KR20100136468A - 개선된 렌즈 이송을 위한 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈의 가공을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

개선된 렌즈 이송을 위한 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈의 가공을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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레아 케이. 패터슨
쥬니어 프랭크 에프. 몰록
토마스 더블유. 윌킨슨
제이슨 알. 힐
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 렌즈 이송을 촉진하기 위한 가공 조제로서 다이메틸 실록산을 함유하는 수용액을 이용하여 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈를 가공하기 위한 방법 및 시스템을 포함한다.

Description

개선된 렌즈 이송을 위한 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈의 가공을 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR PROCESSING SILICONE HYDROGEL OPHTHALMIC LENSES FOR IMPROVED LENS TRANSFER}
본 발명은 실리콘 하이드로겔로 제조된 안과용 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 안과용 렌즈를 가공하고 렌즈가 형성되는 금형 부분품(mold part)에서 증가된 자동 렌즈 검사 수율을 제공하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
관련 출원
본 출원은 2008년 2월 28일자로 출원된 미국 가출원 제61/032,161호의 정규 출원이다.
콘택트 렌즈가 시력을 개선하기 위해 사용될 수 있음은 잘 알려져 있다. 수년 동안 다양한 콘택트 렌즈가 상업적으로 생산되어 왔다. 콘택트 렌즈의 초기 디자인은 경질 물질로부터 형성되었다. 경질 물질 렌즈는 일부 응용에서 현재도 여전히 사용되고 있지만, 이들은 편안함 및 상대적으로 낮은 산소 투과성 문제로 인하여 모든 환자에게 적합한 것은 아니다. 이 분야에서 이후의 개발은 하이드로겔에 기초한 소프트 콘택트 렌즈를 발생시켰다.
현재, 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈가 널리 받아들여지고 있다. 소프트 실리콘 하이드로겔 렌즈는 흔히 경질 물질로 제조된 콘택트 렌즈보다 착용하기가 더 편안하다. 소프트 콘택트 렌즈는 다중-부분품 주형(multi-part mold)에서 렌즈를 형성함으로써 제조될 수 있는데, 이 주형에서는 조합된 부분품들이 원하는 최종 렌즈와 일치하는 토포그래피(topography)를 형성한다.
하이드로겔을 유용한 물품, 예를 들어 안과용 렌즈로 형성하기 위해 사용되는 다중-부분품 주형은 예를 들어 안과용 렌즈의 후방 곡선에 상응하는 볼록 표면을 갖는 제1 금형 부분품 및 안과용 렌즈의 전방 곡선에 상응하는 오목 표면을 갖는 제2 금형 부분품을 포함할 수 있다. 렌즈를 제조하기 위하여, 미경화 하이드로겔 렌즈 제형은 금형 부분품의 오목 표면과 볼록 표면 사이에 위치된 후 경화된다. 하이드로겔 렌즈 제형은 예를 들어 열 및 광 중 어느 하나 또는 둘 모두에 대한 노출에 의해 경화될 수 있다. 경화된 하이드로겔은 주형의 치수에 따른 렌즈를 형성한다.
안과용 렌즈 가공 동안, 렌즈는 전형적으로 렌즈 캐리어에 위치되어 하나 이상의 용액에 노출된다. 용액에 대한 노출 후, 렌즈는 렌즈 캐리어로부터 패키지로 이송된다. 각각의 렌즈를 캐리어 내에 일관되게 배치하는 것은 자동화 기계를 통한 이송을 위해 렌즈를 위치시키는 것을 돕는다.
자동화된 렌즈 검사 시스템은 렌즈가 패키지로 적절하게 이송되었는지 여부를 판단하기 위하여 패키지 내의 렌즈를 시각적으로 검사하는 데 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 예를 들어 다이메틸 실록산, 및 일부 실시 형태에서, 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체와 같은, 펜던트/빗(comb)의 기하학적 형상을 포함하는 친수성 치환기를 가진 실록산 골격을 가진 하나 이상의 계면활성제의 유효량의 수용액에 렌즈를 노출시킴으로써 촉진되는, 캐리어 또는 다른 용기 내의 렌즈 배치를 포함하는 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈의 가공 방법을 제공한다.
일부 실시 형태에서, 예를 들어, 붕산나트륨과 같은 중화제가 수용액에 포함된다.
또한, 본 발명은 대체로 적어도 하나의 고분자량 친수성 중합체와 적어도 하나의 하이드록실-작용화된 실리콘-함유 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된 습윤성 실리콘 하이드로겔을 포함하는 물질로부터 형성된 안과용 렌즈에 관한 것이다. 일부 실시 형태에서, 안과용 렌즈는 고분자량 친수성 중합체와 유효량의 하이드록실-작용화된 실리콘-함유 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일부 실시 형태에 따른 주형 조립체 장치의 도면.
<도 2>
도 2는 DBE 821을 포함하는 용액에 렌즈를 노출시킨 후 개선된 렌즈 수율을 보여주는 도표.
본 발명에 따라, 실리콘 하이드로겔 안과용 렌즈의 보다 효율적인 가공이 경화된 렌즈를 유효량의 다이메틸 실록산의 수용액에, 그리고 일부 실시 형태에서는, 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체의 수용액에 노출시킴으로써 실현될 수 있는 것으로 판단되었다. 특히, 일부 실시 형태에서, 다이메틸 실록산 및 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체 중 하나 이상이 수용액에 포함되고 콘택트 렌즈가 오목 렌즈 캐리어에 포함되어 있는 동안 이 용액에 노출된다. 다이메틸 실록산과 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체 중 하나 이상에 대한 노출은 오목 캐리어의 중앙에 렌즈를 두는 것을 개선시키며 그로 인해 렌즈가 보다 일관되게 배치되도록 하며, 이는 다시 자동화 기계에 의한 렌즈의 이송능을 향상시킨다.
정의
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "침출성 물질(Leachable Material)"은 UCD, 희석제, 및 중합체에 결합되지 않으며 예를 들어 물 또는 유기 용매로 침출시켜 중합체 매트릭스로부터 추출될 수 있는 기타 물질을 포함한다. 예로서, 일부 실시 형태에서, 데칸산은 침출성 물질로서 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "침출성 조제"는, 안과용 렌즈를 처리하기 위한 수용액에 유효량으로 사용되는 경우, 감소된 양의 침출성 물질을 가진 렌즈를 생성할 수 있는 임의의 화합물이다. 다이메틸 실록산과, 일부 실시 형태에서, 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체가 침출성 조제로서 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈"는 눈 안에 또는 눈 위에 존재하는 임의의 안과 디바이스를 말한다. 이들 디바이스는 광학적 교정을 제공할 수 있거나, 미용용일 수 있다. 예를 들어, 렌즈라는 용어는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈(intraocular lens), 오버레이(overlay) 렌즈, 안구 삽입물(ocular insert), 광학 삽입물 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는, 또는 시력을 방해하지 않고 눈 생리 기능이 미용적으로 향상되게 하는 (예를 들어, 홍채 색상) 기타 유사 디바이스를 말할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함하지만 이에 제한되지 않는 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다. 다양한 실시 형태에서, 렌즈는 광학적 교정, 상처 보호, 약물 전달, 진단 기능, 미용 향상 또는 효과, 또는 이들 특성의 조합을 제공할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈 형성 혼합물" 또는 "반응성 혼합물" 또는 "RMM(반응성 단량체 혼합물(reactive monomer mixture))"이라는 용어는 경화 및 가교결합되거나 가교결합되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 물질을 지칭한다. 다양한 실시 형태는 하나 이상의 첨가제, 예를 들어 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 렌즈에 사람들이 필요로 할 수 있는 다른 첨가제를 갖는 렌즈 형성 혼합물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈 형성 표면"은 렌즈의 성형에 사용되는 표면을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 임의의 그러한 표면(103 내지 104)은 광학적 품질의 표면 마무리를 가질 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈 형성 물질의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시 형태에서, 렌즈 형성 표면(103 내지 104)은 구면도수(spherical power), 비구면도수(aspherical power) 및 난시도수(cylinder power), 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정 등뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 제한없이 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "주형"(mold)은 비경화 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반강성 물체를 지칭한다. 몇몇 바람직한 주형은 전방 곡선 금형 부분품 및 후방 곡선 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "단량체"는 적어도 하나의 중합성 기를 함유하며 겔 투과 크로마토그래피 굴절률 검출을 통해 측정할 때 약 2000 달톤 미만의 평균 분자량을 가진 화합물이다. 따라서, 단량체는 이량체 및 일부 경우에는 하나보다 많은 단량체 단위로부터 제조된 올리고머를 비롯한 올리고머를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "주형으로부터 이형된다"라는 것은 렌즈가 주형으로부터 완전히 분리되거나 또는 가벼운 정도의 교반에 의해 제거되거나 스웝(swab)에 의해 밀려 떼내어질 수 있도록 단지 느슨하게 부착되는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "가공 조제"는, 물과 조합될 때, 가공 조제를 포함하지 않는 수용액 중의 렌즈와 비교할 경우, 렌즈 용기 내의 안과용 렌즈의 표면 장력을 감소시키는, 유기 용매를 제외한 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다. 다이메틸 실록산과, 일부 실시 형태에서, 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체가 가공 조제로서 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "처리하다"는 경화된 렌즈를 침출성 조제 및 이형 조제 중 적어도 하나를 포함하는 수용액에 노출시키는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 그리고 또한 상기에 정의된 바와 같이, 용어 "UCD"는 미반응 성분 및 희석제를 의미한다.
