CN101952112A - 制备可通电眼科镜片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于提供具有能量接收器的眼科镜片的方法，所述能量接收器能够为处理装置供电，所述方法如下：将能量接收器(109)安置在模具部件(101，102)中，将反应性单体混合物(110)沉积至所述模具部件中，并将所述反应性单体混合物暴露于光化辐射中。

Description

制备可通电眼科镜片的方法
相关专利申请
本专利申请是提交于2008年2月20日的美国临时申请No.61/029,931的非临时性提交。
技术领域
本发明介绍了制备通电的生物医学装置(在一些实施例中具体指制造通电的眼科镜片)的方法和设备。
背景技术
一般来说，如隐形眼镜、眼内镜片或泪点塞的眼科装置包含一种具有矫正、美容或治疗特性的生物相容性装置。例如，隐形眼镜可以提供如下作用中的一种或多种：视力矫正功能；美容作用；和治疗作用。每种功能由镜片的物理特性提供。具有折射特性的镜片可提供视力矫正功能。在镜片中加入颜色可起到美容作用。镜片中含有的活性剂可提供治疗功能。无需使镜片处于通电状态就能实现这些物理特性。
最近，有理论表明有源元件可加入隐形眼镜中。部分元件可包括半导体装置。一些例子示出，在置于动物眼睛上的隐形眼镜中嵌入了半导体装置。然而，此类装置缺少独立的通电机制。尽管可在镜片和电池之间连接电线以便为该半导体装置供电，但有理论表明该装置可通过无线方式供电，不过目前尚未提供此类无线供电机制。
因此期望有其他用于制备眼科镜片的方法和设备，其中镜片通过无线方式通电，以便为生物医学装置(如眼科镜片)中包含的半导体装置供电。
发明内容
本发明包括制备生物医学装置(如眼科镜片)的方法和设备，其中生物医学装置具有能为半导体装置供电的通电部分。在一些实施例中，眼科镜片包括铸膜硅水凝胶，以及能通过无线电波(radio wave)接收能量的能量接收器，均以生物相容性方式包含在眼科镜片中。
另外的实施例包括制备眼科镜片的方法，该方法为：设置能量接收器，其中能量接收器能够通过无线电波(radio wave)将能量接收到第一模具部件和第二模具部件之一上，并将反应性单体混合物沉积到如下部件之一中：第一模具部件和第二模具部件。第一模具部件设置在第二模具部件附近，从而形成镜片腔体，该腔体内具有能量接收器和至少一些反应性单体混合物；并使反应性单体混合物暴露于光化辐射中。
通过控制用于照射反应性单体混合物的光化辐射来制备镜片。
附图说明
图1示出了根据本发明的一些实施例的模具组件。
图2示出了包括处理芯片和能量接收器的眼科镜片。
图3示出了用于在眼科镜片的模具部件中设置能量接收器的移印设备。
图4示出了根据本发明的一些实施例的设备和方法步骤。
图5示出了根据本发明的一些其他方面的设备和方法步骤。
图6示出了可用于实现本发明的一些实施例的处理器。
具体实施方式
本发明包括例如眼科镜片的生物医学装置和制备眼科镜片的方法。具体地讲，本发明包括具有无线能量接收器的眼科镜片。在一些实施例中，本发明包括具有通常为环形的能量接收器的水凝胶隐形眼镜，该能量接收器位于隐形眼镜的视区周围。另外的实施例可包括在镜片内或镜片上装配有导电材料的能量接收器部分。这种形式可基于可通过无线方式传递至镜片的调谐波长能量。
在一些实施例中，导电材料可以位于镜片佩戴者可看到的视区之外，而在另一些实施例中所包含的导电材料可以位于视区之内或之外，因为此导体材料足够小，不会对隐形眼镜佩戴者的视野产生不利影响。
通常，根据本发明的一些实施例，能量接收器通过移印过程嵌入眼科镜片中，该移印过程将接收器材料放置在与用于制备镜片的模具部件相应的所需位置。处理芯片可设置为与接收器材料电气连通，使得接收器材料可提供为处理器芯片供电所需的电能。在设置能量接收器和处理器之后，反应性混合物可通过模具部件进行塑型并聚合形成眼科镜片。
定义
如本文所用，“能量接收器”是指用作接收无线能量(例如通过无线电波(radio wave)传输)的天线的媒介。
如本文所用，“能量接收部分”是指生物医学装置(例如眼科镜片)中用作能量接收器的部分。
如本文所用，“镜片”是指位于眼睛内或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可以起到美容作用。例如，术语“镜片”可以指用于矫正或改进视力或用于眼部机体美容(如虹膜颜色)而不会影响视力的隐形眼镜、眼内镜片、覆盖镜片、眼植入物、光学植入物或其他类似的装置。在一些实施例中，本发明的优选镜片是由硅氧烷弹性体或水凝胶制成的软质隐形眼镜，其中水凝胶包括但不限于硅水凝胶和氟化水凝胶。
如本文所用，术语“镜片形成混合物”或“反应性混合物”或“RMM”(反应性单体混合物)是指可固化并交联，或者可交联形成眼科镜片的单体或预聚物材料。各种实施例可包含具有如下一种或多种添加剂的镜片形成混合物：UV阻滞剂、调色剂、光引发剂或催化剂、和其他希望包含在眼科镜片(例如隐形眼镜或眼内镜片)中的添加剂。
如本文所用，“镜片形成表面”是指用于模制镜片的表面。在一些实施例中，任何此类表面103-104都可以具有光学质量表面光洁度，这表示它足够光滑，并且成型为以使得镜片表面具有合格的光学特性，该镜片表面通过与模具表面接触的镜片形成材料的聚合作用而成型。此外，在一些实施例中，镜片形成表面103-104可以具有为镜片表面赋予理想光学特性所需的几何形状，包括但不限于球面、非球面以及柱面度数、波前像差矫正、角膜地形图校正等，以及它们的任何组合。
