DE2261549C2

DE2261549C2 - Kontaktlinse und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2261549C2
Application number: DE19722261549
Authority: DE
Inventors: Charles E. Erickson; Amar N. Seattle Wash. Neogi
Original assignee: PRECISION COSMET Co Inc MINNEAPOLIS MINN US
Current assignee: PRECISION COSMET Co Inc MINNEAPOLIS MINN US
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1985-02-07
Also published as: DE2261549A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktlinse, bestehend aus einem Mittel-Linsenteil und einem hiermit verbundenen peripheren Randteil, wobei der Mittel-Linsenteil eine größere Härte als der periphere Randteil besitzt und der periphere Randteil aus einer hydrophilen, wasserquellbaren, mit dem den Mittel-Linsenteil bildenden Material verträglichen Polymermatrix besteht, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Zur Herstellung von Kunststoff-Komaktlinsen sind schon verschiedene Arten von hydrophilen Materialien vorgeschlagen worden. Zur Bildung solcher Linsen sind z. B. schon Hydrogele verwendet worden, welche aus Materialien, wie Hydroxyalkylmethacrylaten, gebildet werden, die hydrophile Gruppen mit einer Affinität für Wasser und wäßrige Lösungsmitte! enthalten und in denen eine geringe vernetzte Hydrogelstruktur ausgebildet worden ist Es hat sich jedoch gezeigt, daß Kontaktlinsen, die aus solchen Hydrogelen, welche eine weiche gallertartige elastische Konsistenz aufweisen, hergestellt sind, in die Augen schwierig einbringbar und daraus entfernbar sind. Die Kraftanwendung, die notwendig ist, um solche Linsen von dem Augapfel zu entfernen, führt zu einem gelegentlichen Verkratzen und Abrieberscheinungen. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Kontaktlinsen nach dem Stand der Technik nicht auf der Cornea bzw. der Hornhaut des Auges auf einer Tränenschicht aufliegen, sondern in einer Weise an dem Epithel der Cornea bzw. der Hornhaut angeordnet sind, daß der Stoffwechsel-Ausstrom der Flüssigkeit von der Vorderkammer des Auges verändert wird.

Es ist auch eine weitere Form von hydrophilen Kunststoff-Kontaktlinsen vorgeschlagen worden, bei denen das hierzu verwendete hydrophile Polymere aus einem Gemisch von etwa 50 bis etwa 95 Gew.-% eines Hydroxyalkylacrylats oder -methacrylats. einer geringeren Menge bis zu etwa 35 Gew.-°/o eines Alkylacrylats oder -methacrylats und etwa 1 bis etwa 50 Gew.-% eines Vernetzungsmonomeren hergestellt worden ist. Obgleich hierdurch ein Alternativmaterial für Kontaktlinsen zur Verfügung gestellt wird, welches verbesserte Wasserbenetzungseigenschaften zeigt, weist aber die auf diese Weise gebildete polymere Struktur während der Zurichtungs- und Herstellungsmaßnahmen, die für die Bildung der Kontaktlinsen erforderlich sind, eine gewisse Sprödtgkeit auf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß keine gute Polierbarkeit vorliegt Aus diesem Material hergestellte Linsen verschlechtern sich mit der Zeit und während des Gebrauchs in der Weise, daß die Linsen die Neigung besitzen, abzuflachen und sich zu verwerfen, wodurch die Korrektionskraft und andere Linsenparameter verändert werden. Weiterhin neigen Linsen, die aus diesem Material gebildet sind, dazu, rasch zu trocknen, wenn sie der Luft ausgesetzt werden, und zeigen bei der Handhabung nach der Hydratisierung eine relativ niedrige Festigkeit

Es ist auch schon bekannt, eine Kontaktlinse mit einer harten Mittelfläche herzustellen, welche mit einem relativ weicheren peripheren bzw. Umfangsrand versehen ist, der so geformt ist, daß er mit der Oberfläche des Augapfels konform geht (siehe z.B. US-PS 36 19 044). In der britischen Palentschrift 10 45 065 wird eine Mittellinse beschrieben, welche aus den gewöhnlichen Materialien besieht, welche für herkömmliche Hartkunststofflinsen verwendet werden, beispielsweise Acrylkunststoffe hoher optischer Qualität, welche von einem weicheren polymeren Rand umgeben sind. In dieser Druckschrift heißt es, daß als Material für die Linsen mit Vorteil Epoxyyharze eingesetzt werden könnten. Das Randmaterial wird aus einem verträglichen Polymeren ausgewählt, beispielsweise aus weichen Epoxyharzen, Polyvinylchlorid, Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylacetat und fluorierten Copolymeren von Äthylen mit Propylen und Polyesterkunststoffen.

Beim Versuch, Kontaktlinsen mit einer harten Mitte und einem weichen hydrophilen Rand herzustellen, wurde gefunden, daß erhebliche Restspannungen und damit verbundene Verformungen bei der Hydratation auftreten. Wenn das Randmaterial aus den herkömmlichen bekannten hydrophilen Materialien hergestellt wird, wie sie nach dem Stand der Technik zur Bildung von hydrophilen weichen Kontaktlinsen verwendet werden, und wenn eine Kombination mit den bekannten Materialien für harte Kontaktlinsen für den Mittellinssnteil erfolgte, dann konnten annehmbare Produkte nicht erhalten werden. Bei der Hydratation der zusammengesetzten Linsen bildeten sich nämlich schwere Verwerfungserscheinungen und gelegentlich sogar ein vollständiger Zerfall der zusammengesetzten Linsen aus.

