СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОГО ПРИБОРА С ИЗМЕНЯЕМЫМ ФОКУСОМ
METHOD AND APPARATUS FOR MAKING VARIABLE FOCUS OPHTHALMIC DEVICE

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка истребует приоритет по предварительной патентной заявке США за регистрационным номером 61/101479, поданной 30 сентября 2008 г., и по патентной заявке США за регистрационным номером 12/567049, поданной 25 сентября 2009 г., содержание которой служит основой настоящей заявки и включено в нее путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении описано офтальмологическое устройство с изменяемым фокусом и, более конкретно, в некоторых вариантах осуществления - изготовление офтальмологической линзы с изменяемым фокусом.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно, офтальмологическая линза, такая как контактная или интраокулярная линза, обладает заданными оптическими характеристиками. Например, использование контактной линзы может преследовать одну или несколько из следующих целей: коррекция характеристик зрения, косметическое улучшение и терапевтические эффекты, но только набор функций по коррекции зрения. Каждая из перечисленных функций реализуется с использованием определенной физической характеристики применяемой линзы. По существу, конструкция линзы с использованием светопреломляющих свойств позволяет корректировать характеристики зрения. Введение в материал линзы пигментов позволяет получить желаемый косметический эффект. Введение в материал линзы активного вещества позволяет использовать линзу в терапевтических целях.
На сегодняшний день оптические характеристики офтальмологической линзы обуславливаются ее физическими характеристиками. Как правило, оптические свойства определяют и затем придают их линзе в процессе изготовления, например, методом отливки или токарной обработки. После того как линза изготовлена, ее оптические характеристики остаются постоянными. Однако пользователям может оказаться полезной возможность периодически иметь более одной доступной оптической силы для обеспечения аккомодации. В отличие от тех, кто пользуется очками и может менять очки для изменения оптической коррекции, те, кто носит контактные либо интраокулярные линзы, до сих пор не имели возможности без значительных усилий менять оптические характеристики при таких способах коррекции зрения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с вышеизложенным, в настоящем изобретении предлагается офтальмологическая линза с изменяемой оптической частью, которая способна изменять оптические характеристики линзы. Также представлены способы и устройство изготовления офтальмологической линзы с изменяемой оптической частью. Ряд осуществлений изобретения также включает литую контактную линзу из силиконового гидрогеля с жесткой или формируемой вставкой с автономным источником энергии, которая дополнительно включает изменяемую оптическую часть, при этом вставка включена в офтальмологическую линзу биосовместимым образом.
Таким образом, настоящее изобретение включает описание офтальмологической линзы с изменяемой оптической частью, устройство изготовления офтальмологической линзы с изменяемой оптической частью, а также способы их изготовления. Источник энергии может быть помещен во вставку из субстрата, которая может быть размещена поблизости от одной или обеих частей формы для литья. Реакционная смесь мономера помещается между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья. Первая часть формы для литья устанавливается в непосредственной близости от второй части формы для литья, тем самым образуя полость, формирующую линзу, со вставкой-субстратом с автономным источником энергии, а также по меньшей мере с какой-либо реакционной смесью мономера в полости линзы; на реакционную смесь мономера воздействуют актиническим излучением, формируя офтальмологическую линзу. Линзы изготавливают путем управления потоком актиничного излучения, которым облучается реакционная смесь мономера.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
На фиг.1 изображена сборка формы, соответствующая некоторым осуществлениям настоящего изобретения.
На фиг.2 изображена офтальмологическая линза с изменяемой оптической частью.
На фиг.3 изображено устройство для помещения изменяемой оптической части в часть формы для литья офтальмологической линзы.
На фиг.4 изображены этапы способа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 изображены этапы способа в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения.
На фиг.6 изображен процессор, который можно использовать для реализации некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.7 приведено изображение образца линзы со вставкой и изменяемым оптическим компонентом.
На фиг.8 изображено поперечное сечение образца линзы со вставкой и изменяемым оптическим компонентом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение включает способы и устройство изготовления офтальмологической линзы с изменяемой оптической частью. Кроме того, настоящее изобретение включает офтальмологическую линзу с изменяемой оптической частью, встроенной в офтальмологическую линзу.
