СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГИДРОГЕЛЕВЫХ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ С ЭЛЕКТРОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
METHOD FOR PRODUCTION OF HYDROGEL OPHTHALMIC DEVICES WITH ELECTRONIC ELEMENTS

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам и аппаратам, связанным с производством офтальмологических устройств с энергообеспечением, а конкретнее, в некоторых вариантах осуществления, к аспектам производства, связанным с герметизацией и инкапсуляцией электронных компонентов гидрогелевой контактной линзы с энергообеспечением.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза или искусственный хрусталик, включало в себя биосовместимое устройство с коррегирующими, косметическими или терапевтическими свойствами. Например, контактная линза может обеспечивать одно или более из коррекции зрения, получения косметического эффекта или использования линзы в терапевтических целях. Каждая функция обеспечена физическими характеристиками контактной линзы. Конструкция, придающая контактной линзе светопреломляющее свойство, позволяет обеспечить функцию коррекции зрения. Включение пигмента в материал контактной линзы позволяет получить косметическое улучшение. Включение активного агента в контактную линзу позволяет обеспечить терапевтические функции.
Обычно контактные линзы располагают прямо на поверхность глаза. Хотя жесткие линзы более испытаны, мягкие гидрогелевые линзы могут предоставить больший комфорт и кислородопроницаемость. Мягкие гидрогелевые линзы могут быть изготовлены с применением различных технологий, например, литье под давлением позволяет получить высокоточные линзы. При производстве способами, в которых применяются формы для литья, гидрогелевые контактные линзы необходимо аккуратно высвободить из форм для литья, чтобы предотвратить деформацию и разрыв гидрогеля. Одним из способов, позволяющим достичь этого, является применение покрытий и реактивов, которые способствуют извлечению путем предотвращения адгезии гидрогелевой контактной линзы к части (частям) формы для литья.
Недавно было описано инновационное офтальмологическое устройство с энергообеспечением, содержащее контактные линзы. В настоящий момент это устройство находится на стадии разработки. Различные конструкции таких офтальмологических устройств с энергообеспечением позволяют офтальмологическому устройству содержать источник энергии и различные электронные компоненты, кроме прочих компонентов, обеспечивающие разнообразные функции устройства. В некоторых конструкциях, источники энергии и/или электронные компоненты могут быть встроены в жесткую вставку, которая может быть помещена на гидрогелевую юбку или встроена в гидрогель. Для таких конструкций, тем не менее, необходимо, чтобы жесткая вставка и/или электронный компонент фактически приклеивались к гидрогелю. В результате вышесказанного, необходимы новые способы производства офтальмологических устройств, которые могут способствовать адгезии жестких вставок и/или электронных компонентов к гидрогелевым участкам.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вышеупомянутые потребности, в значительной степени, удовлетворяет настоящее изобретение, в одном аспекте которого раскрыты способы производства офтальмологического устройства с энергообеспечением, которые содержат этапы способствования управляемой адгезии жесткой вставки или вставки со средой и/или электронных элементов к гидрогелевой части.
В соответствии с некоторыми аспектами этого раскрытия, раскрывается способ изготовления офтальмологического устройства с энергообеспечением. В частности способ, содержащий этапы: предварительного дозирования в первую часть формы для литья предварительного количества реакционной смеси мономера; функционализации вставки со средой таким образом, чтобы усилитель адгезии смог связаться с поверхностью упомянутой вставки со средой; нанесения усилителя адгезии на функционализированную вставку со средой; нанесения покрытия на указанную вставку со средой, содержащую усилитель адгезии; размещения указанной вставки со средой на указанную предварительную дозу реакционной смеси мономера; предварительного отверждения предварительной дозы реакционной смеси мономера, чтобы она неподвижно удерживала вставку со средой в непосредственной близости от первой части формы для литья; последующего дозирования в первую часть формы для литья последующей дозы реакционной смеси мономера; размещения второй части формы для литья в непосредственной близости к первой части формы для литья, таким образом, чтобы при таком размещении образовывалась сборка формы для литья офтальмологического устройства, имеющая линзообразующую полость; и отверждения по меньшей мере последующей дозы реакционной смеси мономера с образованием офтальмологической линзы.
В соответствии с другими аспектами этого раскрытия, способ может содержать этапы: предварительного дозирования в первую часть формы для литья предварительного количества реакционной смеси мономера; функционализации электронного элемента таким образом, чтобы усилитель адгезии смог связаться с поверхностью упомянутого электронного элемента; нанесения усилителя адгезии на функционализированный электронный элемент; нанесения покрытия на электронный элемент, содержащий усилитель адгезии; размещения электронного элемента на предварительную дозу реакционной смеси мономера; предварительного отверждения предварительной дозы реакционной смеси мономера, чтобы она неподвижно удерживала электронный элемент в непосредственной близости от первой части формы для литья; последующего дозирования в первую часть формы для литья последующей дозы реакционной смеси мономера; размещения второй части формы для литья в непосредственной близости к первой части формы для литья, таким образом, чтобы при таком размещении образовывалась сборка формы для литья офтальмологического устройства, имеющая линзообразующую полость; и отверждения по меньшей мере последующей дозы реакционной смеси мономера с образованием офтальмологической линзы с энергообеспечением.
В других дополнительных аспектах, способ может содержать этапы: функционализации электронного элемента таким образом, чтобы усилитель адгезии смог связаться с поверхностью упомянутого электронного элемента; нанесения усилителя адгезии на функционализированный электронный элемент; нанесения на указанный электронный элемент, содержащий усилитель адгезии, париленового слоя; и закрепления указанного электронного элемента с нанесенным покрытием в гидрогелевом офтальмологическом устройстве.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеизложенные и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут понятны после следующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных с помощью прилагаемых чертежей.
На Фиг.1A представлен вид сверху примера офтальмологического устройства с полностью инкапсулированной вставкой со средой и электронными элементами в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.1B представлено поперечное сечение возможного офтальмологического устройства, показанного на Фиг.1A, в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.2A представлено поперечное сечение возможной передней искривленной части формы для литья с предварительной дозой мономера и электронным элементом, напыленным на нее, в соответствии с аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.2B представлено поперечное сечение возможной передней искривленной части формы для литья, показанной на Фиг.1A, с вставкой со средой дополнительно размещенной на ней в соответствии с аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.2C представлено поперечное сечение возможной передней искривленной части формы для литья, показанной на Фиг.1B, с последующей дозой мономера, напыленного на нее, в соответствии с аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.2D представлено поперечное сечение возможной передней искривленной части формы для литья, показанной на Фиг.1C, и соответствующей передней искривленной части формы для литья, расположенной таким образом, чтобы образовать сборку формы для литья в соответствии с аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.2E представлено сформированное возможное офтальмологическое устройство с вставкой со средой, инкапсулированной гидрогелем, в соответствии с аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.3 представлена схематическая конструкция процессора, который может быть использован для реализации по меньшей мере некоторых этапов способов по настоящему раскрытию.
