專利名稱：可調(diào)節(jié)組合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料的制備方法，所述材料的性能可以通過刺激分散于材料中的改性劑發(fā)生誘導(dǎo)聚合而得到改性。所述材料可用于制備可調(diào)節(jié)的光學(xué)元件，例如用于晶狀體或無晶狀體患者的光可調(diào)節(jié)的眼內(nèi)鏡片。
背景技術(shù)：
在美國每年大約進(jìn)行兩百萬例的白內(nèi)障外科手術(shù)。手術(shù)通常包括在前晶狀體囊中開一個(gè)切口以便移除內(nèi)障性晶狀體并在其位置內(nèi)植入眼內(nèi)鏡片。選擇植入鏡片的厚度(根據(jù)外科手術(shù)前對(duì)目鏡長度及角膜曲率的測(cè)量結(jié)果)以便使患者無需輔助的矯正措施(如眼鏡或接觸鏡片)即可看清。令人遺憾的是，由于測(cè)量中的誤差和/或易變的鏡片定位以及傷口愈合等原因，大約一半接受該手術(shù)的患者在術(shù)后如果不進(jìn)行矯正將無法享有最佳的視力效果。Brandser等人ActaOphthalmol Scan 75162-165(1997)；Oshika等人J.Cataract RefractSurg 24509-514(1998)。先有技術(shù)的眼內(nèi)鏡片一旦植入，其厚度一般均無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此患者通常必須在用不同厚度的另一個(gè)鏡片取代植入的鏡片與被迫使用輔助的矯正鏡片(如眼鏡或接觸鏡片)之間做出選擇。由于前者的弊通常都大于利，因此幾乎從來都沒有實(shí)施過。
厚度在植入及隨后傷口愈合完成之后可進(jìn)行調(diào)節(jié)的眼內(nèi)鏡片對(duì)于與白內(nèi)障外科手術(shù)相關(guān)的術(shù)后屈光誤差將是理想的解決辦法。此外，這種鏡片將具有更廣闊的應(yīng)用前景并可用于矯正更常見的各種病癥，例如近視、遠(yuǎn)視和散光。雖然可用各種外科手術(shù)例如采用激光對(duì)角膜矯形的LASIK，但只能治療低度至中度的近視和遠(yuǎn)視。相反，作用如同眼鏡或接觸鏡片以矯正普通眼睛屈光誤差的眼內(nèi)鏡片可以植入到任何患者的眼睛內(nèi)。由于植入鏡片的厚度可以調(diào)節(jié)，因而可在原位置處對(duì)由于測(cè)量不正確和/或可變鏡片定位以及傷口愈合所造成的術(shù)后屈光誤差進(jìn)行精確的調(diào)整。在美國專利號(hào)6,450,642中提出了一個(gè)解決方案。在該專利中，創(chuàng)造了屈光改性組合物(RMC)分散于整個(gè)鏡片中的光學(xué)元件(如眼內(nèi)鏡片)。通過在RMC的存在下形成基礎(chǔ)鏡片來完成RMC分散至整個(gè)鏡片的過程。其結(jié)果是得到光學(xué)性能可通過RMC的定域聚合進(jìn)行調(diào)節(jié)的鏡片。
雖然該方法在創(chuàng)造可調(diào)節(jié)的鏡片中是有效的，但形成方法期間大分子單體的存在通常將導(dǎo)致至少一些大分子單體被聚合至鏡片的基體內(nèi)。這將減少隨后聚合可用的大分子單體的數(shù)量。另外，原料聚合物的聚合反應(yīng)必須與大分子單體的聚合反應(yīng)互不相容。
因此，需要制備一種材料，其性能可通過使用分散于所述材料中的改性劑按照以下的方式進(jìn)行操控在初始制作方法中不消耗改性劑，并且原材料可通過任何聚合反應(yīng)(包括光聚合反應(yīng))進(jìn)行聚合。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種制備材料的新方法，該材料的性能可通過刺激分散于原材料中的改性劑發(fā)生誘導(dǎo)聚合而加以調(diào)節(jié)。本發(fā)明的方法消除了改性劑在原材料形成期間所發(fā)生的無意及偶然的聚合，并且使得原材料的形成與光活性大分子單體無關(guān)。
在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選在分散于其中的間隔材料構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的非活性間隔材料的存在下生成原材料。然后將間隔材料從原材料中移除并用改性劑替代。改性劑置換間隔材料并未顯著影響原材料的特性。也可以不采用非活性的間隔材料來生成原材料，只要能形成允許后續(xù)引入大分子單體的網(wǎng)絡(luò)即可。
