ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНЗА С СИСТЕМОЙ СВЯЗИ
OPHTHALMOLOGICAL LENS WITH COMMUNICATION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание, по существу, относится к офтальмологической линзе и, более конкретно, относится к гидрогелевой линзе, включающей в себя антенную систему связи.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно офтальмологические устройства, такие как гидрогелевая линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, включают в себя корректирующие, косметические или терапевтические свойства. Например, контактная линза может обеспечивать функцию коррекции зрения, косметическое улучшение и/или терапевтические функции. Каждая функция обеспечивается физической характеристикой контактной линзы. Например, свойство светопреломления может обеспечивать функцию коррекции зрения, пигмент может обеспечить косметическое улучшение, a активный агент может обеспечить терапевтическую функцию.
Процессы производства офтальмологической линзы включают в себя, например, размещение мономера между задней криволинейной поверхностью (верхняя часть) и передней криволинейной поверхностью (нижняя часть) частей формы для литья, несомых матрицей формы для литья. Мономер полимеризуется, формируя таким образом линзу, которую впоследствии извлекают из частей формы для литья, дополнительно обрабатывают в ванне для гидратации и укомплектовывают для применения потребителем. Разработанный недавно процесс производства для изготовления высококачественных индивидуальных офтальмологических линз описан в патенте США № 7905594 авторов Widman et al., который переуступлен правопреемнику настоящего изобретения.
Для достижения больших диапазонов конфигураций и более высокого оптического качества в настоящее время эти и другие способы производства осуществляют с помощью частично автоматизированных и полуавтоматизированных аппаратов и процессов со строгим управлением процессом и жесткими допусками, необходимыми для производства высококачественных офтальмологических линз. В развивающихся способах используют различные виды управления процессом, стремясь улучшить или добавить определенный производственный этап. Примеры недавно разработанных способов включают в себя новые способы высвобождения линзы из части формы для литья, применение слоев связующего в частях формы для литья, способы полимеризации, способы гидратации линзы, способы метрологии, разработку материалов для линзы и т.п.
При разработке новых способов и компонентов линзы сложность диагностики и устранения неполадок необходимых автоматизированных видов управления процессом иногда возрастает. Кроме того, поскольку некоторые сбои не могут быть обнаружены перед обнаружением бракованной офтальмологической линзы при контроле качества, идентификация и коррекция сбоев часто может быть предметом временной задержки, потери времени и материалов при производстве. В результате этого, в то время как вышеупомянутые процессы производства имеют некоторую эффективность при производстве мягких контактных линз, они имеют ряд недостатков, которые могут препятствовать достижению высокой скорости автоматизированной линии производства, способной производить высококачественные офтальмологические линзы. Кроме того, с учетом повышения риска подделки этих высококачественных офтальмологических линз желательно, чтобы офтальмологическая линза включала в себя систему связи, подходящую для предоставления информации о производстве офтальмологической линзы.
Таким образом, существует потребность в системе связи, которая может быть встроена в офтальмологическую линзу и/или часть формы для литья на ранних стадиях производства и которая может подходить для генерирования уникального идентификатора со связанной информацией о производстве.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, указанные выше потребности в значительной мере обеспечиваются одним или более вариантами осуществления системы связи. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления система связи включает в себя наноантенну, встроенную в офтальмологическое устройство или на его поверхность во время производства и закодированную с использованием уникального идентификатора.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления офтальмологическая линза содержит гидрогелевый участок и систему связи. Система связи упомянутой офтальмологической линзы может быть выполнена с возможностью передачи данных, связанных с исходными свойствами офтальмологической линзы, на внешний процессор. В некоторые варианты осуществления может быть включена несущая вставка с аккумулятором, способным подавать питание на систему связи упомянутой офтальмологической линзы.
В соответствии с некоторыми аспектами описания описан способ обеспечения офтальмологической линзы. Способ может включать в себя подачу питания на систему связи, формирующую часть офтальмологической линзы; передачу данных, относящихся к уникальному идентификатору, на процессор, находящийся в соединении с системой связи; генерирование исходных свойств линзы и соотнесение их с уникальным идентификатором; и регистрацию в системе связи сигнала, позволяющего получить доступ к базе данных, содержащей информацию об исходных свойствах линзы.
Для лучшего понимания приведенного ниже подробного описания были кратко описаны некоторые реализации офтальмологического устройства и системы связи, включая конфигурацию антенны. Конечно, имеются дополнительные варианты реализации, которые будут описаны ниже и которые сформируют объект изобретения в его формуле.
В этом отношении, прежде чем подробно объяснять по меньшей мере один вариант реализации, следует пояснить, что гидрогелевая линза, включающая в себя систему связи, не ограничена в своем применении деталями конструкции и расположениями компонентов, изложенными в нижеследующем описании или показанными на рисунках. Следует также понимать, что фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, а также в реферате, служат целям описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.
