BRPI0919957B1 - método para formação de uma lente oftálmica e aparelho para fabricação de uma lente oftálmica - Google Patents
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Abstract
MÉTODOS E APARELHO PARA FORMAR UMA LENTE OFTÁLMICA COM PROCESSADOR DE DADOS INTEGRADO. A presente invenção refere-se a métodos e um aparelho para dotar um elemento de inserção de mídia (112) com um processador de dados (111) e um elemento de inserção óptico variável (108) em uma lente oftálmica. Uma fonte de energia (109) é capaz de energizar o processador de dados (111) e o elemento de inserção óptico variável (108) incluído na lente oftálmica. Em algumas modalidades, uma lente oftálmica é moldada a partir de um hidrogel de silicone.
Description
[0001] A presente invenção reivindica a prioridade sobre o Pedidode Patente provisório U.S. n° 61/110.213 intitulado Processor Controlled Ophthalmic Device, depositado no dia 31 de outubro de2008, e o pedido de patente U.S. n° 12/578.720 intitulado Processor Controlled Ophthalmic Device, depositado no dia 14 de outubro de2009, cujos conteúdos são aqui referidos e incorporados.
[0002] A presente invenção descreve um dispositivo oftálmico queinclui um dispositivo de processamento de dados e, mais especificamente, métodos de fabricação de uma lente oftálmica com um elemento de inserção de mídia que integra um processador de dados e um ou mais componentes.
[0003] Tradicionalmente, uma lente oftálmica, como uma lente decontato ou uma lente intraocular, oferece uma qualidade óptica predeterminada. Uma lente de contato, por exemplo, pode oferecer um ou mais dentre: funcionalidade de correção da visão, melhoria cosmética e efeitos terapêuticos, mas somente um conjunto de funções para correção da visão. Cada função é fornecida por uma característica física da lente. Basicamente, um design que incorpora uma qualidade refrativa em uma lente oferece uma funcionalidade corretiva da visão. Um pigmento incorporado na lente pode fornecer uma melhoria cosmética. Um agente ativo incorporado na lente pode fornecer uma funcionalidade terapêutica.
[0004] Até o momento, a qualidade óptica em uma lente oftálmicavinha sendo planejada nas características físicas da lente. De modo geral, um design óptico foi determinado e, então, aplicado à lente durante a fabricação da mesma, por exemplo, por meio de moldagem ou torneamento. As qualidades ópticas da lente permaneceram estáticas uma vez que a mesma foi formada. Entretanto, às vezes os usuários podem considerar benéfico ter mais de uma potência focal disponível, de modo a proporcionar acomodação visual. Ao contrário de usuários de óculos, os quais podem trocar de óculos para mudar uma correção óptica, os usuários de lentes de contato ou aqueles com lentes intraoculares não podem trocar as características funcionais de sua correção da visão sem um esforço significativo.
[0005] Consequentemente, a presente invenção inclui uma lenteoftálmica com um processador de dados que é operacional para alterar um estado de um ou mais componentes em uma lente oftálmica. Uma alteração no estado de um componente pode oferecer uma funcionalidade adicional pela lente oftálmica. Além disso, os métodos e os aparelhos para formar uma lente oftálmica com processador de dados são apresentados. Algumas modalidades também podem incluir uma lente de contato de hidrogel de silicone moldada com um elemento de inserção energizado rígido e confor- mável inclui adicionalmente um processador de dados, em que o elemento de inserção é incluído no interior da lente oftálmica de uma maneira biocompatível.
[0006] Em geral, um processador e uma fonte de energia podemser fixados a ou tornados parte de um elemento de inserção de mídia e o elemento de inserção de mídia é posicionado junto a pelo menos um dentre uma primeira parte do molde e uma segunda parte do molde. Uma mistura reativa de monômeros é adicionalmente posicionada entre a primeira parte do molde e a segunda parte do molde. A primeira peça de molde é posicionada próximo à segunda peça de molde, formando assim uma cavidade para lente com o inserto de mídia energizado e pelo menos parte da mistura reativa de monômero na cavidade para lente, sendo então a mistura reativa de monômero exposta a radiação actínica para formar uma lente oftálmica. Uma lente é formada por meio do controle da radiação actínica à qual a mistura reativa de monômero é exposta. O elemento de inserção de mídia com o processador de dados está incluído no interior da lente.
[0007] A figura 1 ilustra um aparelho de montagem de molde, deacordo com algumas modalidades da presente invenção.
[0008] A figura 2 ilustra aspectos de uma lente oftálmica com umelemento de inserção de mídia que inclui um processador de dados.
[0009] A figura 3 ilustra um aparelho para posicionar o elementode inserção de mídia que inclui um processador de dados no interior de uma parte de moldagem da lente oftálmica.
[00010] A figura 4 ilustra as etapas do método, de acordo comalgumas modalidades da presente invenção.
[00011] A figura 5 ilustra as etapas do método, de acordo comalguns aspectos adicionais da presente invenção.
[00012] A figura 6 ilustra um processador que pode ser usado para implementar algumas modalidades da presente invenção.
[00013] A figura 7 ilustra uma vista em perspectiva de algumas modalidades de uma lente oftálmica que inclui um processador e componentes.
[00014] A presente invenção inclui métodos de aparelhos paraproduzir uma lente oftálmica com um processador de dados. Além disso, a presente invenção inclui uma lente oftálmica com um processador de dados incorporado na lente oftálmica.
[00015] Nas seções a seguir, serão fornecidas descrições detalhadas das modalidades da invenção. A descrição das modalidades preferenciais e das modalidades alternativas são apenas exemplos de modalidades, e deve-se compreender que, para os versados na técnica, variações, modificações e alterações poderão ser aparentes. Portanto, deve-se compreender que as ditas modalidades exemplificadoras não limitam o escopo da invenção na qual se baseiam.