如本文所用，术语“模具”是指可以用于利用未固化制剂形成镜片的刚性或半刚性物体。一些优选的模具包括形成前曲面模具部件和后曲面模具部件的两个模具部件。
如本文所用，“视区”是指眼科镜片佩戴者可以通过镜片看到的眼科镜片区域。
如本文所用，“从模具脱离”是指镜片或与模具完全分离，或只松散连接以使得可通过轻轻晃动移除或用药签推离。
模具
现在参见图1，其中示出了眼科镜片的示例性模具100和能量接收部分109。如本文所用，术语“模具”包括具有腔体105的结构100，其中镜片形成混合物110可分配到腔体105中，使得镜片形成混合物在反应或固化后，生成具有所需形状的眼科镜片。本发明的模具和模具组件100由多个“模具部件”或“模具件”101-102构成。将模具部件101-102组合在一起，这样在模具部件101-102之间形成腔体105，镜片可在腔体内形成。优选地，模具部件101-102的这种组合是暂时的。镜片形成后，可以再次分离模具部件101-102，以取下镜片。
至少一个模具部件101-102的表面103-104的至少一部分与镜片形成混合物接触，使得在镜片形成混合物110反应或固化后，表面103-104会使与其接触的镜片部分具有所需的形状和形式。对于至少一个其他模具部件101-102也是如此。
因此，例如，在一个优选的实施例中，模具组件100由两个部件101-102形成，即凹形件(前件)102和凸形件(后件)101，二者之间形成腔体。凹形表面104上与镜片形成混合物接触的那部分具有要在模具组件100中制备的眼科镜片的前曲面曲率，并且足够光滑，同时成型以使得通过聚合与凹面104接触的镜片形成混合物而形成的镜片表面具有合格的光学特性。
在一些实施例中，前模具件102还可以具有围绕圆形周围边缘108并与其成一整体的环状凸缘，前模具件102在垂直于轴并从凸缘延伸的平面内从凸缘延伸(未示出)。
镜片形成表面可包括具有光学质量表面粗糙度的表面103-104，这表示它足够光滑，并且可成型以使得镜片表面具有合格的光学特性，该镜片表面通过与模具表面接触的镜片形成材料的聚合作用而成型。此外，在一些实施例中，形成镜片的表面103-104可以具有赋予镜片表面理想的光学特性所必需的几何形状，包括但不限于球面、非球面以及柱面度数、波前像差矫正、角膜地形图校正等，以及它们的任何组合。
模具部件101-102材料可包含一种或多种以下聚烯烃：聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚烯烃。
优选的脂环烃共聚物包含两种不同的脂环烃聚合物，并由Zeon Chemicals L.P.以商品名ZEONOR出售。有几种不同等级的ZEONOR。各种等级都具有105℃至160℃的玻璃化转变温度。特别优选的材料为ZEONOR 1060R。
可与一种或多种添加剂混合形成眼科镜片模具的其他模具材料包括(例如)Zieglar-Natta聚丙烯树脂(有时称为znPP)。一种示例性Zieglar-Natta聚丙烯树脂以商品名PP 9544 MED出售。PP 9544 MED为用于按照FDA法规21 CFR(c)3.2进行清洁成型的透明无规共聚物，由ExxonMobile Chemical Company提供。PP 9544 MED为具有乙烯基的无规共聚物(znPP)(以下称9544 MED)。其他示例性Zieglar-Natta聚丙烯树脂包括：Atofina聚丙烯3761和Atofina聚丙烯3620WZ。
另外，在一些实施例中，本发明的模具可包含诸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、主链上具有脂环烃部分的改性聚烯烃以及环状聚烯烃的聚合物。这种共混物可以用于任何一个或两个模具部件，其中优选的是将该共混物用于后曲面，前曲面包含脂环烃共聚物。
在根据本发明制备模具100的一些优选方法中，根据已知技术进行注模，然而，实施例也可以包括用其他技术成型的模具，所述其他技术包括(例如)车削、金刚石车削或激光切割。
镜片通常在两个模具部件101-102中的至少一个表面上形成。然而，在一些实施例中，镜片的一个表面可由模具部件101-102形成，另一个表面可采用车床加工方法或其他方法形成。
镜片
现在参见图2，其中示出了眼科镜片201、能量接收器109和处理装置203。如图所示，能量接收器109可包含导电材料，例如金属材料。合适的金属材料可包括(例如)金、银和铜。导电纤维也适用，例如导电性碳化纤维。
能量接收器109可与处理装置203电气连通。处理装置203可包括任何半导体型芯片。在一些具体的实施例中，处理装置203包括射频识别芯片(“RFID芯片”)。处理芯片203也可包括多个装置或电路。为了便于说明，一个或多个装置通常表示为单数。
如图所示，在一些实施例中，能量接收器部分109和处理装置203位于视区202之外，其中视区202包括镜片201的一部分，其提供了镜片201佩戴者的视线。