На Фиг.4 представлен пример компонентов устройства для размещения вставки со средой в часть формы для литья офтальмологической линзы в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.5 представлены этапы способа для формирования офтальмологического устройства в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия.
На Фиг.6 представлены этапы способа для обработки вставки со средой/электронных компонентов и усиления адгезии гидрогелевой части офтальмологического устройства в соответствии с аспектами настоящего раскрытия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее следует описание раскрытия со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые детали по всему тексту настоящего документа.
Различные аспекты офтальмологического устройства и раскрытый способ могут быть проиллюстрированы путем описания сочлененных, герметизированных, присоединенных и/или объединенных вместе компонентов. В настоящем документе термины «сочлененные», «герметизированные», «присоединенные» и/или «объединенные» используются для обозначения либо непосредственного соединения двух компонентов, либо, если применимо, косвенного соединения компонентов друг с другом посредством расположенных между ними или промежуточных компонентов. Для сравнения, если компонент назван «непосредственно сочлененным», «непосредственно герметизированным», «непосредственно присоединенным» и/или «непосредственно соединенным» с другим компонентом, промежуточные компоненты отсутствуют.
Относительные понятия, такие как «нижний» или «верхний» могут использоваться в настоящем документе для описания взаимного расположения двух элементов, изображенных на чертеже. Было условлено, что относительные понятия предназначены для того, чтобы охватить различные ориентации, изображенные на чертежах. Например, если аспекты возможного офтальмологического устройства, показанные на чертежах, перевернуты, то элементы, которые согласно описанию расположены на «нижней» стороне других элементов, будут уже расположены на «верхней» стороне других элементов. Термин «нижний» следовательно может охватывать как «нижнюю», так и «верхнюю» ориентацию, в зависимости от конкретной ориентации устройства.
Различные аспекты офтальмологического устройства с системой мониторинга интраокулярного давления могут быть проиллюстрированы со ссылкой на один или несколько возможных вариантов осуществления. В настоящем документе термин “возможный” означает “служащий примером, образцом или иллюстрацией”, и не должен в обязательном порядке рассматриваться как предпочтительный или имеющий преимущества по сравнению с другими вариантами осуществления, описанными в настоящем документе.
Настоящее изобретение содержит способы или аппарат для производства офтальмологического устройства с энергообеспечением. В частности, речь идет об офтальмологических устройствах с энергообеспечением, содержащих контактную линзу с электронными компонентами, а в некоторых вариантах осуществления, вставку со средой. К тому же, настоящее изобретение содержит способы нанесения покрытия на вставку со средой и электронные элемент для внедрения в гидрогелевые офтальмологические устройства.
В следующих разделах приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалистам в данной области будут понятны возможности использования вариаций, модификаций и внесения изменений. Таким образом, следует понимать, что объем, охватываемый настоящим изобретением, не ограничен указанными примерами осуществления.
СПИСОК ТЕРМИНОВ
В приведенном описании и пунктах формулы, относящихся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения:
Обеспечение адгезии: в данном документе относится к процессу, который увеличивает адгезивные тенденции между двумя поверхностями, например, между вставкой со средой/электронным компонентом и инкапсулянтом.
Часть, располагающаяся на задней изогнутой поверхности, или вставка, находящаяся на задней поверхности: при использовании в настоящем документе термин относится к цельному элементу многосоставной жесткой вставки, который, будучи собранным в упомянутой вставке, занимает положение на задней стороне офтальмологической линзы. В офтальмологическом устройстве такой элемент будет размещен на стороне вставки, которая ближе к поверхности глаза пользователя. В некоторых вариантах осуществления задний криволинейный элемент может содержать и включать в себя область в центре офтальмологического устройства, через которую свет может проходить в глаз пользователя. Данный участок может называться оптической зоной. В других вариантах осуществления элемент может иметь кольцеобразную форму и не содержать или включать в себя некоторые или все участки оптической зоны. В некоторых вариантах осуществления офтальмологической вставки можно использовать множество элементов задней кривизны, и один из них может включать в себя оптическую зону, в то время как другие могут иметь форму кольца или сегментов кольца.
Компонент: при применении в настоящем документе относится к устройству, которое может потреблять электрический ток от источника энергии для реализации одного или более изменения логического состояния или физического состояния.
Герметизировать - при использовании в настоящем документе термин относится к созданию барьера для отделения объекта, такого как, например, вставка со средой, от окружающей среды, смежной с объектом.
Герметизирующий материал - в настоящем документе обозначает слой, образованный вокруг элемента, например, вставки носителя, создающий барьер, отделяющий элемент от смежной с ним среды. Например, инкапсулирующий материал может состоять из силиконовых гидрогелей, таких как этафилкон, галифилкон, нарафилкон и сенофилкон или другого гидрогелевого материала для контактных линз. В некоторых вариантах осуществления инкапсулирующий материал может быть полупроницаемым, чтобы задерживать в элементе указанные вещества, предотвращая при этом попадание в элемент других веществ, например, воды.
Запитанный энергией - в настоящем документе относится к состоянию возможности подачи электрического тока или хранения электрической энергии внутри устройства.
Энергия - в настоящем документе обозначает способность 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 - при использовании в настоящем документе обозначает устройство, выполненное с возможностью поставлять энергию или приводить биомедицинское устройство в заряженное состояние.
Устройство сбора электроэнергии: в настоящем документе относятся к устройству, способному извлекать энергию из среды и преобразовывать ее в электрическую энергию.
Часть, располагающаяся на передней изогнутой поверхности, или вставка, находящаяся на передней поверхности: в данном документе это цельный элемент многокомпонентной жесткой вставки, который при расположении в указанной вставке будет занимать место на передней поверхности линзы. В офтальмологическом устройстве такой элемент будет размещен на стороне вставки, которая дальше от поверхности глаза пользователя. В некоторых вариантах осуществления элемент может содержать и включать в себя участок в центре офтальмологического устройства, через который свет может проходить в глаз пользователя. Данный участок может называться оптической зоной. В других вариантах осуществления элемент может иметь кольцеобразную форму и не содержать или включать в себя некоторые или все участки оптической зоны. В некоторых вариантах осуществления офтальмологической вставки может быть использовано множество передних криволинейных элементов, и один из них может включать в себя оптическую зону, тогда как другие могут иметь форму кольца или сегментов кольца.
Линзообразующая смесь, или реакционная смесь, или реакционная смесь мономера (РСМ) - при использовании в настоящем документе термин относится к мономерному или форполимерному материалу, который можно полимеризовать и поперечно сшить или поперечно сшить для формирования офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы, а также другими добавками, которые полезно использовать в офтальмологических линзах, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Линзообразующая поверхность - при использовании в настоящем документе термин относится к поверхности, используемой для литья офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность может иметь оптическое качество обработки поверхности, что указывает на то, что поверхность является достаточно гладкой и образована таким образом, что поверхность офтальмологической линзы, изготовленной путем полимеризации линзообразующей смеси в контакте с формирующей поверхностью имеет оптически приемлемое качество. Дополнительно в некоторых вариантах осуществления формирующая линзу поверхность может иметь геометрию, необходимую для придания поверхности офтальмологической линзы желаемых оптических характеристик, включая, без ограничений, коррекцию сферической, асферической и цилиндрической оптической аберрации, аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговой оболочки или их комбинации.