[00016] Nesta descrição e nas reivindicações relacionadas à invenção apresentada, vários termos podem ser usados, aos quais serão aplicadas as seguintes definições:
[00017] processador de dados: para uso na presente invenção, refere-se a um circuito ou série de circuitos capazes de receber dados digitais e de realizar um cálculo com base nos dados recebidos.
[00018] Energizado: para uso na presente invenção, refere-se ao estado de ser capaz de fornecer corrente elétrica ou de ter energia elétrica armazenada em si.
[00019] Energia: para uso na presente invenção, refere-se à capacidade de um sistema físico para realizar um trabalho. Muitos usos compreendidos na presente invenção podem estar relacionados à dita capacidade para desempenhar ações elétricas na realização do trabalho.
[00020] Fonte de energia: para uso na presente invenção, refere-se a um dispositivo capaz de fornecer energia ou de posicionar um dispositivo biomédico em um estado Energizado.
[00021] Coletores de Energia: para uso na presente invenção, refere-se a um dispositivo capaz de extrair energia de um ambiente e de converter a energia extraída em energia elétrica.
[00022] Lente: refere-se a qualquer dispositivo oftálmico que resida dentro do olho ou sobre o mesmo. Esses dispositivos podem fornecer correção óptica ou podem ser cosméticos. Por exemplo, o termo lente pode se referir a uma lente de contato, lente intra-ocular, lente de sobreposição, inserto ocular, inserto ótico ou outro dispositivo similar através do qual a visão é corrigida ou modificada, ou através do qual a fisiologia ocular é cosmeticamente acentuada (por exemplo, cor da íris) sem impedir a visão. Em algumas modalidades, as lentes preferenciais da invenção são lentes de contato macias feitas de elastômeros de silicone ou hidrogéis, que incluem, mas não se limitam a hidrogéis de silicone e fluorohidrogéis.
[00023] A mistura formadora de lente, ou "mistura reativa", ou "MMR" (mistura reativa de monômero): para uso na presente invenção, refere-se a um material monômero ou pré-polímero que pode ser curado e reticulado, ou apenas reticulado, para formar uma lente oftálmica. Várias modalidades podem incluir misturas formadoras de lente com um ou mais aditivos, como: bloqueadores de UV, tonalizações, fotoiniciadores ou catalisadores, e outros aditivos que possam ser desejáveis em uma lente oftálmica, como lentes de contato ou lentes intra-oculares.
[00024] Superfície formadora de lente: refere-se a uma superfície que é usada para moldar uma lente. Em algumas modalidades, qualquer superfície 103-104 pode apresentar um acabamento de superfície com qualidade óptica, o que indica que esta é suficientemente lisa e formada para que uma superfície da lente criada pela polimerização de um material para formação de lente em contato com a superfície de moldagem seja oticamente aceitável. Além disso, em algumas modalidades, a superfície para formação de lente 103- 104 pode apresentar uma geometria que é necessária para conferir à superfície da lente as características ópticas desejadas, incluindo sem limitação, poder esférico, anesférico e cilíndrico, correção de aberração de onda frontal, correção de topografia da córnea, e similares, assim como quaisquer combinações dos mesmos.
[00025] Célula de íon de lítio: refere-se a uma célula eletroquímica na qual íons de lítio se movem através da célula para gerar energia elétrica. Essa célula eletroquímica, tipicamente chamada de bateria, pode ser reenergizada ou recarregada em suas formas típicas.
[00026] Inserto de mídia: para uso na presente invenção, refere-se a um substrato conformável ou rígido, capaz de dar suporte a uma fonte de energia dentro de uma lente oftálmica. Em algumas modalidades, o Elemento de Inserção de Mídia também inclui uma ou mais lentes ópticas variáveis.
[00027] Molde: refere-se a um objeto rígido ou semi-rígido, que pode ser usado para formar lentes a partir de formulações não- curadas. Alguns moldes preferenciais incluem duas partes de molde que formam uma parte de molde de curva anterior e uma parte de molde de curva posterior.
[00028] Zona ótica: para uso na presente invenção, refere-se a uma área, em uma lente oftálmica, através da qual um usuário da lente oftálmica pode enxergar.
[00029] Potência: para uso na presente invenção, refere-se aotrabalho realizado pela energia transferida por uma unidade de tempo.
[00030] Recarregável ou reenergizável: para uso na presenteinvenção, refere-se a uma capacidade de ser restaurado a um estado com capacidade para realizar um trabalho. Muitos usos compreendidos na presente invenção podem estar relacionados à capacidade de restauração com a capacidade de fazer fluir uma corrente elétrica a uma determinada taxa durante um certo período de tempo reestabelecido.
[00031] Reenergizar ou recarregar: restaurar a um estado com capacidade mais alta para realizar um trabalho. Muitos usos compreendidos na presente invenção podem estar relacionados à restauração da capacidade de fazer fluir uma corrente elétrica a uma determinada taxa durante um certo período de tempo reestabelecido.
[00032] Liberada de um molde: significa que uma lente está completamente separada do molde, ou está apenas frouxamente presa ao mesmo, de modo que pode ser removida com agitação moderada ou ser empurrada para fora com um cotonete.
[00033] Agora com referência à figura 1, uma lente oftálmica 100 com um Processador de Dados integrado 111 também pode incluir uma Fonte de Energia 109, como uma célula eletroquímica ou bateria, como o meio de armazenamento para a energia e, em algumas modalidades, a encapsulação e o isolamento dos materiais que compreendem a Fonte de Energia de um ambiente no qual uma lente oftálmica é posicionada. A Fonte de Energia 109 pode fornecer energia para ativar o processador de dados.