在一些实施例中，优选的镜片类型可包括具有含有机硅组分的镜片201。“含有机硅组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中至少含一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，所有Si和所连接的O在含有机硅组分中的含量大于约20重量％，还更优选地，含量大于含有机硅组分总分子量的30重量％。可用的含有机硅组分优选地包含可聚合的官能团，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。
合适的含有机硅组分包括化学式I的化合物
Figure BPA00001206470200061
其中
R1独立地选自一价活性基团、一价烷基或一价芳基，上述任何基团还可以包含选自羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸根、碳酸盐、卤素或它们的组合的官能团；和具有1至100个Si-O重复单元的一价硅氧烷链，其中重复单元还可以包含选自烷基、羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸根、卤素或它们的组合的官能团；
其中b＝0至500，其中当b不为0时，应当理解b为众数等于设定值的分布；
其中至少一个R1包含一价活性基团，在一些实施例中，1至3个R1包含一价活性基团。
如本文所用，“一价活性基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合反应的基团。自由基活性基团的非限制性例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯、以及O-乙烯基碳酸酯。阳离子活性基团的非限制性例子包括乙烯基醚或环氧基以及它们的混合物。在一个实施例中，自由基活性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺、以及它们的混合物。
合适的一价烷基和芳基包括未取代的一价C1至C16烷基、C6-C14芳基，例如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙酰氧丙基、聚氧乙烯丙基、它们的组合等。
在一个实施例中，b为0，一个R1为一价活性基团，至少3个R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在本实施例中，有机硅组分的非限制性例子包括2-甲基2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[三甲基甲硅烷氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙基酯(“SiGMA”)、
2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基丙氧基-三(三甲基硅氧基)硅烷、
3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(“TRIS”)、
3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷、以及
3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。
在另一个实施例中，b为2至20、3至15，或在一些实施例中，为3至10；至少一个末端的R1包含一价活性基团，剩余的R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基，在另外一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在另一个实施例中，b为3至15，一个末端的R1包含一价活性基团，另一个末端的R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基，剩余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基。该实施例中有机硅组分的非限制性例子包括(一-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为400-1000)(“OH-mPDMS”)、一甲基丙烯酰氧基丙基封端的单丁基封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为800-1000)(“mPDMS”)。
在另一个实施例中，b为5至400或10至300，两个末端的R1均包含一价活性基团，剩余的R1独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基，一价烷基在碳原子之间可以具有醚键并且还可以包含卤素。
在一个需要硅水凝胶镜片的实施例中，本发明的镜片将由活性混合物制成，其中按由聚合物制成的反应性单体组分的总重量计，活性混合物包含至少约20重量％的含有机硅组分，优选地在约20重量％至70重量％之间。
在另一个实施例中，一至四个R1包含碳酸乙烯酯或如下化学式的氨基甲酸酯：
式II
Figure BPA00001206470200081
其中：Y代表O-、S-或NH-，
