專利名稱：制備可通電眼科鏡片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明介紹了制備通電的生物醫(yī)學(xué)裝置(在一些實(shí)施例中具體指制造通電的眼 科鏡片)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，如隱形眼鏡、眼內(nèi)鏡片或淚點(diǎn)塞的眼科裝置包含一種具有矯正、美容或 治療特性的生物相容性裝置。例如，隱形眼鏡可以提供如下作用中的一種或多種視力矯正 功能；美容作用；和治療作用。每種功能由鏡片的物理特性提供。具有折射特性的鏡片可提 供視力矯正功能。在鏡片中加入顏色可起到美容作用。鏡片中含有的活性劑可提供治療功 能。無(wú)需使鏡片處于通電狀態(tài)就能實(shí)現(xiàn)這些物理特性。最近，有理論表明有源元件可加入隱形眼鏡中。部分元件可包括半導(dǎo)體裝置。一 些例子示出，在置于動(dòng)物眼睛上的隱形眼鏡中嵌入了半導(dǎo)體裝置。然而，此類裝置缺少獨(dú)立 的通電機(jī)制。盡管可在鏡片和電池之間連接電線以便為該半導(dǎo)體裝置供電，但有理論表明 該裝置可通過無(wú)線方式供電，不過目前尚未提供此類無(wú)線供電機(jī)制。因此期望有其他用于制備眼科鏡片的方法和設(shè)備，其中鏡片通過無(wú)線方式通電， 以便為生物醫(yī)學(xué)裝置(如眼科鏡片)中包含的半導(dǎo)體裝置供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括制備生物醫(yī)學(xué)裝置(如眼科鏡片)的方法和設(shè)備，其中生物醫(yī)學(xué)裝置 具有能為半導(dǎo)體裝置供電的通電部分。在一些實(shí)施例中，眼科鏡片包括鑄膜硅水凝膠，以及 能通過無(wú)線電波(radio wave)接收能量的能量接收器，均以生物相容性方式包含在眼科鏡 片中。另外的實(shí)施例包括制備眼科鏡片的方法，該方法為設(shè)置能量接收器，其中能量接 收器能夠通過無(wú)線電波(radio wave)將能量接收到第一模具部件和第二模具部件之一上， 并將反應(yīng)性單體混合物沉積到如下部件之一中第一模具部件和第二模具部件。第一模具 部件設(shè)置在第二模具部件附近，從而形成鏡片腔體，該腔體內(nèi)具有能量接收器和至少一些 反應(yīng)性單體混合物；并使反應(yīng)性單體混合物暴露于光化輻射中。通過控制用于照射反應(yīng)性單體混合物的光化輻射來(lái)制備鏡片。


圖1示出 了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的模具組件。圖2示出了包括處理芯片和能量接收器的眼科鏡片。
圖3示出了用于在眼科鏡片的模具部件中設(shè)置能量接收器的移印設(shè)備。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的設(shè)備和方法步驟。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一些其他方面的設(shè)備和方法步驟。圖6示出了可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的處理器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括例如眼科鏡片的生物醫(yī)學(xué)裝置和制備眼科鏡片的方法。具體地講，本 發(fā)明包括具有無(wú)線能量接收器的眼科鏡片。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明包括具有通常為環(huán)形 的能量接收器的水凝膠隱形眼鏡，該能量接收器位于隱形眼鏡的視區(qū)周圍。另外的實(shí)施例 可包括在鏡片內(nèi)或鏡片上裝配有導(dǎo)電材料的能量接收器部分。這種形式可基于可通過無(wú)線 方式傳遞至鏡片的調(diào)諧波長(zhǎng)能量。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電材料可以位于鏡片佩戴者可看到的視區(qū)之外，而在另一些 實(shí)施例中所包含的導(dǎo)電材料可以位于視區(qū)之內(nèi)或之外，因?yàn)榇藢?dǎo)體材料足夠小，不會(huì)對(duì)隱 形眼鏡佩戴者的視野產(chǎn)生不利影響。通常，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，能量接收器通過移印過程嵌入眼科鏡片中，該移 印過程將接收器材料放置在與用于制備鏡片的模具部件相應(yīng)的所需位置。