KR20120002609A - 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈 및 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에는, 수화시에, 렌즈 표면의 하나 이상의 표면 상에 복수개의 오목부를 갖는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈가 기재되어 있다. 오목부의 깊이는 1 ㎛ 미만이거나 100 ㎚ 미만이다. 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈에는 플라즈마 처리를 수행하지 않는다. 또한 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법이 기재되어 있다.
Description
관련 출원과의 관계
본 출원은 2009년 10월 1일에 출원된 미국 가출원 제61/278,072호를 우선권으로 주장하며, 그 전문의 개시내용이 본원에 참고로 도입된다.
[기술분야]
본 발명은 콘택트 렌즈 및 콘택트 렌즈의 제조 방법, 예를 들어 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈 및 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 시력 교정에서 중요한 도구가 되었다. 친수성 표면을 갖는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈를 제조하기 위하여 여러 기법이 적용되어 왔다. 예를 들어, 일부 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 플라즈마로 표면 처리되고, 일부 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈를 제조하는데 사용되는 중합성 조성물 중에 친수성 중합체성 습윤제를 포함하며, 일부 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 극성 수지로 형성된 콘택트 렌즈 금형 안에서 주조된다.
샤르마 (Sharma) 등의 미국 특허 출원 공보 제US 2008/0143956호에는 렌즈의 표면이 주름지고 렌즈 표면으로부터 위 방향으로 연장된 올라온 굴곡을 포함하는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈가 개시된다. 렌즈의 후방 표면 상에 제공되는 주름진 표면은 렌즈와 렌즈 착용자의 눈의 각막 사이의 유체 교환을 촉진시키는 것으로 일컬어진다. 렌즈는 주조 성형된 렌즈이며, 이는 주름진 표면이 렌즈에 제공되기 전에 형성된다. 형성된 또는 주조 성형된 콘택트 렌즈에 먼저 개질된 표면 층, 예를 들어 실리케이트 표면 층을 제공하고, 후속하여 이러한 개질된 표면이 주름진 표면이 된다. 예를 들어, 표면은 플라즈마 또는 다른 에너지를 이용하여 처리함으로써 개질시킬 수 있다. 개질된 표면 층을 형성한 후, 렌즈를 중합성 팽윤제, 예를 들어 에틸렌계 불포화를 포함하는 팽윤제로 팽윤시키며, 상기 팽윤제는 자유 라디칼 중합에 의해 중합가능하다. 팽윤 정도에 따라, 개질된 표면 층, 예를 들어 실리케이트 층이 다양한 정도로 주름지게 된다. 중합성 팽윤제의 중합은 주름진 개질된 표면 층을 안정시키는 역할을 한다. 이러한 다단계 공정, 특히 렌즈 형성 이후의 표면 개질 및 안정화 가공은, 비교적 복잡하고 제어하기 어려우며, 또한 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 생산 비용을 증가시킨다.
표면 습윤성과 같은 바람직한 특성을 갖는 신규 콘택트 렌즈 및 이러한 바람직한 특성을 갖는 콘택트 렌즈를 생산하는 신규 방법, 예를 들어 비용 효과적인 방법에 대한 요구가 계속 존재한다.
발명의 개요
신규 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈 및 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법이 개발되었다. 본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 신규 표면 특징을 갖는 표면이 있는 콘택트 렌즈체를 갖는다. 그 중 특히, 전방 렌즈 표면 및 후방 렌즈 표면은 렌즈체를 형성한 후 중합성 팽윤제 처리 및/또는 플라즈마 처리할 필요 없이 친수성이다. 본 발명의 방법은 렌즈체가 형성된 후 중합성 팽윤제 처리 및/또는 플라즈마 처리를 하지 않고 본 발명의 콘택트 렌즈를 바로 생산해낸다.
한 넓은 측면에서, 본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 예는 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 렌즈체를 포함하며, 여기서 물 또는 수용액 중에서의 수화 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나는 습윤시에 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 복수개의 오목부 (depression)를 포함하고, 본 발명의 렌즈체를 형성한 후 렌즈체를 중합성 팽윤제로 처리하지 않았거나, 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않았거나, 상기 처리 둘 다 하지 않았다.
본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 부가적인 예에는 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 플라즈마 미처리된 실리콘 히드로겔 렌즈체가 포함되며, 하나 이상의 표면은 복수개의 오목부를 포함하며, 오목부의 밀도는 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부이다.
한 실시양태에서, 복수개의 오목부의 평균 직경은 약 130 ㎚ 내지 약 630 ㎚ 미만이거나, 복수개의 오목부의 평균 직경은 약 150 ㎚ 내지 약 550 ㎚ 미만이다.
복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 4 ㎚ 또는 약 15 ㎚ 내지 약 30 ㎚ 또는 약 60 ㎚ 또는 약 100 ㎚일 수 있다. 예를 들어, 복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 4 ㎚ 내지 약 65 ㎚, 약 4 ㎚ 내지 약 40 ㎚, 약 4 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 약 8 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 또는 약 15 ㎚ 내지 약 90 ㎚일 수 있다.
한 실시양태에서, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 평균 표면 조도는 약 5 ㎚ RMS 또는 약 7 ㎚ RMS 또는 약 10 ㎚ RMS 내지 약 20 ㎚ RMS 또는 약 25 ㎚ RMS 또는 약 30 ㎚ RMS이다. 따라서, 본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 평균 표면 조도는 약 5 ㎚ RMS 내지 약 30 ㎚ RMS, 약 7 ㎚ RMS 내지 약 25 ㎚ RMS 또는 약 10 ㎚ RMS 내지 약 20 ㎚ RMS일 수 있다.
한 실시양태에서, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면 상의 900 ㎛2의 표면 당 오목부의 평균 개수를 의미하는 오목부의 평균 밀도는 900 ㎛2의 표면 당 약 5 또는 약 80 또는 약 100 또는 약 200 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1000 또는 약 1200 또는 약 1500 오목부이다. 따라서, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면 상의 오목부의 평균 밀도는 900 ㎛2의 표면 당 약 5 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1500 오목부, 900 ㎛2의 표면 당 약 80 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1500 오목부, 900 ㎛2의 표면 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1200 오목부, 또는 900 ㎛2의 표면 당 약 200 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1000 오목부일 수 있다.
복수개의 오목부는, 예를 들어 렌즈체의 달리 실질적으로 평활한 전방 및/또는 후방 표면으로부터, 렌즈체 안쪽으로 연장된다. 따라서, 본 발명의 렌즈체의 상기 복수개의 오목부, 및 또한 달리 실질적으로 평활한 전방 및/또는 후방 표면은, 합리적으로는 올라온 굴곡인 것으로 고려하지 않으며, 그렇게 고려할 수도 없다. 짧게 말하면, 본 발명의 렌즈체에는 올라온 굴곡이 없다. 게다가, 상기한 바와 같이, 본 발명의 렌즈체의 전방 표면, 후방 표면 또는 두 표면 상의 복수개의 오목부는 본 발명의 콘택트 렌즈의 다른 표면 특징과 함께 어느 정도의 표면 조도를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 표면 조도는 렌즈 착용자의 편안함에 실질적으로 악영향을 주지 않는 것으로 밝혀졌다. 부가적으로, 렌즈체의 표면 상에 존재하는 오목부는 렌즈체의 전체 두께를 통과하여 반대 표면까지 연장되지 않는 것으로 이해되며, 따라서 상기 오목부는 렌즈체를 통과하여 연장되는 기공이 아니다.
수화 이후 일정한 시간 동안, 예를 들어 12시간 이상 동안 전진 접촉각 및 수붕괴 시간을 실질적으로 유지하는 본 발명의 콘택트 렌즈의 능력은, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체의 유익한 표면 습윤성이, 수화 직후에 또는 수화에 후속하여서만 나타나는 현상이 아니라, 상당한 기간 동안 남아있거나 실질적으로 긴 시간 동안 지속되거나 실질적으로 영구적임을 지시한다. 본 발명의 콘택트 렌즈의 습윤성은 이러한 렌즈를 긴 시간 동안, 예를 들어 약 1일 또는 약 5일 또는 약 10일 이상 또는 약 30일까지 계속 착용하는 렌즈 착용자에게 유용할 수 있다.
한 실시양태에서, 렌즈체는 물 팽윤성이며, 예를 들어 약 20％ 이상의 팽윤 인자를 갖는다. 렌즈체의 평형 함수율 (EWC)은 약 25％ 이상 또는 약 30％ 이상 또는 약 35％ 이상 또는 약 40％ 이상 또는 약 50％ 이상이거나 이를 초과할 수 있다.
본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 렌즈체는 하나 이상의 실리콘-함유 단량체, 실리콘-함유 거대단량체, 실리콘-함유 예비중합체의 단위 또는 이의 조합을 포함한다. 렌즈체는 친수성 실리콘-함유 중합체성 재료를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체는, 렌즈체의 중합체성 매트릭스 내에서 물리적으로 엉킨 친수성 중합체성 내부 습윤제를 포함하지 않는다. 예를 들어, 경화되어 렌즈체를 형성하는 중합성 조성물 중에 친수성 중합체성 습윤제가 포함되지 않는다.
한 실시양태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체는 비-극성 재료를 포함하는 콘택트 렌즈 금형과 직접 접촉하는 동안 완전히 또는 부분적으로 경화된다. 예를 들어 비제한적으로, 비-극성 재료에는 폴리프로필렌, 유사한 비-극성 재료 및 이의 혼합물이 포함될 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 하기 특성을 갖는 핵화 (nucleated) 열가소성 폴리프로필렌 수지로 형성된 콘택트 렌즈 금형 어셈블리 안에서 주조 성형된다:
(i) 약 15 g/10분 내지 약 40 g/10분의 용융 유속,
(ii) 약 0.900 g/㎤의 밀도,
(iii) 약 0.010 내지 약 0.020 in/in의 선형 흐름 금형 수축,
(iv) 약 5600 psi의 인장 강도,
(v) 약 8.0％의 항복 인장 신율,
(vi) 약 200,000 psi 내지 약 290,000 psi의 굴곡 탄성률,
(vii) 약 110의 록웰 (Rockwell) 경도, 또는 이의 둘 이상의 조합.
본 발명의 콘택트 렌즈는 반응성 성분을 포함하는 중합성 조성물의 반응 생성물을 포함하는 렌즈체를 가질 수 있다. 반응성 성분에는, 다음이 포함된다: (1) 실리콘-함유 단량체, 실리콘-함유 거대단량체, 실리콘-함유 예비중합체 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 구성요소; (2) 하나 이상의 친수성 단량체 및 (3) 중합 동안 반응성 성분을 가교결합시켜 중합체성 렌즈체를 형성하는 하나 이상의 가교결합제. 한 실시양태에서, 렌즈체는 희석제의 부재하에서 중합성 조성물의 중합을 포함하는 방법으로 형성된다. 다시 말하면, 중합성 조성물은 희석제-무함유 중합성 조성물이다.
본 발명의 중합성 조성물에서 유용한 실리콘-함유 단량체의 분자량은 700 달톤 미만일 수 있다. 본 발명의 중합성 조성물에서 유용한 실리콘-함유 거대단량체의 분자량은 약 700 달톤 내지 약 2000 달톤일 수 있다. 본 발명의 중합성 조성물에서 유용한 실리콘-함유 예비중합체의 분자량은 2000달톤 초과일 수 있다. 분자량은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 수-평균 분자량 또는 중량-평균 분자량일 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체는 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 주조 성형된 렌즈체이며, 각각의 표면에는 플라즈마 처리된 표면이 없다. 즉, 전방 및 후방 표면을 포함하는 렌즈체는 단일 주조 성형 단계로부터 형성되며, 이는 표면을 플라즈마 처리의 형태에 노출시키지 않고 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체는, 나머지 렌즈체와 비교하여 상이한 조성을 갖는 표면 층, 예를 들어 렌즈체를 물 또는 수용액에 노출시켜 형성한 표면 층을 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체는 물 또는 수용액 중에서 수화시키기 전에, 유기 용매, 또는 유기 용매 구성요소를 포함하는 수용액으로 추출하지 않는다. 본 발명의 콘택트 렌즈는 유기 용매, 예를 들어 비제한적으로, 휘발성 알콜, 또는 유기 용매를 포함하는 수용액으로 추출하지 않고도 효과적으로 또는 충분히 습윤성인 표면을 가질 수 있다. 이러한 안과적으로 허용되는 또는 생체적합성 콘택트 렌즈는 1회의 물 플러싱 또는 세척, 또는 수 회의 물 플러싱 또는 세척으로 수득할 수 있다. 본 발명의 콘택트 렌즈가 물-함유, 휘발성 알콜-무함유, 세척액 또는 세척액들로 세척한 렌즈체를 포함함을 이해할 수 있을 것이다. 렌즈는 휘발성 알콜-무함유 액체로 1회 이상 세척할 수 있으며, 세척은 최종 콘택트 렌즈 포장물 안에서 또는 하나 이상의 다른 세척 용기 안에서 수행할 수 있다.
