약물 방출 콘택트렌즈는 안과 질환 치료를 위한 새로운 치료 시스템으로 부상하고 있다. 그러나 렌즈 착용 중 발생하는 약물의 버스트(burst) 방출과, 포장 과정에서의 조기 약물 누출로 인해 적용이 제한되며, 그 결과 방출 지속시간이나 용량을 정밀하게 제어하기가 어렵다. 본 연구에서는 pH에 민감한 콘택트렌즈를 소개하고자 하며, 이는 렌즈 착용 중에만 요구되는(on-demand) 약물 방출을 나타내고 포장 및 운송 중에는 약물 누출이 미미한 특성을 보인다. 이러한 성능은 약물 적재 메조다공성 실리카 나노입자(MSNs)에 pH-민감성 폴리머를 코팅한 후 이를 콘택트렌즈에 통합함으로써 구현된다. 조성 최적화된 pH-민감성 폴리머는 pH 7.4에서 >45 °C의 하한 임계 용액 온도(LCST)를 가지는 반면, 산성 조건(pH ∼ 6.5)에서는 LCST가 <35 °C로 감소한다. 그 결과 MSN이 포함된 콘택트렌즈는 35 °C에서 산성 상태에만 적재된 약물을 지속적으로 방출하며, 이는 렌즈 착용 조건에 해당한다. 이러한 방출은 폴리머 사슬의 수축에 의해 개방되는 MSN 기공을 통해 일어난다. 반대로, 포장 및 운송에 해당하는 저온 또는 중성 pH 조건에서는 콘택트렌즈로부터 약물 누출이 미미하게 관찰된다. 또한, 단순 콘택트렌즈와 비교하여 pH-민감성 콘택트렌즈는 광학 특성(가시광 영역에서의 투과율), 기계적 특성(탄성률 및 인장강도), 물리적 특성(표면 거칠기, 산소 투과도 및 수분 함량) 등 체적(bulk) 특성이 변하지 않으면서 우수한 생체적합성을 보인다. 이러한 결과는 pH-민감성 콘택트렌즈가 안과 질환 치료에 잠재적으로 적용될 수 있음을 시사한다.

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