DE2519708C3

DE2519708C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kontaktlinsen

Info

Publication number: DE2519708C3
Application number: DE19752519708
Authority: DE
Inventors: Pierre Gilbert Sainte Genevieve Des Bois Lagouche (Frankreich)
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1974-05-03
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1980-04-10
Also published as: DE2519708A1; DE2519708B2; CH588342A5

Description

Kombination zueinander zusammensetzbaren Teilen mit verschiedenen Krümmungsradien ihrer Formflächen, so daß durch entsprechende Auswahl der Formstücke aus einem Vorrat eine große Anzahl von Kontaktlinsen mit unterschiedlichen optischen und geometrischen Parametern geformt werden kann.

Diese bekannte Vorrichtung eignet sich jedoch nur dazu, um einen ungeformten Rohling des Ausgangsmaterials in eine vorbestimmte Kontaktlinse mit gegebenen Krümmungsradien und vorgegebener Brechkraft umzuformen, keinesfalls jedoch dazu, einen bereits vorgefertigten Kontaktlinsenrohling mit gegebenen optischen Parametern an die jeweilige Krümmung der Hornhaut des Auges eines Patienten anzupassen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem schnell und einfach vorgefertigte Kontaktlinsenrohlinge mit gegebenen optischen Parametern an die jeweilige Augenoberfläche des einzelnen Patienten angepaßt werden können. ·<.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Kontaktlinsenrohling ein solcher verwendet wird, der die gegebenen optischen Parameter aufweist, dieser Rohling auf seine Erweichungstemperatur erwärmt, gegen die Formoberfläche gedrückt wird und dabei die optischen Parameter beibehalten werden.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß es keinesfalls unvermeidbar ist, daß bei einer Verformung eines bereits vorgefertigten Kontaktlinsen- .-. rohlings zur Erzielung der gewünschten Krümmung seiner inneren konkaven Oberfläche, auch die optischen Eigenschaften der Kontaktlinse verändert werden. Wie dem Fachmann ohne weiteres einleuchten wird ist nämlich lediglich der korneale, also der zentrale Bereich : der Kontaktlinse für ihre optische Korrekturwirkung verantwortlich, während der sklerale Bereich lediglich zur haftenden Anlage, schwimmend auf einem dünnen Film von Tränenflüssigkeit, am Auge des Patienten bestimmt ist. In der Praxis macht sich also eine Veränderung der Brechkraft des skleralen Bereichs einer Kontaktlinse optisch für den Patienten nicht bemerkbar. Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung macht man sich diese Erkenntnis in vorteilhafter Weise dadurch zunutze, daß zur Anpassung der inneren Krümmungsradien der Kontaktlinse lediglich deren skleraler Bereich an die entsprechend geformte Formobcrflächc angedrückt und dabei verformt wird. Auf diese Weise läßt sich mit einer geringen Anzahl von vorrätig gehaltenen Kontaktlinsenrohlingen mit be- π stimmten optischen Parametern eine sehr rasche Anpassung an das zu korrigierende Auge des jeweiligen Patienten vornehmen, ohne daß es aufwendiger Dearbeitungsvorgänge oder gar einer einzelnen Neuherstellung einer Kontaktlinse bedürfte. Von ,, besonderem Vorteil ist hierbei auch, daß sich das Verfahren ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, sowohl für sog. »harte« als auch für hydrophile »weiche« Kontaktlinsen verwenden läßt. Erforderlich ist dabei lediglich, daß das Material der ■ jeweiligen Kontaktlinse ohne Zerstörung der Struktur und der optischen Eigenschaften thermoplastisch verformbar ist.