본 발명의 콘택트 렌즈의 렌즈체는 포장 액체 안에 넣기 전에 액체 물 또는 수성 매질에 접촉시킬 수 있다. 수성 매질은 계면활성제 구성요소를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서 이러한 물 또는 수성 매질에는 유기 용매 또는 휘발성 알콜이 포함되지 않는다.
본 발명의 또 다른 넓은 측면에서, 콘택트 렌즈의 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 방법은, 물 또는 수용액 중에서의 수화 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나는 습윤시에, 평균 직경이 약 50 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 복수개의 오목부를 포함하며, (A) 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않았거나, (B) 렌즈체를 형성한 후 렌즈체를 중합성 팽윤제로 처리하지 않았거나, 상기 처리 둘 다 하지 않은 전방 표면 및 후방 표면을 갖는 콘택트 렌즈체를 형성하는 단계를 포함한다.
형성 단계가 반응성 성분을 포함하는 중합성 조성물을 중합시키는 것을 포함할 수 있다. 반응성 성분에는, 다음이 포함된다: (1) 실리콘-함유 단량체, 실리콘-함유 거대단량체, 실리콘-함유 예비중합체 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 구성요소; (2) 하나 이상의 친수성 단량체 및 (3) 중합 단계 동안 반응성 성분을 가교결합시키기에 효과적인 하나 이상의 가교결합제.
본 발명의 방법에 따라 만들어진 콘택트 렌즈 및 렌즈체는 본원의 다른 부분에 기재된 콘택트 렌즈 및 콘택트 렌즈체일 수 있다.
본 발명의 방법은, 예를 들어 본원의 다른 부분에 기재된 비-극성 재료를 포함하는 콘택트 렌즈 금형을 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시양태는 하기 상세한 설명 및 부가적 개시내용에서 상세하게 설명된다. 본원에 기재되는 임의의 특징부 또는 특징부의 조합은, 임의의 이러한 조합에 포함되는 특징부가 맥락, 본 명세서 및 당업자의 지식내에서 명백하게 서로 불일치하지 않는다면, 본 발명의 범위내에 포함된다. 부가적으로, 임의의 특징부 또는 특징부의 조합은 본 발명의 임의의 실시양태로부터 구체적으로 제외될 수 있다. 본 발명의 부가적 실시양태는 하기 상세한 설명, 실시예 및 청구범위로부터 명백하며, 그의 내용은 본 출원에 통합된 부분이다.
도 1은 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 원자력 현미경 (AFM) 시험으로 측정된 오목부의 평균 직경 (㎚)을 나타낸다.
도 2는 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 AFM 시험으로 측정된 오목부의 평균 깊이 (㎚)를 나타낸다.
도 3은 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 AFM 시험으로 측정된 표면 오목부 밀도를 나타낸다.
도 4는 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 AFM 시험으로 측정된 평균 RMS 표면 조도 (㎚)를 나타낸다.
도 5 내지 10은 수화 이후, 16개의 시험 콘택트 렌즈의 AFM으로 측정된 렌즈 표면 형태학을 보여주는 일련의 사진을 나타낸다.
도 11 내지 14는 수화 이후, 다양한 시판되는 렌즈의 AFM으로 측정한 렌즈 표면 형태학을 보여주는 일련의 사진을 나타낸다.
도 15 내지 18은 습윤 또는 수화된 상태 및 건조 상태 모두에서의 여러 시험 콘택트 렌즈 및 시판되는 콘택트 렌즈의 일련의 사진을 나타낸다.
도 2는 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 AFM 시험으로 측정된 오목부의 평균 깊이 (㎚)를 나타낸다.
도 3은 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 AFM 시험으로 측정된 표면 오목부 밀도를 나타낸다.
도 4는 일련의 16개의 시험 콘택트 렌즈 및 일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 AFM 시험으로 측정된 평균 RMS 표면 조도 (㎚)를 나타낸다.
도 5 내지 10은 수화 이후, 16개의 시험 콘택트 렌즈의 AFM으로 측정된 렌즈 표면 형태학을 보여주는 일련의 사진을 나타낸다.
도 11 내지 14는 수화 이후, 다양한 시판되는 렌즈의 AFM으로 측정한 렌즈 표면 형태학을 보여주는 일련의 사진을 나타낸다.
도 15 내지 18은 습윤 또는 수화된 상태 및 건조 상태 모두에서의 여러 시험 콘택트 렌즈 및 시판되는 콘택트 렌즈의 일련의 사진을 나타낸다.
상세한 설명
정의. 본 명세서, 부가적 개시내용 청구범위 및 첨부물의 맥락에서, 하기 기재된 정의에 따라 하기 용어가 사용될 것이다.
본원에서 사용된 용어 "히드로겔"은 물 중에서 팽윤가능하거나 또는 물에 의해 팽윤될 수 있는 중합체성 재료, 통상적으로 중합체 쇄의 네트워크 또는 매트릭스를 지칭한다. 히드로겔은 또한 평형 상태에서 물을 보유하는 재료인 것으로 이해될 수 있다. 네트워크 또는 매트릭스는 가교결합될 수 있거나 가교결합되지 않을 수 있다. 히드로겔은 수팽윤성이거나 또는 수팽윤된 콘택트 렌즈를 포함하는 중합체성 재료를 지칭한다. 따라서, 히드로겔은 (i) 비수화 및 수팽윤성이거나, 또는 (ii) 부분 수화 및 물에 의해 팽윤되거나, 또는 (iii) 완전 수화 및 물에 의해 팽윤될 수 있다. 히드로겔은 실리콘 히드로겔, 실리콘-무함유 히드로겔 또는 본질적으로 실리콘-무함유 히드로겔일 수 있다.
용어 "실리콘 히드로겔" 또는 "실리콘 히드로겔 재료"는 규소 (Si)-함유 구성요소 또는 실리콘 (SiO)-함유 구성요소를 포함하는 특정 히드로겔을 지칭한다. 예를 들어, 실리콘 히드로겔은 통상적으로 규소-함유 재료와 통상적 친수성 히드로겔 전구체를 조합함으로써 제조된다. 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 실리콘 히드로겔 재료를 포함하는 시력 교정 콘택트 렌즈를 비롯한 콘택트 렌즈이다.
"실리콘-함유" 구성요소는 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체 중에 하나 이상의 [-Si-O-Si-] 연결을 함유하는 구성요소이며, 여기서 각각의 규소 원자는 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 유기 라디칼 치환기 (R1, R2) 또는 치환된 유기 라디칼 치환기 (예를 들어, -SiR1R2O-)를 임의로 어떠한 방식으로 보유할 수 있으며, 예를 들어 이에 임의로 화학적으로, 예컨대 공유 결합될 수 있다.
본원에 기재된 중합체의 맥락에서 "분자 질량"은, 중합체의 명목상 평균 분자량 (통상적으로 크기 배제 크로마토그래피, 광 산란 기법 또는 1,2,4-트리클로로벤젠에서 고유 속도 결정에 의해 결정됨)을 지칭한다. 중합체의 맥락에서 분자 질량은 수-평균 분자량 또는 중량-평균 분자량으로서 표시할 수 있고, 판매업체-공급된 재료의 경우 공급자에 의해 좌우될 것이다. 통상적으로, 임의의 이러한 분자량 결정의 기초는 포장재에 제공되지 않는 경우 공급자에 의해 쉽게 제공될 수 있다. 통상적으로, 본원의 단량체, 거대단량체, 예비중합체 또는 중합체의 분자량에 대한 언급은 본원에서 중량 평균 분자량을 지칭한다. 분자량 결정 (수-평균 및 중량-평균 모두)은 겔 투과 크로마토그래피 또는 다른 액체 크로마토그래피 기법을 이용하여 측정할 수 있다. 분자량 값의 다른 측정 방법, 예컨대 수-평균 분자량을 결정하기 위한 말단-기 분석 또는 총괄적 특성 (예를 들어, 빙점 내림, 비점 오름 또는 삼투압) 측정의 사용, 또는 중량-평균 분자량을 결정하기 위한 광 산란 기법, 초원심분리 또는 점도측정의 사용이 또한 이용될 수 있다.
친수성 중합체의 "네트워크" 또는 "매트릭스"는 통상적으로 공유 결합 또는 물리적 결합, 예를 들어 수소 결합에 의해 중합체 쇄 사이에 가교결합이 형성된 것을 의미한다. 네트워크는 2종 이상의 중합체성 구성요소를 포함할 수 있고, 이들 사이에 공유 결합이 (만약에 있다면) 매우 적게 존재하면서 한 중합체가 제2 중합체와 물리적으로 엉켜 있으며, 중합체는 네트워크의 파괴 없이 서로 분리될 수 없는 상호침입 중합체 네트워크 (IPN)를 포함할 수 있다.
"친수성" 물질은 친수성이거나 또는 물에 대한 친화력을 갖는 것이다. 친수성 화합물은 물에 대한 친화력을 갖고, 통상적으로 대전되거나 또는 극성 잔기 또는 물을 끌어당기는 기를 갖는다.
본원에서 사용되는 "친수성 중합체"는 물에 대한 친화력을 갖고 물을 흡수할 수 있는 중합체로서 정의된다. 친수성 중합체는 반드시 수용성인 것은 아니다. 친수성 중합체는 수용성이거나, 물 중에 불용성, 예를 들어 실질적으로 불용성일 수 있다.
"친수성 구성성분"은 중합체일 수 있거나 중합체가 아닐 수 있는 친수성 물질이다. 친수성 구성요소에는 나머지 반응성 구성요소와 조합시 생성된 수화된 렌즈에 약 20％ (w/w) 이상, 예를 들어 약 25％ (w/w) 이상의 함수율을 제공할 수 있는 것이 포함된다. 친수성 구성요소에는 친수성 단량체, 친수성 거대단량체, 친수성 예비중합체, 친수성 중합체 또는 이의 조합이 포함될 수 있다. 친수성 거대단량체, 친수성 예비중합체 및 친수성 중합체는 또한 친수성 부분 및 소수성 부분을 갖는 것으로 이해될 수 있다. 통상적으로, 거대단량체, 예비중합체 또는 중합체가 친수성이도록 상대적인 양으로 친수성 부분 및 소수성 부분이 존재한다.
"단량체"는 비교적 저분자량 화합물, 예를 들어 700 달톤 미만의 평균 분자량을 갖는 화합물, 즉 중합가능한 화합물을 지칭한다. 한 예에서, 단량체는 중합하여 다른 분자와 조합하여 중합체를 형성할 수 있는 하나 이상의 관능기를 함유하는 분자의 단일 단위를 포함할 수 있으며, 여기서 다른 분자는 단량체와 동일 구조 또는 상이한 구조이다.
"거대단량체"는 중간 및 높은 분자량 화합물 또는 중합체를 지칭하며, 이는 중합 또는 추가적 중합을 할 수 있는 하나 이상의 관능기를 함유할 수 있다. 예를 들어, 거대단량체는 약 700 달톤 내지 약 2,000 달톤의 평균 분자량을 갖는 화합물 또는 중합체일 수 있다.
"예비중합체"는 중합성 또는 가교결합성인 보다 높은 분자량 화합물을 지칭한다. 본원에서 사용된 예비중합체는 하나 이상의 관능기를 함유할 수 있다. 한 예에서, 예비중합체는 전체 분자가 중합성 또는 가교결합성이 유지되도록 함께 결합된 일련의 단량체 또는 거대단량체일 수 있다. 예를 들어, 예비중합체는 약 2,000 달톤 초과의 평균 분자량을 갖는 화합물일 수 있다.
"중합체"는 하나 이상의 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체 또는 그의 혼합물을 중합함으로써 형성되는 물질을 지칭한다. 본원에서 사용되는 중합체는 중합될 수 없으나, 다른 중합체, 예를 들어 중합성 조성물에 존재하는 다른 중합체에 가교결합될 수 있거나, 또는 단량체, 거대단량체 및/또는 예비중합체의 반응 동안 중합성 조성물 중에서 다른 중합체 형성할 수 있는 분자를 지칭하는 것으로 이해된다.
"상호침입 중합체 네트워크" 또는 "IPN"은 네트워크 형태의 2종 이상의 상이한 중합체들의 조합을 지칭하며, 이들 중 적어도 하나는 이들 사이에 임의의 공유 결합 없이 또는 실질적으로 없이 다른 중합체의 존재하에 합성되고/되거나 가교결합된다. IPN은 2개의 개별 네트워크를 형성하는 2종의 쇄로 구성될 수 있다 (그러나 병렬 또는 상호침입으로). IPN의 예에는 순차적 IPN, 동시 IPN, 반-IPN 및 호모-IPN이 포함된다.
"유사 IPN"은 여러 중합체 중 적어도 하나가 가교결합되나 적어도 하나의 다른 중합체는 가교결합되지 않은 (예를 들어, 선형 또는 분지형) 중합체 반응 생성물을 지칭하며, 여기서 가교결합되지 않은 중합체는 가교결합되지 않은 중합체가 네트워크로부터 실질적으로 추출불가능하도록 분자 규모에서 가교결합된 중합체에 분포되고 가교결합된 중합체에 의해 유지된다.
