ES2609917T3 - Método para producir composiciones ajustables - Google Patents
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Abstract
Un método para producir un material ajustable, que comprende: formar un material base en presencia de un material espaciador, en donde el material base es un poliacrilato, un polimetacrilato, un polivinilo, un polisoloxano, un polifosfazeno o un copolímero de los mismos, y en donde el material espaciador se selecciona de alcanoatos de silicio, fluidos de silicona, dialcanoatos acrílicos y dialcanoatos de diol C1-C18, e impregnar el material base con un modificador, en donde dicho modificador es susceptible de polimerización inducida por estímulo para cambiar la potencia refractiva al cambiar el índice refractivo o forma, o ambos.
Description
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descripcion
Metodo para producir composiciones ajustables Campo tecnico
La invencion se refiere a metodos para producir materiales cuyas propiedades pueden modificarse mediante la polimerizacion inducida por estimulo de modificadores dispersados en el material. Los materiales pueden usarse para producir elementos opticos ajustables, tales como lentes intraoculares ajustables a la luz para el paciente faquico o afaquico.
Antecedentes de la invencion
En Estados Unidos, se realizan aproximadamente dos millones de procedimientos quirurgicos de cataratas al ano. El procedimiento implica generalmente realizar una incision en la capsula de la lente anterior para retirar la lente cristalina con cataratas e implantar una lente intraocular en su lugar. La potencia de la lente implantada se selecciona (en base a mediciones preoperativas de longitud ocular y curvatura de la cornea) para hacer posible que el paciente vea sin medidas correctivas adicionales (p.ej., gafas o lentes de contacto). Lamentablemente, debido a errores de medicion, y/o posicionamiento variable de la lente y cicatrizacion de la herida, aproximadamente la mitad de todos los pacientes sometidos a este procedimiento no disfrutaran de una vision optima sin correccion despues de la cirug^a. Brandser et al., Acta Ophthalmol Scan 75:162-165 (1997); Oshika et al., J. Cataract Refract Surg 24:509-514 (1998).
Debido a que, la potencia de las lentes intraoculares de la tecnica anterior por lo general no puede ajustarse una vez implantadas, el paciente normalmente debe elegir entre reemplazar la lente implantada por otra lente de una potencia diferente o resignarse a usar las lentes correctivas adicionales, tales como gafas o lentes de contacto. Puesto que, los beneficios no superan normalmente a los riesgos que implican las lentes intraoculares de la tecnica anterior, el reemplazo casi nunca se realiza.
Una lente intraocular cuya potencia puede ajustarse despues de su implantacion y posterior cicatrizacion de la herida, sena una solucion ideal a los errores refractivos postoperatorios asociados con la cirugfa de cataratas. Ademas, dicha lente podna tener una gama mas amplia de aplicaciones y podna usarse para corregir los defectos de refraccion mas habituales tales como miopfa, hipermetrc^a, y astigmatismo. Aunque se dispone de procedimientos quirurgicos tales como LASIK, el cual usa un laser para remodelar la cornea, solo puede tratarse facilmente la miop^a y la hipermetropfa de baja a moderada. En cambio, una lente intraocular, que podna funcionar al igual que las gafas o lentes de contacto para corregir errores refractivos del ojo natural, podna implantarse en el ojo de cualquier paciente. Debido a que la potencia de la lente implantada puede ajustarse, los errores refractivos postoperatorios debido a irregularidades en la medicion y/o posicionamiento variable de la lente y cicatrizacion de la herida pueden afinarse In situ. Una solucion ha sido propuesta en la patente de EE.UU. n0 6.450.642. En esta patente, se crean elementos opticos tales como lentes intraoculares que tienen una composicion modificante de la refraccion (CMR) dispersada por toda la lente. La dispersion de la CMR por toda la lente, se logra formando la lente base en presencia de la CMR. El resultado es una lente cuyas propiedades opticas pueden ajustarse mediante polimerizacion localizada de la CMR.
Aunque este procedimiento es eficaz en crear una lente adaptable, la presencia del macromero durante el proceso de formacion suele dar como resultado, que al menos algunos de los macromeros que se polimericen en la matriz de la lente. Esto reduce la cantidad de macromero disponible para posterior polimerizacion. Adicionalmente, la reaccion de polimerizacion del polfmero base debe ser mutuamente excluyente de la polimerizacion del macromero.
Por lo tanto, es deseable, producir un material cuyas propiedades puedan manipularse a traves del uso de modificadores dispersados en el material, de una manera que los modificadores no sean consumidos durante el proceso de fabricacion inicial y el material base pueda polimerizarse mediante cualquier reaccion de polimerizacion que incluya fotopolimerizacion. El documento de patente de EE.UU. 5.296.305 describe un metodo para producir una lente realizada en polfmero transparente con mdice refractivo modulado. El documento de patente de WO 03/058287 A se refiere a elementos opticos reajustables. El documento de patente EP 1 369 710 A describe un metodo para producir lentes intraoculares y lentes intraoculares producidas por el metodo.