[00034] Um diagrama de um molde de montagem 100 exemplificadora para uma lente oftálmica é ilustrada com um Processador de Dados 111. Um molde inclui um molde de montagem 100 que tem uma cavidade 105 na qual uma mistura formadora de lente pode ser dispensada de tal modo que, mediante reação ou cura da mistura formadora de lente, uma lente oftálmica de um formato desejado é produzida. Os moldes e montagens de molde 100 dessa invenção são constituídos por mais de uma "parte de molde" ou "peça de molde" 101-102. A parte de molde 101-102 pode ser unida de modo que uma cavidade 105 seja formada entre a parte de molde 101-102 na qual uma lente pode ser formada. Esta combinação de partes de molde 101-102 é, de preferência, temporária. Após a formação da lente, as partes de molde 101-102 podem ser separadas novamente para a remoção da lente.
[00035] Pelo menos uma parte de molde 101-102 tem pelo menos uma porção da sua superfície 103-104 em contato com a mistura para formação de lente de modo que após a reação ou cura da mistura para formação de lente esta superfície 103-104 forneça um formato e uma forma desejados à porção da lente com a qual a mesma está em contato. O mesmo é verdadeiro para pelo menos uma outra parte de molde 101-102.
[00036] Desta forma, por exemplo, em uma modalidade preferencial, uma montagem de molde 100 é formada a partir de duas partes 101 e 102, uma peça fêmea côncava (parte anterior) 102 e uma peça macho convexa (parte posterior) 101 com uma cavidade formada entre as mesmas. A porção da superfície côncava 104 que entra em contato com a mistura para formação de lente apresenta a curvatura da curva anterior de uma lente oftálmica a ser produzida na montagem de molde 100 e é suficientemente lisa e formada de modo que a superfície de uma lente oftálmica formada por polimerização da mistura para formação de lente que está em contato com a superfície côncava 104 seja opticamente aceitável.
[00037] Uma superfície para formação de lente pode incluir uma superfície 103-104 com um acabamento de superfície com qualidade óptica, o que indica que a mesma é suficientemente lisa e formada de modo que a superfície da lente produzida pela polimerização de um material de formação de lente em contato com a superfície de moldagem seja opticamente aceitável. Além disso, em algumas modalidades, a superfície de formação de lente 103-104 pode apresentar uma geometria que é necessária para conferir à superfície da lente quaisquer características ópticas desejadas, incluindo sem limitação, poder esférico, anesférico e cilíndrico, correção deaberração de onda frontal, correção de topografia da córnea, esimilares, assim como quaisquer combinações dos mesmos. De acordo com a presente invenção, as características ópticas podem trabalhar em conjunto com um Processador de Dados 111 para fornecer uma qualidade óptica geral.
[00038] Um processador de dados pode fornecer manipulação de dados a partir dos limites de uma lente oftálmica. Em algumas modalidades, a manipulação de dados pode incluir a geração de uma ou mais instruções com base nos dados recebidos. Em algumas modalidades, os dados recebidos podem ser indicativos de uma condição próxima à lente, como, por exemplo: uma quantidade de umidade à qual a lente é exposta, uma temperatura de uma superfície da lente, um estado de um dispositivo eletroumidificado incluído no interior da lente, ou outra condição.
[00039] Modalidades adicionais podem incluir um estado de um componente incluído em uma lente, como a situação de um contador usado para temporizar um suprimento de energia para um componente ou uma entrada recebida por um componente. Uma entrada recebida pode incluir, por exemplo, um pulso magnético, um padrão de luz, um sinal de frequência de rádio ou outra forma de comunicação de dados.
[00040] Algumas modalidades adicionais também podem incluir oprocessador de dados emitindo um comando para alterar um estado de uma porção de lente de menisco líquido 108 no interior de uma lente oftálmica; em que a alteração de estado da porção de lente de menisco líquido altera as qualidades ópticas da lente.
[00041] Instruções geradas podem incluir um comando para controlar um componente incluído na lente oftálmica ou um comando para transmitir dados a partir de uma lente oftálmica. Por meio de um exemplo não-limitador, um comando para controlar um componente incluído na lente oftálmica pode incluir: um ciclo de sondagem predeterminado de recebimento de um sinal externo para ativar um ou mais componentes contidos no interior da lente oftálmica. Para otimizar a eficiência de alguns componentes, como um comutador de detecção magnética ou um fotorreceptor que funciona como um comutador de ativação, um processador pode ser programado para fazer com que o componente seja ligado em intervalos específicos. Desta maneira, por exemplo, o comutador de detecção magnética só pode consumir energia por 10 segundos (ou algum outro intervalo) a cada minuto do tempo. Outras modalidades podem fazer com que o Processador de Dados receba a entrada de dados de uma temperatura de percepção do componente de uma lente; tensão superficial de uma lente; pressão em uma lente; ou outro parâmetro que seja mensurável por um dispositivo eletrônico, eletromecânico ou de sensores micromecânicos (MEMS).
[00042] Um Processador de Dados 111 pode incluir, como um exemplo não-limitador, um processador de sinal misturado RISC de 16 bits ou 32 bits da microcontroladora de potência ultrabaixa. De preferência, o processador de dados será vedado, como hermeticamente vedado em um material de cerâmica ou outros materiais impermeáveis. O consumo de energia é, de preferência, baixo, como ativo a 250 micro amps/MIPS. Um exemplo inclui o microprocessador MSP 430, da Texas Instruments.
[00043] Em algumas modalidades adicionais, o Processador de Dados pode emitir comandos para controlar uma lente de comprimento focal variável. Os controles podem fazer com que uma corrente elétrica seja aplicada através de duas ou mais bordas transparentes geralmente paralelas que delimitam um volume interno contendo dois líquidos não miscíveis. Os dois líquidos não miscíveis terão índices ópticos diferentes. Um elemento elástico é posicionado de modo a deformar-se em resposta a uma alteração na pressão dos líquidos. A pressão dos líquidos é alterada em resposta às alterações que as instruções proveniente do Processador de Dados causam na carga elétrica posicionada através de um ou ambos os líquidos.
