Устройство и способ изготовления запитанного энергией офтальмологического устройства для световой терапии

Устройство и способ изготовления запитанного энергией офтальмологического устройства для световой терапии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка испрашивает преимущество предварительной заявки на патент США № 61/439,535, поданной 4 февраля 2011 года; и заявки на патент США № 13/362,275, поданной 31 января 2012 года; на содержание которых данная заявка опирается, и которые включены в данную заявку в качестве справочной информации.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение описывает способы и устройства для изготовления запитанного энергией биомедицинского устройства и, в частности, в некоторых вариантах изготовления, запитанной энергией офтальмологической линзы для световой терапии.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сезонная депрессия (СД) является устоявшимся расстройством настроения, при котором страдающий испытывает симптомы депрессии в определенный сезон года, чаще всего в зимние месяцы. Люди, подвергшиеся СД, часто обладают нормальным психическим здоровьем на протяжении большей части года. Симптомы СД могут включать, но не ограничиваться, чрезмерную сонливость, недостаток энергии, тягу к углеводам, трудность концентрации внимания и отказ от активной жизни. В результате эти симптомы приводят к депрессии, чувству безнадежности, пессимизма и отсутствия радости.

Считается, что сезонные изменения настроения связаны с изменением в воздействии света. Географические области, такие, как Арктика, где световой день более короткий, сниженная интенсивность солнечного света или значительные периоды пасмурной погоды вызывают более высокую частоту возникновения СД. Изменение степени распространения СД у взрослого населения очевидны в пределах Соединенных Штатов, начиная от редких случаев во Флориде и других солнечных штатах, и заканчивая гораздо более частыми случаями на Аляске, в Нью-Гемпшире и других северных областях и областях с пасмурной погодой.

Световая терапия была исследована, и было установлено, что она представляет собой важное и эффективное лечение классических или зимних сезонных депрессий. Световая терапия использует устройство, которое излучает значительно больше люменов, чем стандартные лампы накаливания. В обычных случаях она подразумевает предпочтительный яркий белый свет полного спектра в 10 000 лк, или иногда синий свет с длиной волны 480 нм при 2 500 лк или зеленый свет с длиной волны 500 нм при 350 лк. Световая терапия обычно требует, чтобы пациент сидел с открытыми глазами на заданном расстоянии от источника света в течение периода от тридцати до шестидесяти минут каждый день. Такое сезонное лечение длится в течение нескольких недель, пока пациент не испытывает частое воздействие естественного света. Большинство пациентов находят терапию неудобной, и значительный процент, в некоторых исследованиях до 19%, из-за этого прекращают лечение. Поэтому востребованы новые способы и подходы, при которых световая терапия будет проводиться в более удобном, непрерывном и разумном виде.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение относится к способам и устройству для изготовления биомедицинского устройства, такого как запитанная энергией офтальмологическая линза с источником света для проведения световой терапии. Настоящая заявка содержит описание запитанной энергией офтальмологической линзы с источником света, устройства для изготовления запитанной энергией офтальмологической линзы с источником света, а также способы, применяемые в этих же целях. Источник энергии, источник света и другие необходимые компоненты могут быть нанесены на одну или обе из первой или второй части формы для литья или внутрь вставки, которая наносится на одну или обе из первой или второй части формы для литья. Реакционную смесь мономера помещают между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья. Первая часть формы для литья располагается вблизи второй части формы для литья, таким образом образуя полость линзы с источником энергии и источником света и по меньшей мере некоторого количества реакционно-способной мономерной смеси в полости линзы, а реакционно-способная мономерная смесь подвергается воздействию актиничного излучения. Линзы формируются путем контроля над актиничным излучением, которому подвергается реакционно-способная мономерная смесь.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

На Фиг.1 показано устройство сборки формы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.2 показана офтальмологическая линза с источником энергии и компонентом.

На Фиг.3 показано устройство для размещения источника энергии в непосредственной близости от части формы для литья для изготовления офтальмологической линзы.