一旦改性劑完全分散于原材料后，通過將至少一部分的原材料置于外部刺激物中可使原材料的性能得到改性。這又將誘導(dǎo)改性劑在曝露區(qū)域內(nèi)發(fā)生聚合作用，接著引起原材料一種或多種性能的改變?？杀桓淖兊男阅馨ú牧系男螤?、各種光學(xué)性能(如材料的折射率)以及其它物理性能(如彈性和撓性)。
以上已經(jīng)相當(dāng)概括地闡述了本發(fā)明的各種特征及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以便使以下詳述的本發(fā)明得到更好的理解。下文將描述構(gòu)成本發(fā)明各項(xiàng)權(quán)利要求主題的其它特征及優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解的是所公開的概念和特定實(shí)施方案可用作修改或設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。還應(yīng)理解的是這種等效結(jié)構(gòu)并不偏離如所附各項(xiàng)權(quán)利要求中陳述的本發(fā)明。從以下的描述再結(jié)合附圖將能更好地理解各項(xiàng)相信能表征本發(fā)明組織和操作方法的新特征以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)。然而，應(yīng)清楚地明白所提供的每一個(gè)圖僅用于舉例說明和描述的目的而不能視之為對(duì)本發(fā)明的限定。
附圖簡述為了更充分理解本發(fā)明，現(xiàn)參見以下描述連同附圖，其中

圖1為來自實(shí)施例1的表示重量增加與時(shí)間關(guān)系的曲線圖；圖2為浸漬有改性劑的鏡片的顯微照片；圖3為圖2鏡片輻照后的顯微照片。
發(fā)明詳述已開發(fā)出新型材料，可通過將至少一部分的材料置于外部刺激物(如光)中而調(diào)整至適合于不同的用途。所述材料包含完全分散于其中的、當(dāng)置于外部刺激物時(shí)發(fā)生聚合籍此在曝露區(qū)域中引起材料至少一種性能發(fā)生變化的改性劑。
這些材料特別可用于光學(xué)領(lǐng)域，其中可以變更曝露區(qū)域內(nèi)材料的形狀和折射率。例如，可用所述材料制造例如美國專利6,450,642中所述的那些光可調(diào)節(jié)鏡片。
所述可調(diào)節(jié)材料一般通過在改性劑的存在下創(chuàng)造出原材料來進(jìn)行制備。例如，美國專利6,450,642提出了在折射調(diào)制組合物的存在下生成第一種聚合物基體以便形成光學(xué)元件，而RMC完全分散于該元件內(nèi)。雖然這樣做得到了一種性能可以進(jìn)行制作后修改的原材料，但在改性劑的存在下生成鏡片導(dǎo)致一些改性劑摻入至聚合物基體內(nèi)，使得其無法用于將來的聚合反應(yīng)。第一種聚合物基體的形成還局限于不顯著變更大分子單體反應(yīng)性的方法。
本發(fā)明的方法首先生成所述原材料，接著用改性劑進(jìn)行浸漬。原材料的形成以使改性劑容易擴(kuò)散至所述材料內(nèi)的方式進(jìn)行?？扇缦聦?shí)現(xiàn)從一種組合物形成所述原材料，其本身或其內(nèi)包含孔隙率足以使改性劑擴(kuò)散至原材料內(nèi)的結(jié)構(gòu)?；蛘撸稍诜腔钚蚤g隔組合物的存在下形成原材料，所述非活性間隔組合物可擴(kuò)散出原材料，留下可使改性劑擴(kuò)散至原材料內(nèi)的結(jié)構(gòu)。原材料一般為產(chǎn)品最終用途所要求的形狀。例如，當(dāng)最終產(chǎn)品是用來作為鏡片時(shí)，原材料即為鏡片的形狀。對(duì)于所述原材料的其它應(yīng)用而言情況亦然，包括但不限于各種光學(xué)元件，例如接觸鏡片、眼內(nèi)鏡片、眼鏡鏡片、放大鏡片、望遠(yuǎn)鏡鏡片、顯微鏡鏡片、鏡子、各種可記錄介質(zhì)，例如壓縮磁碟或DVD碟。
一旦生成了所述原材料，則隨后即可使改性劑擴(kuò)散至所述原材料內(nèi)。結(jié)果改性劑分散于整個(gè)原材料內(nèi)。一旦改性劑已分散于整個(gè)原材料內(nèi)，則浸漬后的材料隨時(shí)可供使用。例如，在可調(diào)節(jié)的IOL的情況中，將原材料做成IOL的形狀。然后可用改性劑浸漬所述IOL。接著采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)可將鏡片植入患者內(nèi)。然后通過將至少一部分的IOL曝露于外部刺激物(誘導(dǎo)改性劑的聚合反應(yīng))可改變IOL的性能。