Aus der US-PS 22 41 415 ist der Zusatz von Plastifizierern oder Weichmachern, wie Triglycoldiherxoat, zum Randteil von Kontaktlinsen bekannt, um den Randteil weich, schmiegsam und elastisch zu machen. Selbstverständlich kann diese Eigenschaft nur beibehalten werden, wenn das Mittel auch in der Tränenflüssigkeit des Auges unlöslich verbleibt Derartige wasserunlösliche Zusätze geben jedoch bei der Hydratation keinen Raum für die Wasseraufnahme ohne Quellung, Verwerfung und Verzerrung zu ergeben. In der US-PS 36 47 736 ist die Verwendung von Polyvinylpyrrolidon (PVP) als Copolymerisatkomponente für (Meth)acrylate in Kontaktlinsen vorgesehen. Bereits aus der Verwendung als Copolymerisat ergibt es sich, daß das PVP dort durch Hydratation nicht entfernt werden kann und somit bei der Hydratation ebenfalls Quellungen und Verwerfungen des Randteils auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktlinse zur Verfügung zu stellen, welche im Randteil aus einem hydrophilen polymeren Material gebildet wird, das bei der Hydratisierung keine erheblichen Spannungen, Verwerfungs-und Quellerscheinungen zeigt.

Die erfindungsgemäße Kontaktlinse weist eine Abstufung von physikalischen Eigenschaften von der Mitte zu dem äußeren peripheren Rand auf und zeigt keine Verzerrungen aufgrund von Hydratationsfeh lern.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Kontaktlinse, bestehend aus einem Mittel-Linsenteil und einem bo hiermit verbundenen perikpheren Randteil, wobei der Mittel-Linsenteil eine größere Härte als der periphere Randteil besitzt und der periphere Randteil aus einer hydrophilen, wasserquellbaren, mit dem den Mittel-Linsenteil bildenden Material verträglichen Polymermatrix besteht, die dadurch herstellbar ist. daß bei der in Gegenwart eines Vernetzungsmittel durchgeführten Polymerisation des Rand'.eils eine wasserlösliche inerte Substanz dispergiert in die Matrix eingebaut wird und aus der Matrix v.ährend der Hydratation des hydrophilen Polyme- es ren zumindest teilweise wieder entfernt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kontaktlinse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß bei der Polymerisation der das Randteil bildenden Schicht in Gegenwart eines

Vernetzungsmittels eine wasserlösliche inerte Substanz dispergiert in die Polymermatrix eingebaut wird und aus der Matrix während der Hydratation des hydrophilen Polymeren zumindest teilweise wieder entfernt wird.

Die erfindungsgemäße Kontaktlinse zeigt eine hohe Festigkeil nach der Hydratation, keine Verschlechterung mit der Zeit, eine relativ geringe Freisetzung von hydratisieren Wasser beim Aussetzen an die Luft, guic optische Eigenschaften und leichte Verarbcitbarkeit zu Kontaktlinsen sowie die Möglichkeil, eine sehr gute Polierung vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße Kontaktlinse besitzt eine Abstufung von Eigenschaften, beispielsweise der Haue. Farbe, Dichte, Wasserabsorption, Photochromizität, Lichtdurchlässigkeit, Opazität, Brechungsindex und Pigmentierung, von einem Teil zu einem anderen Teil, ohne daß Restspannungen und Verformungen bei der

K) Hydratation des verwendeten hydrophilen Polymeren auftreten.

Beim Aussetzen an das Wasser wird ein erheblicher Teil der wasserlöslichen inerten Substanz aus der Polymermatrix entfernt und durch Wasser ersetzt, wodurch die weiche hydrophile Polymerstruktur gebildet wird, welche zur Verwendung für Kontaktlinsen angestrebt wird. Spannungen und Verformungen bzw. Verwerfungen der Gestalt der Linse werden auf einen Minimalwcrt zurückgeführt oder eliminiert, indem in einfacher Weise die wasserlösliche inerte Substanz, in der Polynicrmatrix durch Wasser ausgetauscht wird. Die Mittclgcgcncl der Kontaktlinse kann eine unterschiedliche Zusammensetzung haben, um eine Abstufung der physikalischen Eigenschaften der Linse zu ergeben. Die Miltclgcgcnd bzw. Mittelfläche kann aus einem relativ harten Polymeren, wie aus einem stark vernetzten Copolymcren aus Mcthoxyälhylmcihacrylat und Hydroxyäthylmethacrylat, in Kombination mit einem Vernetzungsmittel zusammengesetzt sein, wobei die relativen Mengen der Ausgangsstoffe so ausgewählt worden sind, daß für die Mittelzone eine größere Härte erzielt wird als für den peripheren Randteil.

Zur Bildung der erfidungsgcmäßen Kontaktlinse kann man so vorgehen, daß man eine stab- bzw. stangenartiges Teil des Durchmessers der Mittelzone, beispielsweise mit einem Durchmesser von ungefähr 6 bis 7 mm, polymerisiert. Für die Mitte der Kontaktlinsen wird gewöhnlich ein Polymersystem gewählt, welches eine relativ harte copolymerisierte Struktur ergibt. Sodann wird um die Außenseite des stab- bzw. stangenartigen Teils herum ein verträgliches Polymersystem polymerisiert, welches einen hydrophilen polymerisierten äußeren zylindrischen Teil mit einem niedrigeren Härtegrad bildet. In der Matrix des zur Bildung des äußeren Teils des Stabs bzw. der Stange verwendeten Polymerisationssystems wird eine geeignete wasserlösliche inerte Substanz dispergiert, die die Polymerisation nicht stört.

Die wasserlösliche inerte Substanz ist vorgesehen, um die Spannungen und Verformungen zu eliminieren oder auf einen Minimalwert zu vermindern, welche bei der Hydratation des hydrophilen Polymeren beim Aussetzen an Wasser auftreten.

