Abstract Purpose : In this study, α-Lipoic acid and pyridine were added to hydrogel materials and silicone hydrogel materials, respectively, to manufacture contact lens to evaluate changes in physical properties. Methods : N,N-Dimethylacrylamide (DMA), 2,2'-Azobis (2-methylpropionitrile) (AIBN), an initiator, and Ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), crosslinking agent, were used basic mixing ratio, and hydrogel materials were prepared by thermopolymerization at 100°C for 1 hour based on 2-Hydroxyethyl methacrylate (HEMA). Silicone hydrogel materials were prepared by thermopolymerization at 130°C for 2 hours based on Silicone monomer (SID). The properties of contact lenses were evaluated by adding 0.05% of 3-hydroxypyridine N-oxide and (R)-(+)-α-Lipoic acid by ratio to each material. Results : A lens manufactured by adding alpha lipoic acid to silicone hydrogel materials showed a tendency to increase wettability and decrease refractive index. A lens manufactured by adding pyridine to silicone hydrogel materials showed UV-A blocking ability, and the refractive index tended to increase. In addition, a contact lens manufactured by adding alpha lipoic acid and pyridine together showed antimicrobial properties, reduced surface roughness, and increased wettability and oxygen permeability according to the ratio of alpha lipoic acid addition. Conclusion : It is judged that alpha lipoic acid and pyridine are expected to improve wettability and oxygen permeability of the lens and to be used as contact lens materials with antibacterial properties. Key words : Alpha lipoic acid, Antimicrobial, Oxygen permeability, Pyridine, Wettability

목적: 상분리가 일어나지 않는 실리콘하이드로겔 콘택트렌즈(silicone hydrogel contact lens, SH-CL) 제조에 적합한 실리콘 모노머의 구조를 알아보고자 한다. 방법 : HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)와 세 종류의 실리콘 모노머, TRIM[3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, Aldrich], TEMA[2-(trimethylsilyloxy)ethyl methacrylate, TCI], TMMA[(trimethylsilyl) methacrylate, Aldrich]를 활용하여 완전몰드로 SH-CL를 제조하였다. 함수율과 UV-VIS spectrophotomter 를 이용한 광투과율, TGA 분석을 통한 열적안정성 등의 물리적 특성과 FT-IR 분석을 통한 화학적 특성을 알아 보았다. 결과 : 동일한 양의 TRIM, TEMA, TMMA를 사용하여 제작한 SH-CL의 광투과율은 각각 92%, 86%, 80%로 측정되었으며, 함수율은 TRIM을 사용한 SH-CL에서 39.3%로 가장 높게 나타났다. FT-IR 분석 결과 세 종류의 SH-CL 모두 silicone monomer와 HEMA의 중합반응이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있었고, TGA 분석을 통해 TRIM monomer의 sol-gel 반응 유무를 확인할 수 있었다. 결론 : Sol-gel 반응에 적합한 구조를 가지고 있어 상분리가 일어나지 않아 투명하고, Si에 극성 작용기인 methoxy기가 연결되어 있는 TRIM monomer가 SH-CL 제조에 적합한 구조임을 확인할 수 있었다.

In this study, lenses are fabricated using various nanomaterials as additives to a silicone polymer made with an optimum mixing ratio and short polymerization time. In addition, PVP is added at a ratio of 1% to investigate the physical properties according to the degree of dispersion, and the compatibility with hydrophobic silicone and the possibility of application as a functional lens material are confirmed. The main materials are SIU as a silicone monomer, DMA, a hydrophilic copolymer, EGDMA as a crosslinking agent, and 2H2M as a photoinitiator. Holmium (III) oxide, Europium (III) oxide, aluminum oxide, and PVP are used. When Holmium (III) oxide and Europium (III) oxide are added based on the Ref sample, the characteristics of the lens tend to be similar overall, and the aluminum oxide shows a tendency slightly different from the previous two oxides. This material can be used as a silicone lens material with various nano oxides and polyvinylpyrrolidone (PVP) acting as a dispersant.

