DE69826857T2

DE69826857T2 - Ophthalmische kompositlinse

Info

Publication number: DE69826857T2
Application number: DE69826857T
Authority: DE
Inventors: Dale Richard AUTEN; Martin John LALLY; Xiaoxiao Zhang
Original assignee: Novartis AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: WO1998054603A8; DE69826857D1; WO1998054603A1; EP0985157A1; AU8534998A; EP0985157B1; JP2002501626A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ophthalmische Vorrichtungen. Insbesondere ist die Erfindung auf ophthalmische Verbund-Vorrichtungen gerichtet.
Die Verwendung verschiedenartiger ophthalmischer Vorrichtungen wie Kontaktlinsen und Cornea-Implantate sind für die Korrektur von Seh-Anormalitäten bekannt. Derartige ophthalmische Vorrichtungen sind typischerweise vorgesehen, um eine Anormalität, zum Beispiel Myopie, zu korrigieren, und sind aus einem optischen polymeren Material hergestellt. Es wurden Versuche unternommen, Verbund-Kontaktlinsen mit mehr als einem Polymermaterial herzustellen. Verbund-Kontaktlinsen mit einem relativ harten Zentralabschnitt, der durch einen weichen und benetzbaren Kantenabschnitt begrenzt ist, wurden in verschiedenen Veröffentlichungen offenbart. Der weiche und benetzbare Kantenabschnitt dieser Linse ist vorgesehen, um einen verbesserten Komfort auf dem Auge zu ergeben und hierdurch die Augen-Irritation, die häufig von Trägern harter Kontaktlinsen in Kauf genommen wird, zu reduzieren. Siehe zum Beispiel FR 2 208 775 A und US-4 166 255 A.
Zusätzlich wurden Versuche unternommen, um bifokale starre Kontaktlinsen mit zwei optischen Materialien mit verschiedenen Brechungsindices herzustellen. Solche Versuche führen typischerweise zur Bildung einer Verbund-Kontaktlinse durch Laminieren oder Kitten von zwei getrennt hergestellten, z.B. Drehmaschinen-geformten Komponenten-Linsen. Das Kittverfahren erfordert jedoch eine perfekte oder nahezu perfekte Anpassung der Komponenten-Linsen zur Herstellung der Verbund-Linsen. Zusätzlich sind das Verfahren zur getrennten Herstellung von Komponenten-Linsen und das Verfahren zum präzisen Verkitten der Komponenten-Linsen arbeitsintensiv und zeitraubend, und liefern keinen Beitrag zur Massenproduktion von bifokalen Linsen. Darüber hinaus ist das Kittverfahren nicht in hohem Ausmaß zur Herstellung von Hydrogel-Kontaktlinsen geeignet, da typische Hydrogel-Kontaktlinsen in dehydratisiertem Zustand gebildet und anschließend hydratisiert werden. Wird eine Hydrogel-Linse hydratisiert, quillt die Linse und verändert ihre Dimen sion. Demzufolge zeigen Verbund-Hydrogel-Linsen zusätzlich Probleme hinsichtlich einer optischen Verzerrung und Delaminierung.
Es verbleibt ein Bedarf für Verbund-Linsen, die mit einem Herstellungsverfahren hergestellt werden können, welches einfach ist und ohne weiteres eingesetzt werden kann zur Massenproduktion derartiger Linsen.
Wie in den Ansprüchen definiert, führt die vorliegende Erfindung zu einer geformten multifunktionellen ophthalmischen Verbund-Linse, die zumindest zwei optische Funktionen ergibt. Die erfindungsgemäße ophthalmische Linse enthält zumindest zwei optische Materialien, nämlich erste und zweite optische Materialien. Erfindungsgemäß kapselt das erste optische Material das zweite optische Material derart ein, dass das zweite optische Material stabil in das erste optische Material verankert oder eingebettet wird. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende multifunktionelle ophthalmische Linse mit einer Linse mit zwei optischen Komponenten lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung beschrieben wird und dass die ophthalmische Linse mehr als zwei optische Komponenten enthalten kann. Die Bezeichnung "ophthalmische Linse", wie sie vorliegend verwendet wird, bezeichnet eine Linse, die auf oder in dem Auge platziert wird, und derartige ophthalmische Linsen umfassen Kontaktlinsen, Cornea-Implantate, Cornea-Onlays und Intra-Okularlinsen. Eine ophthalmische Linse besitzt typischerweise eine äußere konvexe Oberfläche und eine innere konkave Oberfläche und die zwei gekrümmten Oberflächen sind relativ flach, wobei diese gekrümmten Oberflächen nachfolgend als "flache Krümmungen" bezeichnet werden.
Die multifunktionelle ophthalmische Linse kann so ausgestaltet sein, dass sie zu Kombinationen von zahlreichen wertvollen ophthalmischen und optischen Funktionen führt. Solche für die vorliegende Erfindung wertvolle Funktionen umfassen Brechungsfunktionen, Beugungsfunktionen, Doppelbrechungsfunktionen, Schutzfunktionen, kosmetische Funktionen (z.B. Farbänderung der Iris), Lichtfiltration, Polarisation und ähnliche. Zum Beispiel kann eine erste Komponente mit einem Beugungsvermögen ähnlich demjenigen einer herkömmlichen Kontaktlinse und eine zweite Komponente mit einem unterschiedlichen Beugungs- oder Brechungsvermögen eingesetzt werden, um eine bifokale ophthalmische Ver bund-Linse der vorliegenden Erfindung zu ergeben. Ähnlich kann eine Licht filternde ophthalmische Linse hergestellt werden, indem man ein optisches Filtermaterial in ein erstes optisches Linsenmaterial einbettet.
Erfindungsgemäß kann die multifunktionelle ophthalmische Linse mit Hilfe eines Insert-Formgebungsverfahrens hergestellt werden, bei dem ein erstes optisches Material geformt wird, um ein zweites optisches Material einzukapseln oder einzubetten. Ein Beispiel für ein Insert-Formgebungsverfahren weist die folgenden Stufen auf: Als erstes wird eine Pre-Linse in einer Pre-Linsen-Formanordnung hergestellt, die ein abgestimmtes Set einer positiven Formhälfte und einer negativen Formhälfte aus einem ersten optischen Material aufweist; als zweites wird eine zweite optische Materialschicht gebildet oder auf eine der flachen Krümmungen der Pre-Linse platziert; und hiernach wird eine zusätzliche erste optische Materialschicht über der zweiten optischen Materialschicht und der zuvor polymerisierten ersten optischen Materialschicht geformt, wobei das zweite optische Material innerhalb des ersten optischen Materials eingekapselt und verankert wird. Wünschenswerter kann die erste Stufe durchgeführt werden, indem man ein fluides erstes optisches Material in der negativen Pre-Linsen-Formhälfte einer Pre-Linsen-Formanordnung platziert, die positive Pre-Linsen-Formhälfte über der negativen Pre-Linsen-Formhälfte platziert, um die Form der Pre-Linse zu definieren, und hiernach das optische Material härtet, um eine Pre-Linse zu bilden. Erfindungsgemäß werden die positiven und negativen Pre-Linsen-Formhälften angeordnet, um eine Pre-Linsen-Höhlung zu bilden, die die Form der Pre-Linse definiert und dünner oder dünnen und kleiner ist als die endgültige multifunktionelle ophthalmische Linse. Demzufolge ist die aus der Pre-Linsen-Formanordnung gebildete Linse dünner oder dünner und kleiner als die endgültige Linse. Linsen-Formanordnungen, die für die Pre-Linse geeignet sind, sind herkömmliche Linsenformen, vorausgesetzt, dass die Formanordnungen modifiziert sind, um eine dünnere oder dünnere und kleinere Linsen-Höhlung als die Größe der endgültigen multifunktionellen ophthalmischen Linse zu ergeben. Zum Beispiel offenbaren US-4 865 779 von Ihn et al.; US-5 271 875 von Appleton et al.; und US-5 238 388 von Tsai, Beispiele für geeignete Linsen-Formanordnungen.