Eine besonders bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einem wenigstens zwei konzentrische, dem kornealen bzw. skleralen Bereich des Auges anpaßbare Formelemente aufweisende Formstempel und einem Druckstempel ist dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Stellung jedes Elements einzeln einstellbar ist, und daß die axialen Stirnflächen der Formelemente von einer schmiegsamen, die Formoberfläche bildenden Membran überdeckt sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausgestaltungen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Formstempel und einem Druckstempel,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch die Vorrichtung,

F i g. 3 einen Aufriß der Vorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Linsenkörper in größerem Maßstab,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung mit eingesetztem Linsenkörper,

Fig.6 eine vergrößerte Teiiansichl des Linsenkörpers, in welcher das erzeugte Profil dargestellt ist,

F i g. 7 eine Ansicht eines Linsenkörpers mit einer ein Tragnetz aufweisenden Kontaktoberfläche,

F i g. 8 p.";ne stark vergrößerte Teilansicht des Profils des in der F i g. 7 gezeigten Linsenkörpers mit schematisch angedeuteter Membranoberfläche,

F i g. 9 eine Teilansicht der Vorrichtung mit einer nach F i g. 7 ausgestalteten eingesetzten Kontaktlinse, und

F i g. 10 und 11 zwei Arten eines Tragnetzes.

Die in Fig. I bis 3 dargestellte Vorrichtung umfaßt drei rohrförmige Elemente la, Xb, lc(Fig. 1 und 2), die je in ihrem unteren Teil in einem Gewinde mit gleichem Durchmesser und gleicher Steigung (z. B. 0,5 mm) enden und sich in einem mit Muttergewinde versehenen Käfig 8 mit drei Fenstern 8a bewegen. Die Elemente la, IZj, Ic werden durch Markierungselemente 11a, Wb, lic betätigt, die sich vor Skalen 12a, 126,12cbewegen.

Die Arbeitsfläche eines jeden der Elemente la, Ii, Ic ist zwischen Maximal- und Minimalradien Rl —R3 bearbeitet, 7 B. bei einer inneren Haiboberfläche mit R = 8 mm und einer äußeren Halboberfläche mit R = 7,5 mm.

Die Arbeitskrümmungsfläche des festen Elements 2 dient als Träger für die nachgiebige elastomere Membrane 3. Das Element ist zusammen mit dieser in den Käfig 8 durch die Gewindeschraube 8 eingeschraubt. Die Dichtheit wird durch eine torische Dichtung 15 und die Umfangsverstärkung der Membrane sichergestellt (F i g. 1 und 2).

Der Einstellteil der Vorrichtung ist durch eine Kappe 10 geschützt, die auf den Käfig 8 aufgeschraubt und durch die Dichtung 17 abgedichtet ist.

Ein Druckstempel *>, in den das elastomere Kissen 4 eingesetzt ist, bewegt sich in einem durchbrochenen Zylinder 7 und ist axial mittels einer Einrichtung mit Winkelanzeige verstellbar, die zwei Schrauben 16 mit eingebauter Kugel und Gegenmutter 14, ferner eine verriegelbare Schraube 13, desgleichen mit Kugel und Skalenscheibe, aufweist (Fig. 2 und 3). Diese Möglichkeit erlaubt die Verformung der Linse mit /eränderlicher Kraft. Der Kolben 5 weist einen verstellbaren Kern 5a auf (Fig. I), welcher eine Veränderung der lokalen Elastizität des Kissens 4 ermöglicht.

Die verformende Gestaltung entsprechend der Hornhauttopographie oder die Modellierung gemäß

einem wahlweise gesuchten Profil wird bewirkt, indem man die Werte an den verschiedenen Regelelementen einstellt (eine Rechentafel kann aufgestellt werden). Die Linse L wird auf die Membrane gelegt und das Kissen 4 zum Kontakt herangeführt. Das Ganze wird auf eine für die Biegsamkeit des Linsenmaterials notwendige Temperatur gebracht und hierauf der vorbestimmte Enddruck ausgeübt. Die Größe der erhaltenen Krümmungsvariationen ist direkt proportional der Anzahl der formbildenden koaxialen Elemente (ungefähr 0,7 mm für die dargestellte Vorrichtung).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, von einem gegossenen Linsenkörper mit einer Krümmung C. dem vorgewählten optischen Wert und dem sklero-limbischcn Gürtel id (Fig. 4 und Fig. 7) das Kontaktprofil in Funktion von den genauen gegebenen Topographien (der augenmetrischen Erhebung, dem »essai fluorisceine« usw.) zu modifizieren.