"중합체성 혼합물"은 여러 중합체가 실질적으로 가교결합 없이 선형 또는 분지형이고, 수득되는 생성된 중합체성 블렌드가 분자 규모에서 중합체 혼합물인 중합체 반응 생성물을 지칭한다.
"그래프트 중합체"는 주쇄와 상이한 단독중합체 또는 공중합체를 포함하는 측쇄를 갖는 분지형 중합체를 지칭한다.
"부착하다"는 달리 명시되지 않는다면, 전하 부착, 그래프트, 복합, 결합 (화학적 결합 또는 수소) 또는 접착 중 임의의 것을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용되는 "안과적으로 허용되는 렌즈 형성 구성요소"는 렌즈 착용자가 안구 자극 등을 포함하는 실질적인 불쾌감을 경험하거나 보고하지 않는, 히드로겔 콘택트 렌즈에 혼입될 수 있는 렌즈 형성 구성요소를 지칭한다. 안과적으로 허용되는 히드로겔 콘택트 렌즈는 안과적으로 허용되는 표면 습윤성을 갖고, 통상적으로 유의한 각막 팽윤, 각막 탈수 ("건안"), 상각막윤상병변 ("SEAL") 또는 다른 유의한 불쾌감을 유발하지 않거나 또는 이와 관련되지 않는다.
용어 "유기 용매"는 하나 이상의 재료, 예를 들어 비제한적으로, 이전에 추출 가공을 하지 않은 콘택트 렌즈체 내에 존재하는 반응하지 않은 재료, 희석제 등을 용매화 또는 용해시키는 능력이 있는 유기 물질을 지칭한다. 한 예에서, 상기 재료는 물 또는 수용액 중에 가용성이 아니거나 용해되지 않는 재료이다. 또 다른 예에서, 상기 재료는 물 또는 수용액 중에 크게 가용성이거나 많이 용해되지 않는 재료이며, 즉, 재료는 물 또는 수용액과 비교하여 유기 용매 중에서 더 잘 용매화된다. 따라서, 그러한 추출하지 않은 콘택트 렌즈체와 접촉한 유기 용매는 렌즈체 중에 존재하는 하나 이상의 재료를 용매화 또는 용해시키는데 효과적이거나, 또는 렌즈체 중에 존재하는 하나 이상의 재료의 농도가 감소되도록 렌즈체 중에 존재하는 하나 이상의 재료를 많은 정도로 용해시키거나 용매화를 증가시키는데 효과적이거나, 또는 물 또는 수용액으로 처리한 렌즈체와 비교하여 렌즈체 중의 하나 이상의 재료의 농도를 감소시키는데 효과적이다. 유기 용매는 희석하지 않고, 즉 100％ 유기 용매를 사용할 수 있거나, 또는 100％ 미만의 유기 용매를 포함하는 조성물로, 예를 들어 비제한적으로, 유기 용매를 포함하는 수용액으로 사용할 수 있다. 일반적으로, 유기 용매는 하나 이상의 재료 상에 작용, 예를 들어 직접 작용하여 하나 이상의 재료를 용매화 또는 용해시킨다. 유기 용매의 예에는, 비제한적으로, 알콜, 예를 들어 알칸올, 예컨대 에탄올, 이소프로판올 등, 클로로포름, 부틸 아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 등 및 이의 혼합물이 포함된다.
용어 "계면활성제" 또는 "계면활성제 구성요소"는 물, 예를 들어 물질이 안에 존재하는 물 또는 수용액의 표면 장력을 감소시키는 능력이 있는 물질을 지칭한다. 물의 표면 장력을 감소시킴으로써, 계면활성제 또는 계면활성제 구성요소는, 이전에 유기 용매로 추출 가공하지 않은 콘택트 렌즈체와 접촉시 계면활성제 또는 계면활성제 구성요소를 함유하는 물이 계면활성제 또는 계면활성제 구성요소를 함유하지 않는 물에 비해 렌즈체와 보다 친밀하게 접촉하고/하거나 렌즈체로부터 렌즈체 중에 존재하는 하나 이상의 재료를 효과적으로 세척 또는 제거하는 것을 용이하게 한다. 일반적으로, 계면활성제 또는 계면활성제 구성요소는 하나 이상의 재료에 직접 작용하여 하나 이상의 재료를 용매화 또는 용해시키지는 않는다. 계면활성제 또는 계면활성제 구성요소의 예에는, 비제한적으로, 베타인의 형태를 비롯한 쯔비터이온성 계면활성제, 폴리소르베이트, 예컨대 폴리소르베이트 80의 형태, 폴록사머 또는 폴록사민의 형태를 비롯한 비-이온성 계면활성제, 불소화 계면활성제 등 및 이의 혼합물이 포함된다.
부가적 정의를 또한 하기 섹션에서 확인할 수 있다.
렌즈 제형. 히드로겔은 본 발명의 콘택트 렌즈에 사용되는 재료의 한 계열을 나타낸다. 히드로겔은 평형 상태에서 물을 함유하는 수화되고 가교결합된 중합체 시스템을 포함한다. 따라서, 히드로겔은 하나 이상의 반응성 성분으로부터 제조된 공중합체이다. 반응성 성분은 가교결합제로 가교결합 가능하다.
친수성 단량체. 친수성 단량체는, 예를 들어 친수성 부분, 친수성 실리콘-무함유 단량체 또는 이의 조합을 갖는 실리콘-함유 단량체일 수 있다. 친수성 단량체는 소수성 단량체와 조합하여 사용할 수 있다. 친수성 단량체는 친수성 및 소수성 부분 또는 잔기 모두를 갖는 단량체일 수 있다. 중합성 렌즈 조성물에서 사용되는 친수성 단량체의 유형 및 양은 사용되는 다른 렌즈-형성 단량체의 유형에 좌우되어 다양할 수 있다. 실리콘 히드로겔에 사용하기 위한 친수성 단량체와 관련하여 비제한적인 예시가 본원에 제공된다.
가교결합제 . 히드로겔의 제조에 사용되는 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체를 위한 가교결합제는 당업계에 공지된 것을 포함할 수 있고, 가교결합제의 예는 또한 본원에 제공된다. 적합한 가교결합제에는, 예를 들어 디아크릴레이트-(또는 디비닐 에테르-) 관능화된 에틸렌 옥시드 올리고머 또는 단량체, 예를 들어 트리(에틸렌 글리콜)디메타크릴레이트 (TEGDMA), 트리(에틸렌 글리콜)디비닐 에테르 (TEGDVE), 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA) 및 트리메틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (TMGDMA)가 포함된다. 통상적으로, 가교결합제는 중합성 조성물 중의 비교적 적은 총량으로 중합성 실리콘 히드로겔 조성물에 존재하며, 예컨대 중합성 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1％ (w/w) 내지 약 10％ (w/w), 또는 약 0.5％ (w/w) 내지 약 5％ (w/w), 또는 약 0.75％ (w/w) 내지 약 1.5％ (w/w) 범위의 양으로 존재한다.
실리콘 히드로겔 렌즈 제형. 실리콘 히드로겔 렌즈 제형은 하나 이상의 실리콘-함유 구성요소, 하나 이상의 상용성 친수성 단량체 및 하나 이상의 상용성 가교결합제를 포함한다. 본원에서 논의된 바와 같은 중합성 렌즈 제형과 관련하여, "상용성" 구성요소는 중합 전에 중합성 조성물 중에 존재하는 경우, 조성물로부터 중합된 렌즈체의 제조를 허용하기에 적절한 지속시간 동안 안정적인 단일상을 형성하는 구성요소를 지칭한다. 일부 구성요소에 있어서, 농도 범위가 상용성 것으로 확인될 수 있다. 부가적으로, "상용성" 구성요소는 중합되어 중합된 렌즈체를 형성하는 경우, 콘택트 렌즈로서 사용되기에 적절한 물리적 특징 (예를 들어, 적절한 투명성, 모듈러스, 인장 강도 등)을 갖는 렌즈를 생성하는 구성요소이다.
실리콘-함유 구성요소. 실리콘-함유 구성요소의 Si 및 부착된 O 부분 (Si-O 부분)은 실리콘-함유 구성요소의 총 분자량의 20％ (w/w) 초과, 예를 들어 30％ (w/w) 초과의 양으로 실리콘-함유 구성요소 중에 존재할 수 있다. 유용한 실리콘-함유 구성요소에는 중합성 관능기, 예컨대 비닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드 및 스티릴 관능기가 포함된다. 예를 들어, 중합을 통해 본 발명의 콘택트 렌즈를 수득할 수 있는 실리콘-함유 구성요소에는 하나 이상의 실리콘-함유 단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 거대단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 예비중합체 또는 이의 혼합물이 포함된다. 본원에 기재된 바와 같이 제조된 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 실리콘-함유 단량체 및/또는 실리콘-기재 거대단량체 및/또는 실리콘-기재 예비중합체, 및 친수성 단량체 또는 공단량체, 및 가교결합제를 기재로 할 수 있다. 본원에 기재된 다른 실리콘-함유 화합물에 부가적으로, 본 발명의 렌즈에서 유용할 수 있는 또 다른 실리콘-함유 구성요소의 예는 미국 특허 제3,808,178호, 제4,120,570호, 제4,136,250호, 제4,139,513호, 제4,153,641호, 제4,740,533호, 제5,034,461호, 제5,496,871호, 제5,959,117호, 제5,998,498호 및 제5,981,675호, 및 미국 특허 출원 공보 제2007/0066706 A1호, 제2007/0296914 A1호 및 제2008/0048350 A1호에서 찾을 수 있으며, 이는 모두 그 전문이 본원에 참고로 도입된다. 실리콘-함유 구성요소는 실리콘-함유 단량체 또는 실리콘-함유 거대단량체 또는 실리콘-함유 예비중합체일 수 있다.
실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체는, 예를 들어 하기 구조식 (I)을 가질 수 있다.
[화학식 I]
상기 식에서,
R5는 H 또는 CH3이고, X는 O 또는 NR55이며, 여기서 R55는 H 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬기이고, a는 0 또는 1이고, L은 1 내지 20개의 탄소 원자 또는 2 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 2가 연결기이며, 이는 또한 임의로 에테르 및/또는 히드록실기, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 쇄를 포함할 수 있고, p는 1 내지 10, 또는 2 내지 5일 수 있고, R1, R2 및 R3은 동일하거나 상이할 수 있고, 1 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 기 (예를 들어, 메틸기), 하나 이상의 불소 원자로 치환된 탄화수소 기, 실록사닐기 기 및 실록산 쇄-함유 잔기로부터 독립적으로 선택되는 기이며, 여기서 R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 하나 이상의 실록산 단위 (-OSi)를 포함한다. 예를 들어, R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 -OSi(CH3)3 및/또는 -OSi(R52R53R54)를 포함할 수 있으며, 여기서 R52, R53 및 R54는 독립적으로 에틸, 메틸, 벤질, 페닐, 또는 1 내지 약 100개, 또는 약 1 내지 약 50개, 또는 약 1 내지 약 20개의 반복 Si-O 단위를 포함하는 1가 실록산 쇄이다.
R1, R2 및 R3 중 1개, 2개 또는 3개 모두는 또한 다른 실록사닐기 또는 실록산 쇄-함유 잔기를 포함할 수 있다. -X-L-의 조합된 연결 (구조식 (I)의 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체에 존재하는 경우)은 O 또는 N인 하나 이상의 헤테로원자를 함유할 수 있다. 조합된 연결은 직쇄 또는 분지형일 수 있으며, 여기서 그의 탄소 쇄 세그먼트는 직쇄일 수 있다. -X-L-의 조합된 연결은, 예를 들어 카르복실, 아미드, 카르바메이트 및 카르보네이트로부터 선택되는 하나 이상의 관능기를 임의로 함유할 수 있다. 이러한 조합된 연결의 예는, 예를 들어 미국 특허 제5,998,498호 및 미국 특허 출원 공보 제2007/0066706 A1호, 제2007/0296914 A1호 및 제2008/0048350호에 제공되며, 이의 모든 개시내용은 본원에 참고로 도입된다. 본 발명에 따라 사용되는 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체는 단일 아크릴로일기, 예컨대 구조식 (I)에 나타낸 기를 포함할 수 있거나, 또는 두 개의 아크릴로일기를, 예컨대 임의로 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체의 각각의 말단에 하나씩 보유할 수 있다. 두 유형의 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체의 조합을 본 발명에 따른 유용한 중합성 조성물에 임의로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 유용한 실리콘-함유 구성요소의 예에는, 예를 들어 비제한적으로, 메타크릴옥시프로필 트리스(트리메틸실록시)실란, 펜타메틸디실록사닐 메틸메타크릴레이트 및 메틸디(트리메틸실록시)메타크릴옥시메틸 실란을 비제한적으로 비롯한 폴리실록사닐알킬(메트)아크릴계 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체가 포함된다.
