HEMA를 포함한 친수성 폴리머 중합 및 산소 투과율 측정 방법에 관한 연구 Study on the Polymerization of Hydrogel Polymer Containing HEMA and Measurement Method of Oxygen Transmissibility원문보기
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate)는 친수성 안 의료용 소재로써 폭넓게 사용되고 있으며, 특히 소프트 콘택트렌즈 제조에 가장 많이 사용되는 재료중의 하나이다. 또한 산소투과율(Dk/t)은 콘택트렌즈 재료의 성능을 평가하기 위한 물리적 특성 중 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (N-vinyl-pyrrolidone), 교차결합제인 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)를사용하여 공중합 하였으며, 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈를 제조하여 중심부와 주변부의 산소투과율을 polarographic method로 측정하였다. 실험 결과 polarographic method로 측정한 콘택트렌즈 주변부의 산소투과율 감소량은 40.77%에서 49.13%의 분포로 나타났으며, 칼라 콘택트렌즈는 염료에 기인된 영향으로 산소투과율의 감소량이 더 크게 측정되었다.
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate)는 친수성 안 의료용 소재로써 폭넓게 사용되고 있으며, 특히 소프트 콘택트렌즈 제조에 가장 많이 사용되는 재료중의 하나이다. 또한 산소투과율(Dk/t)은 콘택트렌즈 재료의 성능을 평가하기 위한 물리적 특성 중 매우 중요한 요소이다. 본 연구는 HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (N-vinyl-pyrrolidone), 교차결합제인 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)를사용하여 공중합 하였으며, 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈를 제조하여 중심부와 주변부의 산소투과율을 polarographic method로 측정하였다. 실험 결과 polarographic method로 측정한 콘택트렌즈 주변부의 산소투과율 감소량은 40.77%에서 49.13%의 분포로 나타났으며, 칼라 콘택트렌즈는 염료에 기인된 영향으로 산소투과율의 감소량이 더 크게 측정되었다.
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate) is a hydrophilic material which is broadly used for ophthalmologic purposes and especially in the manufacture of soft contact lenses. Also, the oxygen transmissibility (Dk/t) is a very important physical characteristic in the evaluation of a material’s adequacy to ...
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate) is a hydrophilic material which is broadly used for ophthalmologic purposes and especially in the manufacture of soft contact lenses. Also, the oxygen transmissibility (Dk/t) is a very important physical characteristic in the evaluation of a material’s adequacy to be used to produce contact lenses. This study used HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (Nvinyl-pyrrolidone), the cross-linker EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate) for copolymerization, and measured the oxygen transmissibility of the central and peripheral areas of the manufactured general and color contact lenses using the polarographic method. The measurement showed that the decreased amount of oxygen transmissibility of the central and peripheral areas of the contact lenses measured using the polarographic method range between 40.77% and 49.13%, and the oxygen transmissibility of the color contact lens showed a larger decrease due to the effects of the coloring materials.
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate) is a hydrophilic material which is broadly used for ophthalmologic purposes and especially in the manufacture of soft contact lenses. Also, the oxygen transmissibility (Dk/t) is a very important physical characteristic in the evaluation of a material’s adequacy to be used to produce contact lenses. This study used HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (Nvinyl-pyrrolidone), the cross-linker EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate) for copolymerization, and measured the oxygen transmissibility of the central and peripheral areas of the manufactured general and color contact lenses using the polarographic method. The measurement showed that the decreased amount of oxygen transmissibility of the central and peripheral areas of the contact lenses measured using the polarographic method range between 40.77% and 49.13%, and the oxygen transmissibility of the color contact lens showed a larger decrease due to the effects of the coloring materials.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
제안 방법
본 연구는 콘택트렌즈 재질로 널리 사용되는 친수성 monomer를 공중합하여 콘택트렌즈를 제조하고, 패드프린팅 방식을 사용하여 칼라 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈의 중심부와 주변부의 각각에 대한 산소투과율(Dk/t)을 polarographic method을 사용하여 측정한 후 그 차이를 분석하였다.
5 mm의 것을 사용하였다. 시험 시료를 고정 장치에 의해 센서의 음극과 맞닿아 고정하였으며, 시험시료의 전면을 나일론 망으로 단단하게 눌러 고정하였다. O-링은 나일론 망이 놓여진 부분을 잡아 함수성 콘택트렌즈가 폴라로그래픽 셀과 나일론 망 사이에 놓이게 하였다.
