KR20140116932A

KR20140116932A - 설폰산 기를 포함하는 실리콘 중합체

Info

Publication number: KR20140116932A
Application number: KR1020147022747A
Authority: KR
Inventors: 애덤 씨. 르볼; 쉬브쿠마르 마하데반; 미쉘 카맨 터네이즈
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2014-10-06
Also published as: JP6138827B2; CA2861340A1; SG11201403885SA; CN104053725A; JP2015505338A; AU2013210010A1; RU2014133555A; EP2804909A1; RU2621721C2; BR112014017579A8; HK1204335A1; HK1200859A1; EP2804909B1; TW201339213A; BR112014017579A2; TWI576373B; US8940812B2; US20130184372A1; CN104053725B; WO2013109482A1

Abstract

본 발명은 (i) 하나 이상의 실리콘 성분 및 (ii) 하나 이상의 설폰산-함유 성분을 포함하는 반응성 성분들로부터 형성된 설폰산 성분을 포함하는 실리콘 중합체로서, 상기 설폰산-함유 성분은 비-중합성, 소수성 양이온 및 중합성 설폰산으로 구성된다.

Description

설폰산 기를 포함하는 실리콘 중합체{SILICONE POLYMERS COMPRISING SULFONIC ACID GROUPS}

본 발명은 실리콘 중합체/실리콘 하이드로겔 및 그로부터 형성되는 안과용 장치, 예를 들어 콘택트 렌즈에 관한 것이다.

관련 출원

본 출원은, 설폰산 기를 포함하는 실리콘 중합체 (SILICONE POLYMERS COMPRISING SULFONIC ACID GROUPS)라는 명칭으로 2013년 1월 4일 출원된 미국 특허출원 제 13/734,775호; 및 설폰산 기를 포함하는 실리콘 중합체 (SILICONE POLYMERS COMPRISING SULFONIC ACID GROUPS)라는 명칭으로 2012년 1월 17일 출원된 미국 가특허출원 제 61/587,288호를 우선권으로 주장하며, 이들의 내용은 참고문헌으로 본 명세서에 포함되었다.

소프트 콘택트 렌즈는 일반적으로 2 개 군: 통상의 하이드로겔 콘택트 렌즈 및 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈로 분류될 수 있다. 통상의 하이드로겔 렌즈는, 하이드록시에틸메틸아크릴레이트 ("HEMA") 및 메타크릴산 ("MAA")으로부터의 반복 단위를 포함하는 것들과 같은 전통적으로 친수성 중합체 및 공중합체로부터 형성된다. HEMA 및 MAA의 공중합체로부터 형성된 콘택트 렌즈, 예컨대 ACUVUE® 2^TM 콘택트 렌즈는 상당량의 라이소자임 흡수를 나타낸다. 예로서, 문헌 [Castillo et al, Biomaterials v6(5), pp338-345 (1985)] 참조. MAA의 음전하는 항균성을 나타내는 천연 단백질인 양이온의 높은 흡착을 유추가로하는 것으로 생각된다. 예로서, 문헌 [Ibrhahim et al., J. Agric Food Chem., v39, pp2077-2082 (1991)] 참조. 그러나, 통상적인 하이드로겔 콘택트 렌즈의 가장 큰 단점들 중 하나는 이들이 일반적으로 비교적 낮은 산소 투과성을 갖는다는 것이다.

실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 통상의 하이드로겔 콘택트 렌즈에 비하여, 산소 투과성을 개선시켜, 각막에 대한 산소 이용성을 개선시킨다는 점에서 장점을 제공한다. 그러나, 실리콘 단량체는 전형적으로 음이온성이 아니라서, 상당한 양의 라이소자임 흡수를 나타내지 않는다. 따라서, 천연 라이소자임의 흡착을 보조하기 위하여 실리콘 하이드로겔에 음이온 기를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.

2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산 ("AMPS")은 통상의 하이드로겔 렌즈에 혼입되어 온 음이온성 단량체이다. 예로서, 미국특허 제 5,451,617호 및 제 5,011,275호, 및 미국 특허출원 제 2008/0114123호 참조. 그러나, 이러한 음이온성 단량체를 실리콘 하이드로겔 내로 혼입시키고자 시도할 때, 단량체가 잘 용해되지 않았으며, 불투명한 혼합물이 결과로서 생성됨을 발견하였다. 본 발명은 AMPS 또는 기타 설폰산-함유 성분들을 실리콘 중합체/하이드로겔 내로 혼입시키는 방법의 발견에 관한 것으로, 따라서 이는 음이온성 및 그로부터의 이득이 있는 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈의 제조에 사용될 수 있다.

한 측면에서, 본 발명은 (i) 하나 이상의 실리콘 성분 및 (ii) 하나 이상의 설폰산-함유 성분을 포함하는 반응성 성분들로부터 형성된 설폰산 성분을 포함하는 실리콘 중합체로서, 상기 설폰산-함유 성분은 비-중합성, 소수성 양이온 및 중합성 설폰산으로 구성된다.

또다른 측면에서, 본 발명은 (i) 하나 이상의 실리콘 성분 및 (ii) 하나 이상의 설폰산-함유 성분으로부터 형성된 실리콘 하이드로겔에 관한 것으로, 상기 설폰산-함유 성분은 비-중합성의 소수성 양이온 및 중합성 설폰산으로 구성된다.

또다른 측면에서, 본 발명은 그러한 실리콘 중합체 및/또는 그러한 실리콘 하이드로겔을 포함하는 생의학 장치 (예로서, 콘택트 렌즈)에도 관한 것이다.

본 발명의 또다른 측면, 및 특징 및 장점들은 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 명백할 것이다.

당업자는 본 명세서의 설명에 기초하여, 본 발명을 그의 가장 완전한 범위까지 이용할 수 있을 것으로 여겨진다. 하기의 구체적인 실시양태는 단지 예시적인 것으로 해석될 수 있으며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 나머지 부분을 제한하는 것은 아니다.

달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 숙련자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 기타 참고 문헌이 참고로 포함된다.

정의

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "생의학 장치"는 포유류 조직 또는 체액 내에서 또는 이들 상에서 사용되도록 설계된 임의의 용품이다. 이러한 장치의 예에는 카테터, 임플란트, 스텐트, 및 안과용 장치, 예를 들어 안내 렌즈 및 콘택트 렌즈가 포함되지만 이에 제한되지 않는다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "안과용 장치"는 각막, 눈꺼풀 및 눈의 샘(ocular gland)을 포함한, 눈 또는 눈의 임의의 부분 안에 또는 그 위에 머무르는 임의의 장치이다. 이러한 장치는 시력 교정, 미용 증진, 시력 증진, 치료적 잇점 (예를 들어, 안대로서) 또는 약학적 및 건강기능성(neutriceutical) 성분과 같은 활성 성분의 전달, 또는 전술한 것들의 임의의 조합을 제공할 수 있다. 안과용 장치의 예에는 이에 제한되지 않지만, 렌즈 및 누점 마개(punctal plug) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 광학적 삽입물 및 눈 삽입물(ocular insert)이 포함된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "렌즈"라는 용어는 눈 안에 또는 그 위에 머무르는 안과용 장치를 말한다. 렌즈라는 용어는 소프트 콘택트 렌즈, 하드 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 및 오버레이 (overlay) 렌즈를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