Die Kontaktoberfläche des Linsenkürpers kdini einheitlich sein (F i g. 4 bis 6), doch kann das Prinzip der Vorrichtung selbst (variable Krümmung, von der Nachgiebigkeit der Membrane unabhängige Unveränderlichkeit der Kontaktoberfläche, Arbeit bei der Biegungstemperatur) es erlauben, die Fabrikation einer Linse auf breiterer und stärker ausgearbeiteter Basis (F i g. 7 bis 10) mit Tragnetz 5, einen Tränenaustauschbeschleuniger zu verwirklichen. Ein solches Netz wird z.B. durch Kanäle 51 und Erhebungen 52 mit abgerundetem Profil gebildet, Tangenten an eine Formkrümmung C. Die Elemente dieses Netzes können konzentrisch zu einem zentralen glatten Bereich Ia Fig. 10 (Durchmesser z. B. 3 bis 4 mm) oder in Spiralen angeordnet sein, welche von dem kornealen Bereich la ausgehen und in dem sklero-limbischen Gürtel id (Fig. 11 Jausmünden.

Der Vorsprung der stegartigen Erhebungen muß mit der mittleren Dichte des Tränenflüssigkeitsfilm verträglich sein; ungefähr 6 μ in der co-apicalen Zone bis zu 15 μ in der peripheren Zone. Dieser Vorsprung wird von der Form her unverändert von der (elastomeren) Membrane 3 des formbildenden Werkzeugs (F i g. 1 und 5) aufgenommen.

Die Verformung ergibt im Falle der beschriebenen Vorrichtung ein Innenprofil (F i g. 6) mit einer zentralen Zone la, zwei ringförmigen Zwischenzonen ib und Ic. die etwa Tangenten an die gesuchte Krümmung Ci bilden und der Verformung der Trägermembrane 3 entsprechend durch ringförmige Anpassungsstreifen 2a, 2b, 2c miteinander verbunden sind. Diese Streifen bilden ein Trägernetz, welches in den vorerwähnten Zonen die für die Saue-stoffzufuhr zur Hornhaut unerläßliche Menge der Tränenflüssigkeit aufrechterhält.

Die Vorrichtung erlaubt somit die Zahl an verschiedenen erforderlichen Linsenkörpern auf ein Minimum zu reduzieren, da man sie auf die optischen Parameter beschränken kann.

Eine andere interessante Anwendung der beschriebenen Vorrichtung ist es, diese auf den Vorgang der Polymerisation eines lentikularen (linsenförmigen) Elementes bei der Formung in eine einfache oder komplexe Krümmung (optische Brechkraft durch Regelung der koaxialen Elemente des Kolbens; Ausrichten; Kontaktprofil durch Regelung der koaxialen Elemente der Calotte), oder auf denjenigen der Elemente zur Verbindung eines zusammengesetzten linienförmigen Körpers anzuwenden. (In dieser Anwendung ist die Shore-Härte der Membrane des Fonnbildners genau zu wählen.)

Die Membran 101 ist eine dünne Membran (von ca. 10 bis ²⁰ZiOo mm Dicke), von einer genügend hohen Härte [?.. B. 60° Shore) und hat vorzugsweise eint¹ gute thermische Leitfähigkeit sowie eine gute Wärmehaltung. Sie besteht beispielsweise aus einem Silikon-Elastomer einer Handelstype, die unter dem Zeichen Ecosil 4952 von Emersol & Cuming bekannt ist. Man kann aber auch Silikone verwenden, die mit metallischen Teilchen beladen sind, oder ein Tetrafluräthylen von reduzierter Verformbarkeit. In einer vorzugsweisen Variante verwendet man ein Gcwbe aus einem Superpolyamid. das umkleidet ist von einem geschmolzenen Silikon und am Umfang der Membran einen Verstärkungsrand bildet.

Die Membranen sind im allgemeinen von gleichförmiger Dicke, aber für die Fälle von Astigmatismus kann man Membranen ungleichmäßiger Dicke verwenden, die auf einer Seite durch eine kugelförmige Fläche, aiii der anderen im wesentlichen durdi eine Ellipsoidc (im wesendlichen dem Grad des Astigmatismus entsprechend) begrenzt ist, wobei man eine Serie von gestaffelten Membranen vorsehen kann. Der Linsenkörper wird dann auf eine solche Ellipsoide aufgebracht, deren Charakteristiken man fein einstellen kann, indem man die Elemente la bis lceinstellt.

