Способ получения материала для изготовления материала для термохромных контактных линз
Изобретение относится к области производства контактных линз и касается способа получения термохромных контактных линз. При осуществлении способа формируют реакционную смесь, которая включает в себя полимеризируемый мономер, фотоинициатор и термохромное соединение. Термохромное соединение демонстрирует существенное поглощение излучения при первой температуре и снижение способности к поглощению излучения, по меньшей мере, на 80% при второй температуре. Реакционную смесь заливают в форму при первой температуре и выдерживают для достижения второй температуры. Отверждение реакционной смеси осуществляют при заданной второй температуре путем воздействия на смесь излучением на выбранной длине волны. Технический результат заключается в улучшении оптических и механических свойств контактных линз. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 20 ил., 4 табл.
СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка претендует на приоритет на основании предварительной заявки на патент США за № 61/323,426, поданной 13 апреля 2010 г., и заявки на патент США за № 13/082,517, поданной 8 апреля 2011 г.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предметом данного изобретения является, в одном из вариантов его осуществления, способ получения контактных линз, в состав которых входит, по меньшей мере, одно термохромное соединение. В частности, способ включает технологию изготовления фотоотверждаемых полимеризуемых смесей в присутствии термохромных соединений для производства контактных линз из термохромных соединений.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Точные спектральные фильтры фильтруют видимое или ультрафиолетовое излучение с определенной длиной волны. Это позволяет производить оптические изделия, такие как очки, которые могут быть адаптированы для блокировки определенных длин световых волн, создавая возможность для получения оптических изделий различного предназначения, в том числе для защиты роговицы, хрусталика и сетчатки от вредного излучения волн конкретных длин. Например, для защиты человеческого глаза от яркого света используются различные солнцезащитные очки, включая фотохромные очки, поляризованные очки и очки для конкретных видов деятельности, в том числе очки для охоты и рыбалки. Фотохромные очки темнеют под воздействием света с определенной длиной волны и, как правило, ультрафиолетового (УФ) излучения, и светлеют при устранении источника УФ излучения. Часто такие фотохромные очки назначаются для коррекции зрения.
Внедрение определенных технологий, в том числе фотохромных технологий, в производство контактных линз гораздо сложнее, чем адаптация той же технологии для изготовления очков. При этом необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как проницаемость линз для кислорода, удобство и посадку полученной линзы. Способ получения контактных линз также является более сложным. Как правило, контактные линзы получают облучением фотоинициатора в присутствии одного или нескольких полимеризуемых материалов. В случае фотохромных контактных линз желательно включать фотохромные красители в реактивную смесь, содержащую фотоинициатор и полимеризуемые материалы, которые по окончании полимеризации придают форму контактным линзам. К сожалению, некоторые красители, в том числе фотохромные красители, могут препятствовать активации фотоинициатора.
Полимеризуемые смеси могут также отверждаться с помощью другого процесса радикальной полимеризации, в основе которой лежит цепная реакция, протекающая через образование свободных радикалов, включая тепловую полимеризацию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предметом изобретения в одном из вариантов его осуществления является способ получения контактных линз, содержащих по меньшей мере одно термохромное соединение. Процесс включает в себя (1) выбор фотоинициатора, который поглощает излучение первой длины волны, и термохромного соединения, которое поглощает излучение той же первой длины волны, но не достигает существенного поглощения излучения на этой длине волны под воздействием второй температуры, (2) выдерживание реакционной смеси при второй температуре и (3) облучение реакционной смеси излучением с длиной волны, соответствующей первой длине волны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Описание настоящего изобретения опирается на сопровождающие чертежи, где:
Фиг.1 представляет собой технологическую схему одного из вариантов процесса по данному изобретению.
Фиг.2A и 2B предлагают перспективное и профильное представление одного поддона для использования в рамках данного изобретения.
Фиг.3 показывает спектры поглощения фотохромного красителя, фотоинициатора и фильтров в одном из вариантов осуществления.
На фиг.4A и 4B показаны спектры поглощения красителя в активированном и неактивированном состоянии.
Фиг.5 представляет профили различных контактных линз, отвержденных под действием разных температур.
На фиг.6 представлена схема аппарата для отверждения контактной линзы.
На фиг.7A-7D показаны различные контактные линзы, отвержденные в разных условиях, описанных в Примерах 5-8.
На фиг.8A и 8B показаны графики количества остаточного мономера в контактных линзах.
На фиг.9А и 9B показаны спектры поглощения и реологические кривые одного из процессов формования контактной линзы.
На фиг.10А и 10B показаны спектры поглощения и реологические кривые другого процесса формования контактной линзы.
На фиг.11А и 11B показаны спектры поглощения и реологические кривые еще одного процесса формования контактной линзы.
Для указания аналогичных элементов на различных изображениях используются аналогичные цифровые обозначения. Примеры, приведенные в настоящем документе, иллюстрируют нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения, но не должны рассматриваться как ограничивающие, каким бы то ни было образом, объем настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Любое химическое вещество, в названии которого первым идет корень(мет), например (мет)акрилат, включает в себя как незамещенные, так и метилзамещенные соединения.
Устойчивые светопоглощающие соединения - это соединения, которые демонстрируют светопогощение, не зависящее от температуры.
На фиг.1 изображен один из вариантов осуществления процесса (100), который начинается со стадии (102), на которой выбирается фотоинициатор и фотохромный краситель. Хотя теоретически можно подобрать пару из инициатора и фотохромного красителя с неперекрывающимся спектром поглощения, такие пары трудно найти для использования в контактных линзах. В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение включает использование пар инициатор/термохромное соединение, в которых оба элемента поглощают в перекрывающемся диапазоне длин волн по меньшей мере под действием одного значения температуры. В одном из вариантов осуществления пара инициатор/краситель демонстрирует перекрывающееся поглощение по меньшей мере на одной длине волны в диапазоне от примерно 380 нм до примерно 780 нм.
Инициаторы создают свободные радикалы, которые могут инициировать химическую цепную реакцию. Фотоинициатор представляет собой соединение, которое при воздействии волны света определенной длины генерирует свободные радикалы, обладающие способностью инициировать химическую цепную реакцию. В одном из вариантов осуществления изобретения фотоинициатор поглощает видимую область (около 380 нм до 780 нм) электромагнитного спектра. Применимые фотоинициаторы видимого света известны в данной области науки и включают в себя, без ограничения, ароматические альфа-гидроксильные кетоны, алкоксиоксибензолы, ацетофеноны, оксиды ацилфосфина, оксиды бисацилфосфина и третичный амин плюс дикетон, их смеси и т.п. Примерами фотоинициаторов являются 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-пропан-1-он, бис(2,6-диметоксибензоил)-2,4-4-триметилфенилфосфиноксид (DMBAPO), бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид (Irgacure 819), 2,4,6-триметилбензилдифенилфосфиноксид и 2,4,6-триметилбензоилдифенил-фосфиноксид, бензоинметиловый эфир и комбинация камфорахинона и этил 4-(N,N-диметиламино)бензоата. К имеющимся в продаже инициаторам видимого света относятся Irgacure 819, Irgacure 1700, Irgacure 1800, Irgacure 819, Irgacure 1850 (все - производства Ciba Specialty Chemicals) и инициатор Lucirin TPO (производства BASF). Эти и другие применимые фотоинициаторы перечислены в издании J.V. Crivello & K. Dietliker “Photoinitiators for Free Radical Cationic & Anionic Photopolymerization”, 2nd Edition, Volume III; edited by G. Bradley; John Wiley and Sons; New York; 1998. Инициатор используется в реакционной смеси в эффективных количествах для инициации фотополимеризации реакционной смеси, например, от примерно 0,1 до примерно 2 весовых частей на 100 частей вступающего в реакцию мономера.
