Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine intraokulare Linse (eine
künstliche kristalline Linse), die in die anteriore oder
posteriore Kammer eines aphakischen Auges nach Extration der
kristallinen Linse, z.B. zur Extraktion eines Katarakts,
implantiert werden, um die Sehfähigkeit wiederherzustellen.
Hintergrund der Erfindung
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Verfahren zur Wiederherstellung der Sehfähigkeit (Korrektur
der Refraktion) eines Patienten mit Aphakie aufgrund der
Extraktion der kristallinen Linse, wie Katarakt-Operationen,
umfassen die Verwendung von Brillen, die Applikation von
einer Kontaktlinse und die Implantation einer intraokularen
Linse.
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Die Korrektur des Sehvermögens durch Brillen stattet das
aphakische Auge mit Sehkraft aus, aber der Patient leidet an
Beeinträchtigungen des Sehfelds (Vergrößerung eines
Retinabildes), dem sog. Jack-in-the-Box-Phänomen, und ähnlichem,
und er muß diese Nachteile für eine bestimmte Zeit ertragen,
bevor er einen Nutzen daraus ziehen kann. Im Falle von
Hemiaphakie können binokulare Sehfunktionen wegen Anisoikonie
nicht erreicht werden.
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Die Anwendung einer Kontaktlinse ist bei Anisoikonie
wirksam. Die ständige Anwendung von Kontaktlinsen in einem Auge
war schon immer schwierig, aber dieses Problem hat sich
einer
Lösung genähert aufgrund der jüngsten Entwicklungen von
weichen Kontaktlinsen mit einem hohen Wassergehalt, die den
ständigen Gebrauch erlauben. Unter der gegenwärtigen
Situation machen jedoch nur einige Patienten tatsächlich Gebrauch
von den Kontaktlinsen, wie nach der Operation verschrieben,
teilweise weil die meisten Patienten mit Katarakt ältere
Personen sind und teilweise weil die Kontaktlinsen mühsam zu
handhaben sind.
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Somit ist die Verwendung von Brillen oder einer Kontaktlinse
nicht als bevorzugtes Verfahren zur Korrektur des Sehvermögens
akzeptiert.
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Die Implantation einer künstlichen kristallinen Linse ist eine
Technik, die seit 30 Jahren durchgeführt wird. Eine künstliche
kristalline Linse, d.h. eine intraokulare Linse, ist in
vielerlei Hinsicht vorteilhaft, indem sie beispielsweise
geringere Veranlassung für die Vergrößerung eines Retinaabbilds gibt,
sie keinen Defekt des Gesichtsfelds oder ein Ringskotom
hervorruft, sie stellt binokulares Sehvermögen bereit
(insbesondere vorteilhaft bei Hemiaphakie), sie erfordert keine Zeit
für die Gewöhnung eines Patienten daran, und sie erfordert
keine Handhabung, wenn sie einmal implantiert ist. Mit den
jüngsten Entwicklungen von Mikroskopen und Ultraschallmessern
ist die Implantationstechnik verbessert worden, und die Form
und Materialien der intraokularen Linse sind ebenfalls
verbessert worden. Die Bedeutung der intraokularen Linse wird somit
als ein Mittel zur Korrektur des Sehvermögens und von
aphakischen Augen zunehmen.
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Obwohl eine intraokulare Linse bei der Korrektur des
Sehvermögens ausgezeichnet ist, wird sie gelegentlich durch Trübungen
des Endothels der anterioren Kammer beeinträchtigt, da sie für
das Auge einen Fremdkörper darstellt, was zu Inkompensationen
führt, manchmal bis zur Erblindung. Es werden deshalb
Materialien für intraokulare Linsen verlangt, die keine Toxizität auf
die Augen zeigen, ausgezeichnete Verträglichkeit in dem
Organismus aufweisen und gegenüber Modifikationen oder Störungen
durch den Organismus unempfindlich sind.
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Natürliches Licht besitzt Wellenlängen in dem ultravioletten,
sichtbaren bis zum infraroten Bereich. Die Transmission einer
großen Menge an Ultraviolettstrahlen in die Augen birgt die
Gefahr der Induktion einer Retinopathie, und die kristalline
Linse absorbiert bevorzugt Ultraviolettstrahlen und dient
somit dem Schutz der Retina. In diesem Zusammenhang gibt die
Transmission von Ultraviolettstrahlen bei der Aphakie Anlaß
für ein ernsthaftes Problem. Deshalb sollte das Material für
intraokulare Linsen Ultraviolettstrahlen in dem Bereich von
200 bis 380 nm absorbieren, während es sichtbare Strahlen von
380 bis 780 nm durchläßt. Weiterhin sollte das Material ein
im wesentlichen kleines spezifisches Gewicht besitzen, weil
eine schwere intraokulare Linse eine Belastung für das Auge
wäre, und es sollte eine hohen Brechungsindex aufweisen, um
die Linse dünner machen zu können.
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Das am weitesten verbreitete gegenwärtige Material für
intraokulare Linsen ist Polymethylmethacrylat (im folgenden
als PMMA abgekürzt). PMMA besitzt ausgezeichnete optische
Eigenschaften, Widerstandsfähigkeit gegen Säuren, alkalische
und organische Lösungsmittel und eine Alterungsbeständigkeit.
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Da jedoch PMMA keine Hitzestabilität besitzt, da es eine
Glasübergangstemperatur (Tg) von 100ºC oder weniger besitzt, kann
es nicht dem Autoklavieren zum Sterilisieren unterzogen
werden, was normalerweise bei 121ºC und 1,2 Atm für ungefähr eine
Stunde durchgeführt wird. Unter solchen Autoklavierbedingungen
wird PMMA erweicht und deformiert und wird nutzlos. Demzufolge
werden intraokulare Linsen, die PMMA umfassen, einer
Gassterilisation unter Verwendung von Ethylenoxidgas usw. unterzogen.