In einem typischen Beispiel mit Kontaktlinsenrohlingen aus Methyl-Methacrylat verwendet man zur Erweichung eine Heiztemperatur von 85^eC (gemessen durch Anlegen eines Thermometers an das beheizte Element) während einer Heizdauer von etwa 2' 30". Der Heizphase folgt eine AbküMungspnase, bei der die Abkühlungseinheit am Ort verbleibt. Die Zeit des Abkühlens beträgt z. B. etwa 3'.

Die erhaltenen Linsen bewahren den optischen Parameter der ursprünglichen Linsenkörper, wobei ihre innere Oberfläche im wesentlichen die optimale Krümmung der Oberfläche 5 erhält. Da die sehr elastischen Linsenmaterialien die Tendenz haben nach der Phase ihrer Anpressung gegen die Membran 3 »zurückzukehren« erhalten sie zweckmäßig einen Krümmunesüberschuß. Ein solcher Kriimmungsüberschuß kann leicht empirisch festgestellt werden.

Prinzipiell ist kein Fehler bezüglich der Formgestaltung der Linse auf der Oberfläche 5 zu befürchten (abgesehen von der elastischen Rückverformung, der man jedoch in der vorerwähnten Weise Rechnung tragen kann), noch bezüglich der Übereinstimmung der Oberfläche 5 (eventuell in Hinsicht auf die elastische Rückverformung korrigiert) mit der Oberfläche des Auges. Man kann insbesondere, um die Übc.cinstimmung der Oberfläche 5 mit derjenigen des Auges sicherzustellen, Photographien vom Auge verwenden, um, vorzugsweise vergrößert, das erhaltene Profil abzubilden, indem es dazu dient, mit Hilfe von Rechengeräten und/oder -tafeln die optimalen Einstellungen der verschiedenen Elemente la, Ib, Ic zu bestimmen: Diese verschiedenen Einstellungen entsprechen genau markierten Stellungen der Markierungsele-■" mente 11a, lift, lic Man kann auch zu direkten optischen Messungen am Auge zwecks Abbildung übergehen oder auch mit Abgüssen od. dgl. arbeiten.

Die Linsenkörper bestehen vorzugsweise aus einem

polymerisierbaren Material und werden durch Polyme-

i risation hergestellt, wobei die endgültige Polymerisation erst stattfindet, wenn der Linsenkörper gegen die Oberfläche der Membrane gedruckt wird

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Kontaktlinsen aus einem unter Einwirkung von Wärme und Druck verformbaren Kunststoff mit gegebenen optischen Parametern und einer inneren Oberfläche, die der Gestalt des Auges, für das die Kontaktlinse bestimmt ist, entspricht, unter Verwendung einer dieser Gestalt entsprechenden Form und eines Kontaktlinsenrohlings, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktlinsenrohling ein solcher verwendet wird, der die gegebenen optischen Parameter aufweist, dieser Rohling auf seine Erweichungstemperatur erwärmt, gegen die Formoberfläche gedruckt wird und dabei die optischen Parameter beibehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling mit 2,5 bis 5 Bar angedruckt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlinse nach der Verformung abgekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete sphärische Kontaktlinsenrohling eine glatte innere Oberfläche aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave innere Oberfläche des Koniaktlinsenrohlings reliefartig erhabene Vorsprünge aufweist, deren geringe Überdicke durch örtliches Nachgeben der Formoberfläche bei.π Andrücken aufgenommen wird.

6. Vorrichtung zur D;:rchfüh.rjng des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem wenigstens zwei konzentr%:he, dem kornealen bzw. skleralen Bereich des Auges anpaßbare Formelemente aufweisenden Formstempel und einem Druckstempel, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Stellung jedes Element (la, \b, Ic^ einzeln einstellbar ist, und daß die axialen Stirnflächen der Formelemente (la, \b, ic) von einer schmiegsamen, die Formoberfläche bildenden Membran (3) überdeckt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Stirnfläche jedes der Formelemente (la, \b, ic) entsprechend dem zugehörigen Bereich des Auges mit radial verschiedenen Krümmungsradien (R 1, R 2, R 3) geformt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Bereich um die Formoberfläche und den Druckstempel (4,5) auf die Erweichungstemperatur des Kontaktlinsenrohlings erwärmende Heizeinrichtung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) aus einem elastomeren gewebeverstärkten Material besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) metallisiert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 his