[00044] Em algumas modalidades, uma lente variável controlada por Processador de Dados 111 pode incluir uma lente de menisco líquido que inclui um líquido contendo célula para reter um volume de dois ou mais líquidos. Uma superfície inferior, que é não planar, inclui uma depressão ou reentrância cônica ou cilíndrica, com um eixo geométrico delta, que contém uma gota de um líquido isolante. O restante da células inclui um líquido eletricamente condutor, não- miscível com o líquido isolante, e que tem um índice refrativo diferente e, em algumas modalidades, uma densidade igual ou similar. Um eletrodo anular, que se abre voltado para uma reentrância, é posicionado na face posterior de uma placa inferior. Outro eletrodo é colocado em contato com o líquido condutor. A aplicação de uma tensão através dos eletrodos é utilizada para criar eletroumectação e modificar a curvatura da interface entre os dois líquidos, de acordo com a tensão (V) aplicada entre os eletrodos. Um feixe de luz que passa através da célula em orientação normal à placa superior e à placa inferior, e na região da gota, será focalizado a um grau maior ou menor, de acordo com a tensão aplicada aos eletrodos. O líquido condutor é tipicamente um líquido aquoso, e o líquido isolante é tipicamente um líquido oleoso.
[00045] Um dispositivo de ajuste controlado pelo usuário pode ser usado de modo que esteja em interface com o Processador de Dados e, desse modo, controle o foco da lente. O dispositivo de ajuste pode incluir, a título de exemplo não limitador, um comutador magneticamente ativado, um comutador ativado de modo foto-óptico, um sensor elétrico para detectar um sinal dentro dos olhos a ser focalizado, um dispositivo de transmissão de frequência de rádio ou qualquer outro dispositivo eletrônico ou dispositivo passivo para oferecer instruções fornecidas pelo usuário ao processador.
[00046] Em algumas modalidades, uma lente com um Processador de Dados 111 posicionado em uma mídia inclui um design de saia macia com centro rígido em que um elemento óptico rígido central incluindo o Processador de Dados 111 está em contato direto com a atmosfera e a superfície da córnea nas superfícies anterior e posterior respectivas, em que a saia macia de material de lente (tipicamente, um material de hidrogel) é fixada a uma periferia do elemento óptico rígido e o elemento óptico rígido também atua como um Elemento de Inserção de Mídia que fornece energia e funcionalidade à lente oftálmica resultante.
[00047] Algumas modalidades adicionais incluem um Processador de Dados 111 posicionado no interior de um elemento de inserção de mídia que inclui um elemento de inserção de lente rígido ou conformável completamente encapsulado no interior de uma matriz de hidrogel. Um elemento de inserção de lente rígido ou conformável pode ser fabricado, por exemplo, com o uso de uma tecnologia de moldagem por microinjeção.
[00048] As modalidades de moldagem por microinjeção podemincluir, por exemplo, uma resina de copolímero de poli(4-metilpent-1- eno) com um diâmetro entre cerca de 6 mm e 10 mm, um raio dasuperfície anterior entre cerca de 6 mm e 10 mm e um raio dasuperfície posterior entre cerca de 6 mm e 10 mm, e uma espessura central entre cerca de 0,050 mm e 0,5 mm. Algumas modalidades exemplificadoras incluem um elemento de inserção com um diâmetro de cerca de 8,9 mm e um raio da superfície anterior de cerca de 7,9 mm e um raio da superfície posterior de cerca de 7,8 mm e uma espessura central de cerca de 0,100 mm e um perfil de bordo com um raio de cerca de 0,050 mm. Uma máquina de micromoldagem exemplificadora pode incluir o sistema Microsystem 50 4,54 Mg (cinco toneladas) disponível junto à Battenfield Inc.
[00049] O Processador de Dados 111 posicionado sobre ou nointerior de um elemento de inserção de mídia pode ser posicionado em uma parte de molde 101-102 utilizada para formar uma lente oftálmica. O material das peças de molde 101 e 102 pode incluir, por exemplo, uma poliolefina de uma ou mais dentre: polipropileno, poliestireno, polietileno, metacrilato de polimetila e poliolefinas modificadas. Outros moldes podem incluir um material cerâmico ou metálico.
[00050] Um copolímero alicíclico preferencial contém dois diferentes polímeros alicíclicos, e está disponível junto à Zeon Chemicals L.P. sob o nome comercial de ZEONOR. Há vários graus diferentes de ZEONOR. Vários graus podem ter temperaturas de transição vítrea na faixa de 105°C a 160°C. Um material especificamente preferencial é o ZEONOR 1060R.
[00051] Outros materiais de molde que podem ser combinados com um ou mais aditivos para formar um molde de lente oftálmica incluem, por exemplo, resinas de polipropileno Zieglar-Natta (algumas vezes chamadas de znPP). Uma resina de polipropileno Zieglar-Natta exemplificadora está disponível sob o nome PP 9544 MED. O PP 9544 MED é um copolímero aleatório clarificado para moldagem clara, de acordo com as normas do FDA 21 CFR (c) 3.2 disponibilizado pela ExxonMobile Chemical Company. O PP 9544 MED é um copolímero aleatório (znPP) com um grupo etileno (deste ponto em diante no presente documento 9544 MED). Outras resinas de polipropileno Zieglar-Natta exemplificadoras incluem: polipropileno 3761 da Atofina e polipropileno 3620WZ da Atofina.
[00052] Ainda adicionalmente, em algumas modalidades, os moldes da invenção podem conter polímeros como polipropileno, polietileno, poliestireno, metacrilato de polimetila, poliolefinas modificadas contendo uma porção alicíclica na cadeia principal e poliolefinas cíclicas. Esta blenda pode ser usada em uma ou ambas as metades do molde, onde é preferencial que esta blenda seja usada na curva posterior e a curva frontal consista em co-polímeros alicíclicos.
