CN104070692A - 具有环形插入物的通电眼科装置中的密封和封装 - Google Patents
具有环形插入物的通电眼科装置中的密封和封装 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了用于将元件密封和封装在环形多件式插入物之上和之内的方法和设备。在一些实施例中，眼科镜片由有机硅水凝胶浇铸模塑，并且所述元件包括被密封和封装的多件式插入物部分。
Description
技术领域
本发明描述了与涉及眼科装置的密封和封装方面有关的方法、设备和装置，并且更具体地讲，在一些实施例中，描述了其内或其上具有多件式插入物元件的眼科镜片的制造过程中的密封和封装方面。
背景技术
传统上，眼科装置(例如接触镜片、眼内透镜或泪点塞)包括具有校正、美容或治疗性质的生物相容性装置。例如，接触镜片可提供以下功能中的一种或多种：视力校正功能、美容增强作用以及治疗作用。镜片的物理特性提供每种功能。将折射性质结合到镜片中的设计可提供视力校正功能。将颜料结合到镜片中可提供美容增强作用。将反应剂结合到镜片中可提供治疗功能性。无需使镜片处于通电状态即可实现这些物理特性。
最近，已将有源元件结合到接触镜片中。一些元件可包括半导体装置。一些例子示出了在置于动物眼睛上的接触镜片中嵌入半导体装置。然而，此类装置缺少独立的通电机构。尽管电线可从镜片延伸到电池以便为这些半导体装置供电，且已有理论表明所述装置可通过无线方式供电，但目前尚无此类无线供电机制可供利用。
因此，希望存在有利于下述眼科镜片形成的其它方法和设备，所述眼科镜片被通电到适当的程度，以在眼科镜片中提供一种或多种功能并控制眼科镜片或其它生物医学装置的光学特性变化。在制造此类眼科和生物医学装置的过程中，可能存在许多如下的元件，所述元件的物理隔离和化学隔离的性质或缺乏此类性质均可能是重要的。因此，与通电的眼科和生物医学装置中的各种元件的密封和封装相关的新型方法、装置和设备是重要的。
发明内容
因此，本发明包括与各种元件的密封和封装相关的创新，所述各种元件包括(例如)可被通电并且结合到眼科装置中的插入物。此类眼科装置的例子可包括(例如)接触镜片或泪点塞。从更普遍的角度来看，许多其它的通电式生物医学装置可在本发明的范围之内相关。此外，还提供了用于形成具有被密封或封装的多件式插入物的眼科镜片的方法和设备。在一些实施例中，处于通电状态的介质能够为能够汲取电流的元件供电。元件可包括(但不限于)可变光学透镜元件、半导体装置和有源或无源电子装置。这些元件还可包括通过各种类型的外部信号被启动的能力。一些实施例还能够包括被浇铸模塑的有机硅水凝胶接触镜片，其中刚性或可成型的通电插入物以生物相容性方式包含在眼科镜片中。
因此，本发明包括通过密封至少一个前曲面件和后曲面件来形成插入物的方法。所述方法可包括用于限定电互连器并将装置附接到互连器和/或曲面件的步骤。还包括使用这些方法加工而得的装置。
在一些可供选择的实施例中，可能存在被添加到前述两件式插入物中的第二后曲面件。在这种情况下，各种件的密封可形成多个腔体。用于包括将在顺序加工或平行加工步骤中插入的其它离散件的方法步骤与本文中本发明领域的性质一致。
在一些实施例中，插入物可包括电气元件。这些元件中的一些或全部可被包括在插入物内的密封腔体内部的空间中。其它实施例可通过将电气元件放置在所形成的腔体外部的位置中而获得。在具有外部元件的实施例中，将元件封装在其自身的封装材料中是可用的。
根据各种实施例形成的腔体还可含有各种类型的流体。例如，在液态弯月面型实施例中，至少部分地位于眼科插入物的光学区中的中心腔体可含有与镜片的形成相关的液体。在一些实施例中，可在限定所述腔体的密封过程之前或期间将所述液体放置在限定所述腔体的区域内。在其它情况下，可在密封腔体的形成之后添加所述液体，例如通过灌装针注射穿过后曲面件或前曲面件中的一个或多个区域，然后密封后曲面件或前曲面件中的所得刺穿部位。
形成密封的方法和所得的密封装置是各种实施例的重要方面。在一些实施例中，所述密封可包括预成型材料，所述预成型材料被成型为与随后形成的密封区域一致的形状。在其它实施例中，密封可通过在后曲面件和前曲面件中的一者或两者的表面上施涂密封剂而在适当的位置形成。在一些这种实施例中，可允许所施涂的密封剂在多个件的组装之前就固化；在其它情况下，未固化的密封材料将被进一步加工以组装多个件。
在具有预固化密封材料或未固化密封材料的实施例中，用这些材料彼此密封的两个件可保持就位或被压在一起以形成密封。在一些实施例中，被压在一起以形成密封的物理接触的表面随后可通过以下方式保持就位：横跨两个件放置粘合材料，所述粘合材料在固化后将两个表面永久性地粘附就位，并将密封材料的密封方面保持在所述两个件之间。
在一些可供选择的实施例中，被压在一起的表面可启动自密封机构。自密封机构可将两个或更多个件锁定或自锁定在一起，并保持密封材料上的压力，继而保持物理接触以形成密封完整性。其它机构可包括在密封区域中的额外特征，例如用于放置密封材料的沟槽和表面形貌中的刃形边缘以更好地增强密封区域的性能。
附接到前曲面件和后曲面件中的一者或两者上的特征还可具有与其密封或封装相关的实施例。导电迹线、通电元件和/或电子部件可具有以这种方式沉积以跨越整个迹线、通电元件或电子部件的密封或封装材料，从而允许任一端上的封装和密封材料与前曲面件或后曲面件材料中的任一者或两者之间的接触。
所得的多件式插入装置可被进一步加工，以形成与这些眼科装置形成的方法相关的眼科装置和新型方法。在一些实施例中，可将插入物放置在第一模具部件内，所述第一模具部件中可发现少量镜片主体形成材料。在其它实施例中，该镜片形成混合物可包括(例如)水凝胶形成材料。可在第二模具部件移动到接近第一模具部件处之前、期间或之后添加额外的镜片形成混合物。第二模具部件接近第一模具部件的运动可形成腔体，在此腔体中，插入物和镜片形成混合物可被模塑成具有高质量光学表面的复合镜片。嵌入到该所得眼科装置中的插入物可具有被封装的元件和/或驻留到密封区域中的元件。另外，在一些实施例中可围绕插入物的被模塑的镜片形成混合物可被视为插入物封装层。插入物之内或之上的元件可包括电子迹线、通电装置、电子装置(例如，包括集成电路)和有源光学元件(例如，包括液态弯月面型镜片)。
附图说明
图1示出了可用于实施本发明的一些实施例的示例性模具组件设备元件。
图2示出了具有多件式插入物实施例的示例性通电眼科镜片。
图3示出了用于多件式插入物的示例性密封实施例的剖面图示。
图4A示出了多件式插入物的示例性两件式插入物实施例的俯视图示。
图4B示出了多件式插入物的示例性两件式插入物实施例的剖面图示。
图5示出了图4B中的示例性装置的多件式插入物密封区域的可供选择的实施例。
图6示出了图4B中的示例性装置的多件式插入物密封区域的可供选择的实施例。
图7示出了图3中的示例性装置中的密封区域的可供选择的实施例。
图8示出了图3中的示例性装置中的密封区域的可供选择的实施例。
图9示出了图3中的示例性装置中的密封区域的可供选择的实施例。
图10示出了用于根据本发明的一些实施例形成具有被密封并封装的多件式插入物的通电眼科镜片的方法步骤。
图11示出了用于将被密封的插入物放置到眼科镜片模具部件中的设备元件的例子。
图12示出了可用于实施本发明的一些实施例的处理器。
图13A示出了多件式插入物的示例性两件式环形插入物实施例的俯视图示。
图13B示出了多件式插入物的示例性两件式环形插入物实施例的剖面图示。
图14示出了多件式插入物的示例性三件式环形插入物实施例。
图15示出了用于形成环形多件式插入物的示例性方法步骤。
具体实施方式