В одном из вариантов осуществления видимые фотоинициаторы света включают в себя альфа-гидрокси кетоны, такие как Irgacure® (например, Irgacure 1700 или 1800) производства CIBA; различные оксиды органического фосфина, 2,2'-азо-бис-изобутиро-нитрил; диэтоксиацетофенон; 1-гидроксициклогексил фенил кетон; 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон; фенотиацин; дисульфид диизопропилксантоген; бензоин или производные бензоина и т.п. В одном из вариантов осуществления инициатор поглощает свет и активируется при длинах волн ниже примерно 420 нм.
В другом варианте осуществления вместо или в сочетании с фотоинициированием используется термическое инициирование. Примеры тепловых инициаторов включают в себя лауроилпероксид, перекись бензоила, изопропиловый перкарбонат, азобисизобутиронитрил, их смеси и т.п.
Термохромные соединения - это соединения, которые демонстрируют температурозависимое поглощение света. К термохромным соединениям относятся лейкокрасители и жидкие частицы кристаллов, которые обычно используются благодаря их способности изменять свою структуру в зависимости от температуры при поглощении света, а также такие соединения, как фотохромные соединения, которые демонстрируют изменения в скорости и степени поглощения света в активированном состоянии.
Примеры жидких термохромных кристаллов включают в себя холестерина нонаноат и цианобифенилы. Дополнительные примеры приводятся в книге D. Demus & H. Sackman “Liquid Crystals”, Gordon and Breach 1967. Примеры лейкокрасителей включают в себя спиролактоны, фтораны, спиропираны, фульгиды и их комбинации. Жидкие кристаллы и лейкокрасители могут быть включены в полимеризуемые смеси в виде микрокапсул.
Фотохромный краситель - это любое соединение, способное трансформироваться из первого «прозрачного», «отбеленного» или «неактивированного» состояния во второе «окрашенное», затемненное или «активированное» состояние в ответ на поглощение волн электромагнитного излучения определенных длин (или «актинического излучения»). В одном из вариантов осуществления фотохромный краситель в активированном состоянии поглощает в видимой области (380 нм до 780 нм) электромагнитного спектра. Примеры применимых фотохромных красителей известны в данной области науки и включают, без ограничения, следующие классы материалов: хромены, такие как нафтопираны, бензопираны, инденонафтопираны и фенантропираны; спиропираны, такие как спиро(бензиндолин)нафтопираны, спиро(индолин)бензопиран, спиро(индолин)нафтопираны, спиро(индолин)кинопираны и спиро(индолин)пираны; оксазины, такие как спиро(индолин)нафтоксазины, спиро(индолин)пирилобензоксазины, спиро(бензиндолин)пиридобензоксазины, спиро(бензиндолин)нафтоксазины и спиро(индолин)бензоксазины; дитизонаты ртути, фульгиды, фульгимиды и смеси таких фотохромных соединений.
Дополнительные применимые фотохромные красители включают, без ограничения, металлоорганические дитиозонаты, такие как (арилазо)-тиоформильные арилгидразидаты, например дитизонаты ртути, а также фульгиды и фульгимиды, нафтоксазины, спиробезопираны; полимеризуемые спиробензопираны и спиробензопираны; полимеризуемые фульгиды; полимеризуемые нафтаценедионы; полимеризуемые спирооксазины а также полимеризуемые полиалкоксилановые нафтопираны. Фотохромные красители могут использоваться сами по себе или в комбинации с одним или несколькими другими применимыми и совместимыми фотохромными красителями.
Другие применимые красители включают в себя инден-конденсированные нафтопираны, выбранные из индено[2', 3':3,4]нафто[1,2-b]пирана и индено[1',2':4,3]нафто[2,1-b]пирана, которые более подробно описаны в US 2009/0072206 и US 2006/0226401, представленные в патенте США US 7364291 соединения и их сочетания. Другие применимые фотохромные соединения представлены в US7556750, содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Примеры применимых красителей включают в себя, без ограничения, фотохромные нафтопираны, подобные показанным в Таблице 1. Красители могут включать в себя полимеризуемые функциональные группы, где они сополимеризуются в готовой контактной линзе. Примеры полимеризуемых функциональных групп включают в себя (мет)акрилаты, (мет)акриламиды, винилы и тому подобные. В одном из вариантов осуществления фотохромные красители выбираются таким образом, что в активированном состоянии они поглощают всю видимую часть спектра, а в неактивированном состоянии поглощают менее примерно 430 нм и примерно 10% всей видимой части спектра.
Количество используемого термохромного соединения должно быть достаточным для достижения желаемого снижения процента передачи на волнах определенных длин, при которых выбранное термохромное соединение активно. Конкретное используемое количество также будет зависеть от силы окраски и молярного коэффициента поглощения выбранного соединения (соединений), выбранного материала линзы, а также толщины линзы.
В другом варианте осуществления контактные линзы могут содержать смесь термохромных соединений из по меньшей мере одного термохромного соединения в смеси с другими устойчивыми светопоглощающими соединениями, включая пигменты, красители и УФ-поглощающие соединения; в состав также могут входить несколько слоев термохромных соединений, какие, например, используются для получения поляризующих линз. После выбора фотоинициатора и термохромного соединения выполняется стадия (104), во время которой смесь материалов для формования контактных линз заливается в форму. Дополнительные подробности о стадии (104) предлагаются на фиг.2A и 2B.
На фиг.2A реакционная смесь (200) заливается в форму (202), которая опирается на поддон (204). В одном из вариантов осуществления форма представляет собой термопластичную оптическую форму, изготовленную из любого подходящего материала, включая, без ограничения, полипропилен, полистирол и/или Zeonor®: полимерные смолы циклического олефина. В некоторых вариантах осуществления выбирается форма, прозрачная для длин волн, которые активируют фотоинициатор, что позволяет осуществлять облучение с нижней части формы. В других вариантах осуществления, например, с использованием термического инициирования форма (202) является оптически непрозрачной. «Реакционная смесь» представляет собой смесь компонентов, включая реактивные компоненты, растворитель (если используется), инициаторы, сшивающие агенты и добавки, которые под действием условий, формирующих полимеры, образуют полимер. Реакционно-способными являются те компоненты реакционной смеси, которые в процессе полимеризации становятся неотъемлемой частью полимера либо путем образования химических связей, либо путем механической фиксации в полимерной матрице. Например, реакционно-способные мономеры становятся частью полимера в ходе реакции полимеризации, тогда как не проявляющие химическую активность агенты для внутреннего смачивания полимера, такие как PVP, становятся частью полимера путем механического захвата в матрице. Разбавитель (если используется) и любые дополнительные технологические добавки не становятся частью структуры полимера и не принадлежат к реакционно-способным компонентам. Смесь (200) включает в себя один или несколько полимеризуемых мономеров, пригодных для формования контактных линз. Такие мономеры известны в данной области науки и, как правило, выбираются для изготовления продуктов полимеризации с высокой проницаемостью для воды и кислорода.
Изобретение может быть использовано для получения жестких или мягких контактных линз из любого известного материала для линз либо из материала, пригодного для получения таких линз. Предпочтительно изобретение используется для получения мягких контактных линз с содержанием воды от 0 до около 90%, а в другом варианте осуществления - с содержанием от 20 до около 75% воды. В еще одном варианте осуществления контактные линзы согласно данному изобретению содержат не менее чем примерно 25% воды. Линзы по настоящему изобретению могут иметь и другие желательные свойства, включая модуль упругости при растяжении ниже примерно 1379,0 кПа (200 фунтов на квадратный дюйм), в некоторых вариантах - ниже 1034,2 кПа (150 фунтов на квадратный дюйм), а в других вариантах - ниже 689,5 кПа (100 фунтов на квадратный дюйм). Кроме того, линзы могут иметь дополнительную проницаемость для кислорода, превышающую примерно 344,7 кПа (50 фунтов на квадратный дюйм), а в некоторых вариантах - превышающую примерно 689,5 кПа (100 фунтов на квадратный дюйм). Следует понимать, что комбинация вышеописанных свойств является желательной, и вышеупомянутые диапазоны могут быть объединены в любом сочетании.