한 실시양태에서, 본 발명의 생의학 장치, 안과용 장치 및 렌즈는 실리콘 중합체 또는 실리콘 하이드로겔을 포함한다. 이들 실리콘 하이드로겔은 전형적으로 경화된 장치 내에서 서로 공유 결합되는 소수성 및 친수성 단량체들 및/또는 실리콘 성분을 함유한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "반응성 혼합물"은 함께 혼합되고 중합 조건에 노출되어 본 발명의 실리콘 하이드로겔을 형성하는 성분들 (반응성 및 비반응성 둘 모두)의 혼합물을 지칭한다. 반응성 혼합물은 반응성 성분들, 예를 들어 단량체, 거대단량체(macromer), 예비중합체(prepolymer), 가교결합제 및 개시제와, 첨가제, 예를 들어 습윤제, 이형제, 염료, 흡광 화합물, 예를 들어 UV 흡수제 및 광변색성(photochromic) 화합물 (이들 중 어느 것도 반응성 또는 비반응성일 수 있지만 생성된 생의학 장치 내에 보유될 수 있다)뿐만 아니라 약학적 및 건강기능적 화합물을 포함한다. 제조되는 생의학 장치 및 그의 의도된 용도에 기초하여 광범위한 첨가제가 첨가될 수 있음이 이해될 것이다. 반응성 혼합물의 성분들의 농도는 희석제를 제외한, 반응성 혼합물 중의 모든 성분들에 대한 중량%로 주어진다. 희석제가 사용되는 경우에, 그 농도는 반응성 혼합물 중의 모든 성분들과 희석제의 양에 기초하여 중량%로서 주어진다.

본 명세서에서 사용된 것과 같은, "중합성"이라 함은 하나 이상의 중합성 작용기, 예컨대 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 비닐, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 및 스티릴 작용기를 포함한다는 것을 의미한다. "비-중합성"이라 함은 그러한 중합성 작용기를 포함하지 않는다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 있어서, "친수성"이라 함은 1 g의 화합물(들)이 20℃에서 탈이온수 100 ml에 가용성이고, 일부 실시양태에서 10 g의 화합물(들)이 20℃에서 100 ml의 탈이온수에 가용성이라는 것을 의미한다. "소수성"이라 함은 화합물 1 그램이 20℃의 100 ml의 탈이온수에 완전히 용해되지 않음을 의미한다. 화합물의 용해도는 화합물이 소수성이라는 것을 나타내는 임의의 가시적인 침전물 또는 탁도로, 가시적 관찰에 의해 확인될 수 있다. 용해도는 약 8시간 이상의 혼합 또는 진탕 후 유리하게 측정된다.

본 명세서에서, "알킬"이라는 용어는, 달리 나타내지 않는 한, 1 내지 20개 탄소의 탄화수소 기를 지칭한다.

실리콘 성분

실리콘-함유 성분 (또는 실리콘 성분)은 단량체, 거대단량체 또는 예비중합체 중에 적어도 하나의 [-Si-O-Si] 기를 함유하는 것이다. 한 실시양태에서, Si 및 부착된 O는 실리콘-함유 성분의 전체 분자량의 20 중량% 초과, 예를 들어 30 중량% 초과의 양으로 실리콘-함유 성분에 존재한다. 유용한 실리콘-함유 성분은 중합성 작용기, 예를 들어 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 및 스티릴 작용기를 포함한다. 본 발명에 유용한 실리콘-함유 성분의 예는 미국 특허 제3,808,178호; 제4,120,570호; 제4,136,250호; 제4,153,641호; 제4,740,533호; 제5,034,461호; 제5,962,548호; 제5,998,498호; 및 제5,070,215호, 및 유럽 특허 제080539호에서 찾아볼 수 있다.

적합한 실리콘-함유 성분은 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다:

[화학식 I]

상기 식에서,

R¹은 독립적으로 1가 반응성 기, 1가 알킬기 또는 1가 아릴기 - 전술한 기 중 임의의 것은 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음 - 및; 1-100개의 Si-O 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬 - 알킬, 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음 - 로부터 선택되며;

여기서 b는 0 내지 500 (예를 들어, 0 내지 100, 예를 들어 0 내지 20)이며, b가 0 이외의 것일 때, b는 기술된 값과 동일한 모드를 가진 분포(distribution)인 것으로 이해되며;

여기서 적어도 하나의 R¹은 1가 반응성 기를 포함하며, 일부 실시양태에서 1 내지 3개의 R¹은 1가 반응성 기를 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "1가 반응성 기"는 자유 라디칼 중합 및/또는 양이온 중합될 수 있는 기이다. 자유 라디칼 반응성 기의 비제한적인 예는 (메트)아크릴레이트, 스티릴, 비닐, 비닐 에테르, C_1-6알킬(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, C_1-6알킬(메트)아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, C_2-12알케닐, C_2-12알케닐페닐, C_2-12알케닐나프틸, C_2-6알케닐페닐C_1-6알킬, O-비닐카르바메이트 및 O-비닐카르보네이트를 포함한다. 양이온성 반응성 기의 비제한적인 예는 비닐 에테르 또는 에폭사이드기 및 이들의 혼합물을 포함한다. 한 실시양태에서, 자유 라디칼 반응성 기는 (메트)아크릴레이트, 아크릴옥시, (메트)아크릴아미드 및 이들의 혼합물을 포함한다.

적합한 1가 알킬 및 아릴기는 비치환된 1가 C₁ 내지 C₁₆알킬기, C₆-C₁₄ 아릴기, 예를 들어, 치환 및 비치환 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 2-하이드록시프로필, 프로폭시프로필, 폴리에틸렌옥시프로필, 이들의 조합 등을 포함한다.

한 실시양태에서, b는 0이며, 하나의 R¹이 1가 반응성 기이며, 적어도 3개의 R¹은 1개 내지 16개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기로부터 선택되며, 다른 실시양태에서는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기로부터 선택된다. 본 실시양태의 실리콘 성분의 비제한적인 예는 프로펜산,-2-메틸-, 2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]-1-다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르 ("SiGMA"; 화학식 II의 구조),

[화학식 II]

2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시프로필-트리스(트라이메틸실록시)실란,

3-메타크릴옥시프로필트리스(트라이메틸실록시)실란 ("트리스"), 3-메타크릴옥시프로필비스(트라이메틸실록시)메틸실란, 및 3-메타크릴옥시프로필펜타메틸 다이실록산을 포함한다.