R代表氢或甲基，d为1、2、3或4，q为0或1。
含有机硅的碳酸乙烯酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1，3-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基乙烯酯、以及
Figure BPA00001206470200082
其中期望生物医学装置的弹性模量在约200以下，只有一个R1应包含一价活性基团，剩余的R1基团中不超过两个包含一价硅氧烷基团。
另一类含有机硅组分包含如下化学式的聚氨酯大分子单体：
化学式IV-VI
(*D*A*D*G)a*D*D*E1、
E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1或
E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1
其中：
D代表具有6至30个碳原子的烷二基、烷基环烷二基、环烷二基、芳二基或烷基芳二基，
G代表具有1至40个碳原子并且主链中可以包含醚键、硫代键或胺键的烷二基、环烷二基、烷基环烷二基、芳二基或烷基芳二基；
*代表氨基甲酸酯或脲基键；
a至少为1；
A代表如下化学式的二价聚合基：
化学式VII
Figure BPA00001206470200091
R11独立代表具有1至10个碳原子并且碳原子之间可以包含醚键的烷基或氟代烷基；y至少为1，p提供400至10,000的部分重量，每个E和E1独立代表用如下化学式表示的可聚合的不饱和有机基：
化学式VIII
Figure BPA00001206470200092
其中：R12为氢或甲基；R13为氢、具有1至6个碳原子的烷基、或-CO-Y-R15基，其中Y为-O-，Y-S-或-NH-；R14为具有1至12个碳原子的二价基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表具有6至30个碳原子的芳基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；z为0或1。
优选的含有机硅组分是用如下化学式表示的聚氨酯大分子单体：
化学式IX
其中R16为移除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双自由基，例如异佛尔酮二异氰酸酯的双自由基。其他合适的含有机硅的大分子单体为由氟-醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和异氰酸乙酯基甲基丙烯酸酯反应形成的化学式为X的化合物(其中x+y在10至30的范围内)。
化学式X
Figure BPA00001206470200101
其他适合用于本发明的含有机硅组分包括包含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体；具有极性氟代接枝或氢原子连接到末端二氟代碳原子的侧基的聚硅氧烷；含醚键和硅氧烷键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯以及含聚醚和聚硅氧烷基团的可交联单体。也可用任一前述的聚硅氧烷作为本发明中的含有机硅组分。
方法
以下方法步骤作为方法示例，可以根据本发明的一些方面实施。应当理解，提供的方法步骤的顺序并不具有限制性，也可以使用其他顺序实施本发明。此外，并非所有步骤都是实施本发明所必需的，本发明的各个实施例中可以包含其他步骤。
现在参见图4所示的流程图，其中示出了可用于实施本发明的示例性步骤，在步骤401中，在镜片形成混合物110聚合前将能量接收器109置于模具部件101-102上。一个或多个处理芯片203(例如，RFID芯片)也可置于模具部件上。
在一些实施例中，能量接收器109可通过机械安置直接置于模具部件101-102上。机械安置可包括，例如行业内已知的为模具部件涂覆颜料或油墨的移印装置。
移印装置的一个例子在上面的图3中有所讨论。能量接收器109可放置在移印装置301中包括的可成型垫311之上，该可成型垫可压到模具部件(例如，凹型模具部件102)的表面上。垫311在模具部件102上的操作会使能量接收器109位于模具部件101-102上。
机械安置也可包括通过任何自动的机械移动或者甚至人工设置将能量接收器109置于铸模部件中，以使得模具部件包含的反应性混合物110的聚合反应会将能量接收器109包括在所得的镜片中。
在步骤402中，在一些优选的实施例中，粘合剂层111可在能量接收器设置于模具部件101-102上之前施加到模具部件101-102上。粘合剂层111可包含(以非限制性例子的方式)颜料或单体。粘合剂层111可通过(例如)移印工艺进行施加。在一些实施例中，处理器装置203也可放置在粘合剂109中。
实施例也可包括打印铅版(未示出)，铅版中已印入了式样。粘合层材料(例如基于颜料的粘合层)可施加到铅版上，并且可成型垫可压到粘合层材料上以对垫进行涂覆。然后将垫压到模具部件101-102上，以将粘合层材料涂覆到模具部件101-102上。能量接收器109可放置于粘合层111之上、之中或部分在其中。在沉积和固化反应性混合物时，粘合层有利于在模具部件101-102上将能量接收器固定到位。