如上所述，改性劑與原材料的聚合反應(yīng)誘導(dǎo)了專用材料(leasematerial)的性能發(fā)生變化。這一般都是由于通過改性劑形成聚合物基體所導(dǎo)致的。該改性基體可引起幾種形式的變化。一種可被誘導(dǎo)的變化是原材料彎曲模量的變化。另一種是折射率的變化。最后，改性基體的形成可以導(dǎo)致鏡片形狀發(fā)生變化。
通過將未聚合的改性劑從不受曝露的區(qū)域注入至曝露區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)形狀的改變。改性劑的遷移量取決于時(shí)間，可以小心地加以控制。如果時(shí)間足夠，則改性組合物將達(dá)到平衡并重新分布于整個(gè)植入物內(nèi)。當(dāng)將所述區(qū)域重新曝露于能量源時(shí)，遷移至所述區(qū)域的改性組合物(其數(shù)量可能少于使改性組合物重新平衡后的數(shù)量)聚合以進(jìn)一步增加聚合物基體的形成?？梢灾貜?fù)這個(gè)過程(曝露后有個(gè)適宜的時(shí)間間隔以便進(jìn)行擴(kuò)散)直至植入物的受曝露區(qū)域達(dá)到所需的性能為止。此時(shí)將整個(gè)植入物曝露于所述能量源，通過聚合各組分遷移至受曝露區(qū)域之前位于受曝露區(qū)域外的殘余改性組合物以“鎖定”所需的性能。
所述原材料一般都包含聚合物基體。該原始基體是一種起植入物作用的物理或共價(jià)鍵連接的結(jié)構(gòu)。
一般而言，所述原始基體由一種或多種單體形成，所述單體通過聚合反應(yīng)將生成第一種聚合物基體。所述原始基體組合物任選可包含任何數(shù)量的調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)或改進(jìn)原材料任何性能的配制助劑。各種適宜單體的示例性例子包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、磷腈、硅氧烷、乙烯基，及其各種均聚物和共聚物。此處所用的“單體”指的是任何可以連接在一起形成聚合物(含有相同重復(fù)單元)的單元(本身可為均聚物或共聚物)。如果所述單體為共聚物，則其可包含相同類型的單體(如兩種不同的硅氧烷)，或者也可包含不同類型的單體(如硅氧烷和丙烯酸類)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，一種或多種形成原材料的單體在非活性稀釋劑或間隔化合物的存在下進(jìn)行聚合和交聯(lián)反應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，形成原材料的聚合物原料在沒有非活性稀釋劑或間隔化合物的情況下，以生成可以接受大分子單體的網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行交聯(lián)。在兩種情況下，所述間隔化合物都必須與原材料的形成相容，并且不明顯地影響原材料的形成。類似地，所生成的改性劑基體也應(yīng)與已有的原材料相容。例如，對(duì)于IOL而言，原始基體與改性劑基體不應(yīng)發(fā)生相分離，通過光學(xué)元件的光傳輸也不應(yīng)受到影響。
所述間隔化合物應(yīng)是非活性的，也即不應(yīng)參與植入物基體或原材料的聚合反應(yīng)。它必須足夠地大以在植入物基體中創(chuàng)造空隙或通道，以便使間隔組合物擴(kuò)散出基體而改性組合物擴(kuò)散至基體內(nèi)。適宜的間隔化合物包括但不限于硅鏈烷酸酯、硅油和C1-C18dioldialkarioades。
如前所述，所述改性劑可以是單一組分，也可以是多組分，條件是(1)與所述原始基體相容；(2)在至少一個(gè)實(shí)施方案中，浸漬原材料后仍可刺激-誘導(dǎo)聚合反應(yīng)。所述改性劑在原材料內(nèi)可自由地?cái)U(kuò)散。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述刺激-誘導(dǎo)聚合反應(yīng)為光-誘導(dǎo)的聚合反應(yīng)。