Da die Gassterilisation dazu führt, daß das Gas in der Linse
bleibt, ist die gashaltige Linse anfällig Mucosaentzündungen
hervorzurufen, wenn sie implantiert wird wie sie ist. Deshalb
sollte die Gassterilisation der Linse iminer gefolgt werden von
der Entgasung, die ungefähr 2 Wochen beansprucht, was die
Kosten des Autoklavierens übersteigt. Weiterhin ist PMMA für
einen beträchtlichen Anteil an ultravioletten Strahlen
durchlässig und induziert deshalb vermutlich Schäden der Retina,
wie oben ausgeführt. Als Lösung für dieses Problem ist
vorgeschlagen worden, ein Ultraviolett-Absorptionsmittel
zuzusetzen, wie offenbart in JP-A-60-233149 (der Begriff "JP-A", wie
hierin verwendet, bedeutet eine "ungeprüfte, veröffentlichte
japanische Patentanmeldung"). Jedoch wird die Verwendung eines
Ultraviolett-Absorptionsmittels nicht als bevorzugte Methode
angesehen, da die Gefahr besteht, daß das dem PMMA zugesetzte
Ultraviolett-Absorptionsmittel die Durchlässigkeit von
sichtbaren Strahlen ebenfalls verringern kann, und es sickert auch
allmählich aus der Linse aus, um das umgebende Gewebe
nachteilig zu beeinflussen. Weiterhin besitzt PMMA einen relativ
niedrigen Brechungsindex (ungefähr 1,49) im Vergleich zu Glas,
so daß die PMMA-Linse eine große Dicke aufweisen sollte und
möglicherweise an die Iris anhaftet, um so Komplikationen
hervorzurufen.
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Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen verschiedenen
Nachteile von PMMA sind trotz seiner vielen Vorteile
Untersuchungen hinsichtlich anderer Materialien unternommen
worden, die dem Autoklavieren unterzogen werden können,
Ultraviolett-Absorptionseigenschaften besitzen und einen hohen
Brechungsindex aufweisen. Zum Beispiel besitzt Glas einen starken
Brechungsindex und absorbiert Ultraviolettstrahlen. Trotzdem
ist es nicht geeignet zur Verwendung als eine intraokulare
Linse wegen der Schwierigkeit seiner Verarbeitung und seinem
hohen spezifischen Gewicht (2,5), das eine Belastung für das
Auge darstellt. Natürliche kristalline oder synthetische
Materialien, wie Saphir, Rubin, Corund, Silikon und Diamant
besitzen ebenfalls ultraviolett-absorbierende Eigenschaften,
aber sie sind wegen der Schwierigkeit der Verarbeitung und dem
hohen spezifischen Gewichten, ähnlich zu Glas, ungeeignet.
Somit ist in den letzten Jahren das Interesse an synthetischen
Harzen als ein Ersatz für PMMA gestiegen, und Polysulfon,
Polyarylat, Polyether-Imid usw. sind untersucht worden.
Polysulfon und Polyarylat besitzen beide einen hohen
Brechungsindex, absorbieren Ultraviolettstrahlen und können durch
Autoklavieren sterilisiert werden (Erweichungspunkt von
Polysulfon: 175ºC), aber sie sind der praktischen Verwendung nicht
zugeführt worden wegen der Schwierigkeit der Verarbeitung.
Obwohl Polyether-Imid befriedigende Verarbeitbarkeit wie auch
einen hohen Brechungsindex, Ultraviolett-Absorptionsfähigkeit
und Fähigkeit zum Autoklavieren aufweist, ist es gelb bis
gelblich-braun gefärbt, was zu einer zu geringen
Durchlässigkeit für sichtbares Licht führt, und deshalb dient es nicht
der praktischen Verwendung als intraokulare Linse.
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Unter diesen Umständen ist trotz der oben erwähnten Nachteile
PMMA als ein Material für intraokulare Linsen verwendet
worden, indem die teure Gassterilisation angewendet wurde und
Ultraviolett-Absorptionsmittel zugesetzt wurden, das die
Möglichkeit in sich birgt, nachteilige optische und biologische
Einflüsse hervorzurufen, lediglich weil kein befriedigender
Ersatz dafür gefunden worden ist.
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Deshalb ist heftig verlangt worden, ein Material für
intraokulare Linsen zu entwickeln, das leicht zu einer dünnen Linse
durch maschinelle Verarbeitung oder Formung verarbeitet werden
kann, das ein spezifisches Gewicht von nicht mehr als 1,7,
vorzugsweise nicht mehr als 1,5, besitzt, und das einen
Brechungsindex von nicht weniger als 1,5, vorzugsweise von nicht
weniger als 1,6, besitzt, das chemische Stabilität und
Kompatibilität mit dem Organismus aufweist, das die der Retina
gefährlichen Ultraviolettstrahlen absorbiert, und das eine
ausreichende Wärmebeständigkeit besitzt, um dem Autoklavieren zu
widerstehen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung
einer intraokularen Linse, die ausgezeichnete
Verträglichkeit in dem Organismus und ultraviolett-absorbierende
Eigenschaften besitzt, ein geringes spezifisches Gewicht und
einen hohen Brechungsindex, wie oben erwähnt, hat, chemische
Stabilität aufweist und ausreichende Wärmebeständigkeit
besitzt, um dem Autoklavieren zu widerstehen.
