CN101119841A - 制备接触透镜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改进的制备疏水性硅氧烷水凝胶接触透镜的方法。所述改进包括在透镜被固化之后和透镜萃取之前从模具上取下(移除或解除)的步骤中使用热水。热水可有效地用来将疏水性硅氧烷水凝胶透镜从其粘附的半模上取下和显著降低该疏水性硅氧烷水凝胶透镜的表面发粘(或粘性)。

Description

制备接触透镜的方法
本发明涉及一种改进的制备接触透镜、特别是疏水性硅氧烷水凝胶接触透镜的方法。
近年来,硅氧烷水凝胶接触透镜,例如,Focus NIGHT&DAYTM和O2OPTIXTM(均来自CIBA VISION),由于它们的高的氧渗透性和舒适性具有的角膜健康益处,已变得越来越流行。
硅氧烷水凝胶接触透镜可通过包括可抛弃式模具的常规全模法大量经济地制造,其例如于WO-A-87/04390、EP-A-0367513和EP-A-0657264中进行了公开。
在常规的模塑方法中,将预定量的可聚合或可交联材料导入包括阴性(凹形)半模和阳性(凸形)半模的可抛弃式模具中。阴性半模和阳性半模相互配合形成具有接触透镜所需的几何形状的模腔。通常,使用过量的可聚合或可交联材料,使得当模具的阳性和阴性半模闭合时,过量的材料被排出到与模腔毗连的溢流区。通过光化照射(例如UV辐射、电离辐射、微波辐射)或通过加热使模具内保留的可聚合或可交联材料聚合或交联。模腔内的原材料固化形成透镜,同时溢流区内过量的材料被部分或完全固化而形成飞边。固化之后,将模具分开为阳性半模和阴性半模,其中形成的透镜粘附在阳性半模或阴性半模上。
EP-A-0447169概括地公开了一种制备亲水性接触透镜的方法,其中将模具浸入到热水中以除去未聚合物的材料和从模具中脱模出透镜。
然而对于硅氧烷水凝胶接触透镜来说,已知由于接触透镜和半模之间较强的粘附,它们难以从半模上移除。据认为此强的粘附是由于硅氧烷水凝胶透镜表面的粘性。如果将透镜强行从半模上移除,则透镜会自己粘附(卷曲)并且透镜处理会困难和/或透镜会被损坏。
模分离之后,则通常首先将在单个半模(阳性或阴性半模)上的透镜用有机溶剂(例如异丙醇)或溶剂混合物进行萃取。萃取之后,将依然在半模上的透镜在水中平衡,然后从半模上移除。
WO-A-93/04834公开了一种改进的制造亲水性接触透镜、尤其是用含硅氧烷的水凝胶制成的透镜的方法,其中向水合浴中加入表面活性剂以帮助脱模和亲水性接触透镜的加工。当该水合浴的温度为40℃时,其中表面活性剂的浓度为0.1-10wt%,优选为0.25-10wt%,并最优选为0.5wt%。
将移除的透镜进一步经受其他加工步骤,例如等离子处理、水合、灭菌等。
通常,透镜的萃取和平衡以间歇法进行。伴随着这些方法有一些缺点。首先,半模在萃取和平衡槽中占据了宝贵的空间,因此降低了每个槽中可进行的萃取容量。第二,透镜飞边会部分或完全溶解于萃取浴中。透镜飞边的任何溶解会潜在地降低萃取效率。第三,即使在萃取和平衡之后透镜飞边可能仍然连在透镜上。任何上面粘有飞边的透镜将是不合格的,从而降低了生产率。
有机溶剂,例如异丙醇(IPA),可用于将硅氧烷水凝胶透镜从其粘附的半模上取下。溶剂使透镜溶胀并有助于减小使透镜保持在半模表面上的力。然而,一旦透镜被溶胀,透镜的大尺寸使得其由于机械强度缺乏而难以处理。另外,在有机溶剂中溶胀之后透镜可能仍然是发粘的或粘性的。
WO-A-01/30558描述了一种用于将透镜从其粘附的半模上取下的不同方法,其是在不施加外力的情况下用低温材料将接触透镜的温度降低到足以使该透镜从其粘附的半模上脱模的温度和持续足以使该透镜从其粘附的半模上脱模的时间。接触透镜的温度降低通过直接或间接与低温物质,如液氮、液氦、液体二氧化碳或固体二氧化碳(“干冰”)接触而实现。当使用低温物质将硅氧烷水凝胶透镜冷却到其玻璃化转变温度(Tg)之下时,表面粘性临时被冻结。这样由于粘性降低和透镜尺寸减小使得透镜从半模上分离。然而,分离之后透镜又变得发粘或粘性,使得透镜处理困难。另外,使用低温物质会显著地增加生产成本。
因此,将有利的是提供一种改进的方法,其中在萃取之前将每个透镜与其粘附的半模和/或飞边分离。
