Офтальмологическая линза с энергообеспечением, включающая многослойные интегрированные компоненты

Офтальмологическая линза с энергообеспечением, включающая многослойные интегрированные компоненты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к биомедицинскому устройству с энергообеспечением, а более конкретно к офтальмологической линзе с энергообеспечением.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, включало биосовместимое устройство с корректирующим, косметическим или терапевтическим свойством. Например, контактная линза может обеспечивать одно или более из коррекции зрения, косметического улучшения и терапевтических эффектов. Каждая функция обеспечивается физической характеристикой линзы. Конфигурация, позволяющая использовать светопреломляющее свойство линзы, может обеспечивать функцию коррекции зрения. Введение в линзу пигмента может обеспечивать косметическое улучшение. Введение в линзу активного агента может обеспечивать терапевтические функции. Такие физические характеристики достигаются без ввода линзы в состояние с энергообеспечением.

В последнее время высказываются предположения о возможности встраивания активных компонентов в контактную линзу. Некоторые компоненты могут включать полупроводниковые устройства. Показаны некоторые примеры полупроводниковых устройств, внедренных в контактную линзу, помещенную на глаза животного. Однако для таких устройств пока не предложено механизма автономной подачи питания. Несмотря на то что для питания таких полупроводниковых устройств можно использовать проволоки, соединяющие их с батареей, были высказаны предложения о беспроводном электропитании устройств, однако до сих пор не предложено механизма обеспечения такого беспроводного питания.

Таким образом, желательно иметь офтальмологические линзы, которые имеют энергообеспечение в степени, подходящей для обеспечения одной или более функций в офтальмологической линзе и управляемого изменения оптической характеристики офтальмологической линзы или другого биомедицинского устройства.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с аспектом настоящего изобретения обеспечено устройство офтальмологической линзы с энергообеспечением. Линза содержит линзу для размещения в глазу человека или на глазу человека, причем линза содержит оптическую зону и неоптическую зону, образованные внутри материала линзы; источник энергии, по меньшей мере частично внедренный в материал линзы в области линзы, содержащей неоптическую зону; и потребляющий электрический ток компонент, содержащийся внутри многослойного интегрированного многокомпонентного устройства, причем многослойное интегрированное многокомпонентное устройство по меньшей мере частично внедрено внутрь материала линзы.

Устройство может дополнительно содержать компонент для подзарядки.

Компонент для подзарядки может содержать по меньшей мере одно из фотоэлектрического устройства; устройства для поглощения радиочастотных волн; индуктивного передатчика энергии; емкостного передатчика энергии; термоэлектрического устройства и пьезоэлектрического устройства.

По меньшей мере часть компонента для подзарядки может содержаться внутри многослойного интегрированного многокомпонентного устройства.

Компонент для подзарядки может непосредственно обеспечивать энергию для подзарядки источника энергии.

Компонент для подзарядки может обеспечивать энергию, которая модифицирована устройством для изменения характеристики энергии для подзарядки источника энергии.

Материал линзы может содержать по меньшей мере один из этафилкона, сенофилкона, галифилкона и нарафилкона.

Устройство для изменения характеристики энергии может содержаться внутри многослойного интегрированного многокомпонентного устройства.

Устройство может содержать приемопередатчик, выполненный с возможностью принимать управляющий сигнал для управления функциональным компонентом в многослойном интегрированном многокомпонентном устройстве.

В соответствии с дополнительным аспектом обеспечена офтальмологическая линза, содержащая устройство, как описано выше.

Соответственно настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе со встроенным в нее источником энергии. Источник энергии может обеспечивать состояние с энергообеспечением, которое может подавать питание на полупроводниковое устройство. Также описана полученная литьевым формованием силикон-гидрогелевая контактная линза, в которой биологически совместимым способом содержится батарея или другой источник энергии. Посредством этого часть устройства с энергообеспечением может быть создана путем включения батареи в линзу.