Таким образом, специалисты в данной области определят, что концепция, на которой основано данное описание, легко может быть использована как основа для конфигурации других структур, способов и систем для осуществления некоторых задач офтальмологической линзы, включая управление, следующее за производством офтальмологической линзы, динамическими компонентами, которые могут быть включены в некоторые варианты осуществления. Поэтому следует понимать, что формула данного изобретения включает в себя такие эквивалентные конструкции в той мере, в какой они не отклоняются от сущности и объема настоящей заявки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ.1 изображено поперечное сечение аппарата узла формы для литья в соответствии с некоторыми вариантами осуществления описания.
На ФИГ.2 изображена офтальмологическая линза с системой связи, включающей в себя приемник энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления описания.
На ФИГ.3 изображена другая офтальмологическая линза с несущей вставкой, содержащей систему связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления описания.
На ФИГ.4 изображена схематическая конфигурация системы связи, содержащей пример наноантенны в соответствии с некоторыми аспектами описания.
На ФИГ.5 изображен аппарат для производства офтальмологической линзы, который можно использовать для расположения системы связи в части формы для литья офтальмологической линзы.
На ФИГ.6 изображен процессор, который можно использовать для реализации некоторых вариантов осуществления описания.
На ФИГ.7 изображены этапы способов, которые можно использовать для генерирования профиля исходных свойств офтальмологической линзы во время производства.
На ФИГ.8 изображены этапы способов, которые можно использовать для отслеживания и/или диагностики и устранения неполадок регулируемых условий производства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описана система связи для офтальмологической линзы. Систему связи можно использовать для рационального отслеживания регулируемых условий производства и идентификации недостатков в системе. В некоторых вариантах осуществления систему связи также можно использовать для генерирования исходных свойств линзы, которые могут подходить для гарантии получения потребителем подлинной офтальмологической линзы. Например, исходные свойства линзы могут включать в себя информацию о конфигурации линзы, подходящую для подтверждения подлинности офтальмологической линзы.
СПИСОК ТЕРМИНОВ
В описании и пунктах формулы изобретения могут использоваться различные термины, для которых будут приняты следующие определения.
Активная вставка в линзу - в настоящем документе может относиться к электронному или электромеханическому устройству-вставке с управлением на основе логических схем.
Система связи - в настоящем документе может относиться к беспроводному устройству связи, которое может быть выполнено с возможностью передачи и получения электромагнитных волн из его компонентов. В некоторых вариантах осуществления система связи может включать в себя наноантенну, такую как нанофрактальная антенна или конструкция антенны типа «волновой канал», а также нанодатчик, процессор и наноприемник. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система связи может быть весьма малого размера и может быть выполнена без следствия в большинстве применений в оптическом пластиковом полимере или смоле. В альтернативных вариантах осуществления существенно непрозрачные компоненты больших систем связи, которые ухудшают зрение, могут быть расположены снаружи оптической зоны, например, формируя часть несущей вставки.
С энергообеспечением - в настоящем документе может относиться к состоянию, при котором возможно подавать электрический ток или сохранять электрическую энергию внутри.
Энергия - в настоящем документе может относиться к способности физической системы совершать работу. В пределах настоящего описания многие способы применения могут относиться к указанной способности выполнять электрические действия при совершении работы.
Приемник энергии - в настоящем документе может относиться к носителю, который может функционировать в качестве антенны для приема беспроводной энергии, например, посредством передачи радиоволн.
Источник питания - в настоящем документе может относиться к устройству или слою, способному подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в состояние с энергообеспечением.
Функционализированная многослойная вставка - в настоящем документе может относиться к вставке для офтальмологического устройства, сформированной из множества функциональных слоев, из которых по меньшей мере часть из множества функциональных слоев наложены друг на друга. Множество слоев могут иметь отдельную функциональность для каждого слоя; или, альтернативно, смешанную функциональность во множестве слоев. В некоторых вариантах осуществления слои могут представлять собой кольца.
Конфигурация линзы - в настоящем документе может относиться к форме, функции и/или внешнему виду желаемой линзы, которая в случае изготовления может обеспечивать функциональные характеристики, содержащие без ограничений коррекцию оптической силы, видимую окраску, терапевтические функции, износостойкость, приемлемую проницаемость, форму, состав, прилегаемость, приемлемую подгонку линзы (например, покрытие роговицы и перемещение), а также приемлемую вращательную стабильность линзы.