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Als ein Ergebnis von intensiven Untersuchungen einer Anzahl
von synthetischen Harzen kamen die Erfinder zu dem Befund, daß
ein aromatisches Polyimid PMMA hinsichtlich vollständiger
Ultraviolett-Absorptionsfähigkeit, hohem Brechungsindex (1,6
oder höher) und ausreichender Wärmebeständigkeit zum
Autoklavieren überlegen ist. Das aromatische Polyimid ist dennoch
gelb bis braun gefärbt, so daß es nicht nur
Ultraviolettstrahlen sondern auch die meisten sichtbaren Strahlen absorbiert.
Die Erfinder haben daher ihre Untersuchungen in Richtung auf
ein aromatisches Polyimidharz, das keine
Absorptionseigenschaften für sichtbares Licht aufweist, fortgesetzt. Als ein
Ergebnis ist gefunden worden, daß ein aromatisches Polyimid,
das im wesentlichen aus einer sich wiederholenden Einheit,
dargestellt durch die unten gezeigte Formel (I), besteht, eine
intraokulare Linse mit beträchtlicher Transparenz
bereitstellt, die vollständig Ultraviolettstrahlen absorbiert,
während sie die meisten sichtbaren Strahlen durchläßt. Es wurde
bestätigt, daß die aus diesem speziellen aromatischen Polyimid
hergestellte Linse verschiedene Eigenschaften besitzt, die für
intraokulare Linsen verlangt werden, ähnlich zu den
herkömmlichen aromatischen Polyimiden. Die vorliegende Erfindung ist
auf diesen Befunden basierend vervollständigt worden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine intraokulare Linse
umfassend einen Linsenteil und einen Befestigungsteil, wobei der
Linsenteil ein farbloses transparentes Polyimid umfaßt, das im
wesentlichen besteht aus einer sich wiederholenden Einheit,
dargestellt durch die Formel (I):
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worin X&sub1; darstellt
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Der Linsenteil der erfindungsgemäßen intraokularen Linse
besitzt Verträglichkeit mit dem Organismus, chemische
Reaktionsträgheit und Unempfindlichkeit gegenüber der Modifikation oder
Beeinträchtigung durch den Organismus, einen Brechungsindex
von 1,6 oder höher, absorbiert vollständig
Ultraviolettstrahlen in dem Bereich von 200 bis 380 nm, während er
beträchtliche Durchlässigkeit für sichtbare Strahlen in dem Bereich von
380 bis 780 nm aufweist, und er besitzt eine ausreichende
Wärmebeständigkeit, um dem Autoklavieren zu widerstehen.
Kurze Beschreibung der Figuren
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Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße
intraokulare Linse, die in der posterioren Kammer eines menschlichen
Auges anzubringen ist.
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Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der intraokularen Linse der
Figur 1.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße intraokulare Linse umfaßt einen
Linsenteil und einen Befestigungsteil zum Befestigen des Linsenteils
in einem menschlichen Auge. Der Linsenteil umfaßt ein
farbloses transparentes Polyimid, das im wesentlichen besteht aus
einer sich wiederholenden Einheit, dargestellt durch die unten
gezeigte Formel (I).
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Das erfindungsgemäße farblose transparente Polyimid kann
beispielsweise erhalten werden durch Umsetzen von 2,2-Bis(3,4-
dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid, dargestellt durch
die Formel (II):
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und einer aromatischen Diamino-Verbindung mit einer
Aminogruppe in der m-Position, wie durch Formel (III) dargestellt:
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worin X&sub1; wie oben definiert ist.
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Spezielle Beispiele des aromatischen Diamins der Formel (III)
umfassen:
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1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol der Formel:
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1,3-Bis(3-aminophenoxy)benzol der Formel:
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2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propan der Formel:
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2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluorpropan der
Formel:
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Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfon der Formel:
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und 4,4'-Bis(3-aminophenoxy)biphenyl der Formel:
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Diese aromatischen Diamine können entweder einzeln oder in
entsprechenden Kombinationen aus zwei oder mehr davon
verwendet werden.
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Eine Kombination des oben beschriebenen
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrids der Formel (II) und des
aromatischen
Diamins der Formel (III) kann ein farbloses
transparentes Polyimid bereitstellen, das im wesentlichen aus der
sich wiederholenden Einheit, dargestellt durch Formel (I),
besteht. Der Begriff "im wesentlichen bestehend aus", wie hierin
verwendet, umfaßt ein Polymer, das nur aus der sich
wiederholenden Einheit der Formel (I) besteht. Je höher der Gehalt an
der sich wiederholenden Einheit der Formel (I), desto höher
die Farblosigkeit und Durchlässigkeit des Polyimids. Die
zumindest geforderte Ultraviolett-Absorptionseingenschaften und
Durchlässigkeitseigenschaften für sichtbares Licht, wie von
der vorliegenden Erfindung gefordert, können sichergestellt
werden, so lange das Polyimid mindestens 80 Mol% der sich
wiederholenden Einheit der Formel (I) enthält. Das heißt, wenn
diese Bedingung eingehalten wird, können andere aromatische
Tetracarbonsäuredianhydride als das
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid und andere
Diaminoverbindungen als die Diaminoverbindungen mit einer Aminogruppe in der
m-Position ebenfalls in Kombination verwendet werden. Ein
bevorzugter Gehalt an der sich wiederholenden Einheit der Formel
(I) beträgt mehr als 80 Mol%, und besonderes bevorzugt 95 Mol%
oder mehr.
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Die anderen aromatischen Tetracarbonsäuredianhydride,
die in Kombination verwendet werden können, umfassen
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Pyromellitsäuredianhydrid,
3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid,
3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid,
4,4'-Oxidiphtalsäuredianhydrid,
4,4'-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenylsulfondianhydrid,
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid,
2,3,6,7-Naphthalentetracarbonsäuredianhydrid,
1,2,5,6-Naphthalentetracarbonsäuredianhydrid,
und 1,4,5,8-Naphthalentetracarbonsäuredianhydrid.