本發(fā)明的可調(diào)節(jié)材料具有眾多的應(yīng)用。最具體而言，其可用作眼內(nèi)鏡片。
一般而言，有兩種類型的眼內(nèi)鏡片(“IOL”)。第一種眼內(nèi)鏡片取代眼睛的天然晶狀體。該方法最常見的原因是白內(nèi)障。第二種眼內(nèi)鏡片輔助已有的晶狀體并起永久性矯正鏡片的作用。將這種類型的鏡片(有時(shí)也稱之為“晶狀體眼內(nèi)鏡片”)植入于眼前房或眼后房以便矯正眼睛的任何屈光不正。理論上可以精確計(jì)算出兩種眼內(nèi)鏡片對(duì)正常屈光(也即無限遠(yuǎn)處的光線在視網(wǎng)膜上的準(zhǔn)確焦距)或個(gè)體患者希望的視覺效果所需的厚度。然而，在實(shí)踐中由于角膜屈度的測(cè)量誤差和/或易變的鏡片位置以及傷口愈合等原因，估計(jì)僅有約50％進(jìn)行過IOL植入的所有患者在術(shù)后無需輔助的矯正措施即能享有最佳可能的視力。先有技術(shù)的各種IOL一般都無法進(jìn)行術(shù)后的厚度更改，因此剩下的患者必須借助于其它形式的視力矯正措施，例如外部鏡片(如眼鏡或接觸鏡片)或角膜手術(shù)。采用本發(fā)明的眼內(nèi)鏡片可避免這些類型的輔助矯正措施的需求。
除了其作為可調(diào)節(jié)眼內(nèi)鏡片的用途之外，此處所述的材料還可用于各種要求材料在做成一種具體的產(chǎn)品之后調(diào)節(jié)其性能的應(yīng)用中。例如，所述材料可用于制造一系列光學(xué)元件或材料，如眼鏡鏡片、鏡子、接觸鏡片、望遠(yuǎn)鏡鏡片、可記錄針(如壓縮磁碟)等。所述材料也可以做成各種形式的植入物，其中在植入后可按要求改變植入物的形狀或物理性能。
原材料的示例性例子包括各種聚丙烯酸酯如聚丙烯酸烷基酯和聚丙烯酸羥基烷基酯；各種聚甲基丙烯酸酯如聚甲基丙烯酸甲基酯(“PMMA”)、聚甲基丙烯酸羥基乙基酯(“PHEMA”)和聚甲基丙烯酸羥基丙基酯(“HPMA”)；各種乙烯基類聚合物如聚苯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮(“PNVP”)；各種聚硅氧烷如聚二甲基硅氧烷；各種聚磷腈，及其各種共聚物。美國專利號(hào)4,260,725以及其中提及的專利和參考文獻(xiàn)(通過引用均并入本文)提供了可用于生成第一種聚合物基體的更多適宜聚合物的具體例子。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，原材料一般都擁有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(“Tg”)，使得當(dāng)用于制備IOL時(shí)，IOL往往會(huì)展示出類似流體和/或彈性體的行為，并且通常通過一種或多種聚合物原料(其中每一種聚合物原料包括至少一個(gè)可交聯(lián)的基團(tuán))交聯(lián)而成。適宜的可交聯(lián)基團(tuán)的示例性例子包括但不限于氫化物(hydride)、乙酸基、烷氧基、氨基、酸酐、芳氧基、羧基、烯氧基(enoxy)、環(huán)氧基、鹵化物、異氰基、烯屬基和肟基。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，每一種聚合物原料包括與一種或多種構(gòu)成所述聚合物原料(但包括至少一個(gè)可交聯(lián)的基團(tuán))的單體相同或不同的末端單體(也稱之為封端)。換言之，所述末端單體位于聚合物原料的開始及結(jié)束部分，并且包括至少一個(gè)作為其結(jié)構(gòu)組成部分的可交聯(lián)基團(tuán)。
上述的改性劑還具有生物相容性的其它要求。所述折射調(diào)制組合物能夠進(jìn)行刺激-誘導(dǎo)聚合反應(yīng)，并且可以是單組分，也可以是多組分，條件是(1)可與原材料相容；(2)能夠在所述原材料內(nèi)進(jìn)行刺激-誘導(dǎo)聚合反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，改性劑在原材料內(nèi)還可以自由擴(kuò)散。一般而言，用于形成原材料的同種單體可用作改性劑的組分。然而，當(dāng)要求改性劑可在原材料內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，改性劑單體一般都小于(也即分子量較低)形成原材料的聚合物。