本发明包括用于制造具有多件式插入物的眼科镜片的方法和设备，其中插入物的多个部分以及包括所述插入物的元件可包括密封和封装方面。此外，本发明包括具有结合到眼科镜片内的多件式插入物的眼科镜片，所述多件式插入物包括密封和封装方面。
根据本发明，通电镜片由嵌入式插入物和能量源形成，所述能量源(例如)是用作能量存储装置的电化学电池或电池组。在一些实施例中，构成能量源的材料被封装并与放置眼科镜片的环境隔离。
在一些实施例中，多件式插入物还包括电路图案、元件和能量源。各种实施例可包括围绕光学区周边定位电路图案、元件和能量源的多件式插入物，镜片佩戴者可通过该光学区进行观看。其它实施例可包括如下的电路图案、元件和能量源：所述电路图案、元件和能量源足够小以便不会对接触镜片佩戴者的视线产生不利影响，且因此多件式插入物可将其定位在光学区的内部或外部。
通常，根据本发明的一些实施例，多件式插入物经由自动化装置结合到眼科镜片中，所述自动化装置将能量源放置在相对于用于形成镜片的模具部件的期望位置中。将各种元件放置到眼科镜片中的实施例可采用一个或多个步骤，在所述一个或多个步骤中，元件被密封并附着到位，或元件被封装。
在一些实施例中，将能量源放置成与元件电连通，所述元件可按指令启动并从包含在眼科镜片内的能量源中汲取电流。元件可包括(但不限于)半导体器件、有源或无源电子装置或电启动机械(例如，包括微机电系统(MEMS)、纳米机电系统(NEMS)或微机械)。在放置能量源和元件之后，模具部件可使反应性混合物成型并聚合，以形成眼科镜片。
以下章节将详细说明本发明的实施例。文中描述的优选实施例和可供选择的实施例均仅为示例性实施例，并且应当理解，对于本领域中的技术人员而言其变型形式、修正形式和更改均可为显而易见的。因此，应当了解，所述示例性实施例并非限制本基础发明的范围。
术语表
在涉及本发明的该说明书和权利要求中，所使用的各个术语定义如下：
后曲面件：如本文所用，是指多件式插入物的固体元件，当被组装到所述插入物中时，将占据镜片的位于背面一侧上的位置。在眼科装置中，所述件将位于插入物的更靠近佩戴者眼睛表面的一侧上。在一些实施例中，后曲面件可包含和包括眼科装置中心内的区域，光可穿过该区域进入到佩戴者的眼睛中。该区域可被称为光学区。在其它实施例中，所述件可采用环形形状，在该环形形状中所述件不包含或包括光学区中的一些或全部区域。在眼科插入物的一些实施例中，可存在多个后曲面件，并且多个后曲面件中的一个可包括光学区，而其它后曲面件可为环形的或为环面的多个部分。
元件：如本文所用，是指能够从能量源中汲取电流以执行一种或多种逻辑状态或物理状态变化的装置。
封装：如本文所用，是指形成屏蔽以分离实体(例如，多件式插入物)和邻近所述实体的环境。
通电：如本文所用，是指能够提供电流或者其内存储有电能的状态。
能量：如本文所用，是指使物理系统做功的能力。本发明中的多种用途可能涉及所述能力在做功的过程中能够执行电动作。
能量源：如本文所用，是指能够提供能量或者将生物医学装置置于通电状态的装置。
能量采集器：如本文所用，是指能够从环境中提取能量并将其转化为电能的装置。
前曲面件：如本文所用，是指多件式插入物的固体元件，当被组装到所述插入物中时，将占据镜片的位于前面一侧上的位置。在眼科装置中，所述件将位于插入物的更远离佩戴者的眼睛表面的一侧上。在一些实施例中，所述件可包含和包括眼科装置中心中的区域，光可穿过该区域进入到佩戴者的眼睛中。该区域可被称为光学区。在其它实施例中，所述件可采用环形形状，在所述环形形状中所述件不包含或包括光学区中的一些或全部区域。在眼科插入物的一些实施例中，可存在多个前曲面件，并且多个前曲面件中的一个可包括光学区，而其它前曲面件可为环形的或为环面的多个部分。
镜片：如本文所用，是指驻留在眼睛内或上的任何眼科装置。这些装置可提供光学校正或可为装饰性的。例如，术语镜片可指用于校正或改进视力或用于从美容方面增强眼部生理机能(更改虹膜颜色的外观)而不会影响视力的接触镜片、眼内透镜、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其它类似装置。在一些实施例中，本发明的优选镜片为软性接触镜片，且由有机硅弹性体或水凝胶制成。
镜片形成混合物或反应性混合物或反应性单体混合物(RMM)：如本文所用，是指可被固化并交联或可被交联而形成眼科镜片的单体或预聚物材料。各种实施例可包括具有一种或多种添加剂的镜片形成混合物，所述添加剂是(例如)紫外线阻滞剂、着色剂、光引发剂或催化剂以及眼科镜片(例如接触镜片或眼内镜片)中可用的其它添加剂。
透镜形成表面：如本文所用，是指用来模塑镜片的表面。在一些实施例中，任何此类表面都可具有光学质量表面光洁度，这表示它足够光滑，并且成型为使得镜片表面具有合格的光学特性，所述镜片表面通过与模塑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，镜片形成表面可具有为了赋予镜片表面期望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、波前像差校正、角膜形貌校正或它们的组合。
锂离子电池：如本文所用，是指其中锂离子运动穿过电池以产生电能的电化学电池。这种通常称之为电池组(battery)的电化学电池可其典型形式再通电或再充电。
多件式插入物：如本文所用，是指能够支承眼科镜片内的能量源的可成型基片或刚性基片。在一些实施例中，多件式插入物还支承一个或多个元件。
模具：如本文所用，是指可用于利用未固化制剂来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。
光学区：如本文所用，是指眼科镜片佩戴者可透过眼科镜片看到的区域。
功率：如本文所用，是指每单位时间内所做的功或所传递的能量。
可再充电或可再通电：如本文所用，是指能够被恢复到以较高性能进行工作的状态。本发明范围内的多种用途可涉及以使电流在具体的重建时间周期内以具体速率流动的能力恢复到某种状态的能力。
再充电或再通电：如本文所用，是指恢复到具有更大做功能力的状态的行为。本发明范围内的多种用途可涉及以使电流在具体的重建时间周期内以具体速率流动的能力使装置恢复到某种状态。
从模具脱离：如本文所用，是指镜片与模具完全分离，或只松散地附接，从而使其可通过轻轻晃动而取出或用棉签推离。
堆叠的集成元件装置(SIC装置)：如本文所用，是指包装技术的产物，所述技术可将薄的基底层通过将每一层的至少一部分堆叠在彼此上而组装成可操作的集成装置，所述基底可包括电子装置和机电装置。所述层可包括各种类型、材料、形状和尺寸的元件装置。此外，所述层可由各种装置-生产技术制成以配合和采取各种轮廓。
眼科镜片
参见图1，其中示出了形成包括被密封和封装的插入物的眼科装置的设备100。所述设备包括示例性的前曲面模具102和匹配的后曲面模具101。眼科装置的插入物104和主体103可位于前曲面模具102和后曲面模具101内部。在一些实施例中，主体103的材料可为水凝胶材料，并且插入物104的所有表面都可被该材料包围。
插入物104可为许多不同类型的插入物中的一种。在图1中，插入物104中可存在至少一个密封表面105。其它实施例可包括不同类型的密封和封装，在以下部分中讨论其中的一些。设备100可用于形成新型眼科装置，所述新型眼科装置由具有多个密封区域的元件的组合构成。
参见图2，其中以剖面示出了所述新型眼科装置的示例性实施例200。眼科装置壳体230可围绕实施例200。壳体230可通过图1中示出的模具实施例100形成，并且可由多种材料(例如，包括水凝胶化合物)构成。
该实施例200还可包括插入物240。在一些实施例中，插入物240可由多个件构成，并且可利用各种类型的密封来组装插入物240。