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) eine gleichmäßige Dicke aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß df-i Druckstempel (4,3) federkraftbeaufschlagt ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kontaktlinsen aus einem unter Einwirkung von Wärme und Druck verformbaren Kunststoff mit gegebenen optischen Parametern und einer inneren Oberfläche, die der Gestalt des Auges, für das die Kontaktlinse bestimmt ist, entspricht, unter Verwendung einer dieser Gestalt entsprechenden Form und eines Kontaktlinsenrohlings, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Anpassung von Kontaktlinsen an das zu korrigierende Auge sind nach dem Stand der Technik mehrere Möglichkeiten bekannt. Die aufwendigste Methode besieht darin, eine sehr große Anzahl von bereits fertiggestellten Kontaktlinsen mit unterschiedlicher optischer Brechkraft bereitzustellen und für jede der einzelnen Brechkraftstufen auch noch einen Satz von optisch gleichen Linsen mit unterschiedlichen inneren Krümmungsradien, entsprechend dem Krümmungsradius des zu korrigierenden Auges vorzusehen. Zur Anpassung einer Kontaktlinse mit bestimmten optischen Eigenschaften wird dann vom Optiker aus dieser großen Anzahl verfügbarer Kontaktlinsen diejenige ausgewählt, die sowohl in optischer als auch geometrischer bzw. topographischer Hinsicht dem Auge des Patienten am besten angepaßt ist. Es versteht sich von selbst, daß der hierzu notwendige Aufwand an Investitionskapital für die große Anzahl von vorrätig zu haltenden Kontaktlinsen sehr unerwünscht ist. Zudem ist zu beachten, daß verschiedene Typen dieser Kontaktlinsen mit bestimmten optischen Eigenschaften und gewissen Krümmungsradien sehr häufig benötigt werden, ohne daß dies vorhersehbar wäre, so daß der Optiker bzw. Augenarzt von jeder Sorte von Kontaktlinsen noch eine größere Anzahl bereitstellen muß.

Wegen dieses in der Praxis untragbaren Aufwands wurde bereits vorgeschlagen, jeweils eine an die optischen und geometrischen Werte des Patientenauges angepaßte Kontaktlinse speziell und in Einzelfertigung herzustellen. Dies jedoch bedingt eine gewöhnlich recht lange Wartezeit, bis die in Emzelanks ligung bestellte Kontaktlinse zur Verfügung steht. Zur Verkürzung der Zeit wurde auch bereits vorgeschlagen, eine Kontaktlinse mit annähernd der gewünschten Krümmung aus dem Vorrat auszuwählen und sowohl die optischen Parameter als auch die erforderliche Krümmung durch nachträgliche Oberffächenbearbeitung des Rohlings auf die gewünschten Werte zu bringen.

All diesen bekannten Verfahren ist jedoch gemeinsam, daß sie mehr oder minder aufwendig und an die Bedürfnisse des Einzelfalls wenig anpassungsfähig sind.

In der GB-PS 6 11 432 ist bereits eine Vorrichtung zur Formung von Kontaktlinsen beschrieben, bei welcher zu; Gestaltung der im kornealcn Bereich und im skleralen Bereich der Kontaktlinse unterschiedlichen Krümmungsradien sowohl der Druckstempel für die äußere Oberfläche als auch der Formstempel für die innere konkave Oberfläche, die ja an die Oberfläche des Augapfels des zu korrigierenden Auges angepaßt werden muß. in einen zentralen zylindrischen Zapfen mit entsprechend gekrümmter Stirnfläche und einen konzentrisch dazu angeordneten Ring aufgeteilt sind. Die Stirnfläche des zentralen Zapfens des Druckstem· pels und des Formstempcls ist dabei entsprechend dem korncalcn Bereich gekrümmt, während der Krümmungsradius der konzentrisch hierzu angeordneten Formelcmente dem skleralen Bereich der Kontaktlinse entsprechend ausgebildet M. Diese Formpresse besteht also aus vier einzeln auswechselbaren und in beliebieer