주형
이제 도 1을 참조하면, 안과용 렌즈를 위한 예시적인 주형(100)의 다이어그램이 에너지 수신부(109)와 함께 예시되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 주형이라는 용어는 렌즈 형성 혼합물(110)의 반응 또는 경화시 원하는 형상의 안과용 렌즈가 생성되도록 렌즈 형성 혼합물이 내부에 분배되는 공동(105)을 갖는 형틀(100)을 포함한다. 본 발명의 주형 및 주형 조립체(100)는 하나 초과의 "금형 부분품" 또는 "주형편"(101, 102)으로 이루어진다. 금형 부분품(101, 102)은 공동(105)이 금형 부분품(101, 102) 사이에 형성되도록 함께 합쳐질 수 있으며, 렌즈가 공동 내부에 형성될 수 있다. 금형 부분품(101 내지 102)의 이러한 조합은 바람직하게는 일시적이다. 렌즈의 형성시, 금형 부분품(101 내지 102)은 렌즈의 제거를 위해 다시 분리될 수 있다.
적어도 하나의 금형 부분품(101, 102)은 그 표면(103, 104)의 적어도 일부가 렌즈 형성 혼합물(110)과 접촉하여, 렌즈 형성 혼합물의 반응 또는 경화시 상기 표면(103, 104)이 그가 접촉하는 렌즈의 부분에 원하는 형상 및 형태를 제공하게 한다. 적어도 하나의 다른 금형 부분품(101, 102)도 마찬가지이다.
따라서, 예를 들어, 바람직한 실시 형태에서, 주형 조립체(100)는 사이에 공동이 형성된 두 부분품(101 내지 102), 즉 암형 오목편(female concave piece)(전방편)(102)과 수형 볼록편(male convex piece)(후방편)(101)으로부터 형성된다. 렌즈 형성 혼합물과 접촉하는 오목 표면(104)의 부분은 주형 조립체(100)에서 생성되는 안과용 렌즈의 전방 곡선의 곡률을 가지며, 오목 표면(104)과 접촉하는 렌즈 형성 혼합물의 중합에 의해 형성되는 안과용 렌즈의 표면이 광학적으로 허용가능하도록 형성되고 충분히 매끄럽다.
일부 실시 형태에서, 전방 주형편(102)은 또한 원형 원주방향 에지(108)와 일체로 되어 이를 둘러싸는 환상 플랜지(annular flange)를 가질 수 있으며, 환상 플랜지는 축에 수직이고 플랜지로부터 연장하는 평면(도시되지 않음) 내에서 원주방향 에지로부터 연장한다.
렌즈 형성 표면은 광학적 품질의 표면 마무리를 가진 표면(103, 104)을 포함할 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈 형성 물질의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시 형태에서, 렌즈 형성 표면(103 내지 104)은 구면도수(spherical power), 비구면도수(aspherical power) 및 난시도수(cylinder power), 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정 등뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 제한없이 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
금형 부분품(101 내지 102) 물질은 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 및 개질 폴리올레핀 중 하나 이상의 폴리올레핀을 포함할 수 있다.
바람직한 지환족 공중합체는 두 가지의 상이한 지환족 중합체를 함유하며, 상표명 제오노르(ZEONOR)로 제온 케미칼스 엘.피.(Zeon Chemicals L.P.)에 의해 판매된다. 몇몇 상이한 등급의 제오노르가 있다. 다양한 등급은 105℃ 내지 160℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 특히 바람직한 물질은 제오노르 1060R이다.
안과용 렌즈 주형을 형성하기 위해 하나 이상의 첨가제와 조합될 수 있는 다른 주형 물질은, 예를 들어 지글러-나타(Zieglar-Natta) 폴리프로필렌 수지(때때로 znPP로 불림)를 포함한다. 하나의 예시적인 지글러-나타 폴리프로필렌 수지는 명칭 PP 9544 MED로 입수가능하다. PP 9544 MED는 엑손모빌 케미칼 컴퍼니(ExxonMobile Chemical Company)에 의해 입수가능하게 된, FDA 규정 21 CFR (c)3.2에 따른 클린 성형(clean molding)을 위한 투명한 랜덤 공중합체이다. PP 9544 MED는 에틸렌기를 갖는 랜덤 공중합체(znPP)이다 (이하에서는 9544 MED). 다른 예시적인 지글러-나타 폴리프로필렌 수지는 아토피나(Atofina) 폴리프로필렌 3761 및 아토피나 폴리프로필렌 3620WZ를 포함한다.
또한, 일부 실시 형태에서, 본 발명의 주형은 중합체, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 주쇄 내에 지환족 부분을 함유한 개질 폴리올레핀, 및 환형 폴리올레핀을 함유할 수 있다. 이 블렌드는 주형 반부들 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 사용될 수 있으며, 여기서 이 블렌드가 후방 곡선에 사용되고 전방 곡선이 지환족 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일부의 바람직한 주형(100) 제조 방법에서는, 공지 기술에 따라 사출 성형이 이용되지만 실시 형태는 또한 예를 들어 선반 가공, 다이아몬드 선삭(diamond turning), 또는 레이저 커팅(laser cutting)을 포함한 다른 기술에 의해 형성된 주형을 포함할 수 있다.
전형적으로 렌즈는 두 금형 부분품(101 내지 102)의 적어도 하나의 표면 상에 형성된다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 렌즈의 일 표면이 금형 부분품(101, 102)으로부터 형성되고 렌즈의 다른 표면은 선반가공 방법 또는 다른 방법을 사용하여 형성될 수 있다.
처리
본 발명에 따라, 처리는 경화된 렌즈를 다이메틸 실록산과, 일부 실시 형태에서는, 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체를 가진 용액을 포함하는 수용액에 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 노출은, 예를 들어 경화된 렌즈와 접촉하도록 용액을 액침, 분무 또는 유동시키는 것을 포함할 수 있다.
부가적으로, 일부 실시 형태에서, 붕산나트륨이 수화 용액에 포함된다. 붕산나트륨은 수화 용액을 중화시키는 데 효과적일 수 있다. 일부 바람직한 실시 형태는 약 5 내지 10 그리고 가장 바람직하게는 약 7.5 내지 9의 pH를 가진 수화 용액을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 붕산나트륨은 약 0.5% 내지 5% 그리고 가장 바람직하게는 약 0.8% 내지 2%의 농도로 수화 용액에 첨가될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 처리는, 예를 들어 용액 내에 렌즈를 액침시키거나 용액의 유동에 렌즈를 노출시킴으로써 이루어질 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 처리는 또한, 예를 들어 용액의 가열; 용액의 교반; 렌즈의 이형을 야기하기에 충분한 수준으로 용액 내의 이형 조제의 수준의 증가; 렌즈의 기계적 교반; 및 렌즈로부터 UCD의 적절한 제거를 촉진하기에 충분한 수준으로 용액 내의 침출 조제의 수준의 증가 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
비제한적인 예로서, 다양한 구현예는 렌즈가 특정 기간 동안 고정된 탱크에 포함된 용액에 액침되는 배치(batch) 공정에 의해 또는 렌즈가 침출 조제 및 이형 조제 중 적어도 하나를 포함하는 용액의 연속 유동에 노출되는 수직 공정에서 이루어지는 렌즈 배치를 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 용액은 렌즈의 침출 및 금형 부분품으로부터 렌즈의 이형을 추가로 촉진하기 위하여 열 교환기 또는 다른 가열 장치로 가열될 수 있다. 예를 들어, 가열은 렌즈가 부착되는 금형 부분품과 하이드로겔 렌즈가 가열된 수용액에 액침되는 동안 수용액의 온도를 비등점으로 상승시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태는 수용액의 온도의 제어된 순환을 포함할 수 있다.
일부 바람직한 실시 형태에서, 렌즈가 노출되는 용액은 90℃ 이상으로 가열된다. 다른 실시 형태에서 수용액에 포함된 계면활성제의 운점 온도보다 높은 온도로 가열된 수용액이 바람직하다. 따라서, 그러한 실시 형태에서, 약 70℃ 초과의 온도가 바람직할 수 있다.
일부 실시 형태는 또한 침출과 이형을 촉진하기 위하여 물리적 교반의 적용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈가 부착되는 렌즈 금형 부분품은 수용액 내에서 진동되거나 전후로 운동하도록 야기될 수 있다. 다른 실시 형태는 수용액을 통과하는 초음파를 포함할 수 있다.
이들 및 다른 유사한 공정은 렌즈와 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체의 접촉을 통해 렌즈를 포장하기 전에 렌즈를 이형시키고 데칸산, UCD 또는 기타 원치않는 물질을 안과용 렌즈로부터 제거하는 허용가능한 수단을 제공할 수 있다.