Eine weitere Methode zur Bildung der erfindungsgemäßen Kontaktlinse sieht vor. daß man einen Stab bzw. eine Stange mit einer Größe, die dem Außendurchmesser der Linse gleich ist, z. B. mit 14 mm, polymerisiert,

wobei das Polymerisationsgemisch eine wasserlösliche inerte Substanz enthält. In einem Loch, welches an der Mitte dieses Stabes mit einer Größe, welche der Mitte der Linse gleich ist, gebohrt wird, wird ein Material polymerisiert, das mit dem äußeren Material verträglich ist. Der resultierende zusammengesetzte Stab bzw. die Stange hat eine koaxiale zylindrische Gestalt, wobei die äußere Schicht Eigenschaften hat. die sich von denjenigen des Mittelkernes unterscheiden. Wenn eine Abstufung der Eigenschaften gewünscht ist, dann kann dieser Prozeß so viele Male wiederholt werden, wie es gewünscht wird. Dabei werden bei jedem aufeinanderfolgenden Bohr- und Füllvorgang Bohrer mit aufeinanderfolgend geringeren Durchmessern verwendet.

Ais Füllmaterial wird ein Monomergemiseh verwendet, welches eine Polymcrstruklur ergibt, die Eigenschaften hat, welche sich von denjenigen der angrenzenden Polymerstruktur unterscheiden. So kann beispielsweise der Innenteil im Vergleich zu dem peripheren Teil aus einer härteren, nicht hydrophilen Polymermasse bestehen.

oder die anderen physikalischen Eigenschaften der Polymeren können, wie gewünscht, variiert werden.

Bei der Herstellung der oben beschriebenen, zusammengesetzten stab- bzw. stangenartigen Rohlinge kann man ein oder mehrere Markierungen für die Identifizierung der fertigen Linsen einarbeiten. So ist es beispielsweise die übliche Praxis, eine der zwei Linsen, die für einen Patienten hergestellt werden, zu markieren, so daß der Patient die richtige Linse für das rechte oder das linke Auge identifizieren kann.

Bei der vorliegendebn Erfindung umfaßt das resultierende, zusammengesetzte Stab- bzw. Stangenteil, das zur Herstellung der Kontaktlinsen verwendet wird, einen inneren Stab bzw. eine innere Stange aus einer relativ härteren Polymerstruktur, welche von einem etwas weicheren hydrophilen Material umgeben ist, das eine wasserlösliche inerte Substanz enthält, die aus der Polymermatrix durch Kontakt mit Wasser entfernt wird, wobei das hydrophile Polymermaterial Wasser aufnimmt und hydratisiert wird.

Die zusammengesetzte Stab- bzw. Stangenslruktur gestattet es dem optischen Techniker, Kontaktlinsen von vielen Typen nach den üblichen Arbeitsweisen herzustellen. Auch Speziallinsentypen können hergestellt werden, wie Zylinder, Scheiben für kurzsichtige Augen, bikonvexe Linsen, Prismen, Kegelstümpfe und andere Speziallinsen, die aus den bekannten harten Linsenmaterialien des Meihylmclhacrylats hergestellt werden können, die aber aus den weichen hydrophilen Materialien gemäß dem Stand der Technik nicht oder allenfalls

bo nur mit Schwierigkeiten hergestellt werden können. Ein restlicher Astigmatismus wird aufgrund der Tatsache korrigiert, daß die relativ härtere Mitte sich nicht an die Gestalt der Hornhaut anpaßC sondern vielmehr das Äußere der Hornhaut zu der gewünschten Gestalt bildet. Der relativ weichere periphere Rand macht die Linsen bequemer zu tragen. Die zusammengesetzte Struktur kann so ausgebildet werden, daß der Flüssigkeitsstrom unter die Linse kontrolliert wird, so daß die Linse ein bequemes Flüssigkeitskissen als Schmiermittel zwischen ihr und der Augoberfläche trägt.

Eine spezifische Ausführungsform der Kontaktlinse hat eine Abstufung von der Mitte zu der Kante entweder hinsichtlich der Farbe oder der Opazität, so daß die Lichtdurchlässigkeit verändert wird. Eine Mittellinse, die vollkommen opak ist, oder eine Mittellinse, die für das Licht nur durchscheinend ist, ist für therapeutische

Zwecke im KaIIc von Strabismus bzw. Schielen und anderen Augenfchlern geeignet, wo es angestrebt wird, das Licht von dem Auge fernzuhalten, oder die Bildung eines Bildes zu vermeiden, so daß das andere Auge in Anspruch genommen und gestärkt wird.

Gemäß einer spezifischen Ausführungsform dieser Erfindung wird eine klare oder durchscheinende Ranilgegend dazu verwendet, um den Augenarzt bei der Bewertung der Passung der Kontaktlinse besser zu unleistüt- ^ri zen, als es möglich wäre, wenn die gesamte Linse opak oder schwarz wäre. Weiterhin war eine vollkommen schwarze Linse unansehnlich und dem Aussehen des Patienten schädlich. Linsen, die einen gefärbten opaken Mittelteil haben, der zu einer Übereinstimmung mit dem anderen Auge des Trägers getönt ist. können für diesen Zweck verwendet werden, um die unerwünschten Aussehensnachteile zu minimalisieren, die mit einer mittleren Ausschlußvorrichtung über die Pupille des Patienten verbunden sind. κι

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Ks zeigt

K i g. I eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht eines Auges mil einer daran angehefteten Kontaktlinse, welche gemäß der Erfindung hergestellt worden ist,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht einer Form einer erfindungsgemäßen Kontaktlinse, wobei eine Herstellungsmethode gezeigt wird, und F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktlinse.

