СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ УСЛОВИЙ ПРОИЗВОДСТВА ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ
METHOD AND DEVICE FOR TRACKING CONDITIONS OF OPHTHALMOLOGICAL LENS PRODUCTION

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение по существу относится к способу и устройству системы связи, применяемым для отслеживания условий производства. Более конкретно, оно относится к способу отслеживания регулируемых условий производства офтальмологической линзы и генерирования уникального идентификатора.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обычно офтальмологические устройства, такие как гидрогелевая линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, выполняют корректирующую, косметическую или терапевтическую функцию. Например, контактная линза может выполнять функцию коррекции зрения, косметической коррекции 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, образуя 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 конструкций и более высокого оптического качества в настоящее время эти и другие способы производства осуществляют посредством 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 извлечения 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 требуемых автоматизированных видов управления процессом иногда становится больше. Кроме того, поскольку некоторые сбои не могут быть обнаружены перед обнаружением бракованной офтальмологической линзы при контроле качества, идентификация и коррекция сбоев часто могут 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.
СУЩНОСТЬ 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 него во время производства и закодированную с использованием уникального идентификатора.
В соответствии с аспектами изобретения описан способ отслеживания регулируемых условий производства офтальмологической линзы. Способ может включать в себя этапы, на которых: размещают систему связи на линзообразующей поверхности формы для литья; подают питание на систему связи; хранят уникальный идентификатор в системе связи; измеряют регулируемое условие во время производства офтальмологической линзы посредством по меньшей мере одного или более датчиков в системе связи; передают данные датчика, относящиеся к измеренному условию, в процессор; и идентифицируют недостаток в регулируемом условии посредством данных датчика и уникального идентификатора.
В некоторых вариантах осуществления изобретения офтальмологическая линза может включать в себя: гидрогелевый участок, поддерживающий систему связи; систему связи, содержащую: процессор, находящийся в логическом соединении с одним или более датчиками, выполненными с возможностью измерения регулируемого условия во время производства офтальмологической линзы; наноантенну, выполненную с возможностью приема энергии для подачи питания на процессор и один или более датчиков и для передачи данных датчика, относящихся к измеренному регулируемому условию; и при этом процессор выполнен с возможностью хранения уникального идентификатора.
Для лучшего понимания приводимого ниже подробного описания были кратко описаны некоторые реализации офтальмологического устройства и системы связи, включая конструкцию антенны. Конечно, имеются дополнительные реализации, которые будут описаны ниже и которые составят объект изобретения в формуле изобретения.
В этом отношении, прежде чем подробно объяснять по меньшей мере одну реализацию, следует понять, что гидрогелевая линза, включающая в себя систему связи, не ограничена в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в нижеследующем описании или показанными на графических материалах. Следует также понимать, что фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, а также в реферате изобретения, 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 нескольких 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 распространяется на такие эквивалентные конструкции в той мере, в какой они не отклоняются от сущности и объема настоящей заявки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 изображено поперечное сечение аппарата узла формы для литья в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 2 изображена офтальмологическая линза с системой связи, включающей энергорецептор в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 3 изображена другая офтальмологическая линза с вкладышем-субстратом, содержащим систему связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фиг. 4 изображена схематическая конфигурация системы связи, содержащей наноантенну, приведенную в качестве примера, в соответствии с некоторыми аспектами изобретения.
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 изобретения.
На фиг. 7 изображены этапы способов, которые можно использовать для генерирования 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 конструкции линзы, подходящую для подтверждения подлинности офтальмологической линзы.
СПИСОК ТЕРМИНОВ
В описании и пунктах формулы изобретения использован ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.
«Активная вставка в линзу» - при использовании в настоящем документе может относиться к электронному или электромеханическому устройству вкладыша 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 значительно непрозрачные компоненты больших систем связи, которые ухудшают зрение, могут быть расположены за пределами оптической зоны, например, образуя часть вкладыша-субстрата.
Термин "запитываемый энергией" при использовании в настоящем документе может относиться к состоянию, при котором возможно подавать электрический ток или хранить электрическую энергию внутри.
Термин "энергия" при использовании 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.
Термин "энергорецептор" при использовании в настоящем документе может относиться к веществу, которое функционирует в качестве антенны для приема беспроводной энергии, например, с помощью передачи радиоволн.
Термин "источник энергии" при использовании в настоящем документе может относиться к устройству или слою, выполненному с возможностью подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в запитываемое энергией состояние.