목적 : 실리콘 하이드로겔렌즈의 베이스커브가 피팅상태와 착용감에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 방법 : 안질환이 없고 콘택트렌즈 착용에 문제가 없는 성인 30명(60안, 평균 나이: 21.9±1.5세)를 대상으로 하였다. 두 종류의 베이스커브(8.5 mm와 9.0 mm)를 가진 실리콘 하이드로겔렌즈를 사용하여 경험적 피팅법은 각막의 약주경선의 곡률반경이 7.8 mm보다 스티프하면 8.5 mm 베이스커브로, 7.8 mm보다 플랫하면 9.0 mm 베이스커브로 결정하였고, 시험렌즈 피팅법은 두 개 베이스커브의 콘택트렌즈를 이중맹검법으로 모두 착용 시킨 후 평가하였다. 콘택트렌즈 착용 후 피팅상태는 렌즈의 중심잡기, 순목 시 렌즈움직임, 래그(lag), 푸쉬업검사(push-up test), 케라토미터 마이어상 관찰 결과로 평가하였고, 자각적 착용감은 Likert 5점 척도 설문 조사를 통해 평가하였다. 결과 : 경험적 피팅법의 경우 전체 대상안의 91.67%에서 적합한 피팅상태를 보였으나, 시험렌즈 피팅법을 통해 두 가지 베이스커브의 피팅상태를 비교하면 스티프한 각막에 9.0 mm 베이스커브가 이상적인 경우가 33.33%, 플랫 한 각막에 8.5 mm 베이스커브가 이상적인 경우도 25%로 나타나, 경험적 피팅법을 통해 이상적인 성공률은 71.67% 을 나타냈고, 시험렌즈 피팅법은 100%의 성공률을 보였다. 베이스커브 별 착용감은 대상자의 63.33%가 베이스커 브에 따라 착용감에 차이를 느끼지 않았지만 8.5 mm에서 3.53점, 9.0 mm에서 2.75점으로 8.5 mm 베이스커브 에 대한 만족도가 유의하게 높았고(t=4.528, p<0.001), 플랫 각막군의 27.78%가 8.5 mm 베이스커브에 만족하는 것으로 나타났다. 결론 : 실리콘 하이드로겔렌즈의 베이스커브 선택에 있어서 각막의 곡률반경만을 고려한 경험적 피팅을 하거나 착용자 착용감에만 의존할 경우 부적합한 상태가 나타날 수 있으므로 시험렌즈 피팅을 통한 피팅상태 평가가 중요할 것으로 사료된다.

목적 : 재질이 다른 두 종류의 한달 착용 실리콘하이드로겔 렌즈를 착용 기간에 따라 렌즈 전면의 NITBUT와 자각적 증상을 비교하였다. 방법 : Samfilcon A와 Comfilcon A 렌즈를 32명(평균 23.5±2.92세, 여: 24명, 남: 8명)의 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 각각 착용하고, 대상자에게 3회 방문 (첫째 날 3시간 후, 1일 및 1주일 렌즈 착용 9시간 후)을 요청한 후, 고대비도(100%)와 저대비도(10%) 시력표를 이용한 시력검사와 Keratograph 5M (Oculus, Germany)을 사용하 여 렌즈 전면의 non-invasive tear breakup time (NITBUT)를 측정하였다. 콘택트렌즈와 관련 있는 자각적 증상은 5개 항목(불편함, 건조감, 시력 변화, 눈 감고 싶음, 렌즈 제거하고 싶음)으로 설문지 작성을 하도록 하였다. 결과 : 밝은 조명상태에서 검사한 고대비시력과 저대비시력, 그리고 렌즈 전면의 NITBUT는 Samfilcon A와 Comfilcon A 사이에서 유의한 차이가 나타나지 않았고, 각각의 렌즈 착용 7일 동안 시력과 NITBUT 변화에서도 의미 있는 차이는 없었다. 콘택트렌즈 착용과 관련된 5개 항목의 자각적 증상의 상대적 발생빈도는 모든 항목에서 유의한 차 이가 없었고, 렌즈에 대한 선호도에서도 두 렌즈 착용자들의 반응은 통계적으로 차이가 없었다(각각, 40.6%, 37.5%). 결론 : 이 연구는 Samfilcon A와 Comfilcon A사이에서 pre-lens NITBUT와 자각적 증상에 대한 비슷한 임상 결과를 보여준다. 두 실리콘하이드로겔 렌즈는 제조사와 렌즈 재질이 다름에도 불구하고 렌즈 착용자들 사이에 서 두 렌즈의 차이점은 발견할 수 없었다.