Breve compendio de la invencion
La invencion se refiere a un metodo nuevo para preparar materiales, cuyas propiedades puedan ajustarse mediante polimerizacion inducida por estimulo de modificadores dispersados en el material base. El metodo de la presente invencion elimina la polimerizacion incidental involuntaria de los modificadores durante la formacion del material base y permite la formacion del material base independientemente al del macromero fotorreactivo.
En consecuencia, la invencion proporciona un metodo para producir un material ajustable que comprende: formar un material base en presencia de un material espaciador, en donde el material base es un poliacrilato, un polimetacrilato, un polivinilo, un polisoloxano, un polifosfazeno o un copolfmero de los mismos, y en donde el
material espaciador se selecciona de alcanoatos de silicio, fluidos de silicona y dialcanoatos acnlicos y dialcanoatos de diol Ci-Ci8, e impregnar el material base con un modificador, en donde dicho modificador es susceptible de polimerizacion inducida por estimulo para cambiar la potencia refractiva al cambiar el mdice refractivo o forma, o ambos.
5 Preferiblemente, en el metodo de la invencion, el material base se forma en presencia de un material espaciador no reactivo que forma una estructura de red, dispersandose el material espaciador en el mismo. El material espaciador se retira posteriormente del material base y se reemplaza por un modificador. El desplazamiento del material espaciador por el modificador no afecta de manera significativa las caractensticas del material base.
Una vez dispersado el modificador por todo el material base, las propiedades del material base pueden modificarse 10 exponiendo, al menos una parte del material base, a un estfmulo externo. Esto, a su vez, induce la polimerizacion del modificador en las zonas expuestas, lo cual a su vez produce cambios en una o mas propiedades del material base. Las propiedades que pueden cambiarse incluyen la forma del material, las propiedades opticas tal como el mdice refractivo del material y otras propiedades ffsicas tales como elasticidad y flexibilidad
Lo anterior, ha explicado mas bien en Imeas generales las caractensticas y ventajas tecnicas de la presente 15 invencion, con el fin de que la descripcion detallada de la invencion que se presenta a continuacion pueda entenderse mejor. En lo sucesivo, se describiran caractensticas y ventajas adicionales de la invencion que forman el asunto de las reivindicaciones de la invencion. Debe apreciarse que la concepcion y realizacion espedfica descritas, pueden utilizarse facilmente como una base para modificar o disenar otras estructuras para realizar los mismos propositos de la presente invencion. Tambien debe tenerse en cuenta, que tales construcciones equivalentes no se 20 alejan de la invencion como se establece en las reivindicaciones anexas. Las caractensticas nuevas que se creen que son tfpicas de la invencion, tanto respecto a su organizacion como a su metodo operacional, junto con otros objetos y ventajas, se entenderan mejor a partir de la siguiente descripcion, cuando se analizan en relacion con las figuras anexas. Se ha de entender expresamente que, sin embargo, cada una de las figuras se proporciona unicamente con el fin de ilustracion y descripcion, y no pretenden ser una definicion de los Ifmites de la presente 25 invencion.
Breve descripcion de Ios dibujos
Para una compresion mas completa de la presente invencion, se hace referenda ahora a las siguientes descripciones tomadas junto con los dibujos anexos, en los que:
La Figura 1, es un diagrama que muestra aumento de peso frente a tiempo del Ejemplo 1;
30 La Figura 2, es una fotomicrograffa de una lente impregnada con un modificador;
La Figura 3, es una fotomicrograffa de una lente de la Figura 2 post-erradicacion.
Descripcion detallada de la invencion
Los materiales nuevos desarrollados pueden adaptarse a diferentes usos por exposicion, de al menos una parte del material, a un estfmulo externo tal como la Iuz. Los materiales comprenden un modificador dispersado por todo el 35 material el cual, cuando se expone a un estfmulo externo, se polimeriza produciendo por tanto cambios en al menos una propiedad del material en la zona expuesta.
Estos materiales son particularmente utiles en el campo de la optica, donde puede alterarse la forma y el mdice refractivo del material en la zona expuesta. Por ejemplo, los materiales pueden usarse para producir lentes ajustables a la Iuz, tales como los descritos en la patente de EE.UU. 6.450.642.
40 Los materiales ajustables se preparan generalmente creando el material base en presencia de los modificadores. Por ejemplo, la patente de EE.UU. 6.450.642 ensena la formacion de una primera matriz polimerica en presencia de una composicion moduladora de la refraccion, para formar un elemento optico dispersandose la CMR por todo el elemento. Mientras que esto produce una base cuyas propiedades son capaces de modificacion post-fabricacion, la formacion de la lente en presencia del modificador da como resultado que algo del modificador se incorpore en la 45 matriz polimerica, dejandola no disponible para futura polimerizacion. La formacion de la primera matriz polimerica tambien esta limitada a metodos que no alteran significativamente la reactividad del macromero.