Литий-ионный элемент: в настоящем документе относится к электрохимическому элементу, в котором электрическая энергия генерируется в результате движения ионов лития через элемент. Данный электрохимический элемент, обычно называемый батареей, в своих типичных формах может быть перезапитан или перезаряжен.
Несущая вставка - при использовании в настоящем документе относится к герметизированной вставке, которая будет включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением. Питающие элементы и электрическая схема могут быть помещены во вставку-носитель. Несущая вставка определяет основную цель офтальмологического устройства с энергообеспечением. Например, в вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство с энергообеспечением позволяет пользователю корректировать оптическую силу, несущая вставка может включать в себя элементы питания, управляющие частью с жидкостным мениском в оптической зоне. В альтернативном варианте осуществления несущая вставка может иметь кольцевую форму, так что оптическая зона не содержит материала. В таких вариантах осуществления обусловленная энергопитанием функция линзы может быть не связана с оптическим качеством, а может предусматривать, например, контроль уровня глюкозы или введение лекарственного средства.
Форма для литья - при использовании в настоящем документе термин относится к жесткому или полужесткому объекту, который можно использовать для образования офтальмологических линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья содержат две части формы для литья, образующие переднюю искривленную часть формы для литья и заднюю искривленную форму для литья (т.е. сборку формы для литья).
Офтальмологическая линза или офтальмологическое устройство или линза: при использовании в настоящем документе относится к любому устройству, расположенному в глазу или на нем. Устройство может обеспечивать оптическую коррекцию, может быть косметическим или обеспечивать некую функциональность, не связанную с актом зрения. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое используется для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. В альтернативном варианте термин «линза» может обозначать устройство, которое может быть размещено на глазу с другой целью, нежели коррекция зрения, например, для отслеживания составного вещества слезной жидкости или как средство введения активного вещества. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, могут представлять собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые могут включать, например, силиконовые гидрогели и фторгидрогели.
Оптическая зона в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.
Мощность - в настоящем документе обозначает совершенную работу или переданную энергию за единицу времени.
Предварительное отверждение: при использовании в настоящем документе термин относится к процессу, предваряющему отверждение смеси. В некоторых вариантах осуществления процесс предварительного отверждения может содержать укороченный период отверждения (относительно длительности полного процесса). В качестве альтернативного варианта процесс предварительного отверждения может быть и отдельным уникальным процессом, например это может быть воздействие на смесь другой температуры или излучения другой длины волны, нежели те условия, которые используются для полного отверждения материала.
Предварительное дозирование: при использовании в настоящем документе термин относится к первичному нанесению материала в количестве меньшем, чем требуется для завершения процесса. Например, предварительное дозирование может содержать четверть требуемого вещества.
Последующее дозирование: в данном документе этот термин относится к добавлению материала в количестве, оставшемся после предварительного дозирования который необходим для завершения процесса. Например, когда предварительное дозирование содержит нанесение четверти требуемого количества вещества, последующее дозирование может обеспечивать три четверти той же субстанции.
Перезаряжаемый или перезапитываемый - в настоящем документе обозначает возможность быть перезаряженным или переведенным в состояние с более высокой способностью к совершению работы. Множество вариантов применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к возможности восстановления способности подавать электрический ток определенной величины в течение определенного периода времени восстановления.
Перезапитывать или перезаряжать - при использовании в настоящем документе термин относится к восстановлению состояния с более высокой способностью совершать работу. Множество вариантов применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности устройства подавать электрический ток определенной величины в течение определенного периода времени восстановления.
Высвобожденный из формы для литья: в настоящем документе термин относится к действию, при котором офтальмологическая линза либо полностью отделена от формы для литья, либо лишь слабо прикреплена на ней так, что она может быть отделена легким встряхиванием или сдвинута с помощью тампона.
Многослойные интегрированные многокомпонентные устройства (SIC-устройства) - при использовании в настоящем документе термин относится к результату применения технологий упаковки, позволяющих собирать тонкие слои подложек, которые могут содержать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегрированные устройства путем наложения по меньшей мере части каждого слоя друг на друга. Слои могут содержать многокомпонентные устройства различных типов, материалов, форм и размеров. Более того, слои могут быть изготовлены по различным технологиям производства устройств для получения различных контуров.
Офтальмологическое устройство
На Фиг.1А показан вид сверху возможного офтальмологического устройства 100 с полностью инкапсулированной вставкой со средой 110 и электронными элементами 120 в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия. В частности, возможное офтальмологическое устройство 100 может содержать вставку со средой 110, инкапсулирующую элементы энергоснабжения и функциональные элементы, в том числе, например, линзу с переменным фокусом. В некоторых вариантах осуществления, элементы энергоснабжения могут как правило располагаться в зоне периферии 112 вставки со средой 110, а функциональные оптические элементы могут располагаться в середине 111 вставки со средой 110.
Электрические компоненты, в том числе, например, процессор, микрофотонные элементы, передатчик и/или датчики, могут содержаться либо внутри вставки со средой, либо на гидрогелевой части 130 офтальмологического устройства 100. Например, электронные элементы 120 могут располагаться в/на гидрогелевой части 130 и могут представлять собой, например, датчики и/или передатчики, применяемые в диагностике, доставке лекарственных препаратов или для обмена данными.
В некоторых вариантах осуществления изобретения вставка со средой может быть сформирована путем термоформирования правильно ориентированного и удерживаемого листа в трехмерную форму, которая может повторять форму поверхности термоформировочного штампа. Полученная в результате деталь может быть вырезана из тонкого листа материала, который может быть впоследствии функционализирован и/или покрыт покрытием для образования вставки со средой и инкапсуляции электронных элементов, функциональных элементов и/или элементов энергоснабжения. Во время процесса нарезания вставок из материала горячего формования элементы центровки могут быть врезаны во вставку, например выемки, канавки или фаски. Такие выравнивающие элементы могут быть использованы для выравнивания детали вставки или сформированных офтальмологических серединных вставок в процессе последующей обработки.
На Фиг.1В показано поперечное сечение возможного офтальмологического устройства 100, изображенного на Фиг.1A, в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия. В частности, возможное офтальмологическое устройство 100 содержит вставку со средой 110, которая является полностью инкапсулированной гидрогелевой частью 130, чтобы таким образом предотвратить прямой контакт вставки со средой 110 с глазом пользователя. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, вставка со средой 110 может быть как правило жесткой и может содержать различные материалы, при этом материалы могут не быть биосовместимыми. В некоторых вариантах осуществления, однако, вставка со средой 110 может содержать биосовместимое покрытие, которое может предоставлять дополнительную защиту от небиосовместимых материалов. К тому же, в некоторых вариантах осуществления задняя искривленная поверхность может быть покрыта материалом, отличным от материала, которым покрыта передняя искривленная поверхность вставки со средой 110. Благодаря этому газы, выделяемые компонентами, содержащимися внутри вставки со средой, могут выходить из вставки со средой 110, например.