На Фиг.4 показаны этапы способа в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.5 показаны этапы способа в соответствии с некоторыми дополнительными аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.6 показан процессор, который может использоваться для внедрения некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.7 показано изображение некоторых примерных типов источников энергии, упорядоченных по количеству энергии, которую они могут обеспечить в отношении к их объему.

На Фиг. 8а-8d показаны примерные формы дизайна источников энергии.

На Фиг.9 показан пример запитанной энергией офтальмологической линзы с устройством для перезарядки и запитанный энергией компонент.

На Фиг.10 показано поперечное сечение запитанной энергией офтальмологической линзы, содержащей источник света в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает способы и устройство для изготовления биомедицинских устройств, таких как офтальмологические линзы. В частности, настоящее изобретение включает в себя способы и устройство для обеспечения офтальмологической линзы источником энергии и источником света, включенные в нее. В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение содержит гидрогелевую контактную линзу, содержащую практически кольцевую область вокруг периферии оптической зоны в контактной линзе с источником энергии и компонентом, расположенными в кольцевой области вокруг периферии.

В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных примеров осуществления изобретения являются только примерами осуществления изобретения. Предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания модификаций и других вариантов осуществления изобретения. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается приведенными примерами реализации изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В приведенном описании и пунктах формулы, относящихся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения:

Компонент: в рамках настоящей заявки относится к устройству, которое проводит электрический ток от источника энергии для изменения одного или более из логического состояния или физического состояния.

Запитанный энергией: в рамках настоящего документа относится к состоянию, в котором может поставлять электрический ток или аккумулировать электрическую энергию.

Энергия: в настоящем документе обозначает способность физической системы к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.

Источник энергии: в настоящем документе обозначает устройство, выполненное с возможностью поставлять энергию или приводить биомедицинское устройство в запитанное энергией состояние.

Источник электроэнергии: в настоящем документе относится к устройству, способному извлекать энергию из окружающей среды и преобразовывать ее в электрическую энергию.

Умная световая терапия: в настоящем документе относится к способу проведения световой терапии, в ходе которой процессор оценивает различные данные и, основываясь на анализе данных, динамически производит компенсирующую регулировку программируемого плана световой терапии. Регулируемая световая терапия, которая основывается на подверженности пользователя воздействию внешнего света, является одним из примеров умной световой терапии.

Линза: в настоящем документе обозначает любое офтальмологическое устройство, находящееся внутри глаза или на нем. Такие устройства могут обеспечить возможность оптической или косметической коррекции. Например, термин "линза" может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому подобному устройству, посредством которого осуществляется коррекция или модификация зрения или косметическое улучшение физиологии глаза (например, цвет радужной оболочки) без ущерба для зрения. В некоторых модификациях изобретения предпочтительными являются мягкие контактные линзы из силиконовых эластомеров или гидрогелей, включающие силиконовые гидрогели и фторсодержащие гидрогели, и не только.

Линзообразующая смесь или "реакционно-способная смесь" или "РМС" (реакционно-способная мономерная смесь): в настоящем документе относится к мономерному или предполимерному материалу, который может быть отвержден и сшит или сшит для образования офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать линзообразующие смеси с одной или несколькими добавками, такими как: УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.

Линзообразующая поверхность: относится к поверхности, которую используют для отливки линзы. В ряде осуществлений настоящего изобретения любая подобная поверхность 103-104 может обладать оптическим качеством обработки, то есть, быть достаточно гладкой и формованной таким образом, чтобы поверхность линзы, изготавливаемой способом полимеризации формовочной смеси, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью формы, была оптически приемлемого качества. Кроме того, в ряде осуществлений настоящего изобретения формирующая линзу поверхность 103-104 может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, но не ограничиваясь этим, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговой оболочки и так далее, а также любые их сочетания.

Источник света: в настоящем документе относится к устройству, способному излучать свет.

Световая терапия: в настоящем документе относится к сеансам воздействия света определенных длин волн, которое управляется различными устройствами и продолжается на протяжении определенного промежутка времени, при определенной интенсивности и, в некоторых случаях, в определенное время суток.