Als eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann einer der Pre-Linsen-Formhälften einen überstehenden Bereich aufweisen, z.B. an dem Zentrum der optischen Zone der Pre-Linse derart, dass die aus der Formanordnung gebildete Pre-Linse einen eingekerbten Bereich oder eine Tasche aufweist. Der eingekerbte Bereich der Pre-Linse liefert einen vorteilhaften und nützlichen Bereich, auf dem das zweite optische Material der vorliegenden Erfindung platziert werden kann.
Entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine flache Krümmung der Pre-Linse die funktionelle optische Oberfläche der endgültigen multifunktionellen ophthalmischen Linse, d.h. die vordere optische Krümmung oder die rückwärtige optische Krümmung derart, dass kein weiterer Schritt nötig ist, um die vordere bzw. rückwärtige optische Krümmung fertig zu stellen. Bei dieser Ausführungsform ist die gegenüberliegende flache Krümmung der funktionellen optischen Oberfläche der Pre-Linse eine vorübergehende Oberfläche, die ein zweites optisches Material empfängt. Im Folgenden wird auf diese bevorzugte Ausführungsform als Ausführungsform der "fertiggestellten Kurve bzw. Krümmung" Bezug genommen.
Sobald die Pre-Linsen-Formanordnung gefüllt und verschlossen ist, wird, während man einen Haltedruck anwendet, um die Formanordnung stabil zu verschließen und die Form der Pre-Linsen-Höhlung beizubehalten, das erste optische Material in der Formanordnung polymerisiert oder vernetzt, um eine Pre-Linse mit den Konturen der Pre-Linsen-Höhlung zu bilden. Nachfolgend wird zu Zwecken der Veranschaulichung die Bezeichnung "gehärtet" verwendet, um anzugeben, dass ein polymerisierbares oder vernetzbares fluides Material polymerisiert oder vernetzt wird, um ein festes oder halbfestes Material zu ergeben, sofern nicht anders angegeben. Ist das optische Material gehärtet, wird die Formanordnung geöffnet, um zumindest eine flache Krümmung der Pre-Linse freizulegen. Wie vorstehend angegeben, besteht eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform darin, dass eine der höhlungsbildenden Oberfläche der Pre-Linsen-Formanordnung die vordere oder rückwärtige optische Krümmung der endgültigen multifunktionellen Linse bildet. Wird die erfindungsgemäße Ausführungsform der fertiggestellten Krümmung praktiziert, ist es wünschenswert, die Formanordnung derart zu öffnen, dass die vordere oder rückwärtige opti sche Krümmung an der Formoberfläche haften bleibt, wobei lediglich die vorübergehende Oberfläche der Pre-Linse freigelegt wird. Zum Beispiel ist es, wenn eine Pre-Linse in einer Pre-Linsen-Formanordnung erzeugt wird, die die vordere optische Krümmung der endgültigen Linse hat, in hohen Ausmaß erwünscht, die vordere Kurven- oder Krümmungsseite der Pre-Linse an der negativen Form haftend zu halten, wenn die Formanordnung geöffnet wird. Es kann jede bekannte Linsenform-Öffnungsmethode oder Linsenform-Ausgestaltung verwendet werden, die ein selektives Haften der geformten Linse an eine Formhälfte sicherstellt. Zum Beispiel können die positiven und negativen Formhälften der Pre-Linsen-Formanordnung aus Polymeren mit unterschiedlichen Oberflächen-Energieeigenschaften hergestellt werden derart, dass die gehärtete Pre-Linse fester an der gewünschten Formhälfte der Pre-Linsen-Formanordnung haftet. Alternativ kann das Polymere für oder die Oberfläche von einer Formhälfte der Formanordnung modifiziert werden, z.B. chemisch oder elektromagnetisch, um die Oberflächen-Energieeigenschaften des Polymeren zu verändern. Zum Beispiel kann die optische Oberfläche einer Formhälfte Korona-behandelt werden, um die Oberflächen-Eigenschaften zu modifizieren. Eine andere bekannte Methode verwendet einen thermischen Gradienten, um eine selektive Haftung der Linse in der Form sicherzustellen. Eine Oberfläche der Pre-Linsen-Formanordnung kann selektiv und rasch erhitzt werden, um einen thermischen Gradienten unmittelbar vor dem Öffnen der Formanordnung zu erzeugen derart, dass die erhitzte Formhälfte die Linse während des Öffnens freigibt, wobei die Linse an der anderen Formhälfte haftend zurückbleibt. Zum Beispiel lehr US-5 417 557 von Ross et al., eine Laser-gestützte Erhitzungsmethode, um ein selektives Haften einer geformten Linse sicherzustellen.
Das erste optische Material der vorliegenden Erfindung ist ein polymerisierbares oder vernetzbares Material, das mit Wärme oder elektromagnetischer Energie, z.B. Licht, gehärtet werden kann, um ein optisch klares und formbeständiges Polymermaterial zu ergeben. Besonders geeignete optische Materialien umfassen polymerisierbare oder vernetzbare Materialien, die durch aktinisches Licht, vorzugsweise UV-Licht, gehärtet werden. Geeignete Materialien für die ersten optischen Materialien umfassen Hydrogel-Materialien, starre gaspermeable Materialien und starre Materialien, von denen bekannt ist, dass sie für die Herstellung von Kontaktlinsen geeignet sind. Geeignete Hydrogel-Materialien besitzen typischerweise ein vernetztes hydrophiles Netzwerk und halten Wasser zwischen etwa 35 % und etwa 75 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydrogel-Materials. Beispiele für geeignete Hydrogel-Materialien umfassen Copolymere, die 2-Hydroxyethylmethacrylat und ein oder mehrere Comonomere aufweisen, wie 2-Hydroxyacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylpyrrolidon, N-Vinylacrylamid, Hydroxypropylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Styrol, Ethoxyethylmethacrylat, Methoxytriethylenglykolmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Diacetonacrylamid, Vinylacetat, Acrylamid, Hydroxytrimethylenacrylat, Methoxymethylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Glycerylethacrylat und Dimethylaminoethylacrylat. Andere geeignete Hydrogel-Materialien umfassen Copolymere, die Methylvinylcarbazol oder Dimethylaminoethylmethacrylat aufweisen. Eine weitere Gruppe an geeigneten Hydrogel-Materialien umfasst vernetzbare Materialien wie modifizierte Polyvinylalkohole, wie zum Beispiel in US-PS 5 508 317 von Beat Müller, offenbart. Geeignete starre gaspermeable Materialien für die vorliegende Erfindung umfassen vernetzte Siloxanpolymere. Das Netzwerk von solchen Polymeren inkorporiert geeignete Vernetzer wie N,N'-Dimethylbisacrylamid, Ethylenglykoldiacrylat, Trihydroxypropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und andere ähnliche polyfunktionelle Acrylate oder Methacrylate, oder Vinylverbindungen, z.B. N-Methylaminodivinylcarbazol. Geeignete starre Materialien umfassen Acrylate (z.B. Methacrylate), Diacrylate und Dimethacrylate, Pyrrolidone, Styrole, Amide, Acrylamide, Carbonate, Vinyle, Acrylnitrile, Nitrile, Sulfone und ähnliche. Von den geeigneten Materialien sind Hydrogel-Materialien für die vorliegende Erfindung besonders geeignet. Die polymerisierbaren oder vernetzbaren Materialien der vorliegenden Erfindung können einen thermisch aktivierbaren, freie Radikale bildenden Initiator enthalten, z.B. Azoisobutyronitril, Benzoylperoxid, Percarbonat oder Peracetat; oder einen photochemischen Initiator, z.B. substituiertes Benzophenon, Acetophenon, Benzoinmethylether, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon und Darocur^(R) und Irgacur^(R)-Produkte, vorzugsweise Darocur^(R) 1173 und Irgacur^(R) 2959 von Ciba Specialty Chemical.