该实施例200可包括元件装置层210，所述元件装置层可包括(例如)启动元件、加工元件、通电元件和感测元件。多种封装方案可与元件装置层210的内容物相关。在一些实施例中，层210可被附着到其它元件，例如有源光学装置220，然后将所得插入物固定到眼科装置中，如图1所示。有源光学装置220可为填充有两种不同的不混溶流体然后加以密封的液态弯月面型镜片。
密封和封装特征-胶槽
参见图3，其中示出了示例性光学装置220的边缘300的放大剖面。例如，水相360和非水相350可表示弯月面型镜片中的两种不混溶流体。有源装置的前表面310可为被模塑的独立件，各种电极金属层可沉积在所述被模塑的独立件上。被模塑的前件310可具有胶槽、凹槽或狭槽320，所述被模塑的前件然后将与被模塑但独立的后件340相交。例如，该胶槽320可用作粘合剂、密封剂或胶的容器。在使前曲面件310和后曲面件340彼此接近之后，在流体350和360填充由两个件310和340所形成的腔体之前或之后，后曲面件340可被推进以牢固地对准到胶槽320中。然后，可将粘合剂330沉积到胶槽320的剩余空间中，以形成密封区域330。在一些实施例中，该胶槽320可位于镜片装置自身的整个周边周围。
多种方法可将粘合剂有效地施涂到胶槽320中。例如，与印刷设备一样，一些实施例可包括通过喷嘴来施涂，或其它实施例可在胶槽320内沉积预成型的粘合剂，然后通过加热光照、压力或形成密封和粘结的其它标准手段致使所述预成型的粘合剂流动和粘结。有多种类型的粘合剂可形成密封区域330。表1列出了可用于该密封应用和可行的各个实施例中的材料类型的一些例子。表1还描述了每种类型中的一些材料的一些代表性特性。本领域的技术人员将认识到，除了所讨论的那些材料以外的材料也可包括在权利要求书的范围之内。
表1-示例性密封材料、封装材料和涂布材料的部分列表
图4A和图4B示出了具有胶槽495的不同实施例400。该实施例可由具有前曲面件410和后曲面件492的两件式组件构成，其中所述两个件410和492之间的腔体用于容纳有源光学装置，例如弯月面型镜片。前曲面件410可被模塑或成型以大于有源光学元件的尺寸，其中额外的尺寸形成支承区域415，所述支承区域为元件、互连器和最终的多种类型的密封方面提供安装表面。图4A示出了放大的前曲面件410的俯视图。
各种电互连器和互连特征430和440可位于该放大的前曲面件410上。在一些实施例中，这些互连特征430和440可连接到通电元件，例如电池组。在其它实施例中，通电元件可沿着互连线路430，440，470和480沉积或附接到电互连器上。在一些具体实施例中，第一互连器可经由交叉点420附接到第二互连器480。连接点450和460可用于将通电元件互连到其它元件。
元件可由在眼科装置所处的环境中可能稳定也可能不稳定的材料形成，所述环境包括(例如)在与该元件接触的眼表面上的泪液。用途可包括由涂层形成封装层，所述涂层包括(例如)聚对二甲苯族，包括但不限于聚对二甲苯C、N和D族元素。在一些实施例中，可在施涂其它粘合剂或密封剂层之前或之后进行封装涂布。
图4B表示用以形成图中的下部剖面图像的剖面方向。如上所述，一些实施例包括互连特征，例如元件491所附接到的连接点。示例性元件491可包括(例如)集成电路，所述集成电路通过导电材料(例如导电环氧树脂)附接到连接点460。在一些实施例中，所附接的元件491通常可经由在元件主体和附接表面下面或两者之间进行粘合剂的底部填充而附着到前曲面件410的支承区域415。随后还可将涂层或粘合剂施涂到集成电路或其它元件491，以封装所述集成电路或其它元件并将其连接到前曲面件410。如剖面图像中所示，可存在后曲面特征493。在下面的章节中将详细讨论从具有该后曲面特征493的实施例490导出的密封设计的性质。
在另一方面，在一些实施例中，可包括沿着周边区域的着色层496，以改进镜片的视觉外观。所述着色层可经由(例如)移印或喷墨型工序来添加。
参见图5，该实施例500包括图4A和图4B中的两件式插入物实施例的示例性密封特征。在一些实施例中，如在一个实施例中所示，多件式插入物的前曲面件540可包括被模塑或被成型的特征525，所述被模塑或被成型的特征可起到如下双重用途：限定胶密封区域520的一侧以及提供可出于各种目的而在其上沉积电极的表面。在一些实施例中，如图所示，前曲面件540可包括突起515以用作胶密封区域520的相对侧。多件式插入物的后曲面件510可具有形成胶密封区域515的配接表面的被模塑特征。在该实施例中，后曲面件510具有双特征配接表面，然后该双特征配接表面限定所得胶密封的内部腔体区域530和外部区域520。
在一些实施例中，可在将后曲面件510放置到位之前用粘合剂填充胶密封区域525和515，使得粘合剂围绕两个密封区域520和530流动。或者，可在相对于前曲面件540将后曲面件510移动到位之前填充胶密封区域530，从而允许粘合剂围绕腔体流动以形成密封和粘结。在一些实施例中，可在单独的步骤中用粘合剂填充胶密封区域520，所述单独的步骤可包括与第一腔体填充步骤相同或不同的材料。表1的各种材料可用于所述实施例500中。这包括(但不限于)使用粘合剂以在水性条件下发挥作用、或使用相对固态的预成型密封剂来填充胶密封区域530。
在其它实施例中，密封系统515，520，530，525，510可位于更靠近前曲面件540的外边缘560处。胶密封区域515和外边缘560之间的最小距离仍允许容纳和支承元件491，例如集成电路。
其它可供选择的实施例可包括使后曲面件510延伸到前曲面件540的外边缘560那么远处的翼片、扩展部分或附加部分550。该附加部分550可起到强化胶密封区域520和进一步保护元件491的双重目的。
在图6中，另一个示例性实施例600包括多件式插入物的前曲面件640和后曲面件650。在该实施例中，胶密封区域可从成型特征625跨越后曲面件650和前曲面件640之间的内部腔体620到达外边缘615，并且可被修改为包括元件491，例如互连和集成电路。成型特征625可具有限定从625到615的胶密封区域620以及为成型电极提供安装表面的双重目的。
在另一个可供选择的实施例中，驻留在从625到615的胶密封区域620中的后曲面件650特征610的设计可为单一特征610。在该示例性实施例中，内部腔体620由翼片特征660以及进入从625到615的胶密封区域620中的密封特征610形成。表1的材料提供可有效地密封和封装插入装置的材料的例子。一般来讲，对于本领域的技术人员显而易见的是，胶密封区域以及前曲面件和后曲面件特征的多个实施例可为实际的，并且此类装置完全在权利要求书的范围内。
密封和封装特征-压缩密封
图7示出了包括不同类型的密封系统745和720的可供选择的实施例，所述密封系统可密封多件式插入装置700。在一些实施例中，至少一个密封的性质可涉及两个表面之间的压缩密封。该实施例700包括示例性后曲面件740，所述后曲面件具有压缩另一密封特征720的表面745，所述另一密封特征可由各种粘合材料(例如，包括表1中列出的材料)形成为沉积密封。
在具体实施例中，密封特征720可为置于前曲面件310中的沟槽750中的弹性体O形环，所述弹性体O形环为密封特征720和745形成压缩位置。当向前曲面件310和后曲面件740施加压力时，可在后曲面件740上的密封特征745和沟槽750中的密封特征720之间形成压缩密封。在一些实施例中，可将粘合剂置于密封槽730的剩余部分中，以将前曲面件310和后曲面件740锁定到沟槽750中。在此实施例中，眼科装置中的压缩型密封含有基于流体的液态弯月面形实施例；在其它实施例中，这种类型的密封可用于眼科镜片环境中的密封需要，例如图6中示范的密封系统。
密封和封装特征-刃形边缘密封
