TWI515475B - 表面增強式眼用鏡片 - Google Patents

Description

表面增強式眼用鏡片

本發明係描述一眼用鏡片，其具有一或多種紋理化表面以及，更具體而言，在一些實施例中，描述具有一同心圖型紋理凸表面之隱形眼鏡。

傳統上，例如隱形眼鏡之眼用裝置，包括一生物相容性材料，其具有矯正、妝飾的或治療的性質。例如，隱形眼鏡可提供視覺矯正功能、妝飾改善與治療的作用之一或多者。每種功能係由一種鏡片的物理特性所提供。併入一折射性質至鏡片中之設計可提供視覺矯正的功能。併入鏡片之色素可提供妝飾加強效果。併入活性劑的鏡片可提供治療功能。

人類眼部區域的敏感天性使得舒適性成為鏡片的重要特色。各種鏡片材料常與不同舒適度有關。此外，產業已研發出用於鏡片之眼用滴劑與添加劑，以處理舒適性的問題。

鏡片的另一重要性質為該鏡片光學性質，這影響到眼用鏡片戴用者在配戴特定鏡片時能看得多清楚。傳統上，鏡片材料與鏡片設計可影響眼用鏡片戴用者使用鏡片時的經驗。

雖然戴用眼用鏡片之經驗在舒適性與光學性質層面均有進步，仍對能進一步改善眼用鏡片戴用者經驗的需求。新式材料與眼用溶液中引進許多不易量化之變動因子。此外，新式材料與溶液雖然帶來益處，卻也常需大量時間與資源以得到政府核准並介紹給鏡片戴用者。

隱形眼鏡之某些設計已包括一凸表面與一凹表面之不同特性。例如，已知技術中隱形眼鏡之前光學表面可有一曲率半徑，而鏡片之後表面可有另一曲率半徑。此先前技術方式缺失之一為通過該鏡片外圍區域之光線傾向於聚焦在眼內通過該鏡片中心的光線前方。此先前技術方式限制其聚焦深度或視野以及形成之光學影像性質。

其他先前技術實例包括一多焦點隱形眼鏡，其具有一位於該凹表面之中心區域的球形曲面，與包圍該中心球形區域的非球形曲面。此隱形眼鏡設計缺失之一為該矯正非球形半徑的使用於實際量測與生產時有困難。

本案主張2011年4月27日提出之美國專利第13/094,870號申請案及2010年5月4日提出之美國臨時專利第61/300,928號申請案之優先權。

因此，本發明包括一眼用裝置，如一隱形眼鏡，其具有一改善設計，用於改良隱形眼鏡戴用者之經驗。通常而言，可根據本發明形成一隱形眼鏡，其鏡片表面具有一精心控制之紋理。該紋理係包括橫跨該隱形眼鏡之一光學區。在一些實施例中，該紋理之形成維度有利於增加該鏡片表面可濕性。某些實施例亦可用於在該鏡片表面上完成一淚液圖型。

在另一態樣中，某些實施例包括一紋理圖型，其可增加有益蛋白質之吸收，從而增加與戴用鏡片相關之舒適度。

因此，本發明某些實施例包括一眼用鏡片，係由一活性單體混合鑄模而成。鏡片係經由控制光化性輻射形成，活性單體混合物暴露於該光化性輻射。

該本發明包括生醫裝置，例如眼用鏡片，特定而言，本發明包括經結合至一生醫裝置的能源之眼用鏡片，例如一眼用鏡片。較佳實施例與替代實施例之說明僅為例示性實施例，且熟悉該技藝之人士應可理解可輕易進行各種變化、修改及變更。因此，應可理解該例示性實施例並未限制本發明之範疇。

名詞解釋

在針對本發明之詳細說明與申請專利範圍中，各式所使用術語可用定義如下：

鏡片：本文中所使用之「鏡片」，指任何存在於眼中或眼上的眼部裝置。該等裝置可提供視覺矯正或妝飾。例如，該術語鏡片可指一隱形眼鏡(contact lens)、人工水晶體(intraocular lens)、覆蓋鏡片(overlay lens)、眼嵌入物(ocular insert)、光學嵌入物(optical insert)或其他之類似裝置，透過鏡片可矯正或修正視覺，或在不阻礙視覺的情況下可妝飾性地改善(例如虹膜顏色)眼睛生理外觀。在一些實施例中，本發明較佳的鏡片係由聚矽氧彈性體或水凝膠所製成的軟性隱形眼鏡，其包含但不限於聚矽氧水凝膠及氟水凝膠。