В следующих разделах приведено подробное описание вариантов осуществления изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных примеров осуществления изобретения являются только примерами осуществления изобретения. Предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания модификаций и других вариантов осуществления изобретения. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается приведенными примерами осуществления изобретения.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В приведенном ниже описании и пунктах формулы настоящего изобретения используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.
С автономным источником энергии - в рамках использования в настоящем документе термин относится к состоянию, в котором устройство может обеспечивать себя электрическим током или хранить запас электрической энергии.
Энергия - в рамках использования в настоящем документе термин относится к способности физической системы к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.
Источник энергии - в рамках использования в настоящем документе термин относится к устройству, способному поставлять энергию или переводить биомедицинское устройство в состояние с автономным питанием.
Устройства сбора энергии - в рамках использования в настоящем документе термин относится к устройству, способному извлекать энергию из окружающей среды и преобразовывать ее в электрическую энергию.
Линза - относится к любому офтальмологическому устройству, находящемуся внутри глаза или на его поверхности. Подобные изделия могут использоваться для оптической коррекции или применяться в качестве косметического средства. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному устройству подобного назначения, служащему для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. В ряде осуществлений предпочтительные линзы в соответствии с настоящим изобретением представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, в число которых, помимо прочего, входят силиконовые гидрогели и фторгидрогели.
Смесь для изготовления линзы или «реакционная смесь мономера» (РСМ) - в рамках использования в настоящем документе термин относится к мономерному или преполимерному материалу, который может быть полимеризован и сшит или сшит с образованием офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать смеси для изготовления линзы с одной или более добавками, такими как УФ-блокаторы, оттеночные добавки, фотоинициаторы или катализаторы, а также прочие желаемые добавки для офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Поверхность для изготовления линзы - термин относится к поверхности, которая используется для литья линзы. В ряде осуществлений настоящего изобретения любая подобная поверхность 103-104 может обладать оптическим качеством обработанной поверхности, указывая на то, что данная поверхность является достаточно гладкой и изготовлена таким образом, чтобы поверхность линзы, изготавливаемой способом полимеризации формирующей линзу смеси, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью формы, была оптически приемлемого качества. Кроме того, в ряде осуществлений настоящего изобретения поверхность для изготовления линзы 103-104 может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и так далее, а также любые их комбинации.
Литий-ионная ячейка - термин относится к электрохимической ячейке, в которой электрическая энергия вырабатывается в результате движения ионов лития через ячейку. Такая электрохимическая ячейка, как правило, называемая «батареей», в своей типичной форме может быть возвращена в состояние с более высоким зарядом или перезаряжена.
Вставка из субстрата - в рамках использования в настоящем документе термин относится к формируемому или жесткому субстрату, способному удерживать источник энергии в офтальмологической линзе. В некоторых вариантах осуществления вставка из субстрата дополнительно включает одну или несколько изменяемых оптических линз.
Форма для литья - термин относится к жесткому или полужесткому предмету, который может использоваться для изготовления линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья состоят из двух частей - передней криволинейной поверхности формы для литья и задней криволинейной поверхности формы для литья.
Оптическая зона - в рамках использования в настоящем документе термин относится к тому участку офтальмологической линзы, через который пользователь офтальмологической линзы видит.
Мощность - в рамках использования в настоящем документе термин относится к совершаемой работе или переданной энергии за единицу времени.
Перезаряжаемый или заряжаемый - в рамках использования в настоящем документе термин относится к возможности восстановить состояние с более высокой способностью выполнения работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.
Перезаряжать или заряжать - в рамках использования в настоящем документе термин относится к возвращению в состояние с большей способностью выполнения работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности устройства испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.
Извлеченная из формы для литья - термин означает, что линза либо полностью отделена от формы для литья, либо слабо прикреплена и может быть отсоединена легким встряхиванием или сдвинута тампоном.
Изменяемая оптика - в рамках использования в настоящем документе термин относится к способности изменения оптических характеристик, таких как, например, оптическая сила линзы.
Как показано на фиг.1, офтальмологическая линза 100 со встроенной изменяемой оптической частью 111 может включать источник энергии 109, такой как электрохимическая ячейка или батарея, выполненная с возможностью накопления энергии; в некоторых вариантах осуществления материалы, содержащие источник энергии, инкапсулированы и изолированы от окружающей среды, в которую помещена офтальмологическая линза. Источник энергии 109 способен обеспечивать питание для активации изменяемой оптической части.