목 적 : Comfilcon A 실리콘 하이드로겔렌즈의 착용시간에 따른 시력의 질과 눈의 자각적 증상을 비교하 였다. 방 법 : 최대 교정시력을 제공하는 도수의 실리콘 하이드로겔렌즈를 건강한 성인 27명 (평균24.30±2.96 세, 여: 14명, 남: 13명)의 대상자에게 착용시키고 밝은 조명(photopic)과 어두운(mesopic) 조명 상태에서 고대비도(100%)와 저대비도(10%) 시력표를 사용한 시력검사와 4종류의 공간주파수에서 대비감도검사를 시행하였다. 또한, 수차분석기를 이용하여 4 mm와 6 mm 동공크기에서 각막의 고위수차를 각각 측정하고, 렌즈착용 대상자는 콘택트렌즈와 관련된 자각적 증상에 대한 설문지를 작성하도록 하였다. 모든 측정과 설 문지 작성은 하루 동안 실리콘 하이드로겔렌즈를 착용하면서 2 시간과 9시간 착용 후 각각 수행되었다. 결 과 : 밝은 조명과 어두운 조명 상태에서 검사한 고대비시력과 저대비시력 및 대비감도는 렌즈착용 2시 간과 9시간 후 유의한 차이가 없었다. 3차 고위수차, 4차 고위수차, 코마 및 구면수차를 포함하는 각막의 고 위수차량 또한 렌즈착용 2시간과 9시간 후 대상자의 동공의 크기에 상관없이 차이가 없었다. 그러나 콘택트 렌즈 착용과 관련된 자각적 증상의 상대적 발생빈도 항목 중, 불편함(discomfort), 건조감(dryness) 및 눈 감음(closing eyes)의 증상은 렌즈착용 2시간과 9시간 후 비교에서 유의한 차이가 있었다(p=0.031, p=0.001, p=0.031). 결 론 : Comfilcon A 실리콘 하이드로겔렌즈를 9시간 착용한 결과 시력과 대비감도 및 각막의 고위수차 는 착용시간에 따라 변화가 없었으나 건조감과 불편한 자각적 증상은 착용시간이 길어지면서 증가하므로 이 러한 증상을 감소시킬 관리법의 지도가 필요할 것으로 생각된다.

목 적: 착용한 실리콘 하이드로겔 렌즈 표면에 침착된 성분을 X-선광전자분광법으로 관찰하였으며, 투광성과의 관련성을 연구하였다. 방 법: 표면을 플라즈마 코팅한 Lotrafilcon A 재질의 실리콘 하이드로겔 렌즈를 착용한 다음, 표면에 침착물의 성분과 화학결합을 X-선광전자분광분석기(XPS)로 분석하였으며, 침착에 따른 광투과율을 관찰하였다. 결 과: 착용 초기에는 점액질의 침착이 주로 일어나 40% 이상이 되었으며, 그 이후에는 큰 증가가 없었다. 지방의 침착은 점액질보다 적지만 20%까지 계속 증가하였다. 가시광선의 광투과율은 착용 5일까지 3.4% 감소하였으며, 그 이후에 1.2% 정도 더 감소하였다. 결 론: 플라즈마 처리로 표면이 친수성인 실리콘 하이드로겔 렌즈의 침착은 주로 점액질에 의해 발생하며, 지방은 침착된 점액질에 쌓이면서 서서히 증가하였다. 침착물로 인하여 렌즈의 광투과율이 저하되었으나, 그 영향은 점차 감소하였다.

