PEG 사슬이 표면 처리된 하이드로겔 콘택트렌즈의 개발 및 단백질 흡착성 연구
목적 : 여러 분자량의 polyethylene glycols(PEGs)을 화학적 공유결합으로 하이드로겔 콘택트렌즈 표면에 고정 시켰다. PEG의 도입이 렌즈의 표면 습윤성, 단백질 흡착성, 광투과율 등에 미치는 영향을 PEG의 길이 혹은 PEG 의 적용여부 등에 초점을 맞추어 분석하는데 실험 목적이 있다.
방법 : PEG에 Jones oxidation 반응을 통해 알코올기를 카르복실 작용기로 변형시켰고, 하이드로겔 콘택트렌즈 표면에 화학적으로 결합시켰다. 역상 고성능 크로마토그래피와 단백질 표준검량선을 이용하여 제조된 렌즈들에 흡착된 단백질을 정량하였다.
결과 : PEG가 개질된 하이드로젤 콘택트렌즈는 우수한 광투과율과 표면 습윤성을 보였고 이는 상업적으로 이용가능한 수치이다. 단백질 흡착 실험 결과를 살펴보면, 보단 긴 PEG 사슬이 적용된 하이드로겔 콘택트렌즈는 표면 친수성이 더 우수하기 때문에 단백질 흡착량이 더욱 감소하였다.
결론 : 본 연구에서는 PEG가 표면-개질된 하이드로겔 콘택트렌즈를 제조하고 이들의 물성을 조사하였다. PEG 각 적용된 렌즈는 90% 이상의 광투과율과 개선된 표면 습윤성을 보여주었다. 특히, 보다 긴 PEG2000이 적용된 렌즈에는 PEG가 적용되지 않은 대조군이나 짧은 PEG164가 적용된 렌즈 보다 단백질의 흡착이 크게 감소되었다. PEG가 표면에 적용된 하이드로겔의 제조는 안의료용 바이오소재 뿐만 아니라 단백질-비흡착 기기의 개발에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
Purpose : Polyethylene glycols (PEGs) with different molecular weights (MWs) were covalently immobilized onto surface of hydrogel contact lenses. The effect of PEG immobilization on the surface wettability, protein adsorption, and optical transmittance of the resultant hydrogels were investigated, with a particular focus on the MWs of PEGs compared to unmodified control. Methods : PEGs were carboxylated through Jones oxidation, and conjugated onto hydrogel contact lenses. Quantitation of protein deposition onto hydrogel lenses was performed using reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) with a calibration curve for protein. Results : The PEG-modified hydrogel lenses exhibited high transparency and improved surface hydrophilicity compared to the untreated hydrogels. According to the results of the protein absorption investigation, lenses based on a longer PEG chain showed lower protein absorption due to higher hydrophilicity. Conclusion : This report describes the synthesis and characterization of a series of hydrogel contact lenses coated with PEG chains. The PEG-modified lenses showed over 90% transmittance and improved surface hydrophilicity. In particular, the amount of protein adsorbed on the longer PEG-coated lenses decreased significantly relative to those of unmodified and shorter PEG-coated hydrogels. The preparation of hydrogels with a PEG-surface may be a new method for the development of ophthalmic biomaterials as well as protein-resistant devices.