Субстрат с источником энергии для офтальмологического устройства

Субстрат с источником энергии для офтальмологического устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка истребует приоритет по предварительной заявке США № 61/101282, поданной 30 сентября 2008 года, и по заявке США № 12/565407, поданной 23 сентября 2009 года, на содержании которых основано содержание настоящей заявки и которые включены в настоящий документ путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении описан вкладыш-субстрат с источником энергии для офтальмологического устройства, более конкретно, в ряде вариантов осуществления описан процесс изготовления офтальмологических линз с использованием вкладыша-субстрата с источником энергии.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная, интраокулярная линза или пробка слезного канальца, представляет собой биосовместимое устройство, обладающее коррективным, косметическим или терапевтическим свойством. Контактные линзы, например, могут выполнять одну или несколько функций: коррекцию зрения, косметическую коррекцию и терапевтические функции. Каждая из перечисленных функций реализуется с использованием определенной физической характеристики применяемой линзы. Конструкция линзы с использованием светопреломляющего свойства позволяет корректировать характеристики зрения. Введение в материал линзы пигментов позволяет получить желаемый косметический эффект. Введение в материал линзы активного вещества позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Подобные физические характеристики могут быть реализованы без перевода линзы в состояние с подачей энергии.

В последнее время высказываются предположения о возможности внедрения в контактную линзу активных компонентов. Такие компоненты могут включать, например, полупроводниковые устройства. В ряде примеров были продемонстрированы полупроводниковые устройства, встроенные в контактные линзы, помещаемые на глаза животных. Однако для подобных устройств пока не предложено механизма автономного питания. Хотя от линзы можно проложить провода к источнику снабжения энергией таких полупроводниковых устройств, и, согласно теоретическим положениям, такие элементы могут иметь беспроводное питание, однако механизм осуществления беспроводного питания пока отсутствует.

Таким образом, желательно разработать дополнительные способы и устройство, пригодные для изготовления офтальмологических линз с автономным источником энергии для обеспечения одной или нескольких функций офтальмологической линзы и контролируемого изменения оптических характеристик офтальмологической линзы или другого биомедицинского устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с изложенным выше, настоящее изобретение представляет собой вкладыш-субстрат, который может содержать автономный источник энергии и может быть встроен в офтальмологическое устройство, например, в контактную линзу или пробку слезного канальца. Кроме того, настоящее изобретение также включает способ и устройство для изготовления офтальмологических линз с использованием описанного в настоящем документе вкладыша-субстрата с автономным источником энергии. В ряде вариантов осуществления указанный субстрат в заряженном состоянии способен обеспечивать электропитание для компонента, способного потреблять электрический ток. Такие компоненты могут включать, например, один или несколько из следующих компонентов: элемент оптической линзы с изменяемыми характеристиками, полупроводниковое устройство и активное или пассивное электронное устройство. Ряд вариантов осуществления также включает литую контактную линзу из силиконового гидрогеля с жестким или гибким вкладышем с автономным источником энергии, встроенным в офтальмологическую линзу биосовместимым образом.

Таким образом, настоящее изобретение включает описание офтальмологической линзы с частью линзы, выполняющей функцию субстрата с автономным источником энергии, устройства для изготовления офтальмологической линзы с частью линзы, выполняющей функцию субстрата с автономным источником энергии, и способы их изготовления. Источник энергии может быть размещен на вкладыше-субстрате с автономным источником энергии, а вкладыш может быть размещен вблизи от одной или обеих частей формы для литья: первой части формы для литья и второй части формы для литья. Затем между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья помещают реакционную смесь мономера. Первую часть формы для литья устанавливают в непосредственной близости от второй части формы для литья, тем самым образуя полость, формирующую линзу, с вкладышем-субстратом, автономным источником энергии и по меньшей мере частью реакционной смеси мономера в полости для линзы. После этого на реакционную смесь мономера воздействуют актиничным излучением. Линзы изготавливают путем управления потоком актиничного излучения, которым воздействуют на реакционную смесь мономера.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг. 1 изображена сборка формы для литья офтальмологической линзы в соответствии с рядом вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2A-2D изображены различные варианты осуществления вкладыша-субстрата, который может быть размещен внутри офтальмологической линзы.