Erfindungsgemäß sind bevorzugte geeignete Materialien für das erste optische Material Polymer-bildende Materialien, die ohne oder im Wesentlichen ohne Dimensionsänderungen gehärtet werden. Vorzugsweise schrumpft ein geeignetes erstes optisches Material etwa 5 % oder weniger, bevorzugter etwa 1 % oder weniger, bezogen auf Volumen. Meist bevorzugt für ein geeignetes erstes optisches Material ist ein nicht-schrumpfendes Material. Derartige im Wesentlichen nicht-schrumpfende und nicht-schrumpfende Materialien umfassen vernetzbare und polymerisierbare Materialien, die in vollständig hydratisiertem Zustand härten können. Beispiele für nicht-schrumpfende Polymere werden in dem vorstehend genannten US-Patent 5 508 317 offenbart.
Obgleich die das erste optische Material enthaltende Pre-Linse vorstehend im Hinblick auf einen durch Gießformen hergestellten oder doppelseitig geformten Gegenstand zu Zwecken der Veranschaulichung beschrieben wurde, ist festzuhalten, dass die Pre-Linse nach jedem bekannten Verfahren wie einem Drehgussverfahren oder einem Drehmaschinen-Formverfahren hergestellt werden kann.
Sobald die Pre-Linse gebildet ist, wird ein zweites optisches Material auf einer der flachen Krümmung der Pre-Linse platziert. Das zweite optische Material kann eine vorgefertigte Einlage oder ein härtbares flüssiges Material sein, das auf der Pre-Linse gehärtet werden kann. Erfindungsgemäß sollte die Größe des zweiten optischen Materials geringer sein als die Größe der endgültigen multifunktionellen ophthalmischen Linse um sicherzustellen, dass das zweite optische Material vollständig in dem ersten optischen Material eingebettet ist.
Wie vorstehend angegeben, ergibt das zweite optische Material zumindest eine optische Funktion oder Eigenschaft, die von dem ersten optischen Material verschieden ist, z.B. Brechungsindex, Beugung, Polarisation, oder Bereich der Lichtabsorptions-Wellenlänge. Das zweite optische Material kann ein optisches Material sein, das von dem ersten optischen Material verschieden ist oder das gleiche optische Material, welches modifiziert worden ist, um unterschiedliche optische Eigenschaften zu ergeben. Zum Beispiel kann ein Pigment, UV-Absorptionsmittel oder ein die Brechung modifizierendes Mittel mit den Monomeren oder Reaktanten, die das erste optische Material bilden, vermischt oder copolymerisiert werden, um die optischen Eigenschaften zu modifizieren.
Bei der Auswahl eines geeigneten zweiten optischen Materials können verschiedene Faktoren in Betracht gezogen werden. Wichtige Faktoren umfassen die chemische Kompatibilität der ersten und zweiten optischen Materialien, die Schrumpfung der optischen Materialien während des Härtungsprozesses, und die Quellbarkeit der optischen Materialien in verschiedenen Lösungsmitteln und Flüssigkeiten. Zum Beispiel sollte, wenn die zwei optischen Materialien im Wesentlichen ähnliche chemische Strukturen und/oder Polaritäten besitzen, die Adhäsion zwischen den beiden optischen Materialien akzeptabel sein, und es sollte keine Delaminierung der zwei Materialien auftreten. Sind die zwei optischen Materialien in erheblichem Ausmaß inkompatibel, kann eine Verbindungsschicht oder ein optisch annehmbarer Kleber verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Materialien während der normalen Verwendung der multifunktionellen Linse keine Delaminierung erleiden. Als eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann das zweite optische Material modifiziert sein, um die Adhäsion zwischen den ersten und zweiten optischen Materialien zu verbessern. Beispielsweise kann, wenn eine vorgefertigte Einlage als zweites optisches Material verwendet wird und das zweite optische Material nicht mit dem ersten optischen Material chemisch kompatibel ist, die Oberfläche der Einlage behandelt werden, um die Grenzfläche zwischen den zwei optischen Materialien zu kompatibilisieren. Beispiele für Verfahren zur Kompatibilisierung der Oberfläche der Einlage umfassen Plasma-Behandlungen, Korona-Behandlungen und Pfropfbehandlungen. Alternativ kann ein optisch klares Haftmittel verwendet werden, um die zweite optische Einlage an dem ersten optischen Material zu binden. Obgleich vorliegend die Adhäsionskompatibilität der optischen Materialien der vorliegenden multifunktionellen Linse diskutiert wird, ist die Kompatibilität der optischen Materialien nicht so kritisch wie diejenige der herkömmlichen Verbund-Linsen, die lediglich laminierte Produkte von verschiedenen optischen Schichten sind, da das zweite optische Material der vorliegenden multifunktionellen Linse vollständig in dem ersten optischen Material eingekapselt ist.
Geeignete Materialien für das zweite optische Material umfassen polymerisierbare oder vernetzbare Materialien, die mit Wärme oder elektromagnetischer Energie, z.B. Licht, gehärtet werden können, um ein optisch klares und formbeständiges Polymermaterial zu liefern. Geeignete zweite optische Materialien können aus den vorstehend im Hinblick auf das erste optische Material offenbarten polymerisierbaren und vernetzbaren Materialien ausgewählt werden. Vorzugsweise wird das zweite optische Material aus einem härtbaren oder polymeren Material ausgewählt, das mit dem ersten optischen Material chemisch kompatibel ist, und bevorzugter ist das zweite optische Material das erste optische Material, das modifiziert worden ist, um zumindest eine unterschiedliche optische Eigenschaft zu liefern. Die Verwendung eines optischen Materials sowohl für die ersten als auch die zweiten optischen Materialien ist insoweit von Vorteil, als die Adhäsion zwischen den Materialien gewährleistet ist und die Dimensions-Änderungen der Materialien, welche durch Einwirken verschiedener Lösungsmittel und Temperaturen während der normalen Verwendung der multifunktionellen Linse hervorgerufen werden, nicht zu einer Delaminierung der Materialien und/oder optischen Verzerrung der Linse führen.
Nach Bildung bzw. Formung des zweiten Linsen-Materials oder Platzieren auf der Pre-Linse wird die Pre-Linse erneut in einer Formungsanordnung zur Fertigstellung einer Linse geformt, um die multifunktionelle ophthalmische Linse zu ergeben. Die Formungsanordnung zur Fertigstellung der Linse besitzt eine positive Formhälfte und eine negative Formhälfte. Was die erfindungsgemäße Ausführungsform der fertiggestellten Krümmung anbelangt, wird die Formanordnung zur Fertigstellung der Linse gebildet, indem man eine abgestimmte positive oder negative Linsen-Formhälfte über der Pre-Linsen-Formhälfte, welche die Pre-Linse und das zweite optische Material enthält, anbringt. Die geschlossene Formanordnung für die Fertigstellung der Linse besitzt eine Linsen-Höhlung, die dicker oder größer und dicker ist als die kombinierte Größe der Pre-Linse und des zweiten optischen Materials.
Die multifunktionelle Linse kann geformt werden, indem man zum Beispiel die Pre-Linse, die das zweite optische Material aufweist, in der negativen Formhälfte der Formanordnung für die Fertigstellung der Linse platziert, wobei das zweite optische Material freiliegt; eine ausreichende Menge des ersten optischen Materials über der Pre-Linse und dem zweiten optischen Material platziert, um die Linsen-Höhlung der Formanordnung für die Fertigstellung zu füllen; die Formanordnung mit der positiven Formhälfte der Formanordnung schließt, um die Form der endgültigen Linse festzulegen; und dann das erste optische Mate rial härtet, indem man auf die Formanordnung einen Druck anwendet, um die Form der Linse in geeigneter Weise zu begrenzen. Alternativ kann die multifunktionelle Linse gebildet werden, indem man eine ausreichende Menge des ersten optischen Materials in der negativen Formhälfte der Formanordnung für die Fertigstellung der Linse platziert; die Pre-Linse mit dem zweiten optischen Material über dem ersten optischen Material platziert; die positive Formhälfte platziert, um die Formanordnung zu schließen; und anschließend das erste optische Material härtet.