Электронные компоненты 120 могут быть покрыты покрытием и содержаться вне вставки со средой 110, на периферии гидрогелевой части 130. Такие компоненты могут содержать, например, компоненты для доставки лекарственных средств, датчики окулярной жидкости, микроэлектромеханические передатчики и т.д. Кроме обеспечения биосовместимого защитного слоя, покрытия могут использоваться для усиления адгезии гидрогеля с электронными компонентами 120.
В некоторых вариантах осуществления вставка со средой 110 может содержать напечатанный узор, который может служить косметическим целям, в том числе маскировку зон 111-113 вставки со средой 110. В некоторых вариантах осуществления изобретения в вставке со средой 110 может содержаться активное вещество, растворяющееся после помещения офтальмологической линзы 100 на поверхность глаза. Вариант осуществления, в котором активное вещество является лекарством, может быть особенно важен, если астигматизм вызван травмой глаза.
На Фиг.2A-2E показаны возможные этапы процесса формирования офтальмологической линзы 209 с вставкой со средой 204 и/или электронными компонентами, причем вставка со средой 204 может быть инкапсулирована/покрыта усилителем адгезии, который может способствовать связи гидрогеля с поверхностями вставки со средой и/или электронных компонентов. Перечень примеров материалов и параметры процесса приведены в таблице 1, но другие материалы и другая техника полимеризации могут иметь место и не противоречат положениям данного изобретения. В последующих разделах этого раскрытия более подробно описаны специфические этапы способа и возможные техники.
На Фиг.2А показано поперечное сечение возможной детали передней искривленной части формы для литья 201 с предварительной дозой мономера 203 и электронным элементом 202, напыленным на него в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. На этапе 210, предварительная доза реакционной смеси мономера 203 может быть помещена на линзообразующую поверхность детали передней искривленной части формы для литья 201. В некоторых вариантах осуществления, один или более электронных компонентов 202 могут располагаться на детали передней искривленной части формы для литья 201 или на предварительно дозированной реакционной смеси мономера (РСМ) 203. Электронный(ые) компонент(ы) 202 могут быть покрыты покрытием или могут содержать обработку поверхности, которая усиливает адгезию с РСМ 203.
На Фиг.2В показано поперечное сечение возможной детали передней искривленной части формы для литья 201, показанной на Фиг.2A, с вставкой со средой 204, которая дополнительно расположена на ней, в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. На этапе 220, вставка со средой 204 может быть помещена в непосредственной близости к детали передней искривленной части формы для литья 204 в контакте с предварительно дозированной РСМ 203. В вариантах осуществления, в которых электронный компонент 202 содержится вне вставки со средой 204, вставка со средой 204 может быть выровнена и быть электрически связанной с электронным компонентом 202. В некоторых вариантах осуществления, электрическое соединение может достигаться с помощью электрических соединительных элементов (не показаны на чертеже), проводящих материалов покрытия и/или гидрогелей. В некоторых вариантах осуществления, для энергоснабжения электронного компонента 202 может применяться передача и/или передача данных между ними.
На Фиг.2С показано поперечное сечение возможной детали передней искривленной части формы для литья 201, показанной на Фиг.2B, с последующей дозой реакционной формирующей смеси 205, нанесенной на нее, в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. В частности, на этапе 230 в деталь передней искривленной части формы для литья 201, содержащую вставку со средой 204 и электронный компонент 202, может быть добавлена последующая доза дополнительной реакционной смеси мономера 205. Объем предварительной дозы реакционной смеси мономера 203 и объем последующей дозы реакционной смеси мономера 205 могут полностью инкапсулировать жесткую вставку 204 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
На Фиг.2D показано поперечное сечение возможной детали передней искривленной части формы для литья, показанной на Фиг.2C, и соответствующая деталь задней искривленной части формы для литья 206, нанесенная для образования сборки формы для литья в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. В частности, на этапе 240 деталь задней искривленной части формы для литья 206 может быть помещена проксимально по отношению к детали передней искривленной части формы для литья 201 таким образом, чтобы они образовывали полость линзообразующую полость 208. Линзообразующая полость 208 может объединять и формировать впоследствии дозированную РСМ 205 и предварительно дозированную РСМ 203, которые в некоторых вариантах осуществления могут позволять гидрогелевой РСМ 207 полностью инкапсулировать жесткую вставку 204. Гидрогелевая РСМ 207 может приклеиваться для того чтобы инкапсулировать или по меньшей мере частично инкапсулировать электронный(е) компонент(ы) 203.
На Фиг.2E показано поперечное сечение сформированного офтальмологического устройства 209, 100, содержащего вставку со средой 204 и электронный компонент 202, в соответствии с аспектами этого раскрытия. В частности, на этапе 250, офтальмологическое устройство 209 показано следующим за полимеризуемой гидрогелевой РСМ 207, а офтальмологическое устройство 209 высвобождено из сборки формы для литья. Полимеризация гидрогелевой РСМ 207 может достигаться путем процесса отверждения с применением излучения, например.
Таблица 1
Неполный перечень примеров герметизирующих материалов и материалов покрытия
Материал
Примеры аспектов применения
Эпоксидные системы
Однокомпонентные - высокотемпературная полимеризация, отличная адгезия, биосовместимостьДвухкомпонентные - быстрая полимеризация в условиях окружающей среды, биосовместимость, заполнение зазоров
Силиконовые системы
Однокомпонентные - влагоустойчивость, высокая гибкость, изоляционные свойства, оптическая прозрачностьДвухкомпонентные - прочность, высочайшая гибкость, биосовместимость
УФ-полимеризуемые системы
Быстрая полимеризация, типы с гибкостью, отсутствие паров
Системы, полимеризуемые светодиодами
Однокомпонентные, применение при низких температурах
Полиуретаны
Оптическая прозрачность, изоляционные свойства, гибкость
Полисульфиды
Возможность отверждения под водой, высокая прочность, высокая химическая устойчивость
Цианоакрилаты
Биосовместимость, одно соединение, без выделения газа
Эластомерные системы
Отличная водостойкость, изоляционные свойства, одно соединение
Пленочные адгезивы
Возможность предварительной заготовки, отличные изоляционные характеристики
Термоплавкие системы
Допускающие контакт с продуктами питания
Латексные системы
Сферы применения - самоклеющиеся системы, допускающие контакт с продуктами питания
Полиимиды
Фоточувствительность, возможность предварительной заготовки, гибкость
Парилены (пленки, осажденные из паровой фазы)
Обработка поверхности, изоляционные свойства, соответствующая сфера применения
Вставка со средой 204 и/или электронный(ые) компонент(ы) 203 могут быть образованы из материалов, которые могут быть или могут не быть стабильными в средах, которые занимают офтальмологические устройства, в том числе, например, в слезной жидкости на окулярной поверхности, с которой контактирует вставка со средой 204/электронный(ые) компонент(ы) 203. Соответственно, требуются инкапсулирующие слои, образованные с применением покрытий, в том числе, например, семейства париленов, в том числе без ограничения, элементов семейства парилена C, N, и D. В некоторых вариантах осуществления, инкапсулирующее покрытие может образовываться до или после применения других клеящих или герметизирующих слоев, и такой материал может служить в качестве усилителя адгезии для гидрогеля и вставки со средой 204/электронный(ых) компонент(ов) 203.
