CS245064B1 - Perforated soft contact lens and method of its production - Google Patents

Description

Vynález se týká perforované měkké kontaktní čočky a způsobu její výroby.

Vedle požadavku dokonalé optické funkce a minimálního mechanického dráždění se u kontaktních čoček požaduje, aby pokud možno nejméně bránily metabolismu rohovky a tím aby se mohla prodloužit doba jejich nepřetržitého nošení bez nebezpečí přechodných nebo i trvalých nepříznivých následků pro oční tkáně. Této poslední podmínky se alespoň částečně dosahuje u měkkých čoček tím, že se zhotovují ze silně zbotnalých hydrofilních gelů, kterými poměrně snadno difunduje kyslík a jiné nízkomolekulární vodorozpustné metability, nebo se zhotovují z kaučukovitých silikonových polymerů, které jsou výborně propustné alespoň pro kyslík. U žádné z měkkých čoček, které jsou vesměs prakticky dokonale přisáty k povrchu oka, však nedochází téměř k žádné výměně slzné kapaliny v tenkém kapalinovém filmu mezi čočkou a okem, takže transport metabolitů od povrchu a k povrchu rohovky je omezen jen na difúzní mechanismus . a jsou tudíž z transportu vyloučeny ty složky, které jsou pro nerozpustnost v materiálu čočky nezpůsobilé čočkou ' samovolně pronikat.

U hydrofilních gelových čoček jsou to například výšemolekulární složky a u silikonových čoček vlastně všechny složky metabolismu, kromě kyslíku ' a kysličníku uhličitého. Tyto skutečnosti představují nejzávažnější závadu měkkých kontaktních čoček a jedinou jejich nevýhodou, oproti tvrdým čočkám, u kterých dochází k poměrně dobré výměně slzné kapaliny pod tvrdou čočkou, která nikdy tak dokonale jako měkká čočka k oku nepřiléhá a při jejím pohybu se kapalina pod okem poměrně dobře vyměňuje. Přitom ovšem tvrdé čočky nemohou měkkým konkurovat v komfortu při nošení.

K tomu, aby i u měkkých čoček bylo dosaženo přímé výměny slzné kapaliny pod čočkou, byly činěny pokusy s jejich perforací („fenestrací“ j, aniž bylo dosaženo významnějšího účinku. Perforace byly vždy vytvářeny mimo optickou zónu čočky, aby nenarušovaly její optickou funkci. Tento neúspěch lze vysvětlit poté, co byly vypočteny tlakové poměry pod měkkými čočkami (Wichter.le K. a Wichterle O., přednáška na Mezinárodní konferenci o kontaktních čočkách, Benátky, březen 1983), které jsou charakteristické tím, že v místech, ve kterých se dosud prováděly perforace, ' je téměř nulový tlak nebo dokonce malý přetlak, takže lze pochopit, že těmito perforacemi nemohla pod . čočku slzná kapalina vstupovat.

Předmětem vynálezu je perforovaná, měkká kontaktní čočka, která má alespoň jednu perforaci vytvořenu uvnitř optické zóny čočky, tj. ve vzdálenosti 0,5 až 3,5 mm od středu čočky.

Pronikání nežádoucích paprsků temně pigmentovaným otvorem lze dále redukovat, jestliže je otvor na vnitřní straně čočky silně zúžen, tj. má-li nálevkovitý tvar.

Rozptyl světla na stěnách otvoru lze vyloučit tím, že se stěny temně vybarví nebo pigmentují.

Tvarovat otvor při mechanickém opracování gelové čočky lze ve vysušeném stavu, a to nejlépe tak, že se čočka nechá svou vnitřní plochou přilnout ke tvrdé podložce a po vysušení se do ní zavede jemný vrták jen do takové hloubky, aby právě nejmenším otvorem pronikl do podložky.

Z důvodů omezení refrakce světla na otvoru je výhodné, když stěny perforačního otvoru se temně vybarví anebo pigmentují, například černým, zcela nerozpustným sirníkem stříbrným, případně impregnují vizmutitými komplexními sloučeninami s následující redukcí černého, jemně rozptýleného elementárního vizmutu.