一方面,本发明提供一种制备接触透镜的方法。该方法包括:提供包括具有第一模塑面的阳性半模和具有第二模塑面的阴性半模的模具,其中该阳性和阴性半模被构造为彼此接纳,从而当模具闭合时在第一和第二模塑面之间形成模腔;将特定量的硅氧烷水凝胶透镜形成材料分配到阳性和阴性半模的其中之一中;将阳性和阴性半模配对以闭合模具;固化两个半模之间的硅氧烷水凝胶透镜形成材料,由此形成具有疏水性的模塑硅氧烷水凝胶接触透镜,特征在于平均水接触角大于100度;将模具分开成为阳性和阴性半模,其中硅氧烷水凝胶接触透镜粘附在阳性和阴性半模的其中之一上;将热水分配到透镜上和/或分配到透镜粘附的半模中;允许热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面,以便降低透镜和透镜粘附的半模之间的粘附;以及从透镜粘附的半模上移去透镜用于进一步加工。
“水凝胶”指的是当其完全水合时,可吸收至少10wt%水的聚合物材料。通常,水凝胶材料是在存在或不存在另外的单体和/或大分子单体的条件下,通过至少一种亲水性单体聚合或共聚而得到。
“硅氧烷水凝胶”指的是通过包含至少一种含硅氧烷的单体或至少一种含硅氧烷的大分子单体的可聚合组合物共聚而得到的水凝胶。
“单体”指的是低分子量化合物,该化合物包含一种或多种可交联基团并且可以光化或热或化学地交联或聚合,得到交联的和/或聚合的聚合物。低分子量通常是指平均分子量低于700道尔顿。
“大分子单体”指的是包含能够进行进一步聚合/交联反应的官能团的中等和高分子量的化合物或聚合物。中等和高分子量通常是指平均分子量大于700道尔顿。优选地,大分子单体含有烯属不饱和基团并且可以光化聚合或热聚合。烯属不饱和基团包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基、乙烯基、苯乙烯基或其他含C=C的基团。
这里所用的关于可聚合的组合物或材料的固化或聚合的“光化”是指固化(例如交联和/或聚合)通过光化照射进行,例如通过UV辐射、电离辐射(例如γ射线或X射线辐射)或微波辐射。
“聚合物”是指通过聚合/交联一种或多种单体、大分子单体和/或低聚体形成的材料。这里所使用的聚合物材料(包括单体材料或大分子单体材料)的“分子量”,除非另有说明,指的是数均分子量(Mn)。
“透镜形成材料”(透镜配制剂)指的是可以热或光化或化学地被固化(即聚合和/或交联)得到交联的聚合物的可聚合组合物。透镜形成材料对于本领域技术人员来说是公知的。根据本发明,透镜形成材料包含至少一种含硅的单体或大分子单体。示例性的透镜配制剂包括lotrafilcon A、lotrafilconB、etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、polymacon、acquafilcon A、balafilcon、senofilcon A等配制剂。透镜形成材料可进一步包括其他组分,如引发剂(例如光引发剂或热引发剂)、可见性着色剂、UV-阻挡剂、光敏剂等。
含硅氧烷的单体的例子包括甲基丙烯酰氧基烷基硅氧烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷、二(甲基丙烯酰氧基丙基)四甲基-二硅氧烷、单甲基丙烯酸化的聚二甲基硅氧烷、巯基封端的聚二甲基硅氧烷、N-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基]丙烯酰胺、N-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基]甲基丙烯酰胺、三(五甲基二甲硅烷氧基(disiloxyanyl)-3-甲基丙烯酸根合丙基硅烷(T2)、和甲基丙烯酸三(三甲基甲硅氧基)甲硅烷基丙基酯(TRIS)。优选的含硅氧烷的单体是TRIS,其被称为3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷或甲基丙烯酸三(三甲基甲硅氧基)甲硅烷基丙基酯,或者由CAS No.17096-07-0表示。术语“TRIS”还包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷的二聚体。
