KR20230023541A - 아미노산-계 중합성 화합물 및 이로부터 제조된 안과용 장치 - Google Patents

아미노산-계 중합성 화합물 및 이로부터 제조된 안과용 장치 Download PDF

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KR20230023541A
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돌라 신하
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Abstract

아미노산 계 중합성 화합물 및 안과용 장치에서의 그의 응용이 제공된다. 아미노산 계 중합성 화합물은 하기 화학식 I의 화합물이다:
[화학식 I]
Figure pct00058

상기 식에서, R, R1, 및 R2는 본 명세서에 기재된 바와 같다.

Description

아미노산-계 중합성 화합물 및 이로부터 제조된 안과용 장치
관련 출원
본 출원은, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2021년 5월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제17/317,287호 및 2020년 6월 16일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/039,493호에 대한 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명은 아미노산-계 중합성 화합물, 및 이로부터 제조된 중합체 및 안과용 장치에 관한 것이다.
콘택트 렌즈는 1950년대 이래로 시력을 개선하기 위해 상업적으로 사용되어 왔다. 처음의 콘택트 렌즈는 경질 재료로 제조되었다. 이들 렌즈가 여전히 현재 사용되고 있지만, 이들은 불량한 초기 편안함 및 산소에 대한 비교적 낮은 투과성으로 인해 모든 환자에 대해 적합한 것은 아니다. 해당 분야의 이후의 개발에 의해 하이드로겔에 기반한 소프트 콘택트 렌즈가 생겼으며, 이는 현재 매우 인기가 있다. 많은 사용자들이 소프트 렌즈가 더 편안하다는 것을 확인하고, 증가된 편안함 수준은 소프트 콘택트 렌즈 사용자가 하드 콘택트 렌즈의 사용자보다 더 오래 렌즈를 착용할 수 있게 한다.
많은 사용자들은 그들의 시력 케어 요구를 위해 콘택트 렌즈에 의존하며, 따라서 콘택트 렌즈 및 다른 안과용 장치의 특성을 추가로 개선하기 위해, 예를 들어, 친수성 또는 평형 수분 함량을 증가시키기 위해, 라이소자임과 같은 유익한 단백질의 흡수를 제공하기 위해 그리고/또는 방오성 또는 항미생물 활성을 제공하기 위한 산업계에서의 지속적인 추진이 존재한다.
본 발명은 콘택트 렌즈와 같은 안과용 장치에 사용하기에 적합한 신규한 아미노산-계 중합성 화합물에 관한 것이다. 화합물은, 예를 들어 안과용 장치의 공유 구조 내로 혼입될 수 있거나, 또는 이들은 중합되어 안과용 장치에 코팅제 또는 비-공유적으로 연결된 첨가제로서 사용될 수 있다. 생성된 안과용 장치는 증가된 수분 함량을 비롯한 유리한 특성을 발휘하는데, 이는 하이드로겔 콘택트 렌즈에서 특히 바람직한 것이다.
따라서, 일 태양에서, 본 발명은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물을 제공하며:
[화학식 I]
Figure pct00001
(상기 식에서, R은 H 또는 C(=O)R3이거나, 또는 R은, R이 부착되는 질소와 함께, 중합성 기를 형성하며, 여기서 R3는 C1-C25 알킬 또는 사이클로알킬이고; R1은 아미노산 잔기 또는 아미노산 잔기의 유도체이며, 여기서 유도체는 임의로 중합성 기를 포함하고; R2는 OR4 또는 N(H)-L-Pg이고, 여기서 R4는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고, L은 연결기이고, Pg는 중합성 기임), 여기서 화합물은 적어도 하나의 중합성 기를 함유한다.
다른 태양에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 아미노산-계 중합성 화합물로부터 유도된 중합체를 포함하는 안과용 장치를 제공한다.
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.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "(메트)"는 임의의 메틸 치환을 나타낸다. 따라서, "(메트)아크릴레이트"와 같은 용어는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 둘 모두를 나타낸다.
화학 구조가 주어지는 경우에는 언제든지, 구조의 치환체들에 대해 개시되는 대안들이 임의의 조합으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 구조가 치환체 R* 및 R**를 함유하고, 그 각각이 3가지의 가능한 기를 함유하는 경우, 9가지 조합이 개시된다. 특성들의 조합들에 대해서도 마찬가지이다.
일반 화학식 [***]n에서의 "n"과 같은 하첨자가 중합체의 화학식에서 반복 단위의 수를 나타내는 데 사용될 때, 상기 화학식은 거대분자의 수평균 분자량을 나타내는 것으로 해석되어야 한다.
용어 "개체"는 인간 및 척추동물을 포함한다.
용어 "안과용 장치"는 안구 표면을 비롯한, 눈 또는 눈의 임의의 부분 안에 또는 그 위에 머무르는 임의의 장치를 지칭한다. 이러한 장치는 광학적 교정, 미용 증진, 시력 증진, 치료적 이익(예를 들어, 안대로서) 또는 활성 성분, 예컨대 약제학적 성분 및 뉴트라슈티컬(nutraceutical) 성분의 전달, 또는 전술된 것들 중 임의의 것의 조합을 제공할 수 있다. 안과용 장치의 예에는 누점 마개(punctal plug) 등을 포함하지만 이로 한정되지 않는 광학적 삽입물 및 안구 삽입물(ocular insert)과 렌즈가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. "렌즈"는 소프트 콘택트 렌즈, 하드 콘택트 렌즈, 하이브리드 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 및 오버레이 렌즈를 포함한다. 안과용 장치는 콘택트 렌즈를 포함할 수 있다.
용어 "콘택트 렌즈"는 개체의 눈의 각막 상에 배치될 수 있는 안과용 장치를 지칭한다. 콘택트 렌즈는, 상처 치유, 약물 또는 뉴트라슈티컬의 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, 수분 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.
본 발명의 안과용 장치는 실리콘 하이드로겔 또는 종래의 하이드로겔로 구성될 수 있다. 실리콘 하이드로겔은 전형적으로 경화된 장치 내에서 서로 공유 결합되는 적어도 하나의 친수성 단량체와 적어도 하나의 실리콘-함유 성분을 함유한다.
"목표 거대분자"는 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 개시제, 첨가제, 희석제 등을 포함하는 반응성 단량체 혼합물로부터 합성되는 거대분자를 의미한다.
용어 "중합성 화합물"은 하나 이상의 중합성 기를 함유하는 화합물을 의미한다. 이 용어는, 예를 들어 단량체, 거대단량체, 올리고머, 예비중합체, 가교결합제 등을 포함한다.
"중합성 기"는 사슬 성장 중합, 예컨대 자유 라디칼 중합 및/또는 양이온성 중합을 겪을 수 있는 기, 예를 들어 라디칼 중합 개시 조건에 놓여질 때 중합될 수 있는 탄소-탄소 이중 결합이다. 자유 라디칼 중합성 기의 비제한적인 예에는 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, 및 다른 비닐 기가 포함된다. 바람직하게는, 자유 라디칼 중합성 기는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 및 스티릴 작용기, 및 전술한 것들 중 임의의 것의 혼합물을 포함한다. 더 바람직하게는, 자유 라디칼 중합성 기는 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 중합성 기는 임의로 치환될 수 있다. 예를 들어, (메트)아크릴아미드 내의 질소 원자는 수소에 결합될 수 있거나, 또는 수소는 알킬 또는 사이클로알킬(이들 자체가 추가로 치환될 수 있음)로 대체될 수 있다.
임의의 유형의 자유 라디칼 중합이 사용될 수 있으며, 이에는 벌크 중합, 용액 중합, 현탁 중합, 및 유화 중합뿐만 아니라, 임의의 제어된 라디칼 중합 방법, 예컨대 안정한 자유 라디칼 중합, 질산화물-매개 리빙 중합, 원자 이동 라디칼 중합, 가역적 부가 단편화 사슬 이동 중합, 유기텔루륨-매개 리빙 라디칼 중합 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
"단량체"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪어서, 목표 거대분자의 화학 구조 내에 반복 단위를 생성할 수 있는 일작용성 분자이다. 일부 단량체는 가교결합제로서 작용할 수 있는 이작용성 불순물을 갖는다. "친수성 단량체"는 또한 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체이다. "친수성 성분"은 25℃에서 5 중량%의 농도로 탈이온수와 혼합되는 경우에 투명한 단일상 용액을 생성하는 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 개시제, 가교결합제, 첨가제, 또는 중합체이다. "소수성 성분"은 25℃의 탈이온수에 약간 용해성이거나 불용성인 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 개시제, 가교결합제, 첨가제 또는 중합체이다.
"거대분자"는 수평균 분자량이 1500 초과인 유기 화합물이며, 반응성 또는 비반응성일 수 있다.
"거대단량체" 또는 "매크로머"는 사슬 성장 중합, 특히 자유 라디칼 중합을 겪어서, 목표 거대분자의 화학 구조 내에 반복 단위를 생성할 수 있는, 하나의 기를 갖는 거대분자이다. 전형적으로, 거대단량체의 화학 구조는 목표 거대분자의 화학 구조와는 상이한데, 즉 거대단량체의 펜던트 기의 반복 단위는 목표 거대분자 또는 그의 주쇄의 반복 단위와는 상이하다. 단량체와 거대단량체 사이의 차이는 펜던트 기의 화학 구조, 분자량, 및 분자량 분포 중 단지 하나이다. 결과적으로 그리고 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 특허 문헌은 때때로 약 1,500 달톤 이하의 비교적 낮은 분자량을 갖는 중합성 화합물로서 단량체를 정의하며, 이는 고유적으로 일부 거대단량체를 포함한다. 특히, 모노메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(분자량 = 500 내지 1500 g/mol)(mPDMS) 및 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(분자량 = 500 내지 1500 g/mol)(OH-mPDMS)이 단량체 또는 거대단량체로 지칭될 수 있다. 더욱이, 특허 문헌은 때때로 하나 이상의 중합성 기를 갖는 것으로서 거대단량체를 정의하여, 본질적으로 예비중합체를 포함하도록 거대단량체의 일반적인 정의를 확대시킨다. 결론적으로 그리고 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이작용성 및 다작용성 거대단량체, 예비중합체 및 가교결합제는 상호교환 가능하게 사용될 수 있다.
"실리콘-함유 성분"은, 전형적으로 실록시 기, 실록산 기, 카르보실록산 기, 및 이들의 조합 형태의 적어도 하나의 규소-산소 결합을 갖는, 반응성 혼합물 중의 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제, 개시제, 첨가제, 또는 중합체이다.
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, 제5,070,215호, 제5,244,981호, 제5,314,960호, 제5,331,067호, 제5,371,147호, 제5,760,100호, 제5,849,811호, 제5,962,548호, 제5,965,631호, 제5,998,498호, 제6,367,929호, 제6,822,016호, 제6,943,203호, 제6,951,894호, 제7,052,131호, 제7,247,692호, 제7,396,890호, 제7,461,937호, 제7,468,398호, 제7,538,146호, 제7,553,880호, 제7,572,841호, 제7,666,921호, 제7,691,916호, 제7,786,185호, 제7,825,170호, 제7,915,323호, 제7,994,356호, 제8,022,158호, 제8,163,206호, 제8,273,802호, 제8,399,538호, 제8,415,404호, 제8,420,711호, 제8,450,387호, 제8,487,058호, 제8,568,626호, 제8,937,110호, 제8,937,111호, 제8,940,812호, 제8,980,972호, 제9,056,878호, 제9,125,808호, 제9,140,825호, 제9,156,934호, 제9,170,349호, 제9,217,813호, 제9,244,196호, 제9,244,197호, 제9,260,544호, 제9,297,928호, 제9,297,929호, 및 유럽 특허 제080539호에서 찾아볼 수 있다. 이들 특허는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
"중합체"는 중합 동안 사용되는 단량체의 반복 단위로 구성된 목표 거대분자이다.
"단일중합체"는 하나의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "공중합체"는 둘 이상의 단량체로부터 제조된 중합체이고; "삼원공중합체"는 3개의 단량체로부터 제조된 중합체이다. "블록 공중합체"는 조성적으로 상이한 블록들 또는 세그먼트들로 구성된다. 이중블록 공중합체는 2개의 블록을 갖는다. 삼중블록 공중합체는 3개의 블록을 갖는다. "콤(comb) 또는 그래프트 공중합체"는 적어도 하나의 거대단량체로부터 제조된다.
"반복 단위"는 특정 단량체 또는 거대단량체의 중합에 상응하는 중합체 내의 원자들의 가장 작은 군이다.
"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.
"가교결합제"는 분자 상의 2개 이상의 위치에서 자유 라디칼 중합을 겪어서 분지점 및 중합체 네트워크를 생성할 수 있는 이작용성 또는 다작용성 단량체 또는 거대단량체이다. 일반적인 예는 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, 메틸렌 비스아크릴아미드, 트라이알릴 시아누레이트 등이다.
"예비중합체"는, 추가의 반응을 겪어서 중합체를 형성할 수 있는 잔존하는 중합성 기를 함유하는 단량체의 반응 생성물이다.
"중합체 네트워크"는 팽윤될 수는 있지만 용매 중에는 용해될 수 없는 가교결합된 거대분자이다. "하이드로겔"은, 물 또는 수용액 중에 팽윤되어, 전형적으로 적어도 10 중량%의 물을 흡수하는 중합체 네트워크이다. "실리콘 하이드로겔"은 적어도 하나의 실리콘-함유 성분과 적어도 하나의 친수성 성분으로부터 제조되는 하이드로겔이다. 친수성 성분은 또한 비반응성 중합체를 포함할 수 있다.
"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. 종래의 하이드로겔은 또한 폴리비닐 알코올로부터 형성될 수 있다. 종래의 하이드로겔 렌즈는 코팅을 함유할 수 있고, 코팅은 기재와 동일하거나 상이한 재료일 수 있다. 종래의 하이드로겔은 폴리비닐 피롤리돈과 같은 첨가제, 및 포스포릴 콜린, 메타크릴산 등의 중합성 유도체를 비롯한 공단량체를 포함할 수 있다. 구매가능한 종래의 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 혼합물 내에 존재할 수 있는 친수성 성분의 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 있고, 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.
"상호침투 중합체 네트워크(interpenetrating polymeric network)"는, 분자 규모로 적어도 부분적으로 인터레이싱되지만(interlaced) 서로 공유 결합되지 않으며, 화학 결합이 파괴되지 않는 한 분리될 수 없는 2개 이상의 네트워크를 포함한다. "반-상호침투(semi-interpenetrating) 중합체 네트워크"는 적어도 하나의 네트워크와 적어도 하나의 중합체 사이에서 분자 수준으로 일부 혼합되는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 네트워크 및 하나 이상의 중합체를 포함한다. 상이한 중합체들의 혼합물은 "중합체 블렌드"이다. 반-상호침투 네트워크는 기술적으로는 중합체 블렌드이지만, 어떤 경우에는 중합체가 너무 얽혀서 쉽게 제거할 수 없다.
용어 "반응성 혼합물" 및 "반응성 단량체 혼합물"은, 함께 혼합되어, 중합 조건에 놓일 때, 본 발명의 중합체 네트워크뿐만 아니라, 그로부터 제조된 안과용 장치 및 콘택트 렌즈를 형성하는 성분들(반응성 및 비반응성 둘 모두)의 혼합물을 지칭한다. 반응성 단량체 혼합물은 반응성 성분, 예를 들어 단량체, 거대단량체, 예비중합체, 가교결합제 및 개시제, 첨가제, 예컨대 습윤제, 중합체, 염료, 광 흡수 화합물, 예컨대 UV 흡수제, 안료, 염료 및 광변색성(photochromic) 화합물(이들 중 임의의 것은 반응성 또는 비반응성일 수 있지만 생성되는 콘택트 렌즈 내에 보유될 수 있음)뿐만 아니라 약제학적 화합물 및 뉴트라슈티컬 화합물, 및 임의의 희석제를 포함할 수 있다. 제조되는 안과용 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 표현된다. 희석제가 사용되는 경우에, 그 농도는 반응성 혼합물 중의 모든 성분들과 희석제의 양을 기준으로 하여 중량%로 표현된다.
"반응성 성분"은 반응성 혼합물 중의 성분으로서, 이것은 공유 결합, 수소 결합, 정전기 상호작용, 상호침투 중합체 네트워크의 형성, 또는 임의의 다른 수단에 의해 생성된 하이드로겔의 중합체 네트워크의 화학 구조의 일부가 된다.
용어 "실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈"는 적어도 하나의 실리콘-함유 화합물로부터 제조되는 하이드로겔 콘택트 렌즈를 지칭한다. 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 일반적으로 통상적인 하이드로겔과 비교하여 증가된 산소 투과도를 갖는다. 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈는 그들의 물 및 중합체 함량 둘 모두를 사용하여 산소를 눈에 투과시킨다.
용어 "다작용성"은 2개 이상의 중합성 기를 갖는 성분을 지칭한다. 용어 "일작용성"은 1개의 중합성 기를 갖는 성분을 지칭한다.
용어 "할로겐" 또는 "할로"는 불소, 염소, 브롬, 및 요오드를 나타낸다.
