[논문]고 굴절률을 가진 3-vinylaniline의 친수성 렌즈로의 응용

예기훈; 김태훈; 성아영

doi:10.5012/jkcs.2011.55.1.141

고 굴절률을 가진 3-vinylaniline의 친수성 렌즈로의 응용
Hydrogel Lens Application of 3-Vinylaniline with High Refractive Index 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.55 no.1, 2011년, pp.141 - 146

예기훈 (대불대학교 안경광학과) , 김태훈 (대불대학교 안경광학과) , 성아영 (대불대학교 안경광학과)

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문제 정의

Aminostyrene은 굴절률이 다른 styrene계 물질에 비해 높은 굴절률을 지니면서 함수율과 유연성을 크게 저하시키지 않는 장점을 가지고 있어 고 굴절률 콘택트렌즈 재료로 활용될 수 있다. 이에 본 연구는 고 굴절률을 가지는 3-vinlyaniline과 콘택트렌즈 재료로 주로 사용되는 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone 등을 공중합하고, 생성된 고분자의 굴절률과 함수율, 광투과율, 인장강도를 측정하여 고 굴절률 친수성 콘택트렌즈 재료로서의 그 활용도를 알아보았다. 또한 항균 기능성을 첨가하기 위해 AgNO₃를 사용하여 항균성 콘택트렌즈 재료로의 활용과 은나노로 인한 색상의 변화 등을 알아보았다.

제안 방법

이에 본 연구는 고 굴절률을 가지는 3-vinlyaniline과 콘택트렌즈 재료로 주로 사용되는 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone 등을 공중합하고, 생성된 고분자의 굴절률과 함수율, 광투과율, 인장강도를 측정하여 고 굴절률 친수성 콘택트렌즈 재료로서의 그 활용도를 알아보았다. 또한 항균 기능성을 첨가하기 위해 AgNO₃를 사용하여 항균성 콘택트렌즈 재료로의 활용과 은나노로 인한 색상의 변화 등을 알아보았다.
본 연구에서는 기존 콘택트렌즈에 사용되는 HEMA, NVP, MMA, EGDMA을 사용하여 sample Ref.를 제조 하였으며, Ref.의 배합비에 AgNO₃을 1.00% 첨가하여 Ag1, 3-vinylaniline를 1.00% ~ 5.00%로 점차적으로 증가시켜 항균성을 갖는 고 굴절률 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 친수성 하이드로젤 렌즈를 사용하여 굴절률, 함수율, 광투과율, 인장강도 등의 물리적 특성을 측정하였으며, 그 결과를 통해 기존 친수성 하이드로젤 렌즈로의 부합 정도를 알아보았다.
열중합 방식을 통해 제조된 친수성 하이드로젤 렌즈의 물성 평가를 위해 0.90%의 염화나트륨 생리 식염수에 약 24시간 수화시킨 후 렌즈 표면의 수분을 제거한 다음 굴절률, 인장강도, 산소투과율, 광투과율 그리고 함수율 등을 측정하였다.
00%로 점차적으로 증가시켜 항균성을 갖는 고 굴절률 콘택트렌즈를 제조하였다. 제조된 친수성 하이드로젤 렌즈를 사용하여 굴절률, 함수율, 광투과율, 인장강도 등의 물리적 특성을 측정하였으며, 그 결과를 통해 기존 친수성 하이드로젤 렌즈로의 부합 정도를 알아보았다. 그 결과 굴절률의 경우, Ref.
중합을 위한 건조 온도와 시간은 70℃에서 약 40분, 80℃에서 약 40분 건조하였으며, 마지막으로 100℃에서 약 40분 열처리 공정을 거친 다음 제조된 친수성 하이드로젤 렌즈 각각의 sample을 생리 식염수에 약 24시간 수화시킨 후 함수율, 굴절률, 광투과율 그리고 인장강도 등의 물리적 특성을 평가 하였다. 제조된 함수된 상태를 Fig.