다른 실시예에서, b는 2 내지 20, 3 내지 15이거나, 일부 실시예에서 3 내지 10이며; 적어도 하나의 말단 R¹은 1가 반응성 기를 포함하고, 나머지 R¹은 1개 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬기로부터, 그리고 다른 실시예에서 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1가 알킬기로부터 선택된다. 또 다른 실시양태에서, b는 3 내지 15이며, 하나의 말단 R¹은 1가 반응성 기를 포함하며, 다른 말단 R¹ 은 1개 내지 6개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기를 포함하며 나머지 R¹은 1개 내지 3개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기를 포함한다. 이 실시양태의 실리콘 성분의 비제한적인 예는 3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시 프로필 부틸 말단화된 폴리다이메틸실록산 (400-1000 MW)) ("OH-mPDMS"; 화학식 III의 구조):

[화학식 III]

메타크릴옥시프로필 n-부틸 말단 폴리다이메틸실록산 (800-1000 MW), ("mPDMS"; 화학식 IV의 구조)을 포함한다:

[화학식 IV]

다른 실시양태에서, b는 5 내지 400 또는 10 내지 300이며, 두 말단 R¹은 1가 반응성 기를 포함하며 나머지 R¹은 독립적으로 1개 내지 18개의 탄소 원자를 가진 1가 알킬기 - 이들은 탄소 원자 사이에 에테르 결합을 가질 수 있으며 추가로 할로겐을 포함할 수 있음 - 로부터 선택된다.

다른 실시양태에서, 1 내지 4개의 R¹은 비닐 카르보네이트 또는 화학식 V의 카르바메이트를 포함한다:

[화학식 V]

상기 식에서, Y는 O-, S- 또는 NH-를 나타내며; R은 수소 또는 메틸을 나타내며; q는 0 또는 1이다.

실리콘 함유 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체는 구체적으로, 1,3-비스[4-(비닐옥시카르보닐옥시)부트-1-일]테트라메틸-다이실록산; 3-(비닐옥시카르보닐티오) 프로필-[트리스(트라이메틸실록시)실란]; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 알릴 카르바메이트; 3-[트리스(트라이메틸실록시)실릴] 프로필 비닐 카르바메이트; 트라이메틸실릴에틸 비닐 카르보네이트; 트라이메틸실릴메틸 비닐 카르보네이트, 및 하기 화학식 VI의 화합물을 포함한다.

[화학식 VI]

약 200 미만의 모듈러스를 가진 생의학 장치가 요구될 경우, 단지 하나의 R¹이 1가 반응성 기를 포함해야 하며, 나머지 R¹ 기 중 둘 이하가 1가의 실록산 기를 포함할 것이다.

다른 적합한 실리콘-함유 거대단량체는 플루오로에테르, 하이드록시-말단 폴리다이메틸실록산, 아이소포론 다이아이소시아네이트 및 아이소시아네이토에틸메타크릴레이트의 반응에 의해 형성된 하기 화학식 VII의 화합물 (여기서, x + y는 10 내지 30의 범위의 수이다)이다:

[화학식 VII]

또다른 실시양태에서 실리콘 함유 성분은 US20110237766의 아크릴아미드 실리콘으로부터 선택된다. 본 발명에 사용하기에 적합한 다른 실리콘 성분은 폴리실록산, 폴리알킬렌 에테르, 다이아이소시아네이트, 폴리플루오르화 탄화수소, 폴리플루오르화 에테르 및 다당류 기를 함유한 거대단량체와 같은 국제특허 공개 WO 96/31792호에 기재된 것들을 포함한다. 다른 부류의 적절한 실리콘-함유 성분은 미국 특허 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,244,981호, 제5,371,147호 및 제6,367,929호에 개시된 것과 같은, GTP를 통해 제조된 실리콘-함유 거대단량체를 포함한다. 미국 특허 제5,321,108호; 제5,387,662호 및 제5,539,016호에는 말단 다이플루오로 치환된 탄소 원자에 수소 원자가 부착되어 있는 극성 플루오르화 그라프트 또는 측기 (side group)를 갖는 폴리실록산이 기재되어 있다. 미국 제 2002/0016383호는 에테르 및 실록사닐 결합을 함유한 친수성 실록사닐 메타크릴레이트 및 폴리에테르 및 폴리실록사닐 기를 함유한 가교결합성 단량체를 기술한다. 전술한 폴리실록산 중 임의의 것이 또한 실리콘-함유 성분으로서 본 발명에서 사용될 수 있다.

약 120 psi 미만의 모듈러스가 요구되는 본 발명의 한 실시양태에서는, 렌즈 조제물에 사용되는 실리콘-함유 성분의 질량 분율의 대부분이 오직 하나의 중합성 작용기를 함유해야 한다 ("1작용성 실리콘 함유 성분"). 이러한 실시양태에서는, 산소 투과성과 모듈러스의 바람직한 균형을 보장하기 위하여, 하나 초과의 중합성 작용기를 가진 모든 성분 ("다작용성 성분")이 반응성 성분의 10 밀리몰 (mmol)/100 g 이하, 그리고 바람직하게는 반응성 성분의 7 밀리몰/100 g 이하를 구성하는 것이 바람직하다.

한 실시양태에서, 실리콘 성분은 모노메타크릴옥시프로필 말단, 모노-n-알킬 말단화된 폴리다이알킬실록산; 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이알킬실록산; 메타크릴옥시프로필-말단화된 폴리다이알킬실록산; 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 말단, 모노-알킬 말단화된 폴리다이알킬실록산; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

한 실시양태에서, 실리콘 성분은 모노메타크릴레이트 말단화된 폴리다이메틸실록산; 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이알킬실록산; 및 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 말단화된, 모노-부틸 말단화된 폴리다이알킬실록산; 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

한 실시양태에서, 실리콘 성분은 평균 분자량이 약 400 내지 약 4000 돌턴이다.

실리콘 함유 성분(들)은 반응성 혼합물 중 모든 반응성 성분을 기준으로 (예로서, 희석제 제외), 약 95 중량% 이하, 및 일부 실시양태에서, 약 10 내지 약 80중량% 그리고 다른 실시양태에서 약 20 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

설폰산-함유 성분

반응성 혼합물은 하나 이상의 설폰산-함유 성분을 포함하고, 상기 설폰산-함유 성분은 비중합성 소수성 양이온 및 중합성 설폰산으로 구성된다. 한 실시양태에서, 산은 소수성 양이온의 염으로서 반응성 혼합물에 첨가된다. 액체 염은 반응성 혼합물과 함께 쉽게 혼합된다. 소수성 아민을 포함하는 것들과 같은 고체 염도, 반응성 혼합물과 혼화성인 한, 사용될 수 있다.

중합성 설폰산 및 비중합성 소수성 양이온도 반응성 혼합물에 개별적으로 첨가될 수 있으며, 상기 염은 반응성 혼합물 내에서 현장 형성된다. 중합성 설폰산의 예로는, 이에 한정되지는 않지만, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산 ("AMPS"; 화학식 VIII의 구조), p-스티렌설폰산, 2-메타크릴로일옥시에틸설폰산 ("2-SEMA"), 3-메타크릴로일옥시-2-하이드록시프로필설폰산, 비닐설폰산, 및 알릴설폰산이 포함된다.