V dalším je vynález blíže objasněn na podkladě výkresu, kde:

obr. 1 znázorňuje závislost tlaků, resp. podtlaků způsobených měkkou čočkou přilnutou k oku na vzdálenosti od osy čočky, obr. 2 znázorňuje v řezu otvor umístěný v blízkosti středu čočky, tj. v místě maximálního podtlaku pod čočkou, se slzným meniskein, který vzniká okamžitě po každém přitlačení čočky k oku pohybem víčka za současného zaplavení otvoru slzami, obr. 3 znázorňuje propadnutí slzného menisku až k ploše rohovky, jestliže podtlak pod přitlačenou čočkou vytvoří meniskus hlubší než odpovídá tvaru polokoule, obr. 4 znázorňuje tvar otvoru, který vzniká zatlačením razníku do čočky spočívající vnitřní stranou na měkké podložce a šrafováním označované temné pigmentování takto . vytvořeného nálevkovitého otvoru, které zachycuje převážný podíl světla rozptýleného vznikajícím meniskem slzné kapaliny a obr. 5 znázorňuje obdobný účinek (jako u obr. 4) nálevkovitého tvaru otvoru, který byl vytvořen ve vysušené čočce spočívající vnitřní plochou na tvrdé podložce, jestliže bylo vrtáno jen do prvého dotyku s tvrdou podložkou.

Příkladné provedení perforované měkké kontaktní čočky je takové, když alespoň jedna perforace je vytvořena uvnitř optické zóny . kontaktní čočky ve vzdálenosti 0,5 až

3,5 mm od středu kontaktní čočky (obr . 1 a obr. 2), přičemž ve středu optické zóny kontaktní čočky vytvořená perforace je kruhového průřezu o průměru 0,2 až 1,5 mm (obr. 3).

Výhodné je takové provedení perforace, kdy od vnější konvexní plochy kontaktní čočky směrem ke vnitřní ploše kontaktní čočky se nálevkovitě zužuje (obr. 4).

Uvedenými výpočty lze vysvětlit překvapující pozitivní účinek čočky podle vynálezu, jež se vyznačuje perforacemi v samé blízkosti středu čočky, kde se pod měkkými čočkami běžného typu vytváří maximální pod tlak, kterým se umožňuje nasávání významného množství slzné kapaliny pod čočku. Přitom nedochází — jak by se a priori dalo očekávat — k žádnému podstatnému zhoršení optické funkce čočky.

Pozoruje-li se nasazená centrálně perforovaná kontaktní čočka, je patrné po každém mrknutí oka, při kterém dochází k úplnému zalití středového. otvoru, téměř okamžité propadnutí slzné kapaliny dovnitř otvoru, jež se projeví podle tlakové interakce čočky s okem a podle · velikosti otvoru buď vytvořením konkávního kulového menisku v otvoru, nebo dokonce obnažení povrchu rohovky pod otvorem. Tyto poměry se dají kvantitativně popsat, je-li známa velikost podtlaku ve středu nasazené čočky, průměr otvoru a povrchové napětí slz.

K tomu, aby došlo k vysátí z celého prostoru perforace, musí být splněna podmínka

000 F

P

d. p

000 F d

COS δ

Podle nich lze očekávat, že při průměru otvoru 0,75 mm se pod čočku nasaje při podtlaku 200 Pa asi 0,04 mikrolitu, kteréžto množství stačí smočit značnou plochu rohovky, jelikož kapalinový film má pravděpodobně tloušťku jen v mikronech. Při tloušťce jednoho mikronu by tedy tímto objemem byla smočena plocha 40 mm² rohovky.

Pohybem víčka se stačí všechna nadbytečná kapalina zespod čočky vytlačit. Je málo pravděpodobné, že by se nasátá kapalina opět vrátila perforací mimo čočku, · jelikož jde o místo stálého podtlaku. Lze proto předpokládat, že se přebytečná kapalina vytlačí pohybem víčka ke kraji čočky, který ji jakoby zpětným ventilem propustí nad spojivkou.