На диаграмме образца формы для литья 100 для офтальмологической линзы изображена изменяемая оптическая часть 111. Форма для литья 100 включает полость 105, в которую можно поместить смесь для изготовления линзы, чтобы после реакции или затвердевания смеси для изготовления линзы получалась офтальмологическая линза нужной формы. Формы для литья и их сборки 100, составляющие предмет настоящего изобретения, состоят из более чем одной «части формы» 101-102. Части формы 101-102 могут быть сведены таким образом, что между частями формы 101-102 образуется полость 105, в которой может быть изготовлена линза. Описанное сочетание частей формы 101-102 предпочтительно является временным. После изготовления линзы части формы 101-102 могут быть снова разведены для извлечения готовой линзы.
По меньшей мере одна из частей формы 101-102 находится по меньшей мере одной частью своей поверхности 103-104 в непосредственном контакте со смесью для изготовления линзы, так что при протекании химической реакции в смеси для изготовления линзы или при полимеризации смеси для изготовления линзы данная поверхность 103-104 обеспечивает необходимую форму и геометрию той части изготавливаемой линзы, с которой она находится в непосредственном контакте. Вышесказанное также справедливо по меньшей мере еще для одной части формы 101-102.
Так, например, в одном из предпочтительных осуществлений настоящего изобретения сборка формы 100 состоит из двух частей формы 101-102, вогнутой части-матрицы (передней части) 102 и выпуклой части-пуансона (задней части) 101, между которыми образуется полость. Часть вогнутой поверхности 104, находящаяся в контакте со смесью для изготовления линзы, имеет кривизну передней поверхности офтальмологической линзы, изготавливаемой в сборной форме 100, является достаточно гладкой и имеет такую форму, чтобы поверхность офтальмологической линзы, изготавливаемой способом полимеризации смеси для изготовления линз, находящейся в контакте с вогнутой поверхностью 104, обладала приемлемыми оптическими свойствами.
В некоторых вариантах осуществления передняя часть формы для литья 102 может дополнительно иметь кольцевой фланец, выполненный вместе с круговым краем, окружающий его и отходящий от него в плоскости, нормальной к оси и проходящей через фланец (не показано).
Поверхность для изготовления линзы может включать поверхность 103-104 с поверхностным покрытием оптического качества, то есть достаточно гладкую и имеющую такую форму, чтобы поверхность линзы, изготавливаемой способом полимеризации смеси для изготовления линз, находящейся в контакте с поверхностью формы для литья, обладала приемлемыми оптическими свойствами. Кроме того, в ряде вариантов осуществления поверхность для изготовления линзы 103-104 может иметь форму, необходимую для придания поверхности линзы требуемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, сферическую, асферическую и цилиндрическую оптическую силу, коррекцию аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т.д., а также любые их комбинации. В соответствии с настоящим изобретением оптические характеристики могут взаимодействовать с изменяемой оптической частью 111, обеспечивая полное оптическое качество.
Переменная оптическая часть способна обеспечивать изменение оптических характеристик линзы. В некоторых вариантах осуществления изменение оптических характеристик достигается изменением формы поверхности раздела между гидрофильной и гидрофобной жидкостями. Некоторые варианты также могут включать перемещение жидкости внутри линзы для изменения оптических свойств линзы. В качестве неограничивающих примеров: в некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы оптическая сила изменяемой оптической части 111 была способна изменяться в диапазоне от 0,1 до 25 диоптрий. Другие варианты осуществления могут включать меньшие изменения оптической силы, как, например, для получения более тонкой изменяемой оптической части 111. По этой причине некоторые предпочтительные варианты осуществления включают изменяемую оптическую часть 111, способную менять оптическую силу в диапазоне от 1 до 4 диоптрий.
Изменяемая оптическая часть 111 может включать, в качестве неограничивающих примеров, электросмачивание на диэлектрике (EWOD); электросмачивание на диэлектрике может включать толстые пленки от 10 до 30 микрон или тонкие пленки от 10 до 30 нанометров. Толстая пленка может также иметь отношение к электросмачиванию на нанокалиброванном диэлектрике (EWOND).