Was die erfindungsgemäße Ausführungsform der fertiggestellten Krümmung anbelangt, wird, wenn die negative Pre-Linsen-Formhälfte vorgesehen ist, um die Pre-Linse beizubehalten, eine ausreichende Menge des fluiden ersten optischen Materials über dem zweiten optischen Material und der Pre-Linse platziert, um die Linsen-Höhlung zu füllen, und die Anordnung für die Fertigstellung der Linse wird geschlossen. Das optische Material in der Linsen-Anordnung wird gehärtet, um die multifunktionelle ophthalmische Linse herzustellen. Ist die positive Pre-Linsen-Formhälfte vorgesehen, um die Pre-Linse beizubehalten, wird eine ausreichende Menge des ersten optischen Materials in einer abgestimmten negativen Formhälfte platziert, die positive Pre-Linsen-Formhälfte wird über der negativen Formhälfte platziert, und das optische Material wird gehärtet.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann, wenn ein relativ viskoses erstes optisches Material eingesetzt wird, das Einlage-Formungsverfahren in einer Härtungsstufe für das erste optische Material durchgeführt werden. Die Bezeichnung "relativ viskoses erstes optisches Material", wie sie vorliegend verwendet wird, gibt ein härtbares optisches Material mit einer Viskosität an, die nicht zulässt oder nicht ohne weiteres zulässt, dass das zweite optische Material während der Härtungsstufe sich gravitationsbedingt absetzt oder sinkt. Bei dieser Ausführungsform umfassen die Stufen des Formungsverfahrens das Platzieren einer Menge des härtbaren ersten optischen Materials in der negativen Formhälfte der Formanordnung für die Fertigstellung, das Platzieren eines zweiten optischen Materials über dem ersten optischen Material, das Platzieren einer weiteren Menge des härtbaren ersten optischen Materials über dem zweiten optischen Material, das Schließen der Formanordnung für die Fertigstellung mit einer abgestimmten positiven Formhälf te, und anschließendes Härten der optischen Materialien in der geschlossenen Formanordnung für die Fertigstellung, um die multifunktionelle Verbundlinse zu bilden. Das zweite optische Material in dieser Anordnung kann ein vorgehärtetes optisches Material oder ein härtbares Material sein, das gleichzeitig mit dem ersten optischen Material gehärtet werden kann.
Erfindungsgemäß haftet, da das erste optische Material über dem chemisch identischen Material, d.h. dem zuvor gehärteten ersten optischen Material der Pre-Linse polymerisiert oder vernetzt wird, das später aufgebrachte erste optische Material fest an dem ersten optischen Material der Pre-Linse. Daher ist in vorteilhafter Weise das zweite optische Material stabil in dem gehärteten ersten optischen Material eingebettet oder verankert. Zusätzlich ist die erfindungsgemäße multifunktionelle Linse höchst vorteilhaft insoweit, als das zweite optische Material aus einem breiten Bereich von optischen Materialien ausgewählt werden kann, einschließlich biokompatiblen und nicht-biokompatiblen optischen Materialien. Da das erste optische Material das zweite optische Material vollständig einkapselt, muss das zweite Material nicht mit der Okular-Umgebung biokompatibel sein. Weiterhin muss, da die letzte Stufe der Herstellung der erfindungsgemäßen multifunktionellen Linse ein doppelseitiges Formungsverfahren ist, die geformte multifurktionelle Linse nicht weiter bearbeitet werden, um eine fertiggestellte Linse zu ergeben. Im Gegensatz hierzu erfordern die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer Verbund-Linse eine komplizierte und arbeitsintensive Laminierungs- und/oder Finish-Drehbehandlungs- oder Polierstufe.
Wie vorstehend angegeben, können ein oder mehrere optische Materialien eingesetzt werden, um die erfindungsgemäße multifunktionelle ophthalmische Linse zu bilden. Von den vorstehend angegebenen geeigneten optischen Materialien umfassen bevorzugte optische Materialien, die in dem US-Patent 5 508 317 von Beat Müller vom 16. April 1996 beschrieben werden, das der Ciba-Geigy Corporation übertragen wurde. Eine bevorzugte Gruppe an optischen Materialien sind wie in US-Patent 5 508 317 beschrieben solche, die eine 1,3-Diol-Grundstruktur umfassen, worin ein bestimmter Prozentanteil der 1,3-Diol-Einheiten modifiziert worden ist zu einem 1,3-Dioxan mit einem polymerisierbaren jedoch nicht-polymerisierten Rest in 2-Stellung. Diese polymerisierbaren Materialien sind inso weit bevorzugt, als die Materialien während der Härtung nicht oder im Wesentlichen nicht schrumpfen. Der polymerisierbare Rest ist insbesondere ein Aminoalkylrest mit einer an das Stickstoffatom gebundenen polymerisierbaren Gruppe. Das optische Material ist vorzugsweise ein Polyvinylalkohol-Derivat mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht, M_w, von zumindest etwa 2000, das, bezogen auf die Anzahl der Hydroxygruppen des Polyvinylalkohols, von etwa 0,5 bis etwa 80 % Einheiten der Formel I
umfasst, worin
R Niedrigalkylen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen ist,
R¹ Wasserstoff oder Niedrigalkyl ist, und
R² ein olefinisch ungesättigter, Elektronen anziehender, copolymerisierbarer Rest mit vorzugsweise bis zu 25 Kohlenstoffatomen ist. R² ist vorzugsweise ein olefinisch ungesättigter Acylrest der Formel R³-CO-, worin
R³ ein olefinisch ungesättigter copolymerisierbarer Rest mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Rest R² ein Rest der Formel Π -(CO-NH-(R⁴-NH-CO-O)_q-R⁵-O)_p-CO-R³ (II)worin
q für Null oder Eins steht und
R⁴ und R⁵ jeweils unabhängig Niedrigalkylen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, Arylen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Arylenalkylen oder Alkylenarylen mit 7 bis 14 Kohlenstoffatomen oder Arylenalkylenarylen mit 13 bis 16 Kohlenstoffatomen bedeuten, und
R³ wie vorstehend definiert ist.
Niedrigalkylen R besitzt vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatome und kann geradkettig oder verzweigt sein. Geeignete Beispiele umfassen Octylen, Hexylen, Pentylen, Butylen, Propylen, Ethylen, Methylen, 2-Propylen, 2-Butylen und 3-Pentylen. Vorzugsweise besitzt Niedrigalkylen R bis zu 6 und besonders bevorzugt bis zu 4 Kohlenstoffatome. Die Bedeutungen Methylen und Butylen sind besonders bevorzugt. R¹ ist vorzugsweise Wasserstoff oder Niedrigalkyl mit bis zu sieben, insbesondere bis zu vier Kohlenstoffatomen, vor allem Wasserstoff.