가공
본 발명에 따라, 실리콘 하이드로겔 렌즈의 가공은, 렌즈를 침출시키는 것과, 렌즈가 원하는 위치에 배치되고 그 위치에 남아 있도록 하기에 충분하게 수화 용액의 표면 장력을 감소시키는 것 중 하나 또는 둘 모두를 촉진하기에 효과적인 농도로 물과 조합된, 다이메틸 실록산과, 일부 실시 형태에서는, 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체를 포함하는 수화 용액에 렌즈를 노출시켜 촉진된다. 일부 실시 형태에서, 수화 용액은 다이메틸 실록산, 예를 들어 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체, 염기 및 DI수를 포함한다. 일부 바람직한 실시 형태에서 수화 용액은 약 0.05% 내지 5.0 % 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체를 함유하며 0.1% 내지 1%의 농도에서 염기는 약 7.5 내지 9의 pH 범위이다. 다른 실시 형태는 약 0.01% 내지 10.0 % 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체의 수화 용액을 포함할 수 있으며 염기 범위는 0.1% 내지 5%의 농도에서 약 4.5 내지 10의 pH이다.
계면활성제는 친수성 치환기가 펜던트/빗 모양의 기하학적 형상인 친수성 및 소수성 잔기를 가져야 한다. 한 가지 바람직한 예시적인 계면활성제는 상표명 DBE, 그리고 특히 DBE-821로 입수가능한, 젤레스트(Gelest)에 의해 구매가능한 화합물을 포함한다. DBE-821은 추출을 용이하게 하는 침출 조제 및 용기 내의 렌즈의 배치를 용이하게 하는 가공 조제 중 하나 또는 둘 모두로서 수용액에 이용될 수 있다. 추출을 보조하기 위한 침출제로 사용될 경우, DBE 821과 같은 계면활성제는 전형적으로 더 높은 농도로 사용되는 가공 조제로서 사용될 때보다 높은 농도로 존재한다.
높은 계면활성제 농도 용액은 고유하게 가공 조제로서 작용할 것이고, 반면 가공 조제가 유일한 원하는 결과라면, 조성물은, 예를 들어 약 0.009 내지 약 0.0110% 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체의 용액에 사용될 수 있다.
가공 조제로서 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체의 사용의 관점에서, 계면활성제 용액은 용액의 표면 장력을 감소시키며, 그에 따라서 공정에 걸쳐 적절한 이송을 보장하는 렌즈의 적절한 배치를 허용한다. 용액은 또한 추출 조제로서 사용될 수 있는데, 고농도에서 계면활성제는 렌즈의 제형의 희석제에 사용되는 덜 수용성인 성분의 확산 속도를 증가시키는 한편 이전 예에서 설명된 바와 같이 가공 조제로서 고유하게 작용한다.
본 발명에 따라, 실리콘 하이드로겔 렌즈의 추출 및 가공은 데칸산 및 UCD와 같은 원치않는 물질을 렌즈로부터 제거하기에 효과적인 농도로 물과 조합된 가공 조제 및 침출 조제 중 하나 이상을 포함하는 용액에 렌즈를 노출시킴으로써 촉진된다.
예를 들어, 일부 실시 형태에서, 안과용 렌즈는 렌즈를 침출 조제에 노출시키는 처리를 거칠 수 있으며 GC 질량 분광계를 사용하여 안과용 렌즈 내의 하나 이상의 UCD의 수준을 측정할 수 있다. GC 질량 분광계는 특정 침출 조제에 의한 처리가 렌즈에 존재하는 특정 UCD의 양을 최대 역치 양으로 감소시키는 데 효과적인지 여부를 판단할 수 있다.
따라서, 일부 실시 형태에서, GC 질량 분광계는 데칸산의 최대 역치를 확인하기 위해 사용될 수 있다.
렌즈 물질
본 발명에 사용하기 적합한 안과용 렌즈는 실리콘 하이드로겔로부터 제조된 것을 포함한다. 실리콘 하이드로겔은 종래의 하이드로겔과 비교할 때 안과용 렌즈 착용자에게 이익을 제공한다. 예를 들어, 그들은 전형적으로 훨씬 더 높은 산소 투과성, Dk, 또는 산소 산소/전달능, Dk/l을 제공하는데, 여기서 l은 렌즈의 두께이다. 그러한 렌즈는 감소된 저산소증으로 인하여 각막 팽윤을 감소시키며, 각막윤부 발적을 덜 야기할 수 있으며, 편안함을 개선하며, 세균 감염과 같은 유해 반응의 위험을 감소시킨다. 실리콘 하이드로겔은 전형적으로 실리콘-함유 단량체 또는 거대분자를 친수성 단량체 또는 거대분자와 조합함으로써 제조된다.
실리콘 함유 단량체의 예는 SiGMA (2-프로펜산, 2-메틸-,2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르), α,ω-비스메타크릴옥시프로필폴리다이메틸실록산, mPDMS(모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산) 및 TRIS (3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란)을 포함한다.
친수성 단량체의 예는 HEMA (2-하이드록시에틸메타크릴레이트), DMA (N,N-다이메틸아크릴아미드) 및 NVP (N-비닐피롤리돈)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 고분자량 중합체는 단량체 혼합물에 첨가되어 내부 습윤제의 기능을 할 수 있다. 일부 실시 형태는 또한 당업계에 일반적으로 알려진 추가의 성분 또는 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는, 예를 들어 자외선 흡수 화합물 및 단량체, 반응성 틴트, 항균 화합물, 안료, 광발색성 물질, 가공 조제, 그 조합 등을 포함할 수 있다.
실리콘 단량체 및 거대분자는 친수성 단량체 또는 거대분자와 블렌딩되고, 안과용 렌즈 주형 내로 위치되고, 단량체의 중합을 야기할 수 있는 하나 이상의 조건에 단량체를 노출시켜 경화된다. 그러한 조건은, 예를 들어 열 및 광을 포함할 수 있으며, 여기서 광은 가시광, 이온화 광, 화학 광, X-선, 전자빔 또는 자외선(이하에서 "UV") 광 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중합을 야기하는 데 이용되는 광은 약 250 내지 약 700 ㎚의 파장을 가질 수 있다. 적합한 방사선 공급원은 UV등, 형광등, 백열등, 수은 증기등, 및 태양광을 포함한다. UV 흡수 화합물이 단량체 조성물에 (예를 들어, UV 블록으로서) 포함되는 실시 형태에서, 경화는 (예를 들어, 가시광 또는 열에 의해서와 같은) UV 조사 외의 다른 수단에 의해 실시될 수 있다.
일부 실시 형태에서 경화를 촉진하기 위해 사용되는 방사선 공급원은, 낮은 강도에서, UVA(약 315 내지 약 400 ㎚), UVB(약 280 내지 약 315) 또는 가시광(약 400 내지 약 450 ㎚)으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시 형태는 또한 혼합물이 UV 흡수 화합물을 포함하는 반응을 포함할 수 있다.
그 다음, 렌즈가 열을 이용하여 경화되는 일부 실시 형태에서, 열 개시제가 단량체 혼합물에 첨가될 수 있다. 그러한 개시제는 퍼옥사이드, 예를 들어 벤조일 퍼옥사이드 및 아조 화합물, 예를 들어 AIBN(아조비스아이소부티로니트릴) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 렌즈는 UV 또는 가시광을 이용하여 경화될 수 있으며 광개시제가 단량체 혼합물에 첨가될 수 있다. 그러한 광개시제는, 예를 들어 방향족 알파-하이드록시 케톤, 알콕시옥시벤조인, 아세토페논, 아실 포스핀 옥사이드, 및 3차 아민과 다이케톤, 그 혼합물 등을 포함할 수 있다. 광개시제의 예시적인 예는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4-4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(이르가큐어(Irgacure) 819), 2,4,6-트라이메틸벤질다이페닐 포스핀 옥사이드 및 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조인 메틸 에스테르 및 캄포르퀴논과 에틸 4-(N,N-다이메틸아미노)벤조에이트의 조합이다. 구매가능한 가시광 개시제 시스템은 이르가큐어 819, 이르가큐어 1700, 이르가큐어 1800, 이르가큐어 819, 이르가큐어 1850 (모두 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 구매가능함) 및 루시린(Lucirin) TPO 개시제(바스프(BASF)로부터 입수가능함)를 포함한다. 구매가능한 UV 광개시제는 다로큐르(Darocur) 1173 및 다로큐르 2959 (시바 스페셜티 케미칼스)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 예를 들어, 다양한 성분의 용해도를 개선하기 위하여 또는 형성될 중합체의 중합도 또는 투명도를 증가시키기 위하여, 단량체 혼합물에 희석제를 포함하는 것이 또한 유용할 수 있다. 실시 형태는 또한 2차 및 3차 알코올을 희석제로 포함할 수 있다.