5 oC의 온도를 유지 하였으며, 시험 콘택트렌즈의 노출된 표면이 대기에서 상대 습도 98% 이 상의 수분 포화상태를 유지하도록 하였다. 실험에 사용된 콘택트렌즈는 최소 검사 24시간 전에 표준 식염수 용액(0.9% 염화나트륨 용액)에 보관하고 검사 온도에서 최소한 2시간 동안 평형을 이루게 하였다. 또한 콘택트렌즈를 고정한 센서 전체 시스템이 35 oC 0.
O-링은 나일론 망이 놓여진 부분을 잡아 함수성 콘택트렌즈가 폴라로그래픽 셀과 나일론 망 사이에 놓이게 하였다. 실험에 사용된 콘택트렌즈를 고정한 센서 전체 시스템은 General Incubator에 위치 하여 35 oC 0.5 oC의 온도를 유지 하였으며, 시험 콘택트렌즈의 노출된 표면이 대기에서 상대 습도 98% 이 상의 수분 포화상태를 유지하도록 하였다. 실험에 사용된 콘택트렌즈는 최소 검사 24시간 전에 표준 식염수 용액(0.
특히 콘택트렌즈에 염료를 인쇄하여 제조하는 칼라 콘택트렌즈는 중심 부분에 비해 염료부분의 산소투과율(Dk/t)이 더욱 감소될 수 밖에 없다. 이에 본 연구는 콘택트렌즈 재료로써 주로 사용되는 2-hydroxyethyl methacrylate, methylmethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, N-vinyl-pyrrolidone 등을 공중합하여 콘택트렌즈를 제조하고, 고분자 중합체에 안료를 첨가하여 렌즈 성형을 위한 몰드에 패드기로 인쇄하는 패드 프린팅 방식을 사용하여 칼라 콘택트렌즈를 제조한 후 각각 중심부와 주변부의 산소투과율(Dk/t) 을 polarographic method을 사용하여 측정 하고 그 차이 를분석 하여 칼라콘택 트렌즈의 염 료가산소투과율(Dk/t) 에 미치는 영향을 알아보았다.
실험에 사용한 콘택트렌즈 제조 방법으로는 캐 스트 몰드법 (cast mould)을 사용하여 렌즈를 제조 하였으며, 일정한 배율로 배합된 monomer를 콘택 트렌즈 몰드에 주입 시 키고 80 °C에서 2시간 열중합 하였다. 칼라 콘택트렌즈의 제조는 고분자 중합체에 안료를 첨가하여 렌즈 성형 몰드에 패드기로 인쇄하는 패드프린팅 방식을 사용하여 칼라 콘택트렌즈를 제조하였다. 실험에 사용한 콘택 트렌즈 sample은 염료를 인쇄하지 않은 일반 콘택트렌즈와 염료를 인쇄한 칼라 콘택트렌즈를 제조하여 사용하였으며, 굴절력 -3.
50 D를 가진 각각 20개의 sample을 사용하여 총 80개의 sample을 실험에 사용하였다. 콘택트렌즈 sample은 0.9%의 염화나트륨 생리 식염수에 24시간 동안 수화시킨 후 중심부와 주변부의 두께와 산소투과율(Dk/t)을 각각 측정하였다.
대상 데이터
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (N-vinyl-pyrrolidone),AIBN (azobisiobutyronitrile)은 모두 Aldrich 사에서 구입한 특급 시약을 사용하였으며, Vision에서 제조한 KMC1205 열중탕기를 사용하여 콘택트렌즈 재료용 고분자를 중합하였다. 실험에 사용한 콘택트렌즈 제조 방법으로는 캐 스트 몰드법 (cast mould)을 사용하여 렌즈를 제조 하였으며, 일정한 배율로 배합된 monomer를 콘택 트렌즈 몰드에 주입 시 키고 80 °C에서 2시간 열중합 하였다.
측정에 사용된 기기는 Rehder single-chamber system-O2 permeometer 사용하였다. 또한 사용된 폴라로그래픽 셀(polarographic cell)의 곡률반경은 8.5 mm의 것을 사용하였다. 시험 시료를 고정 장치에 의해 센서의 음극과 맞닿아 고정하였으며, 시험시료의 전면을 나일론 망으로 단단하게 눌러 고정하였다.
