TWI545367B - 形成含有導電性材料之眼科鏡片的方法 - Google Patents

形成含有導電性材料之眼科鏡片的方法 Download PDF

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Description

形成含有導電性材料之眼科鏡片的方法 【相關申請案】
本案係2008年3月31日申請之美國臨時申請案第61/040772號的非臨時申請案。
本發明描述製造激能眼科鏡片之方法及裝置,尤其是具有包括能量來源之媒介植入物的眼科鏡片。
諸如隱形眼鏡、人工水晶體或淚點栓之傳統眼科元件包括具有矯正、美觀或治療特性之生物相容元件。例如,隱形眼鏡可提供以下一或多項性質:視力矯正功能;增進美觀;及治療效果。每一項功能藉由鏡片之物理特徵提供。在鏡片內併入折射特性之設計可提供視力矯正功能。在鏡片內摻入顏料可增進美觀。摻入鏡片內之活性劑可提供治療功能。該等物理特徵係在鏡片未進入激能狀態下完成。
最近,已形成可將活性組件併入隱形眼鏡的理論。某些組件可包括半導體元件。某些實例已顯示埋置於放置在動物眼睛上之隱形眼鏡的半導體元件。然而,該等元件缺少自立性激能機構。雖然可自鏡片拉線至電池以通電於該半導體元件,但理論上該等元件可無線通電,而尚未有用於該種無線通電之機構。
因此期望可容易形成眼科鏡片之額外方法及裝置,該眼科鏡片可經無線激能至適於使併入生物醫學元件(諸如眼科鏡片)內之半導體元件通電的程度。
是故,本發明包括用以形成眼科鏡片之方法及裝置,具有可使活性組件通電之激能部分。在某些具體實施態樣中,該眼科鏡片會包括具有媒介植入物之模鑄聚矽氧水凝膠,該媒介植入物包括可無線地接收能量且可使電子組件通電之能量接收器。激能部分可例如經由噴射製程或移印製程產生或自動化配置,其中一導電性材料係配置於併入鏡片內之媒介上。
額外具體實施態樣包括形成眼科鏡片之方法,其包括將含有能量接收器之媒介沈積於用以成形眼科鏡片之模具部件內的步驟。
該能量接收器可經由噴墨、移印或機械安置沈積於媒介上。將反應性單體混合物置入以下其中之一:第一模具部件及第二模具部件。第一模具部件係放置鄰近於第二模具部件,以形成鏡片模腔,於鏡片模腔內具有包括能量接收器之媒介及至少一部分反應性單體混合物;且使反應性單體混合物暴露於光化輻射。
經由控制該反應性單體混合物所曝照之光化輻射來形成鏡片。
本發明包括眼科鏡片及製造該等眼科鏡片之方法。特定言之,本發明包括一種眼科鏡片,其具有經由媒介植入物賦予至鏡片或鏡片模具部件的無線能量接收器及資料處理組件。在某些具體實施態樣中,本發明包括一種含有媒介之水凝膠隱形眼鏡,該媒介包含環繞於隱形眼鏡中光學區周圍之大體上環狀能量接收器。額外具體實施態樣可包括能量接收器部分,包括併入於含在眼科鏡片中之媒介的線圈或其他圖案之導電性材料。圖案可基於可無線傳輸至鏡片之能量的調變波長。
在某些具體實施態樣中,導電性材料圖案可位於配戴鏡片者透過其可加以觀視的光學區的外部,而其他具體實施態樣可包括小但不足以對隱形眼鏡配戴者之視線造成負面影響且因此可位於光學區之內或外部的導電性材料圖案。
通常,根據本發明某些具體實施態樣,包括能量接收器之媒介植入物係嵌入於眼科鏡片內。在某些具體實施態樣中,該能量接收器可經由噴射移印法沈積於媒介上並將接收器材料安置於所需位置。媒介植入物係以機械方式相對於用以成形鏡片之模具部件而安置於定位。在某些具體實施態樣中,一組件係被安置與一媒介上所包括之接收器材料電聯,使得接收器材料可提供電能,以使該組件通電。在安置媒介植入物後,可藉個別模具部件將反應性混合物成形且聚合以形成該眼科鏡片。
定義
本發明所使用“能量接收器”意指作為用以接收無線能量(例如經由無線電波傳輸)之天線的媒介。
本發明所使用“能量接收部分”意指生物醫學元件(諸如眼科鏡片)作為能量接收器之部分。
本發明所使用“噴墨”意指將液滴或熔融材料滴推進至媒介上之裝置。噴墨裝置之非限制實例可包括一或多個:壓電噴墨裝置;熱噴墨及連續噴墨裝置。
本發明所使用術語“噴墨”或“噴射”意指造成液滴或熔融材料推進至媒介上之作用。
本發明所使用“鏡片”意指駐留於眼睛內或上之任何眼科元件。此等元件可提供光學矯正或美觀性。例如,術語鏡片可意指隱形眼鏡、人工水晶體、覆蓋鏡片、眼部植入物、光學植入物或其他的類似元件,透過其可在不妨礙視力之情況下矯正或修正視力,或增進眼睛生理上之美觀(例如虹膜顏色)。在某些具體實施態樣中,本發明較佳的鏡片係自聚矽氧彈性體或水凝膠製得之軟性隱形眼鏡,其包括但不限於聚矽氧水凝膠及氟水凝膠。
本發明所使用術語"鏡片形成混合物"或“反應性混合物”或“RMM”(反應性單體混合物)意指可固化且交聯或交聯形成眼科鏡片之單體或預聚物材料。各種具體實施態樣可包括含有一或多種諸如以下添加劑之鏡片形成混合物:UV阻隔劑、著色劑、光敏性起始劑或觸媒,及於眼科鏡片(諸如隱形眼鏡或人工水晶體)中所期望之其他添加劑。
