DE2838710A1

DE2838710A1 - Verfahren zum giessen von kontaktlinsen

Info

Publication number: DE2838710A1
Application number: DE19782838710
Authority: DE
Inventors: Edward A Travnicek
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1978-09-02
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2005586B; FR2403880B1; CA1112821A; US4141941A; AU3973978A; JPS6155453B2; AU520140B2; JPS5456664A; FR2403880A1; GB2005586A; DE2838710C2

Description

Es werden ausgehend von einer einzigen Gießform für Kontaktlinsen Linsen mit unterschiedlichen Größen dadurch hergestellt, daß in den Gießvorläufer für jede Linse eine gesteuerte Menge eines extrahierbaren Verdünnungsmittels mit geringer Flüchtigkeit eingearbeitet wird, das nach dem Gießen extrahiert wird, wodurch die sich ergebenäe Linse um einen berechenbaren Betrag schrumpft. Es finden unterschiedliche Mengen Anwendung unter Ausbilden entsprechender Größenänderungen der gegossenen extrahierten Linsen.

Die Erfindung betrifft das Herstellen von gegossenen Kontaktlinsen, "vobei insbesondere die Linsengrößen unabhängig von der Formgröße gesteuert werden.

Nach dem Stand der Technik werden Kontaktlinsen aus "weichen" Materialien, wie z.B. Silikon-Kunststoffen vermittels Gießen in mehrteilige Formen hergestellt. Beispiele für einschlägige Veröffentlichungen sind die üS-PSen 3 761 208 und 3 915 609. Die Formen sind mit Gießoberflächen versehen, die die gekrümmten Formen, Durchmesser und hohe optische Poliertheit besitzen, wie sie für das Ausbilden der angestrebten optischen und physikalischen Parameter erforderlich sind. Bisher hat jede spezielle Linse ein unterschiedliches Paar kostspieliger und schwierig herzustellender Formhälften erforderlich gemacht, wodurch die Herstellung von gegossenen Kontaktlinsen wenig optimal, langwierig und übermäßig kostspielig wurde.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein einschlägiges Verfahren zum Gießen einer Mehrzahl an Linsengrößen ausgehend von einem einzigen Paar Gußformhälften zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe verfährt man dergestalt, daß ein extrahierbares Lösungsmittel dem Gießvorläufer zugesetzt und nach dem Gießen das Verdünnungsmittel extrahiert wird. Durch entsprechende Anwendung des Verdünnungsmiteis kann man in verläßlicher Weise (Jrößen der fertigen gegossenen Linsen erhalten, die kleiner als die Matrize sind.

Wenn auch der Stand der Technik z.B. nach der US-PS 3 496 254 angibt, daß starre Kontaktlinsen in einem Quellmittel eingeweicht

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werden können zwecks Vergößern deren Größe und um dieselben flexibel zu machen, kann doch die abschließende Größe derartiger Linsen nur durch Steuerung der "latrizengröße einreguliert werden, d.h. es muß für jede Veränderung der Größe Verfertigen Linse eine weitere 'latrize vorliegen, und die angegebenen Probleme des Gießens von Linsen nach den Stand der Technik wie geringer ^r7irkungsgrad, Langv;ierigkeit und hohe Kosten werden hierdurch nicht ausgeräumt.

Diese Probleme und Nachteile werden erfindungsgemäß ausgeräumt, wobei eine Steuerung der Linsengrcße erfolgt unter Anwenden eines Verdünnungsmittels für den Vorläufer und abschließend Extraktion desselben im Gegensatz zum Stand der Technik, der unterschiedliche Formgrößen erfordert.

Drfindungsgemäß wird ein extrahierbares Verdünnungsmittel in einer vorherbestimmten Menge in das Gießgerisch vor dem Gießen in eine Kontaktlinse eingearbeitet. Das Verdünnungsmittel ist mit einem Lösungsmittel nach dem Gießen der Linse extrahierbar, und das Lösungsmittel wird verdampft, wodurch die Linse um einen berechenbaren Betrag schrumpft, d.h. einen Betrag, der durch die Menge des ursprünglich angewandten Verdünnungsmittels bestimmt wird.

Das Verdünnungsmittel muß mit dem Gießkunststoff mischbar sein und darf sich nicht mit irgendwelchen Bestandteilen desselben umsetzen. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um ein Verdünnungsmittel mit geringer Flüchtigkeit, so daß as Gießgemisch stabil bleibt, d.h. eine bestimmte festgelegte Zusammensetzung während der Herstellung und des Gießens nicht verändert wird.

