Монолитный твердый искусственный хрусталик глаза
Владельцы патента RU 2253482:
Викторова Елена Александровна (RU)
Старостина Ольга Валерьевна (RU)
Треушников Виктор Валерьевич (RU)
Изобретение относится к области медицины. В монолитном искусственном хрусталике, содержащем оптическую и опорную части из полимерного материала, полимерный материал изготовлен путем отверждения композиции, содержащей олигокарбонатметакрилат, олигоуретанметакрилат, бензилметакрилат, при этом вышеуказанные компоненты взяты в определенных соотношениях (масс.%). Изобретение обеспечивает создание монолитного твердого хрусталика без механической обработки с улучшенными оптическими свойствами и памятью формы. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к медицине, а конкретно к офтальмологии.
В настоящее время в офтальмологии находят применение хрусталики, выполненные из различных материалов, обладающие хорошими оптическими свойствами. Однако практически все известные мировые фирмы производят монолитные хрусталики как твердые, так и эластичные методом точения. При этом, как известно из мировой литературы по химии высокомолекулярных соединений, происходит разрыв основных цепей полимера, что в дальнейшем является причиной термоокислительной деструкции полимера. Мировые данные по клиническим исследованиям не противоречат данному факту, поскольку возникновение вторичной катаракты происходит в пределах 20-40% именно на хрусталиках, изготовленных методом точения. В этом отношении наиболее перспективны монолитные хрусталики, изготовленные без применения механической обработки, например, по фотохимической технологии (патенты США 5725576 и 5833890).
Известен искусственный хрусталик глаза (патент №2132662) с гаптическими элементами, выполненными из полимерного волокна, например полипропилена. Однако этот хрусталик не обладает достаточной надежностью фиксации гаптических элементов в толще оптической части и, кроме этого, используемое для гаптической части полимерное волокно не имеет достаточной устойчивости к действию биологически активных жидкостей (камерной влаге глаза) и нередко вызывает токсикологическую реакцию со стороны окружающих тканей, особенно у детей.
Известна ИОЛ из полимерного материала, изготовленная путем фотоотверждения композиции (патент №2129880, взятый за прототип), приготовленной из смеси олигоуретанметакрилата следующего строения:
M=-CH2-CH2-O-C(O)-C(CH3)=CH2, m=60-150
октилметакрилата:
СН2=С(СН3)-С(О)-O-(СН2)7-СН3
олигокарбонатметакрилата:
СН2=С(СН3)-С(O)O(СН2)2-O-С(O)-O-(СН2)2-O-(СН2)2-O-С(O)-O-(СН2)2-O-С(O)-С(СН3)=СН2
2,2-диметокси-2-фенилацетофенона:
2,4-дитретбутилортохинона:
при этом вышеуказанные компоненты взяты в следующем соотношении, масс%:
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,1-0,7
2,4-дитретбутилортохинон 0,001-0,006
октилметакрилат 8,0-42
олигокарбонатметакрилат 2,0-8,0
олигоуретанметакрилат остальное
Недостатком данного изобретения является то, что по прототипу можно изготавливать только эластичные хрусталики, что не может в полной мере обеспечить потребности офтальмологической практики, так как есть большая доля операций, при которых показана имплантация только твердого хрусталика.
Технической задачей, решаемой изобретением, является создание монолитного твердого хрусталика без механической обработки с улучшенными оптическими свойствами и памятью формы, сохраняющейся до температуры не ниже 70°С.