图8包括可形成为密封多件式插入装置800的密封的可供选择的实施例。在所述实施例中，至少一个密封的性质可涉及后曲面件840和前曲面件310之间的刃形边缘密封845。示例性后曲面件840可具有可锁定到另一密封特征820中的尖锐表面845。在一些实施例中，可使用(例如)表1中的粘合材料将密封特征820形成为沉积密封。其它实施例可包括可被放置到沟槽850中的O形环类预成型特征820，其中刃形边缘特征845可被压入密封特征820中。或者，可将未固化或固化的粘合材料施涂到沟槽850，以形成可迫使刃形边缘特征845进入其中的密封特征820。在密封特征820是未固化粘合剂的实施例中，可通过由进入到密封特征820中的刃形边缘表面845所形成的表面来密封和粘合附着前曲面件310和后曲面件840。
在其它实施例中，不考虑由密封特征820形成的密封的性质，后续的示例性步骤可包括将粘合剂放置到密封槽830的剩余部分内，以将前曲面件310和后曲面件840锁定就位。在该具体实施例中，眼科装置800中的刃形边缘密封系统845，820和850是基于以流体为基础的液态弯月面实施例的。这种类型的密封系统845，820和850对眼科镜片环境中的其它类型的密封需要也是有效的，例如图6中示范的密封类型。
图9示出了眼科插入装置900中的刃形边缘类密封的可供选择的实施例。在基于以流体为基础的液态弯月面实施例的该实施例中，使用自锁定机构将多件式插入物的前曲面件310和后曲面件940锁定在一起，以密封和封装所述多件式插入装置900。自锁定机构960利用从后曲面件940上的刃形边缘特征945延伸的唇形缘970和前曲面件310上的狭沟槽960。当将前曲面件310和后曲面件960挤压在一起时，唇形缘970和狭沟槽960形成正向锁定接合。在示例性实施例中，沟槽950还可形成压缩位置以进一步将刃形边缘特征945固定到密封特征920中。显而易见的是，除刃形边缘之外的任何相关密封实施例均可构成本发明范围内的技术。
该实施例的另一个任选特征可包括沿着自锁定密封机构920，945，970，960和950的整个周边的凹槽930。所述凹槽930可接纳粘合剂或密封剂，例如表1中列出的材料。该实施例900示出了单一的密封位置，但其它实施例可能需要多个密封位置。例如，在图4A中的装置400中，自锁定密封机构920，945，970，960和950可为权利要求书所体现的概念提供额外的多种用途。第一密封表面可用于密封镜片中心的包含流体的区域，而第二环形环状件可随后与内部环形密封和外部环形密封放置在一起，以封装互连器、通电元件和电子部件。可这种方式形成后曲面件以在所有区域上延伸为一体。对于不同区域的多个密封表面，可在多个位置组合或使用各种密封实施例。
用于基于插入物的眼科镜片的方法和材料
重新参见图1，其中示出了用于眼科镜片的示例性模具装置100的图式，其中具有多件式插入物104。如本文所用，模具装置100包括形成为使腔体106成型的塑料，可将镜片形成混合物分配到所述腔体内，使得当镜片形成混合物反应或固化时产生期望形状的眼科镜片。本发明的模具和模具组件100由不止一个模具部件或模具件101和102构成。可将模具部件101和102以在模具部件101和102之间形成腔体106的方式组合在一起，镜片可形成在该腔体中。优选地，模具部件101和102的这种组合是暂时的。镜片形成后，可再次分离模具部件101和102以取出镜片。
至少一个模具部件101和102使其表面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的反应或固化后，表面使与其接触的镜片部分具有期望的形状和形式。对于至少一个其它模具部件101和102也是如此。
因此，例如，在示例性实施例中，模具装置100由两个部件101和102形成，即凹形件(前曲面模具)102和凸形件(后曲面模具)101，两者之间形成腔体106。与镜片形成混合物接触的凹形表面部分具有将在模具装置100中制备的眼科镜片的前曲面的曲率。所述部分足够光滑且被形成为使得如下眼科镜片的表面是光学合格的：所述表面通过与凹形表面接触的镜片形成混合物的聚合而成型。
在一些实施例中，前曲面模具102还可具有围绕圆形周边边缘并与其成为一体的环形凸缘，所述圆形周边边缘在垂直于轴的平面中从前曲面模具120延伸且还从凸缘(未示出)延伸。
镜片形成表面可包括具有光学质量表面光洁度的表面，这表明所述表面足够光滑并被形成为使得如下镜片表面是光学合格的：所述表面是通过与模塑表面接触的镜片形成混合物的聚合而形成的。此外，在一些实施例中，模具件101和102的镜片形成表面可具有赋予镜片表面以期望的光学特性所必需的几何形状，所述几何形状包括但不限于球面、非球面以及柱面度数、波前像差校正、角膜形貌校正等，以及它们的组合。本领域中的技术人员将认识到，除了所讨论的特性之外的特性也可包括在本发明的范围之内。
能量源和元件安装在多件式插入物104上，所述多件式插入物可由任何其上可放置有能量源的接纳材料构成。在一些实施例中，多件式插入物104还可包括(例如)电路通路、元件以及可用于将能量源放置成与元件电连通且能够使元件从能量源中汲取电流的其它方面。本文讨论的新型密封和封装创新(例如密封表面105)允许将功能性插入物制成多个件，然后牢靠地组装和密封以最终包含到眼科装置中，其中所述眼科装置周围的材料和插入装置内的材料不能穿过插入物材料或所述密封105扩散。
各种实施例还包括在将多件式插入物104放置到用于形成镜片的模具部分中之前将能量源放置到多件式插入物104中。多件式插入物104还可包括一个或多个将经由能量源来接收电荷的元件。
在一些实施例中，具有多件式插入物104的镜片可包括刚性中心、软裙边设计，其中中心的刚性光学元件与各个前表面和后表面上的大气环境和角膜表面直接接触。将镜片的软裙边材料(通常为水凝胶材料)附接到刚性光学元件的周边，其还用作为所得眼科镜片提供能量和功能的多件式插入物。在这些实施例中，封装和密封105的功能是重要的。
一些其它实施例包括为刚性镜片插入物且被完全封装在水凝胶基质中的多件式插入物104。可使用(例如)微注塑成型技术来制造为刚性镜片插入物的多件式插入物104。实施例可包括(例如)聚(4-甲基-1-戊烯)共聚物树脂，其直径介于约6毫米到10毫米之间，且前表面半径介于约6毫米和10毫米之间，且后表面半径介于约6毫米和10毫米之间，且中心厚度介于约0.050毫米和0.5毫米之间。一些示例性实施例包括如下的插入物：其直径为约8.9毫米，前表面半径为约7.9毫米，后表面半径为约7.8毫米，中心厚度为约0.100毫米，且边缘外形为约0.050个半径。一种示例性微模塑机械可包括由Battenfield Inc.公司提供的微系统50五吨系统(Microsystem50five-ton system)。在模塑工序期间、或随后通过模塑工序的所得物的后续加工而形成一些或全部密封特征，包括(但不限于)沟槽、狭槽、唇缘和刃形边缘。
多件式插入物可被放置在用于形成眼科镜片的模具部件101和102中。模具部件101和102材料可包括(例如)以下一种或多种聚烯烃：聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚烯烃。其它模具可包括陶瓷或金属材料。
可结合一种或多种添加剂使用以形成眼科镜片模具的其它模具材料包括(例如)Zieg1ar-Natta聚丙烯树脂(有时称为znPP)、澄清无规共聚物(其用于根据FDA法规21CFR(c)3.2的清洁模塑)、具有乙烯基团的无规共聚物(znPP)。
在一些实施例中，本发明的模具还可包含聚合物，诸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、主链上含脂环部分的改性聚烯烃以及环状聚烯烃。该共混物可用于一个或两个模具半部上。优选地，该共混物用于后曲面件上，而前曲面件由脂环共聚物构成。