공지의 스핀주조 및 정적 주조를 비롯한 다양한 공정이 안과용 렌즈의 생산에서 반응 혼합물을 가공하기 위해 알려져 있다. 일부 실시 형태에서, 중합체로부터 안과용 렌즈를 생성하는 방법은 실리콘 하이드로겔을 성형하는 것을 포함한다. 실리콘 하이드로겔 성형은 효율적일 수 있으며 수화된 렌즈의 최종 형상에 대해 정밀 제어를 제공한다.
실리콘 하이드로겔로부터 안과용 렌즈를 성형하는 것은 오목 금형 부분품 내에 단량체 혼합물의 측정된 양을 두는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 볼록 금형 부분품이 단량체의 상부에 위치되고 밀폐하도록 압착되어 콘택트 렌즈 형상을 한정하는 공동을 형성한다. 금형 부분품 내의 단량체 혼합물은 경화되어 콘택트 렌즈를 형성한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단량체 혼합물의 경화는 단량체 혼합물의 중합을 허용하거나 촉진하는 공정 또는 조건을 포함한다. 중합을 촉진하는 조건의 예는 광에 대한 노출 및 열 에너지의 적용 중 하나 이상을 포함한다.
주형 반부가 분리될 때 렌즈는 전형적으로 하나 또는 다른 주형 반부에 부착된다. 이 주형 반부로부터 렌즈를 물리적으로 제거하기는 전형적으로 어려우며, 렌즈를 이형시키기 위해 이 주형 반부를 용매 내에 두는 것이 일반적으로 바람직하다. 렌즈가 이 용매의 일부를 흡수할 때 야기되는 렌즈의 팽윤은 전형적으로 주형으로부터 렌즈의 이형을 촉진한다.
실리콘 하이드로겔 렌즈는 3,7-다이메틸-3-옥탄올과 같은 상대적으로 소수성인 희석제를 이용하여 제조될 수 있다. 만일 물에서 그러한 렌즈를 이형시키고자 하면, 그러한 희석제는 물의 흡수를 방해하며, 렌즈의 이형을 야기하기에 충분한 팽윤을 허용하지 않는다.
대안적으로, 실리콘 하이드로겔은 에탄올, t-부탄올, 또는 t-아밀 알코올과 같은 상대적으로 친수성이고 수용성인 희석제를 이용하여 제조될 수 있다. 그러한 희석제가 사용되고 렌즈 및 주형이 물 내에 위치될 경우, 희석제는 더욱 쉽게 용해될 수 있으며 렌즈는 보다 소수성인 희석제가 사용되는 것보다 물에서 더 쉽게 이형될 수 있다.
침출성 물질
렌즈가 경화된 후, 형성된 중합체는 전형적으로 중합체에 결합되지 않거나 중합체 내로 통합되지 않은 물질을 어느 정도의 양으로 함유한다. 중합체에 결합되지 않은 침출성 물질은, 예를 들어 물 또는 유기 용매(이하에서 "침출성 물질")로 침출시켜 중합체 매트릭스로부터 추출될 수 있다. 그러한 침출성 물질은 눈에 콘택트 렌즈를 사용하는 데 적합하지 않을 수 있다. 예를 들어, 침출성 물질은 콘택트 렌즈가 눈에 착용될 때 콘택트 렌즈로부터 천천히 방출될 수 있으며 착용자의 눈에서 자극 또는 독성 효과를 야기할 수 있다. 일부 경우에, 침출성 물질은 또한 콘택트 렌즈의 표면에 퍼져서 소수성 표면을 형성할 수 있으며 눈물로부터 부스러기를 끌어당기거나 렌즈의 습윤을 방해할 수 있다.
일부 물질은 중합체 매트릭스에 물리적으로 포획될 수 있으며 예를 들어 물 또는 유기 용매를 이용한 추출에 의해 제거되지 않을 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 포획된 물질은 침출성 물질로 간주되지 않는다.
침출성 물질은 전형적으로 중합성 작용기를 갖지 않은 단량체 혼합물에 포함된 물질의 대부분 또는 전부를 포함한다. 예를 들어, 희석제는 침출성 물질일 수 있다. 침출성 물질은 또한 단량체에 존재했던 비중합성 불순물을 포함할 수 있다. 중합이 완결되어 감에 따라, 중합 속도는 전형적으로 느릴 것이며 일부 소량의 단량체는 중합하지 않을 수 있다. 중합하지 않는 단량체는 중합된 렌즈로부터 침출될 물질에 포함될 수 있다. 침출성 물질은 또한 작은 중합체 단편, 또는 올리고머를 포함할 수 있다. 올리고머는 임의의 주어진 중합체 사슬의 형성에서 조기의 종결 반응에 기인할 수 있다. 따라서, 침출성 물질은 상기한 성분의 혼합물 중 임의의 것 또는 전부를 포함할 수 있으며, 이는 독성, 분자량 또는 수용성과 같은 그들의 특성에서 서로 변할 수 있다.
일부 구체적인 예시적 실시 형태에서, 데칸산이 침출성 물질이다.
고분자량 친수성 중합체
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "고분자량 친수성 중합체"는 약 100,000 달톤 이하의 중량 평균 분자량을 가진 물질을 말하며, 여기서 실리콘 하이드로겔 제형으로 통합시 상기 물질은 경화된 실리콘 하이드로겔의 습윤성을 증가시킨다. 이들 고분자량 친수성 중합체의 바람직한 중량 평균 분자량은 약 150,000 초과이며; 더욱 바람직하게는 약 150,000 내지 약 2,000,000 달톤, 더욱 바람직하게는 약 300,000 내지 약 1,800,000 달톤, 가장 바람직하게는 약 500,000 내지 약 1,500,000 달톤이다.
대안적으로, 본 발명의 친수성 중합체의 분자량은 또한 동점도 측정에 기초하여, K-값에 의해 표현될 수 있다. 이러한 방식으로 표현될 경우, 친수성 단량체는 약 46 초과의 그리고 바람직하게는 약 46 내지 약 150의 K-값을 갖는다. 고분자량 친수성 중합체는 표면 개질없이 사용 동안 표면 침착이 실질적으로 없이 남아 있는 콘택트 렌즈를 제공하기에 충분한 양으로 이들 디바이스의 제형에 존재한다. 전형적인 사용 기간은 적어도 약 8시간을 포함하며, 바람직하게는 연속하여 몇일 동안 그리고 더욱 바람직하게는 제거하지 않고 24 시간 이상 동안 착용된다. 표면 침착이 실질적으로 없다는 것은 세극등(slit lamp)으로 볼 때, 환자 집단에서 착용한 렌즈의 적어도 약 70%, 바람직하게는 적어도 약 80%, 그리고 더욱 바람직하게는 약 90%가 착용 기간에 걸쳐, 전혀 없거나 근소한 등급의 침착을 나타냄을 의미한다.
고분자량 친수성 중합체의 적절한 양은 모든 반응성 성분의 전체를 기준으로, 약 1 내지 약 15 중량%, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 약 15%, 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 12%를 포함한다.
고분자량 친수성 중합체의 예는 폴리아미드, 폴리락톤, 폴리이미드, 폴리락탐, 및 작용화된 폴리아미드, 폴리락톤, 폴리이미드, 폴리락탐, 예를 들어 더 적은 몰량의 HEMA와 같은 하이드록실-작용성 단량체와 DMA를 공중합시킨 후 생성된 공중합체의 하이드록실기를 라디칼 중합성 기를 함유한 물질, 예를 들어 아이소시아나토에틸메타크릴레이트 또는 메타크릴로일 클로라이드와 반응시켜 작용화된 DMA를 포함하며 이로 한정되지 않는다. 글리시딜 메타크릴레이트를 가진 n-비닐 피롤리돈 또는 DMA로부터 제조된 친수성 예비중합체가 또한 사용될 수 있다. 글리시딜 메타크릴레이트 고리는 개방되어, 혼합된 시스템 내의 다른 친수성 예비중합체와 함께 사용되어 고분자량 친수성 중합체, 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체 및 상용성을 부여하는 임의의 다른 기의 상용성을 증가시킬 수 있는 다이올을 제공할 수 있다. 바람직한 고분자량 친수성 중합체는 그들의 골격 내에 환형 부분, 더욱 바람직하게는 환형 아미드 또는 환형 이미드를 함유하는 것들이다. 고분자량 친수성 중합체는 폴리-N-비닐 피롤리돈, 폴리-N-비닐-2-피페리돈, 폴리-N-비닐-2-카프로락탐, 폴리-N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐, 폴리-N-비닐-3-메틸-2-피페리돈, 폴리-N-비닐-4-메틸-2-피페리돈, 폴리-N-비닐-4-메틸-2-카프로락탐, 폴리-N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈, 및 폴리-N-비닐4,5-다이메틸-2-피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 폴리-N-N-다이메틸아크릴아미드, 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리 2 에틸 옥사졸린, 헤파린 다당류, 다당류, 그 혼합물 및 공중합체(블록 또는 랜덤, 분지형, 다중사슬, 빗-모양 또는 별 모양 포함)를 포함하며 이로 한정되지 않으며, 여기서 폴리-N-비닐피롤리돈(PVP)이 특히 바람직하다. PVP의 그래프트 공중합체와 같은 공중합체가 또한 사용될 수 있다.