Die K ι g. 1 zeigt eine Querschnitlsansicht eines Augapfels, auf weichen eine erfindungsgemäße Kontaktlinse aufgebracht ist. Der in Fig. 1 gezeigte Augapfel besteht aus einer Retina 10, einem optischen Nerv 11, einer kristallinen Linse 12, einer Hornhaut 14, einer Iris 19, einer Vorderkammer 20, einem unteren Augenlid 13 und einem oberen Augenlid 15. Der Mittel-Linsenteil 16 der erfindungsgemäßen Kontaktlinse ist aus einem polymeren Material gebildet, welches einen Satz von Eigenschaften aufweist, der für den angestrebten Zweck angepaßt ist. Ein peripherer Randteil 18 ist an den Mittelteil 16 angefügt. Dieser ist aus einem polymeren Material gebildet, welches einen unterschiedlichen Satz von Eigenschaften als der Mittelteil 16 aufweist. Der Mittelteil 16 der in F i g. 1 gezeigten Linse hat einen genügenden Duchmesser, daß die öffnung, die durch die Iris 19 gebildet wird, bedeckt wird, und er umfaßt den im wesentlichen kugelförmigen Teil der Hornhaut 14. Der periphere Randteil 18 der in F i g. 1 gezeigten Kontaktlinse hat Innenteile, die zu einer Kurve geschliffen sind, die etwas unterschiedlich zu dem Mittelteil 16 sind, so daß der periphere Rand gut gegen die Limbalfläche 21 der Hornhaut 14 ohne einen Antrieb derselben paßt.

In Fig.2 wird eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Linse gezeigt. Diese ist aus einem Rohling gebildet, der ein zusammengesetztes stabartiges Teil mit einem Mittelteil 36 und einem umgebenden Teil 38 umfaßt. Der Mittelteil 36 ist aus einem polymeren Material mit einem ersten Satz von Eigenschaften gemacht. Dieser Teil des Stabes umfaßt ein wasserlösliches Vinylmonomercs, das homopolymerisiert oder mit anderen Monomeren und Vernetzungsmitteln copolymerisiert sein kann. Die relativen Zusammensetzungen der Bestandteile des Mittelteils 36 werden so ausgewählt, daß eine polymere Struktur mit dem jeweiligen Satz der physikalischen Eigenschaften erhalten wird, welche für die in Betracht gezogene Anwendung angestrebt werden. Um den Mittelteil 36 ist ein Umgebungsteil 38 vorgesehen, der eine copolymerisierte Struktur eines wasserlöslichen Vinylmonomeren mit einem verträglichen wasserunlöslichen hydrophilen Monomeren und einem Vernetzungsmittel umfaßt. Durch diese Polymermatrix hindurch ist eine wasserlösliche inerte Substanz dispergiert. Die relativen Zusammensetzungen der Monomeren werden wiederum so ausgewählt, daß der jeweilige Satz von physikalischen Eigenschaften erhalten wird, welcher für die jeweilige Anwendung in Betracht gezogen wird. Um die Außenseite des zusammengesetzten Stabes können gewünschtenfalls wettere Schichten herumpolymerisiert werden. Der zusammengesetzte Stab wird sodann zu geeigneten Segmenten, wie sie beispielsweise in F i g. 2 gezeigt sind, geschnitten und zu der in der Figur gezeigten zusammengesetzten Linsenstruktur geschliffen. Zu einer oder mehreren der Schichten des zusammengesetzten Stabes können Färbemittel, Mittel zum Undurchsichtigmachen oder andere Additive gegeben werden, um die physikalischen Eigenschaften zu verändern. So ist es /_ B. in der üblichen Situation, wo die Iris und das angrenzende Augengewebe schwer beschädigt worden sind, möglich, eine künstliche Iris zu bilden, indem man ein Pigmentmatcrial in die äußere Randgegend bringt, um den Durchlaß des Lichtes zu verhindern. Auf diese Weise kann auch eine spezielle Färbung und Tönung der Linse für spezielle Zwecke erzielt werden.

In F i g. 3 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei welcher bewirkt worden ist, daß sich die physikalischen Eigenschaften vom Mittelteil 40 zur peripheren Gegend 42 allmählich ändern. Die in F i g. 3 gezeigte Linse hat in dem Mittelteil 40 einen höheren Härtegrad, während die periphere Randgegend 42 aus einer weicheren Polymerstruktur besteht.

Die oben im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 beschriebene zusammengesetzte Linse kann hinsichtlich der hydrophilen Eigenschaften und der Härte von dem Mittelteil 36 zu dem äußeren Teil 38 variieren, ohne daß bei der Hydratation Spannungen und Verformungen entstehen, da der Einschluß einer wasserlöslichen inerten Substanz zu dem Monomergemisch vor der Polymerisation gegeben ist. Die Entfernung dieser Substanz während der Hydratationsstufe des hydrophilen Polymeren vermindert oder eliminiert die Spannungen und Verformungen der Polymergestalt. Wenn es angestrebt wird, einen Mittelteil 36 mit einem höheren Grad von hydrophilen Eigenschaften oder mit nur geringfügigerer Härte als in der peripheren Randgegend 18 vorzusehen, dann ist es zweckmäßig, in das Polymersystem, das zur Bildung des Mittelteils 36 verwendet wird, eine geringere Prozentmenge der wasserlöslichen Substanz einzuarbeiten.

Bei Versuchen, Kontaktlinsen mit einer harten Mitte und einem weichen peripheren Rand herzustellen, wurde festgestellt, daß die Arbeitsweisen und Massen nach dem Stand der Technik zur Bildung solcher Linsen nicht geeignet waren. Es wurden mehrere erfolglose Versuche durchgeführt wie sie unten angeführt werden. Sämtliehe Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen.

