포스포러스 그룹 소재를 지닌 안광학 의료기기의 물리화학적 특성 연구

조승권; 박지훈; 임균택

doi:10.14479/jkoos.2018.23.1.1

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저자정보: 조승권 (전남대학교) 박지훈 (전남대학교) 임균택 (전남대학교)

저널정보: 한국안광학회 한국안광학회지 한국안광학회지 제23권 제1호

발행연도: 2018.3

수록면: 1 - 10 (10page)

DOI: 10.14479/jkoos.2018.23.1.1

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목적: 본 연구에서는 하이드로겔 소프트콘택트렌즈에 착용감 개선과 습윤성을 향상시키기 위한 생체적합성 성분으로 알려진 포스포러스 소재를 도입하여 물리화학적 특성을 비교 분석하였다. 방법: 호모폴리머인 PolyHydroxy ethyl methacrylate(PHEMA) 시료와 이온성 그룹으로 알려진 Methacrylic Acid(MA)와 PHEMA로 이루어진 MA시리즈 시료들, 그리고 포스포러스 그룹(PC)과 PHEMA로 이루어진 공중합체들을 하이드로겔로 제작하였다. .포스포러스 그룹(PC)으로 구성된 MP시료들의 하이드로겔 콘택트렌즈 소재로서의 적용 가능성을 기존 상업화가 이루어진 소재들과의 물리화학적 특성으로 FT-IR기기분석, TGA 열안정성 평가, 인장강도, 함수율, 산소투과율 등을 확인하였으며, 습윤성을 평가하기 위한 습윤각 측정 및 단백질 흡착량 등의 특성을 비교 분석하였다. 결과: 하이드로겔 시료들의 공중합 상태를 FT-IR로 분석하여 확인하였으며, 열분해 정도 를 TGA를 활용하여 분석하였으며 열 안정성은 높은 것으로 확인되었다. 하이드로겔 친수화 성질로써 함수율을 측정하였다. PHEMA의 호모폴리머POL 시료들은 40%,이온성 성분으로 공중합된 MA시리즈 시료들은 2.50몰%(50.46%)와 5.00몰%(66.68%)까지는 함수율이 증가하다고 그 이상(10몰%)인 경우에는 소폭 감소(63.84%)하였다. 포스포러스(PC)의 MP시료들의 함수율은 포스포러스 함량이 증가할 수 록 함수율이 증가됨(51.41%, 61.03%, 70.84%)을 확인하였다. 하이드로겔 콘택트렌즈의 광학적 성질 중 하나인 산소투과율(Dk)을 측정하였다. PHEMA의 POL시료들은 8.22(Dk × 10−11)로 측정되었으며, MA시리즈, MP시리즈 시료들도 함수율에 비례해서 증가하였으며, 가장 높은 산소투과율은 MP03시료로 27.80(Dk × 10−11)으로 측정되었다. 하이드로겔 콘택트렌즈의 내구성을 평가하기 위해 기계적이 특성인 인장강도를 필름으로 시편을 제작하여 측정하였다. 함수율이 높은 MP시리즈 시료들이 전반적으로 낮게(0.117(MPa), 0.086(MPa), 0.041(MPa) 측정되었다. 본 연구에서는 습윤성을 향상시키고 착용감을 개선시키기 위해 포스포러스 소재를 적용하였다. 이에 대하여 습윤각과 단백질 흡착 정도를 측정하여 간접적으로 습윤성을 평가하였다. 대체적으로 이온성 그룹과 포스포러스 성분이 함유된 시료들에서는 POL 시료들보다는 습윤각이 낮게 측정되어 hydrophilic한 성질이 더 강해 습윤성이 높은 곳으로 확인되었다. 각 시료들의 단백질 흡착량 측정에서는 포스포러스 소재들이 함유된 MP시리즈 시료들이 전체적으로 단백질 흡착량이 감소되었음을 확인하였다. 결론: 본 연구과정에서 도출했던 포스포러스(PC) 소재의 특성들을 물리화학적으로 비교 분석하였을 때 안광학 의료기기로써 적용이 충분히 가능할 수 있을 것으로 판단되며 차후 완제품으로 생산된 후 안정성을 더 확보하는 차원에서 생물학적 평가가 부가될 수 있을 것으로 사료된다.

Purpose: In this study, the physicochemical properties of hydrogel soft contact lenses were investigated by introducing phosphorous materials, which are known as biocompatible components to improve comfort and wettability. Methods: The homopolymer of PolyHydroxy ethyl methacrylate (PHEMA), methacrylic acid (MA) series (MA and PHEMA) known as ionic groups and copolymers of phosphorus group (PC) and PHEMA were prepared with hydrogel. The applicability of the MP samples composed of PC as the hydrogel contact lens material was evaluated by FT-IR analysis, TGA thermal stability, tensile strength, water content, oxygen Permeability, etc., and the characteristics such as contact angle and protein adsorption amount for evaluating wettability were compared and analyzed. Results: The copolymerization state of the hydrogel samples was confirmed by FT-IR analysis, and thermal decomposition was analyzed with TGA and the thermal stability was confirmed to be high. Water content was measured by hydrophilization property. When the homopolymer POL samples of PHEMA have a water content of 40% and the MA series samples copolymerized with the ionic component increases to 2.50 mol% (50.46%) and 5.00 mol% (66.68%). The MP samples of phosphorus (PC) was increased as the content of phosphorous was increased (51.41%, 61.03%, 70.84%). The Oxygen permeability (Dk) of the POL samples was 8.22 (Dk × 10−11), and the MA and MP series samples increased in proportion to the water content. The highest oxygen permeability was measured as MP03 sample 27.80 (Dk × 10−11). In order to evaluate the durability of hydrogel contact lenses, specimens were prepared by the films. The MP series samples with high water content were measured very low (0.117 MPa, 0.086 MPa, 0.041 MPa). In this study, The contact angle and the degree of protein adsorption were measured to evaluate the wettability indirectly. Generally, in the samples containing ionic group and phosphorus component, the contact angle was measured lower than that of the POL samples, and the hydrophilic property was stronger and the wetting property was confirmed to be high. In the measurement of the protein adsorption amount of each sample, it was confirmed that the MP series samples containing the phosphorus materials had a decrease in protein adsorption amount as a whole. Conclusions: When the characteristics of PC material derived from this study are compared with each other by physicochemical analysis, it is considered that it can be applied as an ophthalmic medical device sufficiently. In order to secure more stability after production as a finished product, Biological Evaluation can be added.

#Wettability #Phosphorous #Contact angle #Protein absorption #습윤성 #포스포러스 #습윤각 #단백질 흡착

참고문헌 (10)

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