在根据本发明制造模具100的一些优选方法中，根据已知技术进行注塑成型。实施例还可包括通过其它技术形成的模具，所述其它技术包括(例如)车床加工、金刚石车削或激光切割。
通常，在两个模具部件101和102的至少一个表面上形成镜片。然而，在一些实施例中，镜片的一个表面可由模具部件101和102形成，而镜片的另一个表面可使用(例如)车床加工方法形成。
在一些实施例中，多件式插入物400可具有前曲面表面410，所述前曲面表面的光学区包括由位于多件式插入物400上的能量源420，430，440，470和480供电的可变光学件。多件式插入物400还可包括元件491，诸如集成电路，以控制所述光学区内包含的可变光学件。在该论述中，可变光学件可被视为元件。
能量源可与元件491电连通。元件491可包括响应于电荷状态变化的任何装置，诸如半导体类型的芯片、无源电气装置或诸如水晶镜片的光学装置。
在一些具体实施例中，能量源420，430，440，470和480包括(例如)电池组或其它电化学电池、电容器、超电容器、超级电容器或其它存储元件。一些具体实施例可包括位于多件式插入物400上的电池组，所述多件式插入物位于眼科镜片的光学区外部的周边上。
在一些实施例中，镜片类型可包括包含有机硅组分的镜片。“包含有机硅组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中包含至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，以包含有机硅组分的总分子量计，所有硅和所附接的氧在包含有机硅的组分中的含量大于约20重量％，且更优选地大于30重量％。可用的包含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，诸如丙烯酸酯、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。
在一些实施例中，围绕插入物的眼科镜片裙边(也称为插入物封装层)可由标准水凝胶镜片制剂构成。具有可与多种插入物材料形成合格匹配特性的示例性材料可包括(但不限于)Narafilcon族(包括Narafilcon A和Narafilcon B)和依他菲康族(包括依他菲康A)。下文将对与本领域一致的材料性质进行更全面的技术讨论。本领域中的技术人员可认识到，除所讨论的那些材料之外的其它材料还可形成被密封和封装插入物的合格的封装件或部分封装件，并且应将其视为符合并包含在权利要求书的范围内。
合适的包含有机硅组分包括式I的化合物
其中R1独立地选自一价反应基团、一价烷基、或一价芳基，上述基团中的任一者都还可包含选自以下的官能团：羟基、胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素或它们的组合；以及包含1至100个Si-O重复单元的一价硅氧烷链，其还可包含选自以下的官能团：烷基、羟基、胺基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯、卤素或它们的组合；
其中b为0至500，其中应当理解，当b不为0时，b是众数等于指定值的分布；
其中至少一个R1包含一价反应基团，并且在一些实施例中，1至3个R1包含一价反应基团。
如本文所用，“一价反应基团”是可经历自由基和/或阳离子聚合的基团。自由基反应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。阳离子反应基团的非限制性例子包括乙烯基醚或环氧基团以及它们的混合物。在一个实施例中，自由基反应基团包括(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C1-16烷基、C6-14芳基，诸如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚乙烯氧丙基、它们的组合等。
在一个实施例中，b为0，一个R1是一价反应基团，且至少三个R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基，或者在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。本实施例的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-[(三甲基硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、
2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-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)3至10；至少一个末端R1包含一价反应基团并且剩余的R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基，并且在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基。在另一个实施例中，b为3至15，一个末端R1包含一价反应基团，另一个末端R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基，并且剩余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基。该实施例中的有机硅组分的非限制性例子包括(单-(2-羟基-3-异丁烯酰氧基丙基)-丙醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为400-1000)(“OH-mPDMS”)以及一甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正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或从10至300，两个末端R1均包含一价反应基团，并且剩余的R1独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基，所述一价烷基在碳原子之间可具有醚键并且还可包含卤素。
在一个需要有机硅水凝胶镜片的实施例中，本发明的镜片将由反应性混合物制成，其中基于据以制作聚合物的反应单体组分的总重量计，反应性混合物包含至少约20重量％、且优选地在约20重量％和70重量％之间的包含有机硅的组分。
在另一个实施例中，一至四个R1包含乙烯基碳酸酯或式II所示的乙烯基氨基甲酸酯
其中Y表示O-、S-或NH-；且R表示氢或甲基；d为1、2、3或4；且q为0或1。
包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(三甲基硅氧基)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酯乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基酯乙烯酯，并且
在期望生物医学装置的模量低于大约200的情况下，只有一个R1应包含一价反应基团，并且剩余的R1基团中的不超过两个将包含一价硅氧烷基团。
另一类包含有机硅的组分包括以下式的聚氨酯大分子单体：
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；
其中G代表具有1至40个碳原子并且主链中可包含醚键、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；且