칼라 콘택트렌즈의 제조는 고분자 중합체에 안료를 첨가하여 렌즈 성형 몰드에 패드기로 인쇄하는 패드프린팅 방식을 사용하여 칼라 콘택트렌즈를 제조하였다. 실험에 사용한 콘택 트렌즈 sample은 염료를 인쇄하지 않은 일반 콘택트렌즈와 염료를 인쇄한 칼라 콘택트렌즈를 제조하여 사용하였으며, 굴절력 -3.50 D와 -5.50 D를 가진 각각 20개의 sample을 사용하여 총 80개의 sample을 실험에 사용하였다. 콘택트렌즈 sample은 0.
3 Polarographic method)을 기준으로 측정 하였다. 측정에 사용된 기기는 Rehder single-chamber system-O2 permeometer 사용하였다. 또한 사용된 폴라로그래픽 셀(polarographic cell)의 곡률반경은 8.
친수성 콘택 트렌즈 (hydrogel contact lens) 재료로 사용되는 HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), MMA (methyl methacrylate), NVP (N-vinyl-pyrrolidone)를 일정 비율로 배합하고 개시제인 AIBN (azobisisobutyronitrile) 0.1%와 가교제인 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)를 0.3% 비 율로 사용 하여 고분자를 중합한 결과, 투명한 콘택트렌즈가 제조되었다. 제조된 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈 sample의 표면상태를 확인하기 위해 분석한 SEM image를 Fig.
이론/모형
Thickness)올 기준으로Electronic thickness gauge Model ET-3을 사용하여 주변부와 중심부의 두께를 각각 측정하였다. 산소투과율(Dk/t) 측정은 ISO 18369-4:2006 (Ophthalmic optics - Contact lenses - Part 4: Physicochemical properties of contact lens materials, 4.4.3 Polarographic method)을 기준으로 측정 하였다. 측정에 사용된 기기는 Rehder single-chamber system-O2 permeometer 사용하였다.
HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate), EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate), MMA (methylmethacrylate), NVP (N-vinyl-pyrrolidone),AIBN (azobisiobutyronitrile)은 모두 Aldrich 사에서 구입한 특급 시약을 사용하였으며, Vision에서 제조한 KMC1205 열중탕기를 사용하여 콘택트렌즈 재료용 고분자를 중합하였다. 실험에 사용한 콘택트렌즈 제조 방법으로는 캐 스트 몰드법 (cast mould)을 사용하여 렌즈를 제조 하였으며, 일정한 배율로 배합된 monomer를 콘택 트렌즈 몰드에 주입 시 키고 80 °C에서 2시간 열중합 하였다. 칼라 콘택트렌즈의 제조는 고분자 중합체에 안료를 첨가하여 렌즈 성형 몰드에 패드기로 인쇄하는 패드프린팅 방식을 사용하여 칼라 콘택트렌즈를 제조하였다.
본 연구는 콘택트렌즈 재질로 널리 사용되는 친수성 monomer를 공중합하여 콘택트렌즈를 제조하고, 패드프린팅 방식을 사용하여 칼라 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈의 중심부와 주변부의 각각에 대한 산소투과율(Dk/t)을 polarographic method을 사용하여 측정한 후 그 차이를 분석하였다. 그 결과, -3.
콘택트렌즈의 두께는 ISO 18369-3:2006 (Ophthalmic optics - Contact lenses - Part 3: Measurement methods, 4.4. Thickness)올 기준으로Electronic thickness gauge Model ET-3을 사용하여 주변부와 중심부의 두께를 각각 측정하였다. 산소투과율(Dk/t) 측정은 ISO 18369-4:2006 (Ophthalmic optics - Contact lenses - Part 4: Physicochemical properties of contact lens materials, 4.
성능/효과
13%의 감소를 나타냈다. -3.50 D와 동일하게 일반 콘택트렌즈에 비해 칼라 콘택트렌즈에서 중심부에 대한 주변부의 산소투과율의 감소가 더 큰 것으로 나타났다. 모든 굴절력의 렌즈에서, 일반콘택트렌즈와 비교해 칼라 콘택트렌즈 중심부의 산소투과율 차이는 매우 작은 반면 주변부의 감소율이 크게 나타났다.