Способы и материалы для офтальмологических линз, созданных на основе вставок
На Фиг.2A-2E представлены возможные этапы процесса, которые могут иметь место для формирования офтальмологической линзы 209 с вставкой со средой 204, причем вставка со средой 204 может быть инкапсулирована. Используемый в настоящем документе термин «сборка формы для литья» 201, 206 может включать в себя форму из пластика для создания полости для формовки линзы 208, в которую может заливаться смесь для формовки линзы 207, и после реакции или процесса отверждения смеси для формовки линзы 207 получается требуемая конфигурация офтальмологической линзы 209. Сочетание частей формы 201, 206 является временным, когда при формовке офтальмологической линзы 209 части формы 201, 206 могут быть отделены, как показано на этапе 250, при выделении офтальмологической линзы 209.
По меньшей мере одна из деталей частей формы 201, 206 по меньшей мере частью своей поверхности контактирует с линзообразующей смесью 207 так, что после реакции или отверждения линзообразующая смесь 207 принимает заданные оптические очертания и формы для формирования линзы в месте контакта 209. То же самое справедливо по меньшей мере для одной другой детали части формы для литья, например, 201, 206.
Таким образом, например, в одном примере осуществления сборка формы для литья 201, 206 может быть образована из двух частей 201 и 206, вогнутого элемента (форма для получения передней кривизны) 201 и выпуклого элемента (форма для получения задней кривизны) 206, между которыми образуется полость 208. Часть вогнутой поверхности, которая находится в контакте с линзообразующей смесью 207, имеет кривизну передней изогнутой поверхности офтальмологической линзы 209, которую получают в форме для литья.
Указанная часть является достаточно гладкой и образована так, что поверхность офтальмологической линзы 209, образованной путем полимеризации линзообразующей смеси 207, которая находится в контакте с указанной вогнутой поверхностью, является оптически приемлемой. В некоторых вариантах осуществления форма для получения передней кривизны 201 также может иметь круговой буртик, выполненный в виде единого целого с и окружающий круговой край, выходящий от формы для получения передней кривизны 201 в плоскости, перпендикулярной оси и также проходящей от буртика (не показано).
Линзообразующая поверхность может включать поверхность с оптическим качеством обработки поверхности, что означает, что она достаточно гладкая и сформирована таким образом, что поверхность линзы, полученная путем полимеризации линзообразующей смеси 208 при контакте с формующей поверхностью, является оптически допустимой. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность частей формы 201, 206 может иметь геометрические характеристики, которые предназначены для наделения поверхности линзы необходимыми оптическими характеристиками, включающими в том числе сферическую, асферическую и цилиндрическую оптическую силу. аберраций волнового фронта; коррекцию топографии роговой оболочки; и их сочетания. Специалисту в данной области будет понятно, что в объем настоящего изобретения также могут быть включены и другие характеристики, отличные от описанных выше.
Серединная вставка 204 может быть произведена, например, с помощью формовки методом микроинъекции. Варианты осуществления могут включать в себя, например, смолу из сополимера поли(4-метилпент-1-ена) с диаметром приблизительно от 6 мм до 10 мм, радиусом передней поверхности приблизительно от 6 мм до 10 мм, радиусом задней поверхности приблизительно от 6 мм до 10 мм и толщиной центральной части приблизительно от 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 примером машины для микролитья может быть пятитонная система Microsystem 50 компании Battenfield Inc. Некоторые или все герметизирующие элементы, включая, без ограничений, канавки, пазы, приливы и острые края, могут быть образованы в процессе литья или образованы позднее при последующей обработке результата процесса литья.
Как описывалось выше, вставка со средой 204 может быть помещена в деталь формы для литья 201, 206, используемую для формирования офтальмологической линзы 209. Материал детали(ей) формы для литья 201, 206 может содержать, например, полиолефин одного или более из следующих веществ: полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат, а также модифицированные полиолефины. Иные формы для литья могут быть изготовлены из керамического или металлического материала.
Другие материалы формы для литья, которые можно использовать в комбинации с одной или более добавками с образованием формы для литья офтальмологической линзы, включают в себя, например, полипропиленовые смолы Zieglar-Natta (иногда называемые znPP); очищенный статистический сополимер для чистого литья в соответствии с разделом 21 правил Свода федеральных правил США (CFR) (c) 3.2 Управления по контролю пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA); статистический сополимер (znPP) с этиленовой группой.
Также в некоторых осуществлениях данного изобретения формы могут содержать такие полимеры, как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклической группой в основной цепи и циклические полиолефины. Данную смесь можно использовать в одной или в обеих половинах формы для литья. Предпочтительно эта смесь используется на заднем криволинейном элементе, а передний криволинейный элемент состоит из алициклических сополимеров.
В некоторых вариантах осуществления и в соответствии с аспектами данного раскрытия, части формы для литья 200 могут изготавливаться литьем под давлением в соответствии с известными технологиями. Дополнительные варианты осуществления, однако, также могут содержать формы для литья, выполненные с использованием других методик, включая, например, токарную обработку, алмазную обточку или лазерную резку.
Как правило, офтальмологические линзы образуются по меньшей мере на одной поверхности обеих деталей частей формы для литья 201 и 202. Однако, в некоторых вариантах осуществления, одна поверхность офтальмологической линзы может быть образована из детали формы для литья 201 и 202, а другая поверхность офтальмологической линзы может быть образована, например, методом токарной обработки, методом свободного формования и т.п.
В некоторых вариантах осуществления, тип гидрогелевой РСМ офтальмологической линзы может содержать силикон-содержащий компонент. Под содержащим силикон компонентом подразумевается любой компонент, имеющий по крайней мере один [-Si-O-] фрагмент в составе мономера, макромера или преполимера. Общее содержание кремния и связанного с ним кислорода в кремнийсодержащем компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес., более предпочтительно - более 30% вес. общей молекулярной массы кремнийсодержащего компонента. Подходящие для целей настоящего изобретения кремнийсодержащие компоненты предпочтительно содержат полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, виниловая, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стириловая функциональные группы.