本發明所使用“鏡片形成表面”意指用以模製鏡片之表面。在某些具體實施態樣中,任何該種表面103至104皆可具有光學品質表面光度,其表示他是充分光滑且成形,使得藉由與該模製表面接觸之鏡片形成材料聚合所形成的鏡片表面在光學上可接受。此外,在某些具體實施態樣中,鏡片形成表面103至104可具有將所需之光學特徵賦予該鏡片表面所必需的幾何形狀,該等光學特徵包括而不限於球面、非球面及柱狀屈光度、波前相差矯正、角膜表面型態矯正及諸如此類者以及其任何組合。
本發明所使用術語“媒介植入物”意指用以承載能量接收器之剛性、半剛性或可撓性載台。
本發明所使用術語“模具”意指可用以自未固化調和物形成鏡片之剛性或半剛性物件。某些較佳模具係包括兩個模具部件,形成前弧模具部件及背弧模具部件。
本發明所使用“光學區”表示眼科鏡片配戴者透過該眼科鏡片觀視之區域。
本發明所使用“自模具釋出”表示鏡片與模具完全分離,或僅鬆散地附著,使得可利用輕微搖動移除或以抽刷推除。
模具
現在參考圖1,眼科鏡片之例示模具100的圖係以具有能量接收部分109來說明。本發明所使用之術語模具係包括具有模腔105之模型100,鏡片形成混合物110可施配至模腔內,使得該鏡片形成混合物反應或固化時,製得具有所需形狀之眼科鏡片。本發明模具及模具總成100係由一個以上之"模具部件"或"模件"101-102構成。可將模具部件101至102結合,使得模具部件101至102之間形成模腔105,於該模腔中可形成鏡片。模具部件101至102之此種組合以暫時性較佳。在形成鏡片時,模具部件101至102可再次分離以移除鏡片。
至少一個模具部件101至102具有至少一部分表面103至104,其與鏡片形成混合物接觸,使得在該鏡片形成混合物110反應或固化時,表面103至104對與其所接觸之鏡片部分提供所需形狀及樣式。至少一個其他模具部件101至102亦同。
因此,例如在較佳具體實施態樣中,模鑄總成100係自兩個部件101-102形成,凹面母模件(前模件)102及凸面陽模件(背模件)101,其間形成模腔。凹陷表面104與鏡片形成混合物接觸之部分具有模鑄總成100欲製得之眼科鏡片的前弧曲度,充分光滑且成形,使得藉由與凹陷表面104接觸之鏡片形成混合物進行聚合所形成的眼科鏡片之表面在光學上可接受。
在某些具體實施態樣中,前模件102亦可具有與圓形周邊108整合且環繞此周邊之環形凸緣,此環形凸緣於與軸垂直之平面中自該周邊延伸且自該凸緣(未示)延伸。
鏡片形成表面可包括具有光學品質表面光度之表面103至104,其表示他是充分光滑且成形,使得藉由與該模製表面接觸之鏡片形成材料聚合所形成的鏡片在光學上可接受。此外,在某些具體實施態樣中,鏡片形成表面103至104可具有將所需之光學特徵賦予該鏡片表面所必需的幾何形狀,該等光學特徵包括而不限於球面、非球面及柱狀屈光度、波前相差矯正、角膜表面型態矯正及諸如此類者以及其任何組合。
在111,說明上面可安置(諸如例如經由噴墨或移印)能量接收器之媒介。媒介111可為任何接收材料,其上方承載導電性材料。在某些具體實施態樣中,媒介111可為一材料之透明塗層,其可在形成鏡片時併入鏡片內。透明塗層可包括例如下述顏料、單體或其他生物相容性材料。額外具體實施態樣可包括含有植入物之媒介,該植入物可為剛性或可成形。在某些具體實施態樣中,剛性植入物可包括提供光學性質(諸如用於視力矯正者)之光學區及非光學區部分。能量接收器可沈積於植入物之光學區及非光學區中之一者或兩者。
剛性植入物可包括與鏡片材料相容之任何材料,於各種具體實施態樣中,可包括不透明或非不透明材料。
各種具體實施態樣亦包括在將植入物安置入用以形成鏡片之模具部分之前,將能量接收器噴墨於植入物上。植入物或其他媒介111亦可包括一或多個會經由能量接收器109接收電荷之組件。
模件101至102材料可包括以下一或多種之聚烯烴:聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯及經修飾聚烯烴。
較佳脂環族共聚物係含有兩種不同之脂環族聚合物,且係由Zeon Chemicals L.P.以商標名稱ZEONOR販售。有數種不同等級之ZEONOR。各種不同等級可具有105℃至160℃範圍之玻璃態化溫度。特佳材料係為ZEONOR 1060R。
可與一或多種添加物組合形成眼科鏡片模具之其他模具材料包括例如Zieglar-Natta聚丙烯樹脂(有時稱為znPP)。一種例示Zieglar-Natta聚丙烯樹脂之市售商標為PP 9544 MED。PP 9544 MED係為ExxonMobile Chemical Company所製造符合FDA規則21 CFR(c)3.2之完全模塑用澄清隨機共聚物。PP 9544 MED係為具有伸乙基之隨機共聚物(znPP)(以下稱9544 MED)。其他例示Zieglar-Natta聚丙烯樹脂包括:Atofina聚丙烯3761及Atofina聚丙烯3620WZ。