A代表下式的二价聚合基：
式VII
其中R11独立地代表具有1至10个碳原子的烷基或氟代烷基基团，其在碳原子之间可具有醚键；y为至少1；并且p提供400至10,000的部分重量；E和E1各自独立地代表通过式VIII表示的可聚合不饱和有机基：
其中R12是氢或甲基；R13是氢、具有1至6个碳原子的烷基或-CO-Y-R15基，其中Y是-O-、Y-S-或-NH-；R14是具有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个碳原子的芳香基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；且z为0或1。
优选的包含有机硅的组分是由式IX表示的聚氨酯大分子单体(完整结构可通过连结对应的星号区域来理解，*至*，**至**)
其中R16是移除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双基，诸如异佛乐酮二异氰酸酯的双基。其它合适的包含有机硅的大分子单体是由氟代醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛乐酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯的反应形成的式X的化合物(其中x+y为介于10至30的范围内的数)。
式X(完整结构可通过连结对应的星号区域来理解，*至*)
适用于本发明的其它包含有机硅的组分包括：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；具有极性氟化接枝或侧基团(在末端二氟代碳原子上附接有氢原子)的聚硅氧烷；包含醚键和硅氧烷键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯、以及包含聚醚和聚硅氧烷基的可交联单体。上述任何聚硅氧烷也可用作本发明中的包含有机硅的组分。
工序
将以下方法步骤作为可根据本发明的一些方面实施的工序的例子来提供。应当理解，方法步骤的叙述顺序并不具有限制性，且可使用其它顺序实施本发明。此外，并非所有步骤都是实施本发明所必需的，在本发明的各种实施例中可包括另外的步骤。本领域中的技术人员可显而易见，其它实施例可为实际的，且这些方法都完全在权利要求书的范围内。
现在参照图10，其中的流程图示出了可用于实施本发明的示例性步骤。在1001处，形成前曲面件，例如在图3中示出的所述件310，且在1002处形成后曲面件，例如在图3中示出的所述件340。在1001和1002处的这些形成步骤可按任一顺序执行，或者同时执行。
在1003处，可将导电材料施涂到插入物的前曲面件或插入物的后曲面件中的任一者或两者上。在1004处，可将密封剂施涂到电气元件和导电材料中的任一者或两者的至少一部分上。在1004处的密封剂到导电材料的该施涂可贯穿整个密封过程发生，而在1004处的到电气元件的施涂可在已在1003处将所述元件附接到导电材料之后发生一次。
在1005处，可将粘合材料或密封材料施涂到前曲面件和后曲面件中的任一者或两者上。在一些实施例中，该材料的施涂可涉及将预成型件放置到所述插入件中的一者或两者上。在一些其它实施例中，可存在一个以上的前曲面件或后曲面件，或一个以上的前曲面件和后曲面件。在这些实施例中，在1005处的步骤将被重复直到将眼科插入物的所有适用件都组合到一个插入物中为止。
在1005处的前曲面件到后曲面件的组合固有地形成可容纳有源光学装置220的腔体，例如图2所示。在1006处，所述腔体可至少部分地填充有流体。在一些实施例中，所述流体可起到多种作用，且可通过重复1006处的步骤来添加多种流体。例如，如图3所示，两种不混溶的流体350和360可形成弯月面形镜片。
在1007处，反应性单体混合物可沉积在第一模具部件和第二模具部件之间，或者沉积在所述第一或第二模具部件的表面上，然后将由于后续加工步骤而在所述两个部件之间。在1008处，将所组合的插入物放置到由第一模具部件和第二模具部件形成的腔体中，或者放置在表面上，所述表面将稍后进入由第一模具部件和第二模具部件形成的腔体中。在一些优选实施例中，经由机械放置将图1的组合插入物104放置到图1的模具部件101和102中。机械放置可包括(例如)机器人或其它自动装置，例如本领域中已知的用于放置表面安装元件的那些装置。人工放置插入物104也涵盖在本发明范围内。因此，可用任何能有效地将插入物104放置到浇铸模具部件中的机械置入方法，使得所述模具部件所含纳的反应性混合物的聚合反应将包括所得眼科镜片中的插入物。在一些实施例中，处理器装置、MEMS、NEMS或其它元件也可被安装在所述插入物中或上，并与能量源电连通。
在1009中，可邻近第二模具部件放置第一模具部件，以形成镜片形成腔体，其中所述反应性单体混合物和能量源中的至少一些都位于所述腔体中。在步骤1010处，腔体内的反应性单体混合物可发生聚合反应。例如，可通过暴露到光化学辐射和热中的一者或两者来实现聚合反应。在步骤1011处，从模具部件中取出所述镜片。
尽管本发明可用于提供由任何已知的镜片材料或适合制作这类镜片的材料制得的硬性或软性接触镜片，但是优选地，本发明的镜片是水含量为大约0至90％的软性接触镜片。更优选地，所述镜片由包含羟基、羧基中的任一者或两者的单体制成，或者由包含有机硅的聚合物(诸如硅氧烷、水凝胶、硅水凝胶以及它们的组合)制成。可用于形成本发明的镜片的材料可通过使大分子单体、单体以及它们的组合的共混物与添加剂(例如聚合引发剂)发生反应而制得。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有机硅水凝胶。
设备
现在参见图11，其中示出了具有一个或多个插入物1114传递界面1111的自动化设备1110的实施例1100。如图所示，各自带有相关的插入物1114的多个模具部件包含在托盘1112上，并被提供给介质传递界面1111。实施例可包括个别地放置多件式插入物1114的单个界面，或同时在多个模具部件中(且在一些实施例中，在每个模具中)放置多件式插入物1114的多个界面(未示出)。
一些实施例的另一方面还包括支承多件式插入物1114的设备，而眼科镜片的主体是围绕这些元件模塑的。保持点可附着有聚合材料，所述聚合材料可为将被形成到镜片主体中的同一类型。
现在参见图12，其中示出了可用于本发明的一些实施例中的控制器1200。控制器1200包括一个或多个处理器1210，所述处理器可包括与通信装置1220连接的一个或多个处理器元件。在一些实施例中，控制器1200可用于将能量传输到放置在眼科镜片内的能量源中。在一些实施例中，所有前述元件可位于多件式插入物内，其中密封所述多个件以限定插入物的内部区域和外部区域。
处理器1210与通信装置1220相连，所述通信装置被配置成经由通信通道来传送能量。通信装置1220可用于以电子方式控制以下各项中的一者或多者：用于将插入物放置到眼科镜片模具部件内的自动化装置；将数字数据传递给元件或从元件传递数字数据，所述元件安装在插入物介质上或中且放置在眼科镜片模塑部件内；或被结合到所述眼科镜片中的元件。通信装置1220还可用于(例如)与一个或多个控制器设备或制造设备元件进行通信。
处理器1210还与存储装置1230连通。存储装置1230可包括任何合适的信息存储装置，包括(但不限于)磁存储装置(例如，磁带和硬盘驱动器)、光存储装置和/或半导体存储器装置(例如，随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)的组合。
