KR20210143640A - 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법 및 이에 의해 생성된 광흡수 콘택트 렌즈 - Google Patents

광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법 및 이에 의해 생성된 광흡수 콘택트 렌즈 Download PDF

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브라이언 에이트켄
제프리 디. 칼트라이더
레일라니 케이. 소노다
로버트 맥도널드 스미스
도니 제이. 두이스
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법 및 이에 의해 생성된 광흡수 콘택트 렌즈가 제공된다. 상기 방법은 (a) 베이스 곡면 및 전방 곡면으로 구성된 금형 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 베이스 곡면과 상기 전방 곡면은 이들 사이의 공동(cavity)을 한정하고 에워싸며, 상기 공동은 반응성 혼합물을 담고 있으며, 상기 반응성 혼합물은 적어도 하나의 중합성 단량체, 활성화 파장에서 흡수하는 광개시제, 및 상기 활성화 파장에서 흡수를 나타내는 광흡수 화합물을 포함하는, 상기 단계; 및 (b) 상기 반응성 혼합물을 상기 활성화 파장을 포함하는 방사선에 노출시킴으로써 상기 반응성 혼합물을 경화시켜 상기 광흡수 콘택트 렌즈를 형성하는 단계로서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면 둘 모두에서 지향되고, 상기 베이스 곡면에서의 상기 방사선의 방사 에너지는 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 방사 에너지보다 큰, 상기 단계를 포함한다.

Description

광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법 및 이에 의해 생성된 광흡수 콘택트 렌즈
관련 출원
본 출원은 2020년 3월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/805,931호 및 2019년 3월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/825,050호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 각각은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 콘택트 렌즈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 광흡수 화합물, 예컨대 고 에너지 가시(HEV)광 흡수 화합물 또는 광변색성(photochromic) 화합물을 함유하는 콘택트 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.
정밀 스펙트럼 필터는 가시 또는 UV 방사선의 특정 파장을 흡수한다. 이는, 유해하거나 바람직하지 않은 방사선 파장으로부터 각막, 렌즈 및 망막의 보호를 포함한, 상이한 용도를 위하여 광의 특정 파장을 차단하도록 맞추어질 수 있는, 안경과 같은 광학 물품의 생성을 가능하게 한다. 예를 들어, 강한 광으로부터 사람의 눈을 보호하기 위해, 광변색성 안경, 편광 안경 및 사냥 및 낚시와 같은 특수 활동을 위한 안경을 포함한 다양한 선글라스가 개발되어 왔다. 광변색성 안경은 소정 파장의 광에 노출 시에, 전형적으로는 자외(UV)광에 노출 시에 어두워지고, UV 광이 제거될 때 밝아진다. 종종, 그러한 광변색성 안경은 시력 교정을 위한 처방을 포함한다.
광변색 기술을 포함한 소정 기술을 콘택트 렌즈에 적용하는 것은 안경에 동일한 기술을 적용하는 것보다 더 어렵다. 생성된 렌즈의 산소 투과도, 편안함 및 피팅(fit)과 같은 추가의 인자들이 고려되어야 한다. 콘택트 렌즈의 제조 공정은 또한 더 복잡하다. 전형적으로, 콘택트 렌즈는 하나 이상의 중합성 물질의 존재 하에서 광개시제를 조사함으로써 형성된다. 광변색성 콘택트 렌즈의 경우에, 중합 시에 콘택트 렌즈를 형성하는, 광개시제 및 중합성 물질을 함유하는 반응성 혼합물 내에 광변색성 염료를 포함하는 것이 바람직하다. 불행하게도, 광변색성 염료를 포함한 소정의 광흡수 화합물은, 달리 광개시제를 활성화하는 데 필요한 방사선을 흡수할 수 있으며, 이에 따라 중합 반응을 방해할 잠재성을 가질 수 있다.
광흡수 화합물을 콘택트 렌즈 내로 효율적으로 그리고 재현가능하게 혼입시킬 수 있게 하는 제조 방법은 당업계에서 상당히 진보된 기술일 것이다.
본 발명은 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법 및 그러한 방법에 의해 생성된 광흡수 콘택트 렌즈에 관한 것이다. 광흡수 화합물을 함유하는 콘택트 렌즈가 본 명세서에 기재된 바와 같은 제조 방법에 의해 효율적이게 그리고 재현가능하게 제조될 수 있다는 것을 알아내었다. 콘택트 렌즈는 전형적으로 렌즈-형상 금형 내에서 반응성 단량체 혼합물을 중합함으로써 제조된다. 중합 반응은 UV 또는 가시광 개시 또는 열 개시와 같은 다양한 알려진 기법에 의해 개시될 수 있다. 전형적인 UV 또는 가시광 개시 기법에서는, 반응성 단량체 혼합물이 한 방향으로부터의 활성화 방사선에 노출된다. 그러나, 본 발명에서는, 반응성 단량체 혼합물이 적어도 2개의 방향으로부터의 활성화 방사선에 노출된다. 더욱이, 활성화 방사선의 방사 에너지는 2개의 방향간에 상이한데, 이는 본 명세서에서 차등 경화(differential cure)로 지칭된다. 그 결과, 본 발명의 방법은, 단면 경화 및 비차등 양면 경화 둘 모두에 비하여 광학 파라미터가 개선되고, 렌즈 특성이 시간, 온도, 및 조사 강도 및 파장과 같은 경화 조건에 덜 좌우되는 광흡수 화합물을 함유하는 콘택트 렌즈를 제공한다.
따라서, 일 태양에서, 본 발명은 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 (a) 베이스 곡면 및 전방 곡면으로 구성된 금형 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 베이스 곡면과 상기 전방 곡면은 이들 사이의 공동(cavity)을 한정하고 에워싸며, 상기 공동은 반응성 혼합물을 담고 있으며, 상기 반응성 혼합물은 적어도 하나의 중합성 단량체, 활성화 파장에서 흡수하는 광개시제, 및 상기 활성화 파장에서 흡수를 나타내는 광흡수 화합물을 포함하는, 상기 단계; 및 (b) 상기 반응성 혼합물을 상기 활성화 파장을 포함하는 방사선에 노출시킴으로써 상기 반응성 혼합물을 경화시켜 상기 광흡수 콘택트 렌즈를 형성하는 단계로서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면 둘 모두에서 지향되고, 상기 베이스 곡면에서의 상기 방사선의 방사 에너지는 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 방사 에너지보다 큰, 상기 단계를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 광흡수 콘택트 렌즈를 제공한다.
도 1은 LED 램프 방출 대역폭 이내에서의 광개시제 및 광흡수 단량체의 중첩 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 2-구역 경화 터널의 개략도를 나타낸다.
도 3은 RMS_65 데이터의 산포도를 나타낸다.
도 4는 DMD 데이터의 산포도를 나타낸다.
도 5는 BCD 데이터의 산포도를 나타낸다.
도 6은 상부 및 저부 패널 파장이 435 nm인 경우의 RMS_65 데이터의 산포도를 나타낸다.
도 7은 상부 패널과 저부 패널의 강도비가 1인 경우의 RMS_65 데이터의 산포도를 나타낸다.
본 발명은 하기의 설명에 기재된 구성 또는 공정 단계의 상세 사항에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시 형태들이 가능하며, 본 명세서의 교시내용을 사용하여 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어들과 관련하여, 하기 정의들이 제공된다.
달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 숙련자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 중합체 정의는 문헌[the Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature, IUPAC Recommendations 2008, edited by: Richard G. Jones, Jaroslav Kahovec, Robert Stepto, Edward S. Wilks, Michael Hess, Tatsuki Kitayama, and W. Val Metanomski]에 개시된 것과 동일하다. 본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 참고로 포함된다.
용어 "(메트)"는 선택적인 메틸 치환을 나타낸다. 따라서, "(메트)아크릴레이트"와 같은 용어는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 둘 모두를 나타낸다.
용어 "콘택트 렌즈"는 개체의 눈의 각막 상에 배치될 수 있는 안과용 장치를 지칭한다. 콘택트 렌즈는, 상처 치유, 약물 또는 뉴트라슈티컬(nutraceutical)의 전달, 진단 평가 또는 모니터링, 자외광 흡수, 가시광 또는 눈부심(glare) 감소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 교정적, 미용적, 또는 치료적 이점을 제공할 수 있다. 콘택트 렌즈는 당업계에 공지된 임의의 적절한 물질을 가질 수 있으며, 모듈러스, 물 함량, 광 투과율, 또는 이들의 조합과 같은 상이한 물리적, 기계적, 또는 광학적 특성들을 갖는 적어도 2개의 별개의 부분들을 포함하는 소프트 렌즈, 하드 렌즈 또는 하이브리드 렌즈일 수 있다.
"단량체"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪어서, 목표 거대분자의 화학 구조 내에 반복 단위를 생성할 수 있는 일작용성 분자이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "단량체"는 소분자뿐만 아니라, 자유 라디칼 중합 조건 하에서 사슬 성장이 가능한 더 큰 분자, 예컨대 거대단량체, 올리고머, 및 예비중합체도 포함한다. "친수성 단량체"는 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체이다.
"실리콘-함유 성분"은, 전형적으로 실록시 기, 실록산 기, 카르보실록산 기, 및 이들의 조합 형태의 적어도 하나의 규소-산소 결합을 갖는 분자, 전형적으로 단량체이다.