除了所述的一種或多種單體之外，改性劑組合物還可包括其它的組分(例如便利于形成第二種聚合物基體的引發(fā)劑和敏化劑)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述刺激-誘導(dǎo)聚合反應(yīng)為光聚合反應(yīng)。換言之，構(gòu)成折射調(diào)制組合物的一種或多種單體每一種優(yōu)選包括至少一個(gè)能夠進(jìn)行光聚合反應(yīng)的基團(tuán)。這種可進(jìn)行光聚合反應(yīng)的基團(tuán)的示例性例子包括但不限于丙烯酸酯基、烯丙氧基、肉桂?；⒓谆┧狨セ?、stibenyl和乙烯基。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述折射調(diào)制組合物包括單獨(dú)或在敏化劑存在下的光敏引發(fā)劑(任何用于產(chǎn)生自由基的化合物)。適宜的光敏引發(fā)劑的例子包括乙酰苯(如各種取代的鹵代乙酰苯和二乙氧基乙酰苯)；2，4-二氯甲基-1，3，5-三嗪；苯偶姻醚；以及鄰-苯甲?；炕?。適宜的敏化劑的例子包括對(duì)-(二烷基氨基)芳基醛；N-烷基二氫(-1，1-)亞吲哚基；以及雙[對(duì)-(二烷基氨基)亞芐基]酮。
當(dāng)撓性作為重要因素時(shí)(如在IOL的情況中)，可用的一類改性劑為用末端硅氧烷部分封端的、包括可光聚合基團(tuán)的聚硅氧烷。這種單體的一個(gè)示例性表達(dá)式如下X-Y-X1
其中Y為硅氧烷，可為單體、由任何數(shù)量的硅氧烷單元所形成的均聚物或共聚物；X和X1可以相同，也可以不同，各自獨(dú)立為包括可光聚合基團(tuán)的末端硅氧烷部分。Y的示例性例子包括 和 其中m和n各自獨(dú)立為整數(shù)，R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立為氫、烷基(伯、仲、叔、環(huán)狀)、芳基或雜芳基。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，R1、R2、R3和R4為C1-C10烷基或苯基。由于發(fā)現(xiàn)芳基含量較高的改性劑可使本發(fā)明鏡片的折射率發(fā)生較大的變化，因此一般優(yōu)選R1、R2、R3和R4中的至少一個(gè)為芳基，特別是苯基。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，R1、R2和R3相同并均為甲基、乙基或丙基，而R4為苯基。
X和X1的示例性例子(或X1和X取決于所述改性劑的描述)分別如下 和 其中R5和R6各自獨(dú)立為氫、烷基、芳基或雜芳基；Z為可光聚合的基團(tuán)。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，R5和R6各自獨(dú)立為C1-C10烷基或苯基，Z為包括選自丙烯酸酯基、烯丙氧基、肉桂?；?、甲基丙烯酸酯基、stibenyl和乙烯基的部分的可光聚合基團(tuán)。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，R5和R6為甲基、乙基或丙基，Z為包括丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基部分的可光聚合基團(tuán)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，改性劑為下式 其中X和X1以及R1、R2、R3和R4如前所定義。這種改性劑的示例性例子包括采用乙烯基二甲基硅烷基團(tuán)封端的二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物；采用甲基丙烯酰氧基丙基二甲基硅烷基團(tuán)封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物；和采用甲基丙烯酰氧基丙基二甲基硅烷基團(tuán)封端的二甲基硅氧烷。雖然可采用任何適宜的方法，但我們發(fā)現(xiàn)在三氟甲磺酸的存在下進(jìn)行一種或多種環(huán)狀硅氧烷的開環(huán)反應(yīng)對(duì)于制備一類本發(fā)明的改性劑而言是一種特別有效的方法。簡言之，所述方法包括在酸性或堿性催化劑的存在下使環(huán)狀硅氧烷與下式的化合物進(jìn)行接觸 其中R5、R6和Z如前所定義。所述環(huán)狀硅氧烷可以是環(huán)狀的硅氧烷單體、均聚物或共聚物。或者可以采用多于一種的環(huán)狀硅氧烷。例如，在三氟甲磺酸的存在下使環(huán)狀二甲基硅氧烷四聚物和環(huán)狀甲基-苯基硅氧烷三聚物與雙-甲基丙烯酰氧基丙基四甲基二硅氧烷接觸，得到用甲基丙烯酰氧基丙基二甲基硅烷基團(tuán)封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物，這是一種特別優(yōu)選的改性劑。