Литий-ионный элемент: относится к электрохимическому элементу, в котором ионы лития перемещаются по элементу для образования электрической энергии. Такая электрохимическая ячейка, как правило, называемая батареей, в своей типичной форме может быть возвращена в состояние с более высоким зарядом, или перезаряжена.

Люкс: в настоящем документе, относится к единицам измерения освещенности в Международной системе измерения (СИ). Люкс обозначает меру мощности светового потока на единицу площади. Один люкс равен количеству освещенности, которая обеспечивается при равномерном распределении одного люмена на площади в один метр квадратный. Это также эквивалентно освещенности, которая существовала бы на поверхности, все точки которой находятся на расстоянии в один метр от точечного источника с силой света, равной одному международному канделу. Один люкс равен 0,0929 фут-свечи.

Форма для литья: обозначает жесткий или полужесткий предмет, который можно использовать для получения линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья включают в себя две части, образующие переднюю изогнутую часть формы для литья и заднюю изогнутую часть формы для литья.

Оптическая зона: в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.

Мощность: в настоящем документе обозначает совершенную работу или переданную энергию за единицу времени.

Программируемый план световой терапии: в настоящем документе относится к набору автоматизированных инструкций, которые управляют расписанием световой терапии, ее длительностью и интенсивностью на основании переменных, таких как даты, географическая область и серьезность симптомов СД пользователя. Программируемый план световой терапии может задавать врач-офтальмолог, врач общей практики или пользователь.

Перезаряжаемый или перезапитываемый: в настоящем документе относится к возможности быть перезаряженным или переведенным в состояние с более высокой способностью к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.

Перезапитывать или перезаряжать: переводить в состояние с более высокой способностью к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности устройства испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.

Высвобожденный из формы для литья: значит, что линза либо полностью отделена от формы для литья, либо лишь слабо прикреплена к ней так, что она может быть удалена легким встряхиванием или вытолкнута тампоном.

Сезонная депрессия (СД): в настоящем документе относится к расстройству настроения, которое случается во время смены времен года, когда воздействие солнечного света ограничено, и которое характеризуется симптомами депрессии и облегчается с приходом весны или применением световой терапии. С повторяющимся состоянием депрессии обычно люди сталкиваются зимой, считается, что это связано с недостатком солнечного света.

Линза с энергопитанием 100, снабженная встроенным источником энергии 109, может содержать электрохимическую ячейку или батарею в качестве емкости для энергии, а в некоторых вариантах осуществления может содержать инкапсулированные и изолированные материалы, содержащие источник энергии, заряжающийся из окружающей среды, в которую помещена офтальмологическая линза.

В некоторых вариантах осуществления электрические схемы и источники энергии 109 могут быть расположены на внешней стороне оптической зоны, через которую может видеть пользователь линзы, в то время как другие варианты осуществления могут включать электрические схемы из проводящих материалов, достаточно маленьких для того, чтобы они не оказывали отрицательного воздействия на поле зрения пользователя контактных линз и, следовательно, могли быть расположены внутри или снаружи оптической зоны.

В целом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, источник энергии размещается внутри офтальмологической линзы с помощью автоматического оборудования, которое помещает источник энергии 109 в необходимое положение по отношению к части формы для литья, используемой для изготовления линзы.

В некоторых вариантах осуществления источник энергии 109 размещается в пределах зоны электрической связи с компонентом, который может быть активирован по команде и который использует электрический ток источника энергии 109, встроенного в офтальмологическую линзу. Компонент 108 может содержать, например, полупроводниковое устройство, активное или пассивное электрическое устройство или электрически активируемый механизм, в том числе, например: микроэлектромеханические системы (МЭМС), наноэлектромеханические системы (НЭМС) или микромеханизмы. Некоторые варианты осуществления полупроводниковых, а также активных или пассивных электрических устройств могут включать дисплей, заметный для человеческого глаза. После размещения источника энергии и компонентов реакционной смеси с помощью формы для литья придается требуемая геометрия, и смесь полимеризуется для изготовления офтальмологической линзы.