Изменяемое фокусное расстояние линзы может включать, например, две прозрачные границы 112A и 112B, обычно параллельные друг другу и разграниченные, по меньшей мере частично, и внутренний объем, содержащий две несмешивающиеся жидкости, имеющие различные оптические показатели. Эластичный элемент расположен так, что он деформируется в ответ на изменение давления жидкостей. В некоторых вариантах осуществления давление жидкостей может меняться в ответ на электрический заряд, проходящий через одну или обе жидкости.
В некоторых вариантах осуществления изменяемая линза может включать жидкостную менисковую линзу с ячейкой, содержащей жидкость, для удерживания объема двух или более жидкостей. Нижняя поверхность, не являющаяся плоской, включает коническое либо цилиндрическое углубление или полость по оси дельта, которое содержит каплю изолирующей жидкости. Остальная часть ячейки содержит электропроводящую жидкость, не смешивающуюся с изолирующей жидкостью; жидкости имеют различный показатель преломления и, в некоторых вариантах осуществления, близкие или равные плотности. Кольцевой электрод, обращенный к полости, расположен на задней стенке нижней пластины. Другой электрод помещают в контакт с проводящей жидкостью. Применение напряжения на электродах используется для создания электросмачивания и изменения кривизны поверхности раздела между двумя жидкостями в соответствии с напряжением между электродами. Пучок света, проходящий через ячейку перпендикулярно верхней и нижней пластинам, в области капли фокусируется в большей или меньшей степени в зависимости от напряжения, приложенного к электродам. Проводящая жидкость, как правило, является водной жидкостью, изолирующая жидкость, как правило, - масляной жидкостью.
Для фокусировки линзы может быть использовано регулирующее устройство, контролируемое пользователем. Регулирующее устройство может включать, в качестве неограничивающих примеров, любое электронное или пассивное устройство для увеличения или уменьшения выходного напряжения. Некоторые варианты осуществления также могут включать автоматическое регулирующее устройство для фокусировки линзы с помощью автоматизированного устройства в соответствии с измеряемым параметром или данными, вводимыми пользователем. Данные могут вводиться пользователем, например, с помощью переключателя, контролируемого беспроводным устройством. Беспроводное устройство может включать одно или несколько из следующего: радиочастотное управление, магнитную коммутацию, а также индуктивную коммутацию.
В некоторых вариантах осуществления линза с изменяемой оптической частью 111 может включать вставку, установленную в линзе, при этом вставка может включать жесткий центр с мягкой каймой, в которой центральный жесткий оптический элемент, включающий изменяемую оптическую часть 111, непосредственно контактирует с атмосферой, а также с поверхностью роговицы соответствующими передними и задними поверхностями, при этом мягкая кайма вещества линзы (как правило, из гидрогелевых материалов) закреплена на периферии жесткого оптического элемента, а жесткий оптический элемент также выступает в качестве вставки из субстрата, обеспечивающей активность и функциональные возможности офтальмологической линзы.
Некоторые дополнительные варианты осуществления включают изменяемую оптическую часть 111, которая является вставкой из жесткой линзы или формируемой линзы, полностью инкапсулированной в гидрогелевую матрицу. Изменяемая оптическая часть 111, являющаяся вставкой из жесткой линзы, может быть изготовлена, например, с использованием технологии микроинъекционного литья.
Варианты микроинъекционного литья могут включать, например, поли(4-метилпент-1-ен)сополимер смолы с диаметром от приблизительно 6 мм до 10 мм, радиусом передней поверхности от приблизительно 6 мм до 10 мм, радиусом задней поверхности от приблизительно 6 мм до 10 мм и толщиной центра от приблизительно 0,050 мм до 0,5 мм. Некоторые примеры вариантов осуществления включают вставку диаметром приблизительно 8,9 мм, радиусом передней поверхности приблизительно 7,9 мм, радиусом задней поверхности приблизительно 7,8 мм, а также толщиной центра приблизительно 0,100 мм и профиля края приблизительно 0,050 радиуса. Одним из вариантов литьевой машины является система «Microsystem 50 (five-ton)», поставляемая «Battenfield Inc.».