Офтальмологическая линза с энергообеспечением может включать источник энергии, находящийся в контакте с или внедренный в реакционную смесь мономера офтальмологической линзы. Более конкретно, когда источник энергии, например, батарея, содержится или соединен с многослойным интегрированным многокомпонентным устройством.

Офтальмологическая линза может дополнительно включать компонент для подзарядки. Компонент для подзарядки может дополнительно включать функциональное устройство, такое как, например, фотоэлектрическое устройство, устройство для поглощения радиочастотных волн, индуктивный передатчик энергии, емкостной передатчик энергии, термоэлектрическое устройство и пьезоэлектрическое устройство.

Источник энергии можно разместить внутрь системы для литьевого формования линзы для полимеризации реакционной смеси, также содержащейся внутри системы формы для литья. Линзы образуются путем управления актиничным излучением, воздействию которого подвергают реакционную смесь мономера.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена офтальмологическая линза с энергообеспечением в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлен пример осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением, включающей устройство для подзарядки.

На фиг. 3 представлен пример офтальмологической линзы с энергообеспечением с устройством для подзарядки и компонентом с энергообеспечением.

На фиг. 4 представлен пример офтальмологической линзы с энергообеспечением в сечении.

На фиг. 5 представлены примеры форм конфигураций для источников энергии.

На фиг. 6 схематически представлены некоторые типы источников энергии, упорядоченные в соответствии с оценками количества энергии, которую они могут обеспечивать, в соотношении с их объемом.

На фиг. 7 представлен процессор, который может подходить для реализации некоторых аспектов настоящего изобретения.

На фиг. 8 представлено сечение многослойного интегрированного многокомпонентного устройства с энергообеспечением, которое можно применять в офтальмологической линзе с энергообеспечением в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9 представлено многослойное интегрированное многокомпонентное устройство для офтальмологической линзы с энергообеспечением в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 10 представлено альтернативное многослойное интегрированное многокомпонентное устройство с источником энергообеспечения на основе проволоки для офтальмологических линз с энергообеспечением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к биомедицинским устройствам, таким как офтальмологические линзы, а в частности настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе со встроенным в нее источником энергии. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления, и считается, что специалистам в данной области будут очевидны изменения, модификации и альтернативы. Таким образом, следует учитывать, что объем, охватываемый настоящим изобретением, не ограничен указанными примерами осуществления.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В данном описании и пунктах формулы изобретения, относящихся к настоящему изобретению, могут применяться различные термины, для которых будут приняты следующие определения.

С энергообеспечением - состояние способности подавать электрический ток или хранить внутри электрическую энергию.

Офтальмологическая линза с энергообеспечением - офтальмологическая линза с энергообеспечением относится к офтальмологической линзе с источником энергии, добавленным на или внедренным внутрь образованной линзы.

Энергия - способность физической системы совершать работу. В рамках данного изобретения указанные применения, как правило, могут относиться к способности выполнять электрические действия при совершении работы.

Источник энергии - устройство, способное подавать энергию или переводить биомедицинское устройство в состояние с энергообеспечением.

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

Линза - при применении в настоящем документе термин «линза» относится к любому офтальмологическому устройству, находящемуся в глазу или на нем. Данные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию или могут быть косметическими. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, с помощью которого корректируется или модифицируется зрение или с помощью которого косметически улучшается физиология глаза (например, цвет радужной оболочки), не затрудняя зрение. Предпочтительными линзами являются мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые, без ограничений, включают силикон-гидрогели.

Линзообразующая смесь - при применении в настоящем документе термин «линзообразующая смесь», или «реакционная смесь мономера» (РСМ), относится к мономерному или форполимерному материалу, который можно полимеризовать и поперечно сшить или поперечно сшить с образованием офтальмологической линзы. Различные примеры могут включать линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы, а также другие желаемые добавки для офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.

Литий-ионный элемент - электрохимический элемент, в котором электрическая энергия генерируется в результате движения ионов лития через элемент. Данный электрохимический элемент, обычно называемый батареей, в своих типичных формах может быть подзаряжен или перезаряжен.