Линзообразующая смесь - в настоящем документе термин «линзообразующая смесь», или «реакционная смесь», или «РСМ» (реакционная смесь мономера), относится к материалу на основе мономера или форполимера, который может быть отвержден и сшит или сшит с формированием офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как УФ-блокаторы, оттеночные средства, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Линзообразующая поверхность - в настоящем документе может относиться к поверхности, которая используется для литья по меньшей мере участка линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность, например 103–104, может иметь поверхность оптической чистоты и качества, что указывает на то, что она является достаточно гладкой и сформирована так, что поверхность линзы, сформированной при полимеризации линзообразующего материала, находящегося в контакте с поверхностью формы для литья, является оптически приемлемой. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность может иметь такую геометрию, которая необходима для придания поверхности линзы желаемых оптических характеристик, включая, без ограничений, сферическую, асферическую и цилиндрическую силу, коррекцию аберрации волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т. п., а также любых их комбинаций.
Несущая вставка - в настоящем документе может относиться к формуемому или жесткому носителю, способному поддерживать элемент питания, такой как аккумулятор, в пределах офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления несущая вставка также включает в себя одну или более линз с изменяемыми оптическими свойствами и систем связи.
Форма для литья - в настоящем документе может относиться к жесткому или полужесткому объекту, который может быть использован для формирования линз из неполимеризованных составов. Некоторые формы для литья могут включать в себя одну или более частей формы для литья, используемых для формирования гидрогелевой линзы, содержащей приподнятые участки.
Поверхность глаза - в настоящем документе может относиться к области передней поверхности глаза.
Офтальмологическая линза - в настоящем документе может относиться к любому офтальмологическому устройству, расположенному в или на глазу. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию или могут быть косметическими. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному подобному устройству, предназначенному для коррекции или модификации зрения или косметического улучшения физиологии глаза (например, цвета радужной оболочки) без ухудшения зрения. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы согласно описанию представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, в том числе, без ограничений, силикон-гидрогелей и фторсодержащих гидрогелей.
Оптическая зона - в настоящем документе может относиться к области офтальмологического устройства или линзы, через которую пользователь офтальмологической линзы смотрит после формирования линзы.
Периферическая зона - в настоящем документе термин «периферическая зона», или «неоптическая зона», может относиться к области офтальмологической линзы за пределами оптической зоны офтальмологической линзы и, следовательно, за пределами участка офтальмологической линзы, через который пользователь линзы видит, когда офтальмологическая линза в соответствии с обычным назначением находится на глазу, около или внутри глаза.
Исходные свойства - в настоящем документе может относиться к предпосылкам и/или к истории изготовления офтальмологической линзы. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления исходные свойства могут включать в себя, например, одно или более из характеристик коррекции линзы, базовой кривизны, материала (-ов), зашифрованных цифровых идентификационных данных, информации о производственном оборудовании и подтверждающих подлинность данных.
Высвобожденная из формы для литья - в настоящем документе может относиться к линзе, которая либо полностью отделена от формы для литья, либо лишь слабо прикреплена к ней, так что ее можно отсоединить легким встряхиванием или сдвинуть с помощью тампона.
На Фиг.1 представлена схема иллюстративной формы для литья для офтальмологической линзы с системой 109 связи. В настоящем документе термин «форма для литья» может включать в себя узел 100 формы для литья, имеющий полость 105, в которую можно поместить линзообразующую смесь 110, так чтобы после реакции или отверждения линзообразующей смеси сформировать офтальмологическую линзу желаемой формы. В некоторых вариантах осуществления формы для литья и узлы 100 формы для литья могут быть изготовлены более чем из одной «части формы для литья» 101–102. Например, части 101–102 формы для литья можно свести вместе так, что между частями 101–102 формы для литья формируется полость 105, в которой можно сформировать линзу. Данная комбинация частей 101–102 формы для литья предпочтительно является временной. После формирования офтальмологической линзы части 101–102 формы для литья можно снова разъединить и офтальмологическую линзу можно извлечь из формы для литья.
По меньшей мере одна часть 101–102 формы для литья имеет по меньшей мере участок своей линзообразующей поверхности 103–104, который контактирует с линзообразующей смесью, так что после реакции или отверждения линзообразующей смеси 110 данная поверхность 103–104 обеспечивает желаемую форму и геометрию того участка офтальмологической линзы, с которым она контактирует. Это также может быть справедливо для по меньшей мере еще одной части 101–102 формы для литья.
Таким образом, например, в одном предпочтительном варианте осуществления узел 100 формы для литья может быть сформирован из двух частей 101–102: вогнутой части (передней части) 102 и выпуклой части (задней части) 101, между которыми формируется полость. Участок вогнутой поверхности 104, который может контактировать с линзообразующей смесью 110, имеет кривизну передней криволинейной поверхности офтальмологической линзы, формируемой в узле 100 формы для литья, и является достаточно гладким и имеет такую форму, чтобы поверхность офтальмологической линзы, формирующейся при полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в контакте с вогнутой поверхностью 104, являлась оптически приемлемой.
В некоторых вариантах осуществления передняя часть 102 формы для литья может также иметь кольцевой буртик, выполненный вместе с круглым краем 108 окружности, окружающий его и проходящий от него в плоскости, нормальной к оси и проходящей от буртика (не показан).