优选的含硅氧烷的大分子单体选自由如US 5760100中描述的大分子单体A、大分子单体B、大分子单体C和大分子单体D组成的组。
“平均水接触角”指的是水在接触透镜上的接触角(座滴法),该接触角通过将至少3个单独的接触透镜的测定值平均获得。
这里所用的“亲水性”描述了与水比与油脂更容易缔合的材料或其一部分。
关于接触透镜的术语“疏水性”是要描述接触透镜差的表面水润湿性。
接触透镜差的表面水润湿性特征在于具有大于100度的平均水接触角。
本发明总的来说涉及一种在透镜固化之后且在透镜萃取和/或水合之前将透镜从模具取下(或移除或解除)的方法。令人惊讶地已经发现热水可用来有效地将疏水性的硅氧烷水凝胶透镜从其粘附的半模上取下并且显著地降低了疏水性的硅氧烷水凝胶透镜的表面发粘(或粘性)。
据信热水,其优选基本上不含表面活性剂,在将透镜从半模上取下和在降低透镜表面粘性方面可起到下面的几种作用。首先,热水可通过交换置换一部分在模塑的硅氧烷水凝胶透镜中存在的有机溶剂。有机溶剂被水置换可降低模塑透镜的溶胀并使得模塑透镜的直径更小,允许模塑的透镜从模具表面脱离。第二,位于模塑的透镜和半模之间界面的未固化可聚合组分(如单体、大分子单体和/或低聚体)可被溶解于热水中。未固化可聚合组分的溶解可显著降低模塑透镜表面的粘性并且便于在从半模上取下之后的透镜处理。第三,由于相对高的温度,热水可减少热可逆的硅氧烷水凝胶网络的收缩而同时引起透镜粘附的半模的膨胀。这样,硅氧烷水凝胶透镜可容易地从透镜粘附的半模上取下。
伴随本发明的方法有几种优点。首先,热水的应用使得模塑的透镜能够从其粘附的半模上取下而没有撕扯透镜。第二,通过热水取下透镜是相对较快的方法,例如,花费几秒钟。第三,热水可促进硅氧烷水凝胶透镜由其粘附的半模上移去而不移去飞边。飞边不连在透镜上,则透镜生产率可以增加。通过在萃取之前将飞边溶解,萃取效率可得以提高。没有半模,则萃取槽可容纳更多的透镜且与萃取设备相关的生产成本可以降低。
一方面,本发明提供一种制备接触透镜的方法。该方法包括:提供包括具有第一模塑面的阳性半模和具有第二模塑面的阴性半模的模具,其中该阳性和阴性半模被构造为彼此接纳,从而当模具闭合时在第一和第二模塑面之间形成模腔;将特定量的硅氧烷水凝胶透镜形成材料分配到阳性和阴性半模的其中之一中;将阳性和阴性半模配对以闭合模具;固化两个半模之间的硅氧烷水凝胶透镜形成材料,由此形成具有疏水性的模塑硅氧烷水凝胶接触透镜,特征在于平均水接触角大于100度;将模具分开成为阳性和阴性半模,其中硅氧烷水凝胶接触透镜粘附在阳性和阴性半模的其中之一上;将热水分配到透镜上和/或分配到透镜粘附的半模中;允许热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面,以便降低透镜和透镜粘附的半模之间的粘附;以及从透镜粘附的半模上移去透镜用于进一步加工。
本领域已知的模具材料是,例如,聚合物材料,如聚乙烯、聚丙烯和PMMA。另外,其他允许UV光透过的材料也可用作模具材料,例如石英玻璃。
优选地,将阴性和阳性半模的其中之一在其使用之前进行表面处理,例如,电晕处理或等离子处理,以便当打开模具时模塑的接触透镜优先粘附到一个特定的半模上。该预处理例如描述于US 5894002中。
热水要描述的是具有的温度高于80℃的水、优选为90-100℃的水。用于将硅氧烷水凝胶透镜从模具上取下的热水基本不含表面活性剂。这里所用的术语“基本不含表面活性剂”意思是热水中一种或多种表面活性剂的浓度低于0.005wt%,优选低于0.0001wt%,更优选低于0.00001wt%,甚至更优选不含表面活性剂。
根据本发明,将热水分配到透镜上和/或分配到透镜粘附的半模中,然后使其渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面,以便降低透镜和透镜粘附的半模之间的粘附。进行至少5秒钟、优选至少15秒钟、更优选至少30秒钟、甚至更优选至少1分钟的一段时间,使得热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面。