Мощность - выполненная работа или переданная энергия за единицу времени.

Перезаряжаемый или подзаряжаемый - способный к восстановлению в состояние с более высокой способностью совершать работу. Множество применений в рамках данного изобретения могут относиться к способности восстановления возможности протекания электрического тока с определенной скоростью в течение определенного восстановленного периода времени.

Перезаряжать или подзаряжать - возвращать в состояние с большей способностью совершать работу. Множество применений в рамках данного изобретения могут относиться к восстановлению способности устройства обеспечивать поток электрического тока с определенной скоростью в течение определенного восстановленного периода времени.

При применении в настоящем документе термин «многослойные интегрированные многокомпонентные устройства», иногда называемые «SIC-устройствами», относится к результату технологий упаковки, позволяющих собирать тонкие слои подложек, которые могут содержать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегрированные устройства путем наложения по меньшей мере частей каждого слоя друг на друга. Слои могут содержать многокомпонентные устройства разных типов, материалов, форм и размеров. Более того, слои могут быть изготовлены по разным технологиям изготовления устройства для соответствия и получения различных желаемых профилей.

По существу в настоящем изобретении источник энергии по меньшей мере частично внедрен внутрь материала, образованного в офтальмологическую линзу. Офтальмологическая линза может включать оптическую зону, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы. Схема компонентов и источник энергии могут быть размещены вовне оптической зоны. Другие офтальмологические линзы могут включать схему из проводящего материала и одного или более источников энергии, которые достаточно малы, чтобы не воздействовать негативно на зрение пользователя контактной линзы, и, таким образом, могут быть размещены внутри или вовне оптической зоны.

По существу в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения источник энергии реализован внутри офтальмологической линзы.

Устройство офтальмологической линзы с энергообеспечением

На фиг. 1 представлена линза с энергообеспечением 100 с внедренным источником энергии 140. В данном примере элементом 110 показана стандартная офтальмологическая линза, образованная из гидрогеля. Внутрь образованного гидрогелевого материала 110 внедрен или по меньшей мере частично внедрен источник энергии 140. Источник энергии 140 может включать электрохимический элемент или батарею в качестве средства хранения энергии. Такое средство хранения может требовать эффективного средства инкапсуляции и изоляции материалов, из которых оно изготовлено, от внешней среды, как представлено с помощью герметичного инкапсулирующего слоя 130. Более конкретно линза может включать литий-ионную батарею. Литий-ионные батареи являются по существу перезаряжаемыми. Литий-ионная батарея находится в электрической связи с зарядным устройством, а также схемой управления питанием, причем оба элемента внедрены внутрь линзы.

Дополнительно линза может включать батарею, действующую как источник энергии 140, изготовленный из тонких слоев материалов. Таким образом, такие примеры также могут включать гибкую подложку для обеспечения поддержки для тонкопленочного материала 120. Множество примеров линз включают различные источники энергии 140 и типы, причем каждый из источников энергии 140 подает энергию для офтальмологической линзы.

На фиг. 6 как элемент 600 представлен вид некоторых вариантов, которые могут быть включены в различные типы источников энергии 140, которые могут быть внедрены в офтальмологическую линзу с энергообеспечением 100. Как было упомянуто ранее, набор источников энергии 140 может включать батареи. Батареи представлены на фиг. 6 как элемент 620. На фиг. 6 также представлен график разных вариантов, упорядоченных по плотности энергии, которую они могут хранить. Например, батареи 600 включают область плотности энергии от ~50 до ~800 Вт⋅ч/л.

На графике 600 видно, что устройства сбора энергии, элемент 640, не демонстрируют высокой плотности энергии. Однако специалистам в данной области будет очевидно, что существуют другие способы внедрения устройств сбора энергии внутрь линзы, которые могут иметь преимущества.