대상 데이터

기능성 고분자 증합을 위해 사용된 모노머는 HEMA, NVP, MMA 그리고 EGDMA를 기본 조합으로 하였으며, 기능성을 부여하기 위해 3-vinylaniline을 첨가하여 고분자를 중합하였다. 콘택트렌즈의 제조는 캐스트 몰드법 (cast mould)을 사용 하였으며, 각각의 재료를 일정한 배합비에 적용하여 혼합한 후, Global Lab.
본 실험에서는 친수성 하이드로젤 렌즈의 주 재료인 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 중합을 위해 사용된 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)은 JUNSEI사 제품을 사용하였으며, NVP(n-vinyl pyrrolidone)와 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)는 Acros사 제품을, MMA (methyl methacrylate)는 Crown Guaranteed Reagents사 제품을 사용하였다. 또한 기능성 고분자 중합에 사용된 3- vinylaniline는 Aldrich사 제품을 사용하였으며, 그 구조식을 Fig. 1에 나타내었다.
구입한 모든 시약은 특별한 정제과정 없이 사용하였다. 또한 함수율 측정을 위해 건조무게 측정 시 사용된 CaSO₄는 Drierite사 제품을, 중합과정을 거쳐 제조된 소프트 콘택트렌즈의 함수를 위해 사용된 생리 식염수는 (주)중외 제약 제품을 사용하였다.
본 실험에서는 친수성 하이드로젤 렌즈의 주 재료인 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 중합을 위해 사용된 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)은 JUNSEI사 제품을 사용하였으며, NVP(n-vinyl pyrrolidone)와 EGDMA (ethylene glycol dimethacrylate)는 Acros사 제품을, MMA (methyl methacrylate)는 Crown Guaranteed Reagents사 제품을 사용하였다. 또한 기능성 고분자 중합에 사용된 3- vinylaniline는 Aldrich사 제품을 사용하였으며, 그 구조식을 Fig.

이론/모형

굴절률 측정은 ABBE Refractormeter(ATAGO NAR 1T, Japan)를 사용하였으며, 굴절계의 프리즘 부에 콘택트렌즈 시료를 위치시킨 후, 굴절 시야에 경계선이 나타날 때까지 측정 손잡이를 돌려 경계선에 위치 될 때의 눈금을 통해 굴절률을 측정하였다. 모든 굴절률 실험은 정확도를 높이기 위해 각각의 시료를 3번 반복 측정하여 함수된 굴절률을 얻었다.
90%의 염화나트륨 생리 식염수에서 완전히 수화시킨 후 Whatman #1 filter paper를 사용한 Wet blotting 방법으로 친수성 하이드로젤 렌즈의 표면 수분을 제거 후 함수된 재질의 무게를 측정하였다. 또한 제조된 콘택트렌즈를 CaSO₄와 함께 유리병에 넣어 microwave oven에 약 10분 동안 건조한 후 건조된 무게를 측정하였으며, 식 (1)의 중량측정법(gravimetric method)을 통해 함수율을 산출하였다.
인장강도는 AIKOH ENGINEERING 사의 MODEL-RX Series를 사용하여 측정하였으며, 인장강도 실험은 0에서 20초의 시간 동안 0.000~0.500 kgf의 힘이 가해졌을 때 렌즈 파괴가 일어나는 최고치를 인장강도 값으로 나타내었다.
기능성 고분자 증합을 위해 사용된 모노머는 HEMA, NVP, MMA 그리고 EGDMA를 기본 조합으로 하였으며, 기능성을 부여하기 위해 3-vinylaniline을 첨가하여 고분자를 중합하였다. 콘택트렌즈의 제조는 캐스트 몰드법 (cast mould)을 사용 하였으며, 각각의 재료를 일정한 배합비에 적용하여 혼합한 후, Global Lab.사의 교반기를 사용하여 motor speed 1700 r.p.m으로 약 30분 동안 교반하였다. 교반된 재료들의 색상 변화를 Fig.
투과율은 TOPCON TM-2를 사용하였으며, 가시광선 영역과 UV-A, UV-B를 측정하였다. 특정 파장 λ₁에서λ₂까지 평균 투과율(τ)은 다음 식 (2)으로 적분 계산을 통해 산출 되었다.
함수율 측정은 상온에서 0.90%의 염화나트륨 생리 식염수에서 완전히 수화시킨 후 Whatman #1 filter paper를 사용한 Wet blotting 방법으로 친수성 하이드로젤 렌즈의 표면 수분을 제거 후 함수된 재질의 무게를 측정하였다. 또한 제조된 콘택트렌즈를 CaSO₄와 함께 유리병에 넣어 microwave oven에 약 10분 동안 건조한 후 건조된 무게를 측정하였으며, 식 (1)의 중량측정법(gravimetric method)을 통해 함수율을 산출하였다.
함수율: 제조된 sample의 함수율을 측정하기 위해 함수된 무게와 건조된 무게를 각각 측정한 후 중량측정법 (gravimetric method)을 사용하여 함수율을 측정하였다. 함수율과 굴절률의 평균값과 변화된 경향을 Fig.