Vergleich

Beim Versuch, eine Linse mit einer harten Mitte und einer weicheren Kante zu bilden, wurde ein Gemisch von 60% Methoxyäthylenmethacrylal und 2% I.S-Divinyloxy-S-oxapcnian mit 38% Hydroxyäthyltncthacrylat in ^r> Gegenwart von Azobisisobutyronitril (AIHN) als Katalysator in einem Polyäthylenrohr, das mit Stickstoff gespült wurde, polymerisiert. Das Rohr wurde auf 40⁰C erhitzt und auf dieser Temperatur eine Zeitspanne von 30 Stunden gehalten. Der resultierende Stab wurde 10 Stunden bei WC gehärtet. Der Stab wurde herausgenommen und auf einen Durchmesser von 7 mm gedreht, ein Gemisch von 20% Meihoxyäthylmeihacrylat und 77% Hydroxyäthylmcthacrylal mit 2% !,S-Divinyloxy-S-oxapcntan und 1% AIBN wurde sodann bei 40""C unter

in Stickstoff 30 Stunden lang um den auf die obige Weise erhaltenen Stab hcrunipolymerisicrt. Der zusammengesetzt Stab wurde 10 Stunden bei 60"C wcitergehäriet. Aus diesem Material wurde eine Linse herausgeschnitten und sodann zur Hydratation in destilliertes Wasser gebracht. Die Linse zeigte eine Verflachung und eine Verformung der Kante. Die Krümmung des Kantcnlcils halte sich signifikant im Vergleich zu der Krümmung vor der Hydratation verändert. Die Struktur wurde aufgrund der starken Verformung und den Spannungen und

'.5 Veränderungen der Linsenparameter verworfen, welche von der Absorption von Wasser in die hydrophile Polymermatrix herrühren.

Vergleiche

Mehrere andere Versuche unter Verwendung von zusammengesetzten Rohlingen mit verschiedenen Materialien für die Mitte, bestehend aus 30 bis 70% Methoxyäthylmethacrylat mit 2% Vernetzungsmittel, wobei der Rest dieses Systems aus Hydroxyäthylmethacryiat bestand, und einem Material für die Umfangskante. bestehend aus 65 bis 95% Hydroxyäthylmethacryiat mit 2% Vernetzungsmittel, wobei der Rest aus Methoxyäthylmethacrylat mit AIBN-Katalysator bestand, ergeben ähnliche Mißerfolge, um das angestrebte Material herzustellen. Mehrere der so hergestellten Linsen zersplitterten bei der Hydratation. Der Rest der Linsen zeigte eine erhebliche Verformung in einem Ausmaß, das nicht annehmbar war. Es wurde beobachtet, daß die Masse, wenn sie als homogenes Polymermaterial für weiche hydrophile Linsen verwendet wurde, erheblich verbesserte Eigenschaften über die Massen nach dem Stand der Technik zeigte mit Einschluß einer leichteren Herstellung. Polierung und Lagerungsstabilität, aber daß sie aufgrund der Verformung bei der Hydratation für Hart-Weich-

jo Kontaktlinsen nicht geeignet war.

Demgegenüber wurde festgestellt, daß eine annehmbare Linse hergestellt werden konnte, indem in die Polymermatrix vor der Hydratation eine wasserlösliche Substanz eingearbeitet wurde, wodurch eine geringe oder überhaupt keine Verformung und Spannungen der Polymerinatrix bei der Hydratation erhalten werden. Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Diese beschreiben die Bildung von zusammengesetzten Kontaktlinsen aus hydrophilen Polymcrmatcrialicn.

Beispiel 1

Ein Stab mit einem Durchmesser von 7 mm, der aus einem vernetzten Copolymcrcn bestand, wurde wie oben beschrieben hergestellt. Das vernetzte Copolymere bestand aus Methoxyäthylmethacrylat (40%) und Hydroxyäthylmethacryiat (58%) und war mit 2% l,5-Divinyloxy-3-oxapentan als Vernetzungsmittel vernetzt. Die Copolymerisation war mit AlBN als Katalysator erfolgt. Um den auf diese Weise gebildeten Stab wurde ein Gemisch von 30% Polyäthylenglykol, 15,5% Methoxyäthylenmethacrylat und 52.4% Hydroxyäihylmcthaciylat mit 2% 1.5-Divinyloxy-3-oxapentan in Gegenwart von 0,1% AlBN als Katalysator herumcopolymcrisieri. Das Gemisch ■ti wurde 30 Stunden bei 40⁰C polymerisiert und sodann 10 Stunden bei 60⁰C gehärtet. Der zusammengesetzte Stab wurde auf einen Durchmesser von 14 mm gedreht und zu zylindrischen Abschnitten geschnitten, aus denen die Kontaktlinsen hergestellt wurden. Nach der Hydratation wurde eine Hart-Weich-Linse erhalten, bei welcher im Vergleich zum geschliffenen Zustand vor der Hydratation keine Verformung der Krümmungsradien eingetreten war. Das Verhältnis der Härtendes Mittelteils zu dem äußeren Teil der Linsen betrug 2 : 1.

Beispiel 2

Urn einen u-rnrn-Siab aus einem vernetzten CopoSyrneren von Mcthoxyäthyimeihacrylat (95%) und Hydroxyäthylmethacrylai (2%), vernetzt mit 3% Äthylenglykoldimethacrylai, wurde ein Gemisch von 40% Polyäthylen-

glykol, 12% Methoxyäthylmethacrylai,46% Hydroxyäthylmethacryiat und 1,5% Äthylenglykoldimethacrylat in Gegenwart von 0,5% AIBN 24 Stunden bei 42°C herumpolymerisiert Der zusammengesetzte Stab wurde 12 Stunden bei 6O⁰C gehärtet Das Material wurde zu einem Stab gedreht, aus welchem eine Linse hergestellt wurde. Bei der Hydratation wurde eine Linse erhalten, welche eine verhältnismäßig härtere Mitte und eine weichere Kante aufwies. Die Härte der Mitte betrug im Vergleich zu der Kante etwa 20:1. Es wurde keine

Verformung oder keine Spannung der weicheren Kantenstruktur beobachtet Beispiel 3

Um einen Stab (6 mm Durchmesser) aus einem vernetzten Copolymeren von Methoxyäthylmethacrylat (20%), Hydroxyäthylmethacryiat (78%) und 1,5-Divinyloxy-3-oxapentan (2%) wurde ein Gemisch von Polyäthylenglykol (10%), Methoxyäthylmethacrylat (9%) und Hydroxyäthylmethacryiat (81%) zusammen mit 2 g l,5-Dievinyloxy-3-oxapentan je 100 g des Gemisches und 0,5 g AlBN je 100 g des Gemisches 48 Stunden bei 45° C herumpolymerisiert Der zusammengesetzte Stab wurde 10 Stunden bei 60⁰C gehärtet Das Material

wurde zu einem Durchmesser von 14 mm abgedreht. Daraus wurden Linsen hergestellt. Die Linsen ergaben nach der Hydratation Hart-Weichen-Linsen mit einem Härteverhältnis von der Mitte zur Kante von 1,06 :1. Weder in den M ittel- noch den Kantenzonen der Linse wurden Verformungen oder Spannungen beobachtet.