在某些具體實施態樣中,本發明模具更可進一步含有聚合物,諸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、主鏈中含有脂環族部分之經修飾聚烯烴及環狀聚烯烴。此摻合物可使用於任一半模或兩半模,其中較佳係此摻合物使用於後曲面,而前曲面由脂環族共聚物構成。
在製造本發明模具100之某些較佳方法中,根據已知技術採用注射模塑,然而,具體實施態樣亦可包括藉其他技術製得之模具,包括例如:車床加工、鑽石車削或雷射切割。
典型地係於兩模具部件101至102之至少一個表面上形成鏡片。然而,在某些具體實施態樣中,鏡片之一表面可自模具部件101至102形成,且鏡片之另一表面可使用車床加工方法或其他方法形成。
鏡片
現在參考圖2A,說明具有能量接收器109及組件203之眼科鏡片201。如所說明,能量接收器109可包括導電性材料,諸如例如碳纖維;碳奈米結構,包括碳奈米管;及金屬材料。適當之金屬材料可包括例如金、銀及銅。碳奈米結構可包括單壁型碳奈米管或多壁型碳奈米管。
能量接收器109可與組件203電聯。組件203可包括任何對應於具狀態改變之電荷的元件,諸如例如:半導體型晶片;被動型電元件;或光學元件,諸如結晶鏡片。在某些特定具體實施態樣中,組件203包括電儲存元件,諸如例如電容器;超電容器;超級電容器;電池或其他儲存組件。電儲存組件203可包括例如:位於眼科鏡片周圍在光學區外之鋰電池,且可經由一或多個無線電頻率充電且磁性感應成經噴墨沈積之能量接收器。其他電儲存元件組件亦可經由能量接收器109接收電荷。
其他例示具體實施態樣可包括含有無線電頻率辨識晶片(“RFID晶片”)的組件。組件203亦可包括多個元件或電路。為了提供簡易之描述,一或多個元件通常以單數表示,如組件203。
圖2B進一步說明能量接收器109可被安置;噴墨或移印於媒介111上之圖案109A中。圖案109A可用以增加存在於鏡片中之能量接收器的電長度。此外,圖案109A可調變成無線波長,以幫助或控制能量之有效無線傳輸。
如所說明,在某些具體實施態樣中,能量接收器部分109及組件203位於光學區202之外,其中光學區202包括鏡片201提供鏡片201配戴者視線之部分。其他具體實施態樣可包括在眼科鏡片之光學區部分的能量接收器109。例如,該具體實施態樣可包括導電性粒子之接收器部分109,該導電性粒子小至人眼在無其他協助下無法見到。
在某些具體實施態樣中,較佳鏡片類型可包括鏡片201,其包括含聚矽氧組份。“含聚矽氧組份”係為單體、巨單體或預聚物中含有至少一個[-Si-O-]單元之組份。較佳地,存在於含聚矽氧組份中之總Si及附著O的量大於該含聚矽氧組份總分子量之約20重量百分比,更佳係大於30重量百分比。可使用之含聚矽氧組份較佳係包含可聚合官能基,諸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯基醯胺及苯乙烯基官能基。
適當之含聚矽氧組份包括式I化合物 其中R1係獨立選自單價反應性基團、單價烷基或單價芳基,前述任一基團可進一步包含選自以下之官能性:羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或其組合;且單價矽氧烷鏈包含1至100個Si-O重現單元,此重現單元可進一步包含選自以下之官能性:烷基、羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、鹵素或其組合;其中b=0至500,其中已知當b不為0時,b係為具有等於所述值之模式的分布;其中在至少一個R1中包含單價反應性基團,且在某些具體實施態樣中,介於1至3個R1間包含單價反應性基團。
本發明所使用之“單價反應性基團”係為可進行自由基及/或陽離子聚合之基團。自由基反應性基團之非限制實例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯基醯胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基C1-6烷基、O-乙烯基胺基甲酸酯及O-乙烯基碳酸酯。陽離子反應性基團之非限制實例包括乙烯基醚或環氧基及其混合物。於一具體實施態樣中,該自由基反應性基團係包含(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
適當之單價烷基及芳基包括未經取代的單價C1至C16烷基、C6-C14芳基,諸如經取代及未經取代之甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥基丙基、丙氧基丙基、聚伸乙氧基丙基、其組合及諸如此類者。