50 D 의 경우는 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈의 모든 부분에서 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 굴절력이 -5.50 D인 콘택트렌즈의 경우 일반 콘택트렌즈에서 중심부 81.25 m, 주변부 183.55 m, 평균두께 132.40 呻로 나타났으며, 칼라 콘택트렌즈에서는 중심부 81.15 m, 주변부 183.50 m, 평균 두께 132.33 呻로 굴절력이 -3.50 D인 콘택트렌즈 보다 전체적으로 높은 값을 나타냈으며, -3.50D의 콘택트렌즈와 마찬가지로 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈 사이의 두께 차이는 크게 나타나지 않았다. 따라서 칼라 콘택트렌즈의 염료가 두께에는 큰 영향을 미 치지 않는 것으로 나타났다.
제조된 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈의 중심부와 주변부의 각각에 대한 산소투과율(Dk/t)을 polarographic method을 사용하여 측정한 후 그 차이를 분석하였다. 그 결과, -3.50 D의 경우 일반 콘택트렌즈는 주변부의 산소 투과율이 40.77%, 칼라 콘택트렌즈에서는 47.71%의 감소량을 나타냈다. -5.
13%의 감소를 나타내었다. 따라서 일반 콘택트렌즈와 비교하여 칼라 콘택트렌즈에서 중심부의 산소투과율 차이는 매우 작은 반면 주변부의 감소율이 크게 나타났으며, 주변부의 염료로 인한 산소투과율의 저하로 판단된다.
50D의 콘택트렌즈와 마찬가지로 일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈 사이의 두께 차이는 크게 나타나지 않았다. 따라서 칼라 콘택트렌즈의 염료가 두께에는 큰 영향을 미 치지 않는 것으로 나타났다. 콘택트렌즈의 중심 및 주변 부분에 대한 두께 측정 결과를 Table 2에 나타내 었 다.
50 D와 동일하게 일반 콘택트렌즈에 비해 칼라 콘택트렌즈에서 중심부에 대한 주변부의 산소투과율의 감소가 더 큰 것으로 나타났다. 모든 굴절력의 렌즈에서, 일반콘택트렌즈와 비교해 칼라 콘택트렌즈 중심부의 산소투과율 차이는 매우 작은 반면 주변부의 감소율이 크게 나타났다. 이는 주변부의 염료로 인한 산소투과율의 저하로 판단된다.
71%의 감소를 나타냈다. 이 결과 값으로 볼 때, 일반 콘택 트렌즈에 비 해 칼라콘택 트렌즈에 서 중심 부에 대한 주변부의 산소투과율의 감소가 더 큰 것으로 나타났다. -3.
일반 콘택트렌즈와 칼라 콘택트렌즈의 중심 및 주변부의 두께를 측정한 결과, 굴절력이 -3.50 D 인 경우 일반 콘택트렌즈는 중심부 67.50 m, 주변부 167.90 m, 평균 두께 117.70 m로 나타났으며, 칼라 콘택트렌즈는 67.80 皿주변부 167.05 皿평균 두께 117.43 呻로 나타났다. 따라서 -3.
1(a)와 (b)로 각각 나타내 었다. 제조된 콘택트렌즈의 함수율을 각각 측정한 결과 평균 58.87%의 함수율을 나타내었으며, 가시광선 투과율은 모든 sample에서 85% 이상의 투과율을 나타내어 콘택트렌즈 재질의 기본적인 특성을 만족하였다. 패드프린팅 방식을 사용한 칼라 콘택트렌즈는기본적인재질의 특성이 일반 콘택트렌즈와 동일하였으며, 주변부에 일정한 패턴의 무늬가 인쇄된 칼라 콘택트렌즈가 제조되었다.
참고문헌 (10)
Kim, T. H.; Min, G. R.; Sung, A. Y. J. Korean Oph. Opt. Soc. 2005, 10(2), 151
Gellatly, K. W.; Brennan, N. A.; Efron, N. Am. J. Optometry Physiol. Opt. 1988, 65, 934
Soltys-Robitaille, C. E.; Ammon, D. M. Jr.; Valint, P. L. Jr.; Grobe, G. L. III Biomaterials 2001, 22(24), 3257
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.