Durch weitere Auswahl eines extrahierenden Lösungsmittels, das leicht aus dem Gußstück und extrahierter Linse entfernt werden kann, wird ein wirksames und vorhersagbares Schrumpfen der Linse erzielt unter Steuern der fertigen Linsengröße ausgehend von einer gegebenen Matrizengröße in Abhängigkeit von dem "stopfenden" Verdünnungsmittel, d.h. dem dem Gieß-Kunststoff zugesetzten Verdünnungsmittel.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figur erläutert. Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Kontaktlinsen-Gießform und Linse, die ein Beispiel für das System darstellt, Lei dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist.

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Kontaktlinsen aus Silikon-Kunststoffen werden üblicherweise in mehrteiligen Formen hergestellt, ie sie z.B. in der Figur 1 wiedergegeben ist. Diese Formen besitzen die Krüirjnungen, Durchmesser und die hohe optische Poliertheit, die für das Gießen einer Linse mit den angestrebten optischen und physikalischen Parametern erforderlich sind. Drei Variable sind für die erfolgreiche Anpassung von Silikonkunststoff-Linsen bei einem Patienten wesentlich. Es handelt sich hierbei um die Brechungskräfte der Linse, den Basiskurvenradius der Linse und den Gesamtdurclxtnesser derselben. Die letzteren zwei Variablen stehen dergestalt in Wechselbeziehung, daß dieselben die saggitale flJiefe der Linse beeinflussen, jedoch bezüglih der Auslegung und des Zuifbaues der Formen für die Linsen unabhängig voneinander sind.

Wenn alle Größen berücksichtigt ist die Anzahl der verschiedenen Linsen sehr erheblich. Wenn man z.B. optische Brechungswerte von lediglich 0,0 (plan) bis -9,5 Dioptrien mit Inkrementen von 0,25 Dioptrien wählt, liegen 39 verschiedene Brechungskräfte vor. In ähnlicher Weise kann man erwarten, daß wenigstens neun Basiskurvenradien erforderlich sind, d.h. 7,50 mm bis 8,30 mm mit Abstufungen von 0,10 mm und möglicherweise 21 Abstufungen oder Größene von 7,40 mm bis 8,4 mm einschließlich Abstufungen von 0,05 mm.

Es ist weiterhin zu erwarten, daß wenigstens drei Linsendurchmesser erforderlich sind, z.B. 11,5, 12,0 und 12,5 mm und möglicherweise bis zu 7 Durchmesser, z.B. 11,5 bis 13,0 mm mit Inkrementen von 0,25 mm.

Für den stärker begrenzten Fall von 39 Brechungskräften, neun Basiskurvenradien und drei Durchmessern beläuft sich somit die vollständige Matrix der Größen auf 1,053 unterschiedliche Kombinationen. Derartig viele Formgrößen sind nicht nur übermäßig kostspielig und schwierig herzustellen, sondern auch schwierig und kostspielig zu lagern und bei der Produktion zu ahandhaben.

Erfindungsgemäß wird es nun ermöglicht, eine Mehrzahl an Linsengrößen ausgehend von einem einzigen Paar Gießformhälften zu gießen, wodurch man z.B. eine 2/3 Verringerung der angegebenen 1,053 Größen erzielen kann unter Anwenden von drei Basiskurvenradien anstelle von neun.

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Das Gießen der 'lehrzahl Eontaktlinsen unterschiedlicher Größe und ansonsten unterschiedlicher Dimensionen unter Anwenden einer einzigen Form, wie z.B. der in der Figur 1 gezeigten Form 10, wird nachfolgend erläutert.

Es wird eine vorherbestimmte :ienge eines geeigneten Lösungsmittels, d.h. eines Quell- oder Stopfmittels dem Linsengieß-Gemisch vor dem Gießen der Linsen zugesetzt.

Das Gießen wird dadurch bewerkstelligt, daß der Gießvorläufer in eine Matrize 12 zwischen den Formhälften 14 und 16 eingegossen wird. Die konvexen und konkaven Oberflächen 18 und 20 mit optischer Oberflächenbeschaffenheit bilden die ^rIatrize 12, in der die Linse L während des Härtens, z.B. Vernetzens oder Vulkanisiernens des Gießvorläufers ausgebildet wird. Die Oberfläche 18 bildet die 3asiskurve oder hintere Oberfläche der gegossenen Linse und die Oberfläche 20 bildet die vordere oder äußere Linsenoberfläche.