고분자량 친수성 중합체는 개선된 습윤성, 그리고 특히 개선된 생체내 습윤성을 본 발명의 의료 디바이스에 제공한다. 이론에 얽매이지 않고, 고분자량 친수성 중합체는 수성 환경에서 물에 수소 결합하여 효과적으로 보다 친수성이 되는 수소 결합 수용체인 것으로 여겨진다. 물의 부재는 반응 혼합물 내로 친수성 중합체의 통합을 촉진한다. 구체적으로 명명된 고분자량 친수성 중합체 이외에, 임의의 고분자량 중합체는 상기 중합체가 실리콘 하이드로겔 제형에 첨가될 경우 친수성 중합체가 (a) 반응 혼합물로부터 실질적으로 상 분리되지 않고 (b) 생성된 경화된 중합체에 습윤성을 부여한다면 본 발명에 유용할 것으로 기대된다. 일부 실시 형태에서, 고분자량 친수성 중합체는 가공 온도에서 희석제에서 가용성인 것이 바람직하다. 물 또는 수용성 희석제를 사용하는 제조 공정은 그들의 간단함과 감소된 비용으로 인하여 바람직할 수 있다. 이들 실시 형태에서, 가공 온도에서 수용성인 고분자량 친수성 중합체가 바람직하다.
하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체"는 겔 투과 크로마토그래피 굴절률 검출을 통해 측정할 때 약 5000 달톤 미만의 평균 분자량, 그리고 바람직하게는 약 3000 달톤 미만의 평균 분자량을 갖는 적어도 하나의 중합성 기를 함유하는 화합물이며, 이는 친수성 중합체를 가진 하이드로겔 제형에 포함되는 실리콘 함유 단량체를 상용화시킬 수 있다. 하이드록실 작용기는 친수성 상용성을 개선함에 있어서 매우 효율적이다. 따라서, 바람직한 실시 형태에서, 본 발명의 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체는 적어도 하나의 하이드록실기 및 적어도 하나의 "-Si-O-Si-"기를 포함한다. 실리콘 및 그의 부착된 산소는 상기 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체의 약 10 중량% 초과를 차지하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 20 중량% 초과를 차지한다.
하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체에서 Si 대 OH의 비는 또한 원하는 상용화도를 제공할 하이드록실 작용화된 실리콘 함유 단량체를 제공함에 있어서 중요하다. 만일 소수성 잔기 대 OH의 비가 너무 높으면, 하이드록실-작용화된 실리콘 단량체는 친수성 중합체를 상용화시킴에 있어서 열등하여, 비상용성 반응 혼합물을 야기할 수 있다. 따라서, 일부 실시 형태에서, Si 대 OH 비는 약 15:1 미만이며, 바람직하게는 약 1:1 내지 약 10:1이다. 일부 실시 형태에서, 1차 알코올은 2차 알코올에 비하여 개선된 상용성을 제공하였다. 당업자는 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체의 양과 선택이 원하는 습윤성을 이루기 위해 얼마나 많은 친수성 중합체가 필요한가 그리고 실리콘 함유 단량체가 친수성 중합체와 비상용성인 정도에 의존할 것임을 이해할 것이다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 반응 혼합물은 하나보다 많은 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체를 포함할 수 있다. 1작용성 하이드록실 작용화된 실리콘 함유 단량체의 경우 바람직한 R'는 수소이며, 바람직한 R2,R3 및 R4는 C1-6 알킬 및 트라이C1-6알킬실록시이며, 가장 바람직한 것은 메틸 및 트라이메틸실록시이다. 다작용성(2작용성 이상)의 경우 R1-R4는 독립적으로 에틸렌계 불포화 중합성 기를 포함하며 더욱 바람직하게는 아크릴레이트, 스티릴, C1-6알킬아크릴레이트, 아크릴아미드, C1-6알킬아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, C2-12알켄일, C2-12알켄일페닐, C2-12알켄일나프틸, 또는 C2-6알켄일페닐 C1-6알킬을 포함한다. 일부 실시 형태에서, R5는 하이드록실, --CH2OH 또는 CH2CHOHCH2OH이다.
일부 다른 실시 형태에서, R6은 2가 C1 - 6알킬, C1 - 6알킬옥시, C1 - 6알킬옥시C1 - 6알킬, 페닐렌, 나프탈렌, C1 -12 사이클로알킬, C1 - 6알콕시카르보닐, 아미드, 카르복시, C1-6 알킬카르보닐, 카르보닐, C1-6알콕시, 치환된 C1-6알킬, 치환된 C1-6알킬옥시, 치환된 C1 - 6알킬옥시C1 - 6알킬, 치환된 페닐렌, 치환된 나프탈렌, 치환된 C1 - 12사이클로알킬이며, 여기서 치환기는 C1 -6 알콕시카르보닐, C1 - 6알킬, C1 - 6알콕시, 아미드, 할로겐, 하이드록실, 카르복실, C1-6알킬카르보닐 및 포르밀로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원으로부터 선택된다. 특히 바람직한 R6은 2가 메틸(메틸렌)이다.
일부 실시 형태에서, R7은 자유 라디칼 반응성 기, 예를 들어 아크릴레이트, 스티릴, 비닐, 비닐 에테르, 이타코네이트기, C1-6알킬아크릴레이트, 아크릴아미드, C1-6알킬아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, C2 - 12알켄일, C2 - 12알켄일페닐-, C2 -12알켄일나프틸, 또는 C2 - 6알켄일페닐C1 - 6알킬 또는 양이온성 반응성 기, 예를 들어 비닐 에테르 또는 에폭사이드 기를 포함한다. 특히 바람직한 R7은 메타크릴레이트이다.
일부 실시 형태에서, R8은 2가 C1 - 6알킬, C1 - 6알킬옥시, C1 - 6알킬옥시C1 - 6알킬, 페닐렌, 나프탈렌, C1 - 12사이클로알킬, C1 - 6알콕시카르보닐, 아미드, 카르복시, C1 -6알킬카르보닐, 카르보닐, C1-6알콕시, 치환된 C1-6알킬, 치환된 C1-6알킬옥시, 치환된 C1-6알킬옥시C1-6알킬, 치환된 페닐렌, 치환된 나프탈렌, 치환된 C1-12사이클로알킬이며, 여기서 치환기는 C1-6알콕시카르보닐, C1-6알킬, C1-6알콕시, 아미드, 할로겐, 하이드록실, 카르복실, C1-6알킬카르보닐 및 포르밀로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원으로부터 선택된다. 특히 바람직한 R8은 C1 - 6알킬옥시C1 - 6알킬이다.
화학식 I의 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체의 예는 2-프로펜산, 2-메틸-,2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르(이는 또한 (3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란- 으로도 명명될 수 있음) 2를 포함한다. 화합물, (3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란은 에폭사이드로부터 형성될 수 있으며, 이는 상기에 나타난 화합물과 (2-메타크릴옥시-3-하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란의 80:20 혼합물을 생성한다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 1차 하이드록실이 어느 정도의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 약 10 중량% 초과 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 약 20 중량%가 존재하는 것이 바람직하다.
다른 적합한 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체는 (3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필트리스(트라이메틸실록시)실란 3 비스-3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산 4 3-메타크릴옥시-2-(2-하이드록시에톡시)프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란 5 N,N,N',N'-테트라키스(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필)-.알파.,.오메가.-- 비스-3-아미노프로필-폴리다이메틸실록산을 포함한다.
글리시딜 메타크릴레이트와 아미노-작용성 폴리다이메틸실록산의 반응 생성물은 또한 하이드록실-작용성 실리콘 함유 단량체로서 사용될 수 있다. 적합한 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체일 수 있는 더욱 추가의 구조는 이하의 구조 6을 가진 화합물과 유사한 것들 포함하며, 여기서 n = 1 내지 50이며 R은 독립적으로 H 또는 중합성 불포화기를 포함하며, 적어도 하나의 R은 중합성 기를 포함하며, 적어도 하나의 R 그리고 바람직하게는 3-8 R은 H를 포함한다. 이들 성분은 액상 크로마토그래피, 증류, 재결정화 또는 추출과 같은 공지 방법을 통해 하이드록실-작용화된 단량체로부터 제거될 수 있으며, 또는 그들의 형성은 반응 조건과 반응 비율을 주의깊게 선택하여 피할 수 있다.
적합한 1작용성 하이드록실-작용화된 실리콘 단량체는 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트 인크.(Gelest, Inc.)로부터 구매가능하다. 적합한 다작용성 하이드록실-작용화된 실리콘 단량체는 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트 인크.로부터 구매가능하거나, 공지 절차를 이용하여 제조될 수 있다.