Na ostrost vidění nemají otvory v papilární oblasti oka žádný podstatný vliv, jelikož plocha otvoru zabírá jen malý zlomek oční clony. I při průměru otvoru 1 mm je to jen devítina plochy panenky o průměru 3 milimetrů a tento podíl pro rektrakci . ztracené optické plochy je pochopitelně ještě menší při větším otevření panenky, nebo při menším ' průměru otvoru. V rozptýleném světle bez krajních kontrastů nelze vůbec pozorovat rozdíl ve zrakovém vnímání, srovnává-li se vidění s čočkou bez perforace a s čočkou s perforací. Teprve při pohledu na tmavé předměty v blízkosti prudkého světla je na tmavém pozadí patrno rovnoměrně rozptýlené slabé světlo, pocházející z refrakce na otvoru a na jeho kapalinové náplni. Tento defekt lze podstatně zmírnit až prakticky zcela odstranit následujícími úpravami otvoru, které jsou dalšími znaky předmětu vynálezu.

Značně výhodné je takové provedení perforace kontaktní čočky, když otvory jsou na kde:

d je průměr kruhového otvoru v milimetrech, ........

F je povrchové napětí slzné kapaliny v N/m (rovno přibližně 0,05 N/m) a p je středový podtlak pod čočkou v Pa.

Přibližně tedy musí být splněna podmínka , 200

Při splnění této podmínky se při tloušťce t čočky nasaje pod ni celý objem

Je-li průměr otvoru menší než předpisuje shora uvedená podmínka, · odsaje · se jen . tolik slzné kapaliny, kolik odpovídá menisku zavěšenému na vnější hraně otvoru. Mezi úhlem S, který svírá tento meniskus se stěnou otvoru, jeho hloubkou y, objemem V menisku a proměnnými d, p a F platí . · vztahy (1-sin <5 J V— jr Ry²--—- y³.

vnitřní straně kontaktní čočky silně a náhle . zúženy . tak, že . mají náhlý nálevkovitý tvar (obr. 5).

Způsob výroby perforovaných měkkých kontaktních čoček podle vynálezu je ten, když se kontaktní čočka ve zbotnalém stavu položí vnitřní plochou na elastickou podložku, načež se k vnější ploše přitlačí . razník v kolmém směru.

Technologicky výhodný je takový postup, kdy se měkká hydrofilní kontaktní čočka přilepí na tvrdou podložku, načež se vrtají otvory . až do doby prvého doteku vrtáku s podložkou.

Také . při děrování měkké čočky razníkem, například trepanem, lze . získat otvory . ' nálevkovitého tvaru, jestliže se . razník přitiskne ke. vnější ploše čočky ' spočívající na měkké podložce. Tlakem razníku se totiž deformuje čočka tak, že se směrem ke vnitřní stěně čočky . vysekává silně roztažený gel, takže po provedené operaci se otvor na vnitřní straně smrští do průměru podstatně menšího, než je průměr otvoru na vnější straně.

I když je podtlak správně voleného typu měkké čočky vždy maximální pod jejím středem, lze na vypočtených tlakových . závislostech odvodit, že se podtlak směrem k okraji zprvu jen zvolna zmenšuje, takže například ve vzdálenosti asi 3 mm . od středu ještě . 50 až 90 % maximální středové hodnoty, a teprve ve větší vzdálenosti potom prudce klesá k nule. Lze proto. uspokojivého čerpacího . efektu dosáhnout i při . umístění jednoho, nebo. s výhodou . více, - . například tří nebo čtyř perforací na samém okraji optické zóny.

Při pohybu čočky na oku se sice dostává vždy některý z otvorů do oblasti pupily, . a však jeho rušivý efekt na optiku je zcela zanedbatelný, jelikož postihuje jen oblasti sítnice vzdálené od fovea centralis, a to jen malou měrou, byly-li uplatněny nahoře popsané úpravy otvoru. U ultratenkých čoček se zápornou refrakcí má děrování při okrají optické zóny zvláštní výhodu v tom, že je provedeno v místě zvětšené tloušťky čočky, která umožňuje nasávání většího objemu při každém pohybu víčka. Naopak u extrémně silných spojek je centrální perforace výhodnější, jelikož u nich je ve středu největší tloušťka, která dává možnost nejen к nasávání poměrně velkého objemu, ale též к dokonalému odstínění nežádoucích paprsků.

Vzhledem к tomu, že čerpacím mechanismem popsaných perforovaných čoček se dosahuje kvalitativně i kvantitativně dokonalejší výměny metabilitů než difúzním mechanismem, není třeba čočky určené к perforaci vyrábět ultratenké, ani není třeba používat vysocehydratovaných gelů. Lze s úspěchem použít i gelů s nižším obsahem vody než 40 %, jakými jsou například kopolymery hydroxyethylmethakrylátu s butylmethakrylátem.