El metodo de la presente invencion proporciona la formacion del material base, seguida de la impregnacion con el modificador. El material base se forma de una manera que permite que el modificador se difunda facilmente por el material. Esto puede lograrse formando el material base a partir de una composicion que en sf misma comprende 50 una estructura con suficiente porosidad para permitir que el modificador se difunda por el material base. De manera alternativa, el material base puede formarse en presencia de una composicion espaciadora no reactiva, la cual puede difundirse fuera del material base dejando una estructura que permite que el modificador se difunda por el material base. El material base se encuentra generalmente en la forma de requerida para el uso final del producto. Por ejemplo, cuando el producto final esta destinado a ser una lente, el material base se encuentra en forma de una 55 lente. Lo mismo vale para la aplicacion del mismo material que incluye, pero no se limita a, diversos elementos
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opticos, tales como lentes de contacto, lentes intraoculares, lentes para gafas, lentes de aumento, lentes telescopicas, lentes microscopicas, espejos, medios de grabacion tales como discos compactos o discos DVD.
Una vez formado el material base, el modificador se deja que se difunda en el material base. El modificador llega a dispersarse por todo el material base. Una vez que el modificador se haya dispersado por todo el material base, el material impregnado esta listo para usar. Por ejemplo, en el caso de una LIO ajustable, el material base se conforma en forma de una LIO. La LIO puede luego impregnarse con un modificador. La lente puede luego implantarse en un paciente usando tecnicas habituales. Las propiedades de la LIO puede luego modificarse exponiendo al menos una parte del LIO a un estimulo externo que induce la polimerizacion del modificador.
Como se analizo anteriormente, la polimerizacion del modificador con el material base induce cambios en las propiedades del material base. Esto generalmente ocurre debido a la formacion de la matriz polimerica por el modificador. Esta matriz modificante puede causar cambios de varias maneras. Uno de los cambios que pueden inducirse es en los modulos elasticos del material base. Otro es un cambio en el mdice refractivo. Finalmente, la formacion de la matriz modificadora puede causar cambios en la forma de la lente.
Los cambios en la forma se logran por impregnacion de modificadores sin polimerizar desde la zona no expuesta a la zona expuesta. La cantidad de modificadores que migrara depende del tiempo y puede controlarse cuidadosamente. Si se deja tiempo suficiente, la composicion modificante se equilibrara y redistribuira por todo el implante. Cuando la zona se reexpone a la fuente de ene^a, la composicion modificante que desde entonces ha migrado a la zona (que pudiera ser menor si se dejara reequilibrar la composicion modificante) se polimeriza para aumentar aun mas la formacion de la matriz polimerica. Este procedimiento (exposicion seguida de un intervalo de tiempo apropiado para permitir la difusion) puede repetirse hasta que la zona expuesta del implante haya alcanzado la propiedad deseada. Llegados a este punto, todo el implante se expone a la fuente de energfa para "encerrar" la propiedad deseada, polimerizando la composicion modificante restante que esta fuera de la zona expuesta antes de que los componentes migren al interior de la zona expuesta.
El material base comprende tfpicamente una matriz polimerica. La matriz base es una estructura enlazada de forma ffsica o covalente que funciona como un implante.
En general, la matriz base se forma a partir de uno o mas monomeros que tras la polimerizacion formaran la primera matriz polimerica. La composicion de matriz base puede incluir opcionalmente, cualquier numero de auxiliares de formulacion que modulen la reaccion de polimerizacion o mejoren cualquier propiedad del material base. Ejemplos ilustrativos de monomeros adecuados incluyen acrilatos, metacrilatos, fosfazenos, siloxanos, vinilos, homopoKmeros y copoKmeros de los mismos. Como se usa en la presente memoria, un "monomero" se refiere a cualquier unidad (que puede ser en sf misma, o bien un homopolfmero o un copoKmero) que pueden enlazarse entre s^ para formar un poUmero que contiene unidades de repeticion de los mismos. Si el monomero es un copolfmero, este puede estar compuesto del mismo tipo de monomeros (p.ej., dos siloxanos diferentes) o puede estar compuesto de tipos diferentes de monomeros (p.ej., un siloxano y un material acnlico).
En una realizacion, el uno o mas monomeros que forman el material base se polimerizan y reticulan en presencia de un diluyente no reactivo o compuesto espaciador. En otra realizacion, el material de partida polimerico que forma el material base se reticula en ausencia de un diluyente no reactivo o compuesto espaciador, de manera que forma una red que puede aceptar los macromeros. Ante cualquier escenario, los compuestos espaciadores deben ser compatibles con, y no deben interferir apreciablemente con, la formacion del material base. De manera similar, la formacion de la matriz del modificador tambien debe ser compatible con el material base existente. Por ejemplo, en una LIO, no deben separase en fases la matriz base y la matriz del modificador y no debe verse afectada la transmision de la luz por el elemento optico.