另一類可用于本發(fā)明實(shí)踐中的改性劑為具有以下通式的基于丙烯酸酯的改性劑Q-A-B-AQ1其中A為 或 其中m和n為整數(shù)；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立選自烷基、鹵代烷基、苯基、氫和芳基部分。
B為含有二鹵化物的丙烯酸酯引發(fā)劑。Q和Q1為可光聚合的基團(tuán)，包括丙烯酸酯基、烯丙氧基、肉桂?；?、甲基丙烯酸酯基和乙烯基，優(yōu)選丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基。
所述改性劑具有以下的通用化學(xué)結(jié)構(gòu) 其中R1-R4、m1n1、X和X1如前所定義，R選自烷基、鹵代烷基、芳基和氫。
改性劑的分子量為500-400g/mol，優(yōu)選為1000g/mol。改性劑的多分散指數(shù)(PDI)為1.0至約2.0，優(yōu)選的PDI為1.0。
本發(fā)明的方法使得在物品制造后性能可加以調(diào)節(jié)的材料的制備成為可能。在所述方法中，以創(chuàng)造可將改性劑引入其中的基體的方式生成鏡片材料。因此，所述基體必須具有空隙足夠大以便在鏡片材料形成后可引入改性劑的間隔。然后使空隙或間隔至少部分用改性劑填充，當(dāng)將改性劑曝露于外部刺激物(如熱或光)時(shí)能夠誘導(dǎo)鏡片材料發(fā)生變化。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括在間隔材料的存在下生成原材料；用改性劑浸漬所述原材料，使得所述改性劑置換至少一部分間隔材料。這將得到改性劑分散于其中至少一部分的原材料。
可以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方式生成所述原材料。通常通過如上所述的單體進(jìn)行聚合反應(yīng)得到。所述聚合反應(yīng)的機(jī)理與改性劑在其引入至原材料內(nèi)后所采用的聚合反應(yīng)的機(jī)理可以相同，也可以不同。因此，在本發(fā)明的實(shí)踐中，可以通過光聚合反應(yīng)生成所述原材料，并可采用也是光可聚合的改性劑。
如上所述，一旦原材料形成后，即可用改性劑置換至少一部分間隔材料。這可在擴(kuò)散過程期間得以實(shí)現(xiàn)，其中當(dāng)所述改性劑擴(kuò)散至原材料內(nèi)時(shí)，改性劑即置換了所述間隔化合物?；蛘?，在引入改性劑之前，可將至少一部分間隔材料從所述原材料中移除。
可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方式來移除所述間隔材料，這些方式不破壞所述原材料的完整性和/或阻止隨后改性劑的引入。其中可采用的方法為蒸發(fā)和溶劑萃取。至少一部分間隔化合物一旦被移除后，即可采用改性劑浸漬所述原材料。通?？赏ㄟ^將原材料浸入包含所述改性劑和誘導(dǎo)改性劑發(fā)生聚合反應(yīng)所需的任何引發(fā)劑的浴內(nèi)加以實(shí)現(xiàn)。也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的將改性劑引入至原材料內(nèi)的其它方法。
改性劑的引入通常對(duì)原材料的各項(xiàng)物理性能不造成影響。例如，將改性劑引入至由原材料做成的鏡片一般不影響所述鏡片的各項(xiàng)光學(xué)性能(透明度或清晰性)。但可使用與所述原材料具有不同折射率的各種改性劑，只要它們能與原材料相容即可。只有所存在的至少一部分改性劑隨后發(fā)生的聚合反應(yīng)才誘導(dǎo)原材料的折射率發(fā)生變化。性能的變化無需進(jìn)一步的加工(如移除未反應(yīng)的改性劑)也可以發(fā)生。這使得本發(fā)明將創(chuàng)造的材料可以在原地上放置并在原地即可得以改性而無需在材料放置之前進(jìn)行改性或?qū)⑵淙〕鲆员氵M(jìn)行改性。這對(duì)于諸如各種IOL的植入物而言將特別地有用，因在鏡片植入至患者體內(nèi)后其性能可加以修改。本發(fā)明材料的另一項(xiàng)應(yīng)用是在位于遠(yuǎn)距離的望遠(yuǎn)鏡等領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過采用這些材料，在鏡片或其它用于這些裝置中可能出現(xiàn)的裂紋或像差可通過原地調(diào)整各元件得到矯正或補(bǔ)償。這些材料的其它應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