В одном из вариантов осуществления, линзы изготавливаются из гидрофильных компонентов, силиконсодержащих компонентов и их смесей с образованием полимеров, таких как силоксаны, гидрогели, силикон-гидрогели и их комбинации. Материал, пригодный для формования линз согласно настоящему изобретению, может быть изготовлен из реакционных смесей на основе макромеров, мономеров, полимеров и их комбинаций, а также добавок, таких как инициаторы полимеризации. Пригодными материалами являются, помимо прочего, силиконовые гидрогели, выполненные из силиконовых макромеров и гидрофильных мономеров.
Реакционные смеси для получения контактных линз хорошо известны, и компоненты таких смесей имеются в продаже в свободном доступе. Примеры полимеров, пригодных для формования контактных линз, включают в себя, без ограничения, этафилкон А, генфилкон А, ленефилкон А, полимакон, балафилкон, аквафилкон, комфилкон, галифилкон, сенофилкон, нарафилкон и лотрафилкон. В другом варианте осуществления изобретения для формования контактных линз используются этафилкон, сенофилкон, балафилкон, галифилкон, лотрафилкон, комфилкон, филкон II 3, асмофилкон и силиконовые гидрогели, приготовленные согласно патенту США № 5998498; заявке на патент США № 09/532,943; частичному продолжению заявки на патент США № 09/532,943, поданной 30 августа 2000 г., и патентам США № 6087415, US 6087415, US 5760100, US 5776999, US 5789461, US 5849811, US 5965631, US 7553880, WO 2008/061992, US 2010/048847. Содержание указанных патентов включено в настоящее изобретение по ссылке в части составов гидрогелей, являющихся предметом этих патентов.
В одном из вариантов осуществления реакционной смеси используется гидрогель на основе HEMA, как, например, этафилкон А. Эталфилкон, описанный в патентах США за № 4680336 и 4495313, влюченных в настоящий документ во всей своей полноте посредством ссылки, как правило, представляет собой композицию из 100 частей по весу («масс.ч.») HEMA, от около 1,5 до около 2,5 масс.ч. MAA, от около 0,3 до около 1,3 масс.ч. диметакрилата этиленгликоля, от около 0,05 до около 1,5 масс.ч. 1,1,1,-триметилолпропантриметакрилата, а также от около 0,017 до около 0,024 масс.ч. оттенка контактных линз. Фраза «полимеризуемые мономеры» подразумевает мономеры с большим молекулярным весом, которые иногда называют макромерами. Также может использоваться реакционная смесь различных полимеризуемых мономеров в результате чего образуется сополимер.
В одном из вариантов осуществления смесь (200) также включает в себя один или несколько выбранных фотоинициаторов видимого света, которые активируются под воздействием видимого света, вызывая цепную реакцию, которая приводит к полимеризации вышеупомянутых мономеров.
Кроме того, смесь (200) включает в себя выбранные термохромные соединения и в одном из вариантов осуществления - фотохромный краситель, который становится цветным под воздействием света, но возвращается к своему первоначальному цвету вскоре после прекращения воздействия света. В неактивированном (прозрачном) состоянии краситель поглощает излучение менее 430 нм и становится активным. После активации диапазон поглощения меняется, перекрывается видимым спектром (380-780 нм) и приобретает окраску. В свою очередь, эта окраска блокирует длины волн, которые в противном случае активировали бы фотоинициатор, который, как правило, поглощает длину менее 420 нм.
Наличие термохромного соединения и фотоинициатора в одной реакционной смеси может привести к проблемам контролируемой активации фотоинициатора. Не желая связывать себя рамками какой-либо конкретной теории, заявители считают, что активация термохромного соединения в той же спектральной области, что и фотоинициатор, приводит к тому, что краситель по меньшей мере отчасти «экранирует» фотоинициатор. Неполная активация инициатора предотвращает отверждение и/или приводит к неоднородному и анизотропному отверждению, что вызывает дефекты материала и напряжения в линзе. Эти дефекты отрицательно сказываются на механических и оптических свойствах получаемой контактной линзы. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения, где термохромное соединение содержит по меньшей мере одно фотохромное соединение, в технологическом процессе используются фильтры для удаления по меньшей мере части диапазона волн, что приводит к возбуждению красителя при передаче волн таких длин, которые активируют фотоинициатор. См. стадию (106) на фиг.1. Более подробно стадия (106) показана на фиг.3.
Применимые фильтры выбираются в зависимости от спектра фотохромного красителя и фотоинициатора. На фиг.3 спектр красителя (300) можно сравнить со спектром фотоинициатора (302), а также со спектром света от конкретного источника света (304). Используется фильтр, позволяющий передачу волн выбранной длины (линия (306)). В примере, показанном на фиг.3, используется фотоинициатор Irgacure® 1700, источник света - лампа TL 03 и фотохромный краситель «Краситель-1». В этом примере можно избирательно активировать фотоинициатор (302) в присутствии красителя (300) путем подачи отверждающего света на смесь на длине волны выше 400 нм.
Несмотря на то что краситель (300) показывает некоторую активность в диапазоне волн между 400 нм и 420 нм, фотоинициатор (302) реагирует с большей интенсивностью (т.е. имеет большую молярную поглощаемость), чем краситель на таких длинах волн. Опускается по меньшей мере часть диапазона длин волн, активирующих краситель (например, ниже 400 нм). В одном из вариантов осуществления используется длинноволновый фильтр, препятствующий пропусканию волны длиной ниже 400 нм и способствующий передаче волны длиной выше 400 нм. В другом варианте осуществления используется фильтр с другой шириной полосы для передачи только волн в диапазоне длин от 400 нм до 420 нм, не пропускающий волн с длиной вне этого диапазона. В еще одном варианте осуществления полосовой фильтр выбирает длины волн в диапазоне от примерно 420 до примерно 440 нм. Эти волны отобраны на основе спектров, представленных на фиг.3, для конкретного фотохромного красителя и фотоинициатора, показанных на этой фигуре. В других вариантах осуществления различные частоты выбираются так, чтобы обеспечить возбуждение фотоинициаторов с разными спектрами поглощения. Примеры применимых фильтров включают фильтры SCHOTT GG420 или фильтры Encapsulite C20. В других вариантах осуществления источник света выбирается таким образом, чтобы обеспечить отверждение светом, который не излучается в диапазоне поглощения длин волны неактивированного красителя и потому не требует фильтрации. Примеры таких источников света включают индивидуальные типы светоизлучающих диодов (светодиодов).
Заявителями было обнаружено, что оптические и механические свойства полученных линз можно улучшить путем отверждения при температуре, когда термохромный краситель не активен или наименее активен (стадия (108) на фиг.1). В качестве примера, вне рамок какой-либо конкретной теории, в варианте осуществления, где термохромные соединения представляют собой фотохромные соединения, считается, что повышенная температура поддерживает фотохромные красители в закрытом (не активированном) состоянии. Таким образом, спектр поглощения фотохромных красителей отличается при комнатной температуре по сравнению с тем же спектром, но при повышенной температуре. Для фотохромных красителей это, как правило, приводит к уменьшению молярной способности к поглощению в диапазоне самых длинных волн, которые совпадают с λмакс фототинициатора. Поддержание повышенной температуры во время светоотверждения увеличивает количество неактивного красителя; таким образом, эффективно снижается активация красителя, который участвует в процессе полимеризации. На фиг.4А показан нафтопирановый «Краситель-1» в неактивном состоянии, а на фиг.4В - тот же краситель в активированном состоянии. Из фиг.4А ясно, что закрытый краситель относительно неактивен на длинах волн выше 420 нм. В отличие от этого на фиг.4В активированный краситель поглощает длины волн выше 420 нм. Серия фотохромных контактных линз была отверждена при различных температурах с использованием светофильтра. См. Примеры 1-4, описанные ниже. На фиг.5 показаны профили таких линз.