Поставленная техническая задача решается тем, что в монолитном искусственном хрусталике, содержащем оптическую и опорную части из полимерного материала, полимерный материал изготовлен путем отверждения композиции, содержащей олигокарбонатметакрилат строения:
СН2=С(СН3)-С(O)O(СН2)2-O-С(O)-O-(СН2)2-O-(СН2)2-O-С(O)-O-(СН2)2-O-С(O)-С(СН3)=СН2
2,2-диметокси-фенилацетофенон строения:
С6Н5-С(O)-С(СН3)2-С6Н5
2,4-дитретбутилортохинон строения:
олигоуретанметакрилат строения:
СН2=С(СН3)-С(O)O(СН2)2-O-С(O)-NН-С6Н5(СН3)-NН-С(O)-(-O-С(СН3)-СН2-)n-С(O)-NН-С6Н5(СН3)-NН-С(O)-O-(СН2)2-O-С(O)-С(СН3)=СН2; n=30-40
бензилметакрилат строения:
СН2=С(СН3)-С(O)-O-СН2-С6Н5
при этом вышеуказанные компоненты взяты в следующем соотношении, масс%:
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,1-0,7
2,4-дитретбутилортохинон 0,001-0,006
олигоуретанметакрилат 12-18
бензилметакрилат 8-12
олигокарбонатметакрилат остальное
После фотоотверждения получаем оптически прозрачный хрусталик, обладающий улучшенными оптическими свойствами и памятью формы, сохраняющейся до температуры не ниже 70°С.
В патентуемых композициях совокупность минимальных значений ингредиентов определяет пороговое значение с точки зрения минимума, ниже которого либо не достигается требуемой разрешающей способности хрусталика, либо процесс полимеризации осуществляется не полностью, либо не достигается необходимая прочность гаптических элементов, что приводит к возникновению острых реакций в тканях глаза или децентрации хрусталика.
Максимальные значения ингредиентов определяется тем, что при больших значениях проявляется либо ухудшение его оптических характеристик (искажение формы, появление мутности и т.д.), либо появление излишней жесткости гаптических элементов, что приводит к травматизации окололежащих тканей глаза.
Пример 1. В реакционную колбу, снабженную мешалкой, последовательно вводят компоненты в следующем соотношении, г
олигоуретанметакрилат (количество оксипропиленовых
групп m=36) 15,19
бензилметакрилат 10,6
олигокарбонатметакрилат 73,58
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,6265
2,4-дитретбутилортохинон 0,0035
Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 40 минут до полного растворения 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона и 2,4-дитретбутилортохинона.
После перемешивания композицию отфильтровывают и откачивают с помощью вакуумного насоса при давлении 0,5-1 мм рт.ст. до полного прекращения газовыделения.
Откаченную композицию используют для изготовления ИОЛ.
ИОЛ изготавливают в кварцевых литьевых формах, состоящих из двух половинок (фиг.1), подробное описание которых приведено в патенте РФ №2074673. Нижние половинки форм располагают горизонтально так, чтобы углубления под оптическую часть находились сверху. На поверхности размещают ограничительные прокладки, выполненные в виде кольца из листового тефлона толщиной 150 мкм. Предварительно подготовленную композицию с помощью микродозатора объемом 200 мкл вводят в углубления нижних половинок литьевых форм. Верхние половинки литьевых форм накладывают на нижние и прижимают так, чтобы композиция полностью заполнила весь объем между двумя половинками литьевых форм, ограниченный прокладкой. Заполнение литьевых форм проводят при комнатной температуре, желтом освещении, в обеспыленной атмосфере. Каждую из литьевых форм последовательно помещают под микроскоп типа МБС-10 и при 12-ти кратном увеличении путем перемещения нижней половинки относительно верхней достигают совмещения края оптической части верхней половинки с краем оптической части нижней половинки литьевой формы. Совмещенную литьевую форму плотно сжимают и фиксируют. Переносят литьевую форму в установку экспонирования, состоящую из источника света (ртутно-кварцевой лампы марки ДРТ-120), диафрагмы, оптической системы, позволяющей проецировать открытую часть диафрагмы на рабочую поверхность литьевой формы, и устройства, позволяющего открывать диафрагму с заданной скоростью. Литьевую форму в установке экспонирования размещают таким образом, чтобы падающий луч проходил по главной оптической оси оптической части литьевой формы, а изображение диафрагмы формировалось в плоскости, разделяющей две половинки формы. В начальный момент времени диафрагма закрыта. Устанавливают скорость открывания диафрагмы, соответствующую увеличению радиуса освещаемой площади оптической части на 3,5 мм за 7 мин, и проводят первую стадию экспонирования.