如图所示，多个模具部件214包括在托盘213中，并被提供到移印设备210。实施例可包括在多个模具214中分别放置能量接收器109的单个垫211，或同时在多个模具部件214中放置能量接收器的多个垫(未示出)。
在一些实施例中，粘合层111可包括能与镜片材料形成互穿聚合物网络的粘合多聚物，这样，对于在粘合剂和镜片材料间形成共价键以制成稳定的镜片110的需要就消除了。对于在粘合剂中置有能量接收器的镜片110，其稳定性由粘合聚合物和镜片基体聚合物中的能量接收器109的截留提供。本发明的粘合聚合物可包括例如由均聚物、共聚物或它们的组合制得的那些，这些聚合物具有彼此相同的溶解度参数，并且粘合聚合物具有与镜片材料相似的溶解度参数。粘合聚合物可含有使粘合聚合物中的聚合物和共聚物能相互作用的官能团。官能团可包括以如下方式与另外一种聚合物或共聚物的群组相互作用的一种聚合物或共聚物的群组：增加相互作用的密度以帮助抑制颜料颗粒的移动性和/或夹带颜料颗粒。官能团间的相互作用可以是极性、分散、或具有电荷转移复合物性质。官能团可位于聚合物或共聚物骨架上，或悬垂于骨架上。
作为非限制性例子，形成具有正电荷的聚合物的单体或单体混合物，可与形成具有负电荷的聚合物的一个或多个单体结合使用，以形成粘合聚合物。作为更具体的例子，甲基丙烯酸(“MAA”)和2-羟基乙基甲基丙烯酸酯(“HEMA”)可用于制成MAA/HEMA共聚物，然后该共聚物与HEMA/3-(N，N-二甲基)丙基丙烯酰胺共聚物混合以形成粘合聚合物。
作为另一个例子，粘合聚合物可由包括但不限于下式的氨基化合物和酯的疏水改性单体组成：
CH3(CH2)x-L-COCHR＝CH2
其中L可为-NH或氧，x可为2至24的正整数，R可为C1至C6烷基或氢，优选地为甲基或氢。此类氨基化合物和酯的例子包括但不限于月桂基甲基丙烯酰胺和己基甲基丙烯酸酯。作为又一个例子，脂肪链延长的氨基甲酸酯和尿素的聚合物可用于形成粘合聚合物。
适合粘合层111的粘合聚合物也可包含HEMA、MAA和月桂基甲基丙烯酸酯(“LMA”)的无规嵌段共聚物，HEMA和MAA或HEMA和LMA的无规嵌段共聚物，或HEMA的均聚物。基于粘合聚合物的总重量，这些实施例中的每种成分的重量百分比为约93至约100重量％的HEMA、约0至约2重量％的MAA和约0至约5重量％的LMA。
粘合聚合物的分子量可以使得其在镜片材料中少量溶解并溶胀。镜片材料扩散至粘合聚合物中，并进行聚合和/或交联。然而，同时，粘合聚合物的分子量不能高到影响印刷图案的质量。优选地，粘合聚合物的分子量为约7,000至约100,000M峰，更优选地约7,000至约40,000M峰，最优选地约17,000至约35,000M峰，其中M峰对应于SEC分析中最高峰的分子量(＝(Mn×Mw)1/2)
为了实施本发明，可使用具有90°光散射和折射率检测器的凝胶渗透色谱仪确定分子量。还可使用PW4000和PW2500两个色谱柱、调节为含50mM氯化钠的甲醇-水洗脱液(重量比为75/25)、以及分子量范围在194至325,000之间的聚乙二醇和聚环氧乙烷分子的混合物。
本领域的普通技术人员应理解，通过在制备粘合聚合物时使用链转移剂，通过使用大量的地引发剂，通过使用活性聚合，通过选择合适的单体和引发剂浓度，通过选择溶剂的数量和种类，或以上方案的组合，可获得所需的粘合聚合物分子量。优选地，将链转移剂与引发剂结合使用，或更优选地，将链转移剂与引发剂和一种或多种溶剂结合使用，以获得所需的分子量。作为另外一种选择，还可将少量的极高分子量粘合聚合物与大量的溶剂结合使用，以维持粘合聚合物的所需粘度。优选地，粘合聚合物的粘度在23℃时为约4,000至约15,000厘泊。
在形成本发明所用粘合聚合物时可用的链转移剂的链转移常数值大于约0.01，优选地大于约7，更优选地大于约25,000。
可使用任何所需的引发剂，包括但不限于紫外线、可见光、热引发剂等以及它们的组合。优选使用热引发剂，更优选地，使用2，2-偶氮双异丁腈和2，2-偶氮双-2-甲基丁腈。基于制剂的总重量，所用引发剂的量为约0.1至约5重量％。优选地，将2，2-偶氮双-2-甲基丁腈与十二硫醇一起使用。
粘合聚合物层111可通过便利的聚合方法制成，包括但不限于自由链聚合、逐步聚合、乳液聚合、离子链聚合、开环作用、基团转移聚合、原子转移聚合等。优选使用热引发的自由基聚合反应。本领域的普通技术人员都应清楚进行聚合反应的条件。
可用于制备粘合聚合物的溶剂为沸点在约120和230℃之间的中沸点溶剂。选择要使用的溶剂时应基于待制备的粘合聚合物的种类及其分子量。合适的溶剂包括但不限于双丙酮醇、环己酮、乳酸异丙酯、3-甲氧基-1-丁醇、1-乙氧基-2-丙醇等。
在一些实施例中，本发明的粘合聚合物层111可根据在水中的膨胀系数而进行设计以用于镜片材料。粘合聚合物的膨胀系数与润湿溶液中固化镜片材料的匹配或大致匹配有利于避免在镜片中产生应力，而这会导致不良的光学性能和镜片参数的改变。另外，粘合聚合物可在镜片材料中具有溶胀性，使得用本发明着色剂印出的图象溶胀。由于这样的溶胀，图象被截留在镜片材料中，而不会对镜片舒适度产生任何影响。