[00053] Em alguns métodos preferenciais para produção de moldes 100 de acordo com a presente invenção, a modelagem por injeção é usada de acordo com as técnicas conhecidas, mas as modalidades também podem incluir moldes produzidos por outras técnicas inclusive, por exemplo: torneamento, usinagem com ferramenta de diamante ou corte a laser.
[00054] Tipicamente, as lentes são formadas em pelo menos uma superfície de ambas as partes de molde 101-102. Entretanto, em algumas modalidades, uma superfície de uma lente pode ser formada a partir de uma parte de molde 101-102 e uma outra superfície de uma lente pode ser formada com o uso de um método de usinagem, ou outros métodos.
[00055] Agora com referência à figura 2, os elementos de uma lente oftálmica ativada 200 com um elemento de inserção de mídia 201 que inclui um Processador de Dados 204 são ilustrados. Conforme ilustrado, o elemento de inserção de mídia 201 é integrado no interior de um material de lente de hidrogel 207. Um ativador 205 pode ser usado para implementar um ou mais programas executáveis incluídos no interior de um armazenamento de memória no processador 204. Em algumas modalidades, um programa executado através do processador 204 pode causar uma alteração de estado em um componente 203. O armazenamento de memória pode incluir um semicondutor com memória de acesso randômico; um semicondutor com memória de somente leitura; uma memória estática; uma memória de somente leitura programável apagável; ou outro componente capaz de armazenar dados digitais e fornecer os dados sob comando.
[00056] Um colhedor de energia, como um fotorreceptor 202 pode ser incluído para recarregar uma fonte de energia 208, como uma bateria à base de lítio ou um capacitor. O Processador de dados 204 pode ser usado para gerenciar um processo de reenergização. Por exemplo, o processador pode receber os dados indicativos de uma quantidade de carga presente em uma fonte de energia 208 e abrir um circuito que permite que a corrente flua a partir de um colhedor de energia 202 para a fonte de energia 208. Em um outro aspecto, o processador também pode ser programada para monitorar o momento em que o colhedor de energia 202 é capaz de fornecer corrente suficiente para carregar uma fonte de energia 208 e fornecer uma trajetória elétrica por meio de um conjunto de circuitos adequados para tal carregamento. Circuitos elétricos para carregamento podem incluir, por exemplo, transístores que atuam como comutadores e diodos para garantir uma direção apropriada da passagem de corrente.
[00057] Agora com referência à figura 7, uma vista em perspectiva de algumas modalidades da presente invenção é fornecida. Essa vista ilustra uma modalidade de um colhedor de energia 701 e uma fonte de energia 702, cada um desses em comunicação elétrica por meio de trajetos de circuito condutivo 706 com um processador de dados 704. Outros componentes 707 podem ser vários dispositivos ativos ou passivos semicondutores de estado sólido que podem ter uma função em um circuito incluído em um elemento de inserção de mídia. Em algumas modalidades, os trajetos de circuito 706, os componentes 707, o colhedor de energia 701, a fonte de energia 702 e o processador de dados 704, os sensores e outros dispositivos podem ser montados em um substrato flexível 705.
[00058] A figura 7 ilustra adicionalmente uma porção de lente com menisco líquido localizada dentro de uma zona óptica no elemento de inserção de mídia 703.
[00059] Em algumas modalidades, um material de lente preferencial inclui um componente contendo silicone. Um "componente contendo silicone"é um que contém pelo menos uma unidade [-Si-O-] em um monômero, macrômero ou pré-polímero. De preferência, o Si total e ligado a O estão presentes no componente contendo silicone em uma quantidade maior que cerca de 20 por cento, em peso, e com mais preferência maior que 30 por cento, em peso, do peso molecular total do componente contendo silicone. Componentes contendo silicone úteis compreendem, de preferência, grupos funcionais polimerizáveis, como acrilato, metacrilato, acrilamida, metacrilamida, vinila, N-vinilactama, N-vinilamida, e grupos funcionais de estirila.
[00060] Componentes contendo silicone adequados incluemcompostos de fórmula I
em que R1é independentemente selecionado dentre grupos reativos monovalentes, grupos alquila monovalentes, ou grupos arila monovalentes, sendo que qualquer um dos anteriormente mencionados pode compreender, ainda, funcionalidades selecionadas de hidróxi, amino, oxa, carbóxi, alquil carbóxi, alcóxi, amido, carbamato, carbonato, halogênio ou combinações dos mesmos, e cadeias de siloxano monovalentes que compreendem de 1 a 100 unidades de repetição Si-O, as quais podem compreender, ainda, funcionalidades selecionadas de alquila, hidróxi, amino, oxa, carbóxi, alquil carbóxi, alcóxi, amido, carbamato, halogênio ou combinações dos mesmos, onde b = 0 a 500, onde entende-se que quando b édiferente de 0, b é uma distribuição que tem um modo igual a um valor estabelecido, sendo que pelo menos um R1 compreende um grupo reativo monovalente, e em algumas modalidades entre um e 3 R1 compreendem grupos reativos monovalentes.
[00061] Para uso na presente invenção "grupos reativos monovalentes"são grupos que podem sofrer polimerização por radicais livres e/ou catiônica. Alguns exemplos não limitadores de grupos reativos de radical livre incluem (met)acrilatos, estirilas, vinilas, éteres de vinila, C1-6alquil(met) acrilatos, (met)acrilamidas, C1- 6alquil(met)acrilamidas, N-vinilactamas, N-vinilamidas, C2-12alquenilas, C2-12alquenilfenilas, C2-12alquenilnaftilas, C2-6 alquenilfenilC1-6alquilas, O-vinilcarbamatos e O-vinilcarbonatos. Exemplos não limitadores de grupos reativos catiônicos incluem éteres de vinila ou grupos epóxido e misturas dos mesmos. Em uma modalidade, os grupos reativos de radical livre compreendem (met)acrilato, acrilóxi, (met)acrilamida, e misturas dos mesmos.