Pro zamezení refrakce na plochách otvorů je výhodné, když se otvory zaplní černě nebo temně vybarvujícím barvicím roztokem a po vybarvení se přebytečný roztok barvivá vypláchne. Konkrétní postup je ten, když se jednotlivé otvory v hydrofilní měkké kontaktní čočce zaplní neutrálním nebo amoniakálním roztokem stříbrné soli a po krátkém vypláchnutí vodou se vyvolá ve stěně otvorů černý sirník stříbrný účinkem sirovodíku nebo rozpustných sirníků a/nebo se vyvolá elementární stříbro účinkem redukujících činidel, případně dotekem méně ušlechtilého kovu.

Alternativní postup vedoucí к zamezení refrakce na plochách otvorů je ten, když se otvory zaplní roztokem kyseliny chlorovizmutité, načež se černý pigment elementárního vizmutu vyvolá redukčním činidlem, nebo dotekem méně ušlechtilého kovu.

Vhodné je zejména pigmentování černým, zcela nerozpustným sirníkem stříbrným, který se pod povrchem hydrofilního gelu vyloučí, jakmile byl gel impregnován vodným nebo amoniakálním roztokem stříbrné solí a následujícími působením sirovodíku nebo rozpustných sirníků. Po impregnaci stříbrnými solemi lze na povrchu a pod povrchem gelu vyloučit též elementární stříbro redukčními činidly nebo dotekem méně ušlechtilých kovů, například zasunutím mosazného drátu do impregnovaného otvoru. Jiný, rovněž výhodný postup, je impregnace vizmutitými komplexními sloučeninami, a následující redukcí černého, jemně rozptýleného elementárního vizmutu.

Claims (9)

1. Perforovaná měkká kontaktní čočka vyznačená tím, že alespoň jedna perforace je vytvořena uvnitř optické zóny čočky ve vzdálenosti 0,5 až 3,5 mm od středu kontaktní čočky.

2. Perforovaná měkká kontaktní čočka podle bodu 1 vyznačená tím, že ve středu optické zóny kontaktní čočky je vytvořena jedna perforace kruhového průřezu o průměru 0,2 až 1,5 mm.

3. Perforovaná měkká kontaktní čočka podle bodu 2 vyznačená tím, že se perforace od vnější konvexní plochy kontaktní čočky směrem ke vnitřní konkávní ploše kontaktní čočky nálevkovitě zužuje.

4. Perforovaná měkká kontaktní čočka podle bodů 1 až 3, vyznačená tím, že vnitřní stěny perforací jsou černě nebo temně zbarveny nebo pigmentovány.

5. Způsob výroby perforovaných měkkých kontaktních čoček podle bodu 3 vyznačený tím, že se kontaktní čočka ve zbotnalém stavu položí vnitřní plochou na elastickou podložku, načež se к vnější ploše v kolmém směru přitlačuje razník.

6. Způsob výroby perforovaných měkkých kontaktních čoček podle bodů 1 až 3 vyzna-

VYNÁLEZU čený tím, že se měkká hydrofilní kontaktní čočka přilepí na tvrdou podložku, vysuší, načež se vrtají otvory, například do prvého doteku vrtáku s podložkou.

7. Způsob výroby perforovaných měkkých kontaktních čoček podle bodu 4 vyznačený tím, že se otvor zaplní černě nebo temně vybarvujícím barvicím roztokem a po vybarvení se přebytečný roztok vypláchne.

8. Způsob výroby perforovaných měkkých kontaktních čoček podle bodu 4 vyznačený tím, že se otvor v hydrofilní čočce zaplní neutrálním nebo amoniakálním roztokem stříbrné soli a po krátkém vypláchnutí vodou se vyvolá ve stěně otvoru černý sirník stříbrný účinkem sirovodíku nebo rozpustných sirníků, nebo se vyvolá elementární stříbro účinkem redukujících činidel nebo dotekem méně ušlechtilého kovu.

9. Způsob výroby perforovaných měkkých kontaktních čoček podle bodu 4, vyznačený tím, že se otvor zaplní roztokem kyseliny chlorovizmutité, načež se černý pigment elementárního vizmutu vyvolá redukčním činidlem nebo dotekem méně ušlechtilého kovu.