眼球保護를 위한 LED digital 機器에서 발생하는 靑色光 減少 contact lens 개발에 關한 硏究
李 俊 錫 (指導敎授 : 金 正 久) 仁濟大學校 大學院 醫用工學科
LED 디지털기기의 발달로 인한 표시 장치에서 발생하는 청색광을 적절하게 감소할 수 있는 콘택트렌즈 개발에 관한 연구이다. 청색광은 가시광선 영역에 속하며 범위는 350nm ~ 500nm로 알려져 있다. 또한 ...
眼球保護를 위한 LED digital 機器에서 발생하는 靑色光 減少 contact lens 개발에 關한 硏究
李 俊 錫 (指導敎授 : 金 正 久) 仁濟大學校 大學院 醫用工學科
LED 디지털기기의 발달로 인한 표시 장치에서 발생하는 청색광을 적절하게 감소할 수 있는 콘택트렌즈 개발에 관한 연구이다. 청색광은 가시광선 영역에 속하며 범위는 350nm ~ 500nm로 알려져 있다. 또한 UV 영역을 일부분 포함하기 때문에 고 에너지 가시광선(HEV)으로도 불린다. 청색광에 장시간 노출될 경우 시각기능의 황반 변성, 불면증 및 망막 손상이 발생한다. 이와 같은 문제점은 태양광으로부터 발생하는 자연광이 원인이 아니며 LED로 구성된 광원으로부터 발생되는 청색광으로 인한 것이다. 이에 따라 LED에 의해 생성된 청색광의 복사강도를 자연광의 수준(LED 생성대비 약 40% 감소)으로 줄이는 다기능성 콘택트렌즈를 연구하였다. 먼저 콘택트렌즈의 종류에 따라 RGP(Rigid Gas Permeable) lens와 soft contact lens로 구분하였다. 청색광을 감소하기 위한 재료로는 coumarin과 beta-carotene을 선정하였다. RGP lens의 기본 재료는 poly (methyl methacrylate)(PMMA)를 사용하였으며 유기용매의 종류에 따라 PMMA film의 투명성 및 물성을 평가하였다. 이 후 UV / Vis spectrometer를 사용하여 coumarin의 흡광도를 측정하였으며, coumarin을 함유한 PMMA film을 제작하였다. Soft contact lens의 재료는 2-hydroxyethyl methacrylate(2-HEMA)를 바탕으로 EGDMA(가교제), MA(유기화합물), AIBN(라디칼 개시제)를 첨가 중합한 후 사용하였다. beta-carotene의 흡광도를 측정하였으며 beta-carotene을 함유한 2-HEMA polymer film의 물성, 약물 방출(1day, 3day, 5day), 친수성 평가, 세포 독성 시험을 확인하였다. 세포 독성 시험에서는 human skin fibroblast cells을 사용하였다. 유기용매의 종류에 따른 PMMA film의 투명성 및 물성은 toluene을 사용하였을 때 가장 뛰어났다. coumarin의 흡광도 분포는 청색광 영역 중 350nm에서 가장 높게 나타났으며 이를 Rambert-Beer law에 따라 흡수율을 계산한 결과 59% 이상의 흡수율을 가졌다. 이 연구는 coumarin을 함유한 RGP lens를 제작할 수 있다는 결과를 보여주었다. 2-HEMA 중합 후 몰 농도에 따라 beta-carotene의 함유량을 계산(100μM ~ 500μM)하여 2-HEMA polymer film을 제작한 결과, 투명성을 유지 하였다. beta-carotene의 흡광도 분포는 청색광 전 영역에서 나타났으며 흡수율 계산 결과 43% 이상의 흡수율을 가졌다. beta-carotene의 함유량에 관계없이 2-HEMA polymer film의 물성은 변하지 않았다. 약물 방출 결과에서는 시간이 경과됨에 따라 beta-carotene이 미세 방출 되었으며 세포 독성 시험 시 beta-carotene의 미세 방출로 인해 세포 증식(200μM 이상)이 일어나는 결과가 나타났다. 친수성 평가에서는 beta-carotene의 함유량이 증가함에 따라 2-HEMA polymer film의 접촉각이 높아졌다. 위 결과를 바탕으로 beta-carotene을 함유한 2-HEMA polymer film을 연구 목적에 적합한 콘택트렌즈 개발이 가능할 것으로 사료된다.