유용한 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체의 구체적인 예는, 예를 들어 3-[트리스(트리메틸실릴옥시)실릴]프로필 메타크릴레이트 (미국 펜실베니아주 모리스빌 소재의 겔레스트 (Gelest)로부터 입수가능한 "트리스"), 및 모노메타크릴옥시프로필 종결 폴리디메틸실록산 (미국 펜실베니아주 모리스빌 소재의 겔레스트로부터 입수가능한 "MCS-M11")일 수 있다. 일부 실리콘-함유 단량체의 예는 미국 특허 출원 공보 제2008/0269429호에 기재되어 있다. 이러한 실리콘-함유 단량체는 2가 연결기로서 알킬렌기 (예를 들어, -(CH2)P- 및 "a"는 구조식 (I)과 관련하여 0일 수 있음)) 및 두 개 이상의 실록사닐기를 가질 수 있다. 이러한 실리콘-함유 구성요소는 본원에서 구조식 (A) 계열 실리콘-함유 단량체로서 표시된다. 이러한 실리콘-함유 단량체의 예시적인 비제한적 구조식은 다음과 같이 나타내어진다.
본 발명에서 유용한 실리콘-함유 구성요소의 다른 구체적인 예는, 예를 들어 3-메타크릴옥시-2-히드록시프로필옥시)프로필비스(트리메틸실록시)메틸실란 (미국 펜실베니아주 모리스빌 소재의 겔레스트로부터 입수가능한 "SiGMA") 및 메틸디(트리메틸실록시)실릴프로필글리세롤에틸 메타크릴레이트 ("SiGEMA")일 수 있다. 이러한 실리콘-함유 구성요소에는 구조식 (I)에 나타낸 2가 연결기 L 안에 하나 이상의 히드록실기 및 하나 이상의 에테르기 및 두 개 이상의 실록사닐기가 포함된다. 이러한 실리콘-함유 구성요소는 본원에서 구조식 (B) 계열 실리콘-함유 구성요소로서 표시된다. 이러한 계열의 실리콘-함유 구성요소에 대한 부가적 세부사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,139,513호에 제공되며, 이는 그 전문이 본원에 참고로 도입된다. 예를 들어, SiGMA는 하기 예시적인 비제한적 구조식으로 나타낼 수 있다.
구조식 (A) 및 (B)의 실리콘-함유 구성요소는 본 발명에 따른 유용한 중합성 조성물 중에서 개별적으로 또는 이의 임의의 조합으로 사용할 수 있다. 구조식 (A) 및/또는 (B)의 실리콘-함유 구성요소는 추가로 본원에 기재된 바와 같은 하나 이상의 실리콘-무함유 친수성 단량체와의 조합으로 사용할 수 있다. 조합으로 사용하는 경우, 예를 들어 구조식 (A)의 실리콘-함유 구성요소의 양은, 예를 들어 약 10％ (w/w) 내지 약 40％ (w/w), 또는 약 15％ (w/w) 내지 약 35％ (w/w), 또는 약 18％ (w/w) 내지 약 30％ (w/w)일 수 있다. 구조식 (B)의 실리콘-함유 구성요소의 양은, 예를 들어 약 10％ (w/w) 내지 약 45％ (w/w), 또는 약 15％ (w/w) 내지 약 40％ (w/w), 또는 약 20％ (w/w) 내지 약 35％ (w/w)일 수 있다.
본원의 유용한 중합성 조성물은 하나 이상의 실리콘-무함유 소수성 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 소수성 단량체의 예에는, 비제한적으로, 아크릴산 및 메타크릴산 및 이의 유도체가 포함된다. 실리콘-무함유 소수성 단량체의 예에는, 비제한적으로, 메틸메타크릴레이트가 포함된다. 두 개 이상의 소수성 단량체의 조합을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 유용한 실리콘-함유 구성요소의 다른 구체적인 예는 하기 화학식으로 나타내어지는 화학물 또는 일본 특허 출원 공보 제2008-202060A호 (그 전문이 본원에 참고로 도입됨)에 기재된 화학물일 수 있으며, 예를 들어 아래와 같다.
본 발명에 따른 유용한 실리콘-함유 구성요소의 또 다른 구체적인 예는 하기 화학식으로 나타내어지는 화학물 또는 미국 특허 출원 공보 제2009/0234089호 (그 전문이 본원에 참고로 도입됨)에 기재된 화학물일 수 있다. 한 예에서, 실리콘-함유 구성요소는 하기 화학식 (II)으로 나타내어지는 하나 이상의 친수성 폴리실록산 구성요소를 포함할 수 있다.
[화학식 II]
상기 식에서,
R1은 수소 또는 메틸기로부터 선택되고; R2는 수소 또는 C1 -4 탄화수소 기로부터 선택되고; m은 0 내지 10의 정수를 나타내고; n은 4 내지 100의 정수를 나타내고; a 및 b는 1 이상의 정수를 나타내고; a+b는 20-500이고; b/(a+b)는 0.01-0.22이고; 실록산 단위의 배열에는 무작위 배열이 포함된다. 이러한 실리콘-함유 구성요소의 예는 미국 특허 출원 공보 제2009/0234089호의 7쪽의 실시예 2를 포함한 실시예 섹션에 기재되어 있다.
다른 실리콘-함유 구성요소 또한 사용할 수 있다. 예를 들어, 다른 적합한 유형에는, 예를 들어 폴리 (오르가노실록산) 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체, 예컨대 α,ω-비스메타크릴옥시-프로필 폴리디메틸실록산이 포함될 수 있다. 또 다른 예는 mPDMS (모노메타크릴옥시프로필 종결 모노-n-부틸 종결 폴리디메틸실록산)이다. 다른 유용한 실리콘-함유 구성요소에는, 비제한적으로, 1,3-비스[4-(비닐옥시카르보닐옥시)부트-1-일]테트라메틸실록산 3-(비닐옥시카르보닐티오)프로필-[트리스(트리메틸실록시실란], 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 알릴 카르바메이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 비닐 카르바메이트; 트리메틸실릴에틸 비닐 카르보네이트 및 트리메틸실릴메틸 비닐 카르보네이트를 비롯한 실리콘-함유 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체가 포함된다. 하나 이상의 이러한 실리콘-함유 구성요소의 예는, 예를 들어 미국 특허 제5,998,498호 및 미국 특허 출원 공보 제2007/0066706 A1호, 제2007/0296914 A1호, 및 제2008/0048350호에 제공될 수 있으며, 모든 개시내용은 본원에 참고로 도입된다.
본 발명에 따라 사용할 수 있는 일부의 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체는 단일한 개별적 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체로 사용할 수 있으며, 또는 두 개 이상의 개별적 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체의 혼합물로 사용할 수도 있다. 예를 들어, MCR-M07은 종종 넓은 분자량 분포를 갖는 실리콘-함유 화합물의 혼합물로서 제공된다. 대안적으로, 본 발명에 따라 사용할 수 있는 일부의 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체는 개별적 분자량을 갖는 두 개 이상의 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체로서 제공될 수 있다. 예를 들어, X-22-1625는 분자량 약 9000 달톤의 저분자량 형태, 및 분자량 약 18,000 달톤의 고분자량 형태로 이용가능하다.
실리콘- 무함유 단량체. 친수성 실리콘-무함유 단량체가 본 발명의 콘택트 렌즈를 제조하는데 사용되는 중합성 조성물 중에 포함된다. 실리콘-무함유 단량체는 하나 이상의 규소 원자를 함유하는 친수성 화합물을 배제한다. 친수성 실리콘-무함유 단량체는 중합성 조성물에서 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체와 조합으로 사용되어 실리콘 히드로겔을 형성할 수 있다. 친수성 실리콘-무함유 단량체는 중합성 조성물에서 실리콘-무함유 친수성 단량체 및 실리콘-무함유 소수성 단량체를 비롯한 다른 실리콘-무함유 단량체와 조합으로 사용되어 규소-무함유 히드로겔을 형성할 수 있다. 실리콘 히드로겔에서, 친수성 실리콘-무함유 단량체 구성요소는 다른 중합성 조성물 구성요소와 조합되는 경우, 생성된 수화된 렌즈에 약 10％ (w/w) 이상, 또는 심지어 약 25％ (w/w) 이상의 함수율을 제공할 수 있는 것을 포함한다. 실리콘 히드로겔에 있어서, 총 실리콘-무함유 단량체는 중합성 조성물의 약 25％ (w/w) 내지 약 75％ (w/w), 또는 약 35％ (w/w) 내지 약 65％ (w/w), 또는 약 40％ (w/w) 내지 약 60％ (w/w)일 수 있다.
실리콘-무함유 단량체로서 포함될 수 있는 단량체는 통상적으로 하나 이상의 중합성 이중 결합, 하나 이상의 친수성 관능기 또는 양자 모두를 보유한다. 중합성 이중 결합의 예에는, 예를 들어 비닐, 아크릴계, 메타크릴계, 아크릴아미도, 메타크릴아미도, 푸마르산, 말레산, 스티릴, 이소프로페닐페닐, O-비닐카르보네이트, O-비닐카르바메이트, 알릴계, O-비닐아세틸 및 N-비닐 락탐 및 N-비닐아미도 이중 결합이 포함된다. 한 예에서, 친수성 단량체는 비닐-함유 (예를 들어, 아크릴계 함유 단량체 또는 비-아크릴계 비닐 함유 단량체)이다. 이러한 친수성 단량체는 그 자체가 가교결합제로서 사용될 수 있다.
이러한 친수성 실리콘-무함유 단량체는 가교결합제일 수 있으나 반드시 가교결합제인 것은 아니다. 상기 기재된 바와 같은 아크릴로일 잔기의 하위집합으로서 고려시, "아크릴계-유형" 또는 "아크릴계-함유" 또는 아크릴레이트-함유 단량체는 아크릴기 (CR'H=CRCOX) (여기서, R은 H 또는 CH3이고, R'는 H, 알킬 또는 카르보닐이고, X는 O 또는 N임)를 함유하는 단량체이며, 이는 또한 쉽게 중합하는 것으로 공지되어 있다.
실리콘 히드로겔에 있어서, 친수성 실리콘-무함유 구성요소는 아크릴계 단량체 (예를 들어, α-탄소 위치에 비닐기 및 카르복실산 말단을 갖는 단량체, α-탄소 위치에 비닐기 및 아미드 말단을 갖는 단량체 등) 및 친수성 비닐-함유 (CH2=CH-) 단량체 (즉, 아크릴기의 일부가 아닌 비닐기를 함유하는 단량체)를 포함하는 비-규소 함유 단량체 구성요소를 포함할 수 있다.
예시적인 아크릴계 단량체에는 N,N-디메틸아크릴아미드 (DMA), 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (HEMA), 메타크릴산, 아크릴산, 메틸메타크릴레이트 (MMA), 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 메타크릴레이트 (EGMA) 및 이의 임의의 혼합물이 포함된다. 한 예에서, 총 아크릴계 단량체 함량은 실리콘 히드로겔 렌즈 제품을 제조하는데 사용되는 중합성 조성물의 약 5％ (w/w) 내지 약 50％ (w/w) 범위의 양이며, 중합성 조성물의 약 10％ (w/w) 내지 약 40％ (w/w), 또는 약 15％ (w/w) 내지 약 30％ (w/w) 범위의 양으로 존재할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 실리콘-무함유 단량체는 또한 친수성 비닐-함유 단량체를 포함할 수 있다. 본 발명의 렌즈의 재료에 혼입될 수 있는 친수성 비닐-함유 단량체에는 비제한적으로 다음이 포함된다: N-비닐 락탐 (예를 들어, N-비닐 피롤리돈 (NVP)), N-비닐-N-메틸 아세트아미드 (VMA), N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-2-히드록시에틸 비닐 카르바메이트, N-카르복시-β-알라닌 N-비닐 에스테르 등 및 이의 혼합물. 비닐-함유 단량체의 한 예는 N-비닐-N-메틸 아세트아미드 (VMA)이다. VMA의 구조식은 CH3C(O)N(CH3)-CH=CH2에 상응한다. 한 예에서, 중합성 조성물의 총 비닐-함유 단량체 함량은 실리콘 히드로겔 렌즈 제품을 제조하는데 사용되는 중합성 조성물의 약 0％ 내지 약 50％ (w/w) 범위, 예를 들어 약 50％ (w/w) 이하의 양이며, 중합성 조성물의 약 20％ (w/w) 내지 약 45％ (w/w), 또는 약 28％ (w/w) 내지 약 40％ (w/w) 범위의 양으로 존재할 수 있다. 당업계에 공지된 다른 실리콘-무함유 렌즈-형성 친수성 단량체가 또한 적합할 수 있다.
본 발명의 콘택트 렌즈, 예컨대 본 발명의 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈를 제조하는데 유용한 가교결합제에는, 비제한적으로, 상기 지시된 가교결합제가 포함된다. 가교결합제에 사용하기 위한 아크릴레이트-관능화된 에틸렌 옥시드 올리고머의 예에는 올리고-에틸렌 옥시드 디메타크릴레이트가 포함될 수 있다. 가교결합제는 TEGDMA, TEGDVE, EGDMA, TMGDMA 또는 이의 임의의 조합일 수 있다. 통상적으로, 가교결합제는 중합성 조성물에 비교적 적은 총량으로 중합성 실리콘 히드로겔 조성물 중에 존재하며, 예컨대 중합성 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1％ (w/w) 내지 약 10％ (w/w), 또는 약 0.5％ (w/w) 내지 약 5％ (w/w), 또는 약 0.75％ (w/w) 내지 약 1.5％ (w/w) 범위의 양으로 존재한다.