[화학식 VIII]

본 발명의 소수성 양이온의 혼입은 중합성 설폰산의 용해도를 감소시켜서, 염이 실리콘-함유 성분을 포함하는 중합 혼합물로 혼입 및 중합되어 투명한 중합체를 형성할 수 있도록 한다. 본 발명의 설폰산-함유 성분은 소수성이다. 비-중합성 소수성 양이온의 예로는, 아민 및 암모늄이 포함된다. 그러한 아민의 예로는, 이에 한정되지는 않지만, 알킬 아민, 실록시 알킬 아민, 및 아릴 알킬 아민이 포함된다. 알킬 아민의 예로는, 이에 한정되지는 않지만, 각각 독립적으로 1-18 알킬기, 1-5 알킬기를 포함하는 1-3 알킬기를 포함하는 아민이 포함되며, 이들 중 임의의 것들은 에테르기를 추가로 포함할 수 있다. 예로는, 옥타데실다이메틸아민, 트라이부틸아민, 트라이옥틸아민, 트리스(메톡시 에톡시에틸) 아민 트라이펜틸아민 및 트라이에틸아민이 포함된다. 알킬 아민은 트라이펜틸아민 및 트라이에틸아민일 수도 있다. 그러한 암모늄의 예로는, 이에 한정되지는 않지만, 알킬 암모늄, 실록시 알킬 암모늄, 및 아릴 알킬 암모늄이 포함된다. 알킬 암모늄의 예로는, 각각 독립적으로 1-18 알킬기, 1-5 알킬기를 독립적으로 포함하는 1-3 알킬기를 포함하는 아민이 포함되며 이들 중 임의의 것들은 에테르기를 추가로 포함한다.

한 실시양태에서, 실리콘 중합체 및/또는 하이드로겔의 제조를 따라, 비-중합성 소수성 양이온은 설폰산-함유 성분으로부터, 1가 나트륨과 같은 단순한 양이온과의 이온 교환을 통하여 제거되고, 실리콘 중합체 및/또는 하이드로겔 내에 음이온성 설폰산-함유 성분을 남길 수 있다.

하기 실시예에서 논의되는 바와 같은, 설폰산-함유 성분의 첨가는, 라이소자임 흡수 및 결과의 실리콘 중합체, 실리콘 하이드로겔 및/또는 생의학 장치 (예로서, 콘택트 렌즈)의 성질을 개선시키는 것으로 발견되었다.

설폰산-함유 성분 (예로서, 반응성 혼합물 내 비-중합성 소수성 양이온과의 염 형태 또는 중합체/하이드로겔 내 음이온성 설폰산-함유 성분 형태)은, 원하는 성질의 특이적 균형에 따라, 광범위한 양으로 존재할 수 있다. 예로서, 중합성 설폰산 대 소수성 양이온의 몰 비는 약 1 이하, 예컨대 약 0.2 내지 약 1, 또는 더욱 바람직하게는 약 0.8 내지 약 1, 또는 가장 바람직하게는 약 1일 수 있다. 설폰산-함유 성분의 설포네이트 기는 희석제를 제외한 모든 성분들 중에 2 몰/㎏ 미만의 농도, 예컨대 중합체, 하이드로겔 (물 포함하지 않음), 또는 반응성 혼합물 (희석제 포함하지 않음) 중 약 0.01 내지 약 0.2 몰/㎏의 농도로 존재할 수 있다. 한 실시양태에서, (i) 상기 하나 이상의 실리콘 성분 및 (ii) 설폰산-함유 성분의 농도는 약 100 몰/㎏ 미만, 예컨대 약 1 내지 약 50 몰/㎏, 예컨대 약 1 내지 약 10 몰/㎏이다.

친수성 성분

한 실시양태에서, 반응성 혼합물은 하나 이상의 친수성 성분도 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 친수성 성분은 하이드로겔을 제조하는 데 유용한 것으로 알려진 친수성 단량체들 중 임의의 것일 수 있다.

한 부류의 적합한 친수성 단량체는 아크릴-함유 또는 비닐-함유 단량체를 포함한다. 그러한 친수성 단량체는 그 자체가 가교결합제로 사용될 수 있으나, 하나 초과의 중합성 작용기를 가진 친수성 단량체가 사용되는 경우 그들의 농도는 원하는 모듈러스를 가진 콘택트 렌즈를 제공하기 위하여 상기한 바와 같이 한정되어야 한다.

용어 "비닐-유형" 또는 "비닐-함유" 단량체는 비닐 기 (-CH=CH₂)를 함유하고 중합이 가능한 단량체를 말한다. 친수성 비닐-함유 단량체로는, 이에 한정되지는 않지만, N-비닐 아미드, N-비닐 락탐 (예로서, n-비닐피롤리돈 ("NVP")), N-비닐-N-메틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 아세트아미드, 및 N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드와 같은 단량체들이 포함된다. 선택적인 비닐-함유 단량체로는, 이에 한정되지 않지만, 1-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-메틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, 및 5-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈이 포함된다.

"아크릴-유형" 또는 "아크릴-함유" 단량체는 아크릴 기: (CH₂=CRCOX) [식 중, R은 H 또는 CH₃, 및 X는 O 또는 N이다]를 포함하는 단량체들로, 이들은 쉽게 중합하는 것으로도 알려져 있으며, 예컨대 N,N-다이메틸 아크릴아미드 ("DMA"), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 ("HEMA"), 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 메타크릴산, 이들의 혼합물 등이다.

본 발명에 사용될 수 있는 다른 친수성 단량체는 중합성 이중 결합을 함유한 작용기로 대체된 말단 하이드록실 기들 중 하나 이상을 갖는 폴리옥시에틸렌 폴리올을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 예로는, 아이소시아네이토에틸 메타크릴레이트 ("IEM"), 메타크릴산 무수물, 메타크릴로일 클로라이드, 비닐벤조일 클로라이드 등과 같은 말단-캡핑기의 1 이상의 몰 당량과 반응되어, 카르바메이트 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.

또 추가의 예는 미국 특허 제5,070,215호에 개시된 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체 및 미국 특허 제4,910,277호에 개시된 친수성 옥사졸론 단량체이다. 다른 적합한 친수성 단량체는 당업자에게 명백할 것이다.

한 실시양태에서, 친수성 성분은 DMA, HEMA, 글리세롤 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴아미드, NVP, N-비닐-N-메틸 아크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 및 이들의 조합과 같은 적어도 하나의 친수성 단량체를 포함한다. 다른 실시양태에서, 친수성 단량체는 DMA, HEMA, NVP 및 N-비닐-N-메틸 아크릴아미드 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 실시양태에서, 친수성 단량체는 DMA 및/또는 HEMA를 포함한다.

친수성 성분(들) (예를 들어, 친수성 단량체(들))은 원하는 특성들의 특정 균형에 따라 넓은 범위의 양으로 존재할 수 있다. 한 실시양태에서, 친수성 성분의 양은, 모든 반응성 성분에 기초하여, 약 60 중량%, 예컨대 약 5 내지 약 40 중량%이다.