Например, устройства сбора энергии могут включать фотогальванические энергетические элементы, термоэлектрические элементы или пьезоэлектрические элементы. Такие устройства сбора имеют положительный аспект, который заключается в том, что они могут поглощать энергию из внешней среды, а затем обеспечивать электрической энергией без проводного соединения. Устройства сбора могут содержать источник в офтальмологической линзе с энергообеспечением. Однако устройство сбора энергии может комбинироваться с другими источниками, способными хранить энергию в электрической форме.

Другие типы источника энергии включают применение устройств конденсаторного типа, как показано на графике 600 как элемент 630. Может быть очевидно, что конденсаторы содержат решение в отношении плотности энергии, которое больше плотности устройств сбора энергии, но меньше плотности батареи, элемент 620. Тем не менее у конденсаторов имеются некоторые неотъемлемые преимущества.

Конденсаторы представляют собой тип источника энергии, который хранит энергию в электрической форме, поэтому могут быть одним из источников энергии, скомбинированных с устройствами сбора энергии для создания беспроводного источника энергии, способного хранить энергию. По существу конденсаторы имеют перед батареями преимущество, которое заключается в том, что они по существу обеспечивают более высокую плотность мощности, чем батареи. К конденсаторам, которые могут быть внедрены в силиконовую линзу в соответствии с настоящим изобретением, относятся электрические тонкопленочные конденсаторы, майларовые конденсаторы, электролитические конденсаторы и наномасштабные конденсаторы высокой плотности на основе относительно новых и более совершенных технологий или суперконденсаторы.

Дополнительно источники энергии, включающие электрохимические элементы или батареи 620, могут определять относительно желаемую точку работы. Батареи, внедренные внутрь силиконового или другого гидрогеля, имеют множество преимущественных характеристик. Например, батареи хранят энергию в форме, непосредственно преобразуемой в электрическую энергию. Некоторые батареи могут быть подзаряжены или перезаряжены и, таким образом, представляют собой другую категорию источника энергии, который можно соединять с устройствами сбора энергии. Батареи, которые можно использовать для настоящего изобретения, будут иметь относительно высокую плотность энергии, и хранящаяся в батареях энергия может выполнять функции с целесообразными требованиями к энергии. Кроме того, батареи могут быть собраны в гибких формах. Специалистам в данной области может быть очевидно, что в сферах применения, требующих более высоких характеристик к мощности энергии, батарея также может соединяться с конденсаторами. Может быть множество примеров, которые содержат батарею по меньшей мере в виде части источника энергии в офтальмологической линзе с энергообеспечением.

Дополнительно в качестве источника энергии 610 может быть включен топливный элемент. Топливные элементы генерируют электричество путем потребления химического источника топлива, который затем генерирует электричество и побочные продукты, включая тепловую энергию. Возможны линзы с энергообеспечением за счет топливного элемента с применением в качестве источника топлива биологически доступных материалов.

Представленные ниже описания вариантов осуществления настоящего изобретения могут концентрироваться по существу на применении батареи в качестве основного источника энергии для офтальмологической линзы с энергообеспечением. Данная концентрация не должна ограничивать объем настоящего изобретения, так как множество источников энергии, включая описанные, могут содержать варианты осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением.

Как упомянуто в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, источник энергии включает электрохимический элемент или батарею. Существует множество разных типов батарей, которые могут быть включены в офтальмологические линзы с энергообеспечением. Например, батареи однократного применения могут быть образованы из разных материалов катода и анода. В качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, данные материалы могут включать цинк, углерод, серебро, марганец, кобальт, литий и кремний. Другие офтальмологические линзы с энергообеспечением могут быть основаны на применении перезаряжаемых батарей. Такие батареи, в свою очередь, могут быть изготовлены по литий-ионной технологии, технологии на основе серебра, технологии на основе марганца, технологии на основе ниобия. Специалистам в данной области может быть очевидно, что в качестве источника энергии для офтальмологической линзы с энергообеспечением можно применять разные текущие технологии батареи для получения систем батарей однократного применения или перезаряжаемых систем батарей.