El compuesto espaciador no debe ser reactivo, es decir, no debena participar en la polimerizacion de la matriz del implante o material base. Debe ser lo suficientemente grande como para crear huecos o conductos en la matriz del implante, para permitir la difusion de la composicion espaciadora fuera de la matriz y la difusion de la composicion modificante en el interior de la matriz. Los compuestos espaciadores adecuados incluyen, pero no se limitan a, alcanoatos de silicio, fluidos de silicona y dialcanoatos de diol C1-C18.
Como se describio previamente, el modificador puede ser de un unico componente o multiples componentes siempre que: (1) sea compatible con la matriz base; (2) siga siendo susceptible de polimerizacion inducida por estimulo despues de la impregnacion del material base en al menos una realizacion. El modificador puede difundirse libremente dentro del material base. En realizaciones preferidas, la polimerizacion inducida por estfmulo es polimerizacion fotoinducida.
El material ajustable de la invencion tiene numerosas aplicaciones. Mas espedficamente, este se emplea como lentes intraoculares.
En general, hay dos tipos de lentes intraoculares ("LIOs"). El primer tipo de una lente intraocular reemplaza la lente natural del oJo. El motivo mas comun para este procedimiento son las cataratas. El segundo tipo de lente intraocular, suplementa la lente existente y funciona como una lente correctiva permanente. Este tipo de lente (a veces referida como una lente intraocular faquica) se implanta en la camara anterior o posterior para corregir cualquier error
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refractivo del oJo. En teona, la potencla de cualquler tipo de lentes Intraoculares requerldas para emetrc^a (es declr, foco perfecto sobre la retina de la luz en el infinito) o resultado visual deseado de pacientes individuales pueden calcularse con precision. Sin embargo, en la practica, debido a errores en la medicion de la curvatura de la cornea, y/o posicionamiento variable de la lente y cicatrizacion de la herida, se estima que solo aproximadamente la mitad de todos los pacientes sometidos a implantacion de LIO, disfrutaran de la mejor vision posible sin necesidad de correccion despues de la cirugfa. Debido a que las LIO de la tecnica anterior, son por lo general incapaces de modificar la potencia postquirurgica, el resto de pacientes deben recurrir a otros tipos de correcciones visuales tales como lentes externas (p.ej., gafas o lentes de contacto) o cirug^a de cornea. La necesidad de estos tipos de medidas correctivas adicionales se evita con el uso de las lentes intraoculares de la presente invencion.
Ademas de su uso como una lente intraocular ajustable, los materiales descritos en la presente memoria pueden usarse en una serie de aplicaciones, donde es deseable ajustar las propiedades del material despues de que este se haya conformado en un producto espedfico. Por ejemplo, el material puede usarse para fabricar una amplia gama de elementos opticos tales como lentes para gafas, espejos, lentes de contacto, lentes telescopicas, medios de grabacion, tales como discos compactos, y similares. El material tambien puede usarse para formar diversos tipos de implantes, donde puede ser deseable modificar la forma o propiedades ffsicas del implante despues de que este haya sido implantado.
EJemplos ilustrativos de un material base incluyen: poliacrilatos tales como acrilatos de polialquilo y acrilatos de polihidroxialquilo; polimetacrilatos tales como metacrilato de polimetilo ("PMMA"), metacrilato de polihidroxietilo ("PHEMA") y metacrilato de polihidroxipropilo ("HPMA"); polivinilos tales como poliestireno y polivinilpirrolidona ("PNVP"); polisiloxanos tales como polidimetilsiloxano; polifosfazenos, y copolfmeros de los mismos. La patente de EE.UU. n0 4.260.725 y patentes y referencias citadas en la presente memoria, proporcionan ejemplos mas espedficos de poUmeros adecuados que pueden usarse para formar la primera matriz polimerica.
En realizaciones preferidas, el material base posee generalmente una temperatura de transicion vftrea relativamente baja ("Tg") de tal modo que cuando se usa para producir una LIO, la LIO tiende a presentar un comportamiento similar al fluido y/o elastomerico, y tfpicamente se forma por reticulacion de uno o mas materiales de partida polimericos, en donde cada material de partida polimerico incluye al menos un grupo reticulable. Ejemplos ilustrativos de grupos reticulables adecuados incluyen, pero no se limitan a, hidruro, acetoxi, alcoxi, amino, anlddrido, ariloxi, carboxi, enoxi, epoxi, haluro, isociano, olefmico, y oxima. En realizaciones mas preferidas, cada material de partida polimerico incluye monomeros terminales (tambien referidos como protectores terminales) que son, o bien iguales o diferentes del uno o mas monomeros que comprenden el material de partida polimerico pero incluyen al menos un grupo reticulable, en otras palabras, los monomeros terminales empiezan y terminan el material de partida polimerico e incluyen al menos un grupo reticulable como parte de su estrucTura.