На первой стадии экспонирования формируется оптическая часть ИОЛ. Переносят литьевую форму под вторую установку экспонирования, состоящую из источника (ртутно-кварцевой лампы марки ДРТ-120) и коллиматора, и проводят вторую стадию экспонирования. Оптимальное время экспонирования подбирают эмпирически так, чтобы после проявления ИОЛ линейные размеры опорных элементов совпадали с соответствующими размерами, указанными на фиг.2. При интенсивности света, падающего на поверхность литьевой формы, 440 Вт/м2 оптимальное время экспонирования составляет 1 мин 30 с.
На второй стадии экспонирования формируются опорные элементы ИОЛ (гаптическая часть). После облучения литьевую форму разбирают, отделяя одну половинку формы от другой и удаляя ограничительную прокладку. Далее все операции выполняют с половинкой литьевой формы, на которой сформирована ИОЛ. Форму с ИОЛ помещают в установку проявления, состоящую и кюветы для проявителя объемом 200 мл, насоса, обеспечивающего циркуляцию проявителя, и форсунки расположенной в крышке кюветы. Форму с ИОЛ помещают в кювету, наливают проявитель - изопропиловый спирт, закрывают крышкой и включают насос. Время проявления ИОЛ - 2 мин. Во время проявления происходит удаление незаполимеризованной части фотоотверждаемого материала, который во время экспонирования находился под непрозрачными для УФ света участками рисунка, выполненного на внутренней поверхности верхней половинки литьевой формы (фиг.2). После проявления форму с ИОЛ высушивают в потоке теплого обеспыленного воздуха в течение 5 минут. Форму с ИОЛ помещают в кювету объемом 100 мл с бидистиллированной водой, нагретой до 40-60°С. Кювету переносят в установку экспонирования, состоящую из источника (ртутно-кварцевой лампы марки ДРТ-120), и проводят стадию отжига, состоящую в дополнительном облучении ИОЛ. При интенсивности света, падающего на поверхность ИОЛ, 330 Вт/м2 время облучения составляет 10 минут. После дополнительного облучения ИОЛ высушивают от воды и отделяют от формы. Получаются оптически прозрачные эластичные ИОЛ, характеристики которых приведены в табл.1.
Пример 2. Композицию готовят как, в примере 1, при следующем соотношении компонентов, г:
олигоуретанметакрилат (количество оксипропиленовых
групп m=33) 12,899
бензилметакрилат 11,02
олигокарбонатметакрилат 75,98
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,1
2,4,-дитретбутилортохинон 0,001
Изготавливают ИОЛ, как в примере 1. Характеристики ИОЛ приведены в табл.1.
Пример 3. Композицию готовят, как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, г:
олигоуретанметакрилат (количество оксипропиленовых
групп m=38) 16,294
бензилметакрилат 9,78
олигокарбонатметакрилат 73,22
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,7
2,4-дитретбутилортохинон 0,006
Изготавливают ИОЛ, как в примере 1. Характеристики ИОЛ приведены в табл.1.
Пример 4. Композицию готовят, как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, г:
олигоуретанметакрилат (количество оксипропиленовых
групп m=26) 24,14
бензилметакрилат 1
олигокарбонатметакрилат 74
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,85
2,4-дитретбутилортохикон 0,01
Изготавливают ИОЛ, как в примере 1. Характеристики ИОЛ приведены в табл.1.