存储装置1230可存储用于控制处理器1210的程序1240。处理器1210执行软件程序1240的指令，从而根据本发明进行操作。例如，处理器1210可接收描述插入物放置或元件放置的信息。存储装置1230还可在一个或多个数据库1250和1260中存储眼科相关的数据。所述数据库可包括定制的插入物设计、计量学数据和用于控制到插入物中的能量和来自插入物的能量的具体控制序列。
密封和封装特征-环形件
在一些实施例中，已经讨论过的各种方面在不同形状的装置中也是可用的。进行到图13A，其中示出了环形类插入装置1300。与其中中心光学件区域可包括有源眼科装置的先前实施例相比，在具有所有环形件的实施例中，中心光学件区域1310可并无任何材料。
在环形类实施例中，所得的插入装置1300可仍被放置到眼科镜片中。类似于先前的讨论，环形装置1300可被定位到模塑设备的中心中，所述模塑设备可插入各种材料(例如，包括水凝胶材料)以定义眼科装置的特性。
环形插入装置1300可由于其形状而具有不同的特征和用途。例如，如在图3中示出，密封边缘1315可分别与件310和340一起存在，而在其中光学区包括在前曲面件和后曲面件中的任一者或两者中的实施例中将不存在所述密封边缘。如在图13B的剖面图中作为例子示出，密封特征1393可利用或增强密封边缘1315。另外，该新密封边缘1315的存在可允许其它的功能，例如使密封边缘1315的多个部分能够渗透环境中的流体的能力。在其它实施例中，这些渗透特性还可被引入到插入装置1300的表面部分中。在电迹线横贯密封边缘1315处使用密封特征1393可形成可密封的腔体，且可允许与可驻留在所述可密封腔体中的装置(如，通电元件和电气元件)相互作用。
虽然如此，环形插入装置1300的内部周边密封边缘特征1393仍为此功能形成了独特的环境，因为其可具有穿过密封边缘1315且到其它装置上的导电迹线1380。返回到图13A，环形插入装置1300可在中心光学区1310中具有空隙。中心光学区1310可包括密封边缘1315，所述密封边缘可根据本发明所公开的各种实施例而被密封。导电迹线1330和1340可沉积在环形插入装置1300上。在一些实施例中，可已将通电元件沉积或附接到这些迹线1330和1340，例如已连接到导电迹线1330和1340的集成电路1360。还可存在对其它导电迹线1370和1380的连接。这些迹线1330，1340，1370和1380可连接到感测特征1395，所述感测特征可能够监视佩戴者，包括(但不限于)计量在围绕感测特征1395的空间中的泪液的传导性改变。本领域中的技术人员将认识到，多种类型的感测装置可为实际的，且这些实施例完全在权利要求书的范围内。
在其它实施例中，迹线1370和1380可用于根据感测特征1395来控制流体或药物的分配。感测特征1395相对于实施例1300的位置和存在只是出于示例性目的来示范，且这种功能可包括在环形插入装置1300的表面特征的任一部分处。本领域中的技术人员将认识到，本文所讨论的密封方法的多个方面均可用于这些位置中。
继续图13B的剖面图示，第一密封特征1391可允许将前曲面件1320密封到后曲面件1325。环形特征固有地具有内部和外部周边，从而允许沿着所述内部周边形成密封1393。环形插入装置的实施例可还包括密封特征，例如包括图10所示的刃形边缘密封和压力密封。
环形插入件装置1300可包括通电元件、导电迹线1330，1340，1360和1370、以及集成电路1392、或其它电子部件。在一些实施例中，这些元件1392可驻留在围绕所述元件的密封腔体中。元件可用封装剂进行处理，以使所述元件围绕并密封到前曲面件1320或后曲面件1325，然后对所述两个件进行任意组合以形成环形插入装置1300。
图14示出了三个件在组装时可如何形成环形多件式插入物1400。例如，环形前曲面件1430可包括导电迹线1440和集成电路1450。后曲面件1410和1420可为环形插入装置1400的个别部分。前曲面件1430以及后曲面件1410和1420可组合在一起以形成完整的环形装置1400。在其它实施例中，两个后曲面件1410和1420可组合在一起以实现小于整个前曲面件1430的形状。在图14中，将前曲面件1430示出为单个件，且将后曲面件1410和1420示出为部分件，但在其它实施例中相反的情况也可适用。
在组装环形插入装置1400的多个件时，可显而易见，对于件1430，1410和1420而言，可一次组装两个件或将所有三个件一起组装。在一些实施例中，组装所述件的顺序可发生变化。作为例子，前曲面件1430可具有附接到集成电路1450的电迹线1440。通过使用在图10中的1001到1004处示范的方法，可根据各种所讨论实施例中的一种来组合并密封后曲面件1420和前曲面件1430，从而形成能够容纳集成电路1450和电迹线1440的第一腔体1425。在一些实施例中，所组合的前曲面件1430和后曲面件1420的周边可包括传感器1490。
新形成的插入件1430，1410和1420现在可具有应用到导电迹线上的通电元件，所述导电迹线驻留在腔体区域1425外部但在插入物表面上。后曲面件1410可与前曲面件1430组合以密封第二腔体区域1415。这些步骤的相对顺序是实例性的，且不同的顺序完全在本发明技术领域的范围内，且对不同数目的插入件的概念的延伸也在本发明技术领域的范围内。
用于基于环形插入物的眼科镜片的方法
将以下方法步骤作为可根据本发明的一些方面实施的工序的例子来提供。应当理解，所述方法步骤的叙述顺序并不具有限制性，且可使用其它顺序实施本发明。此外，并非所有步骤都是实施本发明所必需的，在本发明的各种实施例中可包括另外的步骤。本领域中的技术人员可显而易见，其它实施例可为实际的，且这些方法都完全在权利要求书的范围内。
现在参照图15，其中流程图显示了可用于实施本发明的示例性步骤。在1501处，形成环形前曲面件的至少一部分，例如图13所示的件1320，且在1502处形成环形后曲面件的至少一部分，例如图13所示的件1325。在1501和1502处的这些形成步骤可按任一顺序执行，或者同时执行。在其它可供选择的实施例中，在1501和1502处的形成步骤可形成部分环形件，例如图14中的后曲面件1410和1420。在一些实施例中，在1501和1502处的形成步骤可形成环形形状的不同部分的件，其中前曲面件(例如，图14中的所述件1430)并非与后曲面件(例如，图14中的所述件1410和1420)等同的环形部分。
在1503处，可将导电材料施涂到插入物的环形前曲面件或所述插入物的环形后曲面件中的任一者或两者上。在1504处，可沿着环形前曲面件的周边或(另一选择为)沿着前曲面件上的密封特征(例如，图13中的环形前曲面件1320或密封特征1391)的周边放置感测特征。在一些具体实施例中，在1505处，可沿着环形前曲面件的周边或(另一选择为)沿着前曲面件上的密封特征的周边(例如，图13中的环形前曲面件1320或密封特征1391)放置药物泵和贮存器。
在1507处，可将粘合材料或密封材料施涂到环形前曲面件和环形后曲面件中的一者或两者上。在一些实施例中，该材料的施涂可涉及将预成型件放置到所述插入件中的一者或两者上。在一些其它实施例中，环形前曲面件和环形后曲面件中的任一者或两者可存在一个以上，且这些件可组合在一起以形成不完整的环形部分。在这些实施例中，在1507处的步骤将被重复直到将眼科插入物的所有适用件都组合到一个插入物中为止。