於一具體實施態樣中,b為零,一個R1係為單價反應性基團,且至少3個R1係選自具有一至16個碳原子之單價烷基,於另一具體實施態樣中,選自具有一至6個碳原子之單價烷基。此具體實施態樣之聚矽氧組份的非限制實例包括2-甲基-,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽烷基)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙基酯(“SiGMA”),2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙基氧基丙基-三(三甲基矽烷氧基)矽烷,3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽烷氧基)矽烷("TRIS"),3-甲基丙烯醯氧基丙基雙(三甲基矽烷氧基)甲基矽烷及3-甲基丙烯醯氧基丙基五甲基二矽氧烷。
在另一具體實施態樣中,b係為2至20,3至15或於某些具體實施態樣中為3至10;至少一個末端R1包含單價反應性基團且其餘R1係選自具有1至16個碳原子之單價烷基,於另一具體實施態樣中,選自具有1至6個碳原子之單價烷基。再另一具體實施態樣中,b係為3至15,一個末端R1係包含單價反應性基團,另一個末端R1係包含具有1至6個碳原子之單價烷基且其餘R1包含具有1至3個碳原子之單價烷基。此具體實施態樣之聚矽氧組份的非限制實例包括具有(單-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙基)-丙基醚末端之聚二甲基矽氧烷(400-1000 MW))("OH-mPDMS")、具有含單甲基丙烯醯氧基丙基末端之單-正丁基末端的聚二甲基矽氧烷(800-1000 MW)(“mPDMS”)。
在另一具體實施態樣中,b係為5至400或從10至300,兩末端R1皆包含單價反應性基團且其餘R1係獨立選自可具有介於碳原子間之醚鍵且可進一步包含鹵素的具有1至18個碳原子之單價烷基。
於一具體實施態樣中,當需要聚矽氧水凝膠鏡片時,本發明鏡片係由包含以製得聚合物之反應性單體組份的總重計至少約20且較佳約介於20及70%wt間之含聚矽氧組份的反應性混合物製得。
在另一具體實施態樣中,一至四個R1係包含下式之乙烯基碳酸酯或胺基甲酸酯: 其中:Y表示O-、S-或NH-;R表示氫或甲基;d係為1、2、3或4;且q係為0或1。
含聚矽氧乙烯基碳酸酯或乙烯基胺基甲酸酯單體尤其包括:1,3-雙[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷;3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷];3-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基]丙基烯丙基胺基甲酸酯;3-[三(三甲基矽烷氧基)矽烷基]丙基乙烯基胺基甲酸酯;三甲基矽烷基乙基乙烯基碳酸酯;三甲基矽烷基甲基乙烯基碳酸酯,且 當需要模數低於約200之生物醫學裝置時,僅有一個R1應包含單價反應性基團,且其餘R1基團中不多於兩個會包含單價矽氧烷基。
另一類含聚矽氧組份包括下式之聚胺基甲酸乙酯巨單體:式IV至VI(*D*A*D*G) a *D*D*E1;E(*D*G*D*A) a *D*G*D*E1or;E(*D*A*D*G) a *D*A*D*E1其中:D表示具有6至30個碳原子之烷基二基、烷基環烷基二基、環烷基二基、芳基二基或烷基芳基二基,G表示具有1至40個碳原子且主鏈中可含有醚、硫基或胺鍵之烷基二基、環烷基二基、烷基環烷基二基、芳基二基或烷基芳基二基;*表示胺基甲酸乙酯或脲基鍵; a 至少為1;A表示下式之二價聚合基團: R11獨立表示可含有介於碳原子之間的醚鍵而具有1至10個碳原子的烷基或經氟取代之烷基;y至少為1;且p提供400至10,000之部分重量;E及E1各獨立表示下式所示之可聚合不飽和有機基團: 其中:R12係為氫或甲基;R13係為氫、具有1至6個碳原子之烷基或-CO-Y-R15基團,其中Y係為-O-,Y-S-或-NH-;R14係為具有1至12個碳原子之二價基團;X表示-CO-或-OCO-;Z表示-O-或-NH-;Ar表示具有6至30個碳原子之芳族基團;w係為0至6;x係為0或1;y係為0或1;且z係為0或1。
較佳含聚矽氧組份係為下式所示之聚胺基甲酸乙酯巨單體: 其中R16係為二異氰酸酯移除異氰酸酯基後之二基,諸如異佛爾酮二異氰酸酯之二基。另一適當之含聚矽氧巨單體係為式X化合物(於其中x+y係為10至30範圍內之數),其係藉由氟醚、具羥基末端之聚二甲基矽氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯及異氰酸根基乙基甲基丙烯酸酯之反應形成。
其他適用於本發明之含聚矽氧組份包括含有聚矽氧烷、聚伸烷醚、二異氰酸酯、聚氟化烴、聚氟化醚及多醣基團之巨單體;聚矽氧烷,含有具備附著至末端經二氟取代之碳原子之氫原子的極性氟化接枝或側基;含有醚及矽氧烷基鍵之親水性矽氧烷基甲基丙烯酸酯及含有聚醚及聚矽氧烷基之可交聯單體。任一前述聚矽氧烷亦可作為本發明中含聚矽氧組份。
