돈(N-Vinyl-2-Pyrrolidone), 아조비스이소부티로니트릴 (azobisisobutyronitrile)를 함량에 맞게 삼각플라스크에 넣어 핫플레이트(Hot plate) 와 자석막대(magnetic bar)를 이용하여 교반을 시킨다. 이때 주의 해야할 점은 중합개시재로 사용되는 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile) 의 빠른시간에 용해되지 않으므로 중합시 고른 분자량 분포를 위해 교반 시간을 최소 12시간 이상으로 해야한다.

여과단계는 증류 교반된 액체상태인 원료를 멤브레인을 통해 여과를 시키며 중합단계(Polymerization)에서는 앰플형의 유리관에 원료를 주입하여 항온 수조에 중합을 시킨다. 이때 고른 분자량 분포를 위해 중합시간을 최소 3일 이상으로 하며 온도를 올릴때 많은 변화를 주어서는 안되며 온도간격을 적게 하고 중합시간은 많이 주어야 한다.(초기온도 40℃ ~ 90℃) 중합 과정(Polymerization)에서는 부반응의 요소인 산소 습기 등을 막기 위해 유리관을 밀봉한다.

가공 후 반제품은 연마를 하며 하드(HARD) 상태에서 분류된 양품은 모서리 부분을 연마하여 pH7.3 의 생리 식염수에 수하를 시킨다.

수하를 시키는 이유는 친수성인 연성인공수정체가 수분을 흡수하여 팽윤되게 하는 것과 안구에 삽입된 후 수분에 의해 팽윤된 연성인공수정체의 크기를 동일하게 하기 위함이다. 이때 주의해야 할 점은 팽윤시간을 20시간 이상으로 하는데 이는 완전 팽윤될때 까지 걸리는 최소 시간이다.

수하가 끝난 연성인공수정체는 클리너로 세척하고 잔류 단량체(monomer)와 불순물 제거를 위해 열탕을 한다.

열탕이 끝난 연성인공수정체는 표면 검사를 통해 가공에 따른 불량(사이즈. 기포, 변형, 선반에 의한 뜯김)있는지 검사한다.

표면 검사가 끝난 제품은 드라이오븐기(Dry oven)에 40℃에서 시작하여 110℃까지 2℃간격으로 온도를 올려 건조를 시킨다. 건조단계를 거친 연성인공수정체는 고압멸균기에서 멸균처리를 한 후 포장한다.

도 2 도 3은 제조 방법에서 주원료인 2하이드록시에틸메타아크릴레이트(2-Hydroxyethylmethacrylate)의 감압증류(vacuum distillation)한 원료의 자외 흡광 분광법(UV Spectroscopy) 사진으로 감압 증류를 하면 불순물이 줄어 선명도와 투명도를 높일 수 있고 또한 중합금지재량이 줄어 안자극을 줄일 수 있다.

Boiling Point 끊는점(℃/mmHg)

2HEMA(2-Hydroxyethylmethacrylate)원재료 205/760(℃/mmHg)

Hydroquinone 중합금지제 285/760(℃/mmHg)

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 인간의 천연수정체에 가까운 함수율, 친수성으로 안정된 착용감과 높은 생체적합성을 제공하며 이로써 안과시술의 어려움 이었던 높은 강도의 수정체를 연성으로 바꾸어 수술의 편의를 제공한다.

또한 제조방법에 의해 크기를 축소하여 고도근시환자나 백내장 환자의 시술에서 안구 절게 부위를 최소화하여 수술의 부작용을 줄이고 공정 초기의 감압증류로 생산된 재료는 안자극이 적으며 높은 선명도와 투명도를 가진다.

또한 거의 100% 수입에 의존하는 의료기구 완제품의 수입대체 효과를 기대 할 수 있다.

Claims

인간의 천연수정체에 가까운 물성을 가지는 연성인공수정체,

제조방법에서 상기 연성인공수정체의 주원료인 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate)의 중합금지제와 불순물를 제거하여 선명도와 투과도를 높이기 위한 감압증류(vacuum distillation) 단계,

제조방법에서 연성인공수정체의 고함수율을 가지기 위한 원료 배합 단계,

제조방법에서 연성인공수정체의 친수성과 복원력을 이용하여 연성인공수정체의 크기를 건조단계에서 줄여 안구에 이식수술을 할때 연성인공수정체가 삽입되는 안구의 절개부를 최소화 할 수 있는 방법.