在1508处，反应性单体混合物可沉积在第一模具部件和第二模具部件之间，或者沉积在所述第一或第二模具部件的表面上，然后将由于后续加工步骤而在所述两个部件之间。在1509处，将所组合的插入物放置到由第一模具部件和第二模具部件形成的腔体中，或者放置在表面上，所述表面将稍后进入由第一模具部件和第二模具部件形成的腔体中。在一些优选实施例中，经由机械放置方法将图1的组合插入物104放置到图1的模具部件101和102中。机械放置可包括(例如)机器人或其它自动装置，例如本领域中已知的用于放置表面安装元件的那些装置。人工放置插入物104也涵盖在本发明范围内。因此，能够将插入物104放置到浇铸模具部件内、使得所述模具部件包含的反应性混合物的聚合反应将包括所得眼科镜片中的插入物的任何机械放置方法都是有效的。在一些实施例中，处理器装置、MEMS、NEMS或其它元件也可安装在插入物上并与能量源电连通。
在1510中，可邻近第二模具部件放置第一模具部件，以形成镜片形成腔体，其中所述反应性单体混合物和能量源中的至少一些都位于所述腔体中。在步骤1511处，腔体内的反应性单体混合物可发生聚合反应。例如，可通过暴露到光化学辐射和热中的一者或两者来实现聚合反应。在步骤1512处，从模具部件中取出所述镜片。
尽管本发明可用于提供由任何已知的镜片材料或适合制作这类镜片的材料制得的硬性或软性接触镜片，但是优选地，本发明的镜片是水含量为大约0至90％的软性接触镜片。更优选地，所述镜片由包含羟基、羧基中的任一者或两者的单体制成，或者由包含有机硅的聚合物(诸如硅氧烷、水凝胶、硅水凝胶以及它们的组合)制成。可用于形成本发明的镜片的材料可通过使大分子单体、单体以及它们的组合的共混物与添加剂(例如聚合引发剂)发生反应而制得。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有机硅水凝胶。
结论
如上所述以及如以下权利要求书进一步限定，本发明提供了用于将元件密封和封装在多件式插入物之内和之上的方法和用于实施这些方法的设备，以及形成有多件式插入物的眼科镜片。
Claims (20)
1. 一种形成用于眼科镜片的环形多件式插入物的方法，所述方法包括：
将第一插入物后曲面件形成为第一环形形状的一部分；
将第一插入物前曲面件形成为第二环形形状的一部分；
将导电材料沉积到所述第一插入物前曲面件和第一插入物后曲面件中的一者或两者上；
将电子部件附接到所述第一插入物前曲面件和第一插入物后曲面件中的一者或两者，其中至少部分地附接到所述导电材料；
放置第一材料，其中所述放置在所述第一插入物前曲面件和第一插入物后曲面件中的一者或两者的表面上形成第一密封；以及
组合所述第一插入物后曲面件与所述第一插入物前曲面件以形成第一环形眼科插入件，其中所述组合使所述第一材料对位于所述第一后曲面件和所述第一前曲面件的所述组合内部的第一腔体进行密封。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
形成至少第二插入物后曲面件，其中所述第二插入物后曲面件被成形为第三环形形状的至少一部分；
放置第二材料以在所述第一插入物前曲面件和第二插入物后曲面件中的任一者或两者上形成第二密封；
组合所述第一环形眼科插入件与所述第二插入物后曲面件以形成第二环形眼科插入件，其中所述组合使所述第二材料对位于所述第一眼科插入件和所述第二插入物后曲面件的所述组合内部的第二腔体进行密封。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一腔体包含所述电子部件。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述电子部件在所密封的第一腔体外部。
5. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
沿着第一插入物前曲面件密封特征的周边放置第一感测元件，其中所述第一感测元件与所述电子部件电连通。
6. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
沿着所述第一插入物前曲面件密封特征的所述周边放置药物泵和贮存器。
7. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述第一插入物前曲面件的表面上放置第二感测元件，其中所述第二感测元件与所述电子部件电连通。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一密封材料包括第一预成型形状，其中所述第一环形形状和第二环形形状中的一者或两者适应所述第一预成型形状。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一材料的所述放置通过位于所述第一材料与所述第一插入物后曲面件和所述第一插入物前曲面件中的一者或两者的第一部分之间的机械接触来形成所述第一密封。
10. 根据权利要求9所述的方法，还包括：
放置第二材料，其中所述放置在所述第一插入物前曲面件和第一插入物后曲面件两者的第二部分之间形成第二材料粘合密封，并且其中所述第二材料粘合密封保持所述第一插入物后曲面件和所述第一插入物前曲面件中的一者或两者的至少第三部分对所述第一材料的物理接触。
11. 根据权利要求9所述的方法，其中：
所述第一材料还包括第一自锁定特征，所述第一自锁定特征能够保持所述第一插入物后曲面件和所述第一插入物前曲面件中的一者或两者的第四部分对所述第一材料的物理接触。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中：
所述第一自锁定特征将所述第一插入物后曲面件固定地保持在相对于所述第一插入物前曲面件的位置中。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一插入物后曲面件包括第二自锁定特征；
所述第二插入物后曲面件包括第三自锁定特征，其中所述第二自锁定特征能够与所述第三自锁定特征互锁。
14. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述电子部件附接到所述导电材料之后，将密封剂施涂到所述电子部件的至少一部分。
15. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
将密封剂施涂到所述导电材料的至少一部分。
16. 根据权利要求2所述的方法，还包括：
将密封剂施涂到所述导电材料的至少一部分。
17. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
将反应性混合物沉积在位于第一模具部件上的表面上；
将所述第一环形眼科插入件定位成与所述反应性混合物接触；
邻近所述第一模具部件定位第二模具部件以形成镜片腔体，其中所述反应性混合物和所述第一眼科插入物位于所述镜片腔体内；
使所述反应性混合物聚合以形成眼科镜片；
从所述模具部件中取出所述眼科镜片。
18. 根据权利要求2所述的方法，还包括：
将所述反应性混合物沉积在位于所述第一模具部件上的所述表面上；
将所述第二环形眼科插入件定位成与所述反应性混合物接触；
邻近所述第一模具部件定位所述第二模具部件以形成所述镜片腔体，其中所述反应性混合物和所述第二眼科插入物位于所述腔体内；
使所述反应性混合物聚合以形成所述眼科镜片；
从所述模具部件中取出所述眼科镜片。
19. 根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：将着色层添加到所述插入物的周边，从而改进所述镜片的外观。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中：
所述第二眼科插入物包括通电部件，其中所述通电部件与所述电子部件电连通。
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