Вставка с изменяемой оптической частью 111 может быть помещена в часть формы для литья 101-102, использующейся для изготовления офтальмологической линзы. Материалом части формы 101-102 может быть, например, полиолефин одного или более из: полипропилена, полистирола, полиэтилена, полиметилметакрилата, а также модифицированных полиолефинов. Иные формы для литья могут быть изготовлены из керамического или металлического материала.
Предпочтительный алициклический сополимер содержит два разных алициклических полимера. Различные марки алициклических сополимеров могут иметь температуру стеклования от 105°C до 160°C.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формы могут содержать такие полимеры, как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклическим компонентом в основной цепи и циклические полиолефины. Подобная смесь может использоваться на любой из частей формы для литья или на обеих частях одновременно, причем данная смесь предпочтительно используется для выполнения задней криволинейной поверхности, а передняя криволинейная поверхность содержит алициклические сополимеры.
В ряде предпочтительных способов изготовления форм для литья 100 в соответствии с настоящим изобретением используется литье под давлением согласно известным способам, однако варианты осуществления также могут включать формы для литья, изготовленные с использованием иных способов, в том числе, таких как токарная обработка, способ алмазной обточки либо лазерная резка.
Как правило, линзы изготавливают по меньшей мере на одной поверхности обеих частей формы 101-102. Тем не менее, в некоторых осуществлениях одна из поверхностей линзы может быть образована из части формы 101-102, а другая поверхность линзы может быть образована путем токарной обработки или другими способами.
Линзы
На фиг.2 изображены элементы изменяемой части оптической линзы 200. Между первой прозрачной границей 203 и второй прозрачной границей 204 помещена внутренняя жидкость, в том числе первая жидкость 201 и вторая жидкость 202. Первая и вторая жидкости, как правило, не смешиваются и имеют различные оптические показатели. Применение электрического заряда изменяет форму поверхности между первой и второй жидкостями.
Как показано на фиг.8, офтальмологическая линза 800 изображена с передней поверхностью 801 и задней поверхностью 802, а также вставкой с изменяемой оптической частью 803.
В некоторых вариантах осуществления предпочтительный материал включает содержащий силикон компонент. Под «содержащим силикон компонентом» подразумевается любой компонент, имеющий по меньшей мере один [-Si-O-] фрагмент в составе мономера, макромера или преполимера. Полное содержание Si и непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом содержащем силикон компоненте предпочтительно составляет более чем приблизительно 20% вес. и более предпочтительно - более чем 30% вес. полного молекулярного веса содержащего силикон компонента. Соответствующие целям настоящего изобретения содержащие силикон компоненты предпочтительно имеют в своем составе полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, винильная, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стирильная функциональные группы.
Пригодные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты включают соединения Формулы I
,
где
1
R независимо выбран из моновалентных реакционных групп, моновалентных алкильных групп или моновалентных арильных групп, любой из указанных групп, которая может дополнительно содержать функциональную гидрокси-, амино-, окса-, карбокси-, алкилкарбокси-, алкокси-, амидо-, карбаматную, карбонатную группу, галоген или их сочетания, а также моновалентных силоксановых цепей, содержащих 1-100 повторяющихся единиц Si-O, которые могут содержать дополнительные функциональные алкил-, гидрокси-, амино-, окса-, карбокси-, алкилкарбокси-, алкокси-, амидо-, карбаматную группу, галоген или их комбинации;
где b = от 0 до 500, причем подразумевается, что если b отлично от нуля, то по b имеется распределение с модой, равной указанному значению;
1
1
причем по меньшей мере один фрагмент R представляет собой моновалентную реакционную группу, а в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от одного до трех фрагментов R представляют собой моновалентные реакционные группы.
1-6
1-6
2-12
2-12
2-12
2-6
1-6
Используемый в настоящей заявке термин «моновалентные реакционные группы» относится к группам, способным к реакциям свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Характерные, но не ограничивающие примеры свободнорадикальных реакционных групп включают (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. Характерные, но не ограничивающие примеры катионных реакционных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления свободнорадикальные реакционные группы включают (мет)акрилаты, акрилоксигруппы, (мет)акриламиды, а также их смеси.
1
16
6
14
Соответствующие целям настоящего изобретения моновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные моновалентные C-Cалкильные группы, C-Cарильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, а также их различные комбинации и т.д.