Was R⁴ und R⁵ anbelangt, besitzt Niedrigalkylen R⁴ oder R⁵ vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome und ist insbesondere geradkettig. Geeignete Beispiel umfassen Propylen, Butylen, Hexylen, Dimethylethylen und besonders bevorzugt Ethylen. Arylen R⁴ oder R⁵ ist vorzugsweise Phenylen, das unsubstituiert ist oder durch Niedrigalkyl oder Niedrigalkoxy substituiert ist, insbesondere 1,3-Phenylen oder 1,4-Phenylen oder Methyl-1,4-phenylen. Eine gesättigte zweiwertige cycloaliphatische Gruppe R⁴ oder R⁵ ist vorzugsweise Cyclohexylen oder Cyclohexylen-Niedrigalkylen, zum Beispiel Cyclohexylenmethylen, welches unsubstituiert ist oder durch eine oder mehrere Methylgruppen substituiert ist, wie zum Beispiel Trimethylcyclohexylenmethylen, zum Beispiel der zweiwertige Isophoron-Rest. Die Arylen-Einheit von Alkylenarylen oder Arylenalkylen R⁴ oder R⁵ ist vorzugsweise Phenylen, unsubstituiert oder substituiert durch Niedrigalkyl oder Niedrigalkoxy, und die Alkylen-Einheit hiervon ist vorzugsweise Niedrigalkylen, wie Methylen oder Ethylen, insbesondere Methylen. Derartige Reste R⁴ oder R⁵ sind vorzugsweise Phenylenmethylen oder Methylenphenylen. Arylenalkylenarylen R⁴ oder R⁵ ist vorzugsweise Phenylen-Niedrigalkylen-Phenylen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylen-Einheit, zum Beispiel Phenylenethylenphenylen. Die Reste R⁴ und R⁵ sind jeweils unabhängig vorzugsweise Niedrigalkylen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, Phenylen, unsubstituiert oder substituiert durch Niedrigalkyl, Cyclohexylen oder Cyclohexylen-Niedrigalkylen, unsubstituiert oder substituiert durch Niedrigalkyl, Phenylen-Niedrigalkylen, Niedrigalkylen-Phenylen oder Phenylen-Niedrigalkylen-Phenylen.
Im Bereich der Erfindung bezeichnet der Ausdruck "niedrig", der im Zusammenhang mit Resten und Verbindungen verwendet wird, Reste oder Verbindungen mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatomen, sofern nicht anders angegeben. Niedrigalkyl besitzt insbesondere bis zu 7 Kohlenstoffatome, vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome, und ist zum Beispiel Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl oder tert-Butyl. Niedrigalkoxy besitzt insbesondere bis zu 7 Kohlenstoffatome, vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome und ist zum Beispiel Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy oder tert-Butoxy.
Der olefinisch ungesättigte copolymerisierbare Rest R³ mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen ist vorzugsweise Alkenyl mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, insbesondere Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt Alkenyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Ethenyl, 2-Propenyl, 3-Propenyl, 2-Butenyl, Hexenyl, Octenyl oder Dodecenyl. Die Bedeutungen Ethenyl und 2-Propenyl sind bevorzugt, so dass die Gruppe -CO-R³ der Acylrest der Acryl- oder Methacrylsäure ist.
Die zweiwertige Gruppe -R⁴-NH-CO-O- ist vorhanden, wenn q für Eins steht, und abwesend, wenn q für Null steht. Prepolymere, worin q für Null steht, sind bevorzugt.
Die zweiwertige Gruppe -CO-NH-(R⁴-NH-CO-O)_q-R⁵-O- ist anwesend, wenn p für Eins steht, und abwesend, wenn p für Null steht. Prepolymere, worin p für Null steht, sind bevorzugt. In Prepolymeren, worin p für Eins steht, ist der Index q vorzugsweise Null. Prepolymere, worin p für Eins steht, der Index q für Null steht und R⁵ Niedrigalkylen ist, sind besonders bevorzugt.
Ein bevorzugtes optisches Prepolymer-Material ist ein Derivat eines Polyvinylalkohols mit einem Molekulargewicht von zumindest etwa 2000, das, basierend auf der Anzahl der Hydroxygruppen des Polyvinylalkohols, von etwa 0,5 bis etwa 80 % Einheiten der Formel I umfasst, worin R² der Formel II äquivalent ist, worin R Niedrigalkylen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, p für Null steht und R³ Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
Ein bevorzugteres optisches Prepolymer-Material ist ein Polyvinylalkohol-Derivat mit einem Molekulargewicht von zumindest etwa 2000, das, basierend auf der Anzahl der Hydroxygruppen des Polyvinylalkohols, von etwa 0,5 bis etwa 80 % Einheiten der Formel I umfasst, worin R² der Formel II äquivalent ist, worin R Niedrigalkylen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, p für Eins steht, q für Null steht, R⁵ Niedrigalkylen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und R³ Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
Ein noch bevorzugteres optisches Prepolymermaterial ist ein Polyvinylalkohol-Derivat mit einem Molekulargewicht von zumindest etwa 2000, das, basierend auf der Anzahl der Hydroxygruppen des Polyvinylalkohols, etwa 0,5 bis etwa 80 % Einheiten der Formel I umfasst, worin R² der Formel II äquivalent ist, worin R Niedrigalkylen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, p für Eins steht, q für Eins steht, R⁴ Niedrigalkylen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, Phenylen, unsubstituiertes oder substituiertes Niedrigalkyl, Cyclohexylen oder Cyclohexylen-Niedrigalkylen, unsubstituiertes oder substituiertes Niedrigalkyl, Phenylen-Niedrigalkylen, Niedrigalkylen-Phenylen oder Phenylen-Niedrigalkylen-Phenylen ist, R⁵ Niedrigalkylen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und R³ Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist.
Polyvinylalkohole, die erfindungsgemäß derivatisiert werden können, besitzen vorzugsweise ein Molekulargewicht von zumindest 10 000. Als obere Grenze können die Polyvinylalkohole ein Molekulargewicht bis zu 1 000 000 besitzen. Vorzugsweise besitzen die Polyvinylalkohole ein Molekulargewicht bis zu 300 000, insbesondere bis zu etwa 100 000, und besonders bevorzugt bis zu etwa 50 000.
Erfindungsgemäß geeignete Polyvinylalkohole besitzen gewöhnlich eine Poly-(2-hydroxy)-ethylen-Struktur. Die erfindungsgemäß derivatisierten Polyvinylalkohole können jedoch auch Hydroxygruppen in Form von 1,2-Glykolen, wie Copolymer-Einheiten von 1,2- Dihydroxyethylen, umfassen, wie sie zum Beispiel durch alkalische Hydrolyse von Vinylacetat/Vinylencarbonat-Copolymeren erhalten werden können.
Zusätzlich können die erfindungsgemäß derivatisierten Polyvinylalkohole geringe Anteile, zum Beispiel bis zu 20 %, vorzugsweise bis zu 5 %, Copolymer-Einheiten von Ethylen, Propylen, Acrylamid, Methacrylamid, Dimethacrylamid, Hydroxyethylmethacrylat, Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Vinylpyrrolidon, Hydroxyethylacrylat, Allylalkohol, Styrol oder ähnlichen üblicherweise verwendeten Comonomeren enthalten.
Im Handel erhältliche Polyvinylalkohole können eingesetzt werden, wie zum Beispiel Vinol^(R) 107, hergestellt von Air Products (MW = 22 000 bis 31 000, 98-98,8 % hydrolysiert), Polysciences 4397 (MW = 25 000, 98,5 % hydrolysiert), BF 14, hergestellt von Chan Chun, Elvanol^(R) 90-50, hergestellt von DuPont, UF-120, hergestellt von Unitika, Moviol^(R) 4-88, 10-98 und 20-98, hergestellt von Hoechst. Andere Hersteller sind zum Beispiel Nippon Gohsei (Gohsenol^(R), Monsanto (Gelvatol^(R), Wacker (Polyviol^(R) und die japanischen Hersteller Kuraray, Denki und Shin-Etsu. Die Molekulargewichte, auf die vorliegend Bezug genommen wird, sind gewichtsmittlere Molekulargewichte, Mw, bestimmt durch Gelpermeations-Chromatographie, sofern nicht anders angegeben.