성능/효과

그 결과 굴절률의 경우, Ref. 1.432, Ag1 1.438, 3-vinylaniline의 양을 변화시킨 3VA1~3VA5의 sample은 1.442~1.454의 범위로 굴절률이 매우 높은 것으로 나타났다. 광투과율은 AgNO₃와 3-vinylaniline를 첨가 하였을 때 자외선 영역에서의 차단율을 보였으며, 특히 3-vinylaniline를 첨가하였을 UV-B 영역에서는 0.
454의 범위로 굴절률이 매우 높은 것으로 나타났다. 광투과율은 AgNO₃와 3-vinylaniline를 첨가 하였을 때 자외선 영역에서의 차단율을 보였으며, 특히 3-vinylaniline를 첨가하였을 UV-B 영역에서는 0.00%의 투과율을 나타내었다. 또한 3-vinylaniline를 점차적으로 증가시킨 sample 3VA1~3VA5의 평균 함수율은 33.
00%의 투과율을 나타내었다. 또한 3-vinylaniline를 점차적으로 증가시킨 sample 3VA1~3VA5의 평균 함수율은 33.33~34.97%로 나타났으며, 3-vinylaniline의 비율에 따른 함수율은 많은 차이를 나타내지는 않았다. 인장강도는 3- vinylaniline을 첨가하였을 때 기존 콘택트렌즈의 내구성보다 다소 높아지는 것으로 나타났다.
97%로 나타났으며, 3-vinylaniline의 비율에 따른 함수율은 많은 차이를 나타내지는 않았다. 인장강도는 3- vinylaniline을 첨가하였을 때 기존 콘택트렌즈의 내구성보다 다소 높아지는 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구를 통해 기존에 사용되는 친수성 하이드로젤 렌즈 재료에 3-vinylaniline을 첨가하였을 때 기본적인 물리적 특성을 충족시키면서도 고 굴절률과 자외선 차단의 기능을 갖는 친수성 렌즈의 중요한 소재로 활용될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콘택트렌즈 소재는 어떤 기준들을 만족해야 하는가?	1-4 특히 항균성 및 자외선 차단 등의 기능성은 최근 환경오염과 건강에 대한 관심의 증가로 인해 더욱 주목받고 있으며, 이에 대한 연구도 계속 진행되고 있다.5,6 콘택트렌즈 소재는 시력교정에 필수적 요소인 굴절률(refractive index), 광 투과율(optical transmittance) 같은 광학적 특성뿐만 아니라 각막에 직접 접촉하는 특징으로 인해 우수한 생체적합성(biocompatibility)과 표면의 친수성 또는 습윤성(surface hydrophilicity or wettability)의 특성을 기본적으로 만족해야 한다. 이러한 물리적 특성 중 굴절률은 재료의 광학적 특성을 나타내는 가장 중요한 특성으로, 굴절률이 높은 재질은 같은 굴절력(refractive power)의 렌즈에서 더 얇은 렌즈를 만들 수 있어 임상적으로 편안한 착용감을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 산소투과율(oxygen transmissibility)을 증가시킬 수 있어 각막부종 및 신생혈관 발생과 같은 부작용 발생을 감소시킬 수 있다.
	poly aminostyrene의 특성은 무엇인가?	굴절률이 매우 높은 poly aminostyrene은 환경적인 안정성 및 불변성의 특성으로 인해 페인트와 안정제에 사용되고 있으며, 이온성 전도 물질(ionic conductive material),12 빛에 유발된 전자전달 물질(photo induced electron transfer materials),13 유기 반도체(organic semiconductors),14 형광염료(fluorescent dyes)15 등에 다양하게 사용된다. Aminostyrene은 굴절률이 다른 styrene계 물질에 비해 높은 굴절률을 지니면서 함수율과 유연성을 크게 저하시키지 않는 장점을 가지고 있어 고 굴절률 콘택트렌즈 재료로 활용될 수 있다.
	고 굴절률을 가지는 3-vinlyaniline과 콘택트렌즈 재료로 주로 사용되는 2-hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone 등을 공중합하였을 때 어떤 결과를 얻을 수 있는가?	제조된 친수성 하이드로젤 렌즈를 사용하여 굴절률, 함수율, 광투과율, 인장강도 등의 물리적 특성을 측정하였으며, 그 결과를 통해 기존 친수성 하이드로젤 렌즈로의 부합정도를 알아보았다. 그 결과 굴절률의 경우, Ref. 1.432, Ag1 1.438, 3-vinylaniline의 양을 변화시킨 3VA1~3VA5의 sample은 1.442~1.454의 범위로 굴절률이 매우 높은 것으로 나타났다. 광투과율은 AgNO3와 3-vinylaniline를 첨가하였을 때 자외선 영역에서의 차단율을 보였으며, 특히 3-vinylaniline를 첨가하였을 UV-B 영역에서는 0.00%의 투과율을 나타내었다. 또한 3-vinylaniline를 점차적으로 증가시킨 sample 3VA1~3VA5의 평균 함수율은 33.33~34.97%로 나타났으며, 3-vinylaniline의 비율에 따른 함수율은 많은 차이를 나타내지는 않았다. 인장강도는 3-vinylaniline을 첨가하였을 때 기존 콘택트렌즈의 내구성보다 다소 높아지는 것으로 나타났다.