В еще одном варианте осуществления, где в качестве термохромного красителя используется лейкокраситель, например спиролактоны (например, кристаллический фиолетовый лактон), флуораны, спиропираны и фульгиды, в сочетании со слабыми кислотами, такими как бисфенол А, парабены, 1,2,3-триазол производные и 4-гидроксикумарин, отверждение может проводиться при температуре от 5 до 60°C. В еще одном варианте осуществления, где термохромный краситель - это жидкий кристалл, например, холестерина нонаноат или цианобифенил, отверждение может выполняться при температуре от около 10 до около 80°C.
Что касается серии линз с сечениями, показанными на фиг.5, линзы, отвержденные при 45°C (первое изображение слева), продемонстрировали плохое отверждение и имели перевернутое сечение, что неприемлемо для использования для коррекции зрения человека. Линзы, отвержденные при 50°С, показали некоторую степень улучшения (второе изображение слева). Линзы, отвержденные при 55°С, показали еще более значительное улучшение (третье сечение). Линзы, отвержденные при 65°С, показали одно незначительное утончение в сечении и были признаны обеспечивающими приемлемые оптические свойства. Эти результаты показывают, что можно добиться улучшения профиля и оптических свойств контактной линзы, когда линзы отверждаются при повышенной температуре. Соответственно, с учетом опыта этого применения, можно выбрать желательный температурный диапазон для получения приемлемых профилей и оптических свойств для ряда конкретных реакционных смесей.
В качестве примера, при использовании фотохромного красителя (например, «Красителя-1», который представляет собой фотохромное соединение нафтопирана, показанное в Таблице 1), можно отверждать линзы в диапазоне температур от около 55°C до около 90°C. В другом варианте осуществления используется температурный диапазон от около 65°C до около 80°C. В еще одном варианте осуществления используется температура около 80°C. Другие красители могут иметь разные предпочтительные температурные диапазоны.
Кроме того, заявителем было обнаружено, что, хотя фильтрация света и повышение температуры улучшают свойства полученных линз (по меньшей мере в некоторых случаях), это не единственные факторы, оказывающие влияние на процесс и его результаты. Свойства контактной линзы могут быть улучшены за счет балансировки света, полученного смесью (200) на открытой стороне (206) и сторонах, контактирующих с формой (208). См. фиг.2B. Точные условия, необходимые для балансировки интенсивности, будут зависеть от состава и толщины реакционной смеси, состава поддона и характера фильтра(-ов) и источника(-ов) света. На основе использования данных спецификаций специалист сможет определить оптимальные условия балансировки для конкретного состава.
В некоторых вариантах осуществления, например, для контактных линз с низкой концентрацией термохромного соединения специальная балансировка интенсивности света может быть необязательна. Смесь достаточно тонкая, чтобы интенсивность света на открытой поверхности и на сторонах, контактирующих с формой, была практически одинаковой. В этих случаях полученная в результате отверждения контактная линза соответствует техническим условиям. Похожим образом, в некоторых вариантах осуществления можно пренебречь специальной балансировкой за счет ограничения термохромного соединения до конкретного участка линзы (например, термохромная линза только на зрачок).
В некоторых случаях интенсивность света на стороне, контактирующей с формой, существенно меньше, чем интенсивность на открытой поверхности - предположительно из-за поглощения света термохромным соединением по мере прохождения света через смесь. В таких случаях получаются линзы менее желательного профиля. Можно добавить дополнительный источник света для освещения снизу оптически прозрачной формы, чтобы правильно сбалансировать интенсивность света. Такая система показана на фиг.6.
На фиг.6 используется два или более фильтров (600) и (602) как для фильтрации длиной волны, так и для балансировки интенсивности света, излучаемого одним или несколькими источниками света (604), (606) до того, как такой свет попадет на реакционную смесь (200). Поддон (204) позволяет используемым длинам волн активировать фотоинициатор, проходя через его нижнюю часть, тем самым позволяя освещать реакционную смесь в форме (202) с обеих сторон - с открытой стороны (206) и со стороны, контактирующей с формой (208) (см. фиг.2B). Источники света, фильтры и поддоны расположены таким образом, чтобы свет равной интенсивности попадал как на открытую сторону смеси, так и на сторону, контактирующую с формой. В одном из (не показанных) вариантов осуществления поддон (204) функционирует в качестве фильтра и удаляет определенные длины волн, тем самым устраняя необходимость в применении фильтра (602).
В некоторых вариантах осуществления интенсивность одного из источников света увеличивается для компенсации потери интенсивности света между источником света и смесью (200). Например, в таком варианте осуществления нижний источник света (606) может иметь интенсивность больше, чем верхний источник света (604) для компенсации потерь света из-за прохождения света от нижнего источника насквозь или из-за экранирования поддоном (204). В целях иллюстрации, без ограничения, интенсивность верхнего источника света (604) может быть около 1 мВт/см2, тогда как интенсивность нижнего источника света может быть около 2 мВт/см2. Различные значения интенсивности выбираются в зависимости от количества света, блокируемого соответствующими фильтрами, а также способностью поддона (204) к пропусканию или экранированию света. Похожим образом, фильтры, которые уменьшают интенсивность света, можно использовать для балансировки интенсивности света, фактически поступающего на реакционную смесь.
На фиг.7A-7D показано действие сбалансированного или несбалансированного освещения. На фиг.7A показан желаемый профиль сформованной надлежащим образом контактной линзы без фотохромного красителя. На фиг.7B показаны профили контактных линз, полученных без использования фильтра и отверждаемых только сверху. На фиг.7C показаны профили контактных линз, полученных с использованием фильтра и отверждаемых только сверху. Хотя это и не очевидно, на фиг.7C линза перевернута. На фиг.7D показаны профили контактных линз, полученных при отверждении с обеих сторон, с использованием фильтра, но со светом несбалансированной интенсивности. См. примеры 5-8.
По завершении полимеризации линза извлекается из формы и может быть обработана растворителем для удаления разбавителя (если он использовался) или любых следов непрореагировавших компонентов. В одном из вариантов осуществления растворитель удаляется с помощью водного раствора. Затем линза гидратируется для получения гидрогелевой линзы.
Описанные выше способы позволяют получить линзы различной формы. В некоторых вариантах осуществления термохромное соединение однородно диспергируется по всей площади готовой контактной линзы. В таком варианте вся контактная линза является термохромной. В других вариантах осуществления термохромное соединение присутствует только в центральной части готовой контактной линзы. Так как центральная часть располагается поверх зрачка, готовая контактная линза представляет собой термохромную контактную линзу только на зрачок. Центральная часть или центральная круглая часть может совпадать по размеру с оптической зоной, которая на типичной контактной линзе имеет диаметр около 9 мм или меньше. В одном из вариантов осуществления диаметр центральной окружности составляет от около 4 до около 9 мм, в другом варианте - от 6 до около 9 мм, а в еще одном варианте - от около 6 до около 8 мм.