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Diese aromatischen Tetracarbonsäure-Dianhydride können
entweder einzeln oder in Kombinationen davon verwendet werden.
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Die anderen Diaminoverbindungen, die in Kombination verwendet
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werden können, umfassen 4,4'-Diaminodiphenylether,
3,4'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon,
4,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminobenzophenon,
4,4'-Diaminodiphenylpropan, p-Phenylendiamin, Bezidin,
3,3'-Dimethylbenzidin, 4,4'-Diaminodiphenylthioether,
3,3'-Dimethoxy-4,4'-diaminodiphenylmethan,
3,3'-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethan,
2,2-Bis(4-aminophenyl)-propan und
2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluorpropan. Diese
Verbindungen können entweder einzeln oder in Kombinationen
davon verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße farblose, transparente Polyimid kann
synthetisiert werden durch Copolymerisieren des bzw. der oben
beschriebenen aromatischen Tetracarbonsäuredianhydrids bzw.
dianhydride und der bzw. den aromatischen
Diaminoverbindung(en) in einem organischen polaren Lösungsmittel bei einer
Temperatur von nicht höher als 80ºC, um eine Polyamidsäure zu
synthetisieren, Formen der erhaltenen Polyamidsäurelösung zu
der gewünschten Form, und Behandeln der erhaltenen Form in
Luft oder einem Inertgas bei einer Temperatur von 50 bis 350ºC
unter Atmosphärendruck oder verringertem Druck, um dadurch das
organische polare Lösungsmittel aus der Form durch Verdunstung
zu entfernen und gleichzeitig die Polyamidsäure zu einem
Polyimid (Imidation) durch dehydratisierende Zyklisierung
umzuwandeln. Imidation der Polyamidsäure und die
Lösungsmittelentfernung können chemisch bewirkt werden beispielsweise unter
Verwendung einer Benzollösung aus Pyridin und Essigsäureanhydrid.
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Es ist auch möglich, die Polyamidsäure zu einem Polyimid
umzuwandeln, indem zuerst die Polyamidsäure durch erneute
Präzipitation isoliert wird und dann die dehydratisierende
Zyklisierung durch Erwärmung oder unter Verwendung eines chemischen
Imidbildungsmittels veranlaßt wird. Weiterhin kann die oben
hergestellte Polyamidsäurelösung so wie sie ist auf 100 ºC oder
höher für die Imidation erwärmt werden, und ein so
hergestelltes Polyimid kann aus der Lösung als ein Präzipitat gewonnen
werden. In diesem Fall verlangt das hergestellte
Polyimidpräzipitat eine Filtration und Waschen, aber es gleicht im
wesentlichen dem oben hergestellten hinsichtlich der
Farblosigkeit und Transparenz.
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Das für die Polymerisation zu verwendende organische polare
Lösungsmittel umfaßt vorzugsweise polare Lösungsmittel vom
Amidtyp, z.B. N,N-Dimethylformamid (DMF) und
N,N-Dimethylacetamid (DMA). Solche mit einem Siedepunkt von 170ºC oder
weniger, z.B. DMA, sind besonders bevorzugt. Die organischen
Lösungsmittel können entweder einzeln oder in Kombinationen von
zwei oder mehreren davon verwendet werden. Es wird nicht
empfohlen, N-Methyl-2-pyrrolidon als das organische polare
Lösungsmittel zu verwenden, da es sich beim Erwärmen der Form
der Polyamidsäurelösung zur Imidation teilweise zersetzt, und
das Zersetzungsprodukt nimmt eine schwärzliche Braunfärbung an
und neigt dazu, in dem hergestellten Polyimid zu verbleiben,
um diesem eine gelbliche Braunfärbung zu verleihen. Nicht wie
N-Methyl-2-pyrrolidon besitzt jedes der oben erwähnten
organischen Lösungsmittel, z.B. DMA, einen niedrigen Siedepunkt, so
daß es beim Erwärmen verdampft bevor es sich zersetzt, wobei
es so keine Färbung des Polyimids verursacht.
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Jedoch kann das oben beschriebene Problem, das mit der
Verwendung von N-Methyl-2-pyrrolidon als ein
Polymerisationslösungsmittel assoziiert ist, eliminiert werden, indem die
erhaltene Polyamidsäurelösung in ein für die Polyamidsäure
schlechtes Lösungsmittel, z.B. Wasser, gegossen wird, um die
Polyamidsäure erneut zu Präzipitieren, die dann zu einem
Polyimid umgewandelt wird, entweder so wie sie ist in der
Abwesenheit des Polymerisationslösungsmittels oder nach erneuter
Lösung in einem bevorzugten Lösungsmittel.
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Die oben erwähnten bevorzugten organischen polaren
Lösungsmittel können in geeigneter Weise mit einem oder mehreren an
schlechten Lösungsmitteln oder guten Lösungsmitteln, die die
Transparenz nicht beeinträchtigen, kombiniert werden, wie
Ethanol, Toluol, Benzol, Xylol, Dioxan, Tetrahydrofuran und
Nitrobenzol, in einem solchen Anteil, der die Löslichkeit
nicht beeinträchtigt. Jedoch kann ein zu großer Anteil dieser
Lösungsmittel die Löslichkeit der hergestellten Polyamidsäure
nachteilig beeinflussen. Es wird deshalb empfohlen, seinen
Anteil in dem gesamten Lösungsmittel auf weniger als 50 Gew.-%,
insbesondere bis zu 30 Gew-%, zu beschränken.