"알킬"은 지시된 개수의 탄소 원자를 함유하는 임의로 치환된 선형 또는 분지형 알킬 기를 지칭한다. 개수가 지시되어 있지 않은 경우, 알킬(알킬 상의 임의의 선택적인 치환체를 포함함)은 1 내지 16개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 알킬 기는 1 내지 10개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 8개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 대안적으로 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다. 알킬의 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, 아이소-, sec-및 tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 3-에틸부틸 등이 포함된다. 알킬 상의 치환체의 예에는 하이드록시, 아미노, 아미도, 알콕시알킬, 옥소((=O), 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 티오알킬, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로겐, 페닐, 벤질, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개, 또는 3개의 기가 포함된다. 바람직한 치환체에는 하이드록시, 알콕시, 할로, 알콕시알킬, 또는 옥소 기가 포함된다. "알킬렌"은 2가 알킬 기, 예컨대 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2-, 및 -CH2CH2CH2CH2-를 의미한다.
"할로알킬"은 상기에 정의된 바와 같은 알킬 기가 하나 이상의 할로겐 원자로 치환된 것을 지칭하며, 여기서 각각의 할로겐은 독립적으로 F, Cl, Br 또는 I이다. 바람직한 할로겐은 F이다. 바람직한 할로알킬 기는 1 내지 6개의 탄소, 더 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소, 그리고 더욱 더 바람직하게는 1개 또는 2개의 탄소를 함유한다. "할로알킬"은 퍼할로알킬 기, 예컨대 -CF3- 또는 -CF2CF3-를 포함한다. "할로알킬렌"은 2가 할로알킬 기, 예컨대 -CH2CF2-를 의미한다.
"사이클로알킬"은 지시된 개수의 고리 탄소 원자를 함유하는 임의로 치환된 환형 탄화수소를 지칭한다. 개수가 지시되어 있지 않은 경우, 사이클로알킬은 3 내지 12개의 고리 탄소 원자를 함유할 수 있다. C3-C8 사이클로알킬 기, C3-C7 사이클로알킬, 더 바람직하게는 C4-C7 사이클로알킬, 그리고 더욱 더 바람직하게는 C5-C6 사이클로알킬이 바람직하다. 사이클로알킬의 예에는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸이 포함된다. 사이클로알킬 상의 치환체의 예에는 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 알콕시알킬, 카르보닐, 알콕시, 티오알킬, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개, 또는 3개의 기가 포함된다. 바람직한 치환체에는 하이드록시, 알콕시, 할로, 알콕시알킬, 또는 옥소 기가 포함된다. "사이클로알킬렌"은 2가 사이클로알킬 기, 예컨대 1,2-사이클로헥실렌, 1,3-사이클로헥실렌, 또는 1,4-사이클로헥실렌을 의미한다.
"헤테로사이클로알킬"은 상기에 정의된 바와 같은 사이클로알킬 고리 또는 고리 시스템 내의 적어도 하나의 고리 탄소가 질소, 산소, 및 황으로부터 선택되는 헤테로원자로 대체된 것을 지칭한다. 헤테로사이클로알킬 고리는 임의로 다른 헤테로사이클로알킬 고리 및/또는 비방향족 탄화수소 고리 및/또는 페닐 고리에 융합되거나 또는 다른 방식으로 부착된다. 바람직한 헤테로사이클로알킬 기는 5 내지 7개의 구성원을 갖는다. 더 바람직한 헤테로사이클로알킬 기는 5 또는 6개의 구성원을 갖는다. 헤테로사이클로알킬렌은 2가 헤테로사이클로알킬 기를 의미한다.
"아릴"은 적어도 하나의 방향족 고리를 함유하는 임의로 치환된 방향족 탄화수소 고리 시스템을 지칭한다. 아릴 기는 지시된 개수의 고리 탄소 원자를 함유한다. 개수가 지시되어 있지 않은 경우, 아릴은 6 내지 14개의 고리 탄소 원자를 함유할 수 있다. 방향족 고리는 임의로 다른 방향족 탄화수소 고리 또는 비방향족 탄화수소 고리에 융합되거나 다른 방식으로 부착될 수 있다. 아릴 기의 예에는 페닐, 나프틸, 및 바이페닐이 포함된다. 아릴 기의 바람직한 예에는 페닐이 포함된다. 아릴 상의 치환체의 예에는 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 알콕시알킬, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 티오알킬, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개, 또는 3개의 기가 포함된다. "아릴렌"은 2가 아릴 기, 예를 들어 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 또는 1,4-페닐렌을 의미한다.
"헤테로아릴"은 상기에 정의된 바와 같은 아릴 고리 또는 고리 시스템 내의 적어도 하나의 고리 탄소 원자가 질소, 산소, 및 황으로부터 선택되는 헤테로원자로 대체된 것을 지칭한다. 헤테로아릴 고리는 하나 이상의 헤테로아릴 고리, 방향족 또는 비방향족 탄화수소 고리 또는 헤테로사이클로알킬 고리에 융합되거나 다른 방식으로 부착될 수 있다. 헤테로아릴 기의 예에는 피리딜, 푸릴, 및 티에닐이 포함된다. "헤테로아릴렌"은 2가 헤테로아릴 기를 의미한다.
"알콕시"는 산소 가교를 통해 모 분자 모이어티에 부착된 알킬 기를 지칭한다. 알콕시 기의 예에는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 프로폭시 및 아이소프로폭시가 포함된다. "티오알킬"은 황 가교를 통해 모 분자에 부착된 알킬 기를 의미한다. 티오알킬 기의 예에는, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오, n-프로필티오 및 아이소-프로필티오가 포함된다. "아릴옥시"는 산소 가교를 통해 모 분자 모이어티에 부착된 아릴 기를 지칭한다. 예에는 페녹시가 포함된다. "환형 알콕시"는 산소 가교를 통해 모 모이어티에 부착된 사이클로알킬 기를 의미한다.
"알킬아민"은 -NH 가교를 통해 모 분자 모이어티에 부착된 알킬 기를 지칭한다. 알킬렌아민은 2가 알킬아민 기, 예컨대 -CH2CH2NH-를 의미한다.
"실록사닐"은 적어도 하나의 Si-O-Si 결합을 갖는 구조를 지칭한다. 따라서, 예를 들어, 실록사닐 기는 적어도 하나의 Si-O-Si 기(즉, 실록산 기)를 갖는 기를 의미하며, 실록사닐 화합물은 적어도 하나의 Si-O-Si 기를 갖는 화합물을 의미한다. "실록사닐"은 단량체 구조(예를 들어, Si-O-Si)뿐만 아니라 올리고머/중합체 구조(예를 들어, -[Si-O]n-, 여기서 n은 2 이상임)를 포함한다. 실록사닐 기 내의 각각의 규소 원자는 독립적으로 선택된 RA 기(여기서, RA는 화학식 A의 선택사항 (b) 내지 (i)에 정의된 바와 같음)로 치환되어 그들의 원자가를 완성한다.
"실릴"은 화학식 R3Si-의 구조를 지칭하고, "실록시"는 화학식 R3Si-O-의 구조를 지칭하며, 여기서 실릴 또는 실록시 내의 각각의 R은 독립적으로 트라이메틸실록시, C1-C8 알킬(바람직하게는 C1-C3 알킬, 더 바람직하게는 에틸 또는 메틸), 및 C3-C8 사이클로알킬로부터 선택된다.
"알킬렌옥시"는 일반 화학식 -(알킬렌-O)p- 또는 -(O-알킬렌)p-의 기를 지칭하며, 여기서 알킬렌은 상기에 정의된 바와 같으며, p는 1 내지 200, 또는 1 내지 100, 또는 1 내지 50, 또는 1 내지 25, 또는 1 내지 20, 또는 1 내지 10이며, 각각의 알킬렌은 독립적으로, 하이드록실, 할로(예를 들어, 플루오로), 아미노, 아미도, 에테르, 카르보닐, 카르복실, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 기로 임의로 치환된다. p가 1 초과인 경우, 각각의 알킬렌은 동일하거나 상이할 수 있고, 알킬렌옥시는 블록 또는 랜덤 배치일 수 있다. 알킬렌옥시가 분자 내에서 말단 기를 형성할 때, 알킬렌옥시의 종결 말단은, 예를 들어 하이드록시 또는 알콕시(예를 들어, HO-[CH2CH2O]p- 또는 CH3O-[CH2CH2O]p-)일 수 있다. 알킬렌옥시의 예에는 폴리에틸렌옥시, 폴리프로필렌옥시, 폴리부틸렌옥시, 및 폴리(에틸렌옥시-코-프로필렌옥시)가 포함된다.
"옥사알킬렌"은 상기에 정의된 바와 같은 알킬렌 기 내의 하나 이상의 인접하지 않은 CH2 기가 산소 원자로 치환된 것, 예컨대 -CH2CH2OCH(CH3)CH2-를 지칭한다. "티아알킬렌"은 상기에 정의된 바와 같은 알킬렌 기 내의 하나 이상의 인접하지 않은 CH2 기가 황 원자로 치환된 것, 예컨대 -CH2CH2SCH(CH3)CH2-를 지칭한다.
용어 "연결기"는 중합성 기를 모 분자에 연결하는 모이어티를 지칭한다. 연결기는, 그것이 일부가 되는 화합물과 상용성이고, 화합물의 중합을 바람직하지 않게 방해하지 않으며, 중합 조건 하에서뿐만 아니라 최종 생성물의 처리 및 저장을 위한 조건 하에서도 안정적인 임의의 모이어티일 수 있다. 예를 들어, 연결기는 결합일 수 있거나, 또는 그것은 하나 이상의 알킬렌, 할로알킬렌, 아미드, 아민, 알킬렌아민, 카르바메이트, 에스테르(-CO2-), 아릴렌, 헤테로아릴렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 알킬렌옥시, 옥사알킬렌, 티아알킬렌, 할로알킬렌옥시(하나 이상의 할로 기로 치환된 알킬렌옥시, 예를 들어 -OCF2-, -OCF2CF2-, -OCF2CH2-), 실록사닐, 알킬렌실록사닐, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 연결기는 하나 이상의 치환기로 임의로 치환될 수 있다. 적합한 치환기는 알킬, 할로(예를 들어, 플루오로), 하이드록실, HO-알킬렌옥시, MeO-알킬렌옥시, 실록사닐, 실록시, 실록시-알킬렌옥시-, 실록시-알킬렌-알킬렌옥시-(여기서는 하나 초과의 알킬렌옥시 기가 존재할 수 있고, 알킬렌 및 알킬렌옥시 내의 각각의 메틸렌은 독립적으로 하이드록실로 임의로 치환됨), 에테르, 아민, 카르보닐, 카르바메이트, 및 이들의 조합으로부터 독립적으로 선택되는 것들을 포함할 수 있다. 연결기는 또한 (연결기가 연결된 중합성 기에 더하여) 중합성 기, 예를 들어 (메트)아크릴레이트로 치환될 수 있다.
바람직한 연결기는 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌(예를 들어, 페닐렌), 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌, 또는 상기한 기들 중 어느 것들의 조합을 포함한다. 바람직한 연결기는 또한 C1-C8 알킬렌(바람직하게는 C2-C6 알킬렌, 예를 들어 에틸렌 또는 프로필렌), C1-C8 옥사알킬렌(바람직하게는 C2-C6 옥사알킬렌), C1-C8 알킬렌-아미드-C1-C8 알킬렌, 및 C1-C8 알킬렌-아민-C1-C8 알킬렌을 포함하며, 이들은 각각 하이드록실 및 실록시로부터 독립적으로 선택되는 1개 또는 2개의 기로 임의로 치환된다. 바람직한 연결기는 또한 카르복실레이트, 아미드, C1-C8 알킬렌-카르복실레이트-C1-C8 알킬렌 또는 C1-C8 알킬렌-아미드-C1-C8 알킬렌을 포함한다.
연결기가 모이어티들의 조합(예를 들어, 알킬렌-사이클로알킬렌)으로 구성될 때, 모이어티들은 임의의 순서로 존재할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 나열 순서는 연결기가 부착되어 있는 말단 중합성 기로부터 시작하여 화합물에 모이어티들이 출현하는 바람직한 순서를 나타낸다.
"임의로 치환된"은 모이어티가 하나 이상의 선택적인 치환체를 함유할 수 있음을 의미한다. 용어 "선택적인 치환체"는 근간이 되는 모이어티 내의 수소 원자가 치환체로 임의로 대체되는 것을 의미한다. 치환 부위에서 입체적으로 실행가능하고 합성적으로 실현가능한 임의의 치환체가 사용될 수 있다. 적합한 선택적인 치환체의 확인은 당업자의 능력 내에 충분히 있다. "선택적인 치환체"의 예로는 C1-C6 알킬, C1-C6 알콕시, C1-C6 티오알킬, C3-C7 사이클로알킬, 아릴, 할로, 하이드록시, 아미노, NR4R5, 벤질, SO3H, SO3Na 또는 -Y-Pg(여기서, R4 및 R5는 독립적으로 H 또는 C1-C6 알킬이고, Y는 연결기이며; Pg는 중합성 기임)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 전술한 치환체는 선택적인 치환체(이는, 달리 지시되지 않는 한, 바람직하게는 추가로 치환되지 않음)에 의해 임의로 치환될 수 있다. 예를 들어, 알킬은 할로로 치환될 수 있다(예를 들어, CF3가 생성됨).
용어 "아미노산 잔기"는 하기 구조식에서 "RR"로 나타낼 수 있는, 천연 알파 아미노산의 알파 탄소에 부착된 비-수소 기를 지칭한다:
Figure pct00002
바람직한 아미노산 잔기는 아르기닌(arg), 아스파라긴(asn), 히스티딘(his), 알라닌(ala), 라이신(lys), 글루타민(gln), 글루탐산(glu), 티로신(tyr), 트립토판(trp), 아스파르트산(asp), 메티오닌(met), 글리신(gly), 발린(val), 류신(leu), 아이소류신(ile), 프롤린(pro), 페닐알라닌(phe), 세린(ser), 및 트레오닌(thr)의 잔기를 포함한다. 추가의 바람직한 아미노산 잔기는 아르기닌(arg), 아스파라긴(asn), 히스티딘(his), 알라닌(ala), 라이신(lys), 글루타민(gln), 글루탐산(glu), 티로신(tyr), 트립토판(trp), 아스파르트산(asp), 및 메티오닌(met)의 잔기를 포함한다. 추가로 바람직한 아미노산 잔기는 아르기닌(arg), 아스파라긴(asn) 및 히스티딘(his)의 잔기를 포함한다. "아미노산 잔기의 유도체"는, 잔기가 예를 들어 잔기 내의 수소 원자를 다른 기로 대체함으로써 화학적으로 개질되었음을 의미한다.
달리 나타내지 않는 한, 비, 백분율, 부 등은 중량 기준이다.
달리 나타내지 않는 한, 예를 들어 "2 내지 10"에서와 같은 수치 범위는 그 범위를 한정하는 숫자(예를 들어, 2 및 10)를 포함한다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 아미노산-계 중합성 화합물을 제공한다. 화합물은 하기 화학식 I의 화합물이며:
[화학식 I]
Figure pct00003
(상기 식에서, R은 H 또는 C(=O)R3이거나, 또는 R은, R이 부착되는 질소와 함께, 중합성 기를 형성하며, 여기서 R3는 C1-C25 알킬 또는 사이클로알킬이고; R1은 아미노산 잔기 또는 아미노산 잔기의 유도체이며, 여기서 유도체는 임의로 중합성 기를 포함하고; R2는 OR4 또는 N(H)-L-Pg이고, 여기서 R4는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고, L은 연결기이고, Pg는 중합성 기임), 여기서 화합물은 적어도 하나의 중합성 기를 함유한다.
화학식 I의 화합물은, R1이 아르기닌(arg), 아스파라긴(asn) 또는 히스티딘(his)의 아미노산 잔기인 화학식 I의 화합물인, 화학식 I-1의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 I의 화합물은, R1이 시스테인(cys) 아미노산 잔기의 유도체인 화학식 I의 화합물인, 화학식 I-2의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 I-2의 화합물은, R1이 -CH2-SO3R5이고, R5가 H, 금속 양이온(예를 들어, Na 또는 K) 또는 C1-C6 알킬인 화학식 I-2의 화합물인, 화학식 I-3의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, R5는 Na이다.
화학식 I-2의 화합물은, R1이 -CH2-S-L-Pg이고, 여기서 L이 연결기이고, Pg가 중합성 기인 화학식 I-2의 화합물인, 화학식 I-4의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 I-4의 화합물은, L이 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌 또는 알킬렌-에스테르-알킬렌인 화학식 I-4의 화합물인, 화학식 I-5의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 화학식 I-5의 L은 알킬렌-에스테르-알킬렌이다. 바람직하게는, 알킬렌-에스테르-알킬렌 중 적어도 하나의 알킬렌은 OH로 치환된다. 더욱 바람직하게는, 화학식 I-5의 L은 -CH2CH2-C(=O)O-CH2CH(OH)CH2-이다.
화학식 I-4 및 화학식 I-5의 화합물은, Pg가 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는 화학식 I-4 또는 화학식 I-5의 화합물인, 화학식 I-6의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 화학식 I-6의 Pg는 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 화학식 I-6의 Pg는 메타크릴레이트 또는 메타크릴아미드를 포함한다. 추가로 바람직하게는, 화학식 I-6의 Pg는 메타크릴레이트를 포함한다.
화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5 및 화학식 I-6의 화합물은, R이 H인 화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5 또는 화학식 I-6의 화합물인, 화학식 I-7의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5 및 화학식 I-6의 화합물은, R이 C(=O)R3이고 R3가 C5-C20 알킬인 화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5 또는 화학식 I-6의 화합물인, 화학식 I-8의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, R3는 C7 내지 C15 알킬, 더 바람직하게는 C8-C12 알킬이다.
화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5 및 화학식 I-6의 화합물은, R은, R이 부착되는 질소와 함께, 중합성 기를 형성하는 화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5 또는 화학식 I-6의 화합물인, 화학식 I-9의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 화학식 I-9에서, R은, R이 부착되는 질소와 함께, (메트)아크릴아미드 기, 더 바람직하게는 메타크릴아미드 기를 형성한다.
화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5, 화학식 I-6, 화학식 I-7, 화학식 I-8 및 화학식 I-9의 화합물은, R2가 OR4이고 R4가 H 또는 C1-C6 알킬인 화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5, 화학식 I-6, 화학식 I-7, 화학식 I-8 또는 화학식 I-9의 화합물인, 화학식 I-10의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5, 화학식 I-6, 화학식 I-7, 화학식 I-8 및 화학식 I-9의 화합물은, R2가 N(H)-L-Pg인 화학식 I, 화학식 I-1, 화학식 I-2, 화학식 I-3, 화학식 I-4, 화학식 I-5, 화학식 I-6, 화학식 I-7, 화학식 I-8 또는 화학식 I-9의 화합물인, 화학식 I-11의 화합물을 포함할 수 있다.
화학식 I-11의 화합물은, L이 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌 또는 알킬렌-에스테르-알킬렌인 화학식 I-11의 화합물인, 화학식 I-12의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 화학식 I-12의 L은 알킬렌, 더 바람직하게는 에틸렌이다.