Краситель можно разными способами разместить на определенном участке конкретного диаметра. Например, композицию красителя можно нанести на меньшую часть формуемой поверхности с помощью тампопечати, струйных чернил, нанесения покрытия методом центрифугирования и т.п. В этих вариантах осуществления красящие составы могут содержать дополнительные компоненты, которые могут быть полезными, в том числе связующие полимеры, которые могут быть реактивными или нереактивными, растворитель и, как вариант, полимеризуемые компоненты, агенты цепной реакции, инициаторы и их комбинации. Композиция красителя может вступать в реакцию с реакционной смесью или же набухать и захватываться в реакционной смеси. Если красящий состав реактивно-способен, он может частично или полностью затвердеть до подачи реакционной смеси в форму. Если красящий состав реактивно-способен, то может оказаться целесообразным выпаривание части или всего растворителя до заливки реакционной смеси. В данном изобретении можно использовать композиции красителя из некрасящих компонентов известных в этой области типов и концентраций. Примеры приводятся в документах EP 1448725, WO 01/40846, US 5658376, US 2009/0244479, WO 2006/110306 и 6337040.
Если в состав красителя входит инициатор, инициатор и термохромное соединение выбираются по профилям поглощения, которые существенно не перекрываются при выбранной температуре отверждения. На форму можно наносить несколько слоев красящего состава; эти слои могут содержать не термохромное, аналогичное термохромное или другие термохромные соединения. Примером этого варианта осуществления является применение чередующихся слоев красящего состава, каждый из которых содержит жидкий кристалл для формования поляризованных контактных линз. В этом варианте осуществления чередующиеся слои отверждаются в разных условиях, чтобы получить слои, в которых жидкие кристаллы имеют чередующиеся направления, создавая желаемый эффект поляризации. В другом варианте осуществления используется несколько слоев одного и того же термохромного соединения; каждый выровнен по центру, но имеет разный диаметр, тем самым создавая линзу с градуированной концентрацией термохромного соединения.
После предварительного отверждения композиции или выпаривания растворителя реакционная смесь дозируется в форму, как описано выше. Реакционная смесь может содержать по меньшей мере одно дополнительное термохромное соединение, которое может совпадать или не совпадать с термохромным соединением, используемым в слое красящего состава. В качестве альтернативы, в состав реакционной смеси могут не входить термохромные соединения. Реакционная смесь отверждается после заливки в форму.
Примеры применимых диаметров: 4 мм, 6 мм, 9 мм и 11,4 мм. В одном из вариантов осуществления реакционная смесь, содержащая термохромный краситель, наносится или заливается методом микродозирования, как описано в US7560056 и заявке на патент США 13/082,447 под названием “Pupil-Only Photochromic Contact Lenses Displaying Desirable Optics and Comfort” «Фотохромные контактные линзы только на зрачок, отличающиеся оптимальными оптическими свойствами и удобством применения», поданной совместно 8 апреля 2011 г.
Для обоснования теоретического принципа действия было проведено несколько экспериментов, в которых время, необходимое для отверждения смеси, измерялось как функция повышенной концентрации красителя. Результаты этих экспериментов показали, что более высокие концентрации красителя приводили к более длительному времени отверждения. При концентрации красителя около 3% (краситель MXP7-1631) смесь не отверждалась при температуре 40°C. См. пример 9. Это подтверждает гипотезу, что краситель препятствует активации фотоинициатора.
Для дальнейшего обоснования теоретического принципа действия из остаточной концентрации мономера была получена серия линз с тампопечатью и без тампопечати фотохромным красителем. Линзы отверждались без гидратирования, по мере прохождения реакционной смеси через туннель отверждения, где они облучались светом, проходя через различные зоны. Образцы были извлечены из аппарата и проверены на остатки фотоинициатора и мономера после прохождения определенного количества зон. Таким образом, для образца, который был извлечен после прохождения через пять зон отверждения, наблюдалось большее время, чем для образца, который был удален после прохождения через две зоны отверждения. См. пример 11.
Результаты, показанные на фиг.8A, демонстрируют, что фотохромный краситель ингибирует инициатор, начиная с полимеризации свободного радикала. Образцы с фотохромным красителем продемонстрировали значительно большую концентрацию неполимеризованного мономера по сравнению с соответствующим контрольным образцом, в котором не было фотохромного красителя. Аналогичным образом, на фиг.8B показано, что концентрация фотоинициатора выше при наличии фотохромного красителя. Следует отметить, что при использовании фотохромного красителя концентрация фотоинициатора достигает устойчивого состояния, при котором никогда не доходит до нуля и не объединяется с контрольным образцом никаким иным способом.
Аналогичным образом были получены данные по реологии фотохромных линз, полученных с фильтрами и без них. См. пример 11. Результаты (фиг.9A и 9B) показывают разные температуры гелеобразования для линз, полученных с фотохромным красителем и без него.
На фиг.9A показаны спектры неактивированного фотохромного красителя (строка (900)), фотоинициатора (строка (904)) и отфильтрованного источника света, где удалены длины волн ниже 380 нм (строка (902), λмакс около 400 нм). На фиг.9B показаны данные реологии от фотохромной линзы (строка (906)) и не фотохромного контрольного образца (строка (908)), отвержденного при условиях на фиг.9A. Вмешательство фотохромного красителя приводит к тому, что модуль (G) строится медленнее, чем соответствующий мономер, отвержденный без красителя (строки (906) и (908), соответственно). Контрольный образец (908) продемонстрировал на 95% точку гелеобразования 37 секунд (точка (908a)) и 99% гелеобразования в точке (908b). Эта разница в % гелеобразования демонстрирует значительную разницу между фотохромной линзой и целевой контрольной линзой. Полученные фотохромные полимеры были признаны не подходящими для получения контактных линз.
Фиг.10A аналогична фиг.9A, разница лишь в использовании разных фильтров. На фиг.10A длины волн профильтрованного света 1000 составляли ниже 400 нм. На фиг.10B показаны данные реологии фотохромной линзы (строка (1002)) и не фотохромного контрольного образца (строка (908)), отвержденного при условиях, показанных на фиг.10A. По сравнению с фиг.9B две строки - (1002) и (908) - расположены существенно ближе друг другу, и таким образом готовые фотохромные линзы показывают более тесное совпадение с контрольной линзой. Полученные фотохромные линзы были признаны удовлетворительными. Показаны точка гелеобразования 95% (1002a) и точка гелеобразования 99%.
На фиг.11A показаны спектры неактивированного фотохромного красителя (строка (900)), фотоинициатора (строка (904)) и источника света (строка (1100), λмакс около 440 нм). Источник света (1100) удаляет длины волн менее 420 нм. На фиг.11B показаны данные реологии фотохромной линзы (строка (904)) и не фотохромного контрольного образца (строка (900)), отвержденного с использованием компонентов, показанных на фиг.11A. Таким образом, источник света и фильтры удалили длины волн менее 420 нм, при которых краситель имеет наибольшую способность к реакции. При удалении более низких длин волн с помощью фильтра активация красителя уменьшилась, а модуль фотохромной линзы (904) стал наиболее приближенным к контрольному образцу (900).
ПРИМЕРЫ
| Таблица 1 | |
| Общие сокращения | |
| Сокращение | Вещество |
| Краситель-1 |
|
| Краситель-2 |
|
| Краситель-3 |
|
| Краситель-4 |
|
| TMPTMA | триметилолпропантриметакрилат |
| EDGMA | этиленгликоль диметакрилат |
| MAA | метакриловая кислота |
| HEMA | 2-гидроксиэтилметакрилат |
| Norbloc | 2-(2'-гидрокси-5-метакрилилоксиэтилфенил)-2H-бензотриазол |
| Glucam 20 | этоксилированный эфир метил глюкозы |
В примерах ниже использовалось пять формул. Процентный состав каждого образца показан в таблице 2:
| Таблица 2 | |||||
| Компонент | A (контрольный образец) |
B | C | D | E |
| Краситель-1 | 0 | 2,1 | 2,8 | 1,2 | 2,8 |
| Irgacure® 1700 (инициатор) | 1,33 | 1,33 | 1,33 | 0 | 0 |
| Irgacure® 819 (инициатор) | 0 | 0 | 0 | 0,28 | 0,28 |
| TMPTMA | 0,09 | 0,09 | 0,09 | 0,09 | 0,09 |
| EDGMA | 0,77 | 0,77 | 0,77 | 0,77 | 0,77 |
| MAA | 1,94 | 1,94 | 1,94 | 1,94 | 1,94 |
| HEMA | 94,92 | 93,72 | 92,12 | 94,77 | 93,17 |
| Norbloc | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 | 0,95 |
Компоненты, перечисленные в Таблице 2, смешивались с Glucam 20 в следующей пропорции: 55% по массе мономера с 45% по массе растворителя.