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Bei der Synthese von farblosem transparentem Polyimid ist es
vorzuziehen, die innere Viskosität (logarithmische
Viskositätszahl) der Polyamidsäurelösung zwischen 0,3 und 5,0
einzustellen, vorzugsweise zwischen 0,4 und 2,0, wie in DMA bei
einer Konzentration von 0,5 g/100 ml gemessen. Eine zu geringe
innere Viskosität führt zu geringer mechanischer Festigkeit
der erhaltenen intraokularen Linse. Wenn sie zu hoch ist, wird
das Formen der Polyamidsäurelösung zu einer geeigneten Form
oder Isolierung der Polyamidsäure zu schwierig. Vom Standpunkt
der Verarbeitbarkeit aus ist es vorzuziehen, die Konzentration
der Polyamidsäurelösung zwischen 5 und 30 %, besonders
bevorzugt zwischen 15 und 25 Gew.-%, einzustellen.
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Die oben erwähnte innere Viskosität kann aus der folgenden
Gleichung berechnet werden, in der die Viskosität mit Hilfe
eines Kapillarviskometers gemessen werden kann.
Innere Viskosität
natürlicher Logarithmus
Viskosität der Lösung
Viskosität des Lösungsmittels
Polymerkonzentration in der Lösung
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Die erfindungsgemäße intraokulare Linse kann aus dem so
hergestellten farblosen transparenten Polyimid durch die folgenden
drei Verfahren hergestellt werden.
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Ein erstes Verfahren umfaßt das Gießen der Polyamidsäurelösung
auf ein hochglänzendes Trägermaterial, z.B. eine Glasplatte
oder eine Platte aus rostfreiem Stahl, zu einer gegebenen
Dicke und ihre allmähliche Erwärmung auf eine Temperatur von
100 bis 350ºC, um die dehydratisierende Zyklisierung zu
veranlassen, um einen Polyimidfilm zu erhalten. Das Erwärmen zum
Entfernen des Lösungsmittels und die Imidation können
kontinuierlich durchgeführt werden. Diese Schritte können unter
verringertem Druck oder in einer Inertgasatmosphäre ausgeführt
werden. Als eine Modifikation kann die auf dem Träger
ausgegossene Polyamidsäurelösung durch Erwärmen bei 100 bis 150ºC
für 30 bis 120 Minuten getrocknet werden, um einen Film
auszubilden, der dann in einer Benzollösung aus Pyridin und
Essigsäureanhydrid getränkt wird, um dadurch das Lösungsmittel zu
entfernen und die Polyamidsäure zu Polyimid umzuwandeln. Eine
Vielzahl der so erhaltenen Polyimidfilme werden zu einer vorab
bestimmten Dicke geschichtet und unter Erwärmung gepreßt bei
200 bis 400ºC unter einem Druck von 0,5 bis 10 t/cm² für 0,1
bis 10 Stunden, um ein transparentes Polyimidformteil zu
erhalten, das dann mit Hilfe einer Schleifmaschine in eine
Linsenform geschliffen wird.
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Ein zweites Verfahren umfaßt das Gießen der
Polyamidsäurelösung in ein schlechtes Lösungsmittel, wie Wasser und Methanol,
um die erneute Präzipitation zu veranlassen, Erwärmen der
erneut gewonnenen Polyamidsäure bei einer Temperatur von 100 bis
350ºC, um die Polyamidsäure zu einem Polyimid durch
Dehydratisierung und Zyklisierung umzuwandeln, Pulverisieren des
Polyimids, um ein farbloses transparentes Polyimidpulver zu
erhalten, und Formen des pulverförmigen Polyimids auf die gleiche
Weise wie in dem ersten Verfahren, d.h. bei einer Temperatur
von 200 bis 400ºC unter einem Druck von 0,5 bis 10 t/cm² für
0,1 bis 10 Stunden. Das erhaltene Polyimidformteil kann auf
die gleiche Weise wie in dem ersten Verfahren zu einer
Linsenform geschliffen werden. Als eine Modifikation kann das
farblose transparente Polyimidpulver erhalten werden durch
Erwärmen der Polyamidsäurelösung bei 100 bis 200ºC unter Rühren, um
sie zu einem Polyimid umzuwandeln und das Polyimid zu
präzipitieren. Das so hergestellte Polyimidpulver kann einer
Wärmepressung nur nach Waschen und Trocknung unterzogen werden.
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Zur Durchführung der Warmpressung des farblosen transparenten
Polyimidfilms oder -pulvers, wie nach dem ersten oder zweiten
Verfahren erhalten, um eine intraokulare Linse zu erhalten,
wird die intrinsiche Viskosität der erhaltenen intraokularen
Linse vorzugsweise zwischen 0,3 und 4,0, besonders bevorzugt
zwischen 0,4 und 2,0, eingestellt, wie in 97%iger
Schwefelsäure bei einer Konzentration von 0,5 g/dl bei 30ºC gemessen,
wobei dies aus dem Gesichtspunkt der mechanischen Stabilität
erfolgt.
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Ein drittes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
Polyimidformteil direkt aus der Polyamidsäure erhalten wird,
ohne daß eine Warmpressung wie in dem ersten und zweiten
Verfahren angewendet wird. Herkömmliche Trocknungsverfahren sind
durch Blasenbildung begleitet und es war schwierig, ein
homogenes Polyimidformteil mit einer Dicke von 150 um oder mehr zu
erhalten. Jedoch wenn die Polyamidsäurelösung für einen
längeren Zeitraum unter verringertem Druck aufbewahrt wird und dann
aus dem Innern her erwärmt wird unter Verwendung von fernen
Infrarotstrahlen oder Mikrowellen, kann ein blasenfreies
Polyimidformteil mit einer Dicke von 500 um oder mehr erhalten
werden. Das heißt, die Verwendung von Infraroterwärmung oder
Mikrowellenerwärmung erlaubt es, die Polyamidsäure direkt zu
einem homogenen Polyimidformteil umzuwandeln.