화학식 I-11 및 화학식 I-12의 화합물은, Pg가 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는 화학식 I-11 또는 화학식 I-12의 화합물인, 화학식 I-13의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 화학식 I-13의 Pg는 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 화학식 I-13의 Pg는 메타크릴레이트 또는 메타크릴아미드를 포함한다. 추가로 바람직하게는, 화학식 I-13의 Pg는 메타크릴레이트를 포함한다.
화학식 I의 화합물은 화학식 II의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 II]
Figure pct00004
상기 식에서, R4는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고; R6는 H 또는 메틸이다. 바람직하게는, R4는 H이다. 바람직하게는, R6는 메틸이다.
화학식 I의 화합물은 화학식 III의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 III]
Figure pct00005
상기 식에서, R4는 H, 금속 양이온, C1-C6 알킬이고, R6는 H 또는 메틸이다. 바람직하게는, R4는 H이다. 바람직하게는, R6는 메틸이다.
화학식 I의 화합물은 화학식 IV의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 IV]
Figure pct00006
상기 식에서, R4는 H, 금속 양이온, C1-C6 알킬이고; R6는 H 또는 메틸이다. 바람직하게는, R4는 C1-C6 알킬, 더 바람직하게는 C1-C3 알킬, 더 바람직하게는 메틸이다. 바람직하게는, R6는 메틸이다.
화학식 I의 화합물은 화학식 V의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 V]
Figure pct00007
상기 식에서, R3는 C1-C25 알킬 또는 사이클로알킬이고; R5는 H, 금속 양이온, C1-C6 알킬이고; R6는 H 또는 메틸이다. R3는 C8-C12 알킬이다. 바람직하게는, R5는 금속 양이온, 더 바람직하게는 Na이다. 바람직하게는, R6는 메틸이다.
화학식 I의 화합물은 화학식 VI의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 VI]
Figure pct00008
상기 식에서, R4는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고; R6는 H 또는 메틸이다. 바람직하게는, R4는 H이다. 바람직하게는, R6는 메틸이다.
화학식 I의 예시적인 화합물이 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
Figure pct00009
Figure pct00010
바람직한 화합물은 메타크릴로일아르기닌; 메타크릴로일아스파라긴; 메틸 메타크릴로일히스티디네이트; 소듐 2-데칸아미도-3-((2-메타크릴옥시에틸)아미노)-3-옥소프로판-1-설포네이트; 및 S-(3-(2-하이드록시-3-(메타크릴로일옥시)프로폭시)-3-옥소프로필)-L-시스테인을 포함한다.
본 발명의 아미노산-계 중합성 화합물은 다양한 기술에 의해 안과용 장치 내에 포함시키기 위한 중합체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화합물은 중합체로 단일중합되거나 공중합될 수 있으며, 이 중합체는 이어서 안과용 장치 상에 코팅되거나 안과용 장치가 제조되는 반응성 단량체 혼합물에 첨가된다(예를 들어, 반응성 단량체 혼합물의 다른 성분들과 반-상호침투 네트워크를 형성할 수 있다).
실시예에 의해 추가로 입증된 바와 같이, 본 발명에 따른 아미노산-계 중합성 화합물은 또한 그래프팅을 통해 안과용 장치에 포함될 수 있다. 예시적인 그래프팅 기술들은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 미국 사전 허가 공보 제20180037690호에 기재되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 아미노산-계 중합성 화합물은 안과용 장치를 제조하기에 적합한 다른 단량체를 함유하는 반응성 단량체 혼합물 내에 포함될 수 있고, 자유 라디칼 중합 조건 하에서 그와 반응하여 안과용 장치가 제조될 수 있는 중합체를 형성할 수 있다. 그러한 반응성 혼합물은, 상기에 기재된 바와 같은 아미노산-계 중합성 화합물에 더하여, 원하는 안과용 장치를 제조하기에 적합한 하나 이상의 단량체, 및 선택적인 성분을 포함할 수 있다. 따라서, 반응성 혼합물은, 예를 들어, 친수성 성분, 소수성 성분, 실리콘-함유 성분, 습윤제, 예를 들어 폴리아미드, 가교결합제 및 추가의 성분, 예를 들어 희석제 및 개시제를 함유할 수 있다.
친수성 성분
친수성 단량체의 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.
친수성 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드 단량체의 비제한적인 예에는 하기가 포함된다: 아크릴아미드, N-아이소프로필 아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-다이메틸 아크릴아미드(DMA), 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2,3-다이하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, N-(2-하이드록시에틸) (메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시에틸) (메트)아크릴아미드, N-(2-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N-(3-하이드록시프로필) (메트)아크릴아미드, N-(2-하이드록시부틸) (메트)아크릴아미드, N-(3-하이드록시부틸) (메트)아크릴아미드, N-(4-하이드록시부틸) (메트)아크릴아미드, 2-아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 3-아미노프로필 (메트)아크릴레이트, 2-아미노프로필 (메트)아크릴레이트, N-2-아미노에틸 (메트)아크릴아미드, N-3-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N-2-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-비스-2-아미노에틸 (메트)아크릴아미드, N,N-비스-3-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-비스-2-아미노프로필 (메트)아크릴아미드, 글리세롤 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, (메트)아크릴산, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 및 이들의 혼합물.
친수성 단량체는 또한 이온성일 수 있으며, 이에는 음이온성, 양이온성, 쯔비터 이온, 베타인, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 그러한 하전된 단량체의 비제한적인 예에는 (메트)아크릴산, N-[(에테닐옥시)카르보닐]-β-알라닌(VINAL), 3-아크릴아미도프로판산(ACA1), 5-아크릴아미도펜탄산(ACA2), 3-아크릴아미도-3-메틸부탄산(AMBA), 2-(메타크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드(Q 염 또는 METAC), 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 1-프로판아미늄, N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸-3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]-, 내염(CBT), 1-프로판아미늄, N,N-다이메틸-N-[3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]프로필]-3-설포-, 내염(SBT), 3,5-다이옥사-8-아자-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N-트라이메틸-9-옥소-, 내염, 4-옥사이드(9CI)(PBT), 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린, 3-(다이메틸(4-비닐벤질)암모니오)프로판-1-설포네이트(DMVBAPS), 3-((3-아크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(AMPDAPS), 3-((3-메타크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAMPDAPS), 3-((3-(아크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(APDAPS), 및 메타크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAPDAPS)가 포함된다.
친수성 N-비닐 락탐 및 N-비닐 아미드 단량체의 비제한적인 예에는 하기가 포함된다: N-비닐 피롤리돈(NVP), N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-2-카프로락탐, N-비닐-3-메틸-2-카프로락탐, N-비닐-3-메틸-2-피페리돈, N-비닐-4-메틸-2-피페리돈, N-비닐-4-메틸-2-카프로락탐, N-비닐-3-에틸-2-피롤리돈, N-비닐-4,5-다이메틸-2-피롤리돈, N-비닐 아세트아미드(NVA), N-비닐-N-메틸아세트아미드(VMA), N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐-N-메틸프로피온아미드, N-비닐-N-메틸-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-N,N'-다이메틸우레아, 1-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-메틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, 5-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈; 1-에틸-5-메틸렌-2-피롤리돈, N-메틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 5-에틸-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-N-프로필-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-N-프로필-5-메틸렌-2-피롤리돈, 1-아이소프로필-3-메틸렌-2-피롤리돈, 1-아이소프로필-5-메틸렌-2-피롤리돈, N-비닐-N-에틸 아세트아미드, N-비닐-N-에틸 포름아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐 아이소프로필아미드, N-비닐 카프로락탐, N-비닐이미다졸, 및 이들의 혼합물.
친수성 O-비닐 카르바메이트 및 O-비닐 카르보네이트 단량체의 비제한적인 예에는 N-2-하이드록시에틸 비닐 카르바메이트 및 N-카르복시-ㅯ-알라닌 N-비닐 에스테르가 포함된다. 친수성 비닐 카르보네이트 또는 비닐 카르바메이트 단량체의 추가의 예가 미국 특허 제5,070,215호에 개시되어 있다. 친수성 옥사졸론 단량체가 미국 특허 제4,910,277호에 기재되어 있다.
다른 친수성 비닐 화합물은 에틸렌 글리콜 비닐 에테르(EGVE), 다이(에틸렌 글리콜) 비닐 에테르(DEGVE), 알릴 알코올, 및 2-에틸 옥사졸린을 포함한다.
친수성 단량체는 또한 선형 또는 분지형 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(프로필렌 글리콜)의 거대단량체 또는 예비중합체, 또는 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 통계학적 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있으며, 이들은 (메트)아크릴레이트, 스티렌, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐아미드 등과 같은 중합성 모이어티를 갖는다. 이러한 폴리에테르의 거대단량체는 하나의 중합성 기를 가지며; 예비중합체는 2개 이상의 중합성 기를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 친수성 단량체는 DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 및 이들의 혼합물이다. 바람직한 친수성 단량체는 DMA와 HEMA의 혼합물을 포함한다. 다른 적합한 친수성 단량체가 당업자에게 명백할 것이다.
일반적으로, 반응성 단량체 혼합물에 존재할 수 있는 친수성 단량체의 양에 대한 특별한 제한은 없다. 친수성 단량체의 양은 생성된 하이드로겔의 원하는 특성(수분 함량, 투명도, 습윤성, 단백질 흡수량 등을 포함함)에 기초하여 선택될 수 있다. 습윤성은 접촉각에 의해 측정될 수 있으며, 바람직한 접촉각은 약 100° 미만, 약 80° 미만, 및 약 60° 미만이다. 친수성 단량체는 반응성 단량체 혼합물 중의 반응성 성분의 총 중량을 기준으로, 예를 들어 약 0.1 내지 약 100 중량%, 대안적으로 약 1 내지 약 80 중량% 범위, 대안적으로 약 5 내지 약 65 중량%, 대안적으로 약 40 내지 약 60 중량% 범위 또는 대안적으로 약 55 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
실리콘-함유 성분
본 발명에 사용하기에 적합한 실리콘-함유 성분은 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하며, 각각의 화합물은 독립적으로 적어도 하나의 중합성 기, 적어도 하나의 실록산 기, 및 중합성 기(들)를 실록산 기(들)에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함한다. 실리콘-함유 성분은, 예를 들어 1 내지 220개의 실록산 반복 단위, 예컨대 하기에 정의된 기를 함유할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 또한 적어도 하나의 불소 원자를 함유할 수 있다.
실리콘-함유 성분은 상기에 정의된 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다. 실리콘-함유 성분은 독립적으로 (메트)아크릴레이트, 스티릴, 비닐 에테르, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, O-비닐카르바메이트, O-비닐카르보네이트, 비닐 기, 또는 전술한 것의 혼합물인 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다.
실리콘-함유 성분은 독립적으로 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, 스티릴, 또는 전술한 것의 혼합물인 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다.
실리콘-함유 성분은 독립적으로 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 또는 전술한 것의 혼합물인 하나 이상의 중합성 기; 하나 이상의 임의로 반복되는 실록산 단위; 및 중합성 기를 실록산 단위에 연결하는 하나 이상의 연결기를 포함할 수 있다.
화학식 A. 실리콘-함유 성분은 화학식 A의 하나 이상의 중합성 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 A]
Figure pct00011
(상기 식에서,
적어도 하나의 RA는 화학식 Rg-L-의 기(여기서, Rg는 중합성 기이고, L은 연결기임)이고, 나머지 RA는 각각 독립적으로
(a) Rg-L-,
(b) 하나 이상의 하이드록시, 아미노, 아미도, 알콕시알킬, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환된 C1-C16 알킬,
(c) 하나 이상의 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 알콕시알킬, 카르보닐, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환된 C3-C12 사이클로알킬,
(d) 하나 이상의 알킬, 하이드록시, 아미노, 아미도, 알콕시알킬, 카르복시, 알킬 카르복시, 카르보닐, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 카르보네이트, 할로, 페닐, 벤질, 또는 이들의 조합으로 임의로 치환된 C6-C14 아릴 기,
(e) 할로,
(f) 알콕시, 환형 알콕시 또는 아릴옥시,
(g) 실록시,
(h) 알킬렌옥시-알킬 또는 알콕시-알킬렌옥시-알킬, 예를 들어 폴리에틸렌옥시알킬, 폴리프로필렌옥시알킬 또는 폴리(에틸렌옥시-코-프로필렌옥시알킬), 또는
(i) 알킬, 알콕시, 하이드록시, 아미노, 알콕시알킬, 카르복시, 알킬 카르복시, 알콕시, 아미도, 카르바메이트, 할로 또는 이들의 조합으로 임의로 치환된 1 내지 100개의 실록산 반복 단위를 포함하는 1가 실록산 사슬이고;
n은 0 내지 500 또는 0 내지 200, 또는 0 내지 100, 또는 0 내지 20이며, 여기서 n이 0 이외의 것일 때, n은 언급된 값과 동일한 모드를 갖는 분포임이 이해된다. n이 2 이상일 때, SiO 단위는 동일하거나 상이한 RA 치환체를 가질 수 있으며, 상이한 RA 치환체가 존재하는 경우, n개의 기는 랜덤 또는 블록 배치일 수 있다.
화학식 A에서, 3개의 RA는 각각 중합성 기를 포함할 수 있거나, 대안적으로 2개의 RA는 각각 중합성 기를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로 하나의 RA는 중합성 기를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 실리콘-함유 성분의 예에는 표 A에 열거된 화합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 표 A의 화합물이 폴리실록산 기를 함유하는 경우, 이러한 화합물 내의 SiO 반복 단위의 수는, 달리 명시되지 않는 한, 바람직하게는 3 내지 100, 더욱 바람직하게는 3 내지 40 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 20이다.
[표 A]
Figure pct00012
Figure pct00013
적합한 실리콘-함유 성분의 추가의 비제한적인 예가 표 B에 열거되어 있다. 달리 나타내지 않는 한, 적용가능한 경우 j2는 바람직하게는 1 내지 100, 더 바람직하게는 3 내지 40, 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 15이다. j1 및 j2를 함유하는 화합물에서, j1과 j2의 합은 바람직하게는 2 내지 100, 더 바람직하게는 3 내지 40, 또는 더욱 더 바람직하게는 3 내지 15이다.
[표 B]
Figure pct00014
Figure pct00015
