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Alginate가 포함된 하이드로겔의 물리적 특성

Physical Properties of the Hydrogel Using Alginate

  • 투고 : 2015.11.02
  • 심사 : 2015.12.22
  • 발행 : 2015.12.31

초록

목적: 해조류에서 추출된 알지네이트(alginate)와 염화칼슘($CaCl_2$)이 포함된 하이드로겔을 제작하여 물리적 특성을 살펴보고 콘택트렌즈로의 활용성을 파악하고자 한다. 방법: 하이드로겔 콘택트렌즈의 재료인 2-hydroxyethylmethacrylate(HEMA)와 개시제인 azobisiobutyonitile(AIBN), 가교제인 ethylenglycoldimethacrylate(EGDMA)를 사용하여 본 실험에 사용 할 시료를 필름 형태로 제작하였다. Phosphate-buffered saline(PBS)용액에 24시간 수화시킨 후 1%, 2% 알지네이트와 1%, 3%, 5% 염화칼슘 용액에 각각 24시간씩 interpenetrating polymer network (IPN)을 실행하였으며, 물리적인 특성을 평가하기 위해 굴절률, 함수율, 접촉각 및 인장강도를 측정하였다. 결과: IPN후 필름의 물리적 특성을 측정한 결과 함수율은 30.89~36.89%, 굴절률은 1.434~1.441, 접촉각은 $62.98{\sim}80.45^{\circ}$, 인장강도는 2.378~4.215 ($gf/mm^2$)로 각각 나타났다. 또한 알지네이트의 함량이 증가함에 따라 물리적 특성 변화가 거의 없었으며, 염화칼슘의 함량이 증가함에 따라 함수율은 감소하는 경향을 나타냈다. IPN 결과, HEMA를 기본으로 하는 콘택트렌즈에 비해 함수율 및 접촉각은 감소하였으나 인장강도는 증가하는 것으로 나타났으며 1차 IPN보다는 2차 IPN에서 인장강도가 높은 것으로 나타났다. 염화칼슘을 포함하는 하이드로겔의 경우, 24시간 중합한 시료 및 2% 알지네이트와 2차 IPN한 시료에서는 염화칼슘의 함량이 증가하면 접촉각이 감소하는 것으로 나타났다. 결론: 염화칼슘의 농도 증가는 하이드로겔 필름의 인장강도를 증가시킨다. 알지네이트와 염화칼슘이 포함된 하이드로겔은 콘택트렌즈로서의 기본적인 물리적 특성을 가지고 있으며 앞으로 콘택트렌즈 소재로 활용할 가능성이 충분히 있음을 확인할 수 있었다.

키워드

알지네이트;하이드로겔;접촉각;함수율;인장강도

참고문헌

  1. Liesegang TJ. Physiologic Changes of the Cornea with Contact Lens Wear. CLAO J. 2002;28(1):12-27.
  2. Woo CM, Lee HM. Change of corneal shape with soft contact lens type. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2014;19(1):111-120. https://doi.org/10.14479/jkoos.2014.19.1.111
  3. Lee GJ, Park YJ, Park JJ. The Long-Term Effects of soft contact lens wear on corneal thickness, curvature and endothelium. J Koeran Ophthalmol soc. 2005;46(6):945-953.
  4. Tyagi G, Collins M, Read S, Davis B. Regional changes in corneal thickness and shape with soft contact lenses. Optom Vis Sci. 2010;87(8):567-575. https://doi.org/10.1097/OPX.0b013e3181e61b78
  5. Read SA, Collins MJ. Diurnal variation of corneal shape and thickness. Optom Vis Sci. 2009;86(3):170-80. https://doi.org/10.1097/OPX.0b013e3181981b7e
  6. Kim TH, Cho SA, Sung AY. Study on the physical properties of soft contact lens materials with isocyanate group for durability improvement. Korean J Vis Sci. 2011;13(2): 127-137.
  7. Lee HM, Park HJ. Changes in drug elution concentration and physical characteristicsof soft contact lenses depending on the initiator and crosslinker. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2014;19(2):145-151. https://doi.org/10.14479/jkoos.2014.19.2.145
  8. Jin J, Ryu GC, Jin MS, Chae SC, Kim IS. Elution properties of naringin from soft contact lens containing naringin. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2008;13(3): 45-50.
  9. Kang U, Kim SR, Seo BM, Park M. A study on dye elution from the circle contact lenses. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2014;19(2):171-177. https://doi.org/10.14479/jkoos.2014.19.2.171
  10. Nichols JJ. Contact lenses 2013. Contact Lens spectrum, 2014;29:22-28.
  11. Yang CH, Wang MX, Haider H, Yang JH, Sun JU, Chen YM et al. Strengthening alginate/polyacrylamide hydrogels using various multivalent cations. Applied Materials & Imterfaces. 2013;5(21):10418-104122. https://doi.org/10.1021/am403966x
  12. Olav Smidsrod, Gudmund Skjak-Brk. Alginate as Immobilization matrix for cells. trends in biotechnology. 1990; 8;71-78. https://doi.org/10.1016/0167-7799(90)90139-O
  13. Lee HM, Kim JK, Cho TS. Antimicrobial hydrogel contact lens containing alginate. Bull Kor Chem Soc. 2011; 32(12):4239-4243. https://doi.org/10.5012/bkcs.2011.32.12.4239
  14. Lee HM, Yoon YH, Lee WB, Kim JK. A gel-forming poly-L-gyluronic acid produced from no guluronate-rich marine algae using new hydrolysis method: test for endovascular emboization. J. Mater Sci: Mater Med. 2009;20:1917-1926. https://doi.org/10.1007/s10856-009-3758-5
  15. Eiselt P, Yeh J, Latvala RK, Shea LD, Mooney DJ. Porous carriers for biomedical applications based on alginate hydrogels. biomaterials, 2000;21(19):1921-1927. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00033-8
  16. Goh CH, Heng PW, Huang EP, Li BK, Chan LW. Interactions of antimicrobial compounds with cross-linking agents of alginate dressings. J Antimicrob Chemother. 2008;62(1):105-108. https://doi.org/10.1093/jac/dkn168
  17. Hennink WE, Talsma H, Borchert JCH, De Smedt SC, Demeester J. Controlled release of proteins from dextran hydrogels. Journal of controlled release. 1996;39(1):47-55. https://doi.org/10.1016/0168-3659(95)00132-8
  18. You BJ, Lim YS. Effect of emulsifying conditions and alginate concentration of encapsulation ester compounds on retention rate of core material in microcapsules prepared with sea tangle alginates. J Korean Fish Soc. 2002; 35(6):654-659.

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