"개시제"는, 라디칼로 분해되고, 이것이 후속으로 단량체와 반응하여 자유 라디칼 중합 반응을 개시할 수 있는 분자이다. 열 개시제는 온도에 따라 소정 속도로 분해되며; 전형적인 예는 아조 화합물, 예컨대 1,1'-아조비스아이소부티로니트릴 및 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 퍼옥사이드, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트, 다이쿠밀 퍼옥사이드, 및 라우로일 퍼옥사이드, 과산, 예컨대 과아세트산 및 과황산칼륨뿐만 아니라, 다양한 산화환원 시스템이다. 광개시제는 광화학 과정에 의해 분해되며; 전형적인 예는 벤질, 벤조인, 아세토페논, 벤조페논, 캄퍼퀴논, 및 이들의 혼합물의 유도체뿐만 아니라, 다양한 모노아실 및 비스아실 포스핀 옥사이드 및 이들의 조합이다.
용어 "반응성 혼합물" 및 "반응성 단량체 혼합물"은, 함께 혼합되어, 중합 조건에 놓일 때, 통상적인 하이드로겔 또는 본 발명의 실리콘 하이드로겔뿐만 아니라, 그로부터 제조된 콘택트 렌즈를 형성하는 성분들(반응성 및 비반응성 둘 모두)의 혼합물을 지칭한다. 반응성 단량체 혼합물은 반응성 성분, 예를 들어 단량체, 가교결합제 및 개시제, 첨가제, 예컨대 습윤제, 이형제, 중합체, 염료, 광 흡수 화합물, 예컨대 UV 흡수제, 안료, 염료 및 광변색성 화합물(이들 중 임의의 것은 반응성 또는 비반응성일 수 있지만 생성되는 생의학 장치 내에 보유될 수 있음)뿐만 아니라 약제학적 화합물 및 뉴트라슈티컬 화합물, 및 임의의 희석제를 포함할 수 있다. 제조되는 콘택트 렌즈 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 표현된다. 희석제가 사용되는 경우에, 그 농도는 반응성 혼합물 중의 모든 성분들과 희석제의 양을 기준으로 하여 중량%로 표현된다.
"통상적인 하이드로겔"은 어떠한 실록시, 실록산 또는 카르보실록산 기도 갖지 않는 성분으로부터 제조된 중합체 네트워크를 지칭한다. 통상적인 하이드로겔은 친수성 단량체를 포함하는 반응성 혼합물로부터 제조된다. 예에는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트("HEMA"), N-비닐 피롤리돈("NVP"), N, N-다이메틸아크릴아미드("DMA") 또는 비닐 아세테이트가 포함된다. 미국 특허 제4,436,887호, 제4,495,313호, 제4,889,664호, 제5,006,622호, 제5,039459호, 제5,236,969호, 제5,270,418호, 제5,298,533호, 제5,824,719호, 제6,420,453호, 제6,423,761호, 제6,767,979호, 제7,934,830호, 제8,138,290호, 및 제8,389,597호는 통상적인 하이드로겔의 형성을 개시한다. 통상적인 하이드로겔은 또한 폴리비닐 알코올로부터 형성될 수 있다. 통상적인 하이드로겔 렌즈는 코팅을 함유할 수 있으며, 코팅은 기재와 동일하거나 상이한 재료일 수 있다. 통상적인 하이드로겔은 폴리비닐 피롤리돈과 같은 첨가제, 및 포스포릴 콜린, 메타크릴산 등을 포함한 공단량체를 포함할 수 있다. 구매가능한 통상적인 하이드로겔에는 에타필콘(etafilcon), 젠필콘(genfilcon), 힐라필콘(hilafilcon), 레네필콘(lenefilcon), 네소필콘(nesofilcon), 오마필콘(omafilcon), 폴리마콘(polymacon), 및 비필콘(vifilcon)을 비롯하여, 이들의 모든 변형이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
"실리콘 하이드로겔"은 적어도 하나의 친수성 성분 및 적어도 하나의 실리콘-함유 성분으로부터 제조되는 중합체 네트워크를 지칭한다. 반응성 혼합물에 존재할 수 있는 친수성 성분들의 적합한 패밀리의 예에는 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐 아미드, N-비닐 이미드, N-비닐 우레아, O-비닐 카르바메이트, O-비닐 카르보네이트, 다른 친수성 비닐 화합물, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 실리콘-함유 성분은 잘 알려져 있으며, 특허 문헌에 광범위하게 기재되어 있다. 예를 들어, 실리콘-함유 성분은 적어도 하나의 중합성 기(예를 들어, (메트)아크릴레이트, 스티릴, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, 비닐 기, 또는 전술한 것의 조합); 적어도 하나의 실록산 기; 및 중합성 기(들)를 실록산 기(들)에 연결하는 하나 이상의 연결기(linking group)(이는 결합일 수 있음)를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 성분은, 예를 들어 1 내지 220개의 실록산 반복 단위를 함유할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 또한 적어도 하나의 불소 원자를 함유할 수 있다. 실리콘 하이드로겔 렌즈는 코팅을 함유할 수 있으며, 코팅은 기재와 동일하거나 상이한 재료일 수 있다.
실리콘 하이드로겔의 예에는 아쿠아필콘(acquafilcon), 아스모필콘(asmofilcon), 발라필콘(balafilcon), 콤필콘(comfilcon), 델레필콘(delefilcon), 엔필콘(enfilcon), 판필콘(fanfilcon), 포르모필콘(formofilcon), 갈리필콘(galyfilcon), 로트라필콘(lotrafilcon), 나라필콘(narafilcon), 리오필콘(riofilcon), 삼필콘(samfilcon), 세노필콘(senofilcon), 소모필콘(somofilcon) 및 스텐필콘(stenfilcon)을 비롯하여, 이들의 모든 변형뿐만 아니라, 미국 특허 제4,659,782호, 제4,659,783호, 제5,244,981호, 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,371,147호, 제5,998,498호, 제6,087,415호, 제5,760,100호, 제5,776,999호, 제5,789,461호, 제5,849,811호, 제5,965,631호, 제6,367,929호, 제6,822,016호, 제6,867,245호, 제6,943,203호, 제7,247,692호, 제7,249,848호, 제7,553,880호, 제7,666,921호, 제7,786,185호, 제7,956,131호, 제8,022,158호, 제8,273,802호, 제8,399,538호, 제8,470,906호, 제8,450,387호, 제8,487,058호, 제8,507,577호, 제8,637,621호, 제8,703,891호, 제8,937,110호, 제8,937,111호, 제8,940,812호, 제9,056,878호, 제9,057,821호, 제9,125,808호, 제9,140,825호, 제9,156,934호, 제9,170,349호, 제9,244,196호, 제9,244,197호, 제9,260,544호, 제9,297,928호, 제9,297,929호뿐만 아니라, 국제특허 공개 WO 03/22321호, 국제특허 공개 WO 2008/061992호 및 미국 특허 출원 공개 제2010/0048847호에서 제조되는 것과 같은 실리콘 하이드로겔이 포함된다. 이들 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "방사 에너지"는 반응성 단량체 혼합물에 존재하는 광개시제를 활성화하는 데 사용되는 전자기 방사선의 에너지를 의미한다. 본 발명에서, 방사 에너지는 방사선의 강도, 파장, 또는 강도 및 파장 둘 모두에 의해 제어된다. 방사 에너지는 방사선의 강도에 정비례하고 방사선의 파장에 반비례한다(더 짧은 파장은 더 큰 방사 에너지를 제공한다).
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 광흡수 콘택트 렌즈, 예를 들어 광변색성 화합물 및/또는 고 에너지 가시(HEV)광 흡수 화합물을 함유하는 콘택트 렌즈를 제조하는 방법을 제공한다. 콘택트 렌즈는 반응성 혼합물로부터 제조되며, 반응성 혼합물은 적어도 하나의 중합성 단량체, 활성화 파장에서 흡수하는 광개시제, 및 활성화 파장에서 흡수를 나타내는 광흡수 화합물을 포함한다.
동일한 반응성 혼합물 내에 중첩되는 광 흡수 특성을 갖는 광개시제 및 광흡수 화합물 둘 모두의 존재는 광개시제의 제어된 활성화에 문제를 야기할 수 있다. 어떠한 특정 이론에도 구애되고자 함이 없이, 광개시제와 동일한 스펙트럼 영역에서의 광 흡수 화합물에 의한 흡수는 광흡수 화합물이 광개시제를 적어도 부분적으로 "차폐"하게 하는 것으로 여겨진다. 광흡수 화합물이 광변색성 화합물인 경우, 광변색성 화합물이 적어도 부분적으로 활성화될 때 이러한 흡수가 일어날 수 있다. 광흡수 화합물에 의한 흡수로 인해 발생되는 개시제의 불완전한 활성화는 경화를 방해하는 것으로 여겨지고/지거나, 그 결과 불균일하거나 이방성인 경화가 초래되고, 이로 인해 재료 결함 및 응력이 렌즈 내에 형성되게 된다. 이들 결함은 생성된 콘택트 렌즈의 기계적 및 광학적 특성에 부정적인 영향을 미친다. 본 발명은 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이, 차등 경화 공정을 제공함으로써 이들 문제를 해결한다.