Линзообразующая поверхность может включать в себя поверхность 103–104 оптической чистоты и качества, что указывает на то, что она является достаточно гладкой и имеет такую форму, чтобы поверхность офтальмологической линзы, формирующейся при полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в контакте с поверхностью формы для литья, являлась оптически приемлемой. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность 103–104 может иметь геометрию, которая может быть необходимой для придания поверхности линзы желаемых оптических характеристик, включая, без ограничений, сферическую, асферическую и цилиндрическую силу, коррекцию аберрации волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т. п., а также любые их комбинации.
Материал части 101–102 формы для литья может включать в себя полиолефин одного или более из полипропилена, полистирола, полиэтилена, полиметилметакрилата и модифицированных полиолефинов. Предпочтительный алициклический сополимер состоит из двух различных алициклических полимеров и поставляется компанией Zeon Chemicals L.P. под торговой маркой ZEONOR. Имеется несколько различных категорий состава ZEONOR. Различные категории могут иметь температуры стеклования в диапазоне от 105 до 160°C. Наиболее предпочтительным материалом является ZEONOR 1060R. Другие материалы формы для литья, которые можно использовать в комбинации с одной или более добавками для образования формы для литья офтальмологической линзы, включают в себя, например, полипропиленовые смолы Zieglar-Natta (иногда называемые znPP). Например, полипропиленовая смола Zieglar-Natta выпускается под названием PP 9544 MED. PP 9544 MED - это очищенный статистический сополимер для чистого формования (в соответствии с требованиями Рекомендации 21 Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, Свод федеральных правил (c)3.2), поставляемый компанией ExxonMobile Chemical Company. PP 9544 MED - это статистический сополимер (znPP) с этиленовой группой (далее 9544 MED). Другие примеры полипропиленовых смол Zieglar-Natta включают в себя: Atofina Polypropylene 3761 и Atofina Polypropylene 3620WZ. Также в некоторых вариантах осуществления формы для литья описания могут содержать полимеры, такие как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклическим фрагментом в основной цепи и циклические полиолефины. Данную смесь можно использовать на одной или более частях формы для литья, например, причем предпочтительно данную смесь используют на задней криволинейной поверхности, а передняя криволинейная поверхность состоит из алициклических сополимеров.
В некоторых предпочтительных способах изготовления форм 100 для литья можно использовать литье под давлением в соответствии с известными способами, однако варианты осуществления могут также включать в себя формы для литья, изготовленные иными способами, в том числе, например: токарной обработкой, алмазной обточкой или лазерной резкой. Как правило, линзы формируют на по меньшей мере одной поверхности обеих частей 101–102 формы для литья. Однако в некоторых вариантах осуществления одну поверхность офтальмологической линзы можно сформировать из части 101–102 формы для литья, а другую поверхность линзы можно произвольно сформировать в соответствии с описанием другими способами.
Линзы
На Фиг.2 представлена иллюстративная офтальмологическая линза 201 с системой 109 связи, включающая в себя наноантенну 401 (показана на Фиг.4) и наноустройство 404 для обработки (показано на Фиг.4). Как показано на Фиг.4, наноантенна 401 может представлять собой приемник энергии и может являться фрактальной наноантенной из проводящего материала, такого как металлический материал. Подходящие металлические материалы могут включать в себя, например, золото, графен, серебро и медь. Подходящими могут быть также проводящие волокна, такие как проводящие углеродные волокна.
Наноантенна 401 может находиться в электрическом соединении с устройством 404 для обработки. Устройство 404 для обработки может включать в себя любое полупроводниковое устройство. В некоторых конкретных вариантах осуществления устройство для обработки включает в себя один или более нанодатчик (-ов) 406 (показаны на Фиг.4). Устройство 404 для обработки может также включать в себя множество устройств или схему. С целью обеспечения простоты настоящего описания одно или более устройств по существу будут упоминаться в единственном числе.
Как показано на Фиг.2, система 109 связи может быть размещена за пределами оптической зоны 202, причем оптическая зона 202 включает в себя тот участок офтальмологической линзы 201, который обеспечивает пользователю офтальмологической линзы 201 линию прямой видимости. В некоторых вариантах осуществления система 109 связи может быть достаточно мала, чтобы при ее размещении в оптической зоне 202 не оказывать существенного оптического влияния, и ее местоположение может не ограничиваться периферической зоной.