На фиг. 3 изображено устройство для размещения источника энергии внутри части формы для литья офтальмологической линзы.

На фиг. 4 приведена последовательность выполняемых этапов в соответствии с рядом вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 приведена последовательность выполняемых этапов в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения.

На фиг. 6 приведен один из вариантов процессора для реализации ряда вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 схематично показан пример осуществления вкладыша-субстрата.

На фиг. 8 показан пример осуществления вкладыша-субстрата в поперечном сечении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает способы и устройство для изготовления офтальмологической линзы с использованием вкладыша-субстрата с автономным источником энергии. Кроме того, настоящее изобретение включает офтальмологическую линзу с вкладышем-субстратом, встроенным в офтальмологическую линзу.

В соответствии с настоящим изобретением, линза с автономным источником энергии 100 имеет встроенный вкладыш-субстрат и источник энергии, например, электрохимическую ячейку или батарею в качестве средства хранения энергии, а в ряде вариантов осуществления - также средства инкапсуляции и изоляции материалов, которые содержит указанный источник энергии, от среды, в которую помещается офтальмологическая линза.

В ряде вариантов осуществления вкладыш-субстрат также включает набор электронных устройств, компонентов и источников энергии. В различных вариантах осуществления с помощью вкладыша-субстрата указанный набор электронных устройств, компонентов и источников энергии может располагаться на периферии оптической зоны, через которую пользователь линзы может видеть, тогда как в других вариантах осуществления входящие в указанный набор электронные устройства, компоненты и источники энергии могут иметь достаточно малые размеры и не препятствовать нормальному зрению пользователя линзы, поэтому с помощью вкладыша-субстрата указанный набор устройств, компонентов и источников энергии может располагаться как в оптической зоне, так и за пределами оптической зоны линзы.

Как правило, в соответствии с рядом вариантов осуществления настоящего изобретения, вкладыш-субстрат устанавливается в офтальмологическую линзу с помощью автоматического механизма, который размещает источник энергии в соответствующем месте относительно части формы для литья.

В ряде вариантов осуществления размещаемый в линзе источник энергии имеет электрическую связь с компонентом, который может быть активирован и который может потреблять электрический ток от источника энергии, встроенного в офтальмологическую линзу. Такой компонент может представлять собой, например, полупроводниковое устройство, активное или пассивное электрическое устройство или электрически активируемый механизм, включая, например, микроэлектромеханические системы (МЭМС), наноэлектромеханические системы (НЭМС) или микромашины. После размещения источника энергии и компонентов реакционной смеси с помощью формы для литья придается необходимая форма, и смесь полимеризуется для изготовления офтальмологической линзы.

В следующих разделах приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются лишь примерами. При этом предполагается, что специалистам в данной области техники очевидно, что существует возможность внесения изменений, модификаций и отклонений. Таким образом, следует понимать, что указанные примеры вариантов осуществления не ограничивают сферу действия настоящего изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем описании и в формуле, относящейся к настоящему изобретению, могут использоваться различные термины, которые имеют следующие определения.

Компонент - в рамках настоящего документа относится к устройству, которое использует электрический ток от источника энергии для одного или нескольких изменений логического или физического состояния.

Компонент с автономным источником энергии - компонент, в котором реализована возможность подачи электрического тока или хранения электрической энергии внутри него.

Энергия - в рамках настоящего документа относится к способности физической системы совершать работу. В рамках настоящего изобретения указанный термин часто используется по отношению к состоянию, в котором источник энергии может поставлять энергию в процессе работы.

Источник энергии - в рамках настоящего документа относится к устройству, способному подавать энергию или переводить биомедицинское устройство в состояние питания от автономного источника энергии.