본 발명은 임의의 알려진 렌즈 재료, 또는 그러한 렌즈의 제조에 적합한 재료로 제조되는 하드 또는 소프트 콘택트 렌즈를 제공하는 데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 렌즈는 약 0 내지 약 90%, 또는 약 20 내지 약 75% 물의 수분 함량을 가질 수 있는 소프트 콘택트 렌즈이다. 본 발명의 콘택트 렌즈는 수분 함량이 적어도 약 25%일 수 있다. 본 발명의 렌즈는 약 200 psi 미만, 또는 약 150 psi 미만의 인장 모듈러스와 같은 다른 바람직한 특성을 가질 수 있다. 렌즈는 산소 투과도가 약 50 × 10-11 (㎠/sec) (ml O2/ml × mmHg) 초과, 또는 약 75 × 10-11 (㎠/sec) (ml O2/ml × mmHg) 초과일 수 있다. 전술한 특성들의 조합이 바람직하며, 상기 언급된 범위들은 임의의 조합으로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 콘택트 렌즈는 통상적인 하이드로겔일 수 있다. 본 발명의 콘택트 렌즈는 실리콘 하이드로겔일 수 있다. 콘택트 렌즈는 실록산, 하이드로겔, 실리콘 하이드로겔, 및 이들의 조합과 같은 중합체를 형성하기 위해 친수성 단량체, 실리콘-함유 성분 및 이들의 혼합물로 제조될 수 있다. 본 발명의 렌즈 형성에 유용한 재료는 거대단량체, 단량체, 중합체 및 이들의 조합의 블렌드를 중합 개시제와 같은 첨가제와 함께 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 적합한 재료는, 제한 없이, 실리콘 거대단량체 및 친수성 단량체로부터 제조된 실리콘 하이드로겔을 포함한다. 상이한 중합성 단량체들의 반응성 혼합물이 또한 사용될 수 있으며, 이는 공중합체의 생성으로 이어질 수 있다.
콘택트 렌즈를 제조하기 위한 반응성 혼합물은 잘 알려져 있으며, 그러한 혼합물의 성분들은 구매가능하거나 당업자에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 콘택트 렌즈를 형성하기에 적합한 예시적인 중합체에는 에타필콘 A, 젠필콘 A, 레네필콘 A, 폴리마콘, 발라필콘, 아쿠아필콘, 콤필콘, 갈리필콘, 세노필콘, 나라필콘 및 로트라필콘이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 콘택트 렌즈 제형은 에타필콘, 세노필콘, 발라필콘, 갈리필콘, 로트라필콘, 콤필콘, 필콘 II 3, 아스모필콘 A, 및, 예를 들어 미국 특허 제5,998,498호; 미국 특허 출원 제09/532,943호, 2000년 8월 30일자로 출원된, 미국 특허 출원 제09/532,943호의 일부 계속 출원, 및 미국 특허 제6,087,415호, 미국 특허 제6,087,415호, 미국 특허 제5,760,100호, 미국 특허 제5,776, 999호, 미국 특허 제5,789,461호, 미국 특허 제5,849,811호, 미국 특허 제5,965,631호, 미국 특허 제7,553,880호, 국제특허 공개 WO2008/061992호, 미국 특허 출원 공개 제2010/048847호에 제조된 바와 같은 실리콘 하이드로겔을 포함할 수 있다. 이들 특허는 거기에 포함된 하이드로겔 조성물에 대해 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명의 반응성 혼합물은 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 기반 하이드로겔, 예컨대 에타필콘 A일 수 있다. 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제4,680,336호 및 제4,495,313호에 개시된 에타필콘 A는 일반적으로, HEMA 및 메타크릴산(MAA)으로 주로 이루어질 뿐만 아니라 가교결합제 및 가시성 틴트와 같은 다양한 다른 첨가제의 제형이다.
본 발명의 반응성 혼합물은 적어도 하나의 친수성 단량체 및 적어도 하나의 실리콘-함유 성분으로 제조된 실리콘 하이드로겔일 수 있다. 실리콘 하이드로겔의 예에는 아쿠아필콘, 아스모필콘, 발라필콘, 콤필콘, 델레필콘, 엔필콘, 판필콘, 포르모필콘, 갈리필콘, 로트라필콘, 나라필콘, 리오필콘, 삼필콘, 세노필콘, 소모필콘, 및 스텐필콘을 비롯하여, 이들의 모든 변형이 포함된다.
바람직한 반응성 혼합물은 N, N-다이메틸아크릴아미드(DMA), HEMA, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 친수성 단량체; 2-하이드록시-3-[3-메틸-3,3-다이(트라이메틸실록시)실릴프로폭시]-프로필 메타크릴레이트(SiMAA), 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(mPDMS), 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(OH-mPDMS), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 실리콘-함유 성분을 기반으로 할 수 있다. 친수성 단량체의 경우, DMA와 HEMA의 혼합물이 바람직하다. 실리콘 함유 성분의 경우, SiMAA와 mPDMS의 혼합물이 바람직하다.
바람직한 반응성 혼합물은 DMA와 HEMA의 혼합물을 포함하는 친수성 단량체; 2 내지 20개의 반복 단위를 갖는 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시)-프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(OH-mPDMS)의 혼합물(바람직하게는, 4개의 반복 단위와 15개의 반복 단위의 혼합물)을 포함하는 실리콘-함유 성분을 기반으로 할 수 있다.
본 발명의 방법에 사용되는 반응성 혼합물은 광개시제를 함유한다. 광개시제는, 예를 들어 UV 파장 및/또는 가시 파장의 다양한 파장의 광을 흡수할 수 있다(그리고 그에 의해 활성화될 수 있다). 바람직하게는, 본 발명의 방법의 광개시제는 전자기 스펙트럼의 가시 범위(약 380 nm 내지 약 780 nm) 내에서 흡수할 수 있다. 적합한 가시광 광개시제는 당업계에 알려져 있으며, 방향족 알파-하이드록시 케톤, 알콕시옥시벤조인, 아세토페논, 아실포스핀 옥사이드, 비스아실포스핀 옥사이드, 및 3차 아민 + 다이케톤, 이들의 혼합물 등이 포함되지만 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(이르가큐어(Irgacure) 819), 2,4,6-트라이메틸벤질다이페닐 포스핀 옥사이드 및 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조인 메틸 에스테르, 및 캄퍼퀴논과 에틸 4-(N,N-다이메틸아미노)벤조에이트의 조합이다. 구매가능한 가시광 광개시제 시스템에는 이르가큐어 819, 이르가큐어 1700, 이르가큐어 1800, 이르가큐어 819, 이르가큐어 1850(모두 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 구매가능함) 및 루시린(Lucirin) TPO 개시제(바스프(BASF)로부터 입수가능함)가 포함된다. 사용될 수 있는 이들 및 다른 광개시제가 문헌[Volume III, Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization, 2nd Edition by J.V. Crivello& K. Dietliker; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998]에 개시되어 있다. 개시제는 반응성 혼합물의 광중합을 개시하기에 효과적인 양, 예를 들어 반응성 단량체(들) 100 부당 약 0.1 내지 약 2 중량부로 반응성 혼합물에 사용될 수 있다.
특히 바람직한 가시광 광개시제에는 알파-하이드록시 케톤, 예컨대 시바로부터 입수가능한 이르가큐어®(예를 들어, 이르가큐어 1700 또는 1800); 다양한 유기 포스핀 옥사이드, 2,2'-아조-비스-아이소부티로-니트릴; 다이에톡시아세토페논; 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤; 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논; 페노티아진; 다이아이소프로필잔토겐 다이설파이드; 벤조인 또는 벤조인 유도체 등이 포함된다. 바람직하게는, 광개시제는 200 내지 600 nm, 또는 300 내지 500 nm, 또는 350 내지 450 nm, 또는 380 내지 450 nm, 또는 400 내지 450 nm, 또는 430 내지 440 nm의 범위를 포함하는 파장에서 활성화된다.
반응성 혼합물에 존재하는 광흡수 화합물은 일반적으로 활성화 방사선의 적어도 일부를 흡수하는 화합물이다. 예를 들어, 그러한 화합물은 광개시제를 개시하는 데 필요한 활성화 방사선의 파장과 적어도 부분적으로 중첩되는 파장의 UV 및/또는 가시광을 흡수할 수 있다. 광흡수 화합물은 정적(static) 광흡수 화합물일 수 있는데, 이는, 그의 흡수 프로파일이 방사선에 대한 노출 시에 크게 변화하지 않음을 의미한다. 정적 광흡수 화합물은, 예를 들어 비광변색성 선글라스에서 사용된다. 예에는 UV 및/또는 HEV 광(예를 들어, 청색광)을 흡수하는 화합물이 포함된다.
광흡수 화합물은 광변색성 염료일 수 있다. 광변색성 염료는 소정 파장의 전자기 방사선(또는 "화학 방사선")의 흡수에 응답하여 제1 "투명한", "표백된" 또는 "비활성화된" 바닥 상태와 제2 "착색된", "어두워진" 또는 "활성화된" 상태 사이에서 변환할 수 있는 임의의 화합물이다. 일 실시 형태에서, 광변색성 염료는, 활성화된 상태일 때, 전자기 스펙트럼의 가시 범위(380 nm 내지 780 nm) 내에서 흡수한다. 적합한 광변색성 염료의 예는 당업계에 알려져 있으며, 이에는, 제한 없이, 하기 부류의 물질이 포함된다: 크로멘, 예컨대 나프토피란, 벤조피란, 인덴노나프토피란 및 페난트로피란; 스피로피란, 예컨대 스피로 (벤즈인돌린) 나프토피란, 스피로 (인돌린) 벤조피란, 스피로 (인돌린) 나프토피란, 스피로 (인돌린) 퀴노피란 및 스피로 (인돌린) 피란; 옥사진, 예컨대 스피로 (인돌린) 나프톡사진, 스피로 (인돌린) 피리도벤족사진, 스피로 (벤즈인돌린) 피리도벤족사진, 스피로 (벤즈인돌린) 나프톡사진 및 스피로 (인돌린) 벤족사진; 수은 다이티조네이트, 펄자이드, 펄지미드 및 그러한 광변색성 화합물들의 혼합물.