Физические и габаритные ограничения внешней среды контактной линзы могут определять предпочтительность определенных типов батареи по сравнению с другими. Примером такой предпочтительности могут быть тонкопленочные батареи. Тонкопленочные батареи могут занимать небольшой объем пространства, соответствующий офтальмологическим линзам для человека. Более того, они могут быть образованы на гибкой подложке, которая является гибкой и позволяет свободно изгибаться как телу офтальмологической линзы, так и включенной батареи с подложкой.

В случае тонкопленочных батарей примеры могут включать одинарные заряжаемые и перезаряжаемые формы. Перезаряжаемые батареи позволяют получить продукт с более продолжительным сроком применения и, таким образом, с более высокими уровнями потребления энергии. Значительные действия были сконцентрированы на разработке технологии для получения офтальмологических линз с электрическим энергообеспечением с перезаряжаемыми тонкопленочными батареями, однако настоящее изобретение не ограничено только данным подклассом.

Перезаряжаемые тонкопленочные батареи доступны в продаже - например, компания Oak Ridge National Laboratory изготавливает разные формы с начала 1990-х годов. В настоящее время к коммерческими производителям таких батарей относятся компании Excellatron Solid State, LLC (г. Атланта, штат Джорджия, США), Infinite Power Solutions (г. Литлтон, штат Колорадо, США) и Cymbet Corporation (г. Элк Ривер, штат Миннесота, США). В настоящее время доминирующим направлением применения технологии являются плоские тонкопленочные батареи. Образование тонкопленочной батареи в трехмерную форму, например, со сферическим радиусом кривизны, содержит желаемые линзы настоящего изобретения. Специалистам в данной области может быть понятно, что множество форм и фигур такой трехмерной батареи находится в рамках объема настоящего изобретения.

На фиг. 5a, 5b, 5c и 5d представлено множество примеров различных форм, которые может принимать источник энергии в офтальмологической линзе. Элемент 500 показывает эталонный источник энергии, изготовленный из тонкопленочных материалов, которые в качестве эталона образованы в плоской форме. При размерах такой формы 500 приблизительно миллиметр или менее он может содержать источник энергии для офтальмологической линзы с энергообеспечением. Элемент 510 показывает пример трехмерной формы, в которой гибкая подложка и инкапсулированная батарея имеют форму полного кольца, которое в отсутствие гибкой деформации имеет приблизительно такую же форму, которую может иметь недеформированная офтальмологическая линза. В некоторых примерах радиус кольцевой формы для офтальмологической линзы с энергообеспечением может составлять приблизительно восемь миллиметров. Аналогичный трехмерный аспект может относиться к линзам, представляющим собой четверть кольца 530, половину кольца 520 или имеющим другую дугообразную форму. Специалистам в данной области может быть очевидно, что источники питания различных форм, включая другие частичные кольцевые формы, могут содержать альтернативные варианты осуществления в пределах объема настоящего изобретения. Прямоугольные планарные формы также могут входить в капсулы полусферической геометрии для включения в офтальмологическую линзу.

Другой набор офтальмологических линз настоящего изобретения относится к конкретным химическим соединениям батареи, которые можно с преимуществом использовать в офтальмологической линзе с энергообеспечением. Пример, который был разработан компанией Oak Ridge Laboratories, содержит компоненты литиевого или литий-ионного элемента. Обычные материалы анода в таких элементах включают металлический литий или альтернативно для литий-ионного элемента включают графит. Пример альтернативы данных элементов включает встраивание микромасштабных кремниевых элементов, действующих в качестве анода такой тонкопленочной батареи, встроенной в контактную линзу.