Es ist auch möglich, Copolymere von hydrolysiertem Vinylacetat zu verwenden, die zum Beispiel erhältlich sind in Form von hydrolysiertem Ethylen/Vinylacetat (EVA), oder Vinylchlorid/Vinylacetat, N-Vinylpyrrolidon/Vinylacetat und Maleinsäureanhydrid/Vinylacetat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäß derivatisierte Polyvinylalkohol weniger als 50 % Polyvinylacetat-Einheiten, insbesondere weniger als 20 % Polyvinylacetat-Einheiten. Bevorzugte Mengen an in dem erfindungsgemäß derivatisierten Polyvinylalkohol verbliebenen Acetat-Einheiten sind, bezogen auf die Summe von Vinylalkohol-Einheiten und Acetat-Einheiten, etwa 3 bis 20 %, vorzugsweise etwa 5 bis 16 % und besonders bevorzugt 10 bis 14 %.
Die Verbindungen, die Einheiten der Formel I umfassen, worin R² der Formel II äquivalent ist, können auf bekannte Weise hergestellt werden. Zum Beispiel kann ein Polyvinylalkohol mit einem Molekulargewicht von zumindest etwa 2 000 der Einheiten der Formel (IV) -CH(OH)-CH₂- (IV)umfasst, mit etwa 0,5 bis 80 %, bezogen auf die Anzahl der Hydroxygruppen der Verbindung der Formel (IV) einer Verbindung der Formel (V)
worin R' und R jeweils unabhängig Wasserstoff, Niedrigalkyl oder Niedrigalkanoyl, wie Acetyl oder Propionyl bedeuten, und anderen Variablen wie für Formel (I) definiert sind, worin R² der Formel (II) äquivalent ist, insbesondere in einem sauren Medium umgesetzt werden.
Alternativ kann ein Polyvinylalkohol, der ein Molekulargewicht von zumindest etwa 2 000 der Einheiten der Formel (IV) umfasst, mit einer Verbindung der Formel (VI)
worin die Variablen wie für die Verbindung der Formel (V) definiert sind, insbesondere unter sauren Bedingungen umgesetzt werden, und das auf diese Weise erhältliche cyclische Acetat kann dann mit einer Verbindung der Formel (VII) OCN-(R⁴-NH-CO-O)_q-R⁵-O-CO-R³ (VII) worin die Variablen wie für die Verbindungen der Formel (V) definiert sind, umgesetzt werden.
Alternativ kann das wie vorstehend beschrieben aus einer Verbindung der Formel (IV) und einer Verbindung der Formel (VI) erhältliche Produkt mit einer Verbindung der Formel (VIII) X-CO-R³ (VIII)umgesetzt werden, worin R³ zum Beispiel Alkenyl mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen ist und X eine reaktive Gruppe, zum Beispiel verethertes oder verestertes Hydroxy, oder Halogen, zum Beispiel Chlor, bedeutet.
Verbindungen der Formel (V), worin p für Null steht, sind bekannt, zum Beispiel aus EP-201 693. Verbindungen der Formel (VI) werden dort auch beschrieben. Verbindungen der Formel (VII) sind ebenfalls bekannt und können auf bekannte Weise hergestellt werden. Ein Beispiel für eine Verbindung der Formel (VII), worin q für Null steht, ist Isocyanatoethylmethacrylat. Ein Beispiel für eine Verbindung der Formel (VII), worin q für Eins steht, ist das Reaktionsprodukt aus Isophorondiisocyanat mit 0,5 Äquivalenten Hydroxyethylmethacrylat. Verbindungen der Formel (VIII) sind bekannt und Methacryloylchlorid ist ein Beispiel für eine derartige Verbindung. Verbindungen der Formel (V), worin p und/oder q für 1 stehen, können in bekannter Weise aus den vorstehend erwähnten Verbindungen hergestellt werden, zum Beispiel durch Umsetzung einer Verbindung der Formel (VI) mit Isocyanatoethylmethacrylat oder durch Umsetzung einer Verbindung der Formel (VI) mit Isophorondiisocyanat, das zuvor mit 0,5 Äquivalenten Hydroxyethylmethacrylat terminiert worden ist.
Die optischen Prepolymer-Materialien der Formel (I), worin R² der Formel (II) äquivalent ist, sind in außerordentlich wirksamer und kontrollierter Weise, beispielsweise durch Photovernetzung, vernetzbar. Geformte ophthalmische Linsen können auch durch Photovernetzung eines optischen Prepolymer-Material, das Einheiten der Formel (I) umfasst, worin R² der Formel (II) äquivalent ist, mit oder ohne einem weiteren vinylischen Comonomeren, das wasserunlöslich ist, erhalten werden. Im Fall der Photovernetzung ist es zweckmäßig, einen Photoinitiator zuzusetzen, der die radikalische Vernetzung initiieren kann. Beispiele hierfür sind dem Fachmann vertraut und geeignete Photoinitiatoren, die speziell erwähnt werden können, sind Benzoinmethylether, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, Darocur^(R) 1173- und Irgacure-Typen. Die Vernetzung kann dann durch aktinische Strahlung, wie zum Beispiel UV-Licht, oder ionisierende Strahlung, wie zum Beispiel gamma-Strahlung oder Röntgenstrahlung, eingeleitet werden. Die Photopolymerisation kann in Anwesenheit eines Lösungsmittels erfolgen. Ein geeignetes Lösungsmittel ist im Prinzip jedes Lösungsmittel, das Polyvinylalkohol und die gegebenenfalls zusätzlich verwendeten vinylischen Comonomeren löst, zum Beispiel Wasser, Alkohole wie Niedrigalkanole, wie zum Beispiel Ethanol oder Methanol, oder auch Carbonsäureamide, wie Dimethylformamid, oder Dimethylsulfoxid und auch eine Mischung von geeigneten Lösungsmitteln, wie zum Beispiel eine Mischung von Wasser mit einem Alkohol, wie zum Beispiel einer Wasser/Ethanol- oder einer Wasser/Methanol-Mischung.
Die Photovernetzung erfolgt vorzugsweise direkt aus einer wässrigen Lösung der bevorzugten Prepolymeren, die durch die bevorzugte Reinigungsstufe, Ultrafiltration, erhalten werden kann, sofern geeignet nach Zusatz eines weiteren vinylischen Comonomeren. Beispielsweise kann eine etwa 15 bis 40 % wässrige Lösung photovernetzt werden. Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymeren kann zum Beispiel Photovernetzung eines Prepolymeren, umfassend Einheiten der Formel (I), worin R² der Formel (II) äquivalent ist, insbesondere in im Wesentlichen reiner Form, zum Beispiel nach einer einzigen oder wiederholten Ultrafiltration, vorzugsweise in Lösung, insbesondere in wässriger Lösung, in Abwesenheit oder Anwesenheit eines weiteren vinylischen Comonomeren, umfassen. Das vinylische Comonomere, das erfindungsgemäß zusätzlich bei der Photovernetzung verwendet werden kann, kann hydrophil oder hydrophob sein oder eine Mischung eines hydrophoben und eines hydrophilen vinylischen Monomeren. Geeignete vinylische Monomere umfassen insbesondere solche, die üblicherweise bei der Herstellung von Kontaktlinsen eingesetzt werden. Ein hydrophiles vinylisches Monomer bezeichnet ein Monomer, das typischerweise als Homopolymer ein Polymer ergibt, das wasserlöslich ist oder zumindest 10 Gew.-% Wasser absorbieren kann. Analog bezeichnet ein hydrophobes vinylisches Monomer ein Monomer, das typischerweise als Homopolymer ein Polymer ergibt, das wasserunlöslich ist und weniger als 10 Gew.-% Wasser absorbieren kann. Im Allgemeinen werden etwa von 0,01 bis 80 Einheiten eines typischen vinylischen Comonomeren je Einheit der Formel (I), worin R² der Formel (II) äquivalent ist, umgesetzt. Geeignete hydrophobe vinylische Comonomere umfassen, ohne dass die Liste erschöpfend ist, C₁-C₁₈-Alkylacrylate und -methacrylate, C₃-C₁₈-Alkylacrylamide und -methacrylamide, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinyl-C₁-C₁₈-alkanoate, C₂-C₁₈-Alkene, C₂-C₁₈-Halogenalkene, Styrol, C₁-C₆-Alkylstyrol, Vinylalkylether, worin der Alkyl-Teil 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweist, C₂-C₁₀-Perfluoralkylacrylae und -methacrylate oder entsprechend partiell fluorierte Acrylate und -methacrylate, C₃-C₁₂-Perfluoralkyl-ethylthiocarbonylaminoethylacrylate und -methacrylate, Acryloxy- und Methacryloxy-alkylsiloxane, N-Vinylcarbazol, C-C₂-Alkylester der Maleinsäure, Fumarsäure, Itakonsäure, Mesakonsäure und ähnliche. C₁-C₄-Alkylester von vinylisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Vinylester von Carbonsäuren mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, beispielsweise, sind bevorzugt. Beispiele für geeignete hydrophobe vinylische Comonomere umfassen Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Cyclohexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat, Styrol, Chloropren, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, 1-Buten, Butadien, Methacrylnitril, Vinyltoluol, Vinylethylether, Perfluorhexylethylthiocarbonylaminoethylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Trifluorethylmethacrylat, Hexafluorisopropylmethacrylat, Hexafluorbutylmethacrylat, Tristrimethylsilyloxy-silylpropylmethacrylat, 3-Methacryloxypropyl-pentamethyldisiloxan und Bis-(methacryloxypropyl)-tetramethyldisiloxan.