추가의 적합한 광변색성 염료에는, 제한 없이, 유기금속 다이티오조네이트, 예컨대 (아릴아조)-티오포름산 아릴하이드라지데이트, 예를 들어 수은 다이티조네이트; 및 펄자이드 및 펄지미드, 나프톡사진, 스피로벤조피란; 중합성 스피로벤조피란 및 스피로벤조피란; 중합성 펄자이드; 중합성 나프타센다이온; 중합성 스피로옥사진; 및 중합성 폴리알콕실화 나프토피란이 포함된다. 광변색성 염료는 단독으로 사용되거나 또는 하나 이상의 다른 광변색성 염료 또는 정적 광흡수 화합물과 조합하여 사용될 수 있다.
다른 적합한 광변색성 화합물이 미국 특허 제7,556,750호에 개시되어 있으며, 이의 개시 내용은 참고로 포함된다. 적합한 광변색성 염료의 비제한적인 예에는 나프토피란, 예컨대 표 1에 나타낸 것들이 포함된다. 염료는, 생성되는 콘택트 렌즈 내로 공중합되도록 중합성 작용기를 포함할 수 있다. 중합성 작용기의 예에는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 비닐 등이 포함된다. 일 실시 형태에서, 광변색성 염료는, 활성화된 상태에서는, 그것이 가시 스펙트럼 전체에 걸쳐 흡수하지만, 비활성화될 때에는 약 430 nm 미만에서 그리고 가시 스펙트럼 전체에 걸쳐 약 10% 미만에서 흡수하도록 선택된다.
또 다른 유용한 광변색성 염료는 인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란 및 인데노[1',2':4,3]나프토[2,1-b]피란으로부터 선택되는 인데노-융합된 나프토피란 - 이들은 미국 특허 출원 공개 제2009/0072206호 및 미국 특허 출원 공개 제2006/0226401호에 더 구체적으로 개시되어 있음 -, 및 미국 특허 제7,364,291호에 인용된 것들, 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직한 광변색성 염료는 4-[4-[3,13-다이하이드로-6-메톡시-13,13-다이메틸-3-페닐-7-(1-피페리디닐)벤조[3,4]플루오레노[2,1-b]피란-3-일]페닐]-γ-옥소-, 2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로펜-1-일)옥시]에틸 에스테르 1-피페라진부탄산(등록 번호 1339922-40-5)이며, 이는 하기 화학식 1에 나타나 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
콘택트 렌즈는 광흡수 화합물들의 혼합물, 예를 들어 적어도 하나의 광변색성 화합물이 다른 정적 광흡수 화합물 - 안료, 염료 및 UV 및/또는 HEV 흡수 화합물을 포함함 - 과 혼합된 것을 함유할 수 있다. 바람직한 UV 및/또는 HEV 흡수 화합물은 화학식 2의 화합물을 포함한다:
[화학식 2]
Figure pct00002
(상기 식에서,
m 및 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;
T는 결합, O, 또는 NR이고;
X는 O, S, NR, SO, 또는 SO2이고;
Y는 연결기이고;
Pg는 중합성 기이고;
R은 각각의 경우에 독립적으로 H, C1-C6 알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 또는 Y-Pg이고;
R1 및 R2는, 존재하는 경우, 각각의 경우에 독립적으로 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, C1-C6 티오알킬, C3-C7 사이클로알킬, 아릴, 할로, 하이드록시, 아미노, NR3R4 또는 벤질이고, R3 및 R4는 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬이거나, 또는 2개의 인접한 R1 또는 R2 기는, 이들이 부착되어 있는 탄소 원자와 함께 조합되어, 사이클로알킬 또는 아릴 고리를 형성하고;
EWG는 전자 구인성 기임).
화학식 2의 바람직한 화합물은 Y가 각각의 경우에 독립적으로 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌, 또는 이들의 조합인 것들을 포함한다.
화학식 2의 바람직한 화합물은 Pg가 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트, 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는 것들을 포함한다.
화학식 2의 바람직한 화합물은 X가 O인 것들을 포함한다.
화학식 2의 바람직한 화합물은 X가 S인 것들을 포함한다.
화학식 2의 바람직한 화합물은 EWG가 시아노, 아미드, 에스테르, 케토, 또는 알데하이드인 것들을 포함한다. 더 바람직하게는, EWG는 시아노이다.
화학식 2의 바람직한 화합물은 m 및 n이 각각 0인 것들을 포함한다.
화학식 2의 바람직한 화합물은 하기를 비롯하여, 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함한다:
2-(2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 아크릴레이트;
N-(2-(2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸)메타크릴아미드;
N-(2-(2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸)아크릴아미드;
2-(2-시아노-N-메틸-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)-N-(2-(N-비닐아세트아미도)에틸)아세트아미드;
2-(2-시아노-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 아크릴레이트;
N-(2-(2-시아노-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸)메타크릴아미드;
N-(2-(2-시아노-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸)아크릴아미드;
2-(2-시아노-N-메틸-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-시아노-N-(2-(N-비닐아세트아미도)에틸)-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미드;
2-(2-(아크리딘-9(10H)-일리덴)-2-시아노아세트아미도)에틸 아크릴레이트;
N-(2-(2-(아크리딘-9(10H)-일리덴)-2-시아노아세트아미도)에틸)메타크릴아미드;
N-(2-(2-(아크리딘-9(10H)-일리덴)-2-시아노아세트아미도)에틸)아크릴아미드;
2-(2-(아크리딘-9(10H)-일리덴)-2-시아노-N-메틸아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(아크리딘-9(10H)-일리덴)-2-시아노-N-(2-(N-비닐아세트아미도)에틸)아세트아미드;
2-(2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)-2-메틸프로필 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(9H-크산텐-9-일리덴)아세톡시)-2-메틸프로필 아크릴레이트;
(Z)-2-(2-시아노-2-(3-하이드록시아크리딘-9(10H)-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(10-메틸아크리딘-9(10H)-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(3,6-다이하이드록시아크리딘-9(10H)-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-(7H-벤조[c]크산텐-7-일리덴)-2-시아노아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(Z)-2-(2-시아노-2-(3-메톡시-9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(3,6-다이하이드록시-9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-시아노-2-(2-메틸-9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-시아노-2-(1-하이드록시-9H-크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-시아노-2-(2,4-다이클로로-9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-(2-클로로-9H-티오크산텐-9-일리덴)-2-시아노아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-시아노-2-(2-아이소프로필-9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
(E)-2-(2-시아노-2-(4-아이소프로필-9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(3-옥소-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)프로판아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(3-옥소-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)부탄아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(3-메톡시-3-옥소-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)프로판아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(3-아미노-3-옥소-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)프로판아미도)에틸 메타크릴레이트;
2-(2-시아노-2-(10,10-다이옥시도-9H-티오크산텐-9-일리덴)아세트아미도)에틸 메타크릴레이트;
N-(2-(2-시아노-2-(10-메틸아크리딘-9(10H)일리덴)아세트아미도)에틸)메타크릴아미드; 또는
2-(2-시아노-2-(9H-티오크산텐-9-일리덴)아세톡시)에틸 메타크릴레이트
사용되는 광흡수 화합물의 양은 선택된 광흡수 화합물이 활성인 특정 파장에서의 %투과율의 원하는 감소를 달성하기에 효과적인 양일 것이다. 예로서, 양은 (희석제를 제외한) 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 10 중량%, 또는 0.1 내지 5 중량%, 또는 0.1 내지 3 중량%의 범위일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이 양은 (희석제를 제외한) 반응성 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.75 내지 1.25 중량%이다.
반응성 혼합물은 반응성 또는 비반응성일 수 있는 다양한 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 그러한 첨가제의 예에는 가교결합제, 습윤제, 이형제, 중합체, 염료, 다른 광 흡수 화합물, 예컨대 UV 흡수제, 안료, 약제학적 화합물, 뉴트라슈티컬 화합물, 희석제, 또는 전술한 것들 중 임의의 것의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면, 전술된 것과 같은 반응성 혼합물이, 혼합물을 금형 조립체 내로 분배하고 후속으로 혼합물을 경화시킴으로써 콘택트 렌즈로 형성된다. 금형 조립체는 렌즈의 후방 표면과 접촉하는 금형 반부인 베이스 곡면, 및 전방 표면과 접촉하는 전방 곡면으로 구성된다. 전방 곡면과 베이스 곡면은 합쳐질 때, 이들 사이의 공동을 한정하고 에워싸며, 이러한 공동은 본 발명에 따르면 반응성 혼합물을 담는다.