실리콘-함유 성분들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예로서, 적합한 혼합물에는 상이한 분자량을 갖는 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필옥시)-프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(OH-mPDMS)의 혼합물, 예컨대 4 및 15개의 SiO 반복 단위를 함유하는 OH-mPDMS의 혼합물; 실리콘계 가교결합제와 함께 상이한 분자량을 갖는 OH-mPDMS(예를 들어, 4 및 15개의 반복 SiO 반복 단위를 함유함)의 혼합물, 예컨대 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산(ac-PDMS); 2-하이드록시-3-[3-메틸-3,3-다이(트라이메틸실록시)실릴프로폭시]-프로필 메타크릴레이트(SiMAA)와 모노-메타크릴옥시프로필 종결된 모노-n-부틸 종결된 폴리다이메틸실록산(mPDMS), 예컨대 mPDMS 1000의 혼합물이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
본 발명에 사용하기 위한 실리콘-함유 성분은 평균 분자량이 약 400 내지 약 4000 달톤일 수 있다.
실리콘-함유 성분(들)은 (희석제를 제외한) 반응성 혼합물의 모든 반응성 성분을 기준으로 최대 약 95 중량%, 또는 약 10 내지 약 80 중량%, 또는 약 20 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
폴리아미드
반응성 혼합물은 적어도 하나의 폴리아미드를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "폴리아미드"는 아미드 기를 함유하는 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체를 지칭한다. 폴리아미드는 환형 아미드 기, 비환형 아미드 기 및 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 당업자에게 공지된 임의의 폴리아미드일 수 있다. 비환형 폴리아미드는 펜던트 비환형 아미드 기를 포함하며 하이드록실 기와 회합할 수 있다. 환형 폴리아미드는 환형 아미드 기를 포함하며 하이드록실 기와 회합할 수 있다.
적합한 비환형 폴리아미드의 예에는 화학식 G 및 화학식 G1의 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체가 포함된다:
[화학식 G]
Figure pct00016
[화학식 G1]
Figure pct00017
상기 식에서, X는 직접 결합, -(CO)-, 또는 -(CONHR44)-이며, 여기서 R44는 C1 내지 C3 알킬 기이고; R40는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기로부터 선택되고; R41은 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기, 최대 2개의 탄소 원자를 갖는 아미노 기, 최대 4개의 탄소 원자를 갖는 아미드 기, 및 최대 2개의 탄소 기를 갖는 알콕시 기로부터 선택되고; R42는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기; 또는 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸, 및 하이드록시메틸로부터 선택되고; R43는 H, 직선형 또는 분지형의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 기; 또는 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸, 및 하이드록시메틸로부터 선택되고; R40 및 R41 내의 탄소 원자수는 합하여 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 또는 그 이하를 포함함)이고; R42 및 R43 내의 탄소 원자수는 합하여 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 또는 그 이하를 포함함)이다. R40 및 R41 내의 탄소 원자수는 합하여 6 이하 또는 4 이하일 수 있다. R42 및 R43 내의 탄소 원자수는 합하여 6 이하일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 치환된 알킬 기에는 아민, 아미드, 에테르, 하이드록실, 카르보닐 또는 카르복시 기 또는 이들의 조합으로 치환된 알킬 기가 포함된다.
R40 및 R41은 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C2 알킬 기로부터 선택될 수 있다. X는 직접 결합일 수 있고, R40 및 R41은 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C2 알킬 기로부터 선택될 수 있다. R42 및 R43는 독립적으로 H, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C2 알킬 기, 메틸, 에톡시, 하이드록시에틸, 및 하이드록시메틸로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 비환형 폴리아미드는 대부분의 화학식 G 또는 화학식 G1의 반복 단위를 포함할 수 있거나, 또는 비환형 폴리아미드는 적어도 50 몰%(적어도 70 몰% 및 적어도 80 몰%를 포함함)의 화학식 G 또는 화학식 G1의 반복 단위를 포함할 수 있다. 화학식 G 및 화학식 G1의 반복 단위의 구체적인 예에는 N-비닐-N-메틸아세트아미드, N-비닐아세트아미드, N-비닐-N-메틸프로피온아미드, N-비닐-N-메틸-2-메틸프로피온아미드, N-비닐-2-메틸-프로피온아미드, N-비닐-N,N'-다이메틸우레아, N, N-다이메틸아크릴아미드, 메타크릴아미드 및 화학식 G2 및 화학식 G3의 비환형 아미드로부터 유도되는 반복 단위가 포함된다:
[화학식 G2]
Figure pct00018
[화학식 G3]
Figure pct00019
환형 폴리아미드를 형성하는 데 사용될 수 있는 적합한 환형 아미드의 예에는 α-락탐, β-락탐, γ-락탐, δ-락탐, 및 ε-락탐이 포함된다. 적합한 환형 폴리아미드의 예에는 화학식 G4의 반복 단위를 포함하는 중합체 및 공중합체가 포함된다:
[화학식 G4]
Figure pct00020
상기 식에서, R45는 수소 원자 또는 메틸 기이고; f는 1 내지 10의 수이고; X는 직접 결합, -(CO)-, 또는 -(CONHR46)-이며, 여기서 R46는 C1 내지 C3 알킬 기이다. 화학식 G4에서, f는 8 이하(7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1을 포함함)일 수 있다. 화학식 G4에서, f는 6 이하(5, 4, 3, 2, 또는 1을 포함함)일 수 있다. 화학식 G4에서, f는 2 내지 8(2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8을 포함함)일 수 있다. 화학식 G4에서, f는 2 또는 3일 수 있다. X가 직접 결합인 경우, f는 2일 수 있다. 그러한 경우에, 환형 폴리아미드는 폴리비닐피롤리돈(PVP)일 수 있다.
본 발명의 환형 폴리아미드는 50 몰% 이상의 화학식 G4의 반복 단위를 포함할 수 있거나, 또는 환형 폴리아미드는 적어도 50 몰%(적어도 70 몰%, 및 적어도 80 몰%를 포함함)의 화학식 G4의 반복 단위를 포함할 수 있다.
폴리아미드는 또한 환형 및 비환형 아미드 둘 모두의 반복 단위를 포함하는 공중합체일 수 있다. 추가의 반복 단위는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 알킬 (메트)아크릴레이트, 다른 친수성 단량체 및 실록산 치환된 (메트)아크릴레이트로부터 선택되는 단량체로부터 형성될 수 있다. 적합한 친수성 단량체로서 열거된 단량체들 중 임의의 것이 추가의 반복 단위를 형성하기 위해 공단량체로서 사용될 수 있다. 폴리아미드를 형성하는 데 사용될 수 있는 추가의 단량체의 구체적인 예에는 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴로니트릴, 하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트 및 하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 다이하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(메트)아크릴레이트 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 이온성 단량체가 또한 포함될 수 있다. 이온성 단량체의 예에는 (메트)아크릴산, N-[(에테닐옥시)카르보닐]-β-알라닌(VINAL, CAS #148969-96-4), 3-아크릴아미도프로판산(ACA1), 5-아크릴아미도펜탄산(ACA2), 3-아크릴아미도-3-메틸부탄산(AMBA), 2-(메타크릴로일옥시)에틸 트라이메틸암모늄 클로라이드(Q 염 또는 METAC), 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 1-프로판아미늄, N-(2-카르복시에틸)-N,N-다이메틸-3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]-, 내염(CBT, 카르복시베타인; CAS 79704-35-1), 1-프로판아미늄, N,N-다이메틸-N-[3-[(1-옥소-2-프로펜-1-일)아미노]프로필]-3-설포-, 내염(SBT, 설포베타인, CAS 80293-60-3), 3,5-다이옥사-8-아자-4-포스파운데크-10-엔-1-아미늄, 4-하이드록시-N,N,N-트라이메틸-9-옥소-, 내염, 4-옥사이드(9CI)(PBT, 포스포베타인, CAS 163674-35-9, 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린, 3-(다이메틸(4-비닐벤질)암모니오)프로판-1-설포네이트(DMVBAPS), 3-((3-아크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(AMPDAPS), 3-((3-메타크릴아미도프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAMPDAPS), 3-((3-(아크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(APDAPS), 메타크릴로일옥시)프로필)다이메틸암모니오)프로판-1-설포네이트(MAPDAPS)가 포함된다.
반응성 단량체 혼합물은 비환형 폴리아미드 및 환형 폴리아미드 둘 모두 또는 이들의 공중합체를 포함할 수 있다. 비환형 폴리아미드는 본 명세서에 기재된 비환형 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 중 임의의 것일 수 있으며, 환형 폴리아미드는 본 명세서에 기재된 환형 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 중 임의의 것일 수 있다. 폴리아미드는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐메틸아세트아미드(PVMA), 폴리다이메틸아크릴아미드(PDMA), 폴리비닐아세트아미드(PNVA), 폴리(하이드록시에틸 (메트)아크릴아미드), 폴리아크릴아미드, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 폴리아미드는 PVP(예를 들어, PVP K90)와 PVMA(예를 들어, Mw가 약 570 KDa임)의 혼합물일 수 있다.
반응성 혼합물 내의 모든 폴리아미드의 총량은 1 중량% 내지 약 35 중량%의 범위(약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 범위, 및 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 범위를 포함함)일 수 있으며, 이는 모든 경우에, 반응성 단량체 혼합물의 반응성 성분들의 총 중량을 기준으로 한다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 실리콘 하이드로겔과 함께 사용될 때, 폴리아미드는 내부 습윤제로서 작용한다. 본 발명의 폴리아미드는 비중합성일 수 있으며, 이 경우에 반-상호침투 네트워크로서 실리콘 하이드로겔 내로 도입된다. 폴리아미드는 실리콘 하이드로겔 내에 포획되거나 물리적으로 보유된다. 대안적으로, 본 발명의 폴리아미드는, 예를 들어 폴리아미드 거대단량체 또는 예비중합체로서 중합가능할 수 있으며, 이러한 경우에 실리콘 하이드로겔 내로 공유적으로 도입된다. 중합성 및 비중합성 폴리아미드의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
폴리아미드가 반응성 단량체 혼합물에 혼입될 때, 폴리아미드는 중량 평균 분자량이 적어도 100,000 달톤; 약 150,000 초과; 약 150,000 달톤 내지 약 2,000,000 달톤; 약 300,000 달톤 내지 약 1,800,000 달톤일 수 있다. 반응성 단량체 혼합물과 상용성인 경우, 더 높은 분자량의 폴리아미드가 사용될 수 있다.
가교결합제
가교결합 단량체, 다작용성 거대단량체, 및 예비중합체로도 지칭되는 하나 이상의 가교결합제를 반응성 혼합물에 첨가하는 것이 일반적으로 바람직하다. 가교결합제는, 실리콘-함유 및 실리콘-비함유 가교결합제를 포함하여, 이작용성 가교결합제, 삼작용성 가교결합제, 사작용성 가교결합제, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 실리콘-비함유 가교결합제는 하기를 포함한다: 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(EGDMA), 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(TEGDMA), 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트(TMPTMA), 트라이알릴 시아누레이트(TAC), 글리세롤 트라이메타크릴레이트, 메타크릴옥시에틸 비닐카르보네이트(HEMAVc), 알릴메타크릴레이트, 메틸렌 비스아크릴아미드(MBA), 및 폴리에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트(여기서, 폴리에틸렌 글리콜은 분자량이 최대 약 5000 달톤임). 가교결합제는 통상적인 양으로, 예를 들어 반응성 혼합물 중의 반응성 화합물 100 그램당 약 0.000415 내지 약 0.0156 몰로 사용된다. 대안적으로, 친수성 단량체 및/또는 실리콘-함유 성분이 분자 설계에 의해 또는 불순물로 인해 다작용성인 경우, 반응성 혼합물에 대한 가교결합제의 첨가는 선택적이다. 가교결합제로 작용할 수 있으며 존재하는 경우 추가의 가교결합제를 반응성 혼합물에 첨가할 필요가 없는 친수성 단량체 및 거대단량체의 예에는 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드 말단 캡핑된 폴리에테르가 포함된다. 다른 가교결합제가 당업자에게 알려져 있을 것이며, 본 발명의 실리콘 하이드로겔을 제조하는 데 사용될 수 있다.
제형 중의 다른 반응성 성분 중 하나 이상과 유사한 반응성을 갖는 가교결합제를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 경우에, 생성되는 실리콘 하이드로겔의 일부 물리적, 기계적 또는 생물학적 특성을 제어하기 위하여 상이한 반응성을 갖는 가교결합제의 혼합물을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 실리콘 하이드로겔의 구조 및 모폴로지는 또한 사용되는 희석제(들) 및 경화 조건에 의해 영향을 받을 수 있다.
모듈러스를 추가로 증가시키고 인장 강도를 유지하기 위해 거대단량체, 가교결합제, 및 예비중합체를 포함하는 다작용성 실리콘-함유 성분이 또한 포함될 수 있다. 실리콘 함유 가교결합제는 단독으로 또는 다른 가교결합제와 조합하여 사용될 수 있다. 가교결합제로서 작용할 수 있으며, 존재할 경우 가교결합 단량체를 반응성 혼합물에 첨가할 필요가 없는 실리콘 함유 성분의 예는 α,ω-비스메타크릴옥시프로필 폴리다이메틸실록산을 포함한다. 다른 예는 비스-3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필옥시프로필 폴리다이메틸실록산(ac-PDMS)이다.
강성 화학 구조 및 자유 라디칼 중합을 겪는 중합성 기를 갖는 가교결합제가 또한 사용될 수 있다. 적합한 강성 구조의 비제한적인 예에는 페닐 및 벤질 고리를 포함하는 가교결합제, 예를 들어 1,4-페닐렌 다이아크릴레이트, 1,4-페닐렌 다이메타크릴레이트, 2,2-비스(4-메타크릴옥시페닐)-프로판, 2,2-비스[4-(2-아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로폭시)페닐]프로판, 및 4-비닐벤질 메타크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다. 강성 가교결합제는, 모든 반응성 성분들의 총 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 15, 또는 2 내지 10, 3 내지 7의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명의 실리콘 하이드로겔의 물리적 특성 및 기계적 특성은 반응성 혼합물 중의 성분들을 조정함으로써 특정 용도에 대해 최적화될 수 있다.
실리콘 가교결합제의 비제한적인 예에는 또한 상기에 기재된 다작용성 실리콘-함유 성분, 예를 들어 표 B에 나타낸 다작용성 화합물이 포함된다.
추가의 성분
반응성 혼합물은, 희석제, 개시제, UV 흡수제, 가시광 흡수제, 광변색성 화합물, 약제, 뉴트라슈티컬, 항미생물성 물질, 틴트, 안료, 공중합성 염료, 비중합성 염료, 이형제, 및 이들의 조합과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는 추가의 성분을 함유할 수 있다.
실리콘 하이드로겔 반응성 혼합물에 적합한 희석제의 부류는 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알코올, 1차 아민으로부터 유도되는 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아미드, 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다. 희석제는 1차, 2차, 및 3차 알코올일 수 있다.
일반적으로 반응성 성분은 반응성 혼합물을 형성하도록 희석제 중에서 혼합된다. 적합한 희석제는 당업계에 공지되어 있다. 실리콘 하이드로겔의 경우, 적합한 희석제는 국제특허 공개 WO 03/022321호 및 미국 특허 제6020445호에 개시되어 있으며, 이의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
실리콘 하이드로겔 반응성 혼합물에 적합한 희석제의 부류는 2 내지 20개의 탄소를 갖는 알코올, 1차 아민으로부터 유도되는 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아미드, 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다. 1차 및 3차 알코올이 사용될 수 있다. 바람직한 부류는 5 내지 20개의 탄소를 갖는 알코올 및 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산을 포함한다.
사용될 수 있는 구체적인 희석제는 1-에톡시-2-프로판올, 다이아이소프로필아미노에탄올, 아이소프로판올, 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-데칸올, 1-도데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 3-메틸-3-펜탄올, tert-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 에탄올, 2-에틸-1-부탄올, (3-아세톡시-2-하이드록시프로필옥시)프로필비스(트라이메틸실록시) 메틸실란, 1-tert-부톡시-2-프로판올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, tert-부톡시에탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 데칸산, 옥탄산, 도데칸산, 2-(다이아이소프로필아미노)에탄올, 이들의 혼합물 등을 포함한다. 아미드 희석제의 예에는 N,N-다이메틸 프로피온아미드 및 다이메틸 아세트아미드가 포함된다.