Формы для литья

Обратимся теперь к Фиг.1, на которой показана схема возможной формы для литья 100 для офтальмологической линзы, изображенной с источником энергии 109 и источником света 109a. В настоящем документе термин "форма для литья" подразумевает устройство 100, состоящее из одной или нескольких частей, имеющие полость 105, в которую может помещаться линзообразующая смесь таким образом, что при реакции или затвердевании линзообразующей смеси изготавливается офтальмологическая линза требуемой формы. Формы и их сборки 100, составляющие предмет данного изобретения, состоят из более, чем одной «части 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 сформирована линза. Описанное сочетание частей формы 101-102 предпочтительно является временным. После формирования изготавливаемой 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 своей поверхности 103-104 в непосредственном контакте со смесью для изготовления линзы, так что при протекании химической реакции в или при полимеризации смеси для изготовления линзы данная поверхность 103-104 обеспечивает требуемую форму и геометрию той части изготавливаемой линзы, с которой она находится в непосредственном контакте. Вышесказанное также справедливо для по меньшей мере еще одной части формы 101-102.

Так, например, в одной из предпочтительных реализаций 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 сборной форме 100, и является достаточно гладкой и имеет такую форму, чтобы поверхность офтальмологической линзы, образующейся при полимеризации линзообразующей смеси, находящейся в контакте с вогнутой поверхностью 104, обладала приемлемыми оптическими свойствами.

В некоторых вариантах осуществления передняя часть формы для литья 102 может также иметь кольцевой фланец, выполненный вместе с круговым краем, окружающий его и отходящий от него в плоскости, нормальной к оси и проходящей через фланец (не показано).

Поверхность для изготовления линзы может включать поверхность 103-104 с поверхностным покрытием оптического качества, то есть достаточно гладкую и имеющую такую форму, чтобы поверхность линзы, изготавливаемой способом полимеризации смеси для изготовления линз, находящейся в контакте с поверхностью формы для литья, обладала приемлемыми оптическими свойствами. Кроме того, в ряде осуществлений настоящего изобретения формирующая линзу поверхность 103-104 может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, но не ограничиваясь этим, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговой оболочки и так далее, а также любые их сочетания.

111 показывает субстрат, на котором может размещаться источник энергии 109 и источник света 109a. Субстратом 111 может быть любой приемный материал, на котором может размещаться источник энергии 109 и источник света 109a, в некоторых вариантах осуществления он может также содержать канальные тракты, компоненты 108 и другие аспекты, используемые для применения источника энергии. В некоторых вариантах осуществления, субстрат 111 может быть прозрачным слоем материала, который может быть включен в конструкцию линзы на этапе ее изготовления. Прозрачный слой может включать в себя, например, пигмент, описанный ниже, мономер или другой биосовместимый материал. Дополнительные варианты осуществления могут включать субстрат, содержащий вкладыш, который может быть жестким или формуемым. В некоторых вариантах осуществления жесткий вкладыш может включать оптическую зону, обеспечивающую то или иное оптическое свойство (например, такое как свойства, используемые для коррекции зрения) и сегмент неоптической зоны. Источник энергии 109 может размещаться на одной или нескольких из оптической и неоптической зоны вставки. В других вариантах осуществления вкладыш-субстрат может содержать кольцевые вкладыши, как жесткие, так и формуемые, или вкладыши иной формы, которые окружают оптическую зону, через которую пользователь линз может видеть.

Различные варианты осуществления также могут подразумевать размещение источника энергии 109 и источника света 109a на вставке до размещения вставки на части формы для литья, используемой для изготовления линзы. Субстрат 111 может также содержать вставку с одним или несколькими компонентами 108, которые будут получать электрический заряд от источника энергии 109.

Материал частей формы для литья 101-102 может содержать, например: полиолефин одного или более из следующего перечня: полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат, а также модифицированные полиолефины. Иные формы для литья могут быть изготовлены из керамического или металлического материала.

Предпочтительный алициклический сополимер состоит из двух различных алициклических полимеров и предлагается компанией Zeon Chemicals L.P. под торговой маркой ZEONOR. Материал ZEONOR выпускается нескольких различных видов. Различные степени могут иметь температуры стеклования в диапазоне от 105°C до 160°C. Специфически предпочтительным материалом является ZEONOR 1060R.