Пример 1 - Температура отверждения 45°C
На изогнутую форму (Zeonor) был нанесен тампопечатью краситель на основе 7% Красителя-1 и 93% чистой основы (49,4 массовой доли % изопропилактата, 12,4 массовой доли % 1-этокси-2-пропанола, 0,9 массовой доли % 1-октанетиола, 1,63 массовой доли % глицерола, 35 массовой доли % HEMA, 0,48% метакриловой кислоты и 0,21% массовой доли азобис-(2-метилбутиронитрил) (AMBM). Чистая основа готовилась путем добавления 1-октнетиола, мономеров и растворителей, за исключением около 50-100 куб. см изопропилактата, смешивалась в 5 л емкости с синей крышкой и перемешивалась в течение 10 минут. Затем смесь залили в 5-литровый реактор из нержавеющей стали, оборудованный мешалкой и содержащий азотную атмосферу. Смесь перемешивалась и нагревалась в течение примерно 25 мин до температуры 68°C. После стабилизации температуры 68°C AMBN растворялся в оставшемся изопропилактате и добавлялся при открытии вентиля стравливания азота. Полимеризация проходила в течение 16-24 часов, после чего температура увеличивалась до 80°C и реакция завершалась. Далее смеси дали достигнуть равновесного состояния при комнатной температуре.
Диаметр печати был 11,44 мм. Передняя и задняя части кривой формы дегазировались азотом. На переднюю часть кривой формы подавалась реакционная смесь мономера, содержащая контрольный образец A (см. Таблицу 2) без красителя в RMM. Основная кривая форма помещалась на переднюю кривую форму с мономером, после чего собранные формы перемещались в камеру отверждения, где нагревались до температуры отверждения 45°C. На достижение равновесия системе отводилось пять минут. После достижения равновесного состояния система отверждалась при 3,5 мВт/см2 с помощью ламп Philips TL03 с использованием фильтра CG420 в течение десяти минут. Кривая форма основания снималась, а передняя кривая гидратировалась в дистиллированной воде при 70°C в течение десяти минут. Готовые линзы подвергались процессам упаковки и стерилизации. Было сделано поперечное сечение линз и получено изображение. Изображение показано на фиг.5.
Пример 2 - Температура отверждения 50°C
Пример 2 проводился, по сути, аналогично примеру 1, за исключением того, что температура отверждения была 50°C. Было сделано поперечное сечение линз и получено изображение. Изображение показано на фиг.5.
Пример 3 - Температура отверждения 55°C
Пример 3 проводился, по сути, аналогично примеру 1, за исключением того, что температура отверждения была 55°C. Было сделано поперечное сечение линз и получено изображение. Изображение показано на фиг.5.
Пример 4 - Температура отверждения 65°C
Пример 4 проводился, по сути, аналогично примеру 1, за исключением того, что температура отверждения была 65°C. Было сделано поперечное сечение линз и получено изображение. Изображение показано на фиг.5.
Примеры 5-8
Передняя и задняя части кривой формы (Zeonor) дегазировались азотом. Для примеров 6-8 передняя кривая часть формы заполнялась реакционной смесью мономера, содержащей 2,1% Красителя-1 (состав B, Таблица 2). Для примера 5 (контрольный образец) состав A заливался в переднюю часть кривой формы. Основание кривой формы помещалось на переднюю часть кривой формы, содержащую смесь мономера. Собранные формы помещались в камеру отверждения и нагревались до 65°C. На достижение равновесия собранной форме отводилось пять минут. После достижения равновесия система отверждалась с помощью ламп Philips TL03 и фильтра CG420 в течение десяти минут при интенсивности света отверждения и заданных параметрах отверждения, показанных в Таблице 3. Основание кривой формы извлекалось, а передняя часть кривой формы гидратировалась в дистиллированной воде при 70°C в течение десяти минут. Готовые линзы подвергались процессам упаковки и стерилизации.
| Таблица 3 | |||||
| № примера | Фильтр | Интенсивность света в верхней части (мВт/см2) | Интенсивность света в нижней части (мВт/см2) | Фиг. # | Вид поперечного сечения |
| 5 | ДА | 3 | 0 | 7A | Обычное |
| 6 | ДА | 0 | 7B | Под углом | |
| 7 | ДА | 2,8 | 0,8 | 7C | Перевернутое расширенной стороной |
| 8 | ДА | 2,8 | 2,8 | 7D |
Поперечные сечения линз, полученных в примерах 5-8, показаны на фиг.7A-D. На фиг.7A показано сечение линзы примера 5, сформованной без фотохромного красителя, демонстрирующее гладко искривленное сечение, показательное для хорошо сформованной сферической контактной линзы. На фиг.7B показано сечение линзы, полученной с добавлением фотохромного красителя и отвержденной только сверху. Сечение линзы наклонено под углом в трубке. Это указывает на неравномерное отверждение и показывает, что влияние фотохромного красителя на отверждение в этом примере не контролируется при использовании одних только фильтров. На фиг.7C (пример 7) и D (пример 8) показаны сечения для линз, полученных с отверждением с обеих сторон. В случае 7C линза перевернута, но демонстрирует гладкую дугу, значительное улучшение по сравнению с фиг.7B. На фиг.7D сечение линзы, отвержденной при сбалансированной интенсивности света и фильтрах с обеих сторон; получены линзы с гладкими, искривленными сечениями.
Пример 9 - Высокие концентрации красителя препятствуют отверждению
Реакция фотополимеризации составов A-E наблюдалась с помощью реометра ATS StressTech (от компании ATS RheoSystems, 52 Georgetown Road, Bordentown, NJ 08505), оснащенного фотоотверждающим устройством, включающим в себя ячейку с регулируемой температурой с нижней кварцевой пластиной и алюминиевой верхней пластиной, а также дуговой ртутной лампой OmniCure (от компании EXFO Photonic Solutions Inc., 2260 Argentia Rd., Mississauga, ON L5N 6H7 КАНАДА) с фильтром пропускной способностью 420 нм полосы (от компании Andover Corporation, 4 Commercial Drive, Salem, NH 03079-2800 США), расположенным под кварцевой пластиной. Интенсивность излучения, измеренная на поверхности кварцевого окна радиометром IL1400A и датчиком XRL140A (от компании Light, Inc., 17 Graf Road, Newburyport, MA 01950), регулировалась на уровне 4,5±0,5 мВт/см2. Каждый состав оценивался при 40°C, 55°C и 70°C.