부가적 히드로겔 구성요소. 본원에 기재된 실리콘 히드로겔 렌즈 중합성 조성물은 또한 부가적 구성요소, 예를 들어 하나 이상의 개시제, 예컨대 하나 이상의 열 개시제, 하나 이상의 자외선 (UV) 개시제, 가시광 개시제, 이의 조합 등, 하나 이상의 UV 흡수제 또는 화합물, 또는 UV 조사 또는 에너지 흡수제, 틴트제, 안료, 이형제, 항미생물 화합물 및/또는 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 용어 "첨가제"는 본 출원의 맥락에서 본 발명의 히드로겔 콘택트 렌즈 중합성 조성물 또는 중합된 히드로겔 콘택트 렌즈 제품에 제공되나 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조에 필요하지는 않은 화합물 또는 임의의 화학적 작용제를 지칭한다.
중합성 조성물은 하나 이상의 개시제 화합물, 즉, 중합성 조성물의 중합을 개시할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 열 개시제, 즉, "킥오프 (kick-off)" 온도를 갖는 개시제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 중합성 조성물 중에 사용되는 한 예시적인 열 개시제는 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) (바조® (VAZO)-64)이다. 바조®-64는 약 62℃의 킥오프 온도를 보유하며, 이 온도는 중합성 조성물 중 반응성 구성요소가 중합을 시작하는 온도이다. 또 다른 열 개시제는 2,2'-아조비스(2,4-디메틸펜탄니트릴) (바조®-52)이며, 이는 약 50℃의 킥오프 온도를 보유한다. 본 발명의 조성물에서 사용하기 위한 또 다른 열 개시제는 아조-비스-이소부티로니트릴 (바조®-88)이며, 이는 약 90℃의 킥오프 온도를 갖는다. 본원에 기재된 모든 바조 열 개시제는 듀폰 (DuPont; 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)으로부터 입수가능하다. 부가적 열 개시제에는 니트라이트, 예컨대 1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴) 및 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 및 또한 다른 유형의 개시제, 예컨대 시그마 알드리치 (Sigma Aldrich)로부터 입수가능한 것이 포함된다. 안과적으로 상용성인 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈는 약 0.05％ (w/w) 내지 약 0.8％ (w/w), 또는 약 0.1％ (w/w) 내지 약 0.6％ (w/w)의 바조®-64 또는 다른 열 개시제를 포함하는 중합성 조성물로부터 수득될 수 있다.
UV 흡수제는 약 320-380 ㎚의 UV-A 범위에서 비교적 높은 흡수 값을 나타내는 강한 UV 흡수제일 수 있으나, 약 380 ㎚ 초과에서 비교적 투과적이다. 예에는 광중합성 히드록시벤조페논 및 광중합성 벤조트리아졸, 예컨대 2-히드록시-4-아크릴로일옥시에톡시 벤조페논 (사이테크 인더스트리즈 (Cytec Industries; 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재)로부터 시아소르브 (CYASORB) UV416으로서 시판됨), 2-히드록시-4-(2-히드록시-3-메타크릴릴옥시)프로폭시벤조페논, 및 광중합성 벤조트리아졸 (노람코 (Noramco; 미국 조지아주 아테네 소재)로부터 노르블록 (NORBLOC)® 7966으로서 시판됨)이 포함된다. 본 발명에 따라 사용하기에 적합한 다른 광중합성 UV 흡수제에는 중합성인 에틸렌계 불포화 트리아진, 살리실레이트, 아릴-치환된 아크릴레이트 및 이의 혼합물이 포함된다. 일반적으로 말하면, UV 흡수제 (존재하는 경우)는 중합성 조성물의 약 0.5 중량％ 내지 조성물의 약 1.5 중량％에 상응하는 양으로 제공된다. 예를 들어, 조성물은 약 0.6％ (w/w) 내지 약 1.0％ (w/w)의 하나 이상의 UV 흡수제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유용한 중합성 조성물은 또한 틴트제를 포함할 수 있으나, 틴트화된 렌즈 제품 및 투명한 렌즈 제품 둘 다 고려된다. 한 예에서, 틴트제는 생성된 렌즈 제품에 색을 제공하기에 효과적인 반응성 염료 또는 안료이다. 틴트제에는, 예를 들어 배트 블루 (VAT Blue) 6 (7,16-디클로로-6,15-디히드로안트라진-5,9,14,18-테트론), 1-아미노-4-[3-(베타-술페이토에틸술포닐)아닐리오]-2-안트라퀴논술폰산 (C.I. 리액티브 블루 (Reactive Blue) 19, RB-19), 리액티브 블루 19 및 히드록시에틸메타크릴레이트의 공중합체 (RB-19 HEMA) 1,4-비스[4-[(2-메타크릴-옥시에틸)페닐아미노] 안트라퀴논 (리액티브 블루 246, RB-246, 아란 케미칼 컴퍼니 (Arran Chemical Company; 아일랜드 아틀론 소재)로부터 입수가능함), 1,4-비스[(2-히드록시에틸)아미노]-9,10-안트라센디온 비스(2-프로펜산)에스테르 (RB-247), 리액티브 블루 4, RB-4 또는 리액티브 블루 4 및 히드록시에틸 메타크릴레이트의 공중합체 (RB-4 HEMA 또는 "블루 HEMA")가 포함될 수 있다. 다른 예시적인 틴트제가, 예를 들어 미국 특허 출원 공보 제2008/0048350호에 개시되어 있으며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참고로 도입된다. 본 발명에 따라 사용하기 위한 다른 적합한 틴트제는 프탈로시아닌 안료, 예컨대 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린, 크롬-알루미나-산화코발트, 산화크롬, 및 적색, 황색, 갈색 및 흑색을 위한 다양한 산화철이다. 불투명화제, 예컨대 이산화티탄이 또한 혼입될 수 있다. 특정 적용을 위해, 색의 혼합을 사용할 수 있다. 틴트제는 (사용되는 경우) 약 0.1％ (w/w) 내지 약 15％ (w/w), 또는 약 1％ (w/w) 내지 약 10％ (w/w), 또는 약 4％ (w/w) 내지 약 8％ (w/w) 범위의 양으로 존재할 수 있다.
중합성 조성물은 또한 이형 보조제, 즉 경화된 콘택트 렌즈의 그의 금형으로부터의 제거를 더 용이하게 만드는데 효과적인 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 예시적인 이형 보조제에는 친수성 실리콘, 폴리알킬렌 옥시드 및 이의 조합이 포함된다. 중합성 조성물은 헥산올, 에톡시에탄올, 이소프로판올 (IPA), 프로판올, 데칸올 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 희석제를 부가적으로 포함할 수 있다. 희석제는 (사용되는 경우) 통상적으로 약 10％ (w/w) 내지 약 30％ (w/w) 범위의 양으로 존재한다. 비교적 보다 높은 농도의 희석제를 갖는 조성물은 보다 낮은 이오노플럭스 값, 감소된 모듈러스 및 증가된 신율, 및 또한 20초 초과의 수붕괴 시간 (WBUT)을 갖는 경향이 있으나 반드시 그러한 것은 아니다. 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조에서 사용하기에 적합한 부가적 재료는 미국 특허 제6,867,245호에 기재되어 있으며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참고로 도입된다. 그러나, 특정 실시양태에서 중합성 조성물은 희석제-무함유이다.
렌즈의 제조 방법. 스핀주조 및 정적 주조를 비롯한, 콘택트 렌즈의 제조에서 중합성 조성물을 경화시키기 위한 다양한 방법이 공지되어 있다. 스핀주조 방법은 중합성 조성물을 금형에 충전시키고, 중합성 조성물을 UV 광에 노출시키면서 제어된 방식으로 금형을 스피닝시키는 것을 수반한다. 정적 주조 방법은 2개의 금형 섹션 (전방 렌즈 표면을 형성하도록 성형된 한 금형 섹션 및 후방 렌즈 표면을 형성하도록 성형된 다른 금형 섹션) 사이에 중합성 조성물을 제공하고, 중합성 조성물을 UV 광, 열, 가시광 또는 기타 방사선에 노출시켜 경화시키는 것을 수반한다. 콘택트 렌즈의 형성에 대한 부가적 세부사항 및 방법은, 예를 들어 미국 특허 출원 공보 제2007/0296914호 및 제2008/0048350호에서 찾을 수 있으며, 이들 각각의 개시내용은 그 전문이 본원에 참고로 도입된다.
반응 혼합물을 경화시킨 후, 생성된 중합체를 금형으로부터 분리한다. 일부 상황에서, 이러한 정적 주형 성형에서, 금형으로부터 중합체를 분리하기 전에 2개의 금형 부재를 먼저 분리한다.
생성된 중합체는 또한, 비제한적으로, 물, 수용액, 유기 용매 및 유기 용매를 포함하는 수용액을 비롯한 세척액으로 처리할 수 있다. 세척 처리를 이용하여 희석제 (사용되는 경우), 미반응 구성요소, 부산물 등을 제거하고, 중합체를 수화시켜 수팽윤 히드로겔을 형성할 수 있다. 본 발명의 유용한 중합성 제형 또는 조성물을 사용하여 제조된 렌즈에는 수화 및 포장 전에 유기 용매, 유기 용매를 함유하는 수용액으로 추출하는 것이 요구되지 않는다. 유기 용매 추출을 하지 않은 렌즈는 물 또는 수용액, 에컨대 생리 식염수 또는 계면활성제 또는 계면활성제 구성요소의 수용액으로 세척할 수 있다. 희석제 (존재하는 경우) 및 잔류하는 중합되지 않은 단량체의 용해도 특징에 따라, 초기에 사용되는 용매는 유기 액체, 예컨대 에탄올, 메탄올, 이소프로판올, 이의 혼합물 등, 또는 물과 하나 이상의 유기 액체의 혼합물일 수 있으며, 이어서 순수한 물 (또는 생리 식염수 또는 계면활성제 용액)로 추출하여 물로 팽윤된 중합체를 포함하는 실리콘 히드로겔을 제조한다. 한 실시양태에서, 중합성 조성물 중에 또는 이와 함께 희석제가 존재하지 않는다. 어떠한 경우에도, 세척 동안 또는 세척 이후에, 렌즈는 물 또는 수용액, 예컨대 포장 용액 중에서 수화된다. 렌즈를 본원에 기재된 바와 같이 수용액으로 세척할 경우, 렌즈는 적어도 부분적으로 수화될 것으로 이해된다. 세척/추출 공정, 수화 공정, 또는 세척/추출 및 수화 공정 둘 다 가열된 액체, 가압된 액체 또는 진공하의 액체를 사용하여 수행할 수 있다. 수화 이후의 실리콘 히드로겔은, 히드로겔의 총 중량을 기준으로 20％ (w/w) 내지 80％ (w/w) 물, 예를 들어 30％ (w/w) 내지 70％ (w/w) 물, 또는 40％ (w/w) 내지 60％ (w/w) 물을 포함할 수 있다.
예시적인 중합성 조성물. 본 발명의 유용한 중합성 조성물의 단량체는 단독으로 중합되거나 다른 단량체와 공중합되어 콘택트 렌즈 재료를 제공할 수 있다.
[표 I]
[표 II]
[표 3]
[표 4]
공중합체는 하나 이상의 실리콘 함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체, 예를 들어 제1 및 제2 실리콘-함유 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체를 조합함으로써, 예컨대 구조식 (A) 및 (B) 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체를 표 II에 기재된 것과 같은 하나 이상의 실리콘-무함유 단량체, 표 III에 기재된 것과 같은 가교결합제와 조합함으로써 제조할 수 있다. 표 IV에 기재된 것과 같은 중합 개시제를 혼합물에 첨가한다.
공중합체는 먼저 표 I에 나열된 구성요소들을 조합함으로써 적합한 렌즈 금형, 예를 들어 비-극성 재료, 예컨대 폴리프로필렌, 예를 들어 핵화 열가소성 폴리프로필렌 수지로 제조된 금형을 사용하여 콘택트 렌즈 형태로, 또는 테플론-라이닝된 유리 슬라이드 사이에서 제조된 필름 형태로 제조된다. 단량체 혼합물을 금형 또는 슬라이드 공동으로 투입한 후, 개시제를, 예를 들어 적절한 킥오프 온도로 가열함으로써 "킥오프"시킨다. 성형의 완료 후, 금형을 개방하고 중합체를 금형으로부터 분리한다. 그 후, 렌즈를 세척하기 위하여 본원의 다른 부분에 논의된 바와 같이 렌즈를 물 또는 수용액과 접촉시킨다. 렌즈는 본원의 다른 부분에 논의된 바와 같이 물 또는 수용액 중에서 수화시킬 수 있다. 그 후, 렌즈를 블리스터 또는 블리스터 팩, 예컨대 PBS 용액을 사용하는 블리스터 안에 포장할 수 있다. 본 발명의 콘택트 렌즈체에, 렌즈체를 형성한 후 중합성 팽윤제로 처리하지 않고/않거나 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않는다.