하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체가 생의학 디바이스, 특히 안과 디바이스를 위한 상용성 중합체를 제공하기에 특히 적합한 것으로 밝혀진 한편, 중합되고/되거나 최종 용품으로 형성될 경우 선택된 친수성 성분과 상용성인 임의의 작용화된 실리콘 함유 단량체가 사용될 수 있다. 적합한 작용화된 실리콘 함유 단량체는 하기의 단량체 상용성 시험을 이용하여 선택될 수 있다. 이 시험에서는 모노-3-메타크릴옥시프로필 종결된, 모노-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산 (mPDMS MW 800-1000) 및 시험될 단량체의 각각의 1 그램씩을 약 20℃에서 1 그램의 3,7-다이메틸-3-옥탄올에서 함께 혼합한다. 12 중량부의 K-90 PVP와 60 중량부 DMA의 혼합물을, 3분의 교반 후 용액이 흐리게 남아 있을 때까지, 교반하면서 소수성 성분 용액에 적가한다. PVP와 DMA의 첨가된 블렌드의 질량을 그램으로 측정하여 단량체 상용성 지수로서 기록한다. 0.2 그램 초과, 더욱 바람직하게는 약 0.7 그램 초과, 그리고 가장 바람직하게는 약 1.5 그램 초과의 상용성 지수를 갖는 임의의 하이드록실-작용화된 실리콘-함유 단량체가 본 발명에서 사용하기에 적합할 것이다.
본 발명의 하이드록실-작용화된 실리콘-함유 단량체의 "유효량" 또는 "상용화 유효량"은 고분자량 친수성 중합체와 중합체 제형의 다른 성분을 상용화시키거나 용해시키는 데 필요한 양이다. 따라서, 하이드록실-작용성 실리콘 함유 단량체의 양은 사용되는 친수성 중합체의 양에 부분적으로 의존할 것이며, 더 높은 농도의 친수성 중합체를 상용화시키기 위해서는 더 많은 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체가 필요할 것이다. 중합체 제형 내의 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체의 유효량은 약 5%(반응성 성분의 중량 백분율 기준으로 중량%) 내지 약 90%, 바람직하게는 약 10% 내지 약 80%, 가장 바람직하게는 약 20% 내지 약 50%를 포함한다.
본 발명의 고분자량 친수성 중합체와 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체에 더하여, 다른 친수성 및 소수성 단량체, 가교결합제, 첨가제, 희석제, 중합 개시제가 본 발명의 생의학 디바이스를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 고분자량 친수성 중합체와 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체에 더하여, 하이드로겔 제형은 추가의 실리콘 함유 단량체, 친수성 단량체, 및 가교결합제를 포함하여 본 발명의 생의학 디바이스를 제공할 수 있다.
추가의 실리콘 함유 단량체
추가의 실리콘 함유 단량체와 관련하여, TRIS의 유용한 아미드 유사체는 3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란(TRIS), 모노메타크릴옥시프로필 종결된 폴리다이메틸실록산, 폴리다이메틸실록산, 3-메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 메타크릴옥시프로필펜타메틸 다이실록산 및 그 조합을 포함하며 본 발명의 추가의 실리콘-함유 단량체로서 특히 유용하다. 추가의 실리콘 함유 단량체는 약 0 내지 약 75 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 60 그리고 가장 바람직하게는 약 10 내지 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
친수성 단량체
부가적으로, 본 발명의 반응 성분은 또한 종래의 하이드로겔을 제조하기 위해 사용되는 임의의 친수성 단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 아크릴기(CH2.dbd.CRCOX, 여기서 R은 수소 또는 C1-6알킬이며, X는 O 또는 N임) 또는 비닐기(--C.dbd.CH2)를 함유한 단량체가 사용될 수 있다. 추가의 친수성 단량체의 예는 N,N-다이메틸아크릴아미드, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, N-비닐 피롤리돈, N-비닐-N-메틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드 및 그 조합이다.
상기에 언급한 추가의 친수성 단량체 외에, 중합성 이중 결합을 함유한 작용기로 치환된 말단 하이드록실기 중 하나 이상을 가진 폴리옥시에틸렌 폴리올이 사용될 수 있다. 예로는, 아이소시아나토에틸 메타크릴레이트, 메타크릴산 무수물, 메타크릴로일 클로라이드, 비닐벤조일 클로라이드 등과 같은 말단-캡핑기의 1 이상의 몰 당량과 반응되어, 카르바메이트, 우레아 또는 에스테르기와 같은 연결 부분을 통해 폴리에틸렌 폴리올에 결합된 하나 이상의 말단 중합성 올레핀기를 가진 폴리에틸렌 폴리올을 생성하는 폴리에틸렌 글리콜, 에톡실화된 알킬 글루코사이드 및 에톡실화된 비스페놀 A가 포함된다.
다른 추가의 예는 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체, 친수성 옥사졸론 단량체 및 폴리덱스트란을 포함한다.
추가의 친수성 단량체는 N,N-다이메틸아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈(NVP), 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산 및 그 조합을 포함할 수 있다. 추가의 친수성 단량체는 약 0 내지 약 70 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 60 그리고 가장 바람직하게는 약 10 내지 50 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
가교결합제
적합한 가교결합제는 둘 이상의 중합성 작용기를 가진 화합물이다. 가교결합제는 친수성 또는 소수성일 수 있으며, 본 발명의 일부 실시 형태에서, 친수성 및 소수성 가교결합제의 혼합물이 개선된 광학 투명성(CSI 얇은 렌즈에 비교할 때 감소된 혼탁도)을 가진 실리콘 하이드로겔을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 적합한 친수성 가교결합제의 예는 둘 이상의 중합성 작용기, 및 친수성 작용기, 예를 들어 폴리에테르, 아미드 또는 하이드록실기를 가진 화합물을 포함한다. 구체적인 예는 TEGDMA(테트라에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트), TrEGDMA(트라이에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트), 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트(EGDMA), 에틸렌다이아민 다이메티아크릴아미드, 글리세롤 다이메타크릴레이트 및 그 조합을 포함한다. 적합한 소수성 가교결합제의 예는 다작용성 하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체, 다작용성 폴리에테르-폴리다이메틸실록산 블록 공중합체, 그 조합 등을 포함한다. 구체적인 소수성 가교결합제는 아크릴옥시프로필 종결된 폴리다이메틸실록산(n = 10 또는 20)(acPDMS), 하이드록실아크릴레이트 작용화된 실록산 거대분자, 메타크릴옥시프로필 종결된 PDMS, 부탄다이올 다이메타크릴레이트, 다이비닐 벤젠, 1,3-비스(3-메타크릴옥시프로필)-테트라키스(트라이메틸실록시) 다이실록산 및 그 혼합물을 포함한다. 바람직한 가교결합제는 TEGDMA, EGDMA, acPDMS 및 그 조합을 포함한다. 사용되는 친수성 가교결합제의 양은 일반적으로 약 0 내지 약 2 중량% 그리고 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2 중량%이며 소수성 가교결합제의 양은 약 0 내지 약 5 중량%이며, 이는 대안적으로 약 0.01 내지 약 0.2 mmole/gm 반응성 성분, 바람직하게는 약 0.02 내지 약 0.1 그리고 더욱 바람직하게는 0.03 내지 약 0.6 mmole/gm의 mol%로 불릴 수 있다.
최종 중합체에서 가교결합제의 수준을 증가시키는 것은 헤이즈(haze) 양을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 가교결합제 농도가 약 0.15 mmole/gm 반응성 성분 초과로 증가함에 따라, 모듈러스는 (약 0.6205 MPa(90 psi)보다 높은) 일반적으로 요망되는 수준을 초과하여 증가될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시 형태에서, 가교결합제 조성과 양은 약 0.01 내지 약 0.1 mmole/gm 가교결합제의 반응 혼합물에서 가교결합제 농도를 제공하도록 선택된다.
당업계에 일반적으로 알려진 추가의 성분 또는 첨가제가 또한 포함될 수 있다. 첨가제는 자외선 흡수 화합물 및 단량체, 반응성 틴트, 항균 화합물, 안료, 광발색성 물질, 가공 조제, 그 조합 등을 포함하며 이로 한정되지 않는다.
추가 성분은 다른 산소 투과성 성분, 예를 들어 탄소-탄소 삼중 결합 포함 단량체 및 당업계에 알려지고 불소-함유 (메트)아크릴레이트를 포함하며, 보다 구체적으로는, 예를 들어 (메트)아크릴산의 불소-함유 C2-C12 알킬 에스테르, 예를 들어 2,2,2-트라이플루오로에틸 (메트)아크릴레이트, 2,2,2,2',2',2'-헥사플루오로아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,-8,8-펜타데카플루오로옥틸 (메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-헥사데카플루오로노닐 (메트)아크릴레이트 등을 포함하는 불소 함유 단량체를 포함한다.