Geeignete hydrophile vinylische Comonomere umfassen, ohne dass die Liste erschöpfend ist, Hydroxy-substituierte Niedrigalkylacrylate und -methacrylate, Acrylamid, Methacrylamid, Niedrigalkylacrylamide und -methacrylamide, ethoxylierte Acrylate und Methacrylate, Hydroxy-substituierte Niedrigalkylacrylamide und -methacrylamide, Hydroxy-substituierte Niedrigalkylvinylether, Natriumethylensulfonat, Natriumstyrolsulfonat, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, N-Vinylpyrrol, N-Vinylsuccinimid, N-Vinylpyrrolidon, 2- oder 4-Vinylpyridin, Acrylsäure, Methacrylsäure, Amino- (die Bezeichnung "Amino" umfasst auch quaternäres Ammonium), Mononiedrigalkylamino- oder Diniedrigalkylami no-Niedrigalkylacrylate und -methacrylate, Allylalkohol und ähnliche. Hydroxy-substituierte C₂-C-Alkyl(meth)acrylate, fünf- bis siebengliedrige N-Vinyllactame, N,N-Di-C₁-C₄-alkyl(meth)acrylamide und vinylisch ungesättigte Carbonsäuren mit insgesamt 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, beispielsweise, sind bevorzugt.
Beispiele für geeignete hydrophile vinylische Comonomere umfassen Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, Dimethylacrylamid, Allylalkohol, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon, Glyzerinmethacrylat, N-(1,1-Dimethyl-3-oxobutyl)-acrylamid und ähnliche. Bevorzugte hydrophobe vinylische Comonomere sind Methylmethacrylat und Vinylacetat, und bevorzugte hydrophile vinylische Comonomere sind 2-Hydroxyyethylmethacrylat, N-Vinylpyrrolidon und Acrylamid.
Die multifunktionellen ophthalmischen Linsen der vorliegenden Erfindung können so ausgestaltet sein, dass sie einen breiten Bereich an verschiedenen optischen und ophthalmischen Funktionen ergeben. Zusätzlich ist die Endstufe zur Herstellung der vorliegenden multifunktionellen ophthalmischen Linsen ein Formungsverfahren. Demzufolge erfordert das vorliegende Linsen-Herstellungsverfahren keine zeitraubenden und arbeitsintensiven Stufen eines Schneidens und einer Endbearbeitung der Herstellungsverfahren für herkömmliche Verbund-Linsen, z.B. Formungsverfahren durch Drehbearbeitung. Darüber hinaus liefert das vorliegende Formungsverfahren zur Herstellung von multifunktionellen Linsen eine vereinfachte Herstellungsmethode, die in hohem Ausmaß zur Herstellung von multifunktionellen Linsen in großem Maßstab geeignet ist.
Die vorliegende Erfindung wird weiter anhand der folgenden Beispiele erläutert. Den Beispielen liegt jedoch nicht die Absicht zugrunde, die Erfindung hierauf zu beschränken.
Beispiele
Beispiel 1
Positive und negative Polypropylen-Pre-Linsen-Formhälften werden spritzverformt. Die Formhälften sind vorgesehen, um eine Pre-Linse mit einem Durchmesser von etwa 14,5 mm, einer Dicke von etwa 0,1 mm und einer sagittalen Tiefe von etwa 4,0 mm. Die positive Formhälfte besitzt eine Einbuchtung, die eine runde Tasche ergibt, welche einen Durchmesser von 8 mm und eine Tiefe von 0,05 mm in der optischen Zone der geformten Pre-Linse aufweist. Die negative Formhälfte ist Sauerstoffplasma-behandelt um sicherzustellen, dass die Pre-Linse an der negativen Formhälfte haftet, wenn die Pre-Linse geformt wird und die Pre-Linsen-Formhälfte geöffnet wird. Die Plasmabehandlung erfolgt in einem Plasma-Einbauteil des Typs, wie er in Ultrathin coating of plasma polymer of methane applied on the surface of silicone contact lenses, C.P. Ho und H. Yasuda, Journal of Biomedical Materials Research, Bd. 22, 919-937 (1988) beschrieben wird. Man bringt ein Vakuum von etwa 0,3 Torr und verwendet eine Sauerstoff-Fließgeschwindigkeit von etwa 3 cm³/min. Das Plasma wurde unter Verwendung einer Radiofrequenzleistung von etwa 100 Watt erzeugt, und die Linsen-Formhälfte wird für etwa 4 Minuten behandelt. Man bringt etwa 0,06 ml einer Nelfilcon-Linsen-Monomer-Zusammensetzung auf den zentralen Teil der negativen Formhälfte auf, und die abgestimmte positive Pre-Linsen-Formhälfte wird über der negativen Formhälfte platziert, wobei eine Pre-Linsen-Formanordnung gebildet wird. Kurz gesagt ist Neufilcon ein Produkt eines vernetzbaren modifizierten Polyvinylalkohols, der etwa 0,48 mmol/g eines Acrylamid-Vernetzers enthält. Der Polyvinylalkohol besitzt etwa 7,5 Mol-% Acetat-Gehalt. Nelfilcon besitzt einen Feststoffgehalt von etwa 30 % und enthält etwa 0,1 % eines Photoinitiators, Durocure^(R) 1173. Die Monomeren-Zusammensetzung wird durch Bestrahlen der Pre-Linsen-Anordnung während etwa 15 Sekunden unter einer UV-Strahlung von etwa 2,5 mW/cm² gehärtet. Die Formanordnung wird hiernach geöffnet, wobei die Pre-Linse an der negativen Formhälfte haftend verbleibt.
Ein zweites optisches Material mit einem Durchmesser von etwa 7,8 mm, einer Dicke von etwa 0,05 mm und einer sagittalen Tiefe von etwa 1 mm wird getrennt unter Verwendung eines herkömmlichen doppelseitigen Formungsverfahrens hergestellt. Das zweite optische Material ist eine gefärbte Linse und wird hergestellt durch Zusatz von etwa 2,5 Gew./Gew.-% Kupferphthalocyanid zu der vorstehend beschriebenen Nelfilcon-Zusammensetzung.