眼球保護를 위한 LED digital 機器에서 발생하는 靑色光 減少 contact lens 개발에 關한 硏究
李 俊 錫 (指導敎授 : 金 正 久) 仁濟大學校 大學院 醫用工學科
LED 디지털기기의 발달로 인한 표시 장치에서 발생하는 청색광을 적절하게 감소할 수 있는 콘택트렌즈 개발에 관한 연구이다. 청색광은 가시광선 영역에 속하며 범위는 350nm ~ 500nm로 알려져 있다. 또한 UV 영역을 일부분 포함하기 때문에 고 에너지 가시광선(HEV)으로도 불린다. 청색광에 장시간 노출될 경우 시각기능의 황반 변성, 불면증 및 망막 손상이 발생한다. 이와 같은 문제점은 태양광으로부터 발생하는 자연광이 원인이 아니며 LED로 구성된 광원으로부터 발생되는 청색광으로 인한 것이다. 이에 따라 LED에 의해 생성된 청색광의 복사강도를 자연광의 수준(LED 생성대비 약 40% 감소)으로 줄이는 다기능성 콘택트렌즈를 연구하였다. 먼저 콘택트렌즈의 종류에 따라 RGP(Rigid Gas Permeable) lens와 soft contact lens로 구분하였다. 청색광을 감소하기 위한 재료로는 coumarin과 beta-carotene을 선정하였다. RGP lens의 기본 재료는 poly (methyl methacrylate)(PMMA)를 사용하였으며 유기용매의 종류에 따라 PMMA film의 투명성 및 물성을 평가하였다. 이 후 UV / Vis spectrometer를 사용하여 coumarin의 흡광도를 측정하였으며, coumarin을 함유한 PMMA film을 제작하였다. Soft contact lens의 재료는 2-hydroxyethyl methacrylate(2-HEMA)를 바탕으로 EGDMA(가교제), MA(유기화합물), AIBN(라디칼 개시제)를 첨가 중합한 후 사용하였다. beta-carotene의 흡광도를 측정하였으며 beta-carotene을 함유한 2-HEMA polymer film의 물성, 약물 방출(1day, 3day, 5day), 친수성 평가, 세포 독성 시험을 확인하였다. 세포 독성 시험에서는 human skin fibroblast cells을 사용하였다. 유기용매의 종류에 따른 PMMA film의 투명성 및 물성은 toluene을 사용하였을 때 가장 뛰어났다. coumarin의 흡광도 분포는 청색광 영역 중 350nm에서 가장 높게 나타났으며 이를 Rambert-Beer law에 따라 흡수율을 계산한 결과 59% 이상의 흡수율을 가졌다. 이 연구는 coumarin을 함유한 RGP lens를 제작할 수 있다는 결과를 보여주었다. 2-HEMA 중합 후 몰 농도에 따라 beta-carotene의 함유량을 계산(100μM ~ 500μM)하여 2-HEMA polymer film을 제작한 결과, 투명성을 유지 하였다. beta-carotene의 흡광도 분포는 청색광 전 영역에서 나타났으며 흡수율 계산 결과 43% 이상의 흡수율을 가졌다. beta-carotene의 함유량에 관계없이 2-HEMA polymer film의 물성은 변하지 않았다. 약물 방출 결과에서는 시간이 경과됨에 따라 beta-carotene이 미세 방출 되었으며 세포 독성 시험 시 beta-carotene의 미세 방출로 인해 세포 증식(200μM 이상)이 일어나는 결과가 나타났다. 친수성 평가에서는 beta-carotene의 함유량이 증가함에 따라 2-HEMA polymer film의 접촉각이 높아졌다. 위 결과를 바탕으로 beta-carotene을 함유한 2-HEMA polymer film을 연구 목적에 적합한 콘택트렌즈 개발이 가능할 것으로 사료된다.
Blue light diminishing contact lens from LED digital devices for human eyes
Junseok Lee (Director : Prof. Jeong Koo Kim, Ph. D) Department of Biomedical Engineering, Graduate School Inje University
This is a study on the development of contact lenses that can appropriat...