После того как примерно 0,25 мл реакционной смеси мономера помещалось на нижнюю пластину реометра, верхняя пластина диаметром 25 мм опускалась до 0,500±0,001 мм над нижней пластиной, где удерживалась до достижения точки гелеобразования в процессе реакции. Образцу давалось время на достижение теплового равновесия (~5 минут), определяемое выравниваем по уровню постоянного сдвига вязкости по мере нагревания) до того, как включалась лампа OmniCure и начиналась реакция. В это же время, пока образец достигал теплового равновесия, камера образца продувалась азотом со скоростью 400 куб. см/мин. После этой первичной продувки уровень кислорода в камере образца наблюдался на уровне 0,5±0,1% с помощью датчика кислорода CheckPoint O2 (от компании PBI Dansensor, Topac, 101 Derby St., #203 Hingham, MA 02043). Во время реакции реометр постоянно контролировал прилагаемую динамическую нагрузку (режим быстрых колебаний), когда сегменты времени меньше полного цикла использовались для измерения натяжения при приложении синусоидальной нагрузки (прилагаемой с частотой 1,0 Гц). Динамический модуль сдвига (G'), модуль потерь (G”) и высота зазора наблюдались в качестве функции времени воздействия. По ходу реакции модуль сдвига увеличивался с <1 Па до >0,1 мПа, а тангенс δ (=G”/G') опускался от почти бесконечности до значения менее 1. Для многих систем реакции с поперечными связями точка гелеобразования определяется как время, за которое тангенс δ=1 (точка пересечения, когда G'=G”). На момент, когда G' достигает 100 Па (вскоре после точки гелеобразования), ограничение по высоте зазора на верхней пластине снималось (режим автонатяжения: натяжение =0) так, чтобы зазор между верхней и нижней пластинами мог меняться по мере усадки реакционной смеси мономера во время отверждения, а напряжение по причине усадки оставалось минимальным. Измерение изменения зазора дает возможность оценить количество усадки по причине реакции полимеризации. После 10-минутного воздействия лампа OmniCure выключалась (т.е. отверждение прекращалось).
Результаты реологии для каждого состава оценивались, как показано в Таблице 4 ниже.
| Таблица 4 | ||||||
| Результаты реологии | ||||||
| Температура | Данные | A (контрольный образец) | B | C | D | E |
| 40°C | Точка гелеобразования (секунды) | 30,5 | 32,7 | Нет | 99,0 | Нет |
| Модуль (×105) | 3,745 | 1,837 | Нет | 1,050 | Нет | |
| 55°C | Точка гелеобразования (секунды) | 29,0 | 69,0 | 128,5 | 68,5 | 141,5 |
| Модуль (×105) | 2,529 | 1,678 | 0,430 | 1,676 | 0,277 | |
| 70°C | Точка гелеобразования (секунды) | 18,0 | 57,0 | 101,5 | 62,0 | 95,5 |
| Модуль (×105) | 2,216 | 1,972 | 0,597 | 1,705 | 0,393 |
Образцы C и E не отвердели при 40°C. Эти образцы содержали 2,8% фотохромный краситель.
Пример 10 - Наблюдение хода полимеризации с помощью туннельной зоны
Согласно протоколу были выполнены действия для определения скорости потребления для линз, на которые методом тампопечати наносился красящий состав, содержащий около 7% Красителя-1 и 93% массовой доли чистой основы, описанный в примере 2 по сравнению с линзами без тампопечати красящим составом. Состав A из Таблицы 2 наносился в форму тампопечати. Для сравнения линзы отверждались с высокой (8 мВт/см2) и низкой (4 мВт/см2) интенсивностью.
Эксперимент проводился следующим образом. Закрытые формы линз с тампопечатью, содержащие мономерные смеси, загружались в отверждающий туннель. После заполнения туннеля машина полностью выключалась и поддоны для каждого ряда извлекались из туннеля, после чего маркировались с указанием их места нахождения. Место нахождения поддона соответствует количеству света, которому подвергалась линза в процессе отверждения. Процесс повторялся до тех пор пока не получалось желаемое количество образцов для каждой из испытуемых смесей мономеров и интенсивностей света. Результаты показаны на фиг.8A и 8B.
Пример 11
Реакция фотополимеризации для каждого состава C, перечисленного в Таблице 2, наблюдалась на реометре ATS StressTech (ATS RheoSystems, 52 Georgetown Road, Bordentown, NJ 08505), оснащенным устройством для фотоотверждения, состоящим из ячейки с регулируемой температурой с кварцевой нижней пластиной и алюминиевой верхней пластиной, а также ртутной дуговой лампой OmniCure (EXFO Photonic Solutions Inc., 2260 Argentia Rd., Mississauga, ON L5N 6H7 КАНАДА) с фильтром пропускания полосы (Andover Corporation, 4 Commercial Drive, Salem, NH 03079-2800 США), расположенным под кварцевой пластиной. Интенсивность излучения, измеренная на поверхности кварцевого окна радиометром IL1400A и датчиком XRL140A (от компании Light, Inc., 17 Graf Road, Newburyport, MA 01950), регулировалась на уровне 4,5±0,5 мВт/см2. Температура регулировалась на уровне 60,0±0,1°C.
После того как примерно 0,25 мл реакционной смеси мономера помещалось на нижнюю пластину реометра, верхняя пластина диаметром 25 мм опускалась до 0,500±0,001 мм над нижней пластиной, где удерживалась до достижения точки гелеобразования в процессе реакции. Образцу давалось время на достижение теплового равновесия (~5 минут), определяемое выравниваем по уровню постоянного сдвига вязкости по мере нагревания), до того как включалась лампа OmniCure и начиналась реакция. В это же время, пока образец достигал теплового равновесия, камера с образцом продувалась азотом со скоростью 400 куб. см/мин. После этой первичной продувки уровень кислорода в камере образца наблюдался на уровне 0,5±0,1% с помощью датчика кислорода CheckPoint O2 (от компании PBI Dansensor Topac, 101 Derby St., #203 Hingham, MA 02043). Во время реакции реометр постоянно контролировал прилагаемую динамическую нагрузку (режим быстрых колебаний), когда сегменты времени меньше полного цикла использовались для измерения натяжения при приложении синусоидальной нагрузки (прилагаемой с частотой 1,0 Гц). Динамический модуль сдвига (G'), модуль потерь (G”) и высота зазора наблюдались в качестве функции времени воздействия. По ходу реакции модуль сдвига увеличивался с <1 Па до >0,1 мПа, а тангенс δ (=G”/G') опускался от почти бесконечности до значения менее 1. Для многих систем реакции с поперечными связями точка гелеобразования определяется как время, за которое тангенс δ=1 (точка пересечения, когда G'=G”). На момент, когда G' достигает 100 Па (вскоре после точки гелеобразования), ограничение по высоте зазора на верхней пластине снималось (режим автонатяжения: натяжение =0) так, чтобы зазор между верхней и нижней пластинами мог меняться по мере усадки реакционной смеси мономера во время отверждения, а напряжение по причине усадки оставалось минимальным. Измерение изменения зазора дает возможность оценить количество усадки по причине реакции полимеризации. После 10-минутного воздействия лампа OmniCure выключалась (т.е. отверждение прекращалось).
Результаты показаны на фиг.9-11, где показаны разницы точки гелеобразования и времени до преобразования 95% между линзами, полученными с одним и тем же инициатором, но разными фильтрами и концентрациями фотохромного красителя. Как видно при сравнении фиг.9B, 10B и 11B, где показано нарастание модуля для разных полимеров, полученных в примере 11 (G' по сравнению со временем), когда используются фильтры, блокирующие длины вол, при которых фотохромный краситель демонстрирует способность к поглощению, эффективность преобразования улучшается.
Хотя изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты, оно будет понятно специалистам в данной области, что возможны различные изменения и эквиваленты могут быть заменены на их элементы для адаптации к конкретной ситуации, не выходя за рамки изобретения. Таким образом, предполагается, что изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, как лучшими из предполагаемых для реализации этого изобретения, но что изобретение будет включать все варианты, входящие в данную область, и прилагаемые формулы изобретения.