1
1
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения b равно нулю, один фрагмент R представляет собой моновалентную реакционную группу, и по меньшей мере три фрагмента R выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 16 атомов углерода, и в другом осуществлении - из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 6 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов в данном варианте осуществления настоящего изобретения включают 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
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения b находится в диапазоне от 2 до 20, от 3 до 15 или в некоторых осуществлениях от 3 до 10; по меньшей мере один концевой фрагмент R представляет собой моновалентную реакционную группу, а остальные фрагменты R выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, и в другом осуществлении - из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода. В еще одном осуществлении настоящего изобретения b находится в диапазоне от 3 до 15, один концевой фрагмент R представляет собой моновалентную реакционную группу, другой концевой фрагмент R представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные фрагменты R представляют собой моновалентные алкильные группы, содержащие от 1 до 3 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов данного варианта осуществления настоящего изобретения включают полидиметилсилоксан (400-1000 МВ) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил эфирной группой (OH-mPDMS), полидиметилсилоксаны (800-1000 МВ) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами (mPDMS).
1
1
В другом варианте осуществления настоящего изобретения b находится в диапазоне от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых фрагмента R представляют собой моновалентные реакционные группы, а остальные фрагменты R независимо выбираются из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода и могут также включать атомы галогенов.
В одном осуществлении настоящего изобретения, когда требуется сформировать линзу на основе силиконового гидрогеля, линза, составляющая предмет настоящего изобретения, формируется из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20 и предпочтительно приблизительно от 20 до 70% вес. содержащих силикон компонентов в расчете на полный вес содержащих реакционные мономеры компонентов, из которых изготавливается искомый полимер.
1
В другом осуществлении настоящего изобретения от одного до четырех фрагментов R представляют собой винилкарбамат или карбонат следующей формулы:
Формула II
,
где Y обозначает O-, S- или NH-;
R обозначает водород или метил; d равно 1, 2, 3 или 4; q равно 0 или 1.
Более конкретно, винилкарбонатные или винилкарбаматные содержащие силикон мономеры включают 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 200, только один из фрагментов R должен представлять собой моновалентную реакционную группу, и не более двух из остальных фрагментов R должны представлять собой моновалентные силоксановые группы.
Другой класс содержащих силикон компонентов включает полиуретановые макромеры следующих формул:
Формулы IV-VI
a
1
(*D*A*D*G)*D*D*E;
a
1
E(*D*G*D*A) *D*G*D*E или
a
1
E(*D*A*D*G) *D*A*D*E,
где
D обозначает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода;
G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тиоэфирные или аминовые мостиковые группы;
* обозначает уретановую или уреидо-мостиковую группу;
a
равен по меньшей мере 1;
A обозначает дивалентный полимерный радикал следующей формулы:
Формула VII
,
11
1
R независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать простые эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; p обозначает массу части молекулы от 400 до 10000; каждая из групп E и E независимо обозначает способный к полимеризации 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, где 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.
Предпочтительно содержащий силикон компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:
Формула IX
,
16
где R представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления собственно изоцианатной группы, например, бирадикал изофоронизоцианата. Другим содержащим силикон макромером, соответствующим целям настоящего изобретения, 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
Прочие содержащие силикон компоненты, пригодные для использования в настоящем изобретении, включают макромеры, содержащие полисилоксан, полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированные углеводороды, полифторированный эфир и полисахаридные группы, полисилоксаны с полярным фторированным привитым компонентом либо 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 полиоксанильные группы. Любые из перечисленных выше полисилоксанов могут также использоваться в качестве содержащего силикон компонента в настоящем изобретении.
Процессы
Перечисленные ниже этапы приводятся как примеры процессов, которые могут быть осуществлены в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения. Как должно стать понятно, порядок, в котором представлены отдельные этапы описываемых способов, ни в коей мере не является ограничивающим, и настоящее изобретение может быть осуществлено и при ином их порядке. Кроме того, не все перечисленные этапы необходимы для успешного осуществления настоящего изобретения, и дополнительные этапы могут вводиться в различных осуществлениях настоящего изобретения.