В некоторых вариантах осуществления края офтальмологической линзы, также называемые герметично закрывающим вставку слоем, который окружает вставку, могут быть образованы из стандартных гидрогелевых композиций для офтальмологической линзы. Примеры материалов с характеристиками, которые могут обеспечивать приемлемое сочетание с множеством материалов вставки, могут, без ограничений, включать в себя материалы семейства нарафилкона (включая нарафилкон A и нарафилкон B) и семейства этафилкона (включая этафилкон A). Ниже приведено более полное с технической точки зрения описание характера материалов, которые могут применяться в области, представленной в настоящем документе. Специалисту в данной области будет понятно, что другие материалы, отличные от описанных ниже, также позволяют сформировать приемлемую оболочку или частичную оболочку для герметизированных вставок и должны рассматриваться в соответствии с объемом формулы изобретения и в рамках данного объема.
Подходящие содержащие силикон компоненты включают соединения формулы I
1
где R независимо выбирают из одновалентных реакционноспособных групп, одновалентных алкильных групп или одновалентных арильных групп, любая из которых может дополнительно содержать функциональные группы, выбранные из гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, карбоната, галогена или их комбинаций; одновалентные силоксановые цепи содержат 1-100 повторяющихся звеньев Si-O, которые могут дополнительно содержать функциональные группы, выбранные из алкила, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамата, галогена или их комбинаций;
где b равно от 0 до 500, причем подразумевается, что если b отлично от 0, то по b имеется распределение с условием, равным указанному значению;
1
1
причем по меньшей мере один R содержит одновалентную реакционноспособную группу, а в некоторых вариантах осуществления от одного до трех R содержат одновалентные реакционноспособные группы.
1-6
1-6
2-12
2-12
2-12
2-6
1-6
Используемый в настоящем документе термин «одновалентные реакционноспособные группы» относится к группам, способным к участию в реакциях свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Неограничивающие примеры свободно радикальных реакционноспособных групп включают в себя (мет)акрилаты, стиролы, винилы, виниловые эфиры, Cалкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, Cалкил(мет)акриламиды, N-винил лактамы, N-виниламины, Cалкенилы, Cалкенилфенилы, Cалкенилнафтилы, Cалкенилфенил-Cалкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Неограничивающие примеры катионных реакционных групп включают в себя винилэфирные или эпоксидные группы и их смеси. В одном варианте осуществления свободнорадикальные реакционноспособные группы содержат (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид и их смеси.
1-16
6-14
Подходящие одновалентные алкильные и арильные группы включают в себя незамещенные одновалентные Cалкильные группы, 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 0, один R представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, а по меньшей мере три R выбраны из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, или в другом варианте осуществления - из моновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода. Другие примеры силиконовых компонентов, упомянутых в данном варианте осуществления, включают в себя в том числе 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 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 представляет собой одновалентную реакционноспособную группу, а остальные R выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, или 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. Неограничивающие примеры силикон-содержащих компонентов этого варианта осуществления включают в себя полидиметилсилоксан (ММ 400-1000) с концевой (моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил-эфирной группой (OH-mPDMS) и полидиметилсилоксаны (ММ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами (mPDMS).
1
1
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.
В одном варианте осуществления, когда желательно использовать силикон-гидрогелевую офтальмологическую линзу, офтальмологическую линзу настоящего изобретения изготавливают из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20 и предпочтительно от приблизительно 20 до 70% вес. силикон-содержащих компонентов в расчете на общую массу реакционноспособных компонентов мономера, из которого изготавливают полимер.
1
В другом варианте осуществления от одного до четырех R содержат винилкарбонат или карбамат формулы II
где Y означает O-, S- или NH-; и R означает водород или метил; d равен 1, 2, 3 или 4; и q равен 0 или 1.
Кремнийсодержащие винилкарбонатные или винилкарбаматные мономеры, в частности, 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 необходимо получить биомедицинские устройства с модулем упругости менее приблизительно 200, только один R должен содержать одновалентную реакционноспособную группу и не более двух из оставшихся групп R будут содержать одновалентные силоксановые группы.
Другой класс силиконсодержащих компонентов включает полиуретановые макромеры представленных ниже формул:
Формулы IV-VI
(*D*A*D*G)a *D*D*E1; E(*D*G*D*A)a *D*G*D*E1 или; E(*D*A*D*G)a
*D*A*D*E1
где D означает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода;
где 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, тио- или аминосвязи;
* обозначает уретановую или уреидо-мостиковую группу;
a равен по меньшей мере 1; и A означает бивалентный полимерный радикал следующей формулы:
Формула VII
11
где R независимо означает алкильную или фтор-замещенную алкильную группу,
1
имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; и p обеспечивает молекулярную массу фрагмента от 400 до 10 000; каждый из E и E независимо означает полимеризуемый ненасыщенный органический радикал, представленный формулой 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 означает -CO- или -OCO-; Z означает -O- или -NH-; Ar означает 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.
Предпочтительным силиконсодержащим компонентом является полиуретановый макромер, представленный формулой IX (полная структура может быть понятна при присоединении соответствующих областей со звездочками, * к *, ** к **).
16
где Rпредставляет собой бирадикал диизоцианата после удаления изоцианатной группы, такой как бирадикал изофорондиизоцианата. Другой подходящий кремнийсодержащий макромер представляет собой соединение формулы X (в которой x + y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), образованное при реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной группой, изофорондиизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.
Формула X (полная структура может быть стать понятной при присоединении соответствующих участков, отмеченных «звездочкой», от * до *)
Другие кремнийсодержащие компоненты, подходящие для применения в рамках настоящего изобретения, включают в себя макромеры, содержащие полисилоксановые, полиалкиленэфирные, диизоцианатные, полифторуглеводородные, полифторэфирные и полисахаридные группы; полисилоксаны с полярной фторированной привитой или боковой группой, содержащей атом водорода, присоединенный к концевому дифторзамещенному атому углерода; гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфирные и силоксанильные мостиковые группы, а также поперечно-сшиваемые мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любой из перечисленных выше полисилоксанов также может быть использован в качестве содержащего силикон компонента в рамках настоящего изобретения.
На Фиг.3 показана схематическая конструкция процессора, который может использоваться для реализации по меньшей мере некоторых этапов способов настоящего раскрытия. Контроллер 300 может содержать один или несколько процессоров 310, которые могут содержать один или несколько процессорных компонентов, подключенных к устройству обмена данными 320. В некоторых вариантах осуществления контроллер 300 может быть использован для передачи энергии в источник энергии, размещенный в офтальмологической линзе. 100, 209
Процессоры 310 могут быть соединены с устройством связи, выполненным с возможностью передачи энергии через канал связи. Устройство обмена данными может быть использовано для электронной связи с компонентами, внутри вставки со средой, например. Устройство обмена данными 320 также можно использовать для связи, например, с одним или более контроллерными устройствами или компонентами программного/интерфейсного оборудования.