본 발명에 사용되는 금형 조립체를 구성하는 금형 구성요소들(전방 곡면 및 베이스 곡면)은 일회용 또는 재사용가능 재료를 포함한 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 금형은, 제한 없이, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 단일중합체, 공중합체, 및 삼원공중합체를 포함하는 다른 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리스티렌 공중합체, 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드, 폴리(비닐 알코올) 및 이의 유도체, 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 예컨대 터프텍(Tuftec), 환형 올레핀 중합체, 예컨대 제오노아(Zeonor) 및 토파스(Topas) 수지, 및 이들의 조합을 포함한 임의의 적합한 재료로부터 제조된 열가소성 광학 금형일 수 있다. 금형은 광개시제를 활성화할 파장에 대해 투명하거나 거의 투명하도록 선택되어, 전방 곡면 및 베이스 곡면을 통한 조사를 가능하게 할 수 있다. 이러한 재료는 전방 곡면과 베이스 곡면이 동일하거나 상이할 수 있다. 금형 조립체의 전방 곡면에 바람직한 재료는 환형 올레핀 중합체 및 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체가 각각 90:10 (w/w)으로 된 블렌드이다. 금형 조립체의 베이스 곡면에 바람직한 재료는 환형 올레핀 중합체 및 폴리프로필렌의 90:10 (w/w) 블렌드이다. 다른 예시적인 재료는 베이스 곡면 및 전방 곡면 중 어느 하나 또는 둘 모두에 대해 제오노아 및 터프텍의 블렌드를 포함한다. 베이스 곡면 또는 전방 곡면 금형의 두께는 다양할 수 있지만, 전형적으로 목표 렌즈 금형 설계의 광학 구역의 중심에서 측정될 때 100 내지 1500 마이크로미터, 바람직하게는 600 내지 800 마이크로미터이다.
광개시제를 개시하기 위한 활성화 방사선의 공급원에는, 예를 들어 그러한 개시에 적절한 파장의 광을 전달하는 램프가 포함된다. 활성화 방사선의 바람직한 공급원은 발광 다이오드(LED) 램프이다. 원하는 강도로 그리고 200 내지 600 nm, 더 바람직하게는 300 내지 500 nm, 가장 바람직하게는 350 내지 450 nm를 포함한 일정 범위의 파장에서 전달하는 LED 램프가 바람직하다.
경화 단계는 반응성 혼합물을 활성화 파장(광개시제를 활성화하는 데 필요한 파장)을 포함하는 방사선에 노출시킴으로써 수행된다. 본 발명에서, 방사선은 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면 둘 모두에서 지향된다. 게다가, 방사선은 베이스 곡면에서의 방사 에너지가 전방 곡면에서의 방사선의 방사 에너지보다 크다.
방사 에너지의 차이는 전방 곡면에서보다 베이스 곡면에서 더 높은 강도의 방사선을 사용함으로써 제공될 수 있다. 방사선 강도는 다양한 기기에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 입증되는 바와 같이, 바람직한 기기는 인터내셔널 라이트 테크놀로지즈(International Light Technologies)로부터 입수된 ILT-2400이다.
방사선의 강도는 대체로 0.1 내지 25 mW/㎠, 바람직하게는 1 내지 15 mW/㎠의 범위일 수 있다. 언급된 바와 같이, 베이스 곡면에서의 방사선의 강도는 전방 곡면에서의 그의 강도보다 클 수 있다. 방사선은 베이스 곡면에서의 강도가 전방 곡면에서의 방사선의 강도보다 적어도 1%, 대안적으로 적어도 5%, 대안적으로 적어도 10%, 대안적으로 적어도 15%, 또는 대안적으로 적어도 20% 더 클 수 있다. 방사선은 베이스 곡면에서의 강도가 전방 곡면에서의 강도보다 350% 미만, 대안적으로 최대 300%, 대안적으로 최대 250%, 대안적으로 최대 200%, 대안적으로 최대 150%, 대안적으로 최대 100%, 대안적으로 최대 90%, 대안적으로 최대 80%, 대안적으로 최대 70%, 대안적으로 최대 60%, 대안적으로 최대 50%, 대안적으로 최대 45%, 대안적으로 최대 40%, 대안적으로 최대 35%, 또는 대안적으로 최대 30% 더 클 수 있다. 예를 들어, 방사선은 베이스 곡면에서의 강도가 전방 곡면에서의 방사선의 강도보다 적어도 1% 및 350% 미만, 대안적으로 1 내지 300%, 대안적으로 1 내지 250%, 대안적으로 1 내지 250% 대안적으로 1 내지 200%, 대안적으로 1 내지 150%, 대안적으로 1 내지 100%, 대안적으로 5 내지 300% 대안적으로 5 내지 250%, 대안적으로 5 내지 200%, 대안적으로 5 내지 150%, 대안적으로 5 내지 100%, 대안적으로 10 내지 300%, 대안적으로 10 내지 200%, 대안적으로 10 내지 150%, 대안적으로 10 내지 100%, 대안적으로 20 내지 300%, 대안적으로 20 내지 250%, 대안적으로 20 내지 200%, 대안적으로 20 내지 150%, 또는 대안적으로 20 내지 100%만큼 더 클 수 있다. 추가의 예로서, 방사선은 베이스 곡면에서의 강도가 전방 곡면에서의 방사선의 강도보다 적어도 5% 및 최대 100%, 대안적으로 5 내지 80%, 대안적으로 10 내지 66.7%만큼 더 클 수 있다. 예시로서, 베이스 곡면에서의 강도가 전방 곡면에서보다 10% 더 큰 경우, 베이스 곡면에서의 강도가 약 3.3 mW/㎠이면, 전방 곡면에서의 방사선의 강도는 약 3.0 mW/㎠일 것이다. 추가의 예시를 위하여, 베이스 곡면에서의 강도가 전방 곡면에서보다 66.7% 더 큰 경우, 베이스 곡면에서의 강도가 약 4.17 mW/㎠이면, 전방 곡면에서의 방사선의 강도는 약 2.5 mW/㎠일 것이다.
방사선의 강도가 상부 곡면과 베이스 곡면에서의 방사 에너지의 차이를 제공하는 데 사용될 때, 상부 곡면과 베이스 곡면에서의 파장은 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 파장은 350 nm 내지 450 nm, 또는 380 nm 내지 450 nm, 또는 400 nm 내지 450 nm, 또는 430 nm 내지 440 nm의 범위일 수 있다.
본 발명의 방법에서의 방사 에너지의 차이는 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 방사선의 상이한 파장을 사용함으로써 제공될 수 있다. 더 구체적으로는, 베이스 곡면에서의 파장은 전방 곡면에서의 파장보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 베이스 곡면에서의 파장은 전방 곡면에서의 파장보다 적어도 5 nm, 또는 적어도 10 nm, 또는 적어도 20 nm 더 짧을 수 있다. 두 파장 모두 광개시제를 활성화할 수 있다. 두 파장 모두 동일한 강도를 가질 수 있다.
본 발명의 방법에서의 방사 에너지의 차이는 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 방사선의 상이한 파장 및 강도 둘 모두를 사용함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 이러한 차이는 전방 곡면에서보다 베이스 곡면에서 더 짧은 파장 및 더 높은 강도의 방사선을 사용함으로써 제공될 수 있다.
상기에서 논의된 바와 같이, 베이스 곡면에서의 활성화 방사선의 방사 에너지가 전방 곡면에서보다 더 큰 방법을 사용하는 것에 대한 몇몇 이점이 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법은, 단면 경화 또는 비차등 양면 경화에 비하여 광학 파라미터가 개선되고, 렌즈 특성이 시간, 온도, 및 조사 강도와 같은 경화 조건에 덜 좌우되는 광흡수 화합물을 함유하는 콘택트 렌즈를 제공한다.
금형 조립체를 가로질러 방사 에너지 차이를 일으키는 몇 가지 방식이 있다. 한 가지 방법은 상이한 강도, 상이한 파장, 또는 상이한 강도 및 파장 둘 모두를 갖는 2개의 별개의 광원을 사용하는 것이다. 다른 방법은 일련의 미러 또는 반사 팰릿 특징부와 함께 베이스 곡면으로 지향되는 단일 광원을 사용하여 조사광의 일부분을 방향전환 및/또는 반사시키는 것으로, 이제 이러한 조사광은 전방 곡면을 향해 감소된 강도를 갖는다.
경화 후, 렌즈에 추출을 거쳐서 미반응 성분을 제거하고 렌즈 금형으로부터 렌즈를 이형시킬 수 있다. 추출은 종래의 추출 유체, 즉 알코올과 같은 유기 용매를 이용하여 이루어지거나, 또는 수용액을 이용하여 추출될 수 있다.
수용액은 물을 포함하는 용액이다. 본 발명의 수용액은 적어도 약 20 중량%의 물, 또는 적어도 약 50 중량%의 물, 또는 적어도 약 70 중량%의 물 또는 적어도 약 95 중량%의 물을 포함할 수 있다. 수용액은 또한 추가의 수용성 화합물, 예컨대 무기 염 또는 이형제, 습윤제, 슬립제(slip agent), 약제학적 화합물 및 뉴트라슈티컬 화합물, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 이형제는, 물과 배합될 때 금형으로부터 콘택트 렌즈를 이형시키는 데 필요한 시간을, 이형제를 포함하지 않는 수용액을 이용하여 그러한 렌즈를 이형시키는 데 필요한 시간에 비하여, 감소시키는 화합물 또는 화합물들의 혼합물이다.