鏡片形成混合物：本文中所使用之術語「鏡片形成混合物」或「反應混合物」或「RMM」(活性單體混合物)係指可經固化並經交聯或經交聯以形成眼用鏡片之單體或預聚合物材料。各種不同之實施例可包括具有一或多個添加物之鏡片形成混合物，該添加物例如：紫外線阻斷劑、染劑、光起始劑或催化劑，以及其他例如隱形眼鏡或眼內鏡片之眼用鏡片所需的添加物。

光學區：如本文中所使用的術語「光學區」係指眼用鏡片戴用者以一正常醫囑方式戴用眼用鏡片於眼上、接近眼睛或於眼中時，該位眼用鏡片戴用者所看視通過之一眼用鏡片區域。

外圍區：如本文中所使用的術語「外圍區」或「非光學區」係指一眼用鏡片光學區外側之區域，且因此為眼用鏡片戴用者以一正常醫囑方式戴用眼用鏡片於眼上、接近眼睛或於眼中時，該位眼用鏡片戴用者所看視通過之一眼用鏡片區域之外。

一般而言，本發明包括一具有紋理化表面之眼用鏡片。在一些實施例中，一眼用裝置包括鏡片戴用者可看視通過之一光學區。一紋理化圖型可位於該光學區內與該光學區之外部之一或二者。其他實施例可包括一用於鑄模成形一眼用鏡片之模具部件，其中該模具部件包括將形成於該眼用鏡片上之一圖型浮雕。又進一步之實施例包括鋼模成形，其可用於形成供鑄模成形眼用鏡片之塑膠模具部件。

眼用鏡片裝置

參照圖1A，該圖說明了根據該本發明一例示性眼用鏡片100之俯瞰圖。該鏡片100包括一形成至該鏡片100中之圖型化紋理101。在一些實施例中，且如文中所述，該圖型化紋理101包括一連串同心或通常為同心凹痕或溝槽101a-101h等，至101...n，其中n為一同心環形溝槽編號。該圖型化紋理101之溝槽101a-101...n，係以一深度與間隔形成於該軟式鏡片材料表面，來增加該表面可濕性且不阻斷透過該鏡片之正常視覺。

用語「通常為同心的」溝槽圖型係指用於標示一或多種螺旋狀圖型，其包括沿著一中心點呈螺旋形之一連續溝槽。於一特定橫切面上，該螺旋狀圖型可呈現為一同心圓圖型；而一螺旋狀可為連續溝槽或凹痕。在一些實施例中，可使用具有相同或鄰近中心點之多重螺旋狀圖型。

因此，該圖型化紋理101可連續穿過該鏡片100之光學區102之一部分或整體。此外，該圖型化紋理101可存在於該鏡片100之外圍區103之一部分或整體。

圖1A繪示某些具有同心圓之特定實施例；圖1B與圖1C繪示具有各種紋理化圖型104-105之額外實施例。圖1B繪示一紋理化圖型104，其通常為一平行線相交圖型，且圖1C包括從一中心點發出之輻射狀通道或溝槽105。其他圖型亦在本發明之範疇內，包括一隨機「圖型」。通常而言，圖型化紋理101a-101...n、104、105之任何形狀限制係與生產方法與鏡片材料有關。例如，鑄模生產製程較適合於同心紋理化圖型，而一自由形態生產製程更適用於一平行線相交或隨機圖型

根據本發明，一圖型化紋理101a-101...n、104、105包括具有足夠深度與足夠密集度之溝槽或凹痕，能使鏡片戴用者戴用鏡片時改善鏡片表面可濕性(如以下所詳述)，以及包括具有足夠淺度之深度，使得鏡片戴用者透過該鏡片可清楚看見。