Процессор 310 также может сообщаться с устройством хранения данных 330. Устройство хранения данных 330 может содержать любое соответствующее устройство хранения данных, включая комбинации магнитных устройств хранения данных, оптических устройств хранения данных и/или полупроводниковых запоминающих устройств, таких как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
В устройстве хранения данных 330 может храниться программа 340 для управления процессором 310. Процессор 310 выполняет команды программного обеспечения 340 и таким образом работает в соответствии с настоящим изобретением. Например, процессор 310 может получать информацию о размещении вставки со средой, электронный(ых) компонента(ов) и т.д. В устройстве хранения данных 330 в одной или более базах данных 350 и 360 также могут храниться офтальмологические данные. База данных может содержать, например, информацию о пределах измерения, метрологические данные, а также специализированные управляющие последовательности для управления потоком энергии к несущей вставке и от нее. База данных также может содержать параметры и управляющие алгоритмы для управления системой(ами), которые могут находиться в офтальмологическом устройстве, а также данными и/или измеренной обратной связью, генерируемыми в результате их работы. В некоторых вариантах осуществления, такие данные могут в конечном счете быть сообщены к/от внешнего приемного устройства.
На Фиг.4 показаны возможные компоненты устройства размещения вставки со средой и/или электронного(ых) компонента(ов) на детали формы для литья офтальмологической линзы в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия. В частности, показано автоматизированное устройство 410 с одним или более передающими механизмом 411 вставки 414. Как показано, множество деталей частей формы для литья, каждая с соответствующей вставкой 414, находятся на поддоне 412 и передаются на механизм переноса субстрата 411. Варианты осуществления могут включать в себя один механизм, отдельно размещающий жесткие вставки 414, или множество механизмов (не показаны), одновременно размещающих жесткие вставки 414 во множестве частей формы для литья, а в некоторых вариантах осуществления в каждой форме для литья.
Другой аспект некоторых вариантов осуществления содержит устройство поддержки жесткой вставки 414, например точки удержания, в то время как тело офтальмологической линзы отливается вокруг вставки со средой и/или электронных компонентов. Точки удержания можно закрепить полимеризованным материалом такого же типа, из которого будет образовано тело офтальмологической линзы.
Процессы
Следующие стадии способа предложены как примеры процессов, которые можно реализовать в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения. Следует понимать, что порядок представления стадий способа не является ограничивающим, и для реализации настоящего изобретения можно использовать и другие последовательности. Кроме того, не все из стадий являются необходимыми для реализации настоящего изобретения, и в различные варианты осуществления настоящего изобретения можно включить дополнительные стадии. Специалисту в данной области может быть очевидно, что на практике возможны дополнительные варианты осуществления, и такие способы также входят в объем формулы изобретения.
На Фиг.5 в виде блок-схемы показаны этапы способа для формирования офтальмологического устройства в соответствии с некоторыми аспектами настоящего раскрытия. Начиная с описания на этапе 505, могут быть сформированы вставки со средой, способные корректировать конкретные астигматические характеристики глаза Вставка со средой может содержать элементы энергоснабжения и/или функциональные электронные компоненты, которые могут быть сформированы в конфигурации многоуровневого интегрированного компонента устройства чтобы позволить образовать как правило изогнутую форму, которая может подходить по форме внешней поверхности глаза. Хотя форма может обеспечить, чтобы вставка со средой находилась непосредственно на поверхности глаза, в некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным, чтобы вставка со средой могла быть покрыта биосовместимым покрытием и/или биосовместимым гидрогелем согласно аспектам настоящего раскрытия.
На этапе 510, вставка со средой может быть обработана для повышения тенденций к адгезии поверхности(ей) вставки со средой и/или электронного(ых) компонента(ов) с инкапсулирующей реакционной смесью мономера. Способы, которые быть реализованы для обработки и увеличения поверхностных свойств адгезии включают этапы способа, показанного на Фиг.6. В частности, этапы способа, которые могут содействовать адгезии гидрогеля, по меньшей мере, с поверхностью вставки со средой и/или электронных компонентов. На этапе 511, может быть получена вставка со средой и/или электронный компонент. Получение вставки со средой и/или электронного компонента может содержать очистку деталей вымачиванием их в растворителе, например. Другие способы их очистки могут дополнительно или альтернативно включать вдувание воздуха в деталь для удаления загрязнений, таких как пыль.
После очистки вставки со средой и/или электронного компонента на этапе 511, на этапе 512 детали могут быть функционализированы. Процесс функционализации может быть достигнут несколькими путями, в том числе, например, путем воздействия плазмы на детали в атмосфере кислорода или аргона. В некоторых вариантах осуществления, высокоинтенсивные радиочастоты и давление глубокого вакуума приблизительно, составляющее 53,3-106,7 Па (400-800 мТорр) могут также использоваться как часть процесса обработки плазмой. Кислородная плазма может очистить и функционализировать поверхности путем реакции с молекулами на поверхности подложки и разрыва этих молекул вниз так, чтобы они могли стать нестабильными. Плазма аргона не может быть такой же реакционноспособной, как кислородная плазма, но относительно тяжелые ионы аргона могут обеспечить эффект «микро-пескоструйной обработки», когда они ударяются о поверхность. Кроме того, плазменная обработка может создать кислородные виды (например, карбонилы, гидроксильные группы, карбоксильные группы, карбоновые кислоты) в полимерной цепи пластмассы, с которой может связываться усилитель адгезии. Кроме того, в дополнение или в качестве альтернативы, процесс функционализации может быть достигнут с помощью обработки озоном. В некоторых вариантах осуществления, еще один тип обработки/способ может содержать использование ультрафиолета в сочетании с такими реактивами как бензофенон для поперечного сшивания поверхностей деталей с гидрогелем.
После функционализации деталей на этапе 513, реактив, усиливающий адгезию, может быть нанесен в качестве усилителя адгезии. Функционализированные детали могут быть приведены в реакцию с реактивом, в некоторых вариантах осуществления в условиях вакуума на протяжении предопределенного промежутка времени (например, на протяжении нескольких часов). Реактивы могут представлять собой без ограничения силан, например, метоксисилан. Некоторые специфические примеры могут содержать винилдиметилэтоксисилан, метакрилоксипропилдиметил-метоксисилан, ((Хлорометил)фенилэтил)-триметоксисилан, стирилэтилтриметоксисилан или гомополимер винилметоксисилоксана.
На этапе 514, деталь может быть нанесена, чтобы биосовместимый гидрогель связался с усилителем адгезии и/или инкапсулировал детали. Однако, детали могут быть инкапсулированы, например, париленом или другим гидрогелем, на этапе 515, до и/или после его нанесения на деталь формы для литья. Далее на этапе 516, офтальмологическое устройство может быть сформировано, как описано далее на этапах 520/525-560. Следовательно, как показано на Фиг.5, на этапе 520 в переднюю искривленную часть формы для литья может быть предварительно дозирована реакционная смесь мономера. Объем предварительного дозирования и расположение могут быть оптимизированы для обеспечения того, чтобы получившаяся офтальмологическая линза должным образом инкапсулировала вставку со средой и/или электронный компонент. Например, если сначала залить слишком мало РСМ, то инкапсуляция может быть неполной, а если сначала залить слишком много РСМ, то это может привести к появлению пузырьков в линзообразующей полости. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, объем предварительного дозирования может составлять приблизительно 10 мкл РСМ. Таким же образом расположение предварительного количества РСМ относительно вставки со средой может уменьшить количество проблем в ходе инкапсуляции. Например, размещение предварительного количества РСМ в части формы, предназначенной для получения передней кривизны, может совпадать с наиболее вогнутой частью жесткой вставки.