El modificador es como se ha descrito anteriormente, excepto que tiene el requisito adicional de biocompatibilidad. La composicion moduladora de la refraccion es susceptible de polimerizacion inducida por estimulo y puede ser de un unico componente o de multiples componentes siempre que: (1) este sea compatible con el material base; (2) sea susceptible de polimerizacion inducida por estfmulo dentro del material base. En una realizacion, el modificador tambien puede difundirse libremente dentro del material base. En general, el mismo tipo de monomeros que se usan para formar el material base puede usarse como un componente del modificador. Sin embargo, cuando es deseable que el modificador se difunda dentro del material base, los monomeros del modificador tienden por lo general a ser mas pequenos (es decir, a tener menores pesos moleculares) que los polfmeros que forman el material base. Ademas del uno o mas monomeros, la composicion de modificador puede incluir otros componentes tales como iniciadores y sintetizadores que faciliten la formacion de la segunda matriz polimerica.
En realizaciones preferidas, la polimerizacion inducida por estfmulo es fotopolimerizacion. En otras palabras, el uno o mas monomeros que comprenden la composicion moduladora de la refraccion incluye preferiblemente cada uno al menos un grupo que es susceptible de fotopolimerizacion. Los ejemplos ilustrativos de estos grupos fotopolimerizables incluyen, pero no se limitan a, acrilato, aliloxi, cinamoMo, metacrilato, estibenilo, y vinilo. En realizaciones mas preferidas, la composicion moduladora de la refraccion incluye un fotoiniciador (cualquier compuesto usado para generar radicales libres) ya sea solo o en presencia de un sintetizador. Los ejemplos de fotoiniciadores adecuados incluyen acetofenonas (p.ej., haloacetofenonas sustituidas, y dietoxiacetofenona); 2,4- diclorornetil-1,3,5-triazinas; eter de benzoma; y o-benzoil oximino cetona. Los ejemplos sintetizadores adecuados incluyen p-(dialquilamino)aril aldehfdo; N- alquilindolilideno; y bis[p-(dialquilamino)benciliden] cetona.
Cuando la flexibilidad es importante, tal como en el caso de una LIO, una clase de modificadores que pueden usarse son los polisiloxanos terminalmente protegidos con un resto siloxano terminal que incluye un grupo fotopolimerizable. Una representacion ilustrativa de dicho monomero es
x-y-x1
en la que Y es un siloxano que puede ser un monomero, un homopolfmero o un copolfmero formado a partir de cualquier numero de unidades de siloxano, y X y X1 pueden ser iguales o diferentes y cada una es independientemente un resto siloxano terminal que incluye un grupo fotopolimerizable. Un ejemplo ilustrativo de Y incluye
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y
en las que: cada uno de m y n son independientemente un numero entero y cada uno de R1, R2, R3, y R4 son independientemente hidroaeno, alquilo (primario, secundario, terciario, ciclo), arilo, o heteroarilo. En realizaciones preferidas, R1, R2, R3, y R4son alquilo Ci-Cioo fenilo, Debido a que se ha encontrado que los modificadores con un contenido en arilo relativamente alto producen mayores cambios en el mdice refractivo de la lente de la invencion, se prefiere por lo general que al menos uno de R1, R2, R3, y R4 sea un arilo, particularmente fenilo, En realizaciones mas preferidas, R1, R2, y R3 son iguales y son metilo, etilo o propilo y R4 es fenilo,
Son ejemplos ilustrativos deX yX1 (oX1 yXdependiendo de como se representa el modificador)
R5 R5
Z-----Si—O------ y Z----Si—
R6 R6
respectivamente, en donde: cada uno de R5 y R6 es independientemente hidrogeno, alquilo, arilo, o heteroarilo; y Z es un grupo fotopolimerizable,
En realizaciones preferidas, cada uno de R5 y R6 es independientemente alquilo C1-C10 o fenilo y Z es un grupo fotopolimerizable que incluye un resto que se selecciona del grupo que consiste en acrilato, aliloxi, cinamoMo, metacrilato, estibenilo, y vinilo, En realizaciones mas preferidas, R5 y R son metilo, etilo, o propilo Z es un grupo fotopolimerizable que incluye un resto de acrilato o metacrilato,
En una realizacion, un modificador tiene la siguiente formula
en la que X y X1 y R1, R2, R3, y R4 son como se ha definido previamente, Los ejemplos ilustrativos de dichos modificadores incluyen copolfmero de dimetilsiloxano-difenilsiloxano terminalmente protegido con un grupo vinil dimetilsilano; copoKmero de dimetilsiloxano-metilfenilsiloxano terminalmente protegido con un grupo metacriloxipropildimetilsilano; y dimetilsiloxano terminalmente protegido con un grupo metacriloxipropildimetilsilano. Aunque puede usarse cualquier metodo adecuado, se ha descubierto que una reaccion de apertura de anillo de uno o mas siloxanos dclicos en presencia de acido tnflico es un metodo particularmente eficaz de producir una clase de modificadores de la invencion, En resumen, el metodo comprende poner en contacto un siloxano dclico con un compuesto de la formula
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R5 R5
Z------Si—O-----Si----Z
R6 R6
en presencia de catalizadores acidos o base, en la que R5, R6, y Z son como se han definido previamente. El slloxano dclico puede ser un monomero, homopoUmero, o copoKmero de siloxano dclico. De manera alternativa, puede usarse mas de un siloxano dclico. Por ejemplo, un tetramero de dimetilsiloxano dclico y un tnmero de metil- fenilsiloxano dclico, se ponen en contacto con bis- metacriloxipropiltetrametildisiloxano en presencia de acido tr^flico para formar un copoKmero de dimetilsiloxano metil-fenilsiloxano que esta terminalmente protegido con un grupo metacriloxilpropil-dimetilsilano, un modificador especialmente preferido.
