Effect of Surface Plasma Treatment on Physicochemical Characteristics of Rigid Gas Permeable Contact Lens

서지정보

· 발행기관 : 대한시과학회
· 수록지 정보 : 대한시과학회지 / 15권 / 2호
· 저자명 : Kyoung-Nam Lee, Hyung-Sup Shin, Bret Andre, In-Chel Jeon, Ki-Choong Mah

초록

목적: 플라즈마 표면처리가 불화규소 아크릴레이트 재질의 RGP 콘택트렌즈의 물리화학적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 방법: RGP 렌즈 표면의 플라즈마 처리는 공기 중 상온에서 200 W로 수행하였으며, 처리시간은 0∼250초로 다르게 하였다. 습윤성을 평가하기 위해 접촉각을 측정하였다. 표면 성분은 X-선광전자분광분석기(XPS)로 관찰하고, 플라즈마 처리에 의한 실리케이트의 형성을 분석하였다. 표면의 형상과 거칠기는 원자현미경(AFM)으로 관찰하였다. 산소침투성의 변화는 전기분해 분석법으로 얻은 렌즈의 투과 전류값과 중심두께를 측정하여 비교하였다. 결과: 플라즈마로 표면 처리되면 초기에 접촉각이 급격히 감소하였으며, 처리되지 않은 표면에 비해 30%까지 감소하였다. 표면 성분의 탄소와 불소는 70% 이하로 감소했으나, 산소와 실리콘은 150% 이상 증가하였다. 표면에서 탄소가 감소하는 형태는 접촉각의 변화와 직접적으로 관계가 있었다. 플라즈마 표면처리에 의해 표면의 탄소와 불소는 휘발하고, 유리된 실리콘이 산소와 결합하여 표면에 친수성 실리케이트(SiOx, x=1.5∼2.0)가 형성되며, 실리케이트는 50% 이상 크게 증가하였다. 플라즈마 처리된 표면에서 원형이나 직각형의 돌출부가 관찰되고, 거칠기(RMS)는 40% 이상 증가하였다. 결론: RGP 콘택트렌즈를 공기 중에서 플라즈마 처리하면 표면에 친수성인 실리케이트가 형성되어 습윤성은 개선되지만 산소침투성에는 영향을 주지 않았다. 습윤성의 증가는 표면형상의 변화보다는 실리케이트의 형성이 더 큰 영향을 준 것으로 판단되었다. 또한 플라즈마 처리에 의해 표면에 국한되어 형성된 실리케이트가 열린 구조를 갖고 있어 산소침투성에 유의한 변화가 없었던 것으로 생각된다.

영어초록

Purpose: To analyze the effect of plasma surface treatment on the physicochemical properties of various fluorosilicone acrylate-based rigid gas permeable (RGP) contact lenses. Methods: Plasma treatment of the RGP lens surfaces was performed at room temperature using a power of 200W. Lenses were treated for varying durations from 0∼250 seconds. In order to determine wettability of the lens surface, the contact angle was measured. Surface composition was observed using X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), and the formation of hydrophilic silica-like structures were measured. Surface morphology and roughness were observed using atomic force microscopy(AFM). Change in oxygen permeability (Dk) was compared using polarography and center thickness measurements. Results: Following plasma surface treatment, the wetting angle decreased sharply in the initial stage and decreased up to 30% compared to untreated surfaces. The carbon and fluorine contents to below 70 at. % (atomic percent); however, oxygen and silicone contents increased to above 150 at. % on the surface. The decrease in surface carbon correlates directly with the decrease in the contact angle. Plasma surface treatments caused carbon and fluorine on the surface to become volatile. Subsequently, extricated silicon and oxygen combined at the surface to form hydrophilic silicate (SiOx, x=1.5∼2.0)-increasing the overall amount of silicate bonds by over 50 at. %. Circular or rectangular projections were observed on plasma-treated surface, and roughness (RMS) increased by over 40%. Conclusions: When RGP contact lenses were treated with plasma in the air, hydrophilic silicate was formed on the surface-improving wettability but without affecting oxygen permeability. It is considered that the increase in wettability was influenced more by the formation of silicate than by a change in surface morphology. Also, it is considered that the changes in oxygen permeability is not significant because silicate, which formed limitedly on the surface by plasma treatment, has an open structure.

참고자료

· 없음