추출은, 예를 들어 수용액 중에 렌즈를 침지하거나 수용액의 유동에 렌즈를 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 추출은 또한, 예를 들어 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 수용액을 가열하는 단계; 수용액을 교반하는 단계; 수용액 중 이형 보조제의 수준을 렌즈의 이형을 야기하기에 충분한 수준까지 증가시키는 단계; 렌즈의 기계적 또는 초음파 교반; 및 수용액 중에 적어도 하나의 침출 또는 추출 보조제를 렌즈로부터의 미반응 성분들의 적절한 제거를 촉진시키기에 충분한 수준까지 도입하는 단계. 전술한 것들은 열, 교반 또는 둘 모두를 가하면서 또는 가하지 않고서, 배치(batch) 공정 또는 연속 공정으로 수행될 수 있다.
침출 및 이형을 용이하게 하기 위해 물리적 교반의 적용이 요구될 수 있다. 예를 들어, 렌즈가 부착되는 렌즈 금형 부분품은 수용액 내에서 진동되거나 전후로 운동하게 될 수 있다. 다른 방법은 수용액을 통한 초음파를 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이 제조된 렌즈는 하기의 품질 특성을 나타낼 수 있다. 렌즈는, 6.5 밀리미터 개구(aperture)를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마(coma)가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차(root mean squared optical path wavefront deviation)가, 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 감소되었을 수 있다. 렌즈는, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차가, 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 3%만큼 감소되었을 수 있다. 렌즈는, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차가, 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 0.0020 마이크로미터만큼 감소되었을 수 있다.
하기 항목들은 본 발명의 비제한적인 실시 형태를 열거한다:
1. 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법으로서,
(a) 베이스 곡면 및 전방 곡면으로 구성된 금형 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 베이스 곡면과 상기 전방 곡면은 이들 사이의 공동을 한정하고 에워싸며, 상기 공동은 반응성 혼합물을 담고 있으며, 상기 반응성 혼합물은 적어도 하나의 중합성 단량체, 활성화 파장에서 흡수하는 광개시제, 및 상기 활성화 파장에서 흡수를 나타내는 광흡수 화합물을 포함하는, 상기 단계; 및
(b) 상기 반응성 혼합물을 상기 활성화 파장을 포함하는 방사선에 노출시킴으로써 상기 반응성 혼합물을 경화시켜 상기 광흡수 콘택트 렌즈를 형성하는 단계로서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면 둘 모두에서 지향되고, 상기 방사선은 상기 베이스 곡면에서의 강도가 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 강도보다 큰, 상기 단계를 포함하는, 방법.
2. 항목 1에 있어서, 상기 방사선은 상기 베이스 곡면에서의 강도가 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 강도보다 350% 미만으로 더 큰, 방법.
3. 항목 1 또는 항목 2에 있어서, 상기 방사선은 상기 베이스 곡면에서의 강도가 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 강도보다 1% 내지 350% 미만으로 더 큰, 방법.
4. 항목 1 내지 항목 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면에 근접한 제1 광원 및 상기 금형 조립체의 전방 곡면에 근접한 제2 광원에 의해 제공되는, 방법.
5. 항목 4에 있어서, 상기 제1 광원은 발광 다이오드이고, 상기 제2 광원은 발광 다이오드인, 방법.
6. 항목 1 내지 항목 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 정적 광흡수 화합물인, 방법.
7. 항목 1 내지 항목 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 고 에너지 가시광 흡수제인, 방법.
8. 항목 1 내지 항목 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 광변색성 화합물인, 방법.
9. 항목 1 내지 항목 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 환형 올레핀 중합체, 및 이들의 조합으로 구성되는, 방법.
10. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 방사선의 파장은 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 파장과 동일한, 방법.
11. 항목 1 내지 항목 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 그리고 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 파장은 350 내지 450 nm, 방법.
12. 항목 1 내지 항목 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 그리고 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 파장은 400 내지 450 nm, 방법.
13. 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법으로서,
(a) 베이스 곡면 및 전방 곡면으로 구성된 금형 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 베이스 곡면과 상기 전방 곡면은 이들 사이의 공동을 한정하고 에워싸며, 상기 공동은 반응성 혼합물을 담고 있으며, 상기 반응성 혼합물은 적어도 하나의 중합성 단량체, 활성화 파장에서 흡수하는 광개시제, 및 상기 활성화 파장에서 흡수를 나타내는 광흡수 화합물을 포함하는, 상기 단계; 및
(b) 상기 반응성 혼합물을 상기 활성화 파장을 포함하는 방사선에 노출시킴으로써 상기 반응성 혼합물을 경화시켜 상기 광흡수 콘택트 렌즈를 형성하는 단계로서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면 둘 모두에서 지향되고, 상기 방사선은 상기 베이스 곡면에서의 파장이 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 파장보다 짧은, 상기 단계를 포함하는, 방법.
14. 항목 13에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 파장은 상기 전방 곡면에서의 상기 파장보다 적어도 약 10 나노미터 더 짧은, 방법.
15. 항목 13 또는 항목 14에 있어서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면에 근접한 제1 광원 및 상기 금형 조립체의 전방 곡면에 근접한 제2 광원에 의해 제공되는, 방법.
16. 항목 15에 있어서, 상기 제1 광원은 발광 다이오드이고, 상기 제2 광원은 발광 다이오드인, 방법.
17. 항목 13 내지 항목 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 정적 광흡수 화합물인, 방법.
18. 항목 13 내지 항목 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 고 에너지 가시광 흡수제인, 방법.
19. 항목 13 내지 항목 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 광변색성 화합물인, 방법.
20. 항목 13 내지 항목 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 환형 올레핀 중합체, 및 이들의 조합으로 구성되는, 방법.
21. 항목 13 내지 항목 20 중 어느 하나에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 방사선의 강도는 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 강도와 동일한, 방법.
22. 항목 13 내지 항목 21 중 어느 하나에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 그리고 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 파장은 350 내지 450 nm, 방법.
23. 항목 13 내지 항목 22 중 어느 하나에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 그리고 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 파장은 400 내지 450 nm, 방법.
24. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 광흡수 콘택트 렌즈.
25. 항목 1 내지 항목 12 중 어느 하나에 있어서 또는 항목 24에 있어서, 상기 렌즈는, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차가 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 감소된, 항목 1 내지 항목 12 중 어느 하나의 방법 또는 항목 24의 광흡수 콘택트 렌즈.
26. 항목 25에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 상기 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차는, 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 3%만큼 감소된, 방법 또는 콘택트 렌즈.
27. 항목 25에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 상기 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차는, 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 0.0020 마이크로미터큼 감소된, 방법 또는 콘택트 렌즈.
28. 항목 13 내지 항목 23 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 광흡수 콘택트 렌즈.
29. 항목 13 내지 항목 23 중 어느 하나에 있어서 또는 항목 28에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차가 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 감소된, 항목 13 내지 항목 23 중 어느 하나의 방법 또는 항목 28의 광흡수 콘택트 렌즈.
30. 항목 29에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 상기 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차는, 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 3%만큼 감소된, 방법 또는 콘택트 렌즈.
31. 항목 29에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 상기 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차는, 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 0.0020 마이크로미터큼 감소된, 방법 또는 콘택트 렌즈.
이제 본 발명의 일부 실시 형태를 하기 실시예에서 상세히 설명할 것이다.
실시예
패킹 용액 중에서의 콘택트 렌즈 파라미터를 측정하기 위하여 교정된 이중 간섭측정 방법을 사용하였다. 이들 파라미터는 다수의 개구에서의 등가 구면 도수(디옵터 또는 D), 다수의 개구에서의 원주 도수(디옵터 또는 D), 직경(밀리미터 또는 mm), 중심 두께(밀리미터 또는 mm), 시상 높이(밀리미터 또는 mm), 및 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면/원주 도수 및 코마가 제거된 마이크로미터 또는 미크론(μm) 단위의 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근(RMS) 광학 경로 파면 편차를 포함하였다. 이 기기는 파면 파라미터의 측정을 위한 맞춤형 보상 간섭계(custom, propitiatory interferometer) 및 시상 높이 및 중심 두께의 치수 파라미터의 측정을 위한 루메트릭스(Lumetrics) 옵티게이지(OptiGauge)® II 저간섭성 간섭계로 이루어진다. 조합된 2개의 개별 기기는 루메트릭스 클리어웨이브(Clearwave)™ 플러스(Plus)와 유사하며, 소프트웨어는 루메트릭스 옵티게이지 Control Center v7.0 이상과 유사하다. 클리어웨이브™ 플러스와 함께, 카메라를 사용하여 렌즈 에지를 찾고, 이어서 렌즈 중심을 계산하고, 이어서 이것을 사용하여 시상 높이 및 중심 두께의 측정을 위해 렌즈 중심에서 1310 나노미터 간섭계 프로브를 정렬시킨다. 투과된 파면은 또한 파면 센서(샥-하트만(Shack-Hartmann) 센서)를 사용하여 일련으로 수집된다. 콘택트 렌즈의 투과된 파면으로부터의 다수의 파라미터가 측정되고, 다른 파라미터는 이들 측정치로부터 계산된다.