如上所指出的那樣，通常將所述原材料做成最終用途所要求的通用形狀。例如，當(dāng)所述原材料將用于制造可調(diào)節(jié)的眼內(nèi)鏡片時(shí)，即可將鏡片材料做成IOL的形狀。通常通過在模具中聚合形成所述原材料的單體即可達(dá)到目的。在本發(fā)明的實(shí)踐中還可以采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的其它原材料形成及成型方法。
本發(fā)明的主要用途之一是形成可調(diào)節(jié)的眼內(nèi)鏡片，當(dāng)基礎(chǔ)鏡片與改性劑均采用相似的機(jī)理(如兩者都采用光聚合)進(jìn)行聚合時(shí)尤其如此。所述方法使基礎(chǔ)鏡片發(fā)揮了作用從而無需改性劑的伴隨聚合反應(yīng)。
實(shí)踐中，在模具內(nèi)混合所述原材料的各種組分并進(jìn)行聚合，生成所需最終產(chǎn)品形狀的原材料。為了確保得到具有足夠空間或空隙以便使改性劑完全分散至原材料內(nèi)的基體，還加入了間隔化合物。
一旦生成了原材料后將所述材料從模具中移出。在一些應(yīng)用中，還將至少一部分的間隔化合物移除。所述間隔化合物的移除可能會(huì)導(dǎo)致原材料形狀的變化。改性劑的引入通常會(huì)使鏡片恢復(fù)其原狀。這與先有單元中當(dāng)將可聚合的材料引入至光學(xué)基體時(shí)所觀察到的溶脹現(xiàn)象相反。本發(fā)明中形狀的顯著變化僅發(fā)生在改性劑聚合后其在基礎(chǔ)聚合物不同區(qū)域間遷移之時(shí)，并且所述原材料具有足夠的彈性允許形狀的變化。
一旦原材料用改性劑浸漬后，所述原材料隨時(shí)都可以交付使用。如果涉及眼內(nèi)鏡片，則這將意味著所述鏡片隨時(shí)都可以用于植入。采用眾所周知的外科技術(shù)可予以實(shí)施。
植入鏡片并提供足夠的傷口愈合時(shí)間后，評(píng)價(jià)患者的視覺敏銳度。如果患者的視力在可接受的范圍內(nèi)，則將整個(gè)鏡片曝露于外部刺激物以便聚合所有可用的改性劑。如果患者的視力沒有達(dá)到所需的范圍，則將部分鏡片曝露于外部刺激物，這又在受曝露的區(qū)域中誘導(dǎo)改性劑發(fā)生聚合反應(yīng)。這將導(dǎo)致鏡片的各項(xiàng)光學(xué)性能(例如原材料的折射率、鏡片的曲率或兩者)發(fā)生變化。以這種方式可以變更鏡片，為患者提供所需的視覺敏銳度?？梢灾貜?fù)上述過程直至獲得所需的視覺敏銳度為止。一旦所有均完成后，以上述的方式將整個(gè)鏡片置于刺激物中以“鎖定”所需的性能。
雖然以上已詳盡描述了本發(fā)明及其各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)理解的是在不偏離由所附的各項(xiàng)權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的前提下，可以進(jìn)行各種變更、替換和修改。此外，本發(fā)明的應(yīng)用范疇并非局限于本說明書中所述的方法、裝置、制造、物質(zhì)組成、方式、方法和步驟的具體實(shí)施方案。從本公開中很容易理解到可利用現(xiàn)有或日后將開發(fā)的各種方法、裝置、制造、物質(zhì)組成、方式、方法或步驟來完成與此處所述的相應(yīng)實(shí)施方案大體相同的作用或獲得與其大體相同的結(jié)果。因此，所附的權(quán)利要求書在其范疇內(nèi)涵蓋了這些方法、裝置、制造、物質(zhì)組成、方式、方法或步驟。