В некоторых вариантах осуществления изобретения этапы формовки 515-545 могут проходить в атмосфере, обогащенной азотом, предпочтительно при содержании кислорода от 0,0 до 0,5%. Соответственно, компоненты, используемые в процессе, могут быть подвергнуты кондиционированию в соответствующей среде перед использованием.
На этапе 525, вставка со средой и/или электронный(ые) компонент(ы) могут быть размещены в непосредственной близости к передней искривленной части формы для литья в контакте с предварительно дозированной РСМ. В некоторых вариантах осуществления, вставка со средой может быть выровнена в непосредственной близости к передней искривленной части формы для литья до предварительного дозирования на этапе 520. В некоторых вариантах вставка со средой может быть вставлена в переднюю искривленную часть формы для литья после предварительного дозирования на этапе 520. В тех вариантах осуществления, в которых стабилизаторы включены в состав вставки со средой, размещение вставки со средой может выполняться без определенного размещения относительно части формы, предназначенной для получения передней кривизны. В альтернативных вариантах осуществления стабилизаторы и вставка со средой по отдельности включены в офтальмологическую линзу, особое расположение вставки со средой и передней искривленной части формы для литья относительно друг друга не требуется.
К тому же, вставка со средой и/или электронный(ые) элемент(ы) могут быть предпочтительно размещены механическим путем. Механическое размещение может включать, например, робота или иной автомат, например которые используются в промышленности для размещения поверхностных комплектующих или для подбора и размещения автоматических устройств. Размещение жесткой вставки силами работника также входит в объем настоящего изобретения. Следовательно, механическое размещение может быть эффективно при размещении вставки со средой и/или электронного компонента внутри части формы для литья таким образом, чтобы полимеризация реакционной смеси, содержащейся в части формы для литья, могла содержать вставку со средой и/или электронный компонент в получившейся офтальмологической линзе.
В некоторых вариантах осуществления, на этапе 530, РСМ может быть предварительно отверждена, чтобы закрепить жесткую вставку и/или электронный(ые) элемент(ы) для оставшегося процесса инкапсуляции. Например, сборка передней кривизны может быть предварительно отверждена под лампой синего света (мощность 5 мВт, 2 минуты) при температуре окружающей среды, например, 22°C. В некоторых вариантах осуществления, предварительное отверждение может иметь место до размещения вставки со средой и/или электронного компонента на этапе 525.
На этапе 535, в переднюю искривленную сборку может быть в дальнейшем добавлена остающаяся РСМ, которая может быть необходима для полной инкапсуляции вставки со средой и/или электронного компонента и создания офтальмологической линзы. На этапе 540, деталь задней искривленной части формы для литья может быть размещена в непосредственной близости к детали передней искривленной части формы для литья, таким образом, образуя сборку формы для литья, имеющую линзообразующую полость между деталью задней искривленной части формы для литья и деталью передней искривленной части формы для литья. Линзообразующая полость может определять форму офтальмологической линзы, а РСМ может полностью инкапсулировать вставку со средой и/или электронный(ые) компонент(ы) внутри полости.
На этапе 545, детали передней и задней искривленной части формы для литья, образующие сборку формы для литья, могут быть полностью отверждены. Как следствие, реакционная смесь мономера внутри полости может полимеризоваться. Полимеризацию можно провести, например, путем воздействия фотохимического активного излучения или тепла или с помощью обоих видов воздействия. Параметры процесса отверждения могут определяться специфическим химическим составом РСМ и вставки со средой и/или электронного(ых) компонента(ов). Например, воздействие излучения может отверждать РСМ, но излучение может ухудшать или воздействовать на целостность вставки со средой и/или электронного(ых) компонента(ов). В некоторых вариантах осуществления изобретения время отверждения может быть увеличено с тем, чтобы создать допустимые условия отверждения.
На этапе 550, офтальмологическая линза с вставкой со средой и/или электронным компонентом может быть удалена из детали передней и задней искривленной части формы для литья после того, как детали формы будут разъединены. После разборки, например, офтальмологическая линза может оставаться прикрепленной к одной из детали передней искривленной части формы для литья или детали задней искривленной части формы для литья, чтобы быть в последствии высвобожденной из формы для литья. В некоторых вариантах осуществления, с частью формы для литья, в которой офтальмологическая линза может остаться прикрепленной, могут быть проведены манипуляции, позволяющие высвободить офтальмологическую линзу. Манипуляции могут представлять собой, например, сгибание части формы для литья, и могут позволить легче извлечь офтальмологическую линзу, встряхивание, погружение в контролируемый раствор и/или подобные техники.
На этапе 555, офтальмологическая линза может быть гидратирована. Процесс увлажнения на этапе 555 может обеспечить совместимость офтальмологической линзы с глазом, и в этом случае функциональность офтальмологической линзы, включая вставку со средой и/или электронный(ые) компонент(ы), может зависеть от такой совместимости. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения процесс увлажнения может содержать множество этапов, которые обеспечивают надлежащее набухание офтальмологической линзы. Например, первый этап может включать замачивание офтальмологической линзы в растворе, содержащем примерно 0,45% бората натрия при 50°C на протяжении часа. Второй этап может повторять условия первого этапа с использованием свежего раствора. Третий и последний этап может включать замачивание офтальмологической линзы в растворе при комнатной температуре.
На этапе 560 офтальмологическую линзу можно упаковать в герметический контейнер. Герметический контейнер может предотвратить воздействие воздуха и может включать раствор, предотвращающий высыхание офтальмологической линзы до начала использования.
Предпочитаемые офтальмологические линзы настоящего изобретения представляют собой контактные линзы с гидрогелевой частью, имеющей содержание воды от приблизительно 0 до приблизительно 90 процентов. Более предпочтительно офтальмологические линзы могут содержать мономеры, содержащие любые или обе из гидроксильных групп и карбоксильных групп, или изготавливают из силикон-содержащих полимеров, таких как силоксаны, гидрогели, силикон-гидрогели, а также их комбинации. Материал(ы), полезный(ые) для формирования офтальмологических линз настоящего изобретения, можно изготовить путем взаимодействия смесей макромеров, мономеров и их комбинаций вместе с добавками, такими как инициаторы полимеризации. Подходящие материалы включают в себя, без ограничений, силикон-гидрогели, изготовленные из силиконовых макромеров и гидрофильных мономеров.