Bei spi el 4

Um einen Stab (6 mm Durchmesser) aus einem vernetzten Copolymeren von Meihoxyäthylmethacrylat (20%), Hydroxyäthylmethacrylat (76,5%), 1,5-Divinyloxy-3-oxapentan und einem Monomeren, abgeleitet von Allyamin, und einem Reaktivfarbstoff (Cl-Nr. 61 205) wurde ein Gemisch von Polyäthylenglykol (10%), Methoxyäthylmethacrylat (9%) und Hydroxyäthylmethacrylat (81%) zusammen mit 2 g 1,5-Divinyloxy-3-oxapentan je 100 g des Gemisches und 0,5 g AlBN je 100 g des Gemisches 48 Stunden bei 45°C herumpolymerisiert. Der zusammengesetzte Stab wurde 10 Stunden bei 60°C gehärtet. Das Material wurde zu einem Durchmesser von 14 mm heruntergedreht. Daraus wurde eine Linse hergestellt. Die Linse ergab bei der Hydratation eine Hart-Weich-Linse mit einem Härteverhältnis von der Mitte zur Kante von 1,09 : 1. Weder in den Mittel- noch in den Kantenzonen der Linse wurden Verformungen oder Spannungen beobachtet. Die Linse hatte einen transparenten blauen Mittelteil und einen ungefärbten Kantenteil.

Beispiel 5

Es wurde eine Linse wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das umgebende Polymerisatioiisgemisch 1,5 g je 100 g des Gemisches eines Monomeren, abgeleitet von Allylamin. und einen Reaktivfarbstoff (CI-Nr. 61 205) enthielt. Es wurde eine Linse gebildet, welche einen transparenten und ungefärbten Mittelteil mit einem spannungsfreien und verformungsfreien gefärbten Umfangsrand hatte.

Beispiele

(..'.' Linsen mit einer hydrophoben Mitte und einer weichen hydrophilen Kante wurden nach den Stufen der

(■ Beispiele 1 bis 3 hergestellt, wobei ein Mittelstab mit 6 mm, hergestellt aus Methylmethacrylat (99%), das mit

■ Äthylenglykoldimethacrylat (1%) polymerisiert worden war, verwendet wurde. Diese Linsen zeigten eine harte

Mitte und eine weichere periphere Kante ohne beobachtbare Spannungen oder Verformungen. Sie ergaben eine größere Flüssigkeitszirkulation auf der hydrophoben Mitte.

Beispiel 7

v; Ein 14-mm-Stab wurde durch Polymerisation eines Gemisches, enthaltend 2-Hydroxyäthylmeihacrylat (56%), J5

Methoxyäthylmethacrylat (14%), Polyäthylenglykol, Molekulargewicht 6000(30%), zusammen mit 2 g pro 100 g l.S-Divinyloxy-S-oxapcnlan und 0,5 g pro 100 g AlBN als Katalysator, über einen Zeitraum von 24 Stunden bei 42°C und durch weiteres Härten 10 Stunden bei 60"C erhalten. In die Mitte wurde ein Loch mit 6 mm gebohrt und ein Gemisch von 2-Hydroxyäthylmethacrylat (58%), Methoxyäthylmethacrylat (40%). 1,5- Divinyloxy-3-oxapentan (2%) und 0,5 g AIBN je 100 g des Gemisches wurde darin 24 Stunden bei 40°C polymerisiert, wobei ein weiteres lOstündiges Härten bei 60°C erfolgte. Aus dem Material wurde eine Linse geschnitten, welche nach der

% Hydratation eine Hart-Weich-Linse mit einem Härteverhältnis von der Mitte zu der Kante, ausgedrückt als

Wassergehalt, von 2 :1 aufwies.

Beispiel 8

Um einen Stab mit einem Durchmesser von 6 mm aus einem vernetzten Copolymeren von Methylmethacrylat (40%), 2-Hydroxyäthylmethacrylat (58%) und 1,5-Divinyloxy-3-oxapentan (2%) wurde ein Gemisch von 2-Hy- :_: droxyäthylmethacrylat (56%), Methylmethacrylat (14%), Polyäthylenglykol, Molekulargewicht 6000 (30%), zu-

.;'' sammen mit 2 g 1,5-Divinyloxy-3-oxapentan je 100 g und 1,0 g AIBN je 100 g des Gemisches 48 Stunden bei

^; 40°C herumpolymerisiert, wobei eine weitere Härtung 10 Stunden lang bei 6O⁰C erfolgte. Eine aus diesem

Material herausgeschnittene Linse ergab bei der Hydratation eine Hart-Weich-Linse mit einem als Wassergehalt ausgedrückten Härteverhältnis von der Mitte zu der Kante von 15:1.

Es wurde gefunden, daß die Härteverhältnisse vom Mittelteil zum äußeren Teil von 1:1 bis 50 :1 variiert ■0 werden können, indem man die jeweiligen Zusammensetzungen der Mittel- und Kantenmaterialien einstellt. Es

j§ hat sich gezeigt, daß geeignete Zusammensetzungen für die Mittel- und Kantenmaterialien in folgenden Berei-

% chen variieren können und annehmbare Eigenschaften für einen relativ harten Mittelteil, der von einem hydro-

philen Umfangs-Randteil umgeben ist, erhalten werden.