Otra clase de modificadores utiles en la practica de la invencion es modificador basado en acrilato que tiene la formula general
q-a-b-aq1
en la que A es
en la que cada uno de m y n es un numero entero; y cada uno de Ri, R2, R3, y R4 se selecciona independientemente de un grupo que comprende alquilo, alquilo halogenado, fenilo, hidrogeno, y resto arilo.
B es un iniciador de acrilato que contiene dihaluro. Q y Q1 son grupos fotopolimerizables que incluyen acrilato, aliloxi, cinamoMo, metacrilato, y vinilo siendo preferido acrilato y metacrilato.
El modificador tendra la estructura qmmica general:
en la que R1-R4, mini y X y Xi son como se ha definido anteriormente y R se selecciona de los grupos que consisten en alquilo, alquilo halogenado, arilo, e hidrogeno.
Los pesos moleculares del modificador variaran de 500 a 400, siendo preferido 1.000 g/mol. El modificador tendra un mdice de polidispersidad (PDI) de 1,0 a aproximadamente 2,0, siendo preferido un IPD de 1,0.
El metodo de la presente invencion permite la formacion de materiales cuyas propiedades pueden ajustarse despues de la fabricacion de un objeto. En el metodo, un material de lente se forma de una manera que crea una matriz dentro de la cual pueden introducirse modificadores. Asf, la matriz debe tener espaciadores en huecos lo suficientemente grandes como para permitir la introduccion de modificadores despues de que se haya formado la lente. Los huecos 0 espacios se rellenan luego al menos parcialmente, con un modificador que susceptible de inducir cambios dentro del material de lente cuando el modificador se expone a un estfmulo externo, tales como calor 0 luz.
En una realizacion, el metodo comprende:
Formar el material base en presencia de un material espaciador;
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Impregnar el material base con un modlflcador de tal modo que el modificador desplace al menos una parte del material espaciador. Esto da como resultado un material base que tiene los modificadores dispersados por toda, al menos una, parte del material base.
El material base puede formarse de cualquier manera conocida por los expertos en la tecnica. Tfpicamente, se forma por la polimerizacion de monomeros tales como los descritos anteriormente. El mecanismo para la polimerizacion puede ser igual o diferente al usado para polimerizar los modificadores posteriormente a su introduccion en el material base. Asf, en la practica de la presente invencion, es posible formar el material base a traves de fotopolimerizacion y aun emplear modificadores que tambien son fotopolimerizables.
Como se analizo anteriormente, una vez formado el material base, al menos una parte del material espaciador es reemplazado por el modificador. Esto puede lograrse durante el proceso de difusion donde el modificador desplaza el compuesto espaciador a medida que el modificador se difunde en el material base. De manera alternativa, al menos una parte del material espaciador puede retirarse del material base antes de la introduccion del modificador.
El material espaciador puede retirarse mediante cualquier medio conocido en la tecnica que no destruya la integridad del material base y/o evite la posterior introduccion del modificador. Entre los metodos que pueden usarse estan la evaporacion y extraccion de disolvente. Una vez que haya sido retirada al menos una parte del compuesto espaciador, el material base se impregna con el modificador. Esto se logra tipicamente sumergiendo el material base en un bano que comprende los modificadores y cualquier iniciador requerido para inducir la polimerizacion del modificador. Tambien, pueden usarse otros metodos para introducir el modificador en el material base que son bien conocidos por los expertos en la tecnica.