Устройство сбора энергии - устройство, способное извлекать энергию из окружающей среды и преобразовывать ее в электрическую энергию.

Линза - в рамках настоящего документа термин относится к любому офтальмологическому устройству, расположенному в глазу или на его поверхности. Подобные изделия могут использоваться для оптической коррекции или применяться в косметических целях. Например, термин «линза» может относиться к контактной или интраокулярной линзе, накладной линзе, глазным вставкам, оптическим вкладышам или иному устройству подобного назначения, предназначенному для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции глаз (например, для изменения цвета радужной оболочки) без снижения зрения. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей.

Линзообразующая смесь, или реакционная смесь мономера, или РСМ - в рамках настоящего документа относятся к мономерному или форполимерному материалу, который может подвергаться полимеризации со сшивкой или сшивке с образованием офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать линзообразующие смеси с одной или несколькими добавками, такими как УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы, а также другими добавками, которые могут быть предпочтительны для использования в составе офтальмологических линз, например, контактных или интраокулярных линз.

Формирующая линзу поверхность - относится к поверхности, которая используется как форма для литья линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность может иметь поверхность с обработкой оптического качества, что означает, что данная поверхность достаточно гладкая и изготовлена так, что поверхность линзы, изготовленной способом полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью формы для литья, имеет оптическое качество. Кроме того, в ряде вариантов осуществления настоящего изобретения формирующая линзу поверхность 103-104 может иметь форму, необходимую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и так далее, а также любые их сочетания.

Литий-ионный элемент - электрохимическая ячейка, внутри которой ионы лития мигрируют, генерируя электрическую энергию. Такая электрохимическая ячейка, как правило, называется батареей и в стандартных формах допускает возможность подзарядки или перезарядки.

Вкладыш-субстрат - в рамках настоящего документа термин относится к гибкому или жесткому носителю, на котором может быть размещен встраиваемый в офтальмологическую линзу источник энергии. В ряде вариантов осуществления на вкладыше-субстрате также размещают один или несколько компонентов.

Форма для литья - относится к жесткому или полужесткому объекту, который может быть использован для изготовления линзы из смеси неполимеризованных компонентов. Некоторые предпочтительные формы для литья состоят из двух частей, формирующих переднюю криволинейную и заднюю криволинейную поверхности формы.

Оптическая зона - в рамках настоящего документа относится к области офтальмологической линзы, через которую пользователь офтальмологической линзы может видеть.

Мощность - в рамках настоящего документа выполненная работа или переданная энергия за единицу времени.

Перезаряжаемый или подзаряжаемый - в рамках настоящего документа - с возможностью возврата в состояние с более высокой способностью к совершению работы. Во многих случаях в рамках настоящего документа термин может быть связан с возможностью восстановления способности генерировать электрический ток определенной величины в течение определенного периода времени восстановления.

Подзарядка или перезарядка - восстановление состояния, обеспечивающего более высокую способность к совершению работы. Во многих случаях в рамках настоящего документа термин может быть связан с восстановлением способности устройства генерировать электрический ток определенной величины в течение определенного периода времени восстановления.

Извлечение из формы для литья - термин означает, что линза полностью отделена от формы или свободно прикреплена так, что может быть освобождена при помощи легкого встряхивания или снята при помощи тампона.

Формы для литья

На фиг. 1 схематически изображен пример формы для литья 100 офтальмологических линз с вкладышем-субстратом 111. Используемый в настоящем документе термин «форма для литья» относится к однокомпонентному или многокомпонентному устройству 100, имеющему полость 105, в которую линзообразующая смесь может быть помещена таким образом, что путем реакции или полимеризации линзообразующей смеси изготавливается офтальмологическая линза желаемой формы. Формы для литья и их сборки 100, составляющие предмет настоящего изобретения, состоят из нескольких частей формы 101-102. Части формы 101-102 могут быть сближены друг с другом таким образом, что между частями формы 101-102 образуется полость 105, в которой может быть изготовлена линза. Указанное сочетание частей формы 101-102 предпочтительно является временным. После изготовления линзы части формы 101-102 могут быть снова разъединены для извлечения готовой линзы.