Предпочтительный тип офтальмологической линзы может включать в себя офтальмологическую линзу 201, которая включает в себя силиконсодержащий компонент. Под «силиконсодержащим компонентом» подразумевается компонент, имеющий по меньшей мере одно звено [–Si–O–] в составе мономера, макромера или форполимера. Полное содержание Si и связанного с ним O в силиконсодержащем компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес., а более предпочтительно - более 30% вес. общего молекулярного веса силиконсодержащего компонента. Подходящие силиконсодержащие компоненты предпочтительно содержат полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, виниловая, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стириловая функциональные группы. Подходящие силиконсодержащие компоненты включают в себя композиции:
Формула I
1
1
1
где R независимо выбран из одновалентных реакционноспособных групп, одновалентных алкильных групп или одновалентных арильных групп, причем любая из перечисленных выше групп может дополнительно содержать функциональную группу, выбранную из гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена или их комбинаций; и одновалентных силоксановых цепей, содержащих 1–100 звеньев повтора Si–O, которые могут дополнительно содержать функциональную группу, выбранную из алкила, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, галогена или их комбинаций; где b=0–500, причем понятно, что когда b отличается от 0, b представляет собой распределение, имеющее состояние, равное указанному значению; причем по меньшей мере один R содержит одновалентную реакционноспособную группу, и в некоторых вариантах осуществления от одного до 3 R содержат одновалентные реакционноспособные группы.
1–6
1–6
2–12
2–12
2–12
2–6
1–6
1
16
6
14
В настоящем документе термин «одновалентные реакционноспособные группы» относится к группам, способным вступать в реакции свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают в себя (мет)акрилаты, стиролы, винилы, простые виниловые эфиры, C алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, C алкенилы, C алкенилфенилы, C алкенилнафтилы, C алкенилфенил-C алкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Не имеющие ограничительного характера примеры катионных реакционноспособных групп включают в себя винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном варианте осуществления свободнорадикальные реакционноспособные группы содержат (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид и их смеси. Подходящие одновалентные алкильные и арильные группы включают в себя незамещенные одновалентные C–C алкильные группы, C–C арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, их комбинации и т. п.
1
1
В одном варианте осуществления b равно нулю, один R представляет собой одновалентную реакционноспособную группу и по меньшей мере 3 R выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от одного до 16 атомов углерода, и в другом варианте осуществления - из одновалентных алкильных групп, имеющих от одного до 6 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконсодержащих компонентов в данном варианте осуществления включают в себя 2-метил-, 2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA), 2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропил-трис(триметилсилокси)силан, 3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS), 3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан, и 3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.
1
1
1
1
1
1
1
В другом варианте осуществления b равно от 2 до 20, от 3 до 15 или, в некоторых вариантах осуществления, от 3 до 10; по меньшей мере один концевой R содержит одновалентную реакционноспособную группу, а остальные R выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода. В еще одном варианте осуществления b равно от 3 до 15, один концевой R содержит одновалентную реакционноспособную группу, другой концевой R содержит одновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные R содержат одновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконсодержащих компонентов такого варианта осуществления включают в себя (полидиметилсилоксан (МВ 400–1000) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил эфирной группой) (OH-mPDMS), (полидиметилсилоксаны (МВ 800–1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами), (mPDMS). В другом варианте осуществления b равно от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых R содержат одновалентные реакционноспособные группы, а остальные R независимо выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные связи между атомами углерода и могут дополнительно содержать галоген.
1
В одном варианте осуществления, где желательна силикон-гидрогелевая линза, линзу настоящего описания изготавливают из реакционноспособной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20 и предпочтительно от приблизительно 20 до 70% вес. силиконсодержащих компонентов в расчете на общую массу реакционноспособных мономерных компонентов, из которых образуется полимер. В другом варианте осуществления от одного до четырех R содержат винилкарбонат или карбамат формулы:
Формула II
,
где Y обозначает O–, S– или NH–; R обозначает водород или метил; d равно 1, 2, 3 или 4; а q равно 0 или 1.
Силиконсодержащие винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры конкретно включают в себя: 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан; 3-(винилоксикарбонилтио)-пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил] пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил] пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат, и
1
1
если необходимы биомедицинские устройства с модулем упругости менее приблизительно 200, только один R должен содержать одновалентную реакционноспособную группу, и не более двух из остальных групп R должны содержать одновалентные силоксановые группы.
Другой класс силиконсодержащих компонентов включает в себя полиуретановые макромеры следующих формул:
Формула IV–VI
a
1
1
1
a
a
(*D*A*D*G)*D*D*E; E(*D*G*D*A) *D*G*D*E или; E(*D*A*D*G) *D*A*D*E,
a
где D обозначает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода, G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, имеющий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тиоэфирные или аминовые связи; * обозначает уретановую или уреидо связь;  равно по меньшей мере 1; A обозначает двухвалентный полимерный радикал формулы:
Формула VII
.