희석제
반응 성분(하이드록실-작용화된 실리콘 함유 단량체, 친수성 중합체, 가교결합제(들) 및 다른 성분)은 일반적으로 물의 부재 하에서 그리고 선택적으로, 적어도 하나의 희석제의 존재 하에서 혼합되고 반응되어 반응 혼합물을 형성한다. 사용되는 희석제의 유형과 양은 또한 생성되는 중합체와 용품의 특성에 영향을 미친다. 최종 용품의 헤이즈 및 습윤성은 상대적으로 소수성인 희석제를 선택하고/하거나 사용되는 희석제의 농도를 감소시킴으로써 개선될 수 있다. 상기에 논의된 바와 같이, 희석제의 소수성을 증가시키는 것은 또한 상용성이 열등한 성분(상용성 시험에 의해 측정할 때)이 가공되어 상용성 중합체 및 용품을 형성하도록 허용할 수 있다. 그러나, 희석제가 보다 소수성이 됨에 따라, 희석제를 물로 대체하는 데 필요한 가공 단계는 물 외의 용매의 사용을 요구할 것이다. 이는 제조 공정의 복잡성과 비용을 바람직하지 못하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 필요한 수준의 가공 편의성으로 성분에 원하는 상용성을 제공하는 희석제를 선택하는 것이 중요하다. 본 발명의 디바이스의 일부 실시 형태의 제조에 유용한 희석제는 에테르, 에스테르, 알칸, 알킬 할라이드, 실란, 아미드, 알코올 및 그 조합을 포함할 수 있다. 아미드 및 알코올이 바람직한 희석제이며, 2차 및 3차 알코올이 가장 바람직한 알코올 희석제이다. 본 발명을 위한 희석제로서 유용한 에테르의 예는 테트라하이드로푸란, 트라이프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 다이프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 다이프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 다이프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 트라이프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 다이프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 트라이프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 페닐 에테르 다이프로필렌 글리콜 다이메틸 에테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 그 혼합물을 포함한다. 본 발명에 유용한 에스테르의 예는 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 메틸 락테이트, 에틸 락테이트, i-프로필 락테이트를 포함한다. 본 발명을 위한 희석제로서 유용한 알킬 할라이드의 예는 메틸렌 클로라이드를 포함한다. 본 발명을 위한 희석제로서 유용한 실란의 예는 옥타메틸사이클로테트라실록산을 포함한다.
본 발명을 위한 희석제로서 유용한 알코올의 예는 화학식 7을 가진 것을 포함하며, 여기서 R, R' 및 R"는, H, 1 내지 10개의 탄소를 가진 선형, 분지형 또는 환형 1가 알킬(할로겐, 에테르, 에스테르, 아릴, 아민, 아미드, 알켄, 알킨, 카르복실산, 알코올, 알데히드, 케톤 등을 포함하는 하나 이상의 기로 선택적으로 치환될 수 있음)로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R, R 및 R" 중 임의의 2개 또는 3개 모두는 함께 결합하여 하나 이상의 환형 구조, 예를 들어 직전에 개시된 것처럼 또한 치환될 수 있는 1 내지 10개의 탄소를 가진 알킬을 형성할 수 있으며, 여기서 R, R' 또는 R" 중 하나 이하가 H인 것을 조건으로 한다.
R, R' 및 R"가 H 또는 1 내지 7개의 탄소를 가진 비치환된 선형, 분지형 또는 환형 알킬기로부터 독립적으로 선택되는 것이 바람직하다. R, R' 및 R"가 1 내지 7개의 탄소를 가진 비치환된 선형, 분지형 또는 환형 알킬기로부터 독립적으로 선택되는 것이 더욱 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 바람직한 희석제는 4개 이상, 더욱 바람직하게는 5개 이상의 총 탄소를 가지며, 그 이유는 고분자량 희석제가 더 낮은 휘발성과 더 낮은 가연성을 갖기 때문이다. R, R' 및 R" 중 하나가 H일 경우, 구조는 2차 알코올을 형성한다. R, R' 및 R" 중 어느 것도 H가 아닐 때, 구조는 3차 알코올을 형성한다. 3차 알코올은 2차 알코올보다 더 바람직하다. 희석제는 바람직하게는 총 탄소수가 5 이하일 때 불활성이며 물에 의해 쉽게 치환가능하다. 유용한 2차 알코올의 예는 2-부탄올, 2-프로판올, 멘톨, 사이클로헥산올, 사이클로펜탄올 및 엑소노르보르네올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-헥산올, 3-헥산올, 3-메틸-2-부탄올, 2-헵탄올, 2-옥탄올, 2-노난올, 2-데칸올, 3-옥탄올, 노르보르네올 등을 포함한다.
유용한 3차 알코올의 예는 tert-부탄올, tert-아밀, 알코올, 2-메틸-2-펜탄올, 2,3-다이메틸-2-부탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 1-메틸사이클로헥산올, 2-메틸-2-헥산올, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-클로로-2-메틸-2-프로판올, 2-메틸-2-헵탄올, 2-메틸-2-옥탄올, 2-2-메틸-2-노난올, 2-메틸-2-데칸올, 3-메틸-3-헥산올, 3-메틸-3-헵탄올, 4-메틸-4-헵탄올, 3-메틸-3-옥탄올, 4-메틸-4-옥탄올, 3-메틸-3-노난올, 4-메틸-4-노난올, 3-메틸-3-옥탄올, 3-에틸-3-헥산올, 3-메틸-3-헵탄올, 4-에틸-4-헵탄올, 4-프로필-4-헵탄올, 4-아이소프로필-4-헵탄올, 2,4-다이메틸-2-펜탄올, 1-메틸사이클로펜탄올, 1-에틸사이클로펜탄올, 1-에틸사이클로펜탄올, 3-하이드록시-3-메틸-1-부텐, 4-하이드록시-4-메틸-1-사이클로펜탄올, 2-페닐-2-프로판올, 2-메톡시-2-메틸-2-프로판올 2,3,4-트라이메틸-3-펜탄올, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 2-페닐-2-부탄올, 2-메틸-1-페닐-2-프로판올 및 3-에틸-3-펜탄올 등을 포함한다.
단일 알코올 또는 상기 열거한 알코올 중 둘 이상의 혼합물 또는 상기 구조에 따른 둘 이상의 알코올의 혼합물이 본 발명의 중합체를 제조하기 위해 희석제로 사용될 수 있다.
소정 실시 형태에서, 바람직한 알코올 희석제는 적어도 4개의 탄소를 가진 2차 및 3차 알코올이다. 구체적으로, 일부 알코올 희석제는 tert-부탄올, tert-아밀 알코올, 2-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2,3-다이메틸-2-부탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 3-에틸-3-펜탄올, 3,7-다이메틸-3-옥탄올을 포함할 수 있다.
희석제는 또한 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올, tert-부틸 알코올, 3-메틸-3-펜탄올, 아이소프로판올, t 아밀 알코올, 에틸 락테이트, 메틸 락테이트, i-프로필 락테이트, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 다이메틸 포름아미드, 다이메틸 아세트아미드, 다이메틸 프로피온아미드, N 메틸 피롤리돈 및 그 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 희석제는 가공 조건에서 수용성이며 단기간에 물을 이용하여 렌즈로부터 쉽게 세척될 수 있다. 적합한 수용성 희석제는 1-에톡시-2-프로판올, 1-메틸-2-프로판올, t-아밀 알코올, 트라이프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 아이소프로판올, 1-메틸-2-피롤리돈, N,N-다이메틸프로피온아미드, 에틸 락테이트, 다이프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 그 혼합물 등을 포함한다. 수용성 희석제의 사용은 물만을 사용하거나 또는 실질적 성분으로서 물을 포함하는 수용액을 사용하여 후 성형 과정이 실시되도록 한다.
일부 실시 형태에서, 희석제의 양은 일반적으로 반응 혼합물의 약 50 중량% 미만, 바람직하게는 약 40% 미만, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 30%일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 희석제는 또한 가공 조제와 같은 추가 성분을 포함할 수 있으며 수용성 성분을 포함할 수 있고 렌즈 디블록킹(deblocking)을 도울 수 있다.
중합 개시제는, 예를 들어 적절히 상승된 온도에서 자유 라디칼을 생성하는 라우릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아이소프로필 퍼카르보네이트, 아조비스아이소부티로니트릴 등과, 광개시제 시스템, 예를 들어 방향족 알파-하이드록시 케톤, 알콕시옥시벤조인, 아세토페논, 아실 포스핀 옥사이드, 및 3차 아민과 다이케톤, 그 혼합물 등과 같은 화합물을 포함할 수 있다. 광개시제의 예시적인 예는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4-4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(이르가큐어 819), 2,4,6-트라이메틸벤질다이페닐 포스핀 옥사이드 및 2,4,6-트라이메틸벤지오일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조인 메틸 에스테르 및 캄포르퀴논과 에틸 4-(N,N-다이메틸아미노)벤조에이트의 조합이다. 구매가능한 가시광 개시제 시스템은 이르가큐어 819, 이르가큐어 1700, 이르가큐어 1800, 이르가큐어 819, 이르가큐어 1850 (모두 시바 스페셜티 케미칼스로부터 구매가능함) 및 루시린 TPO 개시제(바스프로부터 입수가능함)를 포함한다. 구매가능한 UV 광개시제는 다로큐르 1173 및 다로큐르 2959 (시바 스페셜티 케미칼스)를 포함한다. 개시제는 반응 혼합물의 광중합을 개시하기에 효과적인 양, 예를 들어 반응성 단량체 100부당 약 0.1 내지 약 2 중량부로 반응 혼합물에 사용된다. 반응 혼합물의 중합은 사용되는 중합 개시제에 따라 열 또는 가시광 또는 자외선 광 또는 다른 수단의 적절한 선택을 이용하여 개시될 수 있다. 대안적으로, 개시는, 예를 들어 e-빔을 이용하여 광개시제 없이 실시될 수 있다. 그러나, 광개시제가 사용되면, 일부 실시 형태는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤과 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4-4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO)의 조합을 포함할 수 있으며, 중합 개시 방법은 가시광을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태는 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(이르가큐어 819.RTM.)를 포함할 수 있다.