處理芯片可設(shè)置 為與接收器材料電氣連通，使得接收器材料可提供為處理器芯片供電所需的電能。在設(shè)置 能量接收器和處理器之后，反應(yīng)性混合物可通過模具部件進(jìn)行塑型并聚合形成眼科鏡片。^X如本文所用，“能量接收器”是指用作接收無(wú)線能量(例如通過無(wú)線電波(radio wave)傳輸)的天線的媒介。如本文所用，“能量接收部分”是指生物醫(yī)學(xué)裝置(例如眼科鏡片)中用作能量接 收器的部分。如本文所用，“鏡片，，是指位于眼睛內(nèi)或眼睛上的任何眼科裝置。這些裝置可提供 光學(xué)矯正或可以起到美容作用。例如，術(shù)語(yǔ)“鏡片”可以指用于矯正或改進(jìn)視力或用于眼部 機(jī)體美容(如虹膜顏色)而不會(huì)影響視力的隱形眼鏡、眼內(nèi)鏡片、覆蓋鏡片、眼植入物、光學(xué) 植入物或其他類似的裝置。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的優(yōu)選鏡片是由硅氧烷彈性體或水凝 膠制成的軟質(zhì)隱形眼鏡，其中水凝膠包括但不限于硅水凝膠和氟化水凝膠。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“鏡片形成混合物”或“反應(yīng)性混合物”或“RMM” (反應(yīng)性單體混 合物)是指可固化并交聯(lián)，或者可交聯(lián)形成眼科鏡片的單體或預(yù)聚物材料。各種實(shí)施例可 包含具有如下一種或多種添加劑的鏡片形成混合物UV阻滯劑、調(diào)色劑、光引發(fā)劑或催化 劑、和其他希望包含在眼科鏡片(例如隱形眼鏡或眼內(nèi)鏡片)中的添加劑。如本文所用，“鏡片形成表面”是指用于模制鏡片的表面。在一些實(shí)施例中，任何此 類表面103-104都可以具有光學(xué)質(zhì)量表面光潔度，這表示它足夠光滑，并且成型為以使得 鏡片表面具有合格的光學(xué)特性，該鏡片表面通過與模具表面接觸的鏡片形成材料的聚合作 用而成型。此外，在一些實(shí)施例中，鏡片形成表面103-104可以具有為鏡片表面賦予理想光 學(xué)特性所需的幾何形狀，包括但不限于球面、非球面以及柱面度數(shù)、波前像差矯正、角膜地 形圖校正等，以及它們的任何組合。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“模具”是指可以用于利用未固化制劑形成鏡片的剛性或半剛性物體。一些優(yōu)選的模具包括形成前 曲面模具部件和后曲面模具部件的兩個(gè)模具部件。如本文所用，“視區(qū)”是指眼科鏡片佩戴者可以通過鏡片看到的眼科鏡片區(qū)域。如本文所用，“從模具脫離”是指鏡片或與模具完全分離，或只松散連接以使得可 通過輕輕晃動(dòng)移除或用藥簽推離?，F(xiàn)在參見圖1，其中示出了眼科鏡片的示例性模具100和能量接收部分109。如本 文所用，術(shù)語(yǔ)“模具”包括具有腔體105的結(jié)構(gòu)100，其中鏡片形成混合物110可分配到腔體 105中，使得鏡片形成混合物在反應(yīng)或固化后，生成具有所需形狀的眼科鏡片。本發(fā)明的模 具和模具組件100由多個(gè)“模具部件”或“模具件” 101-102構(gòu)成。將模具部件101-102組 合在一起，這樣在模具部件101-102之間形成腔體105，鏡片可在腔體內(nèi)形成。優(yōu)選地，模具 部件101-102的這種組合是暫時(shí)的。鏡片形成后，可以再次分離模具部件101-102，以取下 鏡片。至少一個(gè)模具部件101-102的表面103-104的至少一部分與鏡片形成混合物接 觸，使得在鏡片形成混合物110反應(yīng)或固化后，表面103-104會(huì)使與其接觸的鏡片部分具有 所需的形狀和形式。對(duì)于至少一個(gè)其他模具部件101-102也是如此。因此，例如，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，模具組件100由兩個(gè)部件101-102形成，即凹 形件(前件)102和凸形件(后件)101，二者之間形成腔體。凹形表面104上與鏡片形成 混合物接觸的那部分具有要在模具組件100中制備的眼科鏡片的前曲面曲率，并且足夠光 滑，同時(shí)成型以使得通過聚合與凹面104接觸的鏡片形成混合物而形成的鏡片表面具有合 格的光學(xué)特性。在一些實(shí)施例中，前模具件102還可以具有圍繞圓形周圍邊緣108并與其成一整 體的環(huán)狀凸緣，前模具件102在垂直于軸并從凸緣延伸的平面內(nèi)從凸緣延伸(未示出)。