본 발명의 콘택트 렌즈는, 예를 들어 그의 다양한 특성, 예를 들어 전진 접촉각, 수붕괴 시간 (WBUT), 습윤화 용액의 흡수 및 다른 기법에서 나타내어지는 바와 같이 허용되는 습윤성을 가질 수 있다.
콘택트 렌즈는, 습윤시 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 복수개의 오목부, 또는 평균 직경이 약 130 ㎚ 내지 약 630 ㎚ 미만인 복수개의 오목부, 또는 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 약 550 ㎚ 미만인 복수개의 오목부를 포함하는 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면을 가질 수 있다.
복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 4 ㎚ 내지 약 100 ㎚일 수 있거나, 또는 복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 4 ㎚ 내지 약 4 ㎚일 수 있거나, 또는 복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 4 ㎚ 내지 약 40 ㎚일 수 있거나, 또는 복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 4 ㎚ 내지 약 20 ㎚일 수 있다. 한 실시양태에서, 복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 8 ㎚ 내지 약 20 ㎚일 수 있거나, 또는 복수개의 오목부의 평균 깊이는 약 15 ㎚ 내지 약 90 ㎚일 수 있다.
본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 평균 표면 조도는 약 5 ㎚ 평균 제곱근 (RMS) 내지 약 30 ㎚ RMS일 수 있거나, 또는 평균 표면 조도는 약 7 ㎚ RMS 내지 약 25 ㎚ RMS일 수 있거나, 또는 평균 표면 조도는 약 10 ㎚ RMS 내지 약 20 ㎚ RMS일 수 있다.
복수개의 오목부의, 900 ㎛2의 표면 당 오목부의 개수 또는 900 ㎛2의 표면 당 오목부의 평균 개수를 의미하는 밀도 또는 평균 밀도는, 900 ㎛2의 표면 당 약 5 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1500 오목부일 수 있거나, 복수개의 오목부의 평균 밀도는 900 ㎛2의 표면 당 약 80 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1500 오목부일 수 있거나, 또는 복수개의 오목부의 평균 밀도는 900 ㎛2의 표면 당 약 200 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1000 오목부일 수 있다. 한 실시양태에서, 복수개의 오목부의 평균 밀도는 900 ㎛2의 표면 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2의 표면 당 약 1200 오목부일 수 있다.
물 또는 수용액 중에서 수화시킨 직 후, 본 발명의 콘택트 렌즈는 100° 미만의 전진 접촉각 및 5초 초과의 수붕괴 시간 (WBUT)을 갖는 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면을 가질 수 있다. 본 발명의 콘택트 렌즈는 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후, 100° 미만의 전진 접촉각 및 5초 초과의 수붕괴 시간을 갖는 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 직후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면은 100° 미만의 전진 접촉각 및 5초 초과의 수붕괴 시간을 갖고, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면은 100° 미만의 전진 접촉각 및 5초 초과의 수붕괴 시간을 갖는다.
본 발명의 콘택트 렌즈는, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 직후에, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면의 제2 전진 접촉각과 30° 미만 차이가 나는 제1 전진 접촉각, 또는 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면의 제2 전진 접촉각과 20° 미만 차이가 나는 제1 전진 접촉각, 또는 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면의 제2 전진 접촉각과 10° 미만 차이가 나는 제1 전진 접촉각을 갖는 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 하나 이상의 표면을 가질 수 있다.
본 발명의 콘택트 렌즈는, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 직후에, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면의 제2 수붕괴 시간과 15초 이하 차이가 나는 제1 수붕괴 시간, 또는 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면의 제2 수붕괴 시간과 10초 이하 차이가 나는 제1 수붕괴 시간, 또는 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면의 제2 수붕괴 시간과 5초 이하 차이가 나는 제1 수붕괴 시간을 갖는 렌즈체의 전방 표면 또는 후방 표면을 가질 수 있다.
콘택트 렌즈 포장물. 콘택트 렌즈 포장물에는 상기 기재된 바와 같은 콘택트 렌즈체 및 포장 용액이 포함되어 제공된다. 포장 용액은 습윤제 또는 렌즈가 블리스터 포장물에 접착되는 것을 방지하거나 그런 경우가 없도록 돕는 제제, 예를 들어 계면활성제 또는 친수성 중합체를 포함할 수 있다. 계면활성제는 비-이온성 계면활성제, 예컨대 폴리소르베이트 80, 폴록사머, 폴록사민 또는 당류일 수 있다. 친수성 중합체는 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐 알콜의 형태 또는 이의 조합일 수 있다.
콘택트 렌즈 포장물과 관련하여, 포장물은 콘택트 렌즈체 및 포장 용액을 보유하도록 구성된 공동을 갖는 베이스 부재, 및 콘택트 렌즈의 저장 수명과 동일한 지속시간 동안 멸균 조건에서 콘택트 렌즈 및 포장 용액을 유지하도록 구성된 베이스 부재에 부착된 밀봉부를 추가로 포함할 수 있다.
실시예
하기 비제한적 실시예는 본 발명의 특정 측면을 예시한다.
하기 약어 및 상응하는 화합물 및 구조식이 실시예에서 사용된다.
MCR-M07 = 상기 예시한 바와 같은 모노메타크릴옥시프로필 종결 폴리디메틸실록산 (미국 펜실베니아주 모리스빌 소재의 겔레스트).
MCS-M11 = 모노메타크릴옥시프로필 종결 폴리디메틸실록산 (미국 펜실베니아주 모리스빌 소재의 겔레스트). 이의 구조식은 다음과 같다.
FMM = 상기 예시한 바와 같은 실리콘-함유 구성요소 (미국 오하이오주 애크론 소재의 신-에츠 실리콘즈 오브 아메리카 (Shin-Etsu Silicones of America)).
M5A = 미국 특허 출원 공보 제2009/0234089호 (일본 가나가와 소재의 아사히 가세이 아이메 컴퍼니, 리미티드 (Asahi Kasei Aime Co., Ltd.))의 실시예 2에 기재된 친수성 폴리실록산 거대단량체 A와 구조가 동일하거나 유사한 실리콘-함유 구성요소.
X22-1622 = 상기 예시한 바와 같은 실리콘-함유 구성요소 (미국 오하이오주 애크론 소재의 신-에츠 실리콘즈 오브 아메리카).
X22-1625 = 상기 예시한 바와 같은 실리콘-함유 구성요소 (미국 오하이오주 애크론 소재의 신-에츠 실리콘즈 오브 아메리카).
SiGMA = (3-메타크릴옥시-2-히드록시프로필옥시)프로필비스(트리메틸실록시)메틸실란. 이의 구조식은 다음과 같다.
트리스 = 3-[트리스(트리메틸실릴옥시)실릴]프로필 메타크릴레이트. 이의 구조식은 다음과 같다.
DMS-R18 = 상기 예시한 바와 같은 메타크릴옥시프로필 종결 폴리디메틸실록산 (미국 펜실베니아주 모리스빌 소재의 겔레스트).
DMA = N,N-디메틸아크릴아미드.
VMA = N-비닐-N-메틸아세트아미드.
MMA = 메틸 메타크릴레이트.
HEMA = 히드록시에틸 메타크릴레이트.
EGMA = 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 메타크릴레이트.
EGDMA = 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 .
TEGDMA = 트리(에틸렌 글리콜)디메타크릴레이트.
TEGDVE = 트리(에틸렌 글리콜)디비닐 에테르.
VAZO®64 = 2,2'-아조비스 (이소부티로니트릴).
PBS = 인산염 완충 염수 (20 mM, pH=7.3)
MPC = 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린 (HEMA-PC, 리피듀어 (LIPIDURE)® 엔오에프 코포레이션 (NOF Corporation), 일본 도쿄 소재).
VB6 = VAT 블루 6 (7,16-디클로로-6,15-디히드로안트라진-5,9,14,18-테트론).
EHMA = 2-에틸헥실 메타크릴레이트
IBM = 이소보르닐 메타크릴레이트
AE = 알록시 에탄올
콘택트 렌즈의 제조
하기 표 AB의 일부에 의해 지시된 바와 같은 성분 및 구성요소의 다양한 조합을 혼합함으로써 중합성 렌즈 조성물을 제조하였다. 하기 일반적인 방식으로 렌즈 제형을 렌즈로 형성하였다.
통상적인 사출 성형 기법 및 장치를 사용하여 비-극성 폴리프로필렌 수지로부터 콘택트 렌즈 금형을 사출 성형하였다. 각각의 콘택트 렌즈 금형은 콘택트 렌즈의 전방 표면을 형성하기 위한 오목한 광학 품질 표면을 포함하는 여성형 금형 부재, 및 콘택트 렌즈의 후방 표면을 형성하기 위한 볼록한 광학 품질 표면을 포함하는 남성형 금형 부재를 포함하였다. 여성형 금형 부재는 전방 표면 금형인 것으로 이해될 수 있고, 남성형 금형 부재는 후방 표면 금형인 것으로 이해될 수 있다.
소정량 (약 60 ㎕)의 중합성 렌즈 조성물을 여성형 금형 부재의 오목한 표면 상에 위치시켰다. 여성형 금형 부재의 오목한 표면과 남성형 금형 부재의 볼록한 표면 사이에 형성된 콘택트 렌즈 형상화된 공동에 중합성 렌즈 조성물이 위치되도록 남성형 금형 부재를 여성형 금형 부재과 접촉시켜 위치시켰다. 여성형 금형 부재 및 남성형 금형 부재의 주변 영역 사이의 억지 끼워맞춤 (interference fit)에 의해 남성형 금형 부재를 제자리에서 유지시켰다.
그 후, 중합성 렌즈 조성물을 함유하는 콘택트 렌즈 금형을 오븐에 위치시키고, 여기서 중합성 렌즈 조성물을 약 100℃의 온도에서 약 30분 동안 경화시켰다. 경화 후, 콘택트 렌즈 금형은 콘택트 렌즈 형상화된 공동 내에 중합된 콘택트 렌즈 제품을 함유하였다.
콘택트 렌즈 금형을 오븐으로부터 제거하고, 실온으로 (약 20℃) 냉각시켰다. 남성형 금형 부재 및 여성형 금형 부재를 서로 분리하기 위해 콘택트 렌즈 금형을 기계적으로 이형시켰다. 중합된 콘택트 렌즈 제품은 남성형 금형 부재에 부착된 상태로 남아있었다.
그 후, 중합된 콘택트 렌즈 제품을 남성형 금형 부재로부터 기계적으로 탈렌즈화하여, 남성형 금형 부재로부터 콘택트 렌즈 제품을 분리하였다.
그 후, 분리된 콘택트 렌즈 제품을 물 중에서 세척하고 PBS 중에서 수화시키고 수화된 콘택트 렌즈 제품의 특징을 규명하기 위하여 여러 시험 절차를 수행하였다. 특정 예에서, 콘택트 렌즈 제품을 건조하게, 즉 건조 상태의 콘택트 렌즈 제품으로, 예를 들어 세척, 추출 또는 수화 전이나 보유된 물 또는 용매를 제거하기 위해 건조시킨 후 시험하였다.
렌즈 제품의 특징규명 방법
콘택트 렌즈 제품, 특히 이러한 제품의 콘택트 렌즈체의 전방 및 후방 표면의 표면형태 (topography)를 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 분석하였다. 사용된 기기는 미국 캘리포니아주 산타 바바라 소재의 비코 인스트루먼트 인코포레이티드에서 판매하는 비코 (Veeco) 모델 CP II 원자력 현미경이었다. 이 기기를 0.5Hz의 스캔 속도 및 10x10 ㎛, 20x20 ㎛, 30x30 ㎛ 및 40x40 ㎛의 스캔 크기로 태핑 모드로 작동시켜 사용하였다. 데이터를 하기 소프트웨어를 이용하여 분석하였다: 비코 인스트루먼트 인코포레이티드에서 제공되는 이미지 분석 버전 2.1.