Пример 5. Композицию готовят, как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, г:
олигоуретанметакрилат (количество оксипропиленовых
групп m=56) 3,9
бензилметакрилат 20
олигокарбонатметакрилат 76
2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 0,05
2,4-дитретбутилортохинон 0,0003
Изготавливают ИОЛ, как в примере 1. Характеристики ИОЛ приведены в табл.1.
| Таблица 1 | |||||
| Фото материал по примеру | Показатель преломления | Плотность, г/см3 | Разрешающая способность, лин/мм | Предельная температура, до которой происходит восстановление формы, °С | Геометрическая форма |
| 1 | 1,5 | 1,34 | 220 | 90 | восстанавливается |
| 2 | 1,5 | 1,34 | 220 | 95 | восстанавливается |
| 3 | 1,5 | 1,34 | 220 | 90 | восстанавливается |
| 4 | 1,4985 | 1,30 | 150 | 35 | не восстанавливается |
| 5 | 1,507 | 1,30 | 130 | 50 | не восстанавливается |
Примечание: показатель преломления, плотность и разрешающая способность ИОЛ определены по методикам, описанным в патенте РФ №2074673. Испытания по определению предельной температуры и восстановлению геометрической формы проводили следующим образом: хрусталики помещали в резервуар с водой, снабженный термостатом с регулировкой температур в диапазоне от 20 до 100°С; далее прикладывали нагрузку так, чтобы гаптические элементы выпрямились вдоль продольной оси хрусталика, фиксировали нагрузку и нагревали хрусталики в течение 10 минут до температуры 20°С, после чего медленно охлаждали, снимали нагрузку и проверяли геометрическую форму хрусталиков. Далее проводили те же испытания в диапазоне температур 25°С-100°С с интервалом 5°С и определяли для каждого состава фотоотверждаемой композиции предельную температуру, до которой происходит полное восстановление геометрической формы хрусталиков.
Из таблицы 1 следует, что во всех примерах (1, 2, 3), в которых состав фотоотверждаемой композиции соответствует формуле изобретения, формируется хрусталик, обладающий улучшенными оптическими свойствами (разрешающая способность) и памятью формы, сохраняющейся до температуры не ниже 70°С. Отклонения по рецептуре (примеры 4, 5) приводят к ухудшению всех измеряемых характеристик.
На фиг.1 изображен общий вид литьевой формы в собранном состоянии; на фиг.2 - вид снизу на внутреннюю поверхность верхней половинки формы без нижней половинки. Литьевая форма состоит из нижней 1 и верхней 2 половинок; 3 - кольцевая прокладка, 4 - прозрачный участок, соответствующий оптической части линзы; 5 - прозрачный участок, соответствующий опорным элементам линзы; 6 - непрозрачные участки, соответствующие технологическим отверстиям линзы.
Монолитный твердый искусственный хрусталик глаза, содержащий оптическую и опорную части из полимерного материала, полученного путем фотоотверждения композиции, содержащей олигокарбонатметакрилат строения
СН2=С(СН3)-С(O)O(СН2)2-O-С(O)-O-(СН2)2-O-(СН2)2-O-С(O)-O-(СН2)2-O-С(O)-С(СН3)=СН2,
2,2-диметокси-фенилацетофенон строения
С6Н5-С(O)-С(СН3)2-С6Н5,
2,4-дитретбутилортохинон строения
олигоуретанметакрилат строения
CH2=C(CH3)-C(O)O(CH2)2-O-C(O)-NH-C6H5(CH3)-NH-C(O)-(-O-C(CH3)-CH2-)n-C(O)-NH-C6H5(CH3)-NH-C(O)-O-(CH2)2-O-C(O)-C(CH3)=CH2,
отличающийся тем, что полимерный материал изготовлен путем фотоотверждения композиции, содержащей бензилметакрилат строения
и олигоуретанметакрилат с количеством оксипропиленовых групп n=30-35; при этом вышеуказанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
2,2-Диметокси-2-фенилацетофенон 0,1-0,7
2,4-Дитретбутилортохинон 0,001-0,006
Олигоуретанметакрилат 12-18
Бензилметакрилат 8-12
Олигокарбонатметакрилат Остальное