在一个优选的实施方案中,模塑的透镜粘附在阴性半模上。以足以淹没粘附在阴性半模上的模塑透镜的量分配热水。
在分配热水并使热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面之后,可通过本领域技术人员已知的透镜移除装置例如尖部用硅橡胶覆盖的镊子移去透镜。
根据本发明,从半模上取下之后,优选将透镜放在盘中用于进一步加工,例如,萃取、水合、平衡等。这里使用的盘要描述的是可容纳多个接触透镜的装置。优选的盘是US2003/0024829中描述的那些。
要理解的是本发明的方法可手动进行或在计算机控制下自动进行。本领域技术人员将知道如何自动操作本发明的方法。
还要理解的是如此制备的硅氧烷水凝胶透镜可进一步经历其他透镜制造方法,例如表面处理、灭菌等。
这里所用的“表面处理”意思是制品已经在表面处理方法(或表面改性方法)中处理过,其中通过与蒸气或液体接触,和/或通过能量源的应用(1)将涂料施涂于制品表面,(2)化学物品被吸附到制品表面,(3)制品表面上的化学基团的化学性质(例如静电荷)被改变,或(4)制品的表面性能被另外改变。示例性的表面处理方法包括通过能量(例如等离子、静电荷或辐射)的表面处理、化学处理、亲水性单体或大分子单体接枝到制品表面,和聚电介质的叠层(LbL)沉积。优选的一类表面处理方法是等离子方法,其中离子化的气体被施于制品表面。
实施例
实施例1
大分子单体的合成
将51.5g(50mmol)具有的平均分子量为1030g/mol且根据端基滴定法含有1.96meq/g羟基的全氟聚醚FomblinZDOL(来自Ausimont S.p.A,米兰,意大利)与50mg二月桂酸二丁基锡(DBTDL)一起导入三颈烧瓶中。在搅拌下将烧瓶内容物抽真空到大约20mbar并随后用氩气减压。将此操作重复两次。随后以逆氩气流加入22.2g(0.1mol)保持在氩气下的新鲜蒸馏的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。通过水浴冷却将烧瓶内的温度保持在低于30℃。在室温下搅拌过夜之后,反应完成。异氰酸酯滴定得到NCO含量为1.40meq/g(理论值:1.35meq/g)。
将202g具有的平均分子量为2000g/mol(根据滴定羟基为1.00meq/g)的α,ω-羟丙基封端的聚二甲基硅氧烷KF-6001(来自Shin-Etsu,日本)引入烧瓶中。将烧瓶内容物抽真空到大约0.1mbar并用氩气减压。将此操作重复两次。将经除气的硅氧烷溶解于202ml保持在氩气下的新鲜蒸馏的甲苯中,并加入100mg DBTDL。在溶液完全均化之后,在氩气下加入与IPDI反应的全部全氟聚醚。在室温下搅拌过夜之后,反应完成。在真空下于室温汽提出溶剂。微量滴定显示羟基为0.36meq/g(理论值:0.37meq/g)。
将13.78g(88.9mmol)2-异氰酸根合甲基丙烯酸乙酯(IEM)在氩气下加入到247gα,σ-羟丙基封端的聚硅氧烷-全氟聚醚-聚硅氧烷三嵌段共聚物(以化学计量平均的三嵌段共聚物,但是也存在其他嵌段长度)中。将该混合物在室温下搅拌三天。然后微量滴定不再显示任何氰酸酯基团(检测极限为0.01meq/g)。发现了0.34meq/g的甲基丙烯酰基(理论值:0.34meq/g)。
这样制备的大分子单体是完全无色透明的。它可以在没有光的条件下在空气中于室温下储存几个月而分子量没有任何变化。
透镜配制剂
将上面制备的(用于制备lotrafilcon A透镜的)含硅氧烷的大分子单体用于包含37.4%大分子单体、15.0%TRIS、22.5%二甲基丙烯酰胺(DMA)、0.3%光引发剂Darocure1173和24.8%乙醇的透镜形成材料。
所有的百分比以重量计。
透镜制备
将上面制备的透镜配制剂除气以从该透镜配制剂中去除氧气。在氮气手套箱中将一定量的经除气的透镜配制剂导入每个聚丙烯模具中并在UV光下固化以形成接触透镜。固化之后,将每个模具分开成阳性半模和阴性半模,其中模塑的透镜粘附在阳性和阴性半模的其中之一上。将分离的阳性和阴性半模放到不同的盘上。