Das zweite optische Material wird in die Tasche der Pre-Linse platziert. Dann werden etwa 0,06 ml der Nelfilcon-Zusammensetzung über der Tasche platziert, wobei das zweite optische Material und die Pre-Linse bedeckt werden. Eine abgestimmte positive Polypropylen-Finishing-Formhälfte wird mit der negativen Pre-Linsen-Formhälfte, die die Pre-Linse und das zweite optische Material enthalt, verbunden, um die endgültige Linsen-Formanordnung zu ergeben. Die positive Finishing-Formhälfte besitzt eine derartige Abmessung, dass die Formanorndung für die Fertigstellung der eingepassten Linse eine Linsen-Höhlung ergibt, die einen Durchmesser von etwa 14,5 mm und eine zentrale Dicke von etwa 0,23 mm aufweist. Die Formanordnung für die Linsen-Fertigstellung wird dann mit etwa 2,5 mW/cm² UV-Strahlung für etwa 15 Sekunden bestrahlt, um eine vollständig gehärtete Verbund-Linse zu bilden. Die Linsen-Form wird geöffnet und die Verbund-Linse entnommen.
Die Verbund-Linse besitzt eine gefärbte optische Zone und das gefärbte zweite optische Material in der Verbund-Linse ist vollständig und kohäsiv in das äußere Nelfilcon-Material eingebettet.
Beispiel 2
Man wiederholt das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren, wobei jedoch ein Beugungsgitter-Material als zweites optisches Material verwendet wird. Das Beugungsgitter-Material ist ein Copolymeres aus Phenylethylacrylat und Phenylethylmethacrylat und wird näher in der US-PS-S 433 746 von F. Namdaran et al. beschrieben. Die hergestellte Verbund-Linse zeigt zwei optische Stärken. Eine optische Stärke tritt durch Kombination der zwei optischen Materialien in dem Bereich zu Tage, wo sich die beiden optischen Materialien überlappen und eine weitere optische Stärke tritt durch das Nelfilcon-Material in dem Bereich außerhalb des eingebetteten zweiten Materials zu Tage.
Beispiel 3
Man wiederholt das Verfahren von Beispiel 1, wobei jedoch ein Doppelbrechungs-Material als zweites optisches Material verwendet wird. Das Doppelbrechungs-Material ist aus einer Polyethylenterephthalat (PET)-Folie hergestellt. Die PET-Folie wird auf etwa 90 °C erhitzt und uniaxial auf ein Streckverhältnis von etwa 4,5 : 1 verstreckt. Die uniaxial orientierte PET-Folie wird abgekühlt und dann unter Verwendung einer herkömmlichen Kontakt-Linsen-Drehbehandlungsmaschine geformt.
Die entstandene Verbund-Linse ist eine bifokale Kontaktlinse, die zwei optische Stärken ergibt. Die beiden optischen Stärken werden vorwiegend durch die unterschiedlichen Brechungsindices des zweiten optischen Materials erzielt.
Beispiel 4
Es wird eine geformte ophthalmische Verbund-Linse unter Verwendung von Tefilcon und Atlafilcon hergestellt. Die Tefilcon-Zusammensetzung wird in diesem Beispiel durch Zusatz von etwa 40 Gew./Gew. % Wasser zu der Tefilcon-Zusammensetzung modifiziert. Das modifizierte Tefilcon-Material schrumpft während des Polymerisationsverfahrens nicht. Kurz gesagt enthält das modifizierte Tefilcon etwa 59,3 % Hydroxyethylmethacrylat, etwa 0,2 % Benzoinmethylether, etwa 40 % Wasser und etwa 0,5 % Ethylenglykoldimethacrylat. Atlafilcon enthält etwa 85 % Dimethylsulfoxid, etwa 10 % Polyvinylalkohol, etwa 4 % Methylmethacrylat, etwa 1 % Isocyanatoethylmethacrylat und geringe Mengen an Benzoinmethylether und Natriumacetat.
Eine Linsen-Form, mit der in Beispiel 1 offenbarten Abmessung für die Formanordnung zur Linsen-Fertigstellung wird zur Herstellung der Verbund-Linse verwendet. Etwa 0,45 g des modifizierten Tefilcon-Materials werden in die negative Formhälfte platziert. Ein getrennt hergestelltes zweites optisches Material wird auf dem Tefilcon-Material platziert. Das zweite optische Material wird aus dem Atlafilcon-Material unter Verwendung eines herkömmlichen doppelseitigen Formungsverfahrens hergestellt. Oben auf das zweite optische Material werden etwa 0,45 g des modifizierten Tefilcon-Materials platziert. Die negative Form wird dann mit einer abgestimmten positiven Form geschlossen, um eine For manordnung zur Fertigstellung der Linse zu bilden. Die Formanordnung wird unter einer UV-Strahlung von etwa 2,5 mW/cm² 30 Minuten gehärtet, und hiernach bei 118 °C 60 Minuten wärmebehandelt. Die wärmebehandelte Formanordnung wird abgekühlt und die Verbund-Linse aus der Form entfernt.
Die Verbund-Linse zeigt klar das Konzept, wonach eine geformte Verbund-Linse aus zwei verschiedenen optischen Materialien hergestellt werden kann.

Claims

Geformte multifunktionelle ophthalmische Linse, umfassend eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, worin die erste optische Komponente einem Gießformen unterzogen worden ist, um die zweite optische Komponente derart einzukapseln, dass die erste optische Komponente der multifunktionellen ophthalmischen Linse eine optische Funktion verleiht und die zweite optische Komponente eine weitere optische Funktion verleiht, dadurch gekennzeichnet, dass besagte erste und besagte zweite Komponente beide Hydrogel-, oder beide starre gaspermeable, oder beide starre optische Materialien sind.
Geformte ophthalmische Linse gemäß Anspruch 1, worin die erste optische Komponente eine Außenschicht ist und die zweite optische Komponente eine Innenschicht ist, worin die erste Komponente und die zweite Komponente unterschiedliche optische Funktionen aufweisen und worin die äußere optische Schicht die innere optische Schicht derart einkapselt, dass die innere optische Schicht fest in der äußeren optischen Schicht anhaftet.
Geformte ophthalmische Linse der Ansprüche 1 und 2, worin die ersten und zweiten optischen Materialien ein optisches Basismaterial aufweisen, welches ein Hydrogel-, starres gaspermeables oder starres optisches Material ist, worin das zweite optische Material ein modifiziertes optisches Basismaterial ist, das eine optische Funktion ergibt, die verschieden ist von derjenigen des ersten optischen Materials.
Geformte ophthalmische Linse der Ansprüche 1 bis 3, worin das Hydrogel-Material ein Polyvinylalkohol-Derivat umfasst, welches Einheiten der Formel I
umfasst, worin R Niedrigalkylen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen ist, R¹ Wasserstoff oder Niedrigalkyl ist, und R² ein olefinisch ungesättigter, Elektronen anziehender, copolymerisierbarer Rest mit vorzugsweise bis zu 25 Kohlenstoffatomen ist.
Ophthalmische Linse der Ansprüche 1 bis 4, worin die zweite optische Funktion eine Beugungs-, Reflexions-, Lichtfiltrations-, Lichtpolarisations- oder kosmetische Funktion ist.
Verfahren zur Herstellung der multifunktionellen ophthalmischen Linse der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die folgenden Stufen: a) Bereitstellung einer Pre-Linse, umfassend das erste optische Material, worin die Pre-Linse ein gehärtetes Produkt des härtbaren ersten optischen Materials ist und die Pre-Linse eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche besitzt, b) Bereitstellung des zweiten optischen Materials auf der oberen Oberfläche der besagten Pre-Linse, c) Platzieren einer Menge des ersten optischen Materials derart, dass das zweite optische Material durch die Pre-Linse und das erste optische Material eingekapselt wird, und d) Härten des ersten optischen Materials in einer Finishing-Form-Anordnung, wodurch das optische Material in dem ersten optischen Material verankert wird und Gießformen der ophthalmischen Linse.