바람직한 희석제는 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-도데칸올, 1-데칸올, 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, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 에탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 데칸산, 옥탄산, 도데칸산, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
더 바람직한 희석제는 3,7-다이메틸-3-옥탄올, 1-도데칸올, 1-데칸올, 1-옥탄올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-옥탄올, 1-도데칸올, 3-메틸-3-펜탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, t-아밀 알코올, tert-부탄올, 2-부탄올, 1-부탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 3,3-다이메틸-2-부탄올, 2-옥틸-1-도데칸올, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
희석제가 존재하는 경우, 일반적으로, 존재하는 희석제의 양에 대한 특별한 제한은 없다. 희석제가 사용되는 경우, 희석제는 반응성 혼합물(반응성 화합물 및 비반응성 화합물을 포함함)의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 70 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 이에는 약 5 내지 약 50 중량%의 범위, 및 약 15 내지 약 40 중량%의 범위가 포함된다. 희석제들의 혼합물이 사용될 수 있다.
중합 개시제가 반응성 혼합물에 사용될 수 있다. 중합 개시제는, 예를 들어, 적절한 승온에서 자유 라디칼을 발생시키는 라우로릴 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 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광개시제의 예시적인 예는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4-4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드(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.
(네덜란드 소재의 IGM 레진스 B.V.(IGM Resins B.V.)로부터) 시판되는 가시광 개시제 시스템은 이르가큐어® 819, 이르가큐어® 1700, 이르가큐어® 1800, 이르가큐어® 819, 이르가큐어® 1850 및 루크린(Lucrin)® TPO 개시제를 포함한다. (IGM 레진스 B.V.로부터) 시판되는 UV 광개시제는 다로큐르(Darocur)® 1173 및 다로큐르® 2959를 포함한다. 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 혼합물 100 부당 약 0.1 내지 약 2 중량부로 반응성 혼합물에 사용된다. 반응성 혼합물의 중합은 사용되는 중합 개시제에 따라 적절한 선택의 열 또는 가시광 또는 자외광 또는 다른 수단을 사용하여 개시될 수 있다. 대안적으로, 개시는 광개시제 없이 e-빔을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 광개시제가 사용되는 경우, 바람직한 개시제는 비스아실포스핀 옥사이드, 예컨대 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드(이르가큐어® 819) 또는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤과 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4-4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드(DMBAPO)의 조합이다.
본 발명의 안과용 장치를 제조하기 위한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물에 더하여, 상기에 기재된 임의의 다른 중합성 화합물 및 선택적인 성분을 포함할 수 있다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물 및 친수성 성분을 포함할 수 있다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물, 및 DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 메타크릴산, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 친수성 성분을 포함할 수 있다. HEMA와 메타크릴산의 혼합물이 바람직하다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물, 친수성 성분, 및 실리콘-함유 성분을 포함할 수 있다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물, 친수성 성분, 및 화학식 A의 화합물을 포함하는 실리콘-함유 성분을 포함할 수 있다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물, DMA, NVP, HEMA, VMA, NVA, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 친수성 성분; 실리콘-함유 성분, 예를 들어, 화학식 A의 화합물; 및 내부 습윤제를 포함할 수 있다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물, DMA, HEMA 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 친수성 성분; 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 성분; 및 습윤제(바람직하게는 PVP 또는 PVMA)를 포함할 수 있다. 친수성 성분의 경우, DMA와 HEMA의 혼합물이 바람직하다. 실리콘 함유 성분의 경우, SiMAA와 mPDMS의 혼합물이 바람직하다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물, DMA와 HEMA의 혼합물을 포함하는 친수성 성분; 2 내지 20개의 반복 단위(바람직하게는 4 내지 15개의 반복 단위의 혼합물)를 갖는 OH-mPDMS의 혼합물을 포함하는 실리콘-함유 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 반응성 혼합물은 실리콘-함유 가교결합제, 예를 들어, ac-PDMS를 추가로 포함한다. 또한 바람직하게는, 반응성 혼합물은 습윤제(바람직하게는 DMA, PVP, PVMA 또는 이들의 혼합물)를 함유한다.
바람직한 반응성 혼합물은 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물; 약 1 내지 약 15 중량%의 적어도 하나의 폴리아미드(예를 들어, 비환형 폴리아미드, 환형 폴리아미드, 또는 이들의 혼합물); 4 내지 8개의 실록산 반복 단위를 갖는 적어도 하나의 제1 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)(예를 들어, OH-mPDMS(여기서, n은 4 내지 8이며, 바람직하게는 n은 4임)); 10 내지 200, 또는 10 내지 100, 또는 10 내지 50, 또는 10 내지 20개의 실록산 반복 단위를 갖는 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)(예를 들어, OH-mPDMS(여기서, n은 10 내지 200, 또는 10 내지 100, 또는 10 내지 50 또는 10 내지 20이며, 바람직하게는 n은 15임))인 적어도 하나의 제2 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산); 약 5 내지 약 35 중량%의 적어도 하나의 친수성 단량체; 및 임의로, 10 내지 200 또는 10 내지 100개의 실록산 반복 단위를 갖는 다작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)(예를 들어, ac-PDMS)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산) 및 제2 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)은 0.4 내지 1.3 또는 0.4 내지 1.0의 제1 일작용성 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)의 중량% 대 제2 하이드록실 치환된 폴리(이치환된 실록산)의 중량%의 비를 제공하는 농도로 존재한다.
전술한 반응성 혼합물은 하나 이상의 개시제, 내부 습윤제, 가교결합제, UV 또는 고 에너지 가시광 흡수제 및 희석제와 같은 그러나 이로 한정되지 않는 선택적인 성분을 함유할 수 있다.
하이드로겔의 경화 및 렌즈의 제조
반응성 혼합물은 진탕 또는 교반과 같은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 형성될 수 있으며, 공지된 방법에 의해 중합체 물품 또는 장치를 형성하는 데 사용될 수 있다. 반응성 성분은 희석제와 함께 또는 희석제 없이 혼합되어 반응성 혼합물을 형성한다.
예를 들어, 안과용 장치는 반응성 성분들, 및, 선택적으로, 희석제(들)를 중합 개시제와 혼합하고 적절한 조건에 의해 경화시켜 생성물을 형성하고, 후속하여 이 생성물을 선반가공(lathing), 절단 등에 의해 적절한 형상으로 성형함으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 반응성 혼합물은 금형 내에 배치될 수 있고, 후속하여 적절한 물품으로 경화될 수 있다.
실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈와 같은 성형된 안과용 장치를 제조하는 방법은, 반응성 단량체 혼합물을 제조하는 단계; 반응성 단량체 혼합물을 제1 주형 상에 전달하는 단계; 반응성 단량체 혼합물로 충전된 제1 주형 상부에 제2 주형을 배치하는 단계; 및 자유 라디칼 공중합에 의해 반응성 단량체 혼합물을 경화시켜, 콘택트 렌즈 형태의 실리콘 하이드로겔을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
반응성 혼합물은 스핀캐스팅(spincasting) 및 정적 캐스팅(static casting)을 비롯한, 콘택트 렌즈 제조 시 반응성 혼합물을 성형하기 위한 임의의 공지 방법을 통해 경화될 수 있다. 스핀캐스팅 방법은 미국 특허 제3,408,429호 및 미국 특허 제3,660,545호에 개시되어 있으며, 정적 캐스팅 방법은 미국 특허 제4,113,224호 및 미국 특허 제4,197,266호에 개시되어 있다. 본 발명의 콘택트 렌즈는 실리콘 하이드로겔의 직접 성형에 의해 형성될 수 있는데, 이는 경제적이며, 수화된 렌즈의 최종 형상에 대한 정밀한 제어를 가능하게 한다. 이러한 방법의 경우, 반응성 혼합물은 원하는 최종 실리콘 하이드로겔의 형상을 갖는 금형 내에 배치되고, 단량체들이 중합되게 하는 조건이 반응성 혼합물에 가해져 원하는 최종 제품에 근사한 형상으로 중합체를 생성한다.
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. 수용액은 특별한 취급, 예컨대 정제, 재순환 또는 특별한 처분 절차를 필요로 하지 않을 수 있다.
추출은, 예를 들어 수용액 중에 렌즈를 침지하거나 수용액의 유동에 렌즈를 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 추출은 또한, 예를 들어, 수용액을 가열하는 단계; 수용액을 교반하는 단계; 수용액 내의 이형 보조제의 수준을 렌즈의 해제를 야기하기에 충분한 수준으로 증가시키는 단계; 렌즈의 기계적 또는 초음파 교반 단계; 및 렌즈로부터의 미반응 성분들의 적절한 제거를 촉진하기에 충분한 수준으로 수용액에 적어도 하나의 침출 또는 추출 보조제를 포함시키는 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 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 부품은 수용액 내에서 진동되거나 전후로 운동하게 될 수 있다. 다른 방법은 수용액을 통한 초음파를 포함할 수 있다.
렌즈는 오토클레이빙(autoclaving)과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 공지 수단에 의해 살균될 수 있다.
본 발명에 따른 실리콘 하이드로겔 안과용 장치(예를 들어, 콘택트 렌즈)는 바람직하게는 하기 특성을 나타낸다. 모든 값은 "약"으로 시작되고, 장치는 열거된 특성들의 임의의 조합을 가질 수 있다. 특성은 예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 사전 허가 공보 US20180037690호에 기재된 바와 같은 당업자에게 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다.
평형 수분 함량%: 적어도 20% 또는 적어도 25%, 최대 80% 또는 최대 70%
탁도(haze): 30% 이하 또는 10% 이하
전진 동적 접촉각(advancing dynamic contact angle; 빌헬미 플레이트 방법(Wilhelmy plate method)): 100° 이하 또는 80° 이하; 또는 50° 이하
인장 모듈러스(psi): 150 이하, 또는 135 이하, 120 이하, 또는 80 내지 135
산소 투과도(Dk, 배러(barrers)): 적어도 60 배러, 또는 적어도 80, 또는 적어도 100, 또는 적어도 150, 또는 적어도 200
파단 신율: 적어도 100
이온성 규소 하이드로겔의 경우, (상기에 언급된 것들에 더하여) 하기의 특성들이 또한 바람직할 수 있다:
라이소자임 흡수량(㎍/렌즈): 적어도 100, 또는 적어도 150, 또는 적어도 500, 또는 적어도 700
폴리쿼터늄 1(PQ1) 흡수율(%): 15 이하, 또는 10 이하, 또는 5 이하.
상기에 기재된 방법론에 의해 안과용 장치 내로 포함되는 것에 더하여, 아미노산-계 중합성 화합물은 대안적으로(또는 추가로) 블리스터 패키지 패키징 용액에서 사용될 수 있다. 따라서, 이 실시 형태에 따르면, 안과용 장치 및 패키징 용액을 포함하는 블리스터 패키지가 제공될 수 있으며, 여기서 패키징 용액은 상기에 기재된 바와 같은 중합성 아미노산-계 화합물로부터 유도된 중합체를 포함한다.
블리스터 패키지는 일반적으로 보울 부분 및 포일 상부를 포함한다. 이들 패키지는 소프트 콘택트 렌즈 및 그의 수성 패키징 용액을 수용한다. 보울 부분은 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있다. 전형적으로, 보울 부분은 폴리프로필렌과 같은 소수성 재료로부터 제조된다. 폴리프로필렌은 콘택트 렌즈 패키지를 위해 일반적으로 사용되는 재료이다. 폴리프로필렌은 콘택트 렌즈 제조의 멸균 단계를 견디기에 충분히 탄성적이고, 다수의 적합한 형상 및 크기로 사출 성형될 수 있다. 그러한 패키징의 비제한적인 예에 대해서는, 미국 특허 제4,691,820호; 제5,054,610호; 제5,337,888호; 제5,375,698호; 제5,409,104호; 제5,467,868호; 제5,515,964호; 제5,609,246호; 제5,695,049호; 제5,697,495호; 제5,704,468호; 제5,711,416호; 제5,722,536호; 제5,573,108호; 제5,823,327호; 제5,704,468호; 제5,983,608호; 제6,029,808호; 제6,044,966호; 및 제6,401,915호를 참조하며, 이들 모두는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
콘택트 렌즈와 같은 안과용 장치와 함께 사용하기 위한 패키징 용액이 잘 알려져 있다. 적합한 용액에는 식염수, 다른 완충액 및 탈이온수가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 패키징 용액은 염화나트륨, 붕산나트륨, 인산나트륨, 인산수소나트륨, 인산이수소나트륨, 또는 이의 상응하는 칼륨염을 포함하나 이에 한정되지 않는, 염을 함유하는 식염수일 수 있다. 이들 성분은 일반적으로 결합되어 산과 이의 짝염기를 포함하는 완충액을 형성하므로, 산 및 염기의 첨가는 pH를 비교적 적게 변화시킨다. 완충액은 추가로 2-(N-모르폴리노)에탄설폰산(MES), 수산화나트륨, 2,2-비스(하이드록시메틸)-2,2',2"-니트릴로트라이에탄올, n-트리스(하이드록시메틸)메틸-2-아미노에탄설폰산, 시트르산, 시트르산나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 아세트산, 아세트산나트륨, 에틸렌다이아민 테트라아세트산 등 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 완충액은 붕산염 완충 식염수 또는 인산염 완충 식염수이다.
이제 본 발명의 일부 실시 형태를 하기 실시예에서 상세히 설명할 것이다.
실시예
콘택트 렌즈를 특성화하는 데 사용되는 시험 방법이 하기에 기술된다. 일부 약어는 표에서 제목(headings)으로서 사용되었으며, 일부 표준 편차가 괄호 안의 표에 보고되어 있다.
미쯔토요 디지매틱 마이크로미터 헤드(Mitutoyo digimatic micrometer head)가 구비된 교정된 반 케렌(Van Keuren) 마이크로 광학 비교기 장비 상에서 콘택트 렌즈 직경(DM)을 측정하였다. 콘택트 렌즈를 오목한 면을 아래로 하여 붕산염 완충 패킹 용액으로 완전히 채워진 크리스탈 셀 내에 넣었다. 캡(cap)을 셀 상에 놓아서, 공기가 바로 아래에 포획되지 않음을 보장하였다. 이어서, 셀을 비교기 스테이지 상에 놓고, 렌즈 이미지에 초점을 맞추고 렌즈의 하나의 에지가 스크린 상의 중심선에 닿도록 정렬하였다. 제1 에지를 마킹하고, 제2 에지가 스크린 상의 중심선에 닿을 때까지 렌즈를 그의 직경을 따라 이동하고, 이어서 데이터 버튼을 다시 누름으로써 제2 에지를 마킹한다. 전형적으로, 2개의 직경 측정이 이루어지고, 평균 값은 전형적으로 밀리미터 단위로 보고되며 렌즈 팽창률(expansion factor)을 계산하는 데 이용된다.
렌즈의 팽창률(EP)은 전방 곡면 금형의 이론 직경에 대한 수화 및 살균 후의 렌즈의 측정 직경의 비이다. 수화 및 살균 시에 팽창하는 렌즈는 1 초과의 팽창률을 갖고; 수화 및 살균 시에 수축하는 렌즈는 1 미만의 팽창률을 갖고; 수화 및 살균 시에 직경을 변화시키지 않는 렌즈는 1의 팽창률을 갖는다. 팽창률은 무차원(dimensionless)이다.
실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈에 대한 그래프팅 실험에서, 상대 팽창률(REF)은 탈이온수 중의 그래프팅되지 않은 베이스 렌즈의 측정 직경에 대한 수화 및 살균 후의 그래프팅된 렌즈의 측정 직경의 비이다.
수분 함량을 중량측정식으로 측정하였다. 3개의 시험 렌즈를 패킹 용액 중에서 24시간 동안 평형화시켰다. 각각의 시험 렌즈를 스펀지 팁 스왑을 사용하여 패킹 용액으로부터 꺼내고, 패킹 용액으로 적셔진 블로팅 와이프 상에 놓는다. 렌즈의 양면을 와이프에 접촉시켰다. 핀셋을 사용하여, 각각의 시험 렌즈를 빈 상태로 중량이 측정된 칭량 팬에 넣고 칭량한다. 모든 중량 측정을 3회 반복하여 행하였으며, 이들 값의 평균을 계산에 사용하였다. 습윤 중량은 팬과 습윤 렌즈의 합계 중량에서 칭량 팬 단독의 중량을 뺀 것으로서 정의된다.