Annehmbarer Bevorzugter

Bereich Bereich

A. Mittekeil

Wasserlösliches VinyImonomeres bis zu 100% 10 bis 70%

Wasserunlösliches hydrophile? Monomeres bis zu 100% 30 bis 90%

Vernetzungsmittel bis zu 20% 1 bis 5%

Katalysator 0,1 bis 1,0% 0,2 bis 0,5%

B. Peripherer Rand

Wasserlösliches Vinylmonomeres 5 bis 90% 5 bis 90%

Wasserunlösliches hydrophiles Monomeres 10 bis 100% 10 bis 90%

Vernetzungsmittel bis zu 20% 1 bis 5%

Katalysator 0,1 bis 1,0% 0,2 bis 03%

wasserlösliche inverte Substanz bis zu 50% 5 bis 40%

Alle Prozentmengen sind auf das Gewicht bezogen.

Beispiele für wasserlösliche Vinylmonomere, die verwendet werden können, sind:

1. Hydroxyäthylmethacrylate und -acrylate, wobei die Alkylgruppen 2 bis 6 Kohlenstoffatome besitzen;

2. Vinylhydroxyacetat, Vinylhydroxypropionat, Vinylhydroxybutyrat;

3. N-Vinyllactame, nämlich N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam und N-Vinylpiperidon;

4. Ν,Ν-Dialkylaminoäthylmethacrylate und -acrylate, wobei die Alkylgruppen 0 bis 2 Kohlenstoffatome besit-

^zen;

5. Hydroxyalkylvinyläther, wobei die Alkylgruppen 2 bis 4 Kohlenstoffatoi :e besitzen;

6. 1 - Vinyloxy-2-hydroxyäthylen, 1 -Vinyloxy-S-hydroxy-S-oxapentan, 1 -Vinyloxy-e-hydroxy-S.e-dioxyoctan, l-Vinyioxy-ll-hydroxy-S.eS-trioxaundecanundl-Vinyloxy-H-hydroxy-S.e&^-tetraoxytetradecan;

7. N-Vinylmorpholin;

8. Ν,Ν-Dialkylacrylamide, wobei die Alkylgruppen 0 bis 2 Kohlenstoffatome besitzen;

9. Alkylvinylketone, wobei die Alkylgruppe 1 bis 2 Kohlenstoffatome besitzt;

10. N-Vinylsuccinimid und N-Vinylglutarimid;

11. N-Vinylimidazol;

12. N-Vinyl-3-morpholinon.

Beispiele von wasserunlöslichen hydrophilen Monomeren, die eingesetzt werden können, sind:

1. Methoxyäthyl- und Äthoxyäthylacrylat und -methacrylat;

2. Vinylmethoxyacetat, -propionat und -butyrat;
3. Vinyläthoxyacetat, -propionat und -butyrat;

4. Methoxyalkyl- und -alkoxyalkylvinyläther, wobei die Alkylgruppen 1 bis 4 Kohlenstoffatome besitzen.

Beispiele von wasserlöslichen inerten Substanzen, die mit den Monomeren und Polymeren verträglich sind und die in die Polymermatrix eingearbeitet werden können, sind:

1. Polyäthylenglykol, Polypropylenglykol, Polybutylenglykol, M. G. 1000 bis 100 000;

2. Benzoesäure, Toluylsäure, Naphthoesäure;

3. Ester und Äther von Polyäthylenglykolen, Polypropylenglykol und Polybutylenglykol, M. G. 100 bis 100 000;

_M 4. Seifen und Netzmittel;

5. Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylcaprolactam, Polyvinylpiperidon;

6. N-Acetylpolyäthylenimin;

7. Poly-N-vinylimidazol, Poly-N-vinylsuccinimid, Poly-N-vinylglutarimid.

Beispiele von geeigneten Vernetzungsmitteln sind:

1. Vinylacrylat und-methacrylat;

2. Allylacrylatand-methacrylat;

3. Diacrylate und Dimethacrylate von Polyäthylen-, Polypropylen- und Polybutylenglykolen; 4. Triacrylat und Trimethacrylat von Glycerin;

5. Triallylcyanurat;

6. Olefinglykoldimethacrylate;

7. Allyldiglycolcarbonat;

8. Triallylcyanurat;

_h5 9. Diallylcarbonatc und Polyallylcarbonaic von Dihydroxy- oder Polyhydroxyverbindungen-,

0O. Divinyl- und Polyvinyk*:irbonulc von Dihydroxy- oder Polyhydroxyverbindungen:

11. Di- oderTriacrylate und -methacrylate von Polyhydroxyverbindungen;

12. Di- oder Trivinylester von Di- oder Polycarbonsäuren;

13. Di- oderTrivinyläther von Di-oder Polyhydroxyverbindungen:

14. Di-oderTriallyläther von Di-oder Polyhydroxyverbindungen; 5

15. Di- oder Triallylcster von Di- oder Polycarbonsäureverbindungcn.

Der bevorzugte Katalysator für die Verwendung hierin ist Azobisisobutyronilril. Es können mit verschiedenem Erfolgsgrad auch viele andere Katalysatoren verwendet werden, die die Polymerisation und die Vernetzung induzieren. So können z. B. verschiedene organische Peroxide verwendet werden, wie Benzoylperoxid, Chlor- io benzoylperoxid, terU-Butylperoxycarbonat, Laurylperoxid und dergleichen, sowie viele andere Peroxide, die in dem Monomersystem löslich sind.