Nach dem Härten und Entfernen der sich ergebenden Linse aus der Form wird das Verdünnungsmittel vermittels Eintauchen in ein geeignetes und vorzugsweises sehr flüchtiges Lösungsmittel extrahiert, das seinerseits z.B. durch Verdampfen entfernt wird. Hierdurch schrumpft die Linse um einen berechenbaren 3etrag. Das Ausmaß des Schrumpfens kann durch Steuern der Menge des dem Gießgemisch zugesetzten Verdünnungsmittels bestimmt v/erden. Es versteht sich jedoch, daß die Flüchtigkeit des Verdünnungsmittels als solche und die Leichtigkeit des Verdampfens oder die Flüchtigkeit des extrahierenden Lösungsmittels Faktoren sind, die bei dem Berechnen der erforderlichen Menge an Verdünnungsmittel für das Erzielen einer gegebenen Verringerung (Schrumpfen) der Linsengröße ausgehend von der ursprünglichen GSeßkonfiguration berücksichtigt werden müssen. Das Verdünnungsmittel sollte z.B. mit dem Gießkunststoff vollständig mischbar sein und sich nicht mit irgendwelchen Bestandteilen des Kunststoffes umsetzen, sowie weiterhin eine geringe Flüchtigkeit besitzen, so daß das Gießgemisch (Vorläufer) eine bestimmte festgelegte Zusammensetzung während des Herstellens und des Gießens beibehält» Andererseits sollte das extrahierende Lösungsmittel nicht nur ein wirksames Lösungsmittel für das Verdünnungsmitel darstellen und das Linsenpolymer nicht bleibend nachteilig beeinflussen oder sich damit

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umsetzen, sondern sollte ebenfalls eine relativ hohe Flüchtigkeit oder leichte Verdampbarkeit aus der extrahierten Linse zeigen.

Wenn auch für das Gießgemisch viele, wenn auch nicht alle, der verschiedenen allgemein bekannten Gießkunststoffe mit optischer Qualität gehören können, stellt ein bevorzugtes und höchst zweckmäßiges Material der Silikonkautschuk dar, d.h. ein klar durchsichtiger farbloser Dimethylsilikon-Kunststoff oder ein Copolymer-Silikonkunststoff, der sowohl Phenyl- als auch Methylkomponenten enthält, wie in den üS-PSen 3 996 187 und 3 996 189 beschrieben, die typisch dafür sind, daß bei deren Vernetzungs- oder Vulkanisationsrekationen ein sehr geringes Schrumpfen eintritt.

Zu geeigneten Verdünngungsmitteln, d.h. "Quellmitteln" oder "Stopfmitteln" gehören flüssige aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe und Silikonöle. Die Silikonöle sind bevorzugt.

Um größtmögliche Lösungsverträglichkeit sicherzustellen, sollte das Silikonöl-Verdünnungsmittel das gleiche oder nahezu das gleiche Phenylsiloxan-zu Methylsiloxan-Verhältnis wie der Silikongieß-Kunststoff aufweisen. So kann z.B. ein handelsgängiger Silikonkunststoff, der als "GE" (General Electric) RTV 655 bezeichnet ist und einige Diphenylsiloxangruppen enthält, leicht "gestopft" oder gequeollen werden vermittels Verdünnen entweder der handelsgängigen Massen mit der Bezeichnung GE SF 1153 und DC (Dow Corning) 510. Zu geeigneten weiteren Silikonkunststoffen gehören GE RTV 615 und DC Sylgard 182, und die zugeordneten verträglichen Silikonöle sind unter den Bezeichnungen DC 200 oder GE SF 96, SF 97 oder SF 98 bekannt. Es kann jede Handhabbare und zur Verfügung stehende Viskosität angeandt werden. Es ist jedoch bevorzugt, ein Verdünnungsmittel anzuwenden, dessen Viskosität sich auf wenigstens 10 cS beläuft und darunterliegende Viskositätswerte zeigen eine zu starke Flüchtigkeit. Andererseits sind Viskositätswerte über 1000 cS nur schwierig zu vermischen. Ein bevorzugter Viskositätsbereich beläuft sich auf 50 bis 350 cS.

Das Extraktionslösungsmittel sollte ein wirksames Lösungsmittel für das ausgewählte Verdünnungsmittel und ausreichend flüchtig sein um leicht aus den extrahierten Gegenständen verdampft zu werden. Zu geeigneten Lösungsmittel gehören Pentan, Hexan, Heptan,

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Octan, Benzol, Toluol, Xylol, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Perchloräthylen, TrichlortrifluDräthan, Methylenchlorid, Chloroform und Hexamethyldisiloxan. Ein bevorzugtes Lösungsmittel ist Hexan.