[00062] Grupos alquila e arila monovalentes adequados incluem grupos C1 a C16alquila monovalentes não substituídos, grupos C6-C14 arila, como metila, etila, propila, butila, 2-hidróxi propila, propoxipropila, polietilenoxipropila substituídos e não substituídos, combinações dos mesmos e similares.
[00063] Em uma modalidade b é zero, um R1é um grupo reativo monovalente, e pelo menos 3 R1são selecionados a partir de grupos alquila monovalentes que têm um a 16 átomos de carbono, e em outra modalidade, a partir de grupos alquila monovalentes que têm um a 6 átomos de carbono. Alguns exemplos não limitadores de componentes de silicone desta modalidade incluem éster 2-metil-2-hidróxi-3-[3- [1,3,3,3-tetrametil-1-[(trimetilsilil) oxi] disiloxanil]propóxi]propílico ("SiGMA"), 2-hidróxi-3-metacriloxipropiloxipropil-tris(trimetilsiloxi)silano, 3-metacriloxipropiltris(trimetilsiloxi)silano ("TRIS"), 3-metacriloxipropilbis(trimetilsiloxi)metilsilano e 3-metacriloxipropilpentametil dissiloxano.
[00064] Em outra modalidade, b é 2 a 20, 3 a 15 ou em algumas modalidades 3 a 10, pelo menos um R1 terminal compreende um grupo reativo monovalente e os R1 restantes são selecionados a partir de grupos alquila monovalentes que tem 1 a 16 átomos de carbono e, em outra modalidade, a partir de grupos alquila monovalentes que tem 1 a 6 átomos de carbono. Em ainda outra modalidade, b é 3 a 15, um R1 terminal compreende um grupo reativo monovalente, o outro R1 terminal compreende um grupo alquila monovalente que tem 1 a 6 átomos de carbono e os R1 restantes compreendem grupos alquila monovalentes que têm 1 a 3 átomos de carbono. Alguns exemplos não limitadores de componentes de silicone desta modalidade incluem polidimetilsiloxano terminado em éter (mono-(2-hidróxi-3-metacriloxipropil)-propílico (peso molecular de 400 a 1000)) ("OH-mPDMS"), polidimetilsiloxanos terminados mono-n-butila terminados em monometacriloxipropila (peso molecular de 800 a 1000), ("mPDMS").
[00065] Em outra modalidade b é 5 a 400 ou de 10 a 300, ambos os R1 terminais compreendem grupos reativos monovalentes e os R1 restantes são selecionados independentemente a partir de grupos alquila monovalentes que têm 1 a 18 átomos de carbono, os quais podem ter ligações éter entre átomos de carbono e podem compreender, ainda, halogênio.
[00066] Em uma modalidade, em que uma lente de hidrogel à base de silicone é desejada, a lente da presente invenção será produzida a partir de uma mistura reativa que compreende pelo menos cerca de 20% em peso e, de preferência, entre cerca de 20% em peso e 70% em peso de componentes contendo silicone com base no peso total de componentes de monômero reativos a partir do qual o polímero é produzido.
[00067] Em outra modalidade, um a quatro R1 compreendem um carbonato ou carbamato de vinila com a seguinte fórmula: Fórmula II
em que: Y denota O-, S- ou NH-, R denota hidrogênio ou metila, d é 1, 2, 3 ou 4, e q é 0 ou 1.
[00068] Os monômeros de carbonato de vinila ou carbamato de vinila contendo silicone incluem, especificamente: 1,3-bis[4-(vinilóxi carbonilóxi) but-1-il]tetrametil-dissiloxano, 3-(vinilóxi carbonil tio) propil- [tris(trimetil silóxi) silano], carbamato de 3-[tris(trimetil silóxi)silil] propil alila, carbamato de 3-[tris(trimetil silóxi)silil] propil vinila, carbonato de trimetilsilil etil vinila, carbonato de trimetilsilil metil vinila, e
[00069] Onde se desejam dispositivos biomédicos com um módulo abaixo de cerca de 200, apenas um R1 deve compreender um grupo reativo monovalente e não mais que dois dos grupos R1 restantes compreenderão grupos siloxano monovalentes.
[00070] Uma outra classe de componentes contendo silicone inclui macrômeros de poliuretano com as seguintes fórmulas: Fórmulas IV-VI (*D*A*D*G)a *D*D*E1, E(*D*G*D*A)a *D*G*D*E1 ou E(*D*A*D*G)a *D*A*D*E1 sendo que: D denota um dirradical alquila, um dirradical alquilcicloalquila, um dirradical cicloalquila, um dirradical arila ou um dirradical alquilarila tendo 6 a 30 átomos de carbono, G denota um dirradical alquila, um dirradical cicloalquila, um dirradical alquilcicloalquila, um dirradical arila ou um dirradical alquilarila tendo 1 a 40 átomos de carbono e que pode conter ligações éter, tio ou amina na cadeia principal, * denota uma ligação uretano ou ureído, aé pelo menos 1, A denota um radical polimérico divalente de fórmula: Fórmula VII
R11 denota, independentemente, um grupo alquila ou alquila fluoro-substituído que tem de 1 a 10 átomos de carbono, os quais podem conter ligações éter entre átomos de carbono, y é pelo menos 1, e p fornece um peso de 400 a 10.000 à porção, cada um dentre E e E1 denota, independentemente, um radical orgânico insaturado polimerizável representado pela fórmula: Fórmula VIII
em que: R12é hidrogênio ou metila, R13é hidrogênio, um radical alquila que tem de 1 a 6 átomos de carbono, ou um radical - CO-Y-R15 em que Y é -O-,Y-S- ou -NH-, R14é um radical divalente que tem de 1 a 12 átomo de carbono, X denota -CO- ou -OCO-, Z denota - O- ou -NH-, Ar denota um radical aromático que tem de 6 a 30 átomos de carbono, W é de 0 a 6, x é 0 ou 1, y é 0 ou 1, e z é 0 ou 1.