중합 개시제

하나 이상의 중합 개시제가 반응성 혼합물 내에 포함될 수 있다. 중합 개시제의 예는 적절히 상승된 온도에서 자유 라디칼을 생성하는 라우릴 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아이소프로필 퍼카르보네이트, 아조비스아이소부티로니트릴 등과, 광개시제 시스템, 예를 들어 방향족 알파-하이드록시 케톤, 알콕시옥시벤조인, 아세토페논, 아실포스핀 옥사이드, 비스아실포스핀 옥사이드, 및 3차 아민 + 다이케톤, 이들의 혼합물 등과 같은 화합물을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 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)-페닐 포스핀옥사이드(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. 상업적으로 구매가능한 가시광 개시제 시스템으로는, 이에 한정되지는 않지만, Irgacure 819®, Irgacure 1700®, Irgacure 1800®, Irgacure 1850® (이들 모두 Ciba Specialty Chemicals사 제) 및 Lucirin TPO 개시제 (BASF로부터 입수가능)이 포함된다. 구매가능한 UV 광개시제는 Darocur 1173 및 Darocur 2959 (Ciba Specialty Chemicals사제)를 포함한다. 이들 및 사용될 수 있는 다른 광개시제는 본 명세서에 참조로 포함되는 문헌 [Volume III, Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerizatio, 2^nd Edition by J.V. Crivello& K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998]에 개시되어 있다.

중합 개시제는 반응성 혼합물의 광중합을 개시하기에 유효한 양으로, 예를 들어 약 0.1 내지 약 2 중량%로 반응성 혼합물에 사용된다. 반응성 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 사용되는 경우, 바람직한 개시제들은 비스아실포스파인 산화물, 예컨대 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스파인 산화물(Irgacure 819®) 또는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 및 DMBAPO의 조합, 및 또다른 실시양태에서, 중합 개시 방법은 가시 광활성화를 통한 것이다.

내부 습윤제

한 실시양태에서, 반응성 혼합물은 하나 이상의 내부 습윤제를 포함한다. 내부 습윤제는 미국특허 제6,367,929호; 제 6,822,016호; 제 7,786,185호; PCT 특허 출원 WO03/22321호 및 WO03/22322호에 기재된 것들과 같은 고분자량 친수성 중합체, 또는 미국 특허 제7,249,848호에 기재된 것들과 같은 반응성 친수성 중합체를 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 내부 습윤제의 예에는 폴리아미드, 예를 들어 폴리(N-비닐 피롤리돈) 및 폴리 (N-비닐-N-메틸 아세트아미드)가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.

내부 습윤제(들)는 원하는 특정 파라미터에 따라 넓은 범위의 양으로 존재할 수 있다. 한 실시양태에서, 습윤제(들)의 양은, 모든 반응성 성분을 기준으로, 약 50 중량%, 예컨대 약 5 및 약 40 중량%, 예컨대 약 6 내지 약 30 중량%이다.

기타 성분

본 발명의 콘택트 렌즈를 형성하기 위해 사용되는 반응성 혼합물에 존재할 수 있는 기타 성분은 상용화 성분 (예컨대, 미국 특허 출원 제2003/162862호 및 미국 제2003/125498호에 개시된 것들), 자외선 흡수 화합물, 약제, 항미생물 화합물, 공중합성 및 비중합성 염료, 이형제, 반응성 틴트(tint), 안료, 이들의 조합 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 한 실시양태에서, 추가 성분들의 합은 최대 약 20 중량%일 수 있다.

희석제

한 실시양태에서, 반응성 성분들 (예를 들어, 실리콘-함유 성분, 2-하이드록시에틸 아크릴아미드, 친수성 단량체, 습윤제, 및/또는 기타 성분)은 희석제와 함께 또는 희석제 없이 혼합되어 반응성 혼합물을 형성한다.

한 실시양태에서, 반응 조건에서 반응성 혼합물 내의 비극성 성분을 가용화시키기 위하여 충분히 낮은 극성을 가진 희석제가 사용된다. 본 발명의 희석제의 극성을 특징짓는 하나의 방법은 한센(Hansen) 용해도 파라미터 dp를 통한 것이다. 소정 실시양태에서, dp는 약 10 미만, 그리고 바람직하게는 약 6 미만이다. 적합한 희석제가 미국 특허 출원 제20100280146 호 및 미국 특허 제6,020,445 호에 추가로 개시되어 있다.

적합한 희석제의 부류는 2 내지 20개의 탄소를 가진 알코올, 1차 아민으로부터 유도된 10 내지 20개의 탄소 원자를 가진 아미드, 에테르, 폴리에테르, 3 내지 10개의 탄소 원자를 가진 케톤, 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 가진 카르복실산을 제한없이 포함한다. 탄소 수가 증가함에 따라, 극성 부분의 수도 증가되어 원하는 수준의 수혼화성(water miscibility)을 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 1차 및 3차 알코올이 바람직하다. 바람직한 부류로는 4 내지 20개의 탄소를 가진 알코올 및 10 내지 20개의 탄소 원자를 가진 카르복실산이 포함된다.

한 실시양태에서, 희석제는 1,2-옥탄다이올, t-아밀 알코올, 3-메틸-3-펜탄올, 데칸산, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 트라이프로필렌 메틸 에테르 (TPME), 부톡시 에틸 아세테이트, 이들의 혼합물 등으로부터 선택된다.

한 실시양태에서, 희석제는 물에서 어느 정도의 용해도를 갖는 것들로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 약 3% 이상의 희석제가 수 혼화성이다. 수용성 희석제로는, 이에 한정되지는 않지만, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2-펜탄올, t-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 에탄올, 데칸산, 옥타논산, 도데칸산, 1-에톡시-2-프로판올, 1-tert-부톡시-2-프로판올, EH-5 (Ethox Chemicals로부터 상업적으로 구매가능), 2,3,6,7-테트라하이드록시-2,3,6,7-테트라메틸 옥탄, 9-(1-메틸에틸)-2,5,8,10,13,16-헥사옥사헵타데칸, 3,5,7,9,11,13-헥사메톡시-1-테트라데칸올, 이들의 혼합물 등이 포함된다.

실리콘 중합체/하이드로겔의 경화 및 렌즈의 제조

본 발명의 반응성 혼합물은 스핀캐스팅(spincasting) 및 정적 캐스팅(static casting)을 비롯한, 콘택트 렌즈 제조시 반응성 혼합물을 성형하기 위한 임의의 공지 방법을 통해 경화될 수 있다. 스핀캐스팅 방법은 미국 특허 제3,408,429호와 제3,660,545호에 개시되며, 정적 캐스팅 방법은 미국 특허 제4,113,224호와 제4,197,266호에 개시된다. 한 실시양태에서, 본 발명의 콘택트 렌즈는 실리콘 하이드로겔의 직접 성형에 의해 형성되며, 이는 경제적이며 수화된 렌즈의 최종 형상에 대한 정밀한 조절을 가능하게 한다. 이러한 방법의 경우, 반응성 혼합물은 원하는 최종 실리콘 하이드로겔의 형상을 갖는 금형 내에 위치되고, 단량체들이 중합되게 하는 조건이 반응성 혼합물에 가해져 원하는 최종 제품에 근사한 형상으로 중합체를 생성한다.

한 실시양태에서, 경화 후, 렌즈에 추출이 가해져 미반응성 성분들을 제거하고 렌즈 금형으로부터 렌즈를 이형시킨다. 추출은 종래의 추출 유체, 즉 알코올과 같은 유기 용매를 이용하여 이루어지거나, 또는 수용액을 이용하여 추출될 수 있다.