По меньшей мере одна из частей формы 101-102 имеет по меньшей мере одну часть поверхности 103-104 в непосредственном контакте с линзообразующей смесью, так что при протекании химической реакции или при полимеризации смеси указанная поверхность 103-104 обеспечивает необходимую форму и геометрию той части изготавливаемой линзы, с которой она находится в непосредственном контакте. Это также применимо по меньшей мере еще к одной части формы 101-102.

Так, например, в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения сборка формы 100 собирается из двух частей формы 101-102, вогнутой части-матрицы (передней части) 102 и выпуклой части-пуансона (задней части) 101, между которыми образуется полость. Часть вогнутой поверхности 104, находящаяся в контакте с линзообразующей смесью, имеет рельеф передней поверхности офтальмологической линзы, изготавливаемой в сборке формы 100, является достаточно гладкой и имеет такую форму, чтобы поверхность офтальмологической линзы, образующейся при полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в контакте с вогнутой поверхностью 104, обладала необходимыми оптическими свойствами.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передняя часть формы для литья 102 может также иметь кольцевой фланец, соединенный с и окружающий круговой край, и распространяющийся от него в плоскости, перпендикулярной оси и распространяющейся от фланца (не показано).

Линзообразующая поверхность может включать поверхность 103-104 с поверхностным покрытием оптического качества, что означает, что данная поверхность достаточно гладкая и изготовлена так, что поверхность линзы, изготовленной способом полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью формы для литья, имеет оптическое качество. Кроме того, в ряде вариантов осуществления настоящего изобретения формирующая линзу поверхность 103-104 может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и так далее, а также любые их сочетания.

Под номером 111 показан вкладыш-субстрат, на котором может быть размещен источник энергии 109. Указанный вкладыш-субстрат 111 может быть изготовлен из любого соответствующего материала, на котором может быть размещен источник энергии 109, а в ряде вариантов осуществления может также включать электрические соединения, компоненты и иные аспекты, позволяющие электрически соединить источник энергии 109 с компонентом 108, чтобы позволить компоненту 108 потреблять электрический ток от источника энергии 109.

В ряде вариантов осуществления указанный вкладыш-субстрат 111 имеет гибкую подложку. В дополнительных вариантах осуществления вкладыш-субстрат 111 может быть жестким, например, выполненным из кремниевой пластины. В некоторых вариантах осуществления жесткий вкладыш может включать оптическую зону, обеспечивающую то или иное оптическое свойство (например, свойства коррекции зрения) и сегмент неоптической зоны. Источник энергии может быть размещен на одном или на обоих сегментах вкладыша, то есть как в оптической зоне, так и в неоптической зоне. В других вариантах осуществления вкладыш-субстрат может содержать кольцевые вкладыши как жесткие, так и гибкие, или вкладыши иной формы, которые окружают оптическую зону, через которую пользователь линз может видеть.

В других вариантах осуществления вкладыш-субстрат 111 изготавливается из прозрачного слоя материала, который затем будет встроен в линзу при ее изготовлении. Указанный прозрачный слой может содержать, например, пигмент, как указано ниже, мономер или другой биосовместимый материал.

Различные варианты осуществления также включают размещение источника энергии 109 на вкладыше-субстрате 111 перед размещением вкладыша-субстрата 111 в части формы, используемой для литья линзы. На вкладыше-субстрате 111 могут также быть размещены один или несколько компонентов, которые будут получать электрическую энергию от источника энергии 109.

В ряде вариантов осуществления линза с вкладышем-субстратом 111 может иметь конструкцию с жестким центром и мягкой периферией, в которой центральный жесткий оптический элемент находится в непосредственном контакте с окружающей средой и с поверхностью роговицы глаза, соответственно, передней и задней поверхностями, а мягкая периферийная часть материала линзы (как правило, изготовленная из гидрогеля) закреплена по периметру жесткого оптического элемента, и жесткий оптический элемент также выполняет функции вкладыша-субстрата, обеспечивая энергию и возможность функционирования указанной офтальмологической линзы.