傳統上，任何表面改良均限於該光學區之外側區域。該等設計係遵守一般廣泛接受說法，即為人眼可察覺藉由該圖型化紋理101a-101...n、104、105導入之該鏡片表面上像差，或該圖型化紋理101a-101...n、104、105會帶來如彩虹、環形或視覺扭曲等之人為結果於該視覺經驗中。然而，根據本發明，一圖型化紋理101a-101...n、104、105可導入一光學區而不會對視覺造成任何實質負面影響，且在一些實施例中，可改善視覺。以非限定方式解釋，從理論來看，鏡片戴用者本身淚液填滿該圖型並提供一令人滿意的或經改善的光學視覺經驗。此外，該淚液提供經改善之戴用者感受。

此外，在一些實施例中，與平滑表面相較，一圖型化表面紋理101a-101...n、104、105提供更多用於由淚液中吸收有益蛋白質之表面區域。表面區域的增加改善與戴用具有一圖型化紋理101a-101...n、104、105之眼用鏡片100相關之舒適度。

參照圖2，該圖係說明根據該本發明一眼用鏡片200之橫切面。該鏡片200具有一後曲面或凹表面202與一前曲面或凸表面203。根據本發明，該凸表面203包括一紋理化圖型201，其位於一光學區204區域內。在一些實施例中，該紋理化圖型201亦可位於該光學區205A-205B外之一區域中。

參照圖3，該圖係根據某些實施例的一紋理化圖型之近視圖。該紋理化圖型300通常包括具有一深度303與一寬度302之多重通道或溝槽或其他幾何形狀凹痕。在一些實施例中，深度為二微米或更小。某些實施例取決於材料及一紋理化圖型之結構形狀，可具有二微米或更小之紋理化圖型以增加舒適度，而某些較佳實施例包括深度為五百奈米(0.5微米)或更小之一簡單指狀結構形狀。圖3所繪示之紋理化圖型通常較適合於溝槽類型製品圖型，然其他圖型亦屬本發明之範疇內。

參照圖4，說明一紋理化圖型內所包括之例示性結構形狀。在一些實施例中，一紋理化圖型400A可包括一相對尖狀頂端部位401，其位在沿一紋理化圖型400A之最外部區域，以及包括一通常為圓形之部位402，其位在沿一紋理化圖型400A之一較內部部位。

另一紋理化圖型400B包括一相對圓形頂端部位403，其位在沿一紋理化圖型400B之最外部區域，以及包括一通常為尖狀部位404，其位在沿一紋理化圖型400B之一較內部部位。

又其他實施例可包括紋理化圖型400C，其包括一相對圓形頂端部位405，其位在沿一紋理化圖型400B之最外部區域，以及包括一通常為圓形部位406，其位在沿一紋理化圖型400C之一較內部部位。

其他實施例可包括紋理化圖型400D，其包括一相對尖狀頂端部位407，其位在沿一紋理化圖型400B之最外部區域，以及包括一相對尖狀頂端部位408，其位在沿一紋理化圖型400D之一較內部部位。

參照圖5，該圖繪示用於眼用鏡片之一例示性模具。如本文中所使用，該術語「模具」與「模具組合」指一結構500具有一腔穴505，鏡片形成混合物可經分配至其中，以在該鏡片形成混合物506發生反應或固化後，可產生一所需形狀之眼用鏡片。本發明模具與模具組合500係由多於一個之「模具部件」或「模具件」501-502所組成。該模具部件501-502可接合以形成一腔穴505於該模具部件501-502之間，以用於形成一鏡片。模具部件501-502較佳為僅暫時結合。在鏡片成形之後，即可再度分離模具部件501-502以卸下鏡片。

至少一模具部件501-502之表面503-504具有至少一與鏡片形成混合物接觸的部份，以在鏡片形成混合物發生化學反應或固化後，表面503-504即可提供所需之形狀與形狀給與其接觸之鏡片的部份。至少一其他模具部件501-502亦採取相同處理。