[00071] As seguintes etapas metodológicas são fornecidas como exemplos de processos que podem ser implementados de acordo com alguns aspectos da presente invenção. Deve-se compreender que a ordem na qual as etapas metodológicas são apresentadas não se destina a ser limitante e outras ordens podem ser usadas para implementar a invenção. Além disso, nem todas as etapas são necessárias para implementar a presente invenção e etapas adicionais podem estar incluídas em várias modalidades da presente invenção.
[00072] Agora com referência à figura 4, um fluxograma ilustra etapas exemplificadoras que podem ser usadas para implementar a presente invenção. Em 401, um Processador de Dados é posicionado no interior de uma parte de molde. Em algumas modalidades, o Processador de Dados pode incluir um elemento de inserção de mídia. O elemento de inserção de mídia pode ser rígido ou flexível. Um elemento de inserção de mídia também pode ou não conter um ou mais componentes.
[00073] Em 402, uma mistura reativa de monômero pode ser depositada em uma peça de molde.
[00074] Em 403, o Processador de Dados 111 é posicionado no interior da parte de molde. Em algumas modalidades preferenciais, o Processador de Dados 111 é posicionado na parte de molde por meio do posicionamento mecânico. O posicionamento mecânico pode incluir, por exemplo, um robô ou outro recurso de automação, como aqueles conhecidos na técnica para colocar componentes montados em uma superfície. O posicionamento humano de um Processador de Dados também está incluído no escopo da presente invenção. Consequentemente, qualquer posicionamento mecânico é eficaz para posicionar um Processador de Dados com uma Fonte de Energia no interior de uma parte de molde de tal modo que a polimerização de uma Mistura Reativa contida pela parte de molde inclua um elemento óptico variável em uma lente oftálmica resultante.
[00075] Em algumas modalidades, um dispositivo processador, sensores micromecânicos (MEMS), sensores nanoeletromecânicos (NEMS) ou outro componente também podem ser posicionados no interior do Processador de Dados e em contato elétrico com a Fonte de Energia.
[00076] Em 404, a primeira peça do molde pode ser colocada junto à segunda peça do molde para formar uma cavidade formadora de lente com pelo menos parte da mistura reativa de monômero e a fonte de energia presentes na cavidade. Em 405, a mistura reativa de monômero dentro da cavidade pode ser polimerizada. A polimerização pode ser obtida, por exemplo, por meio de exposição a um ou a ambos dentre radiação actínica e calor. Em 406, a lente é removida das peças de molde.
[00077] Embora a invenção possa ser usada para fornecer lentes de contato gelatinosas ou rígidas, produzidas a partir de qualquer material de lente conhecido, ou material adequado para fabricar estas lentes, de preferências, as lentes da invenção são lentes de contato gelatinosas que têm conteúdos de água de cerca de 0 a cerca de 90 por cento. Com mais preferência, as lentes são produzidas a partir de monômeros contendo grupos hidróxi, grupos carboxila, ou ambos, ou são produzidas a partir de polímeros contendo silicone, como siloxanos, hidrogéis, hidrogéis de silicone, e combinações dos mesmos. O material útil para formar as lentes da invenção pode ser produzido através da reação de blendas de macrômeros, monômeros, e combinações dos mesmos, junto com aditivos, como iniciadores de polimerização. Os materiais adequados incluem, porém não se limitam a, hidrogéis de silicone produzidos a partir de macrômeros de silicone e monômeros hidrofílicos.
[00078] Agora novamente com referência à figura 4, em 403, uma mistura reativa é posicionada entre uma primeira parte de molde e uma segunda parte de molde em contato com o Processador de Dados. Em 404 a primeira parte de molde é posicionada junto à segunda parte de molde para formar uma cavidade de lente com a mistura reativa de monômeros e a lente variável na cavidade de lente.
[00079] Em 405, a mistura reativa é polimerizada, por exemplo, através de exposição a um ou a ambos dentre radiação actínica e calor. Em 406, um dispositivo oftálmico que incorpora o processador de dados é removido da parte de molde.
[00080] Agora com referência à figura 5 em 501, um Processador de Dados é posicionado no interior de uma lente oftálmica, conforme discutido acima. Em 502, o Processador de Dados é posicionado em comunicação elétrica com uma Fonte de Energia. A comunicação elétrica pode ser realizada, por exemplo, por meio de um conjunto de circuitos incorporado no processador de dados ou por meio de trajetórias jateadas por tinta ou formado de outra maneira diretamente sobre o material da lente.
[00081] Em 503, a energia elétrica é direcionada através do processador de dados incorporado à lente oftálmica. A energia pode ser direcionada, por exemplo, através de um circuito elétrico capaz de conduzir a carga elétrica. Em 504, a ótica variável altera pelo menos uma qualidade ótica da lente.
[00082] Agora com referência à figura 3, o aparelho automatizado 310 é ilustrado com uma ou mais interfaces de transferência 311. Como ilustrado, cada uma das múltiplas partes de molde é associada a um receptáculo de parte de molde 314 contido no interior de um palete 313 e apresentada a uma interface de transferência 311. A interface de transferência 311 irá colocar um processador ou um elemento de inserção que contém um processador dentro de uma parte de molde 314 usada para formar uma lente oftálmica. As modalidades podem incluir uma única interface que posiciona individualmente um processador de dados, ou múltiplas interfaces (não mostradas) que posicionam simultaneamente os processadores nas múltiplas partes de molde e, em algumas modalidades, em cada parte de molde.
[00083] Outro aspecto de algumas modalidades inclui um aparelho para dar suporte ao elemento de inserção de mídia que inclui um processador de dados enquanto o corpo da lente oftálmica é moldado ao redor desses componentes. Em algumas modalidades, uma Fonte de Energia pode ser fixada a pontas de retenção e a um molde de lente (não ilustrado). Os pontos de fixação podem ser fixados por material polimerizado do mesmo tipo que será formado no corpo da lente.