Термин "функционализированный многослойный вкладыш" при использовании в настоящем документе может относиться к вкладышу для офтальмологического устройства, образованному 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.
Термин "конструкция линзы" при использовании в настоящем документе может относиться к форме, функции и/или внешнему виду требуемой линзы, которая в случае изготовления может обеспечивать функциональные характеристики, включающие, помимо прочего, коррекцию оптической силы, цветовую окраску, терапевтическую функциональность, износостойкость, допустимую проницаемость, форму, композицию, прилегаемость, приемлемую подгонку линзы (например, покрытие роговицы и перемещение), а также допустимую стабильность линзы при вращении.
Термин "линзообразующая смесь": при использовании в настоящем документе термин "линзообразующая смесь" или "реактивная смесь" или "RMM" (реактивная смесь на основе 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, красители, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Термин "линзообразующая поверхность" при использовании 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 допустимой. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность может иметь такую геометрию, которая необходима для придания поверхности линзы требуемых 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.
Термин "вкладыш-субстрат" при использовании в настоящем документе может относиться к формуемому или жесткому носителю, выполненному с возможностью поддерживать элемент питания, такой как электрическая батарея, в пределах офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления вкладыш-субстрат также включает в себя одну или более различных оптических линз и систем связи.
Термин "форма для литья" при использовании в настоящем документе может относиться к жесткому или полужесткому объекту, который может быть использован для формования линз из неотвержденных составов. Некоторые формы для литья могут включать в себя одну или более частей формы для литья, используемых для формования гидрогелевой линзы, содержащей выступающие части.
Термин "поверхность глаза" при использовании в настоящем документе может относиться к области передней поверхности глаза.
Термин "офтальмологическая линза" при использовании в настоящем документе может относиться к любому офтальмологическому устройству, расположенному в глазу или на нем. Эти устройства можно использовать для оптической коррекции или в косметических целях. 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 изобретению представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, включая, помимо всего прочего, силикон-гидрогели и фторсодержащие гидрогели.
Термин "оптическая зона" при использовании в настоящем документе может относиться к области офтальмологического устройства или линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы после ее формирования.
При использовании в настоящем документе термин "периферическая зона" или "неоптическая зона" может относиться к области офтальмологической линзы, которая находится за пределами оптической зоны офтальмологической линзы, и, следовательно, за пределами того участка офтальмологической линзы, через которую пользователь линзы видит, когда офтальмологическая линза в соответствии с обычным назначением находится на глазу, около глаза или внутри глаза.
Термин "исходные свойства" при использовании в настоящем документе может относиться к основным этапам и/или к истории изготовления офтальмологической линзы. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления исходные свойства могут включать в себя, например, одно или более из следующего: характеристики коррекции зрения, базовую кривизну, материал (материалы), зашифрованные цифровые идентификационные данные, информацию о производственном оборудовании, и аутентифицирующие данные.
Термин "извлеченная из формы для литья" при использовании 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 посредством валика.
На фиг. 1 представлена схема формы для литья, приведенной в качестве примера, 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 требуемой 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" или "частей 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 содержит 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 требуемую 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 допустимой.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передняя часть литьевой формы 102 может также иметь круговой буртик, выполненный вместе с краем круглого углубления 108, окружающий его и отходящий от него в плоскости, нормальной к оси и проходящей через буртик (не показано).
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 допустимой. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность 103-104 может иметь геометрию, которая может быть необходимой для придания поверхности линзы требуемых 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 следующего: полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат и модифицированные полиолефины. Предпочтительный алициклический сополимер состоит из двух различных алициклических полимеров и поставляется компанией Zeon Chemicals L.P. под торговой маркой ZEONOR. Имеется несколько разных сортов ZEONOR. Различные сорта могут иметь температуры стеклования в диапазоне от 105°C 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 представляет собой очищенный статистический сополимер для чистого формования в соответствии с требованиями пункта (c) 3.2 раздела 21 Свода федеральных законов Управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами (FDA) США, поставляемый компанией Exxonmobile Chemical Company. PP 9544 MED - это статистический сополимер (znPP) с этиленовой группой (далее 9544 MED). К другим примерам полипропиленовых смол Zieglar-Natta относятся: Atofina Polypropylene 3761 и Atofina Polypropylene 3620WZ. Также в некоторых вариантах осуществления формы для литья согласно данному изобретению 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, где является предпочтительным, 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 технологиями, 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 по меньшей мере на 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 офтальмологическая линза 201, представленная в качестве примера, 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 энергорецептор 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 устройство полупроводникового типа. В некоторых конкретных вариантах осуществления устройство для обработки содержит один или более нанодатчиков 406 (показано на фиг. 4). Устройство 404 для обработки может также содержать 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 эффекта, и ее местоположение может не ограничиваться периферической зоной.