30분 동안 60℃로 예열된 진공 오븐 내에 샘플 팬을 넣어서 건조 중량을 측정하였다. 압력이 적어도 1 inHg에 도달할 때까지 진공을 인가하였으며; 더 낮은 압력이 허용되었다. 진공 밸브 및 펌프를 끄고 렌즈를 12시간 이상 동안, 전형적으로 하룻밤 건조시켰다. 퍼지 밸브를 개방하여 건조 공기 또는 건조 질소 가스가 유입되게 하였다. 일단 오븐이 대기압에 도달하면, 팬을 꺼내고 칭량하였다. 건조 중량은 팬과 건조 렌즈의 합계 중량에서 칭량하는 팬 단독의 중량을 뺀 것으로서 정의된다. 시험 렌즈의 수분 함량을 다음과 같이 계산하였다: 퍼센트 수분 함량(%WC) = (습윤 중량 - 건조 중량)/습윤 중량 x 100. 수분 함량의 평균 및 표준편차를 계산하였고, 평균값을 시험 렌즈의 퍼센트 수분 함량으로서 기록하였다.
퍼센트 그래프팅된 중량 이득(%GWG)을 하기와 같이 계산하였다: (그래프팅된 렌즈의 건조 중량 - 베이스 렌즈의 건조 중량)/베이스 렌즈의 건조 중량 x 100. 그래프팅된 렌즈와 베이스 렌즈 둘 모두를 수 시간 동안 탈이온수 중에서 평형화시켜 진공 건조 이전에 어떠한 잔류 염도 제거하였다. 전형적으로, 적어도 3개의 렌즈를 칭량하고 각각의 샘플에 대해 평균한다.
콘택트 렌즈의 굴절률(RI)을 수동 모드에서 라이카(Leica) ARIAS 500 아베(Abbe) 굴절계에 의해 또는 100 마이크로미터의 프리즘 갭 거리로 자동 모드에서 라이헤르트(Reichert) ARIAS 500 아베 굴절계에 의해 측정하였다. 20℃(+/- 0.2℃)에서 탈이온수를 사용하여 기기를 보정하였다. 프리즘 조립체를 개방하고, 시험 렌즈를 광원에 가장 가까운 자기 도트(magnetic dot)들 사이의 하부 프리즘 상에 배치하였다. 프리즘이 건조한 경우, 몇 방울의 식염수를 하부 프리즘에 적용하였다. 렌즈의 전방 곡선은 하부 프리즘에 맞닿아 있었다. 이어서, 프리즘 조립체를 폐쇄하였다. 음영선이 레티클 필드(reticle field)에 나타나도록 컨트롤을 조정한 후에, 굴절률을 측정하였다. 5개의 시험 렌즈에 대해 RI 측정을 행하였다. 5개의 측정치로부터 계산된 평균 RI를 굴절률뿐만 아니라 그의 표준편차로서 기록하였다.
산소 투과도(Dk)를, ISO 9913-1:1996 및 ISO 18369-4:2006에 일반적으로 기재된, 그러나 하기와 같이 변경된 폴라로그래피 방법에 의해 측정하였다. 측정은 질소 및 공기 투입이 적절한 비, 예를 들어 1800 mL/min의 질소 및 200 mL/min의 공기로 설정된 시험 챔버를 구비함으로써 생성되는 2.1% 산소를 함유하는 환경에서 수행하였다. t/Dk는 조정된 산소 농도를 사용하여 계산한다. 붕산염 완충 식염수를 사용하였다. MMA 렌즈를 적용하는 대신에 순수한 가습된 질소 환경을 사용하여 암전류(dark current)를 측정하였다. 측정하기 전에 렌즈를 닦아내지 않았다. 센티미터 단위로 측정된 다양한 두께(t)의 렌즈를 사용하는 대신에 4개의 렌즈를 적층하였다. 평면 센서 대신에 곡면 센서를 사용하였고; 반경은 7.8 mm였다. 7.8 mm 반경 센서 및 10% (v/v) 공기 유량에 대한 계산은 다음과 같다:
Figure pct00021
Dk/t = (측정 전류 - 암전류) X (2.97x10-8 mL O2/(㎂-sec-㎠-mm Hg)
Figure pct00022
에지 보정은 물질의 Dk와 관련되었다.
Figure pct00023
90 배러 미만의 모든 Dk 값에 대해:
Figure pct00024
t/Dk (에지 보정됨) = [1 + (5.88 x t)] X (t/Dk)
Figure pct00025
90 내지 300 배러의 Dk 값에 대해:
Figure pct00026
t/Dk (에지 보정됨) = [1 + (3.56 x t)] X (t/Dk)
Figure pct00027
300 배러 초과의 Dk 값에 대해:
Figure pct00028
t/Dk (에지 보정됨) = [1 + (3.16 x t)] X (t/Dk)
에지 비보정된 Dk를 데이터의 선형 회귀 분석으로부터 얻어진 기울기의 역수로부터 계산하였으며, 여기서 x 변수는 센티미터 단위의 중심 두께이고 y 변수는 t/Dk 값이었다. 반면에, 에지 보정된 Dk (EC Dk)를 데이터의 선형 회귀 분석으로부터 얻어진 기울기의 역수로부터 계산하였으며, 여기서 x 변수는 센티미터 단위의 중심 두께이고 y 변수는 에지 보정된 t/Dk 값이었다. 생성된 Dk 값을 배러 단위로 기록하였다.
렌즈의 습윤성을 하기 방법을 사용하여 결정하였다. 실온에서 칸(Cahn) DCA-315 기기를 사용하고 프로브 용액으로서 탈이온수를 사용하여 빌헬미 플레이트 방법에 의해 동적 접촉각(Cahn DCA)을 결정하였다. 민감한 저울에 의해 습윤화로 인해 샘플에 가해지는 힘을 측정하면서 알려진 파라미터의 렌즈 시편을 알려진 표면 장력의 패킹 용액 중에 담금으로써 실험을 수행하였다. 샘플을 담그는 동안 수집된 힘 데이터로부터 렌즈 상의 패킹 용액의 전진 접촉각을 결정한다. 후진 접촉각도 마찬가지로 액체로부터 샘플을 빼내는 동안의 힘 데이터로부터 결정한다. 빌헬미 플레이트 방법은 하기 식에 기초한다:
Figure pct00029
(여기서, F는 액체와 렌즈 사이의 습윤력(mg)이고, g는 중력 가속도(980.665 cm/sec2)이고, γ는 프로브 액체의 표면 장력(다인/cm)이고, ρ는 액체/렌즈 메니스커스에서의 콘택트 렌즈의 둘레(cm)이고, θ는 동적 접촉각(도)이고, B는 부력(mg)임). B는 0의 침지 깊이에서 0이다. 4개의 시험 스트립을 콘택트 렌즈의 중심 영역으로부터 절단하였다. 각각의 스트립은 폭이 대략 5 mm였고 패킹 용액 중에서 평형화시켰다. 이어서, 각각의 샘플을 4회 순환시켰으며, 결과를 평균하여 렌즈의 전진(adv) 접촉각 및 후진(rec) 접촉각을 얻었다. 접촉각 히스테리시스(CAH)는 전진 접촉각과 후진 접촉각 간의 차이로 정의되며, 표면 조도 및 이질성의 정성적 척도로서 사용될 수 있지만, 다른 인자들이 관련될 수 있다. 상대적인 기준으로, 더 큰 CAH를 갖는 표면은 더 큰 표면 조도 및 이질성을 나타낼 것으로 예상될 것이다.
콘택트 렌즈의 기계적 특성을, 로드 셀(load cell) 및 공압 그립(pneumatic grip) 제어부가 구비된 인스트론(Instron) 모델 1122 또는 5542와 같은 인장 시험기를 사용하여 측정하였다. -1 디옵터 렌즈는 그의 중심의 균일한 두께 프로파일 때문에 바람직한 렌즈 기하학적 형상이다. -1.00 D 도수 렌즈로부터 절단된, 0.522 인치 길이, 0.276 인치 "귀부(ear)" 폭 및 0.213 인치 "목부(neck)" 폭을 갖는 도그본(dog-bone) 형상의 샘플을 그립(grip)들 내로 로딩하고, 파단될 때까지 2 인치/분의 일정한 변형 속도로 연신하였다. 시험 전에 전자 두께 게이지를 사용하여 도그본 샘플의 중심 두께를 측정하였다. 샘플의 초기 게이지 길이(Lo) 및 파단시 샘플 길이(Lf)를 측정하였다. 각각의 조성물의 적어도 5개의 시편을 측정하고, 평균값을 사용하여 퍼센트 파단 신율을 계산하였다: 퍼센트 신율 = [(Lf - Lo)/Lo] x 100. 인장 모듈러스(TM)는 응력-변형 곡선의 초기 선형 부분의 기울기로서 계산하였고; 모듈러스의 단위는 제곱인치당 파운드 또는 psi이다. 인장 강도(TS)를 피크 하중 및 원래의 단면적으로부터 계산하였다: 인장 강도 = 피크 하중을 원래의 단면적으로 나눈 것; 인장 강도 단위는 psi이다. 인성(toughness)은 파단 에너지(energy to break) 및 샘플의 원래 부피로부터 계산하였다: 인성 = 파단 에너지를 원래의 샘플 부피로 나눈 것; 인성의 단위는 in-lb/in3이다. 파단 신율(ETB)은 또한 파단 변형률(%)로서 기록하였다.
콘택트 렌즈에 의한 라이소자임 흡수량의 양을 HPLC-UV 방법에 의해 측정하였다. 콘택트 렌즈가 침지되기 전의 인산염-완충 식염수 용액(PBS) 중의 라이소자임 함량과 37℃에서 72시간의 렌즈 침지 후의 시험 용액 중의 농도의 차이로서 라이소자임 흡수량을 결정하였다.
0.215 ± 0.005 그램의 라이소자임(순도 = 93%)을 100 mL 메스 플라스크 내로 넣은 후, 50 mL의 PBS를 첨가하여 와동에 의해 라이소자임을 용해시킨 후, PBS로 소정 부피까지 희석시킴으로써 라이소자임 액침 용액을 제조하였다. 생성된 라이소자임 액침 용액을 밀리포어 스테리컵(Millipore Stericup) 여과 장치를 사용하여 여과/멸균하였다. 라이소자임 액침 용액의 농도는 대략 2000 ㎍/mL이다. 라이소자임의 질량은 2000 ㎍/mL 농도가 달성될 수 있도록 로트별 순도 변동성을 고려하여 조정될 수 있다.
3개의 콘택트 렌즈를 그들의 패키지로부터 꺼내고, 린트-프리 종이 타월로 닦아내어 과량의 패킹 용액을 제거하였다. 렌즈를 3개의 별개의 8 mL 유리 바이알(바이알당 1개의 렌즈) 내로 넣었다. 1.5 mL의 라이소자임 액침 용액을 각각의 바이알에 첨가하였다. 바이알의 뚜껑을 덮고, 검사하여 각각의 렌즈가 액침 용액 중에 완전히 침지되는 것을 보장하였다. 대조예 샘플로서, 1.5 mL의 라이소자임 액침 용액을 3개의 별개의 8 mL 유리 바이알 내로 첨가하였다. 이어서, 샘플을 37℃ 및 100 rpm으로 72시간 동안 뉴 브런즈윅 사이언티픽(New Brunswick Scientific) 인큐베이터-진탕기 상에서 인큐베이션하였다.
1 L 유리병에서 900 mL의 물, 100 mL의 아세토니트릴 및 1 mL의 트라이플루오로아세트산을 혼합함으로써 희석제를 제조하였다.
0.240 ± 0.010 그램의 라이소자임(순도 = 93%)을 100 mL 메스 플라스크 내로 넣은 후, 희석제로 소정 부피까지 희석시킴으로써 라이소자임 스톡 용액을 제조하였다. 라이소자임 스톡 용액의 농도는 대략 2200 ㎍/mL이다.
표 C에 나타낸 바와 같이, 5 mL 메스 플라스크를 사용하여 적절한 양의 라이소자임 스톡 용액을 희석제와 혼합함으로써 일련의 작업 표준 용액을 제조하였다.
[표 C]
Figure pct00030
1 mL의 트라이플루오로아세트산을 10 mL 유리 메스 플라스크 내로 첨가한 후, HPLC 물로 희석시킴으로써 10% (v/v) 용액을 제조하였다. HPLC-UV 분석을 위한 샘플을 하기와 같이 제조하였다: (1) 1000 μL의 시험 샘플 및 10 μL의 10% TFA 용액을 오토샘플러 바이알 내로 넣음으로써, 또는 (2) 1000 μL의 기준 표준물 및 10 μL의 기준 표준물 희석물을 오토샘플러 바이알 내로 넣음으로써.
본 분석은 하기 단계들을 포함하였다: "Std4"를 6회 주입하여 시스템 적합성을 평가한다. 피크 면적 및 체류 시간의 RSD%는 시스템 적합성을 합격하기 위해서 0.5% 미만이어야 한다. 작업 표준물 1 내지 6을 주입하여 보정 곡선을 작성한다. 상관 계수의 제곱(r2)은 0.99 초과여야 한다. 시험 샘플을 주입한 후, 브래키팅 표준물(Std 4)을 주입한다. 브래키팅 표준물의 피크 면적은 시스템 적합성 주입으로부터의 평균 피크 면적의 ±1%여야 한다.
각각의 라이소자임 작업 표준 용액의 농도에 상응하는 피크 면적 값을 도표로 나타냄으로써 보정 곡선을 작성하였다. 선형 방정식의 해를 구함으로써 시험 샘플 중의 라이소자임의 농도를 계산하였다. 라이소자임 업데이트 단위는 마이크로그램/밀리리터 또는 ㎍/mL이다. 전형적인 장비 및 그의 설정이 하기에 열거되어 있거나 표 D에 나타나 있다.
Figure pct00031
기기: UV 검출을 구비한 애질런트(Agilent) 1200 HPLC(또는 HPLC-UV 등가물)
Figure pct00032
검출: 280 nm의 UV(5 nm 대역폭)
Figure pct00033
HPLC 컬럼: 페노메넥스 루나(Phenomenex Luna) C5(50 x 4.6 mm) 또는 애질런트 PLRP-S(50 x 4.6 mm)
Figure pct00034
이동상 A: H2O (0.1% TFA)
Figure pct00035
이동상 B: 아세토니트릴 (0.1% TFA)
Figure pct00036
컬럼 온도: 40℃
Figure pct00037
주입 부피: 10 μL
[표 D]
Figure pct00038
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:
DMA: N,N-다이메틸아크릴아미드 (자르켐(Jarchem))
HEMA: 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 (바이맥스(Bimax))
MAA: 메타크릴산 (아크로스(Acros))
노르블록: 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
PVP K90: 폴리(N-비닐피롤리돈) (ISP 애쉬랜드(ISP Ashland))
EGDMA: 에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 (에스테크(Esstech))
TMPTMA: 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트 (에스테크)
TEGDMA: 테트라에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 (에스테크)
옴니라드(Omnirad) 403: 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸포스핀 옥사이드
옴니라드 819: 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 (IGM 레진스(IGM Resins))
옴니라드 1173: 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판온
옴니라드 1700: 25 중량% 옴니라드 403과 75 중량% 옴니라드 1173의 혼합물
HO-mPDMS: 모노-n-부틸 종결된 모노-(2-하이드록시-3-메타크릴옥시프로필)-프로필 에테르 종결된 폴리다이메틸실록산 (Mn = 400 내지 1500 g/mol) (오르텍(Ortec) 또는 디에스엠-폴리머 테크놀로지 그룹(DSM-Polymer Technology Group))
HO-mPDMS (n=4):
Figure pct00039
Figure pct00040
HO-mPDMS (n=15):
Figure pct00041
nBu: n-부틸
PP: 프로필렌의 단일중합체인 폴리프로필렌
Z: 폴리사이클로올레핀 열가소성 중합체인 제오노아(Zeonor) (니폰 제온 컴퍼니 리미티드(Nippon Zeon Co Ltd))
D3O: 3,7-다이메틸-3-옥탄올 (비곤(Vigon))
Wt%: 중량 퍼센트
BAGE: 붕산 글리세롤 에스테르(붕산 대 글리세롤의 몰비는 1:2임) 299.3 그램(mol)의 글리세롤 및 99.8 그램(mol)의 붕산을 적합한 반응기 내에서 1247.4 그램의 5% (w/w) 에틸렌다이아민테트라아세트산 수용액 중에 용해시키고, 이어서 온화한 진공(2 내지 6 torr) 하에서 4 내지 5시간 동안 교반하면서 90 내지 94℃로 가열하고, 실온으로 냉각되게 하였다.
붕산염 완충 패킹 용액: 18.52 그램(300 mmol)의 붕산, 3.7 그램(9.7 mmol)의 붕산나트륨 10수화물 및 28 그램(197 mmol)의 황산나트륨을 2 리터 메스 플라스크를 채우기에 충분한 탈이온수에 용해시켰다.
g: 그램
mg: 밀리그램
㎍: 마이크로그램
eq: 당량
mol: 몰
mmol: 밀리몰
mL: 밀리리터
M: 몰 농도 또는 몰/L
L: 리터
mm: 밀리미터
cm: 센티미터
nm: 나노미터
HCl: 염산
D: 디옵터
LED: 발광 다이오드
TL03 라이트: 필립스(Phillips) TLK 40W/03 전구
NMR: 핵자기 공명 분광법
D2O: 산화중수소
실시예 1 - 메타크릴로일아르기닌(ARG-M)의 합성
Figure pct00042
L-아르기닌 하이드로클로라이드(21.0 g, 0.1 mol) 및 중탄산나트륨(16.8 g, 0.2 mol)을 탈이온수(100 mL)에 첨가하였다. 용액을 5℃로 냉각시키고, 17.0 그램의 메타크릴산 무수물(12.5 mL, 0.11 mol)을 10분에 걸쳐 적가하고, 혼합물을 20분간 교반하였다. 몇 방울의 수산화암모늄을 첨가하여 pH를 8로 조정하였다. 용액을 여과하고, 다이클로로메탄으로 3회 세척하였다. 수성 부분을 동결 건조시켜, 생성물, 메타크릴로일아르기닌(ARG-M)(98% 수율)을 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm): 1.32-1.81 (m, 4H, NHCH2CH2), 1.87 (s, 3H, CH3), 3.05 (m, 2H, CH2NH2CNH), 4.20 (m, 1H, NHCH), 5.37(s, 1H, 비닐), 5.58 (s, 1H, 비닐).
실시예 2 - 메타크릴로일아스파라긴(ASN-M)의 합성
Figure pct00043
실온에서 수조 내에서 L-아스파라긴(13.2 g, 0.1 mol) 및 탄산나트륨(25.0 g, 0.24 mol)의 교반 수용액에, 17.2 그램의 메타크릴산 무수물(약 0.11 mol)을 첨가 깔때기를 통해 적가 방식으로 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 혼합물을 묽은 염산을 사용하여 약 2.0의 pH로 산성화하였다. 0.200 그램의 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)을 용액에 첨가하고, 온도를 20℃ 미만으로 유지하면서, 휘발성 성분을 감압 하에서 증발시켰다. 일단 건조되면, 고체를 아세토니트릴(3x100 mL)로 세척하여, 각각의 세척 후에 용매를 경사분리하였다. 잔류물을 메탄올에 용해시키고, 여과하였다. 0.050 그램의 BHT를 여과액에 첨가하고, 휘발성 성분을 감압 하에서 증발시켜 원하는 생성물, 메타크릴로일아스파라긴(ASN-M)을 무색 흡습성 고체로 얻었다. 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm): 1.97 (3H, s, CH3), 2.78 (1H, dd, J = 9.0, 5.0 ㎐, CH2), 2.90 (1H, dd, J = 8.0, 5.0 ㎐, CH2), 4.69 (dd, J = 9.0, 8.0 ㎐), 5.51 (1H, s, 비닐), 5.76 (1H, s, 비닐).
실시예 3 - 메틸 메타크릴로일히스티디네이트(HIS-M)의 합성
Figure pct00044
L-히스티딘 메틸 에스테르 다이하이드로클로라이드(10.0 g, 약 0.041 mol) 및 트라이에틸아민(16.6 g, 약 4 eq.)을 100 mL의 메탄올에 용해시키고, 용액을 일정하게 교반하면서 빙욕에서 냉각시켰다. 온도를 10℃ 미만으로 유지하면서, 메타크릴로일 클로라이드(4.75 g, 약 1.1 eq.)를 용액에 적가 방식으로 첨가하였다. 일단 첨가가 완료되면, 휘발성 성분을 감압 하에서 증발시켰다. 잔류물을 다이클로로메탄으로 세척하고, 여과하였다. 메틸렌 클로라이드를 감압 하에서 증발시킨 후, 잔류물을 아세톤으로 추가로 세척하여 트라이에틸암모늄 염화수소를 제거하였다. 여과액을 감압 하에서 농축시키고, 생성물을 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 짧은 실리카 겔 플러그를 통해 플러싱하였다. 생성물, 메틸 메타크릴로일히스티디네이트(HIS-M)을 증발에 의해 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm) 3.73 (3H, s, CH3), 2.9-3.15 (2H, m, CH2), 4.60 (1H, dd, J = 8.5, 5 ㎐, CH), 5.31 (1H, bs, 비닐), 5.49 (1H, s, 비닐), 6.89 - 6.97 (1H, Ar-H), 6.79 - 8.08 (1H, Ar-H).