수집된 데이터로부터, 표적으로부터 측정된 값들을 비교함으로써 차분항(difference term)이 계산된다. 이들은 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 (구면/원주 도수 및 코마 편차가 제거된) μm 단위의 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차(RMS_65), 5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 디옵터(D) 단위의 렌즈 설계 표적으로부터의 제2 등가 구면 도수 편차(PW2EQD), mm 단위의 렌즈 설계 목표 직경으로부터의 편차(DMD), mm 단위의 측정된 시상 높이 및 ISO 18369-3에 따른 목표 렌즈 직경으로부터 계산될 때 렌즈 설계 목표 베이스 곡면 반경으로부터의 편차(BCD), 및 mm 단위의 렌즈 설계 목표 중심 두께로부터의 편차(CTD)를 포함한다. RMS_65, DMD, 및 BCD를 사용하여 광흡수 콘택트 렌즈를 위한 제조 방법을 개발하였다.
본 발명을 하기 실시예를 참고하여 이제 설명한다. 본 발명의 몇몇 예시적인 실시 형태를 설명하기에 앞서, 본 발명은 하기의 설명에 기재된 구성 또는 공정 단계의 상세 사항에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시 형태들이 가능하며, 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다.
하기의 약어가 실시예 전체에 걸쳐 사용될 것이며, 이는 다음의 의미를 갖는다:
PP: 프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌
TT: 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체인 터프텍 (아사히 카세이 케미칼즈(Asahi Kasei Chemicals))
Z: 폴리사이클로올레핀 열가소성 중합체인 제오노아 (니폰 제온 컴퍼니 리미티드(Nippon Zeon Co Ltd))
DMA: N,N-다이메틸아크릴아미드 (자르켐(Jarchem))
HEMA: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (바이맥스(Bimax))
mPDMS: 모노-n-부틸 종결된 모노메타크릴옥시프로필 종결된 폴리다이메틸실록산 (Mn = 600 내지 1500 달톤) (젤레스트(Gelest))
SiMAA: 2-프로펜산, 2-메틸-2-하이드록시-3-[3-[1,3,3,3-테트라메틸-1-[(트라이메틸실릴)옥시]다이실록사닐]프로폭시]프로필 에스테르, 또는 3-(3-(1,1,1,3,5,5,5-헵타메틸트라이실록산-3-일)프로폭시)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트 (토레이(Toray))
노르블록(Norbloc): 2-(2'-하이드록시-5-메타크릴릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트라이아졸 (얀센(Janssen))
블루 HEMA: 미국 특허 제5,944,853호에 기재된 바와 같은, 1-아미노-4-[3-(4-(2-메타크릴로일옥시-에톡시)-6-클로로트라이아진-2-일아미노)-4-설포페닐아미노]안트라퀴논-2-설폰산
화학식 1: 4-[4-[3, 13-다이하이드로-6-메톡시-13,13-다이메틸-3-페닐-7-(1-피페리디닐) 벤조[3,4]플루오레노[2, 1-b]피란-3-일]페닐]-γ-옥소-, 2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로펜-1-일)옥시] 에틸 에스테르 1-피페라진부탄산.
PVP K90: 폴리(N-비닐피롤리돈) (아이에스피 애쉬랜드(ISP Ashland))
이르가큐어 1870: 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸-펜틸포스핀옥사이드와 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤의 블렌드 (바스프 또는 시바 스페셜티 케미칼즈)
D3O: 3,7-다이메틸-3-옥탄올 (비곤(Vigon))
LED: 발광 다이오드
패킹 또는 패키징 용액 레시피: 18.52 그램(300 밀리몰)의 붕산, 3.7 그램(9.7 밀리몰)의 붕산나트륨 10수화물, 및 28 그램(197 밀리몰)의 황산나트륨을 2 리터 메스 플라스크를 채우기에 충분한 탈이온수 중에 용해시켰다.
실시예 1 내지 실시예 36
상부로부터 그리고 저부으로부터 조사가 일어날 수 있는 2-구역 경화 터널로 이루어진 파일럿 라인(pilot line) 상에서 콘택트 렌즈를 제조하였다(도 2 참조). 8개의 금형 조립체를 수용한 팰릿이 터널을 따라 이동한다. 제1 구역은 금형 조립체를 지지하는 팰릿 상에서 측정될 때 강도가 약 1.5 mW/㎠인 435 nm LED 램프를 사용하였다. 제2 구역은 동일한 램프를 사용하였지만, 금형 조립체를 지지하는 팰릿 상에서 측정될 때 강도가 약 5 내지 약 10 mW/㎠였다. 온도는 65℃로 양쪽 구역에서 일정하게 유지하였다. 분위기를 또한 질소를 사용하여 양쪽 구역에서 일정하게 유지하였다. 저강도 제1 구역에서 소비된 총 경화 시간의 비율은 총 경화 시간의 62.5%로 고정되었다. 강도비(It/Ib)는 2-구역 경화 터널에서 변동되었으며, 여기서 It는 팰릿 상에서 측정될 때 금형 조립체의 상부 측 또는 베이스 곡면 측에서의 광 강도로서 정의되고, Ib는 팰릿 상에서 측정될 때 금형 조립체의 저부 면 또는 전방 곡면 측에서의 광 강도로서 정의된다. It와 Ib가 동일한 강도를 가질 때, 강도비는 1이 된다. It가 Ib보다 높을 때, 강도비는 1보다 크다. It가 Ib보다 낮을 때, 강도비는 1보다 작다. 1보다 큰 강도비는 베이스 곡면에서의 방사 에너지가 전방 곡면에서의 방사 에너지보다 큰 실험 조건을 나타낸다. 주어진 강도비에 대해, 제1 구역에서의 평균 강도(0.5*It + 0.5*Ib)는 약 1.5 mW/㎠로 일정하게 유지하였다. 주어진 강도비에 대해, 제2 구역에서의 더 높은 강도의 평균은 약 5 내지 약 10 mW/㎠로 변동시켰다.
사용된 경화 광원은 루모스 솔루션즈 리미티드(Lumos Solutions Ltd.)에 의해 제조된, 조정가능한 강도 및 고정된 방출 파장을 갖는 LED 패널이었다. 각각의 패널에 대한 파장 사양은 목표 파장 ±1 nm와 동일하였다. 각각의 실험 설정에 대해서는, XRD340A 센서를 구비한 NIST 추적가능 방사계 모델 ILT2400을 사용하여 패널 광 강도를 설정하였으며, 이들 둘 모두는 인터내셔널 라이트 테크놀로지즈 인크.로부터 구매하고 이에 의해 보정하였다. 실험 셋업 동안에는, 방사계 센서를 홀더를 사용하여 위치시켰는데, 이때 홀더는 상향으로 향하는 측정을 위해서는(상부 강도) 렌즈 금형의 상부의, 그리고 하향을 향하는 측정을 위해서는(저부 강도) 렌즈 금형의 저부의 높이에 방사계 센서를 배치한다.
표 1에 열거된 바와 같은 성분들의 혼합물 및 희석제(D3O)를 배합함으로써 반응성 단량체 혼합물(로트 1 및 로트 2)을 제조하였다. 반응성 성분 및 비반응성 성분의 혼합물은 최종 반응성 단량체 혼합물의 77 중량%를 나타내었으며, 한편 희석제 D3O는 최종 반응성 단량체 혼합물의 23 중량%를 나타내었다. 최종 반응성 단량체를 압력 하에서 3 마이크로미터 여과지를 통해 여과하고, 이어서 진공(약 40 mmHg) 하에서 탈기시켰다. 약 100 마이크로리터의 이들 반응성 단량체 혼합물을 팰릿 내의 전방 곡면 금형 상에 분배하였다. 후속으로, 베이스 곡면 금형을 전방 곡면 금형의 상부에 배치하고 기계적으로 고정시켰다. 전방 곡면 금형은 사출 성형에 의해 제조되었으며, 90:10 (w/w) 제오노아 및 터프텍 블렌드로 구성되었고; 베이스 곡면 금형 또한 사출 성형되었으며, 90:10 (w/w) 제오노아 및 터프텍 블렌드로 구성되었다. 금형은 전형적으로 사출 성형되고 거의 즉시 사용된다. 금형은 또한 사출 성형되고, 저장되고, 이어서 사용 전에 적어도 12시간 동안 낮은 고정량의 산소 가스를 갖는 질소 가스 환경에서 평형화될 수 있다. 하기 실시예에서, 사용된 금형은 어떠한 경화 조건에 대해서도 보정되지 않았으며, 마이너스 12 디옵터 구면 콘택트 렌즈를 형성하도록 설계되었다. 실시예 1 내지 실시예 36에 대한 경화 조건이 표 2에 열거되어 있다.
경화된 렌즈들을, 대부분의 렌즈들이 전방 곡면 금형에 부착된 상태로 기계적으로 탈형시키고, 렌즈들을 약 2시간 또는 4시간 동안 프로필렌 글리콜 중에 담가두어서 이형시킨 후에, 총 적어도 90분 동안 탈이온수로 2회 세척하고, 붕산염 완충 패킹 용액을 사용하여 평형화하였다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정이 렌즈 제형, 금형 재료, 및 이형 용매/용액에 따라 변동될 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈들을 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 패킹 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다. 수화된 렌즈들을 1차 패키지 내로 옮기고, 후속으로 122℃에서 18분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 멸균 후에, 콘택트 렌즈를 광학 특성화 전에 적어도 14일 동안 평형화되게 하였다.