В ряде дополнительных вариантов осуществления вкладыш-субстрат 111 представляет собой жесткий вкладыш, полностью инкапсулированный матрицей гидрогеля. Жесткий вкладыш-субстрат 111 может быть изготовлен, например, по технологии микролитья под давлением. Стандартные варианты осуществления могут включать, например, вкладыш из сополимера поли(4-метилпент-1-ена) диаметром от приблизительно 6 мм до 10 мм, радиусом кривизны передней поверхности от приблизительно 6 мм до 10 мм, радиусом кривизны задней поверхности от приблизительно 6 мм до 10 мм и толщиной в центральной части от приблизительно 0,050 мм до 0,5 мм. Некоторые возможные варианты осуществления включают вкладыш-субстрат диаметром приблизительно 8,9 мм, радиусом кривизны передней поверхности приблизительно 7,9 мм, радиусом кривизны задней поверхности приблизительно 7,8 мм, толщиной в центральной части приблизительно 0,100 мм и профилем края приблизительно 0,050 радиуса. Пример устройства для микролитья под давлением может включать термопластоавтомат Microsystem 50 2,27 кг (усилие смыкания пять тонн), поставляемый компанией Battenfield Inc.

Вкладыш-субстрат может быть помещен в часть формы для литья 101-102, используемой для формования офтальмологической линзы.

Части формы для литья 101-102 могут быть изготовлены, например, из одного или нескольких типов полиолефинов: полипропилена, полистирола, полиэтилена, полиметилметакрилата, а также модифицированных полиолефинов. Другие формы для литья могут быть изготовлены из керамического или металлического материала.

Другие материалы для изготовления форм, которые могут в сочетании с одной или несколькими добавками использоваться для изготовления форм для литья офтальмологических линз, включают, например, полипропиленовые смолы Циглера-Натта (иногда называемые znPP); очищенные статистические сополимеры для чистого литья в соответствии с требованиями рекомендации 21 Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), Свод федеральных правил (c)3.2; статистический сополимер (znPP) с этиленовой группой.

Также в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения формы для литья могут содержать такие полимеры, как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклической группой в основной цепи и циклические полиолефины. Подобная смесь может использоваться на любой из частей формы для литья или на обеих частях одновременно, при этом данная смесь предпочтительно используется для выполнения задней криволинейной поверхности, а передняя криволинейная поверхность содержит алициклические сополимеры.

В соответствии с принципами настоящего изобретения, литье под давлением по известным способам является предпочтительным способом изготовления форм для литья 100, однако в некоторых вариантах осуществления предусмотрена возможность изготовления форм другими способами, включая, например, свободное литье, токарную обработку, обработку с применением алмазной обточки или лазерной резки.

Как правило, линзы изготавливаются на по меньшей мере одной поверхности обеих частей формы 101-102. Тем не менее в некоторых вариантах осуществления одна из поверхностей линзы может быть образована из части формы 101-102, а другая поверхность линзы может быть образована способом токарной обработки или другими способами.

Линзы

На фиг. 2A-2D изображены возможные конструкции вкладышей-субстратов 211-214. На фиг. 2A показан кольцевой вкладыш-субстрат 211. Другие вкладыши-субстраты могут иметь различные формы, соответствующие вариантам их размещения в офтальмологической линзе. Ряд предпочтительных форм включает формы с дугообразными элементами, согласующимися по форме с сегментом офтальмологической линзы. На фиг. 2B показан вкладыш-субстрат 212, который имеет площадь, равную приблизительно 1/2 полной площади соответствующей кольцевой конструкции, и также имеет дугообразную форму и может помещаться на периферии оптической зоны линзы, в которую помещается вкладыш-субстрат 212. Аналогичным образом на фиг. 2C показан вкладыш-субстрат 213 с площадью, равной приблизительно 1/3 полной площади соответствующей кольцевой конструкции. На фиг. 2D показана кольцевая конструкция 214, в которой вкладыш-субстрат 214 содержит множество неодинаковых участков 215-217. Неодинаковые участки 215-217 могут использоваться для разделения функций, выполняемых неодинаковыми участками 215-217. Например, один из неодинаковых участков 215-217 может содержать один или несколько источников энергии, а другие неодинаковые участки 215-217 могут содержать компоненты.