Der RTV 655 Silikonkunststoff enthält in typischer Weise 6 Gew.% extrahierbaren Stoff. Es können ölzusätze in einer Menge von 4 bis 50 Gew.% bezogen auf den Ausgangskunststoff angewandt werden. Die besten ERgebnisse können jedoch durch ölzusätze in einer Menge von 0 bis 22 Gew.% erzielt werden. Bei Anwenden von mehr als 22 Gew.% werden die (jfußstücke übermäßig weich und flexibel, wodurch die abschließende Behandlung schwierig gestaltet werden kann, wenn eine derartige Behandlung erforderlich oder zweckmäßig ist. Die optischen Eigenschaften verbleiben jedoch zufriedenstellen und derartige Gußstücke können angewandt werden.

Der Schriampfungsbetrag der erfindungsgemäß gegossenen Silikonlinse kann anhand des folgenden Verhältnisses bestimmt werden:

Volumen des Gegenstandes nach der Extraktion Volumen des Gegenstandes vor der Extraktion

lineare Abmessung des Gegenstandes nach der Extraktion lineare Abmessung des Gegenstandes vor der Extraktion

Unter Anwenden von General Electric SF 1153 Silikonöl und General Electric RTV 655 Silikon-Kunststoff, die nahezu identische Dichten und Brechungsindices aufweisen, kann Gewichtsprozent die Stelle von Volumenprozent für die praktischen Zwecke einnehmen. Nach dem Extrahieren v/erden alle linearen Dimensionen praktisch proportional um den gleichen Betrag schrumpfen, d.h. die Linse •vvirde ihre ursprüngliche gegossene geometrische Form beibehalten, jedoch werden sich der Basiskurvenradius, der Gesamtdurchmesser, die Dicke und die optische Brennlänge um praktisch den gleichen Bruchteil verändern.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend beispielsweise erläutert.

Beispiel 1

In eine Form mit einem Basiskurvenradius (Kurve 18 nach Fig. 1) mit 8,91 mm GE (General Electric) RTV 655 Gemisch eingeführt und gehärtet, d.h. unter Beaufschlagen von Wärme bei einer Temperatur von 9O°C vulkanisiert» Fünf in dieser Weise hergestellte Lin-

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sen werden rait Hexan extrahiert und getrocknet. Der durchschnittliche Gewichtsverlust beläuft sich auf 6,6% und der durchschnittliche Basiskurvenradius beträgt 8,69 mm.

Beispiel 2

In eine Form mit einem Basiskurvenradius von 8,91 mm wird ein Gemisch aus 10 Teilen GE RTV 655 auf der Gewichtsgrundlage und 1 Teil DC (DowCorning) 510 öl eingeführt, Mit diesem Gemisch werden fünf Linsen gegossen. Der durchschnittliche Gewichtsverlust beläuft sich auf 17,5% und die durchschnittliche Basiskurve beträgt 8,35 mm.

Beispiel 3

In einer Form mit einem Basiskurvenradius von 8,i>1 mm werden 1,5 Gew.Teile DC 510 öl zu 10 Teilen GE RTV 655 Kunststoff gegeben. Mit diesem Gemisch werden fünf Linsen gegossen. Der durchschnittliche Gewichtsverlust beläuft sich auf 21,1% und die durchschnittliche Basiskurve auf 8,2 mm.

Beispiel 4

In eine Form mit einem Basiskurvenradius von 8,91 nun werden 5 Gew.Teile DEC 510 öl zu 10 Teilen GE RTV 655 Kunststoff zugesetzt. Mit diesem Gemisch werden fünf Linsen gegossen. Der durchschnittliche Gewichtwsverlust derselben beläuft sich auf 37,8% und die durchschnittliche Basiskurve auf angenähert 7,5 mm.

Es ist zu beachten, daß die Extraktion die Brechungskraft der Linse zusammen mit anderen Dimensionen beeinflußt. Die Brennlänge wird um einen Betrag schrumpfen, der direkt proportional zu der Veränderung der anderen linearen Dimensionen wie dem Durchmesser, dem Basiskurvenradius und der Dicke ist. Für Brechungskärfte von etwa null Dioptrien (plane Linse) wird die Veränderung der Brechungskraft üblicherweise innerhalb der Toleranz des Herstellers oder des Optikers bleiben. Unter diesen Bedingungen, insbesondere bei höheren Brechungskräften, die entweder + oder - sind, kann die Veränderung der Brechungskraft vorherbestimmt und eine geeignete Form gewählt werden, um äo die anstrebte Brechungskraft innerhalb des Toleranzwertes in der Linse zu erzielen. Da sich

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die typische Toleranz des Herstellers auf die Hälfte des Brechungskraftinkrementes zwischen den Linsen beläuft, werden alle hergestellten Linsen innerhalb des einen oder des anderen Brechungskraftinkrementes fallen. Der Fachmann weiß, daß die Brechungskraft einer Linse in Dioptrien definiert ist als gleich reziproken Wert der Brennlänge ausgedrückt in Metern.