Предпочтительный тип офтальмологической линзы может включать в себя офтальмологическую линзу 201, которая содержит 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 непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом силиконсодержащем компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес., 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 содержат соединения:
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
Термин "одновалентные реакционноспособные группы" при использовании в настоящем документе 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, стирилы, винилы, виниловые эфиры, Cалкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, Cалкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, Cалкенилы, Cалкенилфенилы, Cалкенилнафтилы, Cалкенилфенил-Cалкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Неограничивающие примеры катионных реакционноспособных групп включают в себя винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном варианте осуществления свободнорадикальные реакционноспособные группы содержат (мет)акрилаты, акрилокси, (мет)акриламиды и их смеси. Подходящие одновалентные алкильные и арильные группы включают в себя незамещенные одновалентные C-Cалкильные группы, C-Cарильные 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 силиконовых компонентов настоящего изобретения включают в себя полидиметилсилоксан с конечными (моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил-эфирными группами (молекулярная масса 400-1000)) (OH-mPDMS), полидиметилсилоксаны с конечной монометакрилоксипропильной группой с конечной моно-н-бутильной группой (молекулярная масса 800-1000), (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 требуется силикон-гидрогелевая линза, линзу по настоящему изобретению 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 главным образом 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 со следующими формулами:
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 содержать 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 10000; 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 двухвалентный 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. Предпочтительно 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, изофоронизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.
Формула X
Другие силиконсодержащие компоненты, подходящие для применения в данном изобретении, включают в себя макромеры, содержащие полисилоксан, полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированные углеводороды, полифторированный эфир и полисахаридные группы; полисилоксаны с полярным фторированным привитым компонентом или боковой группой с атомом водорода, присоединенным к конечному дифторзамещенному атому углерода; гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфиры и силоксаниловые соединения, а также сшиваемые мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любые из перечисленных выше полисилоксанов также могут использоваться в качестве силиконсодержащего компонента в рамках данного изобретения.
На фиг. 3 изображено трехмерное представление поперечного сечения офтальмологической линзы 300, представленной в качестве примера, включающей в себя функционализированный многослойный вкладыш-субстрат 320, выполненный с возможностью размещения компонентов системы связи на одном или более из его слоев 330, 331, 332. В настоящем варианте осуществления, представленном в качестве примера, вкладыш-субстрат 320 охватывает всю периферию офтальмологической линзы 300. Специалисту в данной области понятно, что фактический вкладыш-субстрат 320 может образовывать 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 офтальмологической системой пользователя.
Слои 330, 331 и 332 иллюстрируют три из множества слоев, из которых может состоять вкладыш-субстрат 320, сформированный в качестве многослойной структуры функциональных слоев. В некоторых вариантах осуществления, например, один слой может включать в себя одно или более из следующего: активные и пассивные компоненты и участки 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 содержать источник энергии, такой как один или более из следующего: электрическая батарея, конденсатор и приемник внутри слоя 330. Элемент 331, например, в не имеющем ограничительного характера смысле, может содержать микросхему в слое, который обнаруживает сигналы активации для офтальмологической линзы 300. В некоторых вариантах осуществления также может быть включен слой 332 для регулирования питания, выполненный с возможностью принимать питание от внешних источников, заряжать слой 330 с электрической батареей и контролировать использование питания батареи из слоя 330, когда офтальмологическая линза 300 находится вне заряжающей среды. Регулятор питания может также контролировать сигналы, поступающие к активной линзе, показанной в качестве примера, представленной элементом 310 в центре кольцевого среза вкладыша-субстрата 320.
Запитываемая энергией линза со встроенным вкладышем-субстратом 320 может включать в себя источник энергии, такой как электрохимический элемент или электрическая батарея, в качестве средства для накопления энергии, и в некоторых вариантах осуществления материалы, содержащие источник энергии, герметично закрыты и изолированы от окружающей среды, в которую помещена офтальмологическая линза. В некоторых вариантах осуществления вкладыш-субстрат 320 может также включать в себя набор схем, компонентов и источников энергии. Различные варианты осуществления могут включать в себя вкладыш-субстрат 320, в котором набор схем, компонентов и источников энергии 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 энергии, которые имеют достаточно малые размеры, чтобы не оказывать негативного воздействия на зрение пользователя офтальмологической линзы, поэтому они могут располагаться во вкладыше-субстрате 320 в пределах или за пределами оптической зоны.