На фиг.4 изображена последовательность возможных этапов осуществления настоящего изобретения. На этапе 401 изменяемая оптическая часть помещается в часть формы для литья. Изменяемая оптическая часть также может содержать или может не содержать один компонент или более.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изменяемая оптическая часть помещается в часть формы механическим способом. Помещение механическим способом может включать, например, применение робота или других средств автоматизации, известных в отрасли в качестве применяемых для установки компонентов способом поверхностного монтажа. В рамках настоящего изобретения предусмотрено также помещение изменяемой оптической части в форму человеком. Соответственно для эффективного помещения изменяемой оптической части с источником энергии в часть формы для литья могут быть использованы какие-либо механические или автоматизированные способы помещения так, чтобы полимеризация реакционной смеси в частях формы приводила к изготовлению офтальмологической линзы.
В некоторых вариантах осуществления в часть формы помещается изменяемая оптическая часть, закрепленная в субстрате. Источник энергии и один или несколько компонентов также закреплены в субстрате и электрически связаны с изменяемой оптической частью. Компоненты могут включать, например, цепи для управления мощностью, прикладываемой к изменяемой оптической части. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления компонент включает механизм контроля, приводящий в действие изменяемую оптическую часть, для того, чтобы изменить одну или несколько оптических характеристик, например, изменить состояние первой оптической мощности на вторую оптическую мощность.
В некоторых вариантах осуществления в изменяемую оптическую часть также может быть помещено процессорное устройство, микроэлектромеханическая система, наноэлектромеханическая система либо другой компонент при наличии электрического контакта с источником энергии. Субстрат может содержать как гибкие, так и жесткие материалы.
На этапе 402 реакционная мономерная смесь может осаждаться в часть формы для литья.
На этапе 403 изменяемая оптика находится в контакте с реакционной смесью в первой части формы для литья.
На этапе 404 первая часть формы для литья установлена в непосредственной близости от второй части формы для создания полости, формирующей линзу, с по меньшей мере частью реакционной мономерной смеси и изменяемой оптической частью в полости. Как сказано выше, предпочтительные варианты осуществления включают источник энергии и один или более компонентов, также находящихся в полости, соединенных посредством электрической связи с изменяемой оптической частью.
На этапе 405 реакционная мономерная смесь в полости полимеризуется. Полимеризация может быть осуществлена, например, под действием актинического излучения или тепла, либо того и другого. На этапе 406 офтальмологическую линзу удаляют из части формы для литья вместе с изменяемой оптической частью, удерживаемой на или инкапсулированной в полимеризованном материале, из которого выполнена офтальмологическая линза.
Хотя изобретение может использоваться для получения жестких или мягких контактных линз из любого известного материала линз или материала, подходящего для изготовления таких линз, предпочтительно, чтобы линзы настоящего изобретения были мягкими контактными линзами с водосодержанием приблизительно от 0 до 90%. Более предпочтительно, чтобы линзу изготавливали из мономеров, содержащих гидроксильные группы, карбоксильные группы или обе эти группы, либо изготавливали из содержащих силикон компонентов, таких как силоксаны, гидрогели, силиконовые гидрогели или их комбинации. Материал, пригодный для изготовления линз настоящего изобретения, может быть получен путем реагирования смесей макромеров, мономеров и их комбинаций вместе с добавками, такими как инициаторы полимеризации. Соответствующие материалы включают, помимо прочего, силиконовые гидрогели, выполненные из силиконовых макромеров и гидрофильных мономеров.
Как показано на фиг.5, на этапе 501 изменяемая оптическая часть помещается в офтальмологическую линзу, как было описано выше. На этапе 502 изменяемая оптическая часть соединяется посредством электрической связи с источником энергии. Электрическая связь может быть создана, например, с помощью схемы, встроенной в изменяемую оптическую часть, либо с помощью дорожек из выпущенного струей красителя либо полученных другим способом непосредственно на материале линзы.
На этапе 503 электрическую энергию направляют через изменяемую оптическую часть, встроенную в офтальмологическую линзу. Энергия может быть направлена, например, с помощью электрической схемы, способной передавать электрический заряд. На этапе 504 изменяемая оптика изменяет по меньшей мере одну оптическую характеристику линзы.