La introduccion del modificador no afecta generalmente a las propiedades ffsicas del material base. Por ejemplo, la introduccion de un modificador en una lente realizada a partir de un material base, generalmente no afecta las propiedades opticas (tales como transparencia o claridad) de la lente. Sin embargo, los modificadores que tienen un mdice de refraccion diferente al del material base pueden usarse siempre que sean compatibles con el material base. Unicamente la posterior polimerizacion de, al menos una parte del modificador presente, induce cambios en la potencia refractiva del material base. El cambio en propiedades tambien tiene lugar sin necesidad de mas procesamiento, tal como la retirada de modificadores sin reaccionar. Esto permite crear, colocar en su lugar, y modificar en el lugar, los materiales de la invencion sin necesidad de modificar el material antes de ser colocado o retirar el material para la modificacion. Esto es particularmente util para implantes tales como LIOs cuando las propiedades pueden modificarse despues de que la lente haya sido implantada en el paciente. Otra aplicacion de los materiales de la invencion es en telescopios localizados a gran distancia y similares. A traves del uso de estos materiales, defectos o aberraciones que pueden aparecer en las lentes o ademas usados en estos dispositivos pueden corregirse o compensarse modificando los elementos en el lugar. Otras aplicaciones de estos materiales seran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica.
Como se senalo anteriormente, el material base se forma usualmente en una forma general necesaria para la aplicacion final. Por ejemplo, cuando el material base esta destinado a usarse para crear una lente intraocular ajustable, el material de la lente se conforma en forma de una LIO. Esto se consigue usualmente polimerizando los monomeros que forman el material base en un molde. Otros metodos para formar y modelar el material base bien conocidos por los expertos en la tecnica pueden emplearse en la practica de la invencion.
Uno de los principales usos de la presente invencion, es la formacion de lentes intraoculares ajustables particularmente cuando la lente base y los modificadores son ambos polimerizados usando mecanismos similares, p.ej., cuando ambos son para ser fotopolimerizados. El metodo permite la funcion de la lente base sin polimerizacion incidental del modificador.
En la practica, los componentes del material base se combinan en un molde y se polimerizan para formar un material base en forma de un producto final deseado. Tambien esta presente un compuesto espaciador para asegurar la creacion de una matriz con suficientes espacios o huecos que permita que el modificador se disperse por todo el material base.
Una vez formado el material base, este se retira del molde. En algunas aplicaciones, se retira al menos una parte del compuesto espaciador. La retirada del material espaciador puede producir un cambio en la forma del material base. La introduccion del modificador restaurara usualmente la lente a su forma original. Esto es lo opuesto al hinchamiento que se observa en la unidad anterior cuando se introducen los materiales polimerizables en una matriz optica. En la presente invencion, los cambios significativos en la forma solo tienen lugar cuando hay migracion de modificador entre zonas del polfmero base tras la polimerizacion del modificador y el material base tiene suficiente elasticidad para permitir el cambio en la forma.
Una vez que el material base ha sido impregnado con el modificador, el material base esta listo para ser puesto en su lugar. En referenda de nuevo a las lentes intraoculares, esto significa que la lente esta lista para ser implantada. Esto se logra usando tecnicas quirurgicas bien conocidas.
Despues de implantar la lente, y dejar suficiente tiempo para la cicatrizacion de la herida, el paciente es evaluado para determinar la agudeza visual. Si la vision del paciente esta dentro de Ifmites aceptables, toda la lente se expone
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a un estfmulo externo, para polimerizar todos Ios modificadores disponibles. Si la vision del paciente no esta dentro de Kmites deseados, una parte o partes de la lente se expone a un estimulo externo que a su vez induce la polimerizacion del modificador en las zonas expuestas. Esto produce cambios en las propiedades opticas de la lente tales como el mdice refractivo del material base, la curvatura de las lentes o ambos. De esta manera, la lente puede alterarse para proporcionar al paciente la agudeza visual deseada. El procedimiento puede repetirse hasta alcanzar la agudeza visual deseada. Una vez que esto ocurre, toda la lente se expone al estimulo para "encerrar" las propiedades deseadas de la manera descrita anteriormente.
Aunque la presente invencion y sus ventajas se han descrito con detalle, debe entenderse que pueden realizarse diversos cambios, sustituciones y alteraciones en la invencion sin alejarse de la misma, como se define en las reivindicaciones anexas. Ademas, no se pretende limitar el alcance de la presente solicitud a las realizaciones particulares del procedimiento, maquina, fabricacion, composicion de la materia, medio, metodos y etapas descritas en la memoria descriptiva. Como puede apreciarse facilmente en la divulgacion, pueden utilizarse procedimientos, maquinas, fabricacion, composiciones de la materia, medios, metodos o etapas ya existentes o a desarrollar con posterioridad, que realice sustancialmente la misma funcion o logre sustancialmente el mismo resultado que las correspondientes realizaciones descritas en la presente memoria. En consecuencia, las reivindicaciones anexas pretenden incluir en su alcance dichos procedimientos, maquinas, fabricacion, composiciones de la materia, medios, metodos o etapas.