鏡片形成表面可包括具有光學(xué)質(zhì)量表面粗糙度的表面103-104，這表示它足夠光 滑，并且可成型以使得鏡片表面具有合格的光學(xué)特性，該鏡片表面通過與模具表面接觸的 鏡片形成材料的聚合作用而成型。此外，在一些實(shí)施例中，形成鏡片的表面103-104可以具 有賦予鏡片表面理想的光學(xué)特性所必需的幾何形狀，包括但不限于球面、非球面以及柱面 度數(shù)、波前像差矯正、角膜地形圖校正等，以及它們的任何組合。模具部件101-102材料可包含一種或多種以下聚烯烴聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙 烯、聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚烯烴。優(yōu)選的脂環(huán)烴共聚物包含兩種不同的脂環(huán)烴聚合物，并由Zeon Chemicals L. P.以商品名ZEONOR出售。有幾種不同等級(jí)的ZE0N0R。各種等級(jí)都具有105°C至160°C 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。特別優(yōu)選的材料為ZEONOR 1060R?？膳c一種或多種添加劑混合形成眼科鏡片模具的其他模具材料包括(例如) Zieglar-Natta聚丙烯樹脂(有時(shí)稱為znPP)。一種示例性Zieglar-Natta聚丙烯樹脂以 商品名PP 9544 MED出售。PP 9544 MED為用于按照FDA法規(guī)21 CFR(c) 3. 2進(jìn)行清潔成型 的透明無(wú)規(guī)共聚物，由ExxonMobile Chemical Company提供。PP 9544 MED為具有乙烯基 的無(wú)規(guī)共聚物(znPP)(以下稱9544 MED)。其他示例性Zieglar-Natta聚丙烯樹脂包括 Atofina 聚丙烯 3761 和 Atofina 聚丙烯 3620WZ。另外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的模具可包含諸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、主鏈上具有脂環(huán)烴部分的改性聚烯烴以及環(huán)狀聚烯烴的聚合物。這種共混 物可以用于任何一個(gè)或兩個(gè)模具部件，其中優(yōu)選的是將該共混物用于后曲面，前曲面包含 脂環(huán)烴共聚物。在根據(jù)本發(fā)明制備模具100的一些優(yōu)選方法中，根據(jù)已知技術(shù)進(jìn)行注模，然而，實(shí) 施例也可以包括用其他技術(shù)成型的模具，所述其他技術(shù)包括(例如)車削、金剛石車削或激 光切割。鏡片通常在兩個(gè)模具部件101-102中的至少一個(gè)表面上形成。然而，在一些實(shí)施 例中，鏡片的一個(gè)表面可由模具部件101-102形成，另一個(gè)表面可采用車床加工方法或其 他方法形成。碰現(xiàn)在參見圖2，其中示出了眼科鏡片201、能量接收器109和處理裝置203。如圖所 示，能量接收器109可包含導(dǎo)電材料，例如金屬材料。合適的金屬材料可包括(例如)金、 銀和銅。導(dǎo)電纖維也適用，例如導(dǎo)電性碳化纖維。能量接收器109可與處理裝置203電氣連通。處理裝置203可包括任何半導(dǎo)體型 芯片。在一些具體的實(shí)施例中，處理裝置203包括射頻識(shí)別芯片(“1^10芯片”)。處理芯 片203也可包括多個(gè)裝置或電路。為了便于說(shuō)明，一個(gè)或多個(gè)裝置通常表示為單數(shù)。如圖所示，在一些實(shí)施例中，能量接收器部分109和處理裝置203位于視區(qū)202之 外，其中視區(qū)202包括鏡片201的一部分，其提供了鏡片201佩戴者的視線。在一些實(shí)施例中，優(yōu)選的鏡片類型可包括具有含有機(jī)硅組分的鏡片201?！昂袡C(jī) 娃組分”是指在單體、大分子單體或預(yù)聚物中至少含一個(gè)[-Si-O-]單元的組分。優(yōu)選地，所 有Si和所連接的0在含有機(jī)硅組分中的含量大于約20重量％，還更優(yōu)選地，含量大于含有 機(jī)硅組分總分子量的30重量％?？捎玫暮袡C(jī)硅組分優(yōu)選地包含可聚合的官能團(tuán)，例如丙 烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基內(nèi)酰胺、N-乙烯基酰胺 和苯乙烯基官能團(tuán)。合適的含有機(jī)硅組分包括化學(xué)式I的化合物