목적: 새로 합성한 silicone monomer인 3-[Tris(vinyldimethylsiloxy)silyl]propyl methacrylate(V-TRIS)를 이용하여 제조한 Silicone hydrogel contact lens(SiHy)와 제조 과정 에서 에탄올을 첨가하여 만든 SiHy의 광투과율과 함수율에 대해 살펴보고자 한다. 방법: 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate와 chlorodimethylvinylsilane을 반응하여 Silicone을 4개 함유하는 V-TRIS를 합성하였다. Figure. 1. Reaction scheme for the synthesis of V-TRIS. V-TRIS를 전체 무게의 10%, 20% 만큼 첨가하고 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), Azobis isobutyronitrile(AIBN), Ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA), N-vinyl-2 -pyrrolidone(NVP) 등과 열중합하여 SiHy를 제조하였다. 에탄올은 전체무게의 15%를 첨가하 였다. 제조된 SiHy는 증류수에 24시간 동안 담가둔 후 함수율을 측정하였으며, 파장 400~1100nm 범위에서 UV spectrophotometer(JENWAY, Genova Nano)를 이용하여 광투과 율을 측정하였다. 결과: Table 1. Optical Transmittance and water contents of SiHy with ethanol dilution. V-TRIS를 이용한 SiHy의 함수율은 32~35% 정도로 나타났다. SiHy 제조과정에서 에탄올을 첨가한 경우 광투과율과 함수율이 각각 증가하였다. 결론: 친수성인 HEMA와 소수성인 silicone monomer, V-TRIS가 서로 잘 섞이지 않아 상분리 현상이 발생한다. 이로 인해 SiHy의 광투과율이 낮아지게 되는데 친수성 및 소수성 물질에 동시에 잘 섞이는 알콜기를 포함하는 에탄올을 첨가함으로서 HEMA와 V-TRIS가 상분리 현상 없이 잘 섞이게 되어 광학적으로 투명한 SiHy를 얻을 수 있다.

목적: Silicone hydrogel contact lens(SiHy)에 생체친화적인 Glycopolymer인 Hyaluronic acid(H.A)와 Alginic acid(A.A)를 Interpenetrating polymer networks(IPN) 방법으로 각각 첨가시켰을 때 함수율과 단백질 흡착에 미치는 영향을 미치는지 살펴보고자 한다. 방법: 중합기인 methacrylate와 친수성기인 –OH기를 포함하는 Multifunctional -Polydimethylsiloxane(M-PDMS)을 신규 합성하여 전체 무게의 10% 만큼 첨가하고 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), Azobis isobutyronitrile(AIBN), Ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA), N-vinyl-2-pyrrolidone(NVP) 등과 함께 열중합하여 SiHy를 제조하였다. SiHy를 H.A와 A.A를 IPN 방법으로 첨가시키기 위해 SiHy에 10kDa, 40kDa, 100kDa 분자량의 H.A와 15kDa 분자량의 A.A(5g/L, 30% ethanol in water)와 Polyethyleneimine(PEI)(5g/L, 30% ethanol in water)을 1:1로 섞은 용액에 SiHy를 4°C에서 4일 동안 담가둔 후 가교제인 N-(3-Dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride(EDC)(5g/L, 30% ethanol in water)에 48시간 동안 담가두었다. 함수율은 SiHy를 90°C에서 6시간동안 건조한 후 측정하였다. 단백질 흡착실험은 lysozyme, albumine, globulin이 포함된 인공눈물에 SiHy를 3~24시간 동안 흡착시킨 후 HPLC를 사용하여 정량하였다. Figure. 1. Schematic representation of silicone contact lens interpenetrated with glycopolymer. Table 1. Water contents and amount of total protein absorbtion of SiHy interpenetrated with H.A or A.A. H.A 및 A.A가 첨가되지 않은 SiHy에 비해 H.A 또는 A.A가 첨가된 SiHy의 함수율이 높게 나 타났으며 단백질 흡착량은 감소하였다. H.A의 분자량 크기가 클수록 12시간 까지는 단백질 흡착량이 줄어들었으며, 24시간 지난 후 에는 분자량에 따른 단백질 흡착량 차이가 없었다. A.A 15kDa 첨가에 따른 SiHy 단백질 흡착량은 H.A 10kDa을 첨가한 경우와 비슷하였다. 결론: H.A와 A.A의 –COOH 작용기와 PEI의 –NH2 작용기가 가교제인 EDC에 의해 amide bonding(-CONH-)를 이루면서 H.A와 A.A가 SiHy에 IPN형식으로 결합되었으며, 친수성(-OH)을 띠는 H.A 및 A.A가 SiHy의 함수율을 증가시킴을 알 수 있다. 또한 SiHy의 표면에 결합되어 있는 친수성을 띠는 비이온성 Glycopolymer의 영향으로 단백질 흡착이 감소된 것으로 생각된다.