Auf die gezeigte Weise können auch Scleral-Kontaktlinsen, Corneal-Kontaktlinsen, Mikrolinsen und spezielle Korrekturlinsen, z. B. solche, welche eine künstliche Iris, eine zentrale oder periphere Opazität enthalten, hergestellt werden sowie Linsen, die für Fälle von Albinismus, Augenatrophien oder anderen Bedingungen 15 geeignet sind. Die Gegenwart eines hydrophilen peripheren ergibt ein besseres Tragen bei allen Linsentypen. Die Abstufung der physikalischen Eigenschaften von einem Teil zum anderen derLinse gestattet eine Vielseitigkeit, die bislang bei der Herstellung von Kontaktlinsen nicht bekannt war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 20

Claims

Patentansprüche;

1. Kontaktlinse, bestehend aus einem Mittel-Linsenteil und einem hiermit verbundenen peripheren Randteil, wobei der Mittel-Linsenteil eine größere Härte als der periphere Randteil besitzt und der periphere

s Randteil aus einer hydrophilen, wasserquellbaren, mit dem den Mittel-Linsenteil bildende:· Material verträglichen Polymermalrix besteht, dadurch gekennzeichnet, daß bei der in Gegenwart einesVernetzungsmittels duchgeführten Polymerisation des Randteils eine wasserlösliche inerte Substanz dispergiert in die Matrix eingebaut wird und aus der Matrix während der Hydratation des hydrophilen Polymeren zumindest teilweise wieder entfernt wird.

ίο

2. Kontaktlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittel-Linsenteil aus einem hydrophilen Polymeren besteht

3. Kontaktlinse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittel-Linsenteil aus einem vernetzten Copolymeren aus 30 bis 90 Gew.-% eines wasserunlöslichen hydrophilen Monomeren und 10 bis 70 Gew.-% eines wasserlöslichen Vinylmonomeren und einem kleineren Betrag bis zu 20 Gew.-% eines Vernetzungsmittel besteht

4. Kontaktlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Randteil aus einem Copolymeren aus 10 bis 95 Gew.-% eines Hydroxyalkylacrylats oder -methacryiats, 5 bis 90 Gew.-% eines hydrophilen wasserunlöslichen Monomeren und bis zu 10 Gew.-% eines Vernetzungsmittels und aus einem kleineren 3etrag bis zu 40 Gew.-% einer wasserlöslichen inerten Substanz innerhalb des Copolymeren hergestellt wurde.

5. Kontaktlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Mittel-Linsenteil aus einem vernetzten Copolymeren aus 10 bis 70 Gew.-% Hydroxyäthylmethacrylat 30 bis 90 Gew.-% Methoxyäthylmethacrylat und einem kleineren Betrag bis zu etwa 20 Gew.-% eines vernetzenden Monomeren besteht und daß der periphere Randteil aus einem vernetzten Copolymeren aus 10 bis 95 Gew.-% Hydroxyäthylmethacrylat, 5 bis 90 Gew.-% Methoxyäthylmethacrylat, einem kleineren Betrag bis zu 10 Gew.-% eines vernetzenden Monomeren und aus einem kleineren Betrag bis zu 40 Gew.-% einer wasserlöslichen inerten Substanz innerhalb des Copolymeren, die aus der Matrix während der Hydratation des hydropohilen Polymeren zumindest teilweise entfernt wird, hergestellt wurde.

6. Kontaktlinse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche inerte Substanz in der Polymermatrix von der Hydratation in annähernd volumeirischer Äquivalenz zu dem in der Polymermatrix nach der Hydratation absorbierten Wasser vorgelegen hat.

7. Kontaktlinse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die inerte Substanz aus einem der folgenden Materialien besteht:

(1) Polyäthylenglycol, Polyporpolyenglycol, Polybutylenglycol, Molekulargewicht 1000 bis 100 000,

(2) Benzoesäure,Toluylsäure, Naphthoesäure,

(3) Ester und Äther von Polyäthylenglycolen, Polypropylenglycolen und Polybutylenglycolen, Molekulargewicht 100 bis 100 000,

(4) Seifen und oberflächenaktive Mittel,

(5) Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylcaprolactam, Polyvinylpiperidon,

(6) N-Acetylpolyäthylenimin,

(7) Poly-N-vinylimidazol, Poly-N-vinylsuccinimid, Poly-N-vinylglutarimid.

8. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktlinse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, deren Mittelteil eine größere Härte als deren Randteil aufweist, bei dem ein strangförmiger Körper aus einem Copolymeren mit ersten physikalischen Eigenschaften gebildet wird und um diesen durch Polymerisation eines polymeren Materials mit zweiten physikalischen Eigenschaften mindestens eine Schicht ausgebildet wird und bei dem von dem beschichteten strangförmigen Körper senkrecht zu dessen Achse Abschnitte abgetrennt werden, aus denen durch mechanische Bearbeitung jeweils eine Kontaktlinse fertiggestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Polymerisation der Schicht in Gegenwart eines Vernetzungsmittels eine wasserlösliche inerte Substanz dispergiert in die Polymermatrix eingebaut wird und aus der Matrix während der Hydratation des hydrophilen Polymeren zumindest teilweise wieder entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlösliche inerte Substanz in einer Menge vorliegt, die annähernd volumetrisch äquivalent zu der Wasserabsorption des Materials bei der Hydratation ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die inerte Substanz aus mindestens einer der Verbindungen

(1) Polyäthylenglycol, Polypropylenglycol, Polybutylenglycol, Molekulargewicht 1000 bis 100 000.

(2) Benzoesäure,Toluylsäure, Naphthoesäure,

(3) Ester und Äther von Polyäthylenglycolen, Polypropolyenglycolcn und Polybulylenglycolcn. Molekulargewicht 100 bis 100 000,

(4) Seifen und oberflächenaktiven Mittel,

γ (^r>) Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylcaprolactam, Polyvinylpiperioclon,

•ii (ti) N-Aceiylpolyäthylcnimin.

V.^{1 b}" (7) Poly-N-vinylimidii/ol, Poly-N-vinylsuccinimid, Poly-N-vinylglutarimid

||i besteht.