실시예 4 - 소듐 2-데칸아미도-3-((2-메타크릴옥시에틸)아미노)-3-옥소프로판-1-설포네이트(CYS-M)의 합성
Figure pct00045
시스테인산 1수화물(40.0 g, 0.21 mol)을, 자석 교반 막대 및 환류 응축기가 구비된 3 구, 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에 충전하였다. 시스템을 질소 블랭킷 하에 두고, 600 mL의 메탄올을 시린지를 통해 그에 첨가하였다. 티오닐 클로라이드(75 mL, 1.04 mol)를 교반 현탁액에 적가 방식으로 첨가하고, 이어서 혼합물을 5시간 동안 가열 환류시켰다. 반응이 진행됨에 따라 생성물은 혼합물로부터 결정화되었다. 반응 혼합물을 냉장고에 하룻밤 보관하였다. 고체를 여과하고, 5 x 50 mL의 아세토니트릴로 세척하고, 50℃에서 진공 오븐 내에서 건조시켜 34.7 g(88.7%)의 원하는 메틸 시스테에이트를 수득하였다. 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm): 3.56 (d, 1H, J = 6.9 ㎐, CH2SO3 -), 3.65 (d, 1H, J = 4.5 ㎐, CH2SO3 -), 3.91 (s, 3H, OCH3), 4.63 (dd, 1H, J = 6.9, 4.5 ㎐, CH).
질소 블랭킷 하에서 자석 교반기 및 환류 응축기가 구비된 3 구 둥근 바닥 플라스크 내의 18.3 그램(0.1 mol)의 메틸 시스테에이트에, 300 mL의 무수 메탄올 및 30.3 그램(3.0 eq.)의 트라이에틸아민을 첨가하였다. 혼합물을 균질해질 때까지 교반하고, 빙욕을 사용하여 냉각시켰다. 반응 온도를 25℃ 미만으로 유지하면서 데카노일 클로라이드(23.75 g, 0.125 mol)를 적가 방식으로 용액에 첨가하였다. 용액을 일정하게 교반하고 주위 온도까지 가온되게 두었고, 그 후에 무수 탄산나트륨(15.0 g, 0.15 mol) 및 2-아미노에탄올(12.2 g, 0.2 mol)을 첨가하고, 혼합물을 65℃에서 48시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 휘발성 성분을 감압 하에서 제거하였다. 잔류 고체를 프릿 유리 깔때기 상에서 아세토니트릴(3 x 250 mL)로 세척하여 유기 불순물을 제거하고, 원하는 생성물, 소듐 2-데칸아미도-3-((2-하이드록시에틸)아미노)-3-옥소프로판-1-설포네이트를 탈이온수 중에서 잔류물을 재결정화하고, 이어서 50℃에서 진공 오븐 내에서 건조시킴으로써 얻었다(수율 33.4 g, 86%). 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm): 0.87 (t, 3H, J = 6.8 ㎐, CH3), 1.29 (bs, 12H, CH2s), 1.61 (t, 2H, J = 7.2 ㎐, CH2), 2.33 (t, 2H, J = 7.2 ㎐, CH2), 3.24-3.42 (m, 4H, CH2 아미드, CH2SO3 -), 3.66 (t, 2H, J = 5.9 ㎐, CH2OH), 4.72 (dd, 1H, J = 7.1, 8.1 ㎐, CH). 소듐 2-데칸아미도-3-((2-하이드록시에틸)아미노)-3-옥소프로판-1-설포네이트(10.0 g, 약 0.026 mol), 부틸화 하이드록시톨루엔(0.150 g), 및 10.0 mL의 메타크릴산 무수물(10.4 g, 약 0.068 mol)을 자석 교반기, 가열 맨틀, 및 환류 응축기를 구비한 100 mL, 3 구 둥근 바닥 플라스크에 충전하였다. 시스템을 질소 분위기 하에 두고, 50 mL의 무수 N,N-다이메틸포름아미드를 플라스크에 첨가하였으며, 이 시점에서 재료는 용매를 흡수하여 케이크를 형성하는 것으로 나타났다. 시스템의 온도가 증가함에 따라, 교반이 개선되었고, 혼합물은 점차적으로 균질해졌다. 90℃에서 20시간의 가열 후, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 150 mL의 아세토니트릴에 첨가하고 주위 온도에서 30분 동안 교반하였다. 백색 겔-유사 생성물, 소듐 2-데칸아미도-3-((2-메타크릴옥시에틸)아미노)-3-옥소프로판-1-설포네이트(CYS-M)를 프릿 유리 깔때기 상에서 여과하고, 3x50 mL의 아세토니트릴로 세척하고 진공 하에서 50℃에서 건조시켰다. 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm): 0.86 (3H, t, CH3), 1.26 (12H, bs, CH2), 1.57 (2H, bs, CH2), 1.92 (3H, s, CH3), 2.29 (2H, t, CH2), 3.24-3.66 (4H, m, CH2NH 및 CH2S), 4.27 (2H, bs, CH2 에스테르), 4.79 (1H, m, CH), 5.62 (1H, s, 비닐), 6.15 (1H, s, 비닐).
실시예 5 - S-(3-(2-하이드록시-3-(메타크릴로일옥시)프로폭시)-3-옥소프로필)-L-시스테인(CYS-MA)의 합성
Figure pct00046
250 mL 둥근 바닥 플라스크에서, L-시스테인(15.13 g, 124.88 mmol)을 탈이온수(100 mL)에 용해시켰다. 3-(아크릴로일옥시)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트(29.43 g, 137.36 mmol)를 이 교반된 용액에 첨가하고, 다이메틸페닐 포스핀(20 μL, 147 μmol)을 혼합물에 첨가하였다. 수성 혼합물을 주위 온도에서 2시간 동안 교반하고, 그 후 용액을 아세트산에틸(2 X 50 mL) 및 다이클로로메탄(2 x 50 mL)으로 세척하였다. 원하는 생성물, S-(3-(2-하이드록시-3-(메타크릴로일옥시)프로폭시)-3-옥소프로필)-L-시스테인(CYS-MA)을 동결 건조에 의해 순수한 백색 고체(39.6 g, 94% 수율)로서 단리하였다. 1H NMR (500 ㎒, D2O) δ (ppm): 1.89 (s, 3H, -CH3); 2.68-3.17 (m, 6H, -S-CH2-CH2-COO-, -S-CH2-CH(COO-)NH3 +); 3.79-3.90 (m, 2H, CHOH, -CH(COO-)NH3 +), 4.20-4.30 (m, 4H, -CH2-CHOH-CH2-); 5.70 (s, 1H, 비닐), 6.13 (s, 1H, 비닐).
실시예 6 - 그래프팅된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈
표 2에 열거된 제형 75 중량% 및 희석제 D3O 25 중량%로 구성된 반응성 단량체 혼합물을 제조하였다. 가압 하에 스테인리스강 주사기를 사용하여 3 μm 필터를 통해 반응성 단량체 혼합물을 여과하고, 이어서 약 30분 동안 감압 하에서 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 0.2% 미만의 산소 가스(v/v)를 갖는 글로브 박스에서, 약 75 내지 100 μL의 반응성 혼합물을 실온에서 에펜도르프 피펫을 사용하여 제오노아로 제조된 전방 곡면 금형 내로 투입하였다. 이어서, 제오노아:폴리프로필렌의 55:45 (w/w) 블렌드로 제조된 베이스 곡선 금형을 전방 곡선 금형 상에 배치하였다. 투입 전에 금형을 글로브 박스 내에서 최소 12시간 동안 평형화시켰다. 약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 약 62℃로 유지된 인접 글로브 박스 내로 옮기고, 4 mW/㎠의 세기를 갖는 435 nm LED 광을 사용하여 렌즈를 상부로부터 12분 동안 경화시켰다.
황색 조명등 하에서 작업하고, (예를 들어, 알루미늄 포일로 용기를 감싸는 것 등에 의해) 추가의 광 노출에 대한 일반적인 노출을 제한하여, 렌즈들을 대부분의 렌즈들이 전방 곡선 금형에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 렌즈들을 약 1시간 또는 2시간 동안 70% 아이소프로판올 중에(15 mL 당 약 1개의 렌즈), 때때로 하룻밤 부유시켜 이형시킨 다음, 70% 아이소프로판올로 2회 세척하고, 탈이온수로 2회 세척하고, 마지막으로 냉장고에서 알루미늄 포일로 덮은 용기 내의 탈이온수 중에 보관하였다. 이들 렌즈(7-베이스)는 화학적 그래프팅 반응이 개시될 수 있는 공유결합된 모노아실포스핀 옥사이드 기를 포함하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간에 관하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 탈이온수 또는 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다.
각각의 실험에 대해, 250 mL 유리 자르 내에서 50:50(v/v) 수성 1,2-부탄다이올 중에 용해된 그래프팅 단량체로 구성된 5% (w/v) 그래프팅 용액 100 mL 중에 50개의 렌즈(7-베이스)를 부유시키고, 감압(약 40 mmHg) 하에서 15분 동안 탈기시키고, 질소 가스 에어레이션으로 퍼지하였다. 자르를 캡핑하고, 0.2% 미만의 산소 가스(v/v)를 갖는 질소 가스 분위기 및 55℃의 온도를 갖는 글로브 박스 내로 옮기고 90분 동안 진탕기(180 rpm) 상에서 평형화시켰다. 이때, 부유액의 온도는 55℃였다. 뚜껑을 투명한 플라스틱 커버로 교체하고, 여전히 진탕하면서 420개의 LED를 사용하여 부유액을 상부로부터 조사하였다. 그래프팅 단량체, 그래프팅 용액 중의 그의 농도, 그래프팅 조사의 강도, 및 그래프팅 시간에 관하여 각각의 실험에 대한 그래프팅 조건이 표 3에 열거되어 있다. 조사 후에, 렌즈를 꺼내고 탈이온수로 2회, 그리고 붕산염 완충 패킹 용액으로 2회 세척하였다. 렌즈를 바이알 내에 보관하였다. 1일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 렌즈를 멸균 후 3일 내지 4일 평형화시키고, 이어서 멸균 렌즈의 물리적 특성을 표 4에 열거된 바와 같이 측정하였다.
[표 2]
Figure pct00047
[표 3]
Figure pct00048
[표 4]
Figure pct00049
결과: 아미노산 계 단량체를 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈 내로 그래프팅함으로써, 콘택트 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성이 변화하였다. 그래프팅은 수분 함량을 증가시켰으며, 이는 이어서 모듈러스 및 인장 강도를 감소시켰다. 그래프팅은 또한 렌즈의 습윤성을 변경하였다. HIS-M 및 ARG-M으로 그래프팅된 렌즈는 접촉각 히스테리시스를 거의 나타내지 않았다.
실시예 6 - 종래의 하이드로겔 콘택트 렌즈의 합성
표 5에 열거된 제형 성분들 약 52 중량% 및 희석제 BAGE 48 중량%로 구성된 "마스터 배치"를 먼저 제조하고, 이어서 MAA, CYS-M, HIS-M, ARG-M, 또는 ASN-M 중 어느 하나를 마스터 배치의 25 그램 분취량에 1.95 중량%의 MAA의 몰 당량과 동등한 양으로 첨가함으로써 일련의 반응성 단량체 혼합물을 제조하였다. MAA를 함유하는 제형은 일반적으로 에타필콘(etafilcon)으로 알려져 있다. 이러한 방식으로, 생성된 하이드로겔은 동일한 개수의 이들 단량체의 반복 단위를 함유하였으며, 따라서 물리적 및 기계적 특성의 변화가 중합체 네트워크 내로의 그의 혼입에 기인할 수 있다.
각각의 반응성 단량체 혼합물을 완전히 혼합하고, 가압 하에 스테인레스강 시린지를 사용하여 3 μm 필터를 통해 여과하고, 이어서 약 15분 동안 감압 하에서 탈기시켰다. 질소 가스 분위기 및 0.2% 미만의 산소 가스(v/v)를 갖는 글로브 박스에서, 약 75 내지 100 μL의 반응성 혼합물을 실온에서 에펜도르프 피펫을 사용하여 제오노아로 제조된 전방 곡면 금형 내로 투입하였다. 이어서, 폴리프로필렌으로 제조된 베이스 곡면 금형을 전방 곡면 금형 상에 배치하였다. 투입 전에 금형을 글로브 박스 내에서 최소 12시간 동안 평형화시켰다. 약 4개의 팰릿이 담겨 있고, 각각의 팰릿에는 8개의 렌즈 금형 조립체가 담긴 플레이트를 약 62℃로 유지된 인접 글로브 박스 내로 옮기고, 금형 조립체의 위치에서 4.5 mW/㎠의 세기를 갖는 TL03 라이트를 사용하여 렌즈를 상부로부터 5분 동안 경화시켰다.
렌즈들을 대부분의 렌즈가 전방 곡선 금형에 부착된 상태로 수동으로 탈형시키고, 렌즈들을 약 1시간 또는 2시간 동안 80% 아이소프로판올 중에(15 mL 당 약 1개의 렌즈) 부유시켜 이형시킨 다음, 탈이온수로 2회 세척하고, 마지막으로 붕산염 완충 패킹 용액 중에 보관하였다. 각각의 세척 단계는 약 30분간 지속되었다. 당업자는 정확한 렌즈 이형 공정은 아이소프로판올 수용액의 농도, 각각의 용매에 의한 세척 횟수, 및 각각의 단계의 지속기간에 관하여, 렌즈 제형 및 금형 재료에 따라 달라질 수 있음을 인식한다. 렌즈 이형 공정의 목적은, 결함 없이 모든 렌즈를 이형시키고, 희석제 팽윤된 네트워크로부터 탈이온수 또는 패키징 용액 팽윤된 하이드로겔로 이행시키는 것이다. 렌즈를 바이알 내에 보관하였다. 1일의 평형화 후에, 렌즈를 검사하고, 122℃에서 30분 동안 오토클레이빙하여 멸균하였다. 이후, 렌즈의 물리적 특성 및 기계적 특성을 측정하였으며, 이는 표 6에 요약되어 있다.
[표 5]
Figure pct00050
[표 6]
Figure pct00051
결과: 본 실시예는 본 발명의 아미노산 단량체가 다른 단량체와 용이하게 공중합되어 콘텍트 렌즈를 형성할 수 있음을 나타낸다.
실시예 8 - 중합체
제조 1
50.0 그램(39.2 mmol)의 텔루륨 분말을 무수 테트라하이드로푸란 중 3.0 M 메틸 리튬 용액 14.4 mL(43.1 mmol)와 반응시켜 텔루롤레이트 중간체를 형성하고, 이것을 8.82 그램(45.1 mmol)의 에틸 α-브로모아이소부티레이트와 반응시켜 유기텔루륨 리빙 라디칼 중합 매개체, 에틸 2-메틸-2-메틸텔라닐-프로파노에이트(Te-Me)를 형성하였다. 반응은 금속 교환 단계를 위하여 빙욕을 사용하여 수행하였다. 에틸 α-브로모아이소부티레이트의 첨가 후에, 반응 혼합물을 가온하고, 반응이 완료될 때까지(약 2시간) 실온에서 유지하였다. 이후에, 테트라하이드로푸란을 회전 증발기 내에서 감압 하에서 제거하였다. 조 생성물(crude product)을 50 내지 55℃(1 내지 2 mbar)에서 진공 증류하여 유기텔루륨 매개된 리빙 라디칼 중합 매개체 Te-Me를 생성하고, 양성자 핵 자기 공명 분광법에 의해 특성화하였다.
하기 실시예 8A 내지 실시예 8D는 예측적이며, 본 발명을 추가로 예시하는 역할을 한다.
실시예 8A
20.0 그램(100 mmol)의 ASN-M 및 578 밀리그램(3.5 mmol)의 AIBN을 1 리터 반응기에 첨가하고, 약 250 mL의 50:50(v/v) 수성 메탄올에 용해시킨다. 실온에서 약 15분 동안 시스템을 통해 질소 가스를 버블링함으로써 용액을 탈기시켰다. 반응 혼합물을 질소 가스 분위기 하에서 60 내지 62℃에서 약 12시간 동안 가열하고, 이어서 실온으로 냉각시킨다. 용매를 감압 하에서 증발시킨다. 아세톤을 잔류물에 첨가한다. 생성된 혼합물을 일정하게 교반하면서 12시간 동안 62℃로 가열하고; 그 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시킨다. 실온에서 2시간 동안 정치시, 불용성 고형물이 침강된다. 아세톤을 경사분리하고 폐기한다. 조 생성물을 교반하면서 실온에서 추가 2시간 동안 아세톤에서 헹군다. 아세톤을 경사분리하고 폐기한다. 이어서, 단일중합체를 60 내지 65℃에서 일정한 중량이 될 때까지 진공 건조시킨다.
실시예 8B
12.1 그램(50 mmol) ARG-M, 5.0 그램(50 mmol) DMA, 및 578 밀리그램(3.5 mmol) AIBN을 1 리터 반응기에 첨가하고, 약 250 mL의 50:50(v/v) 수성 메탄올에 용해시킨다. 실온에서 약 15분 동안 시스템을 통해 질소 가스를 버블링함으로써 용액을 탈기시켰다. 반응 혼합물을 질소 가스 분위기 하에서 60 내지 62℃에서 약 12시간 동안 가열하고, 이어서 실온으로 냉각시킨다. 용매를 감압 하에서 증발시킨다. 아세톤을 잔류물에 첨가한다. 혼합물을 지속적으로 교반하면서 12시간 동안 62℃로 가열하고; 그 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시킨다. 실온에서 2시간 동안 정치시, 불용성 고형물이 침강된다. 아세톤을 경사분리하고 폐기한다. 조 생성물을 교반하면서 실온에서 추가 2시간 동안 아세톤에서 헹군다. 아세톤을 경사분리하고 폐기한다. 이어서, 공중합체를 60 내지 65℃에서 일정한 중량이 될 때까지 진공 건조시킨다.
실시예 8C
11.9 그램(50 mmol) HIS-M, 5.0 그램(50 mmol) DMA, 907 밀리그램(3.5 mmol) Te-Me, 및 578 밀리그램(3.5 mmol) AIBN을 1 리터 반응기에 첨가하고, 약 250 mL의 50:50(v/v) 수성 메탄올에 용해시킨다. 실온에서 약 15분 동안 시스템을 통해 질소 가스를 버블링함으로써 용액을 탈기시켰다. 반응 혼합물을 질소 가스 분위기 하에서 60 내지 62℃에서 약 12시간 동안 가열하고, 이어서 실온으로 냉각시킨다. 용매를 감압 하에서 증발시킨다. 아세톤을 잔류물에 첨가한다. 혼합물을 지속적으로 교반하면서 12시간 동안 62℃로 가열하고; 그 후에, 혼합물을 실온으로 냉각시킨다. 실온에서 2시간 동안 정치시, 불용성 고형물이 침강된다. 아세톤을 경사분리하고 폐기한다. 조 생성물을 교반하면서 실온에서 추가 2시간 동안 아세톤에서 헹군다. 아세톤을 경사분리하고 폐기한다. 이어서, 공중합체를 60 내지 65℃에서 일정한 중량이 될 때까지 진공 건조시킨다.
실시예 8D
12.1 그램(50 mmol) ARG-M, 907 밀리그램(3.5 mmol) Te-Me, 및 578 밀리그램(3.5 mmol) AIBN을 1 리터 반응기에 첨가하고, 250 mL의 1-프로판올에 용해시킨다. 실온에서 약 15분 동안 시스템을 통해 질소 가스를 버블링함으로써 용액을 탈기시켰다. 반응 혼합물을 질소 가스 분위기 하에서 약 3시간 동안 60 내지 62℃에서 가열한다. 13.0 그램(100 mmol) HEMA를 30 mL의 1-프로판올에 용해시키고, 실온에서 15분 동안 시스템을 통해 질소 가스를 버블링함으로써 탈기시키고, 반응 용기 내로 충전하고, 약 6시간 동안 일정하게 교반하면서 70 내지 72℃에서 가열한다. 마지막으로, 10.0 그램(50 mmol) ASN-M을 30 mL의 1-프로판올에 용해시키고, 실온에서 15분 동안 시스템을 통해 질소 가스를 버블링함으로써 탈기시키고, 반응 용기 내로 충전하고, 약 4시간 동안 일정하게 교반하면서 60 내지 62℃에서 가열한다.
반응 혼합물의 휘발성 성분을 회전 증발기 내에서 감압 하에서 제거한다. 조 생성물을 60℃에서 400 mL의 톨루엔 중에 재용해시키고, 실온으로 냉각시킨다. 혼합 용매 시스템을 회전 증발에 의해 제거하여 1-프로판올이 없는 조 생성물을 생성한다. 조 생성물은 메틸 텔루륨 말단 기를 함유한다. 이러한 유기금속 말단 기를 제거하기 위하여, 메틸 텔루륨의 이론적 몰량의 3.5배를 나타내는 TEMPO의 양을 함유하는 250 mL 톨루엔 중에 조 생성물을 용해시킨다. 이 용액을 88℃에서 4시간 동안 가열한다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 이어서 휘발성 성분을 회전 증발기 상에서 60 내지 65℃에서 증발시킨다. 잔류물을 72℃에서 30분 동안 1000 mL의 아세토니트릴 중에 용해시켜, 흐린 용액을 형성한다. 흐린 용액을 실온으로 냉각하였다. 얼마 동안 정치하여 불용성 고형물이 침강되게 한 후에, 용매를 경사분리한다. 아세토니트릴을 증발시켜 내고 일정한 중량이 될 때까지 60 내지 65℃에서 진공 건조함으로써 삼중블록 공중합체를 단리한다. 삼중블록 공중합체는 침전 또는 추출에 의해 추가로 정제될 수 있다.