因此，例如在一較佳實施例中，模具組合500由兩個部件501-502形成；此兩個部件為母凹面工件(前工件)502與公凸表面工件(背工件)501及在這兩個工件之間形成之腔穴。與鏡片形成混合物接觸之凹表面504部分，具有將於模具組合500內製造之眼用鏡片前曲面曲率，且其足夠平滑與成形，使藉由與凹表面504接觸之鏡片形成材料聚合作用形成的眼用鏡片表面為光學上可接受。

根據本發明，該模具部件501-502之一或兩者其包括一表面上之一紋理化圖型509與置入該模具腔穴505之鏡片形成混合物506相接觸。如圖所述，該凹表面504包括該紋理化圖型509。該模具紋理化圖型509變成一圖型浮雕加入該模具系統500所形成之一鏡片中。由如所述之模具部件形成之一鏡片，將具有一位於該眼用鏡片之一凸表面前曲面上之紋理化圖型。該紋理化圖型可藉由射出成形、車削製程、一雷射削磨製程或其他塑膠形成方法形成至該模具部件502中。

在一些實施例中，該前模具部件502亦具有一環狀凸緣整合其中，以及一包圍圓形環繞邊緣508，並由其延伸入一平面與軸垂直以及由凸緣延伸(圖未示)。

該後模具件501具有一中央曲形區段，該中央曲形區段具有一凸表面503與圓形環繞邊緣507，其中與該鏡片形成混合物相接觸之該凸表面503之部位具有將於模具組合500內製造之眼用鏡片後曲面的曲率，且其足夠平滑與成形，使藉由與後表面503接觸之鏡片形成混合物之反應或固化所形成之眼用鏡片表面為光學上可接受。因此，該前模具半模502之內凹表面504界定了該眼用鏡片之外表面，同時該底部模具半模501之外凸表面503界定了該眼用鏡片內表面。

參照圖6，在一些實施例中，一模具部件601可包括一凸表面，其具有一紋理化圖型603加入該凸表面602上。在該等實施例中，以該模具部件601形成之眼用鏡片，將包括一凹面後曲面上之一紋理化圖型。

一模具材料之較佳實施例包括聚烯、環烯、脂環狀聚烯烴與環烯聚合物(有時稱為「COC」)；在一些實施例中亦包括聚烯與COC。

在某些根據本發明製作模具500之較佳方法中，係根據已知技術使用射出成形，然而，實施例亦可包括以其他技術製造之模具，例如：車削、鑽石車削或雷射切割。

一般而言，鏡片形成於兩者模具部件501-502之至少一表面上。然而，若有需要，該鏡片一表面可由一模具部件501-502形成而該鏡片另一表面可使用車削方法或其他方法形成。

如本文中所使用「鏡片形成表面」意指用於鑄成一鏡片之一表面503-504。在一些實施例中，任何此類表面503-504可具有一光學性質表面光度，此表示其足夠平滑與成形，使藉由與模面接觸之鏡片形成材料聚合作用方式製造的鏡片表面為光學上可接受。而且，在一些實施例中，鏡片形成表面503-504可具有必須賦予鏡片表面所需光學性質之幾何，其中包括但不限於球面、非球面及圓柱屈光度(Cylinder Power)、波前誤差矯正、角膜地形圖矯正(Corneal Topography Correction)，以及相似之物及其任何組合。

在一些實施例中，形成鏡片材料之反應混合物其可包括一含聚矽氧組份。「含聚矽氧組分」是在單體、巨分子或預聚物中至少包含一[-Si-O-]單元。較佳的是，在含聚矽氧組分中存在的總Si及接附之O大於含聚矽氧組分總分子量的約20重量百分比，更佳為超過30重量百分比。有用的含聚矽氧組分較佳為包括可聚合的官能基，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺以及苯乙烯基官能基。

適含的含聚矽氧組分包括分子式I之化合物

其中R¹係獨立地從單價反應官能基、單價烷基或單價芳香基選出的，任何上述者可更進一步包含從羥基、胺基、含氧雜環基、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺甲酸、碳酸、鹵素或者其組合選出之官能基；並且包含1至100個Si-O重複單元的單價矽氧烷鏈，其可更進一步包含從烷基、羥基、胺基、含氧雜環基、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺甲酸、鹵素或者其組合選出之官能基；其中b=0至500，其中應理解當b不等於0時，則b為具有等同於一指定值模式的分佈；其中至少一R¹包括單價反應官能基，且在一些實施例中介於一至3個R¹包括單價反應官能基。