조합된 실리콘-함유 단량체(하이드록실-작용화된 실리콘-함유 및 추가 실리콘-함유 단량체)의 범위는 반응 성분의 약 5 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 90 중량%일 수 있으며, 일부 실시 형태에서는 약 25 내지 약 80 중량%일 수 있다. 하이드록실-작용화된 실리콘-함유 단량체의 범위는 약 5 내지 약 90 중량%, 바람직하게는 약 10 내지 약 80, 그리고 가장 바람직하게는 약 20 내지 약 50 중량%일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 친수성 단량체의 범위는 반응성 성분의 약 0 내지 약 70 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 약 60 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 약 10 내지 약 50 중량%일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 고분자량 친수성 중합체의 범위는 약 1 내지 약 15 중량%, 또는 약 3 내지 약 15 중량%, 또는 약 5 내지 약 12 중량%일 수 있다. 모든 대략의 중량%는 모든 반응성 성분 전체를 기준으로 한다.
일부 실시 형태에서, 희석제의 범위는 반응성 혼합물 내의 모든 성분의 중량을 기준으로, 약 0 내지 약 70 중량%, 또는 약 0 내지 약 50 중량%, 및/또는 약 0 내지 약 40 중량%이며 일부 실시 형태에서는, 약 10 내지 약 30 중량%이다. 필요한 희석제의 양은 반응성 성분의 특성과 상대적 양에 따라 변한다.
일부 실시 형태에서, 반응성 성분은 2-프로펜산, 2-메틸-,2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르 "SiGMA"(반응 성분의 약 28 중량%); 800-1000 MW 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산, "mPDMS"(약 31 중량%); N,N-다이메틸아크릴아미드, "DMA"(약 24 중량%); 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, "HEMA"(약 6 중량%); 테트라에틸렌글리콜다이메타크릴레이트, "TEGDMA"(약 1.5 중량%), 폴리비닐피롤리돈, "K-90 PVP"(약 7 중량%)를 포함하며 나머지는 소량의 첨가제와 광개시제를 포함한다. 중합은 또한 약 23%(조합된 단량체와 희석제 블렌드의 중량%)의 3,7-다이메틸-3-옥탄올 희석제의 존재 하에서 실시될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 상기 제형을 위한 중합은 미경화 반응 혼합물의 약 29 중량%를 구성하는 희석제로서 tert-아밀-알코올의 존재 하에서 실시될 수 있다.
본 발명이 하나 이상의 공정의 측면으로부터 설명되었지만, 본 발명은 또한 비제한적인 예로서, 본 명세서에 기재된 단계 중 하나 이상을 실시하기 위해 사용될 수 있는, 주형 취급 기계, 수화 타워, 액침 탱크, 자동화된 제어 시스템, 단량체 분배기, 경화 터널, 열 교환기 등과 같은 장치와 시스템을 포함하는 것이 이해되어야 한다.
[실시예]
본 발명을 예시하기 위하여 하기 실시예를 포함시킨다. 이들 실시예는 본 발명을 한정하지 않는다. 이들은 단지 본 발명을 실시하는 방법을 제안하고자 하는 것이다. 콘택트 렌즈뿐만 아니라 기타 분야에 대한 지식을 가진 자가 본 발명을 실시하는 다른 방법을 찾을 수 있으며, 이들 방법은 본 발명의 범위 내로 간주된다.
실시예 1
이제 도 2를 참조하면, 도표는 안과용 렌즈를 가공하는 용액에 DBE 821을 포함시키는 것의 유익한 효과를 예시한다. 도표에 의해 나타내지는 예에서, 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 상기에 기재된 공정에 따라 주조 성형하였다. 렌즈를 가열된 수용액의 두 세트 중 하나에 노출시켰다.
용액 세트 A는 약 90℃로 가열된 약 0.45%의 붕산나트륨과 0.0%의 DBE-821의 제1 용액 및 약 70℃ 내지 80℃로 가열된 약 0.45%의 붕산나트륨과 0.0%의 DBE-821의 제2 용액을 포함하였다. 렌즈를 각각 대략 10분 동안 각각의 제1 및 제2 용액에 노출시켰다.
용액 세트 B는 약 90℃로 가열된 약 0.45%의 붕산나트륨과 100 PPM의 DBE-821의 제1 용액 및 약 70℃ 내지 80℃로 가열된 약 0.45%의 붕산나트륨과 100 PPM의 DBE-821의 제2 용액을 포함하였다. 렌즈를 각각 대략 10분 동안 각각의 제1 및 제2 용액에 노출시켰다.
도표에 의해 예시되는 바와 같이, 용액 세트 A(201)에 의해 가공된 렌즈는 용액 세트 B(202)에 노출된 렌즈보다 낮은 이송 수율(transfer yield)을 가졌다. 이송 수율은, 예를 들어 시각적 검사를 통해 또는 자동화된 렌즈 검사 장치를 통해 측정될 수 있다.

Claims (20)

  1. 실리콘을 포함하는 안과용 렌즈를 가공하는 방법으로서,
    안과용 렌즈를 성형하는 단계;
    상기 렌즈를 렌즈 캐리어에 두는 단계;
    상기 안과용 렌즈를 약 0.004% 이상의 다이메틸 실록산을 포함하는 제1 수용액에 노출시키는 단계; 및
    상기 렌즈 캐리어로부터 상기 렌즈를 이송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수용액은 약 0.01% 이상의 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수용액은 약 0.005% 이상의 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수용액은 약 0.005% 내지 5%의 다이메틸실록산-에틸렌 옥사이드 공중합체를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수용액은 약 7.0 내지 9.5 범위의 pH를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 용액은 약 0.40% 내지 0.50%의 붕산나트륨을 추가로 포함하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 수용액을 헹궈내기 위하여 렌즈를 제2 수용액에 노출시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 수용액과 상기 제2 수용액 중 적어도 하나는 완충된 수용액을 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 용액에 대한 노출은 5분 이상의 기간 동안 계속되는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 0 내지 약 90%의 물을 포함하는 콘택트 렌즈를 포함하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 착색제의 패턴을 포함하는 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 고분자량 친수성 중합체와 유효량의 하이드록실-작용화된 실리콘-함유 단량체를 포함하는 반응 혼합물로부터 성형되는 방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 안과용 렌즈는 약 1% 내지 약 15%의 고분자량 친수성 중합체를 포함하는 반응 혼합물로부터 성형되는 방법.
  14. 제7항에 있어서, 폴리-N-비닐 피롤리돈, 폴리-N-비닐-2-피페리돈, 폴리-N-비닐-2-카프로락탐, 폴리-N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐, 폴리-N-비닐-3-메틸-2-피페리돈, 폴리-N-비닐-4-메틸-2-피페리돈, 폴리-N-비닐-4-메틸-2-카프로락탐, 폴리-N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈, 및 폴리-N-비닐-4,5-다이메틸-2-피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 폴리-N-N-다이메틸아크릴아미드, 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리 2 에틸 옥사졸린, 헤파린 다당류, 다당류, 이들의 혼합물 및 공중합체로 이루어진 군을 포함하는 단량체를 경화시켜 안과용 렌즈를 성형하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제7항에 있어서, 상기 안과용 렌즈를 헹구는 단계는 적어도 35 ml의 탈이온수에 안과용 렌즈를 3회 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제4항에 있어서, 상기 제1 수용액은 약 90℃ 이상으로 가열되는 방법.
  17. 제4항에 있어서, 상기 안과용 렌즈를 제1 수용액에 노출시키는 단계는 상기 제1 수용액에 렌즈를 액침시키는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제4항에 있어서, 상기 안과용 렌즈를 제1 수용액에 노출시키는 단계는 상기 제1 수용액을 상기 렌즈 위로 유동시키는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 약 0.004% 이상의 다이메틸 실록산을 포함하는 제1 수용액에 렌즈를 노출시키는 단계는 5% 이상의 증가된 렌즈 이송 수율(transfer yield)을 제공하는 방법.
  20. 실리콘을 포함하는 안과용 렌즈를 금형 부분품(mold part)으로부터 이형시키는 방법으로서,
    펜던트/빗의 기하학적 형상을 포함하는 친수성 치환기를 포함하는 실록산 골격을 포함하는 소수성 잔기를 포함하는 계면활성제 약 0.01% 이상을 포함하는 제1 수용액에 상기 안과용 렌즈를 노출시킴을 포함하는 방법.
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