목적: 새로운 실리콘 모노머를 사용하여 제조한 실리콘하이드로겔 콘택트렌즈와 2종류의 시판용 렌즈에 hyaluronan을 첨가한 다음 lysozyme, albumin, globulin 3종류 단백질에 대한 흡착량의 변화를 살펴보고자 한다. 방법: 실험실에서 제조한 렌즈는 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate, 96%, Junsei)와 TRIM (3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98%, Aldrich) 등의 모노머를 사용하여 cast mould 방법으로 제조하였다. HA(Hyaluronic acid, LifeCore Biomedical) 첨가는 HA 에탄올 용액과 EDC (1-(3-(Dimethylamino)propyl)-3-ethylcarbodiimide methiodide, Aldrich) 용액을 사용하였다. HA의 첨가 전 후 렌즈의 함수율, 광 투과율 등의 물리적 특성 변화와 lysozyme, albumin, globulin이 포함된 인공눈물을 제조하여 48시간 동안 흡착량 변화를 살펴보았다. 각각의 단백질은 HPLC로 정량하였다. 결과: HA가 첨가된 렌즈의 함수율은 첨가 전의 값에 비해 약 10% 증가하였으며, 광 투과율은 큰 변화가 없었다. HA를 첨가한 렌즈에서 시간에 따른 HA의 용출량은 48시간 동안 지수함수 형태로 증가하였다. HA가 첨가되지 않은 렌즈에 비해 HA를 첨가한 모든 렌즈에서 단백질 흡착량이 감소하였으며, 흡착시간이 경과함에 따라 그 감소효과가 크게 줄었다. 단백질의 종류에 따른 흡착량은 lysozyme>globulin>albumin의 순으로 감소하였으며, SHL 렌즈에서 최대 80% 이상 감소하였다. 결 론: Hyaluronan이 첨가된 모든 실리콘하이드로겔 콘택트렌즈에서 단백질 흡착량이 감소하였다. 실리콘하이드로겔 렌즈에 3종류 단백질의 흡착 특성은 렌즈 표면의 친수성에 가장 크게 영향을 받음을 확인할 수 있었으며, 수소결합이 가능한 hyaluronan의 첨가로 인해 렌즈의 친수성을 증가시키고 이로 인해 단백질의 구조적 변성을 방지하여 단백질 흡착을 억제하는 것으로 생각된다.

NVP(N-Vinyl-Pyrrolidon)와 MA(methacrylic acid)는 친수성과 습윤성이 좋은 특성을 갖는 재료로 우리 눈에 착용되어 질 때 이물감을 감소시켜 착용감을 증가시키는 역할을 한다. 목적: 본 연구는 렌즈의 함수율에 큰 영향을 미치는 NVP, MA와 silicone polyether acrylate를 중합하여 이들 모노머가 함수율에 미치는 영향을 연구하였다. 방법: cast mould법을 이용하여 각각의 렌즈를 제조하였으며, 각 sample의 함수율은 SPSS(statistical Package of Social Science) for Windows 10.0 version의 통계 프로그램을 사용하여 함수율의 증감에 대해 sample의 평균과 표준편차 및 유의성 등의 평가를 통계학적으로 분석하였다. 결과: 실리콘(0.20~7.50%)을 포함한 sample의 함수율은 각각 26.83%, 27.89%와 27.92%를 나타내었으며, 같은 조합에 5.15%의 NVP를 첨가하였을 때 함수율은 31.03%, 32.11%와 34.10%를 MA의 경우는 58.96%, 62.13%와 62.15% 나타내었다. 결론: 실리콘 하이드로젤 렌즈에 NVP와 MA를 첨가하였을 때 함수율의 증가는 친수성 작용기의 영향으로 판단된다.