實(shí)施例實(shí)施例1用包含光敏引發(fā)劑和己二醇二甲基丙烯酸酯的混合物的改性組合物浸漬基于丙烯酸類的I0L。在該實(shí)施例中，鏡片在混合物中浸漬16小時(shí)。這將確保所述丙烯酸類改性劑有足夠的時(shí)間擴(kuò)散至整個(gè)鏡片上。圖1展示這些鏡片的重量增加與時(shí)間的曲線圖。16小時(shí)獲得的改性劑填充量為135％(重量)。這顯示了丙烯酸類鏡片在制作后吸收改性劑的能力。
實(shí)施例2在該實(shí)施例中，采用約30％(重量)的改性劑并以實(shí)施例1中所述的方式浸漬丙烯酸類IOL。圖2為鏡片浸漬后的顯微相片。然后將鏡片曝露于采用預(yù)置模式、365nm的紫外光2分鐘。圖3為鏡片輻照后的顯微照片。在圖3中可看到，在鏡片的中央創(chuàng)造了一個(gè)調(diào)節(jié)區(qū)域。
實(shí)施例3從丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、光敏引發(fā)劑和作為非活性稀釋劑的己二醇二異丁酸酯的混合物中模塑得到丙烯酸類鏡片。該基礎(chǔ)模制材料通過用紫外光照射進(jìn)行預(yù)聚合，得到粘度適合于鏡片模塑的預(yù)聚物。隨后鏡片通過采用紫外光的光聚合進(jìn)行模塑。光聚合并在50℃下進(jìn)行后硬化，鏡片用甲醇萃取以除去非功能的間隔材料。甲醇萃取后，采用甲基丙烯酸酯基團(tuán)封端的丙烯酸類低聚物浸漬鏡片。在50℃下進(jìn)行平衡處理及鏡片結(jié)構(gòu)松弛后得到光學(xué)透明的鏡片。隨后這些鏡片用模式化的紫外光照射以改變其折射情況。圖4展示這些鏡片在照射前后的干涉圖。
權(quán)利要求
1.一種制備可調(diào)節(jié)材料的方法，所述方法包括生成原材料；用改性劑浸漬原材料，所述改性劑通過改變折射率或形狀或兩者能夠進(jìn)行刺激物誘導(dǎo)折射能力變化。
2.權(quán)利要求1的方法，其中原材料在間隔材料存在下生成。
3.權(quán)利要求2的方法，其中用改性劑浸漬鏡片材料的步驟置換了至少一部分間隔材料。
4.權(quán)利要求1的方法，其中刺激物為光。
5.權(quán)利要求4的方法，其中光為紫外光。
6.權(quán)利要求1的方法，其中原材料被做成光學(xué)元件的形狀。
7.權(quán)利要求1的方法，其中原材料包含聚合物基體。
8.權(quán)利要求1的方法，其中原材料為聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯基類聚合物、聚硅氧烷或聚磷腈。
9.權(quán)利要求1的方法，其中間隔材料選自硅鏈烷酸酯、硅油、丙烯酸二鏈烷酸酯和C1-C18二醇二鏈烷酸酯。
10.權(quán)利要求1的方法，其中改性劑具有以下通式X-Y-X1其中Y為具有以下通式的硅氧烷基團(tuán) 和 其中m和n為整數(shù)，R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立選自氫、烷基、芳基和雜芳基，X具有以下通式 X1具有以下通用結(jié)構(gòu) 其中R5和R6各自獨(dú)立選自氫、烷基、芳基或雜芳基，Z為可光聚合的基團(tuán)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中改性劑為具有以下通式的基于丙烯酸酯的改性劑Q-A-B-A-Q1其中A具有選自以下的通式 和 其中m和n為整數(shù)，R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立選自烷基、鹵代烷基、苯基、氫和芳基；B為含有二鹵化物的丙烯酸酯引發(fā)劑，Q和Q1為可光聚合的基團(tuán)。
12.權(quán)利要求1的方法，其中改性劑具有以下通式 其中R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立選自烷基、鹵代烷基、芳基和氫，m和n為整數(shù)，Q和Q1為可光聚合的基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備其性能在制作后可進(jìn)行操控的材料的新方法。在該方法中，以提供空間或空隙然后可用改性組合物填充的方式生成一種原材料。所述方法特別適合于制造光可調(diào)節(jié)的光學(xué)元件如眼內(nèi)鏡片。
文檔編號(hào)B29D11/00GK101031411SQ200580033208
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者A·布賴特, P·凱斯, S·H·常 申請(qǐng)人:卡爾豪恩視覺公司