11
1
R независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; а p обеспечивает массу фрагмента от 400 до 10 000; каждый из E и E независимо обозначает полимеризуемый ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:
Формула VIII
,
12
13
15
14
где R представляет собой водород или метил; R представляет собой водород, алкильный радикал, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал –CO–Y–R, в котором Y представляет собой –O–,Y–S– или –NH–; R представляет собой дивалентный радикал, имеющий от 1 до 12 атомов углерода; X обозначает –CO– или –OCO–; Z обозначает –O– или –NH–; Ar обозначает ароматический радикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода; w равно от 0 до 6; x равно 0 или 1; y равно 0 или 1; и z равно 0 или 1. Предпочтительный силиконсодержащий компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:
Формула IX
,
16
где R представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления изоцианатной группы, например, бирадикал изофорондиизоцианата. Другим подходящим силиконсодержащим макромером является соединение формулы X (где x+y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), получаемое при реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной группой, изофорондиизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.
Формула X
Другие силиконсодержащие компоненты, подходящие для применения в данном описании, включают в себя макромеры, содержащие полисилоксан, полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированный углеводород, полифторированный эфир и полисахаридные группы; полисилоксаны с полярным фторированным привитым компонентом или боковой группой, имеющей атом водорода, присоединенный к конечному дифторзамещенному атому углерода; гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфирные и силоксаниловые связи, а также сшиваемые мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любые из перечисленных выше полисилоксанов также могут использоваться в качестве силиконсодержащего компонента в рамках данного описания.
На Фиг.3 изображено трехмерное представление поперечного сечения иллюстративной офтальмологической линзы 300, включающей в себя функционализированную многослойную несущую вставку 320, выполненную с возможностью включать в себя компоненты системы связи на одном или более из ее слоев 330, 331, 332. В настоящем иллюстративном варианте осуществления несущая вставка 320 окружает всю периферию офтальмологической линзы 300. Специалисту в данной области понятно, что фактическая несущая вставка 320 может содержать полное кольцо или другие формы, которые по-прежнему могут помещаться внутри или на поверхности гидрогелевого участка офтальмологической линзы 300 и оставаться в пределах размерных и геометрических ограничений, налагаемых офтальмологическим окружением пользователя.
Слои 330, 331 и 332 иллюстрируют три из множества слоев, из которых может состоять несущая вставка 320, сформированная в качестве многослойной структуры функциональных слоев. В некоторых вариантах осуществления, например, один слой может включать в себя одно или более из активных и пассивных компонентов и участков с конструктивными, электрическими или физическими свойствами, служащими конкретной цели, включая функции системы связи, раскрытые в настоящем описании. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления слой 330 может включать в себя источник питания, такой как один или более из аккумулятора, конденсатора и приемника внутри слоя 330. Элемент 331, таким образом, в не имеющем ограничительного характера иллюстративном смысле, может содержать микросхему в слое, который обнаруживает возбуждающие сигналы для офтальмологической линзы 300. В некоторых вариантах осуществления может быть включен слой 332 для регулирования питания, способный принимать питание от внешних источников, заряжать аккумуляторный слой 330 и контролировать использование питания аккумулятора из слоя 330, когда офтальмологическая линза 300 находится вне заряжающей среды. Регулирование питания может также контролировать сигналы, поступающие к иллюстративной активной линзе, представленной элементом 310 в центре кольцевого среза несущей вставки 320.
Запитываемая энергией линза со встроенной несущей вставкой 320 может включать в себя источник питания, такой как электрохимический элемент или аккумулятор, в качестве средства для накопления энергии, и в некоторых вариантах осуществления материалы, содержащие источник питания, герметично закрыты и изолированы от окружающей среды, в которую помещена офтальмологическая линза. В некоторых вариантах осуществления несущая вставка 320 может также включать в себя набор схем, компонентов и источников питания. Различные варианты осуществления могут включать в себя несущую вставку 320, в которой набор схем, компонентов и источников питания располагается по периферии оптической зоны, через которую пользователь офтальмологической линзы может видеть, тогда как другие варианты осуществления могут включать в себя набор схем, компонентов и источников питания, которые имеют достаточно малые размеры, чтобы не оказывать негативного воздействия на зрение пользователя офтальмологической линзы, поэтому они могут располагаться в несущей вставке 320 в пределах или за пределами оптической зоны.
На Фиг.4 изображена схематическая конфигурация иллюстративной системы 109 связи, показанной на Фиг.1, которая содержит наноантенну 401 в соответствии с некоторыми аспектами описания. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления наноантенна 401 может являться фрактальной антенной, выполненной с возможностью работы на различных частотах. Наноантенна 401 может быть выполнена из проводящего материала, такого как металлический материал. Подходящие металлические материалы могут включать в себя, например, золото, графен, серебро и медь. Подходящими могут быть также проводящие волокна, такие как проводящие углеродные волокна. Наноантенна может функционировать как приемник энергии, выполненный с возможностью обеспечивать наносистему 109 связи с автономным источником питания, например, когда она подвергается воздействию радиального поля высокой частоты, поглощая достаточно энергии для снабжения энергией других электронных компонентов. Фрактальная форма может включать в себя повторяющийся узор или любой другой математический набор, который имеет размерность, обычно превышающую ее топологическую размерность. Другой тип наноантенны 401 может включать в себя нанооптическую антенну типа «волновой канал» или подобную.