В ряде вариантов осуществления вкладыш-субстрат 211-214 может иметь оптическую зону, включающую оптический элемент с переменными характеристиками, питание которого осуществляется от расположенных на вкладыше-субстрате 211-214 источников энергии. Вкладыш-субстрат 211-214 может содержать электронную схему для управления оптическим элементом с переменными характеристиками, находящимся в оптической зоне вкладыша-субстрата 211-214. В настоящем описании оптический элемент с переменными характеристиками может считаться компонентом в указанном выше смысле.

Источник энергии может быть электрически связан с компонентом. Указанный компонент может представлять собой любое устройство, которое реагирует на электрическое воздействие изменением своего состояния, такое как, например, полупроводниковое микроэлектронное устройство, пассивное электрическое устройство или оптическое устройство, такое как линза из пьезоэлектрической пластины.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения источник энергии представляет собой, например, батарею или иной электрохимический элемент, конденсатор, ультраконденсатор, суперконденсатор или иной компонент для хранения электрической энергии. Некоторые варианты осуществления могут включать литий-ионную батарею, расположенную на вкладыше-субстрате 211-214 в периферийной части офтальмологической линзы за пределами оптической зоны, заряжаемую с помощью радиочастотного излучения и (или) магнитной индукции с помощью элементов, нанесенных способом струйной печати.

В ряде вариантов осуществления настоящего изобретения предпочтительный тип линзы может включать линзу, в состав материалов которой входит содержащий силикон компонент. Под «содержащим силикон компонентом» понимается любой компонент, имеющий по меньшей мере один [-Si-O-] фрагмент в составе мономера, макромера или форполимера. Полное содержание Si и непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом содержащем силикон компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес., более предпочтительно - более 30% вес. полного молекулярного веса содержащего силикон компонента. Подходящие для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты предпочтительно имеют в составе полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатную, метакрилатную, акриламидную, метакриламидную, винильную, N-виниллактамовую, N-виниламидную и стирольную функциональные группы.

Пригодные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты включают соединения Формулы I

где

R¹ - группа, независимо выбранная из моновалентных реакционных групп, моновалентных алкильных групп или моновалентных арильных групп, при этом любая из указанных групп может дополнительно включать функциональные группы, такие как гидрокси-, амино-, окса-, карбокси-, карбоксиалкил-, алкокси-, амидо-, карбамат-, карбонат-, галоген- или их комбинации, а также моновалентные силоксановые цепочки, содержащие 1-100 повторяющихся фрагментов Si-O, которые могут дополнительно содержать функциональные группы, такие как алкил-, гидрокси-, амино-, окса-, карбокси-, карбоксиалкил-, алкокси-, амидо-, карбамат-, галоген- или их комбинации,

где b равно от 0 до 500, при этом предполагается, что если b отлично от нуля, то по b имеется распределение с модой, равной указанному значению,

при этом по меньшей мере один фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционную группу, а в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения от одного до трех фрагментов R¹ представляют собой моновалентные реакционные группы.

Используемый в настоящем документе термин «моновалентные реакционные группы» относится к группам, способным к реакциям свободнорадикальной и (или) катионной полимеризации. Неограничивающие примеры свободнорадикальных реакционных групп включают (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, C_1-6алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C_1-6алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, C_2-12алкенилы, C_2-12алкенилфенилы, C_2-12алкенилнафтилы, C_2-6алкенилфенил-C_1-6алкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Неограничивающие примеры катионных реакционных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения свободнорадикальные реакционные группы включают (мет)акрилаты, акрилокси, (мет)акриламиды, а также их смеси.