方法
提供以下方法步驟作為可依本發明某些態樣執行之方法實例。應瞭解方法步驟所呈現之順序並非意味著限制,且可使用其他順序來執行本發明。此外,執行本發明並非必然需要所有步驟,而本發明各種具體實施態樣可能包括附加之步驟。
現在參考圖4,流程圖說明可用以執行本發明之例示步驟,於401,將可作為能量接收器109之導電性材料施加至媒介。媒介111亦可或亦不可含有一或多個:組件203、電池及電容器或其他能量儲存元件。
於402,反應性單體混合物可沈積於模具部件101至102內。
於403,具有能量接收器109之媒介111可安置於模具部件101至102內。在某些較佳具體實施態樣中,媒介111可經由機械配置而安置於模具部件101至102上。機械安置可包括例如機器人或其他自動化,諸如工業已知安置表面安裝組件者。具有能量接收器109之媒介111的手動安置亦為本發明範圍。是故,任何機械安置皆可將具有能量接收器109之媒介111安置於鑄造模具部件內,使得模具部件所含之反應性混合物110的聚合會使所形成之眼科鏡片中包括能量接收器109。
在某些具體實施態樣中,可在將能量接收器安置於模件100至102上之前,將黏合劑層111施加至模件101至102。黏合劑層111非限制實例可包括顏料或單體。黏合層可例如經由噴墨或移印製程施加。在某些具體實施態樣中,處理器元件203亦可安置於黏合劑層111內與噴墨之能量接收器109電接觸。
於404,第一模具部件可安置緊鄰於第二模具部件以形成鏡片形成模腔,該模腔中具有至少部分反應性單體混合物及能量接收器。於405,模腔內之反應性單體混合物可聚合。聚合可經由暴露於光化輻射及熱中之其中一者或兩者而完成。於406,自模具部件移除鏡片。
在某些具體實施態樣中,黏合層可包括黏合聚合物,其可與鏡片材料形成互穿聚合物網絡,消除在黏合劑及鏡片材料之間形成共價鍵結以形成穩定鏡片110的必要性。具有安置於黏合劑內之能量接收器的鏡片110之穩定性係藉由於黏合聚合物及鏡片基質聚合物中覆埋能量接收器109而提供。本發明黏合聚合物可包括例如具有彼此類似之溶解度參數的均聚物或共聚物或其組合,且該黏合聚合物具有類似於鏡片材料之溶解度參數。黏合聚合物可含有使黏合聚合物之聚合物及共聚物可彼此相互作用的官能基。該等官能基可包括一聚合物或共聚物之基團與另一者之基團以增加相互作用之密度之方式相互作用,幫助抑制顏料粒子之移動及/或覆埋。官能基之間的相互作用可為極性、分散性或為電荷轉移錯合物性質。該等官能基可位於聚合物或共聚物主鏈上或為主鏈之側基。
非限制實例形成具有正電荷之聚合物的單體或單體混合物可與形成具有負電荷之聚合物的單體或單體等結合使用以形成黏合聚合物。作為更特定實例,甲基丙烯酸(“MAA”)及2-羥基乙基甲基丙烯酸酯(“HEMA”)可用以提供MAA/HEMA共聚物,其隨之與HEMA/3-(N,N-二甲基)丙基丙烯醯胺共聚物混合以形成黏合聚合物。
作為另一實例,黏合聚合物可由經疏水性修飾之單體構成,包括而不限於下式之醯胺及酯:CH3(CH2)x-L-COCHR=CH2其中L可為-NH或氧,x可為2至24之整數,R可為C1至C6烷基或氫,且較佳係為甲基或氫。該等醯胺及酯之實例包括而不限於月桂基甲基丙烯醯胺及甲基丙烯酸己酯。作為又另一實例,可使用脂族鏈延伸胺基甲酸酯及月尿之聚合物來形成黏合聚合物。
適用於黏合層之黏合聚合物亦可包括HEMA、MAA及甲基丙烯酸月桂酯(“LMA”)之隨機嵌段共聚物,HEMA及MAA或HEMA及LMA之隨機嵌段共聚物或HEMA之均聚物。各個組份於此等具體實施態樣中以黏合聚合物總重計之重量百分比係約93至約100重量百分比HEMA,約0至約2重量百分比MAA,及約0至約5重量百分比LMA。
黏合聚合物之分子量可使得其稍微可溶於鏡片材料中且於其中潤脹。鏡片材料擴散進入黏合聚合物內且聚合及/或交聯。然而於同時,黏合聚合物之分子量不可高至足以影響所印刷影像的品質。較佳地,黏合聚合物之分子量係約7,000至約100,000,更佳約7,000至約40,000,最佳約17,000至約35,000 Mpeak,此值對應於SEC分析中最高峰之分子量(=(Mn x Mw))。
就本發明之目的而言,使用具有90°光散射及折射率偵測器之凝膠滲透層析決定分子量。使用兩管柱PW4000及PW2500,調至50mM氯化鈉之75/25 wt/wt甲醇-水溶離劑,及具有325,000至194之明確定義分子量的聚乙二醇及聚氧化乙烯分子的混合物。
一般該領域技術者會認定藉由在黏合聚合物之製造中使用鏈轉移劑、藉由使用大量起始劑、藉由使用活性聚合、藉由選擇適當之單體及起始劑濃度、藉由選擇溶劑或其組合之量及類型,可得到所需之黏合聚合物分子量。較佳地,鏈轉移劑係與起始劑或更佳與起始劑及一或多種溶劑結合使用,以達到所需之分子量。或者,少量極高分子量黏合聚合物可與大量溶劑結合使用,以保持黏合聚合物所需之黏度。較佳地,黏合聚合物之黏度會是在23℃約4,000至約15,000厘泊(centipoise)。