如本文所述，在此所使用的「單價反應官能基」為能夠進行自由基和/或陽離子聚合反應的官能基。非限定的自由基反應官能基例子包括(甲基)丙烯酸、苯乙烯基、乙烯基、乙烯醚、C_1-6烷基(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯醯胺、C_1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯內醯胺，N-乙烯醯胺、C_2-12烯基、C_2-12烯基苯基、C_2-12烯基萘基、C_2-6烯基苯基C_1-6烷基、O-乙烯胺甲酸和O-乙烯碳酸。非限定的陽離子反應官能基的例子包括乙烯醚或者環氧化物官能基和其混合物。在一實施例中，自由基反應官能基包括(甲基)丙烯酸、丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。

合適的單價烷基和芳基包括未取代之單價C₁至C₁₆烷基、C₆至C₁₄芳基，例如取代和未取代之甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥基丙基、丙氧丙基、聚乙烯氧丙基，其組合等等。

在一實施例中b為0，一R¹為單價反應官能基，且至少3個R¹係從具有一至16個碳原子的單價烷基選出，且另一實施例中係從具有一至6個碳原子的單價烷基選出。本實施例之非限定的聚矽氧組分例子包括2-甲基,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽基)氧]二矽氧烷基]丙醯氧]丙酯(「SiGMA」)，2-羥基-3-甲基丙烯氧基丙氧基丙基-參(三甲基矽氧基)矽烷，3-甲基丙烯氧丙基參(三甲基矽氧基)矽烷(「TRIS」)，3-甲基丙烯氧丙基雙(三甲基矽氧基)甲基矽烷，和3-甲基丙烯氧基丙基五甲基二矽氧烷。

在另一實施例中，b為2至20、3至15，或者在一些實施例中為3至10；至少一末端R¹包括一單價反應官能基，而剩下的R¹係從具有1至16個碳原子的單價烷基選出，且在另一實施例中係從具有1至6個碳原子的單價烷基選出。在又一實施例中，b為3至15，一末端R¹包括一單價反應官能基，另一末端R¹則包括具有1至6個碳原子的單價烷基且剩下的R¹包括具有1至3個碳原子的單價烷基。本實施例之非限定的聚矽氧組分例子包括(單-(2-羥基-3-甲基丙烯氧丙基)-丙基醚端的聚二甲基矽氧烷(分子量為400至1000)(「OH-mPDMS」)，單甲基丙烯氧丙基端單正丁基端的聚二甲基矽氧烷(分子量為800至1000)(「mPDMS」)。

在另一實施例中，b為5至400或從10至300，R¹兩末端包括單價反應官能基，而剩下的R¹係獨立地從具有1至18個碳原子的單價烷基選出，其中該單價烷基可包括在碳原子間的醚類鏈結、更可包括鹵素。

在一實施例中，若需一聚矽氧水凝膠鏡片，本發明的鏡片將由包括重量百分比至少約20%的反應混合物所製成，較佳的是含聚矽氧組分佔所製成之聚合物的反應單體組分總重的約20%至70%間。

雖發明可用於提供由任何已知鏡片材料或適用於生產該等鏡片之材料所製造之硬式或軟式隱形眼鏡。更佳之鏡片應以包含羥基、羰基或兩者之單體製成，或以含聚矽氧之聚合物製成，例如矽氧烷、水凝膠、矽氧水凝膠及其組合。對於本發明鏡片之成形有用之材料可採用如聚合反應起始劑等的添加劑使巨分子、單體及其組合之摻合物發生反應來製成。合適之材料包括但不限於以聚矽氧巨分子及親水性單體製成之矽水凝膠。