1. Способ получения контактных линз, содержащих по меньшей мере одно термохромное соединение, включающий следующие стадии:
выбор фотоинициатора, поглощающего первую длину волны;
выбор термохромного соединения, демонстрирующего поглощение первой длины волны при воздействии первой температуры на соединение и, кроме того, демонстрирующего снижение поглощающей способности, по меньшей мере, на 80% при первой длине волне и второй температуре;
заливка реакционной смеси в форму; смесь, содержащая по меньшей мере один полимеризуемый мономер, фотоинициатор и термохромное соединение;
выдерживание реакционной смеси до указанной второй температуры, в результате чего снижается способность молярного поглощения термохромного соединения на первой длине волны;
отверждение реакционной смеси при заданной второй температуре для формования термохромной контактной линзы путем воздействия на смесь излучения, включающего первую длину волны.
2. Способ по п. 1, в котором первая температура составляет около 25°C, а вторая температура - по меньшей мере около 40°C.
3. Способ по п. 1, в котором термохромное соединение представляет собой полимеризуемое фотохромное соединение, которое сополимеризуется с по меньшей мере одним полимеризуемым мономером на стадии отверждения смеси.
4. Способ по п. 1, в котором термохромное соединение однородно распределяется по всей поверхности контактной линзы.
5. Способ по п. 1, в котором термохромное соединение распределяется в центральной круглой области диаметром примерно от 1 до 9 мм с центром в геометрическом центре контактной линзы и центральный круглый участок окружен областью, которая практически не содержит термохромного соединения, таким образом создавая контактную линзу только в районе зрачка.
6. Способ по п. 1, в котором первая длина волны составляет от 380 нм до 780 нм.
7. Способ по п. 1, в котором первая длина волны составляет от 400 нм до 500 нм.
8. Способ по п. 1, в котором первая длина волны составляет от 420 нм до 480 нм.
9. Способ по п. 1, в котором на стадии выдерживания реакционная смесь нагревается до температуры от 55°C до 75°C.
10. Способ по п. 1, в котором на стадии выдерживания реакционная смесь нагревается до температуры от 60°C до 70°C.
11. Способ получения фотохромной контактной линзы, включающий следующие стадии:
выбор фотоинициатора, поглощающего первую длину волны в диапазоне от 420 нм до 480 нм;
выбор фотохромного соединения, демонстрирующего поглощение первой длины волны при воздействии температуры 25°C на соединение и, кроме того, демонстрирует снижение поглощающей способности, по меньшей мере, на 80% при первой длине волны и температуре соединения 70°C;
заливка реакционной смеси на форму; в состав смеси входит по меньшей мере один полимеризуемый силоксановый мономер, фотоинициатор и фотохромное соединение;
нагревание реакционной смеси до температуры от 40°C до 90°C; нагревание приводит к снижению способности фотохромного соединения молярного поглощения при первой длине волны;
отверждение нагретой реакционной смеси с формованием материала фотохромной контактной линзы путем освещения смеси светом с первой длиной волны.
12. Способ по п. 11, в котором фотохромное соединение однородно распределяется по всей поверхности контактной линзы.
13. Способ по п. 11, в котором фотохромное соединение распределяется в центре фотохромной контактной линзы, а центр окружен участком, который практически не содержит фотохромное соединение, таким образом создавая контактную линзу только в районе зрачка.
14. Способ получения фотохромной контактной линзы, включающий в себя следующие стадии:
выбор фотоинициатора, поглощающего первую длину волны в диапазоне от 400 нм до 480 нм;
выбор фотохромного соединения, демонстрирующего поглощение первой длины волны при воздействии температуры 25°C на соединение и, кроме того, демонстрирует снижение поглощающей способности, по меньшей мере, на 80% при первой длине волны и температуре соединения 80°C;
заливка реакционной смеси на форму; в состав смеси входит по меньшей мере один полимеризуемый силоксановый мономер, фотоинициатор и фотохромное соединение;
нагревание реакционной смеси до температуры от 50°C до 90°C; нагревание приводит к снижению способности фотохромного соединения молярного поглощения при первой длине волны;
предоставление источника света для отверждения, который включает свет первой длины волны, опуская, по меньшей мере, часть длин волн, которые активируют фотохромное соединение, нагретый до температуры 80°C;
отверждение нагретой реакционной смеси с формованием материала фотохромной контактной линзы путем освещения смеси светом для отверждения.
15. Способ по п. 14, в котором фотохромное соединение однородно распределяется по всей поверхности контактной линзы.
16. Способ по п. 14, в котором фотохромное соединение распределяется в центральной круглой области диаметром примерно от 1 до 9 мм с центром в геометрическом центре контактной линзы и центральный круглый участок окружен областью, которая практически не содержит термохромного красителя, таким образом создавая контактную линзу только в районе зрачка.
17. Способ по п. 14, в котором часть длин волн, которые опускаются из-за активации фотохромного соединения, включает все длины волн ниже 400 нм.
18. Способ по п. 2, в котором указанная вторая температура составляет по меньшей мере приблизительно 70°C.
19. Способ по п. 1, в котором указанное термохромное соединение выбирается из жидких кристаллов, лейкокрасителей, поляризующих покрытий и фотохромных соединений.
20. Способ получения контактной линзы, содержащей как минимум одно термохромное соединение, включает следующие стадии:
(a) выбор фотоиницатора, который поглощает при первой длине волны;
(b) выбор термохромного соединения, которое демонстрирует поглощение под действием первой длины волны, когда соединение нагрето до первой температуры, и демонстрирует потерю способности поглощения, по меньшей мере, на 80% при воздействии первой длины волны при второй температуре;
(c) заливка в форму контактной линзы смеси термохромного состава, состоящего по меньшей мере из одного термохромного соединения;
(d) заливка в форму контактной линзы реакционной смеси, включающей указанный фотоинициатор и, по меньшей мере, один полимеризуемый компонент;
(e) выдерживание реакционной смеси и термохромного соединения до заданной второй температуры, приводя к снижению способности молярного поглощения термохромного соединения при воздействии первой длины волны;
(f) отверждение реакционной смеси и термохромного соединения при заданной второй температуре для формования термохромной контактной линзы путем воздействия на смесь излучением, включающим первую длину волны.
21. Способ по п. 20, в котором указанный термохромный состав дополнительно включает по меньшей мере один связующий полимер и по меньшей мере один растворитель.
22. Способ по п. 21, в котором указанный связующий полимер по существу является нереакционно-способным.
23. Способ по п. 22, в котором указанный растворитель испаряется из заданного красящего состава до заливки указанной реакционной смеси.
24. Способ по п. 21, в котором термохромный состав включает по меньшей мере полимеризуемый компонент и по меньшей мере один фотоинициатор, который поглощает первую длину волны.
25. Способ по п. 24 дополнительно включает следующие стадии:
выдерживание термохромного состава до заданной второй температуры, приводя к снижению способности молярного поглощения термохромного соединения при воздействии первой длины волны; и
отверждение термохромного состава при заданной второй температуре для формования, по меньшей мере, части полимеризованного термохромного слоя путем воздействия на смесь излучением первой длины волны.
26. Способ по п. 20 или 25, в котором состав реакционной смеси дополнительно включает второе термохромное соединение, которое может совпадать или не совпадать с указанным первым термохромным соединением.
27. Способ по п. 26, в котором второе термохромное соединение отличается от указанного первого термохромного соединения.
28. Способ по п. 27, в котором второе термохромное соединение демонстрирует значительную абсорбцию света при первой длине волны, когда соединение нагрето до первой температуры, но демонстрирует снижение способности к поглощению, по меньшей мере, на 80% под действием первой длины волны при третьей температуре, которая отличается от заданной второй температуры.
29. Способ по п. 5, в котором диаметр указанной центральной круглой области составляет от около 4 до около 9 мм.
30. Способ по п. 5, в котором диаметр указанной центральной круглой области составляет от около 6 до около 9 мм.