Другие материалы для изготовления форм, которые могут в сочетании с одной или более добавками использоваться для изготовления форм для литья офтальмологических линз, включают в себя, например, полипропиленовые смолы Циглера-Натта (иногда называемые znPP).

Также в некоторых осуществлениях данного изобретения формы могут содержать такие полимеры, как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклической группой в основной цепи и циклические полиолефины. Подобная смесь может использоваться для изготовления любой половины формы для литья или обеих половин одновременно, причем данная смесь предпочтительно используется для выполнения задней криволинейной поверхности, а передняя криволинейная поверхность состоит из алициклических сополимеров.

В ряде предпочтительных способов для изготовления форм 100 для целей настоящего изобретения используется литье под давлением в соответствии с известными способами, однако приемлемые реализации также могут включать в себя формы, изготовленные с использованием иных способов, в том числе включая: способы без применения литья, токарную обработку, алмазное точение или резку лазером.

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

Линзы

Обратимся теперь к Фиг.2, на которой показана офтальмологическая линза 201 с источником энергии 202, источником энергии 202а и компонентом 203.

Источник энергии 202 может быть электрически связан с источником света 202а и с компонентом 203. Источник света 202а может содержать светоизлучающие диоды или другие источники света, которые излучают синий свет в диапазоне длин волн от 450 до 500 нанометров, а наиболее предпочтительно, в диапазоне длин волн от 470 до 480 нанометров, при от 2000 до 3000 лк. С другой стороны, светодиоды или другие источники света могут излучать зеленый свет в диапазоне длин волн от 475 до 525 нанометров, а наиболее предпочтительно, в диапазоне длин волн от 490 до 510 нанометров, при от 30 до 400 лк. В другом варианте осуществления, единичный источник света может быть соединен с одним или несколькими местами офтальмологической линзы 201 для обеспечения освещенности, требуемой для световой терапии. В состав компонента 203 может входить любое устройство, которое реагирует на электрический заряд изменением состояния, например, такое как: полупроводниковый чип; пассивное электрическое устройство; оптическое устройство, такое как хрустальная линза; процессор, микроэлектромеханический механизм (МЭММ) или наноэлектромеханический механизм (НЭММ).

В ряде конкретных вариантов осуществления в состав компонента 203 входит электрическое запоминающее устройство, например, такое как конденсатор; ультраконденсатор; суперконденсатор; или другой компонент хранения. Источник энергии 202 может содержать, например: литий-ионную батарею, расположенную в периферической зоне офтальмологической линзы вне оптической зоны и заряжаемую посредством одной или нескольких радиочастот; фотовольтаики и магнитной индукции в источнике энергии 202. Другие источники энергии 202 описаны далее со ссылкой на Фиг.7 ниже.

Как видно, в некоторых вариантах осуществления часть источника энергии 202, источник света 202а и компонент 203 располагаются вне оптической зоны 204, при чем оптическая зона 204 содержит часть линзы 201, образующую линию взгляда для носящего линзу 201. Другие варианты осуществления могут содержать источник энергии 202, находящийся в части оптической зоны офтальмологической линзы. Например, такие варианты осуществления могут включать источник энергии 202, состоящий из проводящих компонентов, которые имеют слишком малые размеры, для того чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

В ряде осуществлений настоящего изобретения предпочтительный тип линзы может включать в себя линзу 201, в состав материалов которой входит содержащий силикон компонент. Под «содержащим силикон компонентом» подразумевается любой компонент, имеющий по меньшей мере один [-Si-O-] фрагмент в составе мономера, макромера или преполимера. Полное содержание Si и непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом содержащим силикон компоненте предпочтительно составляет более, чем приблизительно 20 весовых процентов, и более предпочтительно более, чем 30 весовых процентов полного молекулярного веса содержащего силикон компонента. Полезные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты предпочтительно имеют в своем составе полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатную, метакрилатную, акриламидную, метакриламидную, винильную, N-виниллактамовую, N-виниламидную и стирильную функциональные группы.