[00084] Agora com referência à figura 6, é ilustrado um controlador 600 que pode ser usado em algumas modalidades da presente invenção. O controlador 600 inclui um processador 610, que pode incluir um ou mais componentes de processador acoplados a um dispositivo de comunicação 620. Em algumas modalidades, um controlador 600 pode ser usado para transmitir energia para a Fonte de Energia colocada na lente oftálmica.
[00085] O controlador pode incluir um ou mais processadores, acoplados a um dispositivo de comunicação configurado para comunicar a energia através de um canal de comunicação. O dispositivo de comunicação pode ser usado para controlar eletronicamente um ou mais de: o posicionamento de um elemento de inserção óptico variável na lente oftálmica e a transferência de comando para operar o dispositivo óptico variável.
[00086] O dispositivo de comunicação 620 pode ser usado para comunicação, por exemplo, com um ou mais aparelhos controladores ou componentes do equipamento de fabricação.
[00087] O processador 610 também está em comunicação com um dispositivo de armazenamento 630. O dispositivo de armazenamento 630 pode compreender qualquer dispositivo de armazenamento de informações adequado, incluindo combinações de dispositivos de armazenamento magnético (por exemplo, fita magnética e discos rígidos), dispositivos de armazenamento óptico, e/ou dispositivos de memória semicondutores, como dispositivos com Memória de Acesso Aleatório (RAM) e dispositivos com Memória Só de Leitura (ROM).
[00088] O dispositivo de armazenamento 630 pode armazenar um programa 640 para controlar o processador 610. O processador 610 executa instruções do programa 640, e, deste modo, opera de acordo com a presente invenção. Por exemplo, o processador 610 pode receber informações que descrevem a colocação do elemento de inserção de óptica variável, a colocação do dispositivo de processamento, e similares. O dispositivo de armazenamento 630 pode também armazenar dados relacionados com características oftálmicas em uma ou mais bases de dados. A base de dados pode incluir designs personalizados de inserto de mídia, dados de metrologia e sequências de controle específicas para controlar a energia de e para um inserto de mídia.
[00089] A presente invenção, conforme descrito acima e conforme definido adicionalmente pelas reivindicações abaixo, fornece métodos para proporcionar uma Lente Energizada com um Processador de Dados e um aparelho para implantar tais métodos, bem como lentes oftálmicas formadas com um Processador de Dados nas mesmas.
Claims (15)
1. Método para formação de uma lente oftálmica,caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: posicionar (401) um elemento de inserção de mídia que compreende um processador de dados (111), uma lente de menisco líquido variável (108) e uma fonte de energia (109) próximo a uma primeira parte de molde (102); depositar (402) uma mistura reativa de monômeros na primeira parte de molde (102), posicionar (403) o elemento de inserção de mídia que compreende um processador de dados (111), uma lente de menisco líquido variável (108) e uma fonte de energia (109) em contato com a mistura reativa de monômero; posicionar (404) a primeira parte de molde (102) próximo a uma segunda parte de molde (101), formando assim uma cavidade da lente (105) com o elemento de inserção de mídia e pelo menos parte da mistura reativa de monômero na cavidade da lente (105); expor (405) a mistura reativa de monômeros à radiação actínica; e formar uma lente oftálmica com o elemento de inserção de mídia incluído dentro da lente oftálmica.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador de dados (111) compreende uma porção de armazenamento de dados.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o processador de dados (111) compreende uma microcontroladora que exige cerca de 0,1 microamperes ou menos de energia elétrica para retenção de memória de acesso randômico.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o processador de dados (111) compreende uma microcontroladora que exige cerca de 0,8 microamperes ou menos de energia elétrica para operação do modo de relógio de tempo real.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador de dados (111) compreende uma microcontroladora que exige cerca de 250 microamperes ou menos de energia elétrica para operação ativa de milhão de instruções por segundo.
6. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o processador de dados (111) é montado em um elemento de inserção de mídia e o método ainda compreende a etapa de fixação de uma fonte de energia (109) ao elemento de inserção de mídia.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de inserção de mídia compreende uma célula eletroquímica de filme fino capaz de fornecer energia suficiente para alterar uma característica óptica na lente de menisco líquido variável (108).
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a célula eletroquímica compreende uma bateria de íons de lítio.
9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a célula eletroquímica compreende um material recarregável.
10. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a célula eletroquímica compreende um cátodo compreendendo cristais de escala nanométrica.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de inserção de mídia compreende um substrato conformável.
12. Aparelho para fabricação de uma lente oftálmica, caracterizado pelo fato de que compreende: automatização (310) para posicionar um elemento de inserção de mídia que compreende um processador de dados (111), uma lente de menisco líquido variável (108), e uma fonte de energia (109) em um ou ambos dentre: próximo a ou em contato com uma primeira parte de molde (102); um dispensador para depositar uma mistura reativa de monômero na primeira parte de molde (102), e uma fonte de radiação actínica para a mistura reativa de monômeros.
13. Aparelho para fabricação de uma lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreendendo: automação funciona para a colocação de uma segunda parte de molde (101) próximo à primeira parte de molde (102), criando assim uma cavidade para formação de lente (105), com o elemento de inserção de mídia e pelo menos parte da mistura reativa de monômeros dentro da cavidade para formação de lente (105).
14. Aparelho para fabricação de uma lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um palete (313) para conter múltiplas primeiras partes de molde, e automação para mover o palete (313) para perto da fonte de radiação actínica.
15. Aparelho para fabricação de uma lente oftálmica, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um processador (610) para controlar a automação, um dispositivo de armazenamento digital (630) que compreende software, executável sob demanda, sendo que o software funciona com o processador (610) para fazer com que o aparelho: posicione o elemento de inserção de mídia que compreende um processador de dados (111) próximo a, ou em contato com pelo menos um ponto de retenção na primeira parte de molde (102).
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