수용액은 물을 포함하는 용액이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 수용액은 약 30 중량% 이상의 물, 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 이상의 물, 일부 실시양태에서는 약 70% 이상의 물, 그리고 다른 실시양태에서는 약 90 중량% 이상의 물을 포함한다. 수용액은 또한 추가의 수용성 성분, 예를 들어 이형제, 습윤제, 슬립제(slip agent), 약학 및 건강기능 성분, 및 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 이형 제제는, 물과 조합될 때 금형으로부터 콘택트 렌즈를 이형시키는 데 필요한 시간을, 이형 제제를 포함하지 않는 수용액을 이용하여 그러한 렌즈를 이형시키는 데 필요한 시간에 비하여, 감소시키는 화합물 또는 화합물의 혼합물이다. 한 실시양태에서 수용액은 약 10 중량% 미만, 그리고 다른 실시양태들에서는 약 5 중량% 미만의 유기 용매, 예를 들어, 아이소프로필 알코올을 포함하며, 그리고 또 다른 실시양태에서는 유기 용매가 없다. 이들 실시양태에서, 수용액은 정제, 재순환 또는 특별한 처리 절차와 같은 특별한 취급을 요구하지 않는다.

다양한 실시양태에서, 추출은, 예를 들어, 수용액 내에 렌즈를 침지시키거나 수용액의 유동에 렌즈를 노출시킴으로써 이루어질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 추출은 또한, 예를 들어 수성 용액의 가열; 수성 용액의 교반; 렌즈의 이형을 야기하기에 충분한 수준으로 수성 용액 내의 이형 조제의 수준을 증가시키는 것; 렌즈의 기계적 또는 초음파적 교반; 및 렌즈로부터의 미반응성 성분들의 적당한 제거를 용이하게 하기에 충분한 수준으로 수성 용액 내에 적어도 하나의 여과 조제를 혼입하는 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전술한 것들은 열, 교반 또는 둘 모두를 부가하면서 또는 부가하지 않고, 배치식(batch) 공정 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다.

일부 실시양태는 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 실시양태는 수용액을 통과하는 초음파를 포함할 수 있다.

렌즈는 오토클레이빙(autoclaving)과 같은 공지 수단(이로 한정되지는 않음)에 의해 살균될 수 있다.

콘택트 렌즈 특성

본 명세서에 상술된 모든 시험은 특정한 양의 고유한 시험 오차를 가짐이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 보고된 결과는 절대적인 수로 간주되어서는 안되며, 특정 시험의 정밀도에 기초한 수치 범위로 간주되어야 한다.

라이소자임 흡수

라이소자임 흡수를 다음과 같이 측정하였다: 라이소자임 흡수 시험에 사용된 라이소자임 용액은 1.37g/l 의 중탄산나트륨 및 0.1 g/L의 D-글루코스로 보충된 인산염 완충 식염수 중에 2 mg/mL의 농도로 가용화된 계란 흰자로부터의 라이소자임 (Sigma 사제, L7651)을 함유하였다.

각각의 실시예에 대해 3개의 렌즈를 각각의 단백질 용액을 사용하여 시험하였고, 3개를 대조구 용액으로서 PBS를 사용하여 시험하였다. 시험 렌즈를 살균 거즈로 닦아내어(blot) 패킹 용액을 제거하고 살균 핀셋을 사용하여 무균적으로 24 웰 세포 배양 플레이트로 옮겼고(웰당 1개의 렌즈), 각각의 웰은 2 mL의 라이소자임 용액을 포함하였다. 각각의 렌즈를 용액에 완전히 침지시켰다. 대조구로서 콘택트 렌즈 없이 2 mL의 라이소자임 용액을 웰에 넣었다.

렌즈를 포함하는 플레이트 및 단백질 용액 단독 및 PBS 중의 렌즈를 포함하는 대조구 플레이트를 파라필름으로 덮어서 증발 및 탈수를 방지하고, 오비탈 진탕기에 놓고 100 rpm에서 72시간 동안 교반하면서 35℃에서 인큐베이션하였다. 72시간 인큐베이션 기간 후에, 렌즈를 약 200 mL 부피의 PBS가 담긴 3개의 개별적인 바이알에 담가서 렌즈를 3 내지 5회 헹구었다. 렌즈를 종이 타월로 닦아내어 여분의 PBS 용액을 제거하고 살균 원추형 튜브로 옮겼고(튜브당 1개의 렌즈). 각각의 튜브는 각각의 렌즈 조성에 기초하여 예상되는 라이소자임 흡수의 추정치에 기초하여 결정되는 부피의 PBS를 포함하였다. 시험할 각각의 튜브에서의 라이소자임 농도는 제조사에 의해 기재된 바와 같은 알부민 표준물 범위 (0.05 마이크로그램 내지 30 마이크로그램) 이내일 필요가 있다. 샘플을 5배 희석하였다.

라이소자임 흡수를 제조업자 (표준물 제조법이 키트에 기재되어 있음)에 의해 설명된 절차에 따라 QP-BCA 키트 (Sigma, QP-BCA)를 사용하여 온-렌즈 바이신코닌산(bicinchoninic acid) 방법을 사용하여 측정하였고, PBS에 침지된 렌즈에서 측정된 광학 밀도 (배경)를 라이소자임 용액에 침지된 렌즈에서 측정된 광학 밀도로부터 빼서 계산하였다.

광학 밀도를 562nm에서 광학 밀도를 판독할 수 있는 Synergy II 마이크로-플레이트 (Micro-plate) 판독기를 사용하여 측정하였다.

Polyquarternary (폴리쿼터너리) 1 (PQ1) 흡수

PQ1 흡수를 다음과 같이 측정하였다: PQ1 흡수를 다음과 같이 측정하였다. HPLC는 하기 농도를 갖도록 제조된 일련의 표준 PQ1 용액을 사용하여 보정한다: 2, 4, 6, 8,12 및 15 ㎍/mL. 3 mL의 Optifree Replenish (이는 0.001 중량% PQ1, 0.56% 시트레이트 2수화물 및 0.021% 시트르산 1수화물 (중량/중량)을 함유하고 Alcon 사로부터 상업적으로 구매가능함)가 있는 폴리프로필렌 콘택트 렌즈 케이스 내에 렌즈를 넣었다. 용액을 3 mL 포함하나, 콘택트 렌즈는 포함하지 않는 대조구 렌즈 케이스를 또한 준비하였다. 렌즈 및 대조구 용액을 실온에서 24시간 놓아두었다. 각각의 샘플 및 대조구로부터 1 mL의 용액을 꺼내어 트라이플루오로아세트산 (10 μL)과 혼합하였다. HPLC/ELSD 및 Phenomenex Luna C4 (4.6 mm x 5 mm; 5 mm 입자 크기) 컬럼 및 하기 조건을 사용하여, 분석을 수행하였다:

기기: Sedere Sedex 85 ELSD를 이용하는, Agilent 1200 HPLC 또는 균등물

Sedex 85 ELSD: T = 60℃, 게인 = 10, 압력 = 3.4 bar, 필터 = 1s

이동상 A: H₂O (0.1% TFA)

이동상 B: 아세토니트릴 (0.1% TFA)

컬럼 온도: 40℃

주입 부피: 100 mL

각각의 분석에 대해 3개의 렌즈를 시험하였고, 결과를 평균하였다. PQ1 흡수는, 렌즈 없는 대조구에 존재하는 PQ1에 비하여, 렌즈가 담긴 후의 PQ1의 손실 백분율로서 보고하였다.