可用於形成本發明所使用黏合聚合物之鏈轉移劑係具有大於約0.01之鏈轉移常數,較佳大於約7,更佳係大於約25,000。
可使用之任何所需起始劑包括而不限於紫外線、可見光、熱起始劑及諸如此類者及其組合。較佳地使用熱起始劑,更佳2,2-偶氮基雙異丁腈及2,2-偶氮基雙2-甲基丁腈。起始劑之用量以調配物總重計係約0.1至約5重量百分比。較佳地,2,2-偶氮基雙2-甲基丁腈係與十二烷硫醇一起使用。
黏合聚合物層或其他媒介111可藉任何適宜之聚合方法製得,該方法包括而不限於自由基鏈聚合、逐步聚合、乳化聚合、離子鏈聚合、開環、基團轉移聚合、原子轉移聚合及諸如此類者。較佳地使用熱起始、自由基聚合。進行聚合所用之條件係為一般該領域技術者之知識範圍內。
可用於製造黏合聚合物之溶劑為沸點介於約120及230°C之間的中沸點溶劑。所欲使用之溶劑的選擇係基於所欲製造之黏合聚合物的類型及其分子量。適當之溶劑包括而不限於二丙酮醇、環己酮、乳酸異丙酯、3-甲氧基1-丁醇、1-乙氧基-2-丙醇及諸如此類者。
在某些具體實施態樣中,可調整本發明黏合聚合物層111在水中之膨脹因子,以適合將與其一起使用之鏡片材料。黏合聚合物與固化鏡片材料於包裝溶液中膨脹因子之配合或實質配合可助於避免在鏡片內發展應力,導致較差之光學及鏡片參數偏移。此外,黏合聚合物可於鏡片材料中潤脹,容許使用本發明著色劑印刷之影像潤脹。因為此種潤脹,影像變成埋覆於鏡片材料內,而對鏡片舒適性不產生任何衝擊性。
在某些具體實施態樣中,黏合層可包括著色劑。可與黏合聚合物一起使用於本發明著色劑中之顏料係為適用於隱形眼鏡之有機或無機顏料或該等顏料之組合物。不透明性可藉由改變所使用之顏料及失透劑的濃度加以控制,愈高量產生愈大不透明性。例示有機顏料包括而不限於酞花青藍、酞花青綠、咔唑紫、還原橙#1及諸如此類者及其組合。可使用之無機顏料的實例包括而不限於氧化鐵黑、氧化鐵棕、氧化鐵黃、氧化鐵紅、二氧化鈦及諸如此類者及其組合。除了此等顏料之外,可使用可溶性及非可溶性染料,包括而不限於二氯三嗪及基於乙烯基碸之染料。可使用之染料及顏料係市售。
顏料粒子以黏合聚合物塗覆或潤濕提供顏料粒子於整體黏合聚合物中之較佳分散性。塗覆可使用靜電、分散或氫鍵力達成,以覆蓋顏料表面。較佳地,使用高剪切力以將顏料分散於黏合聚合物內。顏料可藉由將聚合物及顏料分配入適當之混合器(諸如旋轉軸式混合器)內並混合至形成均勻混合物(一般歷時長達約30分鐘之時間)而添加至黏合聚合物。隨後可將混合物進料至高剪切研磨機內,諸如Eiger研磨機,以將顏料分散至黏合聚合物內。視需要重複研磨以達到完全分散。通常,研磨係進行至顏料尺寸約0.2至約3微米。研磨可使用任何適當之市售器件(包括而不限於高剪切或球磨器件)進行。
除顏料及黏合聚合物外,在某些具體實施態樣中,黏合層含有一或多種溶劑,幫助黏合層塗覆於模件101至102上。本發明另一項發現是為幫助黏合層不會在所施加之模件101至102表面上流出或流動,期望且較佳係黏合層101至102具有低於約27 mN/m之表面張力。此表面張力可藉由處理將施加黏合層之表面(例如模具表面)而達成。表面處理可藉由該領域已知方法(諸如但不限於電漿及電暈處理)來進行。或者,較佳係所需之表面張力可藉由選擇著色劑中所使用之溶劑來達成。
是故,可使用於黏合層中之例示溶劑包括可增加或降低黏合層之黏度且幫助控制表面張力的溶劑。適當之溶劑包括而不限於環戊酮、4-甲基-2-戊酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乳酸異丙酯及諸如此類者及其組合。較佳係使用1-乙氧基-2-丙醇及乳酸異丙酯。
在某些較佳具體實施態樣中,於本發明黏合層材料中使用至少三種不同之溶劑。此等溶劑中之首兩種(兩者皆為中沸點溶劑)用於製造黏合聚合物。雖然此等溶劑可在黏合聚合物形成之後汽提出來,但較佳係保留。較佳地,兩溶劑係為1-乙氧基-2-丙醇及乳酸異丙酯。可使用附加之低沸點溶劑(表示沸點介於約75及約120℃之間的溶劑)以視需要降低著色劑之黏度。適當之低沸點溶劑包括而不限於2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丙醇、及諸如此類者及其組合。較佳係使用1-丙醇。
所使用溶劑之明確量可視數項因素而定。例如,用以形成黏合聚合物之溶劑量係視所需之黏合聚合物分子量及黏合聚合物中所使用組份(諸如單體及共聚物)而定。低沸點溶劑使用量係視著色劑所需之黏度及表面張力而定。此外,若著色劑欲施加至模具且與鏡片材料一起固化,則所使用溶劑之量係視所使用之鏡片及模具材料及模具材料是否進行任何表面處理以增加其潤濕性而定。溶劑之明確用量的決定係在一般該領域技術者之技巧範圍內。通常,所使用溶劑之總重係約40至約75重量百分比之溶劑。