На фиг. 4 изображена схематическая конфигурация системы 109 связи, представленной в качестве примера, показанной на фиг. 1, которая содержит наноантенну 401 в соответствии с некоторыми аспектами изобретения. 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 энергорецептор, выполненный с возможностью обеспечивать наносистему 109 связи с автономным источником питания, например, когда она подвергается воздействию интенсивного поля радиальных частот, 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 нанодатчикам 406 взаимодействовать с окружающей средой. Нанодатчики могут включать в себя, например, один или более из следующего: физические нанодатчики, способные измерять массу, давление, силу и/или смещение; химические нанодатчики, выполненные с возможностью измерения химических составов и/или концентраций; и биологические нанодатчики, выполненные с возможностью измерения взаимодействия антитело/антиген, взаимодействия ДНК и/или ферментативных взаимодействий. Исполнительное наноустройство 403 может включать в себя одно или более из следующего: физические, химические или биологические исполнительные устройства. 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, вкладыш-субстрат 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 требуемое 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 более интерфейсами 511 переноса. 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 обеспечена на интерфейсе (интерфейсах) 511 переноса. В интерфейсе (интерфейсах) 511 переноса можно помещать или устанавливать автономную систему связи (показана на фиг. 4) или вкладыш-субстрат (показан на фиг. 3), содержащий систему связи, выполненную с возможностью генерирования исходных свойств офтальмологической линзы. Варианты осуществления могут включать в себя, например, один интерфейс с индивидуальным размещением одной системы связи запрограммированным образом на приемник 514 части формы для литья или множество интерфейсов (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 поддерживания 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 блок-схема контроллера 600, который можно использовать для осуществления некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Контроллер 600 содержит процессор 610, который может содержать один или более компонентов процессора, подключенных к устройству 620 связи. В некоторых вариантах осуществления контроллер 600 можно использовать для передачи энергии к источнику энергии, помещенному в офтальмологическую линзу.
Контроллер 600 может содержать один или более процессоров 610, подключенных к устройству 620 связи, выполненному с возможностью передачи логических сигналов по каналу связи. Устройство 620 связи можно использовать для электронного управления одним или более из следующего: размещением микроконтроллера и гибкой среды в офтальмологическую линзу и передачей 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 осуществлять обмен данными с устройством 630 хранения данных. Устройство 630 хранения данных может содержать любое соответствующее устройство хранения данных, включая комбинации магнитных устройств хранения данных (например, магнитной ленты и жестких дисков), оптических устройств хранения данных и/или полупроводниковых запоминающих устройств, таких как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
В устройстве 630 хранения данных 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 конструкции и другие данные, которые могут быть включены в исходные свойства. Устройство 630 хранения данных может также хранить офтальмологические соответственные 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 выполнена для обеспечения энергии от источника энергии, встроенного в вкладыш-субстрат.
На фиг. 7 показаны этапы способов, которые можно использовать для генерирования исходных свойств офтальмологической линзы. На этапе 701 подают питание на систему связи. Подача питания может осуществляться, например, посредством внутреннего источника энергии, содержащегося во вкладыше-субстрате и/или через наноантенну, выполненную с возможностью функционирования в качестве энергорецептора и подачи питания 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, конструкции 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 указанным исходным свойствам. Закодированный сигнал может быть зарегистрирован в системе связи и доступен посредством 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 этапы способов, представленные в качестве примеров, которые можно использовать для отслеживания и/или диагностики и устранения неполадок регулируемых условий производства. На этапе 801 размещают систему связи на линзообразующей поверхности. На этапе 805 может осуществляться подача питания на систему 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 конструкцией 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 посредством одного или более датчиков, находящихся в соединении с и/или содержащихся в системе связи. На этапе 820 может осуществляться передача данных, относящихся к регулируемым условиям, в процессор. На этапе 825 процессор может сравнивать предварительно заданные пороговые значения с передаваемыми данными для адаптации к конструкции 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 устранить предыдущий недостаток. 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 признаки, преимущества и аспекты изобретения могут быть изложены или стать понятными из рассмотрения следующего подробного описания, графических материалов и формулы изобретения. Более того, следует понимать, что и предшествующее краткое описание, и последующее подробное описание изобретения являются лишь примером и предназначены для дополнительного разъяснения без ограничения объема изобретения, представленного в пунктах прилагаемой формулы изобретения.