수분 함량

다음과 같이 물 함량을 측정한다. 시험할 렌즈를 패킹 용액(packing solution)에 24시간 동안 담가둔다. 3개의 시험 렌즈 각각을 스펀지 팁 스왑을 사용하여 패킹 용액으로부터 꺼내고 패킹 용액으로 적셔져 있는 블로팅 와이프(blotting wipe) 상에 놓는다. 렌즈의 양면을 와이프에 접촉시킨다. 핀셋(tweezer)을 사용하여, 시험 렌즈를 칭량 팬(pan)에 넣고 칭량한다. 샘플을 2 세트 추가로 제조하고 상기와 같이 칭량한다. 팬과 렌즈를 3회 칭량하며, 평균이 습윤 중량이다.

건조 중량은 샘플 팬을 30분 동안 60℃로 예열된 진공 오븐에 넣어서 측정한다. 진공은 적어도 0.4 인치 Hg에 도달할 때까지 인가한다. 진공 밸브 및 펌프를 끄고 렌즈를 4시간 동안 건조한다. 퍼지(purge) 밸브를 열고 오븐이 대기압에 도달하게 둔다. 팬을 꺼내고 칭량한다. 다음과 같이 물 함량을 계산한다:

습윤 중량 = 팬과 렌즈의 습윤 중량의 합 - 칭량 팬의 중량

건조 중량 = 팬과 렌즈의 건조 중량의 합 - 칭량 팬의 중량

% 물 함량 = (습윤 중량 - 건조중량) x 100

습윤 중량

샘플에 대해 물 함량의 평균 및 표준 편차를 계산하고 보고한다. 한 실시양태에서, %수분 함량은 약 20 내지 70%, 예를 들어 약 30 내지 65%이다.

실시예

이러한 실시예는 본 발명을 한정하지 않는다. 이들은 단지 본 발명의 실시방법을 제안하기 위한 것이다. 콘택트 렌즈 뿐만 아니라 기타 신제품(specialty)에 대한 지식들에 의해 본 발명을 실시하는 다른 방법을 찾을 수 있다. 하기의 약어가 하기 실시예에 사용된다.

AMPS 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산

AMPS 염 하기 실시예 1에 기재된 것과 같은 트라이펜틸암모늄염 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산

블루 HEMA 미국 특허 제 5,944,853호의 실시예 4에 기재된 바와 같은 반응성 청색 4호 (Reactive Blue 4)와 HEMA의 반응 생성물

CGI 403 비스(2,6-다이메톡시벤조일)(2,4,4-트라이메틸펜틸)포스핀 옥사이드

D30 3,7-다이메틸-3-옥탄올

DMA N,N-다이메틸아크릴아미드

HEMA 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트

Irgacure 819 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드

Irgacure 184 1-하이드록시사이클로헥실-페닐케톤

mPDMS 1000 모노메타크릴옥시프로필 말단 모노-n-부틸 말단 폴리다이메틸실록산 (Mn = 800 내지 1000g/몰)

노르블록 2-(2'-하이드록시-5-메타크릴릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트라이아졸

OH-mPDMS α-(2-하이드록시-1-메타크릴록시프로필옥시프로필)-ω-부틸-옥타메틸펜타실록산, (MW 612g/몰), US 제 20100249356 A1 호의 실시예 8에서 제조된 바와 같음

PVP 폴리(N-비닐 피롤리돈) (K값 표시됨)

2-SEMA 2-메타크릴로일옥시에틸설폰산

SiGMA 2 프로펜산, 2-메틸-,2 하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르

TEGDMA 테트라에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트

실시예 1: AMPS의 트라이펜틸아민 염의 합성

2.27 g의 트라이펜틸아민 및 50 ml의 에틸 아세테이트의 교반된 용액에, 2.07 g의 AMPS를 첨가하고 3시간 동안 교반을 계속하였다. 회전 증류기 상에서 에틸 아세테이트를 제거하여 연한 황색 액체를 수득하였다. 그 후 이 액체를 분리 깔대기 내에서 헥산으로 세척하였다. 잔류 헥산을 회전 증류기 상에서 제거하여 트라이펜틸암모늄 염 ("AMPS 염")을 연한 황색 이온성 액체로서 수득하였다.

결과로서 생성된 이온성 액체는 며칠 동안 안정하게 잔류하는 것으로 보였으나, 5℃에서 수 주 후 시각적으로 볼때 더욱 점질성이 되었다.

실시예 2: AMPS 염을 이용한 실리콘 하이드로겔 조제물의 제조

실시예 1에서 제조된 AMPS 염을 사용하여 표 1의 조제물 블렌드들을 제조하였다. 각각의 블렌드에 대해, 모든 성분들을 첨가하고 모든 것이 용해될 때까지 단지형 롤러(jar roller)에서 혼합하였다. 두 블렌드들 모두 투명하였다.

블렌드 1 및 블렌드 2는, 3 몰/㎏의 AMPS 농도 (희석제 및 트라이펜틸아민 부분 제외)를 갖고, 실리콘 성분 대 AMPS의 비는 3:1이다.

실시예 3: 비-중합성 소수성 아민 없이, AMPS를 이용한 실리콘 하이드로겔의 조제

블렌드를 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 제조하였다. AMPS의 산 형태를, 단지형 롤러 상에서 하룻밤 동안 혼합하여 친수성 단량체에 먼저 용해시켰다 (DMA, HEMA 및 TEGDMA). 그 후 나머지 성분들을 첨가하고 단지형 롤러 상에서 혼합하였다. 단지형 롤러 상에서 6일 동안 혼합한 후, 블렌드 3은 탁하게 유지되었으며, 상분리된 재료의 덩어리들이 혼합되었다. 이러한 결과들은, 실리콘 중합체/하이드로겔을 제조할 때 비중합성 소수성 아민과 함께 염으로서 AMPS를 이용할 필요를 증명한다.

실시예 4: 반응성 혼합물 내에서 현장 형성된 AMPS 염을 이용한 실리콘 하이드로겔 조제물의 제조

일련의 블렌드들을 하기 표 3에 나타낸 바와 같이 제조하였다. AMPS 및 트라이펜틸아민을 단지형 롤러 상에서 혼합하여 친수성 단량체 (DMA 및 HEMA) 중에 먼저 용해시켰다. 그 후 나머지 성분들을 첨가하고 단지형 롤러 상에서 하룻밤 동안 혼합하였다. 모든 블렌드들은 맑은 청색으로, 상분리가 없었다.

실시예 5: 반응성 혼합물 내에서 현장 형성된 2-SEMA 염을 이용한 실리콘 하이드로겔 조제물의 제조

일련의 블렌드들을 하기 표 4에 나타낸 바와 같이 제조하였다. 2-SEMA 및 트라이펜틸아민을 단지형 롤러 상에서 혼합하여 친수성 단량체 (DMA 및 HEMA) 중에 먼저 용해시켰다. 그 후 나머지 성분들을 첨가하고 단지형 롤러 상에서 하룻밤 동안 혼합하였다. 모든 블렌드들은 맑은 청색으로, 상분리가 없었다.