Blue light diminishing contact lens from LED digital devices for human eyes
Junseok Lee (Director : Prof. Jeong Koo Kim, Ph. D) Department of Biomedical Engineering, Graduate School Inje University
This is a study on the development of contact lenses that can appropriately diminish blue light emitted from LED digital devices. The blue light belongs to the visible light region, and the frequency range is known as 350 nm to 500 nm. It has also called high-energy visible light (HEV) because it contains a portion of UV region. Long time exposure to blue light causes macular degeneration, insomnia, and retinal damage. Such a problem has not caused by natural light generated from sunlight but has caused by blue light generated from LEDs. Accordingly, a multi-functional contact lens has developed that diminishes the radiant intensity of blue light generated by LEDs to a level of natural light (about 40% or more diminishing). First, it has classified into an RGP(Rigid Gas Permeable) lens and soft contact lens according to the type of contact lenses. As materials for diminishing blue light radiant intensity, coumarin and beta-carotene has selected. Poly(methyl methacrylate) (PMMA) has been used as the basic material for the RGP lens, and the transparency and physical properties of the PMMA film has evaluated according to the type of organic solvent. After this, the absorbance of coumarin has measured using a UV / vis spectrometer, and a specimen containing coumarin was prepared. The materials of the soft contact lens specimens were prepared after addition polymerization of EGDMA (crosslinking agent), MA (organic compound), and AIBN (radical initiator) based on 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA). The absorbance of beta-carotene was measured, and the physical properties test, drug release (day 1, day 3, day 5) analysis, hydrophilic test, and cytotoxicity test of the 2-HEMA polymer film containing beta-carotene has confirmed. For cytotoxicity test, human skin fibroblast cells were used. The transparency and physical properties of PMMA films according to the type of organic solvent showed the best results when toluene used. The absorbance distribution of coumarin was the highest at 350 nm, and the absorption was over 59%. This study showed that an RGP lens containing coumarin could produce. The beta-carotene content has according to the molarity (100 μM ~ 500 μM) and added to the 2-HEMA polymer film, and the result remained transparent. The absorbance distribution of beta-carotene has observed throughout the blue-light region, and the absorption rate was 43% or more. The physical properties of the 2-HEMA polymer film did not change regardless of the content of beta-carotene. In the drug release results, beta-carotene was released in small amounts over time, and cytotoxicity testing resulted in cell proliferation (200 μM or more) due to the tiny release of beta-carotene. In the hydrophilic test, the contact angle of the 2-HEMA polymer film increased as the content of beta-carotene increased. Based on the above results, it has considered that a 2-HEMA polymer film containing beta-carotene could develop as a contact lenses.
Blue light diminishing contact lens from LED digital devices for human eyes
Junseok Lee (Director : Prof. Jeong Koo Kim, Ph. D) Department of Biomedical Engineering, Graduate School Inje University
This is a study on the development of contact lenses that can appropriately diminish blue light emitted from LED digital devices. The blue light belongs to the visible light region, and the frequency range is known as 350 nm to 500 nm. It has also called high-energy visible light (HEV) because it contains a portion of UV region. Long time exposure to blue light causes macular degeneration, insomnia, and retinal damage. Such a problem has not caused by natural light generated from sunlight but has caused by blue light generated from LEDs. Accordingly, a multi-functional contact lens has developed that diminishes the radiant intensity of blue light generated by LEDs to a level of natural light (about 40% or more diminishing). First, it has classified into an RGP(Rigid Gas Permeable) lens and soft contact lens according to the type of contact lenses. As materials for diminishing blue light radiant intensity, coumarin and beta-carotene has selected. Poly(methyl methacrylate) (PMMA) has been used as the basic material for the RGP lens, and the transparency and physical properties of the PMMA film has evaluated according to the type of organic solvent. After this, the absorbance of coumarin has measured using a UV / vis spectrometer, and a specimen containing coumarin was prepared. The materials of the soft contact lens specimens were prepared after addition polymerization of EGDMA (crosslinking agent), MA (organic compound), and AIBN (radical initiator) based on 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA). The absorbance of beta-carotene was measured, and the physical properties test, drug release (day 1, day 3, day 5) analysis, hydrophilic test, and cytotoxicity test of the 2-HEMA polymer film containing beta-carotene has confirmed. For cytotoxicity test, human skin fibroblast cells were used. The transparency and physical properties of PMMA films according to the type of organic solvent showed the best results when toluene used. The absorbance distribution of coumarin was the highest at 350 nm, and the absorption was over 59%. This study showed that an RGP lens containing coumarin could produce. The beta-carotene content has according to the molarity (100 μM ~ 500 μM) and added to the 2-HEMA polymer film, and the result remained transparent. The absorbance distribution of beta-carotene has observed throughout the blue-light region, and the absorption rate was 43% or more. The physical properties of the 2-HEMA polymer film did not change regardless of the content of beta-carotene. In the drug release results, beta-carotene was released in small amounts over time, and cytotoxicity testing resulted in cell proliferation (200 μM or more) due to the tiny release of beta-carotene. In the hydrophilic test, the contact angle of the 2-HEMA polymer film increased as the content of beta-carotene increased. Based on the above results, it has considered that a 2-HEMA polymer film containing beta-carotene could develop as a contact lenses.
주제어
#안구 보호 청색광 contact lens PMMA 2-HEMA coumarin beta-carotene
학위논문 정보
저자
이준석
학위수여기관
인제대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
의용공학과 의용공학
지도교수
김정구
발행연도
2020
총페이지
72
키워드
안구 보호 청색광 contact lens PMMA 2-HEMA coumarin beta-carotene
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