Материалы, применяемые для катода батарей, применяемых на данном инновационном уровне техники, также включают множество вариантов материалов. Распространенные материалы катода включают оксид лития-марганца и оксид лития-кобальта, которые имеют хорошие показатели работы образованных таким образом батарей. Альтернативно катоды на основе фосфида железа-лития могут иметь аналогичные характеристики, однако в некоторых сферах применения имеют улучшенные аспекты, связанные с зарядкой. Также размеры этих и других материалов катода могут повышать характеристики процесса зарядки, например, образование катода из наномасштабных кристаллов разных материалов может значительно повышать скорость перезаряда батареи.

Разные материалы, которые могут быть включены в качестве компонентов источника энергии, могут быть предпочтительно инкапсулированы. Может быть желательно инкапсулировать источник энергии, чтобы по существу изолировать его компоненты от введения в офтальмологическую внешнюю среду. Альтернативно аспекты офтальмологической внешней среды могут отрицательно влиять на характеристики источников энергии, если они не изолированы надлежащим образом путем инкапсулирования. Разные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть результатом выбора материалов.

Соответственно материал линзы может включать силиконсодержащий компонент. Под «силиконсодержащим компонентом» подразумевается компонент, содержащий по меньшей мере одно звено [-Si-O-] в мономере, макромере или форполимере. Предпочтительно общее содержание Si и связанного O в силиконсодержащем компоненте составляет более приблизительно 20% вес., а более предпочтительно более 30% вес. общей молекулярной массы силиконсодержащего компонента. Силиконсодержащие компоненты, которые можно использовать в настоящем изобретении, предпочтительно содержат полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, виниловая, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стириловая функциональные группы.

Подходящие силиконсодержащие компоненты включают соединения формулы I

,

где R¹ независимо выбран из одновалентных реакционноспособных групп, одновалентных алкильных групп или одновалентных арильных групп, любая из которых может дополнительно содержать функциональную группу, выбранную из гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбаматной, карбонатной группы, галогена или их комбинаций; и одновалентных силоксановых цепей, содержащих 1-100 повторяющихся звеньев Si-O, которые могут дополнительно содержать функциональные группы, выбранные из алкил, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбаматную группу, галоген или их комбинации;

где b равно от 0 до 500, причем считается, что когда b отлично от 0, b представляет собой распределение, имеющее моду, равную указанному значению; причем по меньшей мере один R¹ содержит одновалентную реакционноспособную группу, а в некоторых примерах от одного до 3 R¹ содержат одновалентные реакционноспособные группы.

При применении в настоящем документе термин «одновалентные реакционноспособные группы» представляет собой группы, способные к реакциям свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, C_1-6-алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C_1-6-алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, C_2-12-алкенилы, C_2-12-алкенилфенилы, C_2-12-алкенилнафтилы, C_2-6-алкенилфенил-C_1-6-алкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Не имеющие ограничительного характера примеры катионных реакционноспособных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы и их смеси. В одном примере свободнорадикальные реакционноспособные группы содержат (мет)акрилаты, акрилокси, (мет)акриламиды и их смеси.

Подходящие одновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные одновалентные C₁-C₁₆-алкильные группы, C₆-C₁₄-арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, их комбинации и т.п.

В одном примере b равно нулю, один R¹ представляет собой одновалентную реакционноспособную группу, а по меньшей мере 3 R¹ выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от одного до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из одновалентных алкильных групп, имеющих от одного до 6 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых компонентов включают 2-метил-, 2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA), 2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан, 3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS), 3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и 3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.

В другом примере b находится в диапазоне от 2 до 20, от 3 до 15 или от 3 до 10; по меньшей мере один концевой R¹ содержит одновалентную реакционноспособную группу, а остальные R¹ выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, и в другом примере - из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода. В другом примере b находится в диапазоне от 3 до 15, один концевой R¹ содержит одновалентную реакционноспособную группу, другой концевой R¹ содержит одновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные R¹ содержат одновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконовых компонентов включают полидиметилсилоксан (МВ 400-1000) с концевой (моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропилэфирной группой) (OH-mPDMS), полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами (mPDMS).

В другом примере b находится в диапазоне от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых R¹ содержат одновалентные реакционноспособные группы, а остальные R¹ независимо выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные связи между атомами углерода и могут дополнительно содержать галоген.