참고문헌 (18)

Kim, T. H.; Sung, A. Y. J. Kor. Chem. Soc. 2009, 53(3), 340.

원문보기 상세보기
Kim, T. H.; Ye, K. H.; Kwon, Y. S.; Sung, A. Y. J. Korean Oph. Opt. Soc. 2006, 11(3), 259.
Ye, K. H.; Sung, A. Y. J. Kor. Chem. Soc. 2009, 53(3), 335.

원문보기 상세보기
Kim, T. H.; Sung, A. Y. J. Kor. Chem. Soc. 2009, 53(5), 547.

원문보기 상세보기
Ye, K. H.; Sung, A. Y. J. Kor. Chem. Soc. 2010, 54(1), 99.

원문보기 상세보기
Ye, K. H.; Sung, A. Y. J. Kor. Chem. Soc. 2010, 54(4), 460.

원문보기 상세보기
Brennan N. A.; Eforn N.; Holden B. A. et al. Ophthalmic Physiol. Opt. 1987, 7, 485.

상세보기
Fatt I. Optician 1985, 190, 25.
Brennan N. A.; Eforn N.; Holden B. A. Clin. Exp. Optom. 1986, 69, 82.

상세보기
Brennan N. A. Int. Contact Lens Clin. 1983, 10, 357.
Mousa G. Y.; Callender M. G.; Sivak J. G.; Edan D. J. Int. Contact Lens Clin. 1983, 10, 31.
Sato, A.; Okumura, S.; Nishimura, H.; Ueyama, N. J. of Power Sources 2005, 146(1-2), 423.

상세보기
Appleton, B. Gibson, T. D. Sensors and Actuators B: Chemical 2000, 65(1-3), 302.

상세보기
Cedono, C. C.; Seekamp, J.; Kam, A. P.; Hoffmann, T.; Zankovych, S. et al. Microelectronic Engineering 2002, 61-62, 25.

상세보기
Bosma, G.; Pathmamanoharan, C.; de Hoog, E. H. A.; Kegel, W. K.; van Blaaderen, A.; Lekkerkerker, H. H. W. J. of Colloid and Interface Science 2002, 61-62, 25.
Kim, T.H.; Sung, A.Y. J. Kor. Chem. Soc. 2010, 54(1), 105.

원문보기 상세보기
Kim, T.H.; Ye, K.H.; Sung, A.Y. J. Kor. Chem. Soc. 2009, 53(6), 755.

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Ye, K.H.; Sung, A.Y. J. Kor. Chem. Soc. 2010, 54(6), 835.

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