Устройство
На фиг.3 изображено автоматизированное устройство 310 с одной или несколькими перемещаемыми поверхностями раздела 311. Множество частей формы, каждая из которых связана с изменяемой оптической вставкой 314, удерживаются на поддоне 313 и передаются к перемещаемым поверхностям раздела 311. Варианты осуществления могут включать, например, единую поверхность раздела индивидуально помещаемой изменяемой оптической вставки 314 либо составную поверхность раздела (не показано) для одновременного размещения изменяемых оптических вставок 314 во множество частей формы для литья, а в некоторых вариантах осуществления - в каждую часть формы для литья. Размещение может происходить вертикальным движением 315 перемещаемых поверхностей раздела 311.
Следующий аспект некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения включает устройство для удерживания изменяемой оптической вставки 314 во время формования вокруг этих компонентов тела офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления изменяемая оптическая вставка 314 и источник энергии могут прикрепляться к точкам удерживания на форме для литья линзы (не показано). Точки удерживания могут быть закреплены полимеризованным материалом того же типа, из которого изготавливается тело линзы. Другие варианты осуществления включают слой преполимера на той части формы, на которой могут закрепляться изменяемая оптическая вставка 314 и источник энергии.
На фиг.6 изображен контроллер 600, который может использоваться в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. Контроллер 600 включает процессор 610, который может содержать один или несколько процессорных компонентов, подключенных к устройству обмена данными 620. В некоторых вариантах осуществления контроллер 600 может использоваться для передачи энергии источнику энергии, помещенному в офтальмологическую линзу.
Контроллер может включать один или несколько процессоров, подключенных к устройству обмена данными, выполненному с возможностью передачи энергии по каналу связи. Устройство обмена данными может использоваться для электронного управления одним или несколькими следующими процессами: размещение изменяемой оптической вставки в офтальмологическую линзу, а также передача команды для управления изменяемым оптическим устройством.
Устройство обмена данными 620 может также использоваться для связи, например, с одним или более контроллерными устройствами или компонентами производственного оборудования.
например
Процессор 610 также обменивается данными с устройством хранения данных 630. Устройство хранения данных 630 может содержать любое подходящее устройство хранения информации, включая комбинации магнитных устройств хранения данных (, магнитную ленту и накопители на жестком диске), оптические устройства хранения данных и/или полупроводниковые устройства памяти, такие как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
Устройство хранения данных 630 может хранить программу 640 для управления процессором 610. Процессор 610 выполняет команды программы 640 и, таким образом, работает в соответствии с настоящим изобретением. Например, процессор 610 может получать информацию с описанием расположения изменяемой оптической вставки, расположения устройства обработки данных и так далее. Устройство хранения данных 630 может также хранить офтальмологические данные в одной или нескольких базах данных 650, 660. Базы данных 650, 660 могут включать специальную контролирующую логическую схему для управления энергией, направленной к и от изменяемой оптической линзы.
На фиг.7 приведено изображение (сверху вниз) возможного варианта осуществления изменяемой оптической вставки 700. На данном изображении источник энергии 710 показан с краю 711 изменяемой оптической вставки 700. Источник энергии 710 может включать, например, тонкую пленку - перезаряжаемую литий-ионную батарею. Источник энергии 710 может быть соединен с контактными точками 714 для обеспечения взаимосвязи. Провода могут быть проволочным соединением; проволочное соединение может связывать контактные точки 714 с источником энергии 710 и фотоэлементом 715, который может быть использован для пополнения источника энергии 710. Дополнительные провода могут связывать источник энергии 710 с гибкой схемой соединения с помощью проволочного соединения.
В некоторых вариантах осуществления изменяемая оптическая вставка 700 может включать гибкий субстрат. Данный гибкий субстрат может иметь форму, приближенную к типичной форме линзы, аналогичным образом с тем, что было описано выше. Однако для придания дополнительной гибкости изменяемая оптическая вставка 700 может иметь дополнительные особенности формы, такие как радиальные продольные разрезы. Также могут быть включены различные электронные компоненты 712, такие как интегральные схемы, дискретные компоненты, пассивные компоненты и прочие подобные устройства.
Также изображена изменяемая оптическая зона 713. Оптическая зона может быть изменена по команде с помощью электрического тока, проходящего через изменяемую оптическую часть.
Вывод
Настоящее изобретение, как было описано выше и как далее будет определено формулами изобретения, предусматривает способы обеспечения офтальмологической линзы изменяемой оптической частью. Изменяемая оптическая часть может включать, например, жидкостную менисковую линзу.