В некоторых вариантах осуществления наноантенна 401 может находиться в соединении с наноприемником 402, который может быть выполнен с возможностью осуществления функций, включающих в себя обработку сигналов в основной полосе частот, преобразование частоты, фильтрацию и усиление мощности полученных сигналов, передаваемых на наноантенну 401 и/или от нее. Исполнительное наноустройство 403 также может быть включено в систему 109 связи, чтобы позволить одному или более нанодатчику (-ам) 406 взаимодействовать с окружающей средой. Нанодатчики могут включать в себя, например, один или более из физических нанодатчиков, способных измерять массу, давление, силу и/или смещение; химических нанодатчиков, выполненных с возможностью измерения химических составов и/или концентраций; и биологических нанодатчиков, выполненных с возможностью измерения взаимодействия антитело/антиген, взаимодействия ДНК и/или ферментативных взаимодействий. Исполнительное наноустройство 403 может включать в себя одно или более из физических, химических или биологических исполнительных устройств. Наноустройство 404 для обработки, содержащее нанопамять 405, находящуюся в соединении с датчиком 406, может функционировать, например, для управления регистрацией измеренных датчиком 406 условий, выполнять последовательности операций, генерировать и/или передавать данные, связанные с исходными свойствами офтальмологической линзы.
В целом, в соответствии с ранее описанными вариантами осуществления, несущую вставку 320 и/или наносистему 109 связи с автономным источником питания можно встроить внутрь офтальмологической линзы или на нее посредством автоматизированного механизма, который может помещать/устанавливать компоненты в желаемое местоположение по отношению к части формы для литья, используемой для придания формы офтальмологической линзе.
Аппарат
На Фиг.5 автоматизированный аппарат 510 показан с одним или устройствами переноса 511. Как показано на фигуре, каждая из множества частей формы для литья может быть связана с приемником 514 части формы для литья, находящимся внутри поддона 513, и представлена на устройстве (-ах) 511 переноса. В устройстве (-ах) 511 переноса можно помещать или устанавливать автономную систему связи (показана на Фиг.4) или несущую вставку (показана на Фиг.3), содержащую систему связи, выполненную с возможностью генерировать исходные свойства офтальмологической линзы. Варианты осуществления могут включать в себя, например, одно устройство с индивидуальным размещением одной системы связи запрограммированным образом на приемник 514 части формы для литья или множество устройств (не показаны) с одновременным размещением множества систем связи внутри множества частей формы для литья, а в некоторых вариантах осуществления - внутри каждой части формы для литья.
Другой аспект некоторых вариантов осуществления включает в себя аппарат для поддержания системы связи, в то время как вокруг системы связи отливается гидрогелевое тело офтальмологической линзы. Например, в некоторых вариантах осуществления система связи может прикрепляться к точкам фиксации в форме для литья (не показано). В некоторых вариантах осуществления крепление к точкам фиксации может предпочтительно осуществляться полимеризованным материалом того же типа, из которого будет формироваться тело линзы.
На Фиг.6 представлена принципиальная схема контроллера 600, который можно использовать с некоторыми вариантами осуществления настоящего описания. Контроллер 600 включает в себя процессор 610, который может включать в себя один или более процессорных компонентов, связанных с устройством 620 связи. В некоторых вариантах осуществления контроллер 600 можно использовать для передачи питания к источнику питания, помещенному в офтальмологическую линзу.
Контроллер 600 может включать в себя один или более процессоров 610, связанных с устройством 620 связи, выполненным с возможностью передачи логических сигналов посредством канала связи. Устройство 620 связи можно использовать для электронного управления одним или более из размещения микроконтроллера и гибкой среды в офтальмологической линзе и передачи команды для управления компонентом или микроконтроллером.
Устройство 620 связи также можно использовать для сообщения, например, с одним или более компонентами аппарата контроллера или производственного оборудования.
Процессор 610 также может сообщаться с устройством 630 хранения. Устройство 630 хранения может содержать любое соответствующее устройство хранения, включая комбинации магнитных устройств хранения (например, накопители на магнитных лентах и жестких магнитных дисках), оптические устройства хранения и/или полупроводниковые запоминающие устройства, такие как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
В устройстве 630 хранения может храниться программа 640 для управления процессором 610. Процессор 610 выполняет команды программы 640 и, таким образом, работает в соответствии с настоящим описанием. Например, процессор 610 может передавать данные, включая, например, уникальный идентификатор, данные датчика, информацию о конфигурации и другие данные, которые могут быть включены в исходные свойства. Устройство 630 хранения может также хранить офтальмологические данные в одной или более базах данных 650–660. Базы данных могут включать в себя индивидуальные данные пользователя, исходные свойства офтальмологической линзы, данные метрологии и специфические последовательности управления для управления подачей энергии в систему связи и из нее.