하기 절차를 후속하였다:
태핑 모드로 작동하는 비코 CP II 원자력 현미경을 사용하여 건조 및 습윤 렌즈 이미지를 촬영하였다. 시험한 습윤 렌즈는 PBS 용액 중에 있었다. 특정 렌즈 유형에 있어서, 3개의 렌즈를 시험하여 원자력 현미경 (AFM) 이미지를 촬영하였다. 한 렌즈 샘플에서 3곳 이상의 다른 부분을 스캔하여 AFM 데이터를 수집하였다. 습윤 렌즈 샘플을 바이알 또는 블리스터 포장물로부터 꺼내어 PBS 용액에 잠긴 폴리프로필렌 금형의 상부에 놓았다. 후속하여 표면의 표면형태 이미지를 액체 환경에서 여러 스캐닝 크기 (10 ㎛ x 10 ㎛, 20 ㎛ x 20 ㎛, 30 ㎛ x 30 ㎛, 40 ㎛ x 40 ㎛)에서 0.5Hz의 스캔 속도로 촬영하였다. 건조 렌즈 샘플을 깨끗한 스테인레스 강 웨이퍼 상에 양면 탄소 테이프를 사용하여 고정시키고, 건조 조건에서 여러 스캐닝 크기 (10 ㎛ x 10 ㎛, 20 ㎛ x 20 ㎛, 30 ㎛ x 30 ㎛, 40 ㎛ x 40 ㎛)에서 0.5Hz의 스캔 속도로 시험하였다. 이미지 어낼러시스 v2.1 (비코 인스트루먼트 인코포레이티드)을 사용하여 표면 오목부를 추가로 분석하였다. 표면 오목부 분포 또는 주기성 수 (periodicity number)를 30 ㎛ x 30 ㎛ 면적의 AFM 이미지에서 계수하였다. 50개의 표면 오목부를 추가로 분석하여 AFM 이미지에서의 오목부의 평균 직경 및 평균 깊이를 수득하였다. 부가적으로, 여러 렌즈 유형에 대해 동일한 소프트웨어를 사용하여 평균 제곱근 (RMS) 조도를 계산하였다.
수붕괴 시간 (WBUT). 시험 전에, 렌즈를 24시간 이상 동안 3ml의 신선한 PBS에 침지시켰다. 시험 직전, 렌즈를 흔들어 과량의 PBS를 제거하고, 수막이 렌즈 표면으로부터 벗겨지는데 걸리는 시간 길이 (초)를 측정하였다 (예를 들어, 수붕괴 시간 (물 BUT 또는 WBUT)).
전진 접촉각. 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 전진 접촉각을 결정할 수 있었다. 예를 들어, 계류 기포 방법을 사용하여 본원에 제공된 콘택트 렌즈의 전진 접촉각을 측정할 수 있었다. 크루쓰 (Kruss) DSA 100 기기 (크루쓰 게엠베하 (Kruss GmbH; 함부르크 소재)를 사용하여, 그리고 문헌 [D. A. Brandreth: "Dynamic contact angles and contact angle hysteresis", Journal of Colloid and Interface Science, vol. 62, 1977, pp. 205-212] 및 문헌 [R. Knapikowski, M. Kudra: Kontaktwinkelmessungen nach dem Wilhelmy-Prinzip-Ein statistischer Ansatz zur Fehierbeurteilung", Chem. Technik, vol. 45, 1993, pp. 179-185] 및 미국 특허 제6,436,481호 (모두 그 전문이 본원에 참고로 도입됨)에 기재된 바와 같이 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 전진 접촉각을 결정할 수 있었다.
예로서, 인산염 완충 염수 (PBS; pH=7.2)를 사용하는 계류 기포 방법을 사용하여 전진 접촉각을 결정할 수 있었다. 시험 전에, 렌즈를 pH 7.2 PBS 용액에 30분 이상 동안 또는 밤새 침지시켰다. 렌즈를 석영 표면 상에 평평하게 놓고, 시험 전에 10분 동안 PBS로 재수화시켰다. 자동화된 시린지 시스템을 사용하여 기포를 렌즈 표면 상에 위치시켰다. 기포의 크기를 증가시키고 감소시켜서 후진 각 (기포 크기의 증가시 얻어지는 플래토 (plateau)) 및 전진 각 (기포 크기의 감소시 얻어지는 플래토)을 얻을 수 있었다.
정적 접촉각. 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 정적 접촉각을 결정할 수 있었다. 예를 들어, 계류 기포 방법을 사용하여 또는 DSA 100 점적 형상 분석 시스템 (크루쓰, 독일 함부르크 소재)을 사용하여 정적 접촉각을 결정할 수 있었다. 시험 전에, 렌즈를 pH 7.2 PBS 용액에 30분 이상 동안 또는 밤새 침지시켰다.
모듈러스. 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 렌즈체의 모듈러스를 결정할 수 있었다. 예를 들어, 렌즈의 중심부로부터 약 4 ㎜ 폭을 갖는 콘택트 렌즈의 조각을 절단할 수 있었고, 인스트론 (Instron) 3342 (인스트론 코포레이션 (Instron Corporation; 미국 매사추세츠주 노우드 소재))를 사용하여 25℃, 75％ 이상의 습도의 공기 중에서 10 ㎜/분의 속도의 인장 시험에 의해 얻은 응력-변형 곡선의 초기 기울기로부터 모듈러스 (단위; MPa)를 결정할 수 있었다.
이오노플럭스. 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 본 발명의 렌즈의 렌즈체의 이오노플럭스를 결정할 수 있었다. 예를 들어, 미국 특허 제5,849,811호에 기재된 "이오노플럭스 기법"과 실질적으로 유사한 기법을 사용하여 콘택트 렌즈 또는 렌즈체의 이오노플럭스를 측정할 수 있었다. 예를 들어, 측정할 렌즈를 남성형 부분 및 여성형 부분 사이에 렌즈-보유 장치에 위치시킬 수 있었다. 남성형 부분 및 여성형 부분은, 렌즈와 남성형 부분 또는 여성형 부분 사이에 각각 위치된 가요성 밀봉 고리를 포함하였다. 렌즈-보유 장치에 렌즈를 위치시킨 후, 렌즈-보유 장치를 나사형 뚜껑 (threaded lid)에 위치시켰다. 뚜껑을 유리 튜브 상으로 돌려 끼워 공여 챔버를 한정하였다. 16ml의 0.1 몰랄 NaCl 용액으로 공여 챔버를 충전할 수 있었다. 수용 챔버를 80ml의 탈이온수로 충전할 수 있었다. 전도도 측정기의 리드를 수용 챔버의 탈이온수에 액침시키고, 교반 막대를 수용 챔버에 첨가하였다. 수용 챔버를 항온기에 위치시키고, 온도를 약 35℃에서 유지하였다. 마지막으로, 공여 챔버를 수용 챔버에서 액침시켰다. 수용 챔버로의 공여 챔버의 액침 10분 후에 개시하여 약 20분 동안 2분 마다 전도도의 측정을 수행할 수 있었다. 전도도 대 시간 데이터는 실질적으로 선형이어야 한다.
인장 강도. 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 렌즈체의 인장 강도를 결정할 수 있었다. 예를 들어, 렌즈의 중심부로부터 약 4 ㎜ 폭을 갖는 콘택트 렌즈의 조각을 절단해낼 수 있었고, 인스트론 3342 (인스트론 코포레이션; 미국 매사추세츠주 노우드 소재)를 사용하는 시험으로부터 인장 강도 (단위; MPa)를 결정할 수 있었다.
신율. 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 렌즈체의 신율을 결정할 수 있었다. 예를 들어, 인스트론 3342 (인스트론 코포레이션; 미국 매사추세츠주 노우드 소재)를 사용하여 신율 (％)을 결정할 수 있었다.
산소 투과율 (Dk). 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 본 발명의 렌즈의 Dk를 결정할 수 있었다. 예를 들어, 문헌 [A single-lens polarographic measurement of oxygen permeability (Dk) for hypertransmissible soft contact lenses, M. Chhabra et al., Biomaterials 28 (2007) 4331-4342]에 기재된 바와 같이 변형된 폴라로그래픽 방법을 사용하여 Dk 값을 결정할 수 있었다.
평형 함수율 (EWC). 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 본 발명의 렌즈의 함수율을 결정할 수 있었다. 예를 들어, 수화된 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈를 수성 액체로부터 제거하고 닦아내어, 과량의 표면 물을 제거하고 칭량할 수 있었다. 그 후, 칭량된 렌즈를 진공 하에 80℃의 오븐에서 건조시킬 수 있었으며, 그 후 건조된 렌즈를 칭량할 수 있었다. 수화된 렌즈의 중량으로부터 건조 렌즈의 중량을 공제함으로써 중량 차이를 결정하였다. 함수율 (％)은 (중량 차이/수화된 중량) x 100이다.
렌즈의 중심 두께 (CT). 당업자에게 공지된 통상적인 방법을 사용하여 CT를 결정할 수 있었다. 예를 들어, 레더 (Rehder) ET 게이지 (레더 디벨롭먼트 캄파니 (Rehder Development Company; 미국 캘리포니아주 카스트로 밸리 소재))를 사용하여 CT를 결정할 수 있었다.
일련의 16개의 콘택트 렌즈를 형성하고 상기 기재된 바와 같이 시험하였다. 이러한 16개의 렌즈를 표 AB에 나열된 중합성 조성물로부터 폴리프로필렌 (핵화) 금형 안에서 형성하였다.
[표 AB]
일련의 시판되는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈를 또한, AFM을 사용하여 시험하여 표면의 표면형태를 분석하였다. 이러한 렌즈에는, 아바이라 (AVAIRA)® 렌즈 및 바이오피니티 (BIOFINITY)® 렌즈 (쿠퍼비전 (CooperVision), 미국 캘리포니아주 플리젠튼 소재), 클라리티 (CLARITI)™ 렌즈 (영국 트위큰햄 사우플론 소재) 및 아큐브 (ACUVUE)® 오아시스 (OASYS)™ 렌즈, 아큐브® 어드밴스 (ADVANCE)® 렌즈, 및 아큐브® 트루아이 (TRUEYE)™ 렌즈 (존슨 앤 존슨 비전 케어 인코포레이티드 (Johnson & Johnson Vision Care, Inc.), 미국 플로리다주 잭슨빌 소재)를 비롯한 그의 생산 공정의 일부로서 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않은 시판되는 렌즈가 포함되었다. 렌즈에는 또한, 퓨어비전 (PUREVISION)® 렌즈 (바슈 앤드 롬 (Bausch & Lomb), 미국 뉴욕시 로체스터 소재), 프리미오 (PREMIO)™ 렌즈 (메니콘 (Menicon), 일본 소재), 나잇 앤 데이 (NIGHT & DAY)® 렌즈, 오투 옵틱스 (O2OPTIX)® 렌즈 및 에어 옵틱스 (AIR OPTIX)® 렌즈 (시바 비전 (Ciba Vision), 미국 조지아주 둘루스 소재)를 비롯한 그의 생산 공정의 일부로서 플라즈마 처리의 형태를 수행한 시판되는 렌즈가 포함되었다.
이러한 AFM 시험의 특정 결과를 도 1 내지 4 및 또한 표 AC에 나타내었다. 부가적으로, 도 5 내지 18은 렌즈 표면의 사진을 나타낸다.
각각의 시험 렌즈의 전방/후방 표면의 오목부의 크기, 깊이 및 밀도 및 또한 RMS 조도는, AFM 분석을 수화 직후 또는 수화 12시간 후 또는 수화 24시간 후에 수행했는지에 관계없이, 실질적으로 동일하게, 예를 들어 ±10％ 내지 15％로 유지되었다.
하기 표 AC 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 제형 1 내지 14 및 16으로부터 제조된 콘택트 렌즈 안의 표면 오목부의 평균 직경은 175.7 ㎚ 내지 615.8 ㎚ 범위이었다. 본 발명의 일부 제형의 표면 오목부의 평균 직경은, 예를 들어 약 150 ㎚ 내지 약 1500 ㎚, 약 130 ㎚ 내지 약 630 ㎚, 약 150 ㎚ 내지 약 1500 ㎚, 약 170 ㎚ 내지 약 570 ㎚, 약 180 ㎚ 내지 약 380 ㎚, 또는 약 250 ㎚ 내지 약 390 ㎚ 범위이었다. 제형 15로부터의 콘택트 렌즈의 평균 오목부 직경은 1174.6 ㎚이었다. 시험한 시판되는 렌즈 중에서, 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않은 렌즈 (즉, 아바이라® 렌즈, 바이오피니티® 렌즈, 클라리티™ 렌즈 및 아큐브® 렌즈) 중 어느 것도 탐지가능한 표면 오목부 또는 제형 1 내지 14 및 16으로부터의 렌즈보다 큰 평균 직경을 갖는 표면 오목부를 갖지 않았다. 플라즈마 처리의 형태를 수행한 렌즈 (즉, 퓨어비전® 렌즈, 프리미오™ 렌즈, 나잇 앤 데이® 렌즈, 오투 옵틱스® 렌즈 및 에어 옵틱스® 렌즈) 중 어느 것도 표면 오목부 또는 어느 정도 보다 큰, 예를 들어 약 400 ㎚ 내지 약 800 ㎚의 평균 직경을 갖는 표면 오목부를 갖지 않았다.
[표 AC]
표 AC 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 제형 1 내지 14 및 16으로부터 제조된 콘택트 렌즈 내의 표면 오목부의 평균 깊이는 5.1 ㎚ 내지 48.1 ㎚ 범위이었다. 제형 15로부터의 콘택트 렌즈의 평균 표면 오목부 깊이는 61.6 ㎚이었다. 본 발명의 일부 제형의 표면 오목부의 평균 깊이는, 예를 들어 약 4 ㎚ 내지 약 60 ㎚, 약 4 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 약 8 ㎚ 내지 약 40 ㎚, 약 8 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 약 15 ㎚ 내지 약 90 ㎚, 또는 약 15 ㎚ 내지 약 30 ㎚ 범위이었다.