除了溶劑外,可以且較佳地將塑化劑添加至黏合層,以減少在黏合層乾燥期間的開裂,且促進黏合層被鏡片材料所擴散及潤脹。所使用之塑化劑類型及量係視所使用之黏合聚合物分子量而定,就放置於模具上之著色劑(使用前儲存)而言,需要儲存壽命安定性。可使用之塑化劑包括而不限於甘油、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇200、400或600及諸如此類者及其組合。較佳係使用甘油。塑化劑之用量通常以著色劑重量計為0至約10重量百分比。
一般該領域技術者會理解到本發明黏合層組成物亦可包括除所討論者以外的添加劑。適當之添加劑包括而不限於幫助流動及勻平之添加劑、用以防止發泡之添加劑、用於流變修飾之添加劑及諸如此類者及其組合。
在本發明某些具體實施態樣中,黏合層在鏡片材料固化時變成包埋於鏡片材料中。因此,黏合層可視施加鏡片黏合層111之模具表面而埋置於較接近所形成鏡片之前面或背面。此外,可依任何順序施加一或多層之黏合層111。
雖然本發明可被使用以提供由任何已知之鏡片材料或適於製造該等鏡片之材料製得的軟性或硬性隱形眼鏡,但本發明鏡片較佳為具有約0至約90百分比水含量之軟性隱形眼鏡。更佳係鏡片為由含有羥基、羧基或兩基團之單體製得,或由含聚矽氧之聚合物(諸如矽氧烷、水凝膠、聚矽氧水凝膠及其組合)製得。可用於形成本發明鏡片之材料可藉巨單體、單體及其組合連同添加劑(諸如聚合起始劑)之摻合物進行反應而製得。適當之材料包括而不限於自聚矽氧巨單體及親水性單體製得的聚矽氧水凝膠。
現在再次參考圖4,於403,媒介111與反應性混合物一起放置於第一模具部件及第二模具部件之間,媒介111與反應性混合物110接觸。
於404,第一模具部件101安置緊鄰於第二模具部件102以形成鏡片模腔,該反應性單體混合物110及該媒介植入物111係位於鏡片模腔中。於405,將反應性混合物聚合,諸如例如經由暴露於光化輻射及熱中之一者或兩種。於406,併有能量接收器109之眼科元件201自用以形成眼科鏡片201之模具部件101至102移除。
現在參考圖5,在本發明另一態樣中,併入眼科元件201之組件203可藉無線傳輸能量通電。於501,無線能量傳輸至包括於媒介且併入眼科鏡片(諸如眼科鏡片)之能量接收器。在某些具體實施態樣中,該能量可於針對包括於眼科鏡片201之能量接收器109調變之頻率傳輸。於502,能量接收至包括於該眼科鏡片之能量接收器內。在某些具體實施態樣中,能量接收器109可以電荷形式儲存能量。
於503,所接收之能量導入資料組件203。該能量可例如經由能傳導電荷之電路來導向。在504,組件203對資料執行 某些動作。動作可包括一或多個:接收、傳輸、儲存及操作資料。較佳具體實施態樣包括以數位值方式處理及儲存資料。
於505,在某些具體實施態樣中,可自處理元件傳輸資料。某些具體實施態樣亦可包括基於對資料執行之動作的資料傳輸。
裝置
現在參考圖3,自動化裝置310係以一或多個媒介操作元件311說明。如所說明,多個模具部件314各接收所結合的媒介,可含於板台313上且呈向一媒介操作元件311。具體實施態樣可包括媒介操作元件311,個別將媒介111放置於各模具部件314中,或多個媒介操作元件311,同時將具有能量接收器之媒介放置於各模具部件314中。
現在參考圖6,說明可用於執行某些本發明具體實施態樣的控制器600。控制器600包括處理器610,其可包括一或多個耦合至傳遞元件620之處理器組件。在某些具體實施態樣中,控制器600可用以將能量傳輸至安置於該眼科鏡片中之能量接收器。
控制器可包括一或多個處理器,其耦合至用以經由傳遞通道傳遞能量之傳遞元件。該傳遞元件可用以電子性地控制一或多個:到達該眼科鏡片接收器之能量傳送及送達與來自眼科鏡片之數位數據傳送。
傳遞元件620可用以傳遞,例如以一或多個控制器裝置或製造設備組件,諸如例如用以噴墨導電性材料之噴墨印刷裝置。
處理器610亦與儲存元件630連通。儲存元件630可包含任何適當之資料儲存元件,包括磁性儲存元件(例如,磁帶及硬碟驅動裝置)、光學儲存元件、及/或半導體記憶體元件(諸如隨機存取記憶體(RAM)元件及唯讀記憶體(ROM)元件)之組合。
儲存元件630可儲存用以控制處理器610之程式640。處理器610執行程式640之指示,因而根據本發明操作。例如,處理器610可接收描述媒介安置、處理元件安置及諸如此類者之資料。儲存元件630亦可將眼部相關資料儲存於一或多個資料庫。資料庫可包括客制化能量接收器設計、量測資料及將導電性材料噴墨以形成能量接收器的特定控制序列。
在某些具體實施態樣中,具有諸如處理器元件之組件的眼科鏡片可與位於人身上之無線能量來源配合,形式為諸如珠寶、衣領、帽子之因子或成為一副眼鏡。
結論
本發明如同前文所述且如以下申請專利範圍所進一步定義,提供處理眼科鏡片之方法及用以執行該等方法之裝置,以及所形成之眼科鏡片。
100...模具/模具總成/模鑄總成/模型
101,102...模具部件/模件/部件
103,104...表面