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Das nach einem der oben beschriebenen drei Verfahren erhaltene
Polyimidformteil kann zu einer intraokularen Linse geformt
werden, z.B. maschinell. Insbesondere wird das Formteil zu
einer Linse mit einer gekrümmten Oberfläche in Übereinstimmung
mit einem vorgeschriebenen Grad geschliffen. Löcher, in die
ein Befestigungsteil eingepaßt wird, werden in die Linse unter
numerischer Kontrolle gemacht, und ein Befestigungsteil wird
in den Löchern durch Punktschweißen befestigt. Ein Beispiel
der so hergestellten intraokularen Linse, die in der
posterioren Kammer des menschlichen Auges angebracht werden soll, ist
in Figuren 1 und 2 gezeigt. Die Zahlen 1, 2 und 3 zeigen einen
Linsenteil, Löcher für die Befestigung, angebracht in dem
periphären Anteil des Linsenteils, bzw. einen Befestigungsteil
zum Befestigen des Linsenteils in dem Auge.
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Die Form des Befestigungsteils 3 kann je nach den
Anforderungen stark variieren. Üblicherweise für den Befestigungsteil 3
verwendete Materialien umfassen Polypropylen und
Polyvinylidenfluorid. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der
Befestigungsteil 3 aus diesen oder anderen Materialien oder aus dem
gleichen Material wie der Linsenteil hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäße intraokulare Linse kann auch
hergestellt werden durch Formpressen eines Linsenteils und eines
Befestigungsteils zu einem einzigen Stück. In diesem Fall
besitzt die intraokulare Linse keine Verbindung, so daß es nicht
möglich ist, den Befestigungsteil von dem Linsenteil zu
trennen.
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Die so hergestellte erfindungsgemäße intraokulare Linse
besitzt extrem hohe Transparenz, die sich vollständig von
denjenigen unterscheidet, die aus dem herkömmlichen aromatischen
Polyimid hergestellt worden sind.
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Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende farblose
transparente Polyimid, das beispielsweise zu einem Film mit 50
um Dicke geformt wird, besitzt eine Durchlässigkeit für
sichtbares Licht (bei 500 nm) von 80% oder mehr und einen
Gelbfärbungsindex von 30 oder weniger. Der Linsenteil der
erfindungsgemäßen intraokularen Linse, deren Dicke beispielsweise 1mm
beträgt, hat eine gesamte Durchlässigkeit für sichtbares Licht
(Gesamtlichtdurchlässigkeit) von 60 % oder mehr.
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Messung des ultravioletten bis sichtbaren Spektrums des
Linsenteils der erfindungsgemäßen intraokularen Linse zeigt, daß
der Punkt, an dem die Durchlässigkeit 0 wird (der sog. cut-
off-Punkt), sich genau an der Grenze zwischen dem
Ultraviolettbereich und dem sichtbaren Bereich (d.h. 380 nm) befindet,
und der cut-off findet annähernd vertikal statt. Es scheint
diesem Umstand zuzuschreiben zu sein, daß der Linsenteil
Ultraviolettstrahlen vollständig absorbiert, während der größte
Teil der sichtbaren Strahlen durchgelassen wird, d.h., daß die
Linse im wesentlichen transparent ist. Einige der
herkömmlichen aromatischen Polyimide, die anders sind als das
erfindungsgemaße farblose transparente Polyimid, besitzen den
cut-off-Punkt in der Nähe von 380 nm. Jedoch findet in diesen
Polyimiden eine Verringerung der Durchlässigkeit bei
wesentlich längeren Wellenlängen statt, wobei die Durchlässigkeit
ein leichtes Gefälle in Richtung des cut-off-Punkts
durchmacht, so daß die Gesamtlichtdurchlässigkeit deutlich
verringert ist, was somit diese Polyimide als intraokulares
Linsenmaterial ungeeignet macht.
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Da, wie oben ausgeführt, der Linsenteil der erfindungsgemäßen
intraokularen Linse aus einem farblosen transparenten Polyimid
hergestellt wird, das aus der spezifischen Kombination von
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid und dem
aromatischen Diamin mit einer Aminogruppe in der meta-Position
synthetisiert wird, absorbiert sie vollständig
Ultraviolettstrahlen im Bereich von 200 bis 380 nm, während sie im
wesentlichen transparent ist, was die Transmission des sichtbaren
Lichts in dem Bereich von 380 bis 780 nm erlaubt. Demzufolge,
wenn sie in dem Auge angebracht ist, absorbiert sie schädliche
Ultraviolettstrahlen, um die Retina zu schützen, während sie
das Auge mit einem ausreichenden Sehvermögen ausstattet.
Weiterhin besitzt das erfindungsgemäße farblose transparente
Polyimid im allgemeinen ein geringes spezifisches Gewicht von
1,3 bis 1,4 und einen Brechungsindex im Bereich von 1,6 bis
1,7, der größer ist als bei dem herkömmlichen PMMA. Somit kann
bei gleichem Grad der erfindungsgemäße Linsenteil um 30 bis 50
% dünner gemacht werden als bei PMMA, was zu dem so stark
verringerten Gewicht führt. Die Verringerung der Dicke und des
Gewichts der intraokularen Linse verringert die Belastung des
Auges und verringert die Möglichkeit des Kontakts mit der
Hornhaut, was Komplikationen hervorrufen könnte, und stellt
somit eine beträchtliche Sicherheit bereit. Da weiterhin das
farblose transparente Polyimid, das den Linsenteil bildet, die
gleiche Wärmebeständigkeit wie die herkömmlichen aromatischen
Polyimide zeigt, kann der Linsenteil leicht durch
Autoklavieren sterilisiert werden, wodurch sich die Kosten verringern.