실시예 6: 하이드로겔 콘택트 렌즈의 제조

블렌드 1, 2 및 4-16을 마개를 제거한 유리 바이알 내에 위치시키고, 산소를 제거하기 위하여 15분 동안 진공 하에 두었다. 플라스틱 콘택트 렌즈 몰드를 질소-충전된 글로브 박스 내의 블렌드들 중 하나를 이용하여 충전시켰다. 조제물을 질소-충전된 글로브 박스 내에서, Philips TL03 20W 형광 전구를 이용하여 60℃ 및 1.5 mW/㎠로 15 분 동안 경화시켰다. 렌즈를: 먼저, 2시간 동안 70% 아이소프로판올:30% 탈이온수 중에서; 그 후, 3 시간 동안 0.025M 탄산나트륨 중에서 (트라이펜틸아민을 탈양자화하고 나트륨 양이온을 교환하기 위하여); 그 후 12시간 동안 70% 아이소프로판올:30% 탈이온수 중에서 (트라이펜틸아민을 제거하기 위하여); 그리고 마지막으로 48 시간 동안 탈이온수 중에서 침출시켰다. 그 후 렌즈 바이알 내에 보레이트 완충화된 패킹(packing) 용액을 위치시키고, 30 분의 싸이클을 이용하여 오토클레이브 내에서 멸균시켰다.

실시예 7: 기계적 특성 시험

실시예 6의 결과 생성된 렌즈를 수분 함량, PQ1 흡수, 및/또는 라이소자임 시험에 투입하여, AMPS의 다양한 백분율 양의 렌즈 성질에 대한 첨가 효과를 결정하였다. 결과를 표 7 및 8에 나타내었다 ("NT"는 렌즈가 시험되지 않았음을 나타내고, "N/A"는 물품이 적용가능하지 않음을 나타낸다).

표 5 및 6에서의 이들 결과는 설폰산-함유 성분 (즉, AMPS 또는 2-SEMA)을 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈 (즉, 블렌드 1-2 및 5-16을 이용하여 제조된 렌즈)의 첨가는, 그러한 설폰산-함유 성분이 없는 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈 (즉, 블렌드 4를 이용하여 제조된 렌즈)에 비하여 콘택트 렌즈 내로 라이소자임의 흡수를 증가시켰음을 보여준다.

PQ1 흡수는 블렌드 4-16에 대해 표 5 및 6에 보고되었다. PQ1는 많은 상업적으로 구매가능한 콘택트 렌즈 관리 세정 용액에서 사용되는 방부제이다. PQ1는 안구 불쾌함 및 각막 착색을 유발하는 것으로 알려져 있으며, 따라서 이의 렌즈 내로의 흡수는 바람직하지 않다.

본 발명이 그의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 기술되었지만, 전술한 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 예시하고자 하는 것이고, 첨부된 특허청구범위의 범주에 의해 규정되는 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아님이 이해된다. 기타 태양, 이점, 및 변경이 특허청구범위 내에 있다.

Claims

(i) 하나 이상의 실리콘 성분 및 (ii) 하나 이상의 설폰산-함유 성분을 포함하는 반응성 성분들로부터 형성된 설폰산 성분을 포함하는 실리콘 중합체로서, 상기 설폰산-함유 성분은 비-중합성 소수성 양이온 및 중합성 설폰산으로 구성된 것인, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, 상기 중합성 설폰산은 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산, p-스티렌설폰산, 2-메타크릴로일옥시에틸설폰산, 3-메타크릴로일옥시-2-하이드록시프로필설폰산, 알릴설폰산, 3-메타크릴로일옥시프로필설폰산, 비닐설폰산 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, 상기 소수성 양이온은 알킬 아민, 실록시 알킬 아민, 및 아릴 알킬 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, 하나 이상의 실리콘 성분은 하기 화학식 I의 화합물로부터 선택되는, 실리콘 중합체:
[화학식 I]

상기 식 중,
R¹은 1가 반응성 기, 1가 알킬기 또는 1가 아릴기(상기 기들 중 어느 것은 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음) 및; 1-100개의 Si-O 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬(상기 사슬은 알킬, 하이드록시, 아미노, 옥사, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로겐 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 작용기를 추가로 포함할 수 있음)로부터 독립적으로 선택되며;
b는 0 내지 500이며, b가 0 이외의 것일 때 b는 기술된 값과 동일한 모드를 가진 분포(distribution)인 것으로 이해되며; 그리고
적어도 하나의 R¹은 1가 반응성 기를 포함한다.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 실리콘 성분은, 메타크릴옥시프로필 말단화되고, 모노-n-알킬 말단화된 폴리다이알킬실록산; 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이알킬실록산; 메타크릴옥시프로필-말단화된 폴리다이알킬실록산; 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 말단화되고, 모노-알킬 말단화된 폴리다이알킬실록산; 및 이들의 혼합물로부터 선택된, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 실리콘 성분은, 모노메타크릴레이트 말단화된 폴리다이메틸실록산; 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이알킬실록산; 모노-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시)프로필 말단화되고, 모노-부틸 말단화된 폴리다이알킬실록산; 및 이들의 혼합물로부터 선택된, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 실리콘 성분은 3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시-n-부틸 말단화된 폴리다이알킬실록산을 포함하는, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, 상기 반응성 성분들은 하나 이상의 비이온성 친수성 아크릴-함유 단량체를 추가로 포함하는, 실리콘 중합체.
제 7항에 있어서, 상기 하나 이상의 비이온성 친수성 아크릴-함유 단량체는 HEMA, DMA 및 이들의 혼합물을 포함하는, 실리콘 중합체.
제 1항에 있어서, (i) 상기 하나 이상의 실리콘 성분과 (ii) 상기 설폰산-함유 성분의 비는 약 100 ㎏/몰 미만인, 실리콘 중합체.
제 1항의 실리콘 중합체를 포함하는, 실리콘 하이드로겔.
(i) 하나 이상의 실리콘 성분 및 (ii) 하나 이상의 설폰산-함유 성분을 포함하는 반응 혼합물로부터 형성된 실리콘 하이드로겔로서, 상기 설폰산-함유 성분은 비중합성 소수성 양이온 및 중합성 설폰산으로 구성된, 실리콘 하이드로겔.
제 12항에 있어서, 상기 하나 이상의 설폰산-함유 성분의 상기 설포네이트기는, 희석제를 제외한 모든 성분에 대하여 2 몰/㎏ 미만의 농도로 존재하는, 실리콘 하이드로겔.
제 12항에 있어서, 상기 반응 혼합물은 폴리아미드를 추가로 포함하는 실리콘 하이드로겔.
제 1항의 실리콘 중합체를 포함하는 콘택트 렌즈.
제 12항의 실리콘 하이드로겔로부터 형성된 콘택트 렌즈.
제 15항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 라이소자임 흡수가 렌즈 당 50 ㎍ 이상인, 콘택트 렌즈.
제 16항에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 라이소자임 흡수가 렌즈 당 50 ㎍ 이상인, 콘택트 렌즈.
제 1항의 실리콘 중합체를 포함하는 생의학 장치.
제 12항의 실리콘 하이드로겔로부터 형성된 생의학 장치.