Пригодные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты включают в себя соединения по Формуле I

,

где

R¹ независимо выбирают из группы, включающей моновалентные реакционно-способные группы, моновалентные алкильные группы или моновалентные арильные группы, причем каждая из перечисленных химических групп может далее иметь в своем составе функциональные группы, выбираемые из следующего ряда: гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамат, карбонат, галоген, а также их различные комбинации; а моновалентные силоксановые цепи имеют в своем составе 1-100 повторяющихся Si-O блоков и могут далее иметь в своем составе функциональные группы, выбираемые из следующего ряда: алкил, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбамат, галоген, а также их различные комбинации;

где b = от 0 до 500, причем подразумевается, что если b отлично от нуля 0, то по b имеется распределение с модой, равной указанному значению;

причем по меньшей мере один фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, а в некоторых реализациях настоящего изобретения от одного до трех фрагментов R¹ представляют собой моновалентные реакционно-способные группы.

Используемый в настоящей заявке термин «моновалентные реакционно-способные группы» относится к группам, способным к реакциям свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Характерные, но не ограничивающие примеры свободнорадикальных реакционно-способных 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. Характерные, но не ограничивающие примеры катионных реакционно-способных групп, включают в себя винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления свободнорадикальные реакционно-способные группы содержат (мет)акрилаты, акрилоксигруппы, (мет)акриламиды, а также их смеси.

Соответствующие целям настоящего изобретения моновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные моновалентные C₁-С₁₆алкильные группы, C₆-C₁₄ арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, а также их различные комбинации и т.д.

В одной реализации настоящего изобретения b равно нулю, один фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, и по меньшей мере три фрагмента R¹ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 16 атомов углерода, и в другой реализации - из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 6 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов данной реализации настоящего изобретения включают в себя 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 других вариантах осуществления b составляет 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 одновалентную реакционно-способную группу, а остальные группы R¹ выбраны из одновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из одновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения b находится в диапазоне от 3 до 15, один концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционно-способную группу, другой концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от одного до 6 атомов углерода, а остальные фрагменты R¹ представляет собой моновалентные алкильные группы, содержащие от 1 до 3 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов такой реализации 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 реакционно-способные группы, а остальные фрагменты R¹ независимо выбираются из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода и могут также включать атомы галогенов.

В одной реализации 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 реакционно-способные мономеры компонентов, из которых изготавливается искомый полимер.

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

Формула II

,

в которой: Y означает O-, S- или NH-;

R означает водород или метил; d равно 1, 2, 3 или 4; и q равен 0 или 1.

К числу содержащих силикон-винилкарбонатных или винилкарбаматных мономеров относятся: 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан; 3-(винилкарбонилтио)пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат, и

.

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

Другой класс содержащих силикон компонентов включает в себя полиуретановые макромеры со следующими формулами:

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

в которой:

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 равен по меньшей мере 1;

A обозначает дивалентный полимерный радикал со следующей формулой:

Формула VII

.

R¹¹ независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, которая может иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода; y равен по меньшей мере 1; а p означает функциональную группу с молекулярной массой от 400 до 10 000; каждый символ E и E¹ независимо означает полимеризующийся ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:

формула VIII

,

в которой: R¹² представляет собой водород или метил; R¹³ представляет собой водород, алкильный радикал, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R¹⁵, где Y представляет собой -O-, Y-S- или -NH-; R¹⁴ означает двухвалентный радикал с количеством атомов углерода от 1 до 12; X обозначает -CO- или -OCO-; Z обозначает -O- или -NH-; Ar обозначает ароматический радикал с числом атомов углерода от 6 до 30; w - число от 0 до 6; х 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:

формула IX

,

где R¹⁶ представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления собственно изоцианатной группы, например, бирадикал изофоронизоцианата. Другим содержащим силикон макромером, соответствующим целям настоящего изобретения, является соединение по формуле X (где x+y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), получаемое при реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной гру