在一些实施例中，着色剂可包含在粘合层111中。在本发明的着色剂中可与粘合聚合物一起使用的颜料为那些适用于隐形眼镜的有机颜料或无机颜料，或这些颜料的组合。可通过改变所用颜料和遮光剂的浓度控制不透明度，试剂量越大，产生的不透明度越高。示例性的有机颜料包括但不限于酞菁蓝、酞菁绿、咔唑紫、还原橙#1等，以及它们的组合。可用的无机颜料的例子包括但不限于氧化铁黑、氧化铁棕、氧化铁黄、氧化铁红、二氧化钛等，以及它们的组合。除了这些颜料外，可使用可溶和不可溶染料，所述染料包括但不限于二氯三嗪和乙烯砜型染料。可用的染料和颜料均市售可得。
在粘合聚合物中涂覆或润湿颜料制品使得颜料颗粒在本体粘合聚合物中具有更好的分散性。涂覆可使用静电力、分散力或氢键实现以覆盖颜料的表面。优选地，使用高剪切力将颜料分散至粘合聚合物中。可通过如下方法将颜料添加到粘合聚合物中：将聚合物和颜料分配到合适的搅拌器(如转轴搅拌器)中并混合，直到生成均一的混合物，通常最多约30分钟。然后可将混合物送至高剪切磨粉机(如Eiger磨粉机)中，以将颜料分散到粘合聚合物中。根据需要重复进行研磨，以达到完全分散。通常，进行研磨直到颜料大小为约0.2至约3微米。研磨可使用任何合适的市售装置进行，市售装置包括但不限于高剪切或球磨磨粉机。
除了颜料和粘合聚合物，在一些实施例中，粘合层111还包含有助于将粘合层涂覆到模具部件101-102上的一种或多种溶剂。本发明的另一发现是，为了有利于粘合层111在其施加的模具部件101-102表面上不渗出或是滑动，期望的是，并且优选地，粘合层101-102的表面张力低于约27mN/m。这种表面张力可通过对要涂覆粘合层111的表面(例如模具表面)进行处理而实现。可使用本领域已知技术进行表面处理，所述技术包括但不限于等离子体处理和电晕处理。作为另外一种选择，并且优选地，所需表面张力可通过选择在着色剂中使用的溶剂来实现。
因此，可用于粘合层111的示例性溶剂包括能够增加或降低粘合层111粘度并帮助控制表面张力的那些溶剂。合适的溶剂包括但不限于环戊酮、4-甲基-2-戊酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乳酸异丙酯等以及它们的组合。优选使用1-乙氧基-2-丙醇和乳酸异丙酯。
在一些优选的实施例中，本发明粘合层111材料中至少使用了三种不同的溶剂。这些溶剂的前两种为中沸点溶剂，用于制备粘合聚合物。尽管这些溶剂在成型后可从粘合聚合物中除去，但优选保留它们。优选地，这两种溶剂为1-乙氧基-2-丙醇和乳酸异丙酯。还有一种为低熔点溶剂，即沸点为约75℃至约120℃之间的溶剂，可用于根据需要降低着色剂的粘度。合适的低沸点溶剂包括但不限于2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丙醇等以及它们的组合。优选使用1-丙醇。
所用溶剂的具体量取决于很多因素。例如，用于形成粘合聚合物的溶剂量取决于所需粘合聚合物的分子量，以及粘合聚合物中所用的各种成分，例如单体和共聚物。所用低沸点溶剂的量取决于着色剂所需的粘度和表面张力。此外，如果着色剂要涂覆于模具上并与镜片材料一起固化，所用溶剂的量取决于镜片和所用的模具材料，以及模具材料是否经过任何表面处理以增加其润湿性。本领域普通技术人员应清楚如何确定待使用溶剂的准确量。通常，所用溶剂的总重量为待使用溶剂的约40至约75重量％。
除了溶剂，增塑剂优选地可加入到粘合层111中以减少在干燥粘合层111时的干裂，并增强镜片材料中粘合层111的分散和溶胀。所用增塑剂的种类和数量取决于所用粘合聚合物的分子量，并且，对于放置到要储存一段时间再使用的模具上的着色剂，则取决于所需的架藏稳定性。可用的增塑剂包括但不限于丙三醇、丙二醇、双丙甘醇、三丙二醇、聚乙二醇200、400或600等以及它们的组合。优选使用丙三醇。基于着色剂的重量，所用增塑剂的量通常为0至约10重量％。
本领域的普通技术人员应理解，除了上述添加剂，还可向本发明的粘合层111组合物中添加其他添加剂。合适的添加剂包括但不限于有助于流动和均衡的添加剂、用于防止起泡的添加剂、用于流变改性的添加剂等以及它们的组合。
在本发明的一些实施例中，在固化镜片材料时粘合层嵌入镜片材料中。这样，粘合层111可以更靠近形成的镜片的前表面或后表面，这取决于镜片中粘合层11施加的模具表面。另外，可以任何顺序施加一层或多层粘合层11。
尽管本发明可用于生产用任何已知镜片材料或适合生产该镜片的材料制得的硬质或软质隐形眼镜，优选地，本发明的镜片为水含量为约0至约90％的软质隐形眼镜。更优选地，镜片由含有羟基、羧基或两者的单体制成，或者由含有机硅的聚合物(例如硅氧烷、水凝胶、硅水凝胶以及它们的组合)制成。可用于形成本发明镜片的材料可由大分子单体、单体以及它们的组合的共混物与添加剂(如聚合引发剂)反应制得。合适的材料包括但不限于由有机硅大分子单体和亲水性单体制成的硅水凝胶。
现在再次参见图4，在步骤403中，反应性混合物置于第一模具部件和第二模具部件之间，并且至少有能量接收器109与反应性混合物接触。
在步骤404中，聚合反应性混合物，例如通过暴露于光化辐射和热的其中之一或两者中。在405中，将包括能量接收器109的眼科装置201从用于形成眼科装置201的模具部件101-102上去除。