Claims (24)

  1. 하기 화학식 I의 아미노산-계 중합성 화합물로서:
    [화학식 I]
    Figure pct00052

    (상기 식에서, R은 H 또는 C(=O)R3이거나, 또는 R은, R이 부착되는 질소와 함께, 중합성 기를 형성하며, 여기서 R3는 C1-C25 알킬 또는 사이클로알킬이고;
    R1은 아미노산 잔기 또는 아미노산 잔기의 유도체이고, 여기서 유도체는 임의로 중합성 기를 포함하고;
    R2는 OR4 또는 N(H)-L-Pg이고, 여기서 R4는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고, L은 연결기이고, Pg는 중합성 기임),
    상기 화합물은 적어도 하나의 중합성 기를 함유하는, 화합물.
  2. 제1항에 있어서, R1은 아르기닌(arg), 아스파라긴(asn) 또는 히스티딘(his) 아미노산 잔기인, 화합물.
  3. 제1항에 있어서, R1은 시스테인(cys) 아미노산 잔기의 유도체인, 화합물.
  4. 제3항에 있어서, R1은 -CH2-SO3R5이고, R5는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬인, 화합물.
  5. 제3항에 있어서, R1은 -CH2-S-L-Pg이고, L은 연결기이고, Pg는 중합성 기인, 화합물.
  6. 제5항에 있어서, L은 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌 또는 알킬렌-에스테르-알킬렌인, 화합물.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, Pg는 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는, 화합물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R은 H인, 화합물.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R은 C(=O)R3이고, R3는 C5-C20 알킬 또는 C7 내지 C15 알킬인, 화합물.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R은, R이 부착되는 질소와 함께, 중합성 기를 형성하는, 화합물.
  11. 제10항에 있어서, R은, R이 부착되는 질소와 함께, (메트)아크릴아미드 기를 형성하는, 화합물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, R2는 OR4이고, R4는 H 또는 C1-C6 알킬인, 화합물.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, R2는 N(H)-L-Pg인, 화합물.
  14. 제13항에 있어서, L은 알킬렌, 사이클로알킬렌, 헤테로사이클로알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 옥사알킬렌, 알킬렌-아미드-알킬렌, 알킬렌-아민-알킬렌 또는 알킬렌-에스테르-알킬렌인, 화합물.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, Pg는 스티릴, 비닐 카르보네이트, 비닐 에테르, 비닐 카르바메이트, N-비닐 락탐, N-비닐아미드, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드를 포함하는, 화합물.
  16. 제1항에 있어서, 하기 화학식 II, 화학식 III, 화학식 IV, 화학식 V, 또는 화학식 VI의 화합물인, 화합물:
    [화학식 II]
    Figure pct00053

    [화학식 III]
    Figure pct00054

    [화학식 IV]
    Figure pct00055

    [화학식 V]
    Figure pct00056

    [화학식 VI]
    Figure pct00057

    (상기 식에서, R3는 C1-C25 알킬 또는 사이클로알킬이고; R4는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고; R5는 H, 금속 양이온 또는 C1-C6 알킬이고; R6는 H 또는 메틸임).
  17. 제1항에 있어서,
    메타크릴로일아르기닌;
    메타크릴로일아스파라긴;
    메틸 메타크릴로일히스티디네이트;
    소듐 2-데칸아미도-3-((2-메타크릴옥시에틸)아미노)-3-옥소프로판-1-설포네이트;
    S-(3-(2-하이드록시-3-(메타크릴로일옥시)프로폭시)-3-옥소프로필)-L-시스테인;
    메타크릴로일페닐알라닌;
    메타크릴로일라이신;
    메타크릴로일글루타민;
    메타크릴로일글루탐산;
    메타크릴로일티로신;
    아크릴로일트립토판;
    아크릴로일아스파르트산; 또는
    아크릴로일메티오닌인, 화합물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 화합물의 자유 라디칼 반응 생성물 및 안과용 장치를 제조하기에 적합한 하나 이상의 단량체를 포함하는, 안과용 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 안과용 장치를 제조하기에 적합한 단량체는 친수성 성분, 소수성 성분, 실리콘-함유 성분, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물로부터 선택되는, 안과용 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 안내 렌즈(intraocular lens) 또는 소프트 콘택트 렌즈인, 안과용 장치.
  21. 제20항에 있어서, 하이드로겔 콘택트 렌즈인, 안과용 장치.
  22. 제21항에 있어서, 종래의 (비-실리콘) 하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔인, 안과용 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 국가에 수입되는, 화합물 또는 안과용 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 국가는 미국인, 안과용 장치.
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011070402A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Ridvan Say Photosensitive aminoacid-monomer linkage and bioconjugation applications in life sciences and biotechnology
WO2012097876A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 Universita' Degli Studi Di Padova Corona-like (guanidyl)-oligosaccharidic derivatives as cell-penetrating enhancers for intracellular delivery of colloidal therapeutic systems
US9140825B2 (en) * 2011-12-23 2015-09-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ionic silicone hydrogels
EP2828306B1 (en) * 2012-03-22 2017-01-18 Momentive Performance Materials Inc. Polymerizable amido-containing organosilicon compounds, silicon-containing polymers and biomedical devices therefrom
US10371865B2 (en) * 2016-07-06 2019-08-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Silicone hydrogels comprising polyamides

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