Es ergibt sich somit, daß ein wirksames und vorhersages Schrumpfen von gegossenen Kontaktlinsen erzielt werden kann durch Steuern der fertigen Linsengröße relativ zu der Matrizengröße vermittels des in den Gießvorläufer eingearbeiteten Verdünnungsmittels. Diese Steuerung der Linsengröße verringert erheblich die Probleme und Nachteile, die sich durch das bisherige Erfordernis ergaben für jede unterschiedliche ophthalmische Vorschrift eines Patienten eine unterschiedliche Gießform vorzusehen. Erfindungsgemäß führen Veränderungen der in dem Gießgemisch angewandten Mengen an Verdünnungsmittel zu entsprechenden Veränderungen der Größen der gegossenenund extrahierten Linsen.

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Claims

PATENTANWALT ΌΛBERLIN 33 31.8.73 MANFREDMIEHE FALKENRIED 4 IVI/^ojrisci^ IVIILnL Telefon: (030) 8 3119 50 Diplom-Chemiker Telegramme: INDUSPROP BERLIN Telex: 0185443 US/02/2399 AO-2941 AMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. 01550, USA Verfahren zum Gießen von Kontaktlinsen Patentansprüche

1.J Verfahren zum Herstellen von Kontaktlinsen aus einem Kunst-

ioff mit optischer Qualität, gekennzeichnet durch die Kombination dernachfolgenden Schritte:

a) Herstellen eines Gießvorläufers vermittels Zusatz einer gesteuerten Menge eines extrahierbaren, nicht umsetzungsfähigen Verdünnungsmittels zu dem Kunststoff;

b) Anordnen des Vorläufers in einer Matrize mit vorherbestimmter Form und Größe;

c) wenigstens teilweise Härten des in dieser Weise gegossenen Vorläufers; in situ;

d) Entfernen der sich ergebenden, gegossenen Linsenform aus der Matrize und

e) Extrahieren des Verdünnungsmittels aus der gegossenen Linse unter Schrumpfen derselben auf eine kleinere Größe als derjenigen der Matrize.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Silikonkunststoff und das Verdünnungsmittel aus der Gruppe eines flüssigen Aliphaten, aromatischen Kohlenwasserstoffs, chlorierten Kohlenwasserstoffs und Silikonöl ausgewählt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

n e t , daß als Verdünnungsmittel ein Silikonöl angewandt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrahieren des Verdünnungsmittels mit einem wirksamen Lösungsmittel für das Verdünnungsmittel durchgeführt

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wird, wobei das Extraktions-Lösungsmittel eine ausreichende Flüchtigkeit besitzt, um leicht aus der gegossenen Linse verdampft zu v/erden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsmittel aus der Gruppe Pentan, Hexan, Heptan, Oktan, Benzol, Toluol, Xylol, Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen, Perchloräthylen, Trxchlortrifluoräthan, Methylenchlorid, Chloroform und Hexaraethyldisiloxan ausgewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das VErdünnungsmittel mit einem Lösungsmittel extrahiert wird, das aus der Gruppe Pentan, Hexan, Heptan, Oktan, Benzol, Toluol, Xylol, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Perchloräthylen, Trxchlortrifluoräthan, Methylenchlorid, Chcboroform und Hexamethyldisiloxan ausgewählt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als extrahierendes Lösungsmittel Hexan angewandt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdünnungsmittel angeandt wird, das ein Phenyl-Methyl-Verhältnis innerhalb von 4 Mol% des Phenyl-Methyl-Verhältnisses des Silikon-Gießkunststoffes aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikonöl-Verdünnungsmittel angewandt wird, das eine Viskosität von 10 bis 10 000 centistoke besitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesteuerte Menge des extrahierbaren Lösungsmittels angewandt wird, die in einem Bereich von praktisch 0 bis 25 Vol.% liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angewandte gesteuerte Menge des Verdünnungsmittels ein flü-ssiger Kohlenwasserstoff ist, der unter Normalbedingungen einen Siedepunkt über 100 C aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kohlenwasserstoff in einer Menge von praktisch 0 bis 25 Vol.% angewandt wird.

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