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Die erfindungsgemäße intraokulare Linse ist für alle
Anwendungen in der anterioren Kammer, der posterioren Kammer, wie auch
der Iris geeignet.
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Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher erläutert
anhand der folgenden Beispiele und angesichts der
Vergleichsbeispiele, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese
Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
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1,4'-Bis(3-aminophenoxy)benzol und
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid wurden bei einem molaren
Verhältnis von 1:1 in DMA als einem Polymerisationslösungsmittel
umgesetzt, um eine Polyamidsäurelösung mit einer
Polyamidsäurekonzentration von 20 Gew.-% herzustellen.
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Die Polyamidsäurelösung wurde auf eine Glasplatte gegossen und
in einem Warmlufttrockner bei 120ºC für 60 Minuten, 180ºC für
60 Minuten und 250ºC für 3 Stunden und dann bei 300ºC für 30
Minuten für die Imidation erwärmt, um einen Polyimidfilm mit
einer Dicke von 50 um herzustellen. Die
Infrarotabsorptionsanalyse des erhalten Polyimidfilms zeigte eine
Absorptionscharakteristik einer Imidogruppe bei 1780cm&supmin;¹, aber keine
Absorption einer Amidosäure.
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Runde Filme von 38mm Durchmesser wurden aus dem Polyimidfilm
mit einem Stanzwerkzeug ausgestanzt, und 20 Filme wurden
gestapelt und bei 300ºC warm gepreßt bei 1 t/cm² für 30 Minuten,
um eine 1mm dicke Polyimidscheibe zu erhalten. Die Scheibe
besaß eine homogene Struktur, in der die Vielzahl der Filme
vollständig miteinander verschmolzen waren.
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Das ultraviolette bis sichtbare Spektrum der erhaltenen
Polyimidscheibe wurde ermittelt, um den cut-off-Punkt der
Wellenlänge zu bestimmen. Weiterhin wurde die
Gesamtlichtdurchlässigkeit, das spezifische Gewicht und der Brechungsindex der
Scheibe bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1
unten gezeigt. Weiterhin wurde die Scheibe einem Dampf-Druck-
Test bei 121ºC und 1,2 Atm. für 24 Stunden unterzogen, und die
Änderung des Erscheinungsbilds wurde beobachtet. Die
Ergebnisse dieses Tests sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 2
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Ein Polyimidfilm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, außer daß 1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol durch
1,3-Bis(3-aminophenoxy)benzol ersetzt wurde. Das
Infrarotabsorptionsspektrum des Polyimidfilms zeigte eine Absorption
einer Imidosäure bei 1780cm&supmin;¹, aber keine Absorption einer
Amidosäure.
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Eine 1mm dicke Polyimidscheibe wurde aus dem Polyimidfilm auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Scheibe
besaß eine homogene Struktur, in der die Vielzahl der Filme
vollständig miteinander verschmolzen waren. Die erhaltene
Polyimidscheibe wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
untersucht, und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1
gezeigt.
Beispiel 3
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Ein Polyimidfilm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel
1 hergestellt, außer daß 1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol durch
2,2-Bis [4-(3-aminophenoxy)phenyl]-propan ersetzt wurde.
Das Infrarotabsorptionsspektrum des Films zeigte eine
Absorption einer Imidogruppe bei 1780cm&supmin;¹, aber keine Absorption
einer Amidosäure.
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Eine 1mm dicke Polyimidscheibe wurde aus dem Polyimidfilm auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Scheibe
besaß eine homogene Struktur, in der die Vielzahl der Filme
vollständig miteinander verschmolzen waren. Die Scheibe wurde
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 4
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Ein Polyimidfilm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel
1 hergestellt, außer daß 1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol durch
2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-hexafluorpropan ersetzt
wurde. Das Infrarotabsorptionsspektrum des Films zeigt eine
Absorption einer Imidogruppe bei 1780cm&supmin;¹, aber keine
Absorption einer Amidosäure.
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Eine 1mm dicke Polyimidscheibe wurde aus dem erhaltenen
Polyimidfilm auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
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Die Scheibe besaß eine homogene Struktur, in der die Vielzahl
der Filme vollständig miteinander verschmolzen war. Die
Scheibe wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 untersucht,
und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 5
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Ein Polyimidfilm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, außer daß 1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol durch
Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfon ersetzt wurde. Das
Infrarotabsorptionsspektrum des Films zeigte eine Absorption
einer Imidogruppe bei 1780cm&supmin;¹, aber keine Absorption einer
Amidosäure.
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Eine 1mm dicke Polyimidscheibe wurde aus dem Polyimidfilm auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Scheibe
zeigte eine homogene Struktur, in der die Vielzahl der Filme
vollständig miteinander verschmolzen waren. Die Scheibe wurde
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 6
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Ein Polyimidfilm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, außer daß 1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol durch
4,4-Bis(3-aminophenoxy)biphenyl ersetzt wurde. Das
Infrarotabsorptionsspektrum des Films zeigte eine Absorption einer
Imidogruppe bei 1780cm&supmin;¹, aber keine Absorption einer Amidosäure.