现在参见图5，在本发明的另一方面，加入眼科装置201中的处理装置203可通过利用无线电波(radio wave)传递的能量进行供电。在步骤501中，使用为眼科镜片201中能量接收器111所调整的频率传递无线电信号。在一些优选的实施例中，能量接收器通过转印设备210设置在眼科镜片上。在步骤502中，能量被接收到眼科镜片包括的能量接收器中。能量接收器111可将能量处理为电荷。
在步骤503中，接收的能量被引入信息处理装置203中。能量可通过(例如)能够传导电荷的电路而传递。在步骤504中，处理装置203对信息执行一些操作。该操作包括以下的一种或多种：对信息进行接收、传递、存储和操控。优选的实施例包括将信息进行处理并存储为数字值。
在步骤505中，在一些实施例中，信息可从处理装置中传递。一些实施例还可包括基于对信息执行的操作的信息传递。
设备
现在参见图6，其中示出了可用于本发明的一些实施例的控制器600。该控制器603包括处理器610，处理器可包括与通信装置620连接的一个或多个处理器元件。在一些实施例中，控制器600可用于将能量传递到放置于眼科镜片内的能量接收器中。
控制器可包括与通信装置连接的一个或多个处理器，通信装置被配置为通过通信通道传递能量。通信装置可用于以电子方式控制能量向眼科镜片接收器中的转移。
通信装置620可用于(例如)与一个或多个控制器设备或制造设备元件(例如移印设备)进行通信。
处理器610还与存储装置630连通。存储装置630可包括任何合适的信息存储装置，信息存储装置包括以下装置的组合：磁存储装置(如，磁带和硬盘驱动器)，光存储装置和/或半导体存储装置(例如随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)。
存储装置630可存储用于控制处理器610的程序616。处理器610执行程序616的指示，从而根据本发明进行操作。例如，处理器610可接收有关指示能量接收器放置、处理装置放置等的信息。存储装置630还可在一个或多个数据库中存储眼科相关的数据。该数据库可包含定制的镜片设计、计量学数据和用于控制DMD的具体控制序列，以通过施加某种分布的光化辐射而形成具体的镜片设计。
在一些实施例中，具有处理器装置(如RFID芯片)的眼科镜片可与RFID读出器、天线和数据分析元件配合，这些元件通过首饰、衬衫领子、帽子或设置在眼镜里的方式佩戴在人身上。在这些实施例中，RFID读出器和天线可置入眼镜框架或眼镜腿处。眼镜镜片周围的框架可以作为天线，使得可根据需要进行RFID三角测量，同时读出器和数据分析装置被置入眼镜的其他部分。
互动处理器装置(如RFID读出器和天线)可置于多种电子装置上，这些电子装置可位于人身上的不同位置，如手表、手机和耳机。这些装置可通过无线方式联网，为佩戴者提供所有需要的电能和数据分析元件，使得装置体积更小并且更加美观。这样也可以改善RFID和计算性能，使得元件功能更加强大(范围更广、分析能力更强等)。
其他实施例可包括床边或桌面RFID读出器、天线和数据分析元件，这些元件被置入通过家用电流(110/220V AC)供电的床边/桌面装置。如果家用电流提供的电力更大，该读出器可获得的范围比以电池供电的读出器更广。如果提供的尺寸更大，也会使得分析能力甚至比可佩带的分布式装置更强。在包含RFID的隐形眼镜的佩戴者不愿佩戴便携式和/或分布式系统时，例如睡觉时，坐在固定的位置上时，这类实施例尤其有用。实施例可包括处理器，例如整合至普通家用电器(如闹钟或电话)的读出器。
实例
以下实例以非限制性示例的方式提供，能量接收器可位于如隐形眼镜的眼科装置中，并用于接收足以操作RFID芯片的能量。芯片操作包括将信息写入芯片中或从芯片读取传递的信息。此外，实例显示了处理芯片(如RFID芯片)可通过无线电波(radio wave)远程控制以接收传递数据或接收数据的指令。
通常，在以下例子中，RFID读出器可以是独立于天线的装置。每个RFID读出器可支持连接在一起的多个天线，从而扩大了读出器的范围。通常，较大的RFID读出器具有多个天线以及增大的读取范围。
在一个读出器上使用三个或更多个天线，或者使用三个或更多个分别具有至少一个天线的读出器，均可对RFID芯片进行三角测量。使用三角测量可以准确定位。
在一些实施例中，RFID读出器以其硬件和软件确定的速率进行扫描。扫描可进行一次(“单次”)或重复多次。一些实施例可包括能以每秒超过600次的速率进行扫描的读出器。人类眨一次眼通常需要0.3至0.4秒。这样，具有三个或更多个天线的RFID读出器在普通的眨眼过程中可以对RFID隐形眼镜的位置进行100多次扫描。可降低扫描速率以节约电能。
通过先采集数据，然后存储数据以供日后分析或将数据转递至外部分析装置或实时(或接近实时)分析数据(例如在没有人为延迟的情况下)，本发明还会对从隐形眼镜包含的RFID接收的数据进行处理。
实例1
使用AA电池供电的RFID读出器/天线(有时称为“读出器”)进行了一系列实验。在每个测试中，在一定条件下安放工作表面面积为111mm2的RFID芯片，同时在此条件下，在RFID芯片上传入和传出数据。
实验显示，在与位于人眼的镜片近似的条件下，可读取工作表面面积为111mm2(或更小)的隐形眼镜RFID芯片。具体地讲：RFID芯片被盐水浸泡的软质隐形眼镜所覆盖，类似于嵌入软质隐形眼镜中并被人的泪液覆盖，RFID芯片上涂覆有一层类似于人泪液的盐水溶液薄层；RFID芯片虽然从盐水环境分离出来，但通过盐水薄层进行读取，类似于嵌入硬质隐形眼镜但外部覆盖有泪液的RFID电子器件；通过人体活组织读取RFID芯片；通过眼睑提供可读性数据。