각각의 실시예에 대해, RMS_65, DMD, 및 BCD를 측정하였다. RMS_65 데이터는 도 3에 나타나 있으며, DMD 데이터는 도 4에 나타나 있으며, BCD 데이터는 도 5에 나타나 있다. RMS_65, DMD, 및 BCD의 평균이 표 3에 열거되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 강도비가 증가함에 따른 RMS_65에서의 하향 경향은 렌즈의 광학 품질이 개선되고 있음을 나타내었다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 총 경화 시간에 대한 DMD 및 BCD의 민감성 변동은 1 또는 1보다 작은 강도비에 비해 강도비가 1보다 클 때 상당히 감소되었으며, 이에 의해 더 견고한 가공 창(processing window)을 가능하게 하였다. 이들 결과는 예상치 못한 것이었는데, 그 이유는, 팰릿의 설계가 바닥 LED 램프로부터 금형 조립체에 도달하는 광의 양을 이미 감소시켰기 때문이다. 1보다 큰 강도비의 사용은 금형 조립체에 적용되는 이러한 광 구배를 추가로 증가시킨다.
[표 1]
Figure pct00003
[표 2]
Figure pct00004
[표 3]
Figure pct00005
실시예 37 내지 실시예 72
표 1에 열거된 것과 동일한 제형의 다른 배치를 사용하여, 그리고 (1) 저강도 제1 구역에서 소비된 총 경화 시간의 비율을 총 경화 시간의 50%로 고정시켰고, (2) 구역 1 및 구역 2에서의 강도를 표 4에 나타낸 바와 같이 변동시켰고, (3) 멸균 후에, 콘택트 렌즈를 광학 특성화 전에 적어도 14일 동안 평형화되게 한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 실시예 36에 대해 기재된 것과 동일한 실험 프로토콜에 의해 콘택트 렌즈를 제조하였다. 광학 특성화, 즉 파면 측정 및 RMS_65 평균 계산은 실험 조건당 15개의 렌즈의 샘플 크기에 기초하였다.
사용된 경화 광원은 루모스 솔루션즈 리미티드에 의해 제조된, 조정가능한 강도 및 고정된 방출 파장을 갖는 LED 패널이었다. 각각의 패널에 대한 파장 사양은 목표 파장 ±1 nm와 동일하였다. 각각의 실험 설정에 대해서는, XRD340A 센서를 구비한 NIST 추적가능 방사계 모델 ILT2400을 사용하여 패널 광 강도를 설정하였으며, 이들 둘 모두는 인터내셔널 라이트 테크놀로지즈 인크.로부터 구매하고 이에 의해 보정하였다. 실험 셋업 동안에는, 방사계 센서를 홀더를 사용하여 위치시켰는데, 이때 홀더는 상향으로 향하는 측정을 위해서는(상부 강도) 렌즈 금형의 상부의, 그리고 하향을 향하는 측정을 위해서는(저부 강도) 렌즈 금형의 저부의 높이에 방사계 센서를 배치한다.
표 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 강도비가 증가함에 따른 RMS_65에서의 하향 경향은 렌즈의 광학 품질이 개선되고 있음을 나타내었다.
[표 4]
Figure pct00006
실시예 73 내지 실시예 96
표 1에 열거된 것과 동일한 제형의 다른 배치를 사용하여, 그리고 (1) 저강도 제1 구역에서 소비된 총 경화 시간의 비율을 총 경화 시간의 50%로 고정시켰고, (2) 상부 강도와 저부 강도는 표 5에 나타낸 바와 같이 2개의 강도 구역 내에서 각각 동일하였고(It/Ib = 1), (3) 상부 및 저부 LED 패널의 피크 방출 파장은 표 5에 열거된 바와 같이 변동된 것을 제외하고는 실시예 1 내지 실시예 36에 대해 기재된 것과 동일한 실험 프로토콜에 의해 콘택트 렌즈를 제조하였다. 광학 특성화, 즉 파면 측정 및 RMS_65 평균 계산은 실험 조건당 15개의 렌즈의 샘플 크기에 기초하였다.
파장비(λt/λb)를 2-구역 경화 터널 전체에 걸쳐 변동시켰으며, 여기서 λt는 상부 측 LED 조명 패널 또는 금형 조립체의 베이스 곡면 측의 피크 방출 파장으로서 정의되고, λb는 저부 측 LED 조명 패널 또는 금형 조립체의 전방 곡면 측의 피크 방출 파장으로서 정의된다. λt와 λb가 동일할 때, 파장비는 1이 된다. λt가 λb보다 길 때, 파장비는 1보다 크다. λt가 λb보다 짧을 때, 파장비는 1보다 작다. 1보다 작은 파장비는 베이스 곡면에서의 방사 에너지가 전방 곡면에서의 방사 에너지보다 큰 실험 조건을 나타낸다.
사용된 경화 광원은 루모스 솔루션즈 리미티드에 의해 제조된, 조정가능한 강도 및 고정된 방출 파장을 갖는 LED 패널이었다. 각각의 패널에 대한 파장 사양은 목표 파장 ±1 nm와 동일하였다. 각각의 실험 설정에 대해서는, XRD340A 센서를 구비한 NIST 추적가능 방사계 모델 ILT2400을 사용하여 패널 광 강도를 설정하였으며, 이들 둘 모두는 인터내셔널 라이트 테크놀로지즈 인크.로부터 구매하고 이에 의해 보정하였다. 실험 셋업 동안에는, 방사계 센서를 홀더를 사용하여 위치시켰는데, 이때 홀더는 상향으로 향하는 측정을 위해서는(상부 강도) 렌즈 금형의 상부의, 그리고 하향을 향하는 측정을 위해서는(저부 강도) 렌즈 금형의 저부의 높이에 방사계 센서를 배치한다.
표 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 파장비가 1보다 작을 때, RMS_65 평균 값은 파장비가 1보다 클 때의 RMS_65 평균 값보다 실질적으로 더 작았는데, 이는, 렌즈의 광학 품질이 개선되었음을 나타낸다.
[표 5]
Figure pct00007
[표 6]
Figure pct00008

Claims (18)

  1. 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법으로서,
    (a) 베이스 곡면 및 전방 곡면으로 구성된 금형 조립체를 제공하는 단계로서, 상기 베이스 곡면과 상기 전방 곡면은 이들 사이의 공동(cavity)을 한정하고 에워싸며, 상기 공동은 반응성 혼합물을 담고 있으며, 상기 반응성 혼합물은 적어도 하나의 중합성 단량체, 활성화 파장에서 흡수하는 광개시제, 및 상기 활성화 파장에서 흡수를 나타내는 광흡수 화합물을 포함하는, 상기 단계; 및
    (b) 상기 반응성 혼합물을 상기 활성화 파장을 포함하는 방사선에 노출시킴으로써 상기 반응성 혼합물을 경화시켜 상기 광흡수 콘택트 렌즈를 형성하는 단계로서, 상기 방사선은 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면 둘 모두에서 지향되고, 상기 베이스 곡면에서의 상기 방사선의 방사 에너지는 상기 전방 곡면에서의 상기 방사선의 방사 에너지보다 큰, 상기 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사 에너지는 상기 금형 조립체의 베이스 곡면에 근접한 제1 광원 및 상기 금형 조립체의 전방 곡면에 근접한 제2 광원에 의해 제공되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 광원은 발광 다이오드이고, 상기 제2 광원은 발광 다이오드인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 정적(static) 광흡수 화합물인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 고 에너지 가시광 흡수제인, 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광흡수 화합물은 광변색성(photochromic) 화합물인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금형 조립체의 베이스 곡면 및 전방 곡면은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 수소화 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 환형 올레핀 중합체, 및 이들의 조합으로 구성되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사 에너지는 상기 방사선의 강도, 상기 방사선의 파장, 또는 이들의 조합에 의해 제어되는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방사 에너지는 상기 방사선의 강도에 의해 제어되는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 강도는 상기 전방 곡면에서의 상기 강도보다 큰, 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 강도는 상기 전방 곡면에서의 상기 강도보다 350% 미만으로 더 큰, 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 방사 에너지는 상기 방사선의 파장에 의해 제어되는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 파장은 상기 전방 곡면에서의 상기 파장보다 짧은, 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 베이스 곡면에서의 상기 파장은 상기 전방 곡면에서의 상기 파장보다 적어도 약 10 나노미터 더 짧은, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 광흡수 콘택트 렌즈.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서 또는 제15항에 있어서, 상기 렌즈는, 6.5 밀리미터 개구(aperture)를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마(coma)가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차(root mean squared optical path wavefront deviation)가 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 감소된, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법 또는 제15항의 광흡수 콘택트 렌즈.
  17. 제16항에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 상기 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차는, 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 3%만큼 감소된, 방법 또는 콘택트 렌즈.
  18. 제16항에 있어서, 6.5 밀리미터 개구를 사용하여 측정될 때 구면 도수 및 원주 도수뿐만 아니라 코마가 제거된 렌즈 설계 목표로부터의 상기 제곱평균제곱근 광학 경로 파면 편차는, 상기 베이스 곡면과 전방 곡면에서의 동일한 방사 에너지의 조건 하에서 제조된 것 이외에는 동일한 렌즈에 비하여 적어도 0.0020 마이크로미터만큼 감소된, 방법 또는 콘택트 렌즈.
KR1020207033839A 2019-03-28 2020-03-13 광흡수 콘택트 렌즈의 제조 방법 및 이에 의해 생성된 광흡수 콘택트 렌즈 KR20210143640A (ko)

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