結論

本發明如上所述且如下面申請專利範圍進一步界定，提供眼用鏡片加工方法與用於執行該等方法之設備，以及由此形成之眼用鏡片。

100．．．眼用鏡片

101．．．圖型化紋理

101a．．．圖型化紋理溝槽

101b．．．圖型化紋理溝槽

101c．．．圖型化紋理溝槽

101d．．．圖型化紋理溝槽

101e．．．圖型化紋理溝槽

101f．．．圖型化紋理溝槽

101g．．．圖型化紋理溝槽

101h．．．圖型化紋理溝槽

101n．．．圖型化紋理溝槽

102．．．光學區

103．．．外圍區

104．．．紋理化圖型

105．．．紋理化圖型

200．．．眼用鏡片

201．．．紋理化圖型

202．．．凹表面

203．．．凸表面

204．．．光學區

205A．．．光學區

205B．．．光學區

300．．．紋理化圖型

302．．．寬度

303．．．深度

400A．．．紋理化圖型

400B．．．紋理化圖型

400C．．．紋理化圖型

400D．．．紋理化圖型

401．．．相對尖狀頂端部位

402．．．通常尖狀部位

403．．．相對圓形頂端部位

404．．．通常圓形部位

405．．．相對圓形頂端部位

406．．．通常圓形部位

407．．．相對尖狀頂端部位

500．．．模具與模具組合、結構、模具系統

501．．．模具部件

502．．．模具部件

503．．．凸表面

504．．．凹表面

505．．．模具腔穴

506．．．鏡片形成混合物

507．．．圓形環繞邊緣

508．．．包圍環形環繞邊緣

509．．．紋理化圖型

601．．．模具部件

602．．．凸表面

603．．．紋理化圖型

圖1A繪示一具有表面紋理之眼用鏡片例示性實施例。

圖1B繪示一例示性表面紋理，其包括一平行線相交(cross hatch)圖型。

圖1C繪示一例示性表面紋理，其包括一輻射狀圖型。

圖2繪示一具有表面之例示性實施例眼用鏡片的橫切面。

圖3繪示一紋理化圖型之某些尺寸近視圖。

圖4繪示一圖型化紋理之例示性圖型。

圖5繪示根據本發明之一例示性模具系統，其具有二模具部件，用於形成一鏡片。

圖6繪示根據本發明之一例示性模具部件，其具有一凸表面，用於形成一鏡片。

100．．．眼用鏡片

101．．．圖型化紋理

101a．．．圖型化紋理溝槽

101b．．．圖型化紋理溝槽

101c．．．圖型化紋理溝槽

101d．．．圖型化紋理溝槽

101e．．．圖型化紋理溝槽

101f．．．圖型化紋理溝槽

101g．．．圖型化紋理溝槽

101h．．．圖型化紋理溝槽

101n．．．圖型化紋理溝槽

102．．．光學區

103．．．外圍區

Claims (6)

1. 一眼用鏡片裝置，其包含：一鏡片，其具有一光學區與一外圍區；一凸前曲面與一凹後曲面；以及一紋理化圖型，其形成為該凸前曲面與該凹後曲面之一或二者，其中該紋理化圖型係至少形成於該光學區內且包括一同心環的連續溝槽，其繞著形成於凸前曲面的一中心點螺旋，其中該繞著該中心點螺旋之同心環的連續溝槽係包括一橫切面(cross-sectional shape)，該橫切面具有沿著該紋理化圖型的一外部區域定位的一圓形頂端部位以及沿著該紋理化圖型的一內部區域定位的一尖狀底端部位。
2. 如申請專利範圍第1項之眼用鏡片裝置，其中該紋理化圖型係附加地形成於該外圍區內。
3. 如申請專利範圍第2項之眼用鏡片裝置，其中該眼用鏡片裝置包含一矽(silicon)水凝膠材料。
4. 如申請專利範圍第1項之眼用鏡片裝置，其中該眼用鏡片至少包含下列一者：伊他富康(etafilcon)、賽諾富康(senofilcon)、加利富康(galyfilcon)與那拉富康(narafilcon)。
5. 如申請專利範圍第2項之眼用鏡片裝置，其中該紋理化圖型包含約二微米或更少之一深度。
6. 如申請專利範圍第2項之眼用鏡片裝置，其中該紋理化圖型包含約0.5微米或更少之一深度。