在上述的每一个条件下，RFID能通过手持式RFID编程装置接收和传送数据。具体地讲，以上测试说明：可以读取工作表面面积为111mm2(或更小)的RFID芯片；当包裹在隐形眼镜盐水溶液中时，可持续读取工作表面面积为111mm2的RFID芯片；当润湿的(盐水浸泡的)软质隐形眼镜位于RFID芯片和RFID读出器/天线之间时，可持续读取工作表面面积为111mm2(或更小)的RFID芯片；当涂覆有1mm的透光聚苯乙烯厚层时，可持续读取工作表面面积为111mm2的RFID芯片。通过成人的手可持续读取工作表面面积为111mm2(或更小)的RFID芯片。
使用AA电池供电的RFID读出器/天线(称为“读出器”)进行以上所有实验。
实例2
将软质隐形眼镜浸在盐水溶液中。在整个标签尺寸为13.6mm×13.9mm的情况下使用RFID芯片(Tagsys小标签(Tagsys Small Tags))。标签的整个工作面积包括天线和所有集成电路，测得为90mm2。这明显小于我们的隐形眼镜提供的面积。Tagsys小标签(Tagsys Small Tags)具有柔韧性，中间是无障碍区域，类似于隐形眼镜中为瞳孔保留的区域。
测试1：将RFID芯片置于木质台上，无盐水涂层，无障碍。
结果：读出器能持续采集40mm范围内的标签
测试2：将RFID芯片置于木质台上。
将1mm聚苯乙烯薄片置于标签顶部。
结果：读出器能持续采集40mm范围内的标签
测试3：将RFID芯片置于木质台上。
将1mm聚苯乙烯薄片置于标签顶部，并覆盖足够的盐水以完全涂覆RFID芯片。表面张力在液滴冠部产生达2mm厚的盐水涂层一这比健康人眼上的泪液层厚得多。
结果：读出器能持续采集40mm范围内的标签
在本实验中，RFID芯片保持干燥，因为它会封装至硬质基底(硬质隐形眼镜)中。盐水层近似于人眼。对标签进行持续读取。
测试4：将RFID芯片置于木质台上。
将用盐水完全滴润的软质隐形眼镜直接置于RFID芯片上，并用隐形眼镜覆盖天线。最终，读出器能够在32mm的范围内持续采集信息。这表示性能降低了约20％。
测试5：将RFID芯片置于木质台上。标签被1mm聚苯乙烯厚层遮蔽。将用盐水完全滴润的软质隐形眼镜直接置于RFID天线上，并用隐形眼镜覆盖天线。
结果：读出器能持续采集40mm范围内的标签。
将元件与盐水隔离开时性能与测试1相同，并且无障碍。
测试6：将RFID芯片置于由1.5″的中密度纤维板构成的木质台上。读出器置于木质台的相对侧，通过木质材料进行读取。
结果：读出器能持续采集40mm范围内的标签。
测试7：将RFID芯片放置于成年男性的手掌上，读出器置于手掌的另一面，通过手掌进行读取。
结果：读出器在置于手掌的另一面时(即“通过手”)可持续采集标签。
结论
对于工作面积小于我们的隐形眼镜设计的RFID芯片，可使用小电池供电的读出器/天线进行持续读取，甚至在置于类似于人眼的条件下时也可读取。甚至在RFID芯片完全浸没于盐水溶液中并被隐形眼镜的全部厚度覆盖时，也可以持续读取。
结论
如上所述以及如下文权利要求的进一步限定，本发明提供了加工眼科镜片的方法和实施这种方法的设备，以及通过这些方法和设备形成的眼科镜片。

Claims (10)

1.一种制备眼科镜片的方法，所述方法包括：
安置能量接收器，所述能量接收器能够通过无线电波(radio wave)将能量接收至下述之一：第一模具部件和第二模具部件；
将反应性单体混合物沉积到下述之一：所述第一模具部件和所述第二模具部件；
将所述第一模具部件设置为邻近所述第二模具部件，从而形成镜片腔体，所述能量接收器和至少一些反应性单体混合物位于所述镜片腔体中；并且
将所述反应性单体混合物暴露于光化辐射中。
2.根据权利要求1所述的方法，另外包括下列步骤：
将粘合层设置到所述第一模具部件和所述第二模具部件之一上；并且
将所述能量接收器置于所述粘合层上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量接收器包括金属线材。
4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述眼科镜片置于眼睛上时，所述线材设置在位于视野之外的眼科镜片的周边附近。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量接收器包括导电纤维。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述导电纤维包括碳纳米管。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述导电纤维包括纳米结构。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述粘合层包含颜料。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述粘合层包含预聚物。
10.根据权利要求2所述的方法，其中所述粘合层包含反应性单体混合物。
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