R1 R1-Si-Ri
R1 O-Si-R1
b其中R1獨(dú)立地選自一價(jià)活性基團(tuán)、一價(jià)烷基或一價(jià)芳基，上述任何基團(tuán)還可以包含選 自羥基、氨基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸根、碳酸鹽、商素或它們的組 合的官能團(tuán)；和具有1至100個(gè)Si-O重復(fù)單元的一價(jià)硅氧烷鏈，其中重復(fù)單元還可以包含 選自烷基、羥基、氨基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸根、商素或它們的組 合的官能團(tuán)；其中b = 0至500，其中當(dāng)b不為0時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解b為眾數(shù)等于設(shè)定值的分布；其中至少一個(gè)R1包含一價(jià)活性基團(tuán)，在一些實(shí)施例中，1至3個(gè)R1包含一價(jià)活性基團(tuán)。
如本文所用，“一價(jià)活性基團(tuán)”為可經(jīng)歷自由基和/或陽(yáng)離子聚合反應(yīng)的基團(tuán)。自 由基活性基團(tuán)的非限制性例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、Cp6烷 基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、CV6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、 N-乙烯基酰胺、C2_12烯基、C2_12烯基苯基、C2_12烯基萘基、C2_6烯基苯基、Cp6烷基、0-乙烯基 氨基甲酸酯、以及0-乙烯基碳酸酯。陽(yáng)離子活性基團(tuán)的非限制性例子包括乙烯基醚或環(huán)氧 基以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施例中，自由基活性基團(tuán)包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧 基、(甲基)丙烯酰胺、以及它們的混合物。合適的一價(jià)烷基和芳基包括未取代的一價(jià)C1至C16烷基、C6-C14芳基，例如取代的 和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥丙基、丙酰氧丙基、聚氧乙烯丙基、它們的組合等。在一個(gè)實(shí)施例中，b為0，一個(gè)R1為一價(jià)活性基團(tuán)，至少3個(gè)R1選自具有1至16個(gè) 碳原子的一價(jià)烷基，在另一個(gè)實(shí)施例中，選自具有1至6個(gè)碳原子的一價(jià)烷基。在本實(shí)施例 中，有機(jī)硅組分的非限制性例子包括2-甲基2-羥基-3-[3-[l，3，3，3-四甲基-1-[三甲基 甲硅烷氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙基酯(“SiGMA”)、2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙基丙氧基_三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(“TRIS”)、3-甲基丙烯酰氧基丙基雙(三甲基硅氧基)甲基硅烷、以及3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。在另一個(gè)實(shí)施例中，b為2至20、3至15，或在一些實(shí)施例中，為3至10 ；至少一 個(gè)末端的R1包含一價(jià)活性基團(tuán)，剩余的R1選自具有1至16個(gè)碳原子的一價(jià)烷基，在另外 一個(gè)實(shí)施例中，選自具有1至6個(gè)碳原子的一價(jià)烷基。在另一個(gè)實(shí)施例中，b為3至15，一 個(gè)末端的R1包含一價(jià)活性基團(tuán)，另一個(gè)末端的R1包含具有1至6個(gè)碳原子的一價(jià)烷基，剩 余的R1包含具有1至3個(gè)碳原子的一價(jià)烷基。