В одном примере, когда желательна линза на основе силикон-гидрогеля, линзу изготавливают из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20 и предпочтительно приблизительно от 20 до 70% вес. силиконсодержащих компонентов в расчете на общую массу компонентов реакционноспособного мономера, из которых изготавливают полимер.

В другом примере от одного до четырех R¹ содержат винилкарбонат или карбамат следующей формулы:

Формула II

,

причем Y обозначает O-, S- или NH-; R обозначает водород или метил; d равно 1, 2, 3 или 4; а q равно 0 или 1.

Конкретно винилкарбонатные или винилкарбаматные силиконсодержащие 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 и

.

Если желательны биомедицинские устройства с модулем упругости менее приблизительно 200, только один R¹ должен содержать одновалентную реакционноспособную группу и не более двух из остальных R¹ должны содержать одновалентные силоксановые группы.

Другой класс силиконсодержащих 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, имеющий от 6 до 30 атомов углерода,

G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, имеющий от 1 до 40 атомов углерода, который может содержать в основной цепи эфирные, тио или аминовые связи;

* обозначает уретановую или уреидо связь;

_a равно по меньшей мере 1;

A обозначает двухвалентный полимерный радикал следующей формулы:

Формула VII

.

R¹¹ независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; а p обеспечивает массу фрагмента от 400 до 10 000; каждый из E и E¹ независимо обозначает способный к полимеризации ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:

Формула VIII

где R¹² представляет собой водород или метил; R¹³ представляет собой водород, алкильный радикал, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R¹⁵, где Y представляет собой -O-, Y-S- или -NH-; R¹⁴ представляет собой двухвалентный радикал, имеющий от 1 до 12 атомов углерода; X обозначает -CO- или -OCO-; Z обозначает -O- или -NH-; Ar обозначает ароматический радикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода; w представляет от 0 до 6; x равно 0 или 1; y равно 0 или 1; а z равно 0 или 1.

Предпочтительно силиконсодержащий компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:

Формула IX

,

где R¹⁶ представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления изоцианатной группы, такой как бирадикал изофорондиизоцианата. Другим подходящим силиконсодержащим макромером является соединение формулы X (в которой x + y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), образованное путем реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной группой, изофорондиизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.

Формула X

.

Другие силиконсодержащие компоненты, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают макромеры, содержащие полисилоксан, полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированный углеводород, полифторированный эфир и полисахаридные группы, полисилоксаны с полярным фторированным привитым компонентом или боковой группой, имеющей атом водорода, присоединенный к концевому дифторзамещенному атому углерода; гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфирные и силоксаниловые связи, а также поперечно сшиваемые мономеры, содержащие полиэфирные и полисилоксанильные группы. Любые из перечисленных выше полисилоксанов также могут применяться в качестве силиконсодержащего компонента в настоящем изобретении.

Для размещения источника энергии внутри части формы для литья, применяемой для образования офтальмологической линзы, может использоваться связующий слой. Полимерное связующее может быть способно к образованию взаимопроникающей полимерной сети с материалом линзы, причем устраняется необходимость в образовании ковалентных связей между связующим веществом и материалом линзы с образованием стабильной линзы. Стабильность линзы с источником энергии, размещенным в связующем веществе, обеспечивается путем захвата источника энергии в полимерном связующем и в базовом полимере линзы. Полимерные связующие настоящего изобретения могут включать в себя, например, полученные на основе гомополимера или сополимера, или их комбинации, имеющие аналогичные друг другу параметры растворимости, причем полимерное связующее имеет параметры растворимости, аналогичные параметрам материала линзы. Полимерные связующие могут содержать функциональные группы, которые обеспечивают возможность взаимодействия полимеров и сополимеров полимерного связующего друг с другом. Функциональные группы могут включать группы одного полимера или сополимера, которые взаимодействуют с группами другого полимера