Соответствующие целям настоящего изобретения моновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные моновалентные C₁-C₁₆алкильные группы, C₆-C₁₄арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, а также их сочетания и т.д.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения b равно нулю, один фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционную группу, и по меньшей мере три фрагмента R¹ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода. Неограничивающие примеры содержащих силикон компонентов в данном варианте осуществления настоящего изобретения включают 2-метил-,2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA),

2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропил-трис(триметилсилокси)силан,

3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS),

3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и

3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения b находится в диапазоне от 2 до 20, от 3 до 15 или - в некоторых вариантах осуществления - от 3 до 10; по меньшей мере один концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционную группу, а остальные фрагменты R¹ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода. В другом варианте осуществления настоящего изобретения b находится в диапазоне от 3 до 15, один концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционную группу, другой концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные фрагменты R¹ представляет собой моновалентные алкильные группы, содержащие от 1 до 3 атомов углерода. Неограничивающие примеры содержащих силикон компонентов этого варианта осуществления настоящего изобретения включают (полидиметилсилоксан (МВ 400-1000) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропил эфирной группой) (OH-mPDMS), (полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами) (mPDMS).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения b находится в диапазоне от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых фрагмента R¹ представляют собой моновалентные реакционные группы, а остальные фрагменты R¹ независимо выбираются из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода и могут также включать атомы галогенов.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения, когда требуется изготовить линзу на основе силиконового гидрогеля, линза, составляющая предмет настоящего изобретения, изготавливается из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20 и предпочтительно приблизительно от 20 до 70% вес. содержащих силикон компонентов в расчете на полный вес содержащих реакционные мономеры компонентов, из которых изготавливается полимер.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения от одного до четырех фрагментов R¹ представляют собой винилкарбамат или -карбонат следующей формулы:

где Y обозначает O-, S- или NH-;

R обозначает водород или метил; d равно 1, 2, 3 или 4; q равно 0 или 1.

Более конкретно, винилкарбонатные или винилкарбаматные содержащие силикон мономеры включают 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан; 3-(винилоксикарбонилтио)пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил] пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил] пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат.

Если необходимы биомедицинские устройства с модулем упругости менее 200, только один из фрагментов R¹ должен представлять собой моновалентную реакционную группу, и не более двух из остальных фрагментов R¹ должны представлять собой моновалентные силоксановые группы.

Другой класс содержащих силикон компонентов включает полиуретановые макромеры следующих формул:

Формулы IV-VI

(*D*A*D*G)_a *D*D*E¹;

E(*D*G*D*A)_a *D*G*D*E¹; или

E(*D*A*D*G)_a *D*A*D*E¹

где

D обозначает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода,

G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тиоэфирные или аминовые мостиковые группы,

* обозначает уретановую или уреидо-мостиковую группу,

_a равно по меньшей мере 1,

A обозначает дивалентный полимерный радикал следующей формулы:

R¹¹ независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать простые эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; p обозначает массу части молекулы от 400 до 10000; каждая из групп E и E¹ независимо обозначает способный к полимеризации ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:

где R¹² представляет собой атом водорода или метил; R¹³ представляет собой атом водорода, алкильный радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R¹⁵, где Y представляет собой -O-,Y-S- или -NH-; R¹⁴ представляет собой дивалентный радикал, содержащий от 1 до 12 атомов углерода; X обозначает -CO- или -OCO-; Z обозначает -O- или -NH-; Ar обозначает ароматический радикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода; w находится в диапазоне от 0 до 6; x равно 0 или 1; y равно 0 или 1; z равно 0 или 1.

Предпочтительно содержащий силикон компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:

где R¹⁶ представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления собственно изоцианатной группы, например, бирадикал изофоронизоцианата. Другим содержащим силикон макромером, соответствующим целям настоящего изобретения, является соединение форму