В некоторых вариантах осуществления офтальмологическая линза с компонентом активации приспособлена для обеспечения энергии от источника питания, встроенного в несущую вставку.
На Фиг.7 показаны этапы способов, которые можно использовать для генерирования исходных свойств офтальмологической линзы. На этапе 701 происходит энергообеспечение системы связи. Энергообеспечение может осуществляться, например, с помощью внутреннего источника питания, содержащегося в несущей вставке и/или через наноантенну, выполненную с возможностью представлять собой приемник энергии и подавать питание на другие компоненты системы связи, когда она находится в высокочастотном поле.
На этапе 705 данные, относящиеся к уникальному идентификатору, могут быть переданы в базу данных, включенную в одну или обе базы данных, хранящиеся в памяти, заключенной внутри системы связи, и в базу данных внешнего процессора, находящегося в соединении с системой связи. Уникальный идентификатор может представлять собой серийный номер, который можно зарегистрировать во время изготовления штампа, и/или числовое значение, присвоенное исходным свойствам, сгенерированное во время производства офтальмологической линзы 710. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления уникальный идентификатор может храниться в базе данных и быть связанным с дополнительной информацией. Дополнительная информация может включать в себя, например, информацию о производителе линзы, данные о покупателе/пользователе, конфигурации линзы, исходных свойствах и т. п. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления уникальный идентификатор может быть зашифрован и зарегистрирован в виде кодированного сигнала, который может быть использован для получения доступа к упомянутым исходным свойствам. Закодированный сигнал может быть зарегистрирован в системе связи и доступен с помощью внешней системы, например, по требованию, чтобы защитить пользователя, предоставив гарантии того, что офтальмологическая линза не является поддельным продуктом. В дополнение к гарантии подлинности может быть доступна дополнительная информация, относящаяся к офтальмологической линзе, пациенту и/или производителю, которая может храниться в базе данных и быть связанной с офтальмологической линзой.
На Фиг.8 показаны иллюстративные этапы способов, которые можно использовать для отслеживания и/или диагностики и устранения неполадок регулируемых условий производства. На этапе 801 происходит размещение системы связи на линзообразующей поверхности. На этапе 805 может осуществляться энергообеспечение системы связи. На этапе 810 линзообразующую смесь приводят в контакт с линзообразующей поверхностью путем погружения линзообразующей смеси в контейнер или путем осаждения линзообразующей смеси в форме для литья, включающей в себя линзообразующую поверхность. На этапе 815 офтальмологическая линза может быть сформирована в соответствии с конфигурацией офтальмологической линзы с использованием подходящего способа производства. Регулируемые условия или процессы, происходящие во время осаждения линзообразующей смеси 810 и/или формирования офтальмологической линзы 815, можно отслеживать с помощью одного или более датчиков, находящихся в соединении с ней и/или содержащихся в системе связи. На этапе 820 может осуществляться передача данных, относящихся к регулируемым условиям, на процессор. На этапе 825 процессор может сравнивать предварительно заданные пороговые значения с передаваемыми данными для адаптации к конфигурации офтальмологической линзы. На этапе 830 при определении того, что измеренные данные выходят за пределы предварительно заданного порогового значения, процессор может изменить последующий процесс регулируемого условия, чтобы при необходимости оказать противодействие предшествующему недостатку. На этапе 835 процессор может классифицировать офтальмологическую линзу как несоответствующую и подлежащую утилизации.
На этапе 840 офтальмологическая линза может подвергаться процедурам контроля качества, при которых также можно отслеживать регулируемые условия. При выявлении несоответствия/сбоя в ходе процесса 835 производства или процесса 840 контроля качества зарегистрированные данные могут быть использованы для идентификации сбоя в ходе процесса, отвечающего за несоответствие в производственной линии 845. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления процессор может дополнительно отправлять уведомление оператору/контроллеру производственной линии и останавливать линию до обеспечения оператором/контроллером дополнительного ввода. Как упоминалось ранее, все передаваемые данные могут регистрироваться в базе данных и использоваться для генерирования исходных свойств, соответствующих уникальному идентификатору, хранящемуся в системе 850 связи.
Дополнительные свойства, преимущества и аспекты описания могут быть изложены или стать понятными из рассмотрения следующего подробного описания, рисунков и формулы изобретения. Кроме того, следует понимать, что и предшествующее краткое описание, и последующее подробное описание являются лишь примером и предназначены для дополнительного разъяснения без ограничения объема описания, изложенного в пунктах прилагаемой формулы изобретения.