該實(shí)施例中有機(jī)硅組分的非限制性例子包 括(一-(2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量為 400-1000) ( “OH-mPDMS”)、一甲基丙烯酰氧基丙基封端的單丁基封端的聚二甲基硅氧烷 (分子量為 800-1000) ( “mPDMS”)。在另一個(gè)實(shí)施例中，b為5至400或10至300，兩個(gè)末端的R1均包含一價(jià)活性基 團(tuán)，剩余的R1獨(dú)立地選自具有1至18個(gè)碳原子的一價(jià)烷基，一價(jià)烷基在碳原子之間可以具 有醚鍵并且還可以包含鹵素。在一個(gè)需要硅水凝膠鏡片的實(shí)施例中，本發(fā)明的鏡片將由活性混合物制成，其中 按由聚合物制成的反應(yīng)性單體組分的總重量計(jì)，活性混合物包含至少約20重量％的含有 機(jī)硅組分，優(yōu)選地在約20重量％至70重量％之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，一至四個(gè)R1包含碳酸乙烯酯或如下化學(xué)式的氨基甲酸酯式II
RO
H2C=C-(CH2)q-O-C-Y其中Y代表 0-、S-或 NH-，R代表氫或甲基，d為1、2、3或4，q為0或1。含有機(jī)硅的碳酸乙烯酯或乙烯基氨基甲酸酯單體具體包括1，3_雙[4_(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基 甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三 (三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯、碳 酸三甲基甲硅烷基甲基乙烯酯、以及
權(quán)利要求
一種制備眼科鏡片的方法，所述方法包括安置能量接收器，所述能量接收器能夠通過無(wú)線電波(radio wave)將能量接收至下述之一第一模具部件和第二模具部件；將反應(yīng)性單體混合物沉積到下述之一所述第一模具部件和所述第二模具部件；將所述第一模具部件設(shè)置為鄰近所述第二模具部件，從而形成鏡片腔體，所述能量接收器和至少一些反應(yīng)性單體混合物位于所述鏡片腔體中；并且將所述反應(yīng)性單體混合物暴露于光化輻射中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，另外包括下列步驟將粘合層設(shè)置到所述第一模具部件和所述第二模具部件之一上；并且 將所述能量接收器置于所述粘合層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述能量接收器包括金屬線材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中當(dāng)所述眼科鏡片置于眼睛上時(shí)，所述線材設(shè)置在 位于視野之外的眼科鏡片的周邊附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述能量接收器包括導(dǎo)電纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述導(dǎo)電纖維包括碳納米管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述導(dǎo)電纖維包括納米結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述粘合層包含顏料。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述粘合層包含預(yù)聚物。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述粘合層包含反應(yīng)性單體混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于提供具有能量接收器的眼科鏡片的方法，所述能量接收器能夠?yàn)樘幚硌b置供電，所述方法如下將能量接收器(109)安置在模具部件(101，102)中，將反應(yīng)性單體混合物(110)沉積至所述模具部件中，并將所述反應(yīng)性單體混合物暴露于光化輻射中。
文檔編號(hào)B29D11/00GK101952112SQ200980105889
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者A·米利諾維奇, J·P·米爾科維奇, M·A·小特佩迪諾, R·B·皮尤, R·馬切洛, T·埃爾布雷希特 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司