Ejemplos
Ejemplo 1:
Una LIO basada en material acnlico se impregno con una composicion modificante que comprendfa una mezcla de un fotoiniciador y dimetacrilato de hexanodiol. En este ejemplo, la lente se sumergio en la mezcla durante 16 horas. De esta manera se aseguro un tiempo suficiente para permitir que Ios modificadores acnlicos se difundieran por toda la lente. La Figura 1, muestra un diagrama de aumento en peso frente a tiempo para estas lentes. Se obtuvo una carga de 135% en peso del modificador durante un penodo de 16 horas. Esto demuestra la capacidad de la lente acnlica de absorber un modificador despues de la fabricacion.
Ejemplo 2:
En este ejemplo, una LIO de material acnlico se impregno con aproximadamente 30% en peso de Ios modificadores y de la manera descrita en el Ejemplo 1. La Figura 2, es un micrografico de la lente despues de la impregnacion. La lente se expuso despues a Iuz UV a 365 nm durante dos minutos usando un patron preestablecido. La Figura 3, es una micrograffa de la lente post-irradiacion. Como se observa en la Figura 3, se ha creado una zona de ajuste en el centro de la lente.
Ejemplo 3:
Se moldearon lentes acnlicas a partir de una mezcla de acrilato de n-butilo, metacrilato de trifluoroetilo, metacrilato de glicidilo, fotoiniciador, y diisobutirato de hexanodiol como diluyente no reactivo. Este material de moldeo base se prepolfmerizo por irradiacion con Iuz UV para formar un prepolfmero con una viscosidad adecuada para el moldeo de la lente. A continuacion, se moldearon las lentes mediante fotopolimerizacion con Iuz UV. Despues de la fotopolimerizacion y post-curado a 50°C, las lentes se extrajeron con metanol para retirar material espaciador no funcional. Seguidamente a la extraccion con metanol, las lentes se impregnaron con un oligomero acnlico terminalmente protegido con grupos metacrilato. El tratamiento a 50oC para equilibrar y relajar la estructura de la lente produjo lentes opticamente transparentes. Estas lentes se irradiaron posteriormente con Iuz UV controlada, para crear un cambio de refraccion de la lente. La Figura 4, muestra interferogramas de estas lentes antes y despues de la irradiacion.
Claims (7)
- reivindicaciones1. Un metodo para producirun material ajustable, que comprende:formar un material base en presencia de un material espaciador, en donde el material base es un poliacrilato, un polimetacrilato, un polivinilo, un polisoloxano, un polifosfazeno o un copoKmero de los 5 mismos, y en donde el material espaciador se selecciona de alcanoatos de silicio, fluidos de silicona,dialcanoatos acnlicos y dialcanoatos de diol C1-C18, eimpregnar el material base con un modificador, en donde dicho modificador es susceptible de polimerizacion inducida por estfmulo para cambiar la potencia refractiva al cambiar el mdice refractivo o forma, o ambos.10 2. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde la etapa de impregnar el material de lente con un modificadordesplaza al menos una parte del material espaciador.
- 3. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el estfmulo es luz.
- 4. El metodo segun la reivindicacion 3, en donde el estfmulo es luz UV.
- 5. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material base se conforma en forma de un elemento optico.15 6. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material base comprende una matriz polimerica.
- 7. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material base es un poliacrilato seleccionado de acrilatos de polialquilo y acrilatos de polihidroxialquilo; un polimetacrilato seleccionado de metacrilato de polimetilo, metacrilato de polihidroxietilo y metacrilato de polihidroxipropilo; un polivinilo seleccionado de poliestireno y polivinilpirrolidona; un polisiloxano que es polidimetilsiloxano; o un polifosfazeno.20 8. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material espaciador se selecciona del grupo que consiste enalcanoatos de silicio, fluidos de silicona y dialcanoatos de diol C1-C18.
- 9. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el modificador tiene la formula generalX-Y-X1en la que Y es un grupo siloxano que tiene la formula general seleccionada de25yR1Si—O
imagen1 imagen2 en las que m y n son numeros enteros y R1, R2, R3, y R4 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en hidrogeno, alquilo, arilo, y heteroarilo, y X tiene la formula generalimagen3 y Xi tiene la estructura generalimagen4 en donde R5 y R6 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en hidrogeno, alquilo, arilo o heteroarilo, y Z es un grupo fotopolimerizable.5 10. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el modificador es un modificador basado en acrilato que tiene laformula generalq-a-b-aq1en la que A tiene la formula general seleccionada deimagen5 10 en la que m y n son numeros enteros; y Ri, R2, R3, y R4 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en alquilos, alquilos halogenados, fenilo, hidrogeno, y arilo. B es un iniciador de acrilato que contiene dihaluro, y Q y Q1 son grupos fotopolimerizables. - 11. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el modificador tiene la formula general:
imagen6 15 en la que Ri, R2, R3y R4 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en alquilos, alquilos halogenados arilos e hidrogeno, m y n son numeros enteros, y Q y Q1 son grupos fotopolimerizables.
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