如果透镜粘附在阴性半模上,则将热水(95-100℃)分配到带有透镜的每个阴性半模中。如果透镜粘附在阳性半模上,则将热水(95-100℃)分配到空的阴性半模中,并将带有粘附在其上的透镜的阳性半模放进装有热水的阴性半模中(其中阳性半模的模塑面向下)。
热水分配之后,进行最少1分钟以使水渗透进入透镜和半模之间的界面。用一对尖部用硅橡胶覆盖的镊子将透镜从半模上滑走或移走。将该透镜放在萃取(或萃取和干燥)盘上。然后,将透镜在IPA中萃取。萃取之后,将透镜干燥,然后根据US 2002/0025389中描述的程序进行等离子处理,得到等离子涂层。使具有等离子涂层的透镜进行水合并将其包装在装有包装溶液(例如缓冲盐水)的透镜容器中。将包装的透镜灭菌。
测试两种不同的水分配方法。
在第一系列的实验中,用电子热水分配器(Zojirushi,日本)分配热水。将热水的温度控制在95℃。将0.75ml热水分配到每一个上面带有透镜的阴性半模上。进行1-5分钟以使水渗透进入透镜和半模之间的界面。
在第二系列的实验中,通过手动将0.75ml热水(100℃)由烧杯(保持在100℃)转移到透镜粘附于其上的阴性半模中进行热水分配。进行1分钟以使水渗透进入透镜和半模之间的界面。
据观察在施加热水的过程中,透镜边与临界边分离。在100℃的试验(第二系列实验)下,透镜从模具表面分离在短时间(例如几秒钟)内发生,并且在实验规定的处理时间内全部透镜从模具表面完全分离。有一对透镜,需要通过镊子移动以便从模具表面分离透镜。然而,在95℃下进行的第一系列实验中,需要更长的处理时间以不用镊子将所有透镜从模具表面解除。
将机械分离的和通过热水帮助释放的透镜的重量相互比较。据发现它们大约重量相同。
实施例2
用VCA 2500XE接触角测量装置(来自AST Inc.,波士顿,USA)测量接触透镜的平均水接触角(座滴法)。由lotrafilcon A制成并且根据上述程序制备的、没有进行任何表面处理(例如等离子涂层)的接触透镜的平均水接触角为112度。
将机械分离的和通过热水帮助解除的透镜上的水接触角相互比较(2套各8个接触透镜):
机械分离的透镜上的平均水接触角为91度,而通过热水帮助解除分离的透镜上的平均水接触角是107度。这些结果可以表明透镜配制剂的未固化组分被热水从透镜表面洗掉。

Claims (10)

1.一种制备接触透镜的方法,包括下面的步骤:
a)提供包括具有第一模塑面的阳性半模和具有第二模塑面的阴性半模的模具,其中该阳性和阴性半模被构造为彼此接纳,从而当模具闭合时在第一和第二模塑面之间形成模腔;
b)将特定量的硅氧烷水凝胶透镜形成材料分配到阳性和阴性半模的其中之一中;
c)将阳性和阴性半模配对以闭合模具;
d)固化两个半模之间的硅氧烷水凝胶透镜形成材料,由此形成模塑的硅氧烷水凝胶接触透镜,其中该硅氧烷水凝胶接触透镜是疏水性的并且特征在于平均水接触角大于100度;
e)将模具分开成为阳性和阴性半模,其中硅氧烷水凝胶接触透镜粘附在阳性和阴性半模的其中之一上;
f)将热水分配到透镜上和/或分配到透镜粘附的半模中;
g)允许热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面;和
h)从透镜粘附的半模上移去透镜用于进一步加工。
2.权利要求1的方法,其中将阴性半模和阳性半模的其中之一在其使用前进行表面处理。
3.权利要求2的方法,其中表面处理是电晕处理或等离子处理。
4.权利要求2的方法,其中将阴性半模进行表面处理。
5.权利要求2的方法,其中将阳性半模进行表面处理。
6.根据任一项前述权利要求的方法,其中热水具有高于80℃的温度。
7.根据任一项前述权利要求的方法,其中热水具有90-100℃的温度。
8.根据任一项前述权利要求的方法,其中在步骤g)中进行至少5秒钟以使热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面。
9.根据任一项前述权利要求的方法,其中在步骤g)中进行至少1分钟以使热水渗透进入透镜和透镜粘附的半模之间的界面。
10.根据任一项前述权利要求的方法,其中在步骤h)中将透镜放进盘中用于进一步加工。
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