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Eine 1mm dicke Polyimidscheibe wurde aus dem Polyimidfilm auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Scheibe
besaß eine homogenen Struktur, in der die Vielzahl der Filme
vollständig miteinander verschmolzen waren. Die Scheibe wurde
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
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Ein Polyimidfilm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
hergestellt, außer daß 1,4-Bis(3-aminophenoxy)benzol durch
4,4'-Diaminodiphenylether und DMA durch N-Methyl-2-pyrrolidon
ersetzt wurde. Das Infrarotabsorptionsspektrum des Films
zeigte eine Absorption einer Imidogruppe bei 1780cm&supmin;¹ aber keine
Absorption einer Amidosäure.
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Eine 1mm dicke Polyimidscheibe wurde aus dem Polyimidfilm auf
die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Scheibe
war so stark gefärbt, daß es unmöglich war festzustellen, ob
die Vielzahl der Filme vollständig miteinander verschmolzen
waren oder nicht. Die Scheibe wurde auf die gleiche Weise wie
in Beispiel 1 untersucht, außer dem Dampf-Druck-Test, und die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 7
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Die in Beispiel 1 erhaltene Polyamidsäurelösung wurde in
Wasser gegossen, um die Polyamidsäure erneut zu präzipitieren,
gefolgt von sorgfältigem Rühren zum Entfernen des
Lösungsmittels. Die präzipitierte Polyamidsäure wurde gesammelt, mit
Methanol gewaschen und unter verringertem Druck getrocknet. Das
erhaltene Polyamidsäurepulver wurde in einem Warmlufttrockner
bei einer Temperatur bis zu 250ºC für die Imidation erwärmt,
gefolgt von einer Pulverisierung.
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Das erhaltene Polyimidpulver wurde unter Wärme gepreßt bei
300ºC und 1 t/cm² für 30 Minuten, um ein 1mm dickes
Polyimidformteil zu erhalten. Das Formteil war ein homogenes
transparentes Formteil, in dem die Pulver vollständig miteinander
verschmolzen waren. Das Polyimidformteil wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und die erhaltenen
Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
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Ein Polyimidpuder wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel
7 hergestellt, außer daß die in Vergleichsbeispiel 1 erhaltene
Polyamidsäurelösung verwendet wurde.
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Ein 1mm dickes Polyimidformteil wurde aus dem erhaltenen
Polyimidpulver auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7
hergestellt. Das Formteil war stark gefärbt, und die Pulver waren
nicht vollständig miteinander zu einer Gesamtstruktur
verschmolzen.
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Das erhaltene Polyimidformteil wurde auf die gleiche Weise wie
in Beispiel 1 untersucht, außer dem Dampf-Druck-Test. Die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 8
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Die in Beispiel 5 erhaltene Polyamidsäurelösung wurde in eine
Schale gegeben und bei 25ºC unter verringertem Druck für 24
Stunden in einem Vakuumtrockner getrocknet. Während der
verringerte Druck beibehalten wurde, wurde die Polyamidsäure mit
Infrarotstrahlen bei 100ºC für 48 Stunden, 150ºC für 48
Stunden und schließlich bei 250ºC für 24 Stunden erwärmt, um ein
Polyimidformteil mit einer Dicke von 0,8mm zu erhalten. Dieses
Formteil war transparent und homogen.
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Das erhaltene Polyimidformteil wurde auf die gleiche Weise wie
im Beispiel untersucht, und die erhaltenen Ergebnisse sind in
Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
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Ein 0,8mm dickes Polyimidformteil wurde auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 7 hergestellt, außer daß die
Polyamidsäurelösung aus Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde. Das erhaltene
Formteil war homogen, aber stark gefärbt.
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Das Polyimidformteil wurde auf die gleiche Weise wie in
Beispiel 1 untersucht, außer dem Dampf-Druck-Test, und die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Beispiel Nr.
Wellenlänge beim Cut-off-Punkt (nm)
Gesamtlichtdurchlässigkeit %
spezif. Gewicht
Brechungsindex
Änderung des Erscheinungsbilds nach dem Dampf-Druck-Test
Beispiel
Vergleichbeispeil
keine Änderung beobachtet
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Es ist aus der Tabelle ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen
Polyimidformteile eine bessere Gesamtlichtdurchlässigkeit und
geringere spezifische Gewichte im Vergleich zu den
Polyimidformteilen der Vergleichsbeispiele aufweisen. Weiterhin
besaßen die Formteile der Vergleichsbeispiele stärkere
Brechungsindices.
Beispiel 9
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Eine intraokulare Linse für ein Hasenauge wurde aus dem in
Beispiel 8 erhaltenen Polyimidformteil hergestellt. Der
Befestigungsteil wurde getrennt aus einem
Polyvinylidenfluoridharz hergestellt. Eine weitere intraokulare Linse für ein
Hasenauge wurde hergestellt, indem der Befestigungsteil
gleichzeitig mit dem Linsenteil in einem einzigen Stück aus dem in
Beispiel 8 erhaltenen Polyimidformteil hergestellt wurde.
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Jede Linse wurde in der anterioren Kammer eines Hasenauges
angebracht, und die Einflüsse der Linsen auf den Organismus und
die Einflüsse des Organismus auf die Linsen wurden über eine
Zeitspanne von 6 Monaten untersucht. Als Ergebnis wurde keine
Toxizität oder ein schädlicher Einfluß auf den Organismus für
beide Linsen beobachtet. Die Messung der optischen
Eigenschaften der aus den Augen entnommenen Linsen zeigte, daß die
Eigenschaften vollständig gleich waren zu den Eigenschaften vor
der Implantation für beide Linsen.
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Während die Erfindung ausführlich und durch Bezugnahme auf
spezifische Ausführungsformen davon beschrieben worden ist,
ist es für den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene
Änderungen und Abwandlungen davon möglich sind ohne aus dem
Schutzumfang der Ansprüche zu fallen.