105...模腔
108...周邊
109...能量接收部分/能量接收器/能量接收器部分/接收器部分
110...鏡片形成混合物/反應性混合物/鏡片/反應性單體混合物
111...媒介/黏合劑層/黏合聚合物層/媒介植入物
201...鏡片/眼科元件
202,204...光學區
203...組件/元件
310‧‧‧自動化裝置
311‧‧‧媒介操作元件/噴墨噴嘴
313‧‧‧板台
314‧‧‧模具部件
600‧‧‧控制器
610‧‧‧處理器
620‧‧‧傳遞元件
630‧‧‧儲存元件
640‧‧‧程式
圖1說明依據本發明某些具體實施態樣之模鑄總成裝置及媒介。
圖2A說明包括具有組件及能量接收器之媒介的眼科鏡片之俯視圖。
圖2B說明包括具有組件及能量接收器之媒介的眼科鏡片之側視圖。
圖3說明用以將具有能量接收器之媒介安置於鏡片模具中的設備。
圖4說明依據本發明之某些具體實施態樣的方法步驟。
圖5說明依據本發明之某些附加態樣的方法步驟。
圖6說明可用於執行本發明某些具體實施態樣的處理器。
100‧‧‧模具/模具總成/模鑄總成/模型
101,102‧‧‧模具部件/模件/部件
103,104‧‧‧表面
105‧‧‧模腔
108‧‧‧周邊
109‧‧‧能量接收部分/能量接收器/能量接收器部分/接收器部分
110‧‧‧鏡片形成混合物/反應性混合物/鏡片/反應性單體混合物
111‧‧‧媒介/黏合劑層/黏合聚合物層/媒介植入物

Claims (16)

  1. 一種形成眼科鏡片之方法,該方法包含:將可經由無線電波接收能量之導電性材料沈積於媒介上;將反應性單體混合物沈積於一第一模具部件內;將具有該導電性材料之該媒介放置成與該反應性單體混合物接觸;將該第一模具部件放置緊鄰至一第二模具部件,以形成該鏡片模腔,該媒介及該導電性材料與至少部分反應性單體混合物係於該鏡片模腔中;及使反應性單體混合物暴露於光化輻射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中可經由無線電波接收能量之該導電性材料係經由噴墨沈積於該媒介上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該媒介係包含一黏合層且該方法另外包含以下步驟:將該黏合層沈積於該第一模具部件及該第二模具部件上;及將該導電性材料噴墨於該黏合層上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該媒介係沈積於該第一模具部件及該第二模具部件其中之一者或兩者。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該導電性材料 係噴墨成緊鄰於該眼科鏡片周圍且當該眼科鏡片配置於眼睛時位於視力範圍外之圖案。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該能量接收器係包含導電性纖維。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中該導電性纖維係包含碳奈米管。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該導電性纖維係包含奈米結構。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該黏合層係包含顏料。
  10. 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中該黏合層係包含預聚物。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之方法,其中該黏合層係包含反應性單體混合物。
  12. 一種將數據傳輸至包含通電之傳輸組件的眼科鏡片或自該眼科鏡片傳輸出來之方法,該方法係包含以下步驟:將能量無線傳輸至該鏡片之能量接收器部分;將電能提供至該傳輸組件,以使該傳輸組件傳輸數位數據;及將數位數據自該傳輸組件傳輸至該鏡片邊界外。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該眼科鏡片係包含一人工水晶體。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該眼科鏡片係包含一隱形眼鏡。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該無線傳輸能量之步驟係包含將無線電波傳輸至噴墨於包含該鏡片之媒介上之調變天線。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該無線傳輸能量之步驟係包含將磁性能量傳輸至噴墨於包含該鏡片之媒介上之導電性材料。
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