표 AC 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제형 1 내지 14 및 16으로부터 제조된 콘택트 렌즈 내의 표면 오목부 분포 또는 밀도는 900 ㎛2 당 135 내지 1062 오목부 범위이었다. 제형 15의 콘택트 렌즈의 밀도는 900 ㎛2 당 5 오목부이었다. 본 발명의 일부 제형의 밀도는 900 ㎛2 당 약 5 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1500 오목부, 900 ㎛2 당 약 80 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1500 오목부, 900 ㎛2 당 약 200 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1000 오목부, 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부, 900 ㎛2 당 2 오목부 내지 900 ㎛2 당 700 오목부, 또는 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 600 오목부이었다. 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않은 시험한 시판되는 렌즈 중 어느 것도 표면 오목부를 갖지 않거나, 제형 1 내지 14 및 16으로부터의 렌즈 보다 실질적으로 낮은 표면 오목부 밀도를 가졌다.
표 AC 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제형 1 내지 16으로부터 제조된 콘택트 렌즈의 평균 RMS 표면 조도는 6.9 내지 19.7 범위이었다. 본 발명의 일부 제형의 평균 RMS 표면 조도는 약 5 ㎚ 내지 약 30 ㎚, 약 5 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 약 5 ㎚ 내지 약 15 ㎚, 약 7 ㎚ 내지 약 25 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 30 ㎚, 약 15 ㎚ 내지 30 ㎚, 또는 15 ㎚ 내지 20 ㎚ 범위이었다. 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않은 시험한 시판되는 렌즈의 평균 RMS 표면 조도는, 예를 들어 약 5 ㎚ 내지 약 10 ㎚ 범위로 어느 정도 보다 낮은 경향이 있었다.
또한, 하기 표 AD에는 본 제형을 사용하여 제조한 렌즈의 특성 특징규명 시험으로부터의 결과가 포함되어 있다.
[표 AD]
도 5 내지 18은 태핑 모드를 사용하여 원자력 현미경 (AFM)으로 측정한 렌즈 표면 형태학을 보여주는 사진을 집합을 포함한다. 도 5 내지 10은 제형 1 내지 16으로부터 제조된 렌즈를 PBS 중에서 수화시킨 후를 나타낸다. 도 11 내지 14는 아바이라®, 바이오피니티®, 클라리티™, 프리미오™, 퓨어비전®, 아큐브® 오아시스™, 아큐브® 어드밴스®, 아큐브® 트루아이™, 나잇 앤 데이®, 오투 옵틱스®, 및 에어 옵틱스® 렌즈를 비롯한 다양한 시판되는 렌즈를 PBS 중에서 수화시킨 후 태핑 모드 AFM을 사용하여 측정한 렌즈의 형태학의 사진을 나타낸다.
도 16 내지 18에서, 태핑 모드 AFM 결과는 습윤 또는 수화된 상태 (PBS 중에서 수화시킴) 및 건조 상태 모두에서 시험한 제형 1, 5, 15로부터의 콘택트 렌즈 및 시판되는 아바이라® 렌즈에 대해서 제시하였다. 이러한 결과는 표면 오목부가 습윤 렌즈 및 건조 렌즈 모두에서 존재함을 나타내었다. 따라서, 표면 오목부는 렌즈의 수화에 의해, 예를 들어 수화에 의해서만 야기되지는 않는다.
여러 문헌, 특허 및 특허 출원이 상기 인용되었다. 이러한 각각의 인용된 문헌, 특허 및 특허 출원은 그 전문이 본원에 참고로 도입된다.
본 발명이 다양한 특정 실시예 및 실시양태와 관련하여 기재되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 하기 청구범위의 범주 내에서 다양한 실시될 수 있는 것으로 이해된다.
Claims (61)
- 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 실리콘 히드로겔 렌즈체를 포함하며, 여기서 물 또는 수용액 중에서의 수화 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나는 습윤시에 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 복수개의 오목부 (depression)를 포함하고, 렌즈체를 형성한 후 렌즈체를 중합성 팽윤제로 처리하지 않았거나, 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않았거나, 상기 처리 둘 다 하지 않은, 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈.
- 전방 표면 및 후방 표면을 포함하는 플라즈마 미처리된 실리콘 히드로겔 렌즈체를 포함하며, 상기 표면 중 적어도 하나는 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부인 복수개의 오목부를 포함하는, 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 직경이 약 130 ㎚ 내지 약 630 ㎚ 미만인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 약 550 ㎚ 미만인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 깊이가 약 4 ㎚ 내지 약 100 ㎚인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 깊이가 약 4 ㎚ 내지 약 65 ㎚인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 깊이가 약 15 ㎚ 내지 약 40 ㎚인 콘택트 렌즈.
- 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 5 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1500 오목부인 콘택트 렌즈.
- 제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 80 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1500 오목부인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 200 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1000 오목부인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 평균 표면 조도가 약 5 ㎚ RMS 내지 약 30 ㎚ RMS인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 평균 표면 조도가 약 7 ㎚ RMS 내지 약 25 ㎚ RMS인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 평균 표면 조도가 약 10 ㎚ RMS 내지 약 20 ㎚ RMS인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 전진 접촉각이 100° 미만이고, 수붕괴 시간이 5초 초과인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 팽윤 인자가 20％ 이상인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가 친수성 실리콘-함유 중합체성 재료를 포함하는 것인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가 친수성 중합체성 내부 습윤제를 포함하지 않는 것인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가, 비-극성 재료를 포함하는 콘택트 렌즈 금형과 직접 접촉하는 동안 완전히 또는 부분적으로 경화되는 것인 콘택트 렌즈.
- 제18항에 있어서, 비-극성 재료가 폴리프로필렌을 포함하는 것인 콘택트 렌즈.
- 제18항에 있어서, 비-극성 재료가 핵화 열가소성 폴리프로필렌 수지인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가,
하나 이상의 실리콘-함유 단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 거대단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 예비중합체 또는 이의 혼합물을 포함하는 반응성 성분,
하나 이상의 친수성 단량체, 및
중합 동안 반응성 성분을 가교결합시켜 중합체를 형성하는 하나 이상의 가교결합제
를 포함하는 중합성 조성물의 반응 생성물을 포함하는 것인 콘택트 렌즈. - 제21항에 있어서, 반응성 성분이 700 달톤 미만의 분자량을 갖는 실리콘-함유 단량체를 포함하는 것인 콘택트 렌즈.
- 제21항 또는 제22항에 있어서, 반응성 성분이 약 700 달톤 내지 약 2,000 달톤의 분자량을 갖는 실리콘-함유 거대단량체를 포함하는 것인 콘택트 렌즈.
- 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 성분이 2,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 실리콘-함유 예비중합체를 포함하는 것인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가 희석제의 부재하에서의 중합성 조성물의 중합을 포함하는 방법에 의해 형성되는 것인 콘택트 렌즈.
- 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 중합성 조성물이 친수성 중합체성 내부 습윤제를 함유하지 않는 것인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 표면이 실리케이트 층을 포함하는 않는 것인 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체에, 표면 처리를 하지 않은 렌즈체와 비교하여 표면 습윤성을 증강시키기 위한 표면 처리를 수행하지 않은 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체를 물 또는 수용액 중에서 수화시키기 전에, 유기 용매, 또는 유기 용매 구성요소를 포함하는 수용액으로 추출하지 않은 콘택트 렌즈.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가, 렌즈체와 상이한 조성을 갖는 표면 코팅을 함유하지 않는 것인 콘택트 렌즈.
- 물 또는 수용액 중에서의 수화 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나는 습윤시에, 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만이고, 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부인 복수개의 오목부를 포함하며, 렌즈체를 형성한 후 렌즈체를 중합성 팽윤제로 처리하지 않았거나, 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않았거나, 상기 처리 둘 다 하지 않은 전방 표면 및 후방 표면을 갖는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈체를 형성하는
것을 포함하는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법. - 제31항에 있어서, 형성 단계가, 하나 이상의 실리콘-함유 단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 거대단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 예비중합체 또는 이의 혼합물을 포함하는 반응성 성분; 하나 이상의 친수성 단량체 및 반응성 성분을 가교결합시키는데 효과적인 하나 이상의 가교결합제를 포함하는 중합성 조성물을 중합시키는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제31항 또는 제32항에 있어서, 렌즈체가 내부 중합체성 습윤제를 포함하지 않는 것인 방법.
- 제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체에 실리케이트 층이 포함되지 않는 것인 방법.
- 제31항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 중합 단계가 비-극성 재료를 포함하는 콘택트 렌즈 금형 안에서 적어도 부분적으로 이루어지는 방법.
- 제35항에 있어서, 비-극성 재료가 폴리프로필렌을 포함하는 것인 방법.
- 제35항에 있어서, 비-극성 재료가 핵화 열가소성 폴리프로필렌 수지인 방법.
- 제31항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 성분이 700 달톤 미만의 분자량을 갖는 실리콘-함유 단량체를 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 성분이 약 700 달톤 내지 약 2,000 달톤의 분자량을 갖는 실리콘-함유 거대단량체를 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 반응성 성분이 2,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 실리콘-함유 예비중합체를 포함하는 것인 방법.
- 제31항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 콘택트 렌즈가 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 것인 방법.
- 전방 표면 및 후방 표면을 갖는 실리콘 히드로겔 렌즈체를 포함하며, 여기서 물 또는 수용액 중에서의 수화 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나는 습윤시에, 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 평균 직경 및 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부인 평균 밀도 중 하나 이상을 갖는 복수개의 오목부를 포함하며, 렌즈체를 형성한 후 렌즈체를 중합성 팽윤제로 처리하지 않았거나, 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않았거나, 상기 처리 둘 다 하지 않은, 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈.
- 제42항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부이고, 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않은 콘택트 렌즈.
- 제42항 또는 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 직경이 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 직경이 약 130 ㎚ 내지 630 ㎚ 미만인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 직경이 약 170 ㎚ 내지 570 ㎚ 미만인 콘택트 렌즈.
- 제42항 및 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 5 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1500 오목부인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 오목부의 평균 밀도가 900 ㎛2 당 약 200 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1000 오목부인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 평균 표면 조도가 약 5 ㎚ RMS 내지 약 30 ㎚ RMS인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 물 또는 수용액 중에서 수화시킨 후 적어도 12시간 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나의 전진 접촉각이 100° 미만이고, 수붕괴 시간이 5초 초과인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 팽윤 인자가 20％ 이상인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가 친수성 중합체성 내부 습윤제를 포함하지 않는 것인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가, 비-극성 재료를 포함하는 콘택트 렌즈 금형과 직접 접촉하는 동안 완전히 또는 부분적으로 경화되는 것인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가,
하나 이상의 실리콘-함유 단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 거대단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 예비중합체 또는 이의 혼합물을 포함하는 반응성 성분,
하나 이상의 친수성 단량체, 및
중합 동안 반응성 성분을 가교결합시켜 중합체를 형성하는 하나 이상의 가교결합제
를 포함하는 중합성 조성물의 반응 생성물을 포함하는 것인 콘택트 렌즈. - 제42항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체가 희석제의 부재하에서의 중합성 조성물의 중합을 포함하는 방법에 의해 형성되는 것인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체의 표면이 실리케이트 층을 포함하는 않는 것인 콘택트 렌즈.
- 제42항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈체를 물 또는 수용액 중에서 수화시키기 전에, 유기 용매, 또는 유기 용매 구성요소를 포함하는 수용액으로 추출하지 않은 것인 콘택트 렌즈.
- 물 또는 수용액 중에서의 수화 이후, 렌즈체의 전방 표면 및 후방 표면 중 적어도 하나는 습윤시에, 약 150 ㎚ 내지 1500 ㎚ 미만인 평균 직경 및 900 ㎛2 당 약 100 오목부 내지 900 ㎛2 당 약 1200 오목부인 평균 밀도 중 하나 이상을 갖는 복수개의 오목부를 포함하며, 렌즈체를 형성한 후 렌즈체를 중합성 팽윤제로 처리하지 않았거나, 렌즈체에 플라즈마 처리의 형태를 수행하지 않았거나, 상기 처리 둘 다 하지 않은 전방 표면 및 후방 표면을 갖는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈체를 형성하는
것을 포함하는 실리콘 히드로겔 콘택트 렌즈의 제조 방법. - 제58항에 있어서, 형성 단계가, 하나 이상의 실리콘-함유 단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 거대단량체, 하나 이상의 실리콘-함유 예비 중합체 또는 이의 혼합물을 포함하는 반응성 성분; 하나 이상의 친수성 단량체, 및 반응성 성분을 가교결합시키는데 효과적인 하나 이상의 가교결합제를 포함하는 중합성 조성물을 중합시키는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제59항에 있어서, 중합 단계가 비-극성 재료를 포함하는 콘택트 렌즈 금형 안에서 적어도 부분적으로 이루어지는 방법.
- 제